[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

通过光刻过程在衬底(W)上形成诸如重叠光栅(Ta和Tb)之类的目标结构。用第一辐射(456a)的斑(Sa)照射第一目标，同时用第二辐射(456b)的斑(Sb)照射第二目标。传感器(418)在不同部位处检测所述第一辐射的已经被所述第一目标的特征在第一方向上衍射的部分(460x‑、460x+)，以及所述第二辐射的已经被所述第二目标的特征在第二方向上衍射的部分(460y‑、460y+)。可以同时检测X方向和Y方向上的不对称性，从而减少在X和Y上进行重叠测量所需的时间。可以简单地通过激励较高次谐波产生(HHG)辐射源或逆康普顿散射源中的两个部位(710a、710b)来产生软x‑射线波长的两个辐射的斑。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年2月9日提交的欧洲申请17155453.8的优先权，并且通过引用而将其全文并入本发明中。

技术领域

本公开涉及用于可用在例如通过光刻技术的器件制造中的检查(例如量测)的方法和设备，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(通常是在衬底的目标部分上)上的机器。例如，光刻设备可以用于集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可替代地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成要在IC的单层上形成的电路图案。可以将所述图案转印到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的一部分、一个或更多个管芯)上。通常，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行图案的转印。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。这些目标部分通常称为“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。已知用于进行这种测量的各种工具，包括通常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜和用于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，已开发用于光刻领域的各种形式的散射仪。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属性，例如在单个反射角下作为波长的函数的强度、在一种或更多种波长下作为反射角的函数的强度、或者作为反射角的函数的偏振，以获得“光谱”，可以根据所述“光谱”确定目标的感兴趣的属性。

已知散射仪的示例包括US2006033921A1和US2010201963A1中所述类型的角度分辨散射仪。这种散射仪所使用的目标是相对大(例如40μm×40μm)的光栅，测量束产生比光栅小的斑(即，光栅未被填充满)。除了通过重构进行特征形状的测量之外，也可使用这种设备测量基于衍射的重叠，如公开专利申请US2006066855A1中所描述。通常通过测量两个重叠光栅的不对称性来获得重叠测量结果，每个重叠光栅具有不同的被编程的(有意的)偏移或“偏置”。使用衍射级的暗场成像的基于衍射的重叠量测实现了较小目标的重叠测量。暗场成像量测的示例可以在已公布的专利申请US2014192338和US2011069292A1中找到。已经在多个已公开的专利公开出版物中描述了所述技术的进一步发展。这些目标可以小于照射斑并且可以被晶片上的产品结构包围。使用复合光栅目标可以在一幅图像中测量多个光栅。这些发展使得重叠测量快速且计算非常简单(一旦校准)。

同时，已知的暗场成像技术采用在可见光或紫外波段中的辐射。这限制了可以被测量的最小特征，因此所述技术不再能够直接测量现代光刻过程中产生的最小特征。为了测量较小的结构，已经提出了使用较短波长的辐射，类似于EUV光刻术中使用的极紫外(EUV)波长。这些波长也可以称为软x射线波长，并且可以在例如1至100nm的范围内。在已公布的专利申请WO2015172963A1中公开了在透射和/或反射散射模式中使用这些波长的透射和反射量测技术的示例。在待审专利申请PCT/EP2016/068317和US 15/230,937(要求于2015年8月12日提交的EP15180807.8的优先权)和PCT/EP2016/068479(要求于2015年8月12日提交的EP15180740.1的优先权)中公开了在透射和/或反射散射模式中使用这些波长的量测技术和设备的另外的示例，这些申请未在本优先权日期公布。所有这些申请的内容通过引用并入本发明。