量测设备制造技术

公开了一种量测设备，其测量在衬底上形成的结构以确定感兴趣的参数。所述设备包括光学系统，所述光学系统配置成将辐射聚焦到所述结构上并将从所述结构反射之后的辐射引导到检测器上，其中：所述光学系统配置成使得所述检测器检测由来自光瞳平面场分布中的至少两个不同点的辐射之间的干涉产生的辐射强度，其中所述干涉使得检测到的辐射强度的包含与感兴趣的参数有关的信息的分量相对于所述检测到的辐射强度的一个或更多个其它分量被增强。

Measuring equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】量测设备相关申请的交叉引用本申请要求于2017年6月2日提交的欧洲申请17174269.5、于2017年6月26日提交的欧洲申请17177960.6和于2017年11月6日提交的欧洲申请17200068.9的优先权，这些申请的全部内容通过引用并入本文中。
本专利技术涉及用于测量通过光刻过程形成在衬底上的结构的量测设备、光刻系统和测量通过光刻过程形成在衬底上的结构的方法。
技术介绍
光刻设备是一种将期望的图案施加到衬底(通常是在衬底的目标部分上)上的机器。例如，光刻设备可以用于集成电路(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或图案化装置用于产生要在IC的单层上形成的电路图案。可以将所述图案转印到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的一部分、一个或更多个管芯)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，包括经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量度。可以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的重叠的提及可以描述两个层存在1nm的未对准的情形。近来，已经开发了用于光刻领域的各种形式的散射仪。这些装置将辐射束引导到目标上，并且测量被散射的辐射的一个或更多个属性——例如在单个反射角下作为波长的函数的强度；在一种或更多种波长下作为反射角的函数的强度；或者作为反射角的函数的偏振——以获得“光谱”，可以根据所述“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，通过诸如严格耦合波分析或有限元方法等迭代方法执行目标的重构；库搜索；和主成分分析。在已知的量测技术中，通过在将重叠目标旋转、或者改变照射模式或成像模式的同时，在某些条件下测量重叠目标两次以便分别获得第-1衍射阶强度和第+1衍射阶强度，由此获得重叠测量结果。针对于给定的重叠目标的强度不对称性(这些衍射阶强度的比较)提供目标不对称性(即，目标中的不对称性)的测量结果。重叠目标中的这种不对称性可以被用作重叠(两个层的不期望的未对准)的指标。使用上文的量测技术进行重叠(或目标结构中的其它不对称性)的测量是困难的，其中所关心的结构处于要制造的器件特征的分辨率下。这是因为高分辨率特征导致相应地大衍射角，其很难捕获，或者衍射阶变得逐渐消失(不传播)。对于由彼此非常接近的层限定的结构，诸如可能是在已经进行了蚀刻之后的情况下，仍然可能获得与来自第零阶散射的不对称性有关的一些信息。然而，在这样的测量中难以获得足够的灵敏度，特别是在层间隔不是非常小的情况下。
技术实现思路
期望改善目标不对称性或其它感兴趣的参数的测量，特别是针对高分辨率目标。根据本专利技术的方面，提供了一种量测设备，其用于测量衬底上形成的结构以确定感兴趣的参数，所述量测设备包括：光学系统，其配置成将辐射聚焦到所述结构上并将从所述结构反射之后的辐射引导到检测器上，其中：所述光学系统配置成使得所述检测器检测由来自光瞳平面场分布中的至少两个不同点的辐射之间的干涉产生的辐射强度，其中所述干涉使得检测到的辐射强度的包含与感兴趣的参数有关的信息的分量相对于所述检测到的辐射强度的一个或更多个其它分量被增强。根据本专利技术的方面，提供了一种用于测量衬底上形成的结构以确定感兴趣的参数的方法，所述方法包括：将辐射聚焦到所述结构上并在从所述结构反射之后使用检测器检测辐射，其中：所述检测器检测由来自光瞳平面场分布中的至少两个不同点的辐射之间的干涉产生的辐射强度，其中所述干涉使得检测到的辐射强度的包含与感兴趣的参数有关的信息的分量相对于所述检测到的辐射强度的一个或更多个其它分量被增强。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，在附图中相应的附图标记表示指示对应的部件，并且在附图中：图1描绘了光刻设备；图2描绘了光刻单元或簇；图3包括(a)用于在利用第一照射孔测量目标时使用的暗场散射仪的示意图；(b)用于给定照射方向的目标光栅的衍射光谱的细节；(c)衬底上的已知形式的多光栅目标和测量斑的轮廓的描绘；和(d)在图3的(a)中的散射仪中获得的图3的(c)中的目标的图像的描绘；和图4描绘了量测设备的光学元件，所述光学元件向包括分束器的光学单元提供入射辐射束；图5描绘了配置成接收来自图4的布置的入射辐射束的光学单元，和用于将第一辐射束和第二辐射束引导到衬底上并将被反射的第一辐射束和第二辐射束引导到检测器上的光学系统；图6进一步详细描绘了图5的布置的光学单元的操作，示出了传播到分束器和从分束器传播的辐射束中的光瞳平面场分布；图7描绘了基于图6的光学单元的可替代的光学单元的操作，并且所述可替代的光学单元在第二支路中具有附加的翻转；图8是描绘针对无偏置的目标的信号强度I与目标不对称性的典型的变化的曲线图；图9是描绘针对被偏置的目标的信号强度I与目标不对称性的典型的变化的曲线图；图10描绘了可替代的光学单元，其中辐射在从目标结构反射之前和之后传递通过第一分束器和第二分束器；图11描绘了光学布置，其中辐射仅在从目标结构反射之后传递通过第一分束器和第二分束器；图12描绘了光瞳平面分布中的示例性点对称的干涉点对；图13描绘了光瞳平面场分布中的示例性镜面对称的干涉点对；图14描绘了光瞳平面场分布中的示例性的四个干涉点的组；图15描绘了量测设备，所述量测设备配置成干涉来自光瞳平面场分布中的三个点的组的辐射；图16描绘了由图15的量测设备中的第一光瞳平面场分布的多个副本形成的第一光瞳平面场分布(左)和第二光瞳平面场分布(右)；图17描绘了光学布置，其用于用干涉量测法从对称背景提取镜面对称信号或点对称信号；图18描绘了从左侧进入图17的光学布置中的示例性第一光瞳平面场分布(左)，和从图17的光学布置向右侧退出的第二光瞳平面场分布(右)，其中图17的光学布置配置成从对称背景提取镜面对称信号；图19描绘了从左侧进入图17的光学布置中的示例性第一光瞳平面场分布(左)，和从图17的光学布置向右侧退出的第二光瞳平面场分布(右)，其中图17的光学布置配置成从对称背景提取点对称信号；图20是示意性地描绘作为光瞳位置的函数的目标响应(强度和相位)的变化的曲线图，以用于图示对称背景和要提取的点或镜面对称信号；图21描绘了用于辐射通过OPS系统的不同的传播路线。具体实施方式本说明书公开了并入本专利技术的特征的一个或更多个实施例。被揭露的实施例仅仅举例说明本专利技术。本专利技术的范围不限于被公开的实施例。本专利技术由随附其的权利要求限定。所描述的实施例以及在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量测设备，用于测量在衬底上形成的结构以确定感兴趣的参数，所述量测设备包括：/n光学系统，其配置成将辐射聚焦在所述结构上并将从所述结构反射之后的辐射引导到检测器上，其中：/n所述光学系统配置成使得所述检测器检测由来自在光瞳平面场分布中的至少两个不同点的辐射之间的干涉产生的辐射强度，其中所述干涉使得检测到的辐射强度的包含与所述感兴趣的参数有关的信息的分量相对于所述检测到的辐射强度的一个或更多个其它分量被增强。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170602 EP 17174269.5;20170626 EP 17177960.6;20171.一种量测设备，用于测量在衬底上形成的结构以确定感兴趣的参数，所述量测设备包括：
光学系统，其配置成将辐射聚焦在所述结构上并将从所述结构反射之后的辐射引导到检测器上，其中：
所述光学系统配置成使得所述检测器检测由来自在光瞳平面场分布中的至少两个不同点的辐射之间的干涉产生的辐射强度，其中所述干涉使得检测到的辐射强度的包含与所述感兴趣的参数有关的信息的分量相对于所述检测到的辐射强度的一个或更多个其它分量被增强。


2.根据权利要求1所述的量测设备，其中所述光学系统配置成引起所述检测器检测由来自光瞳平面场分布中的相应的多对点的辐射之间的干涉产生的多个辐射强度，每对点关于同一镜面对称线镜面相对于彼此对称地定位。


3.根据权利要求1所述的量测设备，其中所述光学系统配置成促使检测器检测由来自光瞳平面场分布中的相应的多对点的辐射之间的干涉产生的多个辐射强度，每对点关于同一对称点相对于彼此点对称地定位。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的量测设备，还包括光学加权单元，所述光学加权单元配置成在来自对所述检测到的辐射强度做出贡献的那些点的辐射之前修改来自所述光瞳平面场分布中的一个或更多个不同点的辐射的相位和振幅中的任一个或两个。


5.根据任一前述权利要求所述的量测设备，其中所述光学系统配置成将辐射束分成多个辐射束，并且稍后重新组合所述多个辐射束以在来自所述光瞳平面场分布中的不同点的辐射之间引起干涉。


6.根据权利要求书5所述的量测设备，其中：
将辐射束分成所述多个辐射束产生第一光瞳平面场分布的多个副本；
所述光学系统利用所述第一光瞳场分布的所述多个副本形成第二光瞳平面场分布；
在所述第二光瞳平面场分布中的辐射被聚焦到所述结构上；以及
来自所述光瞳平面场分布中的不同点的辐射之间的干涉包括在从所述结构反射之后来自所述第二光瞳平面场分布中的不同点的辐射之间的干涉。


7.根据权利要求1-4中任一项所述的量测设备，其中所述光学系统包括分束器，所述分束器配置成将辐射束分成第一辐射束和第二辐射束，并且所述光学系统配置成使得：
所述第一辐射束和所述第二辐射束围绕公共的光学路径沿相反的方向传播，所述公共...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔安科·拉文斯卑尔根，N·潘迪，周子理，A·E·A·科伦，塞巴斯蒂安努斯·阿德里安努斯·古德恩，B·O·夫艾格金格奥尔，S·G·J·马西森，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL