用于模拟辐射与结构的相互作用的方法和设备、量测方法和设备、器件制造方法技术

通过从观测的衍射辐射进行的重构来测量结构(900)的参数。方法包括以下步骤：(a)限定结构模型以在二维或三维模型空间中表示所述结构；(b)使用所述结构模型来模拟辐射与所述结构的相互作用；和(c)重复步骤(b)且同时变化所述结构模型的参数。沿着所述模型空间的至少第一维度(Z)将所述结构模型划分成一系列片段(a至f)。通过划分成片段，由沿着所述模型空间的至少第二维度(X)的一系列台阶(904＇、906’)来近似至少一个子结构的倾斜面(904、906)。片段的数目可随着所述参数变化而动态地变化。使近似所述倾斜面的台阶的数目维持恒定。引入额外切割部(1302、1304)，而不引入对应台阶。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于模拟辐射与结构的相互作用的方法和设备、量测方法和设备、器件制造方法相关申请的交叉引用本申请要求于2015年7月17日递交的欧洲申请15177294.4的优先权，并且其通过引用将其全文并入本专利技术中。
本专利技术涉及用于模拟辐射与结构的相互作用的方法和设备。本专利技术可应用于例如微观结构的量测中，例如，用以评估和改善光刻设备的性能。在该情况下，辐射可以是具有任何所需波长的电磁辐射。
技术介绍
光刻设备是将所需图案应用到衬底上(通常应用到衬底的目标部分上)的机器。光刻设备可用于例如集成电路(IC)制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于产生待形成在IC的单层上的电路图案。可将此图案转移至衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个管芯或若干管芯)上。在光刻过程中，需要频繁地对所产生的结构进行测量，例如，用于过程控制和验证。用于进行这些测量的各种工具是公知的，包括经常用以测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜(SEM)。其他专用工具用以测量与不对称性相关的参数。这些参数之一是重叠(器件中的两层的对准准确度)。最近，已开发用于光刻领域中的各种形式的散射仪。这些器件将辐射束导向至目标上并且测量散射辐射的一个或更多个性质(例如，根据波长而变化的在单一反射角情况下的强度；根据反射角而变化的在一个或更多个波长情况下的强度；或根据反射角而变化的偏振)以获得具有一种形式或另一形式的“光谱(spectrum)”。术语“光谱”在此情境中将用于广义的范畴。光谱可指具有不同波长(色彩)的光谱，其可指代具有不同方向(衍射角)、不同偏振或这些者中的任意或全部的组合的光谱。从此光谱，可确定目标的所关注性质。可通过各种技术来执行所关注性质的确定。一种特定方法是通过迭代计算来执行目标结构的重构。产生了目标的数学模型，且执行计算来模拟辐射与目标的相互作用。调整所述模型的参数并且重复进行计算直至经模拟光谱变得与所观测光谱相同为止。经调整参数值随后充当真实目标结构的量度。每个经更新模型表示“参数空间”中的点，所述参数空间是具有与所述模型中存在的参数一样多的维度的数学空间。迭代过程的目的是收敛至参数空间中的一点，所述点至少近似地表示实际目标结构的参数。与SEM技术相比较，光学散射仪可在产品单元的大比例或甚至全部上以高得多的生产量来使用。能够非常快速地执行光学测量。另一方面，重构需要大量计算。新过程和目标设计可产生问题，在于已知的迭代计算可花费长时间来收敛于一个解，或可未能收敛。在一些重构技术中，将目标结构的数学模型划分成片段，且逐片段地模拟辐射的传播以实现预测的光谱。在此片段式模型中由阶梯来近似/逼近倾斜特征。已知的重构方法随着参数变化而使用适应性的片段化。这种情况的目的是为了确保在每次迭代的情况下使用与真实形状的最佳近似/逼近，而不过度地增加处理和储存负担。本专利技术人已认识到，当重构一些现代设计时出现的一些问题具有与这种适应性过程相关的根本原因。用于模拟辐射与不同结构的相互作用的计算方法包括例如严格耦合波分析(rigorouscoupledwaveanalysis)或RCWA。RCWA是公知的且适合于应用于周期性结构。诸如微分法(differentialmethod)和体积积分法(volumeintegralmethod)的其他方法也是已知的。这些其他方法在例如下列专利申请案中被描述：US2011/218789A1、WO2011/48008A1和US2013/066597A1。本专利技术中所披露的技术在应用上绝不不限于这些类型的计算。
技术实现思路
本专利技术人已认识到，利用对于目标结构进行片段化的已知调适方法，参数的平滑改变可响应于受模拟的模型来造成台阶改变(不连续性)。这些不连续性可妨碍迭代过程的控制，从而在一些情况下造成无法收敛，或收敛于错误的解。本专利技术人已设计出修改的片段化规则以用于减少这些台阶改变的发生。本专利技术在第一方面中提供一种确定结构的参数的方法，所述结构包括多个子结构，所述方法包括以下步骤：(a)限定结构模型以在二维或三维模型空间中表示所述结构；(b)使用所述结构模型来模拟辐射与所述结构的相互作用；和(c)重复步骤(b)且同时变化所述结构模型的参数，其中为执行步骤(b)，沿着所述模型空间的至少第一维度将所述结构模型划分成一系列片段，其中，通过划分成片段，由沿着所述模型空间的至少第二维度的一系列台阶来近似至少一个子结构的倾斜面，且其中在步骤(b)的重复之间使近似所述倾斜面的台阶的数目维持恒定，同时片段的数目变化。所述方法可用作量测方法的部分，其使用模拟的相互作用以用于所述结构的重构。可例如作为迭代过程而执行对于相互作用的模拟，从而比较每次迭代的结果与已经在所研究的结构上观测到的相互作用。所述迭代过程收敛于参数空间中的一点，所述点充当观测的结构的测量。可替代地在所述观测之前执行对于相互作用的模拟，例如，用以针对所述参数空间中的许多不同点产生模拟结果的库。接着通过比较观测的相互作用与所述库中的模拟的相互作用并且辨识出最佳匹配，来获得所研究的结构的量测。在现有技术中，通常根据一些动态规则来进行片段化，且在每个片段边界处应用用来近似倾斜面的台阶。有时，这针对于参数的平滑改变而引起形状近似的台阶改变。这响应于模拟的相互作用而引入不连续性，不连续性被辨识为对于重构和其他使用是棘手的。通过使得用以近似倾斜面的台阶的数目维持恒定，所述方法能实现恒定的形状近似。因此，能够消除或至少避免或减少上文所提及的不连续性。本专利技术中所披露的一些实施例使用电磁辐射以用于由光刻过程对微结构进行测量。本专利技术不限于这些结构。本专利技术不限于使用电磁辐射。其他应用中的辐射可以例如是声辐射。在所述方法的实施例中，在每系列台阶内，每个台阶在所述第一维度上的范围随着步骤(c)中的所述参数的变化而平滑地变化。下文描述用以实现这种情形的不同技术，连同许多其他实施例。在一些实施例中，所述第一维度是相对于被形成有所述结构的衬底的高度方向。本专利技术不限于这些结构，也不限于任何特定坐标系。所述方法可包括在多于一个维度上的片段化。本专利技术在第二方面中提供一种用于确定结构的参数的处理设备，所述结构包括多个子结构，所述设备包括处理器，所述处理器被布置成执行以下步骤：(a)限定结构模型以在二维或三维模型空间中表示所述结构；(b)使用所述结构模型来模拟辐射与所述结构的相互作用；和(c)重复步骤(b)且同时变化所述结构模型的参数，其中为执行步骤(b)，所述处理器被布置成沿着所述模型空间的至少第一维度将所述结构模型划分成一系列片段，其中，通过划分成片段，由沿着所述模型空间的至少第二维度的一系列台阶来近似至少一个子结构的倾斜面，且且其中所述处理器被布置成在步骤(b)的重复之间使得近似所述倾斜面的台阶的数目维持恒定，而同时片段的数目变化。本专利技术在第三方面中提供用于确定结构的参数的量测设备，所述量测设备包括：照射系统，所述照射系统用于产生辐射束；衬底支撑件，所述衬底支撑件可与所述照射系统一起操作以用于利用辐射来照射形成于衬底上的结构；检测系统，所述检测系统用于检测与所述结构相互作用之后的辐射；和如上文所阐述的根据本专利技术的所述第二方面的处理设备，所述处理设备被布置成模拟辐射与所述结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定结构的参数的方法，所述结构包括多个子结构，所述方法包括以下步骤：(a)限定结构模型以在二维或三维模型空间中表示所述结构；(b)使用所述结构模型来模拟辐射与所述结构的相互作用；和(c)重复步骤(b)且同时变化所述结构模型的参数，其中为执行步骤(b)，沿着所述模型空间的至少第一维度将所述结构模型划分成一系列片段，其中，通过划分成片段，由沿着所述模型空间的至少第二维度的一系列台阶来近似至少一个子结构的倾斜面，且其中在步骤(b)的重复之间使近似所述倾斜面的台阶的数目维持恒定而片段的数目变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.17 EP 15177294.41.一种确定结构的参数的方法，所述结构包括多个子结构，所述方法包括以下步骤：(a)限定结构模型以在二维或三维模型空间中表示所述结构；(b)使用所述结构模型来模拟辐射与所述结构的相互作用；和(c)重复步骤(b)且同时变化所述结构模型的参数，其中为执行步骤(b)，沿着所述模型空间的至少第一维度将所述结构模型划分成一系列片段，其中，通过划分成片段，由沿着所述模型空间的至少第二维度的一系列台阶来近似至少一个子结构的倾斜面，且其中在步骤(b)的重复之间使近似所述倾斜面的台阶的数目维持恒定而片段的数目变化。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述结构模型限定：(i)第一子结构，所述第一子结构在所述第一维度上的范围取决于第一参数，所述第一子结构具有由所述第二维度上的第一系列台阶近似的第一倾斜面，所述第一系列台阶中的台阶的数目在步骤(b)的所述重复之间是恒定的；和(ii)第二子结构，所述第二子结构在所述第一维度上的范围取决于第二参数，所述第二子结构具有由所述第二维度上的第二系列台阶近似的第二倾斜面，所述第二系列台阶中的台阶的数目在步骤(b)的所述重复之间是恒定的。3.根据权利要求2所述的方法，其中为了将所述结构模型划分成跨越所述第一子结构和所述第二子结构的连续的片段，必要情况下在所述第二子结构中引入切割部以与所述第一子结构中的台阶匹配，而不在近似的第二面中引入台阶。4.根据权利要求3所述的方法，其中为了将所述结构模型划分成跨越所述第一子结构和所述第二子结构的连续的片段，必要情况下在所述第一子结构中引入切割部以与所述第二子结构中的台阶匹配，而不在近似的第一面中引入台阶。5.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中所述结构模型限定：(i)下部子结构，所述下部子结构具有由下部一系列台阶近似的倾斜面，所述下部一系列台阶中的台阶的数目在步骤(b)的所述重复之间是恒定的；和(ii)上部子结构，所述上部子结构具有由上部一系列台阶近似的倾斜面，所述上部一系列台阶中的台阶的数目在步骤(b)的所述重复之间是恒定的。6.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中在每个系列台阶内，每个台阶在所述第一维度上的范围随着步骤(c)中的所述参数的变化而平滑地变化。7.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中至少一系列台阶包括在所述第一维度上具有相等范围的两个或更多个台阶，所述台阶的所述范围在所述方法的执行期间保持相等。8.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中至少一系列台阶包括在所述第一维度上具有不同范围的两个或更多个台阶，所述台阶的所述范围在所述方法的执行期间保持呈恒定比率。9.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中步骤(c)包括：(c1)比较在步骤(b)中所模拟的所述相互作用与在具有所述目标结构的量测设备中所观测的真实相互作用相互作用；(c2)基于所述比较的结果来变化所述结构模型的一个或更多个参数；和(c3)使用变化的参数来重复步骤(b)，且其中所述方法还包括：(d)在步骤(c)的多次迭代之后，将所述结构模型的参数报告为所述目标结构的参数的测量结果。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述量测设备是角分辨光谱仪，且其中步骤(c1)包括产生所述目标结构的模拟的散射光谱。11.一种用于确定结构的参数的处理设备，所述结构包括多个子结构，所述设备包括处理器，所述处理器被配置成执行以下步骤：(a)限定结构模型以在二维或三维模型空间中表示所述结构；(b)使用所述结构模型来模拟辐射与所述结构的相互作用；和(c)重复步骤(b)且同时变化所述结构模型的参数，其中为执行步骤(b)，所述处理器被布置成沿着所述模型空间的至少第一维度将所述结构模型划分成一系列片段，其中，通过所述划分成片段，由沿着所述模型空间的至少第二维度的一系列台阶近似至少一个子结构的倾斜面，且其中所述处理器被配置成在步骤(b)的重复之间使近似所述倾斜面的台阶的数目维持恒定而片段的数目变化。12.根据权利要求11...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·德克斯，M·G·M·M·范卡拉埃吉，M·皮萨连科，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL