[發(fā)明專利]量測設(shè)備、光刻系統(tǒng)和測量結(jié)構(gòu)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880067657.6
• 申請日: 2018-10-09
• 公開（公告）號: CN111226174B
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬安科·拉文斯卑爾根;D·阿克布盧特;N·潘迪;廉晉
• 申請（專利權(quán)）人: ASML荷蘭有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 王益

披露了一種量測設(shè)備，所述量測設(shè)備包括光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)用以將輻射聚焦至所述結(jié)構(gòu)上且將來自所述結(jié)構(gòu)的反射輻射引導(dǎo)至檢測系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)被配置成將光學(xué)特性的多個(gè)不同的偏移施加至從所述結(jié)構(gòu)反射之前和/或之后的輻射，使得相對于從光瞳平面場分布的第二點(diǎn)導(dǎo)出的反射輻射，將對應(yīng)的多個(gè)不同的偏移提供至從所述光瞳平面場分布的第一點(diǎn)導(dǎo)出的反射輻射；所述檢測系統(tǒng)檢測由從所述光瞳平面場分布的所述第一點(diǎn)導(dǎo)出的反射輻射與從所述光瞳平面場分布的所述第二點(diǎn)導(dǎo)出的反射輻射之間的干涉引起的對應(yīng)的多個(gè)輻射強(qiáng)度，每個(gè)輻射強(qiáng)度對應(yīng)于所述多個(gè)不同的偏移中的不同的一個(gè)偏移。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2017年10月16日遞交的歐洲申請17196670.8的優(yōu)先權(quán)，并且所述歐洲申請的全部內(nèi)容通過引用并入本發(fā)明中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于測量由光刻過程形成在襯底上的結(jié)構(gòu)的量測設(shè)備、一種光刻系統(tǒng)，和一種測量由光刻過程形成在襯底上的結(jié)構(gòu)的方法。

背景技術(shù)

光刻設(shè)備是將期望的圖案施加至襯底上(通常施加至襯底的目標(biāo)部分上)的機(jī)器。光刻設(shè)備可以用于例如集成電路(IC)制造中。在那種情況下，圖案形成裝置(其替代地被稱作掩模或掩模版)可以用以產(chǎn)生待形成在IC的單層上的電路圖案。可以將這種圖案轉(zhuǎn)印至襯底(例如硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如包括管芯的一部分、一個(gè)管芯或若干管芯)上。典型地經(jīng)由成像至設(shè)置在襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)的層上來進(jìn)行圖案的轉(zhuǎn)印。通常，單個(gè)襯底將包含被連續(xù)圖案化的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)絡(luò)。在光刻過程中，期望頻繁地進(jìn)行對所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的測量(例如)用于過程控制和驗(yàn)證。用于進(jìn)行這樣的測量的各種工具是已知的，包括常常用以測量臨界尺寸(CD)的掃描電子顯微鏡，和用以測量重疊(即器件中兩個(gè)層的對準(zhǔn)的精度的量度)的專用工具。可以依據(jù)兩個(gè)層之間的未對準(zhǔn)程度來描述重疊，例如，對1nm的所測量到的重疊的提及可以描述兩個(gè)層未對準(zhǔn)達(dá)1nm的情形。

近來，已開發(fā)出光刻領(lǐng)域中使用的各種形式的散射儀。這些裝置將輻射束引導(dǎo)至目標(biāo)上且測量散射輻射的一個(gè)或更多個(gè)屬性(例如，作為波長的函數(shù)的在單個(gè)反射角的情況下的強(qiáng)度；作為反射角的函數(shù)的在一個(gè)或更多個(gè)波長的情況下的強(qiáng)度；或作為反射角的函數(shù)的偏振)以獲得可以供確定目標(biāo)的感興趣的屬性的“光譜”。可以通過各種技術(shù)來執(zhí)行感興趣的屬性的確定：例如，通過諸如嚴(yán)格耦合波分析或有限元方法之類的迭代方法進(jìn)行的目標(biāo)的重構(gòu)；庫搜尋；和主成份分析。

在已知的量測技術(shù)中，從目標(biāo)獲得-1和+1衍射階強(qiáng)度。強(qiáng)度不對稱性(這些衍射階強(qiáng)度的比較)提供目標(biāo)不對稱性的測量；即，目標(biāo)中的不對稱性。目標(biāo)中的這種不對稱性可以用作重疊(兩個(gè)層的不期望的未對準(zhǔn))的指示符/指標(biāo)。

使用上述量測技術(shù)進(jìn)行重疊(或目標(biāo)結(jié)構(gòu)中的其它不對稱性)的測量在所涉及的結(jié)構(gòu)處于待制造的器件特征的分辨率的情況下是困難的。這是因?yàn)楦叻直媛侍卣饕鹣鄬?yīng)的高衍射角，所述高衍射角難以捕獲，或衍射階變得漸消(非傳播的)。對于由非常接近于彼此的層所限定的結(jié)構(gòu)，諸如可以是已進(jìn)行蝕刻之后的情況，仍可能獲得關(guān)于來自零階散射的不對稱性的一些信息。然而，在這些測量中難以獲得足夠的靈敏度，特別是在層分離不是非常小的情況下。

發(fā)明內(nèi)容

期望改善特別是針對高分辨率目標(biāo)的目標(biāo)不對稱性或其它感興趣的參數(shù)的測量。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于測量形成在襯底上的結(jié)構(gòu)以確定感興趣的參數(shù)的量測設(shè)備，所述量測設(shè)備包括：光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)被配置成將輻射聚焦至所述結(jié)構(gòu)上且將來自所述結(jié)構(gòu)的反射輻射引導(dǎo)至檢測系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)被配置成將光學(xué)特性的多個(gè)不同的偏移施加至從所述結(jié)構(gòu)反射之前和/或之后的輻射，使得相對于從光瞳平面場分布的第二點(diǎn)導(dǎo)出的反射輻射，將對應(yīng)的多個(gè)不同的偏移提供至從所述光瞳平面場分布的第一點(diǎn)導(dǎo)出的反射輻射；并且所述檢測系統(tǒng)被配置成檢測由從所述光瞳平面場分布的所述第一點(diǎn)導(dǎo)出的反射輻射與從所述光瞳平面場分布的所述第二點(diǎn)導(dǎo)出的反射輻射之間的干涉引起的對應(yīng)的多個(gè)輻射強(qiáng)度，其中每個(gè)輻射強(qiáng)度對應(yīng)于所述多個(gè)不同的偏移中的不同的一個(gè)偏移。