[发明专利]量测方法、设备和计算机程序

说明书

公开了一种确定衬底上目标的特性的方法以及对应的量测设备和计算机程序。该方法包括根据成对的互补像素确定多个强度非对称性测量，成对的互补像素包括目标的第一图像中的第一图像像素和目标的第二图像中的第二图像像素。从由目标散射的第一辐射获得第一图像，且从由目标散射的第二辐射获得第二图像，第一辐射和第二辐射包括互补的非零阶衍射。然后根据所述多个强度非对称性测量确定目标的特性。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2016年9月9日提交的EP申请16188176.8的优先权，并且该申请在此通过全文引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及用于例如可用于由光刻技术制造器件的量测的方法和设备，以及使用光刻技术制造器件的方法。

背景技术

光刻设备是将所希望图案施加至衬底上、通常至衬底的目标部分上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造。在该情形中，备选地称作掩模或刻线板的图案化装置可以用于产生将要形成在IC的单个层上的电路图案。该图案可以转移至衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括一个或数个管芯的一部分)上。图案的转移通常是经由成像至提供于衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含连续图案化的相邻目标部分的网络。在光刻工艺中，频繁地希望对所产生的结构进行测量，例如用于工艺控制和验证。用于进行该测量的各种工具是已知的，包括通常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜，以及用以测量套刻、器件中两个层的对准精度的量测的专用工具。可以根据两层之间未对准程度而描述套刻，例如涉及1nm的测得套刻可以描述其中两个层以1nm未对准的情形。

近期，已经研发了各种形式散射仪用于光刻领域。这些装置将辐射束引导至目标上并测量被散射辐射的一个或多个特性—例如取决于波长的单个反射角的强度；取决于反射角的一个或多个波长的强度；或者取决于反射角的偏振—以获得由此可以确定感兴趣目标的特性的“频谱”。可以由各种技术执行感兴趣特性的确定：例如由迭代方案诸如严格耦合波分析或有限元方法对目标的重构；库检索；以及主要成分分析。

由传统散射仪使用的目标是相对较大例如40μm乘以40μm的光栅，且测量束产生小于光栅的光板(也即光栅未填满)。这简化了目标的数学重构，因为其可以视作是无限的。然而，为了将目标的尺寸减小至例如10μm乘以10μm或更小，例如以便它们位于产品特征之中而不是在划片线中，已经提出了其中使得光栅小于测量光斑(也即光板过填充)的量测。通常使用暗场散射法测量这些目标，其中阻挡了零阶衍射(对应于镜面反射)，并且仅处理高阶衍射。暗场量测的示例可以在国际专利申请WO2009/078708和WO2009/106279中找到，在此通过全文引用的方式并入本文。已经在专利公开US20110027704A、US20110043791A和US20120242970A中描述了技术的进一步发展。在此也通过引用的方式将所有这些申请的内容并入本文。使用衍射阶的暗场检测的基于衍射的套刻使能对更小目标进行套刻测量。这些目标可以小于照射光斑并且可以由晶片上产品结构围绕。目标可以包括可以在一个图像中测量的多个光栅。

在已知的量测技术中，通过在某些条件之下两次测量套刻目标而获得套刻测量结果，而同时旋转套刻目标或者改变照射模式或成像模式以分立地获得第-1和+1衍射阶强度。对于给定套刻目标的强度非对称性、这些衍射阶强度的比较提供了目标非对称性的测量，也即目标中的非对称性。套刻目标中的该非对称性可以用作套刻的指示(两个层的不希望的未对准)。

当测量厚堆叠时，其中在被测量的两层之间可以存在相当大距离。这可以使得使用强度非对称性的套刻确定不可靠，因为使用第-1和+1衍射阶强度所获得的图像并未显示由此可以求平均的显著稳定强度的区域。这可以通过使用光瞳面图像确定套刻而解决，但是这要求非常大的目标和对于每个目标区域的分立采集。

发明内容

希望能够使用暗场方法对厚堆叠执行套刻量测。