量测方法、设备和计算机程序技术

公开了一种确定衬底上目标的特性的方法以及对应的量测设备和计算机程序。该方法包括根据成对的互补像素确定多个强度非对称性测量，成对的互补像素包括目标的第一图像中的第一图像像素和目标的第二图像中的第二图像像素。从由目标散射的第一辐射获得第一图像，且从由目标散射的第二辐射获得第二图像，第一辐射和第二辐射包括互补的非零阶衍射。然后根据所述多个强度非对称性测量确定目标的特性。

Measurement methods, equipment and computer programs

A method for determining the characteristics of a target on a substrate and a corresponding measuring device and a computer program are disclosed. The method includes determining multiple intensity asymmetry measurements based on paired complementary pixels, which include the first image pixel in the first image of the target and the second image pixel in the second image of the target. The first image is obtained from the first radiation scattered by the target, and the second image is obtained from the second radiation scattered by the target. The first radiation and the second radiation include complementary non-zero-order diffraction. The characteristics of the target are then determined according to the multiple intensity asymmetry measurements.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】量测方法、设备和计算机程序相关申请的交叉引用本申请要求享有2016年9月9日提交的EP申请16188176.8的优先权，并且该申请在此通过全文引用的方式并入本文。
本专利技术涉及用于例如可用于由光刻技术制造器件的量测的方法和设备，以及使用光刻技术制造器件的方法。
技术介绍
光刻设备是将所希望图案施加至衬底上、通常至衬底的目标部分上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造。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的单个层上的电路图案。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管芯的一部分)上。图案的转移通常是经由成像至提供于衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含连续图案化的相邻目标部分的网络。在光刻工艺中，频繁地希望对所产生的结构进行测量，例如用于工艺控制和验证。用于进行该测量的各种工具是已知的，包括通常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜，以及用以测量套刻、器件中两个层的对准精度的量测的专用工具。可以根据两层之间未对准程度而描述套刻，例如涉及1nm的测得套刻可以描述其中两个层以1nm未对准的情形。近期，已经研发了各种形式散射仪用于光刻领域。这些装置将辐射束引导至目标上并测量被散射辐射的一个或多个特性—例如取决于波长的单个反射角的强度；取决于反射角的一个或多个波长的强度；或者取决于反射角的偏振—以获得由此可以确定感兴趣目标的特性的“频谱”。可以由各种技术执行感兴趣特性的确定：例如由迭代方案诸如严格耦合波分析或有限元方法对目标的重构；库检索；以及主要成分分析。由传统散射仪使用的目标是相对较大例如40μm乘以40μm的光栅，且测量束产生小于光栅的光板(也即光栅未填满)。这简化了目标的数学重构，因为其可以视作是无限的。然而，为了将目标的尺寸减小至例如10μm乘以10μm或更小，例如以便它们位于产品特征之中而不是在划片线中，已经提出了其中使得光栅小于测量光斑(也即光板过填充)的量测。通常使用暗场散射法测量这些目标，其中阻挡了零阶衍射(对应于镜面反射)，并且仅处理高阶衍射。暗场量测的示例可以在国际专利申请WO2009/078708和WO2009/106279中找到，在此通过全文引用的方式并入本文。已经在专利公开US20110027704A、US20110043791A和US20120242970A中描述了技术的进一步发展。在此也通过引用的方式将所有这些申请的内容并入本文。使用衍射阶的暗场检测的基于衍射的套刻使能对更小目标进行套刻测量。这些目标可以小于照射光斑并且可以由晶片上产品结构围绕。目标可以包括可以在一个图像中测量的多个光栅。在已知的量测技术中，通过在某些条件之下两次测量套刻目标而获得套刻测量结果，而同时旋转套刻目标或者改变照射模式或成像模式以分立地获得第-1和+1衍射阶强度。对于给定套刻目标的强度非对称性、这些衍射阶强度的比较提供了目标非对称性的测量，也即目标中的非对称性。套刻目标中的该非对称性可以用作套刻的指示(两个层的不希望的未对准)。当测量厚堆叠时，其中在被测量的两层之间可以存在相当大距离。这可以使得使用强度非对称性的套刻确定不可靠，因为使用第-1和+1衍射阶强度所获得的图像并未显示由此可以求平均的显著稳定强度的区域。这可以通过使用光瞳面图像确定套刻而解决，但是这要求非常大的目标和对于每个目标区域的分立采集。
技术实现思路
希望能够使用暗场方法对厚堆叠执行套刻量测。本专利技术在第一方面提供了一种确定衬底上目标特性的方法，包括：根据成对的互补像素确定多个强度非对称性测量，成对的互补像素包括目标的第一图像中的第一图像像素和目标的第二图像中的第二图像像素，从由目标散射的第一辐射获得第一图像且从由目标散射的第二辐射获得第二图像，所述第一辐射和第二辐射包括互补的非零衍射阶；以及从所述多个强度非对称性测量确定目标的所述特性。本专利技术在第二方面中提供了一种量测设备，包括：被配置为采用辐射照射目标的照射系统；被配置为检测由照射目标引起的被散射辐射的检测系统；其中所述量测设备可操作用于执行第一方面的方法。本专利技术进一步提供了一种包括处理器可读指令的计算机程序，当运行在合适的处理器控制的设备上时处理器可读指令使得处理器控制的设备执行第一方面的方法，以及包括了该计算机程序的计算机程序载体。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操作。应该注意本专利技术不限于在此所述的具体实施例。仅为了示意目的在此展示这些实施例。基于在此所包含的教导，额外的实施例对于相关领域技术人员将是明显的。附图说明现在将仅借由示例的方式、参照附图描述本专利技术的实施例，其中：图1描绘了根据本专利技术的一个实施例的光刻设备；图2描绘了根据本专利技术的一个实施例的光刻单元或集群；图3包括(a)用于使用第一对照射孔径的测量目标的暗场散射仪的示意图；(b)对于给定照射方向目标光栅的衍射频谱的细节；(c)在使用散射仪以基于衍射的套刻测量中提供其他照射模式的第二对照射孔径；以及(d)组合第一对孔径和第二对孔径的第三对照射孔径；图4描绘了多个光栅目标的已知形式以及衬底上测量光斑的轮廓；图5描绘了在图3的散射仪中所获得的图4的目标的图像；图6是示出了使用图3的散射仪的套刻测量方法的步骤的流程图；图7示出了穿过(a)薄的目标和(b)厚的目标的测量辐射的示例性光学路径，以及对应的图像和强度图；图8是说明了根据本专利技术实施例的确定套刻的方法的示意图；图9是对于(a)互补图像的第一对准，(b)第二对准和(c)第三对准的强度非对称性与非归一化堆叠灵敏度的对比图；图10是(a)+d子目标中强度非对称性与-d子目标中强度非对称性的对比以及(b)+d子目标中强度非对称性与非归一化堆叠灵敏度的对比的图；以及图11是描述了根据本专利技术的一个实施例的确定套刻的方法的流程图。具体实施方式在详细描述本专利技术的实施例之前，展示其中可以实施本专利技术实施例的示例性环境是有益的。图1示意性描绘了光刻设备LA。设备包括配置为调节辐射束B(例如UV辐射或DUV辐射)的照射光学系统(照射器)IL，构造用于支撑图案化装置(例如掩模)MA并连接至配置为根据某些参数精确地定位图案化装置的第一定位器PM的图案化装置支座或支撑结构(例如掩模工作台)MT；构造用于固定衬底(例如涂覆了抗蚀剂的晶片)W并连接至配置为根据某些参数精确地定位衬底的第二定位器PW的衬底工作台(例如晶片工作台)WT；以及配置为将由图案化装置MA赋予辐射束B的图案投影至衬底W的目标部分C(例如包括一个或多个管芯)上的投影光学系统(例如折射式投影透镜系统)PS。照射光学系统可以包括用于引导、定形或控制辐射的各种类型光学或非光学部件，诸如折射、反射、磁性、电磁、静电或其他类型部件、或其任意组合。图案化装置支座以取决于图案化装置的朝向、光刻设备的设计、以及其他条件诸如例如图案化装置是否固定在真空环境中的方式而固定图案化装置。图案化装置支座可以使用机械、真空、静电或其他夹持技术以固定图案化装置。图案化装置支座可以是框架或工作台，例如如果需要的话可以是固定或可移动的。图案化装置支座可以确保图案化装置处于所希望的位置，例如相对于投影系统。在此术语“刻线板”或“掩模”的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定衬底上的目标的特性的方法，包括：根据成对的互补像素确定多个强度非对称性测量，所述成对的互补像素包括在所述目标的第一图像中的第一图像像素和在所述目标的第二图像中的第二图像像素，所述第一图像已经从由所述目标散射的第一辐射获得，以及所述第二图像已经从由所述目标散射的第二辐射获得，所述第一辐射和所述第二辐射包括互补的非零阶衍射；以及根据所述多个强度非对称性测量来确定所述目标的所述特性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.09 EP 16188176.81.一种确定衬底上的目标的特性的方法，包括：根据成对的互补像素确定多个强度非对称性测量，所述成对的互补像素包括在所述目标的第一图像中的第一图像像素和在所述目标的第二图像中的第二图像像素，所述第一图像已经从由所述目标散射的第一辐射获得，以及所述第二图像已经从由所述目标散射的第二辐射获得，所述第一辐射和所述第二辐射包括互补的非零阶衍射；以及根据所述多个强度非对称性测量来确定所述目标的所述特性。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标的所述特性包括套刻。3.根据权利要求1或2所述的方法，包括优化在所述第一图像和所述第二图像之间的相对位置偏移以识别所述成对的互补像素的步骤。4.根据权利要求3所述的方法，其中，优化相对位置偏移的所述步骤使得用于形成成对的互补像素的所述第一图像像素的、由所述第一辐射行进穿过所述目标的光学路径长度与用于形成所述成对的互补像素的所述第二像像素的、由所述第二辐射行进穿过所述目标的光学路径长度相同。5.根据权利要求4所述的方法，其中，优化相对位置偏移的所述步骤使得用于形成成对的互补像素的所述第一图像像素的、由所述第一辐射行进穿过所述目标的光学路径与用于形成所述成对的互补像素的所述第二像像素的、由所述第二辐射行进穿过所述目标的光学路径是对称的。6.根据权利要求3、4或5所述的方法，其中，优化相对位置偏移的所述步骤包括：确定对于所述第一图像和所述第二图像的多个试验偏移的、在所述目标的灵敏度系数与所述强度非对称性测量之间的关系；以及选择所述关系最佳拟合特定函数所针对的偏移。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·塔拉布林，S·P·S·哈斯廷斯，A·E·A·库伦，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL