暗场数字全息显微镜和相关联的量测方法技术

本发明专利技术披露一种暗场数字全息显微镜，所述暗场数字全息显微镜被配置成确定结构的所关注的特性。所述暗场数字全息显微镜包括：照射装置，所述照射装置被配置成至少提供：第一束对，所述第一束对包括第一照射辐射束(1010)和第一参考辐射束(1030)；和第二束对，所述第二束对包括第二照射辐射束(1020)和第二参考辐射束(1040)；和一个或更多个光学元件(1070)，所述一个或更多个光学元件能够操作以捕获由所述结构散射的第一散射辐射且捕获由所述结构散射的第二散射辐射，所述第一散射辐射和所述第二散射辐射分别由所述第一照射束和所述第二照射束而产生。所述第一束对的束是相互相干的，以及所述第二束对的束是相互相干的。所述照射装置被配置成在所述第一束对与所述第二束对之间强加非相干性(ADI)。二束对之间强加非相干性(ADI)。二束对之间强加非相干性(ADI)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】暗场数字全息显微镜和相关联的量测方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年12月17日递交的欧洲申请19216970.4和于2020年4月1日递交的欧洲申请20167524.6的优先权，以及这些申请的全部内容通过引用而被合并入本文中。


[0003]本专利技术涉及暗场数字全息显微术且特别涉及高速暗场数字全息显微术，以及涉及集成电路的制造中的量测应用。

技术介绍

[0004]光刻设备是被构造成将期望的图案施加至衬底上的机器。光刻设备可以用于(例如)集成电路(IC)制造中。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如，掩模)处的图案(通常也称为“设计布局”或“设计”)投影至设置于衬底(例如，晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
[0005]为了将图案投影至衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长确定可以在衬底上形成的特征的最小大小。当前使用的典型波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。相比于使用例如具有193nm的波长的辐射的光刻设备，使用具有介于4nm至20nm的范围内的波长(例如6.7nm或13.5nm)的极紫外(EUV)辐射的光刻设备可以用于在衬底上形成较小特征。
[0006]低k1光刻可以用以处理尺寸小于光刻设备的典型分辨率限值的特征。在这样的过程中，可以将分辨率公式表达为CD＝k1×
λ/NA，其中λ是所使用的辐射的波长，NA是光刻设备中的投影光学器件的数值孔径，CD是“临界尺寸”(通常是所印制的最小特征大小，但在这种情况下是半间距)且k1是经验分辨率因子。通常，k1越小，则越难以在衬底上再现类似于由电路设计者规划的形状和尺寸以便实现特定电功能性和性能的图案。为了克服这些困难，可以将复杂的精调谐步骤应用于光刻投影设备和/或设计布局。这些步骤包括例如但不限于NA的优化、自定义照射方案、使用相移图案形成装置、设计布局的各种优化，诸如设计布局中的光学邻近效应校正(OPC，有时也被称为“光学和过程校正”)，或通常被定义为“分辨率增强技术”(RET)的其它方法。替代地，用于控制光刻设备的稳定性的严格控制回路可以用以改善在低k1下的图案的再现。
[0007]在制造过程期间，需要检查制造结构和/或测量制造结构的特性。适合的检查和量测设备是本领域中已知的。已知量测设备中的一种为散射仪和例如暗场散射仪。
[0008]专利申请公布US2016/0161864A1、专利申请公布US2010/0328655A1和专利申请公布US2006/0066855A1论述了光刻设备的实施例和散射仪的实施例。所引用的文献以引用的方式而被合并入本文中。
[0009]诸如上述量测装置之类的暗场显微镜且更一般地具有关于具有受限的照射和检测的角度范围的问题，这是由于要求在照射路径与检测路径之间共用总角度范围(对应于
角分辨光瞳内的区)。这种情形限制照射和/或检测中的有效数值孔径(NA)。已通过实施有序采集方案来解决了照射和检测两者的增大的有效NA的问题。因此，测量速度是不期望地低的。
[0010]期望提供一种具有至少所述检测光学器件的增大的有效NA的暗场显微镜，以便通过捕获较大范围的衍射角上的衍射光来改善分辨率。

技术实现思路

[0011]在本专利技术的第一方面中，提供一种被配置成确定结构的所关注的特性的暗场数字全息显微镜，所述暗场数字全息显微镜包括：照射装置，所述照射装置被配置成至少提供：第一束对，所述第一束对包括第一照射辐射束和第一参考辐射束；和第二束对，所述第二束对包括第二照射辐射束和第二参考辐射束；和成像分支，所述成像分支能够操作以至少检测由所述结构散射的第一散射辐射以及检测由所述结构散射的第二散射辐射，所述第一散射辐射由所述结构受所述第一照射辐射束照射而产生，所述第二散射辐射由所述结构受所述第二照射辐射束照射而产生，所述成像分支具有大于0.1的检测NA；其中所述照射装置被配置使得：所述第一照射辐射束和所述第一参考辐射束是至少部分地时间相干的和至少部分地空间相干的；所述第二照射辐射束和所述第二参考辐射束是至少部分地时间相干的和至少部分地空间相干的；以及所述照射装置被配置成在所述第一束对与所述第二束对之间强加空间非相干性和/或时间非相干性。
[0012]在本专利技术的第二方面中，提供一种确定由光刻过程形成于衬底上的目标的所关注的特性的方法，所述方法包括：利用第一照射辐射束照射所述目标且捕获已从所述目标散射的所得到的第一散射辐射；利用第二照射辐射束照射所述目标且捕获已从所述目标散射的所得到的第二散射辐射；在包括所述第一照射束和所述参考束的第一束对与包括所述第二照射束和所述第二参考束的第二束对之间强加空间非相干性和/或时间非相干性，使得：所述第一束对的束是至少部分地空间相干的和至少部分地时间相干的，所述第二束对的束是至少部分地空间相干的和至少部分地时间相干的，以及所述第一束对的任何束对于所述第二束对的任何束是空间非相干的和/或时间非相干的；以及同时地生成由所述第一散射辐射与所述第一参考辐射束的干涉而产生的第一干涉图案、以及由所述第二散射辐射与所述第二参考束的干涉而产生的第二干涉图案。
附图说明
[0013]现将参考随附示意性附图仅借助于示例来描述本专利技术的实施例，在随附示意性附图中：
[0014]‑
图1描绘光刻设备的示意性概略图；
[0015]‑
图2描绘光刻单元的示意性概略图；
[0016]‑
图3描绘整体光刻的示意性表示，其表示用以优化半导体制造的三种关键技术之间的协作；
[0017]‑
图4描绘用作量测装置的散射测量设备的示意性概略图，所述散射测量设备可以包括根据本专利技术的实施例的暗场数字全息显微镜；
[0018]‑
图5描绘水平传感器设备的示意性概略图，所述水平传感器设备可以包括根据本
专利技术的实施例的暗场数字全息显微镜；
[0019]‑
图6描绘对准传感器设备的示意性概略图，所述对准传感器设备可以包括根据本专利技术的实施例的暗场数字全息显微镜；
[0020]‑
图7示意性地描绘以并行采集方案操作的基于衍射的暗场量测装置的示例；
[0021]‑
图8示意性地描绘以连续采集方案操作的基于衍射的暗场量测装置的不同示例；
[0022]‑
图9示意性地描绘以连续采集方案操作的暗场数字全息显微镜的示例；
[0023]‑
图10示意性地描绘根据实施例的以并行采集方案操作的暗场数字全息显微镜(df
‑
DHM)；
[0024]‑
图11示意性地描绘根据实施例的能够提供多个辐射束的照射装置；
[0025]‑
图12示意性地描绘根据不同实施例的能够提供多个辐射束的照射装置；
[0026]‑
图13描绘空间频域中的傅里叶变换图像；
[0027]‑
图14描绘根据另一不同实施例的用于确定复合场的振幅和相位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种暗场数字全息显微镜，所述暗场数字全息显微镜被配置成确定结构的所关注的特性，所述暗场数字全息显微镜包括：照射装置，所述照射装置被配置成至少提供：第一束对，所述第一束对包括第一照射辐射束和第一参考辐射束；和第二束对，所述第二束对包括第二照射辐射束和第二参考辐射束；和成像分支，所述成像分支能够操作以至少捕获由所述结构散射的第一散射辐射以及捕获由所述结构散射的第二散射辐射，所述第一散射辐射由所述结构受所述第一照射辐射束照射而产生，所述第二散射辐射由所述结构受所述第二照射辐射束照射而产生，所述成像分支具有大于0.1的检测NA；其中所述照射装置被配置使得：所述第一照射辐射束和所述第一参考辐射束是至少部分地时间相干的和至少部分地空间相干的；所述第二照射辐射束和所述第二参考辐射束是至少部分地时间相干的和至少部分地空间相干的；以及所述照射装置被配置成在所述第一束对与所述第二束对之间强加时间非相干性和/或空间非相干性。2.根据权利要求1所述的暗场数字全息显微镜，其中所述照射装置能够操作以：引导所述第一照射辐射束以便从第一方向照射所述结构；以及引导所述第二照射辐射束以便从第二方向照射所述结构，所述第二方向不同于所述第一方向。3.根据权利要求1或2所述的暗场数字全息显微镜，其中所述成像分支还包括传感器，并且所述暗场数字全息显微镜能够操作以同时在所述传感器上捕获由所述第一散射辐射与所述第一参考束的干涉而产生的第一干涉图案、以及由所述第二散射辐射与所述第二参考束的干涉而产生的第二干涉图案，其中，可选地，所述暗场数字全息显微镜能够操作，使得所述第一干涉图案和所述第二干涉图案在所述传感器上至少部分地在空间上交叠。4.根据权利要求3所述的暗场数字全息显微镜，所述暗场数字全息显微镜被配置成使得所述第一参考辐射束和所述第二参考辐射束被布置成各自相对于所述暗场数字全息显微镜的光轴以相应的不同方位角入射，其中，可选地，所述第一参考辐射束的所述方位角和所述第二参考辐射束的所述方位角被配置成包括足够大的差，使得两个所述干涉图案在空间频域中是能够分离的。5.根据权利要求3至4中任一项所述的暗场数字全息显微镜，所述暗场数字全息显微镜被配置使得所述第一参考辐射束和所述第二参考辐射束被布置成各自相对于所述暗场数字全息显微镜的光轴以相应的不同入射角入射。6.根据任一前述权利要求所述的暗场数字全息显微镜，其中所述照射装置还包括相干匹配装置，所述相干匹配装置能够操作以：以能够调整的方式将所述第一照射束和所述第一参考束中的一个相对于所述第一照射束和所述第一参考束中的另一个进行延迟，以便将所述第一束对的束维持为至少部分地相干的；以及以能够调整的方式将所述第二照射束和所述第二参考束中的一个相对于所述第二照射束和所述第二参考束中的另一个进行延迟，以便将所述第二束对的束维持为至少部分地相干的。7.根据权利要求6所述的暗场数字全息显微镜，其中所述照射装置包括时间延迟装置，
所述时间延迟装置被配置成通过能够操作以将所述第一束对和所述第二束对中的一个相对于所述第一束对和所述第二束对中的另一个进行延迟来在所述第一束对与所述第二束对之间强加非相干性，其中，可选地，所述时间延迟装置包括可调时间延迟装置，所述可调时间延迟装置能够操作以能够调整的方式将所述第一束对和所述第二束对中的一个相对于所述第一束对和所述第二束对...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：