测量目标的方法、量测设备、光刻单元和目标技术

公开了用于测量在衬底上形成的目标的方法和设备。所述目标包括对准结构和量测结构。在一种方法中，执行第一测量过程，所述第一测量过程包括利用第一辐射照射目标并检测由第一辐射从目标的散射引起的辐射。第二测量过程包括利用第二辐射照射所述目标并检测由所述第二辐射从所述目标的散射引起的辐射。所述第一测量过程检测所述对准结构的位置。第二测量过程使用由所述第一测量过程检测到的所述对准结构的位置，以将所述第二辐射的辐射斑对准至所述量测结构内的期望部位上。

Methods, measuring equipment, lithography units and targets for measuring targets

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】测量目标的方法、量测设备、光刻单元和目标相关申请的交叉引用本申请要求于2017年5月19日提交的欧洲申请17171935.4的优先权，该欧洲申请通过引用全文并入本文。
本专利技术涉及用于测量在衬底上形成的目标的方法和设备、一种光刻单元和一种目标。
技术介绍
光刻设备是一种将所期望的图案施加到衬底(通常是在衬底的目标部分)上的机器。光刻设备可以例如用于集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可替代地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成要在IC的单层上形成的电路图案。可以将该图案转印到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的一部分、一个或几个管芯)上。典型地，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分的网络。在光刻过程中，经常期望对所产生的结构进行测量，例如用于过程控制和验证。已知用于进行这种测量的各种工具，包括通常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜和用于测量重叠的专用工具，重叠是器件中的两个层的对准的准确度的度量。可依据两个层之间的未对准程度来描述重叠，例如，对被测量的1nm的重叠的提及可描述两个层存在1nm的未对准的情形。近来，各种形式的散射仪已经被开发应用在光刻领域中。这些装置将辐射束引导到目标上，并且测量散射辐射的一个或更多个属性——例如作为波长的函数的在单个反射角下或在一范围反射角上的强度；作为反射角的函数的在一种或更多种波长下的强度；或者作为反射角的函数的偏振——以获得“光谱”，可以根据该“光谱”确定目标的感兴趣的属性。确定感兴趣的属性可以通过各种技术来执行：例如，通过使用严格耦合波分析或有限元方法实施的迭代方法进行的目标的重构；库搜索；以及主成分分析。目标可以使用暗场散射测量来测量，其中第零阶衍射(对应于镜面反射)被阻挡，且仅较高阶被处理。暗场量测的示例可以在国际专利申请WO2009/078708和WO2009/106279中找到，这些文献通过引用全文并入本文。针对给定重叠目标的不同的衍射阶之间(例如第-1衍射阶和第+1衍射阶之间)的强度不对称性提供目标不对称性的测量结果；即，目标中的不对称性。重叠目标中的这种不对称性能够用作重叠(两个层的不期望的未对准)的指标。可能期望目标定位在具有可用于目标的极小空间的部位中，例如，定位在包含正被制造的产品的结构的产品区域中。定位在此类区域中的目标需要是小的。以足够的准确度将辐射斑与此类目标对准是具有挑战的。
技术实现思路
期望改进用于测量目标的现有方法和设备。根据本专利技术的一方面，提供了一种测量在衬底上形成的目标的方法，所述目标包括对准结构和量测结构，其中所述方法包括：第一测量过程，包括利用第一辐射照射所述目标并检测由所述第一辐射从所述目标的散射引起的辐射；和第二测量过程，包括利用第二辐射照射所述目标并检测由所述第二辐射从所述目标的散射引起的辐射，其中：所述第一测量过程检测所述对准结构的位置；第二测量过程使用由所述第一测量过程检测到的所述对准结构的位置，以将所述第二辐射的辐射斑对准至所述量测结构内的期望部位上；和所述第二测量过程的辐射斑被使得：理论上能够围绕形成所述辐射斑的至少第零阶辐射的最小四边形边界框与所述对准结构相交或围绕所述对准结构；和由所述四边形边界框围绕的至少第零阶辐射完全在所述对准结构之外。根据本专利技术的一方面，提供了一种量测设备，用于测量在衬底上形成的目标，所述量测设备包括：第一测量系统，配置成利用第一辐射照射所述目标并检测由所述第一辐射从所述目标的散射引起的辐射；第二测量系统，配置成利用第二辐射照射所述目标并检测由所述第二辐射从所述目标的散射引起的辐射；和控制器，配置成：使用由所述第一测量系统检测到的辐射检测所述对准结构的位置；和控制所述第二测量系统使用所检测到的所述对准结构的位置以将所述第二辐射的辐射斑对准到所述量测结构内的期望部位上，其中所述第二测量的辐射斑被使得：理论上能够围绕形成所述辐射斑的至少第零阶辐射的最小四边形边界框与所述对准结构相交或围绕所述对准结构；和由所述四边形边界框围绕的至少第零阶辐射完全在所述对准结构之外。根据本专利技术的一方面，提供了一种在衬底上形成的目标，所述目标包括：对准结构和量测结构，其中：在所述量测结构上平均的所述量测结构对可见光的照射的总反射比与在所述对准结构上平均的所述对准结构对可见光的照射的总反射比相差达在所述对准结构上平均的所述对准结构对可见光的照射的总反射比的至少20％；所述量测结构包括其中不存在所述对准结构的部分的圆形或椭圆形区；和理论上能够围绕所述圆形或椭圆形区的最小四边形边界框与所述对准结构相交或围绕所述对准结构。附图说明现在将参考所附示意性附图仅通过举例方式来描述本专利技术的实施例，在附图中对应的附图标记指示对应的部件，且在附图中：图1描绘了一种光刻设备；图2描绘了一种光刻单元或簇；图3包括：(a)用于使用第一对照射孔测量目标的暗场散射仪的示意图；(b)针对给定的照射方向的目标光栅的衍射光谱的细节；(c)对已知形式的多光栅目标和衬底上的测量斑的轮廓的描绘；和(d)在图3的(a)的散射仪中获得的图3的(c)的目标的图像的描绘；并且图4描绘了定位在产品区域外部的划线中的目标；图5描绘了在包括对准结构和量测结构的目标上的圆形的辐射斑；图6描绘了在包括对准结构和量测结构的替代目标上的椭圆形的辐射斑；和图7描绘了一种量测设备，所述量测设备包括第一测量系统、第二测量系统和控制器。具体实施方式本说明书公开了包括本专利技术特征的一个或更多个实施例。所公开的实施例仅仅举例说明了本专利技术。本专利技术的范围不限于所公开的实施例。本专利技术由其所附权利要求限定。所描述的实施例以及说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的提及指示所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但每个实施例可能不一定包括所述特定的特征、结构或特性。而且，这些短语不一定指的是相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，应理解，其在本领域技术人员的知识范围内结合无论是否被明确描述的其它实施例而实现这样的特征、结构或特性。在更为详细地描述这些实施例之前，提出可以实施本专利技术的实施例的示例性环境是有指导意义的。图1示意性地描绘了一种光刻设备LA。所述设备包括：照射系统(照射器)IL，配置成调节辐射束B(例如UV辐射或DUV辐射)；支撑结构(例如掩模台)MT，构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA并且连接到第一定位器PM，所述第一定位器PM配置成根据某些参数来准确地定位图案形成装置；衬底台(例如晶片台)WT，构造成保持衬底(例如涂覆抗蚀剂的晶片)W并且连接到第二定位器PW，所述第二定位器PW配置成根据某些参数来准确地定位衬底；以及投影系统(例如折射型投影透镜系统)PS，配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一个或更多个管芯)上。...

【技术保护点】
1.一种测量在衬底上形成的目标的方法，所述目标包括对准结构和量测结构，其中所述方法包括：/n第一测量过程，包括利用第一辐射照射所述目标并检测由所述第一辐射从所述目标的散射引起的辐射；和/n第二测量过程，包括利用第二辐射照射所述目标并检测由所述第二辐射从所述目标的散射引起的辐射，其中：/n所述第一测量过程检测所述对准结构的位置；/n所述第二测量过程使用由所述第一测量过程检测到的所述对准结构的位置，以将所述第二辐射的辐射斑对准至所述量测结构内的期望部位上；和/n所述第二测量过程的辐射斑被使得：/n理论上能够围绕形成所述辐射斑的至少第零阶辐射的最小四边形边界框与所述对准结构相交或围绕所述对准结构；和/n由所述四边形边界框围绕的至少第零阶辐射完全在所述对准结构之外。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170519 EP 17171935.41.一种测量在衬底上形成的目标的方法，所述目标包括对准结构和量测结构，其中所述方法包括：
第一测量过程，包括利用第一辐射照射所述目标并检测由所述第一辐射从所述目标的散射引起的辐射；和
第二测量过程，包括利用第二辐射照射所述目标并检测由所述第二辐射从所述目标的散射引起的辐射，其中：
所述第一测量过程检测所述对准结构的位置；
所述第二测量过程使用由所述第一测量过程检测到的所述对准结构的位置，以将所述第二辐射的辐射斑对准至所述量测结构内的期望部位上；和
所述第二测量过程的辐射斑被使得：
理论上能够围绕形成所述辐射斑的至少第零阶辐射的最小四边形边界框与所述对准结构相交或围绕所述对准结构；和
由所述四边形边界框围绕的至少第零阶辐射完全在所述对准结构之外。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一测量过程包括形成所述对准结构和量测结构的图像。


3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一测量过程使用计算机实施的图案分辨来分辨所述对准结构。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述量测结构包括周期性结构。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述对准结构是非周期性的。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：
在所述量测结构上平均的所述量测结构对所述第一辐射的照射的总反射比与在所述对准结构上平均的所述对准结构对所述第一辐射的照射的总反射比相差达在所述对准结构上平均的所述对准结构对所述第一辐射的照射的总反射比的至少20％。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述目标包括彼此分离的两个或更多个对准结构。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述最小四边形边界框是正方形或矩形。


9.根据前述权利要求中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·A·J·克瑞姆，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL