TWI711894B - 度量衡方法、圖案化裝置、設備及電腦程式 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種量測疊對之方法，該方法使用來自形成於一基板(W)上之一對子目標(1032、1034)上的部位(LOI)之複數個不對稱性量測值。對於每一子目標，基於設計至該等子目標中之一已知偏置變化，將該複數個不對稱性量測值擬合至不對稱性與疊對之間的至少一個預期之關係(1502、1504)。一個實例中之連續偏置變化通過使頂部及底部光柵(P1/P2)之間距變化來提供。該對之該等子目標之間的偏置變化係相等但相反的(P2/P1)。基於該等兩個子目標之該等擬合關係之間的一相對位移(xs)計算疊對(OV)。將不對稱性量測值擬合至至少一個預期之關係之步驟包括對偏離該預期的關係且/或落在該擬合關係之一特定片段外的量測值(1506、1508、1510)進行全部地或部分地折減。

Description

度量衡方法、圖案化裝置、設備及電腦程式
本發明係關於用於可用於例如藉由微影技術來製造裝置之度量衡的方法及設備，且係關於使用微影技術來製造裝置之方法。本發明進一步係關於在此類方法中可使用的圖案化裝置及電腦程式產品。
一種微影設備為將所要圖案塗佈至基板上(通常塗佈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)之製造中。在彼個例中，圖案化裝置(其替代地稱為光罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。此圖案可轉印至基板(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。通常經由成像至設置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，單一基板將含有連續地經圖案化之鄰近目標部分之網路。在微影程序中，需要頻繁地對所產生結構進行量測(例如)以用於程序控制及校驗。用於進行此類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(裝置中之兩個層的對準準確度之量測)之特殊化工具。可就兩個層之間的未對準之程度而言描述疊對，例如，1nm之經量測疊對的參考可描述兩個層未對準1nm的情形。
最近，已開發用於微影領域中之各種形式之散射計。此等裝置將輻射光束導引至目標上且量測散射輻射之一或多個特性(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特性之「光譜(spectrum)」。可藉由各種技術來執行所關注特性之判定：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之重構；庫搜尋；及主成份分析。
由習知散射計使用之目標相對較大(例如40μm乘40μm)光柵，且量測光束產生小於光柵之光點(亦即，光柵填充不足)。此情形簡化了目標之數學重構，此係因為可將目標視為無限的。然而，為了減小目標之大小，例如減小至10μm乘10μm或更小，例如因此其可定位於產品特徵當中而非切割道中，已提議使光柵小於量測光點(亦即，光柵填充過度)之度量衡。通常使用暗場散射量測來量測此類目標，其中阻擋零階繞射(對應於鏡面反射)，且僅處理高階。可在國際專利申請案WO 2009/078708及WO 2009/106279中找到暗場度量衡之實例，該等專利申請案之文獻以全文引用之方式併入本文中。專利公開案US20110027704A、US20110043791A以及US20120242970A中已描述技術之進一步開發。在US2010201963A1及US2011102753A1中描述設備之修改以提高產出率。所有此等申請案之內容亦以引用之方式併入本文中。使用繞射階之暗場偵測之以繞射為基礎的疊對實現對較小目標之疊對量測。此等目標可小於照明光點且可由晶圓上之產品結構環繞。目標可包含可在一個影像中量測之多個光柵。
在已知度量衡技術中，藉由在某些條件下量測疊對目標兩 次，同時旋轉疊對目標或改變照明模式或成像模式以分別獲得-1繞射階強度及+1繞射階強度來獲得疊對量測結果。關於給定疊對目標之強度不對稱性(此等繞射階強度之比較)提供目標的不對稱性之量測。疊對目標中之此不對稱性可用作疊對(兩個層之不當未對準)之指示符。
在使用四個不同子目標之已知方法中，由於邊緣效應，圖案區域之某一部分不可用。在半導體產品設計中，空間之有效使用係極重要的。僅兩個具體偏移之使用強制執行上述線性之假設，當真實關係係非線性時此可導致不準確度。增加所使用之已知設計中的偏移量將增加使用的空間。
需要能夠在增加準確度之情況下及/或在用於該等目標之較少空間的情況下執行疊對或其他效能參數之度量衡。
本發明在一第一態樣中提供量測一微影程序之一效能參數的一方法，如隨附請求項1中所界定。
本發明在一第二態樣中進一步提供用於一微影設備中的一圖案化裝置，該圖案化裝置包含界定一或多個裝置圖案之部分及界定一或多個度量衡圖案的部分，該等度量衡圖案包括用於如上文所闡述的本發明之該第一態樣的一方法中之至少一個目標，該目標在該目標上的部位之間具有一偏置變化，該偏置變化具有一不對稱性相關之特性。
本發明在另一態樣中提供一度量衡設備，其包含：一照明系統，經組態以用輻射照明一目標；一偵測系統，經組態以偵測由該目標之照明引起之散射輻射；其中該度量衡設備可操作以執行如上文所闡述的本發明之該第一態樣的該方法。
本發明進一步提供包含處理器可讀指令之一電腦程式，該等處理器可讀指令在合適之處理器控制設備上運行時，使得該處理器控制設備執行該第一態樣的該方法，且一電腦程式載體包含此電腦程式。
下文參考附圖來詳細地描述本發明之其他特徵及優勢以及本發明之各種實施例的結構及操作。應注意，本發明不限於本文中所描述之該等具體實施例。本文中僅出於說明性目的而呈現此類實施例。基於本文中所含有之教示，額外實施例對於熟習相關技術者將為顯而易見的。
0:零階射線
+1:點鏈線
+1(N):繞射射線
-1:雙點鏈線
-1(S):繞射射線
11:源
12:透鏡
13:孔徑板
13N:孔徑板
13S:孔徑板
13NW:孔徑板
13SE: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:第二孔徑光闌
22:光學系統
23:感測器
31:量測光點
32:子目標
33:子目標
34:子目標
35:子目標
40:影像
41:圓形區域
42:矩形區域
43:矩形區域
44:矩形區域
45:矩形區域
600:多重光柵目標
632:子目標
633:子目標
634:子目標
635:子目標
740:影像
742:附圖標記
743:附圖標記
744:附圖標記
745:附圖標記
802:特徵
804:底層特徵
804:特徵
1000:目標
1032:子目標
1033:子目標
1034:子目標
1035:子目標
1142:區域
1143:區域
1144:區域
1145:區域
1202:線特徵
1204:特徵
1206:線
1500:不對稱取樣值
1502:曲線
1504:曲線
1506:異常值
1508:異常值
1510:異常值
1600:多重光柵目標
1632:子目標
1634:子目標
1702:曲線
1704:曲線
1706:步驟
1712:曲線
1714:曲線
1716:誤差源；線
1722:曲線
1724:曲線
2000:子目標
2100:目標
2102:對準特徵
2200:目標
2202:對準特徵
2300:目標
2400:目標
A:不對稱性
AD:調整器
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
d:偏置值
+d:偏移
-d:偏移
DE:顯影器
I:量測輻射射線
I/O1:輸入/輸出埠
I/O2:輸入/輸出埠
IF:位置感測器
IL:光學系統
IN:積光器
K:因子
LA:微影設備
LACU:控制單元
LB:裝載匣
LC:微影單元
LOI:關注線
LS:位階感測器
M1:對準標記
M2:對準標記
MA:圖案化裝置
MET:度量衡系統
MT:支撐件
N:北
O:光軸
OV:疊對誤差
P1:間距
P2:間距
P3:間距
PM:第一定位器
PS:投影光學系統
PU:處理器
PW:第二定位器
RO:機器人
ROI:關注區域
S:南
S1:步驟
S2:步驟
S3:步驟
S4:步驟
S5:步驟
S6:步驟
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
WT:基板台
WTa:基板台
WTb:基板台
X:方向
X1:位置
X2:位置
xs:位移
Y:方向
現將僅藉助於實例參考附圖來描述本發明之實施例，在該等附圖中：圖1描繪根據本發明之實施例之微影設備；圖2描繪根據本發明之實施例之微影製造單元或叢集；圖3包含(a)用於使用第一對照明孔徑來量測目標之暗場散射計的示意圖；(b)用於給定照明方向之目標光柵之繞射光譜的細節；(c)在使用散射計以用於以繞射為基礎之疊對量測時提供其他照明模式之第二對照明孔徑；以及(d)組合第一對孔徑與第二對孔徑之第三對照明孔徑；圖4描繪基板上之已知形式的多重光柵目標及量測光點之輪廓；圖5描繪圖3之散射計中獲得的圖4之目標之影像；圖6描繪根據本發明的態樣的包括連續偏置特徵之多重光柵目標之第一實例；圖7描繪圖3之散射計中獲得的圖6之目標之影像；圖8示意性地詳細展示根據本發明之一個實施例的在(a)零疊對及(b)非零疊對之條件下圖6的目標之一個光柵中的連續偏置之實施； 圖9示意性地詳細展示根據本發明之一個實施例的圖6之多重光柵目標中的連續偏置光柵的配置；圖10描繪根據本發明之態樣的包括連續偏置特徵的修改之多重光柵目標之第二實例；圖11描繪圖3之散射計中獲得的圖10之目標之影像；圖12(a)示意性地詳細展示圖10之目標之一個光柵中的連續偏置之實施，而(b)展示此光柵中偏置隨位置的變化；圖13示意性地詳細展示根據本發明之一個實施例的在(a)零疊對及(b)非零疊對之條件下的圖10的多重光柵目標之兩個光柵中的連續偏置之實施；圖14係展示使用圖3的散射計之疊對量測方法之步驟的流程圖；圖15說明(a)相對於圖13中所展示之光柵中之第一者的信號處理及(b)相對於圖13中所展示之光柵之另一者的信號處理，包括本發明之一個實施例中的疊對誤差之計算原理之圖形說明；圖16示意性地詳細展示修改的多重光柵目標之兩個光柵中的連續偏置之實施，包括根據本發明之另一實施例的錨定點的佈建；圖17說明(a)包括作為圖16之多重光柵目標中的錨定點之實例的偏置斜率改變，(b)在非零疊對之條件下自圖16中所展示之光柵獲得的不對稱性信號，以及(c)使用錨點定的知識校正不對稱性信號；圖18說明根據本發明之另一實例的具有作為連續偏置之替代例的多步驟偏置之光柵之實例；圖19說明根據本發明之另一實例的具有雙偏置光柵之多重光柵目標； 圖20說明基於L形特徵在兩個方向上具有疊對偏置之替代光柵目標；圖21說明圖20之光柵之經修改成包括偏置區域的多步驟配置之修改的版本。
圖22說明根據本發明之又一實施例之圖20的光柵之藉由旋轉L形特徵經修改成包括連續偏置之另一修改的版本；以及圖23及24說明基於圖21之配置在四個四分體中具有偏置區域之多步驟配置的目標。
在詳細地描述本發明之實施例之前，呈現可供實施本發明的實施例之實例環境具有指導性。
圖1示意性地描繪微影設備LA。該設備包括：照明光學系統(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；及投影光學系統(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。
照明光學系統可包括用於導引、塑形或控制輻射的各種類型之光學或非光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之組件，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 之設計及諸如例如圖案化裝置是否固持於真空環境中之其他條件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，其可視需要而經固定或可移動。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。可認為本文中對術語「倍縮光罩」或「光罩」之任何使用與更一般術語「圖案化裝置」同義。
本文中所使用之術語「圖案化裝置」應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裝置。應注意，舉例而言，若賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂輔助特徵，則該圖案可能不確切地對應於基板之目標部分中的所要圖案。通常，賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中產生之裝置(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，以及可程式化LCD面板。光罩在微影中為吾人所熟知，且包括諸如二元、交變相移及衰減式相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之實例採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，採用透射光罩)。替代地，設備可屬於反射類型(例如，採用如上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列或採用反射光罩)。
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熟知用於增大投影系統之數值孔徑。如本文中所使用之術語「浸潤」並不意謂諸如基板之結構必須浸沒於液體中，而係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，且輻射光束憑藉包括例如合適導引鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，例如，當源為水銀燈時，源可為微影設備之整體部分。源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD(視需要)可稱為輻射系統。
照明器IL可包括用於調整輻射光束之角強度分佈的調整器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(通常分別稱為σ外部及σ內部)。另外，照明器IL可包括各種其他組件，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需均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於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，且由該圖案化裝置進行圖案化。在已橫穿圖案化裝置(例如，光罩)MA之情況下，輻射光束B穿過投影光學系統PS，該投影光學系統將光束聚焦至基板W之目標部分C上，藉此將圖案的影像投影於目標部分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、2-D編碼器或電容式感測器)，可準確地移動基板台WT，例如，以便在輻射光束B之路徑中定位不同目標部分C。類似地，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以及基板對準標記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(此等標記稱為切割道對準標記)。相似地，在將多於一個晶粒設置於圖案化裝置(例如，光罩)MA上的情形中，光罩對準標記可位於晶粒之間。小的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。下文進一步描述偵測對準標記之對準系統。
此實例中之微影設備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(曝光站及量測站)，在該等兩個站之間可交換基板台。在曝光站處曝光一個基板台上之一個基板的同時，可在量測站處將另一基板裝載至另一基板台上且實施各種預備步驟。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，且使用對準感測器AS來量測基板上之對準標記的位置。此情形實現設備之產出率之相當大的增加。
所描繪設備可用於多種模式中，包括例如步進模式或掃描模式。微影設備之建構及操作為熟習此項技術者所熟知，且無需為理解本發明而對其進行進一步描述。
如圖2中所展示，微影設備LA形成微影系統之部分，稱為微影製造單元LC或微影單元或叢集。微影製造單元LC亦可包括用以對基板執行曝光前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，且將基板遞送至微影設備之裝載匣LB。常常統稱為塗佈顯影系統之此等裝置處於塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下，該塗佈顯影系統控制單元自身受到監督控制系統SCS控制，該監督控制系統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，需要檢測經曝光基板以量測特性，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等。因此，定位有微影單元LC之製造設施亦包括度量衡系統MET，該度量衡系統容納已在微影單元中處理之基板W中的一些或全部。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。此外，已曝光之基板可經剝離及重工以改善良率，或經捨棄，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其他曝光。
在度量衡系統MET內，檢測設備用以判定基板之特性，且詳言之，判定不同基板或同一基板之不同層之特性如何在不同層之間變化。檢測設備可整合至微影設備LA或微影單元LC中，或可為獨立裝置。為了實現最快速量測，需要使檢測設備在曝光之後立即量測經曝光抗蝕劑層之特性。然而，抗蝕劑中之潛影具有極低對比度(在已曝光至輻射之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的敏感度以對潛影進行有用量測。因此，可在曝光後烘烤步驟(PEB)之後進行量測，該曝光後烘烤步驟通常為對經曝光基板實施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，抗蝕劑中之影像可稱為半潛影(semi-latent)。亦有可能對經顯影抗蝕劑影像進行量測(此時已經移除抗蝕劑之經曝光部分或未經曝光部分)，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。後一可能性限制對有缺陷基板進行重工之可能性，但仍可提供有用資訊。
圖3(a)展示度量衡設備。圖3(b)之中更詳細地說明目標T及用以照明目標之量測輻射的繞射射線。所說明之度量衡設備屬於稱為暗場度量衡設備之類型。此處所描繪之度量衡設備僅為例示性的，以提供對暗場度量衡之解釋。度量衡設備可為獨立裝置，或併入於例如量測站處之微影設備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由點線O表示。在此設備中，由源11(例如氙氣燈)發射之光藉由包含透鏡12、14及物鏡16之光學系統經由光束分光器15導引至基板W上。此等透鏡以4F配置之雙重序列配置。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，且同時允許進出中間光瞳平面以用於空間頻率濾波。因此，可藉由界定在呈現基板平面之空間光譜之平面(此處稱為(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，可藉由在作為物鏡光瞳平面之背向投影式影像的平面中在透鏡12與14之間插入合適形式之孔徑板13來完成此選擇。在所說明之實例中，孔徑板13具有不同形式，經標註為13N及13S，從而允許選擇不同照明模式。本實例中之照明系統形成離軸照明模式。在第一照明模式 下，孔徑板13N提供來自僅出於描述起見而指明為「北」之方向之離軸。在第二照明模式下，孔徑板13S用以提供類似照明，但該照明來自標註為「南」之相反方向。藉由使用不同孔徑，其他照明模式係可能的。光瞳平面之其餘部分理想地為暗的，此係由於所要照明模式外部之任何不必要的光將干涉所要量測信號。
如圖3(b)中所展示，在基板W垂直於物鏡16之光軸O的情況下置放目標T。基板W可由支撐件(未展示)支撐。與軸線O成角度而照射於目標T上之量測輻射射線I引起零階射線(實線0)及兩個一階射線(點鏈線+1及雙點鏈線-1)。應記住，在填充過度之小目標的情況下，此等射線僅為覆蓋包括度量衡目標T及其他特徵之基板的區域的許多平行射線中之一者。因為板13中之孔徑具有有限寬度(為接受有用量之光所必要)，所以入射射線I實際上將佔據角度範圍，且繞射射線0及+1/-1將稍微散佈開。根據小目標之點散佈函數，每一階+1及-1將在角度範圍內進一步散佈，而非如所展示之單一理想射線。應注意，目標之光柵間距及照明角度可經設計或調整成使得進入物鏡之一階射線與中心光軸接近地對準。圖3(a)及3(b)所說明之射線展示為略微離軸，純粹以使其能夠在圖中較易區分。
由基板W上之目標T繞射之至少0階及+1階由物鏡16收集，且通過光束分光器15向後導引。返回至圖3(a)，藉由指明經標註為北(N)及南(S)之完全相反孔徑來說明第一及第二照明模式兩者。當量測輻射的入射射線I來自光軸之北側時，亦即，當使用孔徑板13N來應用第一照明模式時，標註為+1(N)之+1繞射射線進入物鏡16。與此對比，當使用孔徑板13S來應用第二照明模式時，-1繞射射線(標註為-1(S))為進入透鏡16之繞射射線。
第二光束分光器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不同點，使得影像處理可比較且對比若干階。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/或使一階光束之強度量測正規化。亦可出於諸如重構之許多量測目的來使用光瞳平面影像。
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)上形成目標T之影像。在第二量測分支中，孔徑光闌21設置在與光瞳平面共軛之平面中。孔徑光闌21用以阻擋零階繞射光束，使得形成於感測器23上之目標之影像僅由-1或+1一階光束形成。由感測器19及23捕捉之影像經輸出至處理影像之處理器PU，該處理器的功能將取決於正執行之特定量測類型。應注意，此處在廣泛意義上使用術語「影像」。由此，若僅存在-1階及+1階中之一者，則將不形成光柵線之影像。
圖3中所展示之特定形式之孔徑板13及場光闌21僅為實例。在本發明之另一實施例中，使用目標之同軸照明，且使用具有離軸孔徑之孔徑光闌以實質上僅將一個一階繞射光傳遞至感測器。在其他實例中，可使用兩個四分體孔徑。此可啟動正及負階之同時偵測，如上文所提及之US2010201963A1中所描述。如上文所提及之US2011102753A1中所描述，具有偵測分支中之光楔(分段稜鏡或其他合適之元件)的實施例可用於分離用於在單一影像中空間上成像之若干階。在又其他實施例中，替代一階光束或除一階光束以外，2階光束、3階光束及更高階光束(圖3中未展 示)可用於量測中。在又其他實施例中，可使用分段稜鏡代替孔徑光闌21，使得能夠在影像感測器23上之空間分離部位處同時捕捉+1及-1階兩者。
為了使量測輻射可適應於此等不同類型之量測，孔徑板13可包含圍繞圓盤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。應注意，孔徑板13N或13S可僅用於量測在一個方向(取決於設定而為X或Y)上定向之光柵。為了量測正交光柵，可實施達90°及270°之目標旋轉。圖3(c)及(d)中展示不同孔徑板。在上文所提及之先前已公佈申請案中描述此等孔徑板之使用以及設備的眾多其他變化及應用。
圖4描繪根據已知實務形成於基板上之疊對目標或複合疊對目標。此實例中之疊對目標包含四個子目標(例如，光柵)32至35，該等子目標緊密定位在一起，使得其將全部在由度量衡設備之度量衡輻射照明光束形成的量測光點31內。因此，四個子疊對目標皆經同時地照明且同時地成像於感測器23上。在專用於疊對量測之實例中，子目標32至35自身為由在形成於基板W上之半導體裝置的不同層中圖案化之上覆光柵形成的複合結構。子目標32至35可具有不同地偏置之疊對偏移，以便促進經形成有複合子目標之不同部分的層之間的疊對之量測。下文中將參考圖7來解釋疊對偏置之含義。子目標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。在一個實例中，子目標32及34為分別具有+d、-d之偏置的X方向子目標。子目標33及35為分別具有偏移+d及-d之Y方向子目標。可在由感測器23捕捉之影像中識別此等子目標之分離影像。此僅為疊對目標之一個實例。疊對目標可包含多於或少於4個子目標。
圖5展示在使用來自圖3(d)之孔徑板13NW或13SE的情況下在圖3之設備中使用圖4之疊對目標而可形成於感測器23上且由該感測器偵測的影像之實例。雖然光瞳平面影像感測器19不能解析不同個別子目標32至35，但影像感測器23可進行該解析。陰影區域40表示感測器上之影像之場，在此場內，將基板上的照明光點31成像至對應圓形區域41中。在此圓形區域內，矩形區域42至45表示小疊對目標子光柵32至35之影像。若疊對目標位於產品區域中，則產品特徵在此影像場之周邊中亦為可見的。影像處理器及控制器PU使用圖案識別來處理此等影像以識別子目標32至35之分離影像42至45。以此方式，影像並非必須在感測器框架內之具體部位處極精確地對準，此情形極大地提高了量測設備整體之產出率。
一旦已識別疊對目標之分離影像，即可例如藉由對識別區域內之經選擇像素強度值進行平均或求和來量測彼等個別影像之強度。可將影像之強度及/或其他特性彼此進行比較。可組合此等結果以量測微影程序之不同參數。疊對效能係此參數之重要實例。
舉例而言，使用如上文所提及之諸如US20110027704A的應用中所描述之方法，量測子目標32至35內的兩個層之間的疊對誤差(亦即，不當的及非故意之疊對未對準)。此方法可稱為以微繞射為基礎之疊對(micro diffraction based overlay；μDBO)。經由如藉由比較疊對目標在+1階及-1階暗場影像中之強度(可比較其他對應更高階之強度，例如，+2階及-2階)以獲得強度不對稱性之量測來揭露的疊對目標不對稱性來完成此量測。
在使用諸如圖4中所展示之多重光柵目標的多重光柵目標 之已知方法中，可經由以下方程式確定疊對OV：
Figure 108136383-A0305-02-0018-1
其中：-
Figure 108136383-A0305-02-0018-4
係來自正偏置目標(例如強度值)之+1繞射階；-
Figure 108136383-A0305-02-0018-5
係來自正偏置目標之-1繞射階；-
Figure 108136383-A0305-02-0018-7
係來自負偏置目標之+1繞射階；-
Figure 108136383-A0305-02-0018-8
係來自負偏置目標之-1繞射階；-
Figure 108136383-A0305-02-0018-9
(例如來自正偏置目標之+1及-1強度之不對稱性)；及-
Figure 108136383-A0305-02-0018-10
(例如來自負偏置目標之+1及-1強度之不對稱性)。
方程式1可就敏感度係數K而言重新調配，該敏感度係數為具有疊對獨立(假設完美目標)之具體特性之堆疊依賴參數：A +d +A -d =K．OV (方程式2)
其中：
Figure 108136383-A0305-02-0018-3
當方程式2係簡單線性方程式時，基於小偏置值及疊對誤差之假設，與形成子目標之光柵的間距進行比較，不對稱性在更寬範圍內對疊對誤差及偏置之依賴性具有實質上正弦形狀。亦可用於正弦模型，替代方程式2之線性模型。
使用四個不同子目標之已知方法需要圍繞每一子目標之邊界(圖4及5中未展示)，以使其在影像40中不同。此意謂由於邊緣效應，圖案化區域之某一部分不可用。此外，僅兩個具體偏移之使用強制執行上文 線性假設，當真實關係係非線性時此可導致不準確度。
在以下中，吾等揭示包括具有連續偏置變化及/或多個偏置值之疊對目標的解決方案。當施加在剛描述之影像平面疊對量測技術中時，在目標區域上方之強度影像中可見多個偏置值。可執行線性及/或正弦擬合之校驗，以確保正在使用質量資訊。此外，可獲得關於目標及量測設備對疊對及其他因數的敏感度之更多資訊。將基於使一個或兩個光柵旋轉或交錯從而形成疊對光柵來說明實施例。將基於頂部及底部光柵之不同間距來說明實施例。通過適合的設計，更多之當前區域可用於信號判定。與當前技術相比，可減小目標大小，且/或可增加量測準確度。
圖6展示包含個別子目標632至635之多重光柵目標600。如在圖4之目標中，四個子目標包含在X方向上用於量測之兩個疊對光柵及在Y方向上用於量測的兩個疊對光柵。然而，替代在每一光柵內提供固定疊對偏置，提供包括負值、正值以及中間值之偏置的多步驟或連續變化。光柵632及635具有分別隨著X及Y增加之偏置值。相反，光柵633及634具有分別隨著X及Y減少之偏置值。目標600及個別子目標是否具有與已知目相同之尺寸或是否變大或變小為設計選擇之問題。
圖7示意性地展示在圖3之設備中的感測器23上捕捉的對應影像740。附圖標記742至745指示對應於個別子目標之強度影像區域。由於每一子目標上方的偏置之變化，強度變化而非在每一區域內恆定。替代所關注區域ROI，吾人可設想「所關注線」LOI，該等所關注線與偏置之變化之方向對準，如所展示。稍後將描述處理強度資訊以獲得疊對量測之方式。首先，將說明連續偏置目標之各種可能的實施。
在圖8(a)中，使用圖6之子目標632作為實例，子目標包含 具有印刷在底層特徵804上方之特徵802的疊對光柵。在本文中之所有實例中，應理解，僅出於說明之目的展示放大之特徵。真實光柵可具有數千條線。形成特徵804及802以便不平行地放置，但在該等特徵之間具有小角度偏差，例如在0.1與0.5°之間，例如0.35°。在實例中，底層特徵804已經與y軸成一角度印刷。在實務實施中，任一個或兩個層可相對於軸為可旋轉的。因此，在如所展示的線之定向內，偏置值d在自橫跨目標中間之零至中間上方的正值及中間下方之負值之間變化。偏置值處於X方向上，且橫跨目標在Y方向上連續變化。在替代實施中，代替傾斜線，一個或兩個線可在可實現偏置的一系列精細步驟中交錯。
在圖8(a)中所展示之情形中，疊對誤差OV係零，使得不對稱性A沿偏置係零之同一線為零。另一方面，參考圖8(b)，當X方向上之疊對不為零時，不對稱性係零之線在Y方向上位移。
圖9展示具有圖8中所展示之形狀且具有適合的偏置變化之定向及極性之四個子目標632至635。
圖10展示在四個子目標中(編號成1032至1035)具有連續或多步驟偏置之另一實例目標設計。在此狀況下，每一子目標具有矩形之形狀，而非正方形。此外，光柵之定向及偏置變化之極性與圖6至9之實例中的目標632至635中之相同。圖11展示對應影像，其中區域1142至1145對應於子目標1032至1035。同樣，偏置之變化引起每一子目標之影像上方的強度之變化，而非具有均一強度之單一所關注區域。
圖12(a)說明圖10的矩形連續偏置子目標的一個可能實施。出於解釋之目的，展示具有放大偏置變化之僅少許線的光柵。子目標之頂部層中之線特徵1202經印刷上覆於底部層中的特徵1204。替代旋轉一組 或兩組線特徵以獲得偏置變化，在此實例中，頂部及底部線中之光柵的間距(週期)不同。以間距P1配置頂部層中之特徵1202，而以略微更小之間距P2配置底部層中的特徵1204。此引起如由線1206及圖12(b)之圖所展示之偏置d的線性變化。線具有斜率S。與圖6至7之旋轉實例相比，偏置及因此所關注線LOI之變化平行於光柵之週期性方向。
亦展示於圖中的為表示光柵內之不對稱性A之變化的正弦曲線。假設疊對誤差為零，沿同一線之偏置d及不對稱性A為零，如所指示。在疊對誤差存在的情況下，此關係失敗。為了能夠判定疊對誤差，可量測零不對稱性點相對於已知零偏置線之位移。然而，自單一目標實現這情況將需要對目標之位置進行極精確量測，以知道零偏置線之位置。如將在圖13的情況下說明，具有相反偏置變化之子目標的補充對之佈建允許疊對之更準確量測，且亦使得量測穩固，以抵抗可歸因於程序效應及量測設備中的不對稱性的變化。
圖13展示子目標1032及1034，在X方向上(a)為零疊對誤差且(b)為非零疊對誤差的條件下。應理解，同一解釋將應用於Y方向子目標1033及1035。如所標記，子目標1032具有小間距P2上方的更大間距P1。偏置d隨著增加X而逐漸地增加。相反，子目標1034具有更大間距P1上方之更小間距P2。因此，偏置d隨著增加X而逐漸地減小。
因此，當引入疊對誤差時，如圖13(b)處所展示，兩個子目標中的零不對稱性線相對於零偏置線移動相等距離但在相反方向上移動。藉由比較自子目標對之強度影像1142及1144所測量的不對稱性，可量測疊對誤差。
現在將參考圖14使用圖10至13之目標1000之實例來描述完 整疊對量測方法。方法可應用於圖6至9之連續偏置目標，且可應用於包括以下進一步說明之該等實例之替代實例。出於實例起見，圖15說明(a)目標1000之子目標1032之長度內的不對稱性變化的量測及(b)子目標1034之長度內的不對稱性變化之量測中的方法之細節。
在圖14中在步驟S1處，經由微影設備(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，以產生包括子目標1032至1035之疊對目標。在S2處，在使用圖3之度量衡設備的情況下，使用一階繞射光束中之僅一者(比如-1)來獲得子目標1032至1035之影像。在步驟S3處，在第二影像中捕捉使用另一種一階繞射光束(+1)之疊對目標之第二影像。雖然出於簡單之目的，吾等係指單一影像，但可在相同照明條件下或在不同條件下拍攝多個影像，以增加可用的資訊，且達到所要量測效能位準。照明條件之波長及/或偏振可例如變化。
應注意，藉由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」並非習知暗場顯微法影像。將不解析疊對目標之個別疊對目標線。每一疊對目標將簡單地由具有某一強度位準之區域表示。
在步驟S4中，沿著圖15(a)及(b)中所說明之一或多個所關注線LOI對強度值進行取樣，該等線與每一組件疊對目標的影像內之偏置之變化的方向對準
在步驟S5中，處理器PU藉由比較針對每一子目標1032至1035之+1及-1階獲得的強度值來判定每一子目標上方之不對稱性變化。這是通過簡單減法或以比率之形式來完成的，如所已知。與已知方法中所使用之技術相似之技術可應用於識別所關注區域且可應用將+1及-1影像與像素準確度對準。
以下為實施之問題：所有所關注線LOI的強度值是否在進行比較之前組合以導出不對稱性，或不對稱性值是否沿著所關注線導出，且隨後經組合以獲得平均不對稱性。如圖15(a)及(b)中所說明，目標中的已知斜率之偏置變化的存在允許執行額外資訊及資料校驗作為步驟S5中之基本步驟。舉例而言，不對稱性取樣值1500可擬合為預測的線性或正弦關係(曲線1502、1504)。目標之邊緣區域可由來自擬合曲線之偏差清楚地識別，如1506處所見。可類似地識別異常值1508、1510。帶圓圈取樣值可自計算排除。當偏置及/或疊對誤差將信號驅動至不對稱性曲線之非線性區域中時，可識別回應之線性區段且必要時可僅使用來自此區段的值。在計算不對稱性之前，可在如所展示的不對稱性值中及/或在強度值中執行此類過濾。
如以下將進一步說明，合適的設計之目標可包括「錨定點」，使得此預處理亦可改善子目標影像之間的特徵之對準。
在步驟S6中，使用數個疊對目標之經量測強度不對稱性以及彼等疊對目標之已知疊對偏置變化的知識，來計算疊對目標T附近之微影程序之一或多個效能參數。獲得極大關注之效能參數為疊對。
參考方程式1、2以及3，上文描述當前疊對計算方法。可使用本發明之連續偏置/多個經偏置目標應用不同方法。
圖15說明基於將曲線與預期之行為擬合之一種方法。在所說明的線性實例中：A PB =a PB *X+b PB ；A NB =a NB *X+b NB ；或A PB =K*(OV+S*X)+b PB ；A NB =K*(OV-S*X)+b NB
其中APB及ANB為沿具有正偏置變化之子目標1032及沿具 有負偏置變化之子目標1034的每一點X處之不對稱性值。因數aPB、bPB、aNB、bNB取決於該狀況。在理想狀況下，預期aPB=aNB。第二方程式將此等因數轉譯為偏置變化之以上已提及之程序依賴因數K、未知的疊對誤差OV及已知斜率S之項。假設斜率S在兩個子目標之間相同，僅符號不同。
倘若將應用正弦模型，則方程式變為：A PB =b PB +K*sin(OV+S*X)；A PB =b NB +K*sin(OV-S*X)；在圖15(b)中，具有正偏置變化之子目標1032之不對稱性變化的曲線1502疊加在與具有負偏置變化之子目標1034的不對稱性變化相同的圖上。由於正疊對誤差OV，零不對稱性之線已移動至子目標1032之零偏置的線之左側，且子目標1034之零不對稱性的線已移動至右側。為判定疊對，處理器計算在不對稱性APB及ANB的零點之間的位移(xs)。接著根據位移xs及目標之已知斜率計算疊對為簡單問題。在線性模型的狀況下，此係：OV=xs/S
必要時，可應用正弦模型。
在替代實施中，沿所關注線針對每一空間位置計算疊對，例如如下：K=(A PB -A NB )/S*X
OV=(A PB +A NB )/[S*X *(A PB -A PB )]
來自所有位置之結果可組合為單一疊對量測。同樣，必要時，可應用正弦模型。如上文所提及，實施之問題為：是否針對各種所關注線LOI分別執行此計算且隨後經組合，或在用於計算之前像素值是否在橫切於所關注線的方向上進行平均。在組合結果之前，基於針對圖15中之 不對稱性曲線所說明的原理，可在疊對曲線中應用過濾步驟以移除非線性區域(非正弦區域)及離群值。
具有相等偏置之區域在兩個曲線上應該具有相同之不對稱性回應，但偏差可由未對準及光學及/或處理效應引起。此將在如上文目前所描述之方法中引入不準確度。因此，在一些實施例中，包括可用作「錨定點」以促進不對稱性曲線之對準的特徵，隨後將該等特徵組合以計算疊對。
在圖16及17之實例中，錨定點嵌入橫跨目標之偏置的變化內。展示修改之多重光柵目標1600之部分，該部分係展示於圖10至13中之多重光柵目標的修改的版本。展示兩個子目標1632及1634。在每一目標之中間區段中，頂部及底部光柵間距P1及P2與目標1000中的間距相同。然而，在其他區域中，使間距P1及P2反相，使得結構中的已知點處之偏置變化之斜率改變(在此實例中，反相)。在實例中，斜率在位置X1及X2處反相，如所標記。在未在圖16中展示的實例中，目標1632之底部光柵具有間距P2，且目標1632之頂部光柵包含兩個區域，該等區域皆與具有間距P2的底部光柵重疊，其中目標1632之頂部光柵之第一區域具有小於目標1632的底部光柵之P2之間距P1，且目標1632的頂部光柵之第一區域具有大於目標1632之底部光柵的間距P2的間距P3。
圖17(a)展示當相對於針對子目標1634(曲線1704，虛線)發送之子目標1632(曲線1702，實線)的位置X繪製偏置d時之斜率反相。應注意，出於不對稱性量測的目的，偏置之變化為循環的，藉由步驟1706指示。
在圖17(b)中，展示不對稱性之正弦變化，如自子目標 1632(曲線1712，實線)之影像1142及自子目標1634(曲線1714，虛線)的影像1144所量測。此等曲線之間的零交叉之位置中的差異由對應於疊對誤差的位移xs引起，但其亦可由在影像對準中之誤差引起或由設備中的處理效應或光學效應引起。因為併入於目標1600中之斜率改變提供自曲線1712及1714之正弦形狀偏離的可辨識錨定點，所以此誤差源可藉由錨定點之間的未對準識別，例如在圖17(b)中在1716處指示。
在圖17(c)中，曲線1712及1714已重新繪製為曲線1722及1724，位移以對準錨定點，使得具有已知同相同偏置及相同X位置之此等點對準。根據此等曲線，計算曲線之零交叉之間的位移xs，且如上文所描述地計算疊對。
當提供多個錨定點時，可使用其相對位移之平均值來獲得曲線之最佳擬合。錨定點之數目可小於兩個或大於兩個。原則上，展示具有三個或大於三個斜率改變之類型的光柵可由自身使用，而不需要第二光柵以用於比較。此係因為可在同一延伸結構內找到具有正偏置變化及負偏置變化之所需序列的子目標。因此，「子目標」應該解釋為包括單一光柵結構內之重疊區域。當以上實例包括作為錨定點之斜率之反相時，可包括其他類型的錨定點，包括恆定偏置之小區域。恆定偏置之區域及斜率之反相可包括於相同目標中、相同或不同部位處。應注意，恆定偏置之區域係斜率之改變的實例，且斜率之改變不限於斜率之反相。斜率改變可設計成發生在不對稱性對偏置改變敏感之區域中，如在所展示之實例中。敏感度確實取決於程序效應及光學效應，且從而不能極佳地控制此情況。
圖18展示不具有連續偏置變化但具有逐步偏置變化之子結構之實例。倘若已知偏置之變化，則可將適合的曲線擬合為觀測到之強度 及不對稱性。
圖19展示另一變化，其中多重光柵目標之每一子目標具有不同偏置之區域。在此實例中，X方向偏置在Y方向上自-10nm至+10nm發生改變。
圖20說明目標或子目標2000，其中L形線特徵用以提供具有X及Y繞射兩者的光柵。在圖21中，此設計適於提供目標2100，其中在目標之不同片段中沿著所關注線提供偏置的逐步變化。標記在Y方向上介於-10nm至+10nm的範圍內之偏置。圖22展示目標2200，其中底部光柵之L形線特徵以圖6之方式略微旋轉，從而提供橫跨目標之偏置的連續變化。目標2120及2200分別設置有對準特徵2102及2202，以有助於用於提取強度量測的影像之對準。
圖23說明併入目標2200之特徵之較大目標2300，但繞正方形重複。圖24說明目標2400，其中提供具有目標2200之形狀但旋轉的四個子目標。
以上僅係可應用本文中所揭示的概念實施之目標設計之一些實例。所描述之方法僅係可如何處理來自此等目標之信號以獲得改進疊對量測及/或基板上的空間之改進利用率的實例方法。
雖然以上所描述之目標為出於量測之目的而特定設計及形成之度量衡目標，但在其他實施例中，可在作為形成於基板上的裝置之功能性部分的目標上量測特性。許多裝置具有規則之光柵狀結構。本文中所使用之術語「目標光柵」及「目標」A並不需要已特定針對正執行之量測來提供結構。此外，度量衡目標之間距P接近於散射計之光學系統的解析度極限，但可比藉由微影程序在目標部分C中製得之典型產品特徵之尺寸 大得多。實務上，可使目標內之疊對光柵之線及/或空間包括尺寸上與產品特徵相似的較小結構。
與實現於基板及圖案化裝置上之目標A之實體光柵結構相關聯地，實施例可包括含有機器可讀指令的一或多個序列之電腦程式，該等機器可讀指令描述量測基板上的目標及/或分析量測以獲得關於微影程序之資訊的方法。此電腦程式可在例如圖3之設備中之單元PU及/或圖2的控制單元LACU內執行。亦可提供資料儲存媒體(例如半導體記憶體、磁碟或光碟)，其中儲存有此電腦程式。在屬於(例如)圖3中所展示之類型之現有度量衡設備已在生產中及/或在使用中的情況下，可藉由佈建經更新電腦程式產品來實施本發明，以用於使處理器執行步驟S1至S6且因此計算疊對誤差。
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步驟S1至S6以用於量測合適之複數個目標上之不對稱性。
在以下經編號之條項中描述根據本發明之其他實施例：
1.一種量測一微影程序之一效能參數之方法，該方法包含：自該基板上形成的一目標上之部位獲得複數個不對稱性量測值；基於該目標上之該等部位之間的一偏置變化，將該複數個不對稱性量測值擬合至不對稱性與該效能參數之間的至少一個預期的關係；及根據該擬合關係，導出該效能參數之一量測。
2.如條項1之方法，其中將不對稱性量測值擬合至至少一個預期之關係的步驟包括對偏離該預期的關係且/或落在該擬合關係之一特定片段外的量測值進行全部地或部分地折減。
3.如條項1或2之方法，其中該預期之關係包括在一某一偏置值處 的零不對稱性之一預期，該複數個量測值包括來自包括與至少一個負偏置值相關聯的部位及與至少一個正偏置值相關聯的部位之部位之量測值。
4.如條項3之方法，其中該複數個量測值包括來自與超過一個負偏置值及超過一個正偏置值相關聯的部位之量測值。
5.如條項4之方法，其中該複數個量測值包括來自與橫跨該目標的一區域之偏置值之一連續變化相關聯的部位之量測值。
6.如任一前述條項之方法，其中不對稱性量測值自至少兩個子目標上之部位獲得，且根據與不同子目標相關聯的不同偏置變化，將每一子目標的該等不對稱性量測值擬合至彼子目標之一預期的關係，同時使用該等兩個子目標之該等擬合關係以判定該效能參數之該量測值。
7.如條項6之方法，其中該等不對稱性量測值自兩個子目標獲得，假設該等兩個子目標具有相等且相反之偏置變化。
8.如條項6或7之方法，其中該等擬合關係中之兩者或多於兩者藉由參考由該目標的特徵界定之一或多個錨定點對準，隨後一起用於判定該效能參數之該量測值。
9.如條項8之方法，其中該等錨定點使用在量測不對稱性之一變化中的特徵來識別。
10.如條項9之方法，其中該等錨定點與該等子目標中之已知部位處的該偏置變化之一斜率之改變相關聯。
11.如任一前述條項之方法，其中該效能參數為疊對，且該偏置變化係在兩個不同微影步驟中印刷在該基板上的特徵之間的一程式化部位偏移之一變化。
12.一種用於一微影設備中之圖案化裝置，該圖案化裝置包含界定 一或多個裝置圖案之部分及界定一或多個度量衡圖案的部分，該等度量衡圖案包括在如任一前述條項之方法中使用之至少一個目標，該目標在該目標上的部位之間具有一偏置變化，該偏置變化具有一不對稱性相關之特性。
13.如條項12之圖案化裝置，其中該目標中之該等部位包括具有至少一個負偏置值的部位及與至少一個正偏置值相關聯之部位。
14.如條項13之圖案化裝置，其中該目標中之該等部位包括具有超過一個負偏置值及超過一個正偏置值的部位。
15.如條項14之圖案化裝置，其中該目標中的該等部位包括具有橫跨該目標之一區域的偏置值的一連續變化之部位。
16.如條項12至15中任一項之圖案化裝置，其中該目標包括至少兩個子目標，每一子目標具有一不同偏置變化。
17.如條項16之圖案化裝置，其中該等兩個子目標具有相等且相反之偏置變化。
18.如條項16或17之圖案化裝置，其中藉由每一子目標之特徵界定一或多個錨定點。
19.如條項18之圖案化裝置，其中藉由該偏置變化中之特徵界定該等錨定點。
20.如條項19之圖案化裝置，其中藉由該等子目標中之部位處的該偏置變化之一斜率的改變界定該等錨定點。
21.如條項12至20中任一項之圖案化裝置，其中該效能參數係疊對，該圖案化裝置係用於界定一裝置結構之不同層中的一組圖案化裝置中之一者，且該偏置變化係界定於該組之不同圖案化裝置的特徵之間的一程 式化位置偏移之一變化。
22.如條項21之圖案化裝置，其中至少部分藉由在由該圖案化裝置界定之光柵特徵與由該組的另一圖案化裝置界定之光柵特徵之間的一角度界定該偏置變化。
23.如條項21或22之圖案化裝置，其中至少部分藉由在由該圖案化裝置界定之光柵特徵與由該組的另一圖案化裝置界定的光柵特徵之間的間距之一差異界定該偏置變化。
24.如條項23之圖案化裝置，其中該偏置變化中的斜率之至少一個改變藉由在由該圖案化裝置界定之一光柵特徵內的一部位處之間距的一改變界定。
25.一種度量衡設備，其包含：一照明系統，其經組態以用輻射照明一目標；及一偵測系統，其經組態以偵測由該目標之照明引起的散射輻射；其中該度量衡設備可操作以執行如條項1至11中任一項之方法。
26.一種包含處理器可讀指令之電腦程式，該等處理器可讀指令在合適之處理器控制設備上運行時，使得該處理器控制設備執行如條項1至11中任一項之方法。
27.一種電腦程式載體，其包含如條項26之電腦程式。
儘管上文可具體參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例的使用，但將瞭解，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至供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑藉由施加電磁輻射、 熱、壓力或其組合來固化。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(例如波長為或約為365、355、248、193、157或126nm)及極紫外線(EUV)輻射(例如具有在5至20nm的範圍內之波長)，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)可指各種類型之組件中的任一者或組合，該等組件包括折射、反射、磁性、電磁及靜電組件組件。
對具體實施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容易地修改及/或調適此等具體實施例，而無需進行不當實驗。因此，基於本文中所呈現之教示及導引，此等調適及修改意欲在所揭示的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，使得本說明書之術語或措辭將由熟習此項技術者按照該等教示及導引進行解譯。
本發明之廣度及範疇不應受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。
0:零階射線
1032:子目標
1034:子目標
1500:不對稱性取樣值
1502:曲線
1504:曲線
1506:異常值
1508:異常值
1510:異常值
A:不對稱性
LOI:關注線
X:方向

Claims (15)

  1. 一種量測一微影程序之一效能參數之方法，該方法包含：自形成於基板的一目標上之部位(location)獲得複數個不對稱性量測值(asymmetry measurements)；基於該目標上之該等部位之間的一連續偏置變化(bias variation)，將該複數個不對稱性量測值擬合(fitting)至不對稱性與該效能參數之間的至少一個預期的關係，其中該連續偏置變化包含分別隨著X軸及/或Y軸增加或減少之負值、正值及/或中間值；及自該擬合關係，導出該效能參數之一量測。
  2. 如請求項1之方法，其中將不對稱性量測值擬合至至少一個預期之關係之步驟包括：對偏離該預期的關係且/或落在該擬合關係之一特定片段外的量測值進行全部地或部分地折減。
  3. 如請求項1或2之方法，其中該預期之關係包括在一某一偏置值處的零不對稱性之一預期，該複數個量測值包括來自包括與至少一個負偏置值相關聯的部位及與至少一個正偏置值相關聯的部位之部位之量測值。
  4. 如請求項3之方法，其中該複數個量測值包括來自與超過一個負偏置值及超過一個正偏置值相關聯的部位之量測值。
  5. 如請求項4之方法，其中該複數個量測值包括來自與橫跨該目標的一 區域之偏置值之一連續變化相關聯的部位之量測值。
  6. 如請求項1或2之方法，其中不對稱性量測值自在至少兩個子目標上之部位獲得，且根據與不同子目標相關聯的不同偏置變化，將每一子目標的該等不對稱性量測值擬合至彼子目標之一預期的關係，將該等兩個子目標之該等擬合關係一起用於判定該效能參數之該量測值。
  7. 如請求項6之方法，其中該等不對稱性量測值自兩個子目標獲得，假設該等兩個子目標具有相等且相反之偏置變化。
  8. 如請求項6之方法，其中該等擬合關係中之兩者或多於兩者藉由參考由該目標之特徵界定的一或多個錨定點來對準，隨後一起用於判定該效能參數之該量測值。
  9. 如請求項8之方法，其中該等錨定點使用在量測之不對稱性之一變化中的特徵來識別。
  10. 如請求項9之方法，其中該等錨定點與該等子目標中之已知部位處的該偏置變化之一斜率之改變相關聯。
  11. 如請求項1或2之方法，其中該效能參數為疊對，且該偏置變化為在兩個不同微影步驟中印刷在該基板上的特徵之間的一程式化部位偏移之一變化。
  12. 一種在一微影設備中使用之圖案化裝置，該圖案化裝置包含界定一或多個裝置圖案之部分及界定一或多個度量衡圖案的部分，該等度量衡圖案包括在如請求項1至11中任一項之方法中使用的至少一個目標，該目標在該目標上之部位之間具有一偏置變化，該偏置變化具有一不對稱性相關之特性。
  13. 如請求項12之圖案化裝置，其中該目標中之該等部位包括具有至少一個負偏置值的部位及與至少一個正偏置值相關聯的部位。
  14. 如請求項13之圖案化裝置，其中該目標中之該等部位包括具有超過一個負偏置值及超過一個正偏置值的部位。
  15. 如請求項14之圖案化裝置，其中該目標中之該等部位包括具有橫跨該目標的一區域的偏置值之一連續變化的部位。
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