[发明专利]用于量测目标场的设计的方法和设备

说明书

描述了一种用于提供准确的且鲁棒性的测量光刻特征或量测参数的方法和设备。所述方法包括为量测目标的多个量测参数中的每一个量测参数提供一个范围的值或多个值，为多个量测参数中的每一个量测参数提供约束，并且通过处理器计算以在所述一个范围的值或多个值内优化/修改这些参数，从而导致多个量测目标设计具有满足约束的量测参数。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年7月15日提交的美国申请62/362,812和2016年9月9日提交的美国申请62/385,615的优先权，该申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本说明书涉及用于确定例如在通过光刻技术制造器件中可使用的量测目标的一个或更多个结构参数的方法和设备，并且涉及使用光刻技术的制造方法。

背景技术

光刻设备是一种将所期望的图案施加到衬底(通常是在衬底的目标部分上)上的机器。例如，光刻设备可以用于集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可替代地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成要在IC的单层上形成的电路图案。可以将该图案转印到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的一部分、一个或更多个管芯)上。典型地，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括所谓的步进器和所谓的扫描器，在步进器中，通过将整个图案一次曝光到目标部分上来辐射每个目标部分；在扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描图案，同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步扫描衬底来辐射每个目标部分。也可能通过图案压印到衬底上而将图案从图案形成装置转印到衬底上。

在光刻过程中，期望经常对所产生的结构进行测量，例如用于过程控制和验证。典型地，所述结构的一个或更多个参数被测量或确定，例如，在衬底中或衬底上形成的连续层之间的重叠误差。存在用于对光刻过程中形成的微观结构进行测量的各种技术。已知用于进行这种测量的各种工具，包括通常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜和用于测量重叠的专用工具，重叠是器件中的两个层的对准的准确度。这种工具的示例是被开发应用在光刻领域中的散射仪。这种装置将辐射束引导到在衬底的表面上的目标上，并且测量被重新引导的辐射的一个或更多个属性——例如在单个反射角下作为波长的函数的强度；在一种或更多种波长下作为反射角的函数的强度；或者作为反射角的函数的偏振一一以获得“光谱”，可以根据该“光谱”确定目标的所感兴趣的属性。确定所感兴趣的属性可以通过各种技术来执行：例如，通过诸如严格耦合波分析或有限元方法等迭代方法进行的目标结构的重建、库搜索、以及主成分分析。

发明内容

本发明涉及一种设计量测目标的方法和一种使用量测目标和量测设备测量光刻特性的方法。

光学量测使用从目标散射的光来提供关于光刻过程的信息。所述测量在诸如散射仪的光学仪器中进行。散射仪适合于测量的信息是重叠，其是在与两个重叠光栅平行的平面中的两个重叠光栅之间的相对距离。

在基于衍射的重叠测量中，从正第一衍射阶和负第一衍射阶的光强差中提取所述重叠。叠层灵敏度定义为重叠灵敏度K与平均化的光强Im的比(比乘以20nm)，该重叠灵敏度K是联系测量的光强和重叠OV的比例因子。

已知散射仪的示例包括在US2006033921A1、US2010201963A1、US2006066855A1、US2014192338、US2011069292A1、US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A、US20130271740A和WO2016083076A1中描述的那些散射仪。所有这些申请的内容通过引用具体且全文并入本文。

此外，期望能够使用已选择的量测目标，使得当在量测测量中使用量测目标时，所述量测目标提供最佳且鲁棒性的结果，这又导致准确的重叠测量。关于目标设计的更多信息在附录中，其通过引用具体且全文并入本文。