TW201921127A

TW201921127A - 度量衡方法及裝置及電腦程式

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Publication number: TW201921127A
Application number: TW107125080A
Authority: TW
Inventors: 馬克喬漢斯努特; 賽門吉司伯喬瑟佛思麥提森; 卡司徒夫巴塔哈爾亞; 邊珍武; 金賢洙; 張源宰; 帝摩希鐸甘戴維斯
Original assignee: 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
Priority date: 2017-07-28
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2019-06-01
Also published as: TWI669577B; CN110998448A; CN110998448B; US10908513B2; US20190033727A1; IL272169B1; IL272169A; EP3435162A1; IL272169B2; WO2019020292A1

Abstract

本發明揭示用於量測一程序效應參數之一種方法、電腦程式及一種度量衡裝置，該程序效應參數與用於在一基板上製造積體電路之一製造程序有關。該方法包含：針對一結構根據複數個量測值判定一品質度量之一第一品質度量值，同時消除或減輕該程序效應參數對該複數個量測值產生之效應，該複數個量測值各自與一不同的量測條件有關；及根據至少一個量測值判定該品質度量之一第二品質度量值，而不消除或減輕該程序效應參數對該至少一個量測值產生之效應，該至少一個量測值與至少一個量測條件有關。可接著根據該第一品質度量值及該第二品質度量值計算該程序效應參數之程序效應參數值，例如藉由計算該第一品質度量值與該第二品質度量值之差。

Description

度量衡方法及裝置及電腦程式

本發明係關於可用於(例如)藉由微影技術來製造器件之度量衡的方法及裝置，且係關於使用微影技術來製造器件之方法。

微影裝置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。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在該情況下，圖案化器件(其被替代地稱作光罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包括晶粒之一部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上來進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有經順次地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)以用於程序控制及驗證。用於進行此等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(器件中兩個層之對準準確度之量度)之特殊化工具。可就兩個層之間的未對準程度而言描述疊對，例如，對1奈米之經量測疊對的參考可描述兩個層未對準1奈米之情形。

最近，已開發用於微影領域中的各種形式之散射計。此等器件將輻射光束導向至目標上且量測散射輻射之一或多個屬性——例如，隨波長而變之單一反射角下的強度；隨反射角而變之一或多個波長下的強度；或隨反射角而變的偏振——以獲得可供判定目標之所關注屬性的「光譜」。可藉由以下各種技術來執行對所關注屬性之判定：例如，藉由諸如嚴密耦合波分析或有限元素法之反覆途徑的目標重建構；庫搜尋；及主組分分析。

由習知散射計使用之目標係相對較大光柵，例如，40微米乘40微米，且量測光束產生小於光柵之光點(亦即，光柵填充不足)。此情形簡化目標之數學重建構，此係由於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10微米乘10微米或更小，例如，因此其可定位於產品特徵當中而非切割道中，已提出度量衡，其中使光柵小於量測光點(亦即，光柵填充過度)。通常使用暗場散射量測來量測此等目標，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，該等申請案之文件之全文據此以引用方式併入。專利公開案US20110027704A、US20110043791A及US20120242940A中已描述該技術之進一步開發。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的基於繞射之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圍繞。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目標兩次，同時使目標旋轉或改變照明模式或成像模式以分離地獲得-1繞射階強度及+1繞射階強度，來獲得疊對量測結果。關於給定目標之強度不對稱性(此等繞射階強度之比較)提供目標不對稱性(即，目標中之不對稱性)之量測。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。

儘管已知的基於暗場影像之疊對量測係快速的且計算極簡單(一旦校準)，但其可依賴於層未對準(亦即，疊對誤差及/或故意偏置)係所量測強度不對稱性之唯一原因的假定。對所量測強度不對稱性之任何其他作用(諸如重疊光柵中之一者或兩者內的任何程序效應)亦促成一階(及其他高階)中之強度不對稱性。可歸因於程序效應且與疊對無關之此強度不對稱性作用明確擾動疊對量測，從而給出不準確疊對量測。目標之最低或底部光柵中之不對稱性為程序效應之常見形式。其可起源於(例如)在最初形成底部光柵之後所執行的晶圓處理步驟，諸如化學機械拋光(CMP)。

能夠量測且量化程序效應(例如，結構不對稱性)可在監視微影程序時提供許多益處。因此，需要能夠以比目前高效的方式量測及監視此程序效應。更特定言之，能夠直接自疊對目標量測程序效應將為有益的。

在第一態樣中，本發明提供一種量測一程序效應參數之方法，該程序效應參數與用於在一基板上製造積體電路之一製造程序有關，該方法包含以下步驟：針對一結構根據複數個量測值判定一品質度量之一第一品質度量值同時消除或減輕該程序效應參數對該複數個量測值產生之效應，該複數個量測值各自與一不同的量測條件有關；針對該結構根據至少一個量測值判定該品質度量之一第二品質度量值而不消除或減輕該程序效應參數對該至少一個量測值產生之效應，該至少一個量測值與至少一個量測條件有關；及根據該第一品質度量值及該第二品質度量值計算該程序效應參數之一程序效應參數值。

在第二態樣中，本發明提供一種度量衡裝置，該度量衡裝置包含：用於一基板之一支撐件，該基板具有使用一製造程序形成於其上之一結構；一光學系統，其用於運用量測輻射照明該結構；一偵測器，其用於偵測由該結構散射之該量測輻射；及一處理器，其經組態以：針對一結構根據複數個量測值判定一品質度量之一第一品質度量值同時消除或減輕程序效應參數對該複數個量測值產生之效應，該複數個量測值各自與一不同的量測條件有關；針對該結構根據至少一個量測值判定該品質度量之一第二品質度量值而不消除或減輕該程序效應參數對該至少一個量測值產生之效應，該至少一個量測值與至少一個量測條件有關；及根據該第一品質度量值及該第二品質度量值計算該程序效應參數之一程序效應參數值。

本發明進一步提供以下各者：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執行於合適處理器控制之裝置上時，致使該處理器控制之裝置執行該第一態樣之方法；及一種電腦程式載體，其包含此電腦程式。該處理器控制之裝置可包含該第二態樣之該度量衡裝置。

下文參考隨附圖式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之結構及操作。應注意，本發明不限於本文中所描述之特定實施例。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顯而易見。

在詳細地描述本發明之實施例之前，有指導性的是呈現可供實施本發明之實施例之實例環境。

圖1示意性地描繪微影裝置LA。該裝置包括：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)；圖案化器件支撐件或支撐結構(例如，光罩台) MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩) MA且連接至經組態以根據特定參數準確地定位圖案化器件之第一定位器PM；基板台(例如，晶圓台) WT，其經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓) W且連接至經組態以根據特定參數準確地定位基板之第二定位器PW；及投影光學系統(例如，折射投影透鏡系統) PS，其經組態以將藉由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C (例如，包括一或多個晶粒)上。

照明光學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。

圖案化器件支撐件以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化器件是否被固持於真空環境中)之方式來固持圖案化器件。圖案化器件支撐件可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化器件。圖案化器件支撐件可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動。圖案化器件支撐件可確保圖案化器件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」之任何使用皆與更一般術語「圖案化器件」同義。

本文中所使用之術語「圖案化器件」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器件。應注意，舉例而言，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂輔助特徵，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產生之器件(諸如積體電路)中的特定功能層。

圖案化器件可為透射的或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影中為吾人所熟知，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使用小型鏡面之矩陣配置，該等小型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，該裝置屬於透射類型(例如，使用透射光罩)。替代地，該裝置可屬於反射類型(例如，使用如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。

微影裝置亦可屬於如下類型：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裝置中之其他空間，例如，光罩與投影系統之間的空間。浸潤技術在此項技術中被熟知用於增大投影系統之數值孔徑。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，而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。

參看圖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，源與微影裝置可為分離的實體。在此等狀況下，不認為源形成微影裝置之部分，且輻射光束係憑藉包括(例如)合適導向鏡面及/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，舉例而言，當源為水銀燈時，源可為微影裝置之整體部分。源SO及照明器IL連同光束傳遞系統BD (在需要時)可被稱作輻射系統。

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(通常分別被稱作σ外部(σ-outer)及σ內部(σ-inner))。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。照明器可被用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。

輻射光束B入射於被固持於圖案化器件支撐件(例如，光罩台MT)上之圖案化器件(例如，光罩) MA上，且由圖案化器件而圖案化。在已橫穿圖案化器件(例如，光罩) MA的情況下，輻射光束B傳遞通過投影光學系統PS，投影光學系統PS將光束聚焦至基板W之目標部分C上，藉此將圖案之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，干涉量測器件、線性編碼器、2D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之路徑中定位不同的目標部分C。相似地，例如，在自光罩庫進行機械擷取之後或在掃描期間，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)可用以相對於輻射光束B之路徑準確地定位圖案化器件(例如，光罩) MA。

可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件(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(此等標記被稱為切割道對準標記)。相似地，在將多於一個晶粒提供於圖案化器件(例如，光罩) MA上的情形下，光罩對準標記可位於該等晶粒之間。小對準標記物亦可包括於器件特徵當中之晶粒內，在此狀況下，需要使標記物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物之對準系統。

此實例中之微影裝置LA屬於所謂雙載物台類型，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進行各種預備步驟。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，及使用對準感測器AS來量測基板上之對準標記物之位置。此情形實現裝置之產出率之相當大增加。

所描繪裝置可在多種模式下使用，包括(例如)步進模式或掃描模式。微影裝置之構造及操作為熟習此項技術者所熟知，且無需進一步描述以用於理解本發明。

如圖2中所展示，微影裝置LA形成微影系統之部分，其被稱作微影製造單元(lithographic cell/lithocell) LC或叢集。微影製造單元LC亦可包括用以對基板執行曝光前程序及曝光後程序之裝置。習知地，此等裝置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、在不同程序裝置之間移動基板，且接著將基板遞送至微影裝置之裝載匣LB。常常被集體地稱作塗佈顯影系統(track)之此等器件係在塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下，塗佈顯影系統控制單元TCU自身受到監督控制系統SCS控制，監督控制系統SCS亦經由微影控制單元LACU來控制微影裝置。因此，不同裝置可經操作以最大化產出率及處理效率。

圖3之(a)中展示適合用於本發明之實施例的度量衡裝置。圖3之(b)中更詳細地說明目標T及用以照明該目標之量測輻射之繞射射線。所說明之度量衡裝置屬於被稱為暗場度量衡裝置之類型。度量衡裝置可為單機器件，或併入於(例如)量測站處之微影裝置LA中或微影製造單元LC中。在整個裝置中具有若干分支之光軸係由點線O表示。在此裝置中，藉由包含透鏡12、14及物鏡16之光學系統經由光束分裂器15將由源11 (例如，氙氣燈)發射之光導向至基板W上。此等透鏡係以4F配置之雙重序列進行配置。可使用不同透鏡配置，其限制條件為：該透鏡配置仍將基板影像提供至偵測器上，且同時允許存取中間光瞳平面以用於空間頻率濾光。因此，可藉由在呈現基板平面之空間光譜之平面(此處被稱作(共軛)光瞳平面)中界定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，可藉由在為物鏡光瞳平面之背向投影式影像之平面中在透鏡12與透鏡14之間插入適合形式之孔徑板13來進行此選擇。在所說明之實例中，孔徑板13具有不同形式(被標註為13N及13S)，從而允許選擇不同照明模式。當前實例中之照明系統形成離軸照明模式。在第一照明模式中，孔徑板13N提供自僅出於描述起見被指定為「北」之方向的離軸。在第二照明模式中，孔徑板13S係用以提供相似照明，但提供來自被標註為「南」之相對方向的照明。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暗，此係因為所要照明模式以外之任何不必要光將會干擾所要量測信號。

如圖3之(b)中所展示，目標T經置放成基板W垂直於物鏡16之光軸O。基板W可由支撐件(圖中未展示)支撐。與軸線O成一角度而照射於目標T上之量測輻射射線I引起一個零階射線(實線0)及兩個一階射線(點鏈線+1及雙點鏈點線-1)。應記住，在運用填充過度之小目標的情況下，此等射線僅僅為覆蓋包括度量衡目標T及其他特徵之基板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(為接納有用量之光所必要)，所以入射射線I實際上將佔據一角度範圍，且繞射射線0及+1/-1將稍微散開。根據小目標之點散佈函數，每一階+1及-1將跨越角度範圍進一步散佈，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經調整成使得進入物鏡之一階射線與中心光軸緊密地對準。圖3之(a)及圖3之(b)中所說明之射線被展示為稍微離軸，以純粹地使其能夠在圖中較容易地被區分。

由基板W上之目標T繞射之至少0階及+1階係由物鏡16收集，且被引導回並通過光束分光器15。返回至圖3之(a)，藉由指定被標註為北(N)及南(S)之完全相對孔徑來說明第一照明模式及第二照明模式兩者。在量測輻射之入射射線I來自光軸之北側時，亦即在使用孔徑板13N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。相比之下，在使用孔徑板13S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之射線。

第二光束分裂器17將繞射光束劃分成兩個量測分支。在第一量測分支中，光學系統18使用零階繞射光束及一階繞射光束而在第一感測器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及對比若干階。由感測器19捕捉之光瞳平面影像可用於聚焦度量衡裝置及/或正規化一階光束之強度量測。光瞳平面影像亦可用於諸如重建構之許多量測目的。

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，在與光瞳平面共軛之平面中提供孔徑光闌21。孔徑光闌21用以阻擋零階繞射光束，使得形成於感測器23上之目標之影像係僅由-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，處理器PU之功能將取決於所執行之量測的特定類型。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，則將不因此形成光柵線之影像。

圖3中所展示之孔徑板13及場光闌21之特定形式純粹地為實例。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將實質上僅一個一階繞射光傳遞至感測器。在又其他實施例中，代替一階光束或除了一階光束以外，在量測中亦可使用二階光束、三階光束及高階光束(圖3中未展示)。

為了使量測輻射可適應於此等不同類型之量測，孔徑板13可包含圍繞圓盤而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，可能實施達90°及270°之目標旋轉。圖3之(c)及圖3之(d)中展示不同孔徑板。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裝置之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(複合)目標。此實例中之目標包含四個光柵32至35，光柵32至35接近地定位在一起，使得其將皆在由度量衡裝置之度量衡輻射照明光束形成之量測光點31內。因此，該四個光柵皆被同時照明且同時成像於感測器19及23上。在專用於疊對量測之實例中，光柵32至35自身為由在形成於基板W上之半導體器件之不同層中圖案化之上覆子光柵形成的複合光柵。光柵32至35可具有經不同偏置之疊對偏移(offset)，以便促進量測經形成有複合光柵之不同部分的層之間的疊對。下文將參看圖7來解釋疊對偏置之涵義。光柵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，光柵32及34為分別具有為+d、-d之偏置的X方向光柵。光柵33及35為分別具有偏移+d及-d之Y方向光柵。可在由感測器23捕捉之影像中識別此等光柵之單獨影像。此僅為目標之一個實例。目標可包含多於或少於4個光柵，或僅單一光柵。

圖5展示在使用來自圖3之(d)之孔徑板13NW或13SE的情況下在圖3之裝置中使用圖4之目標而可形成於感測器23上且由感測器23偵測到的影像之實例。雖然光瞳平面影像感測器19不能解析不同的個別光柵32至35，但影像感測器23可解析不同的個別光柵32至35。暗矩形表示感測器上之影像場，在該影像場內，基板上之經照明光點31成像至對應的圓形區域41中。在此區域41內，矩形區域42至45表示小目標光柵32至35之影像。若目標位於產品區域中，則在此影像場之周邊中亦可見產品特徵。影像處理器及控制器PU使用圖案辨識來處理此等影像以識別光柵32至35之單獨影像42至45。以此方式，該等影像不必在感測器框架內之特定部位處極精確地對準，此極大地改良量測裝置整體上之產出率。

一旦已識別光柵之單獨影像，就可(例如)藉由平均化或求和經識別區域內之經選擇像素強度值來量測彼等個別影像之強度。可將影像之強度及/或其他屬性彼此進行比較。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。

圖6說明如何使用(例如)申請案WO 2011/012624中所描述之方法來量測含有組件光柵32至35之兩個層之間的疊對(亦即，不當且非故意之疊對未對準)。如藉由比較其+1階與其-1階暗場影像中之強度(可比較其他對應高階之強度，例如+2及-2階)以獲得強度非對稱之量測而揭露，此量測係經由目標非對稱而進行。在步驟S1處，經由微影裝置(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，以產生包括光柵32至35之目標。在S2處，在使用圖3之度量衡裝置的情況下，使用一階繞射光束中之僅一者(比如-1)來獲得光柵32至35之影像。在步驟S3處，不管是藉由改變照明模式或改變成像模式抑或藉由在度量衡裝置之視場中旋轉基板W達180º，皆可使用另一一階繞射光束(+1)來獲得光柵之第二影像。因此，在第二影像中捕捉+1繞射輻射。

應注意，藉由使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」不為習知暗場顯微法影像。將不解析目標之個別目標線。每一目標將僅由某一強度位準之區域表示。在步驟S4中，在每一組件目標之影像內識別所關注區(ROI)，將自該所關注區量測強度位準。

在已識別用於每一個別目標之ROI且已量測其強度的情況下，可接著判定目標之不對稱性且因此判定疊對。在步驟S5中(例如，藉由處理器PU)比較針對每一子目標32至35之+1階及-1階所獲得之強度值以識別其強度不對稱性(例如，其強度之任何差)來進行此判定。術語「差」並不意欲僅指減法。可以比率形式計算差。在步驟S6中，連同數個目標之任何已知強加之疊對偏置之知識使用針對彼等目標之經量測的強度不對稱性，以計算在目標T附近之微影程序之一或多個品質參數。在本文中所描述之應用中，將包括使用兩個或多於兩個不同的量測條件或「配方」進行的量測。極大關注之品質參數為疊對。如稍後將描述，新穎方法亦允許計算微影程序之效能之其他參數。此等參數可經回饋以改良微影程序，及/或用於改良圖6自身之量測及計算程序。

在上文所提及之先前申請案中，揭示用於使用上文所提及之基本方法來改良疊對量測之品質的各種技術。此處將不進一步詳細地解釋此等技術。該等技術可結合本申請案中新近所揭示之技術而使用，現在將描述該等新近所揭示之技術。

圖7展示具有不同偏置之目標(疊對光柵)的示意性橫截面。此等目標可用作基板W上之目標T，如在圖3及圖4中所見。僅出於實例起見而展示在X方向上具有週期性之光柵。可分離地提供或作為目標之一部分來提供具有不同偏置且具有不同定向的此等光柵之不同組合。

以圖7之(a)開始，展示形成於被標註為L1及L2之至少兩個層中的目標600。在最低或底部層L1中，第一結構(最低或底部結構) (例如，光柵)係由基板606上之特徵602及空間604形成。在層L2中，第二結構(例如，光柵)係由特徵608及空間610形成。(橫截面經繪製成使得特徵602、608 (例如線)延伸至頁面中)。光柵圖案在兩個層中皆以間距P重複。特徵602及608可採取線、圓點、區塊及通孔之形式。在(a)處所展示之情形中，不存在歸因於未對準之疊對貢獻，例如，不存在疊對且不存在強加之偏置，使得每一特徵608確切地處於第一結構中之特徵602上方。

在圖7之(b)處，展示具有第一已知經強加偏置+d之相同目標，使得將第一結構之特徵608相對於第二結構之特徵向右移位達距離d。偏置距離d實務上可為幾奈米，例如，10奈米至20奈米，而間距P係(例如)介於300奈米至1000奈米之範圍內，例如，500奈米或600奈米。在(c)處，吾人看到具有第二已知經強加偏置-d之另一特徵，使得特徵608向左移位。(a)至(c)處所展示的此類型之經偏置光柵在此項技術中為吾人所熟知，且用於上文所提及之先前申請案中。

圖7之(d)示意性地展示程序效應(在此狀況下，第一結構中之程序效應)現象(例如，底部光柵不對稱性)。(a)至(c)處之光柵中之特徵在實際特徵將在側上具有某斜率且具有某一粗糙度時被展示為極佳地成正方形側。然而，其意欲在輪廓方面至少對稱。第一結構中之(d)處之特徵602及/或空間604根本不再具有對稱形式，而是已藉由處理步驟而變得失真。因此，舉例而言，每一空間之底部表面已變得傾斜。特徵及空間之側壁角亦已變得不對稱。由於此不對稱性，目標之總體目標不對稱性將包含：獨立於程序效應之疊對貢獻(亦即，歸因於第一結構與第二結構之未對準之疊對貢獻；第一結構及第二結構自身包含疊對及任何已知經強加偏置)；及歸因於目標中之此程序效應之結構貢獻。

當藉由圖6之方法僅使用兩個經偏置光柵來量測疊對時，歸因於未對準，程序效應(例如，程序引發的結構不對稱性)無法與疊對貢獻區別開，且疊對量測因此變得不可靠。目標之第一結構(底部光柵)中之結構不對稱性為程序效應之常見形式。其可起源於(例如)在最初形成第一結構之後執行的基板處理步驟，諸如化學機械拋光(CMP)。然而，應理解，此僅為程序效應之單一實例。在本說明書之內容背景中，程序效應可包含任何反常、變形、缺陷、不規則性、結構不對稱性及/或形成於單一層中之結構中的預期參數值的其他偏移(excursion)，其可形成目標(例如，疊對目標)之一部分或諸如層厚度之目標參數的非對稱變化，該非對稱變化與疊對分離且不同於疊對。可使用本文中所描述的方法來量測任何程序效應，其結果影響疊對量測(例如，對強度不對稱性量測強加貢獻，該量測並非疊對之結果)。程序效應可由於在IC製造程序中被執行以獲得經處理基板之程序的任何階段期間的任何處理及/或成像效應。

在圖8中，曲線702說明關於「理想」目標之疊對OV與強度不對稱性A之間的關係，該理想目標具有零偏移且在形成該目標之個別光柵內且尤其在第一結構之個別光柵內不具有程序效應。因此，此理想目標之目標不對稱性僅包含歸因於第一結構與第二結構之由已知經強加偏置及疊對OV_E 引起之未對準的疊對貢獻。此曲線圖及圖9之曲線圖係僅用以說明本發明所隱含之原理，且在每一曲線圖中，強度不對稱性A及疊對OV之單位係任意的。下文將進一步給出實際尺寸之實例。

在圖8之「理想」情形下，曲線702指示強度不對稱性A與疊對具有非線性週期關係(例如，正弦關係)。正弦變化之週期P對應於光柵之週期或間距P，其當然轉換成適當尺度。在此實例中，正弦形式係純粹的，但在真實情形下可包括諧波。

如上文所提及，經偏置光柵(其具有已知經強加疊對偏置)可用於量測疊對，而非依賴於單一量測。此偏置具有圖案化器件(例如，倍縮光罩)中定義的已知值，圖案化器件係由已知值製造，已知值充當疊對之對應於所量測強度不對稱性的晶圓上校準。在該圖式中，以圖形方式說明計算。在步驟S1至S5中，獲得用於分別具有經強加偏置+d及-d之光柵(例如，如圖7之(b)及(c)中所展示)之強度不對稱性量測A⁺ ^d 及A^- ^d 。將此等量測擬合至正弦曲線會給出如所展示之點704及706。在已知偏置的情況下，可計算真實疊對OV_E 。根據目標之設計，正弦曲線之間距P係已知的。曲線702之垂直尺度開始時未為吾人所知，而是可被稱作一階諧波比例常數K₁ 之未知因數。此常數K₁ 為對目標結構之強度不對稱性量測之敏感度的量度。

就方程式而言，假定疊對OV_E 與強度不對稱性A之間的關係如下：其中在尺度上表達疊對OV_E ，使得目標間距P對應於角度2π弧度。在使用具有不同已知偏置(例如，+d及-d)之光柵之兩種量測的情況下，可使用以下方程式來計算疊對OV_E ：

圖9展示引入程序效應(例如，圖7之(d)所說明之底部光柵不對稱性)之第一效應。「理想」正弦曲線702不再適用。然而，至少大致地，底部光柵不對稱性或其他程序效應具有如下效應：將程序效應項K₀ 添加至強度不對稱性。所得曲線在圖中展示為712，其中標記K₀ 指示程序效應項。程序效應項K₀ 取決於目標與量測輻射之選定特性(諸如量測輻射之波長及偏振)之組合(量測條件或量測配方)，且對程序變化敏感。就方程式而言，用於步驟S6中之計算之關係變成：

在存在程序效應的情況下，藉由方程式(2)描述之疊對模型將提供由程序效應項K₀ 影響之疊對值且將因此為不準確的。用於消除或校正程序效應項之效應的數種不同方法已為吾人所知。此等方法包含將額外目標及/或額外量測用於不同的量測條件。舉例而言，WO2015018625A1中描述了一種此方法。WO2016169901A1中描述了一種替代方法。此等文件兩者皆以引用之方式併入本文中。

常常需要量測及量化結構或目標中之程序效應。程序效應可包含例如結構不對稱性(諸如底部光柵不對稱性BGA (如已經所描述))、光柵不平衡性或此等之組合。光柵不平衡性係目標區域上方一或多個層厚度的變化，該變化可引起(例如)目標區域上方兩個目標光柵之間的距離的非對稱變化。量化程序效應允許偵測偏移、判定根本原因及實施對程序控制(例如，對諸如蝕刻及/或CMP之處理步驟的控制)之改良。目前，不可能使用單一量測輻射條件量測疊對目標之程序效應。為了直接量測程序效應，對專用目標，例如，僅包含單一結構(第一結構或底部光柵)之目標執行與標準疊對量測相似的方法(以獲得強度不對稱性)，如圖6中所描繪。當然，因為僅存在正被量測之單一層，所以不能存在任何疊對且目標之+d及-d「偏置」並不實際(不具有第二層，+d「偏置」目標與-d「偏置」目標事實上將相同)。可接著使用如下方程式來計算(每目標)底部光柵不對稱性BGA ：其中I為經量測強度，+及-上標表示量測輻射光束階，且+d及-d下標表示目標「偏置」(例如，為使用+1階量測照明來量測正偏置目標時之經量測強度，且為使用-1階量測照明來量測正偏置目標時之經量測強度)。

除了用以量測疊對之目標之外，對用以量測程序效應之特定程序效應目標(無論其形式為何)的使用係不良的，此係因為其佔據基板區域或「佔據面積(real estate)」。為了獲得基板區域上方之程序效應量測(且因此，程序效應指紋)，將需要複數個此等程序效應目標。為了避免對此等程序效應目標的需求，本文中揭示如下方法：該方法使得能夠在不需要專用程序效應目標的情況下量測結構中之程序效應參數。

圖10為描述此方法之流程圖。該方法包含： · 1010，自複數個量測獲得第一品質度量值，更特定言之，與結構疊對有關的第一疊對值，每一量測與不同的量測條件有關，同時消除或減輕程序效應參數對複數個量測值的效應。 · 1020，自與至少單一量測條件有關的至少單一量測獲得第二品質度量值，更特定言之，與結構疊對有關的第二疊對值，而不消除或減輕程序效應參數對量測值的效應；及 · 1030，根據第一品質度量值與第二品質度量值的差計算描述結構中之程序效應的程序效應參數的值。

以此方式計算第一疊對值以減輕、校正及/或消除程序效應對強度不對稱性量測，且因此疊對量測(例如，程序效應項K₀ )的效應。相比之下，以一定方式計算第二疊對值，使得不存在程序效應對強度不對稱性量測的效應的等效減輕、校正及/或消除。此可能因為僅使用單一量測值，且因此，存在不充足資料來執行此減輕。替代地，可使用多個量測值以判定第二品質度量值而不執行此減輕。舉例而言，可對多個量測值求平均，其中平均值用作單一量測值。因為第一疊對值係對程序效應校正的疊對量測，而第二疊對值係未如此校正之同一結構(因此，具有相同疊對)的對應疊對量測，所以在步驟1030處計算之差(程序效應值)將為實質上由程序效應引起的量測貢獻。此處對術語「實質上」之使用辨識出將存在其他貢獻，諸如雜訊。

在將影響疊對量測之任何一或多個量測參數方面，用以獲得第一疊對值之不同的量測條件不同。此等量測參數可包括波長、偏振、入射角等等中之一或多者。

可向度量衡裝置，例如基於散射量測之度量衡裝置(諸如圖3中所展示之度量衡裝置)提供輻射源，該輻射源產生與多於一個量測條件有關的量測輻射。在此內容背景中，量測條件描述以下各者中之一或多者：特定量測值所對應的量測輻射之波長及偏振，及/或結構上之量測輻射的入射角。更具體言之，度量衡裝置可具有雙波長、多波長或寬頻帶(在一或多個波長範圍內連續)輻射源。替代地，該源可能夠在波長之間切換，諸如包含濾光器之光學系統(例如，可控波長選擇器或可選擇濾光器)，該光學系統使得能夠選擇特定波長。此裝置可使得能夠例如使用多於一個波長而自單一量測步驟獲得第一疊對值，該量測步驟包含與多於一個量測條件有關的量測。亦應瞭解，第二疊對值亦可使用自同一量測步驟獲得的量測(例如，用以獲得第一疊對值之量測中之一者)。替代地，可執行第二量測步驟以獲得第二疊對值。

圖11為描述根據此實施例獲得程序效應指紋之方法的流程圖。程序效應指紋為對整個基板上之程序效應的映像或描述。程序效應指紋可包含結構不對稱性指紋，或更特定言之，底部光柵不對稱性指紋或光柵不平衡性指紋。已觀察到，對疊對目標(包含不同層中之光柵)量測的整個基板上之多配方疊對及單配方疊對之間的差往往會展示與對應的底部光柵不對稱性指紋相似的指紋，該底部光柵不對稱性指紋係對BGA目標所量測。

在步驟1110處，在使用合適的多波長度量衡裝置的情況下，用包含至少兩個單獨量測條件(例如，不同波長、偏振、入射角等等)來量測第一目標以獲得該目標之兩個或多於兩個對應量測(例如，強度不對稱性量測)。在步驟1120處，根據兩個或多於兩個量測計算第一疊對值，每一量測與不同的量測條件有關。

在步驟1130處，根據兩個或多於兩個量測中之至少單一者計算第二疊對值。可使用以下各者來計算第二疊對值： · 在步驟1120中使用以計算第一疊對值的量測中之一者， · 在量測步驟1110中獲得的量測中之一不同者； · 在步驟1120中使用以計算第一疊對值的量測平均值；或 · 在量測步驟1110中獲得的量測之不同子集或全部的平均值。

在步驟1140 (其對應於步驟1030)處，將第二疊對值與第一疊對值之間的差計算為程序效應參數值。在步驟1150處，判定是否將量測任何其他目標。若是，則選擇下一目標1160，且方法返回至步驟1110以用於此下一目標。若不存在其他目標，則方法結束1170。

可按數種方式執行使用多於一個量測來判定第一疊對值，每一量測具有不同波長。舉例而言，前述WO2015018625A1中描述了合適方法。此方法依賴於如下事實：藉由具有兩個(或多於兩個)不同的量測，且因此兩個強度不對稱性量測值，每一者係例如使用關於圖6所描述之方法但針對不同的量測條件而獲得的，存在足夠資訊來求解+d及-d經偏置目標光柵之方程式(3)。舉例而言，可消除程序效應項K₀ 之效應的效應。可例如使用圖6及方程式(1)/方程式(2)中所描述的方法、根據單一量測值或單一平均化量測值執行判定第二疊對值，藉此忽略程序效應項K₀ 之效應。

可按數種方式執行對量測條件之選擇，該等量測條件供判定第一疊對值及第二疊對值。舉例而言，在量測輻射源發射多於兩個波長或一連續頻帶的情況下，「搖擺曲線(swing curve)」可用以選擇量測條件。搖擺曲線可包含量測參數相對於波長之標繪圖。此搖擺曲線標繪圖之合適量測參數可包含例如強度、信號強度、堆疊敏感度或疊對敏感度。可自一或多個此等搖擺曲線選擇展示獲得第一疊對值之最佳回應的兩個或多於兩個波長。此等波長中之一者或平均值亦可用以獲得第二疊對值。可針對不同偏振及/或入射角標繪多個搖擺曲線，且該等搖擺曲線用於此量測條件最佳化以最佳化波長、偏振及入射角。

可按數種方式使用本文中所描述之方法的結果，例如如使用圖11之方法判定的指紋或個別程序效應參數值。指紋或程序效應參數值可用以偵測偏移，其中此等程序效應超出規格且因此觸發警告。此指紋或程序效應參數亦可使得任何程序效應之程序相關的根本原因能夠識別程序效應的任何根本原因。程序效應參數值或指紋可用於對特定程序(例如，蝕刻或CMP程序)之程序控制中。舉例而言，任何所量測程序效應值或指紋可用以計算程序控制校正，該等程序控制校正在回饋控制迴路中之程序的後續重複時最小化程序效應值。

在以上描述中，提議使用WO2015018625A1中所描述之方法獲得第一疊對值。在以圖形方式表示的情況下，此方法基本上描述藉由在多於一個量測條件下量測複合目標及在不對稱性空間中在曲線圖上標繪此等量測而計算疊對。在此內容背景中，不對稱性空間包含對於每一量測條件，自正偏置(+d)目標之強度不對稱性量測(A⁺ ^d 量測)相對於自負偏置(-d)目標之強度不對稱性量測(A^- ^d 量測)的標繪圖。回歸經由不對稱性空間標繪圖上之每一點(但未必為原點)擬合，且回歸斜率指示疊對。WO2015018625A1中所描述之方法依賴於如下假定：A⁺ ^d 量測與A^- ^d 量測之間的關係係基本線性的。然而，本文中所描述之概念不限於使用線性模型之方法，且替代地可使用非線性擴展模型並進行比較。

舉例而言，上文所揭示之方法假定：為了計算第一疊對值，例如，使用(至少)兩個量測條件獲得的疊對值，與所使用之兩個量測條件有關的點將產生實質上取決於指示疊對之回歸(亦即，取決於與在不同的量測條件下執行之大多數其他量測實質上相同的線)的量測。此回歸接著可平行於(對於線性模型實例)經過原點及與用以判定第二疊對值之單一量測條件有關的點標繪的第二回歸，其中該等回歸之偏移表示程序效應。

實際上，對於量測條件之特定集合或目標，不對稱性空間中與一些量測條件有關的點可明顯偏離疊對線，及/或A⁺ ^d /A^- ^d 實質上可為非線性的。若此等量測條件中之一者用以獲得疊對值(例如，以在上述方法中獲得第一疊對值)，則所獲得的疊對值將為不可靠的。然而，當在器件製造期間監視疊對時，量測20個或多於20個量度之全部範圍將為過分緩慢的，每一量測與不同的量測條件有關，以便確保良好配合，且因此可靠的疊對值。因此，重要的是，用於疊對監視之兩個或三個量測條件之小子集被很好地選擇為表示疊對。

在一實施例中，因此，提議藉由判定第一監視品質度量值(更特定言之，第一監視疊對值)與第二監視品質度量值(更特定言之，第二監視疊對值)之間的差(監視度量參數值)，基於較小數目個量測來監視疊對量測之可靠性，該第一監視品質度量值自根據第一量測集合判定之第一回歸模型獲得，該第二監視品質度量值自根據第二量測集合判定之第二回歸模型獲得，此等量測集合中之每一者與不同的複數個量測條件有關。

在一較具體實例中，第一量測集合可關於至少三個量測條件，且第二量測集合可關於比第一集合少的量測條件，但通常多於一個。然而，應注意，本文中之揭示內容包括使回歸基於僅一個量測條件，且因此僅一個量測，其經過原點標繪。第二量測集合可包含第一量測集合之子集。替代地，第一量測條件集合及第二量測條件集合可關於不同對的量測條件。

應瞭解，第一回歸及第二回歸兩者皆應監視疊對值實質上應相同。因此，第一監視疊對值與第二監視疊對值的任何差指示所選擇子集中存在模型誤差，且因此指示對量測條件的非理想選擇。此差之量值亦指示模型誤差的程度。

因此，可瞭解，可根據自至少兩個量測條件判定之疊對值與自單一量測條件判定之疊對值之間的差判定程序效應之量度(例如，使用諸如圖11中所說明之方法的方法)，而自多個量測條件之不同組合獲得的兩個疊對值之間的差將提供所依賴的疊對模型之品質的量度，且因此所判定疊對值的有效性。

在一特定實施例中，第一監視疊對值可自擬合於三個量測條件之回歸獲得，且第二監視疊對值可自擬合於包含三個量測條件中之兩者的子集的回歸獲得。此意謂疊對有效性可自僅三個量測判定。第一監視疊對值與第二監視疊對值之間的差可接著作為疊對模型之有效性的量度而被監視；例如，若此差超過臨限值，則此可被視為指示該模型對所使用的量測條件無效且需要校正動作(例如，對量測條件的較佳選擇)。

方法可包含設置階段以最佳化對用以獲得第一監視疊對值之三個(或多於三個)量測條件的選擇。設置階段可進一步最佳化對用以獲得第二監視疊對值之此等量測條件之子集的選擇。

圖12為描述此方法之流程圖。在設置階段1200中，可產生參考疊對值1210。此參考疊對值可自量測判定，該等量測係使用明顯多於三個量測條件，例如，多於10個或多於20個量測條件而執行。參考疊對值可作為經過與此等量測有關的點或使用擴展型疊對模型的回歸而獲得。替代地，參考疊對值可經由不同度量衡技術(例如，掃描電子顯微鏡量測)而獲得。

在步驟1220處，可判定最佳地匹配於該參考之三個(或無論多少)量測條件。此可包含計算在步驟1210中使用的所有量測條件中之三個量測條件的每一可能組合的疊對值。可將此等疊對值中之每一者與參考疊對值相比較，其中該組合對應於所選擇的匹配之最接近值。在步驟1230處，判定對應於三個最佳量測條件(在前一步驟中所識別的)內包含之每一子集對量測條件的疊對值。對於此等子集對中之每一者，判定自所有三個量測條件判定之疊對與對應於該子集對之疊對的差。可接著識別在步驟1220中識別之量測條件中的最佳子集對量測條件(例如，彼時疊對差最小)。

在產生1240期間，僅使用在步驟1220處識別之量測條件來執行量測1250。監視自所有三個量測條件下之量測導出的第一監視疊對值與自在步驟1230處判定之最佳子集對量測條件導出的第二監視疊對值之間的差1260，以判定如在產生期間所量測之疊對的有效性(例如，來自最佳子集對)。

可組合本文中針對判定程序效應及針對監視疊對量測有效性所描述之概念，例如，以判定目標之特定程序效應對彼目標上之疊對量測之有效性產生的效應。因此，藉由圖12之流程圖描述的方法亦可包含判定第一監視疊對值及第二監視疊對值中之一者與自在單一量測條件下之量測導出的疊對值之間的差(或以其他方式不消除或減輕程序效應參數對量測值產生的效應)，以判定程序效應參數。

雖然上文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，可在為形成於基板上之器件之功能性部分的目標上量測屬性。許多器件具有規則的類光柵結構。如本文中所使用之術語「目標光柵」及「目標」並不需要已特定針對正被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之解析度極限，但可比藉由微影程序在目標部分C中製造之典型產品特徵之尺寸大得多。實務上，可將目標內之疊對光柵之線及/或空間製造為包括尺寸上與產品特徵相似之較小結構。

與如實現於基板及圖案化器件上之目標之實體光柵結構相關聯地，一實施例可包括含有機器可讀指令之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之目標及/或分析量測以獲得關於微影程序之資訊的方法。可(例如)在圖3之裝置中之單元PU內及/或圖2之控制單元LACU內執行此電腦程式。亦可提供將此電腦程式存儲於其中之資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)。在例如屬於圖3中所展示之類型的現存度量衡裝置已經在生產中及/或在使用中的情況下，可藉由提供更新後的電腦程式產品來實施本發明，以致使處理器執行本文中所揭示之方法。

雖然上文所揭示之實施例在以繞射為基礎之疊對量測(例如，使用圖3之(a)中所展示之裝置之第二量測分支進行的量測)方面予以描述，但原則上同一模型可用於以光瞳為基礎之疊對量測(例如，使用圖3之(a)中所展示之裝置之第一量測分支進行的量測)。因此，應瞭解，本文中所描述之概念同樣適用於以繞射為基礎之疊對量測及以光瞳為基礎之疊對量測。

另外揭示之實施例為量測程序效應參數的方法，該程序效應參數與用於在基板上製造積體電路之製造程序有關，該方法包含以下步驟：a)針對結構根據複數個量測值判定品質度量之第一品質度量值同時消除或減輕該程序效應參數對該複數個量測值產生之效應，該複數個量測值各自與不同的量測條件有關；b)針對該結構根據至少一個量測值判定品質度量之第二品質度量值而不消除或減輕程序效應參數對至少一個量測值產生之效應，該至少一個量測值與至少一個量測條件有關；及根據該第一品質度量值及該第二品質度量值計算程序效應參數之程序效應參數值。

實施例亦為後續經編號條項中之揭示內容： 1. 一種量測一程序效應參數之方法，該程序效應參數與用於在一基板上製造積體電路之一製造程序有關，該方法包含以下步驟：針對一結構根據一量測值集合判定一品質度量之至少一個第一品質度量值，使得每一量測值與一不同的量測條件有關，該等量測值與至少一第一量測條件集合有關；針對該結構根據至少一個量測值判定該品質度量之一第二品質度量值，該至少一個量測值與至少一個量測條件有關；及使用該第一品質度量值及該第二品質度量值計算該程序效應參數之一程序效應參數值。 2. 如條項1之方法，其中計算一程序效應參數值之該步驟包含計算該第一品質度量值與該第二品質度量值的差。 3. 如條項1或2之方法，其中執行對該等第一品質度量值之該判定，同時消除或減輕該程序效應參數對該量測值集合產生之效應，執行對第二品質度量值之該判定而不消除或減輕該程序效應參數對該至少一個量測值產生之效應。 4. 如條項3之方法，其包含：判定該等第一品質度量值之一集合，該等第一品質度量值中之每一者係根據一不同的量測值集合判定，該等量測值中之每一值與一不同的量測條件有關；根據一對該等第一品質度量值之間的一差判定一監視度量參數值；及使用該監視度量參數值來監視該第一品質度量值及/或該第二品質度量值之有效性。 5. 如條項4之方法，其中該對第一品質度量值中之每一品質度量值係根據不同數目個量測值判定。 6. 如條項5之方法，其中用以判定該對第一品質度量值中之一者的該等量測值為用以判定該對第一品質度量值中之另一者的該等量測值之一子集。 7. 如條項4、5或6中任一項之方法，其包含執行一初始校準，該初始校準包含：判定該品質度量之一參考值；針對量測條件之複數個不同組合計算該品質度量之校準值；將量測條件之一較佳組合判定為具有一對應校準值的量測條件，該校準值最密切最佳地匹配於該參考值；及自量測條件之該較佳組合選出量測條件之一較佳子集。 8. 如任一前述條項之方法，其中該品質度量為疊對。 9. 如條項8之方法，其中該結構包含一疊對目標。 10. 如條項9之方法，其中該疊對目標包含至少兩個光柵，每一光柵包含：兩個層中之每一者中的一子光柵；及兩個子光柵之間的一位置偏置；其中對於該兩個光柵，該位置偏置不同。 11. 如任一前述條項之方法，其中用於判定該第一品質度量值之該量測值集合及用於判定該第二品質度量值之該至少一個量測值皆在一單一量測步驟中獲得，該單一量測步驟包含使用不同量測條件對該結構進行多次量測。 12. 如條項11之方法，其中該單一量測步驟包含使用量測輻射對該結構執行一量測，該量測輻射包含多於一個波長及/或偏振及/或以多於一個入射角入射於該結構上，以同時獲得該量測值集合之至少一子集。 13. 如任一前述條項之方法，其中與一單一量測條件有關的一單一量測值用於判定該第二品質度量值。 14. 如條項13之方法，其中該單一量測值與用於判定該第一品質度量值之該等不同量測值中之一者相同。 15. 如條項1至13中任一項之方法，其中該第二品質度量值係根據兩個或多於兩個品質度量值之一平均值判定，該等品質度量值係分別根據該量測值集合中之一者判定。 16 如條項15之方法，被求平均以獲得該第二品質度量之該量測值集合與用於判定該第一品質度量值之該量測值集合相同。 17. 如任一前述條項之方法，其中該程序效應包含結構不對稱性。 18. 如條項17之方法，其中該子結構包含一光柵且該結構不對稱性包含光柵不對稱性，其中該光柵之一或多個結構特徵具有一非對稱輪廓。 19. 如條項17或18之方法，其中該結構包含不同層中之至少兩個子結構，且該結構不對稱性包含該至少兩個子結構之間的厚度的一非對稱變化。 20. 如任一前述條項之方法，其包含使用該程序效應參數值來偵測一偏移，其中該程序效應參數已超出一指定公差。 21. 如任一前述條項之方法，其包含在一回饋控制迴路中將該程序效應參數值用於對形成該製造程序之一部分的一子程序進行程序控制。 22. 如任一前述條項之方法，其包含在該基板上之不同部位處對複數個該等目標執行該方法以獲得複數個程序效應參數值；及根據該複數個程序效應參數值判定一程序效應參數指紋，該程序效應參數指紋描述遍及該基板的該程序效應參數之變化。 23. 如條項22之方法，其進一步包含使用該程序效應參數指紋來偵測偏移，其中該等程序效應參數中之一或多者已超出一指定公差。 24. 如條項22或23之方法，其進一步包含在一回饋控制迴路中將該程序效應參數指紋用於對形成該製造程序之一部分的一子程序進行程序控制。 25. 如任一前述條項之方法，其中該量測輻射條件描述一特定量測值所對應的該量測輻射之波長及偏振及/或該量測輻射在該結構上之該入射角中之一或多者。 26. 如任一前述條項之方法，其包含：用量測輻射照明該結構及偵測由該結構散射之該量測輻射；及量測該經散射量測輻射之對應高階中之強度不對稱性；其中該量測值集合及該至少一個量測值各自包含該經量測強度不對稱性之值。 27. 一種度量衡裝置，其可操作以執行如條項22之方法。 28. 一種度量衡裝置，其包含：用於一基板之一支撐件，該基板具有使用一製造程序形成於其上之一結構；一光學系統，其用於運用量測輻射照明該結構；一偵測器，其用於偵測由該結構散射之該量測輻射；及一處理器，其經組態以：針對一結構根據一量測值集合判定一品質度量之一第一品質度量值，該等量測值各自與一不同的量測條件有關；針對該結構根據至少一個量測值判定該品質度量之一第二品質度量值，該至少一個量測值與至少一個量測條件有關；及根據該第一品質度量值及該第二品質度量值計算該程序效應參數之一程序效應參數值。 29. 如條項28之度量衡裝置，其中該處理器經組態以判定第一品質度量值同時消除或減輕該程序效應參數對該量測值集合產生之效應，及判定第二品質度量值而不消除或減輕該程序效應參數對該至少一個量測值產生之效應。 30. 如條項28或29之度量衡裝置，其中該處理器經組態以藉由計算該第一品質度量值與該第二品質度量值的差而計算該程序效應參數值。 31. 如條項28至30中任一項之度量衡裝置，其中該品質度量為疊對。 32. 如條項31之度量衡裝置，其中該結構包含一疊對目標。 33. 如條項32之度量衡裝置，其中該疊對目標包含兩個光柵，每一光柵包含：兩個層中之每一者中的一子光柵；及兩個子光柵之間的一位置偏置；其中對於該兩個光柵，該位置偏置不同。 34. 如條項28至33中任一項之度量衡裝置，其經組態以自一單一量測步驟獲得用於判定該第一品質度量值之該量測值集合及用於判定該第二品質度量值之該至少一個量測值，該單一量測步驟包含使用不同量測條件對該結構進行多次量測。 35. 如條項34之度量衡裝置，其經組態以使得該單一量測步驟包含使用量測輻射對該結構執行一量測，該量測輻射包含多於一個波長及/或偏振及/或以多於一個入射角入射於該結構上，以同時獲得該量測值集合之至少一子集。 36. 如條項28至35中任一項之度量衡裝置，其中該處理器經組態以將與一單一量測條件有關的一單一量測值用於判定該第二品質度量值。 37. 如條項36之度量衡裝置，其中該單一量測值與用於判定該第一品質度量值之該等不同量測值中之一者相同。 38. 如條項28至35中任一項之度量衡裝置，該處理器經組態以根據至少兩個品質度量值之一平均值判定該第二品質度量值，該至少兩個品質度量值係分別根據該量測值集合中之一者判定。 39. 如條項38之度量衡裝置，其中該處理器經組態以使得被求平均以獲得第二品質度量之該量測值集合與用於判定該第一品質度量值之該量測值集合相同。 40. 如條項28至39中任一項之度量衡裝置，其中該程序效應包含結構不對稱性。 41. 如條項40之度量衡裝置，其中該子結構包含一光柵且該結構不對稱性包含光柵不對稱性，其中該光柵之一或多個結構特徵具有一非對稱輪廓。 42. 如條項28至41中任一項之度量衡裝置，其中該結構包含不同層中之至少兩個子結構，且該結構不對稱性包含該至少兩個子結構之間的厚度的一非對稱變化。 43. 如條項28至42中任一項之度量衡裝置，其經組態以：在該基板上之不同部位處量測複數個該等目標；及根據該等量測判定一程序效應參數指紋，該程序效應參數指紋描述遍及該基板的該程序效應參數之變化。 44. 如條項28至43中任一項之度量衡裝置，其中該量測輻射條件描述一特定量測值所對應的該量測輻射之波長及偏振及/或該量測輻射在該結構上之該入射角中之一或多者。 45. 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執行於合適處理器控制之裝置上時致使該處理器控制之裝置執行如條項1至27中任一項之方法。 46. 一種電腦程式載體，其包含如條項45之電腦程式。 47. 一種量測一品質度量之方法，該品質度量與用於在一基板上製造積體電路之一製造程序有關，該方法包含以下步驟：針對一結構根據一第一量測值集合判定該品質度量之一第一品質度量值，使得每一量測值與一不同的量測條件有關，該等量測值與一第一量測條件集合有關；針對該結構根據一第二量測值集合判定該品質度量之一第二品質度量值，使得每一量測值與一不同的量測條件有關，該等量測值與一第二量測條件集合有關；且包含使用一監視度量參數值來監視該第一品質度量值及/或該第二品質度量值之有效性，該監視度量參數值係根據該第一品質度量值與該第二品質度量值的差判定。 48. 如條項47之方法，其中該第一品質度量值及該第二品質度量值中之每一者係根據不同數目個量測值判定。 49. 如條項48之方法，其中該品質度量為疊對。其中用以判定第一品質度量值之該等量測值為用以判定該第二品質度量值之該等量測值之一子集。 50. 如條項47、48或49中任一項之方法，其包含執行一初始校準，該初始校準包含：判定該品質度量之一參考值；針對量測條件之複數個不同組合計算該品質度量之校準值；將量測條件之一較佳組合判定為具有一對應校準值的量測條件，該校準值最密切最佳地匹配於該參考值；及自量測條件之該較佳組合選出量測條件之一較佳子集。 51. 如條項47至50中任一項之方法，其中該品質度量為疊對。 52. 如條項47至51中任一項之方法，其包含：用量測輻射照明該結構及偵測由該結構散射之該量測輻射；及量測該經散射量測輻射之對應高階中之強度不對稱性；其中該第一量測值集合及該第二量測值集合各自包含該經量測強度不對稱性之值。 53. 一種度量衡裝置，其可操作以執行如條項52之方法。

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之使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如壓印微影)中，且在內容背景允許之情況下不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化器件中之構形(topography)界定產生於基板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入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。在抗蝕劑被固化之後，將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。

本文中所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，波長為或為約365奈米、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米)及極紫外線(EUV)輻射(例如，波長在5至20奈米之範圍內)以及粒子束，諸如離子束或電子束。

術語「透鏡」在內容背景允許時可指各種類型之光學組件中之任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。

特定實施例之前述描述將充分地揭露本發明之一般性質，使得在不脫離本發明之一般概念的情況下，其他人可藉由應用此項技術之技能範圍內之知識針對各種應用而容易地修改及/或調適此等特定實施例，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之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，以使得本說明書之術語或措辭待由熟習此項技術者按照該等教示及該指導進行解譯。

因此，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來界定。

0‧‧‧零階射線/繞射射線

+1‧‧‧一階射線/繞射射線/階

-1‧‧‧一階射線/繞射射線/階

+1(N)‧‧‧+1繞射射線

-1(S)‧‧‧-1繞射射線

11‧‧‧源

12‧‧‧透鏡

13‧‧‧孔徑板

13N‧‧‧孔徑板

13NW‧‧‧孔徑板

13S‧‧‧孔徑板

13SE‧‧‧孔徑板

14‧‧‧透鏡

15‧‧‧光束分裂器

16‧‧‧物鏡/透鏡

17‧‧‧第二光束分裂器

18‧‧‧光學系統

19‧‧‧第一感測器

20‧‧‧光學系統

21‧‧‧孔徑光闌/場光闌

22‧‧‧光學系統

23‧‧‧感測器

31‧‧‧量測光點

32‧‧‧光柵

33‧‧‧光柵

34‧‧‧光柵

35‧‧‧光柵

41‧‧‧圓形區域

42‧‧‧矩形區域/影像

43‧‧‧矩形區域/影像

44‧‧‧矩形區域/影像

45‧‧‧矩形區域/影像

600‧‧‧目標

602‧‧‧特徵

604‧‧‧空間

606‧‧‧基板

608‧‧‧特徵

610‧‧‧空間

702‧‧‧曲線

704‧‧‧點

706‧‧‧點

712‧‧‧曲線

1010‧‧‧步驟

1020‧‧‧步驟

1030‧‧‧步驟

1110‧‧‧步驟

1120‧‧‧步驟

1130‧‧‧步驟

1140‧‧‧步驟

1150‧‧‧步驟

1160‧‧‧步驟

1170‧‧‧步驟

1200‧‧‧設置階段

1210‧‧‧步驟

1220‧‧‧步驟

1230‧‧‧步驟

1240‧‧‧產生

1250‧‧‧步驟

1260‧‧‧步驟

A‧‧‧強度不對稱性

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/偏移

-d‧‧‧偏置/偏移

DE‧‧‧顯影器

I‧‧‧量測輻射射線/入射射線

I/O1‧‧‧輸入/輸出埠

I/O2‧‧‧輸入/輸出埠

IF‧‧‧位置感測器

IL‧‧‧照明光學系統/照明器

IN‧‧‧積光器

K₀‧‧‧程序效應項

L1‧‧‧最低或底部層

L2‧‧‧層

LA‧‧‧微影裝置

LACU‧‧‧微影控制單元

LB‧‧‧裝載匣

LC‧‧‧微影製造單元

LS‧‧‧位階感測器

M1‧‧‧光罩對準標記

M2‧‧‧光罩對準標記

MA‧‧‧圖案化器件

MT‧‧‧圖案化器件支撐件或支撐結構/光罩台

O‧‧‧光軸/軸線

OV‧‧‧疊對

OV_E‧‧‧疊對

P‧‧‧間距/週期

P1‧‧‧基板對準標記

P2‧‧‧基板對準標記

PM‧‧‧第一定位器

PS‧‧‧投影光學系統

PU‧‧‧影像處理器及控制器/單元

PW‧‧‧第二定位器

RO‧‧‧基板處置器或機器人

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‧‧‧度量衡目標

TCU‧‧‧塗佈顯影系統控制單元

W‧‧‧基板

WTa‧‧‧基板台

WTb‧‧‧基板台

現將僅藉助於實例參考附圖來描述本發明之實施例，在該等圖式中：圖1描繪根據本發明之一實施例的微影裝置；圖2描繪根據本發明之一實施例的微影製造單元或叢集；圖3包含(a)用於根據本發明之實施例而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基於繞射之疊對量測時提供另外照明模式的第二對照明孔徑，及(d)將第一對孔徑與第二對孔徑組合之第三對照明孔徑；圖4描繪基板上之多重光柵目標之已知形式及量測光點之輪廓；圖5描繪圖3之散射計中獲得的圖4之目標之影像；圖6為展示使用圖3之散射計且可適於形成本發明之實施例之疊對量測方法之步驟的流程圖；圖7之(a)至圖7之(c)展示不同疊對值為大約零之疊對光柵的示意性橫截面；圖7之(d)為歸因於處理效應在底部光柵中具有程序效應(例如，結構不對稱性)之疊對光柵的示意性橫截面；圖8說明未經受程序效應之理想目標目標中之疊對量測的已知原理；圖9說明非理想目標中之疊對量測的原理，其具有如本發明之實施例中所揭示之程序效應之校正；圖10為根據本發明之第一例示性實施例之方法之步驟的流程圖；圖11為根據本發明之第二例示性實施例之方法之步驟的流程圖；且圖12為根據本發明之第三例示性實施例之方法之步驟的流程圖。

Claims

一種量測一程序效應參數之方法，該程序效應參數與用於在一基板上製造積體電路之一製造程序有關，該方法包含以下步驟：針對一結構根據一量測值集合判定一品質度量之至少一個第一品質度量值，使得每一量測值與一不同的量測條件有關，該等量測值與至少一第一量測條件集合有關；針對該結構根據至少一個量測值判定該品質度量之一第二品質度量值，該至少一個量測值與至少一個量測條件有關；及使用該第一品質度量值及該第二品質度量值計算該程序效應參數之一程序效應參數值。
如請求項1之方法，其中計算一程序效應參數值之該步驟包含：計算該第一品質度量值與該第二品質度量值的差。
如請求項1或2之方法，其中執行對該等第一品質度量值之該判定，同時消除或減輕該程序效應參數對該量測值集合產生之效應，執行對該等第二品質度量值之該判定而不消除或減輕該程序效應參數對該至少一個量測值產生之效應。
如請求項3之方法，其包含：判定該等第一品質度量值之一集合，該等第一品質度量值中之每一者係根據一不同的量測值集合判定，該等量測值中之每一值與一不同的量測條件有關；根據一對該等第一品質度量值之間的一差判定一監視度量參數值；及使用該監視度量參數值來監視該第一品質度量值及/或該第二品質度量值之有效性。
如請求項4之方法，其中該對第一品質度量值中之每一品質度量值係根據不同數目個量測值判定。
如請求項5之方法，其中用以判定該對第一品質度量值中之一者的該等量測值為用以判定該對第一品質度量值中之另一者的該等量測值之一子集。
如請求項4之方法，其包含執行一初始校準，該初始校準包含：判定該品質度量之一參考值；針對量測條件之複數個不同組合計算該品質度量之校準值；將量測條件之一較佳組合判定為具有一對應校準值的量測條件，該校準值最密切最佳地匹配於該參考值；及自量測條件之該較佳組合選出量測條件之一較佳子集。
如請求項1或2之方法，其中該品質度量為疊對，且其中視情況，該結構包含一疊對目標。
如請求項1或2之方法，其中用於判定該第一品質度量值之該量測值集合及用於判定該第二品質度量值之該至少一個量測值皆在一單一量測步驟中獲得，該單一量測步驟包含使用不同量測條件對該結構進行多次量測。
如請求項1或2之方法，其中與一單一量測條件有關的一單一量測值用於判定該第二品質度量值，且其中視情況，該單一量測值與用於判定該第一品質度量值之該等不同量測值中之一者相同。
如請求項1或2之方法，其中該第二品質度量值係根據兩個或多於兩個品質度量值之一平均值判定，該等品質度量值係分別根據該量測值集合中之一者判定。
如請求項1或2之方法，其中該程序效應包含結構不對稱性，且其中視情況，該子結構包含一光柵且該結構不對稱性包含光柵不對稱性，其中該光柵之一或多個結構特徵具有一非對稱輪廓。
如請求項1或2之方法，其包含使用該程序效應參數值來偵測一偏移，其中該程序效應參數已超出一指定公差。
一種度量衡裝置，其包含：用於一基板之一支撐件，該基板具有使用一製造程序形成於其上之一結構；一光學系統，其用於運用量測輻射照明該結構；一偵測器，其用於偵測由該結構散射之該量測輻射；及一處理器，其經組態以：針對一結構根據一量測值集合判定一品質度量之一第一品質度量值，該等量測值各自與一不同的量測條件有關；針對該結構根據至少一個量測值判定該品質度量之一第二品質度量值，該至少一個量測值與至少一個量測條件有關；及根據該第一品質度量值及該第二品質度量值計算程序效應參數之一程序效應參數值。
一種電腦程式，其包含處理器可讀指令，該等處理器可讀指令在執行於合適處理器控制之裝置上時，致使該處理器控制之裝置執行如請求項1至13中任一項之方法。
一種量測一品質度量之方法，該品質度量與用於在一基板上製造積體電路之一製造程序有關，該方法包含以下步驟：針對一結構根據一第一量測值集合判定該品質度量之一第一品質度量值，使得每一量測值與一不同的量測條件有關，該等量測值與一第一量測條件集合有關；針對該結構根據一第二量測值集合判定該品質度量之一第二品質度量值，使得每一量測值與一不同的量測條件有關，該等量測值與一第二量測條件集合有關；且包含使用一監視度量參數值來監視該第一品質度量值及/或該第二品質度量值之有效性，該監視度量參數值係根據該第一品質度量值與該第二品質度量值的差判定。