TWI639060B - 自散射量測移除製程變化相關之不準確 - Google Patents

自散射量測移除製程變化相關之不準確 Download PDF

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Abstract

本發明提供度量衡方法及各自軟體及模組，其等識別及移除起因於導致目標不對稱之製程變化之量測不準確。該方法包括：藉由量測跨(若干)量測參數(例如，波長、角度)之一範圍及目標之信號而識別(若干)製程變化源對一經量測散射信號(例如，疊對)之一不準確貢獻；及在該範圍內提取指示該不準確貢獻之一量測可變性。該方法進一步可：假定該目標不對稱上之該所得不準確之某些功能相依性；估計不同製程變化源之相對給予；及應用外部校準以進一步增強量測準確度。

Description

自散射量測移除製程變化相關之不準確 [相關申請案的交叉參考]
本申請案主張於2013年8月27日申請之美國臨時專利申請案第61/870,233號及於2014年6月20日申請之美國臨時專利申請案第62/014,929號之權利，該等案之全文以引用的方式併入本文中。
本發明係關於度量衡之領域，且更特定言之係關於散射度量衡。
以下文獻揭示先前技術之各種態樣，且其等之全文以引用的方式併入本文中。
美國專利公開案第2008/0074666號揭示使用一散射計偵測一級繞射及零級繞射兩者。一級繞射用以偵測疊對誤差。接著零級繞射用以旗標此是否係大於偏離值但小於光柵之節距之量值之一錯誤疊對誤差計算。
美國專利公開案第2013/0054186號揭示：量測包括一第一結構及一第二結構之一第一目標之散射性質；使用該等經量測散射性質建構該第一結構之一模型，該模型包括對應於該第一結構之一第一模型結構；藉由使該第一模型結構與一中間模型結構疊對而修改該模型；藉由用對應於該第二結構之一第二模型結構取代該中間模型結構而進一 步修改該模型；計算該第一模型結構與該第二模型結構之間之一第二缺陷引發之疊對誤差，該第一模型結構及該第二模型結構在經進一步修改之模型中相對於彼此疊對；及使用該經計算第二缺陷引發之疊對誤差而判定一第二目標中之一疊對誤差。
WIPO公開案第2010/115686號揭示藉由使用一微影製程以在兩個連續層之各者上形成一相同節距之至少一週期性結構而判定一基板上由該微影製程產生之該等層之間之一疊對誤差。一或多對疊對週期性結構平行形成，但相對於彼此偏移。量測藉由將一輻射束引導至該一或多對週期性結構上而產生之一光譜。判定光譜之一或多個部分，其中與該一或多個部分外部之關係相比，該一或多對週期性結構之間之偏移與該光譜在該一或多個部分處之經量測強度中之所得變化之間之關係更為線性。依據該光譜之該一或多個部分中之該光譜之強度量測之該一或多對週期性結構之間之偏移經判定且用以判定疊對誤差。
美國專利公開案第2009/0073448號揭示藉由一像素陣列偵測來自一目標標記(例如，包含複數個光柵)之反射輻射。偵測各像素之光柵之疊對誤差且判定一疊對誤差陣列。執行過濾而非簡單平均全部像素之疊對誤差值。可根據經偵測疊對誤差值或經偵測像素強度而過濾像素。
美國專利公開案第2011/0134419號揭示一種判定一基板上之一疊對誤差之方法及相關聯設備。將一光束投影至三個或更多個目標上。各目標包含在基板上具有預定疊對偏移之第一及第二重疊圖案。量測自基板上之各目標反射之輻射之不對稱。判定非得自預定疊對偏移之疊對誤差。當自能夠自不對稱計算疊對之函數判定疊對誤差時，藉由限制線性誤差之效應而針對晶圓上之其他點判定該函數。
WIPO公開案第2013/079270號揭示一種能夠根據一製程變數而分類瞳孔影像之檢測方法及對應設備。該方法包括獲取在一微影製程期 間形成於一基板上之複數個結構之繞射瞳孔影像。微影製程之一製程變數在結構之形成之間變化，製程變數之變化導致繞射瞳孔影像中之一變化。該方法進一步包括判定繞射瞳孔影像之至少一判別函數，該判別函數能夠根據製程變數而分類瞳孔影像。
美國專利公開案第2008/0239318號揭示一種量測一散射計中之不對稱之方法，一目標部分被照明兩次，首先運用0°之基板旋轉且其次運用180°之基板旋轉。旋轉該等影像之一者且接著自另一影像減去該經旋轉影像。以此方式，可校正散射計之不對稱。
美國專利公開案第2011/0292365號揭示用於校準一檢測設備之方法、設備及微影系統。將輻射投影至一基板之一目標位置中之一圖案上。藉由進行圖案之複數個量測及比較自不同量測之圖案反射之輻射之經量測一級繞射或更高級繞射，可計算指示一散射計中之誤差之一殘餘誤差。此誤差係由散射計之不規則性引起之基板參數之量測中之一誤差。殘餘誤差本身可表現為繞射光譜之一不對稱。
美國專利公開案第2011/001978號揭示判定一基板上由一微影製程產生之兩個連續層之間之一疊對誤差，其包含：使用該微影製程以形成包含該等層之各者上之相同節距之一週期性結構之一校準結構，使得形成一對疊對週期性結構，該等結構係平行的，但相對於彼此偏移一疊對量。量測藉由將一輻射束引導至校準結構上而產生之一光譜，且比較該光譜與一或多個經模型化光譜以便自該經量測光譜判定校準結構之光柵參數值。微影製程用以在相同或一或多個後續基板上形成進一步疊對週期性結構，校準結構之經判定光柵參數值用以判定進一步疊對週期性結構之疊對量。
WIPO公開案第2011/012624號揭示一種判定用於一基板上之一微影製程中之一微影設備之焦點之方法，該微影製程用以在該基板上形成一結構，該結構具有至少一特徵，該至少一特徵之印刷輪廓具有依 據基板上之微影設備之焦點而變化之一不對稱。當用一第一輻射束照明該結構時形成及偵測週期性結構之一第一影像，使用非零級繞射輻射之一第一部分形成該第一影像。當用一第二輻射束照明該結構時形成及偵測週期性結構之一第二影像。使用該非零級繞射輻射之一第二部分形成該第二影像，該第二部分對稱地相對於一繞射光譜中之第一部分。光譜之經量測第一及第二部分之強度比經判定且用以判定週期性結構之輪廓中之不對稱及/或提供基板上之焦點之一指示。在相同儀器中，跨經偵測部分之一強度變化係判定為跨結構之製程引發之變化之一量測。可識別具有不當製程變化之結構之一區域且自該結構之一量測排除該區域。
美國專利公開案第2011/0178785號揭示藉由量測兩個或更多個不同配置中之一目標而執行一角度解析散射計之校準。不同配置引起將輻射以一傳出方向量測為自傳入方向照明目標之輻射之不同組合。亦可執行一參考鏡量測。第一配置與第二配置之間之差異之量測及模型化用以單獨估計傳入及傳出光學系統之性質。模型化可考量各自週期性目標之對稱。模型化通常考量極化傳入光學元件、傳出光學元件及各自週期性目標之效應。可藉由瓊斯計算法(Jones calculus)或繆勒計算法(Mueller calculus)以模型化描述極化效應。模型化可包含根據諸如任尼克多項式(Zernike polynomial)之基函數之一參數化。
美國專利公開案第2011/0255066號揭示一種量測分成複數個場之一基板之性質(諸如疊對誤差)之設備。該設備包含經組態以將輻射引導至該基板之各場之一第一目標上之一輻射源。各第一目標(T4G)具有至少一第一光柵及一第二光柵，其等具有各自預定偏移，第一光柵之預定偏移(+d)呈與第二光柵之預定偏移(-d)相反之一方向。一偵測器經組態以偵測自各第一目標反射之輻射且自該經偵測輻射獲得各第一目標之一不對稱值。此外，一模組經組態以至少基於所獲得之不對 稱值及預定偏移而針對各第一目標判定一疊對值，且針對所獲得之不對稱值與各第一目標之經判定疊對值之間之一關係而判定跨基板之對應複數個場之複數個第一目標之一多項式擬合。
本發明之一態樣提供一種方法，該方法包括：藉由量測跨至少一量測參數之一範圍及複數個目標之信號而識別至少一製程變化源對一經量測散射信號之一不準確貢獻。
本發明之此等、額外及/或其他態樣及/或優點闡述於以下[實施方式]中；可自[實施方式]推論；及/或可藉由實踐本發明而得知。
80‧‧‧製程變化
90‧‧‧實體疊對(OVL)/真實疊對
95‧‧‧經量測疊對(OVL)
99‧‧‧處理器
100‧‧‧不準確
105‧‧‧量測
110‧‧‧像素回應
115‧‧‧校準因數/校準函數
120‧‧‧目標(缺陷)性質/目標不對稱
130‧‧‧量測
140‧‧‧統計分析
150‧‧‧外部校準
200‧‧‧方法
202‧‧‧階段
204‧‧‧階段
206‧‧‧階段
210‧‧‧階段/估計
215‧‧‧階段
220‧‧‧階段
222‧‧‧階段
225‧‧‧階段
230‧‧‧階段/導出
235‧‧‧階段/模型化
237‧‧‧階段
240‧‧‧階段
245‧‧‧階段
247‧‧‧階段
250‧‧‧階段
252‧‧‧階段
260‧‧‧階段
270‧‧‧階段
為更佳理解本發明之實施例且展示可如何實現本發明之實施例，現將純粹以實例方式參考隨附圖式，其中在整個說明書中相似元件符號指定對應元件或區段。
在隨附圖式中：圖1係繪示根據本發明之一些實施例之用以減小源自散射疊對量測中之製程變化之不準確之方式之一高階示意方塊圖。
圖2呈現展示根據本發明之一些實施例之不同目標之經量測每像素疊對偏差根據波長單位之行為之實驗資料及各自模型化近似。
圖3示意性地繪示根據本發明之一些實施例之左側圖中依據表示波長(在波長解析散射中)或瞳孔角度(在角度解析散射中)之像素索引而變化之三個不同目標之疊對偏差，及右側圖中依據「每像素不準確回應」Ap而變化之各自疊對偏差。
圖4呈現描繪根據本發明之一些實施例之不同部位之每像素(每角度)疊對偏差與依據三個不同目標類型之部位而變化之平均(晶圓上方)疊對偏差之間之一關聯之實驗資料。
圖5係繪示根據本發明之一些實施例之一方法之一高階流程圖。
在闡述[實施方式]之前，闡述下文中將使用之某些術語之定義可係有用的。
如本申請案中使用之術語「製程變化」係指導致度量衡目標之不準確產生(以下亦稱為目標不對稱)從而導致不同於實際實體預期信號之信號量測之製程中之任何改變。
現明確詳細參考圖式，應強調，所展示之特定細節係作為實例且僅用於闡釋性地論述本發明之較佳實施例之目的，且為提供被認為係本發明之原理及概念態樣之最有用及最容易理解描述而呈現。就此而言，並未嘗試比本發明之一基礎理解所必需更詳細地展示本發明之結構細節，與圖式一起採用之該描述使熟習此項技術者明白可如何在實踐中體現本發明之若干形式。
在詳細說明本發明之至少一實施例之前，應瞭解本發明之應用不限於以下描述中闡述或圖式中繪示之組件之建構及配置之細節。本發明適用於其他實施例或以各種方式實踐或實行。再者，應理解本文中採用之措詞及術語係用於描述之目的且不應被視為限制性。
疊對量測及明確言之散射演算法對製程變化非常敏感。可接受製程變化(其未影響裝置效能)可錯誤地報告為無法接受疊對誤差。本發明之實施例使用不同疊對演算法減小此不準確。所揭示之演算法可使用來自整個相干光譜之全部資訊及/或全部瞳孔像素而非僅選擇「較不準確」像素(波長或角度)。該等演算法可處置一或多個製程變化。
提供度量衡方法及各自軟體及模組，其等識別及移除起因於導致目標不對稱之製程變化之量測不準確。該方法包括：藉由量測跨(若干)量測參數(例如，波長、角度)之一範圍及目標之信號而識別(若干)製程變化源對一經量測散射信號(例如，疊對)之一不準確貢獻；及 在指示不準確貢獻之範圍內提取一量測可變性。該方法進一步可：假定目標不對稱上之所得不準確之某些功能相依性；估計不同製程變化源之相對給予；及應用外部校準以進一步增強量測準確度。
圖1係繪示根據本發明之一些實施例之用以減小源自散射疊對量測中之製程變化80之不準確100之方式之一高階示意方塊圖。此等方法可以如下文描述之演算法實施，且可實施於散射疊對量測工具中之量測模組內或附加為額外模組。可藉由一或多個處理器99實行演算步驟之至少部分。
在多個目標上方量測105之經量測疊對(OVL)95理解為描述為以下三項之一總和：OVLmeasured=OVLaccurate+Inaccuracy+TMU，其中OVLaccurate表示實體OVL 90(高達不明確值(up to ambiguity))且TMU(「總量測不確定性」)項由精度、工具引發之移位及工具匹配組成，且此後被忽略。在散射OVL量測中，可量測依據量測波長而變化之每像素OVL(ε)；或在角度解析散射中，量測依據角度而變化之每像素OVL(ε)。因此，每像素OVL可表達為真實疊對90加表達歸因於製程變化80之目標不對稱之不準確100(或每像素不準確)，亦即，ε(p,site)=OVL(site)+Inaccuracy(p,site)其中p係像素索引。在一晶圓上量測之多個目標之情況中，ε可進一步如與一製程變化相關之方程式1中所表達般近似：ε(p,site)=OVL(site)+Apζsite 方程式1
或當與N個製程變化相關時(亦即，當不準確由複數之n個製程變化源引起時)如方程式2中所表達：
在此等表達式中，OVL不準確描述為目標之不對稱ζ(目標(缺陷)性質120)與每單位不對稱像素回應A 110之一乘積。乘積中之第一項Ap共同用於全部目標，而第二項ζsite共同用於全部像素。因此，此公 式係忽略像素之間之可能耦合(例如，歸因於繞射)及在適中之製程變化時變得不相干之任何非線性回應之一線性近似。
統計分析140可應用於多個目標之量測105上以導出對製程變化之一或多個參數之像素回應110(方程式1、2及方程式4、5)且量化目標不對稱120。
可藉由應用在變化量測條件下(例如，相對於諸如波長及方向之照明參數)之量測130及/或使用目標不對稱之外部校準150(例如，使用一校準目標樣板)而計算或逼近一校準因數(在一線性近似之情況中)或一校準函數115(在非線性近似之情況中)。可藉由(若干)處理器99實行分析、估計及校準操作之任一者。美國專利公開案第2014/0060148號中描述之方法被視為關於導出(若干)校準因數或(若干)校準函數115之本發明之部分。
在某些實施例中，所揭示之演算法可經擴展以處置不準確之更複雜近似(為清楚起見，此處呈現線性近似，且此係非限制性的)。在某些實施例中，所揭示之演算法可應用於除疊對外之信號，例如應用於原始反射率信號或差訊信號。
圖2呈現展示不同目標之經量測每像素疊對偏差(以nm為單位，定義為每像素OVL減去目標之OVL，目標之OVL係每像素OVL之(可能加權)平均，各種加權函數可用以指派像素權重)根據波長單位(x軸上呈現為與波長局部成比例之像素索引)之行為之實驗資料。該圖用以闡釋性目的且因此未呈現精確尺寸。圖2進一步繪示根據本發明之一些實施例之各個模型近似。所繪示之點表示各目標之量測，不同目標由不同灰色陰影及根據由方程式1定義之模型計算而擬合至該等點之各自線表示。以一非限制性方式繪示依據量測波長而變化之OVL偏差。圖2繪示跨量測光譜之大部分之不同目標偏差之間存在一關聯。
在一單一製程變化之情況中，可以一非限制性方式藉由假定跨 晶圓之一像素之平均不準確係零而發現對不對稱之像素回應，且因此達成方程式3：
Psite係一加權函數且ζ係平均「晶圓不對稱」，此係未知的但共同用於全部波長。可將不同權重應用至不同部位及目標、至不同量測參數(例如，波長或角度範圍，其等可由變化量測參數或(例如)角度之瞳孔平面像素之各自像素分佈來描述)及至不同不準確源(參見下文製程變化源之統計分析)以增強對歸因於製程變化及目標不對稱之不準確之估計。
為使用此模型消除不準確項，可量測一些樣本。可(例如)使用方程式3或藉由根據方程式1來發現最佳描述每像素OVL偏差之函數而發現對不對稱之每像素不準確回應。如圖3中示意性地繪示，使用此一函數可容許藉由將各目標之每像素OVL偏差擬合至回應函數而提取更準確OVL值。
圖3示意性地繪示左側圖中依據像素索引(其以一非限制性方式表示波長(在波長解析散射中)或瞳孔角度(在角度解析散射中))而變化之三個不同目標之OVL偏差(OVL-平均OVL)，及右側圖中依據「每像素不準確回應」Ap而變化之各自疊對偏差。在後者中，應注意，對於Ap=0，OVL不準確可針對具有一非零疊對之目標校準。
所揭示之方法及演算法亦可應用於角度解析散射。圖4呈現描繪不同部位之每像素(每角度)OVL偏差與依據三個不同目標類型之部位而變化之平均(整個晶圓)OVL偏差之間之一關聯之實驗資料。該關聯通常係強的(超出0.9)，繪示存在一共同「不準確回應函數」(全部像素具有依據部位而變化之類似行為)。
在某些實施例中，所揭示之演算法可用以估計各目標及量測條 件或整個晶圓之不準確，及/或用以藉由監測系統行為之中平均不準確及改變而監測製程穩定性。
有利地，所揭示之演算法之實施例包括以下新穎及有利態樣：(i)基於「每像素OVL偏差」及多個(規則)OVL目標之量測而對目標不完美性之每像素OVL回應之模型化，節省先前技術使用諸如RCWA(嚴格耦合波分析)之模擬工具及/或提取晶圓參數及/或特殊目標及量測之需要；(ii)一些實施例立即提供目標級及晶圓級上之定量不準確估計而不需要額外量測；(iii)可使用定量不準確估計(以nm為單位)而非製程變化之定量估計而監測製程；(iv)一些實施例基於晶圓上方OVL之系統行為而啟用光譜選擇，例如，可選擇其中OVL偏差關聯之像素；及(v)提供關於其他目標之目標品質(「不對稱索引」)之一估計。
明確言之，先前技術文獻無法教示本發明之實施例。作為實例，美國專利公開案第2008/0074666號使用額外繞射級作為一離群值偵測器且未嘗試計算不準確；美國專利公開案第2013/0054186號(除本發明外)單獨量測各光柵，模型化各光柵且發現歸因於目標不完美性之不準確；WIPO公開案第2010/115686將校正應用至未來量測；美國專利公開案第2009/0073448號使用基於模型之校準，若不完美性係隨機的，則需要針對各量測之一單獨模型；WIPO公開案第2010/115686號、美國專利公開案第2009/0073448號及美國專利公開案第2011/0134419號僅選擇光譜之一部分且忽略不同像素之間之可能關聯；WIPO公開案第2013/079270號發現晶圓之製程條件，但並非每目標之準確度；美國專利公開案第2008/0239318號發現工具引發之移位；美國專利公開案第2011/0292365號(除本發明外)在多個量測條件下使用多個量測以用於每目標之校準；美國專利公開案第2011/001978號使用校準目標之模型化(諸如基於RCWA之模型化)且比 較量測與經計算每像素疊對/不對稱；WIPO公開案第2011/012624號使用敏感特徵以識別跨晶圓之焦點/製程引發之變化且並非如本發明中之以nm為單位之不準確；美國專利公開案第2011/0178785號使用多個量測條件以校準光學系統而非目標；美國專利公開案第2011/0255066使用四單元目標以發現差訊信號與OVL之間之一關係，且使用此關係自二單元目標提取OVL，且並未處置目標不對稱及量測不準確。
現轉至本發明之實施例，其考量一個以上製程變化，方程式2改寫為：
其中n係(有效)製程變化索引。
使用統計分析(諸如，舉例而言主成分(PC)分析)可發現對此等製程變化之光譜回應。一矩陣M由一給定晶圓(此可係一產生晶圓或其中應用(若干)受控製程變化之(若干)經特殊設計晶圓之一叢集)之不同量測之間之全部關聯建構。例如，此等矩陣元素表達於方程式4中，其中i及j係部位索引：
此矩陣之特徵向量用以建構像素之空間中之PC向量(各特徵向量元素係對應部位之每像素OVL向量ε之線性組合係數)。特徵值表示PC向量與原始量測之間之協方差。對角矩陣之跡數(特徵值之總和)係一。若一些特徵值遠大於全部其他特徵值，則此意謂不同量測之間存在關聯，且因此可使用較少資訊描述量測。在方程式2之公式中，其意謂N小於部位之數目。此外，方程式2製程變化向量A p,n 可超出PC向量(或此等向量之某一線性組合)。參數ζsite,n係第n個製程變化向量上之ε(site)之投影。
量測不準確係像素不準確之(加權)平均：
由於PC假定〈Ap,n〉p=0，故應使用額外方法發現向量平均。此一方法描述於(例如)美國專利公開案第2014/0060148號中，該案之全文以引用方式併入本文中。美國專利公開案第2014/0060148號揭示藉由使用比例因數而校準一度量衡工具之系統及方法。可藉由在不同量測條件下量測一基板且接著計算經量測度量衡值及一或多個品質優化而獲得比例因數。自此資訊，可判定比例因數。此後，比例因數可用以量化一度量衡量測中之不準確。比例因數亦可用以判定一最佳化量測配方。本發明之實施例與美國專利公開案第2014/0060148號之態樣之任何組合亦視為本發明之部分。
在某些實施例中，可藉由多種已知方法實行統計分析140，該等方法包含更複雜方法，諸如穩健PCA、2D PCA、張量分解法(Tensor Decomposition)或Isomap。
在某些實施例中，製程變化訊符或典型回應可基於所揭示之模型及演算法而識別，且可用以(例如)在大量製造期間量化製程變化及額外量測之不準確；用以監測相對於不同製程變化之製程穩定性及/或用以識別有缺陷目標及/或外圍量測(「離群值」)。
有利地，在某些實施例中，相對於先前技術散射疊對演算法，所揭示之演算法藉由比較一特定目標之光譜內之疊對分佈與目標之間之系統行為而非平均化此等值而自波長及/或角度範圍(其等可以像素項描述)提取更多資訊。
圖5係繪示根據本發明之一些實施例之一方法200之一高階流程圖。方法200之任何階段可藉由至少一處理器實行(階段270)。某些實施例包括具有一電腦可讀儲存媒體之電腦程式產品，該電腦可讀媒體 具有與其一起體現且經組態以執行以下階段之至少一者之至少一部分之電腦可讀程式。
方法200可包括：識別(若干)製程變化源對一經量測散射信號之一不準確貢獻(階段202)；量測跨(若干)量測參數之一範圍來自複數個目標之信號(階段204)；及在該範圍內提取指示不準確貢獻之一量測可變性(階段206)，其分別使用(例如)方程式1、2及4中呈現之模型及方程式3及5中之其導出。
方法200可包括：估計散射疊對量測中之一系統誤差(階段210)；使用經量測疊對之一分佈以識別不準確源(階段220)；及導出起因於至少一製程變化之至少一不準確源(階段230)。
在某些實施例中，方法200進一步可包括識別製程變化訊符或典型回應(階段215)。方法200進一步可包括：(例如)在大量製造期間，使用製程變化回應訊符以量化製程變化及額外量測之不準確。方法200進一步可包括：監測相對於不同製程變化之製程穩定性；及/或包括識別有缺陷目標及/或外圍量測(「離群值」)。
在某些實施方案中，方法200進一步可包括：導出在角度及/或波長之一範圍內之分佈(階段222)；及可選擇部位之一子組以進行分析(階段225)。範圍可藉由變化量測參數之各自像素分佈而以像素項描述。
在某些實施例中，方法200進一步可包括：模型化製程變化對經量測疊對之影響(階段235)；及根據一初始分析而選擇主要不準確源(階段237)。
方法200進一步可包括藉由經導出源而估計每像素及每部位對經量測疊對之給予(階段240)。方法200可包括：使用模型校準導出及/或估計(階段245)；及使量測條件變化以實行校準(階段247)。
方法200進一步可包括根據模型、導出及/或估計而定義若干顯著 不準確源及/或製程變化參數(階段250)。方法200可包括使用模型、導出及/或估計而識別離群值(階段252)。
方法200進一步可包括使用主成分分析以進行導出230、估計210及/或模型化235之任一者(階段260)。
有利地，所揭示之演算法之實施例包括以下新穎及有利態樣：(i)使用跨不同量測之間之瞳孔之疊對分佈之關聯而發現不同製程變化訊符；(ii)使用上文方法而估計不同製程變化之量值及其等對量測不準確之影響；(iii)使用疊對量測而監測不同製程變化；(iv)使用定量不準確估計而最佳化量測條件(目標設計、硬體及/或演算法)；(v)使用定量不準確估計而自不同製程變化消除量測不準確；(vi)使用主成分分析以發現瞳孔中之不同製程變化訊符；及(vii)上述全部使用跨不同量測之間之瞳孔之反射率分佈中之關聯及/或跨不同量測之間之瞳孔之差訊信號分佈中之關聯。
在上文描述中，一實施例係本發明之一實例或實施方案。「一項實施例」、「一實施例」、「某些實施例」或「一些實施例」之各種詞形並不一定全部是指相同實施例。
儘管本發明之各種特徵可在一單一實施例之內容背景中描述，然該等特徵亦可單獨提供或以任何合適組合提供。相反，儘管為清楚，本發明可在單獨實施例之內容背景中描述，然本發明亦可實施於一單一實施例中。
本發明之某些實施例可包含來自上文揭示之不同實施例之特徵，且某些實施例可併有來自上文揭示之其他實施例之元件。本發明之元件於一特定實施例之內容背景中之揭示不應被視為限制其等單獨用於該特定實施例中。
此外，應瞭解，可依各種方式實行或實踐本發明且本發明可實施於除上文描述中概述之實施例外之某些實施例中。
本發明不限於該等圖式或對應描述。例如，流程無需進行各所繪示之方塊或狀態，或以與繪示及描述確切相同之順序進行。
除非另有定義，本文中使用之技術術語及科學術語之含義應係如本發明所屬之一般技術者通常理解之含義。
雖然本發明已相對於有限數目項實施例而予以描述，但此等不應解釋為對本發明之範疇之限制，而是作為一些較佳實施例之例證。其他可能變化、修改及應用亦在本發明之範疇內。相應地，本發明之範疇不應受限於迄今所描述，但受限於隨附申請專利範圍及其等之法律等效物。

Claims (19)

  1. 一種度量衡方法，其包括下述步驟：以一疊對散射度量衡工具跨至少一量測參數之一範圍量測來自複數個目標之每一者之一信號；以一或多個處理器識別至少一製程變化源對該經量測散射信號之一不準確貢獻；及基於每像素量測疊對偏差及多個疊對目標之測量藉由以該一或多個處理器來模型化對目標不完美性之一每像素量測疊對回應，而以該一或多個處理器在指示該不準確貢獻之一範圍內提取一量測可變性。
  2. 如請求項1之方法，其中該信號包括：一疊對信號、一原始反射率信號或一差訊量測信號之至少一者。
  3. 如請求項1之方法，其中該至少一量測參數包括藉由關於像素之項而描述之波長或角度之至少一者。
  4. 如請求項1之方法，其進一步包括：識別該經提取量測可變性中之至少一製程變化訊符。
  5. 如請求項4之方法，其進一步包括：藉由使用該至少一製程變化訊符以量化製程變化及額外量測之不準確。
  6. 如請求項5之方法，其進一步包括：監測相對於該等製程變化之製程穩定性。
  7. 如請求項5之方法，其進一步包括：識別有缺陷目標或外圍量測之至少一者。
  8. 如請求項1之方法，其進一步包括：選擇於其中獲得量測之晶圓部位之一子組。
  9. 如請求項1之方法，其進一步包括：對起因於該製程變化源之一 目標不對稱應用該不準確之一相依性之一線性近似。
  10. 如請求項1之方法，其中該不準確由複數個製程變化源引起，其中該方法進一步包括：藉由應用一統計分析以估計該等不同製程變化源之相對貢獻。
  11. 如請求項1之方法，其進一步包括：基於在晶圓上方之系統行為而選擇一光譜，其中一光譜之選擇包含選擇於其中該每像素量測疊對偏差係關聯於一晶圓上方之平均量測疊對偏差之像素。
  12. 一種系統，其包括：一疊對散射度量衡工具；一記憶體元件，其經組態以儲存複數個電腦可讀指令；一處理器，其通信地耦合至該疊對散射度量衡工具且經組態以執行該複數個電腦可讀指令以：引導該疊對散射度量衡工具以跨至少一量測參數之一範圍量測來自複數個目標之一信號；識別至少一製程變化源對一經量測散射信號之一不準確貢獻；及基於每像素量測疊對偏差及多個疊對目標之測量而以對目標不完美性之一每像素量測疊對回應之一模型在指示該不準確貢獻之一範圍內提取一量測可變性。
  13. 如請求項12之系統，其中該處理器經組態以執行該複數個電腦可讀指令以識別該經提取量測可變性中之至少一製程變化訊符。
  14. 如請求項13之系統，其中該處理器經組態以執行該複數個電腦可讀指令以藉由使用該至少一製程變化訊符而量化製程變化及額外量測之不準確。
  15. 如請求項12之系統，其中該處理器經組態以執行該複數個電腦可讀指令以監測相對於該等製程變化之製程穩定性。
  16. 如請求項12之系統，其中該處理器經組態以執行該複數個電腦可讀指令以識別有缺陷目標或外圍量測之至少一者。
  17. 如請求項12之系統，其中該處理器經組態以執行該複數個電腦可讀指令以選擇晶圓部位之一子組以進行量測。
  18. 如請求項12之系統，其中該處理器經組態以執行該複數個電腦可讀指令以對起因於該製程變化源之一目標不對稱應用該不準確之一相依性之一線性近似。
  19. 如請求項12之系統，其中該處理器經組態以執行該複數個電腦可讀指令以基於在晶圓上方之系統行為而選擇一光譜，其中一光譜之選擇包含選擇於其中該每像素量測疊對偏差關聯於一晶圓上方之平均量測疊對偏差之像素。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG11201703585RA (en) * 2014-11-25 2017-06-29 Kla Tencor Corp Analyzing and utilizing landscapes
NL2017120A (en) * 2015-07-16 2017-01-17 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method
WO2017102264A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-22 Asml Netherlands B.V. Source separation from metrology data
US10691028B2 (en) 2016-02-02 2020-06-23 Kla-Tencor Corporation Overlay variance stabilization methods and systems
CN108701625B (zh) * 2016-02-24 2023-07-14 科磊股份有限公司 光学计量的准确度提升
WO2017146785A1 (en) * 2016-02-25 2017-08-31 Kla-Tencor Corporation Analyzing root causes of process variation in scatterometry metrology
US10527952B2 (en) * 2016-10-25 2020-01-07 Kla-Tencor Corporation Fault discrimination and calibration of scatterometry overlay targets
EP3318927A1 (en) * 2016-11-04 2018-05-09 ASML Netherlands B.V. Method and apparatus for measuring a parameter of a lithographic process, computer program products for implementing such methods & apparatus
TW201923332A (zh) 2017-10-10 2019-06-16 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 度量衡方法和設備、電腦程式及微影系統
EP3762776A4 (en) 2018-03-19 2021-12-22 Kla-Tencor Corporation MEASURING THE OVERLAP USING MULTIPLE WAVELENGTHS
NL2022852A (en) 2018-04-26 2019-10-31 Asml Holding Nv Alignment sensor apparatus for process sensivity compensation
WO2019236084A1 (en) 2018-06-07 2019-12-12 Kla-Tencor Corporation Overlay measurement using phase and amplitude modeling
WO2020190318A1 (en) * 2019-03-21 2020-09-24 Kla Corporation Parameter-stable misregistration measurement amelioration in semiconductor devices
CN110244527B (zh) * 2019-06-13 2020-05-19 华中科技大学 一种套刻标记形貌和测量条件优化方法
JP2023532455A (ja) * 2020-07-09 2023-07-28 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． メトロロジ方法及び装置並びにコンピュータプログラム
US11454894B2 (en) * 2020-09-14 2022-09-27 Kla Corporation Systems and methods for scatterometric single-wavelength measurement of misregistration and amelioration thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6897956B2 (en) 2002-02-25 2005-05-24 Hitachi, Ltd. Apparatus and method for measuring alignment accuracy, as well as method and system for manufacturing semiconductor device

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10115281A1 (de) * 2001-03-28 2002-10-24 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Overlayeinstellung zweier Maskenebenen bei einem photolithographischen Prozess zur Herstellung einer integrierten Schaltung
US7528941B2 (en) * 2006-06-01 2009-05-05 Kla-Tencor Technolgies Corporation Order selected overlay metrology
US7573584B2 (en) 2006-09-25 2009-08-11 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
US7656518B2 (en) * 2007-03-30 2010-02-02 Asml Netherlands B.V. Method of measuring asymmetry in a scatterometer, a method of measuring an overlay error in a substrate and a metrology apparatus
US20090073448A1 (en) * 2007-09-18 2009-03-19 Asml Netherlands B.V. Method of measuring the overlay error, an inspection apparatus and a lithographic apparatus
US20090296075A1 (en) * 2008-05-29 2009-12-03 Nanometrics Incorporated Imaging Diffraction Based Overlay
US8665417B2 (en) 2008-06-11 2014-03-04 Asml Netherlands B.V. Apparatus and method for inspecting a substrate
US9188875B2 (en) * 2008-12-16 2015-11-17 Asml Netherlands B.V. Calibration method, inspection method and apparatus, lithographic apparatus, and lithographic processing cell
JP2010190722A (ja) * 2009-02-18 2010-09-02 Hitachi High-Technologies Corp 欠陥検査方法及び欠陥検査装置
WO2010115686A1 (en) 2009-04-07 2010-10-14 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for inspection in lithography
WO2011003734A1 (en) 2009-07-06 2011-01-13 Asml Netherlands B.V. Inspection method and apparatus, lithographic apparatus and lithographic processing cell
NL2005162A (en) 2009-07-31 2011-02-02 Asml Netherlands Bv Methods and scatterometers, lithographic systems, and lithographic processing cells.
TWI401549B (zh) * 2009-12-02 2013-07-11 Ind Tech Res Inst 二維陣列疊對圖樣之設計方法、疊對誤差量測方法及其量測系統
NL2005459A (en) 2009-12-08 2011-06-09 Asml Netherlands Bv Inspection method and apparatus, and corresponding lithographic apparatus.
NL2005863A (en) 2009-12-28 2011-06-29 Asml Netherlands Bv Calibration method and apparatus.
US9279774B2 (en) * 2011-07-12 2016-03-08 Kla-Tencor Corp. Wafer inspection
NL2009294A (en) 2011-08-30 2013-03-04 Asml Netherlands Bv Method and apparatus for determining an overlay error.
WO2013079270A1 (en) 2011-11-30 2013-06-06 Asml Netherlands B.V. Inspection method and apparatus, and corresponding lithographic apparatus
US9329033B2 (en) * 2012-09-05 2016-05-03 Kla-Tencor Corporation Method for estimating and correcting misregistration target inaccuracy

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6897956B2 (en) 2002-02-25 2005-05-24 Hitachi, Ltd. Apparatus and method for measuring alignment accuracy, as well as method and system for manufacturing semiconductor device

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Publication number Publication date
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US20150316490A1 (en) 2015-11-05
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US9874527B2 (en) 2018-01-23

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