[发明专利]用于预测测量方法的性能的方法和设备、测量方法和设备

说明书

重叠测量(OV)基于由光刻过程而形成的目标结构的衍射光谱中的不对称性。目标结构之间的叠层差异可被认为是光栅不平衡性(GI)，且所述重叠测量的准确度可被降级。一种预测GI灵敏度的方法是利用相对衍射阶使用目标结构的第一图像和第二图像(45+、45‑)来执行的。使用相同图像的区(ROI)来测量重叠。进行对所述相对衍射阶之间的强度的对称性(S)和不对称性(A)的多个局部测量，对称性和不对称性的每个局部测量对应于目标结构上的具体部位。基于对称性值和不对称性值的局部测量的统计分析，获得对光栅不平衡性的灵敏度的预测。这能够用以选择较佳测量配置方案和/或用以校正由光栅不平衡性造成的误差。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年12月9日提交的欧洲申请16203208.0的优先权，所述申请的全部内容以引用的方式被并入本文中。

技术领域

本发明涉及能够用于例如通过光刻技术进行器件制造的检查(例如量测)的方法和设备，并且涉及使用光刻技术来制造器件的方法。

背景技术

光刻设备是一种将所期望的图案施加到衬底上的机器，通常施加到衬底的目标部分上。光刻设备能够用在例如集成电路(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于所述IC的单层上的电路图案。可以将这种图案转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或若干个管芯)上。所述图案的转印通常经由将图案成像到设置于衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层来进行。通常，单个衬底将包括被连续地形成图案的相邻目标部分的网络。这些目标部分通常被称作“场”。

在光刻过程中，经常期望对所产生的结构进行测量，例如，用于过程控制和验证。用于进行这些测量的各种工具是公知的，包括经常用来测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜，和用来测量重叠的专用工具，重叠是器件中的两个层的对准的准确度。近来，各种形式的散射仪已经被开发，应用在光刻领域中。这些装置将辐射束引导到目标上，并且测量散射辐射的一个或更多个特性，例如作为波长的函数的在单个反射角下的强度；作为反射角的函数的在一种或更多种波长下的强度；或者作为反射角的函数的偏振，以获得衍射“光谱”，可以根据该“光谱”确定目标的所关注特性。

已知的散射仪的示例包括在US2006033921A1和US2010201963A1中所描述类型的角分辨散射仪。由这些散射仪所使用的目标是相对大的(例如40μm×40μm)光栅，并且测量束生成比光栅小的(即光栅被欠填充)光斑。除了通过重构进行特征形状的测量之外，也可使用如在已公布的专利申请US2006066855A1中所描述的这种设备来测量基于衍射的重叠。使用衍射级的暗场成像进行的基于衍射的重叠量测使得能够实现对较小目标的重叠测量。可在国际专利申请US2014192338和US2011069292A1中找到暗场成像量测的示例，所述专利申请的文件的全部内容被以引用的方式并入本文。在已公开的专利公开出版物US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A、US20130271740A和US2016091422A1中已描述所述技术的进一步发展。这些目标可小于照射光斑且可由晶片上的产品结构围绕。通过使用复合光栅目标，能够在一个图像中测量多个光栅。所有这些申请的内容也被以引用方式并入本文中。

通常通过测量各自具有不同的经编程的(故意)偏移或“偏置”的两个重叠光栅的不对称性来获得重叠测量。尽管重叠测量是快速的且运算上非常简单(一旦被校准)，但它们依赖于重叠(即，重叠误差和故意偏置)是目标中的不对称性的唯一原因的假定。目标中的任何其它不对称性扰动所述重叠测量，从而得到不准确的重叠测量。目标的下部或底部周期性结构中的不对称性是结构不对称性的常见形式。所述不对称性可能起源于例如在最初形成底部周期性结构之后执行的衬底处理步骤，如化学-机械抛光(CMP)。