TWI632434B - 計量方法、目標及基板 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種量測一微影程序之一參數之方法,該方法包括:運用輻射來照射一基板上之一繞射量測目標,該量測目標包括至少一第一子目標、至少一第二子目標及至少第三子目標,其中該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標各自包括一週期性結構,且其中該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標各自具有一不同設計,且其中該等子目標中之至少兩者分別經設計以用於判定一不同微影程序參數;及偵測由該至少兩個子目標散射之輻射以獲得針對彼目標的表示該微影程序之該等不同參數之一量測。

Description

計量方法、目標及基板
本描述係關於一種用於可用於(例如)藉由微影技術進行裝置製造之計量方法、設備及基板,且係關於一種使用微影技術來製造裝置之方法。
微影設備為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)之機器。微影設備可用於(例如)積體電路(IC)製造中。圖案化裝置(其替代地被稱作光罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如,矽晶圓)上之目標部分(例如,包含晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而進行圖案之轉印。一般而言,單一基板將含有經順次地圖案化之鄰近目標部分之網路。已知微影設備包括:所謂的步進器,其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分;及所謂掃描器,其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來輻照每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化裝置轉印至基板。 為了監視微影程序,量測經圖案化基板之一或多個參數。舉例而言,參數可包括形成於經圖案化基板中或上之順次層之間的疊對誤差,及經顯影感光性抗蝕劑之臨界線寬。可對產品基板之目標表面及/或以專用計量目標之形式執行此量測。舉例而言,計量目標(或標記)可包含形成(例如)諸如光柵之週期性結構的水平長條與垂直長條之組合。 在微影程序(亦即,顯影涉及微影曝光之裝置或其他結構之程序,其通常可包括一或多個關聯處理步驟,諸如,抗蝕劑之顯影、蝕刻等等)中,需要頻繁地進行所產生結構之量測,(例如)以用於程序控制及驗證。用於進行此等量測之各種工具為吾人所知,包括常常用以量測臨界尺寸(CD)之掃描電子顯微鏡,及用以量測疊對(裝置中兩個層之對準準確度)之特殊化工具。最近,已開發供微影領域中使用的各種形式之散射計。此等裝置將輻射光束導向至目標上且量測散射輻射之一或多個屬性-例如,依據波長而變化的在單一反射角下之強度;依據反射角而變化的在一或多個波長下之強度;或依據反射角而變化的偏振-以獲得可供判定目標之所關注屬性之「光譜(spectrum)」。可藉由各種技術來執行所關注屬性之判定:例如,藉由諸如嚴密耦合波分析或有限元素方法之反覆途徑而進行的目標結構之重新建構;庫搜尋;及主成份分析。
需要提供可改良產出率、靈活性及/或準確度的用於使用目標之計量方法及設備。此外,儘管不限於此方法及設備,但若此方法及設備可應用於可運用以暗場影像為基礎之技術讀出之小目標結構,則將具有極大優點。 在一實施例中,提供一種量測一微影程序之一參數之方法,該方法包含:運用輻射來照射一基板上之一繞射量測目標,該量測目標包含至少一第一子目標、至少一第二子目標及至少第三子目標,其中該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標各自包括一週期性結構,且其中該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標各自具有一不同設計,且其中該等子目標中之至少兩者分別經設計以用於判定一不同微影程序參數;及偵測由該至少兩個子目標散射之輻射以獲得針對彼目標的表示該微影程序之該等不同參數之一量測。 在一實施例中,提供一種繞射量測目標,其包含至少一第一子目標、至少一第二子目標及至少第三子目標,其中該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標各自包含一週期性結構,且其中該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標各自具有一不同設計,且其中該等子目標中之至少兩者分別經設計以用於判定一不同微影程序參數。 在一實施例中,提供一種量測一微影程序之一參數之方法,該方法包含:運用輻射同時地照射一基板上之一繞射量測目標之至少一第一子目標及至少一第二子目標,該第一子目標及該第二子目標各自包含一週期性結構,且其中該第二子目標經設計以用於判定供該第一子目標經設計以用於判定的一微影程序參數之一校正;及偵測由該至少第一子目標及該至少第二子目標散射之輻射,以獲得針對彼目標的表示該微影程序參數及該微影程序參數之一校正之一量測。 在一實施例中,提供一種繞射量測目標,其包含至少一第一子目標及至少一第二子目標,其中該第一子目標及該第二子目標各自包含一週期性結構,其中該第二子目標經設計以用於判定該第一子目標經設計以用於判定的一微影程序參數之一校正,且其中該第一子目標及該第二子目標之該等週期性結構中之每一者的至少部分係在該基板上之小於或等於1000平方微米的一鄰接區域內。 在一實施例中,提供一種量測一微影程序之一參數之方法,該方法包含:運用輻射來照射一基板上之一繞射量測目標之至少一第一子目標,其中該第一子目標之一週期性結構係在該基板上之一第一層處,且該量測目標進一步包含該第一層處之至少一第二子目標之一週期性結構,且其中該第一子目標與該第二子目標分別經設計以用於判定一不同微影程序參數;偵測由至少該第一子目標散射之輻射以獲得針對彼目標的表示其經設計微影程序參數之一量測;運用輻射來照射該基板上之該繞射量測目標之至少該第二子目標及一第三子目標,其中該第二子目標及該第三子目標之一各別週期性結構處於該基板上之上覆該第一層的一第二層處,且其中該第二子目標與該第三子目標分別經設計以用於判定一不同微影程序參數;及偵測由至少該第二子目標及至少該第三子目標散射之輻射以獲得針對彼目標的表示其各別經設計不同微影程序參數之一量測。 在一實施例中,提供一種繞射量測目標,其包含至少一第一子目標、一第二子目標及一第三子目標,該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標當在一基板上時具有在該基板上之一第一層中的該第一子目標及該第二子目標之一各別週期性結構,且具有在該基板上之上覆該第一層的一第二層中之該第二子目標及該第三子目標之一各別週期性結構,其中該第一子目標與該第二子目標分別經設計以用於判定一不同微影程序參數,且其中該第二子目標與該第三子目標分別經設計以用於判定一不同微影程序參數。 在一實施例中,提供一種製造裝置之方法,其中使用一微影程序將一裝置圖案施加至一系列基板,該方法包括使用如本文所描述之一方法來檢測作為該裝置圖案之部分或除了該裝置圖案以外而形成於該等基板中之至少一者上的至少一繞射量測目標;及根據該方法之結果而針對稍後基板來控制該微影程序。 在一實施例中,提供一種圖案化裝置,其經組態以至少部分地形成如本文所描述之一繞射量測目標。 在一實施例中,提供一種包含機器可讀指令之非暫時性電腦程式產品,該等機器可讀指令用於使一處理器執行如本文所描述之一方法。 在一實施例中,提供一種包含機器可讀指令之非暫時性電腦程式產品,該等機器可讀指令用於使一處理器執行如本文所描述之一方法。 在一實施例中,提供一種非暫時性電腦程式產品,其包含界定如本文所描述之一目標之機器可讀指令或資料。 在一實施例中,提供一種基板,其包含如本文所描述之一目標。 在一實施例中,提供一種系統,其包含:一檢測設備,其經組態以將一光束提供於一基板上之一繞射量測目標上且偵測由該目標繞射之輻射以判定一微影程序之一參數;及如本文所描述之一非暫時性電腦程式產品。 本文中參考隨附圖式詳細地描述實施例之特徵及/或優點,以及各種實施例之結構及操作。應注意,本發明不限於本文所描述之特定實施例。本文中僅出於說明性目的而呈現此等實施例。基於本文中含有之教示,額外實施例對於熟習相關技術者而言將顯而易見。
在詳細地描述實施例之前,有指導性的是呈現可供實施實施例之實例環境。 圖1示意性地描繪微影設備LA。該設備包括:照射系統(照射器) IL,其經組態以調節輻射光束B (例如,UV輻射或DUV輻射);圖案化裝置支撐件或支撐結構(例如,光罩台) MT,其經建構以支撐圖案化裝置(例如,光罩) MA,且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該圖案化裝置之第一定位器PM;基板台(例如,晶圓台) WT,其經建構以固持基板(例如,抗蝕劑塗佈晶圓) W,且各自連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該基板之第二定位器PW;及投影系統(例如,折射投影透鏡系統) PS,其經組態以將由圖案化裝置MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C (例如,包括一或多個晶粒)上。 照射系統可包括用於導向、塑形或控制輻射的各種類型之光學組件,諸如,折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件,或其任何組合。 圖案化裝置支撐件以取決於圖案化裝置之定向、微影設備之設計及其他條件(諸如圖案化裝置是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化裝置。圖案化裝置支撐件可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化裝置。圖案化裝置支撐件可為(例如)框架或台,其可根據需要而固定或可移動。圖案化裝置支撐件可確保圖案化裝置(例如)相對於投影系統處於所要位置。可認為本文對術語「倍縮光罩」或「光罩」之任何使用皆與更一般之術語「圖案化裝置」同義。 本文所使用之術語「圖案化裝置」應被廣泛地解譯為係指可用於在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中產生圖案的任何裝置。應注意,舉例而言,若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂輔助特徵,則該圖案可不會確切地對應於基板之目標部分中之所要圖案。通常,被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所產生之裝置(諸如積體電路)中之特定功能層。 圖案化裝置可為透射的或反射的。圖案化裝置之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列及可程式化LCD面板。光罩在微影中係熟知的,且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型,以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置,該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜,以便使入射輻射光束在不同方向上反射。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。 如此處所描繪,設備屬於透射類型(例如,使用透射光罩)。替代地,設備可屬於反射類型(例如,使用如上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列,或使用反射光罩)。 微影設備亦可屬於如下類型:其中基板之至少一部分可由具有相對高折射率之液體(例如,水)覆蓋,以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸潤液體施加至微影設備中之其他空間,例如,光罩與投影系統之間的空間。浸潤技術在此項技術中被熟知用於增加投影系統之數值孔徑。如本文所使用之術語「浸潤」並不意謂諸如基板之結構必須浸沒於液體中,而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。 參考圖1,照射器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言,當源為準分子雷射時,源及微影設備可為分離實體。在此等狀況下,不認為源形成微影設備之部分,且輻射光束係憑藉包含(例如)合適導向鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自源SO傳遞至照射器IL。在其他狀況下,舉例而言,當源為水銀燈時,源可為微影設備之整體部件。源SO及照射器IL連同光束遞送系統BD (在需要時)可被稱作輻射系統。 照射器IL可包括用於調整輻射光束之角強度分佈之調整器AD。通常,可調整照射器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。另外,照射器IL可包括各種其他組件,諸如積光器IN及聚光器CO。照射器可用以調節輻射光束,以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。 輻射光束B入射於被固持於圖案化裝置支撐件(例如,光罩台MT)上之圖案化裝置(例如,光罩) MA上,且係由該圖案化裝置而圖案化。在已橫穿圖案化裝置(例如,光罩) MA的情況下,輻射光束B傳遞通過投影系統PS,投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器IF (例如,干涉量測裝置、線性編碼器、2D編碼器或電容性感測器),可準確地移動基板台WT,例如,以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。相似地,第一定位器PM及另一位置感測器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化裝置(例如,光罩)MA。
可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置(例如,光罩)MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔據專用目標部分,但該等標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。相似地,在多於一個晶粒提供於圖案化裝置(例如,光罩)MA上之情形中,光罩對準標記可位於該等晶粒之間。小對準標記亦可包括於裝置特徵當中之晶粒內,在此狀況下,需要使標記儘可能地小且無需與鄰近特徵不同的任何成像或程序條件。下文中進一步描述可偵測對準標記之對準系統之實施例。
所描繪設備可用於以下模式中之至少一者中:
1.在步進模式中,在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時,使圖案化裝置支撐件(例如,光罩台)MT及基板台WTa保持基本上靜止(亦即,單次靜態曝光)。接著,使基板台WTa在X及/或Y方向上移位,以使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中,曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中所成像之目標部分C之大小。
2.在掃描模式中,在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時,同步地掃描圖案化裝置支撐件(例如,光罩台)MT及基板台WTa(亦即,單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WTa相對於圖案化裝置支撐件(例如,光罩台)MT之速度及方向。在掃描模式中,曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分之寬度(在非掃描方向上),而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。 3. 在另一模式中,在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時,使圖案化裝置支撐件(例如,光罩台) MT保持基本上靜止,從而固持可程式化圖案化裝置,且移動或掃描基板台WTa。在此模式中,通常使用脈衝式輻射源,且在基板台WTa之每一移動之後或在一掃描期間的順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化裝置。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化裝置(諸如,上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。 亦可使用上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同之使用模式。 微影設備LA屬於所謂雙載物台類型,其具有至少兩個台WTa、WTb(例如,兩個基板台)以及至少兩個站-曝光站及量測站-在該至少兩個站之間可交換該等台中之至少一者。舉例而言,在曝光站處曝光一個台上之基板的同時,可在量測站處將另一基板裝載至另一基板台上且進行各種預備步驟。預備步驟可包括使用位階感測器LS來映射基板之表面控制,及使用對準感測器AS來量測基板上之對準標記之位置,兩個感測器皆由參考框架RF支撐。若位置感測器IF在台處於量測站以及處於曝光站時不能夠量測台之位置,則可提供第二位置感測器以使能夠在兩個站處追蹤台之位置。作為另一實例,在曝光站處曝光一個台上之基板時,不具有基板之另一台可在量測站處等待(其中視情況可發生量測活動)。此另一台具有一或多個量測裝置且視情況可具有其他工具(例如,清潔設備)。當基板已完成曝光時,不具有基板之台移動至曝光站以執行(例如)量測,且具有基板之台移動至卸載該基板且裝載另一基板所處之部位(例如,量測站)。此等多台配置實現設備之產出率之相當大增加。 如圖2中所展示,微影設備LA形成微影製造單元LC (有時亦被稱作微影製造單元(lithocell)或微影叢集(lithocluster))之部分,微影製造單元LC亦包括用以對基板執行一或多個曝光前程序及曝光後程序之設備。通常,此等設備包括用以沈積抗蝕劑層之一或多個旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之一或多個顯影器DE、一或多個冷卻板CH及一或多個烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出通口I/O1、I/O2拾取基板、在不同處理裝置之間移動基板且將基板遞送至微影設備之裝載匣LB。常常被集體地稱作塗佈顯影系統(track)之此等裝置係在塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下,塗佈顯影系統控制單元TCU自身受到監督控制系統SCS控制,監督控制系統SCS亦經由微影控制單元LACU而控制微影設備。因此,不同設備可經操作以最大化產出率及處理效率。 為了正確且一致地曝光由微影設備曝光之基板,需要檢測經曝光基板以量測一或多個屬性,諸如,後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD),等等。若偵測到誤差,則可對一或多個後續基板之曝光進行調整,尤其是在檢測可足夠迅速地且快速地進行而使得同一批次/批量之另一基板仍待曝光的情況下。此外,可剝離及重工已經曝光之基板(以改良良率)或捨棄已經曝光之基板,藉此避免對已知有缺陷之基板執行曝光。在基板之僅一些目標部分有缺陷之狀況下,可僅對良好的彼等目標部分執行一另外曝光。另一可能性應為調適後續程序步驟之設定以補償誤差,例如,修整蝕刻步驟之時間可經調整以補償由微影程序步驟引起的基板間CD之變化。 檢測設備用以判定基板之一或多個屬性,且詳言之,判定不同基板或同一基板之不同層之一或多個屬性如何在不同層間變化及/或橫越一基板而變化。檢測設備可整合至微影設備LA或微影製造單元LC中,或可為單機裝置。為了實現最快速量測,需要使檢測設備緊接在曝光之後量測經曝光抗蝕劑層中之一或多個屬性。然而,抗蝕劑中之潛影具有極低對比度-在已曝光至輻射的抗蝕劑之部分與尚未曝光至輻射的抗蝕劑之部分之間僅存在極小折射率差-且並非所有檢測設備皆具有足夠敏感度來進行潛影之有用量測。因此,可在曝光後烘烤步驟(PEB)之後採取量測,曝光後烘烤步驟(PEB)通常為對經曝光基板進行之第一步驟且增加抗蝕劑之經曝光部分與未經曝光部分之間的對比度。在此階段,抗蝕劑中之影像可被稱作半潛影(semi-latent)。亦有可能進行經顯影抗蝕劑影像之量測-此時,抗蝕劑之經曝光部分或未經曝光部分已被移除-或在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後進行經顯影抗蝕劑影像之量測。後一可能性限制有缺陷基板之重工之可能性,但(例如)出於程序控制之目的仍可提供有用資訊。 由習知散射計使用之目標包含相對大週期性結構(例如,光柵)佈局,例如,40微米乘40微米。在彼狀況下,量測光束常常具有小於週期性結構佈局的光點大小(亦即,週期性結構佈局填充不足)。此情形簡化目標之數學重建構,此係因為可將目標視為無限的。然而,舉例而言,因此可將目標定位於產品特徵當中而非切割道中,目標之大小已縮減(例如)至20微米乘20微米或更小,或縮減至10微米乘10微米或更小。在此情形下,可使週期性結構佈局小於量測光點(亦即,週期性結構佈局填充過度)。通常使用暗場散射量測來量測此目標,其中阻擋零繞射階(對應於鏡面反射),且僅處理高階。可在PCT專利申請公開案第WO 2009/078708號及第WO 2009/106279號中找到暗場計量之實例,該等專利申請公開案之全文據此以引用方式併入。美國專利申請公開案US2011-0027704、US2011-0043791及US2012-0242970中已描述技術之進一步開發,該等專利申請公開案之全文據此以引用方式併入。使用繞射階之暗場偵測的以繞射為基礎之疊對實現對較小目標之疊對量測。此等目標可小於照射光點且可由基板上之產品結構環繞。在一實施例中,可在一個影像中量測多個目標。 圖3之(a)中展示適用於一實施例中之暗場計量設備。圖3之(b)中更詳細地說明目標T (包含週期性結構)及繞射射線。暗場計量設備可為單機裝置或(例如)在量測站處併入微影設備LA中,或併入微影製造單元LC中。由點線O表示貫穿設備具有若干分支之光軸。在此設備中,由輸出11 (例如,諸如雷射或氙氣燈之源,或連接至源之開口)發射之輻射係由包含透鏡12、14及接物鏡16之光學系統經由稜鏡15而導向至基板W上。此等透鏡係以4F配置之雙重序列而配置。可使用不同透鏡配置,其限制條件為:該透鏡配置仍將基板影像提供至偵測器上。 在一實施例中,透鏡配置允許存取中間光瞳平面以用於空間頻率濾光。因此,可藉由定義在呈現基板平面之空間光譜之平面(此處被稱作(共軛)光瞳平面)中的空間強度分佈來選擇輻射入射於基板上之角度範圍。詳言之,可(例如)藉由在為接物鏡光瞳平面之背向投影式影像之平面中在透鏡12與14之間插入合適形式之孔徑板13來進行此選擇。在所說明之實例中,孔徑板13具有不同形式(被標註為13N及13S),從而允許選擇不同照射模式。本實例中之照射系統形成離軸照射模式。在第一照射模式中,孔徑板13N自僅出於描述起見而經指定為「北」之方向提供離軸照射。在第二照射模式中,孔徑板13S用以提供相似照射,但提供來自被標註為「南」之不同(例如,相反)方向的照射。藉由使用不同孔徑,其他照射模式係可能的。光瞳平面之其餘部分理想地暗,此係因為所要照射模式外部之任何不必要輻射可干涉所要量測信號。 如圖3之(b)中所展示,在基板W實質上垂直於接物鏡16之光軸O的情況下置放目標T。與軸線O成一角度而衝射於目標T上之照射射線I引起一個零階射線(實線0)及兩個一階射線(點鏈線+1及雙點鏈點線-1)。在運用填充過度之小目標T的情況下,此等射線僅僅為覆蓋包括計量目標T及其他特徵之基板區域的許多平行射線中之一者。在提供複合週期性結構目標的情況下,該目標內之每一個別週期性結構將引起其自有繞射光譜。因為板13中之孔徑具有有限寬度(為接納有用量之輻射所必要),所以入射射線I事實上將佔據一角度範圍,且繞射射線0及+1/-1將稍微散開。根據小目標之點散佈函數,每一階+1及-1將遍及一角度範圍而進一步散佈,而非如所展示之單一理想射線。應注意,週期性結構間距及照射角度可經設計或經調整成使得進入接物鏡之一階射線與中心光軸緊密地對準。圖3之(a)及圖3之(b)中所說明之射線被展示為稍微離軸,以純粹地使其能夠在圖解中被更容易地區分。 由基板W上之目標繞射之至少0階及+1階係由接物鏡16收集,且被返回導向通過稜鏡15。返回至圖3之(a),藉由指明被標註為北(N)及南(S)之完全相對(在此狀況下)孔徑而說明第一照射模式及第二照射模式兩者。當入射射線I係來自光軸之北側時,亦即,當使用孔徑板13N來應用第一照射模式時,被標註為+1(N)之+1繞射射線進入接物鏡16。與此對比,當使用孔徑板13S來應用第二照射模式時,-1繞射射線(被標註為-1(S))為進入透鏡16之繞射射線。因此,在一實施例中,藉由在某些條件下量測目標兩次(例如在使目標旋轉或改變照射模式或改變成像模式以分離地獲得-1繞射階強度及+1繞射階強度之後)來獲得量測結果。針對一給定目標比較此等強度提供該目標中之不對稱性之量測,且該目標中之不對稱性可用作例如疊對誤差之微影程序之參數的指示符。在上文所描述之情形下,改變照射模式。 光束分裂器17將繞射光束劃分成兩個量測分支。在第一量測分支中,光學系統18使用零階繞射光束及一階繞射光束在第一感測器19 (例如,CCD或CMOS感測器)上形成目標之繞射光譜(光瞳平面影像)。每一繞射階射中感測器上之一不同點,使得影像處理可比較及對比若干階。由感測器19捕捉之光瞳平面影像可用於聚焦計量設備及/或正規化一階光束之強度量測。光瞳平面影像亦可用於不對稱性量測以及用於諸如重新建構之許多量測目的,此處不對其進行詳細描述。待描述之第一實例將使用第二量測分支以量測不對稱性。 在第二量測分支中,光學系統20、22在感測器23 (例如,CCD或CMOS感測器)上形成基板W上之目標之影像。在第二量測分支中,在與光瞳平面共軛之平面中提供孔徑光闌21。孔徑光闌21用以阻擋零階繞射光束,使得形成於感測器23上之目標之影像DF係由-1或+1一階光束形成。將由感測器19及23捕捉之影像輸出至影像處理器及控制器PU,影像處理器及控制器PU之功能將取決於正被執行之量測之特定類型。應注意,此處在廣泛意義上使用術語「影像」。因而若存在-1階及+1階中之僅一者,則將不形成目標之週期性結構之特徵之影像。 圖3所展示之孔徑板13及光闌21之特定形式純粹為實例。在另一實施例中,使用目標之同軸照射,且使用具有離軸孔徑之孔徑光闌以將實質上僅一個一階繞射輻射傳遞至感測器(在彼狀況下有效地調換在13及21處所展示之孔徑)。在又其他實施例中,代替一階光束或除了一階光束以外,亦可在量測中使用二階光束、三階光束及高階光束(圖3中未繪示)。 為了使照射可適應於此等不同類型之量測,孔徑板13可包含圍繞一圓盤而形成之數個孔徑圖案,該圓盤旋轉以使所要圖案處於適當位置。替代地或另外,可提供及調換一組板13,以達成相同效應。亦可使用諸如可變形鏡面陣列或透射空間光調變器之可程式化照射裝置。可使用移動鏡面或稜鏡作為用以調整照射模式之另一方式。 如剛才關於孔徑板13所解釋,替代地,藉由變更孔徑光闌21,或藉由取代具有不同圖案之光瞳光闌,或藉由用可程式化空間光調變器來替換固定場光闌,可達成用於成像之繞射階之選擇。在彼狀況下,量測光學系統之照射側可保持恆定,而成像側具有第一模式及第二模式。實務上,存在量測方法之許多可能的類型,每一類型具有其自有優點及缺點。在一種方法中,改變照射模式以量測不同階。在另一方法中,改變成像模式。在第三方法中,照射模式及成像模式保持不變,但使目標旋轉達(例如)180度。在每一狀況下,所要效應相同,即,用以選擇在目標之繞射光譜中彼此對稱地相對的非零階繞射輻射之第一部分及第二部分。 雖然在本實例中用於成像之光學系統具有受到孔徑光闌21限定之寬入射光瞳,但在其他實施例或應用中,成像系統自身之入射光瞳大小可足夠小以限定至所要階,且因此亦用作場光闌。圖3之(c)及圖3之(d)中展示不同孔徑板,該等孔徑板可如下文進一步所描述而使用。 通常,目標將與其南北抑或東西延行之週期性結構特徵對準。亦即,週期性結構(例如,光柵)將在基板W之X方向或Y方向上對準。但其可成不同角度,亦即,成45°。孔徑板13N或13S用以量測在一個方向(例如,取決於設置而為X、Y或其他方向)上定向之目標之週期性結構。對於處於另一角度(例如,實質上正交)之週期性結構之量測,可能實施目標之旋轉(例如,對於實質上正交週期性結構,旋轉達90°及270°)。或,使用圖3之(c)所展示的孔徑板13E或13W自另一角度(例如,東或西)之照射可提供於照射光學件中,該等孔徑板可具有處於適當角度(例如,東或西)之孔徑。可分離地形成及互換孔徑板13N至13W,或孔徑板13N至13W可為可旋轉適當角度(例如,90度、180度或270度)之單一孔徑板。 圖3之(c)及圖3之(d)中展示不同孔徑板。圖3之(c)說明離軸照射模式之另外兩種類型。在圖3之(c)之第一照射模式中,孔徑板13E提供來自僅出於描述起見而相對於先前所描述之「北」指定為「東」之方向的離軸照射。如上文所提及,「東」可處於與如所展示之角度不同的角度。在圖3之(c)之第二照射模式中,孔徑板13W用以提供相似但來自被標註為「西」的不同(例如,相反)方向的照射。圖3之(d)說明離軸照射模式之另外兩種類型。在圖3之(d)之第一照射模式中,孔徑板13NW提供來自被指明為如先前所描述之「北」及「西」之方向的離軸照射。在第二照射模式中,孔徑板13SE用以提供相似但來自被標註為如先前所描述之「南」及「東」的不同(例如,相反)方向的照射。倘若此等不同繞射信號之間的串擾並不過大,則可在不改變照射模式的情況下執行在不同方向(例如,X及Y兩者)上延伸之週期性結構之量測。舉例而言,上文所提及之先前公開之專利申請公開案中描述設備之此等及眾多其他變化及應用的使用。如已經提及,圖3之(c)及(d)中所說明的離軸孔徑可提供於孔徑光闌21中而非提供於孔徑板13中。在彼狀況下,照射將同軸。 圖4描繪形成於基板上之實例複合計量目標。該複合目標包含緊密定位在一起之四個週期性結構(例如,光柵) 32、33、34、35。在一實施例中,週期性結構足夠緊密地定位在一起,使得其皆在由計量設備之照射光束形成之量測光點31內。在彼狀況下,該四個週期性結構因此皆被同時地照射且同時地成像於感測器19及23上。在專用於疊對量測之實例中,週期性結構32、33、34、35自身為由在形成於基板W上之裝置之不同層中圖案化的另一目標之上覆週期性結構形成的複合週期性結構。此目標可具有在20微米×20微米內或16微米×16微米內之外部尺寸。另外,所有週期性結構用以量測一特定層對之間的疊對。為了促進目標能夠量測多於單一層對,週期性結構32、33、34、35可具有經不同偏置之疊對偏移,以便促進經形成有複合週期性結構之不同部分的不同層之間的疊對之量測。因此,用於基板上之目標之所有週期性結構將用以量測一個層對,且用於基板上之另一相同目標之所有週期性結構將用以量測另一層對,其中疊對偏置促進區分該等層對。將在下文中特別參考圖7來解釋疊對偏置之涵義。 圖7之(a)至(c)展示具有不同偏置之各別目標T之疊對週期性結構的示意性橫截面。此等疊對週期性結構可用於基板W上,如圖3及圖4中所看到。僅出於實例起見而展示在X方向上具有週期性之週期性結構。可提供具有不同偏置且具有不同定向之此等週期性結構的不同組合。 以圖7之(a)開始,描繪形成於被標註為L1及L2之兩個層中之複合疊對目標600。在下部層L1中,第一週期性結構係由基板606上之特徵(例如,線) 602及空間604形成。在層L2中,第二週期性結構係由特徵(例如,線) 608及空間610形成。(橫截面經繪製成使得特徵602、608延伸至頁面中)。週期性結構圖案在兩個層中具有間距P的情況下重複。僅出於實例起見而提及線602及608,可使用諸如圓點、區塊及通孔的其他類型之特徵。在圖7之(a)處所展示之情形下,不存在疊對誤差且不存在偏置,使得每一週期性結構特徵608確切地處於下部週期性結構中之週期性結構特徵602上方。 在圖7之(b)處,具有偏置+d之相同目標被描繪為使得上部週期性結構之特徵608相對於下部週期性結構之特徵602向右移位達距離d。亦即,特徵608及特徵602經配置成使得若其兩者確切地印刷於其標稱部位處,則特徵608將相對於特徵602偏移達距離d。偏置距離d實務上可能為幾奈米,例如,5奈米至60奈米,而間距P係(例如)在300奈米至1000奈米之範圍內,例如,500奈米或600奈米。在圖7之(c)處,具有偏置-d之相同目標被描繪為使得特徵608相對於特徵602向左移位。舉例而言,上文所提及之專利申請公開案中描述圖7之(a)至(c)處所展示的此類型之經偏置目標。 另外,雖然圖7之(a)至(c)描繪處於特徵602上方之特徵608 (具有或不具有經施加之為+d或-d之小偏置)(其被稱作具有為大約零之偏置的「線上線」目標),但目標可具有為P/2(其為間距的一半)之經程式化偏置,使得上部週期性結構中之每一特徵608處於下部週期性結構中之空間604上方。此被稱作「渠溝上線」目標。在此狀況下,亦可施加為+d或-d之小偏置。「線上線」目標或「渠溝上線」目標之間的選擇取決於應用。 返回至圖4,週期性結構32、33、34、35亦可在其定向方面不同(如所展示),以便在X及Y方向上繞射入射輻射。在一項實例中,週期性結構32及34為分別具有+d、-d之偏置的X方向週期性結構。週期性結構33及35可為分別具有偏移+d及-d之Y方向週期性結構。雖然說明四個週期性結構,但另一實施例可包括更大矩陣以獲得所要準確度。舉例而言,九個複合週期性結構之3×3陣列可具有偏置-4d、-3d、-2d、-d、0、+d、+2d、+3d、+4d。可在由感測器23捕捉之影像中識別此等週期性結構之分離影像。 圖5展示在使用來自圖3之(d)之孔徑板13NW或13SE的情況下在圖3之設備中使用圖4之目標而可形成於感測器23上且由感測器23偵測的影像之實例。雖然感測器19不能解析不同個別週期性結構32至35,但感測器23可解析不同個別週期性結構32至35。交叉影線矩形表示感測器上之影像之場,在此場內,基板上之經照射光點31成像至對應圓形區域41中。在一實施例中,場為暗的。在此影像內,矩形區域42至45表示週期性結構32至35之影像。若週期性結構位於產品區域中,則在此影像場之周邊中亦可看見產品特徵。雖然圖5之暗場影像中展示僅單一複合光柵目標,但實務上,藉由微影而製造之產品可具有許多層,且需要在不同層對之間進行疊對量測。對於層對之間的每一疊對量測,使用一或多個複合光柵目標,且因此,在影像場內可存在其他複合目標。影像處理器及控制器PU使用圖案辨識來處理此等影像,以識別週期性結構32至35之分離影像42至45。以此方式,影像並不必須在感測器框架內之特定部位處極精確地對準,此情形極大地改良量測設備整體上之產出率。 一旦已識別週期性結構之分離影像,就可(例如)藉由平均化或求和經識別區域內之選定像素強度值來量測彼等個別影像之強度。可將影像之強度及/或其他屬性彼此進行比較。可組合此等結果以量測微影程序之不同參數。疊對效能為此參數之一實例。舉例而言,比較該等強度會揭露可用作疊對之量度之不對稱性。在用於量測不對稱性且因此量測疊對之另一技術中,使用感測器19。 圖6說明在使用(例如)PCT專利申請公開案第WO 2011/012624號及美國專利申請公開案第2011/027704號中所描述之方法及使用(例如)圖3及圖4之設備的情況下,含有組件週期性結構32至35之兩個層之間的疊對誤差如何經由如藉由比較該等週期性結構在+1階及-1階暗場影像中之強度所揭露的該等週期性結構之不對稱性予以量測。 在步驟M1中,經由圖2之微影製造單元而處理基板(例如,半導體晶圓)一或多次,以產生包括包含形成計量目標的週期性結構32至35之目標之結構。在M2處,在使用圖3之計量設備的情況下,使用一階繞射光束中之一者(比如-1)來獲得週期性結構32至35之影像。在一實施例中,使用第一照射模式(例如,使用孔徑板13NW而產生之照射模式)。接著,無論藉由改變照射模式或改變成像模式,抑或藉由在計量設備之視場中使基板W旋轉達180°,皆可獲得使用另一一階繞射光束(+1)之週期性結構之第二影像(步驟M3)。因此,在第二影像中捕捉+1繞射輻射。在一實施例中,改變經照射模式且使用第二照射模式(例如,使用孔徑板13SE而產生之照射模式)。是否可在每一影像中捕捉所有週期性結構或在量測設備與基板之間是否需要相對移動以便在分離影像中捕捉該等週期性結構為設計選擇問題。在任一狀況下,假定經由感測器23來捕捉所有組件週期性結構之第一影像及第二影像。 應注意,藉由使在每一影像中包括一階繞射輻射之僅一半,此處所提及之「影像」不為習知暗場顯微法影像。因為存在+1及-1階繞射輻射中之僅一者,所以個別週期性結構特徵未被解析。每一週期性結構將簡單地由某一強度位準之區域表示。在步驟M4中,在每一組件週期性結構之影像內識別所關注區(ROI),將自該所關注區量測強度位準。之所以進行此識別係因為:特別是在個別光柵影像之邊緣周圍,強度值通常可高度取決於諸如抗蝕劑厚度、組合物、線形狀以及邊緣效應之程序變數。 在已識別用於每一各別個別週期性結構32至35之所關注區P1、P2、P3、P4且已量測其強度的情況下,可接著判定週期性結構之不對稱性且因此判定(例如)疊對誤差。此判定係由影像處理器及控制器PU在步驟M5中比較針對每一週期性結構32至35之+1階及-1階所獲得之強度值以識別其強度之任何差(亦即,不對稱性)而進行。術語「差」並不意欲僅指減法。可以比率形式計算差。因此,在步驟M5處計算強度差以獲得用於每一週期性結構之不對稱性之量測。在步驟M6中,使用用於數個週期性結構之經量測不對稱性連同(在適用時)彼等週期性結構之疊對偏置之知識,以計算在目標T附近之微影程序之一或多個效能參數。所關注效能參數可為疊對。可計算微影程序之其他效能參數,諸如,焦點及/或劑量。一或多個效能參數可經回饋以用於微影程序之改良,及/或用以改良圖6自身之量測及計算程序。 在用以判定疊對之一實施例中,圖8描繪說明針對在形成疊對週期性結構之個別週期性結構內具有零偏移且不具有特徵不對稱性的「理想」目標之疊對誤差OV與經量測不對稱性A之間的關係的曲線702。此曲線圖係僅用以說明判定疊對之原理,且在每一曲線圖中,經量測不對稱性A及疊對誤差OV之單位係任意的。 在圖7之(a)至(c)之「理想」情形下,曲線702指示經量測不對稱性A與疊對具有正弦關係。正弦變化之週期P對應於週期性結構之週期(間距),其當然轉換成適當尺度。正弦形式在此實例中係純粹的,但在真實情況下可包括諧波。出於簡單起見,在此實例中假定(a)來自目標之僅一階繞射輻射到達影像感測器23 (或在給定實施例中到達影像感測器23之等效者),且(b)實驗目標設計係使得在此等一階內,在頂部週期性結構結果與下部週期性結構結果之間在強度及疊對之間存在純正弦關係。實務上此情形是否真實係依據光學系統設計、照射輻射之波長及週期性結構之間距P,以及目標之設計及堆疊而變化。 如上文所提及,經偏置週期性結構可用以量測疊對,而非依賴於單一量測。此偏置具有供產生偏置之圖案化裝置(例如,倍縮光罩)中所定義之已知值,該值用作對應於經量測信號之疊對之基板上校準。在圖式中,以圖形方式說明計算。在圖6之步驟M1至M5中,針對分別具有偏置+d及‑d之組件週期性結構(如(例如)圖7之(b)及圖7之(c)所展示)獲得不對稱性量測A(+d)及A(-d)。將此等量測擬合至正弦曲線會給出如所展示之點704及706。在已知偏置的情況下,可計算真實疊對誤差OV。根據目標之設計,正弦曲線之間距P係已知的。曲線702之垂直尺度開始時並非已知的,而是為吾人可稱為一階諧波比例常數K1 之未知因數。 以方程式項,假定疊對與不對稱性之間的關係如下:其中在使得週期性結構間距P對應於角度2π弧度之尺度上來表達OV。在使用對具有不同已知偏置之週期性結構之兩個量測的情況下,吾人可對兩個方程式進行求解以計算未知數K1 及疊對OV。 上文所描述之計量目標經設計以用於與特定程序堆疊(亦即,為用以建構用於層之特定裝置或其部分之程序及材料的程序堆疊,例如,所涉及之一個或材料層(例如,其厚度及/或材料類型)、微影曝光程序、抗蝕劑顯影程序、烘烤程序、蝕刻程序等等)相關聯之一或多個特定層,其具有計量目標將針對程序堆疊中之標稱改變提供量測穩固性之靈活性。亦即,使用程序層之知識(例如,其材料、厚度等等)應用於該等層之處理步驟等等來設計計量目標以獲得將針對用於所量測之微影程序之參數給出良好(若非最佳)量測結果的計量目標。 然而,在微影程序開發期間,用於某一層之程序堆疊可顯著改變超出標稱。現有目標無法處置程序堆疊之大改變(亦即,程序改變)。因此,多個目標可經設計以旨在此等改變之極值。此情形需要新目標設計,此意謂程序開發在此新目標(例如)在光罩上測量出之前必須等待相當大時間段;因此,顯著增加研發循環時間。此外,多個目標可意謂在產生用於每一不同目標之不同圖案化裝置(例如,光罩)方面之相當大成本。或,可未得到用以容納此等目標之空間(亦即,圖案化裝置圖案上之可用空間)及/或可顯著影響用以量測此等多個目標之產出率。 另外,典型以繞射為基礎之疊對目標用以量測一對層之間的疊對。但驅使新程序(例如,多重圖案化程序、最後通孔程序等等)需要不僅在單個層對之間進行疊對量測,而且在多個層對當中進行疊對量測。相似於上文所論述之程序開發實例,用於多層疊對之解決方案將會增加疊對目標之數目(亦即,不同層對需要不同目標),且因此量測之數目增加(亦即,對多層組合之每一對之量測)。此以歸因於增加之量測時間之目標「佔據面積」(亦即,圖案化裝置圖案上用以容納此等個別層對目標之可用空間)及產出率為代價。 因此,根據一實施例,提供繞射計量目標,繞射計量目標包含總大小小但包括多重設計週期性結構之集合的多重週期性結構目標叢集(週期性結構之單一叢集);出於參考方便起見,此目標被稱作延伸型操作範圍計量目標。因此,為了(例如)程序開發,來自延伸型操作範圍計量目標之週期性結構之一子集可用於某一程序堆疊條件,而來自延伸型操作範圍計量目標之週期性結構之另一子集可用於另一程序堆疊條件,因此能夠考量程序堆疊之顯著變化。替代地或另外,為了(例如)多層疊對,來自延伸型操作範圍計量目標之週期性結構之一子集可用於某一層對,而延伸型操作範圍計量目標之週期性結構之另一(另外若干)子集可用於另一層對,因此實現多層疊對。 因此,在顯著程序堆疊變化(例如,無法藉由計量目標之特定週期性結構設計適當處置的程序堆疊之變化)之情形下,延伸型操作範圍計量目標允許在對程序堆疊作出改變的情況下置放顯著不同設計(皆在目標之合理大小內),此將增加成功量測之機會。此情形可歸因於主動預期程序堆疊變化之不同設計之存在而增加第一次量測成功之機會。且在多重疊對量測之情形下,延伸型操作範圍計量目標允許量測一個量測序列中之多個層之間的疊對。亦即,在一實施例中,可在一個量測序列中量測多個層對,且在一實施例中,可同時偵測多個層對之繞射資料。 藉由使在延伸型操作範圍計量目標中具有以不同方式設計之週期性結構,可藉由其中有以不同方式設計之週期性結構集合的單一計量目標處置程序堆疊及/或多層之顯著變化。藉此,可顯著縮減產生用於每一不同個別目標之不同圖案化裝置(例如,光罩)之成本及/或量測時間之成本。另外,藉由延伸型操作範圍計量目標之相對小大小,可顯著縮減歸因於增加之量測時間之用於多個不同個別目標之目標「佔據面積」(亦即,用以容納此等個別層對目標之圖案化裝置圖案上之可用空間)之成本及產出率之成本。因此,延伸型操作範圍計量目標可將所有此等多個目標帶入單一目標叢集內,自佔據面積之視點,該單一目標叢集足夠小且相比於多個個別目標在量測時間方面亦更有利。 參看圖9,描繪延伸型操作範圍計量目標800之實施例。延伸型操作範圍計量目標800包含複數個子目標,在此實例中,包含四個繞射子目標802、804、806、808。如應瞭解,可提供不同數目個子目標。舉例而言,可僅提供兩個子目標。替代地,可提供三個、五個、六個、七個、八個子目標等等。在一實施例中,每一子目標802至808係與相鄰子目標分離達間隙820。在一實施例中,間隙為200奈米或更大、250奈米或更大、350奈米或更大、500奈米或更大、750奈米或更大、或1微米或更大。間隙促進子目標之重新建構,使得可分離地識別該等子目標。另外,間隙可幫助防止自一子目標延伸至另一子目標上之繞射之串擾。 每一子目標包含一週期性結構。在一實施例中,每一子目標包含至少一對週期性結構。在一實施例中,每一子目標包含至少兩對週期性結構。在一實施例中,子目標中之週期性結構之特徵(例如,線)在同一方向上延伸。在一實施例中,子目標之至少一週期性結構可具有在與該子目標之另一週期性結構之特徵延伸之方向不同的方向(例如,實質上垂直的方向)上延伸之特徵。在一實施例中,一子目標之週期性結構之特徵延伸之方向可不同於另一子目標之週期性結構之特徵延伸之方向。 在如圖9所展示之一實施例中,每一子目標具有在第一方向(例如,X方向)上延伸之特徵之第一對週期性結構810,及具有在第二不同方向(例如,實質上垂直於第一方向之第二方向,諸如,Y方向)上延伸之特徵之第二對週期性結構812。如上文所論述,子目標中之一或多者無需使第二對週期性結構在不同方向上延伸,或第二不同方向可非垂直且非平行於用於該等子目標中之一或多者之第一方向。在此實例中,每一子目標802至808具有與圖4之目標相似的總佈局。亦即,每一子目標具有具在X方向上在相對隅角中延伸的特徵之第一對週期性結構,及具有在Y方向上在與第一對週期性結構相對的隅角中延伸的特徵之第二對週期性結構。然而,子目標之佈局可不同於如圖9所描繪之佈局。舉例而言,週期性結構之部位可不同。作為另一實例,一對週期性結構之長度及/或寬度可不同於另一對週期性結構之長度及/或寬度。一對週期性結構延伸至另一對週期性結構之相對角度可不同。關於圖12A至圖12E來描述用於子目標之不同佈局之實例。 子目標802至808具有一大小使得其可完全或至少部分地擬合於與圖4之目標相同的鄰接區域內。舉例而言,延伸型操作範圍計量目標800可具有在25微米×25微米內或等於25微米×25微米、在20微米×20微米內或等於20微米×20微米、在16微米×16微米內或等於16微米×16微米、在12微米×12微米內或等於12微米×12微米、在10微米×10微米內或等於10微米×10微米或在8微米×8微米內或等於8微米×8微米的外部尺寸。在一實施例中,子目標中之每一者之至少部分係在基板上之具有某大小的鄰接區域內。在一實施例中,複數個子目標之每一週期性結構之至少部分係在基板上之具有某大小的鄰接區域內。在一實施例中,複數個子目標之每一週期性結構係在基板上之具有某大小的鄰接區域內。在一實施例中,該某大小小於或等於1000平方微米、小於或等於900平方微米、小於或等於800平方微米、小於或等於700平方微米、小於或等於600平方微米、小於或等於500平方微米、小於或等於450平方微米、小於或等於400平方微米、小於或等於350平方微米、小於或等於300平方微米、小於或等於250平方微米、小於或等於200平方微米、小於或等於150平方微米、或少於或等於100平方微米。在一實施例中,子目標802至808之週期性結構中之每一者不小於約3微米×3微米或不小於約4微米×4微米。在一實施例中,子目標802至808之週期性結構中之每一者不小於約9平方微米或不小於約16平方微米。 在一實施例中,子目標中之每一者之至少部分係在基板上之量測光點之區域內(例如,在量測光點之寬度內)。在一實施例中,複數個子目標之每一週期性結構之至少部分係在基板上之量測光點之區域內(例如,在量測光點之寬度內)。在一實施例中,複數個子目標之每一週期性結構係在基板上之量測光點之區域內(例如,在量測光點之寬度內)。在一實施例中,量測光點之寬度(例如,直徑)為約35微米或更小、約30微米或更小、約25微米或更小或約20微米或更小、約15微米或更小或約10微米或更小。因此,在一實施例中,可在一個量測序列中量測多個子目標,且在一實施例中,可同時偵測多個子目標之繞射資料。 與圖4之目標類似,在一實施例中,複數個子目標至少部分地疊對另一週期性結構(僅僅出於清楚起見,圖9未圖示該另一週期性結構)。在一實施例中,子目標802至806中之每一者至少部分地疊對一各別週期性結構。在一實施例中,第一延伸型操作範圍計量目標800疊對第二延伸型操作範圍計量目標800。在彼狀況下,第一延伸型操作範圍計量目標800之複數個子目標802至806中之每一者將疊對第二延伸型操作範圍計量目標800之各別子目標802至806。在一實施例中,第一延伸型操作範圍計量目標800可在一個層中,且第二延伸型操作範圍計量目標800可在另一層中。在一實施例中,第一延伸型操作範圍計量目標800可在一個層中,且第二延伸型操作範圍計量目標800可使複數個子目標中之每一者在不同層中。 另外,除了在單一佈局內產生多個子目標以外,亦針對(a)不同程序條件及/或(b)用於多層疊對之不同層對來設計複數個子目標中之每一者。換言之,在一實施例中,複數個子目標之第一子目標802具有與複數個子目標之第二子目標804不同的設計。在一實施例中,子目標802至808中之每一者可具有一不同設計。在一實施例中,複數個子目標之兩個或多於兩個子目標802、808可具有與該複數個子目標之兩個或多於兩個其他子目標804、806不同的設計。 參看圖10,描繪具有針對不同程序條件而設計之複數個子目標的(圖9之設計之)延伸型操作範圍計量目標900、902之實例的使用。為了易於參考,在圖10中以列之形式描繪子目標802、804、806、808。如自圖9之佈局應瞭解,圖10中之子目標806、808實務上將位於圖10中之子目標802、804「前方」或「後方」,亦即,分別在頁面中或頁面外。另外,在此實施例中,第一延伸型操作範圍計量目標900處於一層,且第二延伸型操作範圍計量目標902處於另一層。亦即,在圖10中,第一延伸型操作範圍計量目標900之子目標802、804、806、808中之每一者係在頂部層處,且第二延伸型操作範圍計量目標902之子目標802、804、806、808中之每一者係在第一延伸型操作範圍計量目標900下方之單層中,使得第一延伸型操作範圍計量目標900之子目標802、804、806、808中之每一者至少部分地疊對第二延伸型操作範圍計量目標902之各別子目標802、804、806、808。 在圖10之實例中,針對不同程序堆疊來設計子目標802、804、806、808中之每一者。在此實例中,子目標802經設計以用於具有為100奈米之第一層904及為100奈米之第二層906之程序堆疊、子目標804經設計以用於具有為100奈米之第一層904及為110奈米之第二層906之不同程序堆疊、子目標806經設計以用於具有為110奈米之第一層904及為110奈米之第二層906之不同程序堆疊,且子目標808經設計以用於具有為120奈米之第一層904及為110奈米之第二層906之程序堆疊。如應瞭解,不同程序堆疊之條件可不同於用於此實例中之程序堆疊之條件。舉例而言,程序條件可為除了層厚度以外的程序條件。其他程序條件可包括折射率、層材料、蝕刻速率、烘烤溫度、曝光焦點、曝光劑量等等。另外,雖然在此實施例中,延伸型操作範圍計量目標900以與其疊對之關聯延伸型操作範圍計量目標902不同的方式經設計(例如,在圖10中,延伸型操作範圍計量目標902中之週期性結構特徵經分段,而延伸型操作範圍計量目標900中之週期性特徵並未分段),但延伸型操作範圍計量目標900及延伸型操作範圍計量目標902可相同。另外,雖然圖10中能夠成功地量測4個不同程序堆疊,但可存在可能夠成功地量測之不同數目個程序堆疊。 在設計之差異方面,在一實施例中,差異為子目標802、804、806、808中之至少一者與子目標802、804、806、808中之另一者之間的週期性結構之間距之差。在一實施例中,間距係選自100奈米至1000奈米之範圍。在一實施例中,設計之差異為子目標802、804、806、808中之至少一者與子目標802、804、806、808中之另一者之間的週期性結構之特徵(例如,線)或間隔寬度之差。在一實施例中,設計之差異為子目標802、804、806、808中之至少一者與子目標802、804、806、808中之另一者之間的週期性結構之特徵之分段(例如,虛線而非實線)的差。在一實施例中,設計之差異為子目標802、804、806、808中之至少一者與子目標802、804、806、808中之另一者之間的週期性結構之偏置(例如,量及/或方向)之差。在一實施例中,偏置經選擇為在1奈米至60奈米的範圍內。箭頭描繪偏置方向之實施例。自然,並不需要偏置。在一實施例中,設計之差異為上覆延伸型操作範圍計量目標之間的特徵或間隔寬度之差(例如,「頂部及底部CD」之差),例如,第一延伸型操作範圍計量目標之子目標802、804、806、808中的至少一者之特徵或間隔寬度不同於上覆第二延伸型操作範圍計量目標之子目標802、804、806、808中的關聯至少一者之特徵或間隔寬度。在一實施例中,設計之差異為子目標802、804、806、808與其關聯週期性結構之佈局的差異。參見(例如)下文中所描述之圖12A至圖12E。在一實施例中,設計之差異為用於子目標802、804、806、808中之至少一者與子目標802、804、806、808中之另一者之間的量測光束之最佳波長之差。在將相同波長量測配方用於子目標802、804、806、808中之每一者的情況下,子目標802、804、806、808可經最佳化以接受關於每一子目標之最小效能損耗。或在一實施例中,多個波長可用於複數個子目標,或可自施加至子目標之寬頻帶輻射分離波長。如應瞭解,可使用設計參數之組合。 因此,在一實施例中,可在第一實例中將延伸型操作範圍計量目標900、902提供至具有子目標802之特性的程序堆疊,即,具有為100奈米之第一層904及為100奈米之第二層906之程序堆疊。因此,當進行彼等延伸型操作範圍計量目標900、902之量測時,來自子目標802之量測結果將對於彼程序堆疊係良好的,而來自子目標804、806及808之量測結果將對於彼程序堆疊較不良好。但,方便地,可在第二實例中將相同延伸型操作範圍計量目標900、902提供至具有子目標804之特性的程序堆疊,即,具有為100奈米之第一層904及為110奈米之第二層906之程序堆疊。因此,當在此不同程序堆疊中進行彼等延伸型操作範圍計量目標900、902之量測時,在此狀況下來自子目標804之量測結果將對於彼程序堆疊係良好的,而來自子目標802、806及808之量測結果將將對於彼程序堆疊較不良好。
為了判定量測結果是否良好,可使用一或多個不同技術。舉例而言,在上文所提及之第一實例中,可簡單地不存在來自子目標804、806及808的任何或顯著較弱量測結果,此係因為該等子目標實際上不可量測。在另一實例中,可針對子目標中之每一者量測殘差(例如,疊對殘差),且子目標中之一者之較低或最低殘差可表示來自該子目標之量測結果良好。在另一實例中,可藉由另一程序量測同一參數(例如,疊對)。作為一實例,電氣測試可經執行以判定用於參數之值,且具有與藉由電氣測試量測之值最接近值的子目標可表示來自該子目標之量測結果良好。
參看圖11,描繪具有用於多層疊對之複數個子目標的(圖9之設計之)延伸型操作範圍計量目標1000、1002之實例的使用。為了易於參考,在圖11中以列之形式描繪子目標802、804、806、808。如自圖9之佈局應瞭解,圖11中之子目標806、808實務上將位於圖11中之子目標802、804「前方」或「後方」,亦即,分別在頁面中或頁面外。另外,在此實施例中,第一延伸型操作範圍計量目標1000處於一個層,且第二延伸型操作範圍計量目標1002使複數個子目標中之每一者在不同層中。亦即,在圖11中,第一延伸型操作範圍計量目標1000之子目標802、804、806、808中之每一者係在頂部層處,且第二延伸型操作範圍計量目標1002之子目 標802、804、806、808中之每一者係在第一延伸型操作範圍計量目標1000下方之不同層中,使得第一延伸型操作範圍計量目標1000之子目標802、804、806、808中之每一者至少部分地疊對第二延伸型操作範圍計量目標1002之各別子目標802、804、806、808。
在圖11之實例中,子目標802、804、806、808中之每一者經設計以用於不同層。在此實例中,子目標802經設計以用於量測用於頂部層與層1010之第一層對之疊對、子目標804經設計以用於量測用於頂部層與層1008之第二層對之疊對、子目標806經設計以用於量測用於頂部層與層1006之第三層對之疊對,且子目標808經設計以用於量測用於頂部層與層1004之第四層對之疊對。雖然此實例中之每一子目標量測一不同層對,但在一實施例中,子目標中之兩者或多於兩者可量測第一層對,且一或多個其他子目標可量測第二層對。另外,雖然在圖11中能夠量測4個不同層對,但可存在能夠量測之不同數目個層對。
在此實施例中,第一延伸型操作範圍計量目標1000之子目標802、804、806、808中之每一者具有相同設計,且第一延伸型操作範圍計量目標1000之子目標802、804、806、808在設計方面相同於第二延伸型操作範圍計量目標1002之子目標802、804、806、808。然而,如上文所提及,第二延伸型操作範圍計量目標1002之子目標802、804、806、808中之兩者或多於兩者係在不同層中(且因此具有不同設計),同時仍在第一延伸型操作範圍計量目標1000之底層。在一實施例中,第一延伸型操作範圍計量目標1000之子目標802、804、806、808中之一或多者可具有與該第一延伸型操作範圍計量目標1000之該等子目標802、804、806、808中之另一或多者不同的設計。在一實施例中,第一延伸型操作範圍計量目標 1000之子目標802、804、806、808中之一或多者可具有與第二延伸型操作範圍計量目標1002之子目標802、804、806、808中之一或多者不同的設計。
在一實施例中,由於延伸型操作範圍計量目標中之子目標802、804、806、808中之每一者之定位,可易於進行關於每一特定不同層對之疊對。此外,因為延伸型操作範圍計量目標具有用於每一不同層對之子目標802、804、806、808,所以可在一個量測序列中採取複數個不同層對之量測,例如,可同時捕捉不同層對中之每一者之繞射資訊。代替分離地使用每一不同層對之經量測疊對值或除了使用每一不同層對之經量測疊對值以外,使用子目標802、804、806、808進行之量測之平均值、中值或其他統計值亦可用於程序控制。此情形可在關注子目標802、804、806、808中之一或多者之歸因於其尺寸小之特定可靠度的情況下有用。統計值可幫助消除異常情況。
圖12A至圖12E描繪延伸型操作範圍計量目標之另外實施例。在一實施例中,延伸型操作範圍計量目標之此等實施例經設計以用於多層疊對量測。然而,另外或替代地,可針對程序堆疊變化在具有適當修改的情況下使用此等延伸型操作範圍計量目標(亦即,延伸型操作範圍計量目標之不同子目標經設計以用於不同程序堆疊條件)。當然,延伸型操作範圍計量目標之設計可能性不限於圖9及圖12A至圖12E中所描繪的延伸型操作範圍計量目標之設計。延伸型操作範圍計量目標之不同設計變化有可能用以(例如)適應不同或更多程序堆疊變化、層之不同量、不同佈局約束等等。另外,圖12A至圖12E中之延伸型操作範圍計量目標設計中之每一者描繪兩個子目標。如應瞭解,延伸型操作範圍計量目標可具有多於兩個子目標。
在一實施例中,延伸型操作範圍計量目標經設計以最大化曝光至輻射之特徵之數目。在一實施例中,延伸型操作範圍計量目標經設計以最大化相同類型之週期性結構(例如,相同尺寸、相同面積等等)。在一實施例中,延伸型操作範圍計量目標經設計以最大化對稱性。在一實施例中,延伸型操作範圍計量目標經設計以最大化一子目標之週期性結構相對於另一子目標之週期性結構之大小的大小,同時維持針對彼等子目標中之每一者之實質上相同或相似繞射效率。 參看圖12A,描繪具有第一子目標1202及第二子目標1204之延伸型操作範圍計量目標1200的實施例。相比於圖9之延伸型操作範圍計量目標,該等子目標彼此「交錯」,其中在此狀況下第二子目標1204之週期性結構在該延伸型操作範圍計量目標1200之中心會合,且第一子目標1202之週期性結構圍繞周邊而配置。在此實施例中,第一子目標1202之每一週期性結構之長度L1及寬度W1係與第二子目標1204之每一週期性結構之長度L2(參見圖12B)及寬度W2實質上相同。在一實施例中,長度L1、L2為8微米,且寬度W1、W2為4微米。在一實施例中,特徵長度係在3500奈米至4000奈米之範圍內,例如,3875奈米。在一實施例中,第一子目標與第二子目標之週期性結構之鄰近側之間的間隔係在150奈米至400奈米之範圍內,例如,250奈米。在一實施例中,第一子目標與第二子目標之週期性結構之所有鄰近側之間的間隔並不均一。在一實施例中,在第一子目標1202與第二子目標1204之間可存在偏置差。箭頭描繪偏置方向之實施例。自然,並不需要偏置。在一實施例中,偏置小於或等於60奈米。在一實施例中,延伸型操作範圍計量目標1200能夠量測在30奈米或更小範圍內的疊對。 參看圖12B,描繪具有第一子目標1222及第二子目標1224之延伸型操作範圍計量目標1220的實施例。該等子目標中之每一者為延伸型操作範圍計量目標1220之一相異鄰接部分。在此狀況下,第一子目標1222係在「頂部」部分中,且第二子目標1224係在「底部」部分中。在此實施例中,第一子目標1222之每一週期性結構之長度L1及寬度W1實質上相同於第二子目標1224之每一週期性結構之長度L2及寬度W2。在一實施例中,長度L1、L2為8微米,且寬度W1、W2為4微米。在一實施例中,特徵長度係在3500奈米至4000奈米之範圍內,例如,3875奈米。在一實施例中,第一子目標與第二子目標之週期性結構之鄰近側之間的間隔係在150奈米至400奈米之範圍內,例如,250奈米。在一實施例中,第一子目標與第二子目標之週期性結構之所有鄰近側之間的間隔並不均一。在一實施例中,在第一子目標1222與第二子目標1224之間可存在偏置差。箭頭描繪偏置方向之實施例。自然,並不需要偏置。在一實施例中,偏置小於或等於60奈米。在一實施例中,延伸型操作範圍計量目標1220能夠量測在30奈米或更小範圍內的疊對。 參看圖12C,描繪具有第一子目標1242及第二子目標1244之延伸型操作範圍計量目標1240的實施例。圖12C之設計與圖12A之設計之相似之處在於:子目標彼此「交錯」,其中在此狀況下第二子目標1244之週期性結構在延伸型操作範圍計量目標1240之中心會合,且第一子目標1242之週期性結構圍繞周邊而配置。在此實施例中,第一子目標1242之每一週期性結構之長度L1不同於第二子目標1244之每一週期性結構之長度L2,且第一子目標1242之每一週期性結構之寬度W1實質上相同於第二子目標1244之每一週期性結構之寬度W2。在一實施例中,長度L1為6微米,且寬度W1為4.9微米。在一實施例中,長度L2為10.4微米且寬度W2為4.9微米。在一實施例中,特徵長度係在3500奈米至4000奈米之範圍內,例如,3875奈米。在一實施例中,第一子目標與第二子目標之週期性結構之鄰近側之間的間隔係在150奈米至400奈米之範圍內,例如,250奈米。在一實施例中,第一子目標與第二子目標之週期性結構之所有鄰近側之間的間隔並不均一。在一實施例中,在第一子目標1242與第二子目標1244之間可存在偏置差。箭頭描繪偏置方向之實施例。自然,並不需要偏置。在一實施例中,偏置小於或等於60奈米。在一實施例中,延伸型操作範圍計量目標1240能夠量測在30奈米或更小範圍內的疊對。此實施例可有利地用於多層疊對,其中第二子目標1244而非第一子目標1242用於下部層,此係因為該層之材料、厚度等等之性質顯著衰減或以其他方式干擾自下部層之繞射輻射。用於設計延伸型操作範圍計量目標之軟體(下文中更詳細地描述)可基於層材料、厚度等等之性質而選擇第一子目標1242及第二子目標1244之週期性結構之設計參數(例如,特徵及間隔寬度、間距、佈局等等)使得第一子目標1242與第二子目標1244中之每一者之繞射效率實質上相同或相似。此情形可幫助防止量測感測器之剪輯免於自第一子目標1242或第二子目標1244之過量繞射輻射。 參看圖12D,描繪具有第一子目標1262及第二子目標1264之延伸型操作範圍計量目標1260的實施例。圖12D之設計相似於圖12C之設計,其中差異在於此設計較對稱。在此狀況下,第二子目標1264係呈十字形形式且第一子目標1262圍繞周邊而配置。在此實施例中,第一子目標1262之每一週期性結構之長度L1不同於第二子目標1264之每一週期性結構之長度L2,且第一子目標1262之每一週期性結構之寬度W1實質上相同於第二子目標1264之每一週期性結構之寬度W2。在一實施例中,長度L1為5.4微米,且寬度W1為5.4微米。在一實施例中,長度L2為7.5微米且寬度W2為5.4微米。在一實施例中,特徵長度係在3500奈米至4000奈米之範圍內,例如,3875奈米。在一實施例中,第一子目標與第二子目標之週期性結構之鄰近側之間的間隔係在150奈米至400奈米之範圍內,例如,250奈米。在一實施例中,第一子目標與第二子目標之週期性結構之所有鄰近側之間的間隔並不均一。在一實施例中,在第一子目標1262與第二子目標1264之間可存在偏置差。箭頭描繪偏置方向之實施例。自然,並不需要偏置。在一實施例中,偏置小於或等於60奈米。在一實施例中,延伸型操作範圍計量目標1260能夠量測在30奈米或更小範圍內的疊對。此實施例可有利地用於多層疊對,其中第二子目標1264而非第一子目標1262用於下部層,此係因為該層之材料、厚度等等之性質顯著衰減或以其他方式干擾自下部層之繞射輻射。用於設計延伸型操作範圍計量目標之軟體(下文中更詳細地描述)可基於層材料、厚度等等之性質而選擇第一子目標1262及第二子目標1264之週期性結構之設計參數(例如,特徵及間隔寬度、間距、佈局等等)使得第一子目標1262與第二子目標1264中之每一者之繞射效率實質上相同或相似。此情形可幫助防止量測感測器之剪輯免於自第一子目標1262或第二子目標1264之過量繞射輻射。此設計比圖12C之設計稍微更平衡。 參看圖12E,描繪具有第一子目標1282及第二子目標1284之延伸型操作範圍計量目標1280的實施例。圖12E之設計與圖12C及12D之設計的相似之處在於:第一子目標1282與第二子目標1284之週期性結構不同。在圖12E之設計中,第一子目標1282之週期性結構集中於內部處,且第二子目標1284之週期性結構圍繞周邊而配置。在此實施例中,第一子目標1282之每一週期性結構之長度L1及寬度W1不同於第二子目標1284之每一週期性結構之長度L2及寬度W2。在一實施例中,長度L1為6.25微米,且寬度W1為6.25微米。在一實施例中,長度L2為12.5微米且寬度W2為7.5微米。在一實施例中,特徵長度係在3500奈米至4000奈米之範圍內,例如,3875奈米。在一實施例中,第一子目標與第二子目標之週期性結構之鄰近側之間的間隔係在150奈米至400奈米之範圍內,例如,250奈米。在一實施例中,第一子目標與第二子目標之週期性結構之所有鄰近側之間的間隔並不均一。在一實施例中,在第一子目標1282與第二子目標1284之間可存在偏置差。箭頭描繪偏置方向之實施例。自然,並不需要偏置。在一實施例中,偏置小於或等於60奈米。在一實施例中,延伸型操作範圍計量目標1280能夠量測在30奈米或更小範圍內的疊對。此實施例可有利地用於多層疊對,其中第二子目標1284而非第一子目標1282用於下部層,此係因為該層之材料、厚度等等之性質顯著衰減或以其他方式干擾自下部層之繞射輻射。用於設計延伸型操作範圍計量目標之軟體(下文中更詳細地描述)可基於層材料、厚度等等之性質而選擇第一子目標1282及第二子目標1284之週期性結構之設計參數(例如,特徵及間隔寬度、間距、佈局等等)使得第一子目標1282與第二子目標1284中之每一者之繞射效率實質上相同或相似。此情形可幫助防止量測感測器之剪輯免於自第一子目標1282或第二子目標1284之過量繞射輻射。此設計比圖12C之設計稍微更平衡。另外,在此實施例中,第一子目標1282可小於量測光點(亦即,第一子目標1282填充過度),而第二子目標1284將大於量測光點(亦即,第二子目標1284填充不足)。雖然填充不足,但可足以捕捉第二子目標1284以採取量測。 參看圖16(A)至圖16(C),描繪具有用於多層疊對之複數個子目標之延伸型操作範圍計量目標1500、1502之實例的使用。在此實施例中,延伸型操作範圍計量目標1500、1502包含子目標1504及1506。子目標1504包含週期性結構1508,而子目標1506包含週期性結構1510。 在此實例中,圖16(A)描繪在被指明為層1的下部層中之子目標1504之週期性結構1510的部位。圖16(B)描繪在位於層1上方之被指明為層2的較高層中之子目標1506之週期性結構1512的部位。圖16(C)描繪在位於層1及層2上方之被指明為層3的較高層中之子目標1504及1506之週期性結構的部位。該等層無需彼此緊鄰。舉例而言,一或多個其他層可提供於層1與層2之間或層2與層3之間,該等其他層在其中將不具有與圖16(A)至圖16(C)之週期性結構中之任一者重疊的週期性結構。在一實施例中,延伸型操作範圍計量目標1500、1502可具有一或多個另外子目標。在一實施例中,一或多個另外子目標中之每一者可位於各別一或多個另外層中(且因此允許量測另外層對)。 另外,實務上,圖16(C)中之週期性結構將至少部分地上覆圖16(A)中之週期性結構,且圖16(C)中之週期性結構將至少部分地上覆圖16(B)中之週期性結構。詳言之,圖16(C)中之週期性結構1510將至少部分地上覆圖16(A)中之週期性結構1510。另外,圖16(C)中之週期性結構1512將至少部分地上覆圖16(B)中之週期性結構1512。在一實施例中,可改變層中之週期性結構之次序。舉例而言,圖16(C)可位於層2處,而圖16(B)可位於層3處(在此狀況下,圖16(A)將在層1處)或可位於層1處(在此狀況下圖16(A)將在層3處)。在此狀況下,可量測不同層對組合,即,層1與層2之間的疊對及/或層2與層3之間的疊對。或舉例而言,圖16(C)可位於層1處,而圖16(B)仍可位於層2處(且因此圖16(A)將位於層3處),或圖16(B)可位於層3處(在此狀況下圖16(A)將位於層2處)。 在此實施例中,子目標1504之週期性結構1510之特徵係在可被命名為Y方向的第一方向上延伸。週期性結構1510相應地能夠判定在第二方向上之疊對,該第二方向可被命名為X方向,其實質上正交於第一方向。另外,子目標1506之週期性結構1512之特徵係在相同第一方向上延伸。因此,週期性結構1512同樣地能夠判定在X方向上之疊對。 在一實施例中,子目標1504之週期性結構1510之特徵係在第二方向上延伸。在彼狀況下,週期性結構1510能夠判定在Y方向上之疊對。另外,子目標1506之週期性結構1512之特徵將在相同第二方向上延伸。因此,週期性結構1512將同樣地能夠判定在Y方向上之疊對。 因此,在圖16之實施例中,延伸型操作範圍計量目標1500、1502允許判定在層1 (圖16(A))與層3 (圖16(C))之間的在X方向(或Y方向)上之疊對,同時亦允許判定在層2 (圖16(B))與層3 (圖16(C))之間的在X方向上之疊對。因此,在單一量測序列中,可實現在相同方向上在不同層對之間的疊對。 為了促進檢查週期性結構之對準以幫助確保適當一或多個週期性結構至少部分地疊對關聯一或多個週期性結構,可將選用標記1508提供於複數個層中之每一者處。舉例而言,可使用標記1508來執行粗略對準以(例如)幫助確保週期性結構大體上上覆其他週期性結構(例如,若一個標記1508與另一標記顯著未對準,則可不使用該目標進行量測)。另外或替代地,標記1508可用以促進量測光束光點在目標之中間的對準。 參看圖17(A)至圖17(C),描繪具有用於多層疊對之複數個子目標之延伸型操作範圍計量目標1600、1602之實例的使用。在此實施例中,延伸型操作範圍計量目標1600、1602包含子目標1604、1606、1608、1610。子目標1604包含週期性結構1612、子目標1606包含週期性結構1614、子目標1608包含週期性結構1616且子目標1610包含週期性結構1618。 在此實例中,圖17(A)描繪在被指明為層1的下部層中之子目標1606之週期性結構1614之部位,及子目標1608之週期性結構1616之部位。圖17(B)描繪在位於層1上方之被指明為層2的較高層中之子目標1604之週期性結構1612之部位,及子目標1610之週期性結構1618之部位。圖17(C)描繪在位於層1及層2上方之被指明為層3的較高層中之子目標1604、1606、1608、1610之週期性結構的部位。該等層無需彼此緊鄰。舉例而言,一或多個其他層可提供於層1與層2之間或層2與層3之間,該等其他層在其中將不具有與圖17(A)至圖17(C)之週期性結構中之任一者重疊的週期性結構。 另外,實務上,圖17(C)中之週期性結構將至少部分地上覆圖17(A)中之週期性結構,且圖17(C)中之週期性結構將至少部分地上覆圖17(B)中之週期性結構。詳言之,圖17(C)中之週期性結構1614及1616將至少部分地上覆圖17(A)中之各別週期性結構1614及1616。另外,圖17(C)中之週期性結構1612及1618將至少部分地上覆圖17(B)中之各別週期性結構1612及1618。在一實施例中,可改變層中之週期性結構之次序。舉例而言,圖17(C)可位於層2處,而圖17(B)可位於層3處(在此狀況下,圖17(A)將在層1處)或可位於層1處(在此狀況下圖17(A)將在層3處)。在此狀況下,可量測不同層對組合,即,層1與層2之間的疊對及/或層2與層3之間的疊對。或舉例而言,圖17(C)可位於層1處,而圖17(B)仍可位於層2處(且因此圖17(A)將位於層3處),或圖17(B)可位於層3處(在此狀況下圖17(A)將位於層2處)。 在此實施例中,子目標1604之週期性結構1612之特徵係在可被命名為Y方向的第一方向上延伸。週期性結構1612相應地能夠判定在第二方向上之疊對,該第二方向可被命名為X方向,其實質上正交於第一方向。另外,子目標1606之週期性結構1614之特徵、子目標1608之週期性結構1616之特徵及子目標1610之週期性結構1618之特徵係在相同第一方向上延伸。因此,週期性結構1614、1616及1618同樣地分別能夠判定在X方向上之疊對。 在一實施例中,子目標1604之週期性結構1612之特徵係在第二方向上延伸。在彼狀況下,週期性結構1612能夠判定在Y方向上之疊對。另外,週期性結構1614、1616及1618之特徵將在相同第二方向上延伸。因此,週期性結構1614、1616及1618將同樣地能夠判定在Y方向上之疊對。 因此,在圖17之實施例中,延伸型操作範圍計量目標1600、1602允許判定在層1 (圖17(A))與層3 (圖17(C))之間的在X方向(或Y方向)上之疊對,同時亦允許判定在層2 (圖17(B))與層3 (圖17(C))之間的在X方向上之疊對。此外,在此狀況下,將針對每一層對歸因於至少兩個子目標之一或多個週期性結構在每一層中而量測在X方向(或Y方向)上之疊對至少兩次。舉例而言,在一實施例中,藉由至少子目標1604及1610中之每一者量測在X方向(或Y方向)上在層1與層3之間的疊對。相似地,舉例而言,在一實施例中,藉由至少子目標1606及1608中之每一者量測在X方向(或Y方向)上在層2與層3之間的疊對。因此,在單一量測序列中,可針對每一層對實現在不同層對之間在相同方向上之疊對複數次。可以統計方式組合(例如,平均化)疊對結果,或藉由加權來組合疊對結果(例如,使用一個子目標對一個層對量測之疊對值被加權為多於使用另一子目標量測之該層對之疊對值)。 參看圖18(A)至圖18(C),描繪具有用於多層疊對之複數個子目標之延伸型操作範圍計量目標1700、1702之實例的使用。在此實施例中,延伸型操作範圍計量目標1700、1702包含子目標1704及1706。子目標1704包含週期性結構1708,而子目標1706包含週期性結構1710。 在此實例中,圖18(A)描繪在被指明為層1的下部層中之子目標1704之週期性結構1708的部位。圖18(B)描繪在位於層1上方之被指明為層2的較高層中之子目標1706之週期性結構1710的部位。圖18(C)描繪在位於層1及層2上方之被指明為層3的較高層中之子目標1704及1706之週期性結構的部位。該等層無需彼此緊鄰。舉例而言,一或多個其他層可提供於層1與層2之間或層2與層3之間,該等其他層在其中將不具有與圖18(A)至圖18(C)之週期性結構中之任一者重疊的週期性結構。 另外,實務上,圖18(C)中之週期性結構將至少部分地上覆圖18(A)中之週期性結構,且圖18(C)中之週期性結構將至少部分地上覆圖18(B)中之週期性結構。詳言之,圖18(C)中之週期性結構1708將至少部分地上覆圖18(A)中之週期性結構1708。另外,圖18(C)中之週期性結構1710將至少部分地上覆圖18(B)中之週期性結構1710。在一實施例中,可改變層中之週期性結構之次序。舉例而言,圖18(C)可位於層2處,而圖18(B)可位於層3處(在此狀況下,圖18(A)將在層1處)或可位於層1處(在此狀況下圖18(A)將在層3處)。在此狀況下,可量測不同層對組合,即,層1與層2之間的疊對及/或層2與層3之間的疊對。或舉例而言,圖18(C)可位於層1處,而圖18(B)仍可位於層2處(且因此圖18(A)將位於層3處),或圖18(B)可位於層3處(在此狀況下圖18(A)將位於層2處)。 在此實施例中,子目標1704之週期性結構1708之特徵係在可被命名為Y方向的第一方向上延伸。週期性結構1708相應地能夠判定在第二方向上之疊對,該第二方向可被命名為X方向,其實質上正交於第一方向。另外,子目標1706之週期性結構1710之特徵在第二方向上延伸。週期性結構1710相應地能夠判定在Y方向上之疊對。 在一實施例中,子目標1704之週期性結構1708之特徵係在第二方向上延伸。在彼狀況下,週期性結構1708能夠判定在Y方向上之疊對。另外,在彼狀況下,子目標1706之週期性結構1710之特徵將在相同第二方向上延伸。因此,週期性結構1710將同樣地能夠判定在Y方向上之疊對。 因此,在圖18之實施例中,延伸型操作範圍計量目標1700、1702允許判定在層1 (圖18(A))與層3 (圖18(C))之間的在X方向上之疊對,同時亦允許判定在層2 (圖18(B))與層3 (圖18(C))之間的在Y方向上之疊對。或舉例而言,藉由將圖18(B)移位至層1且將圖18(A)移位至層2,在彼狀況下之延伸型操作範圍計量目標1700、1702將允許判定層1與層3之間的在Y方向上之疊對,同時亦允許判定層2與層3之間的在X方向上之疊對。因此,在單一量測序列中,可實現在不同層對之間在不同方向上之疊對。 參看圖19(A)至圖19(C),描繪具有用於多層疊對之複數個子目標之延伸型操作範圍計量目標1800、1802之實例的使用。在此實施例中,延伸型操作範圍計量目標1800、1802包含子目標1804、1806、1808及1810。子目標1804包含週期性結構1812、子目標1806包含週期性結構1814、子目標1808包含週期性結構1816,且子目標1810包含週期性結構1818。
在此實例中,圖19(A)描繪在被指明為層1的下部層中之子目標1808之週期性結構1816之部位,及子目標1810之週期性結構1818之部位。圖19(B)描繪在位於層1上方之被指明為層2的較高層中之子目標1806之週期性結構1812之部位,及子目標1806之週期性結構1814之部位。圖19(C)描繪在位於層1及層2上方之被指明為層3的較高層中之子目標1804、1806、1808及1810之週期性結構的部位。該等層無需彼此緊鄰。舉例而言,一或多個其他層可提供於層1與層2之間或層2與層3之間,該等其他層在其中將不具有與圖19(A)至圖19(C)之週期性結構中之任一者重疊的週期性結構。
另外,實務上,圖19(C)中之週期性結構將至少部分地上覆圖19(A)中之週期性結構,且圖19(C)中之週期性結構將至少部分地上覆圖19(B)中之週期性結構。詳言之,圖19(C)中之週期性結構1816及1818將至少部分地上覆圖19(A)中之關聯週期性結構1816及1818。另外,圖19(C)中之週期性結構1812及1814將至少部分地上覆圖19(B)中之關聯週期性結構1812及1814。在一實施例中,可改變層中之週期性結構之次序。舉例而言,圖19(C)可位於層2處,而圖19(B)可位於層3處(在此狀況下,圖19(A)將在層1處)或可位於層1處(在此狀況下圖19(A)將在層3處)。在此狀況下,可量測不同層對組合,即,層1與層2之間的疊對及/或層2與層3之間的疊對。或舉例而言,圖19(C)可位於層1處,而圖19(B)仍可位於層2處(且因此圖19(A)將位於層3處),或圖19(B)可位於層3處(在此狀況下圖19(A)將位於層2處)。 在此實施例中,子目標1804之週期性結構1812之特徵及子目標1806之週期性結構1814之特徵係在可被命名為Y方向的第一方向上延伸。週期性結構1812及1814相應地能夠分別判定在第二方向上之疊對,該第二方向可被命名為X方向,其實質上正交於第一方向。另外,子目標1808之週期性結構1816之特徵及子目標1810之週期性結構1818之特徵在第二方向上延伸。週期性結構1816及1818相應地能夠分別判定在Y方向上之疊對。 在一實施例中,子目標1804之週期性結構1812之特徵及子目標1806之週期性結構1814之特徵係在第二方向上延伸。在彼狀況下,週期性結構1812及1814能夠判定在Y方向上之疊對。另外,在彼狀況下,子目標1808之週期性結構1816之特徵及子目標1810之週期性結構1818之特徵將在第一方向上延伸。因此,在彼狀況下,週期性結構1816及1818能夠判定在X方向上之疊對。 因此,在圖19之實施例中,延伸型操作範圍計量目標1800、1802允許判定在層2 (圖19(B))與層3 (圖19(C))之間的在X方向上之疊對,同時亦允許判定在層1 (圖19(A))與層3 (圖19(C))之間的在Y方向上之疊對。或舉例而言,藉由將圖19(B)移位至層1且將圖19(A)移位至層2,在彼狀況下之延伸型操作範圍計量目標1800、1802將允許判定層1與層3之間的在X方向上之疊對,同時亦允許判定層2與層3之間的在Y方向上之疊對。此外,在此狀況下,將針對每一層對歸因於至少兩個子目標之一或多個週期性結構在每一層中而量測在X方向及Y方向上之疊對至少兩次。舉例而言,在一實施例中,藉由至少子目標1804及1806中之每一者量測層2與層3之間的在X方向上之疊對。相似地,舉例而言,在一實施例中,藉由至少子目標1808及1810中之每一者量測層1與層3之間的在Y方向上之疊對。因此,在單一量測序列中,可針對每一層對實現不同層對之間的在不同方向上之疊對複數次。可以統計方式組合(例如,平均化)疊對結果,或藉由加權來組合疊對結果(例如,使用一個子目標對一個層對量測之疊對值被加權為多於使用另一子目標量測之該層對之疊對值)。
參看圖20(A)至圖20(E),描繪具有用於多層疊對之複數個子目標之延伸型操作範圍計量目標1800、1802之實例的使用。在此實施例中,延伸型操作範圍計量目標1800、1802包含子目標1804、1806、1808及1810。子目標1804包含週期性結構1812、子目標1806包含週期性結構1814、子目標1808包含週期性結構1816,且子目標1810包含週期性結構1818。
在此實例中,圖20(A)描繪在被指明為層1的下部層中之子目標1806之週期性結構1814的部位。圖20(B)描繪在位於層1上方之被指明為層2的較高層中之子目標1810之週期性結構1818的部位。圖20(C)描繪在位於層1及層2上方之被指明為層3的較高層中之子目標1808之週期性結構1816的部位。圖20(D)描繪在位於層1至層3上方之被指明為層4的較高層中之子目標1804之週期性結構1812的部位。圖20(E)描繪在位於層1至層4上方之被指明為層5的較高層中之子目標1804、1806、1808及1810之週期性結構的部位。該等層無需彼此緊鄰。舉例而言,一或多個其他層可提供於層1與層2之間、層2與層3之間、層3與層4之間及/或層4與層5之間,該等其他層在其中將不具有與圖20(A)至圖20(E)之週期性結構中之任一者重疊的週期性結構。
另外,實務上,圖20(E)中之週期性結構將至少部分地上覆圖20(A)中之週期性結構、圖20(E)中之週期性結構將至少部分地上覆圖20(B)中之週期性結構、圖20(E)中之週期性結構將至少部分地上覆圖20(C)中之週期性結構,且圖20(E)中之週期性結構將至少部分地上覆圖20(D)中之週期性結構。詳言之,圖20(E)中之週期性結構1814將至少部分地上覆圖20(A)中之週期性結構1814。另外,圖20(E)中之週期性結構1818將至少部分地上覆圖20(B)中之週期性結構1818、圖20(E)中之週期性結構1816將至少部分地上覆圖20(C)中之週期性結構1816,且圖20(E)中之週期性結構1812將至少部分地上覆圖20(D)中之週期性結構1812。在一實施例中,可改變層中之週期性結構之次序。舉例而言,圖20(E)可位於層3處,而圖20(C)可位於層5處或另一層處(倘若將另外在彼層處之結構移動至另一層)。在此狀況下,可量測不同層對組合,即,層1與層3之間的疊對、層2與層3之間的疊對、層3與層4之間的疊對及/或層3與層5之間的疊對。或舉例而言,圖20(E)可位於層2處,而圖20(B)可位於層5處或另一層處(倘若將另外在彼層處之結構移動至另一層)。 在此實施例中,子目標1804之週期性結構1812之特徵及子目標1806之週期性結構1814之特徵係在可被命名為Y方向的第一方向上延伸。週期性結構1812及1814相應地能夠分別判定在第二方向上之疊對,該第二方向可被命名為X方向,其實質上正交於第一方向。另外,子目標1808之週期性結構1816之特徵及子目標1810之週期性結構1818之特徵在第二方向上延伸。週期性結構1816及1818相應地能夠分別判定在Y方向上之疊對。 在一實施例中,子目標1804之週期性結構1812之特徵及子目標1806之週期性結構1814之特徵係在第二方向上延伸。在彼狀況下,週期性結構1812及1814能夠判定在Y方向上之疊對。另外,在彼狀況下,子目標1808之週期性結構1816之特徵及子目標1810之週期性結構1818之特徵將在第一方向上延伸。因此,在彼狀況下,週期性結構1816及1818能夠判定在X方向上之疊對。 因此,在圖20之實施例中,延伸型操作範圍計量目標1800、1802允許判定層1(圖20(A))與層5(圖20(E))之間的及層4(圖20(D))與層5(圖20(E))之間的在X方向上之疊對,同時亦允許判定層2(圖20(B))與層5(圖20(E))之間的及層3(圖20(C))與層5(圖20(E))之間的在Y方向上之疊對。或舉例而言,藉由將圖20(B)移位至層1且將圖20(A)移位至層2,在彼狀況下之延伸型操作範圍計量目標1800、1802將允許判定層2與層5之間的在X方向上之疊對,同時亦允許判定層1與層5之間的在Y方向上之疊對。或舉例而言,藉由將圖20(C)移位至層4且將圖20(D)移位至層3,在彼狀況下之延伸型操作範圍計量目標1800、1802將允許判定層3與層5之間的在X方向上之疊對,同時亦允許判定層4與層5之間的在Y方向上之疊對。因此,在單一量測序列中,可實現在不同層對之間在不同方向上之疊對。 另外,在圖18至圖20之實施例中,子目標已被描述且被展示為包含在一個特定方向上具有若干特徵之若干週期性結構。無需為此狀況。實情為,在圖18至圖20中,子目標可包含在第一方向上具有若干特徵之一或多個週期性結構且包含在第二不同方向上具有若干特徵之一或多個週期性結構。舉例而言,在圖18中,子目標1704可包含週期性結構1708及週期性結構1710。相似地,子目標1706可包含週期性結構1708及週期性結構1710。相似分組可應用於圖19及圖20中。 因此,延伸型操作範圍計量目標可開闢一種在(例如)程序開發階段及多層疊對量測時與計量目標一起工作的新方式。在進階節點(具有(例如)用於多重圖案化(例如雙重圖案化)之困難且變化之程序及/或多個層)中,裝置設計者及製造商動態地改變程序堆疊及/或使用多個層且預期計量將工作。因此,延伸型操作範圍計量目標可向計量量測帶來較大程序穩固性,且增加對相對未知程序堆疊之計量之第一次成功的機會。舉例而言,若延伸型操作範圍計量目標之子目標中之每一者之至少部分係在量測光點之區域內,則可實現來自量測速度之益處。若如此,則延伸型操作範圍計量目標可(例如)增加關於對程序條件可能未知之程序堆疊之計量的第一次成功之機會。另外,延伸型操作範圍計量目標可以在目標「佔據面積」、圖案化裝置製造及/或產出率方面縮減之成本使得能夠快速量測多個層及/或處置程序堆疊之顯著變化。可在使用現有計量設備之開發及/或製造位點處使用延伸型操作範圍計量目標,且可無需感測器硬體改變。 如上文所描述,在一實施例中,提供用以設計延伸型操作範圍計量目標之系統及方法。在一實施例中,延伸型操作範圍計量目標應適合於預期之不同程序堆疊及/或所要之多層疊對量測。另外,延伸型操作範圍計量目標應能夠涵蓋典型程序變化(其不同於與不同程序堆疊之顯著差異)。因此,在一實施例中,使用一設計方法以幫助確保延伸型操作範圍計量目標之穩固性。亦即,可藉由使用程序堆疊資訊計算及/或模擬來設計延伸型操作範圍計量目標(包括其子目標及其關聯週期性結構),以幫助確保延伸型操作範圍計量目標之穩固性。詳言之,舉例而言,對於用於不同程序堆疊之延伸型操作範圍計量目標,可針對與相關聯於子目標的特定不同程序堆疊相關聯的預期典型程序變化來判定每一子目標之穩固性。 如所提到,自可印刷性觀點及可偵測性觀點兩者,所提議計量目標設計可經受測試及/或模擬以便確認其適合性及/或生存力。在商用環境中,良好疊對標記可偵測性可被認為是低總量測不確定度以及短移動-獲取-移動時間之組合,此係因為慢獲取對生產線之總產出率有害。現代以微繞射為基礎之疊對目標(μDBO)可在一側上為大約10微米至20微米,其相比於40×160平方微米之目標(諸如,用於監視基板之內容背景中之目標)提供固有低偵測信號。 另外,一旦已選擇符合以上準則之計量目標,就存在可偵測性將相對於典型程序變化而改變之可能性,典型程序變化諸如,膜厚度變化、各種蝕刻偏置,及/或藉由蝕刻及/或拋光程序誘發之幾何形狀不對稱性。因此,可有用的是,選擇相對於各種程序變化具有低可偵測性變化及經量測之所關注參數(例如,疊對、對準等等)之低變化的目標。同樣地,待用以產生待成像之微電子裝置之特定機器之指紋(印刷特性,包括(例如)透鏡像差)一般而言將影響計量目標之成像及生產。因此,可有用的是確保計量目標抵抗指紋效應,此係因為一些圖案或多或少將受到特定微影指紋影響。 因此,在一實施例中,提供設計延伸型操作範圍計量目標之方法。在一實施例中,需要模擬各種延伸型操作範圍計量目標設計以便確認所提議延伸型操作範圍計量目標設計中之一或多者之適合性及/或生存力。 在用於模擬涉及微影及計量目標之製造程序之系統中,主要製造系統組件及/或程序可由(例如)如圖13所說明之各種功能模組描述。參看圖13,功能模組可包括:設計佈局模組1300,其界定計量目標(及/或微電子裝置)設計圖案;圖案化裝置佈局模組1302,其界定基於目標設計如何以多邊形之形式佈置圖案化裝置圖案;圖案化裝置模型模組1304,其模型化待在模擬程序期間利用之經像素化及連續色調圖案化裝置之實體屬性;光學模型模組1306,其界定微影系統之光學組件之效能;抗蝕劑模型模組1308,其界定給定程序中所利用之抗蝕劑之效能;程序模型模組1310,其界定抗蝕劑顯影後程序(例如,蝕刻)之效能;及計量模組1312,其界定供計量目標使用之計量系統之效能且因此界定當供計量系統使用時之計量目標之效能。模擬模組中之一或多者之結果(例如,經預測輪廓及CD)提供於結果模組1314中。 在光學模型模組1306中捕捉照射及投影光學件之屬性,其包括(但不限於)NA均方偏差(σ)設定以及任何特定照射源形狀,其中σ (或均方偏差)為照射器之外部徑向範圍。經塗佈於基板上之光阻層之光學屬性-亦即,折射率、膜厚度、傳播及偏振效應—亦可作為光學模型模組1306之部分被捕捉,而抗蝕劑模型模組1308描述在抗蝕劑曝光、曝光後烘烤(PEB)及顯影期間發生的化學程序之效應,以便預測(例如)形成於基板上之抗蝕劑特徵之輪廓。圖案化裝置模型模組1304捕捉目標設計特徵如何佈置於圖案化裝置之圖案中,且可包括如(例如)美國專利第7,587,704號所描述之圖案化裝置之詳細實體屬性之表示。模擬之目標應為準確地預測(例如)邊緣置放及CD,可接著比較該等邊緣置放及CD與目標設計。目標設計通常被界定為預OPC圖案化裝置佈局,且將以諸如GDSII或OASIS之經標準化數位檔案格式之形式被提供。 一般而言,光學模型與抗蝕劑模型之間的連接為抗蝕劑層內之經模擬空中影像強度,其起因於輻射至基板上之投影、抗蝕劑界面處之折射及抗蝕劑膜堆疊中之多個反射。輻射強度分佈(空中影像強度)係藉由光子之吸收而變為潛在「抗蝕劑影像」,該潛在抗蝕劑影像藉由漫射程序及各種負載效應予以進一步修改。足夠快以用於全晶片應用之有效模擬方法藉由2維空中(及抗蝕劑)影像而近似抗蝕劑堆疊中之實際3維強度分佈。 因此,模型公式化描述總程序之大多數(若非全部)已知物理學及化學方法,且模型參數中之每一者理想地對應於一相異物理或化學效應。因此,模型公式化設定關於模型可用以模擬總製造程序之良好程度之上限。然而,有時模型參數可由於量測及讀取誤差而不準確,且系統中可存在其他瑕疵。在模型參數之精確校準的情況下,可完成極其準確模擬。 在一製造程序中,各種程序參數之變化對可如實反映裝置設計之合適目標之設計有顯著影響。此等程序參數包括(但不限於)側壁角(藉由蝕刻或顯影程序予以判定)、(裝置層或抗蝕劑層之)折射率、(裝置層或抗蝕劑層之)厚度、入射輻射之頻率、蝕刻深度、地板傾角、用於輻射源之消光係數、(用於抗蝕劑層或裝置層之)塗層不對稱性、在化學-機械拋光程序期間之侵蝕之變化,及其類似者。 計量目標設計之特徵可在於各種參數,諸如,目標係數(TC)、堆疊敏感度(SS)、疊對影響(OV),或其類似者。堆疊敏感度可被理解為信號之強度隨著由於目標(例如,光柵)層之間的繞射之疊對改變而改變多少之量測。目標係數可被理解為針對一特定量測時間之由於由量測系統進行之光子收集之變化的信雜比之量測。在一實施例中,目標係數亦可被認為是堆疊敏感度對光子雜訊之比率;亦即,信號(亦即,堆疊敏感度)可除以光子雜訊之量測以判定目標係數。疊對影響量測作為目標設計之函數的疊對誤差之改變。 本文中描述界定供(例如)計量系統模擬中使用或目標製造程序模擬(例如,包括使用微影程序來曝光計量目標、顯影計量目標、蝕刻目標等等)中使用的計量目標設計之電腦實施方法。在一實施例中,可指定用於目標之一或多個設計參數(例如,幾何尺寸),且可針對該一或多個設計參數指定另外離散值或值範圍。另外,使用者及/或系統可基於(例如)為目標所需要之微影程序而強加對在同一層中或若干層之間之一或多個設計參數(例如,間距與間隔寬度之間的關係、關於間距或間隔寬度之限度、特徵(例如,線)寬度(CD)與間距之間的關係(例如,特徵寬度小於間距)等等)之約束。在一實施例中,一或多個約束可關於離散值或範圍已被指定之一或多個設計參數,或關於一或多個其他設計參數。 圖14示意性地描繪根據一實施例之界定延伸型操作範圍計量目標設計的電腦實施方法。該方法包括(在區塊B1處)提供用於計量目標之複數個設計參數(例如,幾何尺寸)中之每一者的值範圍或複數個值。 在一實施例中,計量目標設計系統之使用者可指定用於計量目標之設計參數(例如,幾何尺寸)中之一或多者。舉例而言,使用者可指定需要延伸型操作範圍計量目標。使用者可進一步指定延伸型操作範圍計量目標之子目標之數目。另外,在一實施例中,使用者可指定(例如,選擇)用於延伸型操作範圍計量目標、其一或多個子目標及子目標之一或多個週期性結構的設計參數中之一或多者中之每一者的離散值或值範圍。舉例而言,使用者可選擇用於延伸型操作範圍計量目標之特徵(例如,線)寬度、間隔寬度、大小、用於延伸型操作範圍計量目標之間距等等之值範圍或值集合。在計量目標包含多個週期性結構(光柵)或經分段週期性結構(光柵)之一實施例中,使用者可選擇或提供用於其他設計參數(例如,共用間距)之值範圍或值集合。 在一實施例中,設計參數可包括選自如下各者之任一或多個幾何尺寸:目標之週期性結構之間距、目標之週期性結構特徵(例如,線)寬度、目標之週期性結構間隔寬度、週期性結構之特徵之一或多個分段參數(取決於分段類型在X及/或Y方向上的分段間距/特徵寬度/間隔寬度)。另外,可指定用於單一層或複數個層(例如,兩個層或兩個層加一中間屏蔽層)之參數。對於複數個層,其可共用間距。對於(例如)聚焦或對準目標之某些計量目標,可使用其他參數。其他設計參數可為諸如選自如下各者中之一或多者之物理限制:用於目標之計量系統中之輻射之波長、用於計量系統中之輻射之偏振、計量系統之數值孔徑、目標類型,及/或程序參數。在一實施例中,可提供非均一及非對稱圖案,例如,經調變疊對目標及聚焦目標。因此,在一特定方向上,設計參數可變化且未必均一。 在區塊B2處,提供對計量目標之一或多個設計參數之一或多個約束。視情況,使用者可界定一或多個約束。約束可為線性代數表達式。在一實施例中,約束可為非線性的。一些約束可與其他約束有關。舉例而言,特徵寬度、間距及間隔寬度相關使得若該三者中之任兩者為已知的,則可完全判定第三者。 在一實施例中,使用者可指定對延伸型操作範圍計量目標之區域、尺寸或其兩者之約束。使用者可指定對子目標之數目之約束。 在一實施例中,約束可為計量參數約束。舉例而言,在一些計量系統中,系統之物理學可提出約束。舉例而言,用於系統中之輻射之波長可約束目標設計之間距,例如下限。在一實施例中,存在關於依據波長、目標之類型及/或計量系統之孔徑而變化的間距之(上/下)限。可用作約束之物理限制包括選自如下各者中之一或多者:用於計量系統中之輻射之波長、用於計量系統中之輻射之偏振、計量系統之數值孔徑,及/或目標類型。在一實施例中,約束可為程序參數約束(例如,取決於蝕刻類型、顯影類型、抗蝕劑類型等等之約束)。 取決於所使用之特定程序,在一實施例中,一或多個約束可與一層之設計參數(例如,幾何尺寸)與另一層之設計參數(例如,幾何尺寸)之間的約束有關。 在區塊B3處,藉由處理器,方法藉由在用於設計參數之值範圍內或複數個值進行取樣而解出及/或選擇具有符合一或多個約束之一或多個設計參數的複數個計量目標設計。舉例而言,在涉及求解之一實施例中,可解出一或多個潛在計量目標設計。亦即,可藉由使用(例如)用以解出特定值之一或多個等式約束而解出所准許值來導出一或多個潛在計量設計。舉例而言,在涉及取樣之實施例中,可藉由各種設計參數及約束界定凸多面體。可根據一或多個規則對凸多面體之體積進行取樣以提供符合所有約束之樣本計量目標設計。可將一或多個取樣規則應用於樣本計量目標設計。 然而,應注意,並非由此發現之所有計量目標設計同樣表示程序變化。因而,在一實施例中,可在區塊B4處進一步模擬使用本文所描述之方法而發現的計量目標設計,以判定(例如)計量目標設計中之一或多者之生存力及/或適合性。可接著在區塊B5處評估經模擬計量目標設計以藉由(例如)基於關鍵效能指數或穩固性準則而對一或多個計量目標設計順位來識別哪一或多個計量目標設計最佳或更表示程序變化。在區塊B6處,可選擇及使用特定計量設計(例如)以用於量測。 圖15展示說明一程序之流程圖,在該程序中延伸型操作範圍計量目標用以監視效能且用作用於控制計量程序、設計程序及/或生產程序之基礎。在步驟D1中,處理基板以產生如本文所描述之產品特徵及一或多個延伸型操作範圍計量目標。在步驟D2處,使用(例如)圖6之方法來量測及計算微影程序參數(例如,疊對)值。在步驟D3處,使用經量測微影程序參數(例如,疊對)值(連同如可得到之其他資訊),以更新計量配方。經更新之計量配方係用於重新量測微影程序參數,及/或用於量測關於隨後經處理基板之微影程序參數。以此方式,所計算之微影程序參數之準確度得以改良。可視需要使更新程序自動化。在步驟D4中,使用微影程序參數值以更新控制裝置製造程序中之微影圖案化步驟及/或其他程序步驟之配方以用於重工及/或用於處理另外基板。再次,可視需要使此更新自動化。 雖然本文所描述之延伸型操作範圍計量目標之實施例已主要在疊對量測方面被描述,但本文所描述之延伸型操作範圍計量目標之實施例可用以量測一或多個額外或替代微影程序參數。舉例而言,延伸型操作範圍計量目標可用以量測曝光劑量變化、量測曝光聚焦/散焦等等。因此,在一實施例中,同一延伸型操作範圍計量目標可用以量測複數個不同參數。舉例而言,延伸型操作範圍計量目標可經配置以量測疊對且量測一或多個其他參數,諸如,臨界尺寸、聚焦、劑量等等。作為一實例,子目標中之一或多者可經設計以量測疊對(例如,使其關聯週期性結構在不同層中),且一或多個其他子目標可經設計以量測臨界尺寸及/或焦點及/或劑量等等。在一實施例中,特定子目標可經設計以量測兩個或多於兩個參數,例如,疊對;及一或多個其他參數,諸如臨界尺寸、焦點、劑量等等。 參看圖22,描繪延伸型操作範圍計量目標1900、1902之實施例,其包括用於量測兩個不同微影程序參數之子目標。圖22描繪經設計以用於至少多層疊對量測之延伸型操作範圍計量目標1900、1902的實施例。在此實施例中,延伸型操作範圍計量目標1900、1902包含子目標1904、1906及1908。子目標1904包含週期性結構1910、子目標1906包含週期性結構1912,且子目標1908包含週期性結構1914 (雖然圖22中之子目標1908之每一週期性結構被描繪為單一元件,但應瞭解,該元件表示週期性結構(例如,光柵))。子目標1904、1906及1908以不同方式經設計,如上文所論述(例如,在週期性結構間距、特徵及/或間隔寬度等等方面不同)。在一實施例中,延伸型操作範圍計量目標1900、1902及其關聯程序經設計為使得子目標1904、1906及1908中之每一者之至少部分同時地被照射以便使能夠使用一或多個偵測器/感測器捕捉此輻射。 在此實例中,圖22(C)描繪在被指明為層1的下部層中之子目標1906之週期性結構1912的部位。圖22(B)描繪在位於層1上方之被指明為層2的較高層中之子目標1904之週期性結構1910的部位。圖22(A)描繪在位於層1及層2上方之被指明為層3的較高層中之子目標1904、1906及1908之週期性結構的部位。該等層無需彼此緊鄰。舉例而言,一或多個其他層可提供於層1與層2之間或層2與層3之間,該等其他層在其中將不具有與圖22(A)至圖22(C)之週期性結構中之任一者重疊的週期性結構。 另外,實務上,圖22(A)中之週期性結構將至少部分地上覆圖22(B)中之週期性結構,且圖22(A)中之週期性結構將至少部分地上覆圖22(C)中之週期性結構。詳言之,圖22(A)中之週期性結構1910將至少部分地上覆圖22(B)中之各別週期性結構1910。另外,圖22(A)中之週期性結構1912將至少部分地上覆圖22(C)中之各別週期性結構1912。在一實施例中,可改變層中之週期性結構之次序。舉例而言,圖22(A)可位於層2處,而圖22(B)可位於層3處(在此狀況下,圖22(C)將在層1處)或可位於層1處(在此狀況下圖22(C)將在層3處)。在此狀況下,可量測不同層對組合,即,層1與層2之間的疊對及/或層2與層3之間的疊對。或舉例而言,圖22(A)可位於層1處,而圖22(B)仍可位於層2處(且因此圖22(C)將位於層3處),或圖22(B)可位於層3處(在此狀況下圖22(C)將位於層2處)。 在此實施例中,子目標1904及1906可用以量測不同層對處之疊對。舉例而言,在圖22之實施例中,子目標1904可用以量測層3與層2之間的疊對,且子目標1906可用以量測層3與層1之間的疊對。 另外,在此實施例中,提供可用以量測相比於子目標1904、1906所量測之微影程序參數不同的微影程序參數之另一子目標1908。在一實施例中,子目標1908可經設計以量測在子目標1908之產生期間出現的曝光劑量變化。在一實施例中,子目標1908可經設計以量測在子目標1908之產生期間之曝光聚焦/散焦。在一實施例中,子目標1908可經設計以量測在子目標1908之產生期間之光學像差。在一實施例中,子目標1908可經設計以量測臨界尺寸。在一實施例中,子目標1908可經設計以量測對準。亦即,子目標1908具有促進其特定微影參數之量測的特定設計。舉例而言,子目標1908可具有一週期性結構(具有特定特徵/間隔寬度,及/或間距,及/或特徵之子分段等等),該週期性結構具有對一特定微影程序參數比對其他微影程序參數有更大敏感度的設計。在一實施例中,計量目標1900、1902可省略子目標1904或子目標1906,或子目標1904或子目標1906可經設計以用於不同於如圖22中所描繪之疊對的微影程序參數。 在一實施例中,由子目標1904、1906及1908重新導向之入射輻射可由偵測器/感測器同時地捕捉,且因此,可自輻射獲取判定至少兩個不同微影程序參數。此外,在一實施例中,可判定疊對之兩個不同值連同另一微影程序參數,諸如焦點及/或劑量。或在一實施例中,可自兩個以不同方式設計之子目標判定微影程序參數之兩個值連同另一微影程序參數,諸如焦點及/或劑量。在一實施例中,自子目標1904或1906之經量測輻射僅可用以導出微影程序參數。 另外,如圖22(A)中所展示,子目標1908每次可僅在1個層中。亦即,不同於例如在層3及層2中具有週期性結構的子目標1904或在層3及層1中具有週期性結構的子目標1906,子目標1908之週期性結構在此實施例中僅在層3中(如下文所論述,另外或替代地,子目標1908之週期性結構可在一或多個其他層中)。然而,若不同於使用子目標1904及1906而量測之微影參數的微影參數需要或受益於另一層中週期性結構(例如,不同層中之重疊週期性結構)則無需為此狀況。出於方便起見,本文中之論述將集中於每次僅在一個層中之子目標1908之實施例。 在一實施例中,可在抗蝕劑中(通常顯影後)量測子目標1908以用於(例如)判定曝光焦點及/或劑量。因此,在量測子目標1908與子目標1904及/或子目標1906之實施例中,亦將在抗蝕劑中量測子目標1904及/或子目標1906。但在一實施例中,無需在抗蝕劑中量測子目標1904及/或子目標1906。且因此,在此實施例中,若並不進一步處理具有子目標1908之抗蝕劑,則在量測子目標1904及/或子目標1906時子目標1908可不出現於目標1900中。 在一實施例中,另外或替代地,可將子目標108提供至層1及/或層2,如分別由子目標1908'及1908''所展示。可在抗蝕劑中(通常顯影後)量測子目標1908'及1908''。在彼狀況下,將在印刷層1中之目標之後但在印刷層2中之目標之前進行子目標1908'之量測。相似地,將在印刷層2中之目標之後但在印刷層3中之目標之前進行子目標1908''之量測。另外,在子目標1908'之量測時,可量測子目標1906之週期性結構1912。雖然子目標1906可不用以量測彼接點處之疊對(但稍後當在層3中印刷子目標1906之週期性結構1912時可用以量測彼接點處之疊對),但其可用以量測另一參數(例如,劑量或焦點)。相似地,在子目標1908''之量測時,可量測子目標1904之週期性結構1910。雖然子目標1904可不用以量測彼接點處之疊對(但稍後當在層3中印刷子目標1904之週期性結構1910時可用以量測彼接點處之疊對),但其可用以量測另一參數(例如,劑量或焦點)。如與上文相似地論述,若並不進一步處理具有子目標1908'及/或子目標1908''之抗蝕劑,則在量測層3處之子目標1904及/或子目標1906時子目標1908'及/或子目標1908''可不出現於目標1900中。或,若子目標1908'及/或子目標1908''出現於後續層處之目標1900、1902中且子目標1908'及/或子目標1908''中之一較低子目標可干涉量測較高子目標,則可插入阻擋層或可使一或多個子目標1908、1908'及1908''適當地自其他子目標1908、1908'及1908''中的一或多者相對水平地位移,如(例如)圖22(A)至圖22(C)中所展示,使得子目標1908、1908'及1908''中之兩者或多於兩者並不垂直地重疊。 在一實施例中,可一次性可量測子目標1908、1908'及/或1908''中之兩者或多於兩者。舉例而言,如圖22(A)至22(C)中所展示,可使一或多個子目標1908、1908'及1908''適當地自其他子目標1908、1908'及1908''中的一或多者相對水平地位移,如(例如)圖22(A)至圖22(C)中所展示,使得子目標1908、1908'及1908''中之兩者或多於兩者並不垂直地重疊。因此,舉例而言,若提供所有子目標1908、1908'及1908'',則可在層3處一次性量測所有該等子目標1908、1908'及1908''。在一實施例中,可提供子目標1908、1908'及/或1908''之不同組合。 參看圖23,描繪延伸型操作範圍計量目標1900、1902之另一實施例,其包括用於量測兩個不同微影程序參數之子目標。圖23描繪經設計以用於至少多層疊對量測之延伸型操作範圍計量目標1900、1902的實施例。在此實施例中,延伸型操作範圍計量目標1900、1902包含子目標1904、1906、1908、1916及1936。子目標1904包含週期性結構1910、子目標1906包含週期性結構1912、子目標1908包含週期性結構1920、1922、1924及1926,子目標1916包含週期性結構1928、1930、1932及1934,且子目標1936包含週期性結構1938、1940、1942及1944。在一實施例中,子目標1904及1906以不同方式經設計,如上文所論述(例如,在週期性結構間距、特徵及/或間隔寬度等等方面不同)。在一實施例中,延伸型操作範圍計量目標1900、1902及其關聯程序經設計為使得子目標1904、1906及選自子目標1908、1916及1936的一或多個子目標中之每一者的至少部分被同時地照射以便使能夠使用一或多個偵測器/感測器捕捉此輻射。 在此實例中,圖23(C)描繪在被指明為層1的下部層中之子目標1906之週期性結構1912的部位,以及子目標1936之週期性結構1938、1940、1942及1944之部位。圖23(B)描繪在位於層1上方之被指明為層2的較高層中之子目標1904之週期性結構1910的部位,以及子目標1916之週期性結構1928、1930、1932及1934之部位。圖23(A)描繪在位於層1及層2上方之被指明為層3的較高層中之子目標1904之週期性結構1910及子目標1906之週期性結構1910的部位,以及子目標1908之週期性結構1920、1922、1924及1926之部位。該等層無需彼此緊鄰。舉例而言,一或多個其他層可提供於層1與層2之間或層2與層3之間,該等其他層在其中將不具有與圖23(A)至圖23(C)之週期性結構中之任一者重疊的週期性結構。
另外,實務上,圖23(A)中之週期性結構將至少部分地上覆圖23(B)中之週期性結構,且圖23(A)中之週期性結構將至少部分地上覆圖23(C)中之週期性結構。詳言之,圖23(A)中之週期性結構1910將至少部分地上覆圖23(B)中之各別週期性結構1910。另外,圖23(A)中之週期性結構1912將至少部分地上覆圖23(C)中之各別週期性結構1912。在一實施例中,可改變層中之週期性結構之次序。舉例而言,圖23(A)可位於層2處,而圖23(B)可位於層3處(在此狀況下,圖23(C)將在層1處)或可位於層1處(在此狀況下圖23(C)將在層3處)。在此狀況下,可量測不同層對組合,即,層1與層2之間的疊對及/或層2與層3之間的疊對。或舉例而言,圖23(A)可位於層1處,而圖23(B)仍可位於層2處(且因此圖23(C)將位於層3處),或圖23(B)可位於層3處(在此狀況下圖23(C)將位於層2處)。
在此實施例中,子目標1904及1906可用以量測不同層對處之疊對。舉例而言,在圖23之實施例中,子目標1904可用以量測層3與層2之間的疊對,且子目標1906可用以量測層3與層1之間的疊對。
另外,在此實施例中,提供可用以量測與子目標1904、1906用以量測之微影程序參數不同的微影程序參數之另外三個子目標1908、1916及1936。在一實施例中,子目標1908、1916及1936可用以校正(如下文所論述)自子目標1904、1906導出之微影程序參數。舉例而言,雖然量測兩個層之間的疊對,但可經量測一另外子目標以判定如使用計量目標而量測之疊對相對於針對產品特徵自身之疊對的偏移。在一實施例中,計量目標1900、1902可省略子目標1904或子目標1906,或子目標1904及/或子目標1906可經設計以用於不同於如圖22中所描繪之疊對的微影程序參數。 在現代微影程序中,藉由微影設備印刷之功能產品特徵可具有極小尺寸,小於可藉由習知計量設備解析之尺寸。因此,子目標1904、1906中之特徵以較大尺度而形成。作為一實例,計量目標之間距可在500奈米或600奈米至1000奈米或甚至2000奈米之範圍內。換言之,個別週期性結構特徵(例如,光柵線)之寬度可為250奈米至1000奈米。在微影設備之解析度下而形成之產品特徵之尺寸可小於100奈米,例如,小於50奈米或甚至小於20奈米。藉由參考微影設備中之圖案化系統之解析功率,此等較精細特徵被稱作「依解析度」特徵。 雖然計量設備可準確量測粗略週期性結構之間的疊對誤差,但此粗略週期性結構並不表示實際產品特徵。藉由形成功能性產品特徵之相同微影設備及程序步驟將計量目標施加至基板,但依解析度特徵(例如)歸因於用以施加圖案之光學投影系統之像差而變得經受其定位之稍微不同於較粗略週期性結構特徵的誤差。因此,此情形之效應在於:經量測疊對(雖然準確地表示粗略週期性結構之位置之疊對誤差)可未準確地表示同一基板上之別處之較精細依解析度特徵中的疊對。因為依解析度特徵界定功能性最終產品之效能,所以結果為疊對量測之準確度並不如吾人想要的疊對量測準確度一樣恰當。 因此,在一實施例中,子目標1908、1916及1936包含具有粗略結構但亦具有較小尺度(依解析度)子結構的週期性結構,其中在依解析度子結構與粗略結構之間具有經程式化(已知)偏移。子目標1909、1916及1936各別在單層中且並不上覆於彼此。子目標1904及1906之週期性結構可在量測設備之解析功率內僅包含粗略結構,或可包含依解析度特徵,但在依解析度特徵與粗略結構之間不具有不同經程式化偏移,如下文所論述。 類似於子目標1904、1906,可在子目標1908、1916及1936中量測繞射輻射中之不對稱性,以便量測基板上之粗略週期性結構特徵與基板上之依解析度特徵之間的位置之差。運用此量測,使用子目標1904、1906而獲得之疊對量測可經校正以更大程度地表示基板上之產品特徵中之依解析度疊對。 參看圖24,更詳細地展示子目標1908、1916及1936之實施例(但其相對於子目標1904、1906之定向未展示)。圖24(A)展示子目標1908連同其週期性結構1920、1922、1924及1926之實施例。圖24(A)中之影線指示使包括依解析度特徵,如將在下文進一步論述。圖24(B)展示子目標1916連同其週期性結構1928、1930、1932及1934之實施例。圖24(B)中之影線指示使包括依解析度特徵,如將在下文進一步論述。圖24(C)展示子目標1936連同其週期性結構1938、1940、1942及1944之實施例。圖24(C)中之影線指示使包括依解析度特徵,如將在下文進一步論述。 如圖24(A)中所展示,週期性結構1922及1924具有在與週期性結構1920及1926實質上正交之方向上延伸的特徵。此係因為子目標1904、1906同樣地具有具在實質上正交方向上延伸之特徵之週期性結構。在此實施例中,目標1900、1902允許判定在兩個正交方向上之疊對。但如上文所描述,目標1900、1902可具有僅在單一方向上延伸之週期性結構,在此狀況下,可在適當時省略週期性結構1920、1926之集合或週期性結構1922、1924之集合。可在圖24(B)及圖24(C)中進行相似修改。 現在參看圖25,展示具有「依解析度」特徵之週期性結構之部分,該等依解析度特徵在尺寸上相似於基板上之功能性產品特徵,但過小而不能由量測設備個別地解析。圖25(A)以橫截面展示子目標之週期性結構(諸如圖23(A)及圖24(A)中之子目標1908之週期性結構1922)的一小部分。具體言之,展示包含以已知週期性重複以形成整個週期性結構的特徵-空間圖案之約略一個重複單元。該週期性結構係以具有不同折射率的以週期性圖案而配置之材料2000、2002而形成,其之重複單元包含「特徵」區2003及「空間」區2004。可特別藉由使用圖1之微影設備或相似設備而蝕刻施加至基板之圖案而形成特徵-空間圖案。此圖案中之指定「特徵」及「空間」為任意的。舉例而言,將注意,每一「空間」區2004形成為使得材料2000並非均一地不存在,而是實情為以包含較小特徵2006及空間2008之精細間距週期性圖案而存在。視情況,每一「特徵」區2003可經形成為使得材料2000並非均一地存在,而是以相似精細間距週期性圖案而存在。此精細間距週期性圖案可在正交方向上(亦即,至頁面中)具有週期性,且因此,在圖25所展示之橫截面中不可見此精細間距週期性。此等較精細特徵及空間在本文中被稱作「依解析度」特徵,其處於或接近於將使用其之微影設備中之投影系統之解析度極限。就計量設備而言,其亦可被稱作「子解析度」特徵。
理想地,由特徵2006形成之精細週期性結構將與粗略週期性結構2003、2004相同地以點2010為中心。遍及週期性結構中之所有特徵而平均化之此點2010可界定整個目標之中心參考位置。然而,類似於此等特徵之經子分段特徵及/或空間可(例如)在藉以形成目標之程序中對光學像差敏感。此等像差造成依解析度特徵與粗略週期性結構間距之間的移位。
圖25(B)展示此經子分段週期性結構之實例形式,其相似於圖25(A)之理想形式,但展現粗略週期性結構間距與依解析度特徵之間的移位或失配。此週期性結構已歸因於較大週期性結構間距與依解析度結構之間的移位而變得不對稱。經子分段空間部分之區2004之一末端處之空間2020已變得稍微窄於另一末端處之空間2022。因此,依解析度週期性結構在不與粗略週期性結構之中心點X0確切重合之位置XAR處具有中心點。失配或移位Δds表示X0與XAR之間的差,且可(例如)以奈米為單位來量測該失配或移位Δds。 相似於可具有經程式化至其中的偏移-d及+d之子目標1904、1906之週期性結構,子目標1908、1916及1936之週期性結構可在依解析度特徵相對於粗略週期性結構之定位時具有經程式化偏移。此等偏移可(例如)針對週期性結構1920及1926中之每一者為-ds且針對週期性結構1922及1924中之每一者為+ds。相似地,針對週期性結構1928及1934中之每一者偏移可為(例如)-ds,且針對週期性結構1930及1932中之每一者偏移可為+ds,且針對週期性結構1938及1944中之每一者偏移可為(例如)-ds且針對週期性結構1940及1942中之每一者偏移可為+ds。可以與可量測主疊對相同之方式經由不對稱性信號量測依解析度特徵與粗略週期性結構之間的偏移。藉由組合疊對量測與在每一層中分別進行之子目標1908、1916及1936之量測,可計算經校正疊對量測。 圖26說明在子目標中之一者內之兩個週期性結構(例如,子目標1908之週期性結構1922及1924)中施加經程式化偏移的實施例。在圖26之頂部展示第一週期性結構1922之示意性橫截面,而在該圖之底部展示第二週期性結構1924之橫截面。在該等橫截面中,與在圖25中一樣,展示總圖案之重複單元中之僅一者,其以空間區為中心。僅展示三個依解析度特徵,且為了清楚起見誇示移位。依解析度特徵之實務週期性結構將在較大圖案之每一空間區中具有大約五至二十個依解析度特徵及空間。在每一片段中,在目標之形成期間存在藉由像差或其類似者造成的未知失配Δds,及經程式化(已知)偏移-ds或+ds兩者。對於該兩個週期性結構,未知失配相等(或被假定相等)。再次,為簡單起見,此等偏移之值被選擇為相等及相反,但經程式化偏移之數目及值為選擇問題。實務上,吾人將把偏移選擇為具有相等量值之正值及負值。然而,方法可在具有不等量值的情況下且在偏移兩者係在同一方向上的情況下起作用。相似地,偏移無需大於或小於未知失配。圖26中所說明之實例具有處於相反方向但具有小於(未知)失配Δd之量值的偏移。因此,片段兩者之總偏移係在同一方向上。 因此,在使用子目標1908、1916及1936的情況下,可針對目標1900、1902附近之粗略特徵與依解析度特徵之間的失配而校正疊對量測。舉例而言,經程式化偏移-ds/+ds及未知失配∆ds將在經量測時得到某些不對稱性信號。以與可自經量測不對稱性信號及已知偏移計算層間疊對∆d相同的方式,因此,可自子目標1908、1916及1936之量測計算粗略週期性結構與依解析度特徵之間的在每一層(在圖23之實例中為層1、層2及層3)中之失配∆ds。因此,量測程序可包括對子目標1908之量測及對子目標1916之量測。組合此等量測與對子目標1904進行之疊對量測以獲得更大程度地表示層3與層2之間的疊對之經校正疊對量測∆d(AR)。相似地,量測程序可包括對子目標1908之量測及對子目標1936之量測。組合此等量測與對子目標1906之疊對量測以獲得更大程度地表示層3與層1之間的疊對之經校正疊對量測∆d(AR)。可使用各種演算法以計算經校正量測。舉例而言,吾人可明確地計算針對每一組件目標之∆d值及∆ds值,之後將其組合。替代地,吾人可首先組合不對稱性信號,且接著計算經校正疊對。吾人可視需要應用更複雜分析,(例如)以帶來程序之知識及/或使用不同技術來量測之校準資料之知識。 針對疊對之每一方向重複同一程序,且視需要針對橫越基板之許多目標亦執行該程序。可變化子目標1904、1906、1908、1916及1936之配置,例如,將子目標1904、1906以及子目標1908、1916及1936分組。當然,亦可變化子目標及其週期性結構之數目,且子目標1908、1916及1936中之組件週期性結構之數目無需與目標1904、1906中之組件週期性結構之數目相同。原則上,可將子目標1908、1916或1936提供於層中之僅一者中(在無需另一層中之位移之校正的情況下)。 另外,雖然此實例中之依解析度特徵包含緻密特徵,但依解析度特徵可採取其他形式,特別是在別處的為使用者實際所關注之產品特徵具有其他形式之狀況下。因此,依解析度特徵可為單個特徵(例如,線)而非週期性結構。其可為區塊陣列來代替線或單個區塊。 另外,在一實施例中,可將一或多個另外週期性結構添加至圖23之目標1900、1902以量測一另外微影程序參數(例如,劑量及/或焦點)。另外或替代地,可重新打算子目標1908、1916或1936中之一者(例如,使用該等子目標1908、1916或1936中之該一者以在不同時間量測兩個不同微影參數,相似於上文關於圖22所描述),或代替地使其專用於量測一另外微影程序參數(例如,劑量及/或焦點)。 圖27描繪包括用於量測一或多個微影程序參數之複數個子目標的延伸型操作範圍計量目標1900、1902之一另外實施例。圖27描繪經設計以用於至少多層疊對量測之延伸型操作範圍計量目標1900、1902的實施例。在此實施例中,延伸型操作範圍計量目標1900、1902包含子目標1904及1906。子目標1904包含週期性結構1910,且子目標1906包含週期性結構1912。子目標1904及1906以與上文所論述不同之方式而設計(例如,在週期性結構間距、特徵及/或間隔寬度等等方面不同)。在一實施例中,延伸型操作範圍計量目標1900、1902及其關聯程序經設計為使得子目標1904及1906中之每一者之至少部分被同時地照射以便使能夠使用一或多個偵測器/感測器捕捉此輻射。 在此實例中,圖27(B)描繪在被指明為層1的下部層中之子目標1906之週期性結構1912的部位,以及子目標1904之週期性結構1910的部位。圖27(A)描繪在位於層1上方之被指明為層2的較高層中之子目標1904之週期性結構1910的部位,以及子目標1906之週期性結構1912的部位。該等層無需彼此緊鄰。舉例而言,一或多個其他層可提供於層1與層2之間,該等其他層將在其中將不具有與圖27(A)至圖27(B)之週期性結構中之任一者重疊的週期性結構。 另外,實務上,圖27(A)中之週期性結構將至少部分地上覆圖27(B)中之週期性結構。詳言之,圖27(A)中之週期性結構1910將至少部分地上覆圖27(B)中之各別週期性結構1910。另外,圖27(A)中之週期性結構1912將至少部分地上覆圖27(B)中之各別週期性結構1912。 因此,在圖27之實施例中,延伸型操作範圍計量目標1900、1902允許使用兩個以不同方式設計之子目標來判定層1與層2之間的疊對,且在此狀況下,亦允許針對每一子目標判定在兩個正交方向上(例如,在X方向上及在Y方向上)之疊對。因此,在單一量測序列中,可針對層對使用以不同方式設計之子目標來實現該層對之間的針對每一方向之疊對複數次。針對每一方向之疊對結果可以統計方式而組合(例如,針對每一方向而平均化)或藉由加權而組合(例如針對一特定方向針對一層對使用一個子目標而量測之疊對值被加權多於針對該同一特定方向使用另一子目標而量測之關於該層對之疊對值;另外,加權在若干方向之間可不同,例如,一個子目標可針對一個方向相對於另一子目標以相比於針對另一方向在彼等子目標之間加權不同的方式而加權)。量測之此組合可縮減子目標對(例如)量測配方(例如,波長、偏振等等)中之變形或差異之敏感度。 儘管依據經量測之疊對與一或多個其他微影程序參數來描述圖22至圖27之實施例,但其可為諸如劑量及焦點之微影程序參數之不同組合。另外,雖然依據兩個微影程序參數來描述圖22至圖27之實施例,但延伸型操作範圍計量目標可藉由針對一或多個額外微影程序參數添加一或多個另外子目標而延伸以量測多於兩個微影程序參數。 另外,儘管依據經設計以用於多層疊對之延伸型操作範圍計量目標來描述圖22至圖27之實施例,但此等圖之原理可經延伸至經設計以用於(例如)程序開發之延伸型操作範圍計量目標,其中可針對某一程序堆疊條件使用子目標,而可針對另一程序堆疊條件使用另一子目標,因此能夠考量程序堆疊中之顯著變化。在此狀況下,參看圖22,子目標1904可包括於圖22(C)中之層1處之目標中,且子目標1906可包括於圖22(B)中之層2處之目標中,且可在各別層處(而非(例如)僅僅在層3處)採取量測。相似地,參看圖23,子目標1904可包括於圖23(C)中之層1處之目標中,且子目標1906可包括於圖23(B)中之層2處之目標中,且可在各別層處(而非(例如)僅僅在層3處)採取量測。 在一實施例中,本文中所描述之實施例中的一或多者可經應用以量測在其他情形下之依解析度特徵之間的失配,以及量測層間疊對。一特定應用為所謂雙重圖案化程序(通常為多重圖案化),其中使用順次微影圖案化步驟以在單一產品層內產生極小結構之圖案,其甚至小於圖案化裝置之解析度。此類別中之技術包括(例如)藉由後段製程(back end-of the line, BEOL)層中之微影-蝕刻-微影-蝕刻(LELE)及自對準雙鑲嵌之間距加倍。同一層中之此等各別圖案化程序可被稱作分裂。因此,本文所描述之一或多個實施例可允許蝕刻後檢測及在實際裝置圖案解析度下在兩個各別分裂之間的實際疊對移位之偵測。舉例而言,延伸型操作範圍計量目標可藉由雙重圖案化而形成。在多重圖案化程序實例中,子結構形成於產品之一個層中,但並非在一個圖案化操作中形成,而是在兩個或多於兩個步驟中形成。因此,參看(例如)圖25之週期性結構,依解析度結構之第一群體與依解析度結構之第二群體交錯,其中每一群體運用各別雙重圖案化分裂而印刷。雖然各別群體之置放為對稱的,但在該等群體之間可存在某一位置偏移或「失配」。具體言之,一個群體由於失配而相對於其理想位置移位。因此,經程式化偏移可以與上文關於圖23至圖26所描述相似之方式經應用以獲得校正量。 在一實施例中,可達成使用計量目標進行之不同微影程序參數之並行量測。與此對比,可順序地且在基板上之不同X、Y位置處完成許多計量量測(劑量、成像、焦點、疊對、像差)。此可損失生產率及實體基板空間。 另外,多層量測技術實現對多個層及/或分裂件之並行疊對量測之可能性。但若(例如)無需該技術,則該技術可用於一或多個其他微影程序參數之並行量測,從而在同一時間跨度內得到有價值的資訊。另外,此情形亦可縮減基板上之由計量目標消耗之佔據面積。 因此,取決於目標類型之組合,本文中之實施例可:1)將基板上之由計量目標消耗之佔據面積縮減高達約50%;2)實現焦點/成像/劑量/等等之批間(亦即,基板之第一批次之量測,及基板之第二批次之控制處理)控制;3)量測目標且自該量測判定微影程序參數及對該微影程序參數之校正(例如,藉由組合週期性結構以判定關於週期性結構之疊對以判定對該經判定疊對之校正而縮減計量目標結構與產品結構之間的像差效應差);4)縮減疊對目標變形;及5)使能夠並行地量測兩個、三個、四個或多於四個不同參數。 在一實施例中,週期性結構理想地長度長於寬度,如(例如)圖21中所展示。圖21描繪圖12(a)之實施例的實例,其中子目標1202及1204之週期性結構中之每一者之長度長於其寬度。此配置幫助縮減X方向與Y方向之間的串擾。對於如(例如)延伸型操作範圍計量目標所需要之較小週期性結構,串擾傾向於較強,此係因為光柵側與總表面積之間的比率較大。造成串擾之面積為波長乘以光柵側乘以2的0.5倍。因此,長度大於寬度之週期性結構傾向於縮減串擾且因此可較有利。在一實施例中,長度大於寬度的週期性結構之態樣可應用至本文中所描述及描繪之其他特定目標設計。 圖28示意性地描繪實施例2800。在此實施例中,線2801及線2802定界四個鄰近曝光場,例如,28A、28B、28C及28D。曝光場為在諸如掃描器之微影設備之每一照射中曝光之區域。已發現,針對在不同曝光場中曝光之層,有可能出現疊對誤差、聚焦誤差或劑量誤差。圖28之實施例使區域2840、2841、2842或2843中之至少兩者以可運用計量設備之一個照射光點2831同時地照射該等區域之組態而配置。藉由量測對應於區域2840、2841、2842或2843中之至少兩者之疊對或焦點或劑量,有可能模型化曝光步驟對曝光場之間的曝光之品質之影響。因為可同時地量測該等區域,所以此置放將提供量測時間之相關減低。區域2840、2841、2842或2843可為分組在一起的適合於量測疊對之週期性結構,諸如皆包括於諸如2840、2841、2842或2843之區域中的圖4中之週期性結構32、33、34及35;或可為分組在一起的適合於量測焦點及/或劑量之對應週期性結構。在一較佳實施中,該等區域中之至少一者量測疊對且該等區域中之至少一者量測焦點。在一較佳實施中,區域2840、2841、2842或2843中之每一者含有圖4之所有週期性結構32、33、34、35。 雖然上文所描述之目標結構為出於量測之目的而特定地設計及形成之計量目標,但在其他實施例中,可在為形成於基板上之裝置之功能性部分的目標上量測屬性。許多裝置具有規則的類光柵結構。如本文所使用之術語「目標光柵」及「目標週期性結構」無需已特定地針對所執行之量測來提供結構。另外,計量目標之間距P接近於散射計之光學系統之解析度極限,但可比藉由微影程序而在目標部分C中製造之典型產品特徵之尺寸大得多。實務上,可使疊對週期性結構之特徵及/或空間包括在尺寸方面相似於產品特徵之較小結構。 另外,該等圖僅僅例示目標及子目標之週期性結構。舉例而言,一些圖可僅僅展示一週期性結構之若干週期性特徵,而實務上該週期性結構可具有更多週期性特徵。 在某一實施例中,延伸型操作範圍計量目標之子目標之週期性結構可以旋轉方式對稱。亦即,可存在延伸型操作範圍計量目標之兩個或多於兩個子目標(例如,三個或多於三個、四個或多於四個等等),其中該等子目標經組態以共用一共同對稱性中心且每一子目標對圍繞共同對稱性中心成180度或更大之旋轉不變。另外,每一子目標可包括兩個或多於兩個週期性結構(例如,三個或多於三個、四個或多於四個等等),其中該等週期性結構中之每一者具有一個別對稱性中心,且每一週期性結構對圍繞該個別對稱性中心成180度或更大之旋轉不變。 但在一實施例中,延伸型操作範圍計量目標之子目標之週期性結構可以旋轉方式不對稱。此情形可以數種方式中之任一方式實現。舉例而言,三個或多於三個子目標之一子目標可經移位(定位)遠離其他子目標之共同對稱性中心。作為另一實例,一子目標之週期性結構中之一或多者之特徵中的一或多者可相對於該子目標之一或多個其他週期性結構之特徵中之一或多者或相對於另一子目標之一或多個週期性結構之特徵中的一或多者而稍微縮短、延長或移位。作為另一實例,一或多個虛設結構可插入於一子目標之週期性結構之間或若干子目標之間以破壞任何對稱性。在一實施例中,一或多個虛設結構以旋轉方式不對稱。移位、縮短或延長可低於量測設備之可量測範圍。在一實施例中,移位、縮短或延長係在1奈米之範圍內或更小。此改變將對量測讀取有小至可忽略的效應。相似地,虛設結構可具有低於量測設備之有效量測範圍之特徵大小或間距。 雖然已關於暗場計量描述許多實施例,但本文中之實施例可適當地應用於角度解析計量及/或影像計量。 本文中使用術語「結構」,而不限於結構之任何特定形式,諸如,簡單光柵線。實際上,可藉由較精細子結構之集合而形成粗略結構特徵,諸如,光柵之線及空間。 與如在基板及圖案化裝置上實現的目標之實體週期性結構相關聯地,一實施例可包括含有機器可讀指令之一或多個序列之電腦程式,該等機器可讀指令描述設計用於基板之目標之方法、在基板上產生目標之方法、量測基板上之目標之方法及/或分析量測以獲得關於微影程序之資訊的方法。一實施例可包含含有描述目標之機器可讀指令之一或多個序列或資料的電腦程式碼。可(例如)在圖3之設備中之單元PU內及/或圖2之控制單元LACU內執行此電腦程式或程式碼。亦可提供經儲存有此電腦程式或程式碼之資料儲存媒體(例如,半導體記憶體,磁碟或光碟等等)。在屬於(例如)圖3所展示之類型之現有計量設備已經在生產中及/或在使用中的情況下,可藉由提供經更新電腦程式產品來實施本發明之一實施例,該經更新電腦程式產品用於使處理器執行本文所描述之方法中之一或多者。電腦程式或程式碼可視情況經配置以控制光學系統、基板支撐件及其類似者以執行量測關於合適複數個目標之微影程序之參數之方法。電腦程式或程式碼可更新微影及/或計量配方以用於另外基板之量測。電腦程式或程式碼可經配置以控制(直接地或間接地)微影設備以用於另外基板之圖案化及處理。 在以下編號條項中提供根據本發明之另外實施例: 1. 一種量測一微影程序之一參數之方法,該方法包含: 運用輻射來照射一基板上之一繞射量測目標,該量測目標包含至少一第一子目標、至少一第二子目標及至少第三子目標,其中該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標各自包含一週期性結構,且其中該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標各自具有一不同設計,且其中該等子目標中之至少兩者分別經設計以用於判定一不同微影程序參數;及 偵測由該至少兩個子目標散射之輻射以獲得針對彼目標的表示該微影程序之該等不同參數之一量測。 2. 如條項1之方法,其中該至少該第一子目標經設計以用於判定曝光焦點、曝光劑量及/或光學像差。 3. 如條項1或條項2之方法,其中該等微影參數中之至少一者包含疊對。 4. 如條項1至3中任一項之方法,其中照射包含照射該繞射量測目標上之一次性覆蓋該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標之該等週期性結構中之每一者的至少部分之一量測光點。 5. 如條項1至4中任一項之方法,其中該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標之該等週期性結構中之每一者的至少部分係在該基板上之小於或等於1000平方微米之一鄰接區域內。 6. 如條項1至5中任一項之方法,其中該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標之該等週期性結構中之每一者的至少部分係在該基板上之小於或等於400平方微米之一鄰接區域內。 7. 如條項1至6中任一項之方法,其中該第二子目標及該第三子目標中之每一者經設計以用於該基板之一不同程序堆疊。 8. 如條項1至7中任一項之方法,其中該第二子目標及該第三子目標中之每一者經設計以用於多層疊對量測之一不同層對。 9. 如條項1至8中任一項之方法,其中該不同設計包含:該第一子目標週期性結構具有不同於該第二子目標週期性結構的一間距、特徵寬度、間隔寬度及/或分段。 10. 如條項1至9中任一項之方法,其中該第二子目標至少部分地疊對一第一週期性結構且該第三子目標至少部分地疊對一第二週期性結構,其中該第一週期性結構處於該基板上之不同於該第二週期性結構的一層處。 11. 如條項1至10中任一項之方法,其中該第二子目標及該第三子目標各自包含具有在一第一方向上延伸的特徵之一第一週期性結構及具有在一第二不同方向上延伸的特徵之一第二週期性結構。 12. 如條項1至11中任一項之方法,其中該第一子目標包含具有在一第一方向上延伸的特徵之一第一週期性結構及具有在一第二不同方向上延伸的特徵之一第二週期性結構。 13. 一種繞射量測目標,其包含至少一第一子目標、至少一第二子目標及至少第三子目標,其中該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標各自包含一週期性結構,且其中該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標各自具有一不同設計,且其中該等子目標中之至少兩者分別經設計以用於判定一不同微影程序參數。 14. 如條項13之目標,其中該第二子目標及該第三子目標中之每一者經設計以用於多層疊對量測之一不同層對。 15. 如條項13或條項14之目標,其中該不同設計包含:該第一子目標週期性結構具有不同於該第二子目標週期性結構的一間距、特徵寬度、間隔寬度及/或分段。 16. 如條項13至15中任一項之目標,其中當在該基板上時,該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標之該等週期性結構中之每一者的至少部分係在小於或等於1000平方微米之一鄰接區域內。 17. 如條項13至16中任一項之目標,其中當在該基板上時,該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標之該等週期性結構中之每一者的至少部分係在小於或等於400平方微米之一鄰接區域內。 18. 如條項13至17中任一項之目標,其中該等微影參數中之至少一者包含疊對。 19. 如條項13至18中任一項之目標,其中該第二子目標當在該基板上時至少部分地疊對一第一週期性結構,且該第三子目標當在該基板上時至少部分地疊對一第二週期性結構,其中該第一週期性結構處於該基板上之不同於該第二週期性結構的一層處。 20. 如條項13至19中任一項之目標,其中該第二子目標及該第三子目標各自包含具有在一第一方向上延伸的特徵之一第一週期性結構及具有在一第二不同方向上延伸的特徵之一第二週期性結構。 21. 如條項13至20中任一項之目標,其中該第一子目標包含具有在一第一方向上延伸的特徵之一第一週期性結構及具有在一第二不同方向上延伸的特徵之一第二週期性結構。 22. 一種量測一微影程序之一參數之方法,該方法包含: 運用輻射同時地照射一基板上之一繞射量測目標之至少一第一子目標及至少一第二子目標,該第一子目標及該第二子目標各自包含一週期性結構,且其中該第二子目標經設計以用於判定該第一子目標經設計以判定的一微影程序參數之一校正;及 偵測由該至少第一子目標及該至少第二子目標散射之輻射,以獲得針對彼目標的表示該微影程序參數及該微影程序參數之一校正的一量測。 23. 如條項22之方法,其中該微影程序參數包含疊對。 24. 如條項22或條項23之方法,其中照射包含照射該繞射量測目標上之一次性覆蓋該第一子目標及該第二子目標之該等週期性結構中之每一者的至少部分之一量測光點。 25. 如條項22至24中任一項之方法,其中該第一子目標及該第二子目標之該等週期性結構中之每一者的至少部分係在該基板上之小於或等於1000平方微米之一鄰接區域內。 26. 如條項22至25中任一項之方法,其中該第一子目標及該第二子目標之該等週期性結構中之每一者的至少部分係在該基板上之小於或等於400平方微米之一鄰接區域內。 27. 如條項22至26中任一項之方法,其中該第一子目標包含具有在一第一方向上延伸的特徵之一第一週期性結構及具有在一第二不同方向上延伸的特徵之一第二週期性結構。 28. 一種繞射量測目標,其包含至少一第一子目標及至少一第二子目標,其中該第一子目標及該第二子目標各自包含一週期性結構,其中該第二子目標經設計以用於判定該第一子目標經設計以用於判定的一微影程序參數之一校正,且其中該第一子目標及該第二子目標之該等週期性結構中之每一者的至少部分係在該基板上之小於或等於1000平方微米的一鄰接區域內。 29. 如條項28之目標,其中當在該基板上時,該第一子目標及該第二子目標之該等週期性結構中之每一者的至少部分係在小於或等於400平方微米之一鄰接區域內。 30. 如條項28或條項29之目標,其中該微影程序參數包含疊對。 31. 如條項28至30中任一項之目標,其中該第一子目標包含具有在一第一方向上延伸的特徵之一第一週期性結構及具有在一第二不同方向上延伸的特徵之一第二週期性結構。 32. 一種量測一微影程序之一參數之方法,該方法包含: 運用輻射來照射一基板上之一繞射量測目標之至少一第一子目標,其中該第一子目標之一週期性結構係在該基板上之一第一層處,且該量測目標進一步包含該第一層處之至少一第二子目標之一週期性結構,且其中該第一子目標與該第二子目標分別經設計以用於判定一不同微影程序參數; 偵測由至少該第一子目標散射之輻射以獲得針對彼目標的表示其經設計微影程序參數之一量測; 運用輻射來照射該基板上之該繞射量測目標之至少該第二子目標及一第三子目標,其中該第二子目標及該第三子目標之一各別週期性結構處於該基板上之上覆該第一層的一第二層處,且其中該第二子目標與該第三子目標分別經設計以用於判定一不同微影程序參數;及 偵測由至少該第二子目標及至少該第三子目標散射之輻射以獲得針對彼目標的表示其各別經設計不同微影程序參數之一量測。 33. 如條項32之方法,其中該第一子目標具有不同於該第二子目標的一設計。 34. 如條項32或條項33之方法,其中該第二子目標具有不同於該第三子目標的一設計。 35. 如條項32至34中任一項之方法,其中針對該同一微影程序參數來設計該第一子目標及該第三子目標。 36. 如條項32至35中任一項之方法,其中該第一子目標及該第三子目標經設計以判定曝光焦點、曝光劑量及/或光學像差。 37. 如條項32至36中任一項之方法,其中該等微影參數中之至少一者包含疊對。 38. 一種繞射量測目標,其包含至少一第一子目標、一第二子目標及一第三子目標,該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標當在一基板上時具有在該基板上之一第一層中的該第一子目標及該第二子目標之一各別週期性結構,且具有在該基板上之上覆該第一層的一第二層中之該第二子目標及該第三子目標之一各別週期性結構,其中該第一子目標與該第二子目標分別經設計以用於判定一不同微影程序參數,且其中該第二子目標與該第三子目標分別經設計以用於判定一不同微影程序參數。 39. 如條項38之目標,其中該第一子目標具有不同於該第二子目標的一設計。 40. 如條項38或條項39之目標,其中該第二子目標具有不同於該第三子目標的一設計。 41. 如條項38至40中任一項之目標,其中針對該同一微影程序參數來設計該第一子目標及該第三子目標。 42. 如條項38至41中任一項之目標,其中該第一子目標及該第三子目標經設計以判定曝光焦點、曝光劑量及/或光學像差。 43. 一種製造裝置之方法,其中使用一微影程序將一裝置圖案施加至一系列基板,該方法包括使用如條項1至12、22至27及32至37中任一項之方法來檢測作為該裝置圖案之部分或除了該裝置圖案以外而形成於該等基板中之至少一者上的至少一繞射量測目標;及根據該方法之結果而針對稍後基板來控制該微影程序。 44. 一種包含機器可讀指令之非暫時性電腦程式產品,該等機器可讀指令用於使一處理器執行如條項1至12、22至27及32至37中任一項之方法。
45.一種包含機器可讀指令或資料之非暫時性電腦程式產品,該等機器可讀指令或資料定義如條項13至21、28至31及38至42中任一項之目標。
46.一種基板,其包含如條項13至21、28至31及38至42中任一項之目標。
47.一種圖案化裝置,其經組態以至少部分地形成如條項13至21、28至31及38至42中任一項之繞射量測目標。
48.一種系統,其包含:一檢測設備,其經組態以將一光束提供於一基板上之一繞射量測目標上且偵測由該目標繞射之輻射以判定一微影程序之一參數;及如條項44或條項45之非暫時性電腦程式產品。
49.如條項48之系統,其進一步包含一微影設備,該微影設備包含:一支撐結構,其經組態以固持用以調變一輻射光束之一圖案化裝置;及一投影光學系統,其經配置以將該經調變輻射光束投影至一輻射敏感基板上。
50.如條項4之方法,其中該照射包含照射該繞射量測目標上之至少覆蓋曝光於不同曝光場中之週期性結構之一量測光點。
51.如條項24之方法,其中該照射包含照射該繞射量測目標上之至少覆蓋曝光於不同曝光場中之週期性結構之一量測光點。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對實施例之使用,但應瞭解,本發明可用於其他應用(例如,壓印微影)中,且在內容背景允許之情況下不限於光學微影。在壓印微影中,圖案化裝置中之構形(topography)界定產生於基板上之圖案。可將圖案化裝置之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中,在基板上,抗蝕劑係藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後,將圖案化裝置移出抗蝕劑,從而在其中留下圖案。 本文所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射,包括紫外線(UV)輻射(例如,具有為或為約365奈米、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如,具有在5奈米至20奈米之範圍內之波長),以及粒子束(諸如,離子束或電子束)。 術語「透鏡」在內容背景允許之情況下可指各種類型之光學組件(包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件)中之任一者或組合。 對特定實施例之前述描述揭露本發明之實施例之一般性質使得在不脫離本發明之一般概念的情況下,其他人可藉由應用熟習此項技術者所瞭解之知識針對各種應用而易於修改及/或調適此等特定實施例,而無需進行不當實驗。因此,基於本文中所呈現之教示及指導,此等調適及修改意欲在所揭示實施例之等效者的涵義及範圍內。應理解,本文中之措詞或術語係出於(例如)描述而非限制之目的,使得本說明書之術語或措辭應由熟習此項技術者鑒於該等教示及該指導進行解譯。 本發明之廣度及範疇不應由上述例示性實施例中之任一者限制,而應僅根據以下申請專利範圍及其等效者進行界定。
0‧‧‧繞射射線
+1‧‧‧繞射射線
-1‧‧‧繞射射線
+1(N)‧‧‧+1繞射射線
-1(S)‧‧‧-1繞射射線
11‧‧‧輸出
12‧‧‧透鏡
13‧‧‧孔徑板
13E‧‧‧孔徑板
13N‧‧‧孔徑板
13NW‧‧‧孔徑板
13S‧‧‧孔徑板
13SE‧‧‧孔徑板
13W‧‧‧孔徑板
14‧‧‧透鏡
15‧‧‧稜鏡
16‧‧‧接物鏡/透鏡
17‧‧‧光束分裂器
18‧‧‧光學系統
19‧‧‧第一感測器
20‧‧‧光學系統
21‧‧‧孔徑光闌
22‧‧‧光學系統
23‧‧‧感測器
28A‧‧‧曝光場
28B‧‧‧曝光場
28C‧‧‧曝光場
28D‧‧‧曝光場
31‧‧‧量測光點/經照射光點
32‧‧‧組件週期性結構
33‧‧‧組件週期性結構
34‧‧‧組件週期性結構
35‧‧‧組件週期性結構
41‧‧‧圓形區域
42‧‧‧矩形區域/影像
43‧‧‧矩形區域/影像
44‧‧‧矩形區域/影像
45‧‧‧矩形區域/影像
600‧‧‧複合疊對目標
602‧‧‧週期性結構特徵/線
604‧‧‧空間
606‧‧‧基板
608‧‧‧週期性結構特徵/線
610‧‧‧空間
702‧‧‧曲線
704‧‧‧點
706‧‧‧點
800‧‧‧第一延伸型操作範圍計量目標/第二延伸型操作範圍計量目標
802‧‧‧繞射子目標
804‧‧‧繞射子目標
806‧‧‧繞射子目標
808‧‧‧繞射子目標
810‧‧‧第一對週期性結構
812‧‧‧第二對週期性結構
820‧‧‧間隙
900‧‧‧第一延伸型操作範圍計量目標
902‧‧‧第二延伸型操作範圍計量目標
904‧‧‧第一層
906‧‧‧第二層
1000‧‧‧第一延伸型操作範圍計量目標
1002‧‧‧第二延伸型操作範圍計量目標
1004‧‧‧層
1006‧‧‧層
1008‧‧‧層
1010‧‧‧層
1200‧‧‧延伸型操作範圍計量目標
1202‧‧‧第一子目標
1204‧‧‧第二子目標
1220‧‧‧延伸型操作範圍計量目標
1222‧‧‧第一子目標
1224‧‧‧第二子目標
1240‧‧‧延伸型操作範圍計量目標
1242‧‧‧第一子目標
1244‧‧‧第二子目標
1260‧‧‧延伸型操作範圍計量目標
1262‧‧‧第一子目標
1264‧‧‧第二子目標
1280‧‧‧延伸型操作範圍計量目標
1282‧‧‧第一子目標
1284‧‧‧第二子目標
1300‧‧‧設計佈局模組
1302‧‧‧圖案化裝置佈局模組
1304‧‧‧圖案化裝置模型模組
1306‧‧‧光學模型模組
1308‧‧‧抗蝕劑模型模組
1310‧‧‧程序模型模組
1312‧‧‧計量模組
1314‧‧‧結果模組
1500‧‧‧延伸型操作範圍計量目標
1502‧‧‧延伸型操作範圍計量目標
1504‧‧‧子目標
1506‧‧‧子目標
1508‧‧‧週期性結構/標記
1510‧‧‧週期性結構
1512‧‧‧週期性結構
1600‧‧‧延伸型操作範圍計量目標
1602‧‧‧延伸型操作範圍計量目標
1604‧‧‧子目標
1606‧‧‧子目標
1608‧‧‧子目標
1610‧‧‧子目標
1612‧‧‧週期性結構
1614‧‧‧週期性結構
1616‧‧‧週期性結構
1618‧‧‧週期性結構
1700‧‧‧延伸型操作範圍計量目標
1702‧‧‧延伸型操作範圍計量目標
1704‧‧‧子目標
1706‧‧‧子目標
1708‧‧‧週期性結構
1710‧‧‧週期性結構
1800‧‧‧延伸型操作範圍計量目標
1802‧‧‧延伸型操作範圍計量目標
1804‧‧‧子目標
1806‧‧‧子目標
1808‧‧‧子目標
1810‧‧‧子目標
1812‧‧‧週期性結構
1814‧‧‧週期性結構
1816‧‧‧週期性結構
1818‧‧‧週期性結構
1900‧‧‧延伸型操作範圍計量目標
1902‧‧‧延伸型操作範圍計量目標
1904‧‧‧子目標
1906‧‧‧子目標
1908‧‧‧子目標
1908'‧‧‧子目標
1908''‧‧‧子目標
1910‧‧‧週期性結構
1912‧‧‧週期性結構
1914‧‧‧週期性結構
1916‧‧‧子目標
1920‧‧‧週期性結構
1922‧‧‧第一週期性結構
1924‧‧‧第二週期性結構
1926‧‧‧週期性結構
1928‧‧‧週期性結構
1930‧‧‧週期性結構
1932‧‧‧週期性結構
1934‧‧‧週期性結構
1936‧‧‧子目標
1938‧‧‧週期性結構
1940‧‧‧週期性結構
1942‧‧‧週期性結構
1944‧‧‧週期性結構
2000‧‧‧材料
2002‧‧‧材料
2003‧‧‧特徵區
2004‧‧‧空間區
2006‧‧‧特徵
2008‧‧‧空間
2010‧‧‧點
2020‧‧‧空間
2022‧‧‧空間
2800‧‧‧實施例
2801‧‧‧線
2802‧‧‧線
2831‧‧‧照射光點
2840‧‧‧區域
2841‧‧‧區域
2842‧‧‧區域
2843‧‧‧區域
AD‧‧‧調整器
AS‧‧‧對準感測器
B‧‧‧輻射光束
B1‧‧‧區塊
B2‧‧‧區塊
B3‧‧‧區塊
B4‧‧‧區塊
B5‧‧‧區塊
B6‧‧‧區塊
BD‧‧‧光束遞送系統
BK‧‧‧烘烤板
C‧‧‧目標部分
CH‧‧‧冷卻板
CO‧‧‧聚光器
D1‧‧‧步驟
D2‧‧‧步驟
D3‧‧‧步驟
D4‧‧‧步驟
DE‧‧‧顯影器
DF‧‧‧影像
I‧‧‧入射射線
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照射系統/照射器
IN‧‧‧積光器
I/O1‧‧‧輸入/輸出通口
I/O2‧‧‧輸入/輸出通口
L1‧‧‧層
L2‧‧‧層
LA‧‧‧微影設備
LACU‧‧‧微影控制單元
LB‧‧‧裝載匣
LC‧‧‧微影製造單元
LS‧‧‧位階感測器
M1‧‧‧光罩對準標記
M2‧‧‧光罩對準標記
M1‧‧‧步驟
M2‧‧‧步驟
M3‧‧‧步驟
M4‧‧‧步驟
M5‧‧‧步驟
M6‧‧‧步驟
MA‧‧‧圖案化裝置
MT‧‧‧圖案化裝置支撐件/支撐結構/光罩台
O‧‧‧光軸
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
P1‧‧‧所關注區
P2‧‧‧所關注區
P3‧‧‧所關注區
P4‧‧‧所關注區
PM‧‧‧第一定位器
PS‧‧‧投影系統
PU‧‧‧影像處理器及控制器
PW‧‧‧第二定位器
RF‧‧‧參考框架
RO‧‧‧基板處置器或機器人
ROI‧‧‧所關注區
SC‧‧‧旋塗器
SCS‧‧‧監督控制系統
SO‧‧‧輻射源
T‧‧‧目標
TCU‧‧‧塗佈顯影系統控制單元
W‧‧‧基板
WTa‧‧‧基板台
WTb‧‧‧基板台
現在將參考隨附圖式而僅作為實例來描述實施例,在隨附圖式中: 圖1描繪根據一實施例之微影設備; 圖2描繪根據一實施例之微影製造單元或叢集; 圖3之(a)為用於根據實施例使用提供某些照射模式之第一對照射孔徑來量測目標的暗場散射計的示意圖; 圖3之(b)為針對給定照射方向之目標週期性結構之繞射光譜的示意性細節; 圖3之(c)為在使用散射計以用於以繞射為基礎之疊對量測時提供另外照射模式之第二對照射孔徑的示意性說明; 圖3之(d)為在使用散射計以用於以繞射為基礎之疊對量測時組合第一對孔徑與第二對孔徑的提供另外照射模式的第三對照射孔徑之示意性說明; 圖4描繪基板上的多重週期性結構(例如,光柵)目標之形式及量測光點之輪廓; 圖5描繪在圖3之設備中獲得的圖4之目標之影像; 圖6為展示使用圖3之設備且可適應於本文所描述之實施例的疊對量測方法之步驟的流程圖; 圖7之(a)、圖7之(b)及圖7之(c)展示具有為大約零之不同疊對值之疊對週期性結構的示意性橫截面; 圖8說明在理想目標結構中之疊對量測的原理; 圖9說明根據一實施例之延伸型操作範圍計量目標; 圖10說明為了考量程序堆疊變化的根據一實施例之延伸型操作範圍計量目標之使用; 圖11說明為了進行多層疊對量測的根據一實施例之延伸型操作範圍計量目標之使用; 圖12A、圖12B、圖12C、圖12D及圖12E說明根據一實施例之延伸型操作範圍計量目標的變化; 圖13示意性地描繪根據一實施例的用以設計延伸型操作範圍計量目標之系統; 圖14描繪根據一實施例的說明設計延伸型操作範圍計量目標之程序的流程圖; 圖15描繪根據一實施例的說明一程序之流程圖,在該程序中延伸型操作範圍計量目標用以監視效能,且用作用於控制計量程序、設計程序及/或生產程序之基礎; 圖16(A)、圖16(B)及圖16(C)說明根據一實施例之延伸型操作範圍計量目標; 圖17(A)、圖17(B)及圖17(C)說明根據一實施例之延伸型操作範圍計量目標; 圖18(A)、圖18(B)及圖18(C)說明根據一實施例之延伸型操作範圍計量目標; 圖19(A)、圖19(B)及圖19(C)說明根據一實施例之延伸型操作範圍計量目標; 圖20(A)、圖20(B)、圖20(C)、圖20(D)及圖20(E)說明根據一實施例之延伸型操作範圍計量目標; 圖21說明根據一實施例之延伸型操作範圍計量目標的實例子目標; 圖22(A)、圖22(B)及圖22(C)說明根據一實施例之延伸型操作範圍計量目標; 圖23(A)、圖23(B)及圖23(C)說明根據一實施例之延伸型操作範圍計量目標; 圖24(A)、圖24(B)及圖24(C)說明根據一實施例之延伸型操作範圍計量目標的子目標; 圖25(A)及圖25(B)說明根據一實施例的延伸型操作範圍計量目標之子目標之一部分的側視圖; 圖26說明根據一實施例的延伸型操作範圍計量目標之子目標之一部分的側視圖及俯視圖;及 圖27(A)及圖27(B)說明根據一實施例之延伸型操作範圍計量目標。 圖28說明根據一實施例的在單一量測光點內之目標之總體的俯視圖。

Claims (23)

  1. 一種量測一微影程序之一參數之方法,該方法包含:運用輻射來照射一基板上之一繞射量測目標,該量測目標包含至少一第一子目標(sub-target)、至少一第二子目標及至少第三子目標,其中該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標各自包含一週期性結構,且其中該第一子目標、該第二子目標與該第三子目標各自具有一不同設計,且其中該等子目標中之至少兩者分別經設計以用於判定一不同微影程序參數;及偵測由該至少兩個子目標散射之輻射以獲得針對彼目標的表示該微影程序之該等不同參數之一量測。
  2. 如請求項1之方法,其中該至少該第一子目標經設計以用於判定曝光焦點、曝光劑量及/或光學像差。
  3. 如請求項1或請求項2之方法,其中該等微影參數中之至少一者包含疊對。
  4. 如請求項1或請求項2之方法,其中照射包含:照射該繞射量測目標上之一次性覆蓋該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標之該等週期性結構中之每一者的至少部分之一量測光點。
  5. 如請求項1或請求項2之方法,其中該第二子目標至少部分地疊對一 第一週期性結構且該第三子目標至少部分地疊對一第二週期性結構,其中該第一週期性結構處於該基板上之不同於該第二週期性結構的一層處。
  6. 如請求項4之方法,其中該照射包含照射該繞射量測目標上之至少覆蓋曝光於不同曝光場中之週期性結構之一量測光點。
  7. 一種繞射量測目標,其包含至少一第一子目標、至少一第二子目標及至少第三子目標,其中該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標各自包含一週期性結構,且其中該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標各自具有一不同設計,且其中該等子目標中之至少兩者分別經設計以用於判定一不同微影程序參數。
  8. 如請求項7之目標,其中當在該基板上時,該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標之該等週期性結構中之每一者的至少部分係在小於或等於400平方微米之一鄰接區域內。
  9. 如請求項7至8中任一項之目標,其中該第二子目標當在該基板上時至少部分地疊對一第一週期性結構,且該第三子目標當在該基板上時至少部分地疊對一第二週期性結構,其中該第一週期性結構處於該基板上之不同於該第二週期性結構的一層處。
  10. 一種量測一微影程序之一參數之方法,該方法包含:運用輻射同時地照射一基板上之一繞射量測目標之至少一第一子 目標及至少一第二子目標,該第一子目標及該第二子目標各自包含一週期性結構,且其中該第一子目標經設計以用於判定一微影程序參數,該第二子目標經設計以判定該微影程序參數之一校正;及偵測由該至少第一子目標及該至少第二子目標散射之輻射,以獲得針對彼目標的表示該微影程序參數及該微影程序參數之一校正的一量測。
  11. 如請求項10之方法,其中該照射包含照射該繞射量測目標上之一次性覆蓋該第一子目標及該第二子目標之該等週期性結構中之每一者的至少部分之一量測光點。
  12. 如請求項11之方法,其中該照射包含:照射該繞射量測目標上之至少覆蓋曝光於不同曝光場中之週期性結構之一量測光點。
  13. 一種繞射量測目標,其包含至少一第一子目標及至少一第二子目標,其中該第一子目標及該第二子目標各自包含一週期性結構,其中該第二子目標經設計以用於判定該第一子目標經設計以判定的一微影程序參數之一校正,且其中該第一子目標及該第二子目標之該等週期性結構中之每一者的至少部分係在該基板上之小於或等於1000平方微米的一鄰接區域內。
  14. 一種量測一微影程序之一參數之方法,該方法包含:運用輻射來照射一基板上之一繞射量測目標之至少一第一子目 標,其中該第一子目標之一週期性結構係在該基板上之一第一層處,且該量測目標進一步包含該第一層處之至少一第二子目標之一週期性結構,且其中該第一子目標與該第二子目標分別經設計以用於判定一不同微影程序參數;偵測由至少該第一子目標散射之輻射以獲得針對彼目標的表示其經設計微影程序參數之一量測;運用輻射來照射該基板上之該繞射量測目標之至少該第二子目標及一第三子目標,其中該第二子目標及該第三子目標之一各別週期性結構處於該基板上之上覆該第一層的一第二層處,且其中該第二子目標與該第三子目標分別經設計以用於判定一不同微影程序參數;及偵測由至少該第二子目標及至少該第三子目標散射之輻射以獲得針對彼目標的表示其各別經設計不同微影程序參數之一量測。
  15. 如請求項14之方法,其中該第一子目標及該第三子目標經設計以判定曝光焦點、曝光劑量及/或光學像差。
  16. 一種繞射量測目標,其包含至少一第一子目標、一第二子目標及一第三子目標,該第一子目標、該第二子目標及該第三子目標當在一基板上時具有在該基板上之一第一層中的該第一子目標及該第二子目標之一各別週期性結構,且具有在該基板上之上覆該第一層的一第二層中之該第二子目標及該第三子目標之一各別週期性結構,其中該第一子目標與該第二子目標分別經設計以用於判定一不同微影程序參數,且其中該第二子目標與 該第三子目標分別經設計以用於判定一不同微影程序參數。
  17. 如請求項16之目標,其中該第一子目標及該第三子目標經設計以判定曝光焦點、曝光劑量及/或光學像差。
  18. 一種製造裝置之方法,其中使用一微影程序將一裝置圖案施加至一系列基板,該方法包括:使用如請求項1至5、10至11及14至15中任一項之方法來檢測作為該裝置圖案之部分或除了該裝置圖案以外而形成於該等基板中之至少一者上的至少一繞射量測目標;及根據該方法之結果而針對稍後基板來控制該微影程序。
  19. 一種包含機器可讀指令之非暫時性電腦程式產品,該等機器可讀指令用於使一處理器執行如請求項1至5、10至11及14至15中任一項之方法。
  20. 一種包含機器可讀指令或資料之非暫時性電腦程式產品,該等機器可讀指令或資料定義如請求項7至9、13及16至17中任一項之目標。
  21. 一種基板,其包含如請求項7至9、13及16至17中任一項之目標。
  22. 一種圖案化裝置,其經組態以至少部分地形成如請求項7至9、13及16至17中任一項之繞射量測目標。
  23. 一種系統,其包含:一檢測設備,其經組態以將一光束提供於一基板上之一繞射量測目標上且偵測由該目標繞射之輻射以判定一微影程序之一參數;及如請求項19或請求項20之非暫時性電腦程式產品。
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