[发明专利]用于计量的方法和装置

说明书

用于将作为高次谐波产生(HHG)的结果发射的辐射束引导到衬底上的方法和装置。驱动辐射源向包含用于HHG产生的介质的相互作用区域提供驱动辐射。由HHG产生的辐射可包括多个软X射线(SXR)波长。不同的HHG产生的波长具有不同的发散角。该装置还包括光学系统，由于不同的发散角，该光学系统将不同的HHG波长聚焦到不同的焦平面。该装置还包括用于保持衬底的衬底支撑件。驱动辐射源、相互作用区域、光学系统和衬底支撑件中的一个或多个可以控制衬底相对于HHG辐射的多个焦平面的位置。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月21日提交的EP申请18215345.2和于2019年2月19日提交的EP申请19158015.8的优先权，并且通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本发明涉及在计量中使用的方法和装置，特别是在光刻图案化工艺的计量中使用的方法和装置。在特定布置中，本发明涉及在使用本文定义的软X射线(SXR)或极紫外线(EUV)辐射的计量中使用的方法和装置。

背景技术

光刻装置是构造成将所需图案施加到衬底上的机器。光刻装置可用于例如集成电路的制造。光刻装置可以例如将在图案化设备(例如掩模)处的图案(也通常称为“设计布局”或“设计”)投射到提供在衬底(例如晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。

为了在衬底上投射图案，光刻装置可以使用电磁辐射。这种辐射的波长决定了可以在衬底上形成的特征的最小尺寸。目前使用的典型波长为365纳米(i线)、248纳米、193纳米和13.5纳米。使用波长在4-20纳米(例如6.7纳米或13.5纳米)范围内的极紫外(EUV)辐射的光刻装置可用于在衬底上形成比使用波长为193纳米的辐射的光刻装置更小的特征。

低k₁光刻可用于处理尺寸小于光刻装置的经典分辨率极限的特征。在该工艺中，分辨率公式可以表示为CD＝k₁×λ/NA，其中，λ为所使用的辐射波长，NA为光刻装置中投影光学器件的数值孔径，CD为“临界尺寸”(通常为印刷的最小特征尺寸，但在这种情况下为半间距)，而k₁为经验分辨率因子。通常，k₁越小，就越难以在衬底上再现与电路设计者所规划的形状和尺寸相似的图案，以实现特定的电功能和性能。为了克服这些困难，可以将复杂的微调步骤应用于光刻投影装置和/或设计布局。这些包括，例如，但不限于，NA的优化、定制照明方案、相移图案化设备的使用、设计布局的各种优化，例如设计布局中的光学邻近校正(OPC，有时也称为“光学和工艺校正”)，或通常定义为“分辨率增强技术”(RET)的其他方法。可选地，可以使用用于控制光刻装置的稳定性的紧密控制环来改善在低k₁下的图案的再现。

作为光学计量方法的替代，还考虑使用软X射线(SXR)或EUV辐射，例如在0.1纳米至100纳米之间、或任选地在1纳米至50纳米之间或任选地在10纳米至20纳米之间的波长范围内的辐射。SXR的应用包括但不限于半导体工业当前或近期的测量工具。在上述波长范围之一中起作用的计量工具的一个示例是透射小角X射线散射(如US 2007224518A中的T-SAXS，通过引用将其全部内容并入本文)。Lemaillet等人在Proc.of SPIE，2013年，8681，“Intercomparison between optical and X-ray scatterometry measurements ofFinFET structures”中讨论了使用T-SAX的轮廓(CD)测量。在掠入射下使用X射线(GI-XRS)和极紫外(EUV)辐射的反射技术已知用于测量衬底上的膜和层叠层的性质。在反射计的一般领域内，可以应用测角和/或分光技术。在测角术中，测量反射光束在不同入射角下的变化。而光谱反射术则在另一方面测量在给定角度反射的波长的光谱(使用宽带辐射)。例如，在制造EUV光刻中使用的光罩(图案化设备)之前，EUV反射计已经用于掩模坯件的检查。