[发明专利]用于计算结构的电磁散射性质及用于估计其几何和材料参数的方法和装置

说明书

在散射测量中，在迭代过程中使用包括正则化参数的评价函数来寻找用于测量的目标的散射性质的值。针对每个测量目标并且在迭代过程的每次迭代中获得正则化参数的最优值。可以使用多种方法来寻找正则化参数的值，方法包括偏差原理、卡方分布方法以及包括评价函数的偏差原理和包括评价函数的卡方分布方法的创新性修改。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年11月26日提交的欧洲申请13194521的权益，该申请以整体内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及结构的电磁散射性质的计算及其几何和材料参数的估计。

本发明例如可以应用在显微结构的测量中，例如评估光刻装置的临界尺寸(CD)性能。

背景技术

光刻装置是一种将所需图案应用到衬底上、通常到衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻装置用在集成电路(IC)的制造中。在那种情况下，图案形成装置，备选地被称为掩模或掩模版，可以被用于生成在IC的个体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，包括一部分裸片、一个或多个裸片)上。通常，图案的转移经由把图案成像到衬底上提供的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。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。已知的光刻装置包括：所谓的步进机，其中通过将整个图案一次曝光到目标部分上来辐射每一个目标部分；和所谓的扫描器，其中通过沿给定方向(“扫描”方向)通过辐射束扫描所述图案同时沿与该方向平行或反平行的方向同步地扫描衬底来辐射每一个目标部分。也可能通过将图案压印到衬底上的方式将图案从图案形成装置转移到衬底上。

为了监测光刻工艺，需要测量图案化衬底的参数，例如形成在衬底上或衬底中的连续层之间的重叠误差。有许多技术用于测量在光刻工艺中形成的显微结构，包括使用扫描电子显微镜以及多种专用的工具。专用检查工具的一种形式是散射仪，其中辐射束被引导到衬底表面上的目标上，并且测量散射或反射束的性质。通过比较在束已经被衬底反射或散射之前和之后的束的性质，可以确定衬底的性质。这可以例如通过将反射束和在与已知的衬底性质相关的已知测量值的库中存储的数据进行比较来实现。已知两种主要类型的散射仪。光谱散射仪引导宽带辐射束到衬底上，并且测量散射到特定窄角度范围中的辐射的光谱(强度作为波长的函数)。角分辨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。

更一般地，能够将散射辐射与从结构的模型中数学上预测的散射行为对比(这些模型可以自由地建立和变化)，直到预测的行为与观察到的来自实际样品的散射匹配，这将是有用的。对于1D周期性结构或2D周期性结构(例如，光栅)的CD重构，体积积分方法(VIM)可以被用来有效地计算相关散射问题的答案，如已经在美国专利申请公开号US2011/0218789 A1和美国专利申请公开号US2011/0098992 A1中公开的那样，通过引用将它们并入本文。如已经在US专利申请公开号US2013/0144560 A1中公开的那样，可以针对有限周期性结构而使用非周期性的RCWA。

发明内容

在半导体处理的领域中期望快速地执行电磁散射性质的精确计算。

根据本发明的第一方面，提供了一种计算结构的电磁散射性质的方法，结构包括不同性质的材料并且结构在至少一个横向方向上是周期性的并且在相对于该至少一个横向方向正交的方向上延伸，方法包括：测量从结构散射的辐射以获得测量数据；提供结构的电磁散射性质的先验估计；从测量的数据中导出正则化系数；通过在辐射由结构散射的数学模型中使用散射性质的试验值和正则化系数来获得散射性质的估计；通过参考评价函数来确定是否满足终止条件，评价函数的参数包括正则化系数和先验估计和散射性质的估计；以及如果不满足终止条件，迭代地重复获得预测数据和导出正则化系数直到满足终止条件；其中由最终迭代提供的新的试验值代表计算的电磁散射性质。