TWI564540B - 利用光瞳相位資訊來量測疊對之方法及系統 - Google Patents

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娜安 薩賓恩斯
安迪 希爾
戴瑞亞 尼葛瑞
丹尼爾 堪德爾
維拉得摩 朗維司基
喬爾 色林格森
歐哈德 貝洽爾
歐佛 薩哈蘭
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    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
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Description

利用光瞳相位資訊來量測疊對之方法及系統
本發明一般係關於提供半導體晶圓之兩個或兩個以上疊對目標之基於相位之量測的方法及系統。
製造半導體裝置(諸如邏輯及記憶體裝置)通常包含使用大量半導體製造程序處理諸如半導體晶圓之基板，以形成各種特徵及多個層級之半導體裝置。例如，微影術係半導體製造程序，其涉及從一光罩(reticle)將一圖案傳遞至配置於一半導體晶圓上之光阻。半導體製造程序之額外實例包含(但不限於)化學機械拋光(CMP)、蝕刻、沈積及離子植入。多個半導體裝置可製造於單一半導體晶圓上之一配置中，且接著分離成個別半導體裝置。
在半導體製造程序期間的各種步驟使用量測程序，以監視及控制一個或多個半導體層處理。例如，量測程序用於量測晶圓之一個或多個特性，諸如在程序步驟期間形成於晶圓上之特徵之尺寸(例如，線寬、厚度等等)，其中可藉由量測一個或多個特性而判定程序步驟之品質。一個此特性包含疊對誤差。疊對量測一般指定第一圖案化層相對於安置於其上方或其下方之第二圖案化層的對準如何精確，或第一圖案相對於安置於相同層上之第二圖案的對準如何精確。習知地運用具有在加工件(例如，半導體晶圓)之一個或多個層上形成之結構的疊對目標來判定疊對誤差。該等結構可採用光柵之形式，且此等光柵可為週期性的。若 適當形成兩層或圖案，則一層或圖案上之結構趨於相對於另一層或圖案上之結構對準。若兩層或圖案未適當對準，則一層或圖案上之結構趨於相對於另一層或圖案上之結構偏移或錯位。疊對誤差係於半導體積體電路製造之不同階段使用之任何圖案之間之錯位。
習知地，利用基於強度之光學系統而實行疊對量測。在此設定中，一強度偵測器(諸如一基於CCD之偵測器)用於使一目標之兩個或兩個以上圖案成像，以量測該兩個或兩個以上圖案之間之錯位。
除強度資訊之外，從一半導體晶圓之一給定組疊對目標之表面反射之照明亦包含相位資訊。因此，期望提供適宜於利用來自半導體晶圓之兩個或兩個以上目標之相位資訊而量測疊對誤差之方法及系統。
揭示一種利用光瞳相位資訊來量測疊對之方法。在一態樣中，一種方法可包含(但不限於)量測跨從一半導體晶圓之一第一疊對目標反射之照明之一部分之一光瞳平面之一第一相位分佈，其中該第一疊對目標經製造以具有一第一故意疊對；量測跨從該半導體晶圓之一第二疊對目標反射之照明之一部分之光瞳平面之一第二相位分佈，其中該第二疊對目標經製造以具有一第二故意疊對，其中該第二故意疊對沿著相反於該第一故意疊對之方向，其中該第一故意疊對及該第二故意疊對具有實質上相同之量值；判定與該第一相位分佈及該第二相位分佈之總和相關聯之一第一 相位傾斜；判定與介於該第一相位分佈與該第二相位分佈之間之差相關聯之一第二相位傾斜；利用該所判定之第二相位傾斜及該第一故意疊對及該第二故意疊對之量值而校準一組相位傾斜資料；藉由比較該第一相位傾斜與該組校準之相位傾斜資料而判定與該第一疊對目標及該第二疊對目標相關聯之測試疊對值。
在另一態樣中，一種方法可包含(但不限於)量測跨從一半導體晶圓之一第一疊對目標反射之照明之一部分之一光瞳平面之一第一相位分佈，其中該第一疊對目標經製造以具有一第一故意疊對；具有沿著選擇方向之選擇量值；量測跨從該半導體晶圓之一第二疊對目標反射之照明之一部分之光瞳平面之一第二相位分佈，其中該第二疊對目標經製造以具有一第二故意疊對，其中該第二故意疊對沿著相反於該第一故意疊對之方向，其中該第一故意疊對及該第二故意疊對具有實質上相同量值；量測跨從該半導體晶圓之一第三疊對目標反射之照明之一部分之光瞳平面之一第三相位分佈，其中該第三疊對目標經製造以具有零故意疊對；判定與該第一相位分佈及該第二相位分佈之總和相關聯之一第一相位傾斜；判定一第二相位傾斜或一第三相位傾斜之至少一者，其中該第二相位傾斜相關聯於介於該第一相位分佈及該第三相位分佈之間之差，且該第三相位傾斜相關聯於介於該第三相位分佈與該第二相位分佈之間之差；利用第二相位傾斜或第三相位傾斜之至少一者及第一故意疊對及第二故意疊對之量值而校準一組相位傾斜資 料；及藉由比較該第一相位傾斜與該組校準之相位傾斜資料而判定與該第一疊對目標、該第二疊對目標及該第三疊對目標相關聯之一個或多個測試疊對值。
揭示一種利用光瞳相位資訊來量測疊對之系統。在一態樣中，一種系統可包含(但不限於)一基於相位之量測系統，其經組態以：量測跨從一半導體晶圓之一第一疊對目標反射之照明之一部分之一光瞳平面之一第一相位分佈，其中該第一疊對目標經製造以具有一第一故意疊對；及量測跨從該半導體晶圓之一第二疊對目標反射之照明之一部分之光瞳平面之一第二相位分佈，其中該第二疊對目標經製造以具有一第二故意疊對，其中該第二故意疊對沿著相反於該第一故意疊對之方向，其中該第一故意疊對及該第二故意疊對具有實質上相同量值。該系統亦包括一個或多個電腦系統，其等經組態以：判定與該第一相位分佈及該第二相位分佈之總和相關聯之一第一相位傾斜；判定與介於該第一相位分佈與該第二相位分佈之間之差相關聯之一第二相位傾斜；及利用該所判定之第二相位傾斜校準一組相位傾斜資料；及藉由比較該第一相位傾斜與該組校準之相位傾斜資料而判定與該第一疊對目標及該第二疊對目標相關聯之一測試疊對值。
應理解，前述一般描述及下文詳細之描述兩者僅為例示性及說明性的，且並非限制所主張之本發明。併入說明書中且組成說明書之一部分之附圖繪示本發明之實施例，且與一般描述一起用於解釋本發明之原理。
本發明之許多優點可藉由參考附圖而由熟習此項技術者更好地理解。
現將詳細參考所揭示之標的，其繪示於附圖中。
一般參考圖1A至圖9，描述根據本發明之利用光瞳相位資訊來量測兩個或兩個以上處理層之間之疊對之系統及方法。本發明主要探討適宜於利用經設計以具有選擇量之故意疊對之兩個或兩個以上疊對目標實行基於相位之疊對量測之方法及系統。在這方面，本發明之各種實施例可用於沿著疊對量測系統之光瞳平面之一個或多個方向量化相位分佈，且繼而判定從兩個或兩個以上故意偏移疊對目標反射之照明之相關聯「相位傾斜」。利用所量測之相位傾斜資訊，本發明之實施例可接著對於半導體晶圓之量測之疊對目標判定一「測試」疊對(即，無意疊對誤差)。
圖1A及圖1B繪示沿著一光學系統之一光瞳平面之一個或多個方向之疊對引發之相位傾斜之概念圖。如圖1A中所展示，沒有可量測疊對誤差之半導體晶圓105之一疊對目標104顯示粗略「平坦」的光瞳相位分佈102(例如，光瞳相位影像)，其作為沿著一光學量測系統之成像通路之光瞳103之選擇方向之位置之函數。相比之下，具有非零疊對之疊對目標110產生具有「相位傾斜」之光瞳相位分佈108，其係沿著一光學量測系統之成像通路之光瞳103之選擇方向之位置之函數。在這方面，光瞳相位分佈108之相位值作為沿著選擇方向(例如，X方向或Y方向)之位置之函 數而近似線性地增加或減小。此外，由於一給定相位分佈(例如，102或108)之複雜性，可利用具有引入之「故意」疊對之疊對目標而校準使用疊對目標量測之光瞳相位傾斜，如將在本文中以更多細節進一步討論。應進一步注意，藉由下列方程式使光瞳相位傾斜之角度可近似相關於一給定疊對目標組之疊對：
其中θ特性化相對於沿著光瞳之選擇方向之位置之光瞳相位變化之斜率，OVL代表與所量測之疊對目標相關聯之疊對，且Heff代表疊對目標之有效高度。因而，應意識到，疊對目標上減小之厚度改良量測靈敏度，此係因為減小之目標厚度增加相位傾斜角。此外，預期上文描述之相位傾斜效應不取決於光瞳平面方向。在此意義上，沿著X方向量測之相位傾斜獨立於沿著Y方向量測之相位傾斜。
圖2A至圖2B繪示映射為各種疊對值之沿著X方向及Y方向之數值孔徑之函數之一系列200模擬X相位二維相位影像資料組。圖2A繪示在零疊對值處獲得之一組相位影像資料202。圖2B繪示在5 nm之疊對值處獲得之一組相位影像資料204。圖2C繪示藉由從相位影像202減去相位影像204而計算之差函數206。如圖2B中所展示，較難分辨相位影像中作為NA(X)之函數之可注意到的變化。然而在減去影像時，如在差影像206中，在從NA(X)=0之正X方向或負X方 向之相位變化量值上顯然存在可注意到之增加。藉由在空間上使相位差影像206之相位變化平均化，可計算跨集光光瞳之相位變化。
已進一步發現，從一組疊對目標之照明中觀察到之相位變化之量值係所量測之疊對目標中存在之疊對之線性函數。光瞳相位傾斜與疊對之間之線性關係允許相位傾斜與疊對資料之直接校準，如將在本文中進一步更詳細討論。
如貫穿本發明所使用，術語「晶圓」一般指由一半導體或非半導體材料形成之基板。例如，半導體或非半導體材料可包含(但不限於)單晶矽、砷化鎵及磷化銦。一晶圓可包含一個或多個層。例如，此等層可包含(但不限於)光阻、介電材料、導電材料及半導體材料。此項技術中已知許多不同類型之此等層，且如本文中所使用之術語晶圓意欲涵蓋其上可形成所有類型之此等層之晶圓。
一典型半導體程序包含晶圓批處理。如本文中所使用，「批」係一起處理之晶圓群組(例如，25個晶圓之群組)。批中之每一晶圓包括來自微影處理工具(例如，步進器、掃描器等等)之許多曝光場。每一場內可存在多個晶粒。晶粒係最終成為單個晶片之功能單元。在產品晶圓上，通常將疊對量測目標置於劃割線區中(例如，場之4個角落中)。此係繞曝光場之周界(及晶粒外部)通常沒有電路的區域。在一些實例中，疊對目標置於分道(street)中，其等係在晶粒之間但不在該場之周界處的區域。置於產品晶圓上之在主要晶粒區內之疊對目標相當少見，此係因為此區迫 切需要電路。
形成於一晶圓上之一個或多個層可經圖案化或不圖案化。例如，一晶圓可包含複數個晶粒，各晶粒具有可重複之圖案化特徵。材料之此等層之形成及處理可最終導致成品裝置。許多不同類型之裝置可形成於一晶圓上，且如本文中所使用之術語晶圓意欲涵蓋其上製造此項技術中已知之任何類型之裝置之晶圓。
圖3繪示根據本發明之利用光瞳相位分析量測疊對之系統300。該系統300可包含一基於相位之量測系統302，基於相位之量測系統302經組態以經由兩個或兩個以上量測目標(例如，303及305)之光瞳相位分析而在該半導體晶圓105之識別位置處執行疊對量測。在一進一步實施例中，該量測系統302可經組態以接受來自系統300之另一子系統之指令，以實行基於指定相位之量測計劃。例如，該量測系統302可接受來自系統300之一個或多個電腦系統308之指令。在從該電腦系統308接收指令時，該量測系統302可在所提供之指令中識別之半導體晶圓105之各種位置處執行基於相位之疊對量測。本發明之相位分析及相位傾斜分析之各種實施例之特定態樣在本文中進一步更詳細討論。
在一實施例中，該一個或多個電腦系統308可經組態以接收由一批一個或多個晶圓之取樣程序中基於相位之量測系統302執行之一組量測。在從基於相位之量測系統302接收一個或多個取樣程序之結果時，該一個或多個電腦系統308可接著經由一預程式化疊對判定演算法計算與所取樣 之疊對目標相關聯之一個或多個疊對值，該演算法經組態以透過判定及比較與兩個或兩個以上疊對目標相關聯之相位傾斜而判定量測之疊對值。
應意識到，可由單個電腦系統308或替代地由多個電腦系統308實行貫穿本發明而描述之各種步驟。此外，系統300之不同子系統(諸如量測系統302)可包含適宜於實行上文描述之步驟之至少一部分之電腦系統。因此，上文之描述不應解譯為本發明上之限制，但僅為例證。此外，一個或多個電腦系統308可經組態以執行本文中描述之任何方法實施例之任何其他步驟。
在另一實施例中，該電腦系統308可通信地耦接至基於相位之量測系統302或此項技術中已知之以任何方式之處理工具。例如，該一個或多個電腦系統208可耦接至基於相位之量測系統302之電腦系統或一處理工具之電腦系統。在另一實例中，可由單個電腦系統控制基於相位之量測系統302及處理工具。以此方式，系統300之電腦系統308可耦接至單個量測處理工具電腦系統。此外，系統300之電腦系統308可經組態以藉由可包含有線及/或無線部分之傳輸媒體而從其他系統接收及/或獲取資料或資訊(例如，來自一檢驗系統之檢驗結果、來自額外量測系統之量測結果，或從一系統計算之可校正之處理工具，諸如KLA-Tencor's KT Analyzer)。以此方式，該傳輸媒體可用作電腦系統308與系統300之其他子系統之間之資料鏈路。此外，電腦系統308經由一傳輸媒體將資料發送至外部系 統。例如，該電腦系統308可將計算之可校正之處理工具發送至獨立於所描述之系統300而存在之一單獨量測系統。
電腦系統308可包含(但不限於)個人電腦系統、大型電腦系統、工作站、影像電腦、平行處理器或此項技術中已知之任何其他裝置。一般而言，術語「電腦系統」可廣泛地定義以涵蓋具有執行來自一記憶體媒體之指令之一個或多個處理器之任何裝置。
實施諸如本文中描述之此等之方法之程式指令312可在載體媒體310上傳輸或儲存於載體媒體310上。載體媒體可為一傳輸媒體，諸如有線、纜線或無線傳輸鏈路。載體媒體亦可包含一儲存媒體，諸如唯讀記憶體、隨機存取記憶體、磁碟或光碟或磁帶。
圖3中繪示之系統300之實施例可進一步如本文中所描述般組態。再者，系統300可經組態以執行本文中描述之任何方法實施例之任何其他步驟。
圖4繪示適宜於由本發明之系統300實施之程序流程400。在一態樣中，應意識到，可經由由電腦系統308之一個或多個處理器執行之一預程式化演算法實行程序流程400之資料處理步驟。在步驟402中，系統300之基於相位之量測系統302可量測從半導體晶圓105之第一目標303反射之照明之相位分佈(例如，二維相位影像)，其中第一目標303經製造以包含已知或故意疊對。在此意義上，應意識到，與第一目標303相關聯之可量測疊對值包含兩個分 量，即「故意」疊對及「測試」疊對。所量測之疊對表示為：OVL M =OVL T +OVL I (方程式2)
其中OVLM代表由基於相位之量測系統302量測之疊對，OVLI代表故意引入至測試之疊對目標303及305中之疊對位移，且OVLT代表測試疊對，其代表目標303與305之量測圖案之間之無意對位不準。在步驟404中，基於相位之量測系統302可量測從一第二目標305反射之照明之一相位分佈。與第一目標303相比，該第二目標經製造以具有一疊對，其具有步驟402之故意疊對之相同量值但相反之位移方向。因而，第二目標305之所量測之疊對可表達為：OVL M =OVL T -OVL I (方程式3)
其中方程式2中之負號代表方程式2之故意疊對，而方程式1之故意疊對之相同量值係在相反方向上。此外，如將在本文中進一步更詳細討論，基於相位之量測系統302可由修改之兩束干涉配置或配備有定位於量測系統302之一成像通路之光瞳平面之一個或多個波前感測器之光學系統組成。
在步驟406中，系統300可計算第一相位分佈及第二相位分佈之總和。在步驟408中，系統300可計算第一相位分佈與第二相位分佈之間之差。貫穿本發明，第一相位分佈與第二相位分佈之間之總和及差可分別稱為Sum1,2及 Diff1,2。在此意義上，Sum1,2及Diff1,2函數可寫為：Sum 1,2=φ 1+φ 2 (方程式4)
Diff 1,2=φ 1-φ 2 (方程式5)
其中φ1及φ2分別代表第一相位分佈及第二相位分佈。在一實施例中，系統300可利用由一個或多個電腦系統308之一個或多個處理器執行之預程式化演算法而執行步驟406及408之求和及差值運算。在另一實施例中，如本文中進一步更詳細討論，系統300可光學地執行求和及差值運算，其中系統300之所選擇之波前感測器可接收代表第一相位分佈及第二相位分佈之總和之一信號，及代表第一相位分佈與第二相位分佈之間之差之第二信號。
在步驟410中，系統300可對於步驟406中產生之Sum1,2判定沿著量測系統302之光瞳平面103之一方向之第一相位傾斜。例如，系統300可判定與第一相位分佈及第二分佈之總和相關聯之光相位中之凈變化，其作為跨量測系統202之主要光軸之一成像通路之光瞳平面103之位置之函數。在步驟412中，系統300可對於步驟408中產生之Diff1,2判定沿著量測系統302之一影像通路之光瞳平面103之方向之第二相位傾斜。貫穿本發明，程序400之第一相位傾斜及第二相位傾斜可分別稱為Tilt1+2及Tilt1-2。
在步驟414中，系統300可利用步驟412之第二相位傾斜以及第一目標及第二目標之第一故意疊對及第二故意疊對之量值而校準相位傾斜與疊對資料。應意識到，第二相位 傾斜對應於與故意疊對OVLI之量值之兩倍相關聯之相位傾斜值。因而，直接將所量測之相位傾斜與已知層級之疊對相關，即，OVLI(即，「故意疊對」)。
在步驟416中，藉由比較步驟410之第一相位傾斜與步驟414中判定之相位傾斜與疊對資料之校準組，系統300可判定與第一疊對目標303及第二疊對目標305相關聯之測試疊對值。應意識到，第一相位傾斜對應於與目標303及/或305相關聯之測試疊對之量值之兩倍相關聯之相位傾斜值。如已意識到，在一般意義上，相位傾斜與一個或多個目標之實際疊對近似線性相關，步驟414之校準結果連同步驟410中判定之第一相位傾斜可經利用以判定該測試疊對值。近似測試疊對給出為：
圖5繪示適宜於由本發明之系統300實施之一替代程序流程500。與程序流程400相比，程序流程500提供實施量測及分析來自三個疊對目標之光瞳相位資訊之量測及分析例行程序。在步驟502中，以類似於程序400之步驟402之方式，系統300之基於相位之量測系統302可量測從半導體晶圓105之第一目標303反射之照明之一相位分佈，其中該第一目標303經製造以包含一已知或故意疊對(除未知「測試」疊對之外)。在步驟504中，基於相位之量測系統302可量測從一第二目標305反射之照明之一相位分佈，該第二目標經製造以具有一疊對，其具有步驟502之故意疊對 之相同量值但相反之位移方向。在步驟506中，基於相位之量測系統302可量測從一第三疊對目標307反射之照明之一相位分佈，其中該第三疊對目標307經建構以具有零故意疊對，使得目標307之所量測之疊對僅由測試疊對組成。以此方式，三個疊對目標303、305及307之各者之量測之疊對可表示為：
在步驟508中，系統300可判定第一相位分佈及第二相位分佈之總和。在步驟510中，系統300可計算第一相位分佈與第三相位分佈之間之差。在步驟512中，系統300可判定第三相位分佈與第二相位分佈之間之差。在此意義上，Sum1,2、Diff1,3及Diff3,2函數表達為：Sum 1,2=φ 1+φ 2 (方程式10)
Diff 1,3=φ 1-φ 3 (方程式11)
Diff 3,2=φ 3-φ 2 (方程式12)
其中φ1、φ2及φ3分別代表第一、第二及第三相位分佈。在一實施例中，系統300可利用由一個或多個電腦系統308之一個或多個處理器執行之預程式化演算法執行步驟508至512之求和及差值運算。在另一實施例中，系統300可光學地執行求和及差值運算。
在步驟514中，系統300可對於步驟508中產生之Sum1,2判定沿著量測系統302之光瞳平面103之一方向之第一相位傾斜。在步驟516中，系統300可對於步驟510中產生之Diff1,3函數判定沿著量測系統302之一影像通路之光瞳平面103之一方向之第二相位傾斜。在步驟518中，系統300可對於步驟512中產生之Diff3,2函數判定量測系統302之一影像通路之光瞳平面103之一方向之第三相位傾斜。貫穿本發明，程序500之第一、第二及第三相位傾斜可分別稱為Tilt1+2、Tilt1-3及Tilt3-2。
在步驟518中，系統300可利用步驟516之第二相位傾斜或第三相位傾斜以及第一目標及第二目標之第一故意疊對及第二故意疊對之量值而校準相位傾斜與疊對資料。應意識到，第二相位傾斜及第三相位傾斜對應於與故意疊對OVLI之量值之兩倍相關聯之相位傾斜值。因而，如在程序400中，直接將量測之相位傾斜與已知層級之疊對(即，OVLI(即，「故意疊對」))相關。進一步意識到，可利用第二相位傾斜及第三相位傾斜兩者以校準相位傾斜與疊對資料。例如，步驟516之第二相位傾斜值及第三相位傾斜值可被平均化，且接著用於校準相位傾斜與疊對資料。在另一實例中，步驟516之第二相位傾斜及第三相位傾斜兩者可個別地用於校準相位傾斜與疊對資料。接著，校準之相位傾斜與疊對資料之組可被平均化或以其它方式統計地組合以形成相位傾斜與疊對資料之複合組。
在步驟520中，藉由比較步驟514之第一相位傾斜與步驟 518中判定之相位傾斜與疊對資料之校準組，系統300可判定與第一疊對目標303、第二疊對目標305及第三疊對目標307相關聯之測試疊對值。應意識到，第一相位傾斜對應於與目標303、305及307相關聯之測試疊對之量值之兩倍相關聯之相位傾斜值。如已意識到，在一般意義上，相位傾斜與一個或多個目標之實際疊對近似線性相關，可利用步驟518之校準結果連同步驟514中判定之第一相位傾斜以判定測試疊對值。近似之測試疊對可按照Tilt1-3及Tilt3-2由以下方程式表達：
注意，可經由由電腦系統308之一個或多個處理器執行之一組一個或多個預程式化演算法實行程序400及500之數值計算。已意識到，該組預程式化演算法可包含(但不限於)經組態以計算兩個或兩個以上量測之相位分佈之總和及差之相位分析演算法313、經組態以判定作為跨光瞳平面之位置之函數之總和及差資料組之相位傾斜之相位傾斜演算法314及經組態以校準相位傾斜與疊對資料及判定測試疊對值之校準演算法315。已進一步意識到，上文之演算法並非限制性的，且應僅解譯為例證性的。
本發明之一額外態樣係像差之限制及聚焦誤差效應。由於差值運算在前文中討論之程序400及500中固有地抵消， 像差(通常在低成本光學系統中係抑制的)。因而，可在本發明中利用較低成本之光學組件。此外，一在上文描述之程序400及500之差值運算中抵消些聚焦像差(但並非全部)。
一般參考圖6至圖9，系統600、700、800及900繪示圖3之量測系統302之實施例。本文中預期可利用系統600、700、800及900以實行前文所描述之程序流程400及500。在一般意義上，系統600、700、800及900之各者主要探討適宜於利用兩個或兩個以上量測目標實行基於相位之疊對量測之光學組態。
圖6繪示根據圖3之量測系統302之一實施例之基於相位之量測系統600。基於相位之量測系統600可包含(但不限於)照明源602、分束器606、物鏡612及位於光瞳平面103內之波前感測器610，其經組態以分析作為跨光瞳平面103之位置之函數之從樣本105(例如，半導體晶圓)之兩個或兩個以上目標(例如，303、305或307)反射之照明之相位分佈。
系統600之照明源602可包含此項技術中已知之任何照明源。在一實施例中，該照明源602可包含一窄頻帶光源。應意識到，任何已知窄頻帶光源適宜實施於本發明中。例如，照明源602可包含(但不限於)一個或多個雷射光源。在另一實施例中，該照明源602可包含一窄頻帶光源(例如，白光源)。例如，該照明源602可包含(但不限於)鹵素光源(HLS)。例如，鹵素光源可包含(但不限於)基於鎢之鹵素 燈。在另一實例中，該照明源602可包含一氙弧燈。
在本發明之另一態樣中，系統600之分束器606可將源自一照明源602之光束分成兩個路徑：一物體路徑614及一參考路徑616。在此意義上，該系統600之物體路徑614及參考路徑616可形成雙光束干涉光學系統之一部分。例如，分束器606可將來自照明路徑604之光束之第一部分沿著物體路徑614引導，同時允許來自照明路徑604之光束之第二部分沿著參考路徑616傳輸。更明確而言，分束器606可將源自該照明源602之光之一部分引導至安置於樣本台613上之樣本105之表面(例如，經由物體路徑614)。此外，分束器606可將源自照明源602之光之第二部分傳輸至該參考路徑616之組成部分，其可在基於干涉之系統聚焦作用期間利用。例如，分束器606可將來自照明路徑604之一部分光沿著參考路徑616傳輸至一參考鏡(未作圖式)。熟習此項技術者應意識到，此項技術中已知之任何分束器適宜於實施為本發明之分束器606。
在另一實施例中，系統600可包含主物鏡612。該主物鏡612可幫助將光沿著物體路徑614引導至安置於樣本台613上之樣本105之表面。例如，分束器606可將源自該照明源602之光束之一部分沿著物體路徑614引導。接著是由分束器606之分裂程序，該主物鏡612可將來自物體路徑614(其可與主要光軸(未標出)共線)之光聚焦於樣本105之表面上。在一般意義上，此項技術中已知之任何物鏡可適宜於實施為本發明之主物鏡612。
此外，照射於樣本105之表面上之光之一部分可由一個或多個疊對目標(例如，303、305或307)反射，且沿著主要光軸經由物鏡612及分束器606朝波前感測器610引導。應進一步意識到，中間光學裝置(諸如中間透鏡、額外分束器(例如，經組態以將光之一部分分至一聚焦系統之一分束器)及成像透鏡)可置於物鏡612與波前感測器610之間。
在本發明之另一態樣中，系統600之波前感測器610可沿著系統600之主要光軸而安置於該光瞳平面103中，如圖6中所展示。在這方面，該波前感測器610可經配置以從安置於樣本105之一個或多個層上之兩個或兩個以上疊對目標(例如，303、305或307)收集作為跨光瞳之位置之函數之相位分佈資訊。例如，在一般意義上，在從樣本105之兩個或兩個以上疊對目標反射之後，光可沿著主要光軸經由主物鏡612及分束器606行進至該波前感測器610。已意識到，此項技術中已知之任何波前感測器適宜實施於本發明中。例如，波前感測器610可包含Hatnann-Schack波前感測器。
在一進一步態樣中，該感測器610可與一電腦系統308通信地耦接，如圖3中所展示。在這方面，數位化相位分佈資料(例如，相位影像資料)可從基於相位之量測系統600之波前感測器610經由一信號(諸如一有線信號(例如，銅線、光纖纜線及類似物)或一無線信號(例如，無線RF信號))而傳輸至該電腦系統308。以此方式，在經由波前感測器610量測作為光瞳位置之函數之相位分佈資料時，該系統300 可利用一個或多個電腦系統308判定相位傾斜，及繼而判定疊對目標303、305或307之「測試」疊對。在這方面，波前感測器610可經利用以部分實行程序流程400或500。然而應意識到，基於相位之量測系統600(以及系統300)可用於以不同於前文所描述之程序400或500之方式實行基於相位之量測。
雖然上文之描述描述位於沿著系統600之主要光軸之波前感測器610，然而此特性不應解譯為要求。在本文中預期感測器610可居於沿著系統600之一額外光軸。例如，在一般意義上，可利用一個或多個額外分束器以轉移從該樣本105之表面反射之一部分光，且沿著物體路徑614行進至與物體路徑614不平行之一額外光軸上。該感測器610可經配置使得沿著額外光軸行進之光照射於波感測器610上。
圖7繪示根據圖3之量測系統302之一實施例之基於相位之量測系統700。基於相位之量測系統700可包含(但不限於)：一照明源602；分束器606；一物鏡612；一組參考光學器件702，其等經組態以跨系統700之光瞳提供一干涉參考信號；及位於該光瞳平面103內之一強度偵測器708，其經組態以分析作為跨光瞳平面103之位置之函數之從樣本105(例如，半導體晶圓)之兩個或兩個以上目標(例如，303、305或307)反射之照明之相位分佈。
在本文中已意識到，圖7之照明源602、分束器606及樣本台613類似於前文中描述之圖6之相似組件。因而，系統600之描述應被解譯為除另外提供之處之外沿用於系統 700。
在本發明之一態樣中，基於相位之量測系統700可組態為一雙光束干涉光學系統。系統700之參考路徑616可包含一組參考光學器件702，其經組態以跨該光學系統700之光瞳平面103而提供一參考信號。以此方式，從參考通路616之參考光學器件702反射之照明可與從該半導體晶圓105之兩個或兩個以上疊對目標(例如，303、305或307)反射之照明干涉。熟習此項技術者應意識到，組合之參考光束照明及樣本照明(例如，來自疊對目標之照明)之強度可與參考光束照明與反射之樣本照明之間之相對相位直接相關。因而，藉由量測作為光瞳位置之函數之照明資訊，可推斷跨該光瞳之相位分佈。
對於熟習此項技術者應顯而易見，參考路徑616可包含(但不限於)參考光學器件702(例如，參考鏡)及一參考物鏡(未作圖式)。在一般意義上，一雙光束干涉光學系統可組態為林尼克(Linnik)干涉。林尼克干涉一般地描述於1989年4月4日發佈之美國專利第4,818,110號及2001年1月9日發佈之美國專利第6,172,349號中，其等以引用之方式併入本文中。
在本發明之額外態樣中，經組態以跨系統700之光瞳提供一干涉參考信號之參考光學器件702可包含(但不限於)一球面鏡704或一組繞射光學器件706(例如，全像鏡)。例如，可利用一球面鏡704作為系統700之參考通路616中之參考鏡。以此方式，該球面鏡704可用於跨整個(或幾乎整 個)光瞳傳輸一參考信號。因而，如上文所描述，從該參考通路616之該球面鏡704反射之光可接著與來自兩個或兩個以上目標303、305或307之光干涉，以跨整個光瞳平面103產生一組合干涉信號，允許系統700推斷相位分佈。作為額外實例，繞射光學器件706之利用可導致參考光束照明反射成多個光瞳點，而非跨光瞳平面之參考光之連續分佈。本文中已意識到，當與一平面參考鏡相比較時，利用一球面鏡704或繞射光學器件706尤其有利，此係因為平面參考鏡將提供主要集中於光瞳平面中央處之參考照明(關於成像通路608居中)。
在本發明之另一態樣中，來自照明源602之照明可為低數值孔徑(NA)照明。熟習此項技術者應意識到，利用低NA照明在光瞳平面103處產生兩個或兩個以上目標303、305或307之清晰物像。
應進一步意識到，中間光學裝置(諸如中間透鏡、額外分束器(例如，經組態以將一部分光分至一聚焦系統之分束器)及成像透鏡)可置於物鏡612與偵測器708之成像平面之間。
在本發明之另一態樣中，系統700之偵測器708可沿著系統700之主要光軸安置。在這方面，該偵測器708可經配置以收集來自樣本105之表面之影像資料。例如，在一般意義上，在從該樣本105之表面反射之後，光可沿著主要光軸經由主要物鏡612及分束器606行進至偵測器708之影像平面。已意識到，此項技術中已知之任何偵測器系統適宜 執行於本發明中。例如，該偵測器708可包含基於電荷耦合裝置(CCD)之一相機系統。作為另一實例，該偵測器110可包含基於時間延遲積分(TDI)-CCD之一相機系統。
在一進一步態樣中，該偵測器708可與一電腦系統308通信地耦接，如圖3中所展示。在這方面，數位化影像資料(例如，基於強度之影像資料)可從基於相位之量測系統700之強度偵測器708經由一信號(諸如一有線信號(例如，銅線、光纖纜線及類似物)或一無線信號(例如，無線RF信號))傳輸至電腦系統308。以此方式，在經由偵測器708量測作為光瞳位置之函數之強度分佈資料時，該系統300可判定相位分佈，及繼而判定照明之相位傾斜，及疊對目標303、305或307之「測試」疊對。在這方面，強度偵測器708可利用於部分實行程序流程400或500。然而應意識到，基於相位之量測系統700(以及系統300)可用於以不同於前文中所描述之程序400或500之方式實行基於相位之量測。
雖然上文之描述描述位於沿著系統700之主要光軸之偵測器708，然而此特性不應解譯為要求。在本文中預期偵測器708可居於沿著系統700之一額外光軸。例如，在一般意義上，可利用一個或多個額外分束器以轉移從該樣本105之表面反射之一部分光，且沿著物體路徑614行進至額外光軸上。該偵測器708可經配置使得沿著額外光軸行進之光照射該偵測器708之影像平面。
圖8繪示基於相位之量測系統800，其經組態以根據圖3 之量測系統302之一實施例同時量測兩個或兩個以上疊對目標。在一態樣中，基於相位之量測系統800經組態以提供與從該第一疊對目標303及該第二疊對目標305反射之照明相關聯之相位分佈之同時相位分析。基於相位之量測系統800可包含(但不限於)一組場光闌802(其包含第一場光闌804及第二場光闌806)、第一鏡811、第二鏡813、第一波前感測器816及第二波前感測器818。注意，除另外提供之處之外，上文關於圖6及圖7之描述應解譯為沿用於圖8。
在一態樣中，從包含兩個或兩個以上疊對目標303、305或307之該樣本105之表面反射之照明可分別經由第一場光闌804及第二場光闌806分成第一通道808及第二通道810。在這方面，該等場光闌804及806可根據疊對目標位置而定位，每一場光闌與一選擇疊對目標對準。
在另一態樣中，來自該第一通道808之照明可經由一第一鏡811引導向朝一第一波前感測器816之表面812。類似地，來自該第二通道810之照明可引導朝向該第二波前感測器818之表面814。
在一額外態樣中，該等波偵測器816及818同時獲取光瞳相位影像資料。因而，系統800允許同時相位分佈分析來自兩個或兩個以上疊對目標(例如，303或305)之照明。
在一進一步實施例中，該等場光闌804及806之各者可包含一切趾濾光器。應意識到，在場光闌804及場光闌806兩者上利用切趾濾光器幫助消除繞射之可能性。
進一步預期基於相位之量測系統800可允許經由同時目 標資訊獲取而執行程序流程400及500。
圖9繪示基於相位之量測系統900，其經組態以根據圖3之量測系統302之一實施例而提供差影像及總和影像之光學計算。在一態樣中，基於相位之量測系統900經組態以實行與從第一疊對目標303及第二疊對目標305反射之照明相關聯之相位分佈(例如，相位影像)之差值運算及求和運算(如上文參考程序400及500所描述)。基於相位之量測系統900可包含(但不限於)一組場光闌902(其包含第一場光闌904及第二場光闌905)、一90°鏡910、一分束器912、一半波阻滯器914及一波前感測器916。注意，除另外提供之處之外，上文關於圖6、圖7及圖8之描述應解譯為沿用於圖9。
在一態樣中，從包含兩個或兩個以上疊對目標303、305或307之樣本105之表面反射之照明可分別經由該第一場光闌904及該第二場光闌905而被分成第一通道906及第二通道908。在這方面，該等場光闌904及905可根據疊對目標位置而定位，每一場光闌與一選擇疊對目標對準。
在一進一步態樣中，來自該第一通道906及該第二通道908之照明引導朝向該90°鏡910之第一臂。此外，該90°鏡經配置以反射第一通道906之照明朝向該分束器912，且反射至該波前偵測器916上。該90°鏡亦經配置以將該第二通道908之照明從該90°鏡之第一臂反射至該90°鏡之第二臂，且接著反射朝向該分束器912，該分束器912將該照明轉移至該波前感測器916上。
此外，一半波阻滯器914沿著該第二通道908定位，使得該第二通道908之照明之至少一部分被相位延遲。在這方面，入射於該波前感測器916上之照明之一部分由「相加」波形組成，而該波前感測器916之剩餘部分接收「相減」波形。例如，如圖9中所展示，用該阻滯器914處理之該第二通道908之照明部分可用於與來自該第一通道906之照明之一部分破壞性干涉。因而，照射於該波感測器916之第一部分915上之組合之照明可代表「相減」波形組。相比之下，第二通道908不由該阻滯器914處理之部分可用於與該第一通道906之剩餘部分建設性干涉。因而，照射於該波感測器916之第二部分920上之組合分佈可代表「相加」波形組。
在本文中預期本發明之各種系統可(但非必需)由調適或重組態現存光學量測系統而組成。例如，本發明可由調適KLA-Tencor Archer 100疊對控制系統而組成。例如，上文在圖6中繪示之基於相位之量測系統600可藉由沿著一傳統疊對量測系統(例如，Archer 100系統)之成像通路部分整合一波前感測器而建構。在另一實例中，上文在圖7中繪示之基於相位之量測系統700可部分藉由用一球面鏡或全像鏡替代一傳統疊對量測系統之參考光學器件而建構。應意識到，本發明不限於Archer 100系統之調適，而相反，上文之描述應解譯為僅為例證。預期本發明可沿用於多種顯微鏡及疊對量測系統，以及獨立於先前系統之現存系統。
在本發明之一額外態樣中，由於所量測之相位傾斜沿著光瞳之給定方向係實質上均勻的(即，線性)，因此疊對資訊可源自任何兩個對稱部分。因而，藉由將該光瞳分成由波長及/或偏振編碼之對稱區段，可從給定資訊提取額外資訊。
在實施例中，該光瞳103可利用一選擇之空間可變濾光器而被分成複數個對稱區段。例如，該光瞳可基於偏振而劃分，使得每一區段感測定義之偏振。在另一實例中，該光瞳可基於光譜資訊劃分，使得該光瞳之每一區段感測定義波長之照明。
進一步預期基於選擇之可量測數量(諸如波長或偏振)而將光瞳劃分成對稱區段可沿用於本發明之所有各種實施例。
在本發明之另一態樣中，在本文中預期可經由多個照明源實行對兩個或兩個以上疊對目標執行之疊對量測，其等之各者具有一不同波長。在這方面，例如，程序400及500中提供之相位分佈及相位傾斜分析可利用多波長照明實行。在一實施例中，相位傾斜與量測之疊對資料可利用以不同波長照明量測照明曝光期間獲取之資料而校準。在這方面，預期基於相位之疊對量測可利用單個目標量測而實行。
熟習此項技術者應意識到，本發明之量測之特性(例如，疊對誤差)可經利用以改良隨後微影程序之控制，且判定微影圖案之品質是否滿足預定需求。在一實施例中， 疊對量測資料可用於對量測晶圓105之每個場計算可校正疊對、可校正劑量或可校正焦點。此等可校正值可接著被發送至一微影工具，以改良微影工具效能。在一般意義上，可校正資料可用於校正一微影工具(例如，步進器)或掃描器工具之對準，以改良隨後關於疊對效能之微影圖案化之控制。
熟習此項技術者應進一步意識到，用於判定本文中描述之疊對之技術可適宜於各種光微影程序，諸如半導體裝置製造光微影程序、光學裝置製造、微機械製造及類似物。
本文中描述之所有方法可包含將方法實施例之一個或多個步驟之結果儲存於一儲存媒體中。該等結果可包含本文中描述之任何結果，且可以此項技術中已知之任何方式儲存。該儲存媒體可包含本文中描述之任何儲存媒體，或此項技術中已知之任何其他適宜儲存媒體。在已儲存結果之後，該等結果可在儲存媒體中存取，且由本文中描述之方法或系統實施例之任何者使用，經格式化以由另一軟體模組、方法或系統等等使用而對一使用者顯示。此外，該等結果可「永久」、「半永久」、暫時儲存，或儲存某一時間段。例如，該儲存媒體可為隨機存取記憶體(RAM)，且該等結果可能不必要無限期地保存於該儲存媒體中。
進一步預期上文描述之方法之實施例之各者可包含本文中描述之任何其他方法之任何其他步驟。再者，上文描述之方法之實施例之各者可由本文中描述之任何系統執行。
熟習此項技術者應瞭解，可由各種載體實現本文中描述 之程序及/或系統及/或其他技術(例如，硬體、軟體及/或韌體)，且較佳載體將隨部署該等程序及/或系統及/或其他技術之內容而變化。例如，若實施者判定速度及精確度極其重要，則實施者可選擇主要硬體及/或韌體之載體；替代地，若靈活性極其重要，則實施者可選擇主要軟體之實施；或，又替代地，實施者可選擇硬體、軟體及/或韌體之一些組合。因此，具有若干可行載體可實現本文中描述之程序及/或裝置及/或其他技術，其等均不優於其他者之處在於任何待利用之載體係取決於將部署載體之內容及實施者之特定關注因數(例如，速度、靈活性或預測性)之選擇，其等之任何者可變化。熟習此項技術者將意識到，實施之光學態樣通常將利用光學定向之硬體、軟體及或韌體。
熟習此項技術者將意識到，以本文中闡明之方式在此此項技術中描述裝置及/或程序，且其後使用工程實踐以將此等描述之裝置及/或程序整合至資料處理系統中係常見的。即，本文中描述之至少一部分裝置及/或程序可經由合理之實驗量整合至一資料處理系統中。熟習此項技術者將意識到，一典型資料處理系統一般包含下列一或多者：一系統單元外殼、一視訊顯示裝置、一記憶體(諸如揮發性及非揮發性記憶體)、處理器(諸如微處理器及數位信號處理器)、計算實體(諸如作業系統、驅動程式、圖形使用者介面及應用程式)、一個或多個互動裝置(諸如一觸摸墊或螢幕)及/或控制系統(包含回饋迴路及控制馬達(例如， 用於感測位置及/或速度之回饋；用於移動及/或調整組件及/或量之控制馬達)。一典型資料處理系統可利用任何適宜市售組件實施，諸如通常在資料計算/通信及/或網路計算/通信系統中找到之組件。
本文中描述之標的有時繪示其他不同組件中含有之不同組件，或與其他不同組件連接。應理解，所描繪之架構僅為例示性的，且事實上可實施達成相同功能之許多其他架構。在概念意義上，達成相同功能之任何組件配置有效地「相關聯」，使得達成期望功能。因此，無論架構或中間組件，本文中經組合以達成特定功能之任何兩個組件可看作彼此「相關聯」，使得達成期望功能。同樣，任何兩個如此相關聯之組件亦可看作彼此「連接」或「耦接」以達成期望功能，且任何兩個能夠如此相關聯之組件亦可看作彼此「可耦接」以達成期望功能。可耦接之特定實例包含(但不限於)實體可配接及/或實體互動組件及/或無線可互動及/或無線互動組件及/或邏輯互動及/或邏輯可互動組件。
雖然已展示及描述本文中描述之當前標的之特定態樣，然而對於熟習此項技術者將顯而易見，基於本文中之教示，可在未脫離本文中描述之標的及其更寬泛態樣之下作出變化及修改，且因此隨附申請專利範圍將所有此等變化及修改涵蓋於其等範疇內，就如在本文中描述之標的之真實精神及範疇內。
此外，應理解，本發明由隨附申請專利範圍定義。
儘管已繪示本發明之特定實施例，然而顯然在未脫離前文揭示之範疇及精神之下可由熟習此項技術者進行本發明之各種修改及實施例。相應地，本發明之範疇僅應由隨附申請專利範圍限制。
據信將由前文描述理解本發明及其伴隨之許多優點，且顯然在未脫離所揭示之標的或未犧牲所有其材料優勢之下，可以組件之形式、建構及配置進行各種變化。所描述之形式僅為說明性的，且下文申請專利範圍之意圖為涵蓋及包含此等變化。
102‧‧‧光瞳相位分佈
103‧‧‧光瞳
104‧‧‧疊對目標
105‧‧‧半導體晶圓
108‧‧‧光瞳相位分佈
110‧‧‧疊對目標
200‧‧‧模擬X相位二維相位影像資料組
202‧‧‧相位影像資料
204‧‧‧相位影像資料
206‧‧‧差影像/差函數
300‧‧‧系統
302‧‧‧量測系統
303‧‧‧第一疊對目標
305‧‧‧第二疊對目標
307‧‧‧第三疊對目標
308‧‧‧電腦系統
310‧‧‧載體媒體
312‧‧‧程式指令
313‧‧‧相位分析演算法
314‧‧‧相位傾斜演算法
315‧‧‧校準演算法
600‧‧‧系統
602‧‧‧照明源
604‧‧‧照明路徑
606‧‧‧分束器
608‧‧‧成像通路
610‧‧‧波前感測器
612‧‧‧主物鏡
613‧‧‧樣本台
614‧‧‧物體路徑
616‧‧‧參考路徑
700‧‧‧基於相位之量測系統
702‧‧‧參考光學器件
704‧‧‧球面鏡
706‧‧‧繞射光學器件
708‧‧‧偵測器
800‧‧‧基於相位之量測系統
802‧‧‧場光闌組
804‧‧‧第一場光闌
806‧‧‧第二場光闌
808‧‧‧第一通道
810‧‧‧第二通道
811‧‧‧第一鏡
812‧‧‧表面
813‧‧‧第二鏡
814‧‧‧表面
816‧‧‧波前偵測器
818‧‧‧波前偵測器
900‧‧‧基於相位之量測系統
902‧‧‧場光闌組
904‧‧‧第一場光闌
905‧‧‧第二場光闌
906‧‧‧第一通道
908‧‧‧第二通道
910‧‧‧90°鏡
912‧‧‧分束器
914‧‧‧半波阻滯器
915‧‧‧波前感測器第一部分
916‧‧‧波前感測器
920‧‧‧波前感測器第二部分
圖1A繪示根據本發明之源自零疊對之光瞳相位分佈之概念圖。
圖1B繪示根據本發明之源自非零疊對之光瞳相位分佈之概念圖。
圖2A繪示根據本發明之具有零疊對之一組疊對目標之二維光瞳相位影像。
圖2B繪示根據本發明之具有2 nm疊對之一組疊對目標之二維光瞳相位影像。
圖2C繪示根據本發明之二維光瞳相位差影像。
圖3係繪示根據本發明之一實施例之利用光瞳相位資訊來量測疊對之一系統之方塊圖。
圖4係繪示根據本發明之一實施例之利用光瞳相位資訊來量測疊對之一方法之流程圖。
圖5係繪示根據本發明之一替代實施例之利用光瞳相位 資訊來量測疊對之一方法之流程圖。
圖6係繪示根據本發明之一實施例之利用光瞳相位資訊來量測疊對之系統之基於相位之量測系統之一實施例之方塊圖。
圖7係繪示根據本發明之一實施例之利用光瞳相位資訊來量測疊對之系統之基於相位之量測系統之一實施例之方塊圖。
圖8係繪示根據本發明之一實施例之利用光瞳相位資訊來量測疊對之系統之基於相位之量測系統之一實施例之方塊圖。
圖9係繪示根據本發明之一實施例之利用光瞳相位資訊來量測疊對之系統之基於相位之量測系統之一實施例之方塊圖。

Claims (23)

  1. 一種利用光瞳相位資訊來量測疊對之方法，其包括：量測跨從一半導體晶圓之一第一疊對目標反射之照明之一部分之一光瞳平面之一第一相位分佈，其中該第一疊對目標經製造以具有一第一故意疊對；量測跨從該半導體晶圓之一第二疊對目標反射之照明之一部分之該光瞳平面之一第二相位分佈，其中該第二疊對目標經製造以具有一第二故意疊對，其中該第二故意疊對係沿著相反於該第一故意疊對之一方向，其中該第一故意疊對及該第二故意疊對具有實質上相同量值；判定與該第一相位分佈及該第二相位分佈之總和相關聯之一第一相位傾斜；判定與介於該第一相位分佈與該第二相位分佈之間之差相關聯之一第二相位傾斜；利用該所判定之第二相位傾斜以及該第一故意疊對及該第二故意疊對之量值而校準一組相位傾斜資料；及藉由比較該第一相位傾斜與該組校準之相位傾斜資料而判定與該第一疊對目標及該第二疊對目標相關聯之一測試疊對值。
  2. 如請求項1之方法，其中該第一相位分佈或該第二相位分佈之至少一者包括：二維相位影像。
  3. 如請求項1之方法，其中經由一相位分析演算法執行該第一相位分佈及該第二相位分佈之總和或該第一相位分 佈與該第二相位分佈之間之差之至少一者。
  4. 如請求項1之方法，其中光學地執行該第一相位分佈及該第二相位分佈之總和或該第一相位分佈與該第二相位分佈之間之差之至少一者。
  5. 如請求項1之方法，其中實質上同時執行從該第一疊對目標之第一分佈之量測及從該第二疊對目標之第二分佈之量測。
  6. 如請求項1之方法，其中從該第一疊對目標反射之照明及從該第二疊對目標反射之照明包括窄頻帶照明或寬頻帶照明之至少一者。
  7. 一種利用光瞳相位資訊來量測疊對之方法，其包括：量測跨從一半導體晶圓之一第一疊對目標反射之照明之一部分之一光瞳平面之一第一相位分佈，其中該第一疊對目標經製造以具有一第一故意疊對，該第一故意疊對具有沿著一選擇方向之一選擇量值；量測跨從該半導體晶圓之一第二疊對目標反射之照明之一部分之該光瞳平面之一第二相位分佈，其中該第二疊對目標經製造以具有一第二故意疊對，其中該第二故意疊對係沿著相反於該第一故意疊對之一方向，其中該第一故意疊對及該第二故意疊對具有實質上相同量值；量測跨從該半導體晶圓之一第三疊對目標反射之照明之一部分之該光瞳平面之一第三相位分佈，其中該第三疊對目標經製造以具有零故意疊對；判定與該第一相位分佈及該第二相位分佈之總和相關 聯之一第一相位傾斜；判定一第二相位傾斜或一第三相位傾斜之至少一者，其中該第二相位傾斜相關聯於介於該第一相位分佈與該第三相位分佈之間之差，且該第三相位傾斜相關聯於介於該第三相位分佈與該第二相位分佈之間之差；利用該第二相位傾斜或該第三相位傾斜之至少一者及該第一故意疊對及該第二故意疊對之量值來校準一組相位傾斜資料；及藉由比較該第一相位傾斜與該組校準之相位傾斜資料而判定與該第一疊對目標、第二疊對目標及該第三疊對目標相關聯之一個或多個測試疊對值。
  8. 如請求項7之方法，其中該第一相位分佈、該第二相位分佈或該第三相位分佈之至少一者包括：二維相位影像。
  9. 如請求項7之方法，其中經由一相位分析演算法執行該第一相位分佈及該第二相位分佈之總和、該第一相位分佈與該第三相位分佈之間之差或該第三相位分佈與該第二相位分佈之間之差之至少一者。
  10. 如請求項7之方法，其中光學地執行該第一相位分佈及該第二相位分佈之總和、該第一相位分佈與該第三相位分佈之間之差或該第三相位分佈與該第二相位分佈之間之差之至少一者。
  11. 如請求項7之方法，其中利用該第二相位傾斜或該第三相位傾斜之至少一者校準一組相位傾斜資料包括： 利用該第二相位傾斜或該第三相位傾斜之一統計合併而校準一組相位傾斜資料。
  12. 如請求項7之方法，其中實質上同時執行從該第一疊對目標之第一分佈之量測、從該第二疊對目標之第二分佈之量測及從該第三疊對目標之第三分佈之量測。
  13. 如請求項7之方法，其中從該第一疊對目標反射之照明、從該第二疊對目標反射之照明及從該第三疊對目標反射之照明包括窄頻帶照明或寬頻帶照明之至少一者。
  14. 一種利用光瞳相位資訊來量測疊對之系統，其包括：一基於相位之量測系統，其經組態以：量測跨從一半導體晶圓之一第一疊對目標反射之照明之一部分之一光瞳平面之一第一相位分佈，其中該第一疊對目標經製造以具有一第一故意疊對；及量測跨從該半導體晶圓之一第二疊對目標反射之照明之一部分之該光瞳平面之一第二相位分佈，其中該第二疊對目標經製造以具有一第二故意疊對，其中該第二故意疊對係沿著相反於該第一故意疊對之一方向，其中該第一故意疊對及該第二故意疊對具有實質上相同量值；及一個或多個電腦系統，其經組態以：判定與該第一相位分佈及該第二相位分佈之總和相關聯之一第一相位傾斜；判定與介於該第一相位分佈與該第二相位分佈之間之差相關聯之一第二相位傾斜；及 利用該所判定之第二相位傾斜校準一組相位傾斜資料；及藉由比較該第一相位傾斜與該組校準之相位傾斜資料而判定與該第一疊對目標及該第二疊對目標相關聯之一測試疊對值。
  15. 如請求項14之系統，其中該基於相位之量測系統經組態以實質上同時量測來自該第一疊對目標之一第一分佈及來自該第二疊對目標之第二分佈。
  16. 如請求項14之系統，其中該基於相位之量測系統經組態以光學地將該第一相位分佈及該第二相位分佈相加，及光學地將該第二相位分佈從該第一相位分佈相減。
  17. 如請求項14之系統，其中從該第一疊對目標反射之照明及從該第二疊對目標反射之照明包括窄頻帶照明或寬頻帶照明之至少一者。
  18. 如請求項14之系統，其中該基於相位之量測系統包含一個或多個波前感測器。
  19. 如請求項14之系統，其中該基於相位之量測系統包括一球面鏡或一全像鏡之至少一者。
  20. 如請求項14之系統，其中該基於相位之量測系統經組態為一雙光束干涉光學系統。
  21. 如請求項14之系統，其中該基於相位之量測系統經組態以量測跨從該半導體晶圓之至少一個額外疊對目標反射之照明之一部分之該光瞳平面之至少一額外相位分佈。
  22. 如請求項14之系統，其中該光瞳平面利用從該第一疊對 目標或該第二疊對目標反射之照明之一空間可變特性而分成複數個對稱區段。
  23. 如請求項22之系統，其中該空間可變特性包括偏振或波長之至少一者。
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