扫描散射测量叠盖测量制造技术

一种叠盖度量系统可包含照明子系统，所述照明子系统用以利用第一照明瓣及与所述第一照明瓣对置的第二照明瓣依序对叠盖目标进行照明，其中所述叠盖目标包含从第一样本层及第二样本层上的周期性结构形成的光栅上覆光栅特征。所述系统可进一步包含用以产生所述叠盖目标的第一图像及第二图像的成像子系统。所述第一图像包含所述光栅上覆光栅结构的从所述第一照明瓣的单个非零衍射级形成的未解析图像。所述第二图像包含所述一或多个光栅上覆光栅结构的从所述第二照明瓣的单个非零衍射级形成的未解析图像。所述系统可进一步包含用以基于所述第一图像及所述第二图像而确定所述第一层与所述第二层之间的叠盖误差的控制器。第一层与所述第二层之间的叠盖误差的控制器。第一层与所述第二层之间的叠盖误差的控制器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扫描散射测量叠盖测量


[0001]本公开一般来说涉及散射测量叠盖度量，且更特定来说，涉及在运动中的样本上扫描叠盖度量。

技术介绍

[0002]对较小半导体装置的不断增加的需求导致对准确且高效度量的需求相应增加。增加度量工具的效率及吞吐量的一种方法是在测量视野中，当样本处于运动中而非处于静态位置中时在所述样本上产生度量数据。以此方式，可消除在测量之前与平移载台的安置相关联的时间延迟。度量系统通常通过测量或以其它方式检验跨越样本分布的专用度量目标而产生与所述样本相关联的度量数据。因此，样本通常安装于平移载台上且经平移使得度量目标被依序移动到测量视野中。在采用移动与测量(MAM)方法的典型度量系统中，样本在每一测量期间是静态的。然而，在测量之前使平移载台安置所需的时间可负面地影响吞吐量。因此，期望提供用于解决以上缺陷的系统及方法。

技术实现思路

[0003]根据本公开的一或多个说明性实施例公开一种叠盖度量系统。在一个说明性实施例中，所述系统包含照明子系统，所述照明子系统用以利用第一照明瓣及与所述第一照明瓣对置的第二照明瓣依序对样本上的叠盖目标进行照明，其中所述叠盖目标包含从第一样本层及第二样本层上的周期性结构形成的一或多个光栅上覆光栅(grating
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over
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grating)特征，且其中所述一或多个光栅上覆光栅结构沿着测量方向为周期性的。在另一说明性实施例中，所述系统包含具有物镜及检测器的成像子系统，所述检测器用以产生所述叠盖目标的第一图像及第二图像，其中所述第一图像包含所述一或多个光栅上覆光栅结构的从所述第一照明瓣的单个非零衍射级形成的未解析图像，所述单个非零衍射级是通过所述一或多个光栅上覆光栅结构沿着所述测量方向产生的，且其中所述第二图像包含所述一或多个光栅上覆光栅结构的从所述第二照明瓣的单个非零衍射级形成的未解析图像，所述单个非零衍射级是通过所述一或多个光栅上覆光栅结构沿着所述测量方向产生的。在另一说明性实施例中，所述系统包含控制器，所述控制器通信地耦合到所述检测器以基于所述第一图像及所述第二图像而确定所述样本的所述第一层与所述第二层之间沿着所述测量方向的叠盖误差。
[0004]根据本公开的一或多个说明性实施例公开一种叠盖度量系统。在一个说明性实施例中，所述系统包含照明子系统，所述照明子系统用以提供沿着第一测量方向的第一对相对照明瓣及沿着正交于所述第一测量方向的第二测量方向的第二对照明瓣。在另一说明性实施例中，所述照明子系统利用第一照明配置及第二照明配置依序对样本上的叠盖目标进行照明，其中所述第一照明配置包含来自所述第一对相对照明瓣及第二对相对照明瓣中的每一者的一个照明瓣，且所述第二照明配置包含来自所述第一对照明瓣及所述第二对照明瓣中的每一者的剩余照明瓣。在另一说明性实施例中，所述叠盖目标包含第一组一或多个
单元，所述第一组一或多个单元包含从第一样本层及第二样本层上的周期性结构形成的一或多个光栅上覆光栅特征，其中所述一或多个光栅上覆光栅结构沿着所述第一方向为周期性的。在另一说明性实施例中，所述叠盖目标进一步包含第二组一或多个单元，所述第二组一或多个单元包含从所述第一样本层及所述第二样本层上的周期性结构形成的一或多个光栅上覆光栅特征，其中所述一或多个光栅上覆光栅结构沿着所述第二测量方向为周期性的。在另一说明性实施例中，所述系统包含具有物镜及检测器的成像子系统，所述检测器用以产生所述叠盖目标的第一图像及第二图像，其中所述第一图像利用来自所述第一照明配置中的每一照明瓣的单个非零衍射级形成，且其中所述第二图像利用来自所述第二照明配置中的每一照明瓣的单个非零衍射级形成。在另一说明性实施例中，所述系统包含控制器，所述控制器通信地耦合到所述检测器以基于所述第一图像及所述第二图像而确定所述样本的所述第一层与所述第二层之间沿着所述第一测量方向及所述第二测量方向的叠盖误差。
[0005]根据本公开的一或多个说明性实施例公开一种叠盖度量方法。在一个说明性实施例中，所述方法包含：利用第一照明瓣及第二照明瓣依序对样本上的叠盖目标进行照明，其中所述叠盖目标包含从第一样本层及第二样本层上的周期性结构形成的一或多个光栅上覆光栅特征，且其中所述一或多个光栅上覆光栅结构沿着测量方向为周期性的。在另一说明性实施例中，所述方法包含：利用检测器产生所述叠盖目标的第一图像及第二图像，其中所述第一图像包含所述一或多个光栅上覆光栅结构的从所述第一照明瓣的单个非零衍射级形成的未解析图像，所述单个非零衍射级是沿着所述测量方向来自所述一或多个光栅上覆光栅结构，且其中所述第二图像包含所述一或多个光栅上覆光栅结构的从所述第二照明瓣的单个非零衍射级形成的未解析图像，所述单个非零衍射级是通过所述一或多个光栅上覆光栅结构沿着所述测量方向产生的。在另一说明性实施例中，所述方法包含：基于所述第一图像及所述第二图像而确定所述样本的所述第一层与所述第二层之间沿着所述测量方向的叠盖误差。
[0006]应理解，前述一般描述及以下详细描述两者均仅为示范性及解释性的且未必限制所主张的本专利技术。并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图图解说明本专利技术的实施例，且与所述一般描述一起用于阐释本专利技术的原理。
附图说明
[0007]所属领域的技术人员可通过参考附图更好地理解本公开的众多优点，在附图中：
[0008]图1A是根据本公开的一或多个实施例的用于执行叠盖度量的系统的概念图。
[0009]图1B是根据本公开的一或多个实施例的叠盖度量工具的概念图，其图解说明OTL(镜外测光)照明。
[0010]图1C是根据本公开的一或多个实施例的叠盖度量工具的概念图，其图解说明利用暗场光阑的倾斜TTL(镜后测光)暗场成像。
[0011]图1D是根据本公开的一或多个实施例的叠盖度量工具的概念图，其图解说明利用暗场镜的倾斜TTL暗场成像。
[0012]图2A是根据本公开的一或多个实施例的具有叠盖式光栅上覆光栅特征的叠盖目标的俯视图。
[0013]图2B是根据本公开的一或多个实施例的叠盖目标的单个单元的侧视图。
[0014]图3是根据本公开的一或多个实施例的光瞳平面的示意图，其图解说明提供适合的四极照明的照明光束的分布。
[0015]图4A是根据本公开的一或多个实施例的利用图3中沿着X方向定向的第一照明光束对叠盖目标的单元进行成像的示意图。
[0016]图4B是根据本公开的一或多个实施例的收集光瞳的示意图，其图解说明由单元产生的第一照明光束的衍射级的分布。
[0017]图4C是根据本公开的一或多个实施例的利用图3中沿着与第一照明光束对置的方位角、沿着X方向定向的第二照明光束对叠盖目标的单元进行成像的示意图。
[0018]图4D是根据本公开的一或多个实施例的收集光瞳的示意图，其图解说明由单元产生的第三照明光束的衍射级的分布。
[0019]图4E是根据本公开的一或多个实施例的利用图3中沿着Y方向定向的第三照明光束对叠盖目标的单元进行成像的示意图。
[00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】1.一种叠盖度量系统，其包括：照明子系统，其经配置以利用第一照明瓣及与所述第一照明瓣对置的第二照明瓣依序对样本上的叠盖目标进行照明，其中所述叠盖目标包含从第一样本层及第二样本层上的周期性结构形成的一或多个光栅上覆光栅特征，其中所述一或多个光栅上覆光栅结构沿着测量方向为周期性的；成像子系统，其包括：物镜；及检测器，其经配置以产生所述叠盖目标的第一图像及第二图像，其中所述第一图像包含所述一或多个光栅上覆光栅结构的从所述第一照明瓣的单个非零衍射级形成的未解析图像，所述单个非零衍射级是通过所述一或多个光栅上覆光栅结构沿着所述测量方向产生的，其中所述第二图像包含所述一或多个光栅上覆光栅结构的从所述第二照明瓣的单个非零衍射级形成的未解析图像，所述单个非零衍射级是通过所述一或多个光栅上覆光栅结构沿着所述测量方向产生的；以及控制器，其通信地耦合到所述检测器，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，从而致使所述一或多个处理器基于所述第一图像及所述第二图像而确定所述样本的所述第一层与所述第二层之间沿着所述测量方向的叠盖误差。2.根据权利要求1所述的叠盖度量系统，其中基于所述第一图像及所述第二图像而确定所述样本的所述第一层与所述第二层之间沿着所述测量方向的叠盖误差包括：基于所述第一图像与所述第二图像中所述一或多个光栅上覆光栅结构的强度差异而确定所述样本的所述第一层与所述第二层之间沿着所述测量方向的叠盖误差。3.根据权利要求1所述的叠盖度量系统，其中所述照明子系统包含一或多个照明透镜，所述一或多个照明透镜经配置而以在所述物镜的数值孔径之外的数值孔径利用所述第一照明瓣及所述第二照明瓣来对所述叠盖目标进行照明。4.根据权利要求1所述的叠盖度量系统，其中所述照明子系统通过所述物镜而将所述第一照明瓣及所述第二照明瓣引导到所述样本，其中所述成像子系统进一步包含用以阻挡与所述第一照明瓣及所述第二照明瓣相关联的镜面反射的一或多个光束阻挡件。5.根据权利要求4所述的叠盖度量系统，其中所述一或多个光束阻挡件包括：所述成像子系统中的暗场光阑。6.根据权利要求4所述的叠盖度量系统，其进一步包括：暗场镜，其为所述照明子系统与所述成像子系统所共用，其中所述暗场镜通过所述物镜而将所述第一照明瓣及所述第二照明瓣引导到所述叠盖目标，其中所述暗场镜操作为所述一或多个光束阻挡件以阻挡所述第一照明瓣及所述第二照明瓣的所述镜面反射，其中所述暗场镜使与所述第一照明瓣及所述第二照明瓣相关联的所述单个衍射级通过。7.根据权利要求6所述的叠盖度量系统，其中所述暗场镜包括：环形镜。8.根据权利要求1所述的叠盖度量系统，其中所述检测器包括：扫描检测器，其经配置以在所述样本通过平移载台而平移穿过所述物镜的测量场的同时产生所述第一图像及所述第二图像。9.根据权利要求8所述的叠盖度量系统，其中所述检测器包括：
时域积分(TDI)传感器。10.根据权利要求9所述的叠盖度量系统，其进一步包括：圆柱形透镜阵列，其经配置以将从所述样本发出的光引导到所述TDI传感器的每个第N像素行，其中所述叠盖度量系统经配置以通过以下操作而执行扫描模式测量：以所述TDI传感器的电荷转移速率平移所述样本；利用所述第一照明瓣及所述第二照明瓣交替地对所述样本进行照明，其中所述成像子系统的连续光学配置之间的切换时间与所述TDI传感器的所述电荷转移速率对应；在曝光窗期间利用所述TDI传感器产生包含所述第一图像及所述第二图像的交错图像；及将所述交错图像分离成所述第一图像及所述第二图像。11.根据权利要求10所述的叠盖度量系统，其进一步包括：狭缝阵列，其经定位以阻挡所述TDI传感器的未被所述圆柱形透镜阵列照明的像素行。12.根据权利要求1所述的叠盖度量系统，其中所述检测器包括：静态成像检测器，其经配置以在所述样本通过平移载台而在所述物镜的测量场中为静态的同时产生所述第一图像及所述第二图像。13.根据权利要求1所述的叠盖度量系统，其中所述第一照明瓣或所述第二照明瓣中的至少一者包括：非相干照明光束。14.根据权利要求13所述的叠盖度量系统，其中所述非相干照明光束包括：斑点消除激光光束。15.一种叠盖度量系统，其包括：照明子系统，其经配置以提供沿着第一测量方向的第一对相对照明瓣及沿着正交于所述第一测量方向的第二测量方向的第二对照明瓣，其中所述照明子系统进一步经配置以利用第一照明配置及第二照明配置依序对样本上的叠盖目标进行照明，所述第一照明配置包含来自所述第一对相对照明瓣及所述第二对相对照明瓣中的每一者的一个照明瓣，所述第二照明配置包含来自所述第一对照明瓣及所述第二对照明瓣中的每一者的剩余照明瓣，其中所述叠盖目标包括：第一组一或多个单元，其包含从第一样本层及第二样本层上的周期性结构形成的一或多个光栅上覆光栅特征，其中所述一或多个光栅上覆光栅结构沿着所述第一方向为周期性的；及第二组一或多个单元，其包含从所述第一样本层及所述第二样本层上的周期性结...

【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：