[发明专利]检验设备、光刻设备、光刻处理单元以及检验方法

说明书

技术领域

本发明涉及探测方法，所述探测方法例如可以用在通过光刻技术的器 件制造中，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需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上 的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情 况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在 所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片) 上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。所述图案 的转移通常是通过将图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂) 的层上。通常，单个衬底将包含连续形成图案的相邻目标部分的网络。公 知的光刻设备包括：所谓步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次 曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓扫描器，在所述 扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时 沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。 也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底的方式从图案形成装置将图案 转移到衬底上。

为了监测光刻过程，需要测量图案化的衬底的参数，例如形成在衬底 上或衬底内的连续的层之间的重叠或覆盖误差。已有多种技术用于测量在 光刻过程中形成的显微结构，包括使用扫描电子显微镜和多种专门工具。 一种专用检验工具是散射仪，其中辐射束被引导到衬底表面的目标上并且 测量散射或反射束的特征或属性。通过比较束在被衬底反射或散射前后的 属性，可以确定衬底的特征或属性。通过将反射束同与已知衬底特征或属 性相关的已知测量值的库中存储的数据比较可以确定衬底的特征或属性。 已知两种主要类型的散射仪。分光镜散射仪引导宽带辐射束到衬底上并且 测量散射到特定的窄的角度范围的辐射的光谱(强度作为波长的函数)。 角度分解散射仪使用单色辐射束并且测量作为角度的函数的散射辐射的 强度。

在角度分解光谱测定中，衬底上的周期标记以不同的角度同时被照 射。由这种标记衍射的光被用来测量该标记的特定的特征或属性。如果标 记的周期足够大，衍射光将包含更高衍射级。然而，第一衍射级的一部分 通常与零级衍射级的一部分混合，如图5所示。衍射级的重叠通常产生较 低精度的标记特征或属性的重建。为了将不同的衍射级分离出来，可以采 用环形照射，这导致如图6所示的分离的零级和第一级衍射图案。然而， 已经发现，使用这种环形照射会在所测量的标记特征或属性中带来误差， 因为环形照射在衍射光中提供较少的信息。例如，在环形照射中，在也包 含对于测量标记特征或属性有价值的信息的正入射或垂直入射附近没有 光。

发明内容

本发明旨在提供一种照射衬底的方法，其中在用所有可能的入射角和 方位角同时照射衬底的同时，可以将第一和零衍射级分开。根据本发明的 一方面，提供一种检验设备，其配置用以测量衬底的特征或属性。设备包 括：配置用以提供辐射束的照射系统；配置用以将所述辐射投影到所述衬 底上的辐射投影装置；高数值孔径透镜；和探测器。探测器配置用以探测 从所述衬底的表面反射的所述辐射束，并且分离地探测零衍射级和第一衍 射级。由辐射投影装置投影得到的辐射束的照射轮廓使得所述辐射束的强 度分布关于光瞳面内的虚拟线是不对称的并且传播通过所述辐射投影装 置的光学轴线。

附图说明

下面仅通过示例的方式，参考附图对本发明的实施例进行描述，其中 示意性附图中相应的标记表示相应的部件，在附图中：

图1示出光刻设备；

图2示出光刻单元或光刻簇；

图3示出第一散射仪；

图4示出第二散射仪；

图5示出采用常规照射的光瞳面；

图6示出采用角照射的光瞳面；

图7a示出了根据本发明一个实施例的照射轮廓；

图7b示出了采用图7a中示出的照射轮廓的光瞳面；

图8a示出了根据本发明另一实施例的照射轮廓；

图8b示出了采用图8a中示出的照射轮廓的光瞳面；

图9a示出了替换的照射轮廓；和

图9b示出了采用图9a中示出的照射轮廓的光瞳面。

具体实施方式

图1示意地示出了一光刻设备。所述光刻设备包括：