TWI684073B - 基板、度量衡設備及用於微影製程的相關方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種包含複數個特徵以供用於量測一器件製造程序之一參數的基板，及相關方法及設備。該量測藉由利用來自一光學設備之量測輻射照射該等特徵並且偵測由該量測輻射與該等特徵之間的相互作用產生的一信號進行，其中該複數個特徵包含按週期性方式以一第一節距分佈的第一特徵，及按週期性方式以一第二節距分佈的第二特徵，且其中該第一節距及第二節距使得該等第一及第二特徵之一組合節距恆定，而不管該複數個特徵中是否存在節距遊動。

Description

基板、度量衡設備及用於微影製程的相關方法
本發明係關於基板、度量衡設備及用於微影製程的相關方法。詳言之，本發明可關於，但不一定限於基板、度量衡設備及用於在微影製程中量測節距遊動的相關方法。
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器件製造程序中，諸如用於積體電路(IC)之製造中。在該情況下，圖案化器件(其可替代地稱作光罩或倍縮光罩)可用於產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。此圖案可轉印至基板(例如矽晶圓)上之目標部分(例如包含部分、一個或若干晶粒)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。單一基板可包括經順次地圖案化之鄰近目標部分之網路。微影設備可包括步進器及/或掃描儀。步進器可組態成藉由一次性地將整個圖案曝光至每一目標部分上來輻照該目標部分。掃描儀可組態成藉由在給定方向(「掃描」方向)上通過輻射光束掃描圖案，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器件轉印至基板。
為了監視諸如微影製程之器件製造程序，可量測經圖案化基板之參數(且因此量測器件製造程序之影響經圖案化基板的任何態樣之參數)。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及/或經蝕刻產品特徵之臨界尺寸(例如線寬等)。參數可包括特徵高度及/或特徵節距。可對產品基板及/或對專用度量衡目標執行此等量測。存在用於進行在微影製程中形成之結構之量測的各種技術，包括使用掃描電子顯微鏡及各種專門工具。特殊化檢測工具之快速且非侵入性形式為散射計，其中輻射光束經導向至基板之表面上之目標上，且量測經散射或經反射光束之屬性。藉由比較光束在由基板反射、繞射及/或散射之前及之後的屬性，可判定基板之屬性。舉例而言，可藉由比較反射光束與儲存於與已知基板屬性相關之已知量測庫中的資料或自散射結構之模型即時計算的資料來進行此判定。
多重圖案化係用以增大特徵密度之一類技術。舉例而言，在雙重圖案化中，增強微影製程以使單獨特徵之間的最小間隔減半。在四重圖案化中，增強微影製程以將最小間隔縮減為原先的四分之一。
亦可被稱作間隔程序技術(SPT)之間隔圖案化為多個層形成於經預圖案化(或心軸)特徵之側壁上的多重圖案化技術。隨後移除經預圖案化特徵，以針對每一經預圖案化特徵留下兩個殘餘側壁特徵。在經預圖案化特徵之寬度確切等於經預圖案化特徵之間的分離度的情況下，使用殘餘側壁特徵而形成之特徵將以單個共同的分離距離彼此隔開。然而，間隔圖案化程序中之誤差可造成鄰近特徵之間的分離度發生變化。在雙重圖案化之狀況下，變化可包含交替之分離距離。交替之分離距離可被稱作節距遊動。舉例而言，可在微影製程中之誤差使得經預圖案化特徵之寬度不 同於經預圖案化特徵之間的分離度時發生節距遊動。節距遊動亦可在其他形式之多重圖案化中產生，例如在諸如微影-蝕刻-微影-蝕刻(LELE)之非間隔技術中產生。
節距遊動可在基板中之特殊目標圖案中進行量測，其中在CD或節距中引入偏差。然而，引入的偏差常常大於微影製程之設計規則/程序窗所能耐受的偏差。或者，器件結構可藉由提供程序參數量測之步驟在程序之多個階段進行量測。程序參數可在微影製程之不同階段進行量測。在最後圖案化步驟處，程序參數可組合在一起以「估計」節距遊動。然而，可能必須製作許多配方，每個配方可具有個別誤差，如此在估計中引入較大誤差。由於所需的步驟數較多，此方法邏輯上難以實現。舉例而言，可能需要十分努力才能製成多個度量衡配方(例如，諸如自對準四重圖案化(SAQP)之SPT程序可能需要4到5個步驟)。每一配方自身可具有度量衡偏差。當所有量測結果組合在一起時，此偏差會導致達不到節距遊動度量衡所需的精度。
器件製造程序之屬性之準確量測(包括由多重圖案化程序產生的節距遊動之量測)可為困難的、耗時的，或既困難又耗時的。
根據本發明之實例，提供一種基板，其包含複數個特徵，以供用於藉由利用來自光學設備的量測輻射照射該等特徵並且偵測由量測輻射與特徵之間的相互作用產生的信號來量測器件製造程序之參數，其中該複數個特徵包含按週期性方式以第一節距分佈的第一特徵，及按週期性方式以第二節距分佈的第二特徵，且其中第一節距及第二節距使得第一及第二特徵之組合節距恆定，而不管複數個特徵中是否存在節距遊動。
使用具有恆定組合節距的第一及第二特徵使得界定節距遊動的參數S1及S2可使用鏡面反射輻射獨立偵測。這反過來允許準確地判定節距遊動。
視情況，第一特徵使用間隔圖案化方法進行製造，且其中組合節距為用於間隔圖案化方法中的心軸寬度的倍數。
視情況，在基板之x及y維度上，第一及第二特徵在空間上重合。
視情況，第一及第二特徵製造於形成於基板中或圖案化於基板上之分離層上。
視情況，第一及第二特徵製造於形成於基板中或圖案化於基板上之單層上。
視情況，一或多個第一特徵包含高度已至少部分降低的第二特徵。
視情況，在基板之x及y維度上，第一特徵與第二特徵相比在第一特徵之長度及/或寬度的至少一部分上具有降低的高度，且其中特徵之高度定義為沿著垂直於基板之對應z軸。
視情況，第一特徵與第二特徵之高度比為以下一者：0.9或更小；0.8或更小；0.7或更小；0.6或更小；及0.5或更小。
視情況，第一特徵與第二特徵之高度比亦為以下一者：0.1或更多；0.2或更多；及0.3或更多。
視情況，第一特徵藉由移除第二特徵中的一或多者的至少部分以降低高度或藉由在第二特徵中的一或多者上沈積至少一個層以增加高度而形成。
視情況，第一及第二結構形成複數個重複的週期性單位胞元結構，每一單位胞元結構包含至少一個第一特徵及至少一個第二特徵。
視情況，單位胞元中的至少一個第一及第二特徵分佈成使得單位胞元對稱。
視情況，單位胞元的寬度及/或長度為以下一者：小於150nm；小於100nm；小於80nm；小於60nm；及小於40nm。
視情況，第一及第二特徵經配置以使得由量測輻射與第一及第二特徵之間的相互作用產生的包含鏡面反射輻射的信號包含0階繞射，且可使用光學設備進行量測以判定器件製造程序之參數。
視情況，第一及第二特徵經配置以使得第一及/或第二特徵的節距遊動誤差在光瞳平面中產生可區別的光瞳影像。
視情況，第一及第二特徵包含藉由器件製造程序製造於基板中或圖案化於基板上之線。
視情況，第一節距大於第二節距，且視情況是第二節距的倍數。
視情況，第二節距為以下一者：小於100nm；小於80nm；小於60nm；小於40nm；小於20nm；及小於10nm。
基板包含複數個特徵，以供用於藉由利用來自光學設備的量測輻射照射該等特徵並且偵測由量測輻射與複數個特徵之間的相互作用產生的信號來量測器件製造程序之參數，其中複數個特徵按週期性方式分佈，在鄰近特徵之間界定小於100nm的共同節距，且其中複數個特徵中之一或多個第一特徵與複數個特徵中之一或多個第二特徵相比具有至少部分降低的高度。
根據本發明之實例，提供一種用於基於由光學設備獲取之資訊量測器件製造程序之參數的度量衡設備，該光學設備經組態以利用量測輻射照射基板之複數個特徵，且藉由使用光學設備進行量測來偵測由量測輻射與複數個特徵之間的相互作用產生的包含鏡面反射輻射的信號，其中複數個特徵包含按週期性方式以第一節距分佈的第一特徵，及按週期性方式以第二節距分佈的第二特徵，且其中第一節距及第二節距使得第一及第二特徵之組合節距恆定，而不管複數個特徵中是否存在節距遊動，該度量衡設備包含：處理器，其經組態以：基於模型判定鏡面反射輻射之預期分佈；比較鏡面反射輻射之量測分佈與鏡面反射輻射之判定預期分佈來判定其間的誤差；及在誤差低於臨限值的情況下，判定參數為與模型相關的參數；或在誤差高於臨限值的情況下，更新該模型。
視情況，鏡面反射輻射之量測分佈在光瞳平面中進行量測。
視情況，鏡面反射輻射包含0階繞射輻射。
根據本發明之實例，提供一種基於由光學設備獲取之資訊量測器件製造程序之參數的方法，該光學設備經組態以利用量測輻射照射基板之複數個特徵，且藉由使用光學設備進行量測來偵測由量測輻射與複數個特徵之間的相互作用產生的包含鏡面反射輻射的信號，其中複數個特徵包含按週期性方式以第一節距分佈的第一特徵，及按週期性方式以第二節距分佈的第二特徵，且其中第一節距及第二節距使得第一及第二特徵之組合節距恆定，而不管複數個特徵中是否存在節距遊動，該方法包含：基於模型判定鏡面反射輻射之預期分佈；比較鏡面反射輻射之量測分佈與鏡面反射輻射之判定預期分佈來判定其間的誤差；及在誤差低於臨限值的情 況下，判定參數為與模型相關的參數；或在誤差高於臨限值的情況下，更新該模型。
根據本發明之實例，提供一種包含指令之電腦程式，該等指令在執行於至少一個處理器上時使得該至少一個處理器控制設備進行本文中所揭示之任何方法。
根據本發明之實例，提供一種含有上述電腦程式之載體，其中載體為電子信號、光學信號、無線電信號或非暫時性電腦可讀儲存媒體中的一者。
11‧‧‧源
12‧‧‧透鏡
13‧‧‧孔徑板
13N‧‧‧孔徑板
13S‧‧‧孔徑板
14‧‧‧透鏡
15‧‧‧光束分裂器
16‧‧‧物鏡
17‧‧‧第二光束分裂器
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
30‧‧‧經預圖案化特徵
32‧‧‧基底層
34‧‧‧基板
35‧‧‧膜層
36‧‧‧間隔物
38‧‧‧特徵
40‧‧‧產品
42‧‧‧部分
44‧‧‧線/特徵
44'‧‧‧線/特徵
46‧‧‧切口
48‧‧‧單位胞元
50‧‧‧組合節距
51‧‧‧中心線
60‧‧‧系統
62‧‧‧度量衡設備
64‧‧‧處理器
66‧‧‧判定
67‧‧‧模型化光學回應
68‧‧‧初始模型
70‧‧‧更新模型
72‧‧‧光瞳平面表示
74‧‧‧量測
75‧‧‧測得的光學回應
76‧‧‧比較
78‧‧‧擬合度
80‧‧‧誤差
82‧‧‧臨限值
84‧‧‧參數
86‧‧‧更新
88‧‧‧設定檔
90‧‧‧實例重新建構方法
92‧‧‧光瞳影像
94‧‧‧數學模型
96‧‧‧計算
98‧‧‧比較
100‧‧‧參數
102‧‧‧重新建構
AD‧‧‧調整器
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
CD‧‧‧臨界尺寸
DE‧‧‧顯影器
h‧‧‧高度
h'‧‧‧高度
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
LA‧‧‧微影設備
LACU‧‧‧微影控制單元
LB‧‧‧裝載匣
LC‧‧‧微影製造單元
M1‧‧‧光罩對準標記
M2‧‧‧光罩對準標記
MA‧‧‧圖案化器件
MT‧‧‧支撐結構/光罩台
O‧‧‧點線
p‧‧‧共同節距
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‧‧‧第二定位器
RO‧‧‧基板處置器或機器人
SC‧‧‧旋塗器
SCS‧‧‧監督控制系統
SO‧‧‧輻射源
S1‧‧‧分離距離/參數
S2‧‧‧分離距離/參數
TCU‧‧‧塗佈顯影系統控制單元
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台
現在將僅作為實例參看隨附示意性圖式來描述本發明之實施例，在該等圖式中：圖1描繪微影設備；圖2描繪微影製造單元或叢集；圖3描繪用於度量衡中之散射計；圖4至圖9描繪使用間隔圖案化之實例雙重圖案化程序中的階段；圖10以示意性側剖面描繪藉由雙重圖案化而形成之週期性目標結構，其具有零節距遊動；圖11以示意性側剖面描繪藉由雙重圖案化而形成之週期性目標結構，其具有非零節距遊動；圖12a至圖12b分別描繪包括複數個產品之基板的示意性正視/平面圖及產品中的一者之一部分的展開圖；圖13a至圖13c分別描繪根據本發明之實例的具有不同結構 特性之基板之實例的截面圖；圖14描繪結構特性與圖13a至圖13c所示之基板不同的基板之另一實例的正視/平面圖；圖15a至圖15b分別描繪類似於圖13b之實例但沒有特徵的節距遊動以及類似於圖13b之實例且具有特徵的節距遊動之基板的截面圖；圖16a至圖16b描繪根據本發明之實例的用於判定參數之系統；圖17描繪根據本發明之實例的用於判定參數之方法；圖18a至圖18c分別示出：與圖13a相同的基板W之截面圖；及指示使用圖16a至圖16b或圖17之系統或方法得到的節距遊動參數之預期及模擬結果的兩個set-get曲線圖；及圖19a至圖19c分別示出：與圖13b相同的基板W之截面圖；及指示使用圖16a至圖16b或圖17之系統或方法得到的節距遊動參數之預期及模擬結果的兩個set-get曲線圖。
圖1示意性地描繪微影設備LA的實例。該微影設備LA包括：照明系統(例如照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(可包含UV、DUV、EUV輻射及/或其他波長)；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；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(例如包含一或多個晶粒)上。
照明系統IL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。
支撐結構以取決於圖案化器件MA之定向、微影設備LA之設計及其他條件(諸如圖案化器件MA是否被固持於真空環境中)之方式來支撐圖案化器件MA。支撐結構MT可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來支撐圖案化器件MA。支撐結構MT可包括例如框架、台或其類似者，其可根據需要而固定或可移動。支撐結構MT可確保圖案化器件MA例如相對於投影系統PS處於所要位置。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。
本文中所使用之術語「圖案化器件」可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的輔助特徵，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。在實例中，被賦予至輻射光束之圖案可對應於目標部分中產生之器件(諸如積體電路)中之特定功能層。
圖案化器件MA可為透射的或反射的。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。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，以及各種混合式光罩類型。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B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。
本文中所使用之術語「投影系統」可指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各種類型之投影系統PS，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。
在此實例中，微影設備LA屬於透射類型(例如使用透射圖案化器件MA)。替代地，微影設備LA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LA可屬於具有兩個(雙載物台)或多於兩個基板台及例如兩個或多於兩個光罩台之類型。在此類「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，或可對一或多個台進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。
微影設備亦可屬於如下類型：其中基板W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，例如圖案化器件MA與投影系統PS之間的空間。浸潤技術可用於增大投影系統之數值孔徑。
參看圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束B。源及微影設備LA可為單獨實體。在實例中，可能不認為源形成微影設備LA之部分以使得輻射光束B係憑藉包含例如合適導向鏡及/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。在另一實例中，源SO可為微影設備LA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可包含用於調整輻射光束之角度強度分佈之調整器AD。通常，可調整照明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(其通常分別被稱作σ外部及σ內部)。另外，照明器IL可包含各種其他組件，諸如積光器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入射於被固持於支撐結構(例如光罩台MT)上之圖案化器件(例如圖案化器件MA)上，且係由該圖案化器件MA而圖案化。在已橫穿圖案化器件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、2D編碼器或電容性感測器或其類似者)，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器件MA。一般而言，可憑藉形成第一定位器PM之部分之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現光罩台MT之移動。相似地，可使用形成第二定位器PW之部分之長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT之移動。在步進器(相對於掃描器)之狀況下，光罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。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，但該等基板對準標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記可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MA上之情形中，光罩對 準標記可位於該等晶粒之間。
所描繪微影設備LA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，使支撐結構MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WT在X及/或Y方向上移位，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，使光罩台MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WT。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT之每一移動之後或在掃描期間之順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可使用上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。
如圖2中所展示，微影設備LA可形成微影製造單元LC(有時亦被稱作叢集)之部件，微影製造單元LC亦包括用以對基板W執行曝光 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、在不同程序設備之間移動基板，且接著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。
為了正確地且一致地曝光由微影設備曝光之基板，可能需要檢測經曝光基板以量測屬性，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光進行例如調整，尤其在檢測可足夠迅速地且快速地進行而使得同一批量之其他基板仍待曝光的情況下。並且，已經曝光之基板可被剝離及重工以改良產率或可能被捨棄，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，可僅對被認為無缺陷的彼等目標部分執行進一步曝光。
檢測設備(其亦可被稱作度量衡設備)係用以判定基板之屬性，例如判定不同基板或同一基板之不同層之屬性如何在層與層之間變化。檢測設備可整合至微影設備LA、微影製造單元LC或任何其他設備中，或可為單機器件。可為製造器件之生產線提供複數個檢測設備。例如，在生產線之一或多個階段可存在至少一個檢測設備。為了實現快速量測，可能需要檢測設備緊接在曝光之後量測經曝光抗蝕劑層中之屬性。然而，抗蝕劑中之潛影可能具有極低對比度，此係由於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。 一些檢測設備可能不具有足夠敏感度來進行潛影之有用量測。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大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)。亦有可能對經顯影抗蝕劑影像進行量測，此時，抗蝕劑之經曝光部分抑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對經顯影抗蝕劑影像進行量測。後者可能性可限制重工有缺陷基板之可能性，但仍可提供有用資訊。將瞭解，檢測設備可用以在微影製程之任何合適階段期間執行量測。亦將瞭解，檢測設備可經組態以對基板之至少一個特徵(例如產品特徵、專用度量衡目標/特徵及/或其類似者)執行量測。
圖3為呈散射計之形式的光學設備之示意圖，該散射計適於結合圖2之微影製造單元一起來執行度量衡。該設備可用於量測藉由微影形成之特徵之臨界尺寸，量測層之間的疊對，量測節距遊動，及/或其類似者。產品特徵或專用度量衡目標可形成於基板W上。該設備可為單機器件，或併入於例如量測站、微影製造單元LC或生產線中之任何合適位置處之微影設備LA中或併入於微影製造單元LC中。貫穿設備具有若干分支之光軸係由點線O表示。在此實例中，由源11發射之光係由包含透鏡12、14及物鏡16之光學系統經由光束分裂器15而導向至基板W上。此等透鏡係以4F配置之雙重序列進行配置。可使用不同透鏡配置，其限制條件為：其仍將源之影像提供於基板上，且同時地允許接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。可藉由在為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。舉例而言，如所說明，孔徑板13可採取不同形式，該等形式中之兩者被標註為13N及13S，從而允許選擇不同照明模式。所說明實例中之照明系統形成離軸照明模式。在第一照明模式中，孔徑板13N提供自僅出於描述起見被指明為「北」之方向之離軸。在第二照明模式中，孔徑板13S係用以提供相似照明，但提供來自被標註為「南」之相對方向之照明。藉由使用不同孔徑，其他照明模式係可能的。其餘光瞳平面可為暗的，此係因為所要照明模式之外之任何不必要光可干涉所要量測信號。
由基板W上之目標繞射之至少0階以及可能-1階及+1階中之至少一者(及可能更高階)可由物鏡16收集且經返回導向通過光束分裂器15。第二光束分裂器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0階繞射光束及可能一階及高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)。每一繞射階可入射於感測器上之一不同點，使得影像處理可能能夠量測、比較及/或對比若干階。由感測器19捕捉之光瞳平面影像可用於聚焦度量衡設備及/或正規化一階光束之強度量測。光瞳平面影像可用於例如重新建構特徵或其類似者之任何合適量測目的。如本文中所解釋，光瞳平面影像可用於量測鏡面反射輻射之屬性(例如包括至少0階繞射)以判定器件製造程序之至少一個參數。
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上之目標之影像係僅自-1或+1一階光 束而形成。由感測器23偵測到之影像因此被稱作「暗場」影像。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，則將不形成光柵線之影像。
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的特定類型。
可在專利申請案US 2006/066855 A1、WO 2009/078708、WO 2009/106279及US 2011/0027704 A中發現散射計及技術之實例，所有該等專利申請案之全文內容皆以引用方式併入本文中。
在下文中，描述根據實例量測器件製造程序(特別是微影製程)之參數的方法。該等方法可適用於量測包含多重圖案化(例如雙重圖案化(例如，自對準雙重圖案化(SADP)或其類似者)或四重圖案化(例如，自對準四重圖案化(SAQP)或其類似者))之微影製程之參數。下文參看圖4至圖9描述使用間隔圖案化之雙重圖案化程序之實例。本發明之至少一個實例可在使用多重圖案化之其他形式(間隔或非間隔)的情況下使用且甚至在並不涉及多重圖案化之程序中適用。
圖4描繪基板34。基底層32形成於基板34上。包含複數個經預圖案化特徵或心軸30(例如線)之經圖案化層形成於基底層32上，該圖案化層形成第一圖案。
在後續步驟中，如圖5中所描繪，膜層35沈積至經圖案化層上。
在後續步驟中，如圖6中所描繪，在水平表面上執行蝕刻以自膜層35移除材料。從而在經預圖案化特徵30之側壁上形成層36。層 36可被稱作間隔物。如可見，間隔物36之間的距離取決於預圖案化特徵30之寬度，且亦取決於預成型特徵中之鄰近特徵之間的距離。鄰近間隔物36之間的節距因此隨鄰近預圖案化特徵30之間的寬度及/或空間而變。
在後續步驟中，如圖7中所描繪，移除經預圖案化特徵30，從而留下間隔物36，該等間隔物36形成密度為經預圖案化特徵30之原始圖案之密度兩倍的圖案(此係因為經預圖案化特徵30中之每一者具有兩個側壁且每一側壁產生該等間隔物36中之一者)。
在後續步驟中，如圖8中所描繪，將間隔物36用作光罩以界定基底層32之選擇性蝕刻。
在後續步驟中，如圖9中所描繪，移除間隔物36，從而留下由基底層之剩餘材料形成之特徵38之第二圖案。第二圖案(圖9中所展示)包含多達第一圖案(圖4中所展示)之特徵兩倍的特徵。
上文考圖4至圖9所描述之程序有時被稱作自對準雙重圖案化(SADP)。可基於第二圖案之特徵38而非第一圖案之特徵來重複該程序，藉此再次將特徵密度加倍。此類型之程序有時被稱作自對準四重圖案化(SAQP)。原則上可進一步重複該程序以產生特徵密度之進一步增大。
參看圖9，分離距離S1係由經預圖案化特徵30之寬度判定。分離距離S2係由鄰近對之經預圖案化特徵30之間的分離距離判定。S1與S2之間的差將引起奇數特徵與偶數特徵38之間的有效疊對誤差。在S1-S2非零的狀況下，鄰近特徵之間的分離距離因此將交替。交替之分離距離可被稱作節距遊動。圖10描繪具有零節距遊動(S1=S2)之結構之一部分。圖11描繪具有非零節距遊動(S1≠S2)之結構之一部分。可能需要監視及控制S1與S2之間的任何差(例如以確保該差不超過預定臨限值)。應 注意，S1及S2之和保持恆定，即使由於上文所描述之特徵38的製作方法而存在節距遊動。
用於量測S1-S2(及因此節距遊動)之技術可具有各種缺點。
掃描電子顯微法(CD-SEM)可用以量測S1-S2。然而，掃描電子顯微法相對較慢(通常需要幾秒來進行量測)。CD-SEM藉由器件上之高局域化進行量測，從而意謂可能需要大量檢測點來檢測聚集目標效能。此外，可能難以區別S1與S2。
散射量測技術提供改良之速度，但可具有低敏感度，特別針對小的S1-S2值而言。
圖10及圖11中由特徵38(及其間隔)定義的結構使得鏡面反射輻射不會產生任何資訊，或至少提供的資訊不足以判定值S1或S2(例如，判定節距遊動之位準及/或另一參數)，用於判定的方式是分析在光學設備之光瞳平面處獲得的資訊(例如，使用圖3中之散射計的第一感測器19)。
然而，應瞭解，結構(例如，CD或其類似者)、組態、分佈及/或與圖11中之特徵38相關的任何其他參數仍能夠在光學設備之光瞳平面或另一平面中進行量測。因此，在圖10及圖11的實例中，仍有可能根據光學設備之光瞳平面及/或任何其他平面中的信號之量測值判定至少一個參數。
基於光學設備(例如使用圖3之散射計或另一適當光學設備)獲取之資訊量測器件製造程序(例如，微影製程的一部分)之參數(諸如節距遊動及/或至少一個其他參數)的方法之實例在下文描述。本發明認識到，藉由提供包括具有某些結構特性之特徵的基板W，或許有可能使用由 量測輻射與基板W之間的相互作用產生的鏡面反射輻射來量測參數(諸如節距遊動及/或其他參數)。在與特徵相互作用之後，鏡面反射輻射可包括0階輻射。若存在的話，1階及/或高階繞射可例如經由傳播穿過基板W之消散波與鏡面反射輻射之相互作用而影響鏡面反射輻射之至少一個屬性。鏡面反射輻射可包含由量測輻射與特徵之間的相互作用產生的信號之0階繞射。
該方法可使用基板W上之產品特徵來量測參數。例如，基板W上形成之產品可包括某些特性對應於本文中所描述的實例中能夠僅或至少使用鏡面反射輻射量測參數的至少一個實例之特徵。在一實例中，該方法可能能夠使用高階繞射(例如，可藉由基板W產生之1階或高階)中存在之資訊來量測參數。應瞭解，該方法可能能夠使用光瞳平面中之至少一個繞射階(例如，0階、±1階及高階繞射中的至少一者)來量測或判定參數。不同繞射階產生之資訊可取決於特徵之某些特性。例如，不同CD值、間隔值(例如，S1及S2)、節距值及其類似者可左右是哪一(哪些)繞射階含有可以用於判定參數或所關注參數之恰當資訊。
具有某些特性之特徵可定義至少一個目標。本文中所使用之術語「目標」可指用於或能夠用於量測程序中之任何結構。目標可包含專用度量衡目標，或目標可形成部分或完全出於其他目的提供的結構的一部分。舉例而言，目標可由產品特徵形成。
圖12a至圖12b分別描繪包括複數個產品40之基板W的示意圖及產品40中的一者之部分42的展開圖。部分42包括複數個特徵，在此實例中，該等特徵呈間隔開的線44之形式，該等線沿著基板W之Y軸延伸且沿著X軸按週期性方式分佈。應瞭解，基板W上之產品40的分佈、大小 及組態以及基板W自身純粹是示意性的而不是按比例的。此外，線44之分佈、大小及組態純粹是示意性的而不是按比例的。
圖13a至圖13c分別描繪具有至少一個結構特性之基板W上之特徵的不同實例，該結構特性提供部分42，部分42包含複數個特徵(例如，圖12b之線44或其類似者)以供用於量測器件製造程序之參數。此等實例描繪線44之截面圖(例如，由圖12b之截面A-A繪示)，以在Y軸之方向上觀察線44。圖13a至圖13c的實例示出線44，其中線44之不同組態(或圖案)具有高度h(例如，沿Z軸定義)。參看圖12b，應瞭解，圖13a至圖13c各自僅描繪產品40內之四個鄰近線44，該產品可包括更多組態或圖案相同的線44，該等線沿X軸重複，具有線高度h。應瞭解，線44之組態或圖案可能並非產品40之單獨特徵，可能存在具有不同特徵之不同部分42(例如，呈線44的形式或是其他形狀及/或材料)。
圖13a至圖13c就線44之高度h的圖案而言彼此不同。圖13a示出四個線44的圖案，該等線各自具有相同高度h。圖13b示出四個線44的圖案，其中第一及第四線44'的高度h'部分縮減(在此實例中，高度縮減大約50%)，而第二及第四線44的高度h與圖13a中之線44的高度相同。圖13c示出四個線44的圖案，其中第一線44'的高度h'部分縮減(在此實例中，高度縮減大約50%，也可考慮其他縮減度)，且第二、第三及第四線44的高度h與圖13a至圖13b中之線44的高度相同。在部分42之其他線中，可重複四個線44/44'之圖案，及/或在產品40中的其他位置，可重複四個線44/44'之圖案。高度h'縮減的線44'可定義基板W之「第一特徵」。高度h未縮減的線44可定義基板W之「第二特徵」。
在圖13a至圖13c中的每一者中，共同節距「p」可界定於 線44與線44'之間。若不存在節距遊動，則所有線44、44'的共同節距p相同。然而，若存在節距遊動，則共同節距p可能由於該誤差而發生改變(例如，使得週期性間隔開的結構之間的節距改變，例如使S1及S2中的一者增加並使S1及S2中之另一者減少對應的量)。應瞭解，所描繪的四個線之圖案僅為實例，且在圖案中可重複任何數目/分佈的線及/或其他特徵(例如，兩個、三個、五個線/特徵及其類似者)。
共同節距p之實例包括10nm或更小、20nm或更小、30nm或更小、50nm或更小、100nm或更小；150nm或更小；200nm或更小。此共同節距p可對應於基板W上之產品的實例特徵大小。因此，本發明可描述直接量測基板W上之特徵位準處的至少一個參數(諸如節距遊動)的設備、方法及/或系統。應瞭解，對於較大節距(例如300nm或更多、600nm或更多)，鏡面反射輻射可包括或伴有可使用光學設備量測的包含至少一個繞射階之信號。
如圖13a至圖13c中所示，線44'表示第一特徵，且線44表示第二特徵。可以看出，鄰近第一特徵44'之間的節距是鄰近第二特徵44之間的節距p的倍數，它亦被定義為共同節距。若特徵44、44'中存在節距遊動，則節距p將發生變化，如上文所解釋，此係由於S1及S2的值將改變。然而，S1+S2的總值將保持恆定，且由用以製造特徵44、44'之經預圖案化特徵30定義。因此，例如在圖13b及圖13a中，第一特徵44'之間的節距可保持恆定。當圖13b及圖13c之空間有限表示延伸以涵蓋更多的特徵44、44'時，此情形將明顯。
圖14描繪線44之圖案(例如可包括於圖12b之部分42中)的另一實例之示意性平面圖。在此實例中，圖14類似於圖12b，平出沿著Y 軸延伸且沿著X軸週期性地分佈之線44。在圖14中，兩個線44'包括在線44'之長度內(例如，沿著Y軸)的切口46，使得線44'實際上包括由切口46分隔開的兩個單獨線。在此實例中，切口46涉及Z軸中線44'的完整移除。然而，在另一實例中，切口46可涉及Z軸中線44'的僅部分移除(例如，類似於圖13b至圖13c)，以降低線44'之高度。圖14示出四個線44、44'之圖案，其中第二及第三線44'各自具有切口46(在此實例中，高度降低100%且僅延伸線44'之長度的一部分)，且第一及第四線44具有與圖13a至圖13c中的線44相同的高度h。此圖案可以與圖13a至圖13c中描述的重複方式類似的方式重複。包括切口46之線44'可定義基板W之「第一特徵」。高度h未降低的線44可定義基板W之「第二特徵」。
類似於圖13a至圖13c的實例，共同節距「p」可界定於圖14中之線44與線44'之間。應瞭解，四個線44、44'之描繪圖案以及切口46僅為實例，且任何數目/分佈的線、切口及/或其他特徵可以任何圖案(例如，兩個、三個、五個線/特徵，及其類似者)重複。將進一步瞭解，產品40可包括具有任何CD及/或圖案之特徵。例如，產品40可包括含有以下至少一者的特徵之圖案：高度h'之部分降低；及在產品40之至少一個特徵(例如，線44、44')中之切口46。
圖1Sa至圖15b描繪包括複數個單位胞元48之基板W。每一單位胞元48包括沿著X軸重複以使得組合節距50跨重複單位胞元48界定於第一特徵44'與第二特徵44之間的特徵(例如，線44、44')之圖案。圖15a至圖15b中之單位胞元48包括對應於圖13b中描繪之實例的四個線44、44'之圖案，然而，單位胞元48可定義為包括不同數目個特徵44、44'。例如，使用圖13c之例示性配置，單位胞元可定義為包括總計5個特徵44、44'， 以便提供對稱單位胞元。在圖15a的實例中，組合節距50等於「4p」或是共同節距「p」的四倍，而不管是否存在節距遊動(亦即，圖15a及圖15b之組合節距50相等)。組合節距可定義為具有整數數目個第一特徵44'且亦具有整數數目個第二特徵44之最小節距。在本實例中，若單位胞元48包括具有指示節距遊動之誤差的線44、44'，則組合節距50不會改變。單位胞元48包括線44、44'圍繞單位胞元48之中心線51的對稱圖案/序列。中心線51的任一側是線44、44'之鏡像圖案。
應注意，在圖中提供以及上文所描述之實例中，第一特徵44'及第二特徵44包括於基板W上所形成之單層上。在此等實例中，第一特徵44'可藉由降低第二特徵之高度(如所描述)來形成。然而，在其他配置中，第一特徵44'及第二特徵44可在基板W上所形成之分離層中。在彼等配置中，在量測節距遊動的過程中，第一及第二特徵之相對高度並不一定很大。不管第一及第二特徵是形成於單層上還是形成於分離層上，在例示性實施例中，第一及第二特徵之間的節距使得組合節距保持恆定，而與作為微影製程之部分分給特徵的節距遊動的量無關。
如將瞭解，當第一及第二特徵在單層上時，第二特徵44之週期性性質呈現為間雜有第一特徵44'。然而，出於描述的目的，第二特徵44之間的節距始終被視為共同的，此係因為第一及第二特徵覆疊。
圖16a描繪系統60，其用於藉由利用來自光學設備(參見圖3)之量測輻射照射特徵(例如，線44、44'或任何其他合適的特徵)並且偵測由量測輻射與特徵之間的相互作用產生的信號來量測參數(例如，節距遊動、CD及其類似者)。系統60包括用於量測信號之度量衡設備62，例如用以量測基板W對量測輻射所產生之照射的光學回應。度量衡設備62可包括 圖3之光學設備或任何其他合適的設備，例如用於量測以下至少一者的橢偏儀或其類似者：信號之角度、相位、幅度、強度、極化資訊或其類似者。
度量衡設備62經組態以基於由光學設備或另一適當設備獲取之資訊來量測器件製造程序之參數。光學設備經組態以利用量測輻射來照射基板W之複數個特徵，且藉由使用光學設備進行量測來偵測包含由量測輻射與複數個特徵之間的相互作用產生的鏡面反射輻射的信號。其中複數個特徵按週期性方式分佈，在鄰近特徵之間界定共同節距，且其中複數個特徵中之一或多個第一特徵與複數個特徵中之一或多個第二特徵相比具有至少部分降低的高度。度量衡設備62包括處理器64。處理器64經組態以判定66鏡面反射輻射之預期分佈，其可在光瞳平面影像中。預期分佈可定義「模型化光學回應」67，且由量測輻射與特徵(例如，線44、44')之間的相互作用產生。預期分佈係基於模型(例如，初始模型68或更新模型70)而判定。藉由求解信號自特徵之模型反射且隨後傳播穿過光學設備時的馬克士威等式(例如，經由前向調用)來計算預期分佈。
在本實例中，模型化光學回應67包含信號之光瞳平面表示72，光瞳平面表示72對應於信號在光學設備之光瞳平面處的強度分佈。然而，應瞭解，處理器64可替代或另外地經組態以判定信號之影像平面表示或其他表示。度量衡設備64經組態以量測74由量測輻射與特徵之間的相互作用產生的信號之分佈(例如，提供「測得的光學回應」75)。處理器64進一步經組態以比較76基於信號(例如，測得的光學回應75)之影像與預期影像(例如，模型化光學回應)以判定其間的誤差。例如，該比較76可包括判定基於信號之影像的對應像素強度值與預期影像之間的差(例如，減 去該差)。應瞭解，該比較76可使用任何適當的方法來判定誤差。
處理器64可經組態以判定模型化光學回應是否匹配或實質上匹配測得的光學回應(例如，藉由判定擬合度78)。若模型化及測得的光學回應匹配或足夠類似，則處理器64可指示擬合度78「確實」良好或「最佳擬合」，且基於基板W特徵之模型，重新建構一或多個特徵。例如，如圖16b所示，處理器64經組態以實施比較76。處理器64經組態以在預期及測得的光學回應67、75之間的誤差80低於臨限值82的情況下進行計算，處理器64可經組態以判定參數(例如，節距遊動、CD或其類似者)為與模型68或70相關的參數84。然而，若誤差80高於臨限值82，則處理器64可經組態以更新86模型68、70，以便產生用於與測得的光學回應75進行比較的新模型化光學回應67，直至擬合度78良好或「最佳擬合」為止。
在判定模型68、70與測得的光學回應最佳擬合後，有可能判定基板W之參數或複數個參數(例如，重新建構設定檔88，諸如CD或節距遊動)。若最佳擬合模型68、70指示存在節距遊動(及/或另一誤差)，則可決定是否重新校準微影設備LA，繼續微影製程，移除含有誤差之基板W的任何層並再次開始，或甚至移除基板W，或其類似者。某些產品能夠容許特定位準之節距遊動(及/或另一誤差)，但其他產品也許不能夠容許該特點位準之節距遊動(及/或另一誤差)。因此，度量衡設備62及相關方法可能能夠判定微影製造程序是否將誤差引入至基板W上所形成之產品中，且在恰當時間採取行動。因為誤差可導致製造品質較低的或無效的產品，所以判定誤差是微影製造程序的相關部分。判定誤差所花費的時間會影響產品之製造效率。度量衡設備62及相關方法可能能夠比先前實例更快地判 定誤差，使得微影製造程序可以節省時間且經濟的方式繼續進行。
系統60可以任何適當方式實施。可被用作系統60的一部分的系統之實例描述於WO 2015/082158 A1中，其內容以全文引用的方式併入本文中。WO 2015/082158描述一種重新建構程序，其包括藉由微影製程量測基板上所形成之結構，判定用於產生模型化圖案之重新建構模型，計算及最小化包括模型誤差之多變數成本函數。有害參數所引入的誤差基於有害參數行為之統計學描述(藉由機率密度函數)而模型化。根據統計學描述，計算以平均模型誤差及加權矩陣表示的模型誤差。此等模型誤差用來修改成本函數以便降低重新建構過程中有害參數之影響，而不會增加重新建構模型之複雜度。有害參數可為模型化結構之參數及/或用於重新建構中之檢測設備的參數。
如圖17所描繪，在實例重新建構方法90(其可使用處理器64實施)中，CD重新建構、節距遊動重新建構及/或至少一個其他參數之重新建構可包括：- 例如藉由計算光瞳影像92來量測由基板上之特徵散射之信號的分佈；- 定義諸如基板W上之光柵的特徵之數學(例如，幾何形狀)模型94(例如，模型68或70)；- 使用馬克士威等式計算96(例如，數值積分)由模型94散射之信號的預期分佈，以例如產生計算後的光瞳影像；- 比較98計算後的光瞳影像與測得的光瞳影像92(例如，使用度量衡設備62進行量測而獲得)；及- 例如藉由改變該模型之至少一個參數100來更改該模型，從而影響 預期光瞳影像(例如定義特徵之幾何形狀的兩個或大於兩個參數100)。上文步驟可重複直至估計的光瞳影像與測得的光瞳影像類似(在一定的允許誤差範圍內)為止，此時方法90指示該模型準確地描述基板W之一或多個特徵以重新建構102器件製造程序之參數，例如節距遊動。應瞭解，不同參數可以類似或不同方式影響光瞳影像。例如，至少兩個不同的參數或許有可能產生相同的光瞳影像。在本文中所揭示之例示性方法及設備中，不可能將特徵之一個參數的效應與另一個區分開。在判定節距遊動誤差之實例中，本文中所揭示之方法及設備允許獨立判定S1及/或S2對光瞳影像之影響。亦應瞭解，方法90可以各種方式實施。例如，可量測影像平面(影像)(或實際上在光學設備之任何適當平面處的任何影像)，而非量測光瞳影像92。數學模型94、計算96步驟及/或比較98步驟可進行適當修改或調適以反映出光學設備之平面正被量測/計算(例如，由於光學設備之每一平面處的不同強度分佈設定檔)。
本發明可提供一種方式來產生可區別的光瞳影像(例如，針對兩個參數S1及S2中的每一者)。藉由向基板之至少一個特徵提供不同尺寸(例如，線44'的高度與線44相比部分降低，或其類似者)，或許有可能去相關或計算可區別的光瞳影像，且識別出例如在特徵中正發生節距遊動(與CD或另一參數的誤差相對照)。相反，本發明可提供一種方式來判定特徵之至少一個參數導致誤差或至少一個參數不會導致誤差(例如，幫助識別誤差)。方法90可至少部分使用系統60的至少部分或使用任何其他適當系統來實施。
圖18a對應於圖13a，其中線44中之任一者的高度未降低。亦即，圖18a中之特徵僅包括第二特徵44。圖18b至圖18c分別描繪兩個 「set-get」曲線圖，其示出包括圖18a之特徵(例如，重複單位胞元)的基板W之預期參數(例如，S1及S2之期望值)與模擬參數(例如，S1及S2之模擬值)的關係模擬。曲線圖之x軸指示「set」值，且曲線圖之y軸指示「get」值，其中兩個軸的單位皆為nm。在此實例中，藉由在幾何形狀參數(包括節距遊動)中產生隨機擾動(S1、S2及CD±2nm)來仿真製程中的真實情形。接著例如作為系統60或方法90之部分處理模擬信號以評估信號是否足夠用於準確地判定參數S1及S2或節距遊動。使用圖18a所示的結構，18b及18c之曲線圖指示不可能判定S1及S2，因為預期及模擬結果之間的存在不良R2相關值(亦即，對於S1 get-set曲線圖，y=-0.1163x+11.088；R^2=0.0089，對於S2 get-set曲線圖，y=-0.6649x+17.085；R^2=0.3976)。不良R2值指示模型的幾何形狀擾動在瞳孔回應中並未提供足夠的信號，導致無法準確地推斷S1及S2值。
圖19a對應於圖13b，其中第一特徵(或線)44'之高度降低。在此實例中，圖19b至圖19c示出兩個「set-get」曲線圖(分別對應於圖19a所示出的結構之預期/模擬參數S1及S2)。應用與圖18b至圖18c相同的程序以計算「set-get」曲線圖。然而，對比而言，set-get曲線圖指示有可能準確地判定S1及S2，因為預期及模擬結果之間存在極好的R2相關值(亦即，對於S1 get-set曲線圖，y=0.9983x+0.0163；R2=0.9999，對於S2 get-set曲線圖，y=0.9932x+0.0683；R2=0.9999)。因此，圖19a所提供的結構(及其他類似結構)可以判定S1及S2，若使用諸如圖18a所示之結構，該判定可能係不可能的。
所揭示之方法中之任一者可使用任何恰當組態之度量衡設備實施。本發明之度量衡設備62可包含如上文參看圖3所論述之光學設備 及/或任何其他光學設備，例如橢偏儀或其類似者。可提供包含器件製造設備及度量衡設備之器件製造系統。器件製造系統可包含微影系統，該微影系統包含微影設備LA及度量衡設備62。器件製造設備(例如，至少包括微影設備LA)可對基板W執行器件製造程序(例如，微影製造程序)。度量衡設備62可經組態以量測器件製造程序之至少一個參數。器件製造設備可將度量衡設備62所測得的參數用於後續器件製造程序中。在參數表示器件製造程序之誤差的情況下，器件製造設備可使用參數來降低誤差之大小，或指示需要進行干預以改正誤差或降低誤差之大小。
在以下編號條項中描繪根據本發明之另外實施例：
1.一種基板，其包含複數個特徵，以供用於藉由利用來自一光學設備之量測輻射照射該等特徵並且偵測由該量測輻射與該等特徵之間的相互作用產生的一信號來量測一器件製造程序之一參數，其中該複數個特徵包含按週期性方式以一第一節距分佈的第一特徵，及按週期性方式以一第二節距分佈的第二特徵，且其中該第一節距及第二節距使得該等第一及第二特徵之一組合節距恆定，而不管該複數個特徵中是否存在節距遊動。
2.如條項1之基板，其中該等第一特徵使用一間隔圖案化方法進行製造，且其中該組合節距為用於該間隔圖案化方法中之一心軸之一寬度的倍數。
3.如條項1或2之基板，其中在該基板之x及y維度上，該等第一及第二特徵在空間上重合。
4.如任一前述條項之基板，其中該等第一及第二特徵製造於形成於該基板中或圖案化於該基板上之分離層上。
5.如條項1至3中任一項之基板，其中該等第一及第二特徵製造於形成於該基板中或圖案化於該基板上之一單層上。
6.如條項5之基板，其中一或多個第一特徵包含高度已至少部分降低的一第二特徵。
7.如條項6之基板，其中在該基板之x及y維度上，該等第一特徵與該等第二特徵相比在該等第一特徵之一長度及/或寬度的至少一部分上具有一降低的高度，且其中該等特徵之該高度定義為沿著垂直於該基板之一對應z軸。
8.如條項6或7之基板，其中該等第一特徵與該等第二特徵之一高度比為以下一者：0.9或更小；0.8或更小；0.7或更小；0.6或更小；及0.5或更小。
9.如條項8之基板，其中該等第一特徵與該等第二特徵之該高度比亦為以下一者：0.1或更多；0.2或更多；及0.3或更多。
10.如條項6至9中任一項之基板，其中該等第一特徵藉由移除該等第二特徵中的一或多者的至少部分以降低高度
或藉由在該等第二特徵中的一或多者上沈積至少一個層以增加高度而形成。
11.如條項6至10中任一項之基板，其中該等第一及第二結構形成複數個重複的週期性單位胞元結構，每一單位胞元結構包含至少一個第一特徵及至少一個第二特徵。
12.如條項7之基板，其中該單位胞元中的該至少一個第一及第二特徵分佈成使得該單位胞元對稱。
13.如條項11或12之基板，其中該單位胞元的一寬度及/或長度為 以下一者：小於150nm；小於100nm；小於80nm；小於60nm；及小於40nm。
14.如任一前述條項之基板，其中該等第一及第二特徵經配置以使得由該量測輻射與該等第一及第二特徵之間的相互作用產生的包含鏡面反射輻射的一信號包含0階繞射，且可使用該光學設備進行量測以判定該器件製造程序之該參數。
15.如任一前述條項之基板，其中該等第一及第二特徵經配置以使得該等第一及/或第二特徵的一節距遊動誤差在光瞳平面中產生可區別的光瞳影像。
16.如任一前述條項之基板，其中第一及第二特徵包含藉由器件製造程序製造於基板中或圖案化於基板上之線。
17.如任一前述條項之基板，其中第一節距大於第二節距，且視情況為第二節距之倍數。
18.如任一前述條項之基板，其中第二節距為以下一者：小於100nm；小於80nm；小於60nm；小於40nm；小於20nm；及小於10nm。
19.一種基板，其包含複數個特徵，以供用於藉由利用來自一光學設備之量測輻射照射該等特徵並且偵測由該量測輻射與該複數個特徵之間的相互作用產生的一信號來量測一器件製造程序之一參數，其中複數個特徵按週期性方式分佈，在鄰近特徵之間界定小於100nm的共同節距，且其中複數個特徵中之一或多個第一特徵與複數個特徵中之一或多個第二特徵相比具有至少部分降低的高度。
20.一種用於基於由光學設備獲取之資訊量測器件製造程序之參數 的度量衡設備，該光學設備經組態以利用量測輻射照射基板之複數個特徵，且藉由使用光學設備進行量測來偵測由量測輻射與複數個特徵之間的相互作用產生的包含鏡面反射輻射的信號，其中複數個特徵包含按週期性方式以第一節距分佈的第一特徵，及按週期性方式以第二節距分佈的第二特徵，且其中第一節距及第二節距使得第一及第二特徵之組合節距恆定，而不管複數個特徵中是否存在節距遊動，該度量衡設備包含：處理器，其經組態以：基於模型判定鏡面反射輻射之預期分佈；比較鏡面反射輻射之量測分佈與鏡面反射輻射之判定預期分佈來判定其間的誤差；及在誤差低於臨限值的情況下，判定參數為與模型相關的參數；或在誤差高於臨限值的情況下，更新該模型。
21.如條項20之度量衡設備，其中鏡面反射輻射之量測分佈在光瞳平面中進行量測。
22.如條項20或21之度量衡設備，其中鏡面反射輻射包含0階繞射輻射。
23.一種基於由光學設備獲取之資訊量測器件製造程序之參數的方法，該光學設備經組態以利用量測輻射照射基板之複數個特徵，且藉由使用光學設備進行量測來偵測由量測輻射與複數個特徵之間的相互作用產生的包含鏡面反射輻射的信號，其中複數個特徵包含按週期性方式以第一節距分佈的第一特徵，及按週期性方式以第二節距分佈的第二特徵，且其中第一節距及第二節距使得第一及第二特徵之組合節距恆定，而不管複數個特徵中是否存在節距遊動，該方法包含： 基於模型判定鏡面反射輻射之預期分佈；比較鏡面反射輻射之量測分佈與鏡面反射輻射之判定預期分佈來判定其間的誤差；及在誤差低於臨限值的情況下，判定參數為與模型相關的參數；或在誤差高於臨限值的情況下，更新該模型。
24.一種包含指令之電腦程式，該等指令在執行於至少一個處理器上時使得該至少一個處理器控制設備進行根據條項23之方法。
25.一種含有條項24之電腦程式之載體，其中載體為電子信號、光學信號、無線電信號或非暫時性電腦可讀儲存媒體中的一者。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實例之使用，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，圖案化器件中之構形(topography)界定產生於基板上之圖案。可將圖案化器件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，將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
本文中所使用之術語「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)、軟X射線，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。
對實例之前述描述將因此充分地揭露本發明之一般性質：在不脫離本發明之範疇的情況下，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/或調適此類特定實例，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，此類調適及修改意欲在所揭示之實例之等效者的涵義及範圍內。應理解，本文之措辭或術語係出於描述而非限制之目的，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指導進行解譯。
44‧‧‧線/特徵
44'‧‧‧線/特徵
CD‧‧‧臨界尺寸
h‧‧‧高度
h'‧‧‧高度
p‧‧‧共同節距
S1‧‧‧分離距離/參數
S2‧‧‧分離距離/參數
W‧‧‧基板

Claims (13)

  1. 一種基板，其包含複數個特徵，以供用於藉由利用來自一光學設備之量測輻射照射該等特徵並且偵測由該量測輻射與該等特徵之間的相互作用產生的一信號來量測一器件製造程序之一參數，其中該複數個特徵包含按週期性方式(fashion)以一第一節距(pitch)分佈的第一特徵，及按週期性方式以一第二節距分佈的第二特徵，其中該第一節距及第二節距使得該等第一及第二特徵之一組合節距恆定，而不管該複數個特徵中是否存在節距遊動(pitch walk)，且其中該等第一及第二特徵製造於形成於該基板中或圖案化於該基板上之一單層上且其中一或多個第一特徵包含高度已至少部分降低的一第二特徵。
  2. 如請求項1之基板，其中該等第一特徵使用一間隔圖案化方法進行製造，且其中該組合節距為用於該間隔圖案化方法中之一心軸之一寬度的倍數。
  3. 如請求項1或2之基板，其中在該基板之x及y維度上，該等第一及第二特徵在空間上重合(coincident)。
  4. 如請求項1或2之基板，其中該等第一及第二特徵製造於形成於該基板中或圖案化於該基板上之分離層上。
  5. 如請求項1之基板，其中在該基板之x及y維度上，該等第一特徵與該等第二特徵相比在該等第一特徵之一長度及/或寬度的至少一部分上具有一降低的高度，且其中該等特徵之該高度定義為沿著垂直於該基板之一對應z軸。
  6. 如請求項1之基板，其中該等第一特徵與該等第二特徵之一高度比為以下一者：0.9或更小；0.8或更小；0.7或更小；0.6或更小；及0.5或更小。
  7. 如請求項6之基板，其中該等第一特徵與該等第二特徵之該高度比亦為以下一者：0.1或更多；0.2或更多；及0.3或更多。
  8. 如請求項1之基板，其中該等第一特徵藉由移除該等第二特徵中的一或多者的至少部分以降低高度或藉由在該等第二特徵中的一或多者上沈積至少一個層以增加高度而形成。
  9. 如請求項1之基板，其中該等第一及第二結構形成複數個重複的週期性單位胞元結構，每一單位胞元結構包含至少一個第一特徵及至少一個第二特徵。
  10. 如請求項5之基板，其中該單位胞元中的該至少一個第一及第二特徵分佈成使得該單位胞元對稱。
  11. 如請求項9之基板，其中該單位胞元的一寬度及/或長度為以下一者：小於150nm；小於100nm；小於80nm；小於60nm；及小於40nm。
  12. 如請求項1或2之基板，其中該等第一及第二特徵經配置以使得由該量測輻射與該等第一及第二特徵之間的相互作用產生的包含鏡面反射輻射的一信號包含0階繞射，且可使用該光學設備進行量測以判定該器件製造程序之該參數。
  13. 如請求項1或2之基板，其中該等第一及第二特徵經配置以使得該等第一及/或第二特徵的一節距遊動誤差在光瞳平面中產生可區別的光瞳影像。
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