复合重叠计量目标的制作方法

复合重叠计量目标
1.相关申请案的交叉参考
2.本技术案根据35 u.s.c.
§
119(e)规定主张以下申请案的权利：名叫安娜
·
戈洛茨万(anna golotsvan)、伊娜
·
斯蒂利
·
塔希什(inna steely-tarshish)及马克
·
吉诺夫克(mark ghinovker)的发明者在2020年1月30日申请的标题为“用于偏差校准的组合光学及eovl目标(combined optical and eovl target for biases calibration)”的序列号为62/967,951的美国临时专利申请案；及名叫安娜
·
戈洛茨万、伊娜
·
斯蒂利
·
塔希什及马克
·
吉诺夫克的发明者在2020年5月29日申请的标题为“复合重叠计量目标(composite overlay metrology target)”的序列号为63/032,217的美国临时专利申请案。前述申请案中的每一者的全文以引用的方式并入本文中。
技术领域
3.本公开大体上涉及重叠计量，且更特定来说，涉及使用经组合目标的重叠计量。


背景技术：

4.重叠计量目标通常经设计以通过特性化具有定位于所关注样本层上的目标特征的重叠目标来提供关于样本的多个层的对准的诊断信息。此外，通常通过汇总跨所述样本的各种位置处的多个重叠目标的重叠测量来确定多个层的重叠对准。然而，重叠目标的重叠测量的准确性及/或可重复性可对样本上的特定位置或待测量的目标特征的特定特性敏感。例如，小尺寸的目标特征可能需要使用能够实现样本目标的更高分辨率的计量系统。在此方面，随着芯片尺寸不断缩小，许多样本含有可以不同分辨率解析的目标特征。在单体样本上包含各种独立目标可导致跨所述样本的不同层的非所要失配。因此，可期望提供与具有不同分辨率的多个计量模式兼容的计量目标。


技术实现要素：

5.根据本公开的一或多个阐释性实施例，公开一种计量目标。在一个阐释性实施例中，所述计量目标包含沿着一或多个方向与第一计量模式兼容的第一组图案元素。在另一阐释性实施例中，所述计量目标包含沿着一或多个方向与第二计量模式兼容的第二组图案元素，其中所述第二组图案元素包含所述第一组图案元素的第一部分，且其中所述第二组图案元素是由所述第一组图案元素的不包含于所述第二组图案元素中的第二部分包围。
6.根据本公开的一或多个阐释性实施例，公开一种系统。在一个阐释性实施例中，所述系统包含经配置以从样本的一或多个计量目标获取一或多个计量信号的一或多个计量子系统。在另一阐释性实施例中，所述一或多个计量子系统包含：照明源；一或多个照明元件，其经配置以将来自所述照明源的照明射束引导到所述样本；一或多个检测器；及一或多个投射元件，其经配置以收集从所述样本发出的照明且将所述照明引导到所述一或多个检测器。在另一阐释性实施例中，所述系统包含一或多个控制器，所述一或多个控制器具有通信地耦合到所述一或多个检测器的一或多个处理器。在另一阐释性实施例中，所述一或多
个处理器经配置以执行维持于存储器中的一组程序指令，其中所述组程序指令经配置以引起所述一或多个处理器：从在第一计量模式中操作的所述一或多个计量子系统接收指示从所述样本的一或多个计量目标的第一组图案元素发出的照明的一或多个信号；从在第二计量模式中操作的所述一或多个计量子系统接收指示从所述一或多个计量目标的第二组图案元素发出的照明的一或多个信号，其中所述样本的所述一或多个计量目标包含：所述第一组图案元素，其中所述第一组图案元素沿着一或多个方向与所述第一计量模式兼容，及所述第二组图案元素，其中所述第二组图案元素沿着一或多个方向与所述第二计量模式兼容，其中所述第二组图案元素包含所述第一组图案元素的第一部分，且其中所述第二组图案元素是由所述第一组图案元素的不包含于所述第二组图案元素中的第二部分包围；基于在所述第一计量模式中从所述第一组图案元素获取的一或多个信号来确定所述第一组图案元素的一或多个重叠参数；及基于在所述第二计量模式中从所述第二组图案元素获取的一或多个信号来确定所述第二组图案元素的一或多个重叠参数。
7.根据本公开的一或多个阐释性实施例，公开一种测量重叠的方法。在一个阐释性实施例中，测量重叠的所述方法包含：照明具有一或多个计量目标的样本；在第一计量模式中检测从所述样本的所述一或多个计量目标的第一组图案元素发出的照明；在第二计量模式中检测从所述样本的所述一或多个计量目标的第二组图案元素发出的照明；基于从所述第一组图案元素发出的所述照明确定所述第一组图案元素的一或多个重叠参数；及基于从所述第二组图案元素发出的所述照明确定所述第二组图案元素的一或多个重叠参数。
8.根据本公开的一或多个实施例，公开一种形成重叠目标的方法。在阐释性实施例中，形成重叠目标的所述方法包含：形成第一组图案元素，其中所述第一组图案元素沿着一或多个方向与第一计量模式兼容；及形成第二组图案元素，其中所述第二组图案元素沿着一或多个方向与第二计量模式兼容，其中所述第二组图案元素包含所述第一组图案元素的第一部分，且其中所述第二组图案元素是由所述第一组图案元素的不包含于所述第二组图案元素中的第二部分包围。
9.应理解，前文概述及下文详细描述两者仅为示范性及说明性且并不一定限制如所主张的本发明。并入说明书且构成说明书的一部分的附图说明本发明的实施例且连同概述一起用于说明本公开的原理。
附图说明
10.所属领域的技术人员通过参考附图可更好理解本公开的众多优点。
11.图1是根据本公开的一或多个实施例的计量目标的俯视图。
12.图2是根据本公开的一或多个实施例的计量目标的俯视图。
13.图3是根据本公开的一或多个实施例的计量目标的俯视图。
14.图4是根据本公开的一或多个实施例的计量目标的俯视图。
15.图5是根据本公开的一或多个实施例的计量目标的俯视图。
16.图6是根据本公开的一或多个实施例的计量目标的概念表示。
17.图7是根据本公开的一或多个实施例的计量系统的简化框图。
18.图8a是说明根据本公开的一或多个实施例的计量子系统的概念图。
19.图8b是说明根据本公开的一或多个实施例的计量子系统的概念图。
20.图9是描绘根据本公开的一或多个实施例的测量重叠的方法的步骤的过程流程图。
21.图10是描绘根据本公开的一或多个实施例的形成计量目标的方法的步骤的过程流程图。
具体实施方式
22.现将详细参考附图中说明的所公开标的物。本公开已参考某些实施例及其特定特征而具体展示及描述。本文中所阐述的实施例应被视为阐释性而非限制性。所属领域的一般技术人员应易于明白，可在不脱离本公开的精神及范围的情况下作出形式及细节方面的各种改变及修改。
23.本公开的实施例涉及与一或多个测量模式兼容的经组合重叠计量目标。
24.本文中应认识到，半导体装置可形成为衬底上的经图案化材料的多个印刷层。可通过一系列过程步骤来制造每一印刷层，所述系列过程步骤例如(但不限于)一或多个材料沉积步骤、一或多个光刻步骤或一或多个蚀刻步骤。此外，通常必须在选定公差内制造每一印刷层以适当地建构最终装置。例如，相对于先前制造的层，必须很好地特性化及控制每一层中的印刷元件的相对放置(例如，重叠或重叠参数)。因此，可在一或多个印刷层上制造计量目标以实现层的重叠的有效特性化。因此，印刷层上的重叠目标特征的偏差可表示所述层上的印刷装置特征的印刷特性的偏差。此外，在一个制造步骤(例如，在制造一或多个样本层之后)测量的重叠可用于产生可校正项以用于精确地对准用于在后续制造步骤中制造额外样本层的过程工具(例如，光刻工具或类似者)。
25.光刻步骤中的经印刷图案的最小特征尺寸以及特征密度是至少部分受光刻系统的投射光学器件的光学分辨率限制。然而，可使用各种光刻技术制造接近或低于光刻系统的分辨率的特征。
26.计量目标通常可包含经设计以提供一或多个印刷特性的准确表示的经明确定义的印刷元件。在此方面，计量目标的印刷元件的经测量特性(例如，通过计量工具)可表示与经制造的装置相关联的印刷装置元件。此外，计量目标通常经特性化为具有一或多个测量单元，其中每一单元包含样本上的一或多个层中的印刷元件。计量测量接着可基于单个单元中或多个单元之间的印刷元件的大小、定向或位置(例如，图案放置)的测量的任何组合。例如，重叠计量目标的一或多个单元可包含经布置使得每一层的元件的相对位置可指示特定层中的偏移误差(例如，图案放置误差(ppe))或与样本层之间的配准误差相关联的重叠误差的两个或更多个样本层上的印刷元件。通过另一实例，过程敏感计量目标可包含单个样本层上的印刷元件，其中所述印刷元件的一或多个特性(例如，宽度或临界尺寸(cd)、侧壁角、位置或类似者)指示一或多个过程量度，例如(但不限于)在光刻步骤期间的照明的剂量或在光刻步骤期间在光刻工具中的样本的焦点位置。
27.通常通过跨样本制造一或多个重叠目标来执行重叠计量，其中每一重叠目标包含所关注样本层中的特征，所述特征是与经制造的装置或组件所相关联的特征同时制造。在此方面，在重叠目标的位置处测量的重叠误差可表示装置特征的重叠误差。因此，重叠测量可用于监测及/或控制任何数目个制造工具以根据经指定公差维持装置的生产。例如，当前层相对于一个样本上的先前层的重叠测量可用作反馈数据以监测及/或减轻批次内的额外
样本上的当前层的制造偏差。通过另一实例，当前层相对于一个样本上的先前层的重叠测量可用作前馈数据以依考量现有层对准的方式在相同样本上制造后续层。
28.重叠目标通常包含经特别设计为对所关注样本层之间的重叠误差敏感的特征。接着可通过使用重叠计量工具特性化重叠目标且应用算法以基于所述计量工具的输出来确定样本上的重叠误差来实行重叠测量。
29.无关于重叠测量技术，重叠计量工具通常可根据配方来配置，所述配方包含用于产生重叠信号的测量参数集。例如，重叠计量工具的配方可包含(但不限于)：照明波长、从样本发出的辐射的经检测波长、照明在样本上的光点尺寸、入射照明的角度、入射照明的偏光、入射照明的射束在重叠目标上的位置、重叠目标在重叠计量工具的聚焦体积中的位置或类似者。因此，重叠配方可包含用于产生适于确定两个或更多个样本层的重叠的重叠信号的测量参数集。
30.重叠计量工具可利用各种技术来确定样本层的重叠。例如，基于图像的重叠计量工具可照明重叠目标(例如，先进成像计量(aim)目标、框中框计量目标或类似者)且捕获包含定位于不同样本层上的重叠目标特征的图像的重叠信号。因此，可通过测量重叠目标特征的相对位置来确定重叠。通过另一实例，基于散射测量的重叠计量工具可照明重叠目标(例如，光栅叠光栅计量目标或类似者)且捕获包含从所述重叠目标发出的辐射的与照明射束的衍射、散射及/或反射相关联的角分布的重叠信号。因此，可基于照明射束与重叠目标的互动的模型来确定重叠。
31.本文中应认识到，可使用各种重叠计量工具来测量重叠。例如，光学计量工具(例如，使用电磁辐射进行照明及/或检测的基于光的计量工具)可使用众多技术来提供高处理能力的重叠测量，所述技术例如(但不限于)确定图像中的多个层上的经空间分离的特征的相对位置，直接测量多个层上的ppe，或其中基于从多个层上的衍射光栅散射及/或衍射的光来确定重叠的散射测量。为了本公开的目的，术语“光学计量工具”、“光学计量技术”及类似者指示使用任何波长(例如但不限于，x射线波长、极紫外(euv)波长、真空紫外(vuv)波长、深紫外(duv)波长、紫外(uv)波长、可见光波长或红外(ir)波长)的电磁辐射的计量工具及技术。然而，取决于照明源的波长，光学计量工具的分辨率限制通常需要比装置级特征更大的特征尺寸，此可能会引入光学计量测量与所关注装置特征上的实际重叠之间的系统性误差。通过另一实例，基于粒子的计量工具(例如(但不限于)扫描电子显微镜(sem)计量工具(例如，临界尺寸sem(cd-sem)或类似者)，或聚焦离子射束(fib)计量工具)可解析装置级特征。此外，基于粒子穿透深度，粒子射束计量工具同时测量多个样本层上的特征的能力受限。例如，低能量粒子射束可用于特性化顶层(例如，当前层)，而相对较高能量的粒子射束可更深穿透到样本中以特性化先前制造的层上的特征。然而，许多基于粒子的计量工具可具有相对低于光学计量工具的处理能力且可在测量期间潜在地引发对一或多个层的损坏。与重叠测量有关的系统、方法及设备通常在以下各案中进行描述：标题为“重叠标记、重叠标记设计方法及重叠测量方法(overlay marks,methods of overlay mark design and methods of overlay measurements)”且在2012年12月11日发布的第8,330,281号美国专利；标题为“控制两个层之间的未对准的周期性图案及技术(periodic patterns and technique to control misalignment between two layers)”且在2016年10月25日发布的第9,476,698号美国专利；标题为“用于确定具有旋转或镜像对称的结构的重叠的设备及
方法(apparatus and methods for determining overlay of structures having rotational or mirror symmetry)”且在2009年6月2日发布的第7,541,201号美国专利；标题为“用于使用散射测量法检测重叠误差的设备及方法(apparatus and method for detecting overlay errors using scatterometry)”且在2004年9月2日公开的第2014/0169861号美国公开专利；标题为“用于提供用于改进过程控制的质量度量的方法及系统(method and system for providing a quality metric for improved process control)”且在2013年2月7日公开的第2013/0035888号美国公开专利；标题为“sem重叠计量的系统及方法(system and method of sem overlay metrology)”、2015年12月15日发布的第9,214,317号美国专利；标题为“复合成像计量目标(compound imaging metrology targets)”、2020年1月7日发布的第10,527,951b2号美国专利；标题为“具有反射-不对称结构的反射-对称对的计量成像目标(metrology imaging targets having reflection-symmetric pairs of reflection-asymmetric structures)”、2019年1月29日发布的第10,190,979b2号美国专利；及标题为“用于测量图案放置及图案大小的设备及方法及其计算机程序(apparatus and method for the measurement of pattern placement and size of pattern and computer program therefor)”且在2016年6月27日申请的第pct/us2016/039531号pct申请案，所有专利的全部内容以引用的方式并入本文中。
32.如贯穿本公开所使用，术语“样本”通常是指由半导体或非半导体材料形成的衬底(例如，晶片或类似者)。例如，半导体或非半导体材料可包含(但不限于)单晶硅、砷化镓及磷化铟。样本可包含一或多个层。例如，此类层可包含(但不限于)光致抗蚀剂、电介质材料、导电材料及半导体材料。所属领域中已知许多不同类型的此类层，且如本文中所使用的术语样本希望涵盖其上可形成所有类型的此类层的样本。形成于样本上的一或多个层可经图案化或未图案化。例如，样本可包含多个裸片，每一裸片具有可重复的图案化特征。此类材料层的形成及处理可最终导致成品装置。许多不同类型的装置可形成于样本上，且如本文中所使用的术语样本希望涵盖其上制造所属领域中已知的任何类型的装置的样本。此外，为了本公开的目的，术语样本及晶片应可互换解释。另外，为了本公开的目的，术语图案化装置、掩模及光罩应可互换解释。
33.图1是根据本公开的一或多个实施例的计量目标100的俯视图。在一个实施例中，计量目标100是双重旋转对称。计量目标100可包含第一组图案元素102。第一组图案元素102包含多个图案元素。例如，第一组图案元素102可包含(但不限于)图案元素106a到106h。图案元素106a到106h中的一或多者可显示双重旋转对称性。第一组图案元素102的部分可形成于计量目标100的多个层处。例如，图案元素106a、106d、106e及106h可形成于计量目标100的第一层上(如可通过图1中的浅色图案特征指示)，且图案元素106b、106c、106f及106g可形成于计量目标100的第二层上(如可通过图1中的深色图案特征指示)。在此方面，可通过测量定位于计量目标100的不同层处的第一组图案元素102的图案元素106a到106h的相对位置来特性化计量目标100的所述第一层相对于所述第二层的偏移(例如，ppe)。一或多个图案元素106a到106h可包含一或多个经分段部分(例如，重复、周期性组的参考特征)。
34.在一个实施例中，计量目标100的每一层可包含经配置用于沿着第一正交方向(例如，x方向)的测量的两个图案元素106a到106h，及经配置用于沿着第二正交方向(例如，y方向)的测量的两个图案元素106。通过额外实例，计量目标100的第一层可包含经配置用于沿
着y方向的测量的图案元素106a及106e。作为额外实例，计量目标100的第一层可包含经配置用于沿着x方向的测量的图案元素106d及106h。通过另一实例，计量目标的第二层可包含经配置用于沿着y方向的测量的图案元素106b及106f，及经配置用于沿着x方向的测量的图案元素106c及106g。
35.第一组图案元素102可经配置以沿着一或多个正交方向(例如，x方向及/或y方向)与第一计量模式兼容。例如，第一组图案元素102的一或多个图案元素106a到106h可包含沿着所述x方向及所述y方向界定的边缘，使得可(例如，通过一或多个计量子系统或类似者)易于测量第一组图案元素的图案元素106a到106h的相对位置。作为进一步实例，第一组图案元素102可与所属领域中已知的适于本公开所考量的目的的任何光学计量模式(包含但不限于，先进成像计量(aim)、裸片中先进成像计量(aimid)及三重先进成像计量(triple aim))兼容。
36.计量目标100可包含与第二计量模式兼容的第二组图案元素104。第二组图案元素104可包含第一组图案元素102的第一部分。第二组图案元素104可由第一组图案元素102的第二部分包围。在此方面，第一组图案元素102的所述第二部分并不包含于第二组图案元素104中。例如，第二组图案元素104可包含第一组图案元素102的内部部分(如在图1中通过方框104所说明)。计量目标100可经配置使得计量目标无需经移动以进行不同计量模式中的多个计量测量。例如，第一组图案元素102与第二组图案元素104可共享中心点使得可(例如，通过一或多个计量子系统)在所述共同中心点处利用第一计量模式及第二计量模式两者。在此意义上，可减少在至少两个计量模式中进行计量测量所需的时间量。
37.第二组图案元素104可经配置以沿着一或多个正交方向(例如，x方向及/或y方向)与第二计量模式兼容。例如，包含于第二组图案元素104内的图案元素106a到106h的一或多个部分可包含沿着所述x方向及所述y方向界定的边缘，使得可(例如，通过一或多个计量子系统或类似者)易于测量图案元素106a到106h的所述一或多个部分的相对位置。作为进一步实例，第二组图案元素104可与所属领域中已知的适于本公开所考量的目的的任何光学计量模式或粒子射束计量模式(包含但不限于，裸片中先进成像计量(aimid)计量及电子射束计量)兼容。
38.应注意，虽然计量目标100是在显示双重对称性的实例目标及图案元素的背景内容中进行描述，但此特征不应被解释为限制本公开的范围。而是，本文中应注意，目标100及/或图案元素106a到106h可显示四重旋转对称性。
39.图2是根据本公开的一或多个实施例的计量目标100的俯视图。第二组图案元素104可经配置使得沿着一或多个正交方向的额外边缘包含于计量目标100的所关注区内。例如，第二组图案元素104的一或多个部分可包含沿着计量目标100的一或多个正交方向的两个或更多个经分段部分。通过额外实例，可形成图案元素106b、106d、106f及106h中的每一者使得沿着计量目标100的一或多个正交方向将其划分成两组或更多组经分段部分。在此意义上，第二组图案元素104可经配置以在具有更小区域的样本或更小样本特征上使用。第二组图案元素104可容许计量目标100与各种计量子系统及各种计量模式兼容。例如，第二组图案元素104可容许计量目标100与具有不同分辨率的两个或更多个计量子系统一起使用。通过另一实例，第二组图案元素104可容许计量目标100在具有小尺寸的样本上及/或在具有样本特征的致密阵列的样本上使用。
40.应注意，虽然计量目标100是在显示双重对称性的实例目标及图案元素的背景内容中进行描述，但此特征不应被解释为限制本公开的范围。而是，本文中应注意，目标100及/或第二组图案元素104可显示四重旋转对称性。
41.图3是根据本公开的一或多个实施例的计量目标100的俯视图。计量目标100可具有经配置以紧邻样本特征使用的各种尺寸。例如，计量目标100可经产生为裸片中(例如，沿着划线道)计量目标。通过另一实例，基于样本的设计限制、间距、周围特征及类似者，计量目标100可形成于裸片中。在此方面，计量目标100可经配置以与任何裸片中计量模式(包含但不限于，aimid)一起使用。
42.图4是根据本公开的一或多个实施例的计量目标100的俯视图。第一组图案元素102可包含经配置以与一或多个光学计量模式兼容的一或多个额外部分402。在一个实施例中，额外部分402是四重旋转对称的。第一组图案元素102可包含经配置以与所属领域中已知的适于本公开所考量的目的的任何光学计量模式(包含但不限于，triple aim计量)一起使用的一或多个额外部分402。在一个实施例中，一或多个额外部分402可形成为计量目标100的多个层处的一或多个经分段部分。在另一实施例中，一或多个额外部分402可形成于其上既不可形成第一组图案元素102的任何其它部分也不可形成第二组图案元素104的任何部分的单个层中。在另一实施例中，一或多个额外部分402的一或多个部分可形成于其上形成第一组图案元素102的一或多个部分及/或第二组图案元素的一或多个部分的层上。
43.图5是根据本公开的一或多个实施例的计量目标100的俯视图。计量目标100可包含经配置以与非成像计量模式(例如基于散射测量的重叠(scol)计量模式)一起使用的第三组图案元素502。第三组图案元素502可包含具有相等间距(例如，分离距离)的一或多个交替平行光栅。在一个实施例中，第三组图案元素502的图案元素是双重旋转对称的。第三组图案元素502可经配置使得可通过一或多个交替平行光栅衍射经引导到第三组图案元素502的入射辐射，且可(例如，通过一或多个计量子系统)检测及分析所述经衍射辐射以基于辐射的角分布来确定一或多个重叠参数。
44.第三组图案元素502可包围第一组图案元素102的一或多个部分。第三组图案元素502可形成于计量目标100的多个层处。例如，第三组图案元素502的一或多个图案元素可形成于计量目标100的第一层上，且第三组图案元素502的一或多个图案元素可形成于计量目标100的第二层上。第三组图案元素502可经配置以与第一组图案元素102及第二组图案元素104共享计量目标100的中心。在此方面，可通过测量定位于计量目标100的不同层处的第三组图案元素502的图案元素的相对位置来特性化计量目标100的第一层相对于第二层的偏移(例如，ppe)。
45.应注意，虽然计量目标100是在显示四重对称性的实例目标及图案元素的背景内容中进行描述，但此特征不应被解释为限制本公开的范围。而是，本文中应注意，目标100及/或第三组图案元素502可显示双重旋转对称性。
46.图6是根据本公开的一或多个实施例的计量目标100的概念表示。计量目标100可经配置使得第一组图案元素102、第二组图案元素104及第三组图案元素502中的每一者以考量样本的一或多个测量参数的方式布置及/或形成于所述样本上。例如，第一组图案元素102、第二组图案元素104及第三组图案元素502中的每一者可布置及/或形成于样本上以确保一或多个计量子系统可准确地确定所述样本的一或多个重叠参数(例如，偏移(ppe)、按
比例调整、旋转及其它可校正项)。通过另一实例，第一组图案元素102、第二组图案元素104或第三组图案元素502的全部或一些可经布置使得可在样本的一或多个部分上使用一或多个计量模式，其中不同计量模式(例如，具有更高分辨率的计量模式)是准确及所要计量所必需的。应注意，计量目标100的设计及计量目标的第一组图案元素102、第二组图案元素104及第三组图案元素中的每一者的相对放置及/或形成可经配置以与以下一或多者对应：经配置以与计量目标100一起使用的一或多个子系统的照明波长、从样本发出的辐射的波长、照明在样本上的光点尺寸、入射照明的角度、入射照明的偏光、入射照明的射束在重叠目标上的位置、重叠目标在重叠计量工具的聚焦体积中的位置或类似者。在此方面，计量目标100可实现需要多个计量模式的样本的更有效及准确计量。例如，第一组图案元素102、第二组图案元素104及/或第三组图案元素502在计量目标100中的组合可使一或多个计量配方能够在以不同计量模式操作的一或多个计量子系统之间共享。
47.计量目标100可经配置以在计量系统的校准中使用。例如，计量目标100可在裸片中目标测量中用于信号处理(crunching)(例如，包含及分析与使用不同计量模式的计量测量的准确性有关的数据)。通过另一实例，计量目标100的第一组图案元素102及第二组图案元素104可减少由目标放置及目标架构偏置所引起的目标制造的不准确性，此是因为第一组图案元素102、第二组图案元素104及第三组图案元素502共享共同中心。
48.图7说明根据本公开的一或多个实施例的计量系统700的简化框图。在一个实施例中，计量系统700包含一或多个计量子系统712。例如，计量系统700可包含各可经配置以基于任何数目个重叠配方从重叠目标获取重叠信号的第一计量子系统702及第二计量子系统704。第一计量子系统702及第二计量子系统704中的每一者可在成像模式或非成像模式中操作。例如，在成像模式中，可在样本上的经照明光点内解析个别重叠目标元件(例如，作为明场图像、暗场图像、相位对比度图像或类似者的部分)。通过另一实例，第一计量子系统702及第二计量子系统704中的每一者可作为基于散射测量的重叠(scol)计量工具操作，其中在光瞳平面处分析来自样本的辐射以特性化来自样本的辐射的角分布(例如，与辐射通过样本的散射及/或衍射相关联)。
49.第一计量子系统702及第二计量子系统704中的每一者可将照明引导到样本且可进一步收集从所述样本发出的辐射以产生适于确定两个或更多个样本层的重叠的重叠信号。第一计量子系统702及第二计量子系统704中的每一者可包含所属领域中已知的适于产生适于确定与样本上的重叠目标相关联的重叠的重叠信号的任何类型的重叠计量工具，包含(但不限于)任何光学计量工具(例如，先进成像计量(aim)工具、裸片中先进成像计量(aimid)工具、三重先进成像计量(triple aim)工具及类似者)、任何基于粒子的计量工具(例如，电子射束计量工具)，或基于散射测量的重叠(scol)计量工具。应注意，本公开的实施例并不限于仅具有第一计量子系统702及第二计量子系统704的计量系统700，且计量系统700可包含至少三个计量子系统。例如，计量系统700可包含光学计量工具、基于粒子的计量工具及基于散射测量的重叠计量工具。
50.一或多个计量子系统712可经配置以基于定义用于获取适于确定重叠目标的重叠的重叠信号的测量参数的任何数目个配方来产生重叠信号。例如，一或多个计量子系统712的配方可包含(但不限于)：照明波长、从样本发出的辐射的经检测波长、照明在样本上的光点尺寸、入射照明的角度、入射照明的偏光、入射射束的波平面图、入射照明的射束在重叠
目标上的位置、重叠目标在重叠计量工具的聚焦体积中的位置或类似者。
51.在另一实施例中，重叠计量系统700包含通信地耦合到一或多个计量子系统712的控制器706。控制器706可经配置以引导一或多个计量子系统712以基于一或多个选定配方产生重叠信号。控制器706可进一步经配置以从一或多个计量子系统712接收数据(包含但不限于，重叠信号)。此外，控制器706可经配置以基于经获取的重叠信号确定与重叠目标相关联的重叠。
52.在另一实施例中，控制器706包含一或多个处理器708。例如，一或多个处理器708可经配置以执行维持于存储器装置710或存储器中的一组程序指令。控制器706的一或多个处理器708可包含所属领域中已知的任何处理元件。在此意义上，一或多个处理器708可包含经配置以执行算法及/或指令的任何微处理器型装置。此外，存储器装置710可包含所属领域中已知的适于存储可通过相关联的一或多个处理器708执行的程序指令的任何存储媒体。例如，存储器装置710可包含非暂时性存储器媒体。作为额外实例，存储器装置710可包含(但不限于)只读存储器、随机存取存储器、磁性或光学存储器装置(例如，磁盘)、磁带、固态硬盘机及类似者。应进一步注意，存储器装置710可与一或多个处理器708一起容置于共同控制器外壳中。
53.图8a是说明根据本公开的一或多个实施例的第一计量子系统702的概念图。如图8a中所展示及本公开中先前所描述，第一计量子系统702可包含基于粒子的计量工具，例如电子射束计量工具(例如，sem、cd-sem或类似者)。
54.在一个实施例中，第一计量子系统702包含用以产生粒子射束804(例如，电子射束、粒子射束或类似者)的粒子源802(例如，电子射束源、离子射束源或类似者)。粒子源802可包含所属领域中已知的适于产生粒子射束804的任何粒子源。例如，粒子源802可包含(但不限于)电子枪或离子枪。在另一实施例中，粒子源802经配置以提供具有可调谐能量的粒子射束。例如，包含电子源的粒子源802可(但不限于)提供在0.1kv到30kv的范围内的加速电压。作为另一实例，包含离子源的粒子源802可(但不需要)提供具有在1kev到50kev的范围内的能量的离子射束。
55.在另一实施例中，第一计量子系统702包含一或多个粒子聚焦元件806。例如，一或多个粒子聚焦元件806可包含(但不限于)：单粒子聚焦元件或形成复合系统的一或多个粒子聚焦元件。在另一实施例中，一或多个粒子聚焦元件806包含经配置以将粒子射束804引导到定位于样本载物台812上的样本810的粒子物镜808。此外，一或多个粒子源802可包含所属领域中已知的任何类型的电子透镜，包含(但不限于)：静电透镜、磁透镜、单电位透镜或双电位透镜。
56.在另一实施例中，第一计量子系统包含使从样本810发出的粒子成像或以其它方式检测从样本810发出的粒子的至少一粒子检测器814。在一个实施例中，粒子检测器814包含电子收集器(例如，二次电子收集器、反向散射电子检测器或类似者)。在另一实施例中，粒子检测器814包含用于检测来自样本表面的电子及/或光子的光子检测器(例如，光电检测器、x射线检测器、耦合到光电倍增管(pmt)检测器的闪烁元件或类似者)。
57.应理解，如图8a中所描绘的第一计量子系统702的描述及上文相关联描述是仅为了阐释性目的提供且不应被解释为限制性。例如，第一计量子系统702可包含适于同时讯问样本810的多射束及/或多柱系统。在进一步实施例中，第一计量子系统702可包含经配置以
对样本810的一或多个位置施加一或多个电压的一或多个组件(例如，一或多个电极)。在此方面，第一计量子系统702可产生电压对比成像数据。
58.本文中应认识到，粒子射束804在样本810中的穿透深度可取决于粒子能量，使得较高能量射束通常更深穿透到样本中。在一个实施例中，第一计量子系统702可利用不同粒子能量以基于粒子射束804进入样本810中的穿透深度来讯问装置的不同层。例如，第一计量子系统702可利用相对较低能量电子射束(例如，近似1kev或更小)且可利用较高能量射束(例如，近似10kev或更高)来特性化先前制造层。本文中应认识到，依据粒子能量而变化的穿透深度可针对不同材料改变，使得用于特定层的粒子能量的选择可针对不同材料而改变。
59.图8b是说明根据本公开的一或多个实施例的第二计量子系统704的概念图。如图8b中所展示及本公开中先前所描述，第二计量子系统704可包含光学计量工具。在一个实施例中，第二计量子系统704可包含所属领域中已知的适于产生样本的计量数据的任何类型的光学计量工具，包含(但不限于)经配置以产生及/或检测具有x射线波长、紫外(uv)光波长、红外(ir)光波长或可见光波长的光学照明射束的光学计量工具。通过另一实例，第二计量子系统704可包含先进成像计量(aim)工具、裸片中先进成像计量(aimid)工具或三重先进成像计量(triple aim)工具。
60.在一个实施例中，第二计量子系统704包含经配置以产生光学照明射束818的光学照明源816。光学照明射束818可包含一或多个选定波长的辐射，包含(但不限于)x射线、紫外(uv)光、可见光或红外(ir)光。
61.光学照明源816可为所属领域中已知的适于产生光学照明射束818的任何类型的照明源。
62.光学照明源816可包含适于提供光学照明射束818的任何类型的照明源。在一个实施例中，光学照明源816是激光源。例如，光学照明源816可包含(但不限于)一或多个窄带激光源、宽带激光源、超连续激光源、白光激光源或类似者。在此方面，光学照明源816可提供具有高相干性(例如，高空间相干性及/或时间相干性)的光学照明射束818。在另一实施例中，光学照明源816包含激光维持等离子体(lsp)源。例如，光学照明源816可包含(但不限于)适于容纳在通过激光源激发成等离子体状态时可发射宽带照明的一或多个元件的lsp灯、lsp灯泡或lsp腔室。在另一实施例中，光学照明源816包含灯源。例如，光学照明源816可包含(但不限于)弧光灯、放电灯、无电极灯或类似者。在此方面，光学照明源816可提供具有低相干性(例如，低空间相干性及/或时间相干性)的光学照明射束818。
63.在另一实施例中，光学照明源816经由照明路径820将光学照明射束818引导到样本810。照明路径820可包含适于修改及/或调节光学照明射束818的一或多个照明路径透镜822或额外光学组件824。例如，一或多个光学组件824可包含(但不限于)：一或多个偏光器、一或多个滤光器、一或多个射束分离器、一或多个扩散器、一或多个均质器、一或多个变迹器或一或多个射束成形器。照明路径820可进一步包含经配置以将光学照明射束818引导到样本810的物镜826。
64.在另一实施例中，样本810安置于样本载物台812上。样本载物台812可包含适于在第二计量子系统704内定位及/或扫描样本810的任何装置。例如，样本载物台812可包含线性平移载物台、旋转载物台、倾倒/倾斜载物台或类似者的任何组合。
65.在另一实施例中，第二计量子系统704包含经配置以通过集光路径828捕获从样本810发出的光的检测器834。集光路径828可包含(但不限于)用于收集来自样本810的光的一或多个集光路径透镜836、830。例如，检测器834可接收经由一或多个集光路径透镜836、830从样本810反射或散射(例如，经由镜面反射、漫反射及类似者)的光。通过另一实例，检测器834可接收通过样本810产生的光(例如，与光学照明射束818的吸收相关联的发光或类似者)。通过另一实例，检测器834可从样本810接收一或多个衍射级的光(例如，0级衍射、
±
1级衍射、
±
2级衍射及类似者)。
66.检测器834可包含所属领域中已知的适于测量从样本810接收的照明的任何类型的检测器。例如，检测器834可包含(但不限于)：ccd检测器、tdi检测器、光电倍增管(pmt)、突崩光电二极管(apd)、互补金属氧化物半导体(cmos)传感器或类似者。在另一实施例中，检测器834可包含适于识别从样本810发出的光的波长的光谱检测器。
67.在一个实施例中，检测器834近似法向于样本810的表面定位。在另一实施例中，第二计量子系统704包含经定向使得物镜826可同时将光学照明射束818引导到样本810且收集从样本810发出的光的光射束分离器。此外，照明路径820及集光路径828可共享一或多个额外元件(例如，物镜826、孔径、滤光器或类似者)。
68.图9说明描绘根据本公开的一或多个实施例的测量重叠的方法900的步骤的过程流程图。
69.在步骤902，照明具有一或多个计量目标100的样本。例如，一或多个计量子系统712可将照明射束引导到样本810上。如本文中所使用，术语“照明射束”可是指任何辐射射束，包含(但不限于)粒子射束804及光学照明射束818。
70.在步骤904，在第一计量模式中检测从计量目标100的第一组图案元素102发出的照明。例如，可通过经配置为光学计量工具的第二计量子系统704的检测器834来检测光学照明射束818。
71.在步骤906，在第二计量模式中检测从计量目标100的第二组图案元素104发出的照明。例如，可通过经配置为基于粒子的计量工具的第一计量子系统702的粒子检测器814来检测粒子射束804。
72.在一些实施例中，方法900包含步骤908，其中在第三计量模式中检测从计量目标100的第三组图案元素502发出的照明。例如，一或多个计量子系统712中的一者可检测从样本衍射的辐射。
73.在步骤910，确定计量目标100的第一组图案元素102的一或多个重叠参数。例如，一或多个控制器706的一或多个处理器708可使用对应于第一计量模式的算法来分析指示从第一组图案元素102发出的照明的一或多个信号。通过另一实例，一或多个处理器708可应用一或多个算法(例如，aim、aimid算法)以确定第一组图案元素102的一或多个重叠参数。
74.在步骤912，确定计量目标100的第二组图案元素104的一或多个重叠参数。例如，一或多个控制器706的一或多个处理器708可使用对应于第二计量模式的算法来分析指示从第二组图案元素104发出的照明的一或多个信号。通过另一实例，一或多个处理器708可应用一或多个算法(例如，sem特性化算法)以确定第二组图案元素104的一或多个重叠参数。
75.在一些实施例中，方法900可包含步骤914，其中确定计量目标100的第三组图案元素502的一或多个重叠参数。例如，一或多个处理器708可使用对应于第三计量模式的算法来分析指示从第三组图案元素502发出的照明的一或多个信号。通过另一实例，一或多个处理器708可应用一或多个算法(例如，基于scol的算法)以确定第三组图案元素502的一或多个重叠参数。
76.在一些实施例中，方法900可包含步骤916，其中基于在步骤910、912或914中的至少一者中确定的一或多个重叠参数来提供一或多个重叠可校正项。例如，步骤916可包含控制器706产生用于调整一或多个过程工具(例如，光刻工具)的一或多个参数(例如，制造设置、配置及类似者)的一或多个控制信号(或对控制信号的校正)。所述控制信号(或对控制信号的校正)可通过控制器706提供为反馈及/或前馈控制回路的部分。控制器706可引起一或多个过程工具基于一或多个控制信号(或对控制信号的校正)对一或多个过程工具的一或多个参数执行一或多个调整。在一些实施例中，控制器706可警示使用者进行所述一或多个调整。在此意义上，一或多个控制信号可补偿一或多个过程工具的一或多个制程的误差，且因此可使一或多个过程工具能够跨相同或不同批次中之后续样本上的多次曝光将重叠维持于选定公差内。
77.图10说明阐释根据本公开的一或多个实施例的形成计量目标100的方法1000的步骤的过程流程图。
78.在步骤1002，形成与第一计量模式兼容的第一组图案元素102。例如，可通过一或多个过程步骤(例如但不限于，一或多个沉积、光刻或蚀刻步骤)来制造第一组图案元素102的图案元素106a到106h，其中第一组图案元素102的图案元素106a到106h可形成于计量目标100的不同层上。可使用一或多个过程工具(例如，光刻工具)形成图案元素106a到106h。
79.在步骤1004，形成与第二计量模式兼容的第二组图案元素104。例如，可通过一或多个过程步骤(例如但不限于，一或多个沉积、光刻或蚀刻步骤)来制造第二组图案元素104，其中第二组图案元素104的图案元素106a到106h可形成于计量目标100的不同层上。应注意，步骤1004并不限于在形成第一组图案元素102之后循序地发生第二组图案元素104的形成，且第二组图案元素104与第一组图案元素102可同时形成。
80.在一些实施例中，方法1000可包含步骤1006，其中形成与第三测量模式兼容的第三组图案元素502。例如，可通过一或多个过程步骤(例如但不限于，一或多个沉积、光刻或蚀刻步骤)来制造第三组图案元素502，其中第三组图案元素502可形成于计量目标100的不同层上。应注意，步骤1006并不限于在形成第二组图案元素104之后循序地发生第三组图案元素502的形成，且第一组图案元素102、第二组图案元素104及第三组图案元素502可同时形成。
81.本文中所描述的标的物有时说明包含于其它组件内或与其它组件连接的不同组件。应理解，此类描绘架构仅为示范性，且事实上可实施实现相同功能性的许多其它架构。就概念来说，用于实现相同功能性的任何组件布置经有效“相关联”，使得实现所要功能性。因此，本文中经组合以实现特定功能性的任何两个组件可被视为彼此“相关联”，使得实现所要功能性，不论架构或中间组件如何。同样地，如此相关联的任何两个组件还可被视为彼此“连接”或“耦合”以实现所要功能性，且能够如此相关联的任何两个组件还可被视为彼此“可耦合”以实现所要功能性。可耦合的特定实例包含(但不限于)可物理配合及/或物理互
动组件、及/或可无线互动及/或无线互动组件、及/或逻辑互动及/或可逻辑互动组件。
82.据信，将通过前文描述来理解本公开及其许多伴随优点，且将显而易见的是，可在不背离所公开标的物或不牺牲其全部实质性优点的情况下对组件的形式、构造及布置进行各种改变。所描述的形式仅为解释性的，且所附权利要求书希望涵盖及包含此类改变。此外，应理解，本公开是由所附权利要求书定义。