使用叠加目标的场对场校正

摘要

一种计量系统可包含耦合到计量工具的控制器。所述控制器可接收计量目标设计，所述计量目标设计包含通过利用光刻工具在样本上曝光出第一曝光场而形成的至少一第一特征及通过利用所述光刻工具在所述样本上曝光出第二曝光场而形成的至少一第二特征，其中所述第二曝光场与所述第一曝光场在所述样本上计量目标的位置处重叠。所述控制器可进一步接收与根据所述计量目标设计制作的所述计量目标相关联的计量数据，基于所述计量数据确定在所述计量目标的制作期间的一或多个制作误差，并基于所述一或多个制作误差产生校正项以在一或多个后续光刻步骤中调整所述光刻工具的一或多个制作参数。

说明书

本申请案依据35U.S.C.§119(e)主张Enna Leshinsky-Altshuller、InnaTarshish-Shapir、Mark Ghinovker、Diana Shaphirov、Guy Ben Dov、Roie Volkovich及Chris Steely发明的2018年12月20日提出申请的标题为“用于改进ovl建模场项及校正扫描仪误差的叠加标记设计及算法方法(OVERLAY MARK DESIGN AND ALGORITHMICAPPROACHES FOR IMPROVING OVL MODELED FIELD TERMS AND CORRECTING SCANNERERRORS)”的美国临时申请案第62/782,594号，所述申请案全文并入本案供参考。

技术领域

本发明大体来说涉及叠加计量测量，且更确切来说涉及提供场对场校正项的叠加计量测量。

背景技术

半导体制作线通常在制作工艺期间的一或多个点处并入计量测量，以在特定样本上及/或跨越多个样本监测并控制特征的制作。举例来说，典型制作工艺包含制作跨越样本(例如，半导体晶片等)的表面分布的多个裸片，其中每一裸片包含形成装置组件的多个图案化材料层。可通过一系列步骤(包含材料沉积、光刻及蚀刻)形成每一图案化层以产生所关注图案。此外，在曝光步骤中使用的光刻工具(例如，扫描仪、步进器等)具有基本上小于样本大小的视场，以使得利用跨越样本分布的许多曝光场对每一样本层进行曝光。因此，可期望监测并控制与跨越样本对每一层进行曝光的曝光场的大小及设置相关联的场对场误差，且监测并控制与在每一曝光场内不同样本层上的特征相关联的叠加误差，此增大样本上计量目标的数目且减小制作吞吐量。然而，典型计量系统需要单独目标及/或测量技术来进行叠加计量及场对场计量。因此期望提供用于进行高吞吐量的叠加计量及场对场计量的系统及方法。

发明内容

根据本发明的一或多个说明性实施例揭示一种计量系统。在一个说明性实施例中，所述系统包含通信耦合到计量工具的控制器。在另一说明性实施例中，所述控制器接收计量目标设计，所述计量目标设计包含利用光刻工具在样本上曝光出第一曝光场而形成的至少一第一特征及利用所述光刻工具在所述样本上曝光出第二曝光场而形成的至少一第二特征。在另一说明性实施例中，所述第二曝光场与所述第一曝光场部分地重叠且进一步在所述样本上在计量目标的位置上与所述第一曝光场重叠。在另一说明性实施例中，所述控制器接收与根据所述计量目标设计制作的所述计量目标相关联的计量数据。在另一说明性实施例中，所述控制器基于所述计量数据确定在所述计量目标的制作期间的一或多个制作误差。在另一说明性实施例中，所述控制器基于所述一或多个制作误差产生一或多个校正项以在一或多个后续光刻步骤中调整所述光刻工具的一或多个制作参数。

根据本发明的一或多个说明性实施例揭示一种图案掩模。在一个说明性实施例中，所述图案掩模包含位于所述图案掩模的装置区域中的一或多个装置图案元件。在另一说明性实施例中，所述图案掩模包含位于第一目标区域中的第一组计量图案元件。在另一说明性实施例中，所述图案掩模包含位于第二目标区域中的第二组计量图案元件。在另一说明性实施例中，所述第一目标区域及第二目标区域沿着第一方向布置在所述装置区域的相对侧上。在另一说明性实施例中，所述第一组计量图案元件及所述第二组计量图案元件经配置以在利用第一曝光场及第二曝光场在样本上对所述图案掩模进行曝光时形成所述样本上的计量目标的至少一部分，所述第一曝光场及所述第二曝光场经分布以使得所述第一曝光场的所述第一目标区域与所述第二曝光场的所述第二目标区域在所述样本上在所述计量目标的位置处重叠。

根据本发明的一或多个说明性实施例揭示一种计量方法。在一个说明性实施例中，所述方法包含利用光刻工具在样本上曝光出第一曝光场以形成计量目标的至少一第一特征。在另一说明性实施例中，利用所述光刻工具在所述样本上曝光出第二曝光场以形成所述计量目标的至少一第二特征，其中所述第二曝光场与所述第一曝光场部分地重叠，且其中所述第二曝光场与所述第一曝光场在所述样本上所述计量目标的位置处重叠。在另一说明性实施例中，所述方法包含利用计量工具产生与所述计量目标相关联的计量数据。在另一说明性实施例中，所述方法包含基于所述计量数据确定在所述计量目标的制作期间的一或多个制作误差。在另一说明性实施例中，所述方法包含基于所述一或多个制作误差产生一或多个校正项以在一或多个后续光刻步骤中调整所述光刻工具的一或多个制作参数。

应理解，前述大体说明及以下详细说明两者均仅是示范性及解释性的且未必限制所主张的本发明。并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图图解说明本发明的实施例，且与所述大体说明一起用于解释本发明的原理。

附图说明

所属领域的技术人员参考附图可更好地理解本发明的众多优点，在附图中：

图1A是图解说明根据本发明的一或多个实施例的制作系统的概念图；

图1B是图解说明根据本发明的一或多个实施例的光刻子系统的概念图；

图1C是根据本发明的一或多个实施例的计量子系统的框图；

图2是样本的概念俯视图，其图解说明根据本发明的一或多个实施例的与多个光刻步骤相关联的多个重叠曝光场，所述多个光刻步骤是通过与特定样本层的制作相关联的光刻子系统进行；

图3是根据本发明的一或多个实施例的双层场敏叠加目标的概念俯视图；

图4A是根据本发明的一或多个实施例的适合于形成图3中所图解说明的场敏叠加目标的图案掩模的俯视图；

图4B是根据本发明的一或多个实施例的样本的一部分的俯视图，其图解说明基于图4A的图案掩模沿着两个正交方向利用重叠曝光场制作场敏叠加目标；

图5A是根据本发明的一或多个实施例的适合于形成图3中所图解说明的包含四个格区的场敏叠加目标的设计的图案掩模的俯视图，在所述设计中第一层目标特征的部分及第二层目标特征的部分位于每一格区中；

图5B是根据本发明的一或多个实施例的样本的一部分的俯视图，其图解说明基于图5A中的图案掩模沿着两个正交方向利用部分重叠曝光场制作场敏叠加目标；

图6A是根据本发明的一或多个实施例适合于形成图3中所图解说明的场敏叠加目标的框中框设计的图案掩模的俯视图，在所述框中框设计中第一层目标特征的部分及第二层目标特征的部分位于一系列嵌套框中；

图6B是根据本发明的一或多个实施例的样本的一部分的俯视图，其图解说明基于图6A中的图案掩模利用部分重叠曝光场制作场敏叠加目标；

图7A是根据本发明的一或多个实施例适合于形成图3中所图解说明的场敏叠加目标的“Ruller”型设计的图案掩模的俯视图，在所述“Ruller”型设计中第一层目标特征的部分及第二层目标特征的部分位于一系列嵌套梳齿图形中；

图7B是根据本发明的一或多个实施例的样本的一部分的俯视图，其图解说明基于图7A中的图案掩模利用部分重叠曝光场制作场敏叠加目标；

图8A是根据本发明的一或多个实施例的适合于形成图3中所图解说明的场敏叠加目标的AIMid设计的图案掩模的俯视图，在所述AIMid设计中第一层目标特征及第二层目标特征是交错的；

图8B是根据本发明的一或多个实施例的样本的一部分的俯视图，其图解说明基于图8A中的图案掩模利用部分重叠曝光场制作场敏叠加目标；

图9A是根据本发明的一或多个实施例适合于形成图3中所图解说明的场敏叠加目标的AIMid设计的图案掩模的俯视图，在所述AIMid设计中第一层目标特征及第二层目标特征重叠而形成交叉图案；

图9B是根据本发明的一或多个实施例的样本的一部分的俯视图，其图解说明基于图9A中的图案掩模利用部分重叠曝光场制作场敏叠加目标；

图10是根据本发明的一或多个实施例的单层场敏叠加目标的概念俯视图；

图11A是根据本发明的一或多个实施例的适合于形成图10中所图解说明的场敏叠加目标的图案掩模的俯视图；

图11B是根据本发明的一或多个实施例的样本的一部分的俯视图，其图解说明基于图11A中的图案掩模沿着两个正交方向利用部分重叠曝光场制作场敏叠加目标；

图12是根据本发明的一或多个实施例的单层场敏叠加目标的概念俯视图；

图13A是根据本发明的一或多个实施例的适合于形成第一层特征的图案掩模的俯视图；

图13B是根据本发明的一或多个实施例的样本的一部分的俯视图，其图解说明基于图13A中的图案掩模利用部分重叠曝光场制作场敏叠加目标的第一层特征；

图13C是根据本发明的一或多个实施例的适合于形成第二层特征的图案掩模的俯视图；

图13D是根据本发明的一或多个实施例的样本的一部分的俯视图，其图解说明基于图13C中的图案掩模利用部分重叠曝光场制作场敏叠加目标的第二层特征；

图13E是根据本发明的一或多个实施例的样本的一部分的俯视图，其图解说明基于图9A中的图案掩模沿着两个正交方向利用部分重叠曝光场制作场敏叠加目标；且

图14是图解说明根据本发明的一或多个实施例在场敏叠加计量方法中执行的步骤的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考在附图中所图解说明的所揭示标的物。已关于一些实施例及其具体特征确切地展示及描述本发明。文中所述的实施例应被解释为说明性的而非限制性。所属领域的技术人员应容易明了，可在不背离本发明的精神及范围的情况下在形式及细节上做出各种改变及修改。

本发明的实施例涉及用于提供对共同计量目标的叠加计量及场对场计量(例如，场敏叠加计量)的系统及方法。场敏叠加计量可针对场敏叠加目标利用新叠加测量技术或常规叠加测量技术来提供指示叠加误差及/或场对场误差的数据。举例来说，场敏叠加计量目标上的特征的相对位置可不仅对共同曝光场中的重叠曝光(如典型叠加目标的情形)之间的变化敏感，而且对邻近曝光场之间的变化敏感，以提供指示场对场变化的数据。

就本发明的目的来说，术语“叠加计量”在广义上是指测量在样本的共同部分上通过两次或多于两次曝光形成的特征的不对准。就此来说，叠加计量可提供在样本上的两个或多于两个层上形成的特征的对准的测量以及通过连续曝光在共同样本层上形成的特征的对准的测量(例如，双重图案化、三重图案化等)。此外，就本发明的目的来说，术语“场对场计量”在广义上是指在样本上的不同场(例如，邻近场)中在两次或多于两次曝光中形成的特征之间的差异的测量。举例来说，场对场误差可包含但不限于场之间的套准或缩放的误差。因此，本文中所揭示的系统及方法可在共同测量步骤中提供各种各样的工艺误差的计量测量。

本发明的某些实施例涉及适合于同时提供指示叠加误差及场对场误差的数据的场敏叠加目标。在本文中应认识到，典型叠加计量目标是由以下操作形成：通过对在同一层或不同层上对样本的同一区域进行多次曝光(例如，光刻工具的相同曝光场)来形成所述目标的不同部分。就此来说，在不同曝光中形成的特征的相对位置及/或大小指示光刻工具瞄向反复曝光的曝光场的对准误差。相比的下，可通过对样本的共同部分进行多次曝光形成场敏叠加目标，其中至少一个曝光场仅与用于产生所述目标的一或多个其它曝光场部分地重叠。举例来说，计量目标的一或多个特征可由曝光样本上的第一场而形成，且一或多个特征可由曝光样本上的第二场而形成，其中第二场在计量目标的位置处仅与第一场部分地重叠。就此来说，场敏叠加目标中的特征的相对位置及/或大小对用于产生所述目标的各种曝光场的场对场变化敏感等。

本文中预期，场敏叠加目标可通常具有与任何非场敏叠加目标相同的设计。举例来说，适合于调适的叠加计量目标设计包含基于图像的计量目标，例如但不限于先进成像计量(AIM)目标、AIM裸片中(AIMid)目标、框中框目标或多层AIMid(MLAIMid)目标。举另一实例，适合于调适的叠加计量目标设计包含基于散射测量的叠加(SCOL)目标。因此，场敏叠加目标可通过任何新型或现有叠加计量工具来测量及表征。然而，用于提取关于与场敏叠加目标的测量相关联的误差源的信息的计量算法可有所不同以对通过场敏叠加目标测量的误差的不同源作出解释。

本发明的额外实施例涉及适合于制作场敏叠加目标的光掩模。举例来说，光掩模可包含：装置区域，其包含与装置特征相关联的图案；及一或多个目标区域，其环绕所述装置区域。确切来说，位于装置区域的相对侧上的目标区域可包含场敏叠加目标的互补部分。就此来说，可通过对样本进行重叠曝光(例如，重叠曝光场)来制作全层的场敏叠加目标，其中重叠量经设计以产生场敏叠加目标的完整图案。

本发明的额外实施例涉及基于使用场敏叠加目标所产生的叠加数据及场对场数据两者来产生光刻工具的校正项。举例来说，可在后续层的曝光期间将前馈校正项提供到光刻工具以补偿当前层上的测量变化。举另一实例，可将反馈校正项提供到光刻工具以减轻随时间的变化(例如，漂移)。

在本文中进一步涵盖，场敏叠加计量可适合于测量、控制及/或减轻制作误差的各种源，包含但不限于光掩模及/或样本的形状变化、光掩模及/或样本上的应力、光掩模及/或样本上的表面张力效应或与光刻工具本身相关联的误差。因此，基于场敏叠加测量的校正项可提供对光刻工艺的高度准确且高效的控制。

现在参考图1A到14，根据本发明的一或多个实施例更详细地描述场敏叠加计量的系统及方法。

图1A是图解说明根据本发明的一或多个实施例的制作系统100的概念图。在一个实施例中，系统100包含光刻子系统102，所述光刻子系统102对样本上的图案掩模上的一或多个图案元件(例如，装置图案元件、计量目标图案元件等)进行光刻成像。光刻子系统102可包含此项技术中已知的任何光刻工具，例如但不限于扫描仪或步进器。在另一实施例中，系统100包含用以表征样本上的一或多个特征的计量子系统104。计量子系统104可包含适合于测量样本特征(例如，场敏叠加目标的特征)的相对位置的叠加计量工具。在一个实施例中，计量子系统104包含基于图像的计量工具，所述基于图像的计量工具基于所产生的样本的一或多个图像来测量计量数据。在另一实施例中，计量子系统104包含基于散射测量的计量系统，所述基于散射测量的计量系统基于来自样本的光的散射(反射、衍射、漫散射等)来测量计量数据。在另一实施例中，系统100包含控制器106。在另一实施例中，控制器106包含经配置以执行维持在存储器媒体110上的程序指令的一或多个处理器108。就此来说，控制器106的所述一或多个处理器108可执行本发明通篇所描述的各种过程步骤中的任一者。

控制器106的一或多个处理器108可包含在此项技术中已知的任何处理元件。在此意义上，所述一或多个处理器108可包含经配置以执行算法及/或指令的任何微处理器类型装置。在一个实施例中，一或多个处理器108可由以下各项组成：桌上型计算机、大型计算机系统、工作站、图像计算机、并行处理器或经配置以执行程序的任何其它计算机系统(例如，网络连接计算机)，所述程序经配置以操作系统100，如本发明通篇中所描述。应进一步认识到，术语“处理器”可在广义上被界定为囊括具有执行来自非暂时性存储器媒体110的程序指令的一或多个处理元件的任何装置。此外，可通过单个控制器106或者另一选择为通过多个控制器实施本发明通篇所描述的步骤。另外，控制器106可包含装纳于共同壳体中或多个壳体内的一或多个控制器。如此一来，控制器中的任何控制器或控制器组合可被单独封装为适合于集成到系统100中的模组。此外，控制器106可分析从检测器132接收到的数据并将所述数据馈送到系统100内或系统100外部的额外组件(例如，光刻子系统102)。

存储器媒体110可包含此项技术中已知的适用于存储可由相关联的一或多个处理器108执行的程序指令的任何存储媒体。举例来说，存储器媒体110可包含非暂时性存储器媒体。举另一实例，存储器媒体110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、固态驱动器等。应进一步注意，可将存储器110与一或多个处理器108装纳于共同控制器壳体中。在一个实施例中，存储器110可相对于一或多个处理器108及控制器106的物理位置而位于远端。例如，控制器106的一或多个处理器108可存取可经由网络(例如，因特网、内部网络等)存取的远程存储器(例如，服务器)。因此，以上说明不应被解释为限制本发明，而仅是图解说明。

图1B是图解说明根据本发明的一或多个实施例的光刻子系统102的概念图。在一个实施例中，光刻子系统102包含经配置以产生照射束114的光刻照射源112。所述一或多个照射束114可包含一或多个选定光波长，所述选定光波长包含但不限于紫外线(UV)辐射、可见光辐射或红外线(IR)辐射。

光刻照射源112的照射可具有任何空间分布(例如，照射图案)。举例来说，光刻照射源112可包含但不限于单极照射源、双极照射源、C-Quad照射源、类星射(Quasar)照射源或自由形式照射源。就此来说，光刻照射源112可产生其中照射沿着(或平行于)光轴116传播的同轴照射束114及/或其中照射相对于光轴116以一定角度传播的任何数目个离轴照射束114。

在本文中应进一步注意，就本发明的目的来说，光刻照射源112的照射极可表示来自具体位置的照射。就此来说，光刻照射源112的每一空间位置(例如，关于光轴116)可被视为照射极。此外，照射极可具有此项技术中已知的任何形状或大小。另外，光刻照射源112可被视为具有与照射极的分布对应的照射分布。

此外，光刻照射源112可通过此项技术中已知的任何方法产生照射束114。举例来说，可以来自光刻照射源112的照射极的照射(例如，光刻照射源112的照射分布的一部分等)的形式形成照射束114。举另一实例，光刻照射源112可包含用于产生多个照射束114的多个照射源。

在另一实施例中，光刻子系统102包含掩模支撑装置118。掩模支撑装置118经配置以固定图案掩模120。在另一实施例中，光刻子系统102包含一组投射光学器件122，投射光学器件122经配置以将受一或多个照射束114照射的图案掩模120的图像投射到安置在样本载台126上的样本124上，以产生与图案掩模120的图像对应的印刷图案元件。在另一实施例中，掩模支撑装置118可经配置以致动或定位图案掩模120。举例来说，掩模支撑装置118可相对于系统100的投射光学器件122将图案掩模120致动到选定位置。

样本124可包含适合于接收图案掩模120的图像的任何数目种光敏材料及/或材料层。举例来说，样本124可包含光致抗蚀剂层128。就此来说，所述一组投射光学器件122可将图案掩模120的图像投射到光致抗蚀剂层128上以对光致抗蚀剂层128进行曝光且后续蚀刻步骤可移除经曝光材料(例如，正性蚀刻)或未曝光材料(例如，负性蚀刻)，以在样本124上提供印刷特征。此外，图案掩模120可用于此项技术中已知的任何成像配置中。举例来说，图案掩模120可是将图案元件正性成像为印刷图案元件的正性掩模(例如，亮场掩模)。举另一实例，图案掩模120可以是图案掩模120的图案元件形成负性印刷图案元件(例如间隙、空间等)的负性掩模(例如，暗场掩模)。

控制器106可通信耦合到光刻子系统102中的任何元件或元件组合，例如但不限于用以引导图案掩模120上的图案元件到样本124的转移的掩模支撑装置118及/或样本载台126、控制照射束114的一或多个特性的光刻照射源112。

图1C是根据本发明的一或多个实施例的计量子系统104的框图。系统100可使用此项技术中已知的任何方法来产生与从样本124发出在至少一个检测器132上的光(例如，样本光130)相关联的一或多个图像。在一个实施例中，检测器132位于场平面处以产生样本124上的一或多个特征的图像。就此来说，系统100可用作基于图像的叠加计量工具。在另一实施例中，检测器132位于光瞳平面处以基于从样本124发出的光的角度(例如，基于反射，衍射，散射等)产生图像。就此来说，系统100可用作基于散射测量的计量工具。

在一个实施例中，计量子系统104包含用以产生计量照射束136的计量照射源134。计量照射源134可与光刻照射源112相同或可是经配置以产生单独计量照射束136的单独照射源。计量照射束136可包含一或多个选定光波长：包含但不限于真空紫外线(VUV)辐射、深紫外线(DUV)辐射、紫外线(UV)辐射、可见光辐射或红外线(IR)辐射。计量照射源134可进一步产生包含任何范围的选定波长的计量照射束136。在另一实施例中，计量照射源134可包含光谱可调谐照射源以产生具有可调谐光谱的计量照射束136。

计量照射源134可进一步生成具有任何时间分布的计量照射束136。举例来说，计量照射源134可生成连续计量照射束136、脉冲式计量照射束136或经调变计量照射束136。另外，可从计量照射源134经由自由空间传播或经导引光(例如，光纤、光管道等)来递送计量照射束136。

在另一实施例中，计量照射源134经由照射路径138将计量照射束136引导到样本124。照射路径138可包含适合于修改及/或调节计量照射束136的一或多个透镜140或额外照射光学组件142。举例来说，所述一或多个照射光学组件142可包含但不限于一或多个偏光器、一或多个滤光器、一或多个分束器、一或多个漫射器、一或多个均质器、一或多个切趾器、一或多个束成形器或一或多个快门(例如，机械快门、电光学快门、声光学快门等)。举另一实例，所述一或多个照射光学组件142可包含用以控制到样本124上的照射的角度的孔径光阑及/或用于控制到样本124上的照射的空间跨度的场光阑。在一个例子中，照射路径138包含位于与物镜144的后焦平面共轭的平面处，以为样本提供远心照射的孔径光阑。在另一实施例中，系统100包含将计量照射束136聚焦到样本124上的物镜144。

在另一实施例中，样本124安置在样本载台146上。样本载台146可包含适合于将样本124定位在系统100内的任何装置。举例来说，样本载台146可包含线性平移载台、旋转载台、向上翘载台等的任何组合。

在另一实施例中，检测器132经配置以通过聚集路径148捕获从样本124发出的辐射(例如，样本光130)。举例来说，聚集路径148可包含但无须包含聚集透镜(例如，如图1C中所图解说明的物镜144)或者一或多个额外聚集路径透镜150。就此来说，检测器132可接收从样本124反射或散射(例如，经由镜面反射、漫反射等)或由样本124产生的辐射(例如，与计量照射束136的吸收相关联的萤光等)。

聚集路径148可进一步包含用以引导及/或修改由物镜144聚集的照射的任何数目个聚集光学组件152，包含但不限于一或多个聚集路径透镜150、一或多个滤光器、一或多个偏光器或者一或多个束阻挡件。另外，聚集路径148可包含：场光阑，其用以控制样本的被成像到检测器132上的空间跨度；或孔径光阑，其用以控制来自样本的用于在检测器132上产生图像的照射的角度跨度。在另一实施例中，聚集路径148包含位于与光学元件物镜144的后焦平面共轭的平面中的孔径光阑以为样本提供远心成像。

检测器132可包含此项技术中已知的适合于测量从样本124接收的照射的任何类型的光学检测器。举例来说，检测器132可包含适合于产生静态样本124的一或多个图像的传感器(例如，在静态操作模式中)，例如但不限于电荷耦合装置(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器、光电倍增管(PMT)阵列或雪崩光电二极管(APD)阵列。举另一实例，检测器132可包含适合于产生运动中样本124的一或多个图像的传感器(例如，扫描操作模式)，例如，但不限于线传感器或时间延迟与积分(TDI)传感器。

在另一实施例中，检测器132可包含适合于识别从样本124发出的辐射波长的光谱检测器。在另一实施例中，系统100可包含多个检测器132(例如，与由一或多个分束器产生的多个束路线相关联)以便于由系统100进行多次计量测量。

在一个实施例中，如图1C中所图解说明，系统100包含分束器154，所述分束器154被定向成使得物镜144可同时将计量照射束136引导到样本124并聚集从样本124发出的辐射。就此来说，系统100可经配置以处于落射照射模式(epi-illumination)中。

在另一实施例中，控制器106通信耦合到系统100的一或多个元件。就此来说，控制器106可传输及/或接收来自系统100的任何组件的数据。举例来说，控制器106可经配置以接收数据，包含但不限于来自检测器132的一或多个图像。

图2是根据本发明的一或多个实施例的样本124的概念俯视图，其图解说明与多个光刻步骤相关联的多个重叠曝光场202，所述光刻步骤是由与特定样本层的制作相关联的光刻子系统102进行。在一个实施例中，将图案掩模120成像到每一曝光场202上。此外，可将同一图案掩模120反复地成像到每一曝光场202上或可将多个图案掩模120成像到选定曝光场202上。然而，应理解图2未按比例绘制。而是，图2中的参数(例如但不限于每一曝光场202的相对于样本124的大小的大小、曝光场202的数目或邻近曝光场202之间的重叠量)是出于说明目的而选择并不应被解释为具限制性。

在一个实施例中，如图2中所图解说明，邻近曝光场202可重叠以形成跨越样本124分布的重叠区204。可将装置特征(例如，与跨越样本124分布的裸片相关联)制作在非重叠区206中的任一者中，而可将特定样本层上的场敏叠加目标或其部分基于来自邻近重叠曝光场202的曝光形成于重叠区204中的任一者中。相比之下，在本文中应认识到，可使用与不同光刻步骤相关联的完全重叠曝光场202在同一层上或在不同层上形成典型叠加计量目标。

在另一实施例中，可在与制作过程相关联的多个光刻步骤中复制曝光场202的图案。举例来说，可使用一系列材料沉积步骤、使用曝光场202的图案的光刻步骤(例如，如图2中所图解说明)、蚀刻步骤等制作与第一样本层相关联的第一组图案元件。可使用一系列额外材料沉积步骤、使用曝光场202的图案的光刻步骤、蚀刻步骤等制作与第二样本层相关联的第二组图案元件，其中与第一样本层及第二样本层相关联的曝光场202的图案对准。可在单个样本层上实施类似过程以进行多次对准曝光(例如，双图案化过程等)。

现在参考图3到13E，根据本发明的一或多个实施例更详细地描述场敏计量目标及其形成。本文中预期，场敏计量目标可包含在任何数目个样本层上的由任何数目个重叠曝光场202形成的特征。图3到9B图解说明双层场敏叠加目标的非限制性实例，其中与第一样本层相关联的特征是使用一个曝光场202形成，且与第二层相关联的特征是使用邻近重叠曝光场202形成。在这些设计中，第一层特征相对于第二层特征的相对位置及/或大小对与不同样本层相关联的光刻步骤之间的场对场变化等敏感。图10到11B图解说明单层场敏叠加目标的非限制性实例。在此设计中，第一层特征相对于第二层特征的相对位置及/或大小对与单个样本层相关联的光刻步骤之间的场对场变化等敏感。图12到13E图解说明跨越两个曝光场202的使用四次曝光形成的双层场敏叠加目标的非限制性实例：第一层特征使用邻近曝光场202以与图10到11B中的图解说明类似的方式制作，且第二层特征是使用用于第一层特征的同一邻近曝光场202制作。在此设计中，包含位于不同层上的由完全重叠曝光场202形成的特征的目标的部分可用作传统叠加目标且提供指示用于各别曝光场202的连续曝光的光刻工具的对准误差及/或缩放误差的数据。此外，包含由部分重叠曝光场202形成的特征的目标的部分可提供指示场对场误差的数据。此外，应理解，本文中的实例仅出于说明目的提供并不应被解释为具限制性。举例来说，提供传统叠加数据及/或场对场数据的单层或双层场敏叠加目标的额外设计在本发明的精神及范围内。举另一实例，场敏叠加目标可包含三个或多于三个样本层上的由在目标位置处与其它曝光场202仅部分地重叠的至少一个曝光场202形成的特征。

图3是根据本发明的一或多个实施例的双层场敏叠加目标300的概念俯视图。在一个实施例中，场敏叠加目标300包含利用第一曝光场202形成的第一层目标特征302及利用第二曝光场形成的第二层目标特征304，其中第二曝光场202仅与第一曝光场202部分地重叠。举例来说，使用图2的图解说明，第一层目标特征302可与曝光场202a相关联，且第二层目标特征304可与曝光场202b相关联。因此，第一层目标特征302与第二层目标特征304是全场敏叠加目标300的互补部分。

应理解，图3中的场敏叠加目标300的布局旨在具说明性而非限制性。可将第一层目标特征302及第二层目标特征304布置成适合于叠加测量的任何配置。举例来说，第一层目标特征302及第二层目标特征304的布局并不仅限于图3中第一层目标特征302及第二层目标特征304各自包含两个格区且沿着交叉对角线分布的说明。而是，第一层目标特征302及第二层目标特征304可以适合于叠加测量的任何图案分布在任何数目个格区中。在一个例子中，第一层目标特征302及第二层目标特征304可完全地或部分地重叠。此外，第一层目标特征302或第二层目标特征304中的任一者可沿着一或多个方向分段。

因此，本文中进一步涵盖，可使用任何技术来确定由不同曝光形成的特征的相对位置，所述特征的位置可受各种误差源(包含本文中先前所描述的叠加误差及场对场误差)影响。举例来说，可直接比较第一层目标特征302的位置与第二层目标特征304。举另一实例，可比较与第一层目标特征302及第二层目标特征304相关联的对称(例如，旋转对称、反射对称等)的中心。

图4A到9B图解说明图3中所图解说明的场敏叠加目标300的各种设计，且图解说明适合于使用邻近的部分重叠曝光场202制作各种设计的相关联图案掩模120。然而应理解，仅出于说明目的提供图4A到9B中所图解说明的场敏叠加目标300的设计，并不应被解释为具限制性。本文中涵盖，可通过使用邻近的部分重叠曝光场202制作互补部分来调适任何叠加目标设计以使其具场敏性。

图4A是根据本发明的一或多个实施例适合于形成图3中所图解说明的场敏叠加目标300的图案掩模402(例如，对应于图1B中的图案掩模120)的俯视图。在一个实施例中，图案掩模402包含装置区域404，装置区域404包含与正在制作的半导体装置相关联的装置特征(未展示)的图案。在另一实施例中，图案掩模402包含场敏叠加目标300的互补部分，所述互补部分位于在装置区域404的相对侧上，但位于成像区域的边界406内。举例来说，图案掩模402沿着水平轴线包含场敏叠加目标300的用于利用沿着水平方向邻近的曝光场202形成全场敏叠加目标300的互补部分，且也沿着垂直轴线包含场敏叠加目标300的用于利用沿着垂直方向邻近的曝光场202形成全场敏叠加目标300的互补部分。确切来说，与第一层目标特征302相关联的图案元件408位于装置区域404的左侧及顶侧上，且与第二层目标特征304相关联的图案元件410位于装置区域404的右侧及底侧上。

图4B是根据本发明的一或多个实施例的样本124的一部分的俯视图，其图解说明基于图4A的图案掩模402沿着两个正交方向利用重叠曝光场202制作场敏叠加目标300。在一个实施例中，每一曝光场202包含图案掩模402的图像。此外，邻近曝光场202之间的重叠间隔及重叠量可经选择以使得场敏叠加目标300的互补部分在样本124上重叠，以在重叠区204中形成全场敏叠加目标300，而与图案掩模402的装置区域404相关联的装置特征形成于非重叠区206中。

举例来说，使用来自第一曝光场202(例如，曝光场202a)的第一层目标特征302及来自第二曝光场202(例如，曝光场202b)的第二层目标特征304形成场敏叠加目标300a。举另一实例，使用来自第一曝光场202(例如，曝光场202a)的第一层目标特征302及来自第三曝光场202(例如，曝光场202c)的第二层目标特征304形成场敏叠加目标300b。

现在参考图5A到9B，根据本发明的一或多个实施例更详细地描述场敏叠加目标的各种设计以及相关联图案掩模。与用以制作与图4A及4B相关联的场敏叠加目标300的样本124上的图案掩模402及图案掩模402的部分重叠曝光相关联的说明可适用于图5A到9B中所图解说明的目标设计。

图5A是根据本发明的一或多个实施例适合于形成图3中所图解说明的包含四个格区的场敏叠加目标300的设计的图案掩模502(例如，对应于图1B中的图案掩模120)的俯视图，其中第一层目标特征302的部分及第二层目标特征304的部分位于每一格区中。确切来说，与第一层目标特征302相关联的图案元件408位于装置区域404的左侧及底侧上，且与第二层目标特征304相关联的图案元件410位于装置区域404的右侧及顶侧上。图5B是根据本发明的一或多个实施例的样本124的一部分的俯视图，其图解说明基于图5A中的图案掩模502沿着两个正交方向利用部分重叠曝光场202制作场敏叠加目标300。在此设计中，可以但不需要通过对旋转对称的各别中心进行比较来确定第一层目标特征302与第二层目标特征304的相对位置。举例来说，第一层目标特征302与第二层目标特征304展现出90度旋转对称。然而本文中预期，包含其它类型的对称(包含但不限于180度旋转对称或反射对称)的设计处于本发明的精神及范围内。

图6A是根据本发明的一或多个实施例适合于形成图3中所图解说明的场敏叠加目标300的框中框设计的图案掩模602(例如，对应于图1B中的图案掩模120)的俯视图，在所述框中框设计中第一层目标特征302的部分及第二层目标特征304的部分位于一系列嵌套框中。图6B是根据本发明的一或多个实施例的样本124的一部分的俯视图，其图解说明基于图6A中的图案掩模602利用部分重叠曝光场202制作场敏叠加目标300。尽管未展示，可以图4B及5B中所图解说明的类似方式沿着图6B中的垂直方向通过图案掩模602的部分重叠曝光来形成场敏叠加目标300。

图7A是根据本发明的一或多个实施例适合于形成图3中所图解说明的场敏叠加目标300的“Ruller”型设计的图案掩模702(例如，对应于图1B中的图案掩模120)的俯视图，在所述“Ruller”型设计中第一层目标特征302的部分及第二层目标特征304的部分位于一系列嵌套梳齿图形中。图7B是根据本发明的一或多个实施例的样本124的一部分的俯视图，其图解说明基于图7A中的图案掩模702利用部分重叠曝光场202制作场敏叠加目标300。尽管未展示，可以图4B及5B中所图解说明的类似方式沿着图7B中的垂直方向通过图案掩模702的部分重叠曝光来形成场敏叠加目标300。

图8A是根据本发明的一或多个实施例适合于形成图3中所图解说明的场敏叠加目标300的AIMid设计的图案掩模802(例如，对应于图1B的图案掩模120)的俯视图，在AIMid设计中所述第一层目标特征302与第二层目标特征304交错。图8B是根据本发明的一或多个实施例的样本124的一部分的俯视图，其图解说明基于图8A中的图案掩模802利用部分重叠曝光场202制作场敏叠加目标300。尽管未展示，可以图4B及5B中所图解说明的类似方式沿着图8B中的垂直方向通过图案掩模802的部分重叠曝光来形成场敏叠加目标300。

图9A根据本发明的一或多个实施例是适合于形成图3中所图解说明的场敏叠加目标300的AIMid设计的图案掩模902(例如，对应于图1B中的图案掩模120)的俯视图，在所述AIMid设计中第一层目标特征302与第二层目标特征304重叠以形成交叉图案。图9B是根据本发明的一或多个实施例样本124的一部分的俯视图，其图解说明基于图9A中的图案掩模902利用部分重叠曝光场202制作场敏叠加目标300。尽管未展示，可以与图4B及5B中所图解说明的方式类似的方式沿着图9B中的垂直方向通过图案掩模902的部分重叠曝光来形成场敏叠加目标300。

现在参考图10及11B，根据本发明的一或多个实施例描述单层场敏叠加目标1000。图10是根据本发明的一或多个实施例的单层场敏叠加目标1000的概念俯视图。图10中的单层场敏叠加目标1000类似于图3中所图解说明的双层场敏叠加目标300，但所有特征均是使用与共同样本层相关联的曝光场202形成。确切来说，单层场敏叠加目标1000可包含与第一曝光场202(例如，曝光场202a)相关联的第一组目标特征1002以及与第二曝光场202(例如，曝光场202b或曝光场202c)相关联的第二组目标特征1004。

图11A是根据本发明的一或多个实施例适合于形成图10中所图解说明的场敏叠加目标1000的图案掩模1102(例如，对应于图1B中的图案掩模120)的俯视图。确切来说，图案元件1104与第一组目标特征1002相关联，且图案元件1106与第二组目标特征1004相关联。图11B是根据本发明的一或多个实施例的样本124的一部分的俯视图，其图解说明基于图11A中的图案掩模1102沿着两个正交方向利用部分重叠曝光场202制作场敏叠加目标1000。

现在参考图12到13E，根据本发明的一或多个实施例描述双层场敏叠加目标1200。图12是根据本发明的一或多个实施例的单层场敏叠加目标1000的概念俯视图。

在一个实施例中，场敏叠加目标1200是由四次曝光形成。举例来说，场敏叠加目标1200可包含由第一曝光场202(例如，曝光场202a)形成的第一组第一层特征1202及由与第一曝光场202部分地重叠的第二曝光场202(例如，曝光场202b或曝光场202c)形成的第二组第一层特征1204。场敏叠加目标1200可进一步包含由第二样本层上的第一曝光场202(例如，曝光场202a)形成的第一组第二层特征1206及由第二曝光场202(例如，曝光场202b或曝光场202c)形成的第二组第二层特征1208。

图13A是根据本发明的一或多个实施例的适合于形成第一层特征(例如，第一组第一层特征1202及第二组第一层特征1204)的图案掩模1302(例如，对应于图1B中的图案掩模120)的俯视图。确切来说，图案元件1304与第一组第一层特征1202相关联，且图案元件1306与第二组第一层特征1204相关联。

图13B是根据本发明的一或多个实施例的样本124的一部分的俯视图，其图解说明基于图13A中的图案掩模1302利用部分重叠曝光场202(例如，用于第一层的光刻步骤中的曝光场202a、202b)制作场敏叠加目标1200的第一层特征。

图13C是根据本发明的一或多个实施例适合于形成第二层特征(例如，第一组第二层特征1206及第二组第二层特征1208)的图案掩模1308(例如，对应于图1B中的图案掩模120)的俯视图。确切来说，图案元件1310与第一组第二层特征1206相关联，且图案元件1312与第二组第二层特征1208相关联。

图13D是根据本发明的一或多个实施例的样本124的一部分的俯视图，其图解说明基于图13C中的图案掩模1308利用部分重叠曝光场202(例如，用于第二层的光刻步骤中的曝光场202a、202b)制作场敏叠加目标1200的第二层特征。此外，用于第二层的光刻步骤中的曝光场202a、202b可与用于第一层的光刻步骤中的对应曝光场202a、202b完全重叠。

图13E是根据本发明的一或多个实施例的样本124的一部分的俯视图，其图解说明基于图13A及13C中的图案掩模1302及1308沿着两个正交方向利用部分重叠曝光场202制作场敏叠加目标1200。

如图12到13E所图解说明，场敏叠加目标1200可提供与每一层相关联及层之间的典型叠加数据及场对场数据。举例来说，由于第一组第一层特征1202及第一组第二层特征1206是由第一层及第二层中的完全重叠曝光场202(例如，曝光场202a)形成，因此第一组第一层特征1202相对于第一组第二层特征1206的相对位置及/或大小可指示由跨越多个层的与对准光刻步骤相关联的典型叠加目标所致的典型叠加误差。此外，第二组第一层特征1204及第二组第二层特征1208可提供类似数据。

然而，场敏叠加目标1200也可提供指示各种场对场误差的数据。举例来说，图13A的图案掩模1302及图13C的图案掩模1308两者均类似地用作图11A中所图解说明的图案掩模1102。因此，第一组第一层特征1202相对于第二组第一层特征1204的相对位置及/或大小可指示第一层中的场对场误差，而第一组第二层特征1206相对于第二组第二层特征1208的相对位置及/或大小可指示第二层中的场对场误差。此外，场敏叠加目标1200可提供指示跨越多个层的场对场误差的数据。举例来说，第一组第一层特征1202相对于第二组第二层特征1208的相对位置及/或大小可指示跨越多个层的场对场误差，此类似于图3到13E中所图解说明的目标提供的数据。也可基于第二组第一层特征1204及第二组第二层特征1208获得类似数据。

如本文中先前所描述，应理解，图3到13E仅出于说明目的提供并不应被解释为具限制性。更确切来说，场敏叠加目标可包含通过任何数目次曝光形成的任何数目个特征，其中目标的特征中的至少某些特征由与用于形成所述目标的其它曝光场202仅部分地重叠的曝光场202形成。此外，场敏叠加目标可包含本文中所图解说明的特征组合。举例来说，场敏叠加目标可包含位于三个或多于三个样本层上的特征。

图14是图解说明根据本发明的一或多个实施例的在用于场敏叠加计量的方法1400中执行的步骤的流程图。申请人指出，本文中先前在系统100的上下文中所描述的实施例及促成技术被解释为扩展到方法1400。然而进一步注意，方法1400并不仅限于系统100的架构。

在一个实施例中，方法包含步骤1402：利用光刻工具在样本上曝光出第一曝光场以形成计量目标(例如，场敏叠加目标)的至少一第一特征。在另一实施例中，方法包含步骤1404：利用所述光刻工具在样本上曝光出第二曝光场以形成计量目标的至少一第二特征，其中第二曝光场与第一曝光场部分地重叠。确切来说，第二曝光场可在样本上在计量目标的位置处与第一曝光场重叠。就此来说，计量目标的第一特征及计量目标的第二特征可形成计量目标的互补部分。

本文中涵盖，第一曝光场可与第二曝光场位于同一层上或位于不同层上。因此，第一特征与第二特征可位于样本的同一层或不同层上。此外，方法可包含进行额外曝光以形成计量目标的额外特征，其中每一额外曝光与用于产生计量目标的特征的任何其它曝光完全地或部分地重叠。

举例来说，图3到13E图解说明使用系统100的步骤1402及1404的实施方案的各种非限制性实例。

在另一实施例中，所述方法包含步骤1406：利用计量工具(例如，计量子系统104等)产生与计量目标相关联的计量数据。在另一实施例中，所述方法包含步骤1408：基于计量数据确定制作计量目标期间的一或多个制作误差。举例来说，计量目标的特征(例如，第一特征、第二特征、任何额外特征等)的相对位置及/或大小可指示在制作计量目标期间的制作误差，例如但不限于与光刻工具相关联的误差(例如，场缩放误差、场对场对准误差、样本对掩模对准误差、叠加误差等)或与样本相关联的误差(例如，样本应力、样本瑕疵等)。

在另一实施例中，所述方法包含步骤1410：基于所述一或多个制作误差产生一或多个校正项以在一或多个后续光刻步骤中调整光刻工具的一或多个制作参数。

步骤1410可包含产生校正项以用于制作计量目标(且因此制作样本上的装置特征)的光刻工具的反馈或前馈控制的任何组合。举例来说，可在对同一样本的后续层进行曝光期间将前馈校正项提供到光刻工具以补偿当前样本层上的测量变化。举另一实例，可将反馈校正项提供到光刻工具以减轻随时间的变化(例如，漂移)。可将这些校正项应用于同一样本的不同部分，应用于同一批次内的不同样本或应用于跨越多个批次的样本。

本文中预期，通过使得对场对场误差具备灵敏性的方法1400产生的计量目标(例如，场敏叠加目标)可能够为光刻工具产生比典型叠加目标更准确且更有效的校正项。举例来说，本文中所揭示的场敏计量目标可便于确定高分辨率参考点(HRRP)以减小源自于不同曝光场的拼接目标格区之间的叠加误差。举另一实例，可沿着场边缘印刷本文中所揭示的场敏计量目标以便于进行场内及场间图案化翘曲几何形状测量(PWG)或辅助微调或验证现有PWG技术。

本文中所描述的标的物有时图解说明含于其它组件内或与其它组件连接的不同组件。应理解，这些所描绘架构仅具示范性，且事实上可实施达成相同功能性的许多其它架构。在概念意义上，达成相同功能性的任何组件布置有效地“相关联”以使得达成所期望功能性。因此，可将本文中经组合以达成特定功能性的任何两个组件视为彼此“相关联”以使得达成所期望功能性，而无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也可被视为彼此“连接”或“耦合”以达成所期望功能性，且能够如此相关联的任何两个组件也可被视为彼此“可耦合”以达成所期望功能性。可耦合的具体实例包含但不限于可物理上交互及/或物理上交互的组件及/或可以无线方式交互及/或以无线方式交互的组件及/或可逻辑上交互及/或逻辑上交互的组件。

认为，通过前述说明将理解本发明及其附带优点中的许多优点，且将明了可在不背离所揭示标的物或不牺牲其所有实质优点的情况下在组件的形式、构造及布置方面作出各种改变。所描述的形式仅是解释性的，且随附权利要求书旨在囊括且包含这些改变。此外，应理解，本发明由随附权利要求书界定。