TWI667552B - 用於預測測量方法之效能的方法及裝置、測量方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

一種疊對測量(OV)係基於藉由一微影程序而形成之目標結構之一繞射光譜中之不對稱性。目標結構之間的堆疊差異可被感知為光柵不平衡性(GI)，且該疊對測量之準確度可降級。一種預測GI敏感度之方法係使用使用相對繞射階的該目標結構之第一影像及第二影像(45+、45-)來執行。使用該等相同影像之區(ROI)以測量疊對。進行該等相對繞射階之間的強度之對稱性(S)及不對稱性(A)之多個局域測量，對稱性及不對稱性之每一局域測量對應於該目標結構上之一特定部位。基於對稱性值及不對稱性值之該等局域測量之一統計分析，獲得對光柵不平衡性之敏感度之一預測。此可用以選擇較佳測量變因及/或用以校正由光柵不平衡性造成之誤差。

Description

用於預測測量方法之效能的方法及裝置、測量方法及裝置
本發明係關於可用於例如藉由微影技術進行器件製造之檢測(例如度量衡)方法及裝置，且係關於使用微影技術來製造器件之方法。
微影裝置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。微影裝置可用於例如積體電路(IC)之製造中。在彼情況下，圖案化器件(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(例如包括晶粒之部分、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)層上來進行圖案之轉印。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。此等目標部分通常被稱作「場」。 在微影程序中，需要頻繁地進行所產生結構之測量，例如以用於程序控制及驗證。用於進行此類測量之各種工具係已知的，包括常常用以測量臨界尺寸(CD)之掃描電子顯微鏡，及用以測量疊對(器件中兩個層之對準準確度)之特殊化工具。近來，已開發供微影領域中使用的各種形式之散射計。此等器件將輻射光束導向至目標上且測量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；或依據經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繞射「光譜」。 已知散射計之實例包括US2006033921A1及US2010201963A1所描述之類型之角度解析散射計。由此等散射計使用之目標為相對大(例如40微米乘40微米)光柵，且測量光束產生小於光柵之光點(亦即，光柵填充不足)。除了藉由重新建構進行特徵形狀之測量以外，亦可使用此裝置來測量以繞射為基礎之疊對，如已公佈專利申請案US2006066855A1中所描述。使用繞射階之暗場成像的以繞射為基礎之疊對度量衡實現對較小目標之疊對測量。可在國際專利申請案US2014192338及US2011069292A1中找到暗場成像度量衡之實例，該等國際專利申請案之文件的全文係特此以引用方式併入。已公佈專利公開案US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A、US20130271740A及US2016091422A1中已描述該技術之進一步開發。此等目標可小於照明光點且可由晶圓上之產品結構環繞。可使用複合光柵目標而在一個影像中測量多個光柵。所有此等申請案之內容亦以引用方式併入本文中。 通常藉由測量各自具有不同經程式化(故意)偏移或「偏置」的兩個疊對光柵之不對稱性來獲得疊對測量。儘管疊對測量快速且運算上極簡單(一旦經校準)，但其依賴於疊對(亦即，疊對誤差及故意偏置)為目標中之不對稱性之唯一原因之假定。目標中之任何其他不對稱性擾動疊對測量，從而得到不準確的疊對測量。目標之下部或底部週期性結構中之不對稱性為結構不對稱性之常見形式。該不對稱性可起源於例如在最初形成底部週期性結構之後執行的基板處理步驟，諸如化學-機械拋光(CMP)。 當使用兩個或多於兩個經偏置光柵結構以獲得疊對測量時，已知方法進一步假定該兩個光柵除偏置之外係相同的。已發現，除了目標中之結構不對稱性以外或替代目標中之結構不對稱性，目標之鄰近週期性結構之間的差異或鄰近目標之間的差異亦可為不利地影響測量(諸如疊對測量)之準確度的因素。此差異可被稱作「堆疊差異」，且涵蓋週期性結構或目標之間的實體組態中之任何非故意之差異。堆疊差異不平衡性包括但不限於：鄰近週期性結構或目標之間的堆疊之一或多個層之厚度差、鄰近週期性結構或目標之間的折射率差、鄰近週期性結構或目標之間的材料差、鄰近週期性結構或目標之結構之光柵CD或高度之差，等。類似於結構不對稱性，可藉由諸如圖案化程序中之CMP、層沈積等之處理步驟引入堆疊差異。 當出於疊對測量之目的而測量此類結構時，堆疊差異可影響測量信號。在經由相對繞射階之繞射信號之間的差來測量不對稱性的情況下，堆疊差異亦可造成例如繞射信號之平均值之差。測量信號中所表示之堆疊差異之影響可被稱作「光柵不平衡性」。
本發明人已認識到，若測量對光柵不平衡性之敏感度係已知的，則有可能識別一或多個所要度量衡目標測量變因(例如一特定所要目標設計及/或一或多個特定測量參數(諸如測量光束波長及/或偏振))。另外或替代地，若在計算諸如疊對之測量時光柵不平衡性及測量對光柵不平衡性之敏感度可為已知的，則可將不確定度量度(測量品質量度)與該測量一起遞送。另外有可能使用經判定之光柵不平衡性及光柵不平衡性敏感度來判定疊對之改良之測量。 因此，本發明設法提供一種預測一測量方法之效能之方法，該測量方法係基於藉由一微影程序而形成之一或多個目標結構內之週期性特徵的一繞射光譜中之不對稱性。特定言之，本發明之目的係允許預測測量方法對光柵不平衡性之敏感度，及/或允許預測可歸因於個別測量中之光柵不平衡性之誤差。為了可用於大容量製造中，方法應為本身並不極大地添加至測量方法中所涉及之額外負擔的方法。 在一第一態樣中，本發明提供一種預測一測量方法之效能之方法，該測量方法係基於藉由一微影程序而形成之一或多個目標結構內之週期性特徵的一繞射光譜中之不對稱性，該預測效能之方法包括以下步驟： (a)使用由該目標結構繞射之輻射之該繞射光譜之對稱相對部分來形成該目標結構之第一影像及第二影像； (b)自該第一影像及該第二影像，導出該繞射光譜之相對部分之間的強度之對稱性及不對稱性之多個局域測量，對稱性及不對稱性之每一局域測量對應於該目標結構上之一特定部位；及 (c)基於對稱性值及不對稱性值之該等局域測量之一統計分析，判定該測量方法之效能之一預測。 以此方式獲得之效能之該預測可為(例如)對光柵不平衡性之敏感度之一量度。 該方法之實施例可進一步包括執行該測量方法以獲得該相同或一相似目標結構之一屬性之一測量的一步驟(d)。 在一些實施例中，可報告該目標結構之該屬性之該測量連同該測量方法之效能之一預測。 在一些實施例中，該步驟(d)進一步包含使用在步驟(c)中獲得之效能之該預測將一校正應用至該屬性之該測量。 本發明進一步提供一種用於測量一微影程序之一參數之度量衡裝置，該度量衡裝置可操作以執行根據如上文所闡述的本發明之該第一態樣之該方法。 本發明進一步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致使一處理器執行根據如上文所闡述的本發明之該第一態樣之該方法。 本發明進一步提供一種系統，其包含一檢測裝置，該檢測裝置經組態以將一輻射光束提供於一目標結構上且偵測由目標繞射之輻射以與根據如上文所闡述的本發明之該非暫時性電腦程式組合而判定一圖案化程序之一參數。該系統可進一步包含一微影裝置，其包含：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器件；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。 下文中參考隨附圖式來詳細地描述另外特徵及優點以及各種實施例之結構及操作。應注意，本發明不限於本文中所描述之特定實施例。本文中僅出於說明性目的而呈現此類實施例。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。
在詳細地描述本發明之實施例之前，有指導性的是呈現可供實施本發明之實施例之實例環境。 圖1示意性地描繪微影裝置LA。該裝置包括：照明系統(照明器) IL，其經組態以調節輻射光束B (例如UV輻射或DUV輻射)；圖案化器件支撐件或支撐結構(例如光罩台) MT，其經建構以支撐圖案化器件(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器件之第一定位器PM；兩個基板台(例如晶圓台) WTa及WTb，其各自經建構以固持基板(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器件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。參考框架RF連接各種組件，且充當用於設定及測量圖案化器件及基板之位置以及圖案化器件及基板上之特徵之位置的參考。 照明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。 圖案化器件支撐件以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如圖案化器件是否被固持於真空環境中)之方式來固持圖案化器件。圖案化器件支撐件可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化器件。圖案化器件支撐件MT可為例如框架或台，其可根據需要而固定或可移動。圖案化器件支撐件可確保圖案化器件例如相對於投影系統處於所要位置。 本文中所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解譯為係指可用以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器件。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器件(諸如積體電路)中的特定功能層。 如此處所描繪，裝置屬於透射類型(例如使用透射圖案化器件)。替代地，該裝置可屬於反射類型(例如使用如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。可認為本文中對術語「倍縮光罩」或「光罩」之任何使用皆與更一般之術語「圖案化器件」同義。術語「圖案化器件」亦可被解譯為係指以數位形式儲存用於控制此可程式化圖案化器件之圖案資訊的器件。 本文中所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統，或其任何組合。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用皆與更一般之術語「投影系統」同義。 微影裝置亦可屬於如下類型：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裝置中之其他空間，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大投影系統之數值孔徑。 在操作中，照明器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，源及微影裝置可為單獨的實體。在此類狀況下，不認為源形成微影裝置之部分，且輻射光束係憑藉包括例如合適導向鏡及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，舉例而言，當源為水銀燈時，源可為微影裝置之整體部分。源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD在需要時可被稱作輻射系統。 照明器IL可例如包括用於調整輻射光束之角強度分佈之調整器AD、積光器IN及聚光器CO。照明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器件支撐件MT上之圖案化器件MA上，且係由該圖案化器件而圖案化。在已橫穿圖案化器件(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 (例如干涉器件、線性編碼器、2-D編碼器或電容性感測器)，可準確地移動基板台WTa或WTb，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器件(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來對準圖案化器件(例如光罩) MA及基板W。儘管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器件(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器件特徵當中之晶粒內，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。 可在多種模式中使用所描繪裝置。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，同步地掃描圖案化器件支撐件(例如光罩台) MT及基板台WT (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WT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)。如在此項技術中為吾人所熟知，其他類型之微影裝置及操作模式係可能的。舉例而言，步進模式係已知的。在所謂的「無光罩」微影中，使可程式化圖案化器件保持靜止，但具有改變之圖案，且移動或掃描基板台WT。 亦可使用對上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。 微影裝置LA屬於所謂的雙載物台類型，其具有兩個基板台WTa、WTb以及兩個站-曝光站EXP及測量站MEA-在該兩個站之間可交換該等基板台。在曝光站處曝光一個台上之一基板的同時，可在測量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。此情形實現裝置之產出率之相當大增加。該等預備步驟可包括使用位階感測器LS來映射基板之表面高度輪廓，及使用對準感測器AS來測量基板上之對準標記之位置。若位置感測器IF在基板台處於測量站以及處於曝光站時不能夠測量該基板台之位置，則可提供第二位置感測器以使能夠在兩個站處追蹤基板台相對於參考框架RF之位置。代替所展示之雙載物台配置，其他配置係已知且可用的。舉例而言，提供有基板台及測量台之其他微影裝置係已知的。此等基板台及測量台在執行預備測量時銜接在一起，且接著在基板台經歷曝光時不銜接。 該裝置進一步包括微影裝置控制單元LACU，該微影裝置控制單元LACU控制所描述之各種致動器及感測器之所有移動及測量。LACU亦包括用以實施與裝置之操作相關之所要計算的信號處理及資料處理能力。實務上，控制單元LACU將被實現為許多子單元之系統，每一子單元處置裝置內之一子系統或組件之即時資料獲取、處理及控制。舉例而言，一個處理子系統可專用於基板定位器PW之伺服控制。單獨的單元可甚至處置粗略致動器及精細致動器，或不同軸線。另一單元可能專用於位置感測器IF之讀出。裝置之總體控制可由與此等子系統通信之中央處理單元控制。 如圖2中所展示，微影裝置LA形成微影製造單元LC (有時亦被稱作微影製造單元(lithocell)或叢集)之部分，微影製造單元LC亦包括用以對基板執行曝光前程序及曝光後程序之裝置。習知地，此等裝置包括用以沈積抗蝕劑層之旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之顯影器DE、冷卻板CH及烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取基板、在不同程序裝置之間移動基板，且將基板遞送至微影裝置之裝載匣LB。常常被集體地稱作塗佈顯影系統(track)之此等器件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來控制微影裝置。因此，不同裝置可經操作以最大化產出率及處理效率。 為了正確地且一致地曝光由微影裝置曝光之基板，需要檢測經曝光基板以測量屬性，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等。因此，經定位有微影製造單元LC之製造設施亦包括度量衡系統MET，度量衡系統MET收納已在微影製造單元中處理之基板W中之一些或全部。將度量衡結果直接地或間接地提供至監督控制系統SCS。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光進行調整，尤其是在可足夠迅速地且快速地完成檢測使得同一批量之其他基板仍待曝光的情況下。又，已經曝光之基板可被剝離及重工以改良產率，或被捨棄，藉此避免對已知有缺陷之基板執行進一步處理。在基板之僅一些目標部分有缺陷的狀況下，可僅對良好的彼等目標部分執行進一步曝光。 在度量衡系統MET內，使用檢測裝置以判定基板之屬性，且尤其是判定不同基板或同一基板之不同層之屬性如何在不同層間變化。檢測裝置可整合至微影裝置LA或微影製造單元LC中，或可為單機器件。為了實現最快速測量，需要使檢測裝置緊接在曝光之後測量經曝光抗蝕劑層中之屬性。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-且並非所有檢測裝置皆具有足夠敏感度來進行潛影之有用測量。因此，可在曝光後烘烤步驟(PEB)之後進行測量，曝光後烘烤步驟(PEB)通常為對經曝光基板執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像(semi-latent)。亦有可能進行經顯影之抗蝕劑影像之測量-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測量。後者可能性限制重工有缺陷基板之可能性，但仍可提供有用資訊。 圖3之(a)示意性地展示實施所謂的暗場成像度量衡之檢測裝置的關鍵元件。裝置可為單機器件，或併入於例如測量站處之微影裝置LA中抑或微影製造單元LC中。貫穿裝置具有若干分支之光軸係由點線O表示。圖3之(b)中更詳細地說明目標光柵結構T及繞射射線。 如引言中所引用之先前申請案中所描述，圖3之(a)之暗場成像裝置可為可替代光譜散射計或除了光譜散射計以外使用之多用途角度解析散射計之部分。在此類型之檢測裝置中，由輻射源11發射之輻射係由照明系統12調節。舉例而言，照明系統12可包括準直透鏡系統12a、彩色濾光片12b、偏振器12c及孔徑器件13。經調節輻射遵循照明路徑IP，在照明路徑IP中，經調節輻射係由部分反射表面15反射且經由物鏡16聚焦至基板W上之光點S中。度量衡目標T可形成於基板W上。物鏡16可在形式上與顯微鏡物鏡相似，但具有高數值孔徑(NA)，較佳地至少0.9且更佳地至少0.95。可視需要使用浸潤流體以獲得超過1之數值孔徑。 在此實例中，物鏡16亦用以收集已由目標散射之輻射。示意性地，展示用於此返回輻射之收集路徑CP。多用途散射計可在收集路徑中具有兩個或多於兩個測量分支。所說明實例具有包含光瞳成像光學系統18及光瞳影像感測器19之光瞳成像分支。亦展示成像分支，下文將更詳細地描述該成像分支。另外，其他光學系統及分支將包括於實務裝置中，例如以收集參考輻射以用於強度正規化、用於捕捉目標之粗略成像、用於聚焦等等。可在上文所提及之先前公開案中發現此等操作之細節。 在度量衡目標T提供於基板W上的情況下，此可為1-D光柵，其經印刷使得在顯影之後，長條係由固體抗蝕劑線形成。目標可為2-D光柵，其經印刷使得在顯影之後，光柵係由抗蝕劑中之固體抗蝕劑導柱或通孔形成。長條、導柱或通孔可替代地經蝕刻在基板中。此等光柵中之每一者為屬性可使用檢測裝置來研究之目標結構之一實例。在光柵之狀況下，結構為週期性的。在疊對度量衡目標之狀況下，光柵經印刷於已藉由先前圖案化步驟而形成之另一光柵之頂部上或與該光柵交錯。 可調整照明系統12之各種組件以在同一裝置內實施不同度量衡「變因」。除了選擇波長(顏色)及偏振作為照明輻射之特性以外，照明系統12亦可經調整以實施不同照明剖面。孔徑器件13之平面與物鏡16之光瞳平面及光瞳影像偵測器19之平面共軛。因此，由孔徑器件13界定之照明剖面界定以光點S入射於基板W上之光的角度分佈。為了實施不同照明剖面，孔徑器件13可提供於照明路徑中。孔徑器件可包含安裝於可移動滑桿或輪上之不同孔徑13a、13b、13c等。孔徑器件可替代地包含固定或可程式化空間光調變器(SLM)。作為另一替代方案，光纖可安置於照明光瞳平面中之不同部位處，且可選擇性地用以在其各別部位處遞送光或不遞送光。此等變體皆在上文所引用之文件中加以論述及例示。孔徑器件可屬於反射形式，而非透射的。舉例而言，可使用反射SLM。實際上，在UV或EUV波帶中工作之檢測裝置中，大多數或全部光學元件可為反射的。 取決於照明模式，實例射線30a可經提供使得入射角如在圖3之(b)中之「I」處所展示。由目標T反射之零階射線之路徑經標註為「0」(不應與光軸「O」混淆)。相似地，在同一照明模式中或在第二照明模式中，可提供射線30b，在此狀況下，與第一模式相比，入射角與反射角將調換。在圖3之(a)中，第一及第二實例照明模式之零階射線分別被標註為0a及0b。 如圖3之(b)中更詳細地展示，作為目標結構之一實例的目標光柵T經置放成使得基板W垂直於物鏡16之光軸O。在離軸照明剖面之狀況下，與軸線O成一角度而照射於光柵T上的照明I之射線30a引起一個零階射線(實線0)及兩個一階射線(點鏈線+1及雙點鏈線-1)。應記住，在運用填充過度的小目標光柵之情況下，此等射線僅為覆蓋包括度量衡目標光柵T及其他特徵之基板之區域的許多平行射線中之一者。由於照明射線30a之光束具有有限寬度(為接納有用量之光所必要)，故入射射線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之繞射輻射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。 在用於暗場成像之收集路徑之分支中，成像光學系統20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T'。孔徑光闌21提供於收集路徑CP之成像分支中之平面中，該平面與物鏡16之光瞳平面共軛。孔徑光闌21亦可被稱為光瞳光闌。孔徑光闌21可採取不同形式，正如照明孔徑可採取不同形式一樣。與透鏡16之有效孔徑組合的孔徑光闌21判定使用散射輻射之何部分會於感測器23上產生影像。通常，孔徑光闌21用以阻擋零階繞射光束，使得形成於感測器23上之目標之影像僅自一階光束而形成。在一階光束兩者經組合以形成影像之實例中，此影像將為所謂的暗場影像，其等效於暗場顯微法。 將由感測器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測量之特定類型。出於本發明之目的，執行對目標結構之不對稱性的測量。可將不對稱性測量與目標結構之知識組合以獲得用以形成測量之微影程序之效能參數的測量。可以此方式測量之效能參數包括例如疊對、焦點及劑量。提供目標之專門設計以允許經由同一基本不對稱性測量方法進行不同效能參數之此等測量。 處理器及控制器PU亦產生諸如λ、p及AP之控制信號，其用於控制照明特性(偏振、波長)且用於使用孔徑器件13或可程式化空間光調變器來選擇孔徑。亦可以相同方式控制孔徑光闌21。照明及偵測之此等參數的每一組合被認為係用於待進行之測量之「變因」。 再次參看圖3之(b)及照明射線30a，來自目標光柵之+1階繞射射線將進入物鏡16且貢獻於在感測器23處記錄之影像。射線30b以與射線30a相對之角度入射，且因此，-1階繞射射線進入該物鏡且貢獻於該影像。當使用離軸照明時，孔徑光闌21阻擋零階輻射。如先前公開案中所描述，可在X方向及Y方向上用離軸照明界定照明模式。圖3之(a)之孔徑器件13中的孔徑13c、13e及13f包括在X方向及Y方向兩者上之離軸照明。藉由在收集路徑中之輻射之適當處理，可在兩個方向上同時地進行目標屬性之測量。孔徑13c為分段孔徑之特定形式，上文所提及之US2010201963A1及US2016091422A1中對其加以更詳細描述。 藉由比較在此等不同照明模式下之目標光柵之影像，可獲得不對稱性測量。替代地，可藉由保持同一照明模式但旋轉目標來獲得不對稱性測量。雖然展示離軸照明，但可替代地使用目標之同軸照明，且可使用經修改之離軸孔徑光闌21以將實質上僅一個一階繞射光傳遞至感測器。在另一實例中，結合同軸照明模式來使用一組離軸稜鏡22。此等稜鏡界定經分段孔徑，其中每一象限中之射線稍微偏轉一角度。光瞳平面中之此偏轉具有在影像平面中之每一方向上使+1階與-1階在空間上分離之效應。換言之，每一繞射階及方向之輻射在感測器23上之不同部位形成影像，使得該等輻射可被偵測到及進行比較且無需兩個依序影像捕捉步驟。實際上，在影像感測器23上之經分離部位處形成單獨影像。在圖3之(a)中，舉例而言，使用來自照明射線30a之+1階繞射得到之影像T'(+1a)係與使用來自照明射線30b之-1階繞射得到之影像T'(-1b)空間上分離。上文所提及之已公佈專利申請案US2011102753A1中揭示此技術，該專利申請案之內容特此係以引用方式併入。替代一階光束或除了一階光束以外，二階、三階及高階光束(圖3中未展示)亦可用於測量中。作為另一變化，可使離軸照明模式保持恆定，而使目標自身在物鏡16下方旋轉180度以使用相對繞射階來捕捉影像。 雖然說明習知的以透鏡為基礎之成像系統，但本文中所揭示之技術可同樣應用於全光攝影機，且亦應用於所謂的「無透鏡」或「數位」成像系統。因此，存在關於用於繞射輻射之處理系統之哪些部分經實施於光學域中且哪些部分經實施於電子域及軟體域中之大的設計選擇度。 圖4描繪根據已知實務形成於基板W上之複合目標。該複合目標包含緊密定位在一起之四個光柵32至35，使得其將皆在由度量衡裝置之照明光束形成之測量光點S內。圓圈31指示基板W上之光點S之範圍。四個目標因此均被同時地照明且同時地成像於感測器23上。在專用於疊對測量之實例中，光柵32至35自身為由在形成於基板W上之半導體器件之不同層中圖案化之上覆光柵形成的複合光柵。就此而言，術語「光柵」應被理解為意謂在一或多個方向上係週期性的任何結構。光柵32至35可具有經不同偏置之疊對偏移，以便促進測量經形成有複合光柵之不同部分的層之間的疊對。光柵32至35亦可在其定向方面不同(如所展示)，以便使入射輻射在X方向及Y方向上繞射。在一項實例中，光柵32及34為分別具有為+d、-d之偏置的X方向光柵。此意謂光柵32使其上覆組件經配置成使得若其兩者確切地印刷於其標稱部位處，則該等組件中之一者將相對於另一者偏移距離d。光柵34使其組件經配置成使得若被完美地印刷於其標稱部位處，則將存在為d但在與第一光柵等相對之方向上的偏移。光柵33及35為分別具有偏移+d及-d之Y方向光柵。可在由感測器23捕捉之影像中識別此等光柵之單獨影像。雖然說明四個光柵，但另一實施例可能需要更大矩陣以獲得所要準確度。 圖5展示在圖3之裝置中使用圖4之目標且使用同時在X及Y兩個定向上提供離軸照明之照明剖面的情況下可形成在感測器23上且由感測器23偵測到之影像實例。暗矩形40表示感測器上之影像之場，在該場內，基板上之經照明光點31經成像至對應圓形區域41中。在此場內，矩形區域42至45表示小目標光柵32至35之影像。若該等光柵位於產品區域中，則在此影像場之周邊中亦可看見產品特徵。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光柵32至35之單獨影像42至45。以此方式，該等影像不必在感測器框架內之特定部位處極精確地對準，此極大地改良測量裝置整體上之產出率。然而，若成像程序橫越影像場經受非均一性，則繼續存在針對準確對準之需要。在本發明之一項實施例中，識別四個位置P1至P4，且使光柵與此等已知位置儘可能地對準。 在使用稜鏡器件22之實施例中，可在感測器23之場40內同時捕捉相似於圖5中所展示之光柵影像的多個光柵影像。如以上關於圖3之(a)所描述，可在同一所捕捉影像內之空間分離之不同部位處發現藉由相對繞射階(例如+1及-1階)而形成之影像。 一旦已識別光柵之單獨影像，就可例如藉由平均化或求和經識別區域內之經選擇像素強度值來測量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以針對四個或多於四個光柵同時獲得不對稱性之測量。可將此等結果與目標結構及偏置方案之知識組合，以測量微影程序之不同參數。疊對效能為此參數之重要實例，且為兩個微影層之側向對準之量度。更具體言之，可將疊對界定為例如底部光柵之頂部的中心與對應頂部光柵之底部的中心之間的側向位差。為了獲得微影程序之其他參數之測量，可使用不同目標設計。再次，可將目標設計及偏置方案之知識與不對稱性測量組合以獲得所要效能參數之測量。舉例而言，目標設計已知用於自以此方式獲得之不對稱性測量獲得劑量或焦點之測量。 除了藉由上文所描述的類型之暗場成像進行之不對稱性測量以外，亦可藉由目標之直接成像來進行疊對及其他參數之測量。 諸如半導體製造之行業中所需的度量衡之量及準確度不斷地增加。 圖6說明如何使用(例如)專利申請公開案US 2011027704 A1中所描述之方法來測量含有組件週期性結構(亦即光柵32至35)之兩個層之間的疊對誤差(亦即，不當且非故意之疊對未對準)。此測量係經由識別如藉由比較目標光柵之+1階及-1階暗場影像中的強度(可比較其他對應高階(例如+2階及-2階)之強度)以獲得強度不對稱性之量度所揭露的目標不對稱性而進行。在步驟S1處，經由微影裝置(諸如圖2之微影製造單元)來處理基板(例如半導體晶圓)一或多次，以產生包括光柵32至35之目標。在S2處，在使用圖3之檢測裝置的情況下，使用一階繞射光束中之僅一者(比如，-1)來獲得光柵32至35之影像。在步驟S3處，無論是藉由改變照明模式或改變成像模式，抑或藉由使基板W在檢測裝置之視場中旋轉180°，可使用另一一階繞射光束(+1)來獲得光柵之第二影像。因此，在第二影像中捕捉+1繞射輻射。在一實施例中，可使用運用稜鏡21b之合適照明來同時執行步驟S2及S3。在彼狀況下，在影像感測器23之場中空間上分離地獲得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。目標光柵之個別目標特徵將不被解析。每一目標光柵將簡單地由某一強度位準之區域表示。在步驟S4中，在每一組件目標光柵之影像內識別所關注區(ROI)，將自該ROI測量強度位準。 在已識別用於每一個別目標光柵之ROI且已測量其強度的情況下，可接著判定目標之不對稱性且因此判定疊對誤差。此判定在步驟S5中(例如由處理器PU)比較針對每一目標光柵32至35之+1及-1階所獲得的強度值以識別其強度不對稱性(例如其強度之任何差)來進行。術語「差」不意欲係僅指減法。可以比率形式計算差。在步驟S6中，使用用於數個目標光柵之經測量強度不對稱性，連同彼等目標光柵之任何已知經強加疊對偏置之知識，以計算目標T附近之圖案化程序之一或多個效能參數。 極大關注之效能參數為疊對。如稍後將描述，可計算圖案化程序之其他效能參數。效能參數(例如疊對、CD、焦點、劑量等)可經回饋(或前饋)以用於改良圖案化程序、改良目標，及/或用以改良圖6自身之測量及計算程序。 在上文所提及之專利申請公開案中，揭示用於使用上文所提及之基本方法來改良疊對測量之品質的各種技術。此處將不進一步詳細地解釋此等技術。該等技術可結合本申請案新近所揭示之技術而使用。 另外，可使用指定使用測量系統進行之測量之一或多個參數的度量衡目標測量變因。在一實施例中，術語「度量衡目標測量變因」包括測量自身之一或多個參數、經測量圖案之一或多個參數，或此兩者。 在此內容背景中，經測量圖案(亦被稱作「目標」或「目標結構」)可為光學上經測量(例如繞射被測量)的圖案。經測量圖案可為出於測量目的而經特殊設計或選擇的圖案。可將一目標之多個複本置放於基板上之許多地點上。舉例而言，可使用度量衡目標測量變因來測量疊對。在一實施例中，度量衡目標測量變因可用以測量另一程序參數(例如劑量、焦點、CD等)。在一實施例中，度量衡目標測量變因可用於測量經成像之圖案之層相對於基板上之現有圖案之對準；舉例而言，度量衡目標測量變因可用以藉由測量基板之相對位置而將圖案化器件對準至基板。 在一實施例中，若度量衡目標測量變因包含測量自身之一或多個參數，則測量自身之該一或多個參數可包括與測量光束及/或用以進行測量之測量裝置相關的一或多個參數。舉例而言，若在基板測量變因中使用的測量係以繞射為基礎之光學測量，則該測量自身之一或多個參數可包括：測量輻射之波長；及/或測量輻射之偏振；及/或測量輻射強度分佈；及/或測量輻射相對於基板之照明角度(例如入射角、方位角等)；及/或繞射測量輻射相對於基板上之圖案的相對定向；及/或目標之經測量點或例項之數目；及/或經測量目標之例項在基板上之部位。測量自身之一或多個參數可包括在測量中所使用的度量衡裝置之一或多個參數，其可包括偵測器敏感度、數值孔徑等。 在一實施例中，若度量衡目標測量變因包含經測量圖案之一或多個參數，則經測量圖案之該一或多個參數可包括：一或多個幾何特性(諸如，圖案之至少部分之形狀、及/或圖案之至少部分之定向、及/或圖案之至少部分之間距(例如光柵之間距，其包括上方具有下部光柵的一層中之上部光柵之間距及/或該下部光柵之間距)、及/或圖案之至少部分之大小(例如CD) (例如光柵之特徵之CD，包括上部光柵及/或下部光柵之特徵之CD)、及/或圖案之特徵之分段(例如光柵之特徵之劃分成子結構)、及/或光柵之長度或光柵之特徵之長度)；及/或圖案之至少部分之材料屬性(例如折射率、消光係數、材料類型等)；及/或圖案之識別(例如區分一圖案與另一圖案)，等。 可以比如之形式來表達度量衡目標測量變因，其中為測量之一或多個參數，且為一或多個經測量圖案之一或多個參數。如應瞭解，n 及m 可為1。另外，度量衡目標測量變因無需具有測量之一或多個參數及一或多個經測量圖案之一或多個參數兩者；其可僅具有測量之一或多個參數或僅具有一或多個經測量圖案之一或多個參數。 可使目標經受使用兩個度量衡目標測量變因A及B之測量。該等變因可例如在測量目標所處之處理階段方面不同(例如，變因A在目標包含潛影結構時測量目標，且變因B在目標不包含潛影結構時測量目標)，及/或在其測量之參數方面不同。度量衡目標測量變因A及B可至少在經測量目標方面不同(例如，變因A測量第一目標且變因B測量第二不同目標)。度量衡目標測量變因A及B可在其對目標之測量之參數方面不同。度量衡目標測量變因A及B可甚至並不基於相同測量技術。舉例而言，變因A可基於以繞射為基礎之測量，且變因B可基於掃描電子顯微鏡(SEM)或原子力顯微法(AFM)測量。 因此，在一實施例中，為了判定將得到所要程序參數(例如疊對)之準確測量及/或得到對程序可變性穩固的所要程序參數之測量值之一或多個度量衡目標測量變因，可對照一或多個效能指示符評估複數個度量衡目標測量變因以識別此一或多個準確及/或穩固度量衡目標測量變因。此效能指示符實際上為測量方法之效能之預測。測量方法又可用於測量諸如微影程序之程序之效能。 現在，圖7展示具有不同偏置偏移之目標光柵(疊對光柵)的示意性橫截面。此等目標光柵可用作基板W上之複合目標T中之組件光柵32、33等，如在圖3及圖4中所見。僅出於實例起見而展示在X方向上具有週期性之光柵。可分離地提供或作為複合目標或一組個別目標之部分來提供具有不同偏置且具有不同定向的此等光柵之不同組合。 以圖7之(a)開始，目標600形成於被標註為L1及L2之至少兩個層中。在下部或底部層L1中，例如光柵之第一週期性結構(下部或底部光柵)係由基板606上之特徵602及空間604形成。在層L2中，例如光柵之第二週期性結構係由特徵608及空間610形成。(橫截面經繪製使得特徵602、608 (例如線)延伸至頁面中)。光柵圖案在兩個層中皆以間距P重複。特徵602及608可採取線、圓點、區塊及通孔之形式。特徵602及608一起可被稱作疊對光柵。在圖7之(a)處所展示之情形中，不存在歸因於未對準之疊對貢獻，例如不存在疊對誤差且不存在強加偏置，使得第二結構之每一特徵608確切地處於第一結構中之特徵602上方。 在圖7之(b)處，展示相同類型之目標，但其具有第一已知偏置+d使得第一結構之特徵608相對於第二結構之特徵向右移位距離d。偏置距離d實務上可能為幾奈米，例如10奈米至20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，描繪另一目標，其具有第二已知強加偏置-d，使得特徵608向左移位。針對每一結構之d之值無需相同。上文所提及之先前專利申請公開案中描述了圖7之(a)至圖7之(c)處所展示的此類型之經偏置疊對光柵。 圖7之(d)示意性地展示結構不對稱性(在此狀況下為第一週期性結構中之結構不對稱性(底部光柵不對稱性))之現象。圖7之(a)至圖7之(c)處之光柵中之特徵在實際特徵將在側上具有某一斜率且具有某一粗糙度時被展示為具有完美的正方形側。然而，該等特徵的剖面意欲至少為對稱的。第一週期性結構中的圖7之(d)處之特徵602及/或空間604不再具有對稱形式，而是已藉由一或多個處理步驟變得失真。因此，舉例而言，每一空間之底部表面已變得傾斜(底部壁傾斜)。又舉例而言，特徵及空間之側壁角已變得不對稱。由於此不對稱性，一目標之總體目標不對稱性將包含：獨立於結構不對稱性之疊對貢獻(亦即，歸因於第一結構與第二結構之未對準之疊對貢獻；疊對貢獻自身由疊對誤差及任何已知偏置組成)；及歸因於目標中之此結構不對稱性之結構貢獻。 當藉由圖6之方法僅使用兩個經偏置光柵來測量疊對時，不能區別程序誘發之結構不對稱性與歸因於未對準之疊對貢獻，且結果是疊對測量(尤其用以測量不當的疊對誤差)變得較不可靠。目標之第一週期性結構(底部光柵)中之結構不對稱性為結構不對稱性之常見形式。其可起源於(例如)在最初形成第一結構之後執行的基板處理步驟，諸如化學機械拋光(CMP)。 在全文以引用方式併入本文中之專利申請公開案US 2013258310 A1中，使用三個或多於三個組件光柵以藉由圖6之方法之經修改版本來測量疊對。使用圖7之(a)至圖7之(c)中所展示的類型之三個或多於三個光柵以獲得疊對測量，該等疊對測量在一定程度上針對諸如在實務圖案化程序中由底部結構不對稱性造成的該等目標光柵中之結構不對稱性予以校正。在本描述中為了簡單起見，僅將使用具有兩個經偏置光柵之習知結構以說明本發明之原理。 在圖8中，曲線702說明針對在形成目標之個別光柵內(且尤其底部光柵內)具有零偏移且不具有結構不對稱性的「理想」目標之疊對OV與強度不對稱性A之間的關係。因此，此理想目標之目標不對稱性僅包含歸因於由已知經強加偏置及未知疊對誤差OVE 引起的第一結構與第二結構之未對準之疊對貢獻，該未知疊對誤差OVE 在此實例中為待測量之效能參數。此曲線圖及圖9之曲線圖僅說明測量方法所隱含之原理。在每一曲線圖中，強度不對稱性A及疊對OV之單位係任意的。 在圖8之「理想」情形中，曲線702指示強度不對稱性A具有與疊對之非線性週期性關係(例如正弦關係)。正弦變化之週期P對應於光柵之週期或間距P，其當然經轉換成適當尺度。在此實例中，正弦形式係純粹的，但在真實情形下可包括諧波。 如上文所提及，經偏置光柵(其具有已知經強加疊對偏置)可用以測量疊對，而非依賴於單一測量。此偏置具有定義於圖案化器件(例如倍縮光罩) (自該圖案化器件獲得該偏置)中之已知值，其充當對應於經測量強度不對稱性之疊對之基板上校準。在圖式中，以圖形方式說明計算。在步驟S1至S5中，針對分別具有經強加偏置+d及-d之光柵(例如，如圖7之(b)及圖7之(c)中所展示)獲得強度不對稱性測量值A+ d 及A- d 。將此等測量值擬合至正弦曲線得到如所展示之點704及706。在已知偏置的情況下，可計算真實疊對誤差OVE 。根據目標之設計，正弦曲線之間距P係已知的。曲線702之垂直尺度一開始係未知的，而且是為可被稱作一階諧波比例常數K1 之未知因數。此常數K1 為強度不對稱性測量值對目標之敏感度的量度。 就方程式而言，假定疊對誤差OVE 與強度不對稱性A之間的關係為：(1) 其中在使得目標間距P對應於角度2π弧度之尺度上表達疊對誤差OVE 。使用具有不同已知偏置(例如+d及-d)之光柵之兩個測量值，可使用以下方程式來計算疊對誤差OVE ：(2) 圖9展示引入結構不對稱性(例如，圖7之(d)中所說明之底部光柵不對稱性)之第一效應。「理想」正弦曲線702不再適用。然而，至少大致地，底部光柵不對稱性或其他結構不對稱性具有將強度移位項K0 及相移項ϕ添加至強度不對稱性之效應。所得曲線在圖解中被展示為712，其中標籤K0 指示強度移位項，且標籤ϕ指示相位偏移項。強度移位項K0 及相移項ϕ係取決於目標及測量輻射之經選擇特性(諸如測量輻射之波長及/或偏振)之組合，且對程序變化敏感。就方程式而言，用於步驟S6中之計算之關係變為：(3) 在存在結構不對稱性的情況下，由方程式(2)描述之疊對模型將提供受到強度移位項K0 及相移項ϕ影響且因此將不準確的疊對誤差值。結構不對稱性亦將引起當映射疊對誤差時使用一或多個不同測量參數(例如測量光束波長及/或偏振)進行同一目標之測量之差，此係因為強度及相移係波長及/或偏振相依的。 經修改步驟S6之疊對計算依賴於某些假定。首先，假定強度不對稱性表現為疊對之正弦函數，其中週期P對應於光柵間距。此等假定對目前疊對範圍有效。諧波之數目可經設計為小，此係因為小間距-波長比率僅允許來自光柵之小數目個傳播繞射階。然而，實務上對歸因於未對準之強度不對稱性之疊對貢獻可未必真正地正弦，且可未必圍繞OV = 0完全對稱。 在一實施例中，判定目標之目標不對稱性，且因此可判定未忽略結構不對稱性之效應，同時允許使用當前目標設計(諸如圖4中所說明之目標設計)之疊對。可執行此判定作為對圖6中所說明之方法中之步驟S6的修改。在一實施例中，方法可使用真實基板測量資料來準確地計算疊對誤差，且該等疊對誤差可判定用於測量目標之最佳或所要度量衡目標測量變因。可無需模擬或重新建構。 詳言之，已觀測到，針對所關注疊對範圍，歸因於結構不對稱性的疊對貢獻之強度項及相位項兩者係獨立於歸因於未對準之疊對貢獻。 因此，可依據歸因於結構不對稱性之疊對貢獻OVSA 及獨立於結構不對稱性之疊對貢獻OVNSA 來表示總疊對OV (亦即經測量疊對)：(4) 獨立於結構不對稱性之疊對貢獻OVNSA 可包含疊對誤差OVE (層之任何非故意之未對準)及/或任何已知經強加偏置d。將歸因於結構不對稱性之疊對貢獻OVSA 分成構成強度項及相位項會得到：(5) 另外，已判定出，歸因於結構不對稱性之疊對貢獻之構成強度項係與下部光柵中之結構不對稱性BGA成比例(其中γ為比例常數)：(6) 假定在強度項與相位項之間存在關係G (其可被稱作程序穩固性指數)：(7) 則可將方程式(5)重寫為：(8) 其中。倘若關係函數橫越基板恆定，則藉由判定關係函數，有可能判定獨立於結構不對稱性之疊對。因此，此疊對測量不包括組合強度項及相位項的歸因於結構不對稱性之疊對貢獻OVSA 。恆定關係函數ξ亦指示程序穩固性指數G橫越基板亦恆定，即使在具有堆疊變化的情況下亦如此。因此，恆定關係函數ξ指示度量衡目標測量變因對程序變化穩固。 可藉由使用測量參數之兩個不同集合測量基板上之目標而得到關係函數。在此狀況下：(9) 其中下標A及B分別表示可歸因於使用測量參數之集合A(變因A)及測量參數之集合B (變因B)進行之測量之項；且其中OVA 及OVB 為分別運用測量參數集合A及測量參數集合B之測量之疊對。為使用測量參數集合A之測量之疊對OVA 與使用測量參數集合B之測量之疊對OVB 之間的差。方程式(9)係進一步基於OVNSAA = OVNSAB = OVNSA 之假定。換言之，假定獨立於結構不對稱性之疊對獨立於測量參數。僅結構不對稱性信號BGA係取決於測量參數。 測量參數集合A與B可在測量輻射之波長及/或偏振方面不同。 在一項實施例中，可藉由判定使用測量參數集合A進行之下部光柵中之經測量結構不對稱性BGAA 、使用測量參數集合B進行之下部光柵中之經測量結構不對稱性BGAB 與測量參數集合A與B之間的疊對測量之差之間的關係來得到關係函數。使用，可自方程式(9)判定出疊對OVNSAA = OVNSAB = OVNSA 。 堆疊差異及光柵不平衡性 除了目標中之結構不對稱性以外或替代目標中之結構不對稱性，一目標之鄰近光柵之間的堆疊差異或鄰近目標之間的堆疊差異亦可為不利地影響測量(諸如疊對測量)之準確度之因素。形成為彼此鄰近的複合目標之組件光柵被預期經歷相同處理條件。在一實施例中，若光柵或目標在彼此相隔200微米內、彼此相隔150微米內、彼此相隔100微米內、彼此相隔75微米內、彼此相隔50微米內、彼此相隔40微米內、彼此相隔30微米內、彼此相隔20微米內或彼此相隔10微米內的情況下係鄰近的。 堆疊差異可被理解為用於給定測量方法中之目標之組件光柵之間的實體組態之非故意之差異。堆疊差異造成組件光柵或目標之間的測量輻射之光學屬性(例如強度、偏振等)之差異，其係歸因於除為鄰近光柵或目標所共有的疊對誤差之外、除為鄰近光柵或目標所共有的故意偏置之外及除為鄰近光柵或目標所共有的結構不對稱性之外的因素。堆疊差異包括但不限於：鄰近光柵或目標之間的厚度差(例如，一或多個層之厚度之差，使得一個光柵或目標高於或低於經設計為處於實質上相等位階處之另一光柵或目標)、鄰近光柵或目標之間的折射率差(例如，一或多個層之折射率之差，使得用於一個光柵或目標之一或多個層之經組合折射率不同於用於另一光柵或目標之一或多個層之經組合折射率，即使該另一光柵或目標經設計為具有實質上相等的經組合折射率亦如此)、鄰近光柵或目標之間的材料之差異(例如，一或多個層之材料類型、材料均一性等之差異，使得在用於一個光柵或目標之材料與用於經設計為具有實質上相同材料的另一光柵或目標之材料方面存在差異)、鄰近光柵或目標之結構之光柵週期之差異(例如，用於一個光柵或目標之光柵週期與用於經設計為具有實質上相同光柵週期的另一光柵或目標之光柵週期的差異)、 鄰近光柵或目標之結構之深度之差(例如，歸因於一個光柵或目標之結構深度之蝕刻而與經設計為具有實質上相同深度的另一光柵或目標之結構深度之蝕刻之差異)、鄰近光柵或目標之特徵之寬度(CD)之差(例如，一個光柵或目標之特徵之寬度與經設計為具有實質上相同特徵寬度的另一光柵或目標之特徵寬度之差異)，等。在一些實例中，藉由圖案化程序中之諸如CMP、層沈積、蝕刻等之處理步驟引入堆疊差異。 圖10示意性地說明在複合目標之鄰近光柵(例如組件光柵)之間不存在堆疊差異的情形。為了簡單起見，在此實例中不考慮結構不對稱性。另外，在圖10及圖11之實例中，疊對被認為係測量參數。將針對使用專門目標之不同參數測量(諸如CD、焦點、劑量等)進行適當調整。在所有此等狀況下，假定組件光柵中之不對稱性係測量方法之關鍵因素。 圖10A展示一目標之第一光柵1101具有偏置+d且該目標之鄰近第二光柵1106具有偏置-d。第一入射測量輻射光束1110照明於第一光柵1101之第一結構1105及第二結構1103上，其中在第一結構1105與第二結構1103之間存在偏置+d。結果，-1繞射階信號1130及1120係分別由第一結構1105及第二結構1103繞射。由第一光柵1101繞射之-1繞射階信號可被理解為-1繞射階信號1130及1120之組合。另外，+1繞射階信號1150及1140係分別由第一結構1105及第二結構1103繞射。由第一光柵1101繞射之+1繞射階信號可被理解為+1繞射階信號1150及1140之組合。因此，由第一光柵1101繞射之-1繞射階信號及由第一光柵1101繞射之+1繞射階信號可由以下方程式集體地表達：(10) 其中C指示信號之對比度(其依據光柵設計、測量波長等而變化)、、T為第一光柵之厚度、λ為測量輻射波長、相位項、OV為實際疊對誤差(早先描述中之OVE ，其歸因於層之任何非故意之未對準)，且P為第一光柵1101之第一結構1105與第二結構1103之間距。 在圖10B中，根據方程式(10)，分別以跡線1160及1170描繪由第一光柵1101繞射之-1繞射階信號之強度剖面及由第一光柵1101繞射之+1繞射階信號之強度剖面。 相似地，第二入射測量輻射光束1115照明第二光柵1106之第一結構1109及第二結構1107上，其中在第一結構1109與第二結構1106之間存在偏置-d。在圖3中所說明之暗場成像方法之狀況下，第一入射測量輻射光束1110及第二入射測量輻射光束1115可為同一照明光點之部分。結果，-1繞射階信號1135及1125係分別由第二光柵1106之第一結構1109及第二結構1107繞射。由第二光柵1106繞射之-1繞射階信號可被理解為-1繞射階信號1135及1125之組合。另外，+1繞射階信號1155及1145係分別由第一結構1109及第二結構1107繞射。由第二光柵1106繞射之+1繞射階信號可被理解為+1繞射階信號1155及1145之組合。因此，由第二光柵1106繞射之-1繞射階信號及由第二光柵1106繞射之+1繞射階信號可由以下方程式集體地表達：(11) 其中C指示各別信號之對比度、、 T為第二光柵之厚度、λ為測量輻射波長、相位項、OV為實際疊對(歸因於層之任何非故意之未對準)，且P為第二光柵1106之第一結構1109與第二結構1107之間距。在圖10C中，根據方程式(11)，分別以跡線1180及1190描繪由第二光柵1106繞射之-1繞射階信號之強度剖面及由第二光柵1106繞射之+1繞射階信號之強度剖面。 現在，圖11說明在具有偏置+d之第一光柵1201與具有偏置-d之鄰近第二光柵1206之間存在堆疊差異的情形。在此狀況下，純粹作為實例，堆疊差異為多個層之間的厚度之差，如圖11A中所展示及下文所描述。相似於圖10，第一入射測量輻射光束1210分別照明第一光柵1201之第一結構1205及第一光柵1201之第二結構1203。結果，-1繞射階信號1230及1220係分別由第一結構1205及第二結構1203繞射。因此，由第一光柵1201繞射之-1繞射階信號可被理解為-1繞射階信號1230及1220之組合。另外，+1繞射階信號1250及1240係分別由第一結構1205及第二結構1203繞射。因此，由第一光柵1201繞射之+1繞射階信號可被理解為+1繞射階信號1250及1240之組合。 相似地，第二入射測量輻射光束1215分別照明第二光柵1206之第一結構1209及第二結構1207。結果，-1繞射階信號1235及1225係分別由第一結構1209及第二結構1207繞射。因此，由第二光柵1206繞射之-1繞射階信號可被理解為-1繞射階信號1225及1235之組合。另外，+1繞射階信號1255及1245係分別由第一結構1209及第二結構1207繞射。因此，由第二光柵1206繞射之+1繞射階信號可被理解為+1繞射階信號1255及1245之組合。 作為堆疊差異之實例，第一光柵1201與第二光柵1206之間的一或多個層可具有厚度之差，如圖11A中所展示。然而，在另一實例中，可藉由允許第一光柵1201與第二光柵1206之間的實體組態之額外或替代非故意之差異的一或多個其他因素產生堆疊差異。舉例而言，可在第一光柵1201相比於第二光柵1206對第一測量輻射光束1210較不透明時產生堆疊差異。舉例而言，可存在第一光柵1201與第二光柵1206之間的材料之差異(例如，具有不同折射率的相同類型之材料、不同類型之材料等)。作為另一實例，可存在第一光柵1201相對於第二光柵1206之間距之差，即使該第一光柵1201與該第二光柵1206經設計為具有實質上相同間距亦如此。堆疊差異之此等實例並非可存在堆疊差異之僅有方式，且因此不應被認為係限制性的。 返回參看方程式(10)及(11)，堆疊差異可在方程式(10)及(11)中之每一者中引入三個額外項。第一項∆IN 指示各別信號之強度之實際改變。第二項∆CN 指示各別信號之對比度之實際改變。第三項∆β指示各別信號之相位之實際改變。該三個項係取決於測量輻射光束1210及1215之波長及/或偏振。因此，在存在堆疊差異的情況下，由第一光柵1201繞射之-1繞射階信號及由第一光柵1201繞射之+1繞射階信號可由以下方程式集體地表達：(12) 在圖11B中，根據方程式(12)，分別以跡線1260及1262描繪由第一光柵1201繞射之-1繞射階信號之強度剖面及由第一光柵1201繞射之+1繞射階信號之強度剖面。 在圖11D中，根據方程式(12)，分別以跡線1270及1272描繪由第一光柵1201繞射之-1繞射階信號之對比度剖面及由第一光柵1201繞射之+1繞射階信號之對比度剖面。 在圖11F中，根據方程式(12)，分別以跡線1280及1282描繪由第一光柵1201繞射之-1繞射階信號之相位剖面及由第一光柵1201繞射之+1繞射階信號之相位剖面。 另外，在存在堆疊差異的情況下，由第二光柵1206繞射之-1繞射階信號及由第二光柵1206繞射之+1繞射階信號可由以下方程式集體地表達：(13) 在圖11C中，根據方程式(13)，分別以跡線1264及1266描繪由第二光柵1206繞射之-1繞射階信號之強度剖面及由第二光柵1206繞射之+1繞射階信號之強度剖面。因此，與圖11B相比，存在強度不平衡性，其可導致測量誤差。 在圖11E中，根據方程式(13)，分別以跡線1274及1276描繪由第二光柵1206繞射之-1繞射階信號之對比度剖面及由第二光柵1206繞射之+1繞射階信號之對比度剖面。因此，與圖11D相比，存在對比度不平衡性，其可導致測量誤差。 在圖11G中，根據方程式(13)，分別以跡線1284及1286描繪由第二光柵1206繞射之-1繞射階信號之相位剖面及由第二光柵1206繞射之+1繞射階信號之相位剖面。因此，與圖11F相比，存在相位不平衡性，其可導致測量誤差。 將第一光柵1201之經測量強度不對稱性∆I+ d 定義為：(14) 藉由將方程式(12)併入方程式(14)中且假定+∆IN 及∆CN 係小的，可將∆I+ d 表達為：(15A) 並且，可將平均強度表達為：(15B) 其中相似地，將第二光柵1206之經測量強度不對稱性∆I- d 定義為：(16) 藉由將方程式(13)併入方程式(16)中且假定+∆IN 及∆CN 係小的，可將∆I- d 表達為：(17A) 並且，可將平均強度表達為：(17B) 可藉由以下方程式計算經測量疊對OVm ：(18) 藉由將方程式(14)至(17)併入方程式(18)中，可獲得疊對測量中之誤差∆ɛOV 為：(19) 當β ≈ 90° (針對經良好設計目標)且疊對(OV)係小的(相對於偏置d)時，可將方程式(19)進一步簡化為： ∆ɛOV = OVm - OV ≈ d*(∆IN + ∆CN )(20) 另外，當第一光柵1201及第二光柵1206經良好設計成具有等於或大致等於1的對比度C時，∆CN 大致等於零。因此，可將測量誤差∆ɛOV 進一步簡化為： ∆ɛOV = OVm - OV ≈ d*∆IN (21) 如根據方程式(19)至(21)可看到，經測量疊對OVm 不同於實際疊對OV達由堆疊差異產生之測量誤差∆ɛOV 。因此，可藉由校正鄰近光柵或目標之間的堆疊差異而改良測量之準確度。可藉由產生或測量光柵或目標之程序之改變(例如程序偏移)而校正起因於堆疊差異之測量誤差，程序之改變例如係基於產率(亦即，為了判定光柵或目標是否準確對經處理器件之評估)、鄰近光柵或目標之橫截面之評估，或複雜測量及分析性重新建構。此等方法可慢及/或有破壞性。其可僅對校正恆定程序誤差有效。另外，藉由橫截面或產率測量可並未有效地解決鄰近光柵或目標之堆疊差異之變化。因此，舉例而言，需要評估及校正堆疊差異之穩固的解決方案。 為了特性化堆疊差異及堆疊差異對經報告測量之影響，可定義一或多個堆疊差異參數。堆疊差異參數可為鄰近光柵或目標之實體組態的非故意差異之量度。另一堆疊差異參數可為經報告測量對堆疊差異之敏感度之量度。堆疊差異參數可用以預測測量方法之效能。此外，若每測量可得到足夠資訊，則校正使用光柵或目標進行之測量。可在藉由圖案化程序產生、限定、驗證等(例如)器件中自然地使用經校正測量。即使測量未經校正，針對大體上目標或針對每一特定目標的測量方法之效能之資訊亦可用以調整影響，該資訊在控制圖案化程序的過程中被提供至測量。另外或替代地，堆疊差異參數可用於目標中之一或多者之設計(重新設計)中(例如對設計之佈局作出改變)、可用於形成鄰近光柵或目標中之一或多者之程序中(例如對材料作出改變、對印刷步驟或條件作出改變等)、可用於測量條件之公式化中(例如在測量光束之波長、偏振、照明模式等方面對光學測量公式化作出改變)，等。 作為堆疊差異參數之實例，光柵之間的「不平衡性」之指示可藉由比較遍及圖5中所展示的類型之影像中之所關注區(ROI)使用+1繞射階及-1繞射階而形成的兩個光柵影像之平均強度來獲得。可以與計算不對稱性A相同之方式來計算此平均強度，但此平均強度係基於光柵之影像之ROI中所記錄的強度之和而非強度之差。平均強度因此可被稱作光柵之「對稱性」屬性S，其中不對稱性及對稱性之公式為：(22) 其中I+ 表示+1繞射階輻射之強度且I- 表示-1階繞射輻射之強度。 回想起可藉由方程式(23)之公式自相同強度值計算參數疊對：(23) 其中下標+d及-d指示經不同偏置之光柵。自複合目標中之兩個光柵之間的平均強度(對稱性)之差，可例如藉由以下公式獲得參數「光柵不平衡性」：(24) 出於上文所解釋之原因，此數字GI將在多個目標設計及程序之間發生變化，且在同一基底上之多個目標之間發生變化。經報告光柵不平衡性亦將在不同測量變因之間發生變化，即使針對相同堆疊差異亦如此，且可用以避免選擇特別敏感之變因。亦即，對於給定目標，一個變因可報告顯著的光柵不平衡性，而另一變因並不如此。然而，此外，已發現對於報告或多或少相等的「光柵不平衡性」之兩個變因，對疊對測量(或其他所關注參數)之影響可為極不同的。換言之，測量方法對光柵不平衡性之敏感度可在不同設定之間發生顯著變化。測量方法對光柵不平衡性之此敏感度(「GI敏感度」)為可藉由下文待描述之方法預測的方法之效能參數之實例。 圖12示意性地說明當對同一目標使用兩個不同測量變因(a)及(b)時經報告之疊對OV及光柵不平衡性GI。為了獲得每一樣本點，使用上述公式自影像計算疊對及光柵不平衡性。為了獲得點之廣泛分佈，此等樣本為藉由處理ROI內之影像之小的區而非處理ROI整體而獲得的局域疊對及GI值。實務上，小的區可小達個別像素，但可視需要選擇幾個像素之區。在每一標繪圖中，對照OV及GI來標繪樣本。在標繪圖(a)中，看到經報告GI值圍繞平均值GIref 廣泛地變化，且存在經報告疊對之相關變化。在標繪圖(b)中，對於同一目標，存在光柵不平衡性之相似變化，但疊對值並未受此系統地影響。 藉由諸如線性回歸之統計分析，在每一標繪圖中將線擬合至所標繪資料。標繪圖(a)中之線1302具有顯著斜率，而(b)中之線1304係實質上水平的。線之斜率表示當使用變因(a)或(b)時之測量方法之敏感度，且可用作測量方法之效能之預測，其具有上文所提及之益處。變因(b)可經選擇以用於在未來例如基於線1304之較低斜率來測量此類型之目標。替代地，在使用變因(a)的情況下，線1302之斜率可用以報告不確定值(誤差槓)。 線1302之斜率及高度亦可用以基於經報告GI值及經報告疊對值計算校正，以將經報告疊對調整至標稱線1306。因此，舉例而言，測量方法可包括校正步驟，其中使具有如標繪於1308處的疊對及光柵不平衡性之經測量值之目標經受校正且報告為具有對應於點1310之值。 雖然原則上極其有價值，但彼等益處僅在統計分析可用於每一測量的情況下得以實現。為了計算「以像素為基礎之疊對」及「光柵不平衡性」，實際上需要兩個像素：正偏置光柵中之一個像素及負偏置光柵中之一個像素。可以與獲得ROI中之強度值不同的許多方式獲得此組合：吾人可在該等像素之原始定向中將其組合(例如組合正偏置光柵之左上方像素與負偏置光柵之左上方像素)，或吾人可使影像相對於彼此旋轉(例如組合PB光柵之左上方與NB光柵之右下方)，或吾人可翻轉影像。此等許多可能性中之哪一者為「正確」組合取決於確切目標佈局及存在之處理效應之類型，且此並非先驗已知的。 為了解決彼問題，吾人可簡單地計算像素之所有可能組合之效應。然而，此可容易導致針對大容量製造情形之運算工作量較大，其超出了即時可用運算工作量。舉例而言，考慮每一ROI係由區域50×50像素組成之狀況，此計算將需要(50×50)×(50×50) = 6250000個不同的像素組合。因此，針對每一測量產生諸如圖12中之標繪圖的標繪圖將為不切實際的。 本發明人已認識到，可僅運用單一光柵獲得測量方法之效能之等效預測。即使將針對不同光柵運算效能之預測以增加統計相關性，但運算負擔仍將有限且易於即時達成。可將此觀點解釋如下。由於如上所定義之光柵不平衡性基本上為兩個光柵之平均強度S之差，故其可僅在該等光柵中之至少一者之對稱性S (平均強度)改變的情況下改變。同時，由於自該兩個光柵之不對稱性A計算疊對，因此光柵不平衡性可僅在該兩個光柵中之至少一者之不對稱性改變的情況下改變。因此，亦可在個別光柵之不對稱性相對於強度(或「對稱性」)標繪圖中找到圖12之標繪圖中所展示的資訊。 圖13說明光柵之堆疊及其他屬性實務上將在每一個別光柵內而不僅在不同光柵之間在一定程度上如何變化。此變化用於所揭示方法中，以便探查測量方法對對稱性及不對稱性條件範圍之回應。 圖14示意性地說明在本發明之一項實施例中的方法之實施。複合目標之光柵影像被展示，其呈與以上關於圖4所描述相同的形式。在左側，存在使用(比如)+1階繞射輻射而形成之四個光柵影像42+至45+，而在右側，形成有相同複合目標之四個光柵影像42-至45-，但其係使用-1階繞射輻射而形成。(如何標記次序為選擇問題，且不同組件光柵之+1階及-1階繞射輻射可出現於同一影像中)。 與在已知測量方法中一樣，使用來自整個ROI之平均強度來計算疊對或其他不對稱性相關之所關注參數。此計算係以點線針對Y定向光柵加以說明。基於以上方程式(23)，針對每一光柵計算不對稱性，且接著組合經不同偏置光柵之不對稱性以獲得疊對值OV。 為了獲得疊對測量方法之效能之預測，額外像素位準處理係由實線表示。對於一對影像(例如影像45+及45-)之ROI內之每一像素p，得到像素間差以計算不對稱性值A且得到像素間平均值以計算對稱性值S。在給出例如50×50像素之ROI的情況下，因此將獲得2500個個別樣本點。並非絕對有必要使用與OV計算相同的ROI之像素。然而，藉由將其保持相同或相似，吾人可期望針對特定OV測量之GI敏感度最準確。 圖15展示標繪圖(a)及(b)，其看起來極相似於圖12中之標繪圖，但其簡單地為每像素不對稱性值A及對稱性值S之標繪圖。(為了簡單起見，展示少於2500個點)。在確認此方法所隱含之假定係正確的情況下，發現在真實測量中此等樣本點之分佈關於變因(a)及(b)極相似於圖12中所標繪的疊對及光柵不平衡性值之分佈。然而，因為僅自一個光柵之影像導出此等值，所以避免了與每像素疊對及光柵不平衡性之計算相關聯的複雜性及運算負擔。諸如線性回歸之統計分析係用以將線1502擬合至由變因(a)獲得之資料分佈且將線1504擬合至由變因(b)獲得之資料。如前所述，每一線之斜率提供根據對應變因之測量方法之效能的預測。至少自此效能參數可看到，變因(a)為「不良」變因且變因(b)為「良好」變因。如上文已經論述，能夠預測測量方法在諸如對光柵不平衡性之敏感度之參數方面的效能允許可改良變因之選擇。替代地或另外，可報告可靠度值(例如「誤差槓」)連同針對目標整體報告之疊對值。在已知針對整個ROI所報告之疊對及光柵不平衡性的情況下，自單一ROI獲得之擬合線1502之斜率及高度可用以將校正應用至經報告疊對測量，從而正規化自如圖12之(a)中所展示的點1308至點1310之結果。圖14中所說明之計算及圖15中所說明之資料容易與測量方法自身一起即時地實現。 以數學術語，GI敏感度之計算之推導係如下。回想起上文關於疊對及GI之方程式，可針對正偏置光柵將GI及OV之導數計算為：(25) 且(26) 此得到對GI敏感度之表達式，該表達式為：(27) 其中SS為被計算為以下方程式之「堆疊敏感度」參數：(28) 且其中形式dA+ d /dS+ d 之項為不對稱性與對稱性之間的關係之斜率，其係藉由圖14及圖15之方法所獲得的每像素不對稱性及對稱性值之統計分析而獲得。 概括上述關於GI敏感度之表達式，吾人可針對正偏置光柵書寫如下：(29) 且針對負偏置光柵書寫如下：(30) 在假定OV相對於偏置值之小值且亦假定小GI的情況下，可將上述方程式之近似值書寫為： (31) 針對小OV及小GI重寫此等方程式，以下關係適用：(32) 其中橫條指示遍及所有個別像素之A值及S值之平均值。 將此等方程式代入關於GI敏感度之方程式，吾人發現關於兩個光柵之方程式變得相同：(33) 且此方程式(33)根據用以獲得光柵影像之變因提供用於計算GI敏感度之公式，而作為測量疊對之方法之效能預測。因此，提議以此方式藉由判定不對稱性(+1階與-1階之間的差)與「對稱性」(+1階與-1階之和或平均值)之間的關係從而判定對光柵不平衡性之敏感度。 可針對每一所捕捉ROI判定此GI敏感度值，且因此無需擔心ROI之正確定向，且相比於計算每像素疊對及每像素GI所需之排列，運算工作量得以大大地縮減。原則上單一ROI足夠，但一般而言將存在至少兩個ROI。兩個斜率通常相似，此係由於兩個光柵之特性不可極不同。為了將兩個斜率歸結為單個數，其可例如經平均化。此可容易擴展至每方向存在多於兩個光柵墊的多偏置情境。假定GI 敏感度及GI在X方向與Y方向之間可完全不同，且因此吾人將針對X及Y分離地測量及計算所有參數。 由於此運算係簡單的且可快速地完成，故可在每個單一點處計算及報告敏感度。可將敏感度與正常光柵不平衡性組合以產生「疊對影響數目」，其例如以奈米為單位來表達，疊對影響數目亦可每點地進行報告。對於特定測量係特定的疊對影響數目可進一步用以校正疊對值。可在變因選擇期間使用此等值以避免不良設定，或可在運行時間期間使用此等值以檢查測量之可靠度且檢查所選擇變因是否仍為良好選擇(此所選擇變因可例如歸因於程序中之漂移而已改變)。此等值可同樣用於新度量衡目標之設計中，以縮減在給定測量變因下之GI敏感度。 不僅測量變因可以數種方式變化，而且度量衡目標設計亦可以數種方式變化。可存在諸如臨界尺寸、側壁角、間距等之一或多個參數之變化。可評估數個候選度量衡目標設計，每一設計展示此等參數中之一或多者之變化。相似地，可依據諸如波長及/或偏振之參數而變化測量特性。因此，可評估複數個度量衡目標測量變因，每一變因展示此等參數中之一或多者之變化。 圖16為根據一例示性實施例的度量衡目標測量變因選擇之方法的流程圖。在1600處，捕捉用於第一度量衡目標測量變因之測量輻射強度值，且針對目標內之一或多個週期性結構獲得局域不對稱性及對稱性值(例如，每像素不對稱性及對稱性值)。在1610處，不對稱性A相對於對稱性S之資料擬合之斜率。在1620處，將度量衡目標測量變因之擬合之斜率與在先前或隨後獲得的另一不同度量衡目標測量變因之擬合之斜率進行比較。在1630處，判定該等度量衡目標測量變因中之哪一者具有較佳擬合斜率。舉例而言，斜率較接近或等於0的度量衡目標測量變因指示自鄰近光柵之測量獲得的以疊對或相似不對稱性為基礎之測量將對堆疊差異(光柵不平衡性GI)之變化不敏感。因此，此斜率為可用以區分較佳度量衡目標測量變因與斜率遠非0的另一度量衡目標測量變因之效能之預測。在1640處，視情況根據1600至1630評估另外一或多個度量衡目標測量變因。在1650處，基於對擬合之斜率之分析而輸出一或多個理想的度量衡目標測量變因。 圖17為說明一程序之流程圖，在該程序中度量衡目標用以監測效能，且用作控制度量衡程序、設計程序及/或生產程序之基礎。在步驟1700中，處理基板以產生產品特徵及一或多個度量衡目標，例如圖4中所說明的類型之目標。在步驟1710處，使用例如圖6之方法來測量及計算圖案化程序效能參數(例如疊對)之值。視情況，基於GI敏感度資訊及經測量堆疊差異，根據上文參考圖12之上文所描述之方法來計算圖案化程序效能參數之經校正值。在步驟1720處，可使用經判定圖案化程序參數值(連同如可得到之其他資訊)以更新、改變等度量衡目標測量變因。替代地或另外，使用測量方法自身之效能之預測(例如藉由上文所描述之方法判定之GI敏感度量度)以自數個可能變因當中判定較佳度量衡目標測量變因。經更新、改變等度量衡目標測量變因可用於圖案化程序參數之後續測量(例如，用於隨後處理基板上之圖案化程序參數之測量)。以此方式，所計算之圖案化程序參數之準確度可得以改良。可視需要自動化更新程序。在步驟1730中，可使用圖案化程序參數值以控制、修改、設計等微影圖案化步驟/裝置及/或圖案化程序中之其他程序步驟/裝置，以用於例如重工及/或用於另外基板之處理。再次，可視需要使此更新自動化。 可藉由本文中所描述之概念可能地獲得以下特徵中之一或多者：為了校正線內測量中之疊對誤差測量的堆疊差異(GI)測量連同GI敏感度可用以獲得較準確疊對測量；可使用GI敏感度來識別程序穩固之度量衡目標測量變因；及/或可自所計算堆疊差異(GI)判定合乎需要的度量衡目標測量變因。 本文中所描述之方法可無需新倍縮光罩設計、無需度量衡設計改變及/或無需度量衡目標面積增大。該等方法亦能夠放寬應用，例如，堆疊差異可用於程序穩定性監測。 雖然實施例已集中於+1及-1繞射階輻射，但可考慮並處理其他繞射階之輻射。 雖然上文所揭示之實施例在以繞射為基礎之疊對測量(例如，使用圖3A中所展示之裝置之第二測量分支進行的測量)方面加以描述，但原則上相同模型可用於以光瞳為基礎之疊對測量(例如，使用圖3A中所展示之裝置之第一測量分支進行的測量)。因此，應瞭解，本文中所描述之概念可適用於以繞射為基礎之疊對測量及以光瞳為基礎之疊對測量。舉例而言，取決於實施，其可為用以測量場影像分支(感測器23)中之GI敏感度且接著應用學習以預測對使用光瞳影像感測器19進行之測量之GI敏感度的解決方案。換言之，其可被認為獲得使用不同於用於測量方法自身中之感測器的感測器進行之測量方法之效能的預測。 雖然本文中所描述之度量衡目標之實施例已主要在疊對測量方面加以描述，但本文中所描述之度量衡目標之實施例可用以測量一或多個額外或替代圖案化程序參數。舉例而言，經適當設計之度量衡目標可用以測量曝光劑量變化、測量曝光焦點/散焦、測量CD等，該等測量皆基於經偏置光柵對之間的不對稱性差異。另外，此處之描述亦可在適當時具有修改的情況下應用於例如微影裝置中使用對準標記進行的基板及/或圖案化器件對準。相似地，可判定用於對準測量之適當變因。 雖然上文所描述之目標結構為出於測量之目的而特定地設計及形成之度量衡目標，但在其他實施例中，可在為形成於基板上之器件之功能性部分的目標上測量屬性。許多器件具有類似於光柵的規則週期性結構。如本文中所使用之術語「目標」、「光柵」或目標之「週期性結構」無需使已針對正被執行之測量特定提供適用結構。另外，度量衡目標之間距P 接近於測量工具之光學系統之解析度極限，但可比目標部分C中藉由圖案化程序製得的典型產品特徵之尺寸大得多。實務上，光柵之特徵及/或空間可經製造成包括在尺寸方面相似於產品特徵的較小結構。 與如在基板及圖案化器件上實現的目標之實體結構相關聯地，一實施例可包括含有機器可讀指令之一或多個序列及/或功能資料之電腦程式，功能資料描述目標設計、描述設計用於基板之目標之方法、描述在基板上產生目標之方法、描述測量基板上之目標之方法及/或描述分析測量以獲得關於圖案化程序之資訊之方法。此電腦程式可執行於例如圖3之裝置中之單元PU及/或圖2之控制單元LACU內。亦可提供其中儲存有此電腦程式之資料儲存媒體(例如半導體記憶體、磁碟或光碟)。在例如屬於圖3中所展示之類型的現有檢測裝置已經在生產中及/或在使用中的情況下，實施例可藉由提供經更新之電腦程式產品以用於致使處理器執行本文中所描述之方法中的一或多者(例如計算如本文中所描述之疊對誤差)來實施。該程式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測量對合適複數個目標之圖案化程序之參數(例如測量以判定關於合適複數個目標之堆疊差異及/或結構不對稱性及/或判定疊對誤差)之方法。該程式可更新圖案化程序及/或度量衡變因之參數，以用於另外基板之測量。該程式可經配置以控制(直接或間接地)微影裝置以用於圖案化及處理另外基板。 本發明之一實施例可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如本文所揭示之方法的機器可讀指令之一或多個序列；或資料儲存媒體(例如半導體記憶體、磁性或光碟)，其具有儲存於其中之此電腦程式。另外，可以兩個或多於兩個電腦程式體現機器可讀指令。該兩個或多於兩個電腦程式可儲存於一或多個不同記憶體及/或資料儲存媒體上。 本文所揭示之一或多個態樣可嵌入於控制系統中。本文中所描述之任何控制系統可在一或多個電腦程式由位於裝置之至少一個組件內之一或多個電腦處理器讀取時各自或組合地可操作。該等控制系統可各自或組合地具有用於接收、處理及發送信號之任何合適組態。一或多個處理器經組態以與控制系統中之至少一者通信。舉例而言，每一控制系統可包括用於執行包括用於上文所描述之方法之機器可讀指令的電腦程式之一或多個處理器。控制系統可包括用於儲存此類電腦程式之資料儲存媒體，及/或用以收納此媒體之硬體。因此，控制系統可根據一或多個電腦程式之機器可讀指令而操作。 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，本發明之實施例可用於其他應用(例如壓印微影)中，且在內容背景允許的情況下不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化器件中之構形界定產生於基板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入至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，將圖案化器件移出抗蝕劑，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」在內容背景允許的情況下可指各種類型之光學組件中之任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。 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，本文中之措辭或術語係出於例如描述而非限制之目的，以使得本說明書之術語或措辭待由熟習此項技術者按照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文所描述之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‧‧‧零階射線之路徑/零階射線/繞射射線
+1‧‧‧一階射線/繞射射線
-1‧‧‧一階射線/繞射射線
0a‧‧‧零階射線
0b‧‧‧零階射線
11‧‧‧輻射源
12‧‧‧照明系統
12a‧‧‧準直透鏡系統
12b‧‧‧彩色濾光片
12c‧‧‧偏振器
13‧‧‧孔徑器件
13a‧‧‧孔徑
13b‧‧‧孔徑
13c‧‧‧孔徑
13e‧‧‧孔徑
13f‧‧‧孔徑
15‧‧‧部分反射表面
16‧‧‧物鏡/透鏡
18‧‧‧光瞳成像光學系統
19‧‧‧光瞳影像感測器/光瞳影像偵測器
20‧‧‧成像光學系統
21‧‧‧孔徑光闌
22‧‧‧離軸稜鏡/稜鏡器件
23‧‧‧影像感測器
30a‧‧‧照明射線
30b‧‧‧照明射線
31‧‧‧圓圈
32‧‧‧目標光柵
33‧‧‧目標光柵
34‧‧‧目標光柵
35‧‧‧目標光柵
40‧‧‧暗矩形/場
41‧‧‧圓形區域
42‧‧‧矩形區域/影像
42+‧‧‧光柵影像
42-‧‧‧光柵影像
43‧‧‧矩形區域/影像
43+‧‧‧光柵影像
43-‧‧‧光柵影像
44‧‧‧矩形區域/影像
44+‧‧‧光柵影像
44-‧‧‧光柵影像
45‧‧‧矩形區域/影像
45+‧‧‧光柵影像
45-‧‧‧光柵影像
600‧‧‧目標
602‧‧‧特徵
604‧‧‧空間
606‧‧‧基板
608‧‧‧特徵
610‧‧‧空間
702‧‧‧理想正弦曲線
704‧‧‧點
706‧‧‧點
712‧‧‧曲線
1101‧‧‧第一光柵
1103‧‧‧第二結構
1105‧‧‧第一結構
1106‧‧‧第二光柵
1107‧‧‧第二結構
1109‧‧‧第一結構
1110‧‧‧第一入射測量輻射光束
1115‧‧‧第二入射測量輻射光束
1120‧‧‧-1繞射階信號
1125‧‧‧-1繞射階信號
1130‧‧‧-1繞射階信號
1135‧‧‧-1繞射階信號
1140‧‧‧+1繞射階信號
1145‧‧‧+1繞射階信號
1150‧‧‧+1繞射階信號
1155‧‧‧+1繞射階信號
1160‧‧‧跡線
1170‧‧‧跡線
1180‧‧‧跡線
1190‧‧‧跡線
1201‧‧‧第一光柵
1203‧‧‧第二結構
1205‧‧‧第一結構
1206‧‧‧第二光柵
1207‧‧‧第二結構
1209‧‧‧第一結構
1210‧‧‧第一入射測量輻射光束
1215‧‧‧第二入射測量輻射光束
1220‧‧‧-1繞射階信號
1225‧‧‧-1繞射階信號
1230‧‧‧-1繞射階信號
1235‧‧‧-1繞射階信號
1240‧‧‧+1繞射階信號
1245‧‧‧+1繞射階信號
1250‧‧‧+1繞射階信號
1255‧‧‧+1繞射階信號
1260‧‧‧跡線
1262‧‧‧跡線
1264‧‧‧跡線
1266‧‧‧跡線
1270‧‧‧跡線
1272‧‧‧跡線
1274‧‧‧跡線
1276‧‧‧跡線
1280‧‧‧跡線
1282‧‧‧跡線
1284‧‧‧跡線
1286‧‧‧跡線
1302‧‧‧線
1304‧‧‧線
1306‧‧‧標稱線
1308‧‧‧點
1502‧‧‧線
1504‧‧‧線
1600‧‧‧步驟
1610‧‧‧步驟
1620‧‧‧步驟
1630‧‧‧步驟
1640‧‧‧步驟
1650‧‧‧步驟
1700‧‧‧步驟
1710‧‧‧步驟
1720‧‧‧步驟
1730‧‧‧步驟
A‧‧‧不對稱性值
AD‧‧‧調整器
AP‧‧‧控制信號
AS‧‧‧對準感測器
B‧‧‧輻射光束
BD‧‧‧光束遞送系統
BK‧‧‧烘烤板
C‧‧‧目標部分
CH‧‧‧冷卻板
CO‧‧‧聚光器
CP‧‧‧收集路徑
DE‧‧‧顯影器
+d‧‧‧偏置/偏移
-d‧‧‧偏置/偏移
EXP‧‧‧曝光站
I‧‧‧入射角/照明/入射射線
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明系統/照明器
IN‧‧‧積光器
I/O1‧‧‧輸入/輸出埠
I/O2‧‧‧輸入/輸出埠
IP‧‧‧照明路徑
K0‧‧‧強度移位項
LA‧‧‧微影裝置
LACU‧‧‧微影裝置控制單元
LB‧‧‧裝載匣
LC‧‧‧微影製造單元
LS‧‧‧位階感測器
L1‧‧‧下部或底部層
L2‧‧‧層
M1‧‧‧光罩對準標記
M2‧‧‧光罩對準標記
MA‧‧‧圖案化器件
MEA‧‧‧測量站
MET‧‧‧度量衡系統
MT‧‧‧圖案化器件支撐件或支撐結構
O‧‧‧光軸
OV‧‧‧>疊對
OVE‧‧‧疊對誤差
P‧‧‧目標間距
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
PM‧‧‧第一定位器
PS‧‧‧投影系統
PU‧‧‧影像處理器及控制器
PW‧‧‧二定位器/基板定位器
p‧‧‧控制信號
RF‧‧‧參考框架
RO‧‧‧基板處置器或機器人
ROI‧‧‧所關注區
S‧‧‧測量光點(圖3)/對稱性值(圖14/15)
SC‧‧‧旋塗器
SCS‧‧‧監督控制系統
SO‧‧‧輻射源
S1‧‧‧步驟
S2‧‧‧步驟
S3‧‧‧步驟
S4‧‧‧步驟
S5‧‧‧步驟
S6‧‧‧步驟
T‧‧‧目標光柵結構/度量衡目標光柵/複合目標
TCU‧‧‧塗佈顯影系統控制單元
T'‧‧‧影像
T'(+1a)‧‧‧影像
T'(-1b)‧‧‧影像
W‧‧‧基板
WTa‧‧‧基板台
WTb‧‧‧基板台
ϕ‧‧‧相移項
λ‧‧‧控制信號
現在將參看隨附圖式而僅作為實例來描述實施例，在該等圖式中： 圖1描繪微影裝置之實施例； 圖2描繪微影製造單元或叢集之實施例； 圖3示意性地說明(a)根據本發明之一些實施例的經調適以執行角度解析散射測量及暗場成像檢測方法之檢測裝置，及(b)由圖3之(a)之裝置中的目標光柵進行入射輻射之繞射的放大細節； 圖4描繪基板上的多重週期性結構目標之形式及測量光點之輪廓； 圖5描繪在圖3之檢測裝置中獲得的圖4之目標之影像； 圖6為展示使用圖3之檢測裝置之疊對測量方法之步驟的流程圖； 圖7之(a)、圖7之(b)及圖7之(c)分別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7之(d)為歸因於處理效應而在底部週期性結構中具有結構不對稱性的疊對週期性結構之示意性橫截面； 圖8說明未經受結構不對稱性的理想目標中之疊對測量之原理； 圖9說明非理想目標中之疊對測量的原理，其具有如本文中之實施例中所揭示的結構不對稱性之校正； 圖10A示意性地說明在具有偏置+d之第一目標週期性結構與具有偏置-d之第二目標週期性結構之間不存在堆疊差異的情形，且說明在由第一及第二目標週期性結構繞射之後的繞射信號； 圖10B示意性地說明由第一目標週期性結構繞射之經組合+1繞射階信號及經組合-1繞射階信號的強度變化； 圖10C示意性地說明由第二目標週期性結構繞射之經組合+1繞射階信號及經組合-1繞射階信號的強度變化； 圖11A示意性地說明在第一目標週期性結構與第二目標週期性結構之間存在堆疊差異的情形，且說明在由第一及第二目標週期性結構繞射之後的繞射信號； 圖11B及圖11C示意性地說明分別由第一目標週期性結構及第二目標週期性結構繞射之經組合+1繞射階信號及經組合-1繞射階信號的強度變化； 圖11D及圖11E說明分別由第一目標週期性結構及第二目標週期性結構繞射之經組合+1繞射階信號及經組合-1繞射階信號的對比度變化； 圖11F及圖11G說明分別由第一目標週期性結構及第二目標週期性結構繞射之經組合+1繞射階信號及經組合-1繞射階信號的相位變化； 圖12說明(a)使用具有對堆疊差異(光柵不平衡性)之高敏感度的變因及(b)使用具有對堆疊差異之低敏感度的變因之疊對測量方法之不同效能，且亦說明基於該敏感度及經測量堆疊差異來校正疊對測量之步驟； 圖13示意性地說明在第一目標週期性結構與第二目標週期性結構之間存在堆疊差異且在每一週期性結構內亦存在堆疊差異的情形； 圖14示意性地說明用於基於目標之影像(相似於圖5之目標之影像)來預測對堆疊差異之敏感度的信號之處理； 圖15描繪起因於圖14之處理的不對稱性相對於對稱性之標繪圖的實例，以便使用具有對堆疊差異(光柵不平衡性)之高敏感度的變因(a)及具有對堆疊差異之低敏感度的變因(b)進行區分； 圖16為根據一實施例之方法之步驟的流程圖；及 圖17為說明一程序之流程圖，在該程序中度量衡目標用以監測效能，且用作控制度量衡程序、設計程序及/或生產程序之基礎。

Claims (24)

  1. 一種預測一測量方法之效能之方法，該測量方法係基於藉由一微影程序而形成之一或多個目標結構內之週期性特徵的一繞射光譜中之不對稱性，該預測效能之方法包括以下步驟：(a)使用由該目標結構繞射之輻射之該繞射光譜之對稱相對部分(symmetrically opposite portions)來形成該目標結構之第一影像及第二影像；(b)自該第一影像及該第二影像，導出(deriving)該繞射光譜之相對部分之間的強度之對稱性及不對稱性之多個局域(local)測量，對稱性及不對稱性之每一局域測量對應於該目標結構上之一特定部位；及(c)基於對稱性值及不對稱性值之該等局域測量之一統計分析，判定該測量方法之效能之一預測。
  2. 如請求項1之方法，其中使用不同測量條件重複步驟(a)至(c)以獲得在不同測量條件下該測量方法之效能的預測。
  3. 如請求項2之方法，其進一步包含執行該測量方法以獲得該相同或一相似目標結構之一屬性之一測量的一步驟(d)，其中在步驟(d)中，使用藉由比較該等所獲得之效能預測而選擇之測量條件來執行該測量方法。
  4. 如請求項1或2之方法，其進一步包含執行該測量方法以獲得該相同或一相似目標結構之一屬性之一測量的一步驟(d)。
  5. 如請求項3之方法，其進一步包含(e)報告該目標結構之該屬性之該測量連同該測量方法之效能之一預測。
  6. 如請求項3之方法，其中步驟(d)進一步包含使用在步驟(c)中獲得之效能之該預測將一校正應用至該屬性之該測量。
  7. 如請求項6之方法，其中該校正係基於在步驟(c)中獲得之效能之該預測及該相同或相似目標結構之一額外屬性之一測量。
  8. 如請求項7之方法，其中在步驟(d)中，該目標之該屬性之該測量係基於在該相同或相似目標結構內之兩個或多於兩個目標結構之間觀測到的不對稱性之差，且一額外屬性之該測量係基於在該兩個或多於兩個週期性結構之間觀測到的對稱性之差。
  9. 如請求項4之方法，其進一步包含(e)報告該目標結構之該屬性之該測量連同該測量方法之效能之一預測。
  10. 如請求項4之方法，其中針對複數個基板上之藉由微影而形成之目標結構重複該步驟(d)，且至少針對每一基板重複該等步驟(a)至(c)。
  11. 如請求項10之方法，其中針對一個基板上之藉由微影而形成之複數個目標結構重複該步驟(d)，且針對該同一基板上之多個目標結構重複該等步驟(a)至(c)。
  12. 如請求項4之方法，其中在該步驟(d)中，該測量方法係基於該繞射光譜之相對部分之間的強度之不對稱性之一或多個全域測量，每一全域測量不對稱性對應於該第一影像及該第二影像中之每一者中的一所關注區，相比於對稱性及不對稱性之該等局域測量，該所關注區延伸遍及該目標結構之一較大區域。
  13. 如請求項4之方法，其中在該步驟(d)中，該測量方法係基於不對稱性彼此不同達一經程式化偏置量的兩個或多於兩個目標結構之不對稱性之全域測量。
  14. 如請求項13之方法，其中在步驟(a)至(c)中，該測量方法之效能之該預測係基於對一個此類目標結構進行之局域測量。
  15. 如請求項13之方法，其中在步驟(a)至(c)中，該測量方法之效能之該預測係基於對兩個或多於兩個此類目標結構進行之局域測量。
  16. 如請求項13之方法，其中在該步驟(a)中，針對一共同影像場中之不同部位處的該兩個或多於兩個目標結構捕捉該第一影像。
  17. 如請求項1至3中任一項之方法，其中在該步驟(a)中，在一共同影像場中之不同部位處捕捉至少一個目標結構之該第一影像及該第二影像。
  18. 如請求項1至3中任一項之方法，其中每一局域測量係基於該第一影像及該第二影像中之每一者中的一個別像素值。
  19. 如請求項1至3中任一項之方法，其中在步驟(c)中，效能之該預測係基於遍及局域測量之一集合之對稱性值及不對稱性值之間的一相關性。
  20. 如請求項19之方法，其中在步驟(c)中，效能之該預測係基於該等局域測量中之不對稱性與對稱性之間的一相依性之一梯度，一較低梯度指示對不同目標結構中之對稱性之間的差之一較大敏感度。
  21. 一種用於測量一微影程序之一參數之度量衡裝置，該度量衡裝置可操作以執行如請求項1至20中任一項之方法。
  22. 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致使一處理器執行如請求項1至20中任一項之方法。
  23. 一種系統，其包含：一檢測裝置，其經組態以將一輻射光束提供於一基板上之一目標結構上且偵測由目標繞射之輻射以判定一圖案化程序之一參數；及如請求項22之非暫時性電腦程式產品。
  24. 如請求項23之系統，其進一步包含一微影裝置，該微影裝置包含：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器件；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。
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