[發(fā)明專利]檢查設備和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610099812.5
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN105549341A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設計）人: A·登博夫
• 申請（專利權）人: ASML荷蘭有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;呂世磊

本申請是于2014年10月9日進入中國國家階段的、國家申請 號為201380019174.6的、發(fā)明名稱為“檢查設備和方法”的PCT申 請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求享有2012年2月21日提交的美國臨時申請 61/601,156的優(yōu)先權，其通過整體引用并入本文。

技術領域

本發(fā)明涉及例如可用于通過光刻技術制造器件的檢查設備和方 法。

背景技術

光刻設備是向襯底上(通常向襯底的目標部分上)施加所需圖 案的機器。光刻設備可以例如用于制造集成電路(IC)。在該情形下， 備選地稱作掩?；蜓谀０娴膱D案形成裝置可以用于產生將要形成在 IC的單個層上的電路圖案。該圖案可以轉移至襯底(例如硅晶片) 上的目標部分(例如包括一個或數(shù)個裸片的一部分)上。圖案的轉 移通常經由向設置在襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)的層上成像。 通常，單個襯底將包含相繼被圖案化的相鄰目標部分的網絡。已知 的光刻設備包括其中通過將整個圖案一次性曝光到目標部分上來照 射每個目標部分的所謂的步進機，以及其中通過在給定方向(“掃描” 方向)上通過輻射束掃描圖案來照射每個目標部分而同時平行于或 者反向平行于該方向來同步掃描襯底的所謂掃描機。也有可能通過 將圖案壓印至襯底上而將圖案從圖案形成裝置轉移至襯底。

為了監(jiān)控光刻工藝，測量圖案化的襯底的參數(shù)。參數(shù)例如可以 包括形成在圖案化的襯底中或上的相繼層之間的重疊誤差以及已顯 影的光刻膠的關鍵線寬?？梢詫τ诋a品襯底和/或對于專用度量目標 執(zhí)行該測量。存在各種技術用于對光刻工藝中形成的微觀結構進行 測量，包括使用掃描電鏡和各種專用工具。專用檢查工具的快速和 非侵入形式是散射儀，其中輻射束被引導至襯底的表面上的目標上， 并且測量散射或者反射束的特性。通過在束被襯底反射或者散射之 前和之后對束的特性進行比較，可以確定襯底的特性。這可以例如 通過將反射束與存儲在與已知的襯底特性相關聯(lián)的已知測量的庫中 的數(shù)據(jù)進行比較而完成。兩種主要類型的散射儀是已知的。光譜散 射儀引導寬帶輻射束至襯底上，并且測量散射進入特定狹窄角度范 圍中的輻射的光譜(強度根據(jù)波長而變化)。角度分辨散射儀使用單 色輻射束，并且測量根據(jù)角度而變化的散射輻射的強度。

光譜散射測量具有硬件相對簡單的優(yōu)點，這有助于改進匹配和 校準。然而，其難以測量非常孤立的特征，以及度量光柵的不對稱。 角度分辨散射測量光學上更加復雜，使得校準和匹配變得復雜化。 此外，在實際中，需要多個可調的波長，這導致復雜和昂貴的光學 器件。隨著光刻工藝分辨率增大，越來越小的特征形成在襯底上。 為了以最小特征的分辨率執(zhí)行散射測量，可能需要使用與光刻工藝 自身使用的輻射波長相比更短的輻射波長。在紫外(UV)范圍內的 波長原則上對于這一點可以是有效的。然而，用于這樣的波長的光 學系統(tǒng)變得特別復雜。

因此需要散射儀的新形式，特別是適用于測量具有在當前和下 一代光刻工藝的分辨率下的特征尺寸的度量目標。本發(fā)明人已經認 識到已知的光譜散射儀的限制在于它們不使用來自目標光柵的更高 階衍射輻射。

在ProceedingsofSPIEVol.5375(SPIE,Bellingham,WA,2004), DOI:10.1117/12.539143上由RichardM.Silver編輯的Metrology, Inspection,andProcessControlforMicrolithographyXVIII中發(fā)表的 論文“ANewApproachtoPatternMetrology”中，作者ChristopherP. Ausschnitt提出了一種散射儀的新形式。不同于傳統(tǒng)的光譜散射儀， Ausschnitt的所謂MOXIE系統(tǒng)使用了零階以及一階衍射輻射。其也 使用了在襯底自身上的目標光柵以將衍射階分解為分光信號。然而， 該系統(tǒng)也并未被優(yōu)化以用于測量圖案非對稱性。此外，一階信號的 光譜分辨率取決于目標幾何形狀，并且預期對于實際度量應用而言 太小。

已知的散射測量技術中另一個問題在于由產品襯底上的散射測 量目標所占據(jù)的空間或“基板面”。目標必須保持相互遠離并且遠離 產品特征，以避免測量之間的交叉串擾。本發(fā)明人已經進一步認識 到，交叉串擾的一個起因是儀器的光斑具有如下點擴展函數(shù)，該點 擴展函數(shù)具有圍繞主光斑的能量的較大旁波瓣。