專利名稱：測(cè)量方法、設(shè)備和襯底的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量方法、一種光刻設(shè)備和一種襯底。所述方法可以應(yīng)用至光刻過程的性能的測(cè)量，例如測(cè)量臨界尺寸或重疊性能。
背景技術(shù)：
光刻設(shè)備是一種將所需圖案應(yīng)用到襯底上(通常應(yīng)用到所述襯底的目標(biāo)部分上) 的機(jī)器。例如，可以將光刻設(shè)備用在集成電路(IC)的制造中。在這種情況下，可以將可選地稱為掩?；蜓谀０娴膱D案形成裝置用于生成待形成在所述IC的單層上的電路圖案?？梢詫⒃搱D案轉(zhuǎn)移到襯底(例如，硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如，包括一部分管芯、一個(gè)或多個(gè)管芯)上。典型地，經(jīng)由成像將所述圖案轉(zhuǎn)移到在所述襯底上設(shè)置的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。通常，單個(gè)襯底將包含連續(xù)形成圖案的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)絡(luò)。公知的光刻設(shè)備包括所謂步進(jìn)機(jī)，在所述步進(jìn)機(jī)中，通過將整個(gè)圖案一次曝光到所述目標(biāo)部分上來輻射每一個(gè)目標(biāo)部分；以及所謂掃描器，在所述掃描器中，通過輻射束沿給定方向(“掃描”方向) 掃描所述圖案、同時(shí)沿與該方向平行或反向平行的方向同步掃描所述襯底來輻射每一個(gè)目標(biāo)部分。還可以通過將所述圖案壓印到所述襯底上，而將所述圖案從所述圖案形成裝置轉(zhuǎn)移到所述襯底上。為了監(jiān)控光刻過程，測(cè)量圖案化的襯底的參數(shù)。參數(shù)可以例如包括形成在圖案化的襯底中或上的連續(xù)層之間的重疊誤差和臨界線寬(臨界尺寸，通常簡(jiǎn)稱為CD)?？梢栽诠饷艨刮g劑中(在曝光之后和顯影之前或之后)或在由蝕刻、沉積等所形成的實(shí)際的產(chǎn)品特征中測(cè)量重疊和CD。這些測(cè)量可以在產(chǎn)品襯底和/或?qū)ｉT的量測(cè)目標(biāo)上進(jìn)行。存在用于直接測(cè)量在光刻過程中形成的微觀結(jié)構(gòu)的各種技術(shù)，包括使用掃描電子顯微鏡和各種專門的工具?？焖偾曳侨肭质降膶ｉT檢查工具是散射儀，其中輻射束被引導(dǎo)至襯底的表面上的目標(biāo)上，且被散射或反射的束的性質(zhì)被測(cè)量。通過比較束在被襯底反射或散射之前和之后的性質(zhì)，可以確定襯底的性質(zhì)。這可以例如通過比較反射的束與存儲(chǔ)在與已知的襯底性質(zhì)相關(guān)的已知測(cè)量庫(kù)中的數(shù)據(jù)來進(jìn)行。與電子顯微術(shù)相比，散射術(shù)能夠在設(shè)備中相對(duì)快速地進(jìn)行CD和重疊的測(cè)量，所述設(shè)備被精密地集成到光刻制造單元或簇內(nèi)。這些測(cè)量結(jié)果可以反饋或前饋到光刻設(shè)備的控制系統(tǒng)中或其它處理工具中，以便于以更加交互的方式調(diào)整性能。然而，散射術(shù)通常利用復(fù)雜且計(jì)算要求苛刻的設(shè)備，其被設(shè)置成靠近光刻設(shè)備自身。光刻設(shè)備，盡管其包括用于定位和繪圖襯底和圖案形成裝置的非常精確的量測(cè)系統(tǒng)以將施加的圖案的所有部分放置在它們被期望的位置上，但是通常不會(huì)直接測(cè)量重疊或CD。依賴于應(yīng)用，對(duì)重疊和⑶的控制可能對(duì)于所制造的器件的良好性質(zhì)是關(guān)鍵的。在當(dāng)今由雙重圖案化技術(shù)制造的最高密度的結(jié)構(gòu)中，不僅保持⑶處于特定范圍內(nèi)是重要的， 而且匹配在不同的過程步驟中實(shí)現(xiàn)的⑶也是重要的
發(fā)明內(nèi)容
提供了一種量測(cè)方法，除去其它參數(shù)，其可以包括利用通常用于光刻設(shè)備自身的位置測(cè)量的所述類型的傳感器的參數(shù)測(cè)量CD和重疊。已有的儀器可以用于這些新的目的， 通過修改形成在襯底上的標(biāo)記和通過修改用于處理傳感器輸出信號(hào)的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種測(cè)量光刻過程的性能參數(shù)的方法，所述方法包括(a)使用至少一個(gè)光刻步驟在襯底上形成圖案，所述圖案包括在所述襯底上的彼此相鄰地定位且具有各自的第一和第二周期的第一子圖案和第二子圖案；(b)對(duì)所述相鄰的第一和第二子圖案進(jìn)行觀察以獲得組合的信號(hào)，所述組合的信號(hào)包括具有第三周期的拍分量(beat component)，所述第三周期處于比所述第一和第二周期的頻率更低的頻率；和(C)由所述組合的信號(hào)計(jì)算對(duì)所述光刻過程的性能的測(cè)量，所計(jì)算的測(cè)量至少部分地通過所述拍分量的相位來確定。依賴于如何形成子圖案，性能參數(shù)可以是例如臨界尺寸(CD)或重疊。對(duì)于CD測(cè)量，子圖案中的一個(gè)可以包括標(biāo)記，每個(gè)標(biāo)記具有由類似產(chǎn)品的特征細(xì)分的部分。對(duì)于重疊測(cè)量，子圖案被在獨(dú)立的光刻步驟中形成。測(cè)量可以利用光刻設(shè)備中的已有的對(duì)準(zhǔn)傳感器來進(jìn)行，且可以用于控制即將發(fā)生的光刻步驟。測(cè)量的靈敏度和精度可以通過選擇第一和第二周期來調(diào)整，并因此通過選擇第三周期來調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種用于測(cè)量光刻過程的性能參數(shù)的設(shè)備，所述設(shè)備包括傳感器，可操作以觀察利用所述光刻過程形成在襯底上的圖案，所述圖案包括在所述襯底上的彼此相鄰地定位的且具有各自的第一和第二周期的第一和第二子圖案；布置，用于組合對(duì)所述相鄰的第一和第二子圖案的觀察以獲得組合的信號(hào)，所述組合的信號(hào)包括具有第三周期的拍分量，所述第三周期處于比所述第一和第二周期的頻率更低的頻率；和處理器，用于由所述組合的信號(hào)計(jì)算對(duì)所述光刻過程的性能的測(cè)量，所計(jì)算的測(cè)量至少部分地通過所述拍分量的相位來確定。在一實(shí)施例中，本發(fā)明還提供了一種光刻設(shè)備，所述光刻設(shè)備布置成將來自圖案形成裝置的圖案轉(zhuǎn)移到襯底上，所述光刻設(shè)備包括襯底臺(tái)，構(gòu)造成保持襯底；和如上文所闡述的根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量設(shè)備，布置成用于測(cè)量在所述襯底被支撐在所述光刻設(shè)備的襯底臺(tái)上時(shí)所述襯底已經(jīng)經(jīng)歷的光刻過程的性能參數(shù)。所述測(cè)量設(shè)備的傳感器還可以用于測(cè)量所述襯底的位置，所述光刻設(shè)備可以包括控制器，所述控制器用于通過參考所測(cè)量的位置至少部分地控制后續(xù)的圖案到所述襯底上的轉(zhuǎn)移。在另一方面中，實(shí)施例又提供了一種襯底，標(biāo)記已經(jīng)通過光刻過程形成在所述襯底上，所述標(biāo)記被修改以適應(yīng)用于測(cè)量所述光刻過程的性能參數(shù)且包括在所述襯底上彼此相鄰地定位且具有各自的第一和第二周期的第一和第二子圖案，其中所述子圖案被形成使得一個(gè)子圖案相對(duì)于所述另一子圖案的明顯的位置依賴于所述性能參數(shù)，其中所述第一和第二周期是使得生成拍圖案，所述拍圖案具有第三周期，所述第三周期處于比所述第一和第二周期更低的頻率，由此所述性能參數(shù)的變化可以從所述拍圖案的位置變化推斷。在另一方面中，一實(shí)施例也提供了一種有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括用于使得測(cè)量設(shè)備執(zhí)行如在上文闡述的根據(jù)本發(fā)明的方法中的步驟(b)和(c)的機(jī)器可執(zhí)行指令。


現(xiàn)在參照隨附的示意性附圖，僅以舉例的方式，描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中，在附圖中相應(yīng)的附圖標(biāo)號(hào)表示相應(yīng)的部件，且其中圖1描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光刻設(shè)備；圖2示出了對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的各種形式，該對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可以設(shè)置在圖1的設(shè)備中的襯底上；圖3是圖1的設(shè)備中的對(duì)準(zhǔn)傳感器的示意方塊視圖；圖4示出由圖3的對(duì)準(zhǔn)傳感器獲得和處理的信號(hào)；圖5示出(a)圖2中顯示的一個(gè)標(biāo)記的形式、(b)在本發(fā)明的實(shí)施例中用于測(cè)量 CD的修改后的標(biāo)記的形式、(c)標(biāo)記的一部分的放大細(xì)節(jié)、(d)在(c)處顯示的所述部分的進(jìn)一步的放大橫截面細(xì)節(jié)和(e)在(d)處顯示的標(biāo)記細(xì)節(jié)的有效的衍射率的圖表的放大細(xì)節(jié)；圖6示意性地顯示在觀察修改后的標(biāo)記時(shí)由對(duì)準(zhǔn)傳感器檢測(cè)的CD敏感的波紋 (moire)圖案；圖7示出了被執(zhí)行以利用圖3的對(duì)準(zhǔn)傳感器從修改后的標(biāo)記獲得CD測(cè)量的信號(hào)處理和信號(hào)；圖8顯示了可用于測(cè)量不同類型的CD的修改后的標(biāo)記的可替代形式的細(xì)節(jié)；圖9是示出了具有利用圖5的標(biāo)記來測(cè)量CD的過程的附圖的流程圖；圖10示意性地示出了在圖1的設(shè)備中的測(cè)量和曝光過程中的多個(gè)階段；圖11示出了可用于利用圖3的對(duì)準(zhǔn)傳感器測(cè)量重疊的標(biāo)記的第二修改后的形式；圖12是利用圖11的標(biāo)記和圖3的對(duì)準(zhǔn)傳感器測(cè)量重疊的方法的流程圖；和圖13是適合用在上述的方法中的控制單元的實(shí)施例的方塊圖。
具體實(shí)施例方式圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光刻設(shè)備LA。所述設(shè)備包括-照射系統(tǒng)(照射器)IL，配置用于調(diào)節(jié)輻射束B(例如，紫外(UV)輻射或極紫外 (EUV)輻射)；-支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺(tái))MT，構(gòu)造用于支撐圖案形成裝置(例如掩模)MA并與配置用于根據(jù)確定的參數(shù)精確地定位圖案形成裝置的第一定位裝置PM相連；-襯底臺(tái)(例如晶片臺(tái))WTa/WTb，構(gòu)造用于保持襯底(例如涂覆有抗蝕劑的晶片) W，并與配置用于根據(jù)確定的參數(shù)精確地定位襯底的第二定位裝置PW相連；和-投影系統(tǒng)(例如折射式投影透鏡系統(tǒng))PS，所述投影系統(tǒng)PS配置用于將由圖案形成裝置MA賦予輻射束B的圖案投影到襯底W的目標(biāo)部分C (例如包括一根或多根管芯) 上。
所述照射系統(tǒng)可以包括各種類型的光學(xué)部件，例如折射型、反射型、磁性型、電磁型、靜電型或其它類型的光學(xué)部件、或其任意組合，以引導(dǎo)、成形、或控制輻射。所述支撐結(jié)構(gòu)MT支撐所述圖案形成裝置，即承載所述圖案形成裝置的重量。支撐結(jié)構(gòu)MT以依賴于圖案形成裝置的方向、光刻設(shè)備的設(shè)計(jì)以及諸如圖案形成裝置是否保持在真空環(huán)境中等其它條件的方式保持圖案形成裝置。所述支撐結(jié)構(gòu)MT可以采用機(jī)械的、真空的、靜電的或其它夾持技術(shù)來保持圖案形成裝置。所述支撐結(jié)構(gòu)MT可以是框架或臺(tái)，例如，其可以根據(jù)需要成為固定的或可移動(dòng)的。所述支撐結(jié)構(gòu)MT可以確保圖案形成裝置位于所需的位置上(例如相對(duì)于投影系統(tǒng))。在這里任何使用的術(shù)語(yǔ)“掩模版”或“掩?！倍伎梢哉J(rèn)為與更上位的術(shù)語(yǔ)“圖案形成裝置”同義。這里所使用的術(shù)語(yǔ)“圖案形成裝置”應(yīng)該被廣義地理解為表示能夠用于將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束、以便在襯底的目標(biāo)部分上形成圖案的任何裝置。應(yīng)當(dāng)注意， 被賦予輻射束的圖案可能不與在襯底的目標(biāo)部分上的所需圖案完全相符(例如如果該圖案包括相移特征或所謂輔助特征)。通常，被賦予輻射束的圖案將與在目標(biāo)部分上形成的器件中的特定的功能層相對(duì)應(yīng)，例如集成電路。圖案形成裝置可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置的示例包括掩模、可編程反射鏡陣列以及可編程液晶顯示(LCD)面板。掩模在光刻術(shù)中是公知的，并且包括諸如二元掩模類型、交替型相移掩模類型、衰減型相移掩模類型和各種混合掩模類型之類的掩模類型?？删幊谭瓷溏R陣列的示例采用小反射鏡的矩陣布置，每一個(gè)小反射鏡可以獨(dú)立地傾斜，以便沿不同方向反射入射的輻射束。所述已傾斜的反射鏡將圖案賦予由所述反射鏡矩陣反射的輻射束。這里使用的術(shù)語(yǔ)“投影系統(tǒng)”應(yīng)該廣義地解釋為包括任意類型的投影系統(tǒng)，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、電磁型和靜電型光學(xué)系統(tǒng)、或其任意組合，如對(duì)于所使用的曝光輻射所適合的、或?qū)τ谥T如使用浸沒液或使用真空之類的其他因素所適合的。這里使用的術(shù)語(yǔ)“投影透鏡”可以認(rèn)為是與更上位的術(shù)語(yǔ)“投影系統(tǒng)”同義。如這里所示的，所述設(shè)備是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述設(shè)備可以是反射型的(例如，采用如上所述類型的可編程反射鏡陣列，或采用反射式掩模)。所述光刻設(shè)備可以是具有兩個(gè)(雙臺(tái))或更多襯底臺(tái)(和/或兩個(gè)或更多的掩模臺(tái))的類型。在這種“多臺(tái)”機(jī)器中，可以并行地使用附加的臺(tái)，或可以在一個(gè)或更多個(gè)臺(tái)上執(zhí)行預(yù)備步驟的同時(shí)，將一個(gè)或更多個(gè)其它臺(tái)用于曝光。在下文將參考圖10描述一個(gè)例子。此處公開的本發(fā)明可以以單機(jī)方式使用，但是尤其它可以在單平臺(tái)或多平臺(tái)設(shè)備的曝光前測(cè)量平臺(tái)中提供額外的功能。光刻設(shè)備還可以是至少一部分襯底可以被折射率相對(duì)高的液體(例如水)覆蓋、 以便填充投影系統(tǒng)和襯底之間的空間的類型。浸沒液體還可以被施加至光刻設(shè)備中的其它空間，例如在掩模和投影系統(tǒng)之間。在本領(lǐng)域中公知，浸沒技術(shù)用于增加投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。如在此處所使用的術(shù)語(yǔ)“浸沒”并不意味著諸如襯底等結(jié)構(gòu)必須浸沒在液體中，而是僅僅意味著在曝光期間液體位于投影系統(tǒng)和襯底之間。參照?qǐng)D1，所述照射器IL接收從輻射源SO發(fā)出的輻射束。該源和所述光刻設(shè)備可以是分立的實(shí)體(例如當(dāng)該源為準(zhǔn)分子激光器時(shí))。在這種情況下，不會(huì)將該源考慮成形成光刻設(shè)備的一部分，并且通過包括例如合適的定向反射鏡和/或擴(kuò)束器的束傳遞系統(tǒng)BD的幫助，將所述輻射束從所述源SO傳到所述照射器IL。在其它情況下，所述源可以是所述光刻設(shè)備的組成部分(例如當(dāng)所述源是汞燈時(shí))?？梢詫⑺鲈碨O和所述照射器IL、以及如果需要時(shí)設(shè)置的所述束傳遞系統(tǒng)BD —起稱作輻射系統(tǒng)。所述照射器IL可以包括用于調(diào)整所述輻射束的角強(qiáng)度分布的調(diào)整器AD。通常，可以對(duì)所述照射器的光瞳平面中的強(qiáng)度分布的至少所述外部和/或內(nèi)部徑向范圍(一般分別稱為σ-外部和ο-內(nèi)部)進(jìn)行調(diào)整。此外，所述照射器IL可以包括各種其它部件，例如積分器IN和聚光器CO?？梢詫⑺稣丈淦饔糜谡{(diào)節(jié)所述輻射束，以在其橫截面中具有所需的均勻性和強(qiáng)度分布。所述輻射束B入射到保持在支撐結(jié)構(gòu)(例如，掩模臺(tái)MT)上的所述圖案形成裝置 (例如，掩模MA)上，并且通過所述圖案形成裝置來形成圖案。已經(jīng)穿過掩模MA之后，所述輻射束B通過投影系統(tǒng)PS，所述投影系統(tǒng)PS將輻射束聚焦到所述襯底W的目標(biāo)部分C上。 通過第二定位裝置PW和位置傳感器IF(例如，干涉儀器件、線性編碼器或電容傳感器)的幫助，可以精確地移動(dòng)所述襯底臺(tái)WTa/WTb，例如以便將不同的目標(biāo)部分C定位于所述輻射束B的路徑中。類似地，例如在從掩模庫(kù)的機(jī)械獲取之后，或在掃描期間，可以將所述第一定位裝置PM和另一個(gè)位置傳感器(圖1中未明確示出)用于相對(duì)于所述輻射束B的路徑精確地定位掩模MA。通常，可以通過形成所述第一定位裝置PM的一部分的長(zhǎng)行程模塊(粗定位)和短行程模塊(精定位)的幫助來實(shí)現(xiàn)掩模臺(tái)MT的移動(dòng)。類似地，可以采用形成所述第二定位裝置PW的一部分的長(zhǎng)行程模塊和短行程模塊來實(shí)現(xiàn)所述襯底臺(tái)WTa/WTb的移動(dòng)。在步進(jìn)機(jī)的情況下(與掃描器相反)，所述掩模臺(tái)MT可以僅與短行程致動(dòng)器相連，或可以是固定的?？梢允褂醚谀?duì)準(zhǔn)標(biāo)記Ml、M2和襯底對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記PI、P2來對(duì)準(zhǔn)圖案形成裝置 MA和襯底W。盡管所示的襯底對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記占據(jù)了專用目標(biāo)部分，但是它們可以位于目標(biāo)部分之間的空間(這些公知為劃線對(duì)齊標(biāo)記)中。類似地，在將多于一個(gè)的管芯設(shè)置在掩模MA 上的情況下，所述掩模對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可以位于所述管芯之間。可以將所述設(shè)備用于以下模式中的至少一種中1.在步進(jìn)模式中，在將掩模臺(tái)MT和襯底臺(tái)WTa/WTb保持為基本靜止的同時(shí)，將賦予所述輻射束的整個(gè)圖案一次投影到目標(biāo)部分C上(S卩，單一的靜態(tài)曝光)。然后將所述襯底臺(tái)WTa/WTb沿X和/或Y方向移動(dòng)，使得可以對(duì)不同目標(biāo)部分C曝光。在步進(jìn)模式中，曝光場(chǎng)的最大尺寸限制了在單一的靜態(tài)曝光中成像的所述目標(biāo)部分C的尺寸。2.在掃描模式中，在對(duì)掩模臺(tái)MT和襯底臺(tái)WTa/WTb同步地進(jìn)行掃描的同時(shí)，將賦予所述輻射束的圖案投影到目標(biāo)部分C上(S卩，單一的動(dòng)態(tài)曝光)。襯底臺(tái)WTa/WTb相對(duì)于掩模臺(tái)MT的速度和方向可以通過所述投影系統(tǒng)PS的(縮小)放大率和圖像反轉(zhuǎn)特征來確定。在掃描模式中，曝光場(chǎng)的最大尺寸限制了單一動(dòng)態(tài)曝光中所述目標(biāo)部分的寬度(沿非掃描方向)，而所述掃描運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度確定了所述目標(biāo)部分的高度(沿所述掃描方向)。3.在另一種模式中，將用于保持可編程圖案形成裝置的掩模臺(tái)MT保持為基本靜止，并且在對(duì)所述襯底臺(tái)WTa/WTb進(jìn)行移動(dòng)或掃描的同時(shí)，將賦予所述輻射束的圖案投影到目標(biāo)部分C上。在這種模式中，通常采用脈沖輻射源，并且在所述襯底臺(tái)WTa/WTb的每一次移動(dòng)之后、或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間，根據(jù)需要更新所述可編程圖案形成裝置。 這種操作模式可易于應(yīng)用于利用可編程圖案形成裝置(例如，如上所述類型的可編程反射鏡陣列)的無(wú)掩模光刻術(shù)中。
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也可以采用上述使用模式的組合和/或變體，或完全不同的使用模式。光刻設(shè)備LA具有所謂的雙平臺(tái)類型，其具有兩個(gè)襯底臺(tái)WTa和WTb以及兩個(gè)工作站曝光工作站和測(cè)量工作站，襯底臺(tái)可以在它們之間交換。在一個(gè)襯底臺(tái)上的一個(gè)襯底被在曝光工作站曝光時(shí)，可以將另一襯底裝載到測(cè)量工作站的另一襯底臺(tái)上，且可以執(zhí)行各種預(yù)備步驟。預(yù)備步驟可以包括利用水平傳感器LS繪制襯底的表面和利用對(duì)準(zhǔn)傳感器AS 測(cè)量在襯底上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)的位置。這使得能夠相當(dāng)大地增加了設(shè)備的生產(chǎn)量。如果位置傳感器IF不能夠當(dāng)其在測(cè)量工作站以及在曝光站時(shí)測(cè)量襯底臺(tái)的位置，則可以設(shè)置第二位置傳感器以使得襯底臺(tái)的位置可以在兩個(gè)工作站處被追蹤。該設(shè)備還包括光刻設(shè)備控制單元LACU，其控制所述的各種致動(dòng)器和傳感器的所有移動(dòng)和測(cè)量。LACU還包括信號(hào)處理和數(shù)據(jù)處理能力，以實(shí)施關(guān)于設(shè)備的操作的期望的計(jì)算。 在實(shí)踐中，控制單元LACU將被認(rèn)為是許多子單元的系統(tǒng)，每個(gè)子單元操縱實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)獲取， 處理和控制設(shè)備中的子系統(tǒng)或部件。例如，一個(gè)處理子系統(tǒng)可以專門用于對(duì)襯底定位裝置 PW的伺服控制。獨(dú)立的單元甚至可以操縱粗和精致動(dòng)器或不同的軸線。另一單元可以專門用于讀取位置傳感器IF。對(duì)設(shè)備的整體控制可以由中央處理單元來控制，與這些子系統(tǒng)處理單元通信、與操作器通信和與在光刻制造過程中涉及的其它設(shè)備通信。圖2顯示了設(shè)置在襯底W上分別用于對(duì)X位置和Y位置的測(cè)量的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記202、 204的例子。在這一例子中的每一標(biāo)記包括在施加至或蝕刻到襯底中的產(chǎn)品層或其它層中形成的一系列柵條。X方向標(biāo)記202上的柵條平行于Y軸，而Y方向標(biāo)記204的柵條平行于X軸。對(duì)準(zhǔn)傳感器AS (在圖1中顯示的)用輻射斑206、208光學(xué)掃描每一標(biāo)記，以測(cè)量襯底W相對(duì)于設(shè)備的位置。在對(duì)準(zhǔn)圖案中的柵條的節(jié)距典型地比形成在襯底上的產(chǎn)品特征的節(jié)距大得多，對(duì)準(zhǔn)傳感器AS使用的輻射的波長(zhǎng)(或通常是多個(gè)波長(zhǎng))遠(yuǎn)大于用于施加圖案到襯底上的曝光輻射的波長(zhǎng)。然而，因?yàn)榇罅康臇艞l允許精確地測(cè)量重復(fù)圖案的相位，所以可以獲得精細(xì)的位置信息?？梢蕴峁┐趾途珮?biāo)記，使得對(duì)準(zhǔn)傳感器可以計(jì)算在給定位置的圖案是哪一圈以及在該圈中的精確位置(相位)。不同節(jié)距的標(biāo)記也可以用于這一目的。這些技術(shù)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員也是公知的，且不在此詳細(xì)描述。在本領(lǐng)域中公知這樣的傳感器的設(shè)計(jì)和操作，每一光刻設(shè)備具有其自己的傳感器設(shè)計(jì)。為了本發(fā)明的描述的目的，假定對(duì)準(zhǔn)傳感器AS包括在US 6961116 (den Boef)中描述的所述形式的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)。圖2 (b)顯示用于與類似的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)一起使用的修改的標(biāo)記，其的X和Y位置可以通過單個(gè)掃描來獲得。所述標(biāo)記210具有布置成對(duì)X和Y軸都成45°的柵條?？梢岳迷诠_的專利申請(qǐng)US 2009195768A (Bijnen 等)中描述的技術(shù)，來執(zhí)行這種組合的X和Y測(cè)量，其內(nèi)容通過參考并入本文中?？梢宰⒁庵罥J，US’768公開了一些實(shí)施例，其中X和Y對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記具有不同節(jié)距的部分，與在本申請(qǐng)中新提出的標(biāo)記有一些類似。然而，在圖2(b)中顯示的簡(jiǎn)單的標(biāo)記是通常用在商業(yè)實(shí)施例中的形式，可以在US’ 768的實(shí)施例中的不同節(jié)距之間觀察到的任何波紋(moir6)效應(yīng)是固定的，且沒有提供對(duì)過程性能的測(cè)量。圖3是對(duì)準(zhǔn)傳感器AS的示意方塊圖。照射源220提供一種或更多種波長(zhǎng)的輻射束222，其被轉(zhuǎn)向通過物鏡2 到達(dá)定位在襯底W上的標(biāo)記(諸如標(biāo)記20 上。如在圖2 中示意性地顯示的，在上文提及的基于US 6961116的本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)傳感器的例子中，用于照射標(biāo)記202的照射斑206的直徑可以略小于標(biāo)記自身的寬度。
由標(biāo)記202散射的輻射由物鏡2M獲取，且被校準(zhǔn)成信息承載束226。光學(xué)分析器 228處理束226，且將獨(dú)立的束輸出到傳感器陣列230。來自傳感器柵格230中的單獨(dú)的傳感器的強(qiáng)度信號(hào)232被提供至處理單元PU。由在方塊228中的光學(xué)處理和單元PU中的計(jì)算處理的組合，輸出相對(duì)于傳感器的在襯底上的X和Y位置的值。根據(jù)下文進(jìn)一步描述的本發(fā)明的實(shí)施例，在此處公開的新型設(shè)備中的處理單元PU還可以輸出來自同一襯底W的臨界尺寸(CD)和/或重疊(OV)測(cè)量。這通過使用修改后的標(biāo)記和修改后的信號(hào)/數(shù)據(jù)處理來實(shí)現(xiàn)。處理單元PU可以與圖1中顯示的控制單元LA⑶是獨(dú)立的，或它們可以分享同一處理硬件，這取決于設(shè)計(jì)選擇和便利的情況。在單元PU是獨(dú)立的時(shí)，信號(hào)處理的一部分可以在單元PU中進(jìn)行，另一部分在單元LA⑶中進(jìn)行。圖4示意性地示出了由已知設(shè)備中的對(duì)準(zhǔn)傳感器AS進(jìn)行的信號(hào)處理和一些信號(hào)， 用于測(cè)量Χ、γ位置。在左手側(cè)處的圖表是在隨著沿著標(biāo)記202掃描斑206而由傳感器230 獲取輻射時(shí)所采集到的強(qiáng)度值I對(duì)掃描位置POS的軌跡Μ0。掃描位置POS可以是X位置、 Y位置或根據(jù)掃描方向的任何方向。如果以特定的線性速度執(zhí)行掃描，那么掃描位置的變化實(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)于電信號(hào)的變化。信號(hào)可以表示成模擬形式的模擬強(qiáng)度值，但是被轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，以便于處理。在該軌跡中，中心部分包括大量的波峰對(duì)2，其間距對(duì)應(yīng)于目標(biāo)圖案202 中的單獨(dú)的柵條的間距。在標(biāo)記244處的軌跡的平滑部分表示對(duì)標(biāo)記外面的區(qū)域的掃描， 而中間部分246對(duì)應(yīng)于斑206逐漸地到達(dá)標(biāo)記上方且周期信號(hào)達(dá)到其波峰幅值的時(shí)刻。由于標(biāo)記的長(zhǎng)度和斑的相對(duì)較小的尺寸，軌跡的大的中心部分顯示了相對(duì)穩(wěn)定的幅值的波峰 242和波谷。在圖4的右手側(cè)的放大細(xì)節(jié)顯示出在中心部分中的軌跡MO的一部分，波峰 242被突出顯示。在該部分中的軌跡具有大約正弦波形式。正弦波的周期P被示出，其對(duì)應(yīng)于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記202中的線圖案的節(jié)距。標(biāo)記的節(jié)距是公知的。因此，通過在所提供的大量的周期上以近似頻率的正弦曲線數(shù)學(xué)擬合軌跡對(duì)0，可以進(jìn)行非常精確的相位測(cè)量，其又使得能夠進(jìn)行精確的位置測(cè)量?？梢栽诓煌牟ㄩL(zhǎng)處重復(fù)同一過程以增加精度和對(duì)標(biāo)記進(jìn)行魯棒檢測(cè)，而不管制造標(biāo)記的材料。所述波長(zhǎng)可以被光學(xué)多路復(fù)用和多路解復(fù)用，以便同時(shí)進(jìn)行處理，和/或它們可以通過時(shí)間劃分來進(jìn)行多路復(fù)用。如已經(jīng)提及的，所示的特定測(cè)量?jī)H在對(duì)應(yīng)于標(biāo)記的一個(gè)節(jié)距的一定范圍內(nèi)固定標(biāo)記的位置。較粗糙的測(cè)量技術(shù)被與其結(jié)合使用，以識(shí)別正弦波的哪一周期是包括所標(biāo)記的位置的周期。圖5(a)示出用于比較的已知類型的標(biāo)記300，其可以例如是圖2和圖3中顯示的標(biāo)記202或204。標(biāo)記300包括布置成垂直于標(biāo)記的縱向軸線304的多個(gè)柵條302，而柵條 302圍繞且平行于橫向軸線306對(duì)稱地排列。標(biāo)記關(guān)于這些軸線304、306的對(duì)稱對(duì)于在US 6961116中描述的特殊類型的傳感器發(fā)揮作用是重要的，其中光學(xué)分析器2 形成一對(duì)標(biāo)記圖像，它們被相對(duì)彼此旋轉(zhuǎn)180度。對(duì)稱性在利用其它類型的傳感器的實(shí)施例中可能不是重要的，在標(biāo)記的設(shè)計(jì)中提供了更多的自由度。再者，由虛線圈表示掃描斑206，在掃描操作期間在標(biāo)記上行進(jìn)。圖5(b)顯示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的基于已知的標(biāo)記300但包括允許其用于測(cè)量CD的修改的新標(biāo)記。在傳統(tǒng)標(biāo)記300包括橫跨其全部寬度延伸的柵條302的情形中， 新標(biāo)記中的柵條被細(xì)分成三段。在平行于縱向軸線304延伸的標(biāo)記310的外段中，提供了多個(gè)柵條312和314，其與傳統(tǒng)標(biāo)記中的柵條302的外部一致。在中心部分中，多個(gè)柵條316形成并沿著縱向軸線304對(duì)稱地延伸。所述多個(gè)柵條316的節(jié)距不同于所述多個(gè)柵條312 和314的節(jié)距。如下文所見，這導(dǎo)致了接收“拍”信號(hào)的掃描斑206，由于來自兩個(gè)不同節(jié)距的信號(hào)在傳感器AS的光學(xué)系統(tǒng)中的相長(zhǎng)和相消干涉而有效地形成波紋圖案。設(shè)置具有不同的重復(fù)節(jié)距的標(biāo)記圖案的不同部分以便在組合時(shí)形成波紋圖案是使標(biāo)記310區(qū)別于已知標(biāo)記300的第一特征。圖5 (c)顯示使標(biāo)記300區(qū)別于已知標(biāo)記的另外的特征。標(biāo)記310的中心部分的柵條316中的一個(gè)被以放大的細(xì)節(jié)的方式顯示，且可以看到包括實(shí)心部分320和包括多個(gè)更細(xì)的柵條322的細(xì)分的部分。標(biāo)記之間的空間被標(biāo)記為3M用于進(jìn)行比較。圖案中的下一柵條被標(biāo)記為320’。在修改的柵條316的細(xì)分的部分中的單獨(dú)的柵條322被稱作為類似產(chǎn)品的特征，這是因?yàn)樗鼈冃纬捎蓄愃朴诋a(chǎn)品特征尺寸的尺寸，而不是大于對(duì)準(zhǔn)柵條302、312 等的尺寸。例如，在現(xiàn)代光刻過程中，最小的產(chǎn)品特征可以為50nm寬。因此，這些較小的特征被形成，以便具有與橫跨襯底的產(chǎn)品特征共有的臨界尺寸，其被設(shè)計(jì)成進(jìn)行測(cè)量。應(yīng)當(dāng)注意，標(biāo)記300和310中的柵條的數(shù)量和每一柵條316內(nèi)的細(xì)分特征322的數(shù)量將遠(yuǎn)大于附圖中顯示的數(shù)量，其已經(jīng)被簡(jiǎn)化以便于說明。在本發(fā)明的例子顯示具有細(xì)分的柵條的標(biāo)記 310的中心部分的情況下，還可以將細(xì)分的柵條放置在標(biāo)記310的外部(即在柵條312和 314中)或甚至在標(biāo)記310的外部312和314中和在標(biāo)記310的內(nèi)部316中，假定它們的位置被反轉(zhuǎn)以便增強(qiáng)期望的效應(yīng)，而不是抵消它(下文說明)。在細(xì)分的柵條中的標(biāo)記-空間比可以有所變化而不是所顯示的50 50。一種選擇將是在⑶處于其名義值時(shí)(更接近零值)，將切割的部分更深地延伸到空間部分3M中，以使得內(nèi)部標(biāo)記具有有效的位置。然而， 這不是關(guān)鍵的且在任何情形中，同一標(biāo)記圖案的有效位置將根據(jù)層厚度和形成其的材料而變化。圖5(d)顯示出部分地細(xì)分的柵條316的橫截面。為了示例起見，顯示三種不同材料，下層340、將在其中測(cè)量CD的產(chǎn)品層342和覆蓋層344。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解存在許多不同的可能性，用于構(gòu)造這些層。材料340和342可能實(shí)際上是同一材料的不同蝕刻部分，其可以是特定層或僅僅是襯底材料。層344可以例如是抗蝕劑層。在圖5(d)中顯示的修改的柵條316的形式中，實(shí)心部320由材料342中的間隙形成，細(xì)分的柵條322類似地由材料342中的較窄的間隙形成。附圖標(biāo)號(hào)346表示細(xì)分的柵條之間的空間。這僅是為了示例和圖示起見，它們可以被以另一種方式定義，而不影響將描述的本發(fā)明的原理。依據(jù)選擇，臨界尺寸CD可以被定義為這些特征346的寬度或它們之間的間隙322的寬度。當(dāng)然， 依賴于所選擇的定義，同一物理變化將被體現(xiàn)為正或負(fù)CD變化。圖5(e)是對(duì)應(yīng)于在其上的圖5(d)中顯示的修改后的柵條316的不同部分，顯示在圖5(d)中顯示的材料的有效折射率nrff對(duì)X位置的圖表。在標(biāo)記為360的圖表的部分中，有效的折射率是相對(duì)高的，廣義上對(duì)應(yīng)于材料344的折射率。標(biāo)記為362的圖表的部分逆向地顯示材料342的折射率或在實(shí)心部分3M中的材料342和重疊材料344的組合的折射率。因?yàn)闇y(cè)量斑206中的光的波長(zhǎng)比更小的標(biāo)記的臨界尺寸長(zhǎng)幾倍，所以它們未被分解為單獨(dú)的部分。因此，在中間部分中，在發(fā)現(xiàn)了細(xì)分的柵條322和空間346的情形中，在水平位置364處的有效折射率依賴于形成標(biāo)記的材料的組合，在這一例子中是在360所處的水平位置和362所處的水平位置的中間。在⑶處于名義值時(shí)，在部分364處的實(shí)線顯示了該平均水平位置。然而，如果變化實(shí)際樣品的CD，那么細(xì)分的標(biāo)記322和空間346的相對(duì)寬度將變化而不是它們的名義比例。因此，在修改的柵條316的這一部分中的有效折射率將向上或向下變化，如由雙頭箭頭表示。為了說明起見，且標(biāo)記水平位置364 “⑶=”以表示名義⑶值，標(biāo)記為“⑶_”的點(diǎn)虛線表示由CD的減小造成的有效折射率從名義值向上的偏移。類似地，標(biāo)記為“CD+”的雙點(diǎn)虛線表示由高于名義值的CD值造成的有效折射率的減小。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，有許多可替代的方式來定義標(biāo)記和標(biāo)記中的空間以及在柵條圖案312，314，316中的空間，標(biāo)記和空間的命名在實(shí)踐中是略微隨意的。類似地，可以是標(biāo)記的折射率高于空間的折射率，反之亦然。修改后的柵條圖案的細(xì)分的部分可以設(shè)置在更大圖案的標(biāo)記部分或空間部分中。依賴于所有這些設(shè)計(jì)選擇和材料的布置，在305(e) 中繪制的圖表可以變化。然而，在所有變形中的共同特征將是具有有效折射率的區(qū)域的重復(fù)圖案，其基本上獨(dú)立于靠近由類似產(chǎn)品特征形成的部分的CD，使得有效折射率變成能夠依賴于⑶進(jìn)行測(cè)量。如將被描述的，鄰近具有不同節(jié)距的標(biāo)記312、314設(shè)置這些修改的柵條316以便產(chǎn)生波紋圖案，允許由將被測(cè)量的⑶變化造成的折射率的相對(duì)小的變化被明顯地放大，以允許利用對(duì)準(zhǔn)傳感器進(jìn)行對(duì)CD的非常靈敏的測(cè)量。該技術(shù)依據(jù)利用細(xì)分的或“切割的” 標(biāo)記已經(jīng)用于聚焦測(cè)量的現(xiàn)象，由此小特征的寬度的減小造成了標(biāo)記自身的位置的明顯偏移。這樣，特定的切割的目標(biāo)可以與對(duì)準(zhǔn)(X-Y位置)傳感器一起使用以測(cè)量聚焦變化(Z)。 在公開的專利申請(qǐng)US 2009135389 Al中描述了該技術(shù)的例子。圖6以可視的方式顯示如何利用修改的標(biāo)記310來識(shí)別和測(cè)量⑶變化。在每條線中的陰影柵條表示了在設(shè)備對(duì)標(biāo)記的掃描期間所測(cè)量的強(qiáng)度波形上的波峰。在圖6的頂部線中，對(duì)應(yīng)于傳統(tǒng)的目標(biāo)300，具有對(duì)應(yīng)于標(biāo)記300中的柵條302中的節(jié)距的節(jié)距的簡(jiǎn)單的重復(fù)圖案被觀察到。這對(duì)應(yīng)于我們?cè)趫D4的軌跡的中間部分中看到的簡(jiǎn)單的正弦波。在其下面，顯示出在掃描具有不同的CD值的修改的標(biāo)記310時(shí)觀察的圖案。波紋圖案包括由柵條的內(nèi)部組和外部組的空間頻率之間的拍效應(yīng)定義的慢得多的變化，該波紋圖案具有由斑顯示的其最亮的點(diǎn)。由于柵條316的細(xì)分的部分的有效折射率隨著CD而升高和降低，所以如由對(duì)準(zhǔn)傳感器所識(shí)別的這些柵條的有效位置從名義位置相對(duì)于未修改的柵條312、314 朝向左或朝向右偏移。雖然這一偏移自身可能很小，但是在標(biāo)記310的不同部分中的柵條圖案之間的節(jié)距差使得波紋圖案的波峰(由圖6中的每條線中的斑表示的)移動(dòng)大得多的距離。這是具有修改的標(biāo)記的對(duì)準(zhǔn)傳感器可以用于進(jìn)行對(duì)CD的非常靈敏的測(cè)量所依據(jù)的原理。圖7 (a)顯示了將與圖4中顯示的傳統(tǒng)軌跡相比較的由修改標(biāo)記310獲得的軌跡。 實(shí)際上，在圖7(a)中，在不同波長(zhǎng)處獲得的四條軌跡彼此疊置。這些波長(zhǎng)可以例如是綠、 紅、近紅外(NIR)和遠(yuǎn)紅外(FIR)波長(zhǎng)。所有軌跡顯示了精細(xì)的周期行為(對(duì)應(yīng)于圖4中顯示的)，但是被修改具有較低的頻率包跡，表示波紋圖案。如在(a)中的軌跡中顯示的， 標(biāo)記中的柵條的長(zhǎng)度和數(shù)量與它們的節(jié)距(空間頻率)的差別一起使得在穿過標(biāo)記時(shí)將觀察到波紋圖案的多個(gè)周期。如圖7(b)中顯示的，這允許正弦波包跡ENV高精度地與所觀察到的軌跡擬合。因?yàn)闃?biāo)記310內(nèi)的單個(gè)節(jié)距是精確地已知的，所以還公知它們的拍頻，擬合操作可以提供對(duì)波紋圖案(包跡)的相位的精確表示。波紋圖案的明顯的位置變化是由處于測(cè)試中的襯底中的CD變化造成的位置變化的放大形式。放大因子可以被計(jì)算作為m =(pl+p2) /2 (pl-p2)，其中pi和p2是分別在圖5 (b)中顯示的柵條結(jié)構(gòu)312/314和316的節(jié)距。對(duì)節(jié)距和放大因子的選擇依賴于設(shè)計(jì)者的對(duì)測(cè)量設(shè)備的知識(shí)，且還涉及可以觀察到的波紋圖案中的周期數(shù)與期望的放大因子之間的折衷。一種計(jì)算使用的好的節(jié)距的方法將是以公共的節(jié)距(例如22μπι)開始，之后確定期望的放大因子，例如10。由此，將被組合的兩個(gè)節(jié)距接下來是節(jié)距1 :22/10 = 2. 2μπι和節(jié)距2 :22/(10+1) = 2 μ m。注意到，由在物理標(biāo)記中的22 μ m的節(jié)距，11 μ m的可檢測(cè)的正弦圖案將導(dǎo)致圖3中顯示的自干涉類型的傳感器。參考圖8，柵條316的細(xì)分的部分不一定是平行于柵條312、316等的通常方向放置的柵條322。它們可以被設(shè)計(jì)成仿效任意類型的產(chǎn)品特征，其臨界尺寸期望被測(cè)量。在顯示為316’的例子中，柵條316’的實(shí)心部分被標(biāo)記為380。不是被細(xì)分成如圖5中的多個(gè)更小的平行柵條322，該柵條316’設(shè)置有對(duì)應(yīng)于小的方形特征的圖案，被沿著X和Y維度細(xì)分。 這些類似產(chǎn)品的特征382可能例如對(duì)應(yīng)于產(chǎn)品層中的通孔，由其制造形成在襯底上的不同器件層中的導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料之間的電接觸。這樣的特征的CD和CD均一性可能是對(duì)于整個(gè)光刻過程的性能和可靠性是重要的。類似地，在另一示例的標(biāo)記中，柵條316”具有細(xì)分的部分，所述細(xì)分的部分包括對(duì)應(yīng)于抗蝕劑或產(chǎn)品層中的支柱的離散的小的方形，由附圖標(biāo)號(hào)384表示。圖9是顯示利用位置對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)測(cè)量襯底上的CD的完成過程的流程圖和說明性的材料。在步驟400處，標(biāo)記成形成在襯底上，且成標(biāo)記310的形式或類似的形式。在步驟402 處，使用對(duì)準(zhǔn)傳感器來掃描標(biāo)記。可以由同一標(biāo)記獲得位置信息X和/或Y，或其可以是在獨(dú)立的步驟中獲得的這樣的信息。在測(cè)量位置的情形中，這可以是位置測(cè)量的粗或精的階段。通過利用粗測(cè)量測(cè)量CD。標(biāo)記310可以是被設(shè)置用于位置感測(cè)和晶片柵格繪制的“名義”標(biāo)記中的一個(gè)的替代物，或其可以是專門用于CD測(cè)量的額外的標(biāo)記。在用于粗和精位置測(cè)量將標(biāo)記設(shè)置在襯底上的情況下，修改的標(biāo)記可以替代粗標(biāo)記中的一個(gè)，以便不會(huì)劣化在精測(cè)量步驟中的性能。在本描述中所使用的測(cè)量設(shè)備被假定是光刻設(shè)備的已存在的對(duì)準(zhǔn)傳感器，如上文和下文所描述的，但是其可以是獨(dú)立的傳感器。如果其是獨(dú)立的傳感器， 它還可以具有其它的功能，或?qū)ｉT用于此目的。它可以集成到光刻設(shè)備中，或一些其它的測(cè)試設(shè)備中，或它可以是徹底獨(dú)立的。如由軌跡403顯示的步驟402的輸出是對(duì)由標(biāo)記310(或類似標(biāo)記)的內(nèi)部柵條和外部柵條提供的單獨(dú)的周期信號(hào)之間的拍效應(yīng)的表示。因此，在低頻包跡中觀察到相當(dāng)高的頻率變化。在步驟404處，包跡擬合函數(shù)被應(yīng)用至軌跡403，以獲得和測(cè)量在步驟405 處顯示的包跡軌跡。如所提及的，關(guān)于標(biāo)記的位置信息可以根據(jù)選擇以傳統(tǒng)的方式同時(shí)獲得。適合的包跡擬合變換是Hilbert變換，但是當(dāng)然可以基于適合的窗口操作和傅里葉變換使用任何適合的方法。在步驟406處，由擬合的包跡曲線，曲線的相位被測(cè)量和被針對(duì)CD 變化的校準(zhǔn)表繪制，以輸出CD測(cè)量。改善過程步驟之間的CD匹配的應(yīng)用圖10顯示在圖1的雙平臺(tái)設(shè)備中執(zhí)行的步驟的次序，以曝光襯底W上的管芯。同一次序可以被改成適合于單平臺(tái)設(shè)備。在點(diǎn)線盒內(nèi)的左手側(cè)上是在測(cè)量工作站MEA處執(zhí)行的步驟，而右手側(cè)顯示在曝光工作站EXP處執(zhí)行的步驟。如關(guān)于圖1在上文描述的，測(cè)量工作站代表了傳感器AS、LS的通常位置，其中襯底臺(tái)WTb當(dāng)前處在所述傳感器AS、LS的通常位置，而曝光工作站EXP是在投影系統(tǒng)PS的下面的位置，襯底臺(tái)WTa當(dāng)前被定位在曝光工作站EXP的該位置上。設(shè)備的操作次序是可重復(fù)的，以處理一系列基本上相同的襯底。我們從襯底W已經(jīng)被裝載到曝光工作站中時(shí)(也如圖1所示)開始對(duì)過程的描述。在步驟500處，新襯底 W’被通過未顯示的機(jī)構(gòu)裝載至設(shè)備。這兩個(gè)襯底W和W’被并行地處理，以整體上增加光刻過程的生產(chǎn)率。最初參考新裝載的襯底W’，這可以是之前未處理的襯底，被準(zhǔn)備有用于設(shè)備中的第一次曝光的新光致抗蝕劑。通常，然而，所述的光刻過程將僅是一系列的曝光和處理步驟中的一個(gè)步驟，使得襯底W’已經(jīng)穿過該設(shè)備和/或其它光刻術(shù)多次，且還可以具有隨后進(jìn)行的過程。在本發(fā)明的特殊的情形中，它可以具有關(guān)于其CD將被測(cè)量的特征。在步驟 502處，使用襯底標(biāo)記Pl等和對(duì)準(zhǔn)傳感器AS的對(duì)準(zhǔn)測(cè)量被執(zhí)行以測(cè)量和記錄襯底關(guān)于襯底臺(tái)WT的對(duì)準(zhǔn)。在實(shí)踐中，在襯底W’上的多個(gè)標(biāo)記將被測(cè)量以建立“晶片柵格”，其非常精確地繪制襯底上的標(biāo)記的分布，包括相對(duì)于名義上規(guī)則的柵格的任何變形。利用上文已經(jīng)描述的方法，還利用相同的對(duì)準(zhǔn)傳感器AS使用圖5中顯示的形式的標(biāo)記或修改的標(biāo)記進(jìn)行 CD測(cè)量。在步驟504，還測(cè)量了晶片高度對(duì)X-Y位置的分布圖，用于對(duì)所曝光的圖案的精確聚焦ο在襯底W’被裝載時(shí)，條件手段數(shù)據(jù)506被接收，限定了將被執(zhí)行的曝光，且還限定了之前制造的且將在其上制造的圖案和晶片的性質(zhì)。在502、504進(jìn)行的測(cè)量被添加至這些條件手段數(shù)據(jù)，使得一組完整的條件手段和測(cè)量數(shù)據(jù)508被傳送至曝光工作站。在步驟 510，晶片W’和W被交換，使得測(cè)量的襯底W’變成了進(jìn)入曝光工作站的襯底W。這種交換通過更換設(shè)備中的支撐件WTa和WTb來執(zhí)行，使得襯底W、W’保持被精確地夾持和定位在這些支撐件上，以保持支撐件和襯底自身之間的相對(duì)對(duì)準(zhǔn)。因此，如果已經(jīng)更換工作臺(tái)，則確定投影系統(tǒng)PS和襯底臺(tái)WTa(之前的WTb)之間的相對(duì)位置是在曝光步驟的控制中利用襯底W(之前的W’)的測(cè)量信息502、504所需要的全部?jī)?nèi)容。在步驟512，利用掩模對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記M1、M2(圖1)來執(zhí)行掩模版對(duì)準(zhǔn)。在步驟514，516，518，掃描運(yùn)動(dòng)和輻射被施加到襯底W 上的連續(xù)的管芯位置上，用于使多個(gè)圖案的曝光完整。由于對(duì)準(zhǔn)和水平分布圖數(shù)據(jù)，這些圖案被相對(duì)于期望的位置精確地對(duì)準(zhǔn)，尤其是相對(duì)于之前設(shè)置在同一襯底上的特征精確地對(duì)準(zhǔn)。由于CD數(shù)據(jù)，曝光和/或處理的參數(shù)可以以使所應(yīng)用的圖案的CD很好地匹配于在已存在的特征中的CD的目的來設(shè)置，而不是旨在CD的任意值或理想值。所曝光的襯底(在此標(biāo)記為W”)被在步驟520從設(shè)備卸載，以根據(jù)所曝光的圖案進(jìn)行蝕刻或其它處理?？梢栽谄谕菧y(cè)量的任何情況下，應(yīng)用剛才描述的⑶技術(shù)，適合的標(biāo)記可以應(yīng)用到將測(cè)量CD的層(器件層或抗蝕劑層)中。該方法的特殊的優(yōu)點(diǎn)是可以使用位置傳感器(諸如在光刻設(shè)備中典型地是可利用的和用于測(cè)量已經(jīng)設(shè)置有一些特征的襯底的位置的對(duì)準(zhǔn)傳感器)快速地執(zhí)行測(cè)量，且將要被曝光以形成額外的特征。其中CD的知識(shí)將是尤其有用的這一類型的情形是所謂的雙重圖案化技術(shù)，存在其的各種子類型。在雙重圖案化中，第一圖案提供了限定具有臨界(最小可制造)尺寸的產(chǎn)品特征的“第一群”(first population)線。為了增加產(chǎn)品特征的密度，利用相同或類似的光刻設(shè)備盡可能精確地在它們之間隔行交叉第二群線。以第一種線之間的平均的間隔精確地放置這些第二種線假定了光刻設(shè)備過程的極好的重疊性能。然而，通常同樣非常重要的是，在第一和第二群(線)中的特征的尺寸在給定的襯底或襯底部分很好地匹配的情況下所獲得的光刻過程的滿意的性能，和最終是所述器件的滿意的性能。也就是說，與它們很好地與理想值匹配相比，對(duì)于給定的應(yīng)用可能更加重要的是第一和第二群(線)中的CD彼此很好地匹配。許多努力和技術(shù)通常已經(jīng)致力于實(shí)現(xiàn)雙重圖案化和光刻術(shù)的可預(yù)測(cè)的CD性能。在此處描述的新的測(cè)量技術(shù)提供了在第二群的圖案化的準(zhǔn)備中，在包括第一群的已存在的產(chǎn)品層中測(cè)量實(shí)際的CD的機(jī)會(huì)。使用該測(cè)量的結(jié)果允許在第一群的CD中發(fā)生的任何偏差可以通過對(duì)第二群的期望的CD中的調(diào)節(jié) (偏置)匹配。測(cè)量重疊的可替代的實(shí)施例圖11和12示出了用于測(cè)量重疊的類似于上述的技術(shù)的應(yīng)用，其是在同一襯底上的不同時(shí)刻執(zhí)行的兩個(gè)層(圖案化步驟)之間的定位誤差。圖11(a)顯示出標(biāo)記610，該標(biāo)記610粗略地與用于⑶測(cè)量的上述的標(biāo)記310 —致。該標(biāo)記的特征被用與標(biāo)記310中的附圖標(biāo)號(hào)相類似的附圖標(biāo)號(hào)，但是第一個(gè)數(shù)字被用6替代3。如上文所述的，關(guān)于軸線604、 606對(duì)稱的該特殊布置針對(duì)于一種類型的對(duì)準(zhǔn)傳感器是尤其適合的。還可以設(shè)想可以包括僅兩個(gè)柵條陣列(612，616)的其它布局。圖11 (b)顯示在標(biāo)記610的中心部分中的柵條616的細(xì)節(jié)。與用于⑶測(cè)量的標(biāo)記316相比，在這一例子中的柵條616的中心陣列包括簡(jiǎn)單的標(biāo)記620和空間624，而沒有細(xì)分。在中心部分中的柵條616和在外部中的柵條612、614之間的主要差別在于它們被形成在獨(dú)立的過程步驟中，例如在獨(dú)立的產(chǎn)品層中。由于分別在不同組的柵條612/614和616 之間的節(jié)距的差別，波紋圖案在通過兩組柵條所散射的輻射被在對(duì)準(zhǔn)傳感器中組合時(shí)再次出現(xiàn)。對(duì)于零重疊誤差，柵條616相對(duì)于柵條612、614的位置可以是精確地如圖11(a)所示。另一方面，在沿著縱向軸線604的方向出現(xiàn)重疊誤差時(shí)，中心柵條616將略微偏移至左邊或右邊。波紋圖案將以夸大的形式移動(dòng)至左邊和右邊，以由光刻設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)傳感器容易測(cè)量的方式著重突出了重疊誤差。因此，正如由標(biāo)記310中的⑶變化造成的柵條的中心圖案中的明顯的偏移允許通過波紋圖案觀察CD的非常靈敏的測(cè)量，使得由重疊誤差造成的在標(biāo)記610中的中心柵條 616的實(shí)際移動(dòng)將允許通過波紋圖案的移動(dòng)靈敏地觀察重疊性能。圖12是重疊測(cè)量的過程的流程圖。過程步驟700等近似地對(duì)應(yīng)于圖9的步驟400 等，且應(yīng)用了類似的數(shù)字。然而在生成標(biāo)記的最初過程中具有差別。在步驟700，在第一光刻步驟期間，具有第一節(jié)距的柵條612和614被印刷作為從光刻設(shè)備中的圖案形成裝置M 應(yīng)用至襯底W上的圖案的一部分。在第二光刻過程步驟701中，在光刻設(shè)備(或在另一類似的設(shè)備)中使用不同的圖案形成裝置M(圖案形成裝置M的一不同部分)，以將第二圖案施加到同一襯底W上，覆蓋第一圖案。該第二圖案包括標(biāo)記610的柵條616，所述柵條616 具有不同于柵條612、614的節(jié)距，以使得標(biāo)記610完整。在步驟702，使用對(duì)準(zhǔn)傳感器掃描標(biāo)記?？梢杂赏粯?biāo)記獲得位置信息X和/或Y， 或其可以是在獨(dú)立的步驟中獲得這樣的信息。在位置被測(cè)量的情況下，這可以是位置測(cè)量的粗階段或精階段。通過使用粗測(cè)量來測(cè)量重疊，可以確保精測(cè)量不會(huì)被修改而折衷(犧牲精度)。如由軌跡703顯示的步驟702的輸出是對(duì)由內(nèi)部柵條和外部柵條提供的單獨(dú)的周期信號(hào)之間的拍效應(yīng)的顯示。如在圖7中，在低頻包跡內(nèi)觀察到相對(duì)高的頻率變化。在步驟704，包跡擬合函數(shù)被應(yīng)用至軌跡703，以獲得和測(cè)量在705處顯示的包跡軌跡。如所提及的，關(guān)于標(biāo)記的位置信息可以同時(shí)以傳統(tǒng)的方式獲得。如上文所述，適合的包跡擬合變換是Hilbert變換，但是當(dāng)然可以使用任何適合的方法。在步驟706，根據(jù)擬合的包跡曲線，考慮波紋放大因子，觀察到的曲線的相位被測(cè)量且被計(jì)算返回至重疊測(cè)量中。清楚地，在本實(shí)施例中許多變化是可能的，包括如關(guān)于之前描述的CD測(cè)量方法所討論的許多相同的變化?？梢砸圆煌捻樞蛏蓸?biāo)記610的不同的部分，例如在外部柵條 612、614之前印刷中心柵條616。可以在同一襯底上形成多個(gè)標(biāo)記，用于測(cè)量重疊和⑶，且用于測(cè)量不同產(chǎn)品層的重疊和/或CD。在數(shù)值例子中，內(nèi)部柵條616的陣列具有2. 2 μ m的節(jié)距，而外部柵條612，614的節(jié)距是2.6μπι。由波紋圖案造成的理論放大因子是O. 6+2.2)/ . 6-2. 2)) =6。因此， 如果兩組柵條之間的偏移將是lnm，那么在步驟704中檢測(cè)到的包跡的偏移將是6nm。類似地，3nm的偏移將導(dǎo)致包跡的18nm的偏移。因此由波紋標(biāo)記提供的放大因子可以允許對(duì)重疊誤差的測(cè)量比利用對(duì)準(zhǔn)傳感器AS自身獲得的測(cè)量更加靈敏，以測(cè)量不同的標(biāo)記，且還可以允許用于使用單個(gè)測(cè)量步驟。此外，通過僅僅測(cè)量在不同層中形成的兩個(gè)標(biāo)記的位置來測(cè)量重疊，結(jié)果將具有不確定性，其是單獨(dú)的位置測(cè)量的測(cè)量不確定性的兩倍。上文提出的波紋方法不會(huì)以這種方式累積誤差。節(jié)距和放大因子的選擇依賴于設(shè)計(jì)者的測(cè)量設(shè)備的知識(shí)，且還涉及在可以被觀察的波紋圖案中的周期數(shù)量和放大因子之間的折衷。同一原理可以被應(yīng)用在如上文所述的CD測(cè)量方法中。所示出的方法具有相對(duì)于可替代的重疊測(cè)量技術(shù)的額外的優(yōu)點(diǎn)，該優(yōu)點(diǎn)在于，在兩個(gè)過程步驟700、701中制造的圖案被在它們的位置中進(jìn)行比較，而沒有物理地將一個(gè)重疊到另一個(gè)上。雖然重疊精度重要的實(shí)際產(chǎn)品特征將當(dāng)然彼此疊置地形成，但是柵條 612/614和616被并排地形成用于本發(fā)明的測(cè)量技術(shù)的事實(shí)意味著重疊測(cè)量免于由層之間的晶片水平相互作用造成的其它的影響。因?yàn)橹丿B是對(duì)兩個(gè)位置的差別的確定，所以它還可能需要定義用于測(cè)量的參考位置。多種方案對(duì)于其是可利用的。第一種方案是使用組合的標(biāo)記的一部分的節(jié)距中的一個(gè)， 其是柵條612或614或616的陣列的位置。假定這一節(jié)距可以使用儀器進(jìn)行識(shí)別，這意味著單個(gè)掃描步驟702可以用于確定重疊和絕對(duì)位置。Hilbert變換例如可以用于識(shí)別拍圖案中的獨(dú)立的節(jié)距的位置，以及拍圖案自身的包跡。可替代地，看上去像標(biāo)記610但具有在一個(gè)層中的所有柵條的額外的標(biāo)記可以被印刷在重疊測(cè)量標(biāo)記610的旁邊。在所述情形中， 兩個(gè)標(biāo)記的波紋圖案可以被比較，一個(gè)具有已知的零重疊誤差(且因此是可測(cè)量的位置)， 另一個(gè)具有由在步驟700和701中應(yīng)用的圖案之間的位移造成的偏移。作為另外的替代方案，標(biāo)記可以在步驟700或701中的一個(gè)中印刷，所述標(biāo)記具有對(duì)應(yīng)于所獲得的組合的標(biāo)記的包跡的節(jié)距。在圖示的例子中，兩組柵條被設(shè)計(jì)成具有或多或少的相等的權(quán)重因子，使得波紋圖案盡可能清楚。如果相同的標(biāo)記用于位置測(cè)量，然而，可能在⑶或重疊信號(hào)強(qiáng)度(波紋信號(hào))與位置信號(hào)強(qiáng)度之間進(jìn)行折衷。不同組的柵條之間的尺寸的比例可能因此被修剪以提供充足的波紋信號(hào)，而不蓋過基周期信號(hào)?？商娲膶?shí)施方式
除上文提及的在US 6961116和US 2009195768A中描述的傳感器之外，本發(fā)明還可以被修改以適合于與其它類型的傳感器一起使用。另一類型的傳感器是例如在US 6297876中描述的，存在許多可替代的設(shè)計(jì)。雖然在上文的例子中，波紋圖案形成在光學(xué)系統(tǒng)中，該光學(xué)系統(tǒng)組合來自標(biāo)記的不同部分的輻射，但是其它的傳感器基于在失常的圖像 (pixilated image)的數(shù)字處理之后的圖像捕獲。在這些情形中，檢測(cè)的圖像可能看上去更像標(biāo)記310或610，具有其離散的柵條。波紋圖案將不在成其被檢測(cè)的形式的圖像中出現(xiàn)， 但是可以由圖像處理步驟形成，僅僅集成圖案上的像素值?？梢栽诳煺罩袌?zhí)行圖像捕獲，而不是通過以在圖3中顯示的傳感器的方式用照射斑掃描。周期信號(hào)是否是被一次記錄在圖像中或作為來自掃描的隨時(shí)間變化的信號(hào)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地改變根據(jù)所述的原理的隨后的處理以實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。應(yīng)當(dāng)理解，所述的用于計(jì)算⑶和重疊測(cè)量的信號(hào)處理可以利用如圖13所示的計(jì)算機(jī)組件。所述計(jì)算機(jī)組件可以是在設(shè)備外部的專門的計(jì)算機(jī)，或它可以是在對(duì)準(zhǔn)傳感器中的單元PU或可替代地是用于控制整個(gè)光刻設(shè)備的中央控制單元LA⑶。計(jì)算機(jī)組件可以布置成用于裝載包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。這可以使得在計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品被下載時(shí)計(jì)算機(jī)組件能夠控制具有對(duì)準(zhǔn)傳感器AS的光刻設(shè)備的上述的使用。因?yàn)樯鲜龅募夹g(shù)可以在已有的設(shè)備中實(shí)施，而不修改硬件，所以本發(fā)明可以在這樣的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中具體地實(shí)施，其承載控制來自特殊的標(biāo)記310、610等的信號(hào)的分析和讀取的指令。連接至處理器1227的存儲(chǔ)器12 可以包括許多存儲(chǔ)部件，例如硬盤1沈1、只讀存儲(chǔ)器(ROM) 1262,電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM) 1263以及隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM) 1264。 并不是需要設(shè)置所有上述的存儲(chǔ)部件。此外，并不一定需要上述的存儲(chǔ)部件在物理上非?？拷幚砥?227或彼此靠近。它們可以定位成離開一距離。處理器1227還可以連接至一些類型的用戶接口，例如鍵盤1265或鼠標(biāo)1266。還可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的觸摸屏、軌跡球、語(yǔ)言轉(zhuǎn)換器或其它接口。處理器1227可以連接至讀取單元1267，其被布置成從數(shù)據(jù)載體(例如可移除硬盤1268或⑶R0MU69)上讀取例如成計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼形式的數(shù)據(jù)，和在一些情形下將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到上述數(shù)據(jù)載體。還可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的DVD或其它數(shù)據(jù)載體。處理器1227還可以連接至打印機(jī)1270，以將輸出數(shù)據(jù)打印在紙張上以及打印至顯示器1271。處理器1227可以通過負(fù)責(zé)輸入/輸出(I/O)的發(fā)送器/接收器1273的方式連接至通信網(wǎng)絡(luò)1272，例如公共開關(guān)電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)、局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)等。處理器1227可以布置成經(jīng)由通信網(wǎng)路1272與另外的通信系統(tǒng)通信。在本發(fā)明的實(shí)施例中， 外部計(jì)算機(jī)(未顯示)，例如操作者的個(gè)人計(jì)算機(jī)，可以經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)1272登錄到處理器 1227 中。處理器1227可以被實(shí)施作為獨(dú)立的系統(tǒng)或并行地操作的多個(gè)處理單元，其中每個(gè)處理單元被布置成執(zhí)行更大的程序的子任務(wù)。處理單元還可以被分成具有多個(gè)子處理單元的一個(gè)或更多的主處理單元。處理器1227的一些處理單元可以甚至定位成離開其它的處理單元一定距離且通過通信網(wǎng)絡(luò)1272通信。應(yīng)當(dāng)注意，雖然圖1中的所有連接被顯示成物理連接，但是這些連接中的一個(gè)或更多個(gè)可以被設(shè)置成是無(wú)線的。它們的意圖僅是顯示“被連接的”單元被布置成以某種方式彼此通信。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以是任何信號(hào)處理系統(tǒng)，其中模擬和/或數(shù)字和/或軟件技術(shù)被布置成執(zhí)行此處討論的功能。盡管在本文中可以做出具體的參考，將所述光刻設(shè)備用于制造IC，但應(yīng)當(dāng)理解這里所述的光刻設(shè)備可以有其他的應(yīng)用，例如，集成光學(xué)系統(tǒng)、磁疇存儲(chǔ)器的引導(dǎo)和檢測(cè)圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等的制造。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在這種替代應(yīng)用的情況中，可以將其中使用的任意術(shù)語(yǔ)“晶片”或“管芯”分別認(rèn)為是與更上位的術(shù)語(yǔ)“襯底”或“目標(biāo)部分”同義。這里所指的襯底可以在曝光之前或之后進(jìn)行處理，例如在軌道(一種典型地將抗蝕劑層涂到襯底上，并且對(duì)已曝光的抗蝕劑進(jìn)行顯影的工具)、 量測(cè)工具和/或檢驗(yàn)工具中。在可應(yīng)用的情況下，可以將所述公開內(nèi)容應(yīng)用于這種和其它襯底處理工具中。另外，所述襯底可以處理一次以上，例如以便產(chǎn)生多層IC，使得這里所使用的所述術(shù)語(yǔ)“襯底”也可以表示已經(jīng)包含多個(gè)已處理層的襯底。盡管以上已經(jīng)做出了具體的參考，在光學(xué)光刻術(shù)的情形中使用本發(fā)明的實(shí)施例， 但應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的實(shí)施例可以用于其他應(yīng)用中，例如壓印光刻術(shù)，并且只要情況允許，不局限于光學(xué)光刻術(shù)。在壓印光刻術(shù)中，圖案形成裝置中的拓?fù)湎薅嗽谝r底上產(chǎn)生的圖案?？梢詫⑺鰣D案形成裝置的拓?fù)溆∷⒌教峁┙o所述襯底的抗蝕劑層中，在其上通過施加電磁輻射、熱、壓力或其組合來使所述抗蝕劑固化。在所述抗蝕劑固化之后，所述圖案形成裝置從所述抗蝕劑上移走，并在抗蝕劑中留下圖案。這里使用的術(shù)語(yǔ)“輻射”和“束”包含全部類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射 (例如具有或具有約365、M8、193、157或U6nm的波長(zhǎng))和極紫外(EUV)輻射(例如具有在5-20nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng))以及粒子束，諸如離子束或電子束。在上下文允許的情況下，所述術(shù)語(yǔ)“透鏡”可以表示各種類型的光學(xué)部件中的任何一種或它們的組合，包括折射式、反射式、磁性式、電磁式和靜電式的光學(xué)部件。盡管以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的特定的實(shí)施例，但是應(yīng)該理解的是本發(fā)明可以以與上述不同的形式實(shí)現(xiàn)。例如，本發(fā)明可以采取包含用于描述上述公開的方法的一個(gè)或更多個(gè)機(jī)器可讀指令序列的計(jì)算機(jī)程序的形式，或者采取具有在其中存儲(chǔ)的這種計(jì)算機(jī)程序的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)的形式(例如，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁盤或光盤)。以上的描述是說明性的，而不是限制性的。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在不背離下文所闡述的方面的保護(hù)范圍的條件下，可以對(duì)所述的本發(fā)明進(jìn)行修改。本發(fā)明提供了以下方面的實(shí)施例1. 一種測(cè)量光刻過程的性能參數(shù)的方法，所述方法包括(a)使用至少一個(gè)光刻步驟在襯底上形成圖案，所述圖案包括在所述襯底上的彼此相鄰地定位且具有各自的第一和第二周期的第一子圖案和第二子圖案；(b)對(duì)所述相鄰的第一和第二子圖案進(jìn)行觀察以獲得組合的信號(hào)，所述組合的信號(hào)包括具有第三周期的拍分量，所述第三周期處于比所述第一和第二周期的頻率更低的頻率；和(c)由所述組合的信號(hào)計(jì)算對(duì)所述光刻過程的性能的測(cè)量，所計(jì)算的測(cè)量至少部分由所述拍分量的相位來確定。2.如在實(shí)施例1中所述的方法，其中所述第一和第二子圖案兩者都在所述同一光刻步驟中形成，其中所述子圖案中的至少一個(gè)被形成以便相對(duì)于另一子圖案具有依賴于所述性能參數(shù)的呈現(xiàn)(apparent)位置。3.如在實(shí)施例2中所述的方法，其中所述性能參數(shù)是在所述光刻步驟中形成在所述襯底上的特定的特征類型的尺寸。
4.如在實(shí)施例1、2或3中所述的方法，其中所述子圖案中的至少一個(gè)包括周期性的標(biāo)記陣列，其中所述標(biāo)記中的每一個(gè)具有實(shí)心部分和細(xì)分的部分，在步驟(b)中被觀察時(shí)所述每一標(biāo)記的呈現(xiàn)位置依賴于所述光刻過程的所述性能參數(shù)。5.如在實(shí)施例1中所述的方法，其中所述第一和第二子圖案被在獨(dú)立的光刻步驟中形成。6.如在實(shí)施例5中所述的方法，其中所述性能參數(shù)是重疊。7.如在任何前述的實(shí)施例中任一個(gè)所述的方法，其中在所述步驟(b)中，對(duì)所述第一和第二子圖案的觀察被光學(xué)地組合且被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，所述電信號(hào)已經(jīng)包括所述拍分量。8.如在實(shí)施例7中所述的方法，其中所述圖案被通過用傳感器掃描所述圖案以生成所述電信號(hào)來觀察，使得所述拍分量在所述掃描期間作為所述電信號(hào)中的隨時(shí)間變化的
分量呈現(xiàn)。9.如在實(shí)施例1至6中任一個(gè)所述的方法，其中在步驟(b)中，對(duì)所述第一和第二圖案的觀察被同時(shí)進(jìn)行，且被轉(zhuǎn)換成第一和第二電信號(hào)，所述第一和第二電信號(hào)之后被電組合以獲得所述組合的信號(hào)。10.如在實(shí)施例9中所述的方法，其中所述第一和第二電信號(hào)包括所述圖案的圖像的不同的部分。11.如在前述的任何實(shí)施例中任一個(gè)所述的方法，還包括執(zhí)行另外的光刻步驟以施加另外的圖案至所述襯底，所述另外的光刻步驟過程通過參考所測(cè)量的參數(shù)而被部分地控制。12.根據(jù)在實(shí)施例11中所述的方法，其中所述光刻步驟和所述另外的光刻步驟包括在雙重圖案化過程中的步驟。13. 一種用于測(cè)量光刻過程的性能參數(shù)的設(shè)備，所述設(shè)備包括傳感器，能夠操作以觀察利用所述光刻過程形成在襯底上的圖案，所述圖案包括在所述襯底上的彼此相鄰地定位且具有各自的第一和第二周期的第一和第二子圖案；布置，用于組合對(duì)所述相鄰的第一和第二子圖案的觀察以獲得組合的信號(hào)，所述組合的信號(hào)包括具有第三周期的拍分量， 所述第三周期處于比所述第一和第二周期的頻率更低的頻率；和處理器，用于由所述組合的信號(hào)計(jì)算對(duì)所述光刻過程的性能的測(cè)量，所計(jì)算的測(cè)量至少部分通過所述拍分量的相位來確定。14.如在實(shí)施例13中所述的設(shè)備，其中在操作中對(duì)所述第一和第二子圖案的觀察在被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)之前光學(xué)地組合，所述電信號(hào)已經(jīng)包括所述拍分量。15.如在實(shí)施例14中所述的設(shè)備，其中所述傳感器被布置成通過掃描所述圖案以生成所述電信號(hào)來執(zhí)行所述觀察，使得在所述掃描期間所述拍分量作為所述電信號(hào)中的隨時(shí)間變化的分量出現(xiàn)。16. 一種如在前述實(shí)施例中任一個(gè)所述的設(shè)備，其中，在所述組合中，組合布置被布置成獲得對(duì)成第一和第二電信號(hào)的形式的所述第一和第二圖案的觀察，且組合所述第一和第二電信號(hào)以獲得所述組合的信號(hào)。17.如在實(shí)施例16中所述的設(shè)備，其中所述第一和第二電信號(hào)包括所述圖案的圖像的不同的部分。
18. 一種光刻設(shè)備，所述光刻設(shè)備布置成將來自圖案形成裝置的圖案轉(zhuǎn)移到襯底上，所述光刻設(shè)備包括襯底臺(tái)，構(gòu)造成保持襯底；和如在前述實(shí)施例中任何一個(gè)中所描述的用于測(cè)量光刻過程的性能參數(shù)的設(shè)備，其布置成用于當(dāng)所述襯底被在所述光刻設(shè)備的襯底臺(tái)上支撐時(shí)測(cè)量所述襯底已經(jīng)經(jīng)歷的光刻過程的性能參數(shù)。19.如在實(shí)施例18中所述的光刻設(shè)備，其中所述測(cè)量設(shè)備的傳感器還被布置成測(cè)量所述襯底的位置，所述光刻設(shè)備包括控制器，所述控制器用于通過參考所測(cè)量的位置至少部分地控制隨后的圖案到所述襯底上的轉(zhuǎn)移。20.如在實(shí)施例19所述的光刻設(shè)備，其中所述測(cè)量設(shè)備的處理器被布置成根據(jù)在觀察所述拍圖案的同時(shí)觀察到的信號(hào)來確定所述襯底的位置。21.如在實(shí)施例18、19或20中所述的光刻設(shè)備，其中所述控制器被布置成通過參考所測(cè)量的性能參數(shù)至少部分地控制另外的圖案到所述襯底上的轉(zhuǎn)移。22. 一種襯底，在所述襯底上已經(jīng)通過光刻過程形成標(biāo)記，所述標(biāo)記被修改以適應(yīng)用于測(cè)量所述光刻過程的性能參數(shù)且包括在所述襯底上彼此相鄰地定位且具有各自的第一和第二周期的第一和第二子圖案，其中所述子圖案被形成，使得一個(gè)子圖案相對(duì)于另一子圖案的呈現(xiàn)位置依賴于所述性能參數(shù)，其中所述第一和第二周期用于生成拍圖案，所述拍圖案具有第三周期，所述第三周期處于比所述第一和第二周期更低的頻率，由此所述性能參數(shù)的變化能夠從所述拍圖案的位置變化推斷。23.根據(jù)在實(shí)施例22中所述的襯底，其中所述第一和第二子圖案兩者被在所述同一光刻步驟中形成，其中所述子圖案中的至少一個(gè)被形成以便具有相對(duì)于所述另一子圖案的呈現(xiàn)位置，其依賴于所述性能參數(shù)。24.如在實(shí)施例23中所述的襯底，其中所述性能參數(shù)是在所述光刻過程中形成在所述襯底上的特定特征類型的尺寸。25.如在實(shí)施例22、23或M中所述的襯底，其中所述子圖案中的至少一個(gè)包括周期性的柵條陣列，其中所述柵條中的每個(gè)具有實(shí)心的部分和細(xì)分的部分，在被觀察時(shí)每個(gè)柵條的所述呈現(xiàn)位置依賴于所述光刻過程中的所述性能參數(shù)。26.如在實(shí)施例22或M中所述的襯底，其中所述第一和第二子圖案已經(jīng)在獨(dú)立的光刻步驟中形成，所述性能參數(shù)是重疊。27.如在實(shí)施例22至沈中的任一個(gè)中所述的襯底，其中所述第一和第二子圖案沿著所述圖案的縱向方向并排地延伸。28.如在實(shí)施例27中所述的襯底，其中所述第一和第二子圖案中的第一個(gè)沿著所述圖案的中心線延伸，而所述第一和第二子圖案中的另一個(gè)沿著兩側(cè)延伸，使得所述圖案整體上關(guān)于所述中心線是對(duì)稱的。29.如在實(shí)施例22至觀中任一個(gè)中所述的襯底，其中所述標(biāo)記被形成在第一群特征中且在準(zhǔn)備以與所述第一群特征隔行交叉的布置形成的第二群特征時(shí)形成，作為雙重圖案化過程的一部分。30. 一種有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括用于使得測(cè)量設(shè)備執(zhí)行如在實(shí)施例1至12 中任一個(gè)中所描述的方法中的步驟(b)和(c)的機(jī)器可執(zhí)行指令。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量光刻過程的性能參數(shù)的方法，所述方法包括(a)使用至少一個(gè)光刻步驟在襯底上形成圖案，所述圖案包括在所述襯底上彼此相鄰地定位的且具有各自的第一和第二周期的第一子圖案和第二子圖案；(b)對(duì)相鄰的第一和第二子圖案進(jìn)行觀察以獲得組合的信號(hào)，所述組合的信號(hào)包括具有第三周期的拍分量，所述第三周期處于比所述第一和第二周期的頻率更低的頻率；和(c)由所述組合的信號(hào)計(jì)算對(duì)所述光刻過程的性能的測(cè)量，所計(jì)算的測(cè)量至少部分通過所述拍分量的相位來確定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一和第二子圖案兩者都在所述同一光刻步驟中形成，其中所述子圖案中的至少一個(gè)被形成以便相對(duì)于另一子圖案具有呈現(xiàn)位置，其依賴于所述性能參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述性能參數(shù)是在所述光刻步驟中形成在所述襯底上的特定的特征類型的尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其中所述子圖案中的至少一個(gè)包括周期性的標(biāo)記陣列，其中所述標(biāo)記中的每一個(gè)具有實(shí)心部分和細(xì)分的部分，在步驟(b)中觀察時(shí)所述每一標(biāo)記的呈現(xiàn)位置依賴于所述光刻過程的所述性能參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一和第二子圖案被在獨(dú)立的光刻步驟中形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述性能參數(shù)是重疊。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述步驟(b)中，對(duì)所述第一和第二子圖案的觀察被光學(xué)地組合且轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，所述電信號(hào)已經(jīng)包括所述拍分量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述圖案被通過用傳感器掃描所述圖案以生成所述電信號(hào)來觀察，使得所述拍分量在所述掃描期間作為所述電信號(hào)中的隨時(shí)間變化的分量出現(xiàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中在步驟(b)中，對(duì)所述第一和第二圖案的觀察被同時(shí)進(jìn)行，且被轉(zhuǎn)換成第一和第二電信號(hào)，所述第一和第二電信號(hào)之后被電組合以獲得所述組合的信號(hào)。
10.一種用于測(cè)量光刻過程的性能參數(shù)的設(shè)備，所述設(shè)備包括傳感器，所述傳感器能夠操作以觀察利用所述光刻過程形成在襯底上的圖案，所述圖案包括在所述襯底上的彼此相鄰地定位的且具有各自的第一和第二周期的第一和第二子圖案；布置，所述布置用于組合對(duì)所述相鄰的第一和第二子圖案的觀察以獲得組合的信號(hào)， 所述組合的信號(hào)包括具有第三周期的拍分量，所述第三周期處于比所述第一和第二周期的頻率更低的頻率；和處理器，所述處理器用于由所述組合的信號(hào)計(jì)算對(duì)所述光刻過程的性能的測(cè)量，所計(jì)算的測(cè)量至少部分通過所述拍分量的相位來確定。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中在操作中對(duì)所述第一和第二子圖案的所述觀察被在轉(zhuǎn)換成電信號(hào)之前光學(xué)地組合，所述電信號(hào)已經(jīng)包括所述拍分量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述傳感器被布置成通過掃描所述圖案以生成所述電信號(hào)來執(zhí)行所述觀察，使得所述拍分量在所述掃描期間作為所述電信號(hào)中的隨時(shí)間變化的分量出現(xiàn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中在所述組合中，布置被布置成獲得對(duì)成第一和第二電信號(hào)的形式的所述第一和第二圖案的觀察，且組合所述第一和第二電信號(hào)以獲得所述組合的信號(hào)。
14.一種襯底，在所述襯底上已經(jīng)通過光刻過程形成標(biāo)記，所述標(biāo)記被修改以適應(yīng)用于測(cè)量所述光刻過程的性能參數(shù)且包括在所述襯底上彼此相鄰地定位且具有各自的第一和第二周期的第一和第二子圖案，其中所述子圖案被形成，使得一個(gè)子圖案相對(duì)于另一子圖案的呈現(xiàn)位置依賴于所述性能參數(shù)，其中所述第一和第二周期用于生成拍圖案，所述拍圖案具有第三周期，所述第三周期處于比所述第一和第二周期的頻率更低的頻率，由此所述性能參數(shù)的變化能夠從所述拍圖案的位置變化來推斷。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的襯底，其中所述子圖案中的至少一個(gè)包括周期性的柵條陣列，其中所述柵條中的每個(gè)具有實(shí)心的部分和細(xì)分的部分，在被觀察時(shí)每個(gè)柵條中的所述呈現(xiàn)位置依賴于所述光刻過程中的所述性能參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測(cè)量方法、光刻設(shè)備和襯底。圖案利用光刻步驟形成在襯底上。圖案包括在襯底上彼此相鄰地定位的且具有各自的第一和第二周期的第一子圖案和第二子圖案。圖案被觀察以獲得組合的信號(hào)，組合的信號(hào)包括具有第三周期的拍分量，第三周期處于比第一和第二周期的頻率更低的頻率。光刻過程的性能的測(cè)量通過參考拍分量的相位來確定。依賴于如何形成子圖案，性能參數(shù)可以是例如臨界尺寸或重疊。對(duì)于臨界尺寸測(cè)量，子圖案中的一個(gè)可以包括標(biāo)記，每個(gè)標(biāo)記具有由類似產(chǎn)品特征細(xì)分的部分?？梢岳霉饪淘O(shè)備中的已有的對(duì)準(zhǔn)傳感器來進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量的靈敏度和精度可以通過選擇第一和第二周期來調(diào)整，因此通過選擇第三周期來調(diào)整。
文檔編號(hào)G03F7/20GK102566301SQ20111038795
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者S·穆薩, 大衛(wèi)·德克斯, 法蘭西斯卡·戈德弗瑞德斯·卡斯珀·碧嫩 申請(qǐng)人:Asml荷蘭有限公司