检查设备和方法、光刻系统和器件制造方法技术方案

一种散射仪用于测量衬底上结构的属性。目标光栅包括在第一方向上在距离gP之上周期性地设置的线条，每个线条单独地在第二方向上延伸距离gL。采用辐射光斑照射光栅，并且检测衍射辐射和用于计算CD、侧壁角度等测量值。光斑限定对于光栅定制的视场以使得光斑沿所述第一方向的范围fP大于距离gP，而光斑沿所述第二方向的范围fL小于距离gL。光栅可以小于传统光栅。使用假设光栅在第一方向上有限但是在第二方向上无限的数学模型，可以简化计算并且使其更健壮。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】检查设备和方法、光刻系统和器件制造方法相关申请的交叉引用本申请要求享有2013年12月13日提交的EP申请13197291的权益，该申请在此通过引用整体并入本文。
本专利技术涉及在例如通过光刻技术在制造器件中可用的度量的方法和设备，以及涉及使用光刻技术制造器件的方法。
技术介绍
光刻设备是将期望的图案施加至衬底上、通常至衬底的目标部分上的机器。光刻设备可以例如用于集成电路(IC)的制造中。在该情形中，备选地称作掩模或刻线板的图案化装置可以用于产生将要形成在IC的单独层上的电路图案。该图案可以转移至衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括一个或数个裸片的一部分)上。图案的转移通常是经由对在衬底上提供的辐射敏感材料(抗蚀剂)的层上成像的。通常，单独衬底将包含后续图案化的相邻目标部分的网络。在光刻工艺中，频繁地希望对例如用于工艺控制和验证所产生的结构进行测量。用于做出这些测量的各种工具是已知的，包括扫描电子显微镜，其通常用于测量临界尺度(CD)，以及用于测量器件中两个层的叠置、对准精度的专用工具。近来，已经开发了散射仪各种形式以用于光刻领域。这些装置将辐射束引导至目标上并且测量被散射辐射的一个或多个属性－例如作为波长函数的在单独反射角下的强度；作为反射角函数的在一个或多个波长下的强度；或者作为反射角函数的偏振－以获得“频谱”，由此可以确定感兴趣目标的属性。可以由各种技术执行感兴趣属性的确定：例如，由诸如严格耦合波分析或有限元方法的迭代逼近对目标结构的重构；库搜索；以及主分量分析。已知散射仪的示例包括在US2006033921A1和US2010201963A1中所述类型的角分辨散射仪。由这些散射仪使用的目标相对较大，例如40μm乘以40μm，光栅和测量光束产生了比光栅较小的光斑(也即光栅未充满)。当其可以有效地认作是无限时未充满光栅简化了目标的数学重构，光斑有效地限定了散射仪的视场(FOV)。然而，由该大型目标占据的“占用面积”的成本是主要问题。将有用的是包括横跨衬底的多个度量目标。将特别感兴趣的是将目标的尺寸减小至例如10μm乘以10μm或更小，例如5μm乘以5μm，因此它们可以位于产品特征中间，而不是在划片线中。已经提出了用于叠置的度量，其中光栅被制成小于测量光斑(也即光栅被充满)。对形式为暗场图像的衍射谐波的检测使得能对更小的目标进行叠置测量。暗场度量的示例可以在国际专利申请WO2009/078708和WO2009/106279中找到。尽管使用暗场成像检测以允许对小的充满的目标进行有用的叠置测量，但其并未为其他类型度量提供合适的信号。此外，叠置测量很大程度上取决于除了叠置之外所有参数的并未改变的假设。用以确定诸如临界尺度(CD)、侧壁角度(SWA)或高度的参数的对目标结构的重构仍然要求大型目标，其由照射光斑(视场)未充满。专利申请US2012/0123748A1更详细地描述了该重构方法。在专利US6850333中，其提出形成伸长的照射光斑。该光斑用于沿光栅周期性方向尽可能照射更多线条，并未在线条方向上(垂直于周期性方向)充满。然而对于未充满光栅的需求限制了其可以缩减的程度。为了减小照射光斑的尺寸以便于允许光栅更小，减小了在给定时间中可以捕获到辐射的量，导致测量方法缓慢，和/或精度损失。
技术实现思路
希望提供用于度量的技术。本专利技术在第一方面提供了一种测量衬底上结构的属性的方法，所述方法包括如下步骤：(a)提供具有光栅的衬底，其中多个结构在第一方向上以距离gP周期性地设置，每个结构在垂直于第一方向的第二方向上单独地延伸了距离gL；(b)采用具有限定尺寸和形状的辐射光斑照射所述结构，使得光斑在所述第一方向上的范围fP大于距离gP，而光斑在第二方向上的范围fL小于距离gL；(c)检测由所述光斑限定的视场内所述结构和所述辐射之间相互作用得到的信号；以及(d)基于检测到的信号计算所述属性的测量。在本专利技术的一些实施例中，光栅是伸长的，使得gL是gP的两倍或更多倍、或三倍或更多倍。光栅可以小于传统的光栅，使得gP例如小于8μm、小于6μm或小于4μm。在一些实施例中，视场是伸长的，使得fP是fL的两倍或更多倍，或者fL的三倍或更多倍。视场可以在至少一个方向上小于传统的照射光斑，使得fL例如小于6μm，小于4μm或小于3μm。在一些实施例中，在照射光学系统中由可调的视场光阑限定所述光斑的尺寸和形状。相反地，如上所述的专利US’333仅提出限制照射光瞳以定形照射光斑。方法的步骤(d)可以包括例如如下项：(d1)定义数学模型，其中所述结构的形状和材料属性由包括至少一个感兴趣的参数的多个参数表示；(d2)当改变参数或感兴趣的参数时通过仿真所述辐射与所述数学模型之间的相互作用来计算多个模型信号；(d3)计算在已检测信号与步骤(d2)中计算的模型信号的至少一些之间的匹配程度；以及(d4)基于计算的匹配程度来报告所述感兴趣的参数的测量。由于光栅和照射光斑之间的相互关系，模型信号的计算可以简化。例如，可以仅相对于两个尺度计算所述模型信号，其中假设结构在第二方向上是无限的。在一些实施例中，以迭代循环执行步骤(d2)和(d3)以回归地找到感兴趣的参数的值。本专利技术在另一方面提供了一种用于测量衬底上结构的属性的检查设备，设备包括：－用于衬底的支座，衬底具有在其上形成的目标结构；－光学系统，用于采用辐射光斑照射目标结构并且检测由所述辐射和所述目标结构之间的相互作用得到的信号；－处理器，被设置用于基于所述检测到的信号计算所述属性的测量，其中所述处理器被设置用于基于所述目标结构包括光栅的假设而计算所述测量值，在光栅中多个结构在第一方向上以距离gP周期性地设置，每个结构在垂直于第一方向的第二方向上单独地延伸了距离gL，以及其中所述光学系统可操作用于照射限定所述辐射光斑的形状和尺寸，使得光斑在所述第一方向上的范围fP大于距离gP，而光斑在所述第二方向上的范围fL小于距离gL。可以修改设备的特征以执行以上所述方法的实施例。在一些实施例中，自动地设置设备以针对相同衬底上的多个光栅重复所述照射、检测和计算，以及其中第一方向和第二方向的定向对于所述光栅中的不同光栅而不同。设备也可以可操作为使用针对不同定向的光栅光斑的尺寸和形状。本专利技术在第四方面进一步提供了一种计算机程序产品，包括用于使得处理器执行如上所述方法的步骤(d)的机器可读指令。计算机程序产品可以进一步包括用于使得处理器控制检查设备以针对多个光栅执行方法的步骤(b)和(c)的指令。#本专利技术另外进一步提供了一种光刻系统，包括：－光刻设备，被设置用于以叠置方式将图案的序列从图案化装置转移至衬底上；以及－检查设备，根据如上所述本专利技术的任意方面。可以设置光刻设备以控制光刻设备，从而用于响应于使用之前衬底上检查设备做出的测量而应用校正。本专利技术另外进一步提供了一种制造器件的方法，其中使用光刻工艺将器件图案的序列施加至一连串衬底，方法包括使用根据如上所述本专利技术的测量方法测量形成作为所述衬底的至少一个上的所述器件图案的一部分或者在所述器件图案旁侧的度量光栅的属性，其中响应于在一个或多个之前衬底上测量的属性而控制用于一个或多个衬底的光刻工艺。以下参照附图详细描述本专利技术的其他特征和优点，以及本专利技术各个实施例的结构和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量衬底上结构的属性的方法，所述方法包括如下步骤：(a)提供具有光栅的衬底，其中多个结构在第一方向上在距离gP之上被周期性地设置，每个结构在垂直于第一方向的第二方向上单独地延伸距离gL，(b)采用具有限定的尺寸和形状的辐射的光斑照射所述结构，使得所述光斑在所述第一方向上的范围fP大于距离gP，而光斑在所述第二方向上的范围fL小于距离gL；(c)检测根据在由所述光斑限定的视场内的所述结构与所述辐射之间的相互作用引起的信号；以及(d)基于检测到的信号计算所述属性的测量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.13 EP 13197291.11.一种测量衬底上结构的属性的方法，所述方法包括如下步骤：(a)提供具有光栅的衬底，其中多个结构在第一方向上在距离gP之上被周期性地设置，每个结构在垂直于第一方向的第二方向上单独地延伸距离gL，(b)采用具有限定的尺寸和形状的辐射的光斑照射所述结构，使得所述光斑在所述第一方向上的范围fP大于距离gP，而光斑在所述第二方向上的范围fL小于距离gL；(c)检测根据在由所述光斑限定的视场内的所述结构与所述辐射之间的相互作用引起的信号；以及(d)基于检测到的信号计算所述属性的测量，其中gP小于6μm。2.根据权利要求1所述的方法，其中gL是gP的两倍或更多倍，或者是gP的三倍或更多倍。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中fP是fL的两倍或更多倍，或者是fL的三倍或更多倍。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中fL小于4μm。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述步骤(d)包括：(d1)定义数学模型，其中由包括至少一个感兴趣的参数的多个参数表示所述结构的形状和材料属性；(d2)当改变参数或感兴趣的参数时通过仿真所述辐射与所述数学模型之间的相互作用来计算多个模型信号；(d3)计算在检测到的信号与在步骤(d2)中计算的模型信号中的至少一些之间的匹配程度；以及(d4)基于所计算的匹配程度报告所述感兴趣的参数的测量。6.根据权利要求5所述的方法，其中仅关于两个尺度计算所述模型信号，其中假设所述结构在第二方向上是无限的。7.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述检测到的信号是由角分辨散射仪获得的二维衍射图案。8.一种用于测量衬底上结构的属性的检查设备，设备包括：－支座，用于具有在其上形成的目标结构的衬底；－光学系统，用于采用辐射的光斑照射所述目标结构并且检测根据所述辐射和所述目标结构之间的相互作用引起的信号；－处理器，被设置用于基于所述检测到的信号计算所述属性的测量，其中所述处理器被设置为基于所述目标结构包括光栅的假设而计算所述测量值，在所述光栅中，多个结构在第一方向上在距离gP之上周期性地被设置，每个结构沿垂直于第一方向的第二方向上单独地延伸距离gL；以及其中所述光学系统可操作为以照射限定辐射的所述光斑的形状和尺寸，使得所述光斑在第一方向上的范围fP大于距离gP而所述光斑在第二方向上的范围fL小于距离gL，其中gP小于6μm。9.根据权利要求8中所述的设备，被设置为使得gL是gP的两倍或更多倍，或者是gP的三倍或更多倍。10.根据权利要求8或9所述的设备，其中fP可以被设置为fL的两倍或更多倍。11.根据权利要求8或9所述的设备，其中fL可以被设置为小于4μm。12.根据权利要求8或9所述的设备，其中所述处理器被设置为通过以下项计算所述属性的所述测量：－定义数学模型，其中由包括至少一个感兴趣的参数的多个参...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·奎因塔尼拉，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL