er。在第三实施方案中，所述数据库可以被保持在控制器206中，例如可以根据度量工具204的请求而提供的加工(fab)主计算机和数据。
[0077]度量工具可以被配置来执行散射测量术、叠对和CD。这样的测量可以利用任何适合的技术来执行。图2B图示说明可以用来执行这样的测量的度量工具的实施例。图2B图示说明可以用来于样品14的表面处(例如薄膜层12和/或结构特征，例如临界尺寸)，在目标结构上执行散射测量术测量的角分辨反射计10。反射计10可以包括用于生成辐射探测光束22的光源20。一种适合的光源为发射线性偏振光束的固态激光二极管，所述线偏振光束具有稳定的、已知的且相对窄的带宽。探测光束22可以利用50/50分束器24被转向样品14。探测光束22可以利用透镜26被聚焦到样品14的表面上。所述探测光束功率的一部分还穿过分束器24并落到入射功率检测器30上。在反射计10中波片42是可选的。如所示的，起偏器44可以在检测器40前，或者在光源20后，或者既在检测器40前又在光源20后。光源20可以为单色或多色的。检测器40的输出被提供到处理器50来进行估算。角分辨反射计10的完整说明可以参见美国专利N0.6，995，842，本文通过引用将其全部内容并入本申请。
[0078]如果期望这种概念被推广来测量多波长，激光光源20可以为能够生成多色探测光束的白光源。波长选择滤波器60(在图2B中的虚线示出)可以被放置在光源20和检测器40之间的光路中的某个地方。滤波器60可以表现为被选择性地移动到光束路径中的简单带通(颜色)滤波器。可替换地，单色仪可以用来顺序地选择窄的波长范围。当然，还可以使用可调谐激光器或具有不同波长的多个激光器。
[0079]可以用作度量工具204来与本发明的实施方案结合进行散射测量术测量的光谱椭圆计/反射计装置的更详细的说明在美国专利N0.6，734，967的图2中示出，本文通过引用将其全部内容并入本申请。
[0080]根据本发明的实施方案，半导体器件可以包含包括两个或更多个单元的测试结构。每个单元包括形成在衬底或在衬底上形成的材料层中的多个测试图形。针对至少一个光刻步骤，至少两个单元利用基本上相同的测试图形来形成图形。针对至少一个另外的光刻步骤，仅有一个单元被形成图形而其他则未被形成图形。在每个单元中的图形和/或单元间的图形中的差别可以被配置来便利薄膜、CD或其他度量信息的前馈或侧馈。此外，每个单元中的图形和/或单元间的图形中的差别可以被配置或来减少度量测量中拟合参数的数目。
[0081]在某些实施方案中，以这样的方式布图单元中的图形可以是有益的是，即使邻近单元间的串扰(cross talk)最小化。例如，因为样品可以为多维的，度量测量通常必须在X方向和I方向二者上进行，以完成这种度量的前馈、侧馈以及单元再使用方法。通过实施例的方式，测试结构可以包括至少四个单元，其中至少两个具有基本上在一个方向上被定向的图形，而其中至少另外两个具有在基本上垂直于第一方向的方向上被定向的相似的图形。
[0082]图3A和图3B根据本发明的实施方案图示说明四个单元的度量目标的可能布图的实施例，其中所述目标能够在X方向和y方向二者上测量。通过使X和y单元交织，可以减少由被用来进行这些度量测量的散射测量技术引起的干扰。当两个X单元或两个y单元被相互靠近放置时，产生串扰并且从而由于来自每个单元的邻近单元的散射辐射干扰，所述每个单元的度量测量可以被改变。通过使X和y单元交织，可以使串扰最小化，这允许更精确的度量测量。
[0083]要注意的是，上述实施例图示说明本发明实施方案针对临界尺寸度量、薄膜度量以及叠对度量的应用。然而，本发明的实施方案并不将其应用限制为针对这些度量类型。通过实施例的方式，本发明的实施方案还可以被推广到包括扫描仪的应用，通过使用已知的模型反演方法(例如多项式和神经网络)，来自其他特征几何图形参数的剂量和聚焦参数也应当被包括。预期的是，扫描仪聚焦可以为曝光后测量的抗蚀剂高度的敏感函数。然而，在栅状结构单元上测量的抗蚀剂高度可以合理地被期望为不仅是光刻条件的函数，而且也是可以跨晶片变化的原始抗蚀剂厚度的函数。为改进在聚焦曝光矩阵上创建的反演建模的精确度，可以设想两个单元的目标，其中一个目标(例如单元1106)使能直接薄膜测量(例如从单元被形成掩膜起的抗蚀剂高度)，而邻近的单元(例如单元2107)为栅状结构单元，其中抗蚀剂高度在光刻曝光后被测量。以这种方式，由抗蚀剂的曝光造成的“抗蚀剂高度损失”可以被确定，与单单抗蚀剂高度相比，这被期望为是针对聚焦的更敏感的参数，其卷积来自所述过程(track)的而不仅仅是扫描仪的信息。
[0084]为在半导体度量期间确定前馈和/或侧馈测量信息的性能，已使用仿真程序以试验方式建模测量序列。所使用的仿真程序为已由KLA-Tencor开发的两个程序的混合。SpectraSuite 5.0已被用来针对给定样品生成衍射数据库，产生针对给定照明角度的Mueller Matrix元素，而Configutat1n Analysis Tool vlO已被用来描述光学系统几何构型及其包括噪声级的照明和收集特性，所述噪声级产生基于用来执行估算操作的样品参数选择的估计的测量不确定性。
[0085]图4A图示说明已被仿真的所述测量所针对的结构。所述结构相应于在硬掩膜栅状结构顶部上的抗蚀剂栅状结构。抗蚀剂栅状结构402要被形成在被称作ARC 404的薄膜材料的顶部上，ARC 404盖住形成在覆于栅氧化层(gate oxide) 410顶部的多晶娃层408上的硬掩模栅状结构406。
[0086]图5A-5A描绘与仿真操作结合使用的仿真制造序列。如在图5A中示出的，光掩膜型的掩膜501用来图形化第一抗蚀剂层以在薄膜(ARC)层404的顶部和硬掩膜层406上形成顶部抗蚀剂栅状结构402A。顶部抗蚀剂栅状结构402A的几何参数在本文中共同地被称作G2。G2几何参数包括在栅状结构中点的(MCD2)临界尺寸，侧壁角度(SWA2)以及高度(HT2)。薄膜(ARC)层404通过抗蚀剂栅状结构402A中的开口被向下蚀刻到硬掩膜层406。在第一抗蚀剂栅状结构402A被剥去后，顶部抗蚀剂栅状结构的图形已经被转移到形成栅状结构404A的薄膜材料404。如在图5B中所示的，第二抗蚀剂栅状结构402B被形成在硬掩膜层406的曝露的部分上。第二光掩膜(未示出)用来图形化第二抗蚀剂栅状结构402B的抗蚀剂层。如在图5C中所示的，硬掩膜层406然后通过被图形化的薄膜404和第二抗蚀剂栅状结构402B被向下蚀刻到多晶硅层408，产生底部硬掩膜栅状结构406B。硬掩膜栅状结构406B的几何参数在本文中共同地被称作Gl。Gl几何参数包括在栅状结构中点的(MCDl)临界尺寸，侧壁角度(SWAl)以及高度(HTl)。顶部栅状结构402A和底部栅状结构402B (或硬掩膜栅状结构406B)之间的位置上的相对转移被称作叠对。一旦硬掩膜栅状结构被形成，多晶硅层408可以通过硬掩膜栅状结构406B中的开口被蚀刻，从而，如在图中所示的，在栅氧化层410顶部上产生多晶硅栅状结构408A。
[0087]仿真的结果在图6A-6D中示出。示图中的标记涉及测量不确定性正被估算的仿真的参数。从而，例如，如果标记表明为0VL，则仅仅叠对参数已被测量并且仅仅叠对不确定性已被估算。作为附加的实施例，如果标记表明为OVL (0VL+G2)，则所述叠对参数和G2的所有参数(例如MCD2、SWA2以及HT2)随着被测量而已被仿真，并且所有它们各自的不确定性已被估算，从而在这种情况下，四个参数已被仿真并且四种不确定性已被计算，而仅叠对不确定性被画出。
[0088]在每个示图中的隐含信息是，如果参数没有被“测量”，则其已由前馈或侧馈从另一测量提供到测量计算中。因此，由于来自前馈或侧馈的更多的参数成为可用的，示图描绘出用于叠对测量的改进的精度。图6A-6D中的横轴标记涉及已被仿真的不同KT反射计装置配置。沿图6A-6D中示图的横轴，这些装置配置由数字I到10来标识。
[0089]在图6A-6D中图示说明的仿真结果中，针对各种硬件配置，用于图形落图形(pattern-over-pattern)的32nm的栅极ADI堆叠已被分析来估算期望的精度(3s(sigma))。基于前馈/侧馈策略的使用，证明基于同时0VL+CD目标的经由散射测量术的测量的可行性。如从图6A-6D可见的，针对基于eUVR的235nm的更低波长，前馈和侧馈的使用在偏振模式中提供显著的优点。这些结果证明单目标多单元0VL+CD测量的完整级联设计的潜力。
[0090]要注意的是，可以使用如图4B所示的三个单元的度量目标420，在图4A所示的类型结构上执行度量。具体地，度量目标420可以包括具有栅状结构目标的第一和第二单元422,424,以及具有被设计来便利薄膜厚度测量的目标的第三单元426。通过将度量问题分解为