[发明专利]测量目标的方法、量测设备、光刻单元和目标

说明书

公开了用于测量在衬底上形成的目标的方法和设备。所述目标包括对准结构和量测结构。在一种方法中，执行第一测量过程，所述第一测量过程包括利用第一辐射照射目标并检测由第一辐射从目标的散射引起的辐射。第二测量过程包括利用第二辐射照射所述目标并检测由所述第二辐射从所述目标的散射引起的辐射。所述第一测量过程检测所述对准结构的位置。第二测量过程使用由所述第一测量过程检测到的所述对准结构的位置，以将所述第二辐射的辐射斑对准至所述量测结构内的期望部位上。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年5月19日提交的欧洲申请17171935.4的优先权，该欧洲申请通过引用全文并入本文。

技术领域

本发明涉及用于测量在衬底上形成的目标的方法和设备、一种光刻单元和一种目标。

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)上的机器。光刻设备可以例如用于集成电路(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。可以将该图案转印到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的一部分、一个或几个管芯)上。典型地，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。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的度量。可依据两个层之间的未对准程度来描述重叠，例如，对被测量的1nm的重叠的提及可描述两个层存在1nm的未对准的情形。

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属性——例如作为波长的函数的在单个反射角下或在一范围反射角上的强度；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“光谱”，可以根据该“光谱”确定目标的感兴趣的属性。确定感兴趣的属性可以通过各种技术来执行：例如，通过使用严格耦合波分析或有限元方法实施的迭代方法进行的目标的重构；库搜索；以及主成分分析。

目标可以使用暗场散射测量来测量，其中第零阶衍射(对应于镜面反射)被阻挡，且仅较高阶被处理。暗场量测的示例可以在国际专利申请WO 2009/078708和WO 2009/106279中找到，这些文献通过引用全文并入本文。

针对给定重叠目标的不同的衍射阶之间(例如第-1衍射阶和第+1衍射阶之间)的强度不对称性提供目标不对称性的测量结果；即，目标中的不对称性。重叠目标中的这种不对称性能够用作重叠(两个层的不期望的未对准)的指标。

可能期望目标定位在具有可用于目标的极小空间的部位中，例如，定位在包含正被制造的产品的结构的产品区域中。定位在此类区域中的目标需要是小的。以足够的准确度将辐射斑与此类目标对准是具有挑战的。

发明内容

期望改进用于测量目标的现有方法和设备。

根据本发明的一方面，提供了一种测量在衬底上形成的目标的方法，所述目标包括对准结构和量测结构，其中所述方法包括：第一测量过程，包括利用第一辐射照射所述目标并检测由所述第一辐射从所述目标的散射引起的辐射；和第二测量过程，包括利用第二辐射照射所述目标并检测由所述第二辐射从所述目标的散射引起的辐射，其中：所述第一测量过程检测所述对准结构的位置；第二测量过程使用由所述第一测量过程检测到的所述对准结构的位置，以将所述第二辐射的辐射斑对准至所述量测结构内的期望部位上；和所述第二测量过程的辐射斑被使得：理论上能够围绕形成所述辐射斑的至少第零阶辐射的最小四边形边界框与所述对准结构相交或围绕所述对准结构；和由所述四边形边界框围绕的至少第零阶辐射完全在所述对准结构之外。