基于辅助电磁场的引入的一阶散射测量叠对的新方法技术

本发明专利技术提供计量测量方法及工具，其由固定的照明源照明固定的衍射目标；测量由零阶衍射信号及一阶衍射信号的总和组成的信号；维持所述衍射目标及所述照明源固定的同时，针对所述零与所述第一衍射信号之间的多个关系重复所述测量；及从所述测量总和导出所述一阶衍射信号。照明可为相干的且可在光瞳平面中测量，或照明可为不相干的且可在场平面中测量，在任一情况下，测量所述零与所述一衍射阶的部分重叠。照明可为环形且所述衍射目标可为带有具有不同节距以分离所述重叠区域的周期性结构的单个单元SCOL目标。

A new method of first order scattering measurement based on auxiliary electromagnetic field

The invention provides a measuring method and a tool for measuring the diffraction target fixed by a fixed illuminating source; measuring a signal consisting of the sum of the zero order diffraction signal and the first order diffraction signal; while maintaining the diffraction target and the illuminating source fixed, there are a number of relationships between the zero and the first diffraction signal. The measurement is repeated; and the first order diffraction signal is derived from the sum of the measurements. The illumination may be coherent and can be measured in the pupil plane, or the illumination can be measured in the incoherent and present plane, and in any case, the measurement of the zero overlap with the part of the diffraction order is measured. The illumination can be annular and the diffraction target can be a single cell SCOL target with a periodic structure with different pitch to separate the overlapping area.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于辅助电磁场的引入的一阶散射测量叠对的新方法相关申请案的交叉参考本申请案主张于2015年9月9日申请的第62/215,895号美国临时专利申请案的权益，所述美国申请案以全文引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及散射测量计量的领域，且更特定来说，涉及单个一阶衍射信号的测量。
技术介绍
角度解析散射测量正被广泛用于监测堆叠式周期性结构(例如，光栅上光栅(gratingongrating)目标)之间的叠对误差。全文以引用的方式并入本文中的第7,403,293号美国专利案揭示使用：经布置以产生测量光束的超连续谱光源、经布置以将测量光束引导到衬底上的光学系统，及用于检测由结构反射及/或衍射的辐射的传感器。
技术实现思路
下文是提供本专利技术的初步理解的简化概述。概述不一定识别关键元件也不限制本专利技术的范围，而仅作为下文描述的引言。本专利技术的一个方面提供一种计量测量方法，其包括：由固定的照明源照明固定的衍射目标；测量由零阶衍射信号与一阶衍射信号的总和组成的信号；维持衍射目标及照明源固定的同时，针对零衍射信号与第一衍射信号之间的多个关系重复所述测量；及从所述测量总和导出一阶衍射信号。本专利技术的这些、额外及/或其它方面及/或优点于下列详细描述中加以陈述；可由详细描述推断；及/或可由本专利技术的实践而学习。附图说明为了更好地理解本专利技术的实施例且展示可如何实行本专利技术的实施例，现将仅以实例方式参考附图，其中相似的元件符号指定全文对应元件或区段。在附图中：图1是根据本专利技术的一些实施例的由计量工具分别于光瞳或场平面中进行相位扫描的高级示意说明。图2是根据本专利技术的一些实施例的用于测量场平面中的信号的光瞳配置(在光瞳平面中)的高级示意说明。图3是根据本专利技术的一些实施例的带有从目标单元衍射的环形照明的光瞳方案的高级示意说明，所述目标单元具有带有不同节距的周期性结构。图4A是根据本专利技术的一些实施例的计量工具的高级示意框图。图4B是根据本专利技术的一些实施例的衍射目标的高级示意说明。图5是说明根据本专利技术的一些实施例的计量测量方法的高级流程图。具体实施方式在陈述详细描述之前，陈述将在下文中使用的某些术语的定义可能是有用的。如用于本申请案的术语“衍射信号”是指经衍射离开周期性结构的电磁场。如使用于本申请案的术语“零阶衍射信号”及“一阶散射信号”是指与指定衍射阶(即零阶及一阶)相关联的电磁场。+1及-1一阶衍射信号是指一阶衍射信号的两个波瓣。如使用于本申请案的关于两个衍射阶信号的术语“总和”是指对应的衍射阶信号的电磁场的干扰造成的电磁场。现在详细地具体参考所述图式，强调所示特定性是以实例方式说明且仅为了说明性地论述本专利技术的优选实施例的目的，且经呈现以提供被认为是本专利技术的原理及概念方面的最有用且最容易理解的描述。就此来说，未尝试以多于基本理解本专利技术所必需的细节的细节展示本专利技术的结构细节，所述描述结合所述图式使所属领域的技术人员明白在实践中如何具体实施本专利技术的若干形式。在详细地解释本专利技术的至少一个实施例之前，应理解本专利技术在其应用方面不限于下列描述中陈述或所述图式中说明的组件的构造及布置的细节。本专利技术可适用于可以各种方式实践或实行的其它实施例。此外，应理解本文中采用的用语及术语是为了描述的目的且不应被视为具限制性。提供计量测量方法及工具：由固定的照明源照明固定的衍射目标；测量由零阶衍射信号与一阶衍射信号的总和组成的信号；维持衍射目标及照明源固定的同时，针对第零衍射信号与第一衍射信号之间的多个关系重复所述测量；及从测量总和导出一阶衍射信号。照明可为相干的且可在光瞳平面中测量，或照明可为不相干的且可在场平面中测量，在任一情况下，测量零衍射阶与一衍射阶的部分重叠。照明可为环形且衍射目标可为带有具有不同节距以分离重叠区域的周期性结构的一个单元SCOL(散射测量叠对)目标。本专利技术的一阶散射测量叠对的新方法是基于辅助电磁场的引入以克服用于叠对测量的标准散射测量方法的主要缺点，即缺乏对光栅的地形相位及衍射效率的控制，此导致例如起因于目标不对称及过程不稳定的测量误差不确定地增大。举例来说，零衍射阶信号，或任何其它干扰测量的稳定参考可用于增强检测器上的SCOL信号。可通过相对于一阶信号的零阶(或参考场)的相位扫描，或通过将相位差映射到多像素检测器坐标(相机)上而检索SCOL信号的振幅。在另一实例中，由光栅中的每一者使个别光栅的不同节距可用于检索衍射电磁场(即，衍射照明)的相位。可从照明光瞳点之间的相位扫描导出相位。可从对应的衍射阶的相位差导出个别光栅位置且可从个别光栅位置的差检索叠对。图1是根据本专利技术的一些实施例的由计量工具100分别在光瞳平面85或场平面95中相位扫描110的高级示意说明。图1示意性描绘带有周期性结构81、82(例如，分别为光栅U及L)的叠对目标80中的典型目标单元，及用于测量的衍射阶。元件符号90是指来自目标80的零阶衍射信号，元件符号91是指来自目标80的+1一阶衍射信号，其作为分别来自光栅81、82的衍射信号U+1、L+1的总和，且元件符号89是指来自目标80的-1一阶衍射信号，其作为分别来自光栅81、82的衍射信号U-1、L-1的总和。图1进一步说明光瞳平面85中的区域88、92，在所述区域中零阶衍射信号90分别与-1一阶衍射信号89及+1一阶衍射信号91重叠，由箭头示意性说明相位扫描。在场平面95中，零阶衍射信号90与+1一阶衍射信号91的示范性总和示意性展示为区域92A(其中-1一阶衍射信号89被掩模121阻断，参见图2)，可由相位扫描110修改区域92A(参见下文的另外解释)。一阶散射测量配置的信号是分别具有相同节距的上部光栅81及底部光栅82的一衍射阶之间的干扰的结果。分别来自上部(U)周期性结构81或下部(U)周期性结构82的衍射电磁场可表达为其中±1是指相应一阶衍射阶，AU及AL是指个别光栅的衍射阶的振幅(与其衍射效率相关)，相位ΨU及ΨL对应于由于正及负衍射阶所共同的堆叠参数引起的地形相位，且±f0是指相应目标单元中的光栅81、82(具有节距P)之间±f0的设计的移位(偏移)。衍射阶的强度I±1(±f0)取决于光栅81、82的衍射效率且取决于地形相位差ΨU－ΨL，如方程式1所表达：照明(光瞳点)中的每一角度的差分信号(D)被给定为+1与-1一衍射阶之间的强度差，表达于方程式2中：对差分信号D的测量(于±f0单元处测量)提供叠对(OVL)。尽管所述方法的概念简单，但是存在有关于上文表达式的若干根本问题，例如：(i)每当光栅的衍射效率(AU及AL)小时，信号强度(表达于方程式1中)小且可低于检测器噪声电平(受限制的光预算)。(ii)每当任一光栅的衍射效率(AU或AL)小时，在测量系统的光学噪声电平内或非周期性目标缺陷的散射内(即，目标噪声内)可能无法检测到差分信号(表达于方程式2中)。(iii)对于带有高地形的目标，可能会发生的是，由顶部及底部光栅衍射的电磁场的有效光学路径差是的整数倍，其中λ是照明波长。在此情况下，差分信号成为零而不管叠对为何((ΨU－ΨL)＝mπ，其中m为整数)，此表明对叠对(方程式2)缺乏灵敏度。为了克服后一问题，必须在宽范围的地形相位上测量差分信号且选择提供对叠对的足够灵敏度及/或用以增大入射角的覆盖范围的值，对于标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计量测量方法，其包括：由固定的照明源照明固定的衍射目标，测量由零阶衍射信号及一阶衍射信号的总和组成的信号，维持所述衍射目标及所述照明源固定的同时，针对所述零与所述第一衍射信号之间的多个关系重复所述测量，及从所述测量总和导出所述一阶衍射信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.09 US 62/215,8951.一种计量测量方法，其包括：由固定的照明源照明固定的衍射目标，测量由零阶衍射信号及一阶衍射信号的总和组成的信号，维持所述衍射目标及所述照明源固定的同时，针对所述零与所述第一衍射信号之间的多个关系重复所述测量，及从所述测量总和导出所述一阶衍射信号。2.根据权利要求1所述的计量测量方法，其中所述照明是相干的且在相对于所述目标的光瞳平面中进行所述测量。3.根据权利要求2所述的计量测量方法，其中照明波长及所述目标的节距经选择以在所述光瞳平面中产生所述零衍射阶与所述一衍射阶的部分重叠。4.根据权利要求1所述的计量测量方法，其中所述照明是不相干的且在相对于所述目标的场平面中进行所述测量。5.根据权利要求4所述的计量测量方法，其中不测量的一阶衍射信号在所述目标的所述光瞳平面处经遮挡以产生所述测量总和。6.根据权利要求5所述的计量测量方法，其中所述目标是包括至少两个周期性结构的成像目标，所述方法进一步包括对所述目标实施至少两次叠对测量，至少一者是针对遮挡的+1衍射阶且至少另一者是针对遮挡的-1衍射阶，且通过平均所述至少两次叠对测量而导出叠对。7.根据权利要求4所述的计量测量方法，其进一步包括在训练阶段期间识别且移除引入不准确性的照明点。8.根据权利要求2或4所述的计量测量方法，其进一步包括针对作为所述零与所述第一衍射信号之间的所述关系的多个相位实施所述重复测量。9.根据权利要求2或4所述的计量测量方法，其进一步包括针对所述照明的多个角度及/或相位及/或波长实施所述重复测量以修改所述零与所述第一衍射信号之间的所述关系。10.根据权利要求1所述的计量测量方法，其中所述照明是环形的且所述衍射目标包括具有至少两个对应的不同节距的至少两个周期性结构，且其中所述环形照明的宽度及所述节距经选择以将所述零阶衍射信号与来自所述相应周期性结构中的每一者的所述一阶衍射信号中的每一者之间的重叠区域分离。11.一种计量工具，其包括：固定的照明源，其经配置以照明固定的衍射目标，测量单元，其经配置以重复测量由零阶衍射信号及一阶衍射信号的总和组成的信号，其中维持所述衍射目标及所述照明源固定的同时，针对所述零与所述第一衍射信号之间的多个关系实施所述重复测量，及处理单元，其经配置以从所述测量总和导...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·莱温斯基，Y·帕斯卡维尔，Y·卢巴舍夫斯基，A·玛纳森，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US