[发明专利]确定由图案化工艺形成的目标的所关注参数的值的方法

说明书

公开了确定所关注参数的值的方法。在一种布置中，导出来自照射目标的检测到的光瞳表示的对称分量和非对称分量。表征对称分量的第一度量和表征非对称分量的第二度量在所关注参数的值的参考范围上根据所关注参数非单调地变化。使用所导出的对称分量和所导出的非对称分量的组合来从所关注参数的多个候选值中标识正确值。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年4月18日提交的欧洲专利申请18168041.4的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及确定通过图案化工艺(诸如使用光刻的图案化工艺)形成的目标的所关注参数的值。

背景技术

光刻装置是一种将期望图案施加到衬底上、通常施加到衬底的目标部分上的机器。光刻装置可以用于例如集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将图案形成装置(替代地称为掩模或掩模版)用于生成要形成在IC的单个层上的电路图案。该图案可以被转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括管芯的一部分、一个或几个管芯)上。图案的转印通常是经由成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来进行的。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。

制造诸如半导体器件等器件通常涉及使用很多制造工艺来处理衬底(例如，半导体晶片)以形成器件的各种特征并且通常形成器件的多个层。这样的层和/或特征通常使用例如沉积、光刻、蚀刻、化学机械抛光和离子注入来制造和处理。可以在衬底上的多个管芯上制造多个器件，并且然后将其分离成个体器件。该器件制造工艺可以被认为是图案化工艺。图案化工艺涉及图案转印步骤，诸如使用光刻装置进行光学和/或纳米压印光刻以在衬底上提供图案，并且通常但可选地涉及一个或多个相关的图案处理步骤，诸如通过显影装置进行抗蚀剂显影，使用烘烤工具进行衬底的烘烤，通过蚀刻装置对图案进行蚀刻等等。此外，图案化工艺涉及一种或多种量测过程。

在图案化工艺期间的各个步骤使用量测过程以监测和/或控制该过程。例如，量测过程用于测量衬底的一个或多个特性，诸如在图案化工艺中在衬底上形成的特征的相对位置(例如，对齐、套刻、对准等)或尺寸(例如，线宽、临界尺寸(CD)、厚度等)，使得例如，可以根据一个或多个特性来确定图案化工艺的性能。如果一个或多个特性不可接受(例如，超出特性的预定范围)，则可以例如基于对一个或多个特性的测量来设计或更改图案化工艺的一个或多个变量，使得通过图案化工艺制造的衬底具有可接受的特性。

数十年来，随着光刻技术和其他图案化工艺技术的发展，功能元件的尺寸不断减小，同时每个器件的功能元件(诸如晶体管)的数量稳定增加。同时，在套刻、临界尺寸(CD)等方面对精度的要求变得越来越严格。图案化工艺中不可避免地会产生诸如套刻误差、CD误差等误差。例如，成像误差可能是由光学像差、图案形成装置加热、图案形成装置误差、和/或衬底加热产生的，并且可以通过例如套刻、CD等来表征该成像误差。另外地或替代地，误差可能被引入到图案化工艺的其他部分(诸如蚀刻、显影、烘烤等)中，并且类似地可以通过例如套刻、CD等来表征该误差。误差可能会导致器件功能出现问题，包括器件无法运行或运行器件的一个或多个电气问题。因此，期望能够表征这些误差中的一个或多个并且采取步骤来设计、修改、控制等图案化工艺，从而减少或最小化这些误差中的一个或多个。

各种工具可用于执行量测过程，包括各种形式的散射仪。这些设备将辐射束引导到量测目标上，并且测量散射辐射的一个或多个属性，例如，根据波长而变化的单个反射角或整个反射角范围内的强度；根据反射角而变化的在一个或多个波长处的强度；或者根据反射角而变化的偏振，以获取“光谱”，从该“光谱”中可以确定目标的所关注属性。所关注属性的确定可以通过各种技术来执行：例如，通过使用严格的耦合波分析或有限元方法实现的迭代方法来重构量测目标；库搜索；以及主分量分析。

随着功能元件的尺寸变小，充分准确和明确地测量所关注参数的值变得越来越具有挑战性。

发明内容

期望改进用于测量目标的现有方法。