TWI760575B - 散射疊對目標，疊對計量的晶圓，計量量測方法，及疊對計量的系統 - Google Patents

散射疊對目標，疊對計量的晶圓，計量量測方法，及疊對計量的系統 Download PDF

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Abstract

本發明提供散射疊對(SCOL)單一胞元目標以及採用該等單一胞元SCOL目標進行晶粒內計量量測之目標設計方法及量測方法，其等利用該目標之小尺寸以及歸因於該目標之設計而維持之光學效能。所揭示之單一胞元目標包括兩個或兩個以上層處之一元件晶格，其係週期性的兩個或兩個以上量測方向。不同層中之元件相對於彼此偏移且可具有沿該等量測方向之相同間距。亦提供量測演算法以可能同時在兩個(或更多)量測方向上從該等單一胞元目標導出諸如疊對之計量量測，從而減少量測時間且增強計量處理量。將該等小目標定位於晶粒內提供對製程變異較不敏感之更準確計量結果。

Description

散射疊對目標，疊對計量的晶圓，計量量測方法，及疊對計量的系統
本發明係關於計量領域，且更特定言之係關於散射疊對計量目標。
先前技術疊對計量量測係在晶圓之晶粒或場之間的劃線道中執行，主要歸因於面積考量(諸如晶圓上相對於目標尺寸之可用面積)而遠離使用其等來提供計量資料之裝置。
下文係提供對本發明之一初步理解之一簡化概述。該概述未必識別關鍵元件，亦不限制本發明之範疇，而僅充當下列描述之一介紹。
本發明之一個態樣提供一種散射疊對(SCOL)目標，其包括具有至少兩個層處之一元件晶格之一單一胞元，其中：該晶格沿至少兩個量測方向係週期性的，且該等層之一者處之該等元件沿該至少兩個量測方向相對於該等層之另一者中之該等元件偏移。
本發明之此等、額外及/或其他態樣及/或優點在下列實施方式中闡述；可能可自實施方式推導；及/或可藉由本發明之實踐而學習。
100:單一胞元散射疊對(SCOL)目標
100A:部分
100B:粗週期性
100C:感應位移
110:底層元件
120:頂層元件
130:箭頭
150:光瞳影像
200:SCOL目標設計及量測方法
210:SCOL目標設計方法
220:階段
230:階段
240:階段
250:SCOL量測方法
260:階段
270:階段/疊對導出
400:計量系統
402:計量子系統
402a:光學計量子系統
402b:粒子束計量子系統
404:樣本
406:樣本載物台
408:控制器
410:處理器
412:記憶體媒體
413:半導體程序或製造工具
414:光學照明源
416:光學照明光束
420:照明路徑
422:照明路徑透鏡
424:光學組件
426:物鏡
428:樣本載物台
430:偵測器
432:收集路徑
434:收集路徑透鏡
436:光束分離器
438:粒子源
440:粒子束
442:粒子聚焦元件
444:粒子物鏡
446:樣本載物台
為更佳理解本發明之實施例且展示可如何實行該等實施例，現將僅藉由實例參考隨附圖式，其中貫穿全文相同數字指定對應元件或區段。
在隨附圖式中：圖1係根據本發明之一些實施例之一單一胞元SCOL目標及其之一對應光瞳影像之一高階示意圖。
圖2係根據本發明之一些實施例之單一胞元SCOL目標之週期性及組態之一高階示意圖。
圖3係繪示根據本發明之一些實施例之SCOL目標設計及量測方法之一高階流程圖。
圖4A繪示根據本發明之一些實施例之一計量系統之一高階示意圖。
圖4B繪示根據本發明之一些實施例之計量系統之一光學計量子系統之一高階示意圖。
圖4C繪示根據本發明之一些實施例之計量系統之粒子束計量子系統之一高階示意圖。
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2017年11月6日申請之以Eitan Hajaj為發明人之標題為SINGLE CELL SCATTEROMETRY OVERLAY TARGETS之美國臨時申請案第62/582,276號之權利，該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
在下列描述中，描述本發明之各種態樣。為解釋之目的，闡述特定組態及細節以便提供對本發明之一透徹理解。然而，熟習此項技術者亦將明白，可在無本文呈現之特定細節的情況下實踐本發明。此外，可已省略或簡化眾所周知的特徵以免使本發明模糊。具體參考圖式，強調所展示之細節僅係藉由實例且僅為本發明之闡釋性論述之目的，且為提供咸信為本發明之原理及概念性態樣之最有用且容易理解之描述之目的而呈現。就此而言，未嘗試比基本理解本發明所需更詳細地展示本發明之結構細節，結合圖式進行之描述使熟習此項技術者瞭解本發明之若干形式可如何在實踐中體現。
在詳細解釋本發明之至少一項實施例之前，應理解本發明在其應用方面並不限於在下列描述中闡述或在圖式中繪示之組件之構造及配置之細節。本發明可應用於可以各種方式實踐或執行之其他實施例以及所揭示之實施例之組合。而且，應理解在本文採用之用語及術語係為描述之目的且不應被視為限制性。
除非另有明確規定，否則如從以下論述將明白，應暸解，貫穿說明書論述，利用諸如「處理」、「運算」、「計算」、「判定」、「增強」、「導出」或類似物之術語係指一電腦或運算系統或類似電子運算裝置之行動及/或程序，其將表示為運算系統之暫存器及/或記憶體內之物理(諸如電子)量之資料操縱及/或轉換為類似地表示為運算系統之記憶體、暫存器或其他此等資訊儲存、傳輸或顯示裝置內之物理量之其他資料。
本發明之實施例提供用於實施晶粒內量測且藉此提供對散射計量之技術領域之改良之高效且經濟的方法、機構及目標。揭示單一胞元散射疊對量測目標，其等具有足夠小尺寸以容許晶粒內疊對量測，此繼 而改良計量參數(諸如計量目標與晶圓上之相關裝置之間的疊對)之對應性。
先前技術散射疊對(SCOL)目標通常具有至少四個胞元(通常在2x2胞元陣列中，各胞元係8x8μm)及16x16μm2之標準目標大小。各胞元通常包括至少兩個晶圓層處之週期性結構，其等在各自量測方向(X及Y，兩個胞元係針對各方向而設計)上相對於彼此偏移。用於量測計量參數(諸如疊對)之對應光瞳影像包含各方向上之-1、0及+1繞射級。典型SCOL演算法針對各方向計算各胞元之一差分信號(
Figure 107139113-A0305-02-0006-1
)及來自經計算信號之一對應疊對
Figure 107139113-A0305-02-0006-2
，其中D1、D2表示各方向之兩個胞元之差分信號且f0表示不同層中之「底部」與「頂部」週期性結構之間的一誘發位移(例如，藉由設計，「頂部」週期性結構可在胞元1及2中相對於「底部」週期性結構分別位移+f0及-f0)。
所揭示之實施例克服先前技術目標及計量程序之若干限制，其等與先前技術目標與裝置之間的距離以及胞元尺寸之減小(其與先進光微影程序中之縮小節點尺寸有關)有關。例如，歸因於量測方法之光學約束，胞元尺寸之減小可顯著增加歸因於混合胞元邊緣(非週期性行為)信號與胞元中心信號(所要信號)之量測雜訊。胞元尺寸減小之其他效應係歸因於量測演算法之無限近似之損失。在最近半導體製造節點中，對疊對模型之高階校正已歸因於所容許不準確度預算之顯著減小而變得非常風行。此等複雜模型需要跨晶圓及場內之較高數目個取樣點。量測工具處理量及使用時間之一顯著部分係歸因於需要有效量測各目標四次(例如，在兩個方向X及Y之各者上量測兩個胞元)。
本發明提供散射疊對(SCOL)單一胞元目標以及採用該等單 一胞元SCOL目標進行晶粒內計量量測之目標設計方法及量測方法，其等利用目標之小尺寸以及歸因於目標之設計而維持之光學效能。所揭示之單一胞元目標包括兩個或兩個以上層處之一元件晶格，其係週期性的兩個或兩個以上量測方向(諸如晶格向量)。該等層之一者處之元件沿該等量測方向相對於該等層之另一者處之元件偏移。該等元件可具有沿該等量測方向之相同間距。亦提供量測演算法以可能同時在兩個(或更多)量測方向上從該等單一胞元目標導出諸如疊對之計量量測，從而減少量測時間且增強計量處理量。將小目標定位於晶粒內提供對製程變異較不敏感之更準確計量結果。
圖1係根據本發明之一些實施例之一單一胞元SCOL目標100及其之一對應光瞳影像150之一高階示意圖。圖2係根據本發明之一些實施例之單一胞元SCOL目標100之週期性及組態之一高階示意圖。
所揭示之SCOL目標包括具有至少兩個層(分別稱為底層及頂層)處之元件110、120之一晶格之一單一胞元。晶格沿至少兩個量測方向(以一非限制性方式將X及Y表示為正交方向)係週期性的，且該等層之一者處之元件沿至少兩個量測方向相對於該等層之另一者中之元件(例如，以一非限制性方式表示為頂層元件120相對於底層元件110)偏移。各自層中之元件110、120之週期性由各自間距(Pitchx、Pitchy；或Px、Py)指示。在所繪示之非限制性實例中，頂層元件120相對於底層元件110之偏移f0具有沿全部至少兩個量測方向之分量(f0x、f0y或f0．cosβ、f0．sinβ，其中β表示偏移與量測方向之一者(在所繪示之情況中係X)之間的角度)。在所繪示之實例中，元件110、120係矩形，但可實施元件110、120之其他形式。元件110、120可經組態為具有0.5μm至1μm或更大之一週期性且 具有10%與90%之間的工作循環。單一胞元目標100可經組態為10μm或更小，可能8μm或更小，從而實現晶粒內實施方案。
SCOL目標100可包括二維(2D)分段式SCOL目標，其等能夠使用一單一胞元量測同時在兩個方向上(垂直及水平)進行量測。除垂直及水平方向上之信號以外，亦存在來自對角線晶格之信號，其等亦可用於疊對計算。在圖1中，光瞳影像150示意性地展示為具有兩個方向X及Y上之繞射級-1、0、+1以及視情況(關於光瞳影像大小及組態)對應方向之對角線繞射級±xy及
Figure 107139113-A0305-02-0008-15
。應注意，亦可量測對應於進一步晶格向量之對角線晶格(量測方向可包括兩個、三個或三個以上晶格向量)，如由圖1中之SCOL目標100之影像中之各自間距示意性地指示(參見由箭頭130表示之對角線方向及間距)。
SCOL目標100之元件110及/或120之任一者可用更細(通常未解析)間距細分以改良程序相容性。SCOL目標100之元件110及/或120之間的空間可用細(通常未解析)特徵填充(虛擬填充)以增強穩健性。此等細分未經繪示但適用於實施例之任一者。可使用各種設計實施虛擬填充，諸如下列之任一者：CD調變(例如，參見美國申請公開案第20150227675號，其之全部內容以引用的方式併入本文中)、填充因數調變(美國臨時申請案第62/314086號，其之全部內容以引用的方式併入本文中)及/或完全分段(美國申請案第14/949444號，其之全部內容以引用的方式併入本文中)。
某些實施例包括SCOL目標100之目標設計檔案。某些實施例包括(若干)晶圓，其等包括定位於晶粒內之多個SCOL目標100。某些實施例包括SCOL目標100之SCOL量測。
圖3係繪示根據本發明之一些實施例之SCOL目標設計及量測方法200之一高階流程圖。可相對於上文描述之SCOL目標100(其等可視情況經組態以實施方法200)實施方法階段。方法200可包括下列階段，而無關於其等之順序。某些實施例包括SCOL目標設計方法210，其包括：配置目標元件使得沿兩個或兩個以上量測方向具有不同層中之元件之間之偏移(階段220)；將晶格元件之間距設計為沿兩個或兩個以上量測方向相等(階段230)；及將所設計之單一胞元SCOL目標定位於晶粒內(階段240)。某些實施例包括SCOL量測方法250，其包括：同時沿至少兩個量測方向量測來自SCOL目標100之差分信號(階段260)；及由此導出沿至少兩個量測方向之疊對估計(階段270)。方法200可至少部分藉由至少一個電腦處理器(例如，在一計量模組中)實施。某些實施例包括電腦程式產品，其等包括一電腦可讀儲存媒體，該電腦可讀儲存媒體具有與其一起體現且經組態以實施方法200之相關階段之電腦可讀程式。某些實施例包括藉由方法200之實施例設計之各自目標之目標設計檔案。
下文參考圖2揭示疊對導出270之某些實施例。圖2示意性地繪示具有沿量測方向(以一非限制方式視為表示為X及Y之正交方向)之對應粗略週期性100B(各元件110、120可用更細間距細分以增強可生產性)及誘發位移(偏移外加疊對)100C之SCOL目標100之至少一部分100A。
可根據方程式1表達且近似計算+1繞射級與-1繞射級之間的差分信號，其中D表示差分信號，I表示信號強度，△表示對應層中之元件110與120之間的位移(位移包含感應偏移f 0 及待估計之疊對ε)，Ak係取決於波長、入射角、目標間距及目標形貌參數之複係數，且B=2πA1/間 距。近似計算係針對小照明角度，類似於當前散射測量疊對演算法中之假設，諸如Adel等人在2008年之Diffraction order control in overlay metrology-a review of the roadmap options，SPIE Vol.6922 692202-15：
Figure 107139113-A0305-02-0010-4
根據方程式1，圖1及2中繪示之非限制性實例中之差分信號Dx、Dy、Dxy、
Figure 107139113-A0305-02-0010-6
(參見圖2中之方向定義)可如在方程式2中表達。
Figure 107139113-A0305-02-0010-8
針對沿至少兩個量測方向之相等間距(在所繪示之實例中，Px=Py)，方程式3中提供之下列記法可應用於任何給定目標形貌(在任何情況中，波長及入射角係相同的)：
Figure 107139113-A0305-02-0010-9
由方程式3提供且用於方程式2中之記法提供方程式4之差分信號之表達式：
Figure 107139113-A0305-02-0010-10
根據方程式4，沿量測方向之疊對之表達式εx及εy可如方程式5中表達所般導出：
Figure 107139113-A0305-02-0011-11
可按跨光瞳平面之每像素計算沿量測方向之疊對估計εx及εy，且額外導出、近似計算及模擬技術可從先前技術應用於所揭示之目標100。
在某些實施例中(例如，具有一切割層作為程序流程之部分)，所揭示之目標100及方法200可用於導出不同層之疊對估計εx及εy(例如，一原始層及一切割層、在相反定向中之兩個不同切割層等)，使得一個方向(x或y)之疊對估計可暗示一個層，而另一方向之疊對估計暗示另一層。
有利地，所揭示之SCOL目標100可經設計為遠小於先前技術SCOL目標，此係因為其等由一單一胞元組成，例如所揭示之SCOL目標100可需要先前技術四胞元SCOL目標所需之面積之1/4而不減小胞元尺寸-以提供相當目標效能(例如，相同低雜訊)。更小面積容許將SCOL目標100放置於晶粒內接近於裝置而非劃線道中之先前技術位置-以增加計量量測之準確度且可能減少目標之獲取時間。使用晶粒內單一胞元SCOL目標100亦減小或消除墊間變動之風險，此係因為僅量測一個胞元，不存在歸 因於兩個胞元(每方向)之間的堆疊變動、光源波動或歸因於胞元對中差異之誤差。再者，所揭示之SCOL目標100之量測時間可遠短於先前技術SCOL目標之量測時間，例如量測所揭示之SCOL目標100可需要先前技術四胞元SCOL目標所需之時間之1/4，從而容許較高取樣而不減小處理量及/或容許一較高處理量。
圖4A至圖4C繪示根據本發明之一或多項實施例之一計量系統400。計量系統400可經組態以實行本文中先前描述之各種實施例之任一者且可從本文中描述之各種計量目標之任一者量測計量參數。在一項實施例中，疊對計量系統400包含適合於基於光學可解析特徵產生疊對量測之一計量子系統402或工具。在另一實施例中，樣本404經安置於一樣本載物台406上。
在另一實施例中，計量系統400包含一控制器408。控制器408可包含經組態以執行維持於一記憶體媒體412上之程式指令之一或多個處理器410。就此而言，控制器408之一或多個處理器410可執行貫穿本發明描述之各種程序步驟之任一者。例如，控制器408可從光學計量子系統402a之任一者接收資料且可基於來自光學計量工具402之資料產生可校正疊對。
此外，控制器408可通信地耦合至一或多個半導體程序或製造工具413，諸如(但不限於)一微影工具。就此而言，控制器408可利用本文中先前描述之各種輸出以對程序工具組態進行調整，其繼而對製造於製造線上之一或多個半導體晶圓執行調整。例如，控制器408可操作為適合於控制程序工具之輸入以將一製造線上之半導體裝置製造中之疊對維持在選定疊對容限內之一程序控制器。可校正疊對可經提供為一回饋及/或 一前饋控制迴路之部分。在一項實施例中，與在一樣本上量測之一當前程序步驟相關聯之疊對量測用於補償一或多個製造程序之漂移且因此可跨對相同或不同批次中之後續樣本之多次曝光將疊對維持在選定容限內。在另一實施例中，可向前饋送與一當前程序步驟相關聯之疊對量測以調整後續程序步驟以補償任何經量測疊對誤差。例如，可調整後續層上之圖案之曝光以匹配後續層之經量測疊對。在另一實施例中，一當前程序步驟之疊對量測可向後饋送至計量系統400自身以改良或增強後續層上之計量程序。
一控制器408之一或多個處理器410可包含此項技術中已知的任何處理元件。在此意義上，一或多個處理器410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410可由一桌上型電腦、主機電腦系統、工作站、影像電腦、平行處理器或經組態以執行經組態以操作疊對計量系統400之一程式之任何其他電腦系統(例如，網路電腦)構成，如貫穿本發明描述。應進一步認知，術語「處理器」可經廣泛定義以涵蓋具有執行來自一非暫時性記憶體媒體412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408或替代地多個控制器實施貫穿本發明描述之步驟。另外，控制器408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合於整合至疊對計量系統400中之一模組。
記憶體媒體412可包含適合於儲存可藉由相關聯一或多個處理器410執行之程式指令之此項技術中已知的任何儲存媒體。例如，記憶體媒體412可包含一非暫時性記憶體媒體。藉由另一實例，記憶體媒體412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、一固態硬碟及類似物。應進一步注意，記憶體媒體412可與一或多個處理器410容置於一共同控制器外殼中。在一項實施例中，記憶體媒體412可相對於一或多個處理器410及控制器408之實體位置遠端地定位。例如，控制器408之一或多個處理器410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，上文描述不應被解譯為限制本發明而僅為一圖解。
現在參考圖4B，在一項實施例中，計量系統400包含一光學計量子系統402a。光學計量子系統402a或工具可包含適合於產生與一樣本之兩個或兩個以上層相關聯之疊對資料之此項技術中已知的任何類型之光學疊對計量工具，諸如(但不限於)一基於影像之光學計量工具或一基於散射之光學計量工具。
在一項實施例中，光學計量子系統402a包含一光學照明源414以產生一光學照明光束416。光學照明光束416可包含一或多個選定波長之光，包含(但不限於)紫外線(UV)光、可見光或紅外線(IR)光。光學照明源414可包含適合於提供一光學照明光束416之任何類型之照明源。在一項實施例中，光學照明源414係一雷射源。例如，光學照明源414可包含(但不限於)一或多個窄頻雷射源、一寬頻雷射源、一超連續譜雷射源、一白光雷射源或類似物。就此而言，光學照明源414可提供具有高相干性(例如，高空間相干性及/或時間相干性)之一光學照明光束416。在另一實施例中，光學照明源414包含一雷射持續電漿(LSP)源。例如，光學照明源414可包含(但不限於)適合於含有在由一雷射源激發為一電漿狀態時可發射寬頻照明之一或多個元件之一LSP燈、一LSP燈泡或一LSP腔室。在 另一實施例中，光學照明源414包含一燈源。例如，光學照明源414可包含(但不限於)一弧光燈、一放電燈、無電極燈或類似物。就此而言，光學照明源414可提供具有低相干性(例如，低空間相干性及/或時間相干性)之一光學照明光束416。
在另一實施例中，光學照明源414經由一照明路徑420將光學照明光束416引導至樣本404。照明路徑420可包含適合於修改及/或調節光學照明光束416之一或多個照明路徑透鏡422或額外光學組件424。例如，一或多個光學組件424可包含(但不限於)一或多個偏光器、一或多個濾光器、一或多個光束分離器、一或多個擴散器、一或多個均勻器、一或多個變跡器或一或多個光束塑形器。照明路徑420可進一步包含經組態以將光學照明光束416引導至樣本404之一物鏡426。
在另一實施例中，樣本404經安置於一樣本載物台428上。樣本載物台428可包含適合於在光學計量子系統402內定位及/或掃描樣品404之任何裝置。例如，樣本載物台428可包含線性平移載物台、旋轉載物台、偏斜/傾斜載物台或類似物之任何組合。
在另一實施例中，光學計量子系統402a包含經組態以透過一收集路徑432擷取從樣本404射出之光之一偵測器430。收集路徑432可包含(但不限於)用於收集來自樣本404之光之一或多個收集路徑透鏡434。例如，一偵測器430可經由一或多個收集路徑透鏡434接收從樣本404反射或散射(例如，經由鏡面反射、漫反射及類似物)之光。藉由另一實例，一偵測器430可接收由樣本404產生之光(例如，與光學照明光束416之吸收相關聯之冷光或類似物)。藉由另一實例，一偵測器430可接收來自樣本404之光之一或多個繞射級(例如，0階繞射、±1階繞射、±2階繞射及類似 物)。
偵測器430可包含適合於量測從樣本404接收之照明之此項技術中已知的任何類型之偵測器。例如，一偵測器430可包含但不限於一CCD偵測器、一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430可包含適合於識別從樣本404射出之光之波長之一光譜偵測器。
收集路徑432可進一步包含引導及/或修改來自樣本404之經收集照明之任何數目個光學元件，包含(但不限於)一或多個收集路徑透鏡434、一或多個濾光器、一或多個偏光器或一或多個光束擋塊。
在一項實施例中，偵測器430經定位近似法向於樣本404之表面。在另一實施例中，光學計量子系統402a包含一光束分離器436，其經定向使得物鏡426可同時將光學照明光束416引導至樣本404且收集從樣本404射出之光。此外，照明路徑420及收集路徑432可共用一或多個額外元件(例如，物鏡426、孔徑、濾光器或類似物)。
光學計量子系統402a可基於此項技術中已知的任何技術量測疊對，諸如(但不限於)基於影像之技術或基於散射之技術。例如，在一成像模式中操作之光學計量子系統402a可照明樣本404之一部分且在一偵測器430上擷取樣本404之所照明部分之一影像。所擷取之影像可為此項技術中已知的任何類型之影像，諸如(但不限於)一明場影像、一暗場影像、一相位對比影像或類似物。此外，所擷取之影像可拼接在一起(例如，藉由光學計量子系統402a、藉由控制器408或類似物)以形成樣本404之一複合影像。藉由另一實例，光學計量子系統402a可跨樣本404掃描一聚焦光學照明光束416且在一或多個偵測器430上依一或多個量測角度擷 取從樣本404射出之光及/或粒子以逐像素產生一影像。因此，可基於定位於兩個或兩個以上樣本層上之特徵之相對位置判定與兩個或兩個以上樣本層相關聯之疊對。
藉由另一實例，光學計量子系統402a可藉由回應於光學照明光束416基於從樣本404散射及/或繞射之光之圖案判定疊對而操作為一基於散射之計量工具。例如，光學計量子系統402a可(例如，用偵測器430)擷取(例如，一疊對目標之不同區域之)一或多個光瞳平面影像，包含從樣本射出之光之角分佈。因此，可基於來自各層具有已知大小及分佈之疊對目標特徵之模型化散射及/或繞射從光瞳平面影像判定兩個或兩個以上樣本層之間的疊對。
現在參考圖4C，在一項實施例中，計量系統400包含一粒子束計量子系統402b。粒子束計量子系統402b可包含適合於解析裝置特徵或裝置級特徵之任何類型之計量工具，諸如(但不限於)一電子束計量工具(例如，一SEM、一CD-SEM或類似物)或一離子束計量工具(例如，一聚焦離子束(FIB)計量工具)。
在一項實施例中，粒子束計量子系統402b包含一粒子源438(例如，一電子束源、一離子束源或類似物)以產生一粒子束440(例如，一電子束、一粒子束或類似物)。粒子源438可包含適合於產生一粒子束440之此項技術中已知的任何粒子源。例如，粒子源438可包含(但不限於)一電子槍或一離子槍。在另一實施例中，粒子源438經組態以提供具有一可調諧能量之一粒子束440。
在另一實施例中，粒子束計量子系統402b包含一或多個粒子聚焦元件442。例如，一或多個粒子聚焦元件442可包含(但不限於)一單 一粒子聚焦元件或形成一複合系統之一或多個粒子聚焦元件。在另一實施例中，一或多個粒子聚焦元件442包含經組態以將粒子束440引導至定位於一樣本載物台446上之樣本404之一粒子物鏡444。此外，一或多個粒子源438可包含此項技術中已知的任何類型之電子透鏡，包含(但不限於)靜電、磁性、單電位或雙電位透鏡。
在另一實施例中，粒子束計量子系統402b包含至少一個粒子偵測器448以使從樣本404射出之粒子成像或以其他方式偵測從樣本404射出之粒子。在一項實施例中，粒子偵測器448包含一電子收集器(例如，一二次電子收集器、一反向散射電子偵測器或類似物)。在另一實施例中，粒子偵測器448包含用於偵測來自樣本表面之電子及/或光子之一光子偵測器(例如，一光電偵測器、一x射線偵測器、耦合至光電倍增管(PMT)偵測器之一閃爍元件或類似物)。
應理解，如圖4C中描繪之一粒子束計量子系統402b之描述及上文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性。例如，粒子束計量子系統402b可包含適合於同時詢問一樣本404之一多光束及/或一多柱系統。在一進一步實施例中，粒子束計量子系統402b可包含經組態以將一或多個電壓施加至樣本404之一或多個位置之一或多個組件(例如，一或多個電極)。就此而言，粒子束計量子系統402b可產生電壓對比成像資料。
在上文參考根據本發明之實施例之方法、設備(系統)及電腦程式產品之流程圖圖解及/或部分圖描述本發明之態樣。將理解，可藉由電腦程式指令實施流程圖圖解及/或部分圖之各部分及流程圖圖解及/或部分圖中之部分之組合。此等電腦程式指令可經提供至一通用電腦、專用 電腦或其他可程式化資料處理設備之一處理器以產生一機器，使得經由電腦或其他可程式化資料處理設備之處理器執行之指令產生用於實施流程圖及/或部分圖或其等之部分中指定之功能/動作之構件。
此等電腦程式指令亦可儲存於一電腦可讀媒體中，該等電腦程式指令可引導一電腦、其他可程式化資料處理設備或其他裝置依一特定方式作用，使得儲存於電腦可讀媒體中之指令產生包含實施流程圖及/或部分圖或其等之部分中指定之功能/動作之指令之一製品。
電腦程式指令亦可載入至一電腦、其他可程式化資料處理設備或其他裝置上以引起對電腦、其他可程式化設備或其他裝置執行一系列操作步驟以產生一電腦實施程序，使得在電腦或其他可程式化設備上執行之指令提供用於實施流程圖及/或部分圖或其等之部分中指定之功能/動作之程序。
前述流程圖及圖繪示根據本發明之各種實施例之系統、方法及電腦程式產品之可能實施方案之架構、功能性及操作。就此而言，流程圖或部分圖中之各部分可表示程式碼之一模組、區段或部分，其包括用於實施(若干)指定邏輯功能之一或多個可執行指令。亦應注意，在一些替代實施方案中，部分中提及之功能可不按圖中提及之順序發生。例如，事實上，取決於所涉及之功能性，連續展示之兩個部分可實質上同時執行或該等部分有時可按相反順序執行。亦將注意，可藉由執行指定功能或動作之基於專用硬體之系統或專用硬體及電腦指令之組合實施部分圖及/或流程圖圖解之各部分及部分圖及/或流程圖圖解中之部分的組合。
在上文描述中，一實施例係本發明之一實例或實施方案。「一項實施例」、「一實施例」、「某些實施例」或「一些實施例」之各種出 現未必皆係指相同實施例。儘管本發明之各種特徵可在一單一實施例之背景內容中描述，但該等特徵亦可單獨提供或以任何適當組合提供。相反地，儘管為簡明起見，本文可在單獨實施例之背景內容中描述本發明，但本發明亦可在一單一實施例中實施。本發明之某些實施例可包含來自上文所揭示之不同實施例之特徵，且某些實施例可併入來自上文所揭示之其他實施例之元件。在一特定實施例之背景內容中之本發明之元件之揭示內容並未被視為限制其等僅用於特定實施例中。此外，應理解，可以各種方式實行或實踐本發明且可在除在以上描述中概述之實施例外之某些實施例中實施本發明。
本發明不限於該等圖或對應描述。例如，流程不必移動通過各繪示之方框或狀態，或按如所繪示且描述之相同順序移動通過。除非另定義，否則本文使用之技術及科學術語之含義應為本發明所屬之一般技術者所常理解的意義。雖然本發明已關於有限數目個實施例描述，但此等實施例不應被解釋為對本發明之範疇之限制，而應被解釋為一些較佳實施例之例示。其他可能變動、修改及應用亦在本發明之範疇內。因此，本發明之範疇不應由迄今已描述之內容限制，而是由隨附閥門申請專利範圍及其等合法等效物限制。
100:單一胞元散射疊對(SCOL)目標
110:底層元件
120:頂層元件
130:箭頭
150:光瞳影像

Claims (20)

  1. 一種散射疊對(SCOL)目標，其包括具有在至少兩個層處之多個元件之一晶格之一單一胞元，其中：該晶格沿至少兩個正交的量測方向及一單一的對角線方向係週期性的，在該等層之一者中之該等元件沿該至少兩個正交的量測方向且橫跨該多個元件之晶格相對於該等層之另一者中之該等元件偏移，及在該等層之一者中之每一個元件在該單一的對角線方向且橫跨該多個元件之晶格至少部分地重疊該等層之另一者中之一對應的元件，其中針對該SCOL目標的一疊對估計是從在該至少兩個正交的量測方向及該單一的對角線方向的多個差分信號之多個量測可導出的。
  2. 如請求項1之SCOL目標，其中該等元件經配置具有對應間距及偏移。
  3. 如請求項1之SCOL目標，其中沿該至少兩個正交的量測方向之該等元件之一或多個間距係相等的。
  4. 如請求項1之SCOL目標，其中該等元件係矩形的。
  5. 如請求項1之SCOL目標，其中該等元件係10μm或更小。
  6. 一種疊對計量的晶圓，其包括：複數個SCOL目標，其中至少一些該等SCOL目標包括具有在至少兩個層處之多個元件之一晶格之一單一胞元，其中：該晶格沿至少兩個正交的量測方向及一單一的對角線方向係週期性的，在該等層之一者中之該等元件沿該至少兩個正交的量測方向且橫跨該多個元件之晶格相對於該等層之另一者中之該等元件偏移，及在該等層之一者中之每一個元件在該單一的對角線方向且橫跨該多個元件之晶格至少部分地重疊該等層之另一者中之一對應的元件，其中針對該等SCOL目標之該至少一些SCOL目標的每一個SCOL目標的一疊對估計是從在該等SCOL目標之該至少一些SCOL目標的每一個SCOL目標的該至少兩個正交的量測方向及該單一的對角線方向的多個差分信號之多個量測可導出的。
  7. 一種計量量測方法，其包括：量測來自一散射疊對(SCOL)目標之多個差分信號，其中該SCOL目標包括具有在至少兩個層處之多個元件之一晶格之一單一胞元，其中：該晶格沿至少兩個正交的量測方向及一單一的對角線方向係週期性的，且在該等層之一者中之該等元件沿該至少兩個正交的量測方向且橫跨該多個元件之晶格相對於該等層之另一者中之該等元件偏移，其 中沿該至少兩個正交的量測方向同時量測該等差分信號；及在該等層之一者中之每一個元件在該單一的對角線方向且橫跨該多個元件之晶格至少部分地重疊該等層之另一者中之一對應的元件，其中該等差分信號是在該至少兩個正交的量測方向及該單一的對角線方向所量測的，及從該等經量測差分信號導出沿該至少兩個正交的量測方向及該單一的對角線方向之一或多個疊對估計。
  8. 如請求項7之方法，其中根據下列方程式導出該等疊對估計：
    Figure 107139113-A0305-02-0025-12
    Figure 107139113-A0305-02-0025-13
     其中εx及εy表示沿該等量測方向之疊對，D x 、D y 、D xy 、
    Figure 107139113-A0305-02-0025-14
    表示沿各自方向之經量測差分信號且f 0 表示該兩個層處之該等元件之間的該偏移。
  9. 如請求項7之方法，其中該至少兩個正交的量測方向包括至少三個晶格向量。
  10. 如請求項7之方法，其中該等元件經配置具有對應間距及偏移。
  11. 如請求項7之方法，其中沿該至少兩個正交的量測方向之該等元件之一或多個間距係相等的。
  12. 如請求項7之方法，其中該等差分信號是在該至少兩個正交的量測方向及該單一的對角線方向同時量測的。
  13. 如請求項7之方法，其中該等元件係10μm或更小。
  14. 一種疊對計量的系統，其包括：一控制器，該控制器包含一或多個處理器及記憶體，該記憶體儲存經組態以引起該一或多個處理器進行下列操作之程式指令：量測來自一散射疊對(SCOL)目標之多個差分信號，其中該SCOL目標包括具有在至少兩個層處之多個元件之一晶格之一單一胞元，其中：該晶格沿至少兩個正交的量測方向及一單一的對角線方向係週期性的，且在該等層之一者中之該等元件沿該至少兩個正交的量測方向且橫跨該多個元件之晶格相對於該等層之另一者中之該等元件偏移，其中沿該至少兩個正交的量測方向同時量測該等差分信號；及在該等層之一者中之每一個元件在該單一的對角線方向且橫跨該多個元件之晶格至少部分地重疊該等層之另一者中之一對應的元件，其中該等差分信號是在該至少兩個正交的量測方向及該單一的對角線方向所量測的，及從該等經量測差分信號導出沿該至少兩個正交的量測方向及該單一的對角線方向之一或多個疊對估計。
  15. 如請求項14之系統，其進一步包括包含一或多個感測器之一計量子系統，其中該控制器通信地耦合至該計量子系統之該一或多個感測器。
  16. 如請求項14之系統，其中該至少兩個正交的量測方向包括至少三個晶格向量。
  17. 如請求項14之系統，其中該等元件經配置具有對應間距及偏移。
  18. 如請求項14之系統，其中沿該至少兩個正交的量測方向之該等元件之一或多個間距係相等的。
  19. 如請求項14之系統，其中該等差分信號是在該至少兩個正交的量測方向及該單一的對角線方向同時量測的。
  20. 如請求項14之系統，其中該等元件係10μm或更小。
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