[发明专利]检验方法和设备、光刻设备、光刻处理单元和器件制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于例如在通过光刻技术制造器件中检验的方法， 并涉及一种采用光刻技术制造器件的方法，尤其是散射仪方法。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常应用到所述衬底的目 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(reticle)的图案形成装 置用于生成在所述IC的单层上待形成的电路图案。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 管芯的部分)上。典型地，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置 的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含连续形成图案的 相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括：所谓步进机，在所述步进机 中，通过将全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分； 以及所谓扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方 向)扫描所述图案、同时与该方向平行或反向平行地扫描所述衬底来辐射 每一个目标部分。还可以通过将所述图案压印(imprinting)到所述衬底 上，将所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。

为了监测光刻工艺，通常测量被图案化的衬底的一个或多个参数，例 如，在衬底中或衬底上形成的连续层之间的重叠误差。存在用于对光刻工 艺中形成的微观结构进行测量的各种技术，所述技术包括使用扫描电子显 微镜和各种专业工具。一种形式的专业检验工具是散射仪，在所述散射仪 中，辐射束被引导到衬底的表面上的目标上，且经过散射或反射的束的一 种或多种属性被测量。通过对于所述束在被衬底反射或散射之前和之后的 一种或多种属性进行比较，可以确定所述衬底的一种或多种属性。这可以 例如通过将反射束与存储在与已知的衬底属性相关联的已知的测量值库 中的数据进行比较来完成。两种主要类型的散射仪是公知的。光谱散射仪 将宽带辐射束引导到衬底上，并测量被散射到特定的窄的角度范围的辐射 光谱(作为波长的函数的强度)。角度分解散射仪将被散射的辐射的强度 作为角度的函数进行测量。偏振光椭圆率测量仪测量偏振状态。角度分解 散射仪和偏振光椭圆率测量仪可以采用单色光束、多色光束(即具有多个 不同的波长的成分的光束)或宽带光束。

采用宽带或多色光束需要使散射仪的光学系统是消色差的。用于使涉 及折射光学元件的光学系统消色差的技术是公知的，但是随着待适应的波 长的数量或范围的增加，所述技术变得更复杂和困难。可以更容易地使采 用例如基于施瓦兹希尔(Schwarzschild)光学元件的反射镜的光学系统 是消色差的，但是由于光瞳平面上的遮拦，所述光学系统不适用，尤其是 对于具有高数值孔径的光学系统的散射仪和偏振光椭圆率测量仪。

发明内容

旨在例如提供一种能够采用更宽间隔的波长或波长范围进行测量的 散射仪的方法和设备。

根据本发明的一个方面，提供一种检验设备，所述检验设备配置用于 确定与通过用于在衬底上制造器件层的光刻工艺被印制在衬底上的目标 图案的参数相关的值，所述设备包括：

辐射源，设置用于有选择地发射具有在第一波长范围中的第一波长的 第一辐射束，或者具有在第二波长范围中的第二波长的第二辐射束，所述 第二波长范围不同于所述第一波长范围；

光学系统，设置用于将第一或第二辐射束中的被选出的一个引导到目 标图案上，并将被目标图案变向的辐射投影到检测器上以获得散射仪光谱 或散射测量的光谱(scatterometric spectra)；以及

可调整的光学元件，设置用于有选择地根据辐射源发射第一辐射束还 是第二辐射束，来实现光学系统的色差修正。

根据本发明的一个方面，提供一种用于确定与通过用于在衬底上制造 器件层的光刻工艺印制在衬底上的目标图案的参数相关的值的检验方法， 所述方法包括：

控制辐射源有选择地发射具有在第一波长范围内的第一波长的第一 辐射束，或者具有在第二波长范围内的第二波长的第二辐射束，所述第二 波长范围不同于所述第一波长范围；

采用光学系统将第一辐射束或第二辐射束中选择出的一个引导到目 标图案上，并将被目标图案变向的辐射投影到检测器上，以获得散射仪光 谱或散射测量的光谱；以及

调整可调整的光学元件以根据辐射源发射第一辐射束还是第二辐射 束有选择地实现光学系统的色差修正。