專利名稱：多層重疊計量標靶和互補式重疊計量測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及被用于重疊計量的重疊標靶，且更具體地涉及多層標靶和補償式計量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在各種制造和生產(chǎn)設(shè)置中，需要控制給定樣本的各層之間或在特定層內(nèi)的對齊。例如，在半導體處理的情境中，基于半 導體的設(shè)備可通過在襯底上制造一系列層來產(chǎn)生，這些層的ー些或全部包括各種結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)在單個層內(nèi)的相對位置和這些結(jié)構(gòu)相對于其他層中的結(jié)構(gòu)的相對位置對于設(shè)備的性能是關(guān)鍵的。各結(jié)構(gòu)之間的未對準被稱為重疊(,overlay)誤差。對于在晶片上的連續(xù)被圖案化的各層之間的重疊誤差的測量是被用于制造集成電路和設(shè)備中的最關(guān)鍵的エ藝控制技木。重疊準確度一般有關(guān)于確定第一圖案化層如何準確地與部署于該第一層之上或之下的第二圖案化層對齊、且還有關(guān)于確定第一圖案如何準確地相對于部署于同一層上的第二圖案對齊。當前，經(jīng)由與晶片層一起被印刷的測試圖案來執(zhí)行重疊測量。經(jīng)由成像工具來捕捉這些測試圖案的圖像，且使用解析算法來從所捕捉的圖像計算出圖案的相對位移。這樣的重疊計量標靶(或“標記”)一般包括形成在兩層中的特征，這些特征被配置為可實現(xiàn)層的特征之間的空間位移(即，層之間的重疊或位移)的測量。圖1A到2B示出現(xiàn)有技術(shù)的典型的重疊標靶。圖1A和IB示出圍繞對稱中心分別具有180度和90度的重疊標靶。另外，圖1A和IB的標靶結(jié)構(gòu)包括各自轉(zhuǎn)90度而不變的圖案元素(如，102a到108b)。由于各個圖案元素的90度不變性，圖1A和IB的標靶100和101的圖案元素適于X-重疊和Y-重疊測量。圖2A和2B示出分別顯示出對于90度和180度旋轉(zhuǎn)不變性的標靶200和201。與圖1A和IB相反，圖案元素(如，202a到208d)僅顯示出180度旋轉(zhuǎn)對稱性。如此，必須使用至少兩個單獨的正交取向的圖案元素來測量X-和Y-方向的重疊。例如，可使用圖案元素202a、204a、202d、和204d來測量第一方向的重疊，而可使用圖案元素202b、204b、204c、和202c來測量與第一方向正交的第二方向的重疊。盡管現(xiàn)有的標靶和標靶測量系統(tǒng)適用于很多實現(xiàn)情境，此處構(gòu)想的是可作出很多改進。此處描述的發(fā)明公開了用于改進的計量測量的標靶和裝置。

發(fā)明內(nèi)容
公開了用于基于成像的計量的多層重疊標靶。在一個方面，該多方向重疊標記可包括，但不限于，多個標靶結(jié)構(gòu)，其包括三個或更多個標靶結(jié)構(gòu)，每一個標靶結(jié)構(gòu)包括一組兩個或更多個圖案元素，其中標靶結(jié)構(gòu)被配置為，一旦所述標靶結(jié)構(gòu)對齊時共享公共對稱中心，每一個標靶結(jié)構(gòu)可圍繞該公共對稱中心對于N度旋轉(zhuǎn)不變，其中N等于或大于180度，其中兩個或更多個圖案元素中的每一個具有單獨的對稱中心，其中每一個標靶結(jié)構(gòu)的兩個或更多個圖案元素的每一個圍繞該單獨對稱中心對于M度旋轉(zhuǎn)不變，其中M等于或大于180度。在另一方面，用于基于成像的計量的多層重疊標靶可包括，但不限于，多個標靶結(jié)構(gòu)，其包括三個或更多個標靶結(jié)構(gòu)，其中每一個標靶結(jié)構(gòu)包括一組兩個或更多個圖案元素，其中標靶結(jié)構(gòu)被配置為，一旦該標靶結(jié)構(gòu)對齊則共享公共對稱中心，其中每一個標靶結(jié)構(gòu)相對于該公共對稱中心對于90度旋轉(zhuǎn)不變，其中兩個或更多個圖案元素的每一個具有獨立對稱中心，其中每一個標靶結(jié)構(gòu)的兩個或更多個圖案元素的每一個圍繞該獨立對稱中心對于M度旋轉(zhuǎn)不變，其中M等于或大于180度。公開了適于多層重疊計量標靶的對比度增強的裝置。在一個方面，該裝置可包括但不限于，照明源；第一偏光器，被配置為偏光從該照明源發(fā)出的光的至少一部分；分束器，被配置為沿對象路徑將由該第一偏光器處理的光的第一部分引導至一個或多個試樣的表面，且沿基準路徑引導由第一偏光器處理的光的第二部分；沿主光軸部署的檢測器，其中該檢測器被配置為收集從該一個或多個試樣的表面反射的光的一部分；和第二偏光器，被配置為在光入射到檢測器的成像平面上(image plane)之前解析從該一個或多個試樣的表面反射的光的至少一部分，其中該第一偏光器和該第二偏光器被設(shè)置為最小化從該一個或多個試樣的未圖案化的部分反射到達該檢測器的光的量。在另一個方面，該裝置可包括但不限于，照明源；沿主光軸部署的檢測器，其中該檢測器被配置為收集從該一個或多個試樣的表面反射的光的一部分；置于照明路徑的光瞳平面處的孔，其中該孔被配置為選擇從照明源發(fā)出的照明的照明角度，其中該照明角度適于在檢測器的成像平面處實現(xiàn)所選的對比度；和第一分束器，被配置為沿對象路徑將透射通過該孔的光的第一部分引導至一個或多個試樣的表面，且沿基準路徑引導透射通過該孔的光的第二部分。應當理解，上述一般描述以及以下詳細描述只是示例性和說明性的，而不一定限制如要求保護的本發(fā)明。結(jié)合在本說明書中且構(gòu)成其一部分的附圖示出本發(fā)明的各個實施例，并且與一般描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。


本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過參考附圖更好地理解本公開的許多優(yōu)點，其中圖1A是重疊標靶的俯視圖。圖1B是重疊標靶的俯視圖。圖2A是重疊標靶的俯視圖。
圖2B是重疊標靶的俯視圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的多層重疊標靶的俯視圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的多層重疊標靶的俯視圖。圖5A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的多層重疊標靶的俯視圖。圖5B是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的多層重疊標靶的俯視圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的多層重疊標靶的俯視圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的多層重疊標靶的俯視圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的在虛擬填充存在情況下被印刷的多層重疊標靶的俯視圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的在虛擬填充存在情況下被印刷的多層重疊標靶的俯視圖。圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的在虛擬填充存在情況下被印刷的多層重疊標靶的俯視圖。圖11是適于多層重疊計量標靶的對比度增強的系統(tǒng)的框圖。圖12是適于多層重疊計量標靶的對比度增強的系統(tǒng)的框圖。圖13A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的適于對比度增強的照明光瞳結(jié)構(gòu)的示意圖。圖13B是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的適于對比度增強的照明光瞳結(jié)構(gòu)的示意圖。圖13C是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的適于對比度增強的照明光瞳結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)在，將具體地參考在附圖中示出的所公開主題。一般地參看圖3到10，根據(jù)本公開，描述了適于基于成像的重疊計量的重疊標靶。在一般意義上，本發(fā)明的重疊標靶可被用于確定在半導體晶片的兩個連續(xù)工藝層之間的重疊誤差。例如，可利用重疊標靶來測量第一半導體層相對于第二半導體層的對齊，其中第二層和第一層是被相繼部署的。此外，可使用重疊標靶來確定經(jīng)由兩個或更多個不同工藝(如，光刻曝光)形成在共同半導體層上的兩個結(jié)構(gòu)之間的對齊誤差。例如，可利用重疊標靶來測得第一圖案相對于第二圖案的對齊，其中第一圖案和第二圖案是被形成在相同半導體層上的連續(xù)圖案。例如，在利用兩個或更多個重疊標靶的測量中，可將重疊標靶印刷在第一晶片層和第二晶片層上的特定位置處，從而當?shù)谝缓偷诙颖缓线m地對齊時，重疊標靶的第一結(jié)構(gòu)和第二結(jié)構(gòu)的圖案元素也對齊。然而，當?shù)谝缓偷诙印拔刺幱谶m當位置”時，給定的較薄的重疊標記100的第一結(jié)構(gòu)102和第二結(jié)構(gòu)104的圖案元素之間的相對偏離存在，可通過各種技術(shù)測得偏離。此處描述的結(jié)構(gòu)和圖案元素可使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的適于半導體晶片處理的各種工藝制造，諸如，但不限于，光刻、蝕刻、和沉積技術(shù)。用于印刷重疊標靶和它們所包含的結(jié)構(gòu)、圖案元素、和圖案子元素的方法一般地在2006年2月23日提交的美國申請系列號No. 11/179,819中被描述，該專利通過引用結(jié)合至此。圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實 施例的、適于基于成像的計量的六層重疊標靶300的俯視圖。在一個方面，該重疊標靶300可包括三個或更多個標靶結(jié)構(gòu)。在標靶300的另一個方面，重疊標靶300的每一個標靶結(jié)構(gòu)包括兩個或更多個圖案元素。注意，為了本公開的目的，使用圖2 (和本公開中的所有附圖沖的紋理圖案來代表標靶的不同標靶結(jié)構(gòu)，其中屬于同一個標靶結(jié)構(gòu)的圖案元素具有相同的紋理。在本公開的各附圖中顯示的紋理圖案并不應該被解釋為限制，因為所選擇的紋理圖案并不代表關(guān)聯(lián)的圖案元素的結(jié)構(gòu)性方面，而僅是被用于代表相同標靶結(jié)構(gòu)的圖案元素。以示例的方式，如圖3中所示，標靶300可包括六個標靶結(jié)構(gòu)(圖示的每一個結(jié)構(gòu)具有獨特紋理)。進一步，標靶300的六個標靶結(jié)構(gòu)的每一個可包括兩個圖案元素。例如，如圖3中所示，第一結(jié)構(gòu)可包括圖案元素302a和302b，第二結(jié)構(gòu)可包括圖案元素304a和304b，第三結(jié)構(gòu)可包括圖案元素306a和306b，第四結(jié)構(gòu)可包括圖案元素308a和308b，第五結(jié)構(gòu)可包括圖案元素310a和310b，且第六結(jié)構(gòu)可包括圖案元素312a和312b。更一般地，標靶300的給定結(jié)構(gòu)(即，第一、第二、第三、或直到第N個結(jié)構(gòu))可包括從兩個圖案元素至第N個圖案元素(包括其在內(nèi))。在本發(fā)明的標靶300的另一個方面，標靶300的標靶結(jié)構(gòu)的每一個被設(shè)計為使得各自圍繞公共對稱中心110對于180度旋轉(zhuǎn)不變。例如，如圖3中所示，一旦將標靶結(jié)構(gòu)圍繞公共對稱中心110旋轉(zhuǎn)180度，該結(jié)構(gòu)的俯視圖與旋轉(zhuǎn)前該結(jié)構(gòu)的俯視圖相同。結(jié)果，本領(lǐng)域技術(shù)人員可了解，由多個個別結(jié)構(gòu)組成的總體標靶，在被合適地對齊時，圍繞公共對稱中心110，對于180度旋轉(zhuǎn)不變。在一個實施例中，如圖3中所示，每一個結(jié)構(gòu)的兩個圖案元素可被取向為位于對角線地彼此相對的位置，導致作為整體的重疊標靶的180度的旋轉(zhuǎn)對稱性?？衫斫獾氖?，使用圍繞公共對稱中心110對于180度旋轉(zhuǎn)不變的重疊標靶300，允許在多于兩層的重疊計量中使用標靶300。以此方式，可使用出現(xiàn)在重疊標靶300中的六個標靶結(jié)構(gòu)的任何一對執(zhí)行重疊計量測量。另外，由于標靶300的每一個結(jié)構(gòu)的對稱中心的排列，可在單次圖像獲取中從六個結(jié)構(gòu)采集到重疊計量測量。應該理解的是盡管在第一層和第二層被合適地對齊時，通過設(shè)計使得第一結(jié)構(gòu)和第二結(jié)構(gòu)共享公共對稱中心，一旦第一層和第二層不對齊時，第一結(jié)構(gòu)和第二結(jié)構(gòu)相對于彼此偏離。作為不對齊的結(jié)果，第一結(jié)構(gòu)的對稱中心和第二結(jié)構(gòu)的對稱中心將偏離，且第一結(jié)構(gòu)和第二結(jié)構(gòu)的對稱中心將不再重合?？衫斫獾氖?，這個概念可被擴展至本發(fā)明的給定標靶內(nèi)的所有結(jié)構(gòu)。對于標 靶300的各結(jié)構(gòu)的對稱中心之間的這個偏離的測量能實現(xiàn)重疊測量。可在此處描述的標靶200的情況下被使用的測量技術(shù)在2007年7月30日提交的美國申請系列號11/830，782、和2005年7月11日提交的系列號11/179，819中被描述，這些專利通過引用被結(jié)合至此。在另一個方面，標靶300的每一個結(jié)構(gòu)的每一個圖案元素具有獨立的對稱中心。另外，300的圖案元素被設(shè)計為使得每一個圖案元素(如，302a-302b、304a-304b等)圍繞獨立圖案元素的對稱中心對于90°旋轉(zhuǎn)不變。作為對于標靶300的每一個結(jié)構(gòu)的每一個圖案元素的4-倍旋轉(zhuǎn)對稱性，可使用相同的圖案元素執(zhí)行X-重疊和Y-重疊測量。本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解的是，如圖3中所示的標靶結(jié)構(gòu)的數(shù)量和標靶結(jié)構(gòu)內(nèi)的圖案元素的數(shù)量不代表限制，而是實質(zhì)上應該被解釋為說明性的。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解的是，如圖3所示的對于矩形標靶區(qū)域的使用，不是限制，且一般而言，可使用各種標記區(qū)域形狀(如，正方形、梯形、平行四邊形、或橢圓)來表征重疊標靶邊界的周界。例如，給定標靶的一組結(jié)構(gòu)可被設(shè)置為使得它們的外邊緣形成橢圓或圓形的標靶區(qū)域。一般而言，第一結(jié)構(gòu)和第二結(jié)構(gòu)的各種圖案元素的兩維形狀并不受限制。因此，圖3所示的圖案元素的正方形形狀不應該被解釋為限制而僅僅是說明性的?？衫斫獾氖牵嬖诳僧a(chǎn)生標靶結(jié)構(gòu)300的圖案元素(如，302a到312b)所需要的90度旋轉(zhuǎn)不變性的各種圖案元素形狀。例如，標靶結(jié)構(gòu)300的圖案元素可包括具有正方形形狀、十字形狀、或菱形、及其他的圖案元素。在另一方面，如圖3中所示，第一結(jié)構(gòu)的圖案元素與第二結(jié)構(gòu)的圖案元素可相同。例如，標靶結(jié)構(gòu)300的所有圖案元素可具有正方形形狀。在另一方面，標靶結(jié)構(gòu)300的各結(jié)構(gòu)的圖案元素可不同。例如，盡管未示出，第一結(jié)構(gòu)的圖案元素302a和302b可不同于第二結(jié)構(gòu)的圖案元素304a和304b。例如，第一結(jié)構(gòu)的圖案元素302a和302b可具有正方形形狀，而第二結(jié)構(gòu)的圖案元素304a和304b可具有“十字”形狀(未示出)。在另一方面，單個標靶結(jié)構(gòu)(S卩，第一結(jié)構(gòu)或第二結(jié)構(gòu))內(nèi)的圖案元素的形狀可以是一致的。更特定地，給定結(jié)構(gòu)內(nèi)的圖案元素可具有相同的形狀。例如，第三標靶結(jié)構(gòu)的圖案元素306a和306b都具有正方形形狀。在另一方面，給定結(jié)構(gòu)(即，第一結(jié)構(gòu)或第二結(jié)構(gòu))內(nèi)的圖案元素的形狀可以是不一致的(未示出)。更特定地，給定結(jié)構(gòu)可包含多于一個圖案元素形狀。例如，第四結(jié)構(gòu)可包括具有“十字”形狀(未示出)的圖案元素308a和具有正方形形狀的圖案元素308b。應該理解的是，對于重疊標靶300的標靶結(jié)構(gòu)的圖案元素的形狀沒有一般化的限制，只要圖案元素的形狀和圖案元素的取向使得標靶結(jié)構(gòu)圍繞它們的公共對稱中心具有180度旋轉(zhuǎn)不變性且各標靶結(jié)構(gòu)的各圖案元素圍繞其單獨的對稱中心具有90度旋轉(zhuǎn)不變性?？筛鶕?jù)各組空間位置來設(shè)置重疊標靶300的結(jié)構(gòu)的圖案元素。例如，第一結(jié)構(gòu)的圖案元素302a和302b、第二結(jié)構(gòu)的圖案元素304a和304b、第三結(jié)構(gòu)的圖案元素306a和306b、第四結(jié)構(gòu)的圖案元素308a和308b、第五結(jié)構(gòu)的圖案元素310a和310b、以及第六結(jié)構(gòu)的圖案元素312a和312b，可被設(shè)置為使得它們形成周期性或非周期性圖案。如，如圖3中所示，圖案302a到312b的兩維設(shè)置形成兩維周期性陣列。此處可構(gòu)想，各種設(shè)置可適于創(chuàng)建標靶300的180度旋轉(zhuǎn)不變性。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的可選實施例的重疊標靶400的俯視圖。申請人指出，除非另有說明，對于標靶300的上述描述性材料應該被解釋為應用于該公開的其他部分。如在此處上文所述的標靶300，多層重疊標靶400可具有三個或更多個標靶結(jié)構(gòu)，各標靶結(jié)構(gòu)包括兩個或更多個圖案元素。例如，重疊標靶400可具有六個標靶結(jié)構(gòu)，各標靶結(jié)構(gòu)包含四個圖案元素。例如，如圖4中所示，第一結(jié)構(gòu)可包括圖案元素402a、402b、402c、和402d,第二結(jié)構(gòu)可包括圖案元素404a、404b、404c、和404d,第三結(jié)構(gòu)可包括圖案元素406a、406b、406c、和406d,以此類推。如標祀300中一樣,更一般而言,標祀400的給定結(jié)構(gòu)(即，第一、第二、第三、或直到第N個結(jié)構(gòu))可包括從兩個圖案元素至第N個圖案元素(包括其在內(nèi))。在標靶400的另一個方面，類似于上述標靶300，標靶400的各標靶結(jié)構(gòu)被設(shè)計為使得各標靶結(jié)構(gòu)圍繞公共對稱中心110對于180度旋轉(zhuǎn)不變，使得標靶400也對于180度旋轉(zhuǎn)不變。例如，如圖4中所示，標靶400的第一結(jié)構(gòu)的圖案元素402a和402b與圖案元素402c和402d被對角線地取向，且被設(shè)置為使得該第一標靶結(jié)構(gòu)圍繞其對稱中心110對于180度旋轉(zhuǎn)不變。然而，要注意的是，標靶400的標靶結(jié)構(gòu)并不是對于90度旋轉(zhuǎn)不變的。類似于上述標靶300，也可在多于兩層的重疊計量中使用標靶400。結(jié)果，可使用出現(xiàn)在重疊標靶400中的六個標靶結(jié)構(gòu)的任何一對執(zhí)行重疊計量測量。另外，由于標靶400的每ー個結(jié)構(gòu)的對稱中心110的排列，可在單次圖像獲取中從六個結(jié)構(gòu)采集到重疊計量測量。在本發(fā)明的又ー個方面，對于每ー個標靶結(jié)構(gòu)，用于X-重疊測量的一組圖案元素(如，402a和402d)的對稱中心搭配有用于Y-重疊測量的一組圖案元素(如，402b和402c)。可理解的是，諸如此的設(shè)計允許在單個“圖像獲取”中同時采集X-重疊和Y-重疊數(shù)據(jù)。這樣，相比傳統(tǒng)的重疊標靶，極大地減少了移動采集測量的時間。另外，進ー步要了解的是圖4中所示出的設(shè)計可運行與現(xiàn)有計量工具的過程和體系架構(gòu)兼容。 在另ー個方面，標靶400的獨立的圖案元素被設(shè)計為使得每ー個圖案元素(如，402a-402b、404a-404b等)圍繞獨立圖案元素的對稱中心112對于180°旋轉(zhuǎn)不變。與標靶300對比，進ー步要注意的是，標靶400的獨立圖案元素并不是圍繞獨立圖案元素的對稱中心112對于90°旋轉(zhuǎn)不變的。由此，不可使用單個圖案元素(如，402a)來同時測量X-重疊和Y-重疊。因此，可使用各獨立圖案元素來側(cè)X-重疊或Y-重疊。例如，標靶400的標靶結(jié)構(gòu)包括數(shù)對圖案元素，ー個指定給X-重疊且ー個指定給Y-重疊。圖4中所示的圖案元素的圖案形狀并不代表限制，因為應該被理解為存在適于本發(fā)明的實現(xiàn)的具有180度旋轉(zhuǎn)対稱性(而沒有90度旋轉(zhuǎn)對稱性)的多個其他圖案元素。在一般的意義上，圍繞公共對稱中心110對于標靶結(jié)構(gòu)產(chǎn)生180度旋轉(zhuǎn)對稱性(而不產(chǎn)生90度旋轉(zhuǎn)對稱性)、同時圍繞各元素對稱中心112對于獨立圖案元素(如，402a到412d)產(chǎn)生180度旋轉(zhuǎn)對稱性(而不產(chǎn)生90度旋轉(zhuǎn)對稱性)的任何圖案元素和標靶結(jié)構(gòu)方案，可適于本發(fā)明的實現(xiàn)。為此理由，圖4中示出的標靶結(jié)構(gòu)和圖案元素方案應該被解釋為僅僅是說明性的而不應該被認為是限制。圖5A示出根據(jù)本發(fā)明的可選實施例的重疊標靶500的俯視圖。如在上述的重疊標靶，多層標靶500可包括三個或更多個標靶結(jié)構(gòu)，各標靶結(jié)構(gòu)包括兩個或更多個圖案元素。例如，如圖5A中所示，重疊標靶500可具有六個標靶結(jié)構(gòu)，各標靶結(jié)構(gòu)包含四個圖案元素。例如，如圖5A中所示，第一結(jié)構(gòu)可包括圖案元素502a、502b、502c、和502d，第二結(jié)構(gòu)可包含圖案元素504a、504b、504c、和504d，以此類推。同樣，更一般而言，標靶500的給定結(jié)構(gòu)(即，第一、第二、第三、或直到第N個結(jié)構(gòu))可包括從兩個圖案元素至第N個圖案元素(包括其在內(nèi))。與標靶300和400相反，標靶500的各標靶結(jié)構(gòu)被設(shè)計為使得各標靶結(jié)構(gòu)圍繞公共對稱中心110對于90度旋轉(zhuǎn)不變，使得標靶500也對于90度旋轉(zhuǎn)不變。例如，如圖5A中所示，標靶500的第六標靶結(jié)構(gòu)的圖案元素512a、512b、512c、和512d被設(shè)置為使得第六標靶結(jié)構(gòu)圍繞其對稱中心110對于90度旋轉(zhuǎn)不變。在另ー個方面，標靶500的獨立的圖案元素被設(shè)計為使得每ー個圖案元素(如，502a-502d、504a-504d等)圍繞各個圖案元素的對稱中心112對于180°旋轉(zhuǎn)不變。同樣，500的圖案元素圍繞獨立圖案元素對稱中心112對于90°旋轉(zhuǎn)不變。因此，如在標靶400中一祥，不可使用單個圖案元素(如，502a)來同時測量X-重疊和Y-重疊。由此，可使用各獨立圖案元素來測量X-重疊或Y-重疊。例如，標祀500的標祀結(jié)構(gòu)包括兩對圖案元素,一對(502a和502c)被指定用于X-重疊測量且一對(502b和502d)被指定用于Y-重疊測量。如標靶400中一樣，圖5中所示的圖案元素的圖案形狀也并不代表限制，因為應該被理解為存在適于本發(fā)明的實現(xiàn)的具有180度旋轉(zhuǎn)對稱性(不產(chǎn)生90度旋轉(zhuǎn)對稱性)的多個其他圖
案元素。在一般的意義上，圍繞公共對稱中心110對于標祀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生90度旋轉(zhuǎn)對稱性、同時圍繞各圖案對稱中心112對于各個圖案元素(如，502a到512d)產(chǎn)生180度旋轉(zhuǎn)對稱性(而不產(chǎn)生90度旋轉(zhuǎn)對稱性)的任何圖案元素和標靶結(jié)構(gòu)方案，可適于本發(fā)明的實現(xiàn)。為此理由，圖5中示出的標靶結(jié)構(gòu)和圖案元素方案應該被解釋為僅僅是說明性的而不應該被認為是限制性的。圖5B示出根據(jù)本發(fā)明的可選實施例的重疊標靶501的俯視圖。如在上述的重疊標靶，多層標靶501可包括三個或更多個標靶結(jié)構(gòu)，各標靶結(jié)構(gòu)包括兩個或更多個圖案元素。例如，如圖5B中所示，重疊標靶501可具有六個標靶結(jié)構(gòu)，各標靶結(jié)構(gòu)包含四個圖案元素。例如，如圖5B中所示，第一結(jié)構(gòu)可包括圖案元素514a、514b、514c、和514d，第二結(jié)構(gòu)可包括圖案元素516a、516b、516c、和516d，第三結(jié)構(gòu)可包括圖案元素518a、518b、518c、和518d，以此類推。同樣，一般而言，標靶501的給定結(jié)構(gòu)(即，第一、第二、第三、或直到第N個結(jié)構(gòu))可包括從兩個圖案元素至第N個圖案元素(包括其在內(nèi))。 與圖5A相反，重疊標靶501被設(shè)計為對180度不變，但并非對于90度不變。以此方式，標靶501的各標靶結(jié)構(gòu)被設(shè)計為使得各標靶結(jié)構(gòu)圍繞公共對稱中心110至少對于180度旋轉(zhuǎn)不變，使得標靶501也對于180度旋轉(zhuǎn)不變。例如，如圖5B中所示，標靶501的第六標靶結(jié)構(gòu)的圖案元素524a、524b、524c、和524d被設(shè)置為使得第六標靶結(jié)構(gòu)圍繞其對稱中心110對于180度旋轉(zhuǎn)(但不是90度旋轉(zhuǎn))不變。申請人指出，重疊標靶501的每一個所構(gòu)成的標靶結(jié)構(gòu)不需要被限制為180度旋轉(zhuǎn)對稱性。如，如圖5B中所示，要注意的是圖案元素518a、518b、518c、和518d的設(shè)置形成90度旋轉(zhuǎn)地不變的標靶結(jié)構(gòu)。然而，如圖5B中所示，六個標靶結(jié)構(gòu)的組合形成重疊標靶501，該標靶501缺乏90度旋轉(zhuǎn)對稱性但是具有180度旋轉(zhuǎn)對稱性，因為其余標靶結(jié)構(gòu)缺乏90度旋轉(zhuǎn)對稱性。在一般的意義上，圍繞公共對稱中心110對于標靶結(jié)構(gòu)產(chǎn)生180度旋轉(zhuǎn)對稱性、同時圍繞各元素對稱中心112對于獨立圖案元素(如，514a到524d)產(chǎn)生180度旋轉(zhuǎn)對稱性的任何圖案元素和標靶結(jié)構(gòu)方案，可適于本發(fā)明的實現(xiàn)。為此理由，圖5B中示出的標靶結(jié)構(gòu)和圖案元素方案應該被解釋為僅僅是說明性的而不應該被認為是限制性的。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的可選實施例的重疊標靶600的俯視圖。要理解的是本文上述的重疊標靶的各實施例的一個或更多個標靶結(jié)構(gòu)可能缺乏適于重疊計量測量工藝的實現(xiàn)的充足的對比度。此處構(gòu)想的是，給定重疊標靶600的一個或多個結(jié)構(gòu)可通過增加整個標靶結(jié)構(gòu)表面積來增強，藉此增加被增強的標靶結(jié)構(gòu)的信息內(nèi)容。例如，可由給定標靶結(jié)構(gòu)的對比度級別來確定被包括在給定標靶結(jié)構(gòu)內(nèi)的圖案元素的數(shù)量。如，如圖6中所示，標靶600的第一結(jié)構(gòu)可具有比期望情況更低的對比度。由此，通過將附加圖案元素包括到標靶結(jié)構(gòu)中，標靶的設(shè)計者可增強對比度。以此方式，對比于在標靶600的其余標靶結(jié)構(gòu)內(nèi)的僅兩個圖案元素，標靶600的第一標靶結(jié)構(gòu)包括四個整體圖案元素602a、602b、602c、和602d。還可理解的是，應該遵循給定標靶的整體一組設(shè)計規(guī)則來設(shè)計被用于增強給定標靶結(jié)構(gòu)的對比的附加圖案元素。由此，附加圖案元素應該以與上述標靶300、400、500、和501 一致的方式，遵循對于整個標靶結(jié)構(gòu)和各個圖案元素的対稱性要求。例如，如圖6中所示，圖案元素602a、602b、602c、和602d圍繞整個標靶600的對稱中心110維持180度旋轉(zhuǎn)對稱性。結(jié)果，以類似于上述標靶300、400、和501的方式，標靶600將圍繞對稱中心110維持180度旋轉(zhuǎn)對稱性。進ー步，如圖6中所示，以同本文上述標靶200 —致的方式，圖案元素602a、602b、602c、和602d圍繞獨立圖案元素的對稱中心維持90度旋轉(zhuǎn)對稱性。圖7示出根據(jù)本發(fā)明的可選實施例的重疊標靶700的俯視圖。此處構(gòu)想的是標靶700的各標靶結(jié)構(gòu)可包括實現(xiàn)足夠級別的信息內(nèi)容(S卩，對比)所必需的圖案元素的數(shù)量。以此方式，通過增加缺乏對比度的標靶結(jié)構(gòu)的整體標靶結(jié)構(gòu)面積，可滿足該ー個或多個標靶結(jié)構(gòu)的信息內(nèi)容。例如，如圖7中所示，標靶700的第一結(jié)構(gòu)、第二結(jié)構(gòu)、第三結(jié)構(gòu)、和第四結(jié)構(gòu)可具有不同程度的信息不足。由此，設(shè)計者可修改每ー個標靶結(jié)構(gòu)的圖案元素的數(shù)量來彌補這個不足。例如，具有最低對比度級別的第一結(jié)構(gòu)，可包括十二個圖案元素702a、702b、702c、702d、702e、702f、702g、702h、7021、702j、702k、^P 7021。類似地，第二和第三結(jié)構(gòu)可具有類似的對比度級別要求，各自包括總共八個圖案元素。第二結(jié)構(gòu)包括704a、704b、704c、704d、704e、704f、704gjP 704h，而第三結(jié)構(gòu)包括 706a、706b、706c、和 706d。反之，標靶700的第四結(jié)構(gòu)可幾乎不要求對比度增強或可具有過剩的信息內(nèi)容。以此方式，一般為第四表面結(jié)構(gòu)指定的表面積可重新分配給其他標靶結(jié)構(gòu)中的ー個，從而在這些缺乏對比度的標靶結(jié)構(gòu)中構(gòu)建對比度，同時維持重疊標靶700的整體表面積要求。例如,第四標靶結(jié)構(gòu)可僅包括4個標靶圖案元素708a、708b、708c、和708d。還可理解的是，應該遵循給定標靶的整體一組設(shè)計規(guī)則來設(shè)計被用于增強重疊標靶700的標靶結(jié)構(gòu)的對比的附加圖案元素。由此，附加圖案元素應該以與上述標靶400、500、和501 —致的方式遵循對于整個標靶結(jié)構(gòu)和各個圖案元素的対稱性要求。例如，如圖1中所示，第二標靶結(jié)構(gòu)的圖案元素704a…704h圍繞整個標靶700的對稱中心110維持90度旋 轉(zhuǎn)對稱性，而第四標靶結(jié)構(gòu)的圖案元素708a…708d圍繞該對稱中心110具有180度旋轉(zhuǎn)對稱性。結(jié)果，以類似于上述標靶400、和501的方式，標靶700將圍繞對稱中心110維持至少180度旋轉(zhuǎn)對稱性。進ー步可理解的是，還可實現(xiàn)上述對于附加圖案元素的使用，使得重疊標靶，類似于圖5A的標靶500，具有90度旋轉(zhuǎn)對稱性。進ー步，還是如圖1中所示，以與本文上述的標靶400、500、和501 —致的方式，獨立圖案元素702a…7021、704a...704h、706a...706h、和708a…708d圍繞各獨立圖案元素的對稱中心是180度旋轉(zhuǎn)對稱的。圖8示出根據(jù)本發(fā)明的可選實施例的、在虛擬填充801存在的情況下，重疊標靶801的俯視圖。應該理解的是，重疊標靶400、500、和501(其中使用不同圖案元素執(zhí)行X-重疊和Y-重疊測量)允許在虛擬填充801存在的情況下的重疊計量測量エ藝。例如，圖8示出在虛擬填充801存在的情況下被實現(xiàn)的重疊標靶800。如，重疊標靶800具有六個標靶結(jié)構(gòu)，各標靶結(jié)構(gòu)包含四個圖案元素。以此方式，第一結(jié)構(gòu)包括圖案元素802a. . . 802d、第二結(jié)構(gòu)包括圖案元素804a. . . 804d、第三結(jié)構(gòu)包括圖案元素806a. . . 806d、第四結(jié)構(gòu)包括圖案元素808a. 808d、第五結(jié)構(gòu)包括圖案元素810a. 810d、第六結(jié)構(gòu)包括圖案元素812a. 812d。另外，要指出的是，在圖8的示例中，各結(jié)構(gòu)的圖案元素中的兩個被指定用于X-重疊測量(如，802a、806a、或810a)，而各標靶結(jié)構(gòu)的其余兩個圖案元素被指定用于Y-重疊測量(如，812d、808d、或 804d)。在又一個實施例中，標靶800的圖案元素(如，802a... 812d)各自包括多個子元素803。例如，如圖8中所示，各圖案元素(如，802a. ..812d)可包括三個平行的窄矩形且周期性間隔的子元素803。應該注意的是，圖8中示出的子元素803的形狀和設(shè)置并不代表限制而是應該被解釋為說明性的。進一步要理解的是，如圖8中所示，虛擬填充801可由印刷在重疊標靶800之上或之下的周期性光柵結(jié)構(gòu)組成。 在又一個實施例中，各結(jié)構(gòu)的各圖案元素(如，802a. . . 812d)的子元素803可與虛擬填充801結(jié)構(gòu)的光柵結(jié)構(gòu)正交地對齊。在這個方面，虛擬填充801的線與子元素803結(jié)構(gòu)的線垂直。申請人指出，通過將圖案元素(如，802a. . . 812d)的子元素803正交地對齊于虛擬填充結(jié)構(gòu)801，減輕了由來自下方的虛擬填充結(jié)構(gòu)801的信息污染給定重疊標靶的計量信號的風險。如在本文上述標靶400和501中，進一步理解的是，重疊標靶800圍繞標靶的所構(gòu)成的標靶結(jié)構(gòu)的公共對稱中心的180度旋轉(zhuǎn)對稱性，而標靶800的獨立圖案元素(如，802a. . . 812d)圍繞各獨立圖案元素的對稱中心具有180度旋轉(zhuǎn)對稱。在又一個實施例中，圖案元素(如，802a...812d)的子元素803、虛擬填充結(jié)構(gòu)801、或者兩者的周期性可由低于適于實現(xiàn)計量系統(tǒng)的分辨率構(gòu)成。特定地，Ist和-1st衍射級可落在該計量系統(tǒng)的成像系統(tǒng)的物鏡的孔之外。此處要理解的是，上述特征在虛擬填充結(jié)構(gòu)的情況下是特別有利的，因為這進一步減輕了由來自虛擬填充圖案801的信號污染標靶800的計量信號的風險。圖9示出根據(jù)本發(fā)明的可選實施例的、在虛擬填充801存在情況下，重疊標靶900的俯視圖。標靶900和標靶800的類似之處在于，其具有相同的對稱性要求、和正交的圖案元素、以及虛擬填充對齊。然而，標靶900示出適于在計量工藝中實現(xiàn)的正方形尺寸的標靶。圖10示出根據(jù)本發(fā)明的可選實施例的、在虛擬填充801存在情況下，重疊標靶1000的俯視圖。標靶1000和標靶800的類似之處在于，其具有相同的對稱性要求、正交的圖案元素、以及虛擬填充對齊。然而，標靶1000，如上述參看圖6和7描述的，示出對比度增強的實現(xiàn)。進一步，圖10示出位于重疊標靶1000的中心的采集標記1001?？墒褂迷摬杉瘶擞?001來標識標靶的中心的大致位置，從而將標靶定位于給定計量工具的視場(FOV)的中心。大體地參看圖11和12，根據(jù)本發(fā)明描述適于對比增強的系統(tǒng)1100和1200。此處構(gòu)想的是本發(fā)明的系統(tǒng)1100和1200可實現(xiàn)本文上述的各多層標靶。與本發(fā)明的多層標靶關(guān)聯(lián)的一個限制包括與它們較小的測量結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的缺乏信息內(nèi)容(即，對比度)的潛在可能。系統(tǒng)1100和1200涉及，提供增強的對比度級別來抵消在本發(fā)明的各多層標靶的一個或多個標靶結(jié)構(gòu)中存在的低對比度。系統(tǒng)1100涉及利用結(jié)構(gòu)化的照明來增強與本發(fā)明的多層標靶的標靶結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的一個或多個測量結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的對比度級別。另外，系統(tǒng)1200涉及利用交叉偏光來增強與本發(fā)明的多層標靶的標靶結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的一個或多個測量結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的對比度級別。
此處構(gòu)想的是，本發(fā)明的系統(tǒng)1100和1200可包括(但是不要求包括)修改或重新配置現(xiàn)有的光學計量系統(tǒng)。如，本發(fā)明可包括修改KLA-Tencor ArcherlOO重疊控制系統(tǒng)。例如,在系統(tǒng)1200的情況下，可將第一線性偏光器插入傳統(tǒng)系統(tǒng)(如，Archer 100系統(tǒng))的照明路徑中，而第二線性偏光器被放置在傳統(tǒng)系統(tǒng)的成像路徑中。在系統(tǒng)1100的情況下，可將孔插入在傳統(tǒng)系統(tǒng)(如，Archer 100系統(tǒng))的照明路徑的光瞳平面處。應該注意的是，本發(fā)明并不限于對于Archer 100系統(tǒng)的修改，而是，上述描述應該僅被解釋為說明。期望的是本發(fā)明可被擴展至各種顯微鏡檢查和重疊計量系統(tǒng)?，F(xiàn)在參看圖11，適于對于多層重疊計量標靶的對比增強的系統(tǒng)1100可包括照明源1102、孔1104、分束器1108、和被配置為接收從一個或多個試樣1114 (如，一批晶片的一個或多個晶片)反射的光的檢測器1110。系統(tǒng)1100的照明源1102可包括現(xiàn)有技術(shù)已知的任何照明源。在一個實施例中，照明源1102可包括寬帶光源(如，白光源)。例如，照明源1102可包括但不限于鹵素光源(HLS)。如，鹵素光源可包括但不限于鎢基鹵素燈。在另一個示例中，該照明源1102可包括氙氣弧燈。在本發(fā)明的另一個方面，系統(tǒng)1100的分束器1108可將從照明源1102發(fā)出、在通過孔之后的光束，分為兩個路徑·對象路徑1112和基準路徑1113。在這個意義上，系統(tǒng)1100的對象路徑1112和基準路徑1113可形成兩光束干涉光學系統(tǒng)的一部分。例如，分束器1108可沿對象路徑1112引導來自照明路徑1115的光束的一部分，同時允許來自照明路徑1115的光束的第二部分沿基準路徑1113被傳輸。更特定地，分束器108可將從照明源1102發(fā)出、在通過孔1104后的光的一部分，(如，經(jīng)由對象路徑1112)引導至部署于試樣臺1118上的試樣1114的表面。另外，分束器1108可將從照明源1102發(fā)出的光的第二部分透射至基準路徑1113的組件。如，分束器1108來自照明路徑1115的光的一部分沿基準路徑1113透射至基準鏡(未示出)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應該注意的是，本領(lǐng)域已知的任何分束器適于實現(xiàn)作為本發(fā)明的I分束器1108。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員應該明白，基準路徑1113可包括但不限于，基準鏡、基準對象、和被配置為選擇性地阻擋基準路徑1113的遮光器。在一般意義上，可將兩束干涉光學系統(tǒng)配置為Linnik干涉儀。Linnik干涉儀在1989年4月4日授權(quán)的美國專利號4，818，110和在2001年I月9日授權(quán)的美國專利號6，172，349中被一般地描述，這兩個專利通過引用并入此。在另一個實施例中，系統(tǒng)1100可包括主物鏡1109。主物鏡1109可幫助沿對象路徑1112將光引導至部署于試樣臺1118上的試樣1114的表面。例如，分束器1108可沿對象路徑1112引導從照明源1102發(fā)出、在經(jīng)過孔1104之后的光束1115的一部分。在分束器1108的分離過程之后，主物鏡1109可將來自對象路徑1112的光(與主光軸1107共線)聚焦在試樣1114的表面上。在一般意義上，現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何物鏡可適于實現(xiàn)作為本發(fā)明的主物鏡1109。進一步，入射在試樣1114表面上的光的一部分可由試樣1114反射并經(jīng)由物鏡1109和分束器1108沿主光軸1107引導向檢測器1110。進一步應該理解的是，諸如中間透鏡、附加分束器(如，被配置為將光的一部分分離至聚焦系統(tǒng)的分束器)之類、和成像透鏡1106之類的中間光學設(shè)備可被放置在物鏡1109和檢測器1110的成像平面之間。
在本發(fā)明的另ー個方面，系統(tǒng)100的檢測器1110可沿系統(tǒng)1100的主光軸1107被部署。在這個方面，可將攝像機1110設(shè)置為收集來自試樣1114的表面的圖像數(shù)據(jù)。例如，在一般意義上，在從試樣1114表面反射之后，光可沿主光軸1107經(jīng)由主物鏡1109和分束器1108行進至檢測器1110的成像平面?？衫斫獾氖乾F(xiàn)有技術(shù)中的任何檢測器系統(tǒng)適于本發(fā)明中的實現(xiàn)。例如，檢測器1110可包括基于電荷耦合器件(CXD)的攝像機系統(tǒng)。以另ー個示例的方式，檢測器1110可包括基于時間延遲積分(TDI)-CXD的攝像機系統(tǒng)。在又ー個方面，檢測器1110可與計算機系統(tǒng)(未示出)通信地耦合。在這個方面，經(jīng)由信號(諸如有線信號(如，銅線、光纖電纜等)或無線信號(如，無線RF信號))，可將數(shù)字化的圖像數(shù)據(jù)從檢測器1110傳送至計算機系統(tǒng)。盡管上述描述將檢測器110描述為位于沿系統(tǒng)1100的主光軸1107之處，這個特性不應該為解釋為要求。此處可構(gòu)想的是，檢測器1110可位于沿系統(tǒng)1100的附加光軸之處。例如，在一般意義上，可利用一個或多個附加分束器來轉(zhuǎn)向從試樣1114的表面反射的光的一部分并沿對象路徑1112行進至附加光軸(與對象路徑1112不是平行的)上。攝像機1110可被設(shè)置為使得沿附加光軸行進的光入射在攝像機1110的成像平面上。在本發(fā)明的ー個方面，孔1104可位于照明路徑1115的光瞳平面處。在這個方面，孔1104可被配置為具有定義明確的形狀從而選擇從照明源1102發(fā)出的照明的預定照明角度。選擇該照明角度從而在檢測器1110的成像平面處實現(xiàn)所選擇的對比度級別。在一個實施例中，該孔可具 有一幾何形狀或多個幾何形狀的組合。例如，孔可具有“X”形狀或“十字”形狀。在另ー個示例中，該孔可具有環(huán)狀。此處進一歩可理解的是可經(jīng)由衍射光學部件實現(xiàn)這些形狀。在另ー個實施例中，照明路徑可包括多個孔。在這個方面，在方案培訓期間可選擇多個孔的其中之一來最優(yōu)化特定堆疊和標靶涉及的對比度。此處可理解的是這可通過利用試錯法完成。在另ー個實施例中，孔1104可包括可調(diào)孔。例如，孔1104可由可調(diào)孔構(gòu)成，該可調(diào)孔可由用戶編程來產(chǎn)生多個可選擇照明結(jié)構(gòu)。在這個方面，被編程的可調(diào)孔可以最優(yōu)化特定堆疊或標靶設(shè)計的對比度的方式被調(diào)整。如，可調(diào)孔可包括但不限干，微鏡陣列。現(xiàn)在參看圖12，適于對于多層重疊計量標靶的對比度增強的系統(tǒng)1200可包括照明源1202、第一偏光器1204、分束器1206、第二偏光器1208、和被配置為接收從ー個或多個試樣1212 (如，一批晶片的一個或多個晶片)反射的光的檢測器1210。此處要理解的是，照明源1202、分束器1206、檢測器1210、試樣臺1214、基準路徑1216類似于系統(tǒng)1100的照明源1102、分束器1108、檢測器1110、試樣臺1118、和基準路徑1113。由此，系統(tǒng)1100的描述應該被解釋為擴展至系統(tǒng)1200，除非另有說明。在ー個方面，第一偏光器1204被設(shè)置為偏光從照明源1202發(fā)出的光。例如,第一1204可被沿照明路徑1205部署，從而從照明源1202發(fā)出的光可由第一偏光器1204來偏光。在另ー個方面，第二偏光器1208可被設(shè)置為用作從試樣1202發(fā)射的光的解析器。在這個方面，第一偏光器1204和第二偏光器1208可被配置為使得從試樣1212的未被圖案化部分反射的或從試樣1212的周期性的未被分辨的圖案反射的、到達檢測器1210的成像平面的光的量最小化。在一個實施例中，第一偏光器1204和第二偏光器1208可均包括線性偏光器。在線性偏光器的情況下，第一偏光器1204和第二偏光器1208可被設(shè)置為使得它們的偏光軸基本彼此垂直。作為這個配置的結(jié)果，到達檢測器1210的成像平面的被反射的光的大部分由被計量工具分辨的試樣的圖案所反射的光構(gòu)成，顯著增強了對比度。在又一個方面，第一偏光器1204可包括被配置為僅傳送徑向偏光的光的偏光器,而第二偏光器被配置為僅傳送方位偏光的光。進一步應該理解的是，來自試樣1212的未被圖案化的部分的光可以各種其他方式被最小化。例如，此處可理解的是，波板和偏光器的組合可被實現(xiàn)為獲得上述說明的結(jié)果。如，第一偏光器1204和相對該第一偏光器被取向為45度的第一四分之一波板(未不出)可被放置在照明路徑1205中，而第二偏光器1208和相對該第二偏光器被取向為45度的第二四分之一波板(未示出)可沿成像路徑1209被放置。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，這個設(shè)置可導致從試樣1212的未圖案化部分反射到達檢測器1210的成像平面的光的量最小化。要進一步理解的是，如上所述創(chuàng)建交叉偏光效果的偏光器和波板(如，半波板)的任意組合可適于本發(fā)明的實現(xiàn)。此處進一步構(gòu)想的是，系統(tǒng)1100和1200可被組合地利用來改進對比度級別。在這個方面，本發(fā)明可被利用來確保在標靶對稱點處的低強度級別。此處可理解的是，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化照明和交叉偏光方面的組合可使用圖13中所示的照明光瞳實現(xiàn)。例如，合適的照明光瞳可具有十字形狀1302、垂直線形狀1304 (如，Y-方向)、或水平線形狀1306 (如，X-方向)。另外，照明光瞳1302、1304、和1306可與照明偏光器和成像偏光器組合實現(xiàn)。在第一個實施例中，光瞳1302-1306可與被部署于系統(tǒng)的照明路徑(如，1115或1205 )內(nèi)的X-偏光器和部署于系統(tǒng)的成像路徑(如，1107或1207)內(nèi)的Y-偏光器相呼應地實現(xiàn)。在第二個實施例中，光瞳1302-1306可與被部署于系統(tǒng)的照明路徑內(nèi)的Y-偏光器和部署于系統(tǒng)的成像路徑內(nèi)的X-偏光器相呼應地實現(xiàn)。此處描述的所有這些系統(tǒng)和方法可包括將這些方法實施例的一個或多個步驟的結(jié)果存儲在存儲介質(zhì)中。這些結(jié)果可包括此處描述的任何結(jié)果且可被以現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何方式被存儲。存儲介質(zhì)可包括此處描述的任何存儲介質(zhì)或現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何其他合適的存儲介質(zhì)。在已存儲了這些結(jié)果之后，這些結(jié)果可在存儲介質(zhì)中訪問，并且可由此處描述的任何方法或系統(tǒng)實施例所使用，被格式化以顯示給用戶、由另一軟件模塊、方法、或系統(tǒng)使用等。此外，這些結(jié)果可被“永久地”、“半永久地”、臨時地存儲、或者被存儲一段時間。例如，存儲介質(zhì)可以是隨機存取存儲器(RAM)，并且這些結(jié)果可能在存儲介質(zhì)中不必無限地持續(xù)。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將理解，存在可實現(xiàn)本文所述的進程和/或系統(tǒng)和/或其它技術(shù)的多種載體(例如硬件、軟件和/或固件)，并且優(yōu)選的載體將隨著部署進程和/或系統(tǒng)和/或其它技術(shù)的背景而改變。例如，如果實施者確定速度和準確性是首要的，實施者可主要傾向于硬件和/或固件載體，或者如果靈活性是首要的，實施者可主要傾向于軟件實現(xiàn)，再或者，實施者可傾向于硬件、軟件和/或固件的某些組合。因此，存在若干可能的載體，籍此可實現(xiàn)本文描述的進程和/或設(shè)備和/或其它技術(shù)，它們中沒有任何一個天生就優(yōu)于其它選擇，因為擬利用的任何載體是依賴于載體將被部署的背景和實施者的特定考量(例如速度、靈活性或可預知性)的選擇，這些因素中的任何一個都是可變的。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將發(fā)現(xiàn)，光學實現(xiàn)方面將通常采用光學定向硬件、軟件和/或固件。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解，在本領(lǐng)域中以此處設(shè)置的方式描述設(shè)備和/或過程、以及此后使用工程實踐來將這樣描述的設(shè)備和/或過程集合到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中是普遍的。即，此處描述的至少一部分設(shè)備和/或過程經(jīng)由合理數(shù)量的試驗可被結(jié)合到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。具有本領(lǐng)域普通技術(shù)的人員將理解，一般的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通常包括一個或多個系統(tǒng)單元外殼、視頻顯示設(shè)備、諸如易失性和非易失性存儲器之類的存儲器、諸如微處理器和數(shù)字信號處理器之類的處理器、諸如操作系統(tǒng)之類的操作實體、驅(qū)動器、圖形化用戶界面、和應用程序、一個或多個交互設(shè)備、諸如觸摸板或屏幕、和/或控制系統(tǒng)，包括反饋環(huán)和控制電機(如，對于感測位置和/或速度的反饋；用于移動和/或調(diào)節(jié)組分和/或量的控制電極)。典型數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可通過使用任何合適的商業(yè)可獲得的組件來實現(xiàn)，諸如在數(shù)據(jù)計算/通信和/或網(wǎng)絡(luò)計算/通信系統(tǒng)中可獲得的那些。本文中所描述的主題有時示出不同的組件，這些組件包含在其他不同組件內(nèi)或者與其他不同組件連接。要理解，這些圖示架構(gòu)僅為示例，并且事實上可采用獲得同樣功能的許多其它架構(gòu)。在概念的意義上，實現(xiàn)相同功能的組件的任何排列有效地“關(guān)聯(lián)”以使實現(xiàn)期望功能。因此，在本文中組合以實現(xiàn)特定功能的任意兩個組件可被視為彼此“關(guān)聯(lián)”以實現(xiàn)期望功能，不管體系結(jié)構(gòu)或中間組件如何。同樣，如此關(guān)聯(lián)的任意兩個組件也可被視為彼此“連接”或者“耦合”以實現(xiàn)期望功能，并且能夠如此關(guān)聯(lián)的任意兩個組件也可被視為彼此“可耦合”以實現(xiàn)期望功能?？神詈系木唧w示例包括但不僅限于，可物理匹配和/或物理交互的組件和/或可無線互動和/或無線交互的組件和/或邏輯交互和/或可邏輯互動的組件。盡管已示出和描述了本文中所描述的本主題的特定方面，但對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將顯而易見的是，基于本文中的教導可作出改變和修改而不背離本文中所描述的主題及其更寬的范圍，并且因此所附權(quán)利要求書將涵蓋在所有這些改變和修改落入本文中所描述的主題的真實精神和范圍的其范圍內(nèi)。盡管已經(jīng)說明了本發(fā)明的特定實施例，明顯的是可由本領(lǐng)域技術(shù)人員在不背離上述公開的范圍和精神的情況下做出本發(fā)明的各種修改和實施例。因此，本發(fā)明的范圍僅受此處所附權(quán)利要求限制。

相信本公開及其帶來的許多優(yōu)點應當通過上述描述來理解，并且應當顯而易見的是可以組件的形式、結(jié)構(gòu)和排列作出各種改變，而不背離所公開的主題或者不犧牲其所有實質(zhì)優(yōu)勢。所描述的形式只是解釋性的，并且以下權(quán)利要求書旨在涵蓋并包括這些變化。此外要理解，本發(fā)明由所附權(quán)利要求書定義。
權(quán)利要求
1.一種多層重疊標祀,包括 多個標靶結(jié)構(gòu)，所述多個標靶結(jié)構(gòu)包括三個或更多個標靶結(jié)構(gòu)，其中各標靶結(jié)構(gòu)包括一組兩個或更多個圖案元素，其中所述標靶結(jié)構(gòu)被配置為，一旦所述標靶結(jié)構(gòu)對齊時共享公共對稱中心，各標靶結(jié)構(gòu)圍繞所述公共對稱中心對于N度旋轉(zhuǎn)不變，其中N等于或大于180度，其中所述兩個或更多個圖案元素中的每一個具有單獨的對稱中心，其中各標靶結(jié)構(gòu)的所述兩個或更多個圖案元素的每一個圍繞所述單獨對稱中心對于M度旋轉(zhuǎn)不變，其中M等于或大于180度。
2.如權(quán)利要求1所述的多層重疊標靶，其特征在于，所述一組兩個或更多個圖案元素的第一圖案元素適于在第一方向的重疊計量測量，且所述一組兩個或更多個圖案元素的第二圖案元素適于在不同于所述第一方向的第二方向的重疊計量測量。
3.如權(quán)利要求1所述的多層重疊標靶，其特征在于，適于在第一方向的重疊計量測量的一組圖案元素和適于在不同于所述第一方向的第二方向的重疊計量測量的第二組圖案元素具有公共對稱中心。
4.如權(quán)利要求1所述的多層重疊標靶，其特征在于，所述標靶結(jié)構(gòu)的其中至少一個的所述兩個或更多個圖案元素的其中至少一個包括 具有兩個或更多個子元素的圖案元素，其中所述兩個或更多個子元素被設(shè)置為周期性圖案或非周期性圖案。
5.如權(quán)利要求1所述的多層重疊標靶，其特征在于，各標靶結(jié)構(gòu)的所述一組兩個或更多個圖案元素被印刷在虛擬填充層之上或之下。
6.如權(quán)利要求1所述的多層重疊標靶，其特征在于，所述多個標靶結(jié)構(gòu)中的一些包括一組附加圖案元素，從而增強所述多個標靶結(jié)構(gòu)的所述一些標靶結(jié)構(gòu)的對比度。
7.如權(quán)利要求1所述的多層重疊標靶，其特征在于，所述多個標靶結(jié)構(gòu)中的一些被部署于不同工藝層。
8.如權(quán)利要求1所述的多層重疊標靶，其特征在于，所述多個標靶結(jié)構(gòu)中的至少兩個被部署在相同層內(nèi)，所述至少兩個標靶結(jié)構(gòu)的每一個在不同光刻工藝中被曝光。
9.一種多層重疊標祀,包括 多個標靶結(jié)構(gòu)，所述多個標靶結(jié)構(gòu)包括三個或更多個標靶結(jié)構(gòu)，其中各標靶結(jié)構(gòu)包括一組兩個或更多個圖案元素，其中所述標靶結(jié)構(gòu)被配置為，一旦所述標靶結(jié)構(gòu)對齊時共享公共對稱中心，其中各標靶結(jié)構(gòu)圍繞所述公共對稱中心對于90度旋轉(zhuǎn)不變，其中所述兩個或更多個圖案元素中的每一個具有單獨的對稱中心，其中各標靶結(jié)構(gòu)的所述兩個或更多個圖案元素的每一個圍繞所述單獨對稱中心對于M度旋轉(zhuǎn)不變，其中M等于或大于180度。
10.如權(quán)利要求9所述的多層重疊標靶，其特征在于，所述一組兩個或更多個圖案元素的第一圖案元素適于在第一方向的重疊計量測量，且所述一組兩個或更多個圖案元素的第二圖案元素適于在不同于所述第一方向的第二方向的重疊計量測量。
11.如權(quán)利要求9所述的多層重疊標靶，其特征在于，適于在第一方向的重疊計量測量的一組圖案元素和適于在不同于所述第一方向的第二方向的重疊計量測量的第二組圖案元素具有公共對稱中心。
12.如權(quán)利要求9所述的多層重疊標靶，其特征在于，所述標靶結(jié)構(gòu)的其中至少一個的所述兩個或更多個圖案元素的其中至少一個包括具有兩個或更多個子元素的圖案元素，其中所述兩個或更多個子元素被設(shè)置為周期性圖案或非周期性圖案。
13.如權(quán)利要求9所述的多層重疊標靶，其特征在于，各標靶結(jié)構(gòu)的所述一組兩個或更多個圖案元素被印刷在虛擬填充層之上或之下。
14.如權(quán)利要求9所述的多層重疊標靶，其特征在于，所述多個標靶結(jié)構(gòu)中的一些包括一組附加圖案元素，從而增強所述多個標靶結(jié)構(gòu)中的所述一些標靶結(jié)構(gòu)的對比度。
標靶結(jié)構(gòu)中的一些被部署于不同工藝層
15.如權(quán)利要求9所述的多層重疊標靶，其特征在于，所述標靶結(jié)構(gòu)中的一些被部署于不同工藝層。
16.如權(quán)利要求9所述的多層重疊標靶，其特征在于，所述多個標靶結(jié)構(gòu)中的至少兩個被部署在相同層內(nèi)，所述至少兩個標靶結(jié)構(gòu)的每一個在不同光刻工藝中被曝光。
17.—種適于多層重疊計量標靶的對比度增強的裝置，包括 照明源； 第一偏光器，被配置為偏光從所述照明源發(fā)出的光的至少一部分； 第一分束器，被配置為沿對象路徑將由所述第一偏光器處理的光的第一部分引導至一個或多個試樣的表面，且沿基準路徑引導由所述第一偏光器處理的光的第二部分； 沿主光軸部署的檢測器，其中所述檢測器被配置為收集從所述一個或多個試樣的表面反射的光的一部分；和 第二偏光器，被配置為在從所述一個或多個試樣的表面反射的光入射到檢測器的成像平面上之前解析從所述一個或多個試樣的表面反射的光的至少一部分，其中所述第一偏光器和所述第二偏光器被設(shè)置為最小化從所述一個或多個試樣的未圖案化的部分反射到達所述檢測器的光的量。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述第一偏光器的偏光軸基本垂直所述第二偏光器的偏光軸。
19.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述第一偏光器或所述第二偏光器的其中至少一個包括 線性偏光器。
20.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述第一偏光器包括徑向偏光器且所述第二偏光器包括方位偏光器。
21.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，還包括 第一波板；和 第二波板，其中所述第一波板被設(shè)置在相對于所述第一偏光器的所選角度處，且所述第二波板被設(shè)置在相對于所述第二偏光器的所選角度處。
22.一種適于多層重疊計量標靶的對比度增強的裝置，包括 照明源； 沿主光軸放置的檢測器，其中所述檢測器被配置為收集從所述一個或多個試樣的表面反射的光的一部分； 放置于照明路徑的光瞳平面處的孔，其中所述孔被配置為選擇從照明源發(fā)出的照明的照明角度，其中所述照明角度適于在所述檢測器的成像平面處實現(xiàn)所選的對比度級別；和第一分束器，被配置為沿對象路徑將由透射通過所述孔的光的第一部分引導至一個或多個試樣的表面，且沿基準路徑引導透射通過所述孔的光的第二部分。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，所述孔包括 可調(diào)孔，其中所述可調(diào)孔被配置為選擇性地產(chǎn)生一個或多個孔輪廓，各孔輪廓適于產(chǎn)生照明結(jié)構(gòu)。
24.如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，還包括 沿所述照明路徑放置的第一偏光器；和 沿成像路徑放置的第二偏光器，其中所述第一偏光器、所述第二偏光器、和所述孔被設(shè)置為在所述多層重疊計量標靶的對稱點處產(chǎn)生較低的亮度級別。
全文摘要
公開了一種用于基于成像的計量的多層重疊標靶。該重疊標靶包含多個標靶結(jié)構(gòu)，該多個標靶結(jié)構(gòu)包括三個或更多個標靶結(jié)構(gòu)，各標靶結(jié)構(gòu)包括一組兩個或更多個圖案元素，其中所述標靶結(jié)構(gòu)被配置為，一旦所述標靶結(jié)構(gòu)對齊時共享公共對稱中心，各標靶結(jié)構(gòu)圍繞該公共對稱中心對于N度旋轉(zhuǎn)不變，其中N等于或大于180度，其中該兩個或更多個圖案元素中的每一個具有單獨的對稱中心，其中各標靶結(jié)構(gòu)的兩個或更多個圖案元素的每一個圍繞該單獨對稱中心對于M度旋轉(zhuǎn)不變，其中M等于或大于180度。
文檔編號H01L21/027GK103038861SQ201180037316
公開日2013年4月10日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者D·坎戴爾, V·列文斯基, G·科恩 申請人:克拉-坦科股份有限公司