TWI738787B - 微影系統，圖案遮罩，及用於設計一計量標靶圖案遮罩之方法 - Google Patents

微影系統，圖案遮罩，及用於設計一計量標靶圖案遮罩之方法 Download PDF

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Abstract

一種微影系統，其包括：一照明源，其包含沿著一第一方向分離且圍繞一光學軸對稱分佈之兩個照明極點；一圖案遮罩，其從該照明源接收照明；及一組投影光學器件，其等將對應於該圖案遮罩之一影像產生至一樣本上。該圖案遮罩包含一計量標靶圖案遮罩及裝置圖案遮罩元件。該等裝置圖案遮罩元件按一裝置分離距離沿著該第一方向分佈。該計量標靶圖案遮罩包含一組計量標靶圖案遮罩元件，其等具有對應於該等裝置圖案遮罩元件之一繞射圖案之一繞射圖案。在該樣本上產生之與該計量標靶圖案遮罩相關聯之一計量標靶沿著一第二方向特性化且具有對應於在該樣本上產生之與該等裝置圖案遮罩元件相關聯之裝置圖案元件之印刷特性之印刷特性。

Description

微影系統，圖案遮罩，及用於設計一計量標靶圖案遮罩之方法
本發明大體上係關於計量，且更特定言之係關於以相對於裝置特徵旋轉之一角度定向之計量標靶。
計量標靶通常經設計以提供可沿著兩個正交量測方向量測之診斷資訊。在此方面，一計量工具可沿著兩個正交量測方向量測計量標靶之一或多個計量度量(例如，疊對誤差、臨界尺寸、側壁角度及類似物)作為在所有方向上特性化一半導體層之印刷特性之一基礎。然而，情況可為半導體層中之一些印刷裝置特徵相對於藉由計量標靶控管之正交量測方向旋轉。此外，如上文提及，經定製而以一特定定向製造裝置特徵之一照明輪廓(例如，經定製以製造上述闡釋性實例之旋轉線/空間特徵之一旋轉雙極照明輪廓)可不在所有方向上提供相同印刷特性。以此方式，含有沿著正交量測方向定向之印刷特徵之一計量標靶可展現不同於裝置特徵之印刷特性。因此，計量標靶之計量量測可不提供裝置特徵之印刷特性之一精確表示。因此，將期望提供一種用於處置諸如上文識別之缺陷之缺陷之系統及方法。
根據本發明之一或多項闡釋性實施例揭示一種微影系統。在一項闡釋性實施例中，該微影系統包含一照明源，其包含圍繞該微影系統之一光學軸對稱分佈之兩個照明極點。在另一闡釋性實施例中，該兩個照明極點沿著一第一方向分離。在另一闡釋性實施例中，該微影系統包含經定位以從該照明源接收照明之一圖案遮罩。在另一闡釋性實施例中，該圖案遮罩包含一計量標靶圖案遮罩及複數個裝置圖案遮罩元件。在另一闡釋性實施例中，該等裝置圖案遮罩元件之至少一部分按一裝置分離距離沿著該第一方向分佈。在另一闡釋性實施例中，該計量標靶圖案遮罩包含一組計量標靶圖案遮罩元件，其等具有對應於該複數個裝置圖案遮罩元件之一繞射圖案之一繞射圖案。在另一闡釋性實施例中，該微影系統包含一組投影光學器件以將對應於該圖案遮罩之一影像產生至一樣本上。在另一闡釋性實施例中，在該樣本上產生之與該計量標靶圖案遮罩相關聯之一計量標靶可沿著不同於該第一方向之一第二方向特性化。在另一闡釋性實施例中，該計量標靶之一或多個印刷特性對應於在該樣本上產生之與該等裝置圖案遮罩元件相關聯之裝置圖案元件之一或多個印刷特性。
根據本發明之一或多項闡釋性實施例揭示一種微影系統。在一項闡釋性實施例中，該微影系統包含一照明源，其包含圍繞該微影系統之一光學軸對稱分佈之兩個照明極點。在另一闡釋性實施例中，該兩個照明極點沿著一第一方向分離。在另一闡釋性實施例中，一圖案遮罩經定位以從該照明源接收照明。在另一闡釋性實施例中，該圖案遮罩包含一計量標靶圖案遮罩及複數個裝置圖案遮罩元件。在另一闡釋性實施例中，該等裝置圖案遮罩元件之至少一部分按一裝置分離距離沿著該第一方向分佈。在另一闡釋性實施例中，該計量標靶圖案遮罩包含按該裝置分離距離沿著該第一 方向分佈之一組計量標靶圖案遮罩元件。在另一闡釋性實施例中，該微影系統包含一組投影光學器件以將對應於該圖案遮罩之一影像產生至一樣本上。在另一闡釋性實施例中，在該樣本上產生之與該計量標靶圖案遮罩相關聯之一計量標靶可沿著不同於該第一方向之一第二方向特性化。
根據本發明之一或多項闡釋性實施例揭示一種圖案遮罩。在一項闡釋性實施例中，該圖案遮罩包含一計量標靶圖案遮罩。在另一闡釋性實施例中，該圖案遮罩包含複數個裝置圖案遮罩元件。在另一闡釋性實施例中，該等裝置圖案遮罩元件之至少一部分按一裝置分離距離沿著一第一方向分佈。在另一闡釋性實施例中，該計量標靶圖案遮罩包含一組計量標靶圖案遮罩元件，其等具有對應於該複數個裝置圖案遮罩元件之一繞射圖案之一繞射圖案。在另一闡釋性實施例中，在一樣本上產生之與該計量圖案遮罩之一影像相關聯之一計量標靶包含對應於在該樣本上產生之與該裝置圖案遮罩元件相關聯之裝置圖案元件之一或多個印刷特性之一或多個印刷特性。在另一闡釋性實施例中，在該樣本上產生之該計量標靶可沿著不同於該第一方向之一第二方向特性化。
根據本發明之一或多項闡釋性實施例揭示一種用於設計一計量標靶圖案遮罩之方法。在一項闡釋性實施例中，該方法包含產生具有不同分段間距之複數個計量標靶圖案遮罩之一模型。在另一闡釋性實施例中，該複數個計量標靶圖案遮罩之計量標靶圖案遮罩包含沿著一第一方向分佈之一組計量標靶圖案遮罩元件。在另一闡釋性實施例中，該方法包含模擬與該複數個計量標靶圖案遮罩之影像相關聯之複數個計量標靶之一或多個印刷特性。在另一闡釋性實施例中，該等計量標靶可沿著不同於該第一方向之一第二方向特性化。在另一闡釋性實施例中，該方法包含比較該複數個計 量標靶之該一或多個印刷特性與相關聯於該複數個裝置圖案遮罩元件之一影像之複數個裝置圖案元件之一或多個印刷特性。在另一闡釋性實施例中，該方法包含基於該複數個計量標靶之該一或多個印刷特性與該複數個裝置圖案元件之該一或多個印刷特性之比較之間的一對應關係選擇該複數個計量標靶圖案遮罩之一特定計量標靶圖案遮罩。
應理解，前述一般描述及下列詳細描述皆僅係例示性及說明性的且未必限制本發明。併入本說明書中且構成本說明書之一部分之附圖繪示本發明之實施例且與一般描述一起用於解釋本發明之原理。
100:半導體裝置系統
102:微影子系統
104:計量子系統
106:控制器
108:處理器
110:記憶體媒體
112:照明源
114:照明光束
114a:離軸照明光束
114b:離軸照明光束
116:遮罩支撐裝置
118:圖案遮罩
120:投影光學器件
122:樣本
124:樣本載物台
126:光阻層
128:計量照明源
130:計量照明光束
132:照明路徑
134:透鏡
136:光學組件
138:光束分離器
140:物鏡
142:偵測器
144:收集路徑
146:透鏡
148:光學軸
150:第一聚焦元件
152:第二聚焦元件
202:計量標靶
206:第一組印刷計量特徵
208:第二組印刷計量特徵
210:印刷線特徵
212:裝置寬度
214:裝置節距
216:旋轉角度
300:雙極照明輪廓
302a:第一照明極點
302b:第二照明極點
402a:0階繞射光束
402b:0階繞射光束
404a:1階繞射光束
404b:1階繞射光束
406:光瞳平面
500:曲線圖
600:計量標靶圖案遮罩
602:第一組圖案遮罩特徵
604:第二組圖案遮罩特徵
606:寬度
608:節距
610:寬度
612:節距
614:部分
700:圖案遮罩特徵
702:圖案遮罩特徵
704:圖案遮罩特徵
706:次解析度圖案遮罩元件
800:繞射輪廓
804:照明瓣
806:繞射輪廓
808:繞射輪廓
810:繞射輪廓
812:繞射輪廓
814:繞射輪廓
816:繞射輪廓
900:印刷圖案特徵
902:橫截面輪廓
904:印刷圖案特徵
906:橫截面輪廓
908:印刷圖案特徵
910:橫截面輪廓
1002:步驟
1004:步驟
1006:步驟
1008:步驟
1010:步驟
1012:步驟
藉由參考附圖可使熟習此項技術者更好理解本發明之數種優勢，在圖式中：
圖1A係繪示根據本發明之一或多項實施例之一半導體裝置系統之一概念圖。
圖1B係繪示根據本發明之一或多項實施例之一微影子系統之一概念圖。
圖1C係繪示根據本發明之一或多項實施例之一計量子系統之一概念圖。
圖1D係繪示根據本發明之另一實施例之一計量子系統之一概念圖。
圖2A係繪示根據本發明之一或多項實施例之包含一計量標靶之一樣本之一部分之一俯視圖。
圖2B係繪示根據本發明之一或多項實施例之包含相對於計量標靶旋轉之印刷裝置特徵之樣本之一部分之一俯視圖。
圖3係繪示根據本發明之一或多項實施例之用於製造旋轉之印刷圖案 元件之一照明源之一雙極照明輪廓之曲線圖。
圖4A係繪示根據本發明之一或多項實施例之與照明源之第一照明極點之多個繞射光束及一圖案遮罩相關聯之光束路徑之微影子系統之一概念圖。
圖4B係繪示根據本發明之一或多項實施例之與第二照明極點之多個繞射光束及一圖案遮罩相關聯之光束路徑之微影子系統之一概念圖。
圖5係繪示根據本發明之一或多項實施例之一微影子系統之光瞳平面406中之繞射光束之分佈之曲線圖。
圖6係根據本發明之一或多項實施例之包含一計量標靶圖案遮罩之一圖案遮罩之一部分之一俯視圖。
圖7A係根據本發明之一或多項實施例之計量標靶圖案遮罩之部分之一俯視圖。
圖7B係根據本發明之一或多項實施例之計量標靶圖案遮罩之部分之一俯視圖。
圖7C係根據本發明之一或多項實施例之計量標靶圖案遮罩60之部分之一俯視圖。
圖8A包含根據本發明之一或多項實施例之繪示包含與一裝置相關聯之旋轉線/空間圖案遮罩元件及在圖7A至圖7C中繪示之計量圖案遮罩特徵之二進位圖案遮罩之光瞳平面繞射圖案之繞射輪廓。
圖8B包含根據本發明之一或多項實施例之繪示包含與一裝置相關聯之旋轉線/空間圖案遮罩元件及在圖7A至圖7C中繪示之計量圖案遮罩特徵之相移圖案遮罩之光瞳平面繞射圖案之繞射輪廓。
圖9A係根據本發明之一或多項實施例之與在圖7A中繪示之圖案遮罩 特徵相關聯之一印刷圖案特徵之圖。
圖9B係根據本發明之一或多項實施例之與在圖7B中繪示之圖案遮罩特徵相關聯之一印刷圖案特徵904之圖。
圖9C係根據本發明之一或多項實施例之與在圖7C中繪示之圖案遮罩特徵相關聯之一印刷圖案特徵908之圖。
圖10係根據本發明之一或多項實施例之繪示用於共同最佳化計量圖案遮罩元件及裝置圖案遮罩元件以促進具有類似印刷特性之計量標靶及裝置之印刷之一方法之一流程圖。
相關申請案之交叉參考
本申請案根據35 U.S.C.§ 119(e)規定主張2014年4月1日申請之以Myungjun Lee及Mark D.Smith為發明者之標題為OVERLAY METROLOGY TARGET DESIGN USING DIAGONAL SUB-RESOLUTION ASSIST FEATURES FOR TILTED DEVICES ILLUMINATED BY ROTATED ILLUMINATION之美國臨時申請案第61/973,266號之優先權，該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
現將詳細參考在隨附圖式中繪示之所揭示標的物。
大體上參考圖1至圖10，本發明之實施例係關於一種具有旋轉分段圖案元件之計量標靶。額外實施例係關於一種具有旋轉分段圖案元件之計量標靶，其中片段之定向及/或間隔對應於一裝置之印刷元件之一定向及/或間隔。額外實施例係關於一種包含具有旋轉分段圖案元件之次解析度輔助特徵(SRAF)之具有旋轉分段圖案元件之計量標靶，其中片段之定向及/或間隔對應於一裝置之印刷元件之一定向及/或間隔。在此方面，一微影程 序之偏差可類似地影響裝置及計量標靶之印刷元件之印刷特性。進一步實施例係關於一種用於提供具有旋轉分段圖案元件之一計量標靶之圖案遮罩。
在本文中認識到，一半導體裝置可經形成為一基板上之圖案化材料之多個印刷層。可透過一系列程序步驟(諸如但不限於，一或多個材料沈積步驟、一或多個微影步驟或一或多個蝕刻步驟)製造各印刷層。此外，必須在特定公差內製造各印刷層以恰當地建構最終裝置。例如，必須良好地特性化且控制各層中之印刷元件之印刷特性(諸如但不限於，線寬、側壁角度及相對位置)。因此，計量標靶可經製造在一或多個印刷層上以實現該等層之印刷特性之有效特性化。在此方面，一印刷層上之計量標靶之印刷特性之偏差可表示該層上之所有印刷元件之印刷特性之偏差。
一微影步驟中之一印刷圖案之最小特徵大小以及特徵密度至少部分受限於微影系統之投影光學器件之光學解析度。然而，可使用各種微影技術來製造接近或低於一微影系統之解析度之特徵。
計量標靶通常可包含按一特定幾何形狀配置之明確界定之印刷元件來提供一或多個印刷特性之一精確表示。因此，計量標靶通常可經設計以提供沿著兩個正交方向之印刷特性之精確量測。例如，疊對計量標靶可包含經配置使得可沿著兩個正交方向量測各層之元件之相對位置以描述沿著任何方向之偏移誤差(例如，圖案放置誤差(PPE))之兩個或兩個以上印刷層上之印刷元件。
通常可期望一給定層上之一計量標靶之印刷元件以與該層之印刷裝置元件相同之特性(例如，圖案放置誤差、側壁角度、臨界尺寸或類似物)印刷。在此方面，一計量標靶之印刷特性可用於特性化整個印刷層之印刷 特性。然而，使用具有明確界定之量測方向之計量標靶可對含有相對於量測方向旋轉之印刷元件之裝置層提出挑戰。
此外，一印刷特徵之特性對程序參數之偏差之穩健程度可取決於各種因數。例如，對程序參數之偏差之穩健性可受所要圖案特徵之特性(諸如但不限於所要印刷特徵之尺寸及/或密度)影響。另外，對程序參數之偏差之穩健性可受微影工具之光學特性(諸如但不限於焦點深度(DOF)、投影光學器件之數值孔徑(NA)、照明源之形狀、照明源之對稱性、照明源之光譜內容或照明源之相干性)影響。此外，對程序參數之偏差之穩健性可受成像至樣本上以產生印刷圖案之圖案遮罩之特性(諸如但不限於圖案元件之透射、藉由圖案元件引發之光學相位、或相對於投影光學器件之解析度之圖案元件之尺寸)影響。此外，與印刷參數之穩健性相關聯之許多此等特性可為相依的。
因此，情況可為針對一特定層之印刷元件定製之微影系統之一特定組態(例如，一照明源之一照明輪廓、一圖案遮罩技術或類似物)可不提供裝置元件及計量標靶元件之一致印刷特性。在一些情況中，可針對一特定圖案及/或定向定製照明源之一輪廓。作為一闡釋性實例，離軸照明可藉由將高階繞射級從圖案遮罩引導至投影光學器件而相對於軸上照明改良解析度及/或景深。因此，針對印刷一系列週期性線(例如，一線/空間圖案)定製之一照明源可包含一雙極照明源，其由沿著印刷線之俯仰方向(例如，正交於印刷線)分離之兩個照明極點構成。此層之一圖案遮罩可包含具有明確界定之量測方向之一計量標靶之圖案遮罩以及相對於量測方向旋轉之線/空間圖案。然而，裝置元件及計量元件之印刷特性(例如，圖案放置誤差或類似物)可並非一致。此外，一微影系統內之隨時間改變之像差 (例如，與一微影系統中之溫度、壓力、氣流或類似物之波動相關聯)可導致裝置元件及計量標靶元件之印刷特性之不可預測變動。
本發明之實施例係關於用於提供及/或分析具有對應於相同印刷層中之旋轉裝置元件之印刷特性之印刷特性之計量標靶之系統及方法。額外實施例係關於用於提供及/或分析具有對應於旋轉裝置元件之一繞射圖案之一繞射圖案之計量標靶之系統及方法。
如貫穿本發明使用，術語「樣本」一般係指由一半導體或非半導體材料形成之一基板(例如，一晶圓或類似物)。例如，一半導體或非半導體材料可包含但不限於單晶矽、砷化鎵及磷化銦。一樣本可包含一或多個層。例如，此等層可包含但不限於一光阻、一介電材料、一導電材料及一半導體材料。許多不同類型之此等層在此項技術中係已知的，且如本文使用之術語樣本旨在涵蓋可在其上形成所有類型之此等層之一樣本。形成於一樣本上之一或多個層可經圖案化或未經圖案化。例如，一樣本可包含複數個晶粒，各晶粒具有可重複圖案化特徵。此等材料層之形成及處理最終可導致完成之裝置。許多不同類型之裝置可形成於一樣本上，且如本文使用之術語樣本旨在涵蓋其上製造此項技術中已知之任何類型之裝置之一樣本。此外，出於本發明之目的，術語樣本及晶圓應解釋為可互換。另外，出於本發明之目的，術語圖案化裝置、遮罩及倍縮光罩應解釋為可互換。
圖1A係根據本發明之一或多項實施例之繪示一半導體裝置系統100之一概念圖。在一項實施例中，半導體裝置系統100包含根據本發明之一或多項實施例之用於將一或多個圖案(例如，計量標靶圖案或類似物)微影印刷至一樣本122之一微影子系統102。微影子系統102可包含此項技術中已知之任何微影印刷工具。例如，微影子系統102可包含但不限於一掃描 器或步進器。在另一實施例中，半導體裝置系統100包含特性化樣本122上之一或多個印刷圖案之一計量子系統104。例如，計量子系統104可使用此項技術中已知之任何方法來量測任何計量度量(例如，疊對誤差、臨界尺寸(critical dimensions，CD)、側壁角度及類似物)。在一項實施例中，計量子系統104包含基於樣本122之一或多個影像之產生而量測計量資料之一基於影像之計量工具。在另一實施例中，計量子系統104包含基於來自樣本之光之散射(反射、繞射、漫散射或類似物)量測計量資料之一基於散射量測之計量系統。
在另一實施例中，半導體裝置系統100包含一控制器106。在另一實施例中，控制器106包含經組態以執行維持於一記憶體媒體110上之程式指令之一或多個處理器108。在此方面，控制器106之一或多個處理器108可執行貫穿本發明描述之各種程序步驟之任一者。此外，控制器106可經通信耦合至遮罩支撐裝置116及/或樣本載物台124以引導將一圖案遮罩118上之圖案元件轉移至一樣本122(例如，樣本上之一光阻層，或類似物)。在此應注意，本發明之微影子系統102可實施貫穿本發明描述之圖案遮罩設計之任一者。Lee等人在2009年6月9日發佈之美國專利第7,545,520號中大體上描述基於遮罩之微影，該案之全部內容併入本文中。
計量子系統104可提供與半導體製造相關之各種類型之量測。例如，計量子系統104可提供一或多個計量標靶之一或多個計量度量，諸如但不限於臨界尺寸、疊對、側壁角度、膜厚度或程序相關之參數(例如，在一微影步驟期間之樣本122之焦點位置、在一微影步驟期間之照明之一曝光劑量或類似物)。
圖1B係繪示根據本發明之一或多項實施例之微影子系統102之一概念 圖。在一項實施例中，微影子系統102包含經組態以產生一或多個照明光束114之一照明源112。一或多個照明光束114可包含一或多個選定波長之光，包含(但不限於)紫外線(UV)輻射、可見輻射或紅外線(IR)輻射。在另一實施例中，照明源112可產生具有此項技術中已知之任何圖案之一或多個照明光束114。例如，照明源112可包含(但不限於)一單極照明源、一雙極照明源、一C-Quad照明源、一類星體照明源或一自由形式照明源。
在另一實施例中，微影子系統102包含一遮罩支撐裝置116。遮罩支撐裝置116經組態以固定一圖案遮罩118。在另一實施例中，微影子系統102包含一組投影光學器件120，其等經組態以將藉由一或多個照明光束114照明之圖案遮罩118之一影像投射至安置於一樣本載物台124上之一樣本122之表面上。例如，該組投影光學器件120可經組態以將圖案遮罩118之一影像投射至樣本122上之一光阻層126上以在光阻層126上產生(例如，曝光，或類似物)對應於圖案遮罩118上之一圖案元件之一印刷圖案元件(例如，一計量圖案)。在另一實施例中，遮罩支撐裝置116可經組態以致動或定位圖案遮罩118。例如，遮罩支撐裝置116可將圖案遮罩118致動至相對於半導體裝置系統100之投影光學器件120之一選定位置。
圖案遮罩118可(例如，藉由微影子系統102)用於此項技術中已知之任何成像組態中。例如，圖案遮罩118可為一正遮罩(例如，一明場遮罩)，其中圖案元件經正成像為樣本122之一光阻層126之印刷圖案元件。藉由另一實例，圖案遮罩118可為一負遮罩(例如，一暗場遮罩)，其中圖案遮罩118之圖案元件形成樣本122之一光阻層126之負印刷圖案元件(例如，間隙、空間或類似物)。
圖1C係繪示根據本發明之一或多項實施例之計量子系統104之一概念 圖。在一項實施例中，計量子系統104包含產生一計量照明光束130之一計量照明源128。在另一實施例中，計量照明源128與照明源112相同。在一進一步實施例中，計量照明源128係經組態以產生一單獨計量照明光束130之一單獨照明源。計量照明光束130可包含一或多個選定波長之光，包含(但不限於)紫外線(UV)輻射、可見輻射或紅外線(IR)輻射。
在另一實施例中，計量照明源128經由一照明路徑132將計量照明光束130引導至樣本122。照明路徑132可包含一或多個透鏡134。此外，照明路徑132可包含適用於修改及/或調節計量照明光束130之一或多個額外光學組件136。例如，一或多個光學組件136可包含(但不限於)一或多個偏光器、一或多個濾波器、一或多個光束分離器、一或多個擴散器、一或多個均質器、一或多個變跡器或一或多個光束塑形器。在一項實施例中，照明路徑132包含一光束分離器138。在另一實施例中，計量子系統104包含將計量照明光束130聚焦於樣本122上之一物鏡140。
在另一實施例中，計量子系統104包含經組態以透過一收集路徑144擷取自樣本122射出之輻射之一或多個偵測器142。收集路徑144可包含引導及/或修改由物鏡140收集之照明之多個光學元件，包含(但不限於)一或多個透鏡146、一或多個濾波器、一或多個偏光器、一或多個光束阻擋器或一或多個光束分離器。
例如，一偵測器142可接收藉由收集路徑144中之元件(例如，物鏡140、一或多個透鏡146或類似物)提供之樣本122之一影像。藉由另一實例，一偵測器可接收從樣本122反射或散射(例如，經由鏡面反射、漫反射及類似物)之輻射。藉由另一實例，一偵測器142可接收藉由樣本產生之輻射(例如，與計量照明光束130之吸收相關聯之冷光及類似物)。藉由另一 實例，一偵測器142可接收來自樣本122之一或多個繞射階之輻射(例如，0階繞射、±1階繞射、±2階繞射及類似物)。此外，在本文中應注意，一或多個偵測器142可包含此項技術中已知之適用於量測自樣本122接收之照明之任何光學偵測器。例如，一偵測器142可包含(但不限於)一電荷耦合元件(charge coupled device，CCD)偵測器、一時間延遲積分(time delay integration，TDI)偵測器、一光電倍增管(PMT)、一崩光二極體(APD)或類似物。在另一實施例中，一偵測器142可包含適用於識別自樣本122射出之輻射之波長之一光譜偵測器。此外，計量子系統104可包含多個偵測器142(例如，與藉由一或多個光束分離器產生之多個光束路徑相關聯)以促進藉由計量子系統104之多個計量量測(例如，多個計量工具)。
在另一實施例中，計量子系統104經通信耦合至半導體裝置系統100之控制器106。在此方面，控制器106可經組態以接收資料，包含(但不限於)計量資料(例如，計量量測結果、標靶之影像、光瞳影像及類似物)或計量度量(例如，精度、工具引發之移位、靈敏度、繞射效率、離焦斜率、側壁角度、臨界尺寸及類似物)。
圖2A及圖2B係繪示一計量標靶202及相對於計量標靶202旋轉之印刷裝置特徵204之一樣本之俯視圖。本文中應認知，樣本122之任何給定印刷層可包含與一經製造裝置相關聯之印刷裝置特徵204以及與計量標靶202相關聯之一或多個印刷元件。在此方面，印刷層中之計量標靶202之印刷元件可提供與該層之微影程序相關之診斷資訊。此外，一計量標靶202可表示經製造裝置之印刷裝置特徵204，使得可藉由特性化計量標靶202來量測影響印刷裝置特徵204之印刷之微影程序之偏差。例如，微影程序之偏差可包含(但不限於)一印刷層相對於一或多個先前印刷層之未對 準、印刷裝置特徵之線寬之修改及類似物。因此，可期望計量標靶202之印刷特性對應於印刷裝置特徵204之印刷特性。
圖2A係繪示根據本發明之一或多項實施例之包含一計量標靶202之一樣本122之一部分之一俯視圖。在一項實施例中，計量標靶202包含定位於樣本122之一或多個印刷層上之印刷特徵。例如，如在圖2A中展示，經組態為一疊對計量標靶之一計量標靶202可包含樣本122之一第一印刷層上之一第一組印刷計量特徵206及樣本122之一第二印刷層上之一第二組印刷計量特徵208。因此，可藉由量測第一組印刷計量特徵206及第二組印刷計量特徵208之相對位置而特性化第二層相對於第一印刷層之一偏移(例如，圖案放置誤差(PPE))。
在另一實施例中，計量標靶202經定向使得沿著兩個正交方向(例如，圖2A之X方向及Y方向)進行計量量測。例如，第一組印刷計量特徵206及第二組印刷計量特徵208可包含具有沿著X方向及Y方向界定之邊緣之印刷元件，使得可輕易量測(例如，藉由計量子系統104，或類似物)沿著X方向及Y方向之第一組印刷計量特徵206及第二組印刷計量特徵208之相對位置。在此方面，量測方向可充當特性化第一組印刷計量特徵206及第二組印刷計量特徵208在樣本122之平面內沿著任何方向之相對位置之一基礎。因此，可藉由與沿著量測方向之投影組件相關聯之偏移特性化第一組印刷計量特徵206及第二組印刷計量特徵208在樣本122之平面內沿著一任意方向之相對位置。
圖2B係繪示根據本發明之一或多項實施例之包含相對於計量標靶202旋轉之印刷裝置特徵204之樣本122之一部分之一俯視圖。在一項實施例中，樣本122之一印刷層包含印刷裝置特徵204及一組印刷計量特徵二 者。在另一實施例中，印刷裝置特徵204與含有印刷計量特徵之樣本122之至少一個印刷層相關聯。例如，印刷裝置特徵204可印刷在與第一組圖案遮罩特徵602相同之印刷層上。在此方面，與第一組圖案遮罩特徵602相關聯之一或多個可印刷特性可表示印刷裝置特徵204之可印刷特性。因此，計量子系統104可量測第一組圖案遮罩特徵602之一或多個可印刷特性(例如，疊對、一臨界尺寸、側壁角度或類似物)。
在另一實施例中，印刷裝置特徵204包含相對於與計量標靶202相關聯之任何量測方向旋轉之一或多個特徵。例如，印刷裝置特徵204可具有沿著相對於與計量標靶202相關聯之任何量測方向旋轉之一方向定向之一或多個邊緣。在另一實施例中，如在圖2中繪示，印刷裝置特徵204包含經形成為藉由一裝置節距214分離之具有一裝置寬度212之一組印刷線特徵210之一旋轉線-空間圖案。例如，印刷裝置特徵204可以相對於Y方向之一旋轉角度216旋轉，如圖2中繪示。在此方面，裝置節距214之方向可不與計量標靶202之量測方向之任一者對準。
本文中應注意，旋轉線-空間圖案可(但無需)與一樣本122之一現用記憶體層相關聯。進一步應注意，圖2中之一計量標靶202之描繪及相關聯描述僅出於闡釋性目的而提供且不應被解釋為限制本發明。例如，一樣本122可包含經組態用於任何類型之計量量測之此項技術中已知之任何類型之計量標靶。在一個例項中，計量標靶202可經組態為適用於特性化兩個以上印刷層之相對對準之一疊對計量標靶。在另一例項中，樣本122可(但無需)包含適用於一或多個臨界尺寸或一或多個側壁角度之特性化之一或多個計量標靶。在另一例項中，樣本122可包含適用於監測微影子系統102之一或多個程序敏感計量標靶，諸如(但不限於)用於在一微影步驟期 間判定微影子系統102之聚焦體積內之樣本122之位置之一焦點敏感計量標靶，或用於在一微影步驟期間判定由樣本122接收之照明之劑量之一曝光敏感計量標靶。
製造在一樣本122上之一半導體裝置之各印刷層可由包含一或多個微影步驟之一系列程序步驟形成。此外，可針對各印刷層或(更特定地)針對針對該層印刷之特定結構定製微影子系統102之一組態。在此方面，照明源112可經組態以包含針對一第一層之一微影步驟之一第一照明輪廓、針對一第二層之一微影步驟之一第二照明輪廓及類似物。
圖3係繪示根據本發明之一或多項實施例之用於製造旋轉之印刷圖案元件之一照明源112之一雙極照明輪廓300之一曲線圖。如上文描述，一半導體裝置可經形成為圖案化材料之多個印刷層。
在一項實施例中，雙極照明輪廓300包含一第一照明極點302a及一第二照明極點302b，其等圍繞雙極照明輪廓300之一中心點對稱分佈且沿著相對於藉由一計量標靶界定之一量測方向(例如，藉由經印刷為一先前程序步驟之部分之一計量標靶之一或多個特徵界定之一方向或藉由將在一後續程序步驟中印刷之一特徵之設計界定之一方向)旋轉之一方向分離。
雙極照明輪廓300之照明極點可具有此項技術中已知之任何形狀。在一項實施例中，如在圖3中展示，照明極點經形成為圓弧。例如，照明極點之內部及外部範圍可經形成為在微影子系統102之光學軸處居中之一圓之部分。在另一實施例中，照明極點經形成為圓。
圖4及圖4B係繪示根據本發明之一或多項實施例之包含經組態為一雙極照明源之一照明源112之一微影子系統102之概念圖。圖4A係繪示根據本發明之一或多項實施例之與藉由一圖案遮罩118之照明源112之第一照 明極點302a之多個繞射光束相關聯之光束路徑之微影子系統102之一概念圖。在一項實施例中，第一照明極點302a產生一離軸照明光束114a。在另一實施例中，圖案遮罩118繞射入射照明光束114a以產生多個繞射光束，包含(但不限於)一0階繞射光束402a及一1階繞射光束404a。在另一實施例中，繞射光束之兩者(例如，0階繞射光束402a及1階繞射光束404a)藉由一組投影光學器件120擷取且引導至樣本122(例如，樣本122之一光阻層126)以在樣本122上產生圖案遮罩118之一空中影像。在此方面，經擷取之繞射光束(例如，在圖4A中繪示之0階繞射光束402a及1階繞射光束404a)位於微影子系統102之一光瞳平面406(例如，該組投影光學器件120之一光瞳平面)內。
圖4B係繪示根據本發明之一或多項實施例之與第二照明極點302b之多個繞射光束及一圖案遮罩118相關聯之光束路徑之微影子系統102之一概念圖。在一項實施例中，第二照明極點302b產生一離軸照明光束114b。在另一實施例中，圖案遮罩118繞射入射照明光束114b以產生多個繞射光束，包含(但不限於)一0階繞射光束402b及一1階繞射光束404b。在另一實施例中，繞射光束之兩者(例如，0階繞射光束402b及1階繞射光束404b)藉由一組投影光學器件120擷取且引導至樣本122(例如，樣本122之一光阻層126)以在樣本122上產生圖案遮罩118之一空中影像。在此方面，經擷取之繞射光束(例如，在圖4B中繪示之0階繞射光束402b及1階繞射光束404b)位於微影子系統102之光瞳平面406(例如，該組投影光學器件120之一光瞳平面)內。
本文中應注意，可同時呈現與圖4A及圖4B二者相關聯之光束路徑以及額外對稱照明極點對(未展示)以在樣本122上產生圖案遮罩118之一空中 影像。
圖5係繪示根據本發明之一或多項實施例之一微影子系統102之光瞳平面406中之繞射光束402a、402b、404a、404b之分佈之一曲線圖500。在一項實施例中，繞射光束402a、404a對應於與藉由圖案遮罩118之照明光束114a之繞射相關聯之光束路徑，如在圖4A中繪示。例如，繞射光束402a可對應於一0階繞射光束，且繞射光束404a可對應於一1階繞射光束。此外，繞射光束402a、404a可經對稱分佈使得繞射光束402a、404a之間的光學相位差為零且樣本之照明係對稱的。類似地，繞射光束402b、404b可對應於與藉由圖案遮罩118之照明光束114b之繞射相關聯之光束路徑，如在圖4B中繪示。例如，繞射光束402b可對應於一0階繞射光束，且繞射光束404b可對應於一1階繞射光束。
在一項實施例中，照明源112(例如，在圖4A及圖4B中繪示之對稱照明源，或類似物)及圖案遮罩118經共同最佳化，使得來自一對對稱照明極點之各者之繞射光束在傳播通過微影子系統102時具有相同光學路徑長度。例如，照明源112及圖案遮罩118可經共同最佳化使得繞射光束對稱分佈於一光瞳平面406中。此外，繞射光束402b、404b可經對稱分佈使得繞射光束402b、404b之間的光學路徑差為零且樣本之照明係對稱的。另外，來自兩個照明極點之光束可重疊。例如，如在圖5中繪示，繞射光束402a及繞射光束404b可重疊。類似地，繞射光束402b及繞射光束404a可重疊。
在另一實施例中，光瞳平面406中之繞射光束之間隔經設計以在樣本122上達成一相對高之景深。例如，光瞳平面406中之繞射光束之間隔可經組態以等於照明源112之照明極點之間隔。在此方面，印刷圖案元件對 樣本122之焦點位置之偏差之敏感度可減小。
圖6係根據本發明之一或多項實施例之包含一計量標靶圖案遮罩600之一圖案遮罩118之一部分之一俯視圖。例如，計量標靶圖案遮罩600可與如在圖2A中描繪之一疊對計量標靶之一個層相關聯。在一項實施例中，計量標靶圖案遮罩600包含沿著一第一方向(例如，一X方向)定向之一第一組圖案遮罩特徵602及沿著一第二方向(例如，一Y方向)定向之一第二組圖案遮罩特徵604。在另一實施例中，第一組圖案遮罩特徵602沿著X方向分段，使得第一組圖案遮罩特徵602之相對位置可提供X方向上之任何圖案放置誤差之一指示。例如，第一組圖案遮罩特徵602可具有沿著X方向之一寬度606及節距608。在另一實施例中，第二組圖案遮罩特徵604沿著Y方向分段，使得第二組圖案遮罩特徵604之相對位置可提供Y方向上之任何圖案放置誤差之一指示。例如，第二組圖案遮罩特徵604可具有沿著Y方向之一寬度610及節距612。因此，計量標靶圖案遮罩600可具有沿著X方向及Y方向之明確界定之量測方向。在另一實施例中，圖案遮罩特徵之寬度606、610為節距608、612之至少一半。在此方面，圖案遮罩特徵可精確印刷在樣本122上。此外，與圖案遮罩特徵相關聯之一繞射圖案可更精確地對應於裝置圖案遮罩元件之一繞射圖案。
在一些實施例中，一半導體裝置之一印刷層之計量標靶圖案遮罩600之個別特徵經分段以包含具有對應於與相同層相關聯之圖案遮罩元件之尺寸及/或定向之圖案遮罩元件。在此方面，計量標靶(例如，計量標靶202，或類似物)之印刷元件之印刷特性可對應於相同層中之裝置元件之印刷特性。因此，計量標靶可提供與經製造之裝置元件之印刷特性相關之診斷資訊。作為一闡釋性實例，具有類似尺寸及/或定向之圖案遮罩元件可 類似地繞射用於將圖案遮罩118之一空中影像投射至樣本122上之微影子系統102之一照明光束114。作為另一闡釋性實例，樣本122上之具有類似尺寸及/或定向之印刷元件可類似地繞射用於診斷一印刷層之印刷特性之計量子系統104之一計量照明光束130。
圖7A至圖7C係繪示本發明之實施例之計量標靶圖案遮罩600之一部分614之俯視圖，其中第一組圖案遮罩特徵602之個別特徵經分段以包含具有與相同印刷層之印刷裝置特徵204相同之裝置寬度212及裝置節距214之圖案遮罩元件(例如，見圖2)。
圖7A係根據本發明之一或多項實施例之計量標靶圖案遮罩600之部分614之一俯視圖。在一項實施例中，圖案遮罩特徵700沿著X方向分段。在此方面，圖案遮罩特徵700之個別圖案遮罩元件可具有與印刷裝置特徵204相同之尺寸，但具有一不同定向。
圖7B係根據本發明之一或多項實施例之計量標靶圖案遮罩600之部分614之一俯視圖。在一項實施例中，第一組圖案遮罩特徵602之圖案遮罩特徵702經定向具有與印刷裝置特徵204相同之旋轉角度216。因此，圖案遮罩特徵702之個別圖案遮罩元件可具有與印刷裝置特徵204相同之尺寸及定向。
本文中應注意，(例如，藉由微影子系統102)在一樣本上產生之一圖案遮罩118之影像可關鍵取決於一圖案遮罩內之圖案遮罩元件之近接性。在此方面，具有小於微影子系統102(例如，該組投影光學器件120)之一解析度之尺寸(例如，實際尺寸、圖案遮罩元件之間的間隔、或類似物)之圖案遮罩元件可基於光學效應(諸如散射、繞射及類似物)而影響印刷在一樣本之一光阻層上之一圖案。此外，次解析度圖案遮罩元件(或者，次解 析度輔助特徵(SRAF)、光學近接性校正(OPC)圖案遮罩元件、或類似物)可影響印刷元件之一或多個特性(例如，PPE、側壁角度、臨界尺寸或類似物)而未可解析地成像至樣本122上。例如，次解析度圖案遮罩元件可促進在樣本122上製造穩健印刷元件而未經可解析地印刷。
圖7C係根據本發明之一或多項實施例之計量標靶圖案遮罩600之部分614之一俯視圖。在一項實施例中，第一組圖案遮罩特徵602之圖案遮罩特徵704經定向具有與印刷裝置特徵204相同之旋轉角度216。因此，圖案遮罩特徵704之個別圖案遮罩元件可具有與印刷裝置特徵204相同之尺寸及定向。
在另一實施例中，計量標靶圖案遮罩600包含次解析度圖案遮罩元件706。在另一實施例中，次解析度圖案遮罩元件706包含圖案遮罩特徵，其等使用與印刷裝置特徵204相同之裝置節距214及旋轉角度216分離，但具有沿著節距方向之小於微影子系統102之一解析度之一寬度。在此方面，次解析度圖案遮罩元件706可不經可解析地印刷於樣本122上，但可影響計量標靶圖案遮罩600之印刷特性以對應於印刷裝置特徵204之印刷特性。例如，次解析度圖案遮罩元件706可抵消與不存在於裝置圖案遮罩元件中之計量標靶圖案遮罩600之額外邊緣相關聯之繞射(例如，經由OPC或類似物)。
在另一實施例中，如在圖7C中展示，次解析度圖案遮罩元件706可包含第一組圖案遮罩特徵602之延伸。在此方面，計量標靶圖案遮罩600可包含具有變化寬度之圖案遮罩元件，使得可在樣本122上印刷圖案遮罩元件之一些部分，而可不印刷其他部分。
在另一實施例中，次解析度圖案遮罩元件706可不包含第一組圖案遮 罩特徵602之延伸。因此，計量標靶圖案遮罩600可包含第二組圖案遮罩特徵604，其等具有適用於促進在一樣本122之一印刷層上製造具有對應於該層之印刷裝置元件之印刷特性之印刷特性之一計量標靶之任何尺寸及/或定向。
次解析度圖案遮罩元件706可經定位於第一組圖案遮罩特徵602之間(例如，如在圖7C中展示)及/或圍繞第一組圖案遮罩特徵602。另外，雖然在計量標靶圖案遮罩600之一選定部分614中繪示次解析度圖案遮罩元件706，但次解析度圖案遮罩元件706可包含於計量標靶圖案遮罩600之任何部分中，諸如(但不限於)鄰近於第二組圖案遮罩特徵604。因此，圖7A至圖7C以及上文之計量標靶圖案遮罩600、第一組圖案遮罩特徵602、第二組圖案遮罩特徵604及次解析度圖案遮罩元件706之描述僅出於闡釋性目的而提供且不應被解釋為限制性。
在一些實施例中，一計量標靶圖案遮罩之圖案遮罩特徵經設計以具有對應於與相同印刷層之裝置特徵相關聯之圖案遮罩元件之繞射圖案之一繞射圖案。如上文描述，通常可期望一計量標靶展現與相同印刷層之裝置特徵相同之印刷特性(例如，圖案放置誤差、側壁角度或類似物)。本文中應注意，一半導體程序之一微影步驟可包含在樣本122上形成圖案遮罩118之一空中影像(例如，以曝光一光阻層126或類似物)。此外，微影子系統102之光瞳平面(例如，圖4之光瞳平面406或類似物)中之照明之分佈包含藉由用於形成空中影像之該組投影光學器件120收集之繞射階照明。因此，一印刷元件之印刷特性可至少部分取決於光瞳平面繞射輪廓。在此方面，設計一計量標靶圖案遮罩之圖案遮罩特徵以展現對應於裝置圖案元件繞射圖案之一繞射圖案可提供計量標靶及印刷裝置元件之類似印刷特性。
圖8A及圖8B包含分別針對二進位及相移圖案遮罩繪示包含與一裝置相關聯之旋轉線/空間圖案遮罩元件及在圖7A至圖7C中繪示之計量圖案遮罩特徵700至706之圖案遮罩之光瞳平面繞射圖案之繞射輪廓。在一項實施例中，使用一照明源112產生繞射輪廓，照明源112經組態具有擁有對應於在圖2B中繪示之印刷裝置特徵204之旋轉角度216之一旋轉角度216之圖3之旋轉雙極照明輪廓。
圖8A包含繪示根據本發明之一或多項實施例之包含與一裝置相關聯之旋轉線/空間圖案遮罩元件以及在圖7A至圖7C中繪示之計量圖案遮罩特徵700至706之二進位圖案遮罩之光瞳平面繞射圖案之繞射輪廓。在另一實施例中，繞射輪廓800繪示包含用於形成圖2之印刷裝置特徵204之線/空間圖案遮罩元件之一二進位圖案遮罩118之一繞射輪廓。例如，繞射輪廓800之照明瓣802可包含來自照明光束114a之0階繞射及照明光束114b之1階繞射(例如，見圖4A、圖4B及圖5)之重疊照明。此外，繞射輪廓800之照明瓣804可包含來自照明光束114b之0階繞射及照明光束114a之1階繞射(例如，見圖4A及圖4B)之重疊照明。
在另一實施例中，繞射輪廓806繪示包含在圖7A中繪示之計量圖案遮罩特徵700之一二進位圖案遮罩118之一繞射輪廓。在另一實施例中，繞射輪廓808繪示包含在圖7B中繪示之計量圖案遮罩特徵702之一二進位圖案遮罩118之一繞射輪廓。在另一實施例中，繞射輪廓810繪示包含在圖7C中繪示之計量圖案遮罩特徵704之一二進位圖案遮罩118之一繞射輪廓。在此方面，經分段以具有對應於與一半導體裝置之一印刷層相關聯之裝置圖案遮罩元件之尺寸及/或定向之相同層之計量標靶圖案遮罩600之圖案遮罩元件可展現類似於裝置圖案遮罩元件之繞射圖案。因此，計量標靶 (例如，計量標靶202，或類似物)之印刷元件之印刷特性可對應於相同層中之裝置元件之印刷特性。
如在圖8A中繪示，情況可為使一經分段計量標靶圖案遮罩特徵之圖案元件之尺寸及定向二者與裝置圖案遮罩元件之尺寸及定向二者匹配可提供比單獨匹配尺寸或定向更精確之裝置圖案遮罩元件之繞射輪廓之一表示。例如，圖7B之圖案遮罩特徵702之繞射輪廓808可比圖案遮罩特徵700之繞射輪廓806更精確地對應於裝置圖案遮罩元件之繞射輪廓800。此外，情況可為包含次解析度特徵之計量標靶圖案遮罩元件之繞射輪廓可進一步對應於裝置圖案遮罩元件之繞射輪廓。在一個例項中，次解析度特徵可抵消與對於裝置圖案遮罩元件不存在之計量標靶圖案遮罩特徵之邊緣相關聯之假影。例如，包含次解析度圖案遮罩元件706之圖案遮罩特徵704之繞射輪廓810可比繞射輪廓808或繞射輪廓806之任一者更精确地對應於繞射輪廓800。
圖8B包含繪示根據本發明之一或多項實施例之包含與一裝置相關聯之旋轉線/空間圖案遮罩元件及在圖7A至圖7C中繪示之計量圖案遮罩特徵700至706之相移圖案遮罩之光瞳平面繞射圖案之繞射輪廓。在另一實施例中，繞射輪廓812繪示包含在圖7A中繪示之計量圖案遮罩特徵700之一相移圖案遮罩118之一繞射輪廓。在另一實施例中，繞射輪廓814繪示包含在圖7B中繪示之計量圖案遮罩特徵702之一相移圖案遮罩118之一繞射輪廓。在另一實施例中，繞射輪廓816繪示包含在圖7C中繪示之計量圖案遮罩特徵704之一相移圖案遮罩118之一繞射輪廓。
類似地，經分段以具有對應於與相同層相關聯之裝置圖案遮罩元件之尺寸及/或定向之相移圖案遮罩118之計量標靶圖案遮罩元件可展現類似 於裝置圖案遮罩元件(例如，繞射輪廓800)之繞射圖案。因此，計量標靶(例如，計量標靶202，或類似物)之印刷元件之印刷特性可對應於相同層中之裝置元件之印刷特性。
圖9A係根據本發明之一或多項實施例之與在圖7A中繪示之圖案遮罩特徵700相關聯且使用圖3之旋轉雙極照明輪廓300產生之一印刷圖案特徵900之圖。在一項實施例中，一照明源112之照明極點之一定向角與圖案遮罩特徵700之圖案遮罩元件之定向之間的一未對準導致印刷圖案特徵900之印刷誤差。例如，印刷圖案特徵900之一橫截面輪廓902繪示變化之印刷特性，諸如(但不限於)印刷圖案特徵900之圖案元件之臨界尺寸、側壁角度或印刷深度之變動。
圖9B係根據本發明之一或多項實施例之與在圖7B中繪示之圖案遮罩特徵702相關聯且使用圖3之旋轉雙極照明輪廓300產生之一印刷圖案特徵904之圖。使一照明源112之照明極點之一定向角與圖案遮罩特徵702之定向匹配可減少印刷圖案特徵904之印刷誤差。例如，與在圖8A中所繪示相比，印刷圖案特徵904之一橫截面輪廓906可繪示印刷圖案特徵904之圖案元件之更陡側壁角度及更一致印刷深度。
圖9C係根據本發明之一或多項實施例之與在圖7C中繪示之圖案遮罩特徵704相關聯且使用圖3之旋轉雙極照明輪廓300產生之一印刷圖案特徵908之圖。使一照明源112之照明極點之一定向角與圖案遮罩特徵704之定向匹配可減少印刷圖案特徵908之印刷誤差(例如，相對於在圖8A或圖8B中繪示之印刷特性)。此外，計量標靶圖案遮罩600之次解析度圖案遮罩元件706可促進印刷圖案特徵908之更穩健印刷特性。例如，與在圖8A或圖8B中所繪示相比，印刷圖案特徵908之一橫截面輪廓910可繪示印刷圖案 特徵908之邊緣附近(例如，在部分912內，或類似物)之圖案元件之更均勻臨界尺寸。
再次參考圖1A至圖1D，一照明源(例如，照明源112、計量照明源128或類似物)可包含適用於產生一照明光束(例如，照明光束114、計量照明光束130或類似物)之此項技術中已知之任何照明源。例如，照明源可包含(但不限於)一單色光源(例如，一雷射)、具有包含兩個或兩個以上離散波長之一光譜之一多色光源、一寬頻光源或一波長掃描光源。此外，照明源可為(但無需)由一白色光源(例如，具有包含可見波長之一光譜之一寬頻光源)、一雷射源、一自由形式照明源、一單極照明源、一多極照明源、一弧光燈、一無電極燈或一雷射維持電漿(LSP)源形成。
在另一實施例中，藉由照明源發射之一或多個照明光束之輻射之波長係可調諧的。在此方面，一或多個照明光束之輻射之波長可經調整至輻射之任何選定波長(例如，UV輻射、可見輻射、紅外線輻射或類似物)。
照明源亦可經組態以提供具有高亮度之光。例如，照明源可提供具有大於約1W/(nm cm2 Sr)之一亮度之一照明光束。半導體裝置系統100亦可包含至光源以用於穩定其功率及波長之一快速回饋。光源之輸出可經由自由空間傳播遞送，或在一些情況中經由任何類型之光纖或光導遞送。此外，一照明光束可經由自由空間傳播或引導光(例如，一光纖、一光管或類似物)遞送。
本文中進一步應注意，出於本發明之目的，照明源(例如，微影子系統102之照明源112)之一照明極點可表示來自照明源之一特定位置之照明。在此方面，相對於一光學軸148之一照明源上之各空間位置可視為一照明極點。此外，一照明極點可具有此項技術中已知之任何形狀或大小。 另外，一自由形式照明源可視為具有對應於照明極點之一分佈之一照明輪廓。
本文中應注意，圖案遮罩118可為一反射性元件或一透射性元件。在一項實施例中，圖案遮罩118係一透射性元件，其中圖案元件完全或部分阻擋一照明光束114之透射(例如，透過照明光束114之吸收或反射)。因此，照明光束114可透過圖案元件之間的空間透射至該組投影光學器件120。例如，一圖案遮罩118(其中圖案元件完全阻擋照明光束114之透射)可操作為一二進位圖案遮罩。進一步認知，焦點敏感之二進位圖案遮罩(其中來自一照明源112之光經完全阻擋或完全透射/反射以產生一影像)可用於判定一微影子系統102中之一樣本之一焦點位置。例如，二進位圖案遮罩製造相對便宜且可輕易併入許多微影系統中。在另一實施例中，圖案遮罩118之特徵(例如，圖案元件、圖案元件之間的空間或類似物)經設計以修改一照明光束114之光學相位。在此方面，圖案遮罩118可操作為一相位遮罩(例如，一交替相移遮罩或類似物)。
在另一實施例中，圖案遮罩118係一反射遮罩，其中圖案遮罩元件將一照明光束114完全或部分反射至該組投影光學器件120且圖案遮罩元件之間的空間吸收或透射照明光束114。此外，圖案遮罩118之圖案元件可由用於反射及/或吸收一照明光束114之此項技術中已知之任何透明或半透明材料形成。在另一實施例中，圖案遮罩元件可包含一金屬。例如，圖案遮罩元件可(但無需)由鉻(例如，一鉻合金或類似物)形成。
在此方面，遮罩支撐裝置116可利用此項技術中已知之任何方法(諸如但不限於一機械、真空、靜電或其他夾箝技術)來固持圖案遮罩118。
在另一實施例中，半導體裝置系統100包含適用於固定一樣本122之 一樣本載物台124。樣本載物台124可包含此項技術中已知之任何樣本載物台架構。例如，樣本載物台124可包含(但不限於)一線性載物台。藉由另一實例，載物台總成118可包含(但不限於)一旋轉載物台。此外，樣本106可包含一晶圓，諸如(但不限於)一半導體晶圓。
參考圖1C及圖1D，本發明之實施例可併入此項技術中已知之任何類型之計量系統，包含(但不限於)具有一或多個照明角度之一光譜橢圓偏光儀、用於量測穆勒(Mueller)矩陣元素(例如，使用旋轉補償器)之一光譜橢圓偏光儀、一單波長橢圓偏光儀、一角度解析橢圓偏光儀(例如，一光束輪廓橢圓偏光儀)、一光譜反射計、一單波長反射計、一角度解析反射計(例如，一光束輪廓反射計)、一成像系統、一光瞳成像系統、一光譜成像系統或一散射計。此外，計量系統可包含一單一計量工具或多個計量工具。在美國專利第7,478,019號中大體上描述併入多個計量工具之一計量系統。在美國專利第5,608,526號中大體上描述基於主要反射光學器件之聚焦光束橢圓偏光法，該案之全部內容以引用之方式併入本文中。在美國專利第5,859,424號中大體上描述使用變跡器來減輕引起照明點之散佈超出由幾何光學器件界定之大小之光學繞射之效應，該案之全部內容以引用之方式併入本文中。藉由美國專利第6,429,943號大體上描述使用具有同時多個入射角照明之高數值孔徑工具，該案之全部內容以參考之方式併入本文中。
本文進一步認知，一計量工具可量測一或多個標靶之特性，諸如(但不限於)臨界尺寸(CD)、疊對、側壁角度、膜厚度或程序相關參數(例如，焦點、劑量及類似物)。該等標靶可包含本質上為週期性之所關注之特定區域，舉例而言諸如一記憶體晶粒中之光柵。計量標靶可進一步擁有各種 空間特性且通常由一或多個單元(其等在可已在一或多個微影相異曝光中印刷之一或多個層中包含特徵)構成。標靶或單元可擁有各種對稱，諸如雙重或四重旋轉對稱、反射對稱。在美國專利第6,985,618號中描述此等計量結構之實例，該案之全文以引用方式包含在本文中。不同單元或單元組合可屬於不同層或曝光步驟。個別單元可包括隔離非週期性特徵或者其等可由一維、兩維或三維週期性結構或非週期性結構及週期性結構之組合構成。週期性結構可為非分段式或其等可由可依或接近用於印刷其等之微影程序之最小設計規則之精細分段特徵構成。
計量標靶可與相同層中或計量結構之層上方、下方或之間的一層中之虛設結構並置或緊密接近。標靶可包含多個層(例如，膜)，其等之厚度可藉由計量工具量測。此外，一計量工具可(但無需)量測一半導體堆疊之一或多個層之組合物或一樣本上或內之一或多個缺陷。在2016年3月22日授權之美國專利第9,291,554號中大體上描述使用一計量工具來特性化非週期性標靶，該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
標靶可包含放置於半導體晶圓上以供使用(例如，配合對準、疊對配準操作及類似物)之標靶設計。此外，標靶可定位於半導體晶圓上之各個位點處。例如，標靶可定位於(例如，晶粒之間的)切割線內及/或定位於晶粒自身中。可藉由如在美國專利第7,478,019號中描述之相同或多個計量工具同時或連續地量測多個標靶，該案之全部內容以引用之方式併入本文中。
另外，所關注參數之量測可涉及若干演算法。例如，照明光束114與樣本106上之一計量標靶之光學互動可(但不限於)使用一電磁(EM)解算器模型化。此外，EM解算器可利用此項技術中已知之任何方法，包含(但不 限於)嚴格耦合波分析(RCWA)、有限元素法分析、矩量法分析、一表面積分技術、一體積積分技術或一有限差分時域分析。另外，所收集資料可使用資料擬合及最佳化技術進行分析，包含(但不限於)：庫、快速降階模型、迴歸、機器學習演算法(諸如神經網路)、支援向量機(SVM)、降維演算法(例如，主分量分析(PCA)、獨立分量分析(ICA)、局部線性嵌入(LLE)及類似物)、資料之稀疏表示(例如，Fourier或小波變換、Kalman濾波器、促進相同或不同工具類型之匹配之演算法及類似物)。例如，資料收集及/或擬合可(但無需)藉由由KLA-TENCOR提供之信號回應計量(SRM)軟體產品執行。
在另一實施例中，藉由一計量工具產生之原始資料藉由不包含模型化、最佳化及/或擬合(例如，相位特性化或類似物)之演算法分析。在2015年7月23日發佈之美國專利公開案第2015/0204664號中大體上描述使用散射量測疊對計量中之對稱標靶設計，該案之全部內容以引用的方式併入本文中。在本文中應注意，藉由控制器執行之計算演算法可(但無需)透過使用並行化、分佈式計算、負載平衡、多服務支援、計算硬體之設計及實施、或動態負載最佳化針對計量應用定製。此外，演算法之各種實施方案可(但無需)藉由控制器(例如，透過韌體、軟體、或場可程式化閘陣列(FPGA)及類似物)或與計量工具相關聯之一或多個可程式化光學元件執行。在2014年6月19日發佈之美國專利公開案第2014/0172394號中大體上描述使用程序模型化，該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
在另一實施例中，樣本122上之計量照明光束130之入射角係可調整的。例如，可調整通過光束分離器138及物鏡140之計量照明光束130之路徑以控制樣本122上之計量照明光束130之入射角。在此方面，計量照明 光束130可具有通過光束分離器126及物鏡140之一標稱路徑使得計量照明光束130在樣本122上具有一法向入射角。此外，可藉由修改計量照明光束130在光束分離器138上之位置及/或角度(例如，藉由可旋轉鏡、一空間光調變器、一自由形式照明源或類似物)而控制計量照明光束130在樣本122上之入射角。在另一實施例中，計量照明源128按一角度(例如，一掠射角、一45度角或類似物)將一或多個計量照明光束130引導至樣本122。
在另一實施例中，控制器106經通信耦合至計量照明源128以引導照明光束114與樣本122之間的入射角之調整。在另一實施例中，控制器106引導計量照明源128以提供一或多個選定波長之照明(例如，回應於回饋)。在一般意義上，控制器106可與計量子系統104內之任何元件通信耦合。
圖1D係繪示根據本發明之另一實施例之一計量子系統104之一概念圖。在一項實施例中，照明路徑132及收集路徑144含有單獨元件。例如，照明路徑132可利用一第一聚焦元件150以將計量照明光束130聚焦至樣本122上且收集路徑144可利用一第二聚焦元件152以從樣本122收集輻射。在此方面，第一聚焦元件150及第二聚焦元件152之數值孔徑可係不同的。此外，本文中應注意，在圖1D中描繪之計量子系統104可促進樣本122之多角度照明及/或一個以上計量照明源128(例如，耦合至一或多個額外偵測器142)。在此方面，在圖1D中描繪之計量子系統104可執行多個計量量測。在另一實施例中，一或多個光學組件可經安裝至圍繞樣本122樞轉之一可旋轉臂(未展示)使得計量照明光束130在樣本122上之入射角可藉由可旋轉臂之位置控制。
一控制器106之一或多個處理器108可包含此項技術中已知之任何處 理元件。在此意義上，一或多個處理器108可包含經組態以執行演算法及/或指令之任何微處理器型裝置。在一項實施例中，一或多個處理器108可由經組態以執行經組態以操作半導體裝置系統100之一程式之一桌上型電腦、主機電腦系統、工作站、影像電腦、平行處理器或任何其他電腦系統(例如，網路電腦)構成，如貫穿本發明描述。進一步應認知，術語「處理器」可經廣泛地定義以涵蓋具有執行來自一記憶體媒體110之程式指令之一或多個處理元件之任何裝置。此外，可由一單一控制器106或者多個控制器執行貫穿本發明描述之步驟。另外，控制器106可包含容置於一共用外殼中或多個外殼內之一或多個控制器。以此方式，任何控制器或控制器組合可單獨封裝為適用於整合至半導體裝置系統100中之一模組。此外，控制器106可分析從偵測器142接收之資料且將資料饋送至計量子系統104內或半導體裝置系統100外部之額外組件。
記憶體媒體110可包含適用於儲存可藉由相關聯一或多個處理器108執行之程式指令之此項技術中已知之任何儲存媒體。例如，記憶體媒體110可包含一非暫時性記憶體媒體。藉由另一實例，記憶體媒體110可包含(但不限於)一唯讀記憶體、一隨機存取記憶體、一磁性或光學記憶體裝置(例如，磁碟)、一磁帶、一固態磁碟及類似物。進一步應注意，記憶體媒體110可容置於與一或多個處理器108之一共同控制器外殼中。在一項實施例中，記憶體媒體110可相對於一或多個處理器108及控制器106之實體位置遠端定位。例如，控制器106之一或多個處理器108可存取可透過一網路(例如，網際網路、內部網路及類似物)存取之一遠端記憶體(例如，伺服器)。因此，上文之描述不應被解譯為限制本發明，而是僅為一圖解。
圖10係繪示根據本發明之一或多項實施例之用於共同最佳化計量圖案遮罩元件及裝置圖案遮罩元件以促進印刷具有類似印刷特性之計量標靶及裝置之一方法1000之一流程圖。申請人應注意，在半導體裝置系統100之內容背景中，在本文中先前描述之實施例及啟用技術不應解釋為延伸至方法1000。然而，應進一步注意，方法1000並不限於半導體裝置系統100之架構。
在一項實施例中，步驟1002包含建立一裝置之微影及/或一地理模型。例如，步驟1002可包含建立將製造為一半導體裝置之一印刷層之部分之一裝置之至少一部分之一微影模型。在另一實施例中，步驟1004包含建立一或多個計量標靶之一微影模型。在此方面，產生裝置及/或一或多個計量標靶之一參數化版本。另外，可在藉由KLA-TENCOR提供之ACUSHAPE軟體產品中實施使用用於程序模型化之一幾何引擎。
在另一實施例中，步驟1006包含模擬計量標靶效能。例如，可針對一或多個計量標靶模擬一計量量測之一或多個態樣，諸如(但不限於)對比度、精確度或繞射效率。在此方面，可模擬、評估及/或比較一或多個計量標靶之效能。
在另一實施例中，步驟1008包含使一或多個計量標靶圖案遮罩之一或多個印刷特性(例如，一或多個經模擬印刷特性)與裝置圖案遮罩之印刷特性匹配。在此方面，可評估計量標靶圖案遮罩之印刷特性與印刷裝置元件之印刷特性之間的任何差異。如上文描述，通常可期望使用相同印刷特性印刷一計量標靶及裝置元件使得藉由計量子系統104量測之計量標靶之印刷特性可表示裝置元件之印刷特性。例如，步驟1008可包含(但無需)計量標靶之各者之一或多個印刷元件之圖案放置誤差之一模擬以用於與一或 多個印刷裝置元件之圖案放置誤差比較。
可藉由此項技術中已知之任何方法執行印刷特性之一模擬。例如，一澤爾尼克(Zernike)敏感度分析可(但無需)用於模擬一圖案放置誤差。
在另一實施例中，步驟1008包含針對大量分段節距(例如，一計量標靶圖案遮罩之個別圖案遮罩元件之間的分離距離)模擬計量標靶圖案遮罩之印刷效能。在此方面，可判定最精確地提供對應於印刷裝置元件之印刷特性之印刷特性之各計量標靶圖案遮罩之一分段距離。本文中應注意，一最佳分段節距可(但無需)匹配裝置圖案元件之節距。
在另一實施例中，步驟1010包含判定與各計量標靶圖案遮罩相關聯之一程序窗口。本文中應認知，在微影印刷之內容背景中，與一樣本上之印刷特徵之製造相關聯之程序窗通常界定適用於在一指定公差內製造印刷特徵之程序參數之範圍。例如，一程序窗可界定對與沿著微影工具之光學軸之樣本之位置(例如，樣本之焦點位置)相關聯之散焦之限制。藉由另一實例，一程序窗可界定對來自入射於樣本上之照明源之能量之劑量(例如，樣本之曝光)之限制。此外，多個程序參數之變動對印刷特徵之一或多個特性之影響可為相依的。在此方面，判定一程序窗可包含多個程序參數(例如，一焦點曝光矩陣(FEM)或類似物)之一多維分析來界定所關注程序參數之可接受範圍。進一步應認知，具有一相對大程序窗之一計量標靶圖案遮罩可對微影子系統102之偏差相對穩健。
在另一實施例中，步驟1012包含選擇一計量標靶圖案遮罩。例如，可基於包含計量效能(例如，如藉由步驟1006判定)、印刷特性與裝置圖案遮罩元件之印刷特性(例如，如藉由步驟1008判定)之匹配程度、一程序窗之一大小(例如，如藉由步驟1010判定)或類似物之因數之一組合選擇一計 量標靶圖案遮罩。在一些實施例中，可基於方法1000之步驟之一迭代應用選擇一計量標靶圖案遮罩。例如，在裝置匹配之步驟1008及/或判定一或多個計量標靶圖案遮罩之一程序窗之步驟1010之後，可在步驟1004中產生且在步驟1006至1010中分析一新的計量標靶圖案遮罩之一新模型。
在本文中描述之標的物有時繪示包含於其他組件內或與其他組件連接之不同組件。應理解，此等所描繪之架構僅為例示性的，且事實上可實施達成相同功能性之諸多其他架構。在一概念意義上，達成相同功能性之組件之任何配置有效地「相關聯」，使得達成所要功能性。因此，不考慮架構或中間組件，本文中經組合以達成一特定功能性之任何兩個組件可被視為彼此「相關聯」，使得達成所要功能性。同樣地，如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「連接」或「耦合」以達成所要功能性，且能夠如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為「可耦合」至彼此以達成所要功能性。可耦合之特定實例包含(但不限於)可實體互動及/或實體互動之組件及/或可無線互動及/或無線互動之組件及/或可邏輯互動及/或邏輯互動之組件。
據信，將藉由以上描述理解本發明及其諸多伴隨優勢，且將明白，在不脫離所揭示標的物或不犧牲其之所有材料優勢之情況下可對組件之形式、構造及配置作出各種改變。所描述形式僅為說明性的，且以下發明申請專利範圍意欲包含及包括此等變化。此外，應理解，本發明由隨附發明申請專利範圍定義。
102:微影子系統
106:控制器
108:處理器
110:記憶體媒體
112:照明源
114:照明光束
116:遮罩支撐裝置
118:圖案遮罩
120:投影光學器件
122:樣本
124:樣本載物台
126:光阻層
148:光學軸

Claims (31)

  1. 一種微影系統，其包括： 一照明源，其包含圍繞該微影系統之一光學軸對稱分佈之兩個照明極點，其中該兩個照明極點沿著一第一方向分離； 一圖案遮罩，其經定位以從該照明源接收照明，其中該圖案遮罩包含一計量標靶圖案遮罩及複數個裝置圖案遮罩元件，其中該等裝置圖案遮罩元件之至少一部分按一裝置分離距離沿著該第一方向分佈，其中該計量標靶圖案遮罩包含一組計量標靶圖案遮罩元件，其等具有對應於該複數個裝置圖案遮罩元件之一繞射圖案之一繞射圖案；及 一組投影光學器件，其等將對應於該圖案遮罩之一影像產生至一樣本上，其中可沿著不同於該第一方向之一第二方向特性化在該樣本上產生之與該計量標靶圖案遮罩相關聯之一計量標靶，其中該計量標靶之一或多個印刷特性對應於在該樣本上產生之與該裝置圖案遮罩元件相關聯之裝置圖案元件之一或多個印刷特性。
  2. 如請求項1之微影系統，其中該一或多個印刷特性包括： 該樣本上之一相對位置、一臨界尺寸或一側壁角度之至少一者。
  3. 如請求項1之微影系統，其中該計量標靶圖案遮罩包含沿著該第二方向分佈之次解析度區域。
  4. 如請求項3之微影系統，其中該等次解析度區域包含小於該組投影光學器件之一光學解析度之一或多個特徵，使得該樣本上之該計量標靶不包含與該等次解析度區域相關聯之該等計量標靶圖案遮罩元件之部分。
  5. 如請求項3之微影系統，其中沿著該第一方向量測之該等次解析度區域內之該等計量標靶圖案遮罩元件之部分之一寬度小於該組投影光學器件之一光學解析度，其中該樣本上之該計量標靶不包含該等次解析度區域內之計量標靶圖案遮罩分段之部分。
  6. 如請求項1之微影系統，其中該計量標靶圖案遮罩包含沿著該第二方向分佈之一或多個特徵。
  7. 如請求項6之微影系統，其中該計量標靶圖案遮罩元件之分段沿著該第二方向分離達一標靶分離距離。
  8. 如請求項7之微影系統，其中該標靶分離距離小於該計量標靶圖案元件之該等分段沿著該第二方向之一長度。
  9. 如請求項1之微影系統，其中該圖案遮罩係一明場圖案遮罩或一暗場圖案遮罩之至少一者。
  10. 一種微影系統，其包括： 一照明源，其包含圍繞該微影系統之一光學軸對稱分佈之兩個照明極點，其中該兩個照明極點沿著一第一方向分離； 一圖案遮罩，其經定位以從該照明源接收照明，其中該圖案遮罩包含一計量標靶圖案遮罩及複數個裝置圖案遮罩元件，其中該等裝置圖案遮罩元件之至少一部分按一裝置分離距離沿著該第一方向分佈，其中該計量標靶圖案遮罩包含按該裝置分離距離沿著該第一方向分佈之一組計量標靶圖案遮罩元件；及 一組投影光學器件，其等將對應於該圖案遮罩之一影像產生至一樣本上，其中可沿著不同於該第一方向之一第二方向特性化在該樣本上產生之與該計量標靶圖案遮罩相關聯之一計量標靶。
  11. 如請求項10之微影系統，其中該計量標靶圖案遮罩之一繞射圖案對應於按該裝置分離距離沿著該第一方向分佈之該等裝置圖案遮罩元件之該部分之一繞射圖案。
  12. 如請求項10之微影系統，其中該計量標靶圖案遮罩包含沿著該第二方向分佈之次解析度區域。
  13. 如請求項12之微影系統，其中該等次解析度區域包含小於該組投影光學器件之一光學解析度之一或多個特徵，使得該樣本上之該計量標靶不包含與該等次解析度區域相關聯之該等計量標靶圖案遮罩元件之部分。
  14. 如請求項12之微影系統，其中沿著該第一方向量測之該等次解析度區域內之該等計量標靶圖案遮罩元件之部分之一寬度小於該組投影光學器件之一光學解析度，其中該樣本上之該計量標靶不包含該等次解析度區域內之計量標靶圖案遮罩分段之部分。
  15. 如請求項10之微影系統，其中該計量標靶圖案遮罩包含沿著該第二方向分佈之一或多個特徵。
  16. 如請求項15之微影系統，其中該計量標靶圖案遮罩元件之分段沿著該第二方向分離達一標靶分離距離。
  17. 如請求項16之微影系統，其中該標靶分離距離小於該計量標靶圖案元件之該等分段沿著該第二方向之一長度。
  18. 如請求項10之微影系統，其中該圖案遮罩係一明場圖案遮罩或一暗場圖案遮罩之至少一者。
  19. 一種圖案遮罩，其包括： 一計量標靶圖案遮罩；及 複數個裝置圖案遮罩元件，其中該等裝置圖案遮罩元件之至少一部分按一裝置分離距離沿著一第一方向分佈，其中該計量標靶圖案遮罩包含一組計量標靶圖案遮罩元件，其等具有對應於該複數個裝置圖案遮罩元件之一繞射圖案之一繞射圖案，其中在一樣本上產生之與該計量圖案遮罩之一影像相關聯之一計量標靶包含對應於在該樣本上產生之與該等裝置圖案遮罩元件相關聯之裝置圖案元件之一或多個印刷特性之一或多個印刷特性，其中可沿著不同於該第一方向之一第二方向特性化在該樣本上產生之該計量標靶。
  20. 如請求項19之圖案遮罩，其中該一或多個印刷特性包括： 該樣本上之一相對位置、一臨界尺寸或一側壁角度之至少一者。
  21. 如請求項19之圖案遮罩，其中該計量標靶圖案遮罩包含沿著該第二方向分佈之次解析度區域。
  22. 如請求項21之圖案遮罩，其中該等次解析度區域包含小於該組投影光學器件之一光學解析度之一或多個特徵，使得該樣本上之該計量標靶不包含與該等次解析度區域相關聯之該等計量標靶圖案遮罩元件之部分。
  23. 如請求項21之圖案遮罩，其中沿著該第一方向量測之該等次解析度區域內之該等計量標靶圖案遮罩元件之部分之一寬度小於該組投影光學器件之一光學解析度，其中該樣本上之該計量標靶不包含該等次解析度區域內之計量標靶圖案遮罩分段之部分。
  24. 如請求項19之圖案遮罩，其中該計量標靶圖案遮罩包含沿著該第二方向分佈之一或多個特徵。
  25. 如請求項24之圖案遮罩，其中該計量標靶圖案遮罩元件之分段沿著該第二方向分離達一標靶分離距離。
  26. 如請求項25之圖案遮罩，其中該標靶分離距離小於該計量標靶圖案元件之該等分段沿著該第二方向之一長度。
  27. 如請求項19之圖案遮罩，其中該圖案遮罩係一明場圖案遮罩或一暗場圖案遮罩之至少一者。
  28. 一種用於設計一計量標靶圖案遮罩之方法，其包括 產生具有不同分段節距之複數個計量標靶圖案遮罩之一模型，其中該複數個計量標靶圖案遮罩之計量標靶圖案遮罩包含沿著一第一方向分佈之一組計量標靶圖案遮罩元件； 模擬與該複數個計量標靶圖案遮罩之影像相關聯之複數個計量標靶之一或多個印刷特性，其中可沿著不同於該第一方向之一第二方向特性化該等計量標靶； 比較該複數個計量標靶之該一或多個印刷特性與相關聯於該複數個裝置圖案遮罩元件之一影像之複數個裝置圖案元件之一或多個印刷特性；及 基於該複數個計量標靶之該一或多個印刷特性與該複數個裝置圖案元件之該一或多個印刷特性之該比較之間的一對應關係選擇該複數個計量標靶圖案遮罩之一特定計量標靶圖案遮罩。
  29. 如請求項28之方法，其中選擇該複數個計量標靶圖案遮罩之一特定計量標靶圖案遮罩進一步包括： 基於該複數個計量標靶圖案遮罩之一模擬效能選擇該複數個計量標靶圖案遮罩之一特定計量標靶圖案遮罩。
  30. 如請求項28之方法，其中選擇該複數個計量標靶圖案遮罩之一特定計量標靶圖案遮罩進一步包括： 基於該複數個計量標靶圖案遮罩之一程序窗選擇該複數個計量標靶圖案遮罩之一特定計量標靶圖案遮罩。
  31. 如請求項28之方法，其中該一或多個印刷特性包括： 該樣本上之一相對位置、一臨界尺寸或一側壁角度之至少一者。
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