TWI775370B - 判定抽樣方案之方法、相關設備及電腦程式 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種判定一抽樣方案之方法。該方法包含獲得一並行感測器描述及基於該並行感測器描述及潛在度量衡位置識別複數個候選獲取組態。按照一評估度量評估該等候選獲取組態中之每一者，且基於該評估選擇一候選獲取組態。將用於該選定獲取組態之該等對應度量衡位置新增至該抽樣方案。

Description

判定抽樣方案之方法、相關設備及電腦程式
本發明係關於一種判定用於度量衡之一抽樣方案的方法、相關設備及電腦程式。
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積體電路(IC)之製造中。在彼情況下，圖案化裝置(其替代地稱作遮罩或倍縮光罩)可用於生成待形成於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，包含一個或若干個晶粒之部分)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有經順次地圖案化之相鄰目標部分之網路。已知的微影設備包括：所謂的步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分；及所謂的掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射光束而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裝置轉印至基板。
無論使用哪種類型之設備，圖案於基板上之準確置放為用於縮減電路組件及可藉由微影產生之其他產品之大小的主要挑戰。詳言之，準確地量測已經被敷設之基板上之特徵的挑戰為能夠足夠準確地定位處於疊加之特徵之順次層而以高產率生產工作裝置時的關鍵步驟。一般而言，在如今之亞微米半導體裝置中應在幾十奈米內下至最臨界層中之幾奈米來達成所謂的疊對。
因此，現代微影設備涉及在實際上曝光或以其他方式圖案化處於目標位置之基板之步驟之前的廣泛量測或「映射」操作。耗時的此等操作限制微影設備之產出率，且因此增加半導體或其他產品之單位成本。
隨著圖案特徵變得更小且疊對效能要求變得愈來愈苛刻，已且繼續開發所謂的進階對準模型以更準確地模型化及校正晶圓「柵格」之非線性失真。此等進階模型取決於量測橫越晶圓的增大之數目個目標。然而，最終僅可量測有限數目個可用目標，而不會過度限制微影程序整體上之產出率及/或成本。
因此需要以經濟有效的方式提高度量衡程序之資訊性、覆蓋度及/或產出率。
在一個態樣中，本發明提供一種判定一抽樣方案之方法，該抽樣方案描述出自一基板上之一組潛在度量衡位置的度量衡位置之一真子集；該方法包含：獲得一並行感測器描述，其描述能夠執行並行度量衡之複數個度量衡感測器之一配置；基於該並行感測器描述及該等潛在度量衡位置識別複數個候選獲取組態，其中每一候選獲取組態描述該感測器描述相對於該基板之一特定方位且因此描述該等潛在度量衡位置中之對應一或多者；按照一評估度量評估該等候選獲取組態中之每一者；將該抽樣方案定義為包含每一選定獲取組態之該等對應度量衡位置的彼方案。
本發明之特定實施例之此等及其他特徵及優點將由熟習此項技術者自下文所論述之例示性實施例的考慮因素來理解。
圖1(a)示意性地描繪根據本發明之一個實施例之微影設備LA。該設備包含： -  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EUV輻射)； -  支撐結構(例如，遮罩台) MT，其經建構以支撐圖案化裝置(例如，遮罩) MA，且連接至經組態以根據某些參數而準確地定位圖案化裝置之第一定位器PM； -  基板台(例如，晶圓台) WTa或WTb，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，包含一或多個晶粒)上。
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。
支撐結構支撐(亦即，承載)圖案化裝置之重量。支撐結構以取決於圖案化裝置之定向、微影設備之設計及其他條件(諸如，圖案化裝置是否被固持於真空環境中)之方式來固持圖案化裝置。支撐結構可使用機械、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，其可根據需要而固定或可移動。支撐結構可確保圖案化裝置例如相對於投影系統處於所要方位。可認為本文中對術語「倍縮光罩」或「遮罩」之任何使用皆與更一般術語「圖案化裝置」同義。
本文所使用之術語「圖案化裝置」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元件。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創製之元件(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遮罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。遮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遮罩類型，以及各種混合遮罩類型。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。
本文所使用之術語「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」之任何使用均與更通用之術語「投影系統」同義。
如此處所描繪，設備係透射類型(例如，使用透射遮罩)。替代地，設備可屬於反射類型(例如，使用如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列，或使用反射遮罩)。
微影設備可屬於具有兩個(雙載物台)或多於兩個基板台(及/或兩個或多於兩個遮罩台)之類型。在此類「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，或可對一或多個台執行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。可以單獨方式來使用本文中所揭示之本發明，但詳言之，本發明可在單載物台設備抑或多載物台設備之曝光前量測階段中提供額外功能。
微影設備亦可屬於以下類型：其中基板之至少部分可由具有相對較高折射率之液體(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，遮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。如本文中所使用之術語「浸潤」不意謂諸如基板之結構必須浸沒於液體中，而是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(a)，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源為準分子雷射時，輻射源與微影設備可為分離實體。在此類狀況下，不認為源形成微影設備之部分，且輻射光束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。在其他狀況下，舉例而言，當光源為水銀燈時，源可為微影設備之整體部件。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可包含用於調節輻射光束之角強度分佈之調節器AD。通常，可調整照射器之光瞳平面中之強度分佈之至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別稱作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，遮罩台MT)上之圖案化裝置(例如，遮罩MA)上，且係藉由該圖案化裝置而圖案化。在已橫穿遮罩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，干涉量測裝置、線性編碼器或電容式感應器)，可準確地移動基板台WTa/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。類似地，第一定位器PM及另一位置感測器(其未在圖1(a)中明確描繪)可用於例如在自遮罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑準確地定位遮罩MA。一般而言，可藉助於形成第一定位器PM之部分之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現遮罩台MT之移動。類似地，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WTa/WTb之移動。在步進器(相對於掃描器)之狀況下，遮罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可被固定。可使用遮罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準遮罩MA及基板W。雖然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(此等者稱為劃道對準標記)。類似地，在將超過多於一個晶粒提供於遮罩MA上之的情形中，遮罩對準標記可位於該等晶粒之間。
所描繪設備可用於以下模式中之至少一者中： 1. 在步進模式下，遮罩台MT及基板台WTa/WTb保持基本上靜止，而賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WTa/WTb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，同步地掃描遮罩台MT及基板台WTa/WTb (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WTa/WTb相對於遮罩台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長度(在掃描方向上)。 3. 在另一模式下，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使遮罩台MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化裝置，且移動或掃描基板台WTa/WTb。在此模式下，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WTa/WTb之每一移動之後或在一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裝置。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化裝置(諸如，上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列)之無遮罩微影。
亦可使用對上文所描述之使用模式之組合及/或變體或完全不同的使用模式。
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及WTb以及兩個站--曝光站及量測站--在該兩個站之間可交換基板台。在曝光站EXP處曝光一個基板台上之一個基板的同時，可在量測站MEA處將另一基板裝載至另一基板台上，使得可進行各種預備步驟。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，及使用對準感測器AS來量測基板上之對準標記之方位。此情形實現設備之產出率之相當巨大增加。若在基板台在處於量測站處以及處於在曝光站處時方位感測器IF不能夠量測基板台之方位，則可提供第二方位感測器以使能夠在兩個站處追蹤基板台之方位。本發明可應用於具有僅一個基板台或具有多於兩個基板台之設備中。
該設備進一步包括微影設備控制單元LACU，該微影設備控制單元LACU控制所描述之各種致動器及感測器之所有移動及量測。LACU亦包括用以實施與設備之操作相關之所要演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，該等子單元各自處置設備內之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。分開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方位感測器IF之讀出。設備之總控制可受到中央處理單元控制，中央處理單元與此等子系統處理單元通信、與操作者通信，且與微影製造程序中涉及之其他設備通信。
圖1(b)說明用以曝光圖1(a)之雙載物台設備中之基板W上之目標部分(例如晶粒)的已知步驟。量測站MEA處所執行之步驟係在點框內之左側，而右側展示曝光站EXP處所執行之步驟。不時地，基板台WTa、WTb中之一者將在曝光站處，而另一者係在量測站處，如上文所描述。出於此描述之目的，假定基板W已經被裝載至曝光站中。在步驟200處，藉由圖中未示之機構將新基板W'裝載至設備。並行地處理此兩個基板以便增加微影設備之產出率。最初參看新近裝載之基板W'，此基板可為先前未經處理之基板，其係運用新光阻而製備以供在設備中第一次曝光。然而，一般而言，所描述之微影程序將僅僅為一系列曝光及處理步驟中之一個步驟，使得基板W'已經通過此設備及/或其他微影設備若干次，且亦可經歷後續程序。
可在如剛才所提及之其他微影設備中執行先前及/或後續程序(如剛才所提及)，且可甚至在不同類型之微影設備中執行先前及/或後續程序。舉例而言，裝置製造程序中之在諸如解析度及疊對之參數方面要求極高之一些層相比於要求較不高之其他層可在更先進微影工具中予以執行。因此，一些層可曝光於浸潤型微影工具中，而其他層曝光於「乾式」工具中。一些層可曝光於在DUV波長下工作之工具中，而其他層係使用EUV波長輻射予以曝光。
在202處，使用基板標記P1等及影像感測器(圖中未示)之對準量測係用於量測及記錄基板相對於基板台WTa/WTb之對準。另外，將量測橫越基板W'之若干對準標記以建立「晶圓柵格」，晶圓柵格極準確地映射橫越基板之標記之分佈，包括相對於標稱矩形柵格之任何失真。在步驟204處，亦量測相對於X-Y方位之晶圓高度圖，以用於準確地聚焦經曝光圖案。
當裝載基板W'時，接收配方資料206，其定義待執行之曝光，且亦定義晶圓及先前產生之圖案及待產生於該基板W'上之圖案之屬性。將在202、204處獲得之晶圓方位、晶圓柵格及高度圖之量測新增至此等配方資料，使得可將一組完整配方及量測資料208傳遞至曝光載物台。對準資料之量測例如包含以與為微影程序之產品的產品圖案成固定或標稱固定關係而形成之對準目標之X方位及Y方位。恰好在曝光之前採取之此等對準資料經組合且內插以提供對準模型之參數。此等參數及對準模型將在曝光操作期間使用以校正當前微影步驟中所施加之圖案之方位。習知對準模型可能包含四個、五個或六個參數，該等參數一起以不同尺寸界定「理想」柵格之平移、旋轉及縮放。如下文進一步所描述，使用較多參數之進階模型係已知的。
在210處，調換晶圓W'與W，使得經量測基板W'變成基板W而進入曝光站EXP。藉由交換設備內之支撐件WTa與WTb來執行此調換，使得基板W、W'保持準確地被夾持且定位於彼等支撐件上，以保留基板台與基板自身之間的相對對準。因此，一旦已調換該等台，為了利用用於基板W (以前為W')之量測資訊202、204以控制曝光步驟，就必需判定投影系統PS與基板台WTb (以前為WTa)之間的相對方位。在步驟212處，使用遮罩對準標記M1、M2來執行倍縮光罩對準。在步驟214、216、218中，將掃描運動及輻射脈衝施加於跨越基板W之順次目標位置處，以便完成數個圖案之曝光。藉由在執行曝光步驟中使用量測站處所獲得之對準資料及高度圖，使此等圖案相對於所要位置準確地對準，且詳言之，相對於先前放置於同一基板上之特徵準確地對準。在步驟220處自設備卸載現在被標註為W''之經曝光基板，以根據經曝光圖案使其經歷蝕刻或其他程序。
本文所揭示之概念主要描述於疊對度量衡及/或對準度量衡之上下文中。然而，此不得被視為此等上下文之侷限；本文中之概念適用於多個潛在量測點之真子集的使用多個感測器設定之任何度量衡。在任何此等上下文中，可預期判定真子集之抽樣方案最佳化提供益處。因此，雖然現將出於例示性圖示之目的而描述對準模型，但本文所揭示之概念亦可例如與曝光劑量校正模型及/或聚焦校正模型一起使用。此等模型為熟習此項技術者所熟知，且將不會以任何細節描述。進階 對準模型
當前標準對準模型可具有六個參數(實際上，每方向X及Y三個)，且另外，存在更進階對準模型。在另一方面，對於要求更高的程序，達成所要疊對效能需要晶圓柵格之更詳細校正。出於此目的已開發出進階對準模型。在本文中，「進階」對準模型指比標準六個參數更複雜的所有類型之模型。雖然標準模型可能使用少於十個參數，但進階對準模型通常使用超過15個參數，或超過30個參數。進階模型之實例為高階晶圓對準(HOWA)模型、以區帶對準(ZA)及徑向基底函數(RBF)為基礎之對準模型。HOWA為基於三階及高階多項式函數之已公佈技術。區帶對準描述於例如國際光學工程學會會刊6922, 69221G(2008)中Huang等人的「Overlay improvement by zone alignment strategy」中，其以引用的方式併入本文中。可設計此等進階模型之不同版本及擴展。進階模型產生在目標層之曝光期間經校正之晶圓柵格之複雜描述。RBF及HOWA之最新版本提供基於數十個參數之特別複雜描述。此情形暗示為獲得具有足夠細節之晶圓柵格需要許多量測。
即使在具有多個基板台WTa/WTb之實施例中，獲得為了每一晶圓上之進階對準之足夠量測所花費的時間最終會影響產出率。縮減每量測之時間趨向於減低每一量測之準確度，使得對產出率之影響難以避免。另外，一旦已使用進階對準模型在一個層中應用校正，就應在後續層中應用相同程度之細節，或在第一層中之校正變為後續層之疊對之誤差來源。因此，製造商難以選擇是藉由在後續層中使用進階模型來接受更多的量測開銷，抑或藉由在後續層中恢復至較簡單對準模型而量測較少標記從而遭受疊對損失。
在對準及模型估計/校正計算所面對的問題方面存在大的相似度。共同性為：使用在某些位置處所採取之一組有限量測來估計某一系統性圖案。從中選擇以包括於估計程序中之量測之方位判定所得模型之可靠程度。此係因為並非全部量測方位必需為估計程序提供同樣資訊。
一些HVM (高量製造)量測方案幾乎總是密集地抽樣基板上的幾個場，同時以稀疏方式覆蓋基板之剩餘部分(例如，每場一個度量衡點)。此對於當前在使用中之模型已經為次佳的，且對於更高階模型開始出現更嚴重問題。此應用於經執行用於對準之度量衡(例如，在曝光之前使用對準感測器將基板相對於投影光學件對準)及用於程序監視之曝光後度量衡。
在諸如圖1(a)中所展示之微影設備中，在曝光之前對每一基板執行對準。使用多個度量衡點(例如對準標記)以捕捉基板之形狀且對置放雜訊(例如起源於微影設備基線)求平均值。另外，為監視程序並判定其校正作為程序控制配置之部分，可使用曝光後度量衡工具(例如，基於散射量測之工具或電子束工具)自多個度量衡點(例如，度量衡目標)量測所關注參數(例如，疊對、聚焦、臨界尺寸或任何其他度量)。在每一狀況下，可將若干量測目標置放於晶圓上的每一場中。為限制度量衡之成本，實際上僅僅量測此等可能量測位置之一子集，且將其用作控制演算法之輸入，該控制演算法自此等量測判定用於微影曝光系統或其他處理設備的適當載物台方位及/或其他曝光參數(例如，聚焦用量等)及校正(場上方、晶圓上方、批次上方)。用於對準聚焦、用量或其他曝光參數的一些當前演算法基於以均一方式覆蓋基板而判定抽樣哪些度量衡位置，其中均一性被定義為相鄰度量衡點之間距離相等。
為改良此，WO2015/110191 (其以引用的方式併入本文中)描述用於判定量測方案或抽樣方案(例如，描述將自所有可用度量衡位置中量測哪些位置的方法，其可被稱作樣本方案最佳化(SSO)。此方法包含評估候選度量衡位置；舉例而言，以判定若選擇彼度量衡位置，則樣本方案之資訊性將改良何程度。此可包含評估所有候選度量衡位置及選擇經判定將為量測方案新增最多資訊的一個位置。更特定言之，每一選定度量衡點周圍可具有相關排除區帶，且候選點可僅僅包含定位於此等排除區帶之外的潛在度量衡位置。此確保整體抽樣方案充分地分佈於基板上方。
或者，可設計以針對產出率最佳化(最佳佈線)之順序方式量測選定目標的抽樣方案。此等方法之混合亦係可能的；例如最大化資訊性同時亦考慮產出率/佈線(例如，經由在評估中加權此等兩個考慮因素，或其他方法)的抽樣方案。
對於每一量測，感測器需要相對於目標定位。因此，晶圓需要相對於感測器移動。此可藉由在x及y中移動感測器，或在x或y中移動晶圓或其一組合來進行。
WO2015/110191中所揭示之上述方法經設計有單個感測器度量衡裝置，亦即，可操作以同時量測單個度量衡點之度量衡裝置。此後，並行感測器度量衡裝置已經設想及描述包含複數個感測器(例如，介於2與10之間，或視需要等於10或更多個，例如，介於2與25之間)，以實現多個度量衡點之並行/同時量測(亦即，每感測器一個)。此等並行感測器度量衡裝置經設想用於對準及曝光後度量衡兩者，且下方揭示內容同樣適用於選擇可用度量衡點之抽樣子集的任意類型之裝置或任何其他度量衡裝置。
圖2(a)描繪晶圓上的可用目標之實例配置(在此特定實例中，目標數目為1627)。相同目標配置可用於每一場，因為每一場藉由相同倍縮光罩成像。量測所有目標不具有成本效益，且自控制觀點並不需要。實情為，對於其他曝光參數之底層模型或對於對準模型，(例如，使用SSO)選擇「最佳」子集，其針對底層模型提供用以施加掃描儀校正以最小化疊對(在下一晶圓上)的最高值。應注意，目標佈局可由於場之間以固定間距重複而經完全結構化(例如，如中圖2(a)所描繪)。
圖2(b)中，展示自此SSO (例如，如WO2015/110191所描述)輸出之實例抽樣方案。自可用的1627個目標，在度量衡步驟期間，僅僅選擇220個目標構成之真子集用於量測。基於此等220個量測，更新程序最佳化或對準模型。選定目標之數目為度量衡之成本與程序改良(例如，疊對減少)之間的折中方案。與圖2(a)對比，圖2(b)中所展示之佈局不再結構化；SSO程序導致所量測目標之有效「隨機化」。在單個感測器度量衡系統中，量測方位之數目等於所量測目標之數目。此意謂對於此單個感測器度量衡工具，需要220個晶圓載物台方位來量測用於此抽樣方案之晶圓上的所有選定點。
對於諸如包含(例如)六個並行預先調整感測器的並行感測器陣列，理想地，應針對每一獲取組態在六個先前未量測之位置處並行執行量測(例如，每一感測器柵格獲取方位，每一感測器移動，或更一般而言，感測器陣列相對於基板之每一不同方位，無論是否由移動感測器柵格、移動晶圓或移動兩者影響)。在特定實例中，六個感測器可經配置成2×3柵格(當然，感測器陣列可包含呈任何配置之任何數目個感測器)。感測器可經預先調整，使得感測器之xy方位經調整至與場間距或其倍數對準的固定柵格。因此，當使用六個感測器陣列時，應需要僅僅220/6=37個載物台方位來量測220個度量衡點(表示效率為220/(37×6)=99.1%)。然而，由於柵格之「隨機化」本質，運用此並行感測器量測SSO最佳化抽樣方案之所有量測點所需的載物台方位之數目通常明顯更多。已展示，例如，對於特定SSO最佳化抽樣方案，上述預先調整之2×3感測器陣列需要總計188個載物台方位來量測所有220個點。僅僅在度量衡程序開始時有可能並行量測6個未量測之目標；每載物台方位所量測的(最佳化抽樣方案之)先前未量測之目標的數目快速降至僅僅1或2。對於此狀況，所得效率為220/(188×6)=20%。
提議包括(設計)知曉並行度量衡至SSO演算法中，其目標為最佳地在度量衡工具中使用並行感測器之可能性。應注意，抽樣方案最佳化器之目標保持相同：以最小度量衡成本儘可能地收集(疊對)模型相關資料。然而，為有效地使用所有並行感測器，抽樣方案為使其近似於感測器陣列柵格與經減少抽樣柵格之卷積。換言之，抽樣方案(及佈線)經最佳化，使得在每一移動之後，所有感測器處於量測目標(且更佳地先前尚未量測之目標)之方位中，例如，使得在每一移動之後可量測的未經量測之目標的數目最大化及/或多次進行量測之目標的數目最小化。作為所提議的「並行感知SSO」之結果，目標方案之隨機化將降低。通篇中，術語「並行度量衡」可包括其中僅僅量測一個度量衡位置(例如，位於晶圓邊緣處)之度量衡步驟。
圖3為描述在給定某一模型的情況下，針對估計程序選擇度量衡位置之演算法的流程圖。同時，其嘗試以均一方式定位選定度量衡位置，使得兩個目標得以平衡。本文所描述之方法可涉及多個感測器度量衡裝置，其中感測器彼此維持固定關係(亦即，在固定柵格中)。
演算法將潛在度量衡位置或度量衡目標位置之清單305視為輸入。潛在度量衡位置之清單305可源自不同源。舉例而言，清單305可源自現有量測資料，其中量測所有潛在度量衡位置。或者，清單305可源自倍縮光罩上的可能位置之清單，該等可能位置包含度量衡目標可根據倍縮光罩設計而插入其中的彼等位置。因此潛在度量衡位置之清單305可包含其中已存在度量衡位置的位置，及/或不存在度量衡位置但有可能將一個度量衡位置置於此處的位置。
流程圖之第一步驟可包含初始化樣本方案300。步驟包含針對量測方案選擇一個或其他(小)數目個初始選定獲取組態(例如，相對於基板之載物台方位)。可根據符合晶圓對準模型之一或多個準則選擇初始選定感測器柵格獲取位置。初始選定獲取組態可經選擇以最大化每柵格方位量測的有效度量衡位置或目標之數目，而無需重複(亦即，當存在多於一個初始選定獲取組態時，選定獲取組態中無一者包含相同度量衡位置)。當選擇多個初始柵格獲取方位時，其可包括使得初始選定之度量衡位置充分分佈於基板上的方位。對於初始選定獲取組態中之每一者，對應度量衡位置被新增至抽樣方案。
視情況，初始化步驟300亦可包括圍繞對應於一或多個初始選定獲取組態之每一選定度量衡位置界定排除區帶。排除區帶界定圍繞每一選定度量衡點的一區，從而不考慮將排除區帶內的其他度量衡點包括於樣本方案中；亦即，自候選度量衡點移除該等其他度量衡點(至少在一個反覆內，稍後可重新包括於其中)。超出排除區帶範圍的所有度量衡點為候選度量衡點，亦即在未來反覆中「可選擇」。排除區帶可例如為圓形且以每一選定度量衡位置為中心，亦即，一選定度量衡位置之某一距離內之所有度量衡位置可在排除區帶內。排除區帶之大小可為可變的，使得例如若候選點不足，則排除區帶可變得較小以增加其數目。排除區帶之大小亦可取決於基板上的位置，例如，以便使目標選擇偏向特定區或偏離特定區(例如，在基板邊緣處具有較小排除區帶，以促進邊緣位置處的選擇，其中失真可能預期更大)。此可藉由將方位相關之縮放因數應用於排除區帶來實現。
評估步驟310可包含評估所有候選獲取組態。候選獲取組態可包含以下情形所針對的所有獲取組態：所有(或高於某一數目個)對應度量衡位置(亦即，藉由感測器柵格在位於彼感測器柵格獲取位置處時所量測之度量衡位置)包含候選度量衡位置；亦即，尚未選擇或不位於排除區帶內的度量衡位置。
評估步驟可基於任何合適的評估度量。一種此評估度量可包含例如，基於如何將感測器有效地用於每一候選獲取組態的效率度量。感測器之有效使用可為尚未量測之度量衡點的量度。舉例而言，所選擇的候選獲取組態可為最大化未經量測之度量衡位置之數目，及/或由於候選獲取組態其中任一者低於效率臨限，諸如低於感測器量測未經量測之點的100%或80%而解除的一個組態。此臨限可視情況為可變的，例如，以增大可用的候選獲取組態之數目。其他效率度量包括例如旨在最大化量測位置之分佈的分佈度量，或旨在新增最多資訊之資訊性度量(例如，具有藉由對應度量衡位置新增之最大總資訊的候選獲取組態)。可注意到，新增五個新度量衡位置之候選獲取組態相比新增六個新度量衡位置之另一候選獲取組態可新增更多資訊(根據資訊性度量)。
分佈度量之實例可包括指定某一度量衡位置密度的一個度量。舉例而言，晶圓及/或場可劃分成區，其中每區界定特定數目個所量測點。當達成指定數目個所量測點或區之目標密度時，不再選擇彼區域內的點。密度可在晶圓上總體均一，及/或在用於堆疊方案(具有所有場疊對)的場上方均一。或者，可針對不同區界定不同分佈度量(度量衡位置密度)；例如，具有更多預期局部變化的區中密度更高，諸如晶圓之邊緣。在另一方法中，分佈度量可基於度量衡位置中之每一者及其最近鄰位置之間的距離之分佈，及開放區域之分佈(例如，可置於選定點之間的任何圓之最大半徑)。此等參數可描述隨機性之層級或局部層級處的不均一性。一般而言，可能需要具有有限隨機性以避免抽樣方案中出現「空白」。
可採用分層方法，其中根據第一層級下的第一評估度量及第二層級下的第二評估度量先評估候選獲取組態。舉例而言，評估可包含評估將針對每一候選獲取組態量測的未經量測之度量衡點的數目(效率度量)，且接著評估描述在包括對應於每一候選獲取組態之度量衡位置時抽樣方案將如何充分分佈於晶圓上的分佈度量。方法可包含首先按照對應未經量測之候選度量衡位置之數目，且接著按照最大化分佈度量，以便最大化選定量測位置在晶圓上的分佈或覆蓋(例如，根據分佈度量)來排列候選獲取組態。
或者或以組合形式(例如，作為單獨度量或位於運用一個或多個其他度量的階層之任何層級處)，評估步驟310可包含在每一候選獲取組態之所有對應度量衡位置被新增至樣本方案的情況下，計算樣本方案之資訊性將改良多少(亦即，根據資訊性度量)。量化資訊性之概念描述於上述WO2015/110191中。簡言之，可用於評估步驟310中的規則可為D最佳性，如下文將描述。
資訊性在此上下文中可連結至控制方案、底層模型及/或預期統計分佈。舉例而言，若使用流程A之控制誤差的預期值低於使用流程B之控制誤差的預期值，則流程A比流程B更具資訊性。藉助於與控制相關之特定實例：若控制模型僅僅允許在場上方傾斜，則中心處的點相比場之邊緣處的點資訊性較低，此係由於小量測誤差在中心處會成為點之較大斜率誤差。在與可變性相關之另一特定實例中：若在晶圓之中心處預期更大可變性，則較佳提高中心處的抽樣密度，此係由於在最有雜訊的點上更平均(晶圓之中心由於抗蝕劑及抗反射劑(barc)之自旋程序而為已知聚焦熱點)。
在步驟320，基於所有候選獲取組態之評估及被新增至抽樣方案之對應度量衡位置而選擇候選獲取組態。
舉例而言，所選擇的候選獲取組態可為(作為第一準則)最大化未經量測之度量衡位置的數目的一個組態，且接著為(作為第二準則)經判定以最大化量測位置之分佈及/或增大最多資訊的一個組態(例如，具有藉由對應度量衡位置新增之最大總資訊的候選獲取組態)。
在步驟330，可判定量測方案是否具有充足選定(特有)度量衡位置。若有，則演算法結束340。若量測方案不具有選定(特有)度量衡位置，則在步驟350，可圍繞新選定度量衡位置中之每一者界定一排除區帶，例如，除圍繞其他選定度量衡位置中之每一者所界定的排除區帶之外。可替代地或另外，方法可重複對應於獲取組態之特定數目的若干反覆，其中最佳化樣本方案中度量衡位置之數目因此係可變的(例如，假設滿足最小數目)。替代或另外地，方法可重複若干反覆，直至藉由抽樣方案滿足資訊性度量及/或分佈度量之臨限值為止。
在步驟360，可判定是否剩下足夠數目個候選度量衡位置及/或候選獲取組態，以供演算法例如在維持資訊性與均一性之間的適當平衡的同時進行選擇。
在一實施例中，若判定存在太少候選獲取組態，則可在步驟370藉由縮小排除區帶來解決此問題。此時可針對在量測方案中包含之所有選定度量衡位置來縮小排除區帶，或針對此等選定度量衡位置之僅一子集來縮小排除區帶。可取決於各種準則而決定僅僅縮小排除區帶中的一些。此等準則可包含排除區帶之大小或其方位。排除區帶可縮小預定量或預定百分比。
在步驟370之後，判定步驟360及(必要時)縮小步驟370反覆重複，直至存在足夠數目個候選獲取組態及/或候選度量衡位置以完成量測方案為止。當存在充足候選獲取組態時，重複評估步驟310，且開始演算法之另一反覆(步驟310至370)。
圖4說明步驟310，其展示基板之部分的度量衡點MP之陣列。黑色度量衡點為已經量測之彼等度量衡點，例如，在此實例中對應於包含能夠並行量測5個點之5個感測器的線性感測器陣列之單個獲取組態。圍繞此等所量測度量衡點中之每一者，界定排除區帶EZ (此處圓形，但其他形狀係可能的)，且排除區帶EZ內的任何度量衡點(灰色點)被移除而避免成為候選點。可接著決定任何候選獲取組態僅僅包含候選度量衡點，使得包含排除區帶內的一或多個(例如灰色)點的任何獲取組態不作考慮。因而，獲取組態AC1並非候選獲取組態，而獲取組態AC2為候選獲取組態。當然，定義候選獲取組態的規則可藉由允許彼等獲取組態包含一或多個非候選度量衡點而不同。非候選度量衡點之數目可為可變的，例如，以增大應為不足數目的候選獲取組態之數目。此可作為替代方案而進行，或與縮小排除區帶組合而進行。
圖5說明基於效率度量的評估之特定實例，其展示鄰近晶圓邊緣WE之一列度量衡點MP。展示用於感測器陣列SA的三個潛在獲取組態AC1、AC2、AC3 (每一者對應於與度量衡點MP相同的一列，但每一者分別移位一行)。效率度量可最小化抽樣方位之數目，其中並非所有感測器皆能夠量測晶圓上之量測點。特定而言，應避免具有包含更多量測點(且較佳更多未經量測之量測點)之抽樣方位的所有量測點重疊的抽樣方位，且因此將其移除而避免成為候選獲取組態。因而，獲取組態AC1、AC2由於其重疊且相比獲取組態AC3包含較少點而不被視為候選獲取組態。
所提議的方法可進一步包括最佳化感測器陣列之佈線(亦即，選定獲取組態之次序)以獲得產出率。
可展示並行感知SSO方法，在一實例中，其導致抽樣方案包含可僅僅使用56個獲取組態或載物台方位量測的度量衡位置。所得效率因此為319/(56×6)=95%。相較於先前實例，針對更少載物台方位量測更多點(因數319/56=5.7x)。
在可選實施例中，並行感測器陣列之間距可經選擇為等於場柵格，或柵格之(例如，小)倍數。對於目標之場內位置位於規則柵格上的情況，提議感測器柵格之間距亦可選擇為包括此場內間距。舉例而言，感測器陣列柵格在第一方向(平行於基板平面，例如x方向)中之間距
Figure 02_image001
可定義為：
Figure 02_image003
其中
Figure 02_image005
為在第一方向上的場間距，且
Figure 02_image007
為在第一方向上場內間距。
Figure 02_image009
可為任何小整數，例如小於10；
Figure 02_image011
亦可為小於10的任何小整數，例如更確切而言，0或1。類似地，感測器陣列柵格在第二方向(垂直於第一方向且平行於基板平面，例如y方向)上之間距
Figure 02_image013
可定義為：
Figure 02_image015
其中
Figure 02_image017
為第二方向上的場間距，且
Figure 02_image019
為第二方向上的場內間距。
Figure 02_image021
可為任何小整數，例如小於10；
Figure 02_image023
亦可為小於10的任何小整數，例如更確切而言，0或1。
在又一實施例中，所提議SSO演算法可用以判定以下各項中之一或多者的最佳值：
Figure 02_image009
、
Figure 02_image011
、
Figure 02_image021
、
Figure 02_image023
；低數目將具有不太傾於未對準的更緊密感測器陣列的優勢，而較高數目將在一個並行獲取中涵蓋更多橫跨晶圓之資訊。此方法可包含僅僅最佳化
Figure 02_image009
及
Figure 02_image021
中之一者或兩者(例如，
Figure 02_image011
及
Figure 02_image023
為零)，以將感測器間距最佳化為僅僅場間距(在一個或兩個方向中)，或進一步包括經由
Figure 02_image011
及/或
Figure 02_image023
之最佳化的場內目標之最佳化。
在另一可選實施例中，提議最佳化晶圓之目標佈局，以實現且最大化並行感知SSO概念之值。舉例而言，目標之子集可根據預先調整之感測器陣列分組(例如，在本文所描述之特定實例中，2×3之群組)。
如上所述，可用於評估步驟310中的規則可為D最佳性。在D最佳設計中，最大化資訊矩陣之行列式(且因此最小化方差協方差矩陣之行列式)。在假定線性模型(其為在其參數方面為線性的模型)的情況下，可書寫以下方程式：
Figure 02_image030
量測係由m 表示，參數由p 表示，殘差由ξ 表示，且所謂的設計矩陣由C 表示。此設計矩陣形成模型之核心，且其包含在採取各別量測之選定度量衡位置處所評估之基底函數。使用例如x的零階至四階之一維多項式模型，基底函數將簡單地分別為1、x、x2 、x3 及x4 。因此，若針對位置x=3可得到量測，而不考量正規化，則C中之對應列將為：[1 3 9 27 81]。
模型化程序可接著繼續進行如下： 1. (使)可得到選定度量衡點位置處之量測； 2. 選擇合適模型形式(亦即一組基底函數)以便捕捉資料所隱含之相關資訊； 3. 執行最小化，從而得到使模型與量測資料之間在某數學範數中的距離最小化的參數值，此最小化可採取最小平方模型化之形式。
保持與在上述內容中相同的記法，在最小平方估計中求解之最佳化問題係如下：
Figure 02_image032
其繼而可被求解如下：
Figure 02_image034
CT C為資訊矩陣，且其逆[CT C]-1 為方差-協方差矩陣。資訊矩陣及方差-協方差矩陣兩者指示量測佈局(亦即實驗)對於所選擇模型提供多少資訊；亦即，該佈局將允許區分參數的良好程度(應注意，對此並不使用實際量測值)。因此，最小化方差-協方差矩陣之行列式或最大化資訊矩陣之行列式將產生相同的結果。
應重申，雖然上述描述在疊對及對準方面來表達，但其並不限定於此。本文所揭示之方法可用於可經量測/模型化之任何類型之特徵之度量衡中(例如臨界尺寸、焦點、側壁角等)。度量衡愈昂貴，具有縮減之大小的智慧型樣本方案之加值愈大。
雖然圖3之方法描述新增點直至存在足夠數目個度量衡位置及/或獲取組態為止，但此僅為一種執行此抽樣方案最佳化之方法。替代方法可以相比所要數目包含更多抽樣方位的初始過抽樣方案開始。在評估步驟中，可識別用於自方案移除的候選者，且將其評估為最冗餘(及/或基於評估度量之臨限而識別為冗餘)移除，由此選擇彼等剩餘候選者。另一替代方法可以運用隨機或任何其他非最佳化分佈的所要數目個抽樣方位開始，且接著重複地重新分佈一或多個抽樣方位以最佳化評估度量(例如，增大資訊性、分佈及/或效率)。
圖6(a)及圖6(b)分別展示度量衡工具配置600之規劃及側視圖示意性表示，其包含可對多個目標並行實行度量衡且可實施本文所描述之方法的偵測光學系統之陣列。此配置更詳細描述於WO2018/238363中(詳言之，關於彼文檔之圖9a、圖9b及圖10)，其以引用的方式併入本文中。
偵測光學系統中之每一者可包含偵測光學感應器610及至少一個透鏡，用於捕獲藉由結構散射之照明輻射之一部分及向著偵測光學感應器610傳輸所捕獲輻射。因而，偵測光學系統可形成用於判定製成於基板上之結構之所關注參數的度量衡工具之部分，該度量衡工具另外包含：用於藉由照明輻射照明結構之照明光學系統。因此，圖6中所展示之陣列元件604中之每一者可包含偵測感測器，而無照明光學系統。出於以下描述的目的，光學偵測系統中之每一者將被稱作陣列或陣列元件604之元件。陣列元件604中之每一者可包括光學偵測器感測器610。光學偵測器感測器具有正交擴展於偵測光學感測器610與基板602之平面之間的感測器軸線606。
基板602包括複數個晶粒608，如由圖6(a)中所展示之線指示。可相對於個別晶粒608定位陣列元件604中之每一者且自其取得度量衡資料。因此，複數個晶粒608中之每一者可包括單一元件陣列604。陣列元件604可相對於晶粒608中之每一者而位於共同水平位置中，使得晶粒中之每一者共有且在晶粒中具有對應方位之度量衡標記物可由感測器610中之每一者並行地量測。
陣列可包含並排或鑲嵌配置之光學偵測系統。可將每一光學偵測系統提供於具有預定形狀之佔據面積中，其中佔據面積彼此鄰接以提供陣列。每一佔據面積可為相同的且可為多邊形，例如每一佔據面積可為三角形、正方形或六邊形。在一個實例中，陣列可經提供為六邊形佔據面積鑲嵌以提供蜂巢陣列。因此，陣列元件可經配置呈蜂巢陣列形式。光學偵測系統陣列經展示為具有m列及n行之二維陣列。m列可延伸第一方向(例如基板之x方向)，且行可在第二方向(例如y方向)上延伸。列及行之方向之任一者或兩者可傾斜至x或y方向。大體而言，列及行之數量將各自大於2。然而，視需要可存在儘量多列或行以用於晶圓或度量衡佔據面積上之特定場佈局。陣列亦可為任一所需形狀且並不限於正方形或矩形組態。陣列元件604之數量可變化以容納不同應用。陣列的大小可例如在x方向上至多15且在y方向上至多100。在一些實例中，可為相應晶粒608中之每一者提供單一陣列元件604以便覆蓋整個晶圓。在其他應用中，可提供小於晶粒608之數量之離散數量之陣列元件604。陣列元件之每一部件可與基板之不同場對準。
如由箭頭612a、612b、612c指示，陣列可可調整，使得陣列元件604 (或其部分)可相對於彼此或基板602移動。如所展示，鄰近陣列元件604彼此隔開第一距離。鄰近陣列元件之間的第一距離可對應於晶粒或度量衡目標之間距。第一距離對於所有陣列元件604之相應鄰近對可為相同的。如藉由箭頭612a所展示，可移動陣列元件604中之每一者，使得可將鄰近陣列元件之間的間隔自第一距離改變為第二距離。可在x及/或y方向上完成陣列元件604之移動。
間距可為根據晶粒608或度量衡目標之間距的固定間距，該等晶粒或度量衡目標分佈在基板602中。因而，陣列元件604之間距可為標準的且對應於標準特徵，諸如晶粒之間距之多個預定離散間距背景中之一者。間距可例如在x方向上為26mm且在y方向上為33mm以對應於習知晶粒大小。其他間距可包括26mm乘16.5mm。度量衡工具600可併入或存取習知或頻繁使用之一或多個間距之清單或庫。預定間距可形成製造配方之部分或經包括為安裝程序之部分用於特定程序。
為獲得良好度量衡資料，較佳為對準感測器軸線606以便使其垂直於基板602表面之平面。經處理晶圓602之基板表面可展示約數百微亮度之局部傾斜變化。為應對此等局部傾斜變化，陣列元件可為可傾斜的612b以便改變感測器軸線606與基板602表面之間的角度。傾斜可經限於兩個正交方向，例如x及y方向，其中在x方向上傾斜感測器將致使感測器軸線沿x方向移動，且在y方向上傾斜感測器將致該感測器軸線沿y方向移動。兩個傾斜方向之組合可允許容納任何基板傾斜。由於表面層級之變化可為局部的，因此陣列元件中之每一者可獨立於另一陣列元件604移動。通常，當圍繞x軸傾斜時，將出現在y方向上之運動(及其他方式圍繞)。
為判定陣列元件604之傾斜，可將傾斜感測器併入陣列元件中之每一者內。傾斜感測器可為如此項技術中已知之光學感測器，且可有利地經併入至光學感測器610中。因此，陣列元件604中之每一者可包含組合疊對且傾斜的感測器。
當正使用度量衡工具以獲得疊對度量衡資料時，能夠糾正由感測器不對稱性產生之量測誤差為有利的。此誤差可被稱作工具誘發移位，TIS。為解決TIS (或其他類似問題)，陣列元件604可各自圍繞感測軸線606可旋轉。因而，陣列元件604中之每一者可自第一旋轉方位轉動至第二旋轉方位，其中第一及第二方位逆平行至其需要解釋工具誘發移位之程度。因此，感測器可為旋轉大約180度。然而，旋轉將通常圍繞插入軸線606，當處理所獲得度量衡資料時，可考慮第一旋轉方位與第二旋轉方位之間相對於基板之表面之定位差值。亦即，可藉由利用獲自相應第一及第二旋轉方位之對準資料來修改疊對資料來容納由於旋轉出現之感測軸線606之x-y方位中之移位。
可使用此項技術中已知的適合之致動器來實現陣列元件604之移動。致動器可為例如壓電發動機。因此，陣列元件604中之每一者可包括一或多個致動器用於所描述運動範圍中之每一者。
度量衡工具可併入定位控制器614，該定位控制器經組態以控制陣列元件604之移動。因而，定位控制器614將與致動器中之每一者連通以便提供所需控制信號。定位控制器614亦可經配置以自致動器、陣列元件604或一些其他來源接收定位資料，該來源可提供陣列元件相對於基板602之方位之指示。定位控制器614可分佈於元件陣列當中或經提供作為中心單元，該中心單元經配置以個別地控制所有陣列元件。中心單元可在度量衡工具600本端或遠端地定位。定位控制器614可形成較大控制系統之部分。在使用時，定位控制器614可接收或判定鄰近陣列元件之間的所需間距，隨後將陣列元件604中之每一者移動至恰當的方位中。一旦陣列元件604已經定位，如上文所描述可獲得證實方位及進行任何調整、度量衡資料。
陣列元件604可為可單獨控制的。陣列元件604可具有上述移動範圍中之一或多者。因此，可能存在陣列元件604經配置以傾斜但不在x-y方向上移動之實例。此可為適用的，其中可將陣列元件之間距固定在x-y方向上。
陣列元件604可為類似或相當陣列元件604。舉例而言，所有陣列元件可經組態以在相同操作性波長範圍中操作。即使陣列元件604類似或相當，但此並不排除每一陣列元件可接收陣列元件之在完整操作性波長範圍中之另一波長之照明輻射，例如不同陣列元件接收200至2000 nm操作性波長範圍中之不同波長下的光。然而，並不必需所有陣列元件604為彼此類似或相當的。可能存在至少一個與其他陣列元件604不同的陣列元件604。亦可將陣列元件604細分為陣列元件604之群組，且在每一陣列元件604之群組內，陣列元件類似或相當，但其可在陣列元件604之群組上不同。舉例而言，陣列之第一列或行包含第一類型之陣列元件，陣列之第二列或行包含第二類型之陣列元件等。應注意，一個陣列元件包含照明光學系統及偵測光學系統之組合。若陣列元件不同，則其相應照明光學系統及/或其相應偵測光學系統可彼此不同。
可將陣列元件604之陣列提供於固定方位處之度量衡工具中，同時該度量衡工具經組態以藉由例如可移動基板台來移動基板602。陣列元件604之陣列亦可在度量衡工具中移動。舉例而言，陣列元件604之陣列可為可移動的，使得陣列元件604之一個群組定位於一位置處，該位置為例如具有基板602之基板台的中心方位。藉此，居中定位之陣列元件604之群組可用於基於基板602相對於陣列元件604之陣列之移動而在整個基板602上進行量測。實施方案
上文所描述之方法的步驟可在圖1(a)中展示之微影設備控制單元LACU內自動化。此單元LACU可包括如7圖中所展示之電腦總成。電腦總成可在根據本發明之總成的實施例中係呈控制單元形式之專用電腦，或替代地，係控制微影投影設備之中央電腦。該電腦總成可經配置用於載入包含電腦可執行程式碼之電腦程式產品。此可使電腦總成能夠在下載電腦程式產品時藉由位階感測器LS及對準感測器AS之實施例控制對微影設備之前述使用。
連接至處理器727之記憶體729可包含若干記憶體組件，類似硬碟761、唯讀記憶體(ROM) 762、電可抹除可程式化唯讀記憶體(EEPROM) 763及/或隨機存取記憶體(RAM) 764。並不需要所有前述記憶體組件皆存在。此外，前述記憶體組件不必實體地緊鄰處理器727或彼此緊鄰。記憶體組件可定位成相隔一距離。
處理器727亦可連接至某種使用者介面，例如鍵盤765或滑鼠766。亦可使用為熟習此項技術者所知之觸控式螢幕、軌跡球、語音轉換器或其他介面。
處理器727可連接至讀取單元767，該讀取單元經配置以自資料載體(比如，軟碟768或CDROM 769)讀取例如呈電腦可執行碼之形式的資料，且在一些情況下將資料儲存於資料載體(比如，軟碟768或CDROM 769)上。亦可使用DVD或為熟習此項技術者所知之其他資料載體。
處理器727亦可連接至印表機770以在紙張上印出輸出資料，以及連接至熟習此項技術者所知的任何其他類型之顯示器的顯示器771，例如監視器或LCD (液晶顯示器)。
處理器727可藉助於負責輸入/輸出(I/O)之傳輸器/接收器773而連接至通信網路772，例如公眾交換式電話網路(PSTN)、區域網路(LAN)、廣域網路(WAN)等。處理器727可經配置以經由通信網路772與其他通信系統通信。在本發明之一實施例中，外部電腦(圖中未示) (例如，操作者之個人電腦)可經由通信網路772登入至處理器727中。
處理器727可被實施為獨立系統或被實施為並行地操作之數個處理單元，其中每一處理單元經配置以執行較大程式之子任務。亦可將處理單元劃分成一或多個主處理單元與若干子處理單元。處理器727之一些處理單元可甚至經定位成與其他處理單元相隔一距離且經由通信網路772而通信。可使模組之間的連接為有線的或無線的。
電腦系統可為經配置以執行此處所論述之功能的具有類比及/或數位及/或軟體技術之任何信號處理系統。
在以下經編號條項之後續清單中揭示另外實施例： 1.     一種判定一抽樣方案之方法，該抽樣方案描述出自一基板上之一組潛在度量衡位置的度量衡位置之一真子集；該方法包含： 獲得一並行感測器描述，其描述能夠執行並行度量衡之複數個度量衡感測器之一配置； 基於該並行感測器描述及該等潛在度量衡位置識別複數個候選獲取組態，其中每一候選獲取組態描述該感測器描述相對於該基板之一特定方位且因此描述該等潛在度量衡位置中之對應一或多者； 按照一評估度量評估該等候選獲取組態中之至少一些； 基於該評估選擇一候選獲取組態；及 將該抽樣方案定義為包含每一選定獲取組態之該等對應度量衡位置的彼方案。 2.     如條項1之方法，其中該評估度量包含以下各項中之一或多者： 一效率度量，其按照該複數個度量衡感測器之使用而量化一候選獲取組態之效率； 一資訊性度量，其量化藉由一候選獲取組態之該等對應度量衡位置新增至該抽樣方案之資訊的量；及 一分佈度量，其量化該抽樣方案在該基板及/或其區或場上之覆蓋度。 3.     如條項2之方法，其中該選擇步驟包含選擇以下各項： 根據該效率度量最有效的一候選獲取組態； 該等對應度量衡位置根據該資訊性度量將最多資訊新增至該抽樣方案所針對的一候選獲取組態；及/或 該等對應度量衡位置根據該分佈度量最大化該抽樣方案在該基板上之該覆蓋度所針對的一候選獲取組態。 4.     如條項2或3之方法，其中該評估步驟包含根據位於一階層中的該效率度量、該資訊性度量及該分佈度量中之兩者或兩者以上進行評估。 5.     如條項2至4中任一項之方法，其中該效率度量最大化對應於經評估之每一候選獲取組態的未經量測之潛在量測位置的數目。 6.     如條項2至5中任一項之方法，其中該效率度量自該等候選獲取組態中減去所有對應量測位置與包含更多量測位置之一獲取組態重疊所針對的獲取組態。 7.     如條項2至6中任一項之方法，其中該資訊性度量為D最佳性。 8.     如條項7中所定義之方法，其中該抽樣方案涉及一模型化方案，且該方法進一步包含：對於對應於一候選獲取組態的該等度量衡位置中之每一者，最大化描述具有對應於該候選獲取組態之該等度量衡位置之該模型化方案的一設計矩陣的行列式，或最小化對應於該設計矩陣之方差-協方差矩陣的行列式。 9.     如任一前述條項之方法，其中該方法包含： 重複以下反覆：針對一候選獲取組態執行該評估步驟，且取決於該評估，將對應度量衡位置新增至該抽樣方案或自該抽樣方案移除，直至滿足以下各者中之一或多者為止： 該抽樣方案包含臨限數目個度量衡位置； 該抽樣方案涉及臨限數目個獲取組態； 用於該評估度量之一臨限值藉由該抽樣方案滿足。 10.   如任一前述條項之方法，其包含： 判定一初始抽樣方案，該初始抽樣方案包含具有一非最佳化分佈之所要數目個度量衡位置及/或獲取組態；及 基於該評估，按照該評估度量重複地重新分佈一或多個獲取組態以最佳化該抽樣方案。 11.    如任一前述條項之方法，其中識別複數個候選獲取組態之該步驟包含自該等潛在度量衡位置判定複數個候選度量衡位置之一初始步驟；其中該等候選獲取組態中之每一者經判定為具有臨限最小數目個對應候選度量衡位置的彼等組態。 12.   如任一前述條項中所定義之方法，其中一排除區帶經界定於包含於該抽樣方案內的每一度量衡位置附近，且其中該等候選度量衡位置僅僅包含定位於此等排除區帶外部的潛在度量衡位置。 13.   如條項12中所定義之方法，其中該等候選度量衡位置包含不位於一排除區帶內的所有該等潛在度量衡位置。 14    如條項12或13中所定義之方法，其包含： 判定存在充足候選度量衡位置用於該方法之下一反覆；及 在存在不足候選度量衡位置之處，減小該等排除區帶之一些或所有的區域。 15.   如條項12至14任一項中所定義之方法，其中每一排除區帶為大體上環形的且以其對應選定度量衡位置為中心。 16.   如條項12至15任一項中所定義之方法，其中每一排除區帶之區域根據該基板上的該對應選定度量衡位置之方位而變化。 17.   如條項16中所定義之方法，其中每一排除區帶之區域傾向於隨著其對應選定度量衡位置更接近該基板之中心而增大。 18.   如任一前述條項中所定義之方法，其包含根據該感測器描述最佳化該基板上的該等度量衡位置之一配置。 19.   如條項18中所定義之方法，其中該等度量衡位置經配置成對應於該感測器描述之群組。 20.   如任一前述條項中所定義之方法，其包含根據與該基板相關之至少一個基板柵格最佳化該複數個度量衡感測器之該配置。 21.   如條項20中所定義之方法，其中該至少一個基板柵格包含一場間柵格及一場內柵格中之一者或兩者。 22.   如條項21中所定義之方法，其中該最佳化包含根據以下各項中之一者或總和在至少一個方向上判定一感測器間距：該場間柵格之一間距的一整數倍及該場內柵格之一間距的一整數倍。 23.   如條項22中所定義之方法，其進一步包含最佳化以下各項中之一者或兩者的該整數倍：該場間柵格之該間距及該場內柵格之該間距。 24.   如任一前述條項中所定義之方法，其包含執行一初始化步驟，其中預先選擇該等潛在度量衡位置之一初始化子集以包括至該抽樣方案中，該初始化子集對應於一或多個獲取組態。 25.   如任一前述條項中所定義之方法，其包含最佳化描述連續獲取組態之次序的一佈線，以供量測由該抽樣方案描述之該等度量衡位置。 26.   如任一前述條項中所定義之方法，其包含以下步驟：根據該抽樣方案使用具有如藉由該感測器描述所描述的複數個度量衡感測器之該配置的一度量衡工具對該基板執行一度量衡操作。 27.   如條項26中所定義之方法，其中該度量衡操作包含一校準操作或一曝光後監視操作，用於監視產品功能性、疊對、任何產品維度、聚焦及/或用量監視操作，或其任何組合。 28.   一種電腦程式，其包含電腦可讀指令，該等電腦可讀指令在合適處理器上執行時使該處理器執行如條項1至27中任一項之方法。 29.   一種電腦程式產品，其包含如條項28之電腦程式。 30.   一種度量衡設備，其包含： 一感測器配置，其包含如藉由該感測器描述所描述的能夠執行並行度量衡之複數個度量衡感測器之一配置； 一處理器；及 一儲存裝置，其包含如條項28之電腦程式。 31.   如條項30之度量衡設備，其中該感測器配置經最佳化以針對給定數目個抽樣位置而最大化一效率度量、一資訊性度量或一分佈度量中之一或多者。 32.   如條項30或31之度量衡設備，其中該等度量衡感測器由該場柵格之一整數倍分隔開。 33.   如條項30、31或32之度量衡設備，其中度量衡感測器之該數目低於10。 34.   一種微影單元，其包含可操作以將一圖案曝光於一基板上之一微影設備；及 如條項30至33中任一項之度量衡設備。
儘管在本文中可特定地參考微影設備在IC製造中之使用，但應理解，本文所描述之微影設備可具有其他應用，諸如，製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。熟習此項技術者將瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文中對術語「晶圓」或「場」/「晶粒」之任何使用分別與更一般之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在例如塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文中所提及之基板。在適用的情況下，可將本文中之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。此外，可將基板處理一次以上，例如，以便產生多層IC，使得本文中所使用之術語「基板」亦可指已經含有多個經處理層之基板。
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，圖案化裝置中之形貌限定形成於基板上之圖案。可將圖案化裝置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，將圖案化裝置移出抗蝕劑，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(UV)輻射(例如，具有365、248、193、157或126 nm之波長)及極紫外光(EUV)輻射(例如，具有5至20 nm之範圍內的波長)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組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
儘管上文已描述本發明之特定實施例，但將瞭解，可以與所描述不同之其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如上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、磁碟或光碟)，其具有儲存於其中之此電腦程式。
以上描述意欲為說明性，而非限制性的。因此，熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修改。另外，應瞭解，本文中之任一實施例中所展示或描述之結構特徵或方法步驟亦可用於其他實施例中。
200:步驟 202:步驟 204:步驟 206:配方資料 208:量測資料 210:步驟 212:步驟 214:步驟 216:步驟 218:步驟 220:步驟 300:初始化步驟/樣本方案 305:清單 310:評估步驟 320:步驟 330:步驟 340:演算法結束 350:步驟 360:判定步驟 370:縮小步驟 600:度量衡工具 602:基板 604:陣列元件 606:感測器軸線 608:晶粒 610:光學偵測器感測器/偵測光學感測器 612a:箭頭 612b:箭頭 612c:箭頭 614:定位控制器 727:處理器 729:記憶體 761:硬碟 762:唯讀記憶體(ROM) 763:電可抹除可程式化唯讀記憶體(EEPROM) 764:隨機存取記憶體(RAM) 765:鍵盤 766:滑鼠 767:讀取單元 768:軟碟 769:CDROM 770:印表機 771:顯示器 772:通信網路 773:傳輸器/接收器 AC1:獲取組態 AC2:獲取組態 AC3:獲取組態 AD:調整器 AS:對準感測器 B:輻射光束 BD:光束遞送系統 C:目標部分 CO:聚光器 EXP:曝光站 EZ:排除區帶 IF:方位感測器 IL:照明系統 IN:積光器 LA:微影設備 LACU:微影設備控制單元 LS:位階感測器 MA:圖案化裝置 MEA:量測站 MT:遮罩支撐件/遮罩台 MP:度量衡點 M1:遮罩對準標記 M2:遮罩對準標記 PM:第一定位裝置 PS:投影系統 PW:第二定位裝置 P1:基板對準標記 P2:基板對準標記 SA:感測器陣列 SO:輻射源 W:基板 W':基板 WE:晶圓邊緣 WT:基板台 WTa:基板台 WTb:基板台 X:方向 Y:方向 Z:方向
現在將參看隨附示意性圖式而僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應部分，且在該等圖式中： 圖1(a)描繪根據本發明之一實施例的微影設備； 圖1(b)示意性地說明根據已知實務之圖1(a)之設備中的量測及曝光程序中之階段； 圖2(a)描繪基板上之可能度量衡位置； 圖2(b)描繪根據樣本方案最佳化的例示性選定度量衡位置； 圖3係說明根據本發明之一實施例之樣本方案最佳化法的流程圖； 圖4說明基於圖3之樣本方案最佳化法的第一量測策略； 圖5說明基於圖3之樣本方案最佳化法的第二次量測策略； 圖6(a)及圖6(b)展示根據一實施例的可利用樣本方案最佳化法之並行感測器度量衡裝置的兩個視圖；且 圖7說明用於實施本文中所揭示之程序的電腦系統硬體。
300:初始化步驟/樣本方案
305:清單
310:評估步驟
320:步驟
330:步驟
340:演算法結束
350:步驟
360:判定步驟
370:縮小步驟

Claims (15)

  1. 一種判定一抽樣方案(sampling scheme)之方法，該抽樣方案描述出自一基板上之一組潛在度量衡位置的度量衡位置之一真子集(proper subset)；該方法包含：獲得一並行感測器描述(parallel sensor description)，其描述能夠執行並行度量衡之複數個度量衡感測器之一配置；基於該並行感測器描述及該等潛在度量衡位置識別複數個候選獲取組態(candidate acquisition configurations)，其中每一候選獲取組態描述該感測器描述相對於該基板之一特定方位且因此描述該等潛在度量衡位置中之對應一或多者；按照一評估度量(evaluation metric)評估該等候選獲取組態中之至少一些；基於該評估選擇一候選獲取組態；及將該抽樣方案定義為包含每一選定獲取組態之該等對應度量衡位置的彼方案。
  2. 如請求項1之方法，其中該評估度量包含以下各項中之一或多者：一效率度量，其按照該複數個度量衡感測器之使用而量化一候選獲取組態之效率；一資訊性度量，其量化藉由一候選獲取組態之該等對應度量衡位置新增至該抽樣方案之資訊的量；及一分佈度量，其量化該抽樣方案在該基板及/或其區或場上之覆蓋度 (coverage)。
  3. 如請求項2之方法，其中該選擇步驟包含選擇以下各項：根據該效率度量最有效的一候選獲取組態；該等對應度量衡位置根據該資訊性度量將最多資訊新增至該抽樣方案所針對的一候選獲取組態；及/或該等對應度量衡位置根據該分佈度量最大化該抽樣方案在該基板上之該覆蓋度所針對的一候選獲取組態。
  4. 如請求項2或3之方法，其中該評估步驟包含根據位於一階層(hierarchy)中的該效率度量、該資訊性度量及該分佈度量中之兩者或兩者以上進行評估。
  5. 如請求項2或3之方法，其中存在以下各項中之至少一者：該效率度量最大化對應於經評估之每一候選獲取組態的未經量測之潛在量測位置的數目，及該效率度量自該等候選獲取組態中減去所有對應量測位置與包含更多量測位置之一獲取組態重疊所針對的獲取組態。
  6. 如請求項2或3之方法，其中該資訊性度量為D最佳性(D-optimality)。
  7. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該方法包含： 重複以下反覆：針對一候選獲取組態執行該評估步驟，且取決於該評估，將對應度量衡位置新增至該抽樣方案或自該抽樣方案移除，直至滿足以下各者中之一或多者為止：該抽樣方案包含臨限數目個度量衡位置；該抽樣方案涉及臨限數目個獲取組態；用於該評估度量之一臨限值藉由該抽樣方案滿足。
  8. 如請求項1至3中任一項之方法，其包含：判定一初始抽樣方案，該初始抽樣方案包含具有一非最佳化分佈之所要數目個度量衡位置及/或獲取組態；及基於該評估，按照該評估度量重複地重新分佈一或多個獲取組態以最佳化該抽樣方案。
  9. 如請求項1至3中任一項之方法，其中識別複數個候選獲取組態之該步驟包含自該等潛在度量衡位置判定複數個候選度量衡位置之一初始步驟；其中該等候選獲取組態中之每一者經判定為具有臨限最小數目個對應候選度量衡位置的彼等組態。
  10. 如請求項1至3中任一項之方法，其包含根據該感測器描述最佳化該基板上的該等度量衡位置之一配置。
  11. 如請求項1至3中任一項之方法，其包含根據與該基板相關之至少一個基板柵格(substrate grid)最佳化該複數個度量衡感測器之該配置。
  12. 如請求項1至3中任一項之方法，其包含執行一初始化步驟，其中預先選擇該等潛在度量衡位置之一初始化子集以包括至該抽樣方案中，該初始化子集對應於一或多個獲取組態。
  13. 一種電腦程式，其包含電腦可讀指令，該等電腦可讀指令在合適處理器上執行時使該處理器執行如請求項1至12中任一項之方法。
  14. 一種度量衡設備，其包含：一感測器配置，其包含如藉由該感測器描述所描述的能夠執行並行度量衡之複數個度量衡感測器之一配置；一處理器；及一儲存裝置，其包含如請求項13之電腦程式。
  15. 一種微影單元，其包含可操作以將一圖案曝光於一基板上之一微影設備；及如請求項14之度量衡設備。
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