本发明涉及半导体计量领域，且更具体来说，本发明涉及估计并减少不对称像差。
背景技术：
计量测量利用一系列目标用于测量各种计量度量，例如目标层之间的叠加。各种像差影响半导体装置的印刷精度及计量目标的测量精度。
技术实现要素：
下文是提供本发明的初步了解的简化概述。此概述不一定识别关键要素或限制本发明的范围，而仅作为以下描述的介绍。
本发明的一个方面提供一种计量目标，其包括具有相同粗略节距、相同线与空间(l:s)比1:1且按相同精细节距分割成精细元件的至少两个分段周期性结构，其中所述分段周期性结构彼此不同之处在于其中一个分段周期性结构缺少其对应精细元件中的至少一者及/或其中一个分段周期性结构包括以精细节距的倍数彼此分离的精细元件的两个群组。
本发明的这些、额外和/或其它方面和/或优点在下文的具体实施方式中阐述；可能可从具体实施方式推断；和/或可通过实践本发明而学习。
附图说明
为了更好地理解本发明的实施例且展示可如何执行本发明的实施例，现将纯粹通过实例参考附图，其中遍及图式中的相同数字指定对应元件或区段。
在附图中：
图1及2是根据本发明的一些实施例的计量目标或其部分的高阶示意性说明。
图3是根据本发明的一些实施例的计量目标的高阶示意性说明。
图4a及4b分别是根据本发明的一些实施例的具有及不具有(若干)遗失元件的分段周期性结构的高阶示意性说明。
图5是说明根据本发明的一些实施例的方法的高阶流程图。
具体实施方式
在以下描述中，描述本发明的各种方面。出于阐释的目的，阐述特定配置及细节以提供本发明的透彻理解。但是，所属领域的技术人员也将了解，本发明可在没有本文中呈现的具体细节的情况下实践。此外，可能已省略或简化众所周知的特征以不模糊本发明。具体参考图式，应强调，所展示细项是通过实例且仅是为了说明性论述本发明的目的，且为了提供据信是本发明的原理和概念方面的最有用且容易理解的描述的原因而呈现。在这方面，不试图比基本理解本发明所需那样更详细展示本发明的结构细节，结合图式进行的描述使所属领域的技术人员了解实际上可如何体现本发明的若干形式。
在详细阐释本发明的至少一个实施例之前，应理解，本发明在其应用上不限于以下描述中阐述或图式中说明的组件的构造和布置的细节。本发明可应用在可以各种方式实践或执行的其它实施例以及所揭示实施例的组合。此外，应理解，本文中采用的词组及术语是出于描述的目的且不应视为限制性的。
除非另外明确陈述，否则如自以下论述显而易见，应了解，贯穿本说明书，利用例如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”、“增强”、“导出”或类似者的术语的论述是指计算机或计算系统或类似电子计算装置的动作和/或过程，所述动作和/或过程将表示为计算系统的寄存器和/或存储器内的物理(例如电子)量的数据操纵和/或变换为类似表示为计算系统的存储器、寄存器或其它此类信息存储、传输或显示装置内的物理量的其它数据。在特定实施例中，照明技术可包括视觉范围内的电磁辐射、紫外线或甚至更短波辐射(例如x射线)及可能甚至粒子束。
本发明的实施例提供用于估计光刻工艺或系统中的不对称像差的效应的有效且经济方法及机制且借此提供对半导体计量的技术领域的改进。提供计量目标、目标设计方法及计量测量方法，所述方法独立地或结合计量叠加估计来估计不对称像差的效应。目标包括具有相同粗略节距、相同1:1线与空间比且按相同精细节距分割成精细元件的一或多对分段周期性结构，其中所述分段周期性结构彼此不同之处在于其中一个分段周期性结构缺少其对应精细元件中的至少一者及/或其中一个分段周期性结构包括以精细节距的整数倍数彼此分离的精细元件的两个群组。(若干)遗失元件及/或中心间隙使能够从对应分段周期性结构的测量导出像差效应的估计。精细节距可经选定为对应于对应层中的装置精细节距。
图1及2是根据本发明的一些实施例的计量目标100或其部分的高阶示意性说明。图1示意性地说明具有对应周期性结构100a、100b的两个目标单元，其可用作独立目标100或用作具有例如图2中示意性地说明的更精细设计的目标100的部分。图2示意性地说明具有两个测量方向的目标100，具有具沿每一测量方向的对应周期性结构100a、100b以及额外周期性结构90的单元对，如下文说明。
计量目标100包括至少两个分段周期性结构100a、100b，其具有相同粗略节距(相对于图1中的元件110表示为pcoarse)、相同线与空间(l:s，与元件110及其之间的空间115的尺寸有关)比1:1且按相同精细节距(表示为图1中的pfine)分割成精细元件120。分段周期性结构100a、100b彼此不同之处在于其中一个分段周期性结构(图1中的100b)缺少其对应元件中的至少一者，在图1中示意性地表示为(若干)遗失元件，从而形成间隙125。本发明者已发现，遗失一或多个中心元件的间隙125增强一次谐波的经测量偏移对扫描仪不对称像差的灵敏度。当(例如)在其侧上的线(精细元件120)的中心之间测量时，间隙125可包括多个精细节距。可使用所揭示目标100及具体来说分段周期性结构100a、100b来提供每一目标单元的ppe(图案放置误差)的估计且实现所测量叠加的校正及可能像差幅值的估计(使用(例如)全部内容以引用的方式并入本文中的美国专利申请案公开案第15/776,588号中揭示的导出物)。
举例来说，(若干)遗失精细元件125可相对于对应周期性结构100b的元件居中。本发明者注意，中心元件对目标对比度提供主要影响，而末端元件(在每一元件的侧上)促成主要cd可变性影响。相应地，无中心元件的目标变得对扫描仪像差及规则目标元件100a与校准目标100b之间的光栅位置偏移更敏感且提供误差校正或由扫描仪像差导致的误差。分段周期性结构100a、100b可经配置以具有类似cd变动值，这是因为在掩模上存在辅助特征(其未经印刷)，但在扫描仪光瞳中提供与规则目标类似的光分布。相同原因(扫描仪光瞳中的光的类似分布)导致基于相同精细节距的目标设计，所述精细节距也应等于装置节距以便使经校正目标位置尽可能达到装置的位置。
在特定实施例中，分段周期性结构100b可包括精细元件120的两个(或可能更多)群组122，其按相同精细节距(pfine)分割且以整体(整数)倍的pfine(例如，在移除偶数个线(精细元件120)以形成间隙125的情况下奇倍数的pfine且在移除奇数个线(精细元件120)以形成间隙125的情况下偶倍数的pfine)彼此分离。
在各种实施例中，所揭示目标100具有(例如)在其精细节距上接近装置设计且对不对称像差敏感的设计。所揭示设计可为规则叠加目标的部分或经设计为单独目标。在相同层中同时放置具有经测量信号偏移对扫描仪不对称像差的不同灵敏度的两个或更多个分段周期性结构100a、100b(例如，光栅)可用于提供不对称像差对装置具有的效应的估计。具体来说，本发明者已发现，使用1:1线:空间比增强图像(使用成像工具收集的信号)的一次谐波的偏移的灵敏度。可进一步应用特殊opc(光学近接度校正)策略(如(例如)全部内容以引用的方式并入本文中的美国专利申请案公开案第15/776,588号中揭示)以增强目标100的掩模设计的像差灵敏度。
至少两个分段周期性结构100a、100b可包括如图1中示意性地说明的一对分段周期性结构100a、100b，或在一或多个精细元件方面及/或在其精细元件120的配置或布置方面不同的两对或两对以上分段周期性结构100a、100b。在特定实施例中，可从分段周期性结构100a、100b中的一者移除一或多个中心元件，从而维持具有中心对称性的所得分段结构及具有整数精细节距的宽度的间隙125。
在各种实施例中，一或多个精细元件可提供分段周期性结构100a、100b之间的差异，例如，可能从结构中的一者遗失一个中心精细元件，可遗失两个或更多个精细元件，或遗失精细元件125的位置在分段周期性结构100a、100b之间可能不同，例如，遗失元件125可在结构中的一者中居中且在其它结构中位于侧面。在特定实施例中，本文中揭示的一或多对分段周期性结构100a、100b可被分段周期性结构的三元组(或可能四元组或五个或更多个的分组)取代，其全部具有相同粗略节距、相同l:s比1:1且分割成具有相同精细节距、具有不同遗失元件、或每一三元组或其它分组的部件分段周期性结构间的间隙125的精细元件120。
在各种实施例中，多个分段周期性结构100a、100b可为目标100的部分(例如，可具有不同精细节距的三个、四个或四个以上分段周期性结构(例如，具有不同精细节距的两对分段周期性结构100a、100b))及/或可具有在元件110中的不同位置处(例如，中心或除元件110的中心以外)的遗失元件或间隙125或不同数目个遗失元件或间隙125(例如，来自相应分段周期性结构100b的1、2或3个遗失元件)。
举例来说，在相同装置层中设计不同节距(例如，90nm及130nm)的情况下，计量目标100可包括具有pfine＝130nm的一对分段周期性结构100a、100b及具有pfine＝90nm的另一对分段周期性结构100a、100b以针对两个节距提供像差估计。在特定实施例中，目标100可包括针对在装置设计中用于一或多个、可能全部层的每一精细节距的至少一对分段周期性结构100a、100b。
在图2中说明的实例中，内部及中间周期性结构90、100a分别用于规则叠加测量且中间及外部周期性结构100a、100b用于像差估计，如本文中揭示。
在特定实施例中，目标100可包括若干对分段周期性结构100a、100b作为不对称像差(已知其在给定光刻扫描仪系统中及/或在相关光刻工艺中为显著的)的不同源的数目以使完整像差内容复原。当后者比可用目标面积(realestate)更多时，可选择目标100中的若干对分段周期性结构100a、100b以提供可用于补偿目标中使用的特定节距的现有像差的一组不对称像差，导致对应于像差对实际装置的影响的不对称像差的估计，在无实际完整不对称像差内容的精确估计的情况下产生有效补偿。因此，在特定实施例中，目标100可包括若干对分段周期性结构100a、100b作为装置设计中(例如，每一层)的不同节距的数量。
可通过各种微观技术(例如，通过计量成像技术)执行计量目标100的测量且所述测量可包含学习阶段、通过模拟或通过应用初始测量，在生产线中实施前可能在学习阶段实施机器学习算法。
图3是根据本发明的一些实施例的计量目标100的高阶示意性说明。示意性实例说明具有沿两个测量方向(表示为x及y)的相同层中或两个层中的若干对周期性结构(表示为95a、95b)的目标100，其经配置以提供叠加或其它计量度量相对于层95a、95b及测量方向x、y的估计。周期性结构95a、95b可经设计为一个层中的所揭示分段周期性结构100a、100b，或可通过经配置以除叠加估计以外也提供不对称像差估计的所揭示的两个或更多个分段周期性结构100a、100b替换或增强任一周期性结构95a、95b。可由如上文解释分离成测量方向x、y的分段周期性结构100a、100b提供监测并校正不对称像差的影响。
在特定实施例中，(若干)训练阶段可用于使所揭示分段周期性结构100a、100b的测量与一或多个不同不对称像差源有关(例如，使用具有较大诱发像差的一或两个晶片)。在特定实施例中，可(例如)使用如全部内容以引用的方式并入本文中的美国专利申请案公开案第15/287,388号中揭示的泽尔尼克(zernike)多项式、使用可能具有分别在其存在及遗失分段元件120、125方面不同的多对或多个分段周期性结构100a、100b的多个目标100且可能使用精细模拟(例如，亚稳动力(metadynamics)及/或全电磁模拟)来执行不对称像差源的详细分析。
图4a及4b分别是根据本发明的一些实施例的具有及不具有(若干)遗失元件125的分段周期性结构100b、92的高阶示意性说明。分段周期性结构100b、92经说明为设计在掩模上且印刷在晶片上，其中10mλ彗形像差作为不对称像差的非限制实例。通过cd(临界尺寸)及ppe(图案放置误差)值指示不对称像差对分段周期性结构92(没有遗失元件125)的效应，导致δcd＝0.5nm且经测量误配准＝0.7nm。不对称像差对具有遗失元件125的分段周期性结构100b的效应经显著增强且在说明情况中达到δcd＝3.8nm且经测量误配准＝8.15nm。此增强可用于提供对不对称像差的敏感估计。
图5是说明根据本发明的一些实施例的方法200的高阶流程图。可针对上文中描述的计量目标100执行方法阶段，所述计量目标100可视情况经配置以实施方法200。方法200可通过(例如)计量模块中的至少一个计算机处理器至少部分实施。特定实施例包括计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机可读存储媒体，所述计算机可读存储媒体具有用其体现且经配置以执行方法200的相关阶段的计算机可读程序。特定实施例包括通过方法200的实施例以及目标100的计量测量及/或使用方法200的阶段执行的计量测量设计的相应目标的目标设计文件。方法200可包括以下阶段，而不考虑其顺序。
方法200包括：设计计量目标以包括具有相同粗略节距、相同线与空间(l:s)比1:1且按相同精细节距分割成精细元件的至少两个分段周期性结构(阶段210)；及配置所述分段周期性结构以在其分段配置方面彼此不同(阶段212)，例如，其中所述分段周期性结构的一者缺少其对应精细元件的至少一者(阶段214)，例如，(若干)缺少精细元件可相对于对应周期性结构的对应元件居中；及/或其中所述分段周期性结构中的一者包括以精细节距的整数彼此分离的精细元件的两个群组。方法200可包括设计至少两对分段周期性结构，每一对具有不同精细节距(阶段216)。
方法200可进一步包括产生并使用所设计计量目标以从至少两个分段周期性结构的测量导出像差估计(阶段220)。特定实施例进一步包括应用(若干)学习阶段(例如使用(若干)模拟或(若干)实际测量)，例如，以提供初始近似或实施机器学习算法以增强像差估计的导出(阶段222)。
在一些实施例中，方法200可进一步包括将至少一个周期性结构添加到至少两个分段周期性结构(阶段230)，及配置至少一个周期性结构以从其相对于分段周期性结构的至少一者的测量提供叠加估计(阶段232)。
方法200可进一步包括选择精细节距或在多对分段周期性结构的情况下的多个精细节距以对应于(若干)给定装置节距(阶段240)。
在特定实施例中，可使用美国专利申请案公开案第15/776,588号中揭示的目标结构来实施具有相同粗略节距、1:1l:s比及相同精细节距的分段周期性结构100a、100b(其在(若干)遗失元件或(若干)间隙125方面彼此不同)，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中，教示按与目标的掩模设计中的(若干)周期性结构相同的周期性且与其连续地添加子分辨辅助特征，其中所述子分辨辅助特征具有小于对应可印刷性阈值的cd。可在本发明的背景内容中使用其中揭示的目标设计来提供扫描仪不对称像差的测量。
所揭示实施例提供处置不对称扫描仪像差对叠加误差预算的显著影响的解决方案。由于不对称像差对不同结构的效应可不同，因此印刷目标的图案放置偏移可不同，此使其在现有技术中的测量变得复杂(例如，使用每一扫描仪/目标的复杂校准工艺)，这是因为其与归因于像差的装置偏移及相对于装置设计的计量目标偏移之间的差异有关，如全部内容以引用的方式并入本文中的美国专利申请案公开案第15/776,588号中论述。
有利地，所揭示实施例提供用于使用目标结构来估计不对称像差的较简单解决方案，所述目标结构具有与装置节距相同的分段节距(使得其受与装置相同的像差的影响)，但具有额外机制以提供像差的效应及其对叠加测量的影响的估计。具体来说，所揭示实施例提供不对称像差影响的基于成像的估计，其可根据客户周期性结构、产品上扫描仪像差影响测量工艺、对扫描仪不对称像差高度敏感的目标、可同时测量叠加及像差的目标、以及提供每一装置设计的像差等效物的测量的目标及测量方法特别地设计。
上文参考根据本发明的实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图说明和/或部分图式描述本发明的方面。应理解，流程图说明和/或部分图式的每一部分和流程图说明和/或部分图式中的部分的组合可由计算机程序指令实施。可将这些计算机程序指令提供到通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备的处理器以产生机器，使得经由计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实施流程图和/或部分图式或其的部分中指定的功能/动作的构件。
这些计算机程序指令也可存储在计算机可读媒体中，所述计算机程序指令可引导计算机、其它可编码数据处理设备或其它装置以特定方式起作用，使得存储在计算机可读媒体中的指令产生制品，包含实施流程图和/或部分图式或其部分中指定的功能/动作的指令。
计算机程序指令也可加载到计算机、其它可编程数据处理设备或其它装置上以使在计算机、其它可编程设备或其它装置上执行一系列操作步骤以产生计算机实施过程，使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实施在流程图和/或部分图式或其的部分中指定的功能/动作的过程。
前述流程图及图式说明根据本发明的各个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实施方案的架构、功能和操作。在这方面，流程图或部分图式中的各部分可表示模块、片段或代码的部分，其包括用于实施(若干)指定逻辑功能的一或多个可执行指令。也应注意，在一些替代实施方案中，部分中提及的功能可不以图中提及的顺序发生。举例来说，事实上，取决于所涉及的功能，依序展示的两个部分可大体上同时执行或所述部分有时可以相反顺序执行。也应注意，部分图式和/或流程图说明的每一部分及部分图式和/或流程图说明中的部分的组合可由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统或专用硬件和计算机指令的组合实施。
在上文的描述中，实施例是本发明的实例或实施方案。“一个实施例”、“实施例”、“特定实施例”或“一些实施例”的不同出现不一定全部是指相同实施例。虽然可在单个实施例的背景内容中描述本发明的各种特征，但所述特征也可单独或以任何适合组合提供。相反地，虽然本文中为了清楚起见在单独实施例的背景内容中描述本发明，但本发明也可在单个实施例中实施。本发明的特定实施例可包含来自上文中揭示的不同实施例的特征，且特定实施例可并入来自上文中揭示的其它实施例的元件。不应将在特定实施例的背景内容中对本发明的元件的揭示视为将其的用途单独限于特定实施例中。此外，应理解，本发明可以多种方式执行或实践且本发明可实施于除了上文中的描述中概述的实施例外的特定实施例中。
本发明不限于所述图式或对应描述。举例来说，流程不需要进行各所说明的方框或状态或按如所说明且描述的完全相同的顺序进行。本文中使用的技术及科学术语的意义是如由所属领域的技术人员普遍理解，除非另外定义。虽然已针对有限数目个实施例描述本发明，但不应将这些理解为对本发明的范围的限制，而为一些优选实施例的例证。其它可能变动、修改及应用也在本发明的范围内。因此，本发明的范围不应由目前为止已描述的内容限制，而应由所附权利要求书及其的合法等效物限制。