[发明专利]测量结构的方法、检查设备、光刻系统和器件制造方法

说明书

通过光刻过程形成重叠量测目标(T)。使用具有第一角度分布的辐射照射目标结构，获得所述目标结构的第一图像，所述第一图像是通过使用在第一方向(X)上衍射的辐射和在第二方向(Y)上衍射的辐射而形成。使用具有第二角度照射分布的辐射照射所述目标结构的第二图像(740(R))，所述第二角度照射分布与所述第一角度照射分布相同但被旋转90度。可以一起使用所述第一图像和所述第二图像，以便判别由所述目标结构的同一部分在所述第一方向上衍射的辐射与在所述第二方向上衍射的辐射。该判别允许在X和Y上独立地测量重叠和其他与不对称性有关的属性，甚至在该目标结构的同一部分内存在二维结构的情况下也是如此。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年12月15日提交的欧洲申请16204457.2的优先权，通过引用将该欧洲申请的全文并入本文。

技术领域

本发明涉及用于例如在通过光刻技术制造器件中可使用的量测术的方法和设备，并且涉及使用光刻技术制造器件的方法。

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、一个管芯或几个管芯)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(被称为场)的网络。

在光刻过程中，经常期望对所产生的结构进行测量，例如用于过程或工艺控制和验证。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。近来，各种形式的散射仪已经被开发应用在光刻领域中。这些装置将辐射束引导到目标上，并且测量散射辐射的一个或更多个属性——例如作为波长的函数的在单个反射角下的强度；作为反射角的函数的在一种或更多种波长下的强度；或者作为反射角的函数的偏振——以获得衍射“光谱”，可以根据该衍射“光谱”确定目标的感兴趣的属性。

已知散射仪的示例包括US2006033921A1和US2010201963A1中所述类型的角度分辨散射仪。这种散射仪所使用的目标是相对大的光栅，例如40μm×40μm，测量束产生比光栅小的斑(即，光栅未被充满)。除了通过重构进行特征形状的测量之外，也可使用这种设备测量基于衍射的重叠，如公开专利申请US2006066855A1中所描述。使用衍射阶的暗场成像的基于衍射的重叠实现在较小的目标上进行重叠和其它参数的测量。这些目标可以小于照射斑并且可以被衬底上的产品结构包围。来自环境产品结构的强度可利用在图像平面中的暗场检测与来自重叠目标的强度有效地分离。

暗场成像量测的示例可以在专利申请US20100328655A1和US2011069292A1中找到，通过引用将这些文献的全文并入本文。已经在公开的专利出版物US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20120242970A1、US20130258310A、US20130271740A和WO2013178422A1中描述了上述技术的进一步发展。典型地，在这些方法中，期望测量作为目标的属性的不对称性。目标可被设计成使得不对称性的测量或量度可用于获得诸如重叠、聚焦或剂量的各种性能参数的测量或量度。目标的不对称性是通过使用散射仪检测衍射光谱的相对部分之间的强度差来测量的。例如，可比较+1衍射阶的强度和-1衍射阶的强度，以获得不对称性的测量。

在这些已知技术中，使用适当的照射模式和图像检测模式以从目标内的周期性结构(光栅)获得+1和-1衍射阶。比较这些相反的衍射阶的强度会提供结构的不对称性的测量。比较两个或更多个光栅的被测量的不对称性与已知偏置值会提供形成结构所采用的过程中的重叠测量。通过目标的适当设计，也可通过相同技术测量除了重叠以外的过程性能参数，例如聚焦和剂量。