[发明专利]检查设备、检查方法和制造方法

说明书

本申请提供了一种检查设备、检查方法和制造方法。通过光刻过程在衬底(W)上形成量测目标。以空间相干辐射在不同的条件下照射包括一个或多个光栅结构的目标(T)。由所述目标区域衍射的辐射(650)与参考辐射(652)干涉，在图像检测器(623)处干涉形成干涉图案。捕获所述干涉图案的一个或多个图像。根据所捕获的图像和参考辐射的知识，计算检测器处的所收集的散射辐射的复数场。根据所述复数场，计算被每个光栅衍射的辐射的合成辐射量测图像(814、814’)。根据光栅衍射谱的相反部分的合成辐射量测图像(814、814’)，获得对所述光栅中的不对称度的量度。使用合适的目标，可以根据所量度的不对称度，计算光刻过程的重叠和其他性能参数。

本申请是申请日为2015年08月13日、发明名称为“检查设备、检查方法和制造方法”、申请号为201580046689.4的专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年8月28日递交的欧洲申请EP14182658的优先权，并且通过引用将其全部内容并入到本文中。

技术领域

本发明涉及能够用于例如使用光刻技术在器件的制造过程中实施量测的检查设备和方法。本发明还涉及用在这种检查设备中的照射系统以及使用光刻技术制造器件的方法。本发明另外还涉及用于实施这些方法的计算机程序产品。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(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在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，图案的转移是通过把图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料 (抗蚀剂)层上进行的。通常，单个的衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。

在光刻过程中，经常期望对所生成的结构进行测量，例如用于过程控制和验证。用于进行这种测量的多种工具是已知的，包括经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(在器件中两个层的对准精度)的专用工具。近来，用于光刻领域的各种形式的散射仪已经被研发。这些装置将辐射束引导到目标上并测量被散射的辐射的一种或更多种性质(例如作为波长的函数的、在单个反射角处的强度；作为反射角的函数的、在一个或更多个波长处的强度；或作为反射角的函数的偏振)，以获得衍射“光谱”，根据该衍射“光谱”可以确定目标的感兴趣的性质。

已知的散射仪的示例包括US2006033921A1和US2010201963A1中描述的类型的角分辨散射仪。这种散射仪所使用的目标是相对大的(例如40μm×40μm)光栅，测量束生成比光栅小的光斑(即光栅被欠填充)。除了通过重构进行的特征形状的测量外，还可以使用如在公开出版的专利申请US2006066855A1中描述的设备测量基于衍射的重叠。使用各个衍射级的暗场成像的基于衍射的重叠量测能够实现对较小目标的重叠测量。在国际专利申请WO2009/078708和WO2009/106279中可以发现暗场成像量测的示例，这些文献通过引用全文并入本文中。在公开的专利公开出版物US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、 US20130258310A、US20130271740A和WO2013178422A1中已经描述了所述技术的进一步发展。这些目标可以小于照射光斑并且可以被晶片上的产品结构围绕。使用复合光栅目标可以在一个图像中测量多个光栅。所有这些申请的内容通过参考也并入本文中。

在这种环境中将被用作量测工具的检查设备应该满足许多要求。实现这些要求通常涉及明显的折中方案。例如，具有低像差的高NA宽带光学装置导致通常由不同材料构成的许多透镜元件。这些元件中的每个元件对内部散射有贡献，这样的内部散射限制弱的目标的可检测性。并且，变得越来越难于在大的波长范围内具有好的抗反射涂层。具有如此多的光学部件使得设备难于根据量测应用而被适当地调节。

发明内容