CN1945440A - 用以监测图案尺寸的方法与系统 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关于一种用以监测图案尺寸的系统与方法，其是用于具有一透明层以及一非透明图案的物件，该透明层是裸露于该图案，该非透明图案是与该透明层层压。根据此方法，其是将一第一光束投射于该图案上。侦测一第二光束，该第二光束是该第一光束通过裸露于该图案的该透明层所产生，或是该第一光束由该图案的非透明层反射所产生。由测得的第二光束获得一预先设定属性的值。监测该值的变化，用以鉴别该图案的尺寸。此系统与方法是以替代的方案，借由计算在一监测区域内透射能量与反射能量的比例，来收集关于尺寸与相位的资讯。由于这些方案经久耐用且易于整合在一蚀刻室内，因此可以在一蚀刻制程中提供同步量测。

Description

用以监测图案尺寸的方法与系统
技术领域
本发明涉及一种半导体制造技术，特别是涉及一种用以监测图案尺寸的方法与系统，该图案是用于半导体制程所使用的光罩或光罩板(reticle)。
背景技术
精确度与准确度是半导体制造中制程控制的两个要素。可准确量测用于光罩或光罩板的图案尺寸的方法，对蚀刻制程而言是特别重要。现有的量测方法(例如电浆强度法、电感耦合电浆反应器的电流偏压法、副产物法)是常被用来侦测蚀刻制程的终点。这些现有量测方法的基本概念为将一光束投射在进行蚀刻制程的层压结构上，并且，当该结构的上层被完全移除时，侦测所反射光束的强度变化。然而这些方法并未提供关于图案临限尺寸(critical dimension)的资讯，以及电磁波通过该图案后的相位变化。这些资讯对于控制光罩或光罩板的品质是特别重要。
临限尺寸一般是利用扫描式电子显微镜或其他的光学度量衡器具量测。相位变化可以用原子力放大镜或其他的光学度量衡器具量测。这些度量衡器具的缺点为，其皆是设计成在蚀刻制程完成后运作。因此，它们无法用在蚀刻设备的同步(in situ)量测。
由此可见，上述现有的量测方法或系统在方法及使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般量测方法或系统又没有适切的方法及结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的用以监测图案尺寸的方法与系统，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的量测方法或系统存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的用以监测图案尺寸的方法与系统，能够改进一般现有的量测方法或系统，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的量测方法或系统存在的缺陷，而提供一种用以监测图案尺寸的方法与系统，所要解决的技术问题是使其利用不丧失获得终点能力的尺寸监测功效技术，来收集关于尺寸与相位的资讯；并将这尺寸监测功效技术整合在一蚀刻室内，来提供同步量测，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种用以监测图案尺寸的方法，该方法是用于具有一透明层以及一非透明图案的物件，该透明层是裸露于该图案，该非透明图案是层压于该透明层上，该方法包含：投射一第一光束于该图案上；侦测一第二光束，该第二光束是该第一光束通过裸露于该图案的该透明层所产生，或是该第一光束由该图案的非透明层反射所产生；由测得的第二光束获得一预先设定属性的值；监测该值的变化，用以鉴别该图案的尺寸。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的用以监测图案尺寸的方法，其另包含：侦测一第三光束，该第三光束是该第一光束由该图案的该透明层偏斜所产生；并且比较该第三光束与该第一光束，用以决定其间的相位。
前述的用以监测图案尺寸的方法，其另包含：侦测一与该第一光束同相的第三光束，绕过该透明层或非透明层；比较该第三光束与该第二光束，用以决定其间的相位。
前述的用以监测图案尺寸的方法，其另包含：提供一具有已知尺寸的参照图案，其中该非透明层是被完全移除而裸露出该透明层；投射一与该第一光束同相的参照光束至该参照图案；侦测一第三光束，该第三光束是该第一光束通过该参照图案中的透明层所产生，或是该第一光束由该参照图案的非透明层反射所产生；由该第三光束获得一预先设定属性的值；及比较该第三光束的预先设定属性的值与该第二光束的预先设定属性的值，用以决定该图案的尺寸。
前述的用以监测图案尺寸的方法，其另包含：提供一具有已知尺寸的参照图案，其中该透明层是完全被该非透明层覆盖；投射一与该第一光束同相的参照光束至该参照图案；侦测一第三光束，该第三光束是该第一光束通过该参照图案中的透明层所产生，或是该第一光束由该参照图案的非透明层反射所产生；由该第三光束获得一预先设定属性的值；及比较该第三光束的预先设定属性的值与该第二光束的预先设定属性的值，用以决定该图案的尺寸。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种用以监测图案尺寸的系统，该系统是用于具有一透明层以及一非透明图案的物件，该透明层是裸露于该图案，该非透明图案是层压于该透明层上，该系统包含：一能量源，用以投射一第一光束于该图案上；一第一侦测器，用以侦测一第二光束，该第二光束是该第一光束通过裸露于该图案的该透明层所产生，或是该第一光束由该图案的非透明层反射所产生；一资料处理器，用以由测得的第二光束获得一预先设定属性的值，使得该值的变化可被监测，用以鉴别该图案的尺寸。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的用以监测图案尺寸的系统，其中所述的资料处理器将该第二光束的预先设定属性的值除以该第一光束的预先设定属性的值，而得到一比率。
前述的用以监测图案尺寸的系统，其另包含一第二侦测器，用以侦测一第三光束，该第三光束是该第一光束由该图案的该透明层偏斜所产生。
前述的用以监测图案尺寸的系统，其另包含一第二侦测器，用以侦测一与该第一光束同相的第三光束，绕过该透明层或非透明层。
前述的用以监测图案尺寸的系统，其中所述的物件包含一具有已知尺寸的参照图案，其中该非透明层是被完全移除而裸露出该透明层，或者其中该透明层是完全被该非透明层覆盖。
前述的用以监测图案尺寸的系统，其中所述的能量源与该第一侦测器是设于该物件的同一侧边，该系统另包含一反射装置设于该物件相对于该能量源与该第一侦测器的相反侧边。
本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种用以监测图案尺寸的方法，该方法是用于具有一透明层以及一非透明图案的物件，该透明层是裸露于该图案，该非透明图案是层压于该透明层上，该方法包含：投射一第一光束于该图案上；侦测一第二光束，该第二光束是该第一光束通过裸露于该图案的该透明层所产生，或是该第一光束由该图案的非透明层反射所产生；由该第一光束与第二光束获得一预先设定属性的值；将该第二光束的预先设定属性的值除以该第一光束的预先设定属性的值，而得到一比率；监测该值的变化，用以鉴别该图案的尺寸。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的用以监测图案尺寸的方法，其另包含：提供一具有已知尺寸的参照图案，其中该非透明层是被完全移除而裸露出该透明层，或者其中该透明层是完全被该非透明层覆盖；投射一与该第一光束同相的参照光束至该参照图案；侦测一第三光束，该第三光束是该第一光束通过该参照图案中的透明层所产生，或是该第一光束由该参照图案的非透明层反射所产生；由该第三光束获得一预先设定属性的值；及比较该第三光束的预先设定属性的值与该第一光束的预先设定属性的值，用以决定该图案的尺寸。
本发明的目的及解决其技术问题另外再采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种用以监测图案尺寸的方法，该方法是用于至少有一非透明层以及具有透明图案的物件，该透明图案是为镂空穿透非透明层的图案，该方法包含：投射一第一光束于该图案上；侦测一第二光束，该第二光束是该第一光束通过镂空该非透明层所产生，或是该第一光束由该图案的非透明层反射所产生；由该第一光束与第二光束获得一预先设定属性的值；将该第二光束的预先设定属性的值除以该第一光束的预先设定属性的值，而得到一比率；监测该值的变化，用以鉴别该图案的尺寸。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的用以监测图案尺寸的方法，其另包含：提供一具有已知尺寸的参照图案，其中该透明层是镂空图案，或者其中非透明图案是完全被该非透明层覆盖；投射一与该第一光束同相的参照光束至该参照图案；侦测一第三光束，该第三光束是该第一光束通过该参照图案中的镂空图案所产生，或是该第一光束由该参照图案的非透明层反射所产生；由该第三光束获得一预先设定属性的值；及比较该第三光束的预先设定属性的值与该第一光束的预先设定属性的值，用以决定该图案的尺寸。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下：
本发明是提供一种用以监测图案尺寸的系统与方法，其是用于具有一透明层以及一非透明图案的物件，该透明层是裸露于该图案，该非透明图案是与该透明层层压。在本发明一实施例中，其是将一第一光束投射于该图案上。侦测一第二光束，该第二光束是该第一光束通过裸露于该图案的该透明层所产生，或是该第一光束由该图案的非透明层反射所产生。由测得的第二光束获得一预先设定属性的值。监测该值的变化，用以鉴别该图案的尺寸。
经由上述可知，本发明本发明是有关于一种用以监测图案尺寸的系统与方法，其是用于具有一透明层以及一非透明图案的物件，该透明层是裸露于该图案，该非透明图案是与该透明层层压。根据此方法，其是将一第一光束投射于该图案上。侦测一第二光束，该第二光束是该第一光束通过裸露于该图案的该透明层所产生，或是该第一光束由该图案的非透明层反射所产生。由测得的第二光束获得一预先设定属性的值。监测该值的变化，用以鉴别该图案的尺寸。此系统与方法是以替代的方案，借由计算在一监测区域内透射能量与反射能量的比例，来收集关于尺寸与相位的资讯。由于这些方案经久耐用且易于整合在一蚀刻室内，因此可以在一蚀刻制程中提供同步量测。
借由上述技术方案，本发明用以监测图案尺寸的方法与系统至少具有下列优点：本发明可简便地整合在一蚀刻室内，以有效地在一蚀刻制程中提供同步量测，因而克服现有技术无法用在蚀刻设备中同步量测的缺点。
综上所述，本发明新颖的用以监测图案尺寸的方法与系统，提供用以在一蚀刻制程中监测尺寸与相位之的系统与方法，其是利用不丧失获得终点能力的新颖的尺寸监测功效技术。此系统与方法是以替代的方案，借由计算在一监测区域内透射能量与反射能量的比例，来收集关于尺寸与相位的资讯。由于这些方案经久耐用且易于整合在一蚀刻室内，因此可以在一蚀刻制程中提供同步量测。
本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在方法、产品结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的量测方法或系统具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是绘示用于一现有量测方法或系统的具有交叉符号图案的光罩的俯视图与侧视图。
图2是绘示根据本发明一实施例所使用的具有图案的光罩的俯视图与侧视图。
图3是绘示根据本发明另一实施例所使用的光罩的侧视图。
图4是绘示根据本发明另一实施例所使用的光罩的侧视图。
图5是绘示根据本发明另一实施例所使用的光罩的侧视图。
图6是绘示根据本发明另一实施例所使用的光罩的俯视图与侧视图。
图7是绘示根据本发明另一实施例所使用的半导体光罩或晶圆的部分剖视图700。
图8是绘示根据本发明另一实施例所使用的半导体光罩或晶圆的部分剖视图800。
102：俯视图                   104：侧视图
105：图案                     106：监测区域
108：能量源                   110：反射侦测器
202：俯视图                   204：侧视图
206：反射侦测器               208：透射侦测器
210：监测区域                  212：偏转侦测器
214：绕射侦测器                216：能量源
218：透明层                    220：非透明层
222：光阻层                    224：绕射侦测器
300：侧视图                    304：反射侦测器
306：能量源                    308：透明层
309：透射侦测器                310：光阻层
400：侧视图                    402：镜子
406：能量源                    408：反射侦测器
410：光阻层                    412：非透明层
414：透明层                    500：侧视图
502：能量源                    504：同相能量源
508：透射侦测器                510：光学路径
512：非透明层                  514：透明层
602：俯视图                    604：侧视图
606：监测区域                  608：监测区域
610：监测区域                  612：反射侦测器
614：透射侦测器                616：能量源
618：透明层                    620：非透明层
700：侧视图                    702：材料
704：材料                      706：反射侦测器
708：能量源                    710：透射侦测器
802：俯视图                    804：侧视图
806：反射侦测器                808：透射侦测器
810：监测区域                  812：偏转侦测器
814：绕射侦测器                816：能量源
QZ：石英层                     PR：光阻层
CR：铬层
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的用以监测图案尺寸的方法与系统其具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1所示，为一具有交叉符号图案105的光罩的俯视图102与侧视图104，其是用于在一蚀刻制程侦测终点的现有反射光束法。该光罩是由一透明层(例如一石英层QZ)、一非透明层(例如一铬层CR)以及一光阻层PR所组成。如侧视图104所示，该光阻层PR与该铬层CR在一监测区域106内的一部分已在一蚀刻制程中被移除。
在一侦测制程中，一能量源108投射一入射光束至该监测区域106。该铬层CR的部分被移除前，一反射侦测器110会接收到一反射光束，该反射光束是该入射光束由该监测区域106内的铬层CR反射所产生。在该光阻层PR与该铬层CR的部分被移除之后，该入射光束只有少量的能量会被反射回该反射侦测器110，而大部分的能量会通过该石英层QZ而成为一透射光束。借由侦测反射光束的能量变化，可以测定蚀刻制程的终点。
虽然现有方法对测定蚀刻制程的终点相当有效，然而却无法获得进一步的资讯，例如该图案105的临限尺寸或该入射光束与该透射光束之间的的相位变化。
请参阅图2所示，为根据本发明一实施例所使用的具有图案的物件的俯视图202与侧视图204。该物件可以是用于半导体制程的光罩或光罩板。该物件由彼此层压的透明层218、非透明层220以及光阻层222所组成。例如，该透明层218是以石英制成。该非透明层220是以铬或硅化钼制成。该非透明层220可以是一反射层或不透光层，视本发明各种实施例而定。例如，包含一不透光层的物件可以是用于低能量光束近接投射微影(LEEPL)或离子束微影制程的光罩板。包含一反射层的物件可以是用于极紫外光(Extreme-Ultraviolet，EUV)制程的反射式光罩板。
参照该侧视图204，该图案是定义在一监测区域210之中，其在透光区域与非透光区域之间的比例大致为1∶1。在本实施例中，其揭示一用以监测该图案尺寸的系统。该系统包含一能量源216、一反射侦测器206以及一透射侦测器208，其中该能量源216与反射侦测器206是位于该物件的同一边，而该透射侦测器208是位于相对边。该反射侦测器206可侦测蚀刻制程的终点。该透射侦测器208是用以侦测该入射光束通过该透明层218(其中该非透明层220已被移除)的透射能量。
在监测过程中，该能量源216投射一入射光束至该监测区域210内的图案。该能量源216可以是一光源(例如激光束发射器)或是一粒子源(例如粒子束发射器)。如果该非透明层220是完整无缺的，大部分的入射光束会被反射回该反射侦测器206。这使得本系统有能力侦测蚀刻制程的终点。在此实施例中，由于该光阻层222与透明层218在该监测区域210内的部分已被移除，被反射回该反射侦测器206的入射光束能量是小于百分之五十。约有一半的入射光束能量会通过该透明层218而成为一透射光束。该透射侦测器208是设于该物件的背侧用以接收该透射光束。
利用一资料处理器(未示于图中)由该透射光束或反射光束获得一预先设定属性的值，用以进一步决定在该监测区域210内图案的尺寸资讯。该预先设定属性是视所使用能量源的类型而定。例如，如果该能量源是一光发射器，该预先设定属性为，例如，强度、相位、偏振或相关性。如果该能量源是一粒子发射器，该预先设定属性为，例如，通量、线速度、角速度或电荷。该资料处理器接着监测该由透射光束或反射光束获得的值，用以鉴别该图案的尺寸。例如，在主要的蚀刻制程完成之后并且过蚀刻过程开始时，该图案在该监测区域210内透光区域与非透光区域之间的比例大致为1∶1。因此，该透射光束的预先设定属性值约为入射光束的一半。例如，如果预先设定属性为光强度，该透射光束的光强度即约为入射光束的一半。随着蚀刻制程的进行，裸露的透光区域会超过该监测区域210的一半。该透射侦测器208所接收的透射光束将超过入射光束的预先设定属性的一半。因此，借由监测该透射光束的预先设定属性值，可以测定该图案的尺寸。值得注意的是，另一选择为，使用如前所述相同的概念，利用该反射光束作为替代来鉴别该图案的尺寸。再一选择为，将该透射光束或反射光束的预先设定属性的值除以该入射光束的预先设定属性的值，而提供一比率。因此，该图案的尺寸变化率可借由监测该比率的变化而决定。
在此实施例中，该系统另包含设于该透射侦测器208同侧的偏转侦测器212以及绕射侦测器214。该偏转侦测器212是接收该入射光束通过该透明层218所产生的偏转信号。该绕射侦测器214是接收该入射光束通过该透明层218所产生的绕射信号。然后，该资料处理器将该偏转光束或该绕射光束与该入射光束加以比较，用以决定其间的尺寸或相位。
在此实施例中，该系统另包含设于该光束源216同侧的用于反射光束的绕射侦测器224。该绕射侦测器224是接收该入射光束由该反射层222反射所产生的绕射(或偏转)信号。然后，该资料处理器将该绕射(或偏转)光束与该入射光束加以比较，用以决定其间的尺寸或相位。
虽然此实施例是揭示用以监测尺寸或相位的系统，然而其运作方法是简述如下。将一入射光束投射于该图案上。侦测该入射光束通过裸露于该图案的透明层所产生的透射光束，或是侦测该入射光束由该图案的非透明层反射所产生的反射光束。由测得的透射或反射光束获得一预先设定属性的值。监测该值用以鉴别该图案的尺寸。
该运作方法可另包含监测相位，其中是侦测该入射光束由该图案的透明层偏转(或绕射)所产生的偏转(或绕射)光束，然后将该偏转(或绕射)光束与该入射光束加以比较，用以决定其间的尺寸或相位。
请参阅图3所示，为根据本发明另一实施例所使用的物件(例如光罩或光罩板)的侧视图300。此实施例是揭露一种用以监测物件图案尺寸或相位的系统与方法。一能量源306设于该物件靠近透明层308的底侧。一透射侦测器309是位该物件靠近光阻层310的上方。一反射侦测器304与该能量源306设于同一边，用以接收由该非透明层220反射的信号。此系统监测尺寸或相位变化的方式是与图2实施例大致相同，其主要差异在两个例子的能量源、反射侦测器与透射侦测器的配置相反。
请参阅图4所示，为根据本发明另一实施例所使用的物件(例如光罩或光罩板)的侧视图400。此实施例是揭露一种用以监测物件图案尺寸或相位的系统与方法。一能量源406与一反射侦测器408设于一光阻层410的上方。一反射装置例如镜子402设于该物件靠近透明层414的底侧。此系统监测尺寸或相位变化的方式是与图2实施例大致相同，其主要差异在能量源与透射侦测器的配置。该能量源406投射一入射光束穿过该非透明层412与透明层414的开口。然后该入射光束被该镜子402反射回该反射侦测器408。因此，该能量源406与反射侦测器408可以设于该物件同一侧。值得注意的是，该能量源406与反射侦测器408可设于该物件的底侧，而该镜子402设于该物件的上方。
图3与图4是显示使用镜子或其他光学元件来调整监测光束路径的两个实施例。可以理解的是，光束源与能量侦测器的相对位置是可随心所欲。
请参阅图5所示，为根据本发明另一实施例所使用的物件(例如光罩或光罩板)的侧视图500。此实施例是揭露一种用以监测物件图案尺寸或相位的系统与方法。一能量源502设于一非透明层512的上方，一透射侦测器508设于一透明层514的下方。一同相能量源504设于该能量源502的同侧，并且经由光学路径510投射一与该能量源502的入射光束同相的光束。此系统监测尺寸或相位的方式是与图2实施例大致相同，其主要差异在如何监测相位。一额外的侦测器用于接收来自同相能量源504的同相光束。然后将同相光束与透射光束比较，用以决定其间的相位差异。值得注意的是，虽然该同相能量源504与能量源502是设于接近非透明层512的侧边，然而其也可设于接近透明层514的另一边。
请参阅图6所示，为根据本发明另一实施例所使用的光罩的俯视图602与侧视图604。此实施例是使用三个监测区域606、608与610来监测尺寸与相位。监测区域606与610是作为具有已知尺寸的参照图案，用以帮助量测监测区域608之内的图案。监测区域606是完全敞开的图案，该区域中所有的非透明材料皆被移除。监测区域608含有监测图案，例如1∶1比例的周期图案，亦即该区域中只有一半的非透明材料被蚀刻掉。监测区域610是非敞开图案，亦即该区域中所有的非透明材料皆未被移除。在侧视图604中，复数个反射侦测器612、透射侦测器614与能量源616是设于监测区域606与608。该反射侦测器612可侦测在监测区域606、608与610中蚀刻制程的终点。该透射侦测器614是用以计算该入射光束通过该透明层618(其中该非透明层620已被移除)的透射能量。
在监测过程中，该能量源616投射一入射光束至该监测区域606、608与610。如果该非透明层620是完整无缺的，大部分的入射光束会被反射回该些反射侦测器612，然而入射光束的一些能量会通过该透明层618而到达该些透射侦测器614。通过该透明层618的能量大小是决定于有多少的非透明层620被移除。例如，由于在监测区域606中所有的非透明层620已被移除，因此监测区域606的透射能量是远高于监测区域610的透射能量。由透射侦测器614或反射侦测器612获得的属性值，可以计算出三个监测区域606、608与610的透射能量与入射能量的比例。将监测区域608内的图案的比例与监测区域606与610内的参照图案的比例加以比较，可用以决定尺寸或相位。由于监测区域606与610的量测可做为参考而有助于监测区域608的量测，因此监测区域608的量测可进一步改善。
请参阅图7所示，为根据本发明另一实施例所使用的半导体光罩或晶圆的一部分的侧视图700。材料702与704具有不同的反射率。当一能量源708投射一入射光束在晶圆时，借由材料702与704的反射率，可以由一反射侦测器706的读数来计算尺寸量测。例如，如果材料702的反射率高于材料704的反射率，由于有较多的材料704被移除，因此反射侦测器706所接收的反射能量将较高。
如图7，材料702与704具有不同的透射率。当一能量源708投射一入射光束在光罩或晶圆时，借由材料702与704的透射率，可以由一透射侦测器710的读数来计算尺寸量测。例如，如果材料702的透射率高于材料704的反射率，由于有较多的材料704被移除，因此透射侦测器710所接收的透射能量将较高。
请参阅图8所示，为根据本发明一实施例所使用的具有图案的物件的俯视图802与侧视图804。该物件可以是用于半导体制程的光罩或晶圆。该物件可以仅有一非透明层818包含部分镂空的透明图形815所组成。例如，该非透明层818是以硅制成，部分镂空的透明图形815即为硅层上的开口。该非透明层818可以是一反射层或不透光层，视本发明各种实施例而定。例如，包含一不透光层的物件可以是用于X射线微影(X-ray Lithoigraphy)或离子束微影(Ion Beam Lithography)制程的镂空光罩板。参照该侧视图804，该图案是定义在一监测区域810之中，其在镂空区域与非透光区域之间的比例大致为1∶1。在本实施例中，其揭示一用以监测该镂空图案尺寸的系统。该系统包含一能量源816、一反射侦测器806以及一透射侦测器808，其中该能量源816与反射侦测器806是位于该物件的同一边，而该透射侦测器808是位于相对边。该透射侦测器808是用以侦测该入射能量通过该非透明层818(其中存在镂空图案805)的透射能量。
在监测过程中，该能量源816投射一入射光束至该监测区域810内的图案。该能量源816可以是一光源(例如激光束发射器)或是一粒子源(例如粒子束发射器)。如果该非透明层818是完整无缺的，则无能量会被透射侦测器808所侦测。这使得本系统有能力侦测蚀刻制程的终点。
在此实施例中，由于镂空区域与非透明区域之间的比例大致为1∶1，约有一半的入射能量会通过该非透明层818而成为一透射能量。该透射侦测器808是设于该物件的背侧用以接收该透射能量。
利用一资料处理器(未示于图中)由该透射能量或反射能量获得一预先设定属性的值，用以进一步决定在该监测区域810内图案的尺寸资讯。
在此实施例中，该系统另包含设于该透射侦测器808同侧的偏转侦测器812以及绕射侦测器814。该偏转侦测器812是接收该入射能量通过镂空图案805所产生的偏转信号。该绕射侦测器814是接收该入射光束通过该镂空图案805所产生的绕射信号。然后，该资料处理器将该偏转能量或该绕射能量与该入射能量加以比较，用以决定其间的尺寸。
虽然此实施例是揭示用以监测尺寸或相位的系统，然而其运作方法是简述如下。将一入射能量投射于该图案上。侦测该入射光束通过裸露于该图案的透明层所产生的透射能量，或是侦测该入射光束由该图案的非透明层反射所产生的反射能量。由测得的透射或反射能量获得一预先设定属性的值。监测该值用以鉴别该图案的尺寸。
虽然本发明所提及的材料一般是以非透明与透明的字眼描述，然而并未存在绝对不透光或透明的材料。本发明可应用于决定不同透明材料的尺寸或相位差异。然而在镂空式结构，此透明的叙述则为镂空的部分，非透明的叙述则为未镂空的部分。
本发明提供用以在一蚀刻制程中监测尺寸与相位的系统与方法，其是利用不丧失获得终点能力的新颖的尺寸监测功效技术。此系统与方法是以替代的方案，借由计算在一监测区域内透射能量与反射能量的比例，来收集关于尺寸与相位的资讯。由于这些方案经久耐用且易于整合在一蚀刻室内，因此可以在一蚀刻制程中提供同步量测。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，元件与制程的特定实施例是用以使本发明更明确。并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (15)

1、一种用以监测图案尺寸的方法，该方法是用于具有一透明层以及一非透明图案的物件，该透明层是裸露于该图案，该非透明图案是层压于该透明层上，其特征在于其包含以下步骤：
投射一第一光束于该图案上；
侦测一第二光束，该第二光束是该第一光束通过裸露于该图案的该透明层所产生，或是该第一光束由该图案的非透明层反射所产生；
由测得的第二光束获得一预先设定属性的值；
监测该值的变化，用以鉴别该图案的尺寸。
2、根据权利要求1所述的用以监测图案尺寸的方法，其特征在于其另包含：
侦测一第三光束，该第三光束是该第一光束由该图案的该透明层偏斜所产生；并且
比较该第三光束与该第一光束，用以决定其间的相位。
3、根据权利要求1所述的用以监测图案尺寸的方法，其特征在于其另包含：
侦测一与该第一光束同相的第三光束，绕过该透明层或非透明层；
比较该第三光束与该第二光束，用以决定其间的相位。
4、根据权利要求1所述的用以监测图案尺寸的方法，其特征在于其另包含：
提供一具有已知尺寸的参照图案，其中该非透明层是被完全移除而裸露出该透明层；
投射一与该第一光束同相的参照光束至该参照图案；
侦测一第三光束，该第三光束是该第一光束通过该参照图案中的透明层所产生，或是该第一光束由该参照图案的非透明层反射所产生；
由该第三光束获得一预先设定属性的值；及
比较该第三光束的预先设定属性的值与该第二光束的预先设定属性的值，用以决定该图案的尺寸。
5、根据权利要求1所述的用以监测图案尺寸的方法，其特征在于其另包含：
提供一具有已知尺寸的参照图案，其中该透明层是完全被该非透明层覆盖；
投射一与该第一光束同相的参照光束至该参照图案；
侦测一第三光束，该第三光束是该第一光束通过该参照图案中的透明层所产生，或是该第一光束由该参照图案的非透明层反射所产生；
由该第三光束获得一预先设定属性的值；及
比较该第三光束的预先设定属性的值与该第二光束的预先设定属性的值，用以决定该图案的尺寸。
6、一种用以监测图案尺寸的系统，该系统是用于具有一透明层以及一非透明图案的物件，该透明层是裸露于该图案，该非透明图案是层压于该透明层上，其特征在于该系统包含：
一能量源，用以投射一第一光束于该图案上；
一第一侦测器，用以侦测一第二光束，该第二光束是该第一光束通过裸露于该图案的该透明层所产生，或是该第一光束由该图案的非透明层反射所产生；
一资料处理器，用以由测得的第二光束获得一预先设定属性的值，使得该值的变化可被监测，用以鉴别该图案的尺寸。
7、根据权利要求6所述的用以监测图案尺寸的系统，其特征在于其中所述的资料处理器将该第二光束的预先设定属性的值除以该第一光束的预先设定属性的值，而得到一比率。
8、根据权利要求6所述的用以监测图案尺寸的系统，其特征在于其另包含一第二侦测器，用以侦测一第三光束，该第三光束是该第一光束由该图案的该透明层偏斜所产生。
9、根据权利要求6所述的用以监测图案尺寸的系统，其特征在于其另包含一第二侦测器，用以侦测一与该第一光束同相的第三光束，绕过该透明层或非透明层。
10、根据权利要求6所述的用以监测图案尺寸的系统，其特征在于其中所述的物件包含一具有已知尺寸的参照图案，其中该非透明层是被完全移除而裸露出该透明层，或者其中该透明层是完全被该非透明层覆盖。
11、根据权利要求6所述的用以监测图案尺寸的系统，其特征在于其中所述的能量源与该第一侦测器是设于该物件的同一侧边，该系统另包含一反射装置设于该物件相对于该能量源与该第一侦测器的相反侧边。
12、一种用以监测图案尺寸的方法，该方法是用于具有一透明层以及一非透明图案的物件，该透明层是裸露于该图案，该非透明图案是层压于该透明层上，其特征在于其包含以下步骤：
投射一第一光束于该图案上；
侦测一第二光束，该第二光束是该第一光束通过裸露于该图案的该透明层所产生，或是该第一光束由该图案的非透明层反射所产生；
由该第一光束与第二光束获得一预先设定属性的值；
将该第二光束的预先设定属性的值除以该第一光束的预先设定属性的值，而得到一比率；
监测该值的变化，用以鉴别该图案的尺寸。
13、根据权利要求12所述的用以监测图案尺寸的方法，其特征在于其另包含：
提供一具有已知尺寸的参照图案，其中该非透明层是被完全移除而裸露出该透明层，或者其中该透明层是完全被该非透明层覆盖；
投射一与该第一光束同相的参照光束至该参照图案；
侦测一第三光束，该第三光束是该第一光束通过该参照图案中的透明层所产生，或是该第一光束由该参照图案的非透明层反射所产生；
由该第三光束获得一预先设定属性的值；及
比较该第三光束的预先设定属性的值与该第一光束的预先设定属性的值，用以决定该图案的尺寸。
14、一种用以监测图案尺寸的方法，该方法是用于至少有一非透明层以及具有透明图案的物件，该透明图案是为镂空穿透非透明层的图案，其特征在于其包含以下步骤：
投射一第一光束于该图案上；
侦测一第二光束，该第二光束是该第一光束通过镂空该非透明层所产生，或是该第一光束由该图案的非透明层反射所产生；
由该第一光束与第二光束获得一预先设定属性的值；
将该第二光束的预先设定属性的值除以该第一光束的预先设定属性的值，而得到一比率；
监测该值的变化，用以鉴别该图案的尺寸。
15、根据权利要求14所述的用以监测图案尺寸的方法，其特征在于其另包含：
提供一具有已知尺寸的参照图案，其中该透明层是镂空图案，或者其中非透明图案是完全被该非透明层覆盖；
投射一与该第一光束同相的参照光束至该参照图案；
侦测一第三光束，该第三光束是该第一光束通过该参照图案中的镂空图案所产生，或是该第一光束由该参照图案的非透明层反射所产生；
由该第三光束获得一预先设定属性的值；及
比较该第三光束的预先设定属性的值与该第一光束的预先设定属性的值，用以决定该图案的尺寸。
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