灰色模式扫描散射测量叠对计量制造技术

本发明专利技术公开一种叠对计量系统，其可包含照明子系统、集光子系统及控制器。所述照明子系统可包含一或多个照明光学器件，其经配置以在通过平移载物台沿着载物台扫描方向扫描样本时将照明光束引导到所述样本上的叠对目标，其中所述叠对目标包含具有拥有沿着所述载物台扫描方向的周期性的光栅叠光栅结构的一或多个单元。所述集光子系统可包含：物镜；第一光电检测器，其定位于光瞳平面中0阶衍射与+1阶衍射之间的重叠位置处；及第二光电检测器，其定位于光瞳平面中0阶衍射与

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】灰色模式扫描散射测量叠对计量
[0001]相关申请案的交叉参考
[0002]本申请案根据35U.S.C.
§
119(e)主张2020年8月3日申请的第63/060,576号美国临时申请案及2021年2月1日申请的第63/144,205号美国临时申请案的权利，所述两案的全文以引用的方式并入本文。


[0003]本公开大体上涉及叠对计量，且更特定来说，涉及灰色模式扫描散射测量叠对计量。

技术介绍

[0004]叠对计量通常指的是样本(例如但不限于，半导体装置)上的层的相对对准的测量。叠对测量或叠对误差测量通常指的是两个或更多个样本层上的经制造特征的未对准的测量。在一般意义上，多个样本层上的经制造特征的适当对准对于装置的恰当运作是必需的。
[0005]对减小特征大小及增加特征密度的需求导致对准确及高效叠对计量的相应增加的需求。计量系统通常通过测量或依其它方式检测跨样本分布的专用计量目标来产生与所述样本相关联的计量数据。因此，样本通常安装于平移载物台上且经平移使得计量目标循序地移动到测量视场中。在采用移动及测量(M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】1.一种叠对计量系统，其包括：照明子系统，其包括：照明源，其经配置以产生照明光束；一或多个照明光学器件，其经配置以在通过平移载物台沿着载物台扫描方向扫描样本时将所述照明光束引导到所述样本上的叠对目标，其中所述叠对目标包含具有拥有沿着所述载物台扫描方向的周期性的光栅叠光栅结构的一或多个单元，其中所述光栅叠光栅结构在重叠区域中包含所述样本的第一层上的第一层光栅特征及所述样本的第二层上的第二层光栅特征；集光子系统，其包括：物镜；第一光电检测器，其定位于光瞳平面中从所述叠对目标的0阶衍射与从所述叠对目标的+1阶衍射之间的重叠位置处；及第二光电检测器，其定位于光瞳平面中从所述叠对目标的0阶衍射与从所述叠对目标的
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1阶衍射之间的重叠位置处；及控制器，其通信地耦合到所述第一及第二光电检测器，所述控制器包含一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行程序指令以引起所述一或多个处理器：在沿着所述载物台扫描方向扫描所述叠对目标时，从所述第一及第二光电检测器接收时变干涉信号；及基于所述时变干涉信号确定沿着所述载物台扫描方向在所述样本的所述第一与第二层之间的叠对误差。2.根据权利要求1所述的叠对计量系统，其中所述第一及第二光电检测器包括：锁相光电检测器，其锁定到所述时变干涉信号的频率，其中所述一或多个处理器进一步经配置以执行程序指令以引起所述一或多个处理器：使用锁相技术提取与所述+1阶衍射及所述
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1阶衍射相关联的强度或相位信息中的至少一者；及基于强度或相位信息中的所述至少一者确定所述样本的所述第一与第二层之间的所述叠对误差。3.根据权利要求1所述的叠对计量系统，其中所述叠对目标上的照明波瓣的光点大小沿着正交于所述载物台扫描方向的方向伸长以提供目标噪声平均。4.根据权利要求1所述的叠对计量系统，其中所述照明光束包括：空间相干照明光束。5.一种叠对计量系统，其包括：照明子系统，其包括：第一照明通道及第二照明通道，其用于在通过平移载物台沿着载物台扫描方向扫描样本时用第一照明光束及第二照明光束照明所述样本上的叠对目标，其中所述叠对目标包含具有拥有沿着第一方向的周期性的光栅叠光栅结构的一或多个第一单元及具有拥有沿着正交于所述第一方向的第二方向的周期性的光栅叠光栅结构的一或多个第二单元，其中所述载物台扫描方向相对于所述第一方向及所述第二方向成角度，其中特定光栅叠光栅结构在重叠区域中包含所述样本的第一层上的第一层光栅特征及所述样本的第二层上的第二
层光栅特征，其中所述第一及第二照明通道照明沿着正交于所述载物台扫描方向的方向分离的所述叠对目标的不同单元；集光子系统，其包括：物镜；第一检测通道及第二检测通道，其分别与所述第一照明通道及所述第二照明通道相关联，其中特定检测通道包括：第一光电检测器，其定位于光瞳平面中从所述叠对目标的0阶衍射与从所述叠对目标的+1阶衍射之间的重叠位置处；及第二光电检测器，其定位于光瞳平面中从所述叠对目标的0阶衍射与从所述叠对目标的
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1阶衍射之间的重叠位置处；及控制器，其通信地耦合到所述第一及第二光电检测器，所述控制器包含一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行程序指令以引起所述一或多个处理器：在沿着测量方向扫描所述叠对目标时，从所述第一及第二检测通道中的每一者的所述第一及第二光电检测器接收时变干涉信号；及基于所述时变干涉信号确定沿着所述第一及第二方向在所述样本的所述第一与第二层之间的叠对误差。6.根据权利要求5所述的叠对计量系统，其中所述第一及第二检测通道中的每一者的所述第一及第二光电检测器包括：锁相光电检测器，其锁定到所述时变干涉信号的频率，其中所述一或多个处理器进一步经配置以执行程序指令以引起所述一或多个处理器：使用锁相技术提取与所述+1阶衍射及所述
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1阶衍射相关联的强度或相位信息中的至少一者；及基于强度或相位信息中的所述至少一者确定所述样本的所述第一与第二层之间的所述叠对误差。7.根据权利要求5所述的叠对计量系统，其中所述第一照明光束具有正交于所述第二照明光束的偏光的偏光。8.根据权利要求5所述的叠对计量系统，其中所述第一照明光束具有不同于所述第二照明光束的波长。9.根据权利要求5所述的叠对计量系统，其中所述第一及第二照明光束包括：空间相干照明光束。10.根据权利要求5所述的叠对计量系统，其中所述叠对目标的所述一或多个第一单元沿着所述载物台扫描方向分布且与所述第一照明通道对准，其中所述叠对目标的所述一或多个第二单元沿着所述载物台扫描方向分布且与所述第二照明通道对准。11.根据权利要求5所述的叠对计量系统，其中所述叠对目标的所述一或多个第一单元沿着相对于所述载物台扫描方向的对角线方向分布，其中所述一或多个第一单元中的一者与所述第一照明通道对准且所述一或多个第一单元中的一者与所述第二照明通道对准，其中所述叠对目标的所述一或多个第二单元沿着相对于所述载物台扫描方向的对角线方向分布，其中所述一或多个第二单元中的一者与所述第一照明通道对准且所述一或多个第二单元中的一者与所述第二照明通道对准。
12.一种叠对计量系统，其包括：照明子系统，其包括：照明源，其经配置以产生照明光束；及扫描镜，其经配置以在通过平移载物台使样本沿着正交于光束扫描方向的载物台扫描方向平移时使所述照明光束沿着所述光束扫描方向扫描横跨所述样本上的叠对目标，...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：