[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

TWI444778B - 用於決定一載體上之結構相對於該載體之參考點的位置之方法及裝置 - Google Patents

用於決定一載體上之結構相對於該載體之參考點的位置之方法及裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI444778B
TWI444778B TW096145869A TW96145869A TWI444778B TW I444778 B TWI444778 B TW I444778B TW 096145869 A TW096145869 A TW 096145869A TW 96145869 A TW96145869 A TW 96145869A TW I444778 B TWI444778 B TW I444778B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
image
determined
image distance
distance
maximum value
Prior art date
Application number
TW096145869A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200837506A (en
Inventor
Arnz Michael
Klose Gerd
Totzeck Michael
Original Assignee
Zeiss Carl Sms Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102006059431.2A external-priority patent/DE102006059431B4/de
Application filed by Zeiss Carl Sms Gmbh filed Critical Zeiss Carl Sms Gmbh
Publication of TW200837506A publication Critical patent/TW200837506A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI444778B publication Critical patent/TWI444778B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/60—Analysis of geometric attributes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7092—Signal processing
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/82—Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting
    • G03F1/84—Inspecting
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70625—Dimensions, e.g. line width, critical dimension [CD], profile, sidewall angle or edge roughness
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7088—Alignment mark detection, e.g. TTR, TTL, off-axis detection, array detector, video detection
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
    • G06T7/73—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods
    • G06T7/74—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods involving reference images or patches
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/70—Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning
    • G06V10/74—Image or video pattern matching; Proximity measures in feature spaces
    • G06V10/75—Organisation of the matching processes, e.g. simultaneous or sequential comparisons of image or video features; Coarse-fine approaches, e.g. multi-scale approaches; using context analysis; Selection of dictionaries
    • G06V10/751—Comparing pixel values or logical combinations thereof, or feature values having positional relevance, e.g. template matching
    • G06V10/7515—Shifting the patterns to accommodate for positional errors
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108—Industrial image inspection
    • G06T2207/30148—Semiconductor; IC; Wafer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/20—Image preprocessing
    • G06V10/24—Aligning, centring, orientation detection or correction of the image
    • G06V10/245—Aligning, centring, orientation detection or correction of the image by locating a pattern; Special marks for positioning

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Description

用於決定一載體上之結構相對於該載體之參考點的位置之方法及裝置
本發明係關於一種用於決定一載體上之結構相對於該載體之參考點的位置之裝置及方法。特別是，該結構可以是微影光罩(載體)上之標記。
自US 6,920,249 B2中，已知一種用於決定基板上之圖案元件之邊緣位置的方法及量測裝置。根據該方法，將待決定的圖案邊緣之一維輪廓、與具有次像素(sub－pixel)準確度的模型強度輪廓進行比較，以決定待量測的圖案邊緣之最佳配合之處。
鑒於以上內容，本發明之目標為提供一種用於決定一載體上之結構相對於該載體之參考點的位置之方法及裝置，其允許以較高的精確性決定其位置。
藉由具有本案申請專利範圍第1項之特徵的方法，以達成該目標。由於，此方法係藉由使疊置的影像內之兩個結構移位而迭代地決定影像距離，直至該距離低於預定的最大值，所以，如此可在由迭代地決定的影像距離及已知的記錄位置而決定載體上的結構之位置時，達成顯著較高的精確性。因此，可達成0.7%之最大的相對像素誤差。
在個別的迭代循環(申請專利範圍第1項之步驟d至f)中，可使已移位的結構再次移位，或可始終使原始的結構移位。此係取決於(例如)移位係以持續重新決定的影像距 離實現、還是以累積的影像距離實現。
可根據本案之申請專利範圍附屬項第2至9項而改進該方法。
參考結構與所記錄的結構較佳地具有相同的形狀及(特別是)相同尺寸。載體上之結構可以是一個(例如)被設置作為微影光罩的載體上之量測標記。
另外，根據本案之申請專利範圍第10項，提供一種用於決定一載體上之具有左邊緣及右邊緣的結構之寬度的方法。此種方法允許以極高的精確性決定結構之寬度。在其附屬項第11至18項中提出有利的改進。
特別是，該結構可能是寬度小於長度的線狀結構。「左邊緣及右邊緣」一詞將不被解釋為限制性的，而僅表示該結構之第一及第二邊緣。
右邊緣及左邊緣之最大值可為相同或不同。較佳地，對於兩個邊緣為相同的。
另外，根據本案之申請專利範圍第19項，提供一種用於決定一載體上之結構相對於該載體之參考點的位置之裝置。此種裝置允許以非常高的精確性決定位置。
再者，根據本案之申請專利範圍第20項，提供一種用於決定一載體上之具有左邊緣及右邊緣的結構之寬度的裝置。此種裝置允許實現高精確性的寬度決定。
申請專利範圍第19項之裝置可被改進成為可執行本案之申請專利範圍附屬項第2至9項之方法步驟。
申請專利範圍第20項之裝置可被改進成為可執行申請 專利範圍第11至18項之方法步驟。
特別是，申請專利範圍第19及20項之裝置可包含用於記錄載體上之結構之影像的記錄裝置。
另外，提供一種位置決定標記，與一個先前已知的包含界定出一周圍表面區域的兩個相交線狀部分的標記相比，其具有較大的整體邊緣長度。周圍表面區域意謂，先前已知的標記仍可寫入的表面區域。
該標記對於位置決定為有利的，因為，較大的整體邊緣長度造成跨越標記的空間平均化(spatial averaging)，從而，位置決定之精確性增大。
特別是，該標記為用於微影光罩或用於半導體晶圓之標記。
舉例而言，該標記可包含尺寸增加的若干個肘形結構(L形)。舉例而言，該標記可包含若干個巢套式(nested)環狀結構。特別是，該標記可包含若干個同心圓。其亦可被設置成為分別包含有在兩個不同方向上之若干個線狀部分的柵格。兩個不同方向之線狀部分為彼此相交。
特別是，該標記適於用作為上述諸方法其中之一者所用的結構。
顯然，在不脫離本發明之範疇的情況下，上述特徵及仍待闡述的下述特徵，不僅可採所述之組合而利用，亦可採任何其他組合而利用、或單獨地利用。
以下將藉由實例且參考亦揭示本發明之本質特徵的所 附圖式，較詳細地闡述本發明。
圖1示意地展示用於量測微影光罩2(或分別地，載體2)的量測裝置1。量測裝置1包含：一個記錄裝置3，藉以記錄微影光罩2諸部分之放大影像(例如，藉由未圖示的CCD偵測器)；一個定位裝置4，可以受控的方式分別調節微影光罩2相對於記錄裝置3之位置或定位；以及，用於控制量測裝置的控制裝置5。
圖2展示微影光罩2之示意俯視圖。微影光罩2包括(例如)在此處具有十字形狀的多個(測試)結構6。舉例而言，測試結構6用以檢查及/或調節微影光罩2。圖2強化放大地展示該等結構。對於約100 mm×150 mm之光罩尺寸，結構6具有約10 μm之尺寸。在諸測試結構6之間，存在相關於曝光的光罩結構，在此出於簡化表示之原因而未指出該等光罩結構。
在測試光罩時，(例如)藉由記錄裝置3而順序地記錄結構6，使定位裝置4對於每一次記錄以高精確性相對於記錄裝置3而移動並定位微影光罩2。將(例如)藉由具有成行及成列排列的偵測像素的CCD偵測器而產生的個別的記錄之影像資料，以及，定位裝置4之位置資料，供應至控制裝置5。根據本發明，控制裝置5將此等資料傳輸至評估裝置7。
舉例而言，在兩個鄰近的結構6之兩個影像的基礎上，評估裝置7決定微影光罩2上的諸結構6之間的距離，而此一決定係以相對於記錄裝置3之偵測器之像素尺寸的 次像素精確度而實現。
為了達成如此的解析度，執行以下述的迭代評估方法。
在第一步驟中，評估裝置7自控制裝置5接收第一結構61 之(分別地)影像資料或影像8(圖3)。另外，評估裝置7亦接收在微影光罩上鄰近於影像8之結構61 的結構62 之影像9(圖4)、及關於定位裝置4已於記錄裝置之記錄平面中(亦即，在微影光罩2上)而在影像8及9之記錄之間所實現的移位之資訊。
評估裝置7疊置兩個影像8、9，以形成如圖5所示意地展示的一個疊置影像10。此可(例如)藉由對於兩個影像8、9界定出相同的座標系統而實現。接著，決定兩個結構61 及62 在疊置影像10中之距離11。
評估裝置7(分別地)以電子方式或相關於影像資料且非在實際上使疊置影像10中之結構62 移位該段影像距離11。
隨後，檢查影像距離11是否低於預定最大值。若非如此情況，則如圖6以明顯誇張的尺寸比例所示意地展示，再決定結構61 與被移位的結構62 之間的影像距離11’，且再次於疊置影像10中使被移位的結構62 移位(此次係以所決定的影像距離11’而移位)。
隨後，再次檢查影像距離11’是否低於預定最大值。若非如此情況，則再次執行結合圖6而描述的步驟。若對所決定的影像距離量之後續驗證顯示該影像距離低於最大值，則不再決定影像距離，且不再執行移位。
目前為止所決定的影像距離、及定位裝置4在對影像8及9之記錄之間的已知移位，就允許以高精確性決定微影光罩2上之兩個結構61 與62 之間的距離。
可(例如)如下般實現所述步驟： 首先，對於影像8、9二者(圖3、圖4)決定傅立葉頻譜(Fourier spectrum)(步驟1)。
為了決定影像距離11，接著根據下式(1)計算出兩個影像8與9之間的二維相關數(correlation)(步驟2)：
其中，在理想情況下，且最大值為m＝1＝n，而影像係根據下式而移位：
另外，假設偵測器包含P個像素列及Q個像素行，而如下般界定相量(phasor)：
採用以下座標
地板函數(floor fanction)傳回自變數(argument)最大整數，其小於或等於自變數。
在後續步驟(步驟3)中，接著決定相關數為最大值時的彼等整體像素
在隨後步驟4中，決定次像素影像距離(△x,△y)。後文描述此步驟之兩個替代方案。
根據第一替代方案(步驟4a)，將使相關數矩陣之所謂的反對稱最小化。出於此目的，相關於每一像素(m,n)之對稱中心及相應的反射像素，加入差平方，且將其稱作
接著，計算，其中，使用鄰近的像素作為其中心。
接著，分別藉由接近於極端值之抛物線擬合(fit)或拋物線內插(interpolation)，而決定二維次像素影像距離
根據步驟4之第二替代方案(步驟4b)，可直接使用像素及之相關關數Cm,n ，來決定次像素影像距離(△x,△y)。在此情況下，藉由接近於極端值之抛物線擬合，來決定相關數之最大值。
將步驟4a或4b中所決定的次像素偏差(△x,△y)分別加至已存在的總位移xtotal 或ytotal (步驟5)，以計算出新的總位移xtotal 、ytotal 。
在對步驟4之第一次執行中，已存在的總位移為到(1,1)之位移。當然，在後續的迭代循環中，已存在的總位移始終為在前一個迭代循環之步驟5中所計算的總位移。
使用此總位移(步驟6)，藉由以下乘積以產生頻譜之相位傾斜
隨後，檢查次像素位移△x、△y是否低於預定的最大值(步驟7)。若非如此情況，則使用式8之相位偏移而根據上述式1再次計算出相關數Cm,n (步驟8)，其係對應於兩個結構61 、62 以步驟5中所決定的總位移而進行的相互位移。
接著，重複步驟4至7，而不再需要進行整個像素之移位(步驟3)。當然，在新執行的步驟6中，再次將新的總移位應用至圖5之疊置影像10中之結構62 。如此之結果相同於已移位的結構62 (在圖6中)僅以新計算出的次像素 影像距離而進行的移位。在此情況下，式(7)將由下式(7’)所替代
重複步驟8及步驟4至7，直至在步驟7中發現次像素移位為足夠小。
若為如此情況，則不再執行迭代運算，而在步驟9中分別地輸出兩個影像8、9之間的總移位或總影像距離(xtotal ,ytotal )，如此允許連同記錄平面中之已知移位而決定微影光罩2上的結構61 與62 之間的距離。
在上文所述之第一替代方案(最小化反對稱的步驟4a)中，視情況可在加法運算中包括有權重(weighting)，而該權重係隨著離最大相關數的距離之增大而減小。
在第二替代方案中，可(例如)藉由最大值附近之泰勒級數(Taylor series)而計算出相關數之最大值。作為替代方案，可藉由最小平方多項式擬合法而計算最大值。
在圖7中，相對於迭代循環之次數(沿x軸)而以像素為單位(沿y軸)，繪出第一變化之平均偏差之絕對值，在其中分離地顯示x分量與y分量。由模擬計算獲得圖7之數值，其中，對於每一次迭代循環執行以下內容。使現存的影像移位一知值移位，接著，藉由以上步驟、且藉由相應次數的迭代循環，以計算距離，而且，計算離開已知移位值的偏差。此項工作對於所繪製的迭代次數之每一次數進 行n次，而且，在如此做時，每次重新隨機決定4%之雜訊。計算並繪製出相應的迭代次數之所有因此算出的偏差之平均值(平均偏差)。另外，繪製出在統計上允許的界限()。此一表現展示在第四次迭代時，所決定的偏差低於統計界限。
圖8展示第二變化之相應的表現。自其中可見，在第二次迭代時，絕對值已低於統計界限。此一比較顯示出第二方法在較短時間內導致較佳結果。
當然，由圖7及圖8亦可直接看出，在像素數目較大時，決定微影光罩上之距離的絕對誤差會減小。因此，在第一變化中(例如，在記錄微影光罩2上之20×20 μm區域的具有512×512個像素的偵測器中)，甚至可在高達2%的偵測器雜訊位準下亦達到不大於0.4 nm之絕對誤差，雖然，偵測器之每個單一像素記錄約39×39 nm之區域。此誤差對應於相關於一個像素的1%最大誤差(相對像素誤差)。在第二變化中，在其他方面相同的條件下，達成0.7%之最大相對像素誤差。
特別是，結果為，以像素尺寸正規化的(normalize)相對像素誤差獨立於像素尺寸。因此，相對像素誤差(未經正規化)分別與像素數目成反比、或與偵測器之像素尺寸成正比。
根據一種改良，可採用不同的焦點進行對結構62 之若干次記錄，以便呈現具有相應不同焦點的若干個影像9。對 於此等影像9中之每一者，執行上述之迭代影像距離決定。
另外，由該等影像9決定出最佳焦點。此可(例如)藉由二維相關數及/或對比度標準(例如，邊緣陡度)，由影像9中之結構62 之位置所決定。
可藉由拋物線擬合法來決定影像中之二維位置之相關數之最大值。然而，結果為，相關於對比度標準的抛物線擬合法對於散焦較為敏感。在此情況下，特別是，亦可考量散光，因為，x方向上之邊緣及y方向上之邊緣可針對陡度而被分析，且相對於焦點而被擬合。
若視聚焦之不同而以不同的焦點繪製用於記錄結構62 的以上所決定的影像距離、且對其進行適當的內插法，則可對於所決定的最佳焦點導出可能的最精確的影像距離(具有最小誤差)。
圖9再次示意地展示(類同於圖7及圖8)影像距離在x及y方向上之誤差如何在模擬期間的二至三次迭代之後處於所要精確度內；即，圖9中由實線15(在統計上容許之界限)隔開的左下角區域14。在圖9中，以像素單位沿x軸繪製x方向上之絕對誤差，且沿y方向繪製y方向上之絕對誤差，在兩者之情況下均以對數方式進行繪製。展示出對於第二變化之各種模擬16、17、18、19，在其中考量2%之相機雜訊。由圖9之表現可見，最遲於三次迭代(迭代循環)之後達成所要範圍之準確性。
當然，無需將結構6設置成為如先前假設的十字形。已 顯示出，具有較多邊緣的結構可導致較佳的結果。因此，舉例而言，可使用圖10所示之柵格結構6’。可特別將此結構6’設置成為使得其用盡與十字結構6相同的表面積。與其相似地，同心圓、巢套肘形結構、或其他巢套結構(例如，矩形、半圓……)亦為可能的。
上述之迭代方法不僅可用以決定兩個相等結構(配準(registration)之間的距離，而亦可用於(例如)線寬度之高精確度量測。
出於此目的，決定出離開結構62 之左邊緣20(圖12)至結構61 之左邊緣21(圖11)的影像距離。接著，在邊緣21與23之間的距離為已知之情況下，決定出離開結構62 之右邊緣22至結構61 之右邊緣23的距離。
首先，將描述對左邊緣20、21之間的影像距離之決定。首先，在決定重心之後，對於左邊緣20選定一個二維的矩形區域25(亦可稱為(例如)全域ROI)，其具有座標，其中，M表示列(在y方向上)而N表示行(在x方向上)。如此做時，不會沿邊緣20之縱向方向執行平均化，以便在影像9上之結構62 輕微旋轉之情況下保持完全的對比度。此處，全域ROI25在x方向上延伸過影像9之整個擴展部分。
隨後，選定結構61 之左邊緣21之一個二維的區域26(亦可稱為(例如)左側ROI)(例如，藉由決定重心)，其係小於區域25。區域26包含座標，其中，列M(在y方向上擴展)之數目相等，而行J(在x方向上)之數目則 比在具有行N之數目的區域25中者為小。
接著，將兩個邊緣區域25與26之間的差平方之加權總和定義為如下的評價函數
其中
將邊緣查找演算法(edge find algoritm)實現為兩階段的最佳化方法。首先，藉由最佳地選定區域比例γ而區域地最小化此一評價函數(對於兩個影像8及9之調變調節)：
而其中
其中，歸因於史瓦玆不等式(Schwarz inequality)，kk 1。
最佳化區域比例可實現相對於之有效的擬合，甚至在影像8及9係基於不同調變之情況下。舉例而言，可使用加權矩陣ω來抑制邊緣之過渡區域(亦即，中央邊緣區域)，此導致視邊緣寬度之不同而定的對此方法之較高再現性。然而，其他的加權亦為可能。
隨後，執行藉由曲線{xk ,Σ k }之最小值附近的拋物線擬合而進行的全域最小化。若為Σ k 變為最小處的像素，則經由三點之拋物線擬合將導至處之頂點位置(最小)，其中之剩餘的次像素影像距離為
亦可將此方法描述成為使得，如圖13a至圖13c所示，相對於全域ROI 25而以電子方式使左側ROI 26移位，直至決定了最小的次像素影像距離△x。因此，可將兩個ROI 25、26理解為疊置的影像，在其中執行相對的移位，該相對的移位在此處僅為一維的移位(與上述的配準之情況下之二維移位形成對比)。
使用上述之兩階段最佳化方法，分別使(分別的)參考邊緣或區域26相對於待量測的邊緣20或待量測的邊緣25而移位，且在如此做時，分別決定出最佳的擬合之位置或影像距離△x。
接著，重複兩階段的邊緣查找演算法，直至△x低於預定臨限值(迭代會聚)為止。
可由分別決定的△x來計算微影光罩2上的左邊緣20、21之間的距離。
接著，對於右邊緣22及23(亦即，對於包括部分的右邊緣23(圖11)的右側ROI 27及全域ROI 25)執行所描述之步驟。接著，可對於諸邊緣21、23之間的已知距離，而由因此決定的邊緣距離決定出線寬度(亦即，結構62 之邊緣20與22之間的距離)。
即使在決定線寬度時，亦可採用不同的焦點以進行對結構62 之多次記錄，且可用與上述之配準量測中相同的方式，來計算出用於所決定的最佳焦點的線寬度。
亦可將包含有結構61 的影像8理解為包含有參考結構的影像。結構61 可界定出載體2(或分別地，微影光罩)之參考點。如所描述者，可藉由記錄結構61 而產生參考結構。然而，亦可藉由記錄微影光罩2之多個結構6而產生參考結構61 ，將其疊置且對其進行平均化，以獲得最佳的(例如，低雜訊)參考結構。另外，可(分別地)在數值上或藉由模擬而決定出參考結構。在此段落中關於(分別的)結構61 或參考結構及關於參考點而作之陳述，適用於所描述之所有具體例，尤其適用於配準量測及線寬度量測。此外，可在適用之情況下組合所述具體例之特徵。
1‧‧‧量測裝置
2‧‧‧微影光罩；載體
3‧‧‧記錄裝置
4‧‧‧定位裝置
5‧‧‧控制裝置
6‧‧‧(測試)結構
6’‧‧‧(柵格)結構
61 ‧‧‧(第一)結構
62 ‧‧‧(第二)結構
7‧‧‧評估裝置；評估模組
8‧‧‧影像；影像資料
9‧‧‧影像
10‧‧‧疊置影像
11‧‧‧(影像)距離
11’‧‧‧(影像)距離
14‧‧‧(左下角)區域
15‧‧‧實線
16‧‧‧模擬
17‧‧‧模擬
18‧‧‧模擬
19‧‧‧模擬
20‧‧‧(左)邊緣
21‧‧‧(左)邊緣
22‧‧‧(右)邊緣
23‧‧‧(右)邊緣
25‧‧‧(矩形)區域；全域ROI
26‧‧‧(二維)區域；左側ROI
27‧‧‧右側ROI
X‧‧‧方向
y‧‧‧方向
圖1展示本發明之量測裝置1以及評估裝置7之示意圖。
圖2展示圖1之微影光罩2之俯視圖。
圖3展示第一結構61 之影像8。
圖4展示第二結構62 之影像9。
圖5展示圖3及圖4之影像8及9之疊置影像10。
圖6展示圖5之疊置影像10，其中，相對於結構61 而使結構62 移位。
圖7展示本發明之用於決定一載體上之結構相對於該載體之參考點的位置之方法中所繪製以像素為單位的標準偏差之絕對值與第一變化(步驟4a)之迭代循環次數之關係之圖表。
圖8展示本發明之用於決定一載體上之結構相對於該載體之參考點的位置之方法中所繪製以像素為單位的標準偏差之絕對值與第二變化(步驟4b)之迭代循環次數之關係之圖表。
圖9展示解說需要多少迭代循環以達成所要的精確性之圖表。
圖10展示圖1之微影光罩2之結構6的替代形式。
圖11展示用於決定結構之寬度的結構61 之影像8。
圖12展示用於決定結構之寬度的結構62 之影像9。
圖13a至圖13c為解說線寬度決定之示意圖。
1‧‧‧量測裝置
2‧‧‧微影光罩；載體
3‧‧‧記錄裝置
4‧‧‧定位裝置
5‧‧‧控制裝置
7‧‧‧評估裝置；評估模組

Claims (22)

  1. 一種用於決定一載體上之結構相對於該載體之參考點的位置之方法，該方法包含以下步驟：a)提供一個包括參考結構的影像；b)藉由一個記錄裝置，以相對於諸參考點的一個已知的記錄位置，記錄該載體上之結構之影像；c)疊置兩個影像，以形成一個疊置影像；d)決定該疊置影像中的兩個結構之影像距離；e)視所決定的影像距離之不同，使該疊置影像中的兩個結構相對於彼此而移位；f)檢查所決定的影像距離是否低於一個預定的最大值；其中，若影像距離低於該最大值，則該方法於步驟g)中繼續，且，若該影像距離不低於該最大值，則重複步驟d)至f)，在其中考量該或該等所決定的影像距離；g)基於步驟b)中之記錄位置、及步驟d)中所決定的該或該等影像距離，決定該結構相對於參考點之位置。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，在步驟d)中，藉由一個二維相關數而決定該影像距離。
  3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中，在步驟d)中，計算出一個相關數矩陣，而且，藉由最小化該相關數矩陣之反對稱，而決定該影像距離。
  4. 如申請專利範圍第2項之方法，其中，在步驟d)中，為了決定該影像距離，藉由逼近法以決定相關數之絕對最 大值。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之方法，其中，在步驟b)中，以不同的焦點記錄該結構之若干個影像，且對於該等所記錄的影像中之每一者，執行步驟c)至f)，其中，在步驟g)中，基於步驟b)中之記錄位置、及步驟d)中對於該結構之具有不同焦點的所有影像而決定的該等影像距離，決定該結構相對於參考點之位置。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中，在步驟g)中，自該結構之諸影像導出用於記錄該結構的一個最佳焦點位置，且考量該最佳焦點位置，由步驟d)中所決定的該等影像距離，而決定該結構之位置。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中，為了決定該最佳焦點位置，該結構之每一影像之平方偏差最大值被內插(interpolated)作為焦點位置之函數。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，在步驟a)中，藉由記錄該載體上之另一個結構之影像，而提供包含有參考結構的影像。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，在步驟a)中，藉由記錄若干個間隔開的結構而提供影像，造成該等被記錄的結構重疊，且在數值上對該等重疊的結構加權。
  10. 一種用於決定一載體上之包含有左邊緣及右邊緣的結構之寬度的方法，該方法包含以下步驟： a)提供一個具有左邊緣及右邊緣的參考結構之一影像，而該參考結構之寬度為已知；b)記錄載體上之結構之影像；c)疊置兩個影像，以形成一個疊置影像；d)決定該疊置影像中的兩個結構之左邊緣之影像距離；e)視所決定的該等左邊緣之影像距離之不同，使該疊置影像中的兩個左邊緣相對於彼此而移位；f)檢查所決定的該等左邊緣之影像距離是否低於一個預定的最大值；其中，若該等左邊緣之影像距離低於該最大值，則該方法於步驟g)中繼續，且，若該等左邊緣之影像距離不低於該最大值，則重複步驟d)至f)，在其中考量該或該等所決定的左邊緣之影像距離；g)決定該疊置影像中的兩個結構之右邊緣之影像距離；h)視所決定的該等右邊緣之影像距離之不同，使該疊置影像中的兩個右邊緣相對於彼此而移位；i)檢查所決定的該等右邊緣之影像距離是否低於一個預定的最大值；其中，若該等右邊緣之影像距離低於該最大值，則該方法於步驟j)中繼續，且，若該等右邊緣之影像距離不低於該最大值，則重複步驟g)至i)，在其中考量該或該等所決定的右邊緣之影像距離； j)基於參考結構之已知的寬度、及步驟d)及g)中所決定的該等邊緣之影像距離，決定該結構之寬度。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中，在步驟d)及g)中，分別藉由一個二維相關數而決定該等邊緣之影像距離。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中，在步驟d)及g)中，計算出一個相關數矩陣，而且，藉由最小化該相關數矩陣之反對稱，而決定該等邊緣之影像距離。
  13. 如申請專利範圍第11項之方法，其中，在步驟d)及g)中，藉由逼近法以決定相關數之絕對最大值，以決定該等邊緣之影像距離。
  14. 如申請專利範圍第10至13項中任一項之方法，其中，在步驟b)中，以不同的焦點記錄該結構之若干個影像，且對於該等所記錄的影像中之每一者，執行步驟c)至i)，且其中，在步驟j)中，基於參考結構之已知的寬度、及步驟d)及g)中對於該結構之具有不同焦點的所有影像而決定的該等邊緣之影像距離，決定該結構之寬度。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中在步驟j)中，自該結構之諸影像導出用於記錄該結構的一個最佳焦點位置，且考量該最佳焦點位置，由步驟d)及i)中所決定的該等邊緣之影像距離，而決定該結構之寬度。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中，為了決定該 最佳焦點位置，該結構之每一邊緣之平方偏差最大值被內插作為焦點位置之函數。
  17. 如申請專利範圍第10項之方法，其中，在步驟a)中，藉由記錄該載體上之另一個結構之影像，而提供包含有參考結構的影像。
  18. 如申請專利範圍第10項之方法，其中，在步驟a)中，藉由記錄若干個間隔開的結構而提供影像，造成該等被記錄的結構重疊，且在數值上對該等重疊的結構加權。
  19. 一種用於決定一載體上之結構相對於該載體之參考點的位置之裝置，而其係基於一個被提供的包含有參考結構的影像、及該載體上之結構之影像而決定，該影像則已由一個記錄裝置於相對於該參考點的一個已知的記錄位置處所記錄，其中，該裝置包含一個執行以下步驟的評估模組：a)疊置兩個影像，以形成一個疊置影像；b)決定該疊置影像中的兩個結構之影像距離；c)視所決定的影像距離之不同，使該疊置影像中的兩個結構相對於彼此而移位；d)檢查所決定的影像距離是否低於一個預定的最大值；其中，該評估模組在影像距離低於該最大值之情況下，進行至步驟e)，且，在影像距離不低於該最大值之情況下，重複步驟b)至d)，在其中考量該或該等所決定的影像距離；g)基於該已知的記錄位置、及步驟b)中所決定的該或 該等影像距離，決定該結構相對於參考點之位置。
  20. 一種用於決定一載體上之包含有左邊緣及右邊緣的結構之寬度的裝置，而其係基於一個被提供的包含有左邊緣及右邊緣而其寬度為已知的參考結構之影像、及該載體上之結構之記錄的影像而決定，其中該裝置包含一個執行以下步驟的評估模組：a)疊置兩個影像，以形成一個疊置影像；b)決定該疊置影像中的兩個結構之左邊緣之影像距離；c)視所決定的該等左邊緣之影像距離之不同，使該疊置影像中的兩個左邊緣相對於彼此而移位；d)檢查所決定的該等左邊緣之影像距離是否低於一個預定的最大值；其中，該評估模組在該等左邊緣之影像距離低於該最大值之情況下，進行至步驟e)，且，在該等左邊緣之影像距離不低於該最大值之情況下，重複步驟b)至d)，在其中考量該或該等所決定的左邊緣之影像距離；e)決定該疊置影像中的兩個結構之右邊緣之影像距離；f)視所決定的該等右邊緣之影像距離之不同，使該疊置影像中的兩個右邊緣相對於彼此而移位；g)檢查所決定的該等右邊緣之影像距離是否低於一個預定的最大值；其中，該評估模組在該等右邊緣之影像距離低於該最大值之情況下，進行至步驟h)， 且，在該等右邊緣之影像距離不低於該最大值之情況下，重複步驟e)至g)，在其中考量該或該等所決定的右邊緣之影像距離；h)基於參考結構之已知的寬度、及步驟b)及e)中所決定的該等邊緣之影像距離，決定該結構之寬度。
  21. 一種位置決定標記，與一個先前已知的包含界定出一周圍表面區域的兩個相交線狀部分的標記相比，其具有較大的整體邊緣長度，其中，該標記適於作為用於申請專利範圍第1至18項之方法中任一者的結構。
  22. 如申請專利範圍第21項之標記，其中，該標記包含若干個肘形結構、若干個巢套式(nested)環狀結構，或被設置成為一個分別於兩個不同方向上包含有若干個線狀部分的柵格。
TW096145869A 2006-12-15 2007-12-03 用於決定一載體上之結構相對於該載體之參考點的位置之方法及裝置 TWI444778B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US87031906P 2006-12-15 2006-12-15
DE102006059431.2A DE102006059431B4 (de) 2006-12-15 2006-12-15 Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen der Position einer Struktur auf einem Träger relativ zu einem Referenzpunkt des Trägers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200837506A TW200837506A (en) 2008-09-16
TWI444778B true TWI444778B (zh) 2014-07-11

Family

ID=38992659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW096145869A TWI444778B (zh) 2006-12-15 2007-12-03 用於決定一載體上之結構相對於該載體之參考點的位置之方法及裝置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8369605B2 (zh)
KR (1) KR101385428B1 (zh)
TW (1) TWI444778B (zh)
WO (1) WO2008071296A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101011779B1 (ko) * 2008-12-19 2011-02-07 에이피시스템 주식회사 기판 정렬 장치용 비전 시스템 및 이의 초점 조절 방법
DE102010047050B4 (de) 2010-09-29 2021-09-16 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zur Charakterisierung einer Struktur auf einer Maske und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102011078999A1 (de) 2011-07-12 2013-01-17 Carl Zeiss Sms Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Positionsbestimmung von Strukturen auf einer Maske für die Mikrolithographie
DE102013101445B9 (de) 2013-02-14 2022-01-05 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zur Ermittlung von Verzeichnungseigenschaften eines optischen Systems in einer Messvorrichtung für die Mikrolithographie
DE102013106320B9 (de) 2013-06-18 2021-07-01 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zur Ermittlung von Verzeichnungseigenschaften eines optischen Systems in einer Messvorrichtung für die Mikrolithographie
DE102016218452A1 (de) 2016-09-26 2018-03-29 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zur Ermittlung eines Abstandes eines ersten Strukturelements auf einem Substrat von einem zweiten Strukturelement
EP3367166A1 (en) * 2017-02-24 2018-08-29 ASML Netherlands B.V. Method of measuring variation, inspection system, computer program, and computer system
JP6814174B2 (ja) * 2018-04-03 2021-01-13 キヤノン株式会社 露光装置、物品の製造方法、マーク形成装置及びマーク形成方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5365072A (en) * 1993-08-30 1994-11-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Repositionable substrate for microscopes
WO2001009927A1 (en) 1999-07-28 2001-02-08 Infineon Technologies North America Corp. Semiconductor structures and manufacturing methods
US7541201B2 (en) * 2000-08-30 2009-06-02 Kla-Tencor Technologies Corporation Apparatus and methods for determining overlay of structures having rotational or mirror symmetry
US7068833B1 (en) * 2000-08-30 2006-06-27 Kla-Tencor Corporation Overlay marks, methods of overlay mark design and methods of overlay measurements
DE10047211B4 (de) * 2000-09-23 2007-03-22 Leica Microsystems Semiconductor Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Positionsbestimmung einer Kante eines Strukturelementes auf einem Substrat
WO2002097535A2 (en) 2001-05-30 2002-12-05 Nptest, Inc. Sub-resolution alignment of images
EP1851507B1 (en) * 2005-02-25 2018-09-26 Nanometrics Incorporated Methods and systems for determining overlay error based on target image symmetry

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008071296A1 (en) 2008-06-19
KR101385428B1 (ko) 2014-04-14
KR20090088403A (ko) 2009-08-19
TW200837506A (en) 2008-09-16
US8369605B2 (en) 2013-02-05
US20100104128A1 (en) 2010-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI444778B (zh) 用於決定一載體上之結構相對於該載體之參考點的位置之方法及裝置
US8457411B2 (en) Method and device for determining the position of an edge of a marker structure with subpixel accuracy in an image, having a plurality of pixels, of the marker structure
TWI774027B (zh) 最佳化來自一感測器系統之量測資料之方法及用於監視半導體製造程序之條件之方法
US9811006B2 (en) Method of determining a measurement subset of metrology points on a substrate, associated apparatus and computer program
US8260033B2 (en) Method and apparatus for determining the relative overlay shift of stacked layers
JP5979626B2 (ja) 像内の構造の位置を決定する方法及び該方法を実施するための位置測定装置
CN109891324A (zh) 用于光刻过程的优化的方法
TWI509445B (zh) 晶圓對準方法及度量系統
CN102650832A (zh) 衬底模型参数计算方法、光刻设备及控制光刻过程的设备
CN107092167B (zh) 用于无布局套刻控制的方法及系统
US10771776B2 (en) Apparatus and method for generating a camera model for an imaging system
KR101855803B1 (ko) 식각 근접 보정방법
CN106104387A (zh) 光刻设备和数据处理设备
CN116848469A (zh) 量测方法和系统以及光刻系统
JP2017528766A (ja) 焦点合わせと傾斜補正のデザインを有するマーク及びそのアラインメント方法
KR20180082575A (ko) 계측 장치, 방법 및 표시 장치
TWI633610B (zh) 繞射疊合標記
KR20130096663A (ko) 묘화 장치, 및 물품 제조 방법
TW201543184A (zh) 用於產生遮罩之高密度對位映圖的方法、系統及電腦程式產品
TWI501049B (zh) 對於分區曝光之物體而測量其中一區之相對局部位置誤差之方法與裝置
KR102528450B1 (ko) 패턴 배치 보정의 방법
CN113048912A (zh) 投影仪的标定系统及方法
JP6492086B2 (ja) マスク上の構造体の位置を測定し、それによってマスク製造誤差を決定する方法
JP3513892B2 (ja) 位置合わせ方法及び装置、それらを用いた露光方法及び装置
KR102663061B1 (ko) 마이크로리소그라픽 마스크, 그러한 마스크의 구조의 이미지의 에지 위치를 결정하기 위한 방법 및 그러한 방법을 실행하기 위한 시스템