对准误差测量方法及装置制造方法及图纸

本公开提供了一种对准误差测量方法。所述方法包括分别筛选每一预设位置下对准标记产生的一种以上衍射级次的衍射光束，得到每一预设位置下的+n衍射级次的衍射光束和‑n衍射级次的衍射光束，预设位置的个数为四个及以上；分别对每一预设位置下的+n衍射级次的衍射光束和‑n衍射级次的衍射光束进行干涉，以将对准标记结构变化和波像差引入的相位变化编码到产生的干涉信号中；分别探测每一预设位置下的干涉信号的光强分布；根据四个及以上预设位置下干涉信号的光强分布计算对准标记结构变化和波像差引入的对准误差。本公开还提供了一种对准误差测量装置。

Alignment error measurement method and device

【技术实现步骤摘要】
对准误差测量方法及装置
本公开涉及光学领域，具体地，涉及一种对准误差测量方法及装置。
技术介绍
根据极紫外光刻技术路线图，随着关键尺寸(CriticalDimension，CD)进入到7nm及以下工艺节点，对套刻精度要求小于2nm。对准传感器用于测量硅片与掩模的相对位置关系，是实现套刻的先决条件，精度要求一般为套刻精度的1/3～1/5，因此对准传感器的精度应达到亚纳米量级。在对准传感器中，相位光栅标记在加工过程和后续处理过程中，尤其是刻蚀、沉积、化学机械抛光以及温度变化的影响，导致相位光栅标记结构变化。相位光栅对准表及结构变化以及对准光学系统波像差的影响，导致对准误差，降低对准精度。因此，为了提高对准精度，需要分析标记结构变化和波像差对对准误差的影响。相关技术中，分开研究对准标记结构变化和波像差对对准精度的影响。采用散射测量方式重建对准标记结构变化，然后在分析该变化对对准精度的影响。对于波像差，一方面在设计阶段严格要求波像差的大小，以减小对对准精度的影响，另一方面采用哈特曼传感器等测量手段直接测量波像差，但是其测量的是整个光瞳处的波像差，不是对准系统相应衍射级次的波像差，因此需要转换到相应衍射级次处的位置。由于衍射级次光瞳处光斑大小远小于整个光瞳的大小，因此，测量波像差时采样密度非常大，否则会影响测量准确性。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题有鉴于此，本公开提供了一种对准误差测量方法及装置，以解决上述技术问题。(二)技术方案本公开提供了一种对准误差测量方法，包括：分别筛选每一预设位置下对准标记产生的一种以上衍射级次的衍射光束，得到每一所述预设位置下的+n衍射级次的衍射光束和-n衍射级次的衍射光束，所述预设位置的个数为四个及以上；分别对每一所述预设位置下的+n衍射级次的衍射光束和-n衍射级次的衍射光束进行干涉，以将对准标记结构变化和波像差引入的相位变化编码到产生的干涉信号中；分别探测每一所述预设位置下的干涉信号的光强分布；根据所述四个及以上预设位置下干涉信号的光强分布计算所述对准标记结构变化和波像差引入的对准误差。可选地，所述分别对每一所述预设位置下的+n衍射级次的衍射光束和-n衍射级次的衍射光束进行干涉，包括：利用衍射光阑分别对每一所述预设位置下的+n衍射级次的衍射光束和-n衍射级次的衍射光束进行干涉；根据所述+n衍射级次的衍射光束、-n衍射级次的衍射光束和衍射光阑的透射函数产生所述干涉信号。可选地，所述分别探测每一所述预设位置下的干涉信号的光强分布，包括：分别探测每一所述预设位置下的干涉信号在远场的光强分布。可选地，所述分别探测每一所述预设位置下的干涉信号在远场的光强分布，包括：分别对每一所述预设位置下的干涉信号进行傅里叶变换；分别计算每一所述预设位置下进行傅里叶变换后的干涉信号的光强分布。可选地，所述干涉信号的光强分布为：其中，I(kx)为预设位置为x时干涉信号的光强分布，C1、C2为常数，En、E-n分别为+n衍射级次、-n衍射级次的衍射光束的振幅，Δψn所述对准标记结构变化和波像差引入的总相位误差，d为所述对准标记的周期，x为所述对准标记的位置。可选地，当所述预设位置的个数为四个时，所述预设位置分别为以及可选地，所述对准误差为：其中，Δx为所述对准误差，Δψn为所述对准标记结构变化和波像差引入的总相位误差，d为所述对准标记的周期，I1、I2、I3、I4分别为预设位置下干涉信号的光强分布。本公开还提供了一种对准误差测量装置，包括对准标记、可变位置光阑、衍射光阑以及探测器，其中：所述对准标记用于在每一预设位置下产生一种以上衍射级次的衍射光束；所述可变位置光阑用于分别筛选每一预设位置下对准标记产生的一种以上衍射级次的衍射光束，得到每一所述预设位置下的+n衍射级次的衍射光束和-n衍射级次的衍射光束，所述预设位置的个数为四个及以上；所述衍射光阑用于分别对每一所述预设位置下的+n衍射级次的衍射光束和-n衍射级次的衍射光束进行干涉，以将对准标记结构变化和波像差引入的相位变化编码到产生的干涉信号中；所述探测器用于分别探测每一所述预设位置下的干涉信号的光强分布，并根据所述四个及以上预设位置下干涉信号的光强分布计算所述对准标记结构变化和波像差引入的对准误差。可选地，所述装置还包括光源、准直系统、孔径光阑、照明镜组、分光镜、收集镜组以及聚焦镜组：所述光源、准直系统和孔径光阑用于产生均匀、平行的光束；所述照明镜组、分光镜、收集镜组构成第一4f光学系统，用于将所述光束射入所述对准标记，以使得所述对准标记产生一种以上衍射级次的衍射光束；所述收集镜组、分光镜、聚焦镜组构成第二4f光学系统，用于汇聚所述衍射光束，并将+n衍射级次的衍射光束和-n衍射级次的衍射光束汇聚至所述衍射光阑。可选地，所述探测器还用于分别探测每一所述预设位置下的干涉信号在远场的光强分布。(三)有益效果本公开提供的对准误差测量方法及装置，具有以下有益效果：(1)综合计算对准标记结构变化和波像差造成的对准误差，提高了测量准确度和测量精度；(2)直接对对准系统相应衍射级次进行测量，测量对象更加直接，无需大量采样以保证准确性；(3)直接对影响对准误差的相位变化进行测量，具有更高的测量准确度。附图说明图1示意性示出了本公开实施例提供的对准误差测量方法的流程图；图2示意性示出了本公开实施例提供的对准误差测量方法中采用的对准标记的结构示意图；图3示意性示出了本公开实施例提供的对准误差测量方法中衍射光阑处干涉的示意图；图4示意性示出了本公开实施例提供的对准误差测量装置的结构示意图；以及图5示意性示出了本公开实施例提供的对准误差测量装置中收集镜组傅里叶面上的光斑分布。附图标记说明：1-光源；2-准直系统；3-孔径光阑；4-照明镜组；5-分光镜；6-收集镜组；7-对准标记；8-可变位置光阑；9-聚焦镜组；10-衍射光阑；11-探测器。具体实施方式为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。图1示意性示出了本公开实施例提供的对准误差测量方法的流程图。参阅图1，同时结合图2和图3，对图1所示方法进行详细说明。如图1所示，该对准误差测量方法包括操作S110-操作S140。S110，分别筛选每一预设位置下对准标记产生的一种以上衍射级次的衍射光束，得到每一预设位置下的+n衍射级次的衍射光束和-n衍射级次的衍射光束，预设位置的个数为四个及以上。本公开实施例中，对准标记可以同时产生多束不同衍射级次的衍射光束，可以利用可变位置光阑对对准标记产生的不同衍射级次的衍射光束进行筛选。具体地，将对准标记放置在一预设位置处，利用可变位置光阑从该预设位置下对准标记产生的多束不同衍射级次的衍射光束中筛选出+n衍射级次的衍射光束和-n衍射级次本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对准误差测量方法，包括：/n分别筛选每一预设位置下对准标记产生的一种以上衍射级次的衍射光束，得到每一所述预设位置下的+n衍射级次的衍射光束和-n衍射级次的衍射光束，所述预设位置的个数为四个及以上；/n分别对每一所述预设位置下的+n衍射级次的衍射光束和-n衍射级次的衍射光束进行干涉，以将对准标记结构变化和波像差引入的相位变化编码到产生的干涉信号中；/n分别探测每一所述预设位置下的干涉信号的光强分布；/n根据所述四个及以上预设位置下干涉信号的光强分布计算所述对准标记结构变化和波像差引入的对准误差。/n

【技术特征摘要】
1.一种对准误差测量方法，包括：
分别筛选每一预设位置下对准标记产生的一种以上衍射级次的衍射光束，得到每一所述预设位置下的+n衍射级次的衍射光束和-n衍射级次的衍射光束，所述预设位置的个数为四个及以上；
分别对每一所述预设位置下的+n衍射级次的衍射光束和-n衍射级次的衍射光束进行干涉，以将对准标记结构变化和波像差引入的相位变化编码到产生的干涉信号中；
分别探测每一所述预设位置下的干涉信号的光强分布；
根据所述四个及以上预设位置下干涉信号的光强分布计算所述对准标记结构变化和波像差引入的对准误差。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分别对每一所述预设位置下的+n衍射级次的衍射光束和-n衍射级次的衍射光束进行干涉，包括：
利用衍射光阑分别对每一所述预设位置下的+n衍射级次的衍射光束和-n衍射级次的衍射光束进行干涉；
根据所述+n衍射级次的衍射光束、-n衍射级次的衍射光束和衍射光阑的透射函数产生所述干涉信号。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分别探测每一所述预设位置下的干涉信号的光强分布，包括：
分别探测每一所述预设位置下的干涉信号在远场的光强分布。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述分别探测每一所述预设位置下的干涉信号在远场的光强分布，包括：
分别对每一所述预设位置下的干涉信号进行傅里叶变换；
分别计算每一所述预设位置下进行傅里叶变换后的干涉信号的光强分布。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述干涉信号的光强分布为：



其中，I(kx)为预设位置为x时干涉信号的光强分布，C1、C2为常数，En、E-n分别为+n衍射级次、-n衍射级次的衍射光束的振幅，Δψn为所述对准标记结构变化和波像差引入的总相位误差，d为所述对准标记的周期，x为所述对准标记的位置。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述预设位置的个数为四个时，所述预设位置分别为以及

【专利技术属性】
技术研发人员：李璟，杨光华，齐月静，陈进新，卢增雄，折昌美，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11