[发明专利]用于光瞳成像散射测量的变迹法

说明书

本发明涉及用于光瞳成像散射测量的各种变迹方案。在一些实施例中，系统包含安置于照明路径的光瞳平面内的变迹器。在一些实施例中，所述系统进一步包含经配置以用变迹照明的至少一部分来扫描样本的表面的照明扫描仪。在一些实施例中，所述系统包含经配置以提供四极照明功能的变迹光瞳。在一些实施例中，所述系统进一步包含变迹收集场光阑。本文中描述的各种实施例可经组合以实现某些优点。

优先权

本申请案主张安迪·希尔(Andy Hill)等人于2012年11月27日申请的名称为“用于光瞳成像散射测量计量的变迹法(APODIZATION FOR PUPIL IMAGING SCATTEROMETRYMETROLOGY)”的第61/730,383号美国临时申请案的优先权，所述案是当前共同待审的或为享有申请日的权利的(若干)当前共同待审申请案的申请案。前述临时申请案的全文特此以引用的方式并入。

技术领域

本发明大体上涉及光学计量的领域，且更特定地说，涉及用于光学计量系统的变迹法。

背景技术

光学计量通常在半导体制造期间用于测量装置或测试特征的光学及/或结构特性。例如，光学或结构特性可包含临界尺寸，例如高度、侧壁角度、间距、线宽、膜厚度、折射率及不同层之间或单个层内的曝光之间的重叠。可在光学计量系统中实施变迹法以控制沿光学路径的明确界定位置处的照明的角度及空间分布。当计量准确度及精确度取决于从小计量目标检索高保真度光谱或角度信息的能力时，变迹法尤为重要。在此类情况中，需要防止由来自样本上的指定计量目标外的区域的无用散射引起或归因于来自沿光学路径的中间光学组件或孔径的散射的信号污染。

在角度解析(光瞳成像)散射计的情况中，所属领域中的已知实践是以下各项的组合：(1)照明路径中的简单平坦的顶部孔径(光瞳)光阑，其限制照明数值孔径(NA)，使得可在收集光瞳中隔离来自计量目标的不同衍射级；及(2)照明路径中的简单平坦的顶部场光阑，其用于将照明定域于小目标上。利用前述架构，照明场光阑变为光瞳成像系统的限制孔径。照明场光阑的硬边缘导致照明孔径光阑的图像中的振铃，且振铃导致光瞳图像中的等级(例如0级与1级)之间的交互或干扰。解决此问题的一种方法是光学计量系统的照明路径中的场变迹法。利用场变迹法，场中的平稳变化的透射函数的引入导致共轭光瞳平面中的平稳变化且快速衰变的函数以有效地抑制导致等级之间的干扰的振铃。

前述方法可适合于无照明展度的空间非相干系统。然而，对于采用相干照明源的光学计量系统(例如具有高空间及时间相干性的基于激光的系统)，出现大量噪声问题。需要对空间相干照明光束塑形而使得其在场平面中具有低尾部以最小化目标的边缘的外围污染及衍射。需要光瞳平面中的低尾部以最小化衍射级之间的交互及干扰及物镜光瞳的削波。可在照明场光阑或照明孔径光阑中通过某一组合振幅及相位变迹而对光束塑形。为了使目标噪声的效应平均化，需要在测量期间扫描目标上的空间相干照明点。如果在照明场平面处执行光束塑形且点扫描机构位于此场平面前方，那么场平面及光瞳平面中的光束形状将随点横跨场变迹器扫描而改变。此引入总光束强度的波动以及光瞳中的光的分布的不对称性。

发明内容

本发明涉及利用下文描述的变迹方案中的一或多者来处理所属领域中的部分或全部前述缺陷。

本发明的各种实施例涉及一种用于执行光学计量的系统，其包含：至少一个照明源，其经配置以照明样本；及至少一个检测器，其经配置以接收从样本散射、反射或辐射的照明的至少部分。通信地耦合到所述一或多个检测器的至少一个计算系统可经配置以基于照明的所检测部分而确定样本的至少一个空间属性，例如光学或结构特性。