[发明专利]量测方法

说明书

公开了一种用于测量与具有至少两个层的结构有关的感兴趣参数的方法和相关联的装置。方法包括利用测量辐射照射该结构并且检测由上述结构散射的散射辐射。散射辐射包括正常和互补的更高衍射阶。限定将散射辐射参数与至少一个感兴趣参数关联的散射测量模型和将散射辐射参数与至少一个不对称参数关联的不对称模型，该不对称参数与一个或多个测量系统误差和/或目标中的除两个层之间未对准之外的不对称有关。散射测量模型和不对称模型的组合被用于确定方程组，然后针对感兴趣的参数对方程组求解。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年10月10提交的欧洲专利申请号17195664.2、于2017年12月21日提交的欧洲专利申请号17209775.0以及于2018年1月25日提交的欧洲专利申请号18153470.2的优先权，其通过整体引用并入本文。

技术领域

本发明涉及针对可用于例如通过光刻技术的器件制造中的量测的方法和装置，以及涉及使用光刻技术制造器件的方法。

背景技术

光刻装置是将期望的图案施加到衬底上，通常施加到衬底目标部分上的机器。光刻装置可以被用于例如集成电路(IC)的制造中。在该情况下，图案形成装置(备选地被称为掩模或掩模版)可以被用于生成待被形成在IC的单个层上的电路图案。该图案可以被转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或若干个裸片的一部分)上。图案的转移通常通过成像到被提供在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)的层上。通常，单个衬底将包含被连续图案化的邻近目标部分的网络。在光刻工艺中，经常需要对所形成的结构进行测量，例如用于工艺控制和验证。进行这种测量的各种工具是已知的，包括通常被用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜，以及被用于测量刻套的专用工具，刻套是对器件中两个层的对准的精确度的测量。可以根据两个层之间的未对准程度来描述刻套，例如，参考所测量的1nm的刻套可以描述其中两个层未对准1nm的情况。

最近，已经开发出各种形式的散射仪以用于光刻领域。这些设备将辐射束引导到目标结构上，并且测量散射辐射的一个或多个属性(例如，作为波长函数的单个反射角的强度；作为反射角函数的一个或多个波长的强度；或作为反射角函数的偏振)来获得“光谱”，从中可以确定目标的感兴趣属性。感兴趣属性的确定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的迭代方法来重建目标结构；库检索；以及主成分分析。

常规散射仪使用的目标结构相对较大(例如40μm×40μm的光栅)，并且测量光束生成小于光栅(即，光栅未被充满)的斑点。这可以简化目标结构的数学重建，因为它可以被认为是无限的。然而，为了将目标结构的尺寸减小到例如10μm×10μm或更小，例如以便可以将它们定位在产品特征中，而不是定位在刻线中，量测已经被提出，其中光栅被制成小于测量斑点(即，光栅被充满)。通常，使用暗场散射法测量这种目标结构，在暗场散射测量法中，衍射的零阶(对应于镜面反射)被阻挡，并且只对更高级进行处理。暗场量测的示例可以在国际专利申请WO2009/078708和WO2009/106279中找到，这些文献通过整体引用合并于此。在专利公布US20110027704A、US20110043791A和US20120242970A中已经描述了该技术的进一步发展。所有这些申请的内容也通过引用并入本文。使用衍射阶暗场检测的基于衍射的刻套使得能够在较小的目标结构上进行刻套测量。这些目标结构可以照射斑点更小，并且可以被晶片上的产品结构包围。目标结构可以包括可以在一幅图像中被测量的多个目标。

在已知的量测技术中，通过在某些条件下两次测量目标结构，同时旋转目标结构或改变照射模式或成像模式以单独地获得第-1和第+1衍射阶强度，来获得刻套测量结果。针对给定的目标结构，强度的不对称(对这些衍射阶强度进行比较)提供了目标不对称的度量，即目标结构中的不对称。目标结构中的该不对称可以被用作刻套误差(两个层之间的不期望的未对准)的指标。