[发明专利]角度分解散射仪和检验方法

说明书

本申请是2008年4月17日递交的申请号为200810092261.5、发明名称为“角度分解散射仪和检验方法”的发明的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种可用于例如在通过光刻技术的器件制造中的检验方法，并涉及一种采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（通常到所述衬底的目标部分上）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(reticle)的图案形成装置用于生成在所述IC的单层上待形成的电路图案。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。典型地，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材料（抗蚀剂）层上。通常，单独的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，通过将全部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地扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。还可以通过将所述图案压印（imprinting）到所述衬底上，将所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。

为了监测光刻工艺，需要测量被图案化的衬底的参数，例如，在衬底中或衬底上形成的连续层之间的重叠误差。存在用于对光刻工艺中形成的微观结构进行测量的多种技术，所述技术包括使用扫描电子显微镜和各种专业工具。一种形式的专业检验工具是散射仪，在散射仪中，辐射束被引导到衬底表面上的目标上，且散射束或反射束的属性被测量。通过对于所述束在被衬底反射或散射之前和之后的所述属性进行比较，可以确定所述衬底的属性。这可以例如通过将反射束与存储在与已知的衬底属性相关联的已知的测量库中的数据进行比较来完成。两种主要类型的散射仪是公知的。光谱散射仪将宽带辐射束引导到衬底上，并测量被散射入特定的窄的角度范围中的辐射光谱（强度作为波长的函数）。角度分解散射仪采用单色辐射束，并将被散射的辐射的强度作为角度的函数进行测量。

在角度分解散射仪中，被测量的目标或用于校准或规范化的基准处于正焦位置。为了这个目的，可以设置光学（例如傅科刀口）或电容聚焦传感器。然而，当采用这种传感器时，例如由于与在被测量的衬底上的结构相关的工艺作用或由于建立时间，可能保留小的聚焦误差（离焦量）。在这种类型的散射仪中，这种小的残余离焦量在理论上应当不会导致测量误差。然而，本发明人已经确定残余离焦量能够造成测量误差。

发明内容

旨在提供一种角度分解散射仪和散射仪测量方法，所述方法不显示或者以较小的程度显示由于残余离焦量造成的测量误差。

根据本发明的实施例，提供一种检验方法，所述检验方法用于确定与通过用于在衬底上制造器件层的光刻工艺而被印刷在衬底上的目标图案的参数相关的值，所述方法包括：采用包括高数值孔径（NA）的物镜的光学系统，所述物镜具有物平面和光瞳平面以将第一辐射束引导到所述目标图案上，收集由所述目标图案反射或散射的辐射，并将第二辐射束进行投影，从而在像平面中形成物镜的光瞳平面的像；在与所述物镜的光瞳平面不相重合的位置上、在第二辐射束的路径中设置孔部件，所述孔部件限定至少一个遮挡部分，所述遮挡部分延伸入所述第二辐射束中预定的距离，以便在光瞳平面的像中形成暗区域；确定在所述或每个暗区域的沿径向最内点与光瞳平面的像的名义中心之间的径向距离；以及根据所确定的径向距离确定在所述目标和物平面之间的轴向距离。