[发明专利]优化测量照射光斑相对于衬底上的目标的位置和/或尺寸的方法和相关设备

说明书

披露了一种在检查设备内优化测量照射光斑相对于衬底上的目标的位置和/或大小(以及因此聚焦)的方法。所述方法包括：针对所述照射光斑相对于所述目标的不同大小和/或位置，检测因照射所述目标而产生的来自至少所述目标的散射辐射；以及基于所检测到的散射辐射的特性，针对所述照射光斑相对于所述目标的不同大小和/或位置，优化所述测量照射光斑相对于所述目标的位置和/或大小。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年6月30日提交的欧洲申请17178949.8的优先权，所述欧洲申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种监测来自量测设备的照射的特性的方法。例如，本发明可应用于检查设备中。

背景技术

光刻过程是将所需的图案施加至衬底上(通常施加至衬底的目标部分上)的过程。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造中。在那种情况下，图案形成装置(其替代地被称作掩模或掩模版)可以用于产生待形成在IC的单层上的电路图案。可以将此图案转印至衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的部分、一个管芯或若干管芯)上。通常经由成像到设置于所述衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来进行图案的转印。可涉及步进和/或扫描运动，以在跨越所述衬底的连续目标部分处重复所述图案。也有可能通过将所述图案压印到所述衬底上，来将所述图案从所述图案形成装置转印到所述衬底上。

在光刻过程中，需要频繁地进行所产生的结构的测量，例如以进行过程控制以及验证。用于进行这些测量的各种工具是已知的，包括常常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜，以及用于测量重叠(在不同的图形形成步骤中形成的图案之间的对准精度，例如在器件的两层之间)的专用工具。近来，已开发出供光刻领域中使用的各种形式的散射仪。这些装置将辐射束引导至目标上并且测量散射辐射的一个或更多个性质(例如，根据波长而变化的在单个反射角下的强度；根据反射角而变化的在一个或更多个波长下的强度；或根据反射角而变化的偏振)以获得可以根据其确定目标的关注的性质的衍射“光谱”。可以通过各种技术来确定关注的性质：例如，通过迭代方法(诸如严格耦合波分析或有限元方法)重构目标结构；库搜索；以及主成分分析。

例如，在WO 2012126718中披露了用于确定结构参数的方法和设备。也在US20110027704A1、US2006033921A1和US2010201963A1中披露了方法和散射仪。除了用来确定在一个图案形成步骤中所形成的结构的参数的散射测量法，所述方法和设备还可用于执行基于衍射的重叠测量。使用衍射阶的暗场图像检测来进行的基于衍射的重叠测量能够实现在较小的目标上进行重叠测量。可以在国际专利申请US20100328655A1和US2011069292A1中找到暗场成像量测的示例。已公布的专利公开出版物US20110027704A、US20110043791A、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A、US20130271740A以及W02013178422A1中已描述了所述技术的进一步发展。上述文献一般通过对目标的不对称性进行的测量来描述重叠的测量。文献WO2014082938A1和US2014/0139814A1分别披露了使用不对称性测量结果来测量光刻设备的剂量和聚焦的方法。所有上述应用的内容也通过引用合并入本文中。本发明不限于应用于任何特定类型的检查设备，或甚至一般地应用于检查设备。

检查设备中的一个常见问题是控制光学系统在目标上的聚焦。许多系统要求将光学系统的焦点控制在非常紧密的公差范围内。例如，在已公布的专利申请US20080151228A中披露了用于上述类型散射仪的聚焦控制装置。从目标反射的光在两个光探测器上以故意的聚焦误差来成像。通过比较两个光探测器之间的光强度，能够获得散焦指示，并且识别出散焦方向。该申请的内容通过引用合并入本文。