[发明专利]测量目标结构的属性的方法、检查设备、光刻系统和器件制造方法

说明书

基于目标的图像的强度测量目标结构的属性。方法包括(a)获得目标结构的图像；(b)限定(1204)多个候选感兴趣区域，各候选感兴趣区域包括在图像中的多个像素；(c)至少部分基于在感兴趣区域内的像素的信号值来限定(1208，1216)用于候选感兴趣区域的优化度量值；(d)限定(1208，1216)目标信号函数，目标信号函数限定了图像中的各像素对目标信号值的贡献。各像素的贡献取决于(i)哪个候选感兴趣区域包含该像素和(ii)那些候选感兴趣区域的优化度量值。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年9月1日提交的欧洲申请14183095.0的优先权，该申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及可用于例如通过光刻技术执行器件的制造时的量测的方法和检查设备。本发明进一步涉及用于在这样的检查设备中使用的计算机程序产品和使用光刻技术制造器件的光刻系统和方法。

背景技术

光刻设备是将期望的图案施加到衬底上、通常到衬底的目标部分上的机器。光刻设备可以例如用在集成电路(IC)的制造中。在这种情形下，备选地称作掩模或掩模版的图案形成装置可以用于生成要形成在IC的单独层上的电路图案。该图案可以被转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括裸片的一部分、一个或若干裸片)上。图案的转移典型地凭借成像到设置在衬底上的一层辐射敏感材料(抗蚀剂)上。一般来说，单个衬底将包含被相继地图案化的相邻目标部分的网络。

在光刻工艺中，期望频繁地进行所创建的结构的测量，例如用于工艺控制和验证。用于进行这样的测量的各种工具是已知的，包括通常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜，和用以测量重叠、器件中的两个层的对齐的精度的专业工具。近年来，开发了各种形式的散射仪用于在光刻领域中使用。这些装置将辐射的射束引导到目标上并测量散射的辐射的一个或多个属性—例如，根据波长变化的在反射的单个角度处的强度；根据反射角度变化的在一个或多个波长处的强度；或者根据反射角度变化的偏振—以获得可以从其确定目标的感兴趣的属性的衍射“光谱”。

已知散射仪的示例包括US2006033921A1和US2010201963A1中描述的类型的角度分辨散射仪。由这样的散射仪使用的目标相对大，例如40μm×40μm的光栅，并且测量射束生成小于光栅(即，光栅被欠填充)的光斑。除了通过重建进行的特征形状的测量之外，可以如已公布的专利申请US2006066855A1中所描述的那样使用这样的设备来测量基于衍射的重叠。使用衍射阶的暗场成像进行的基于衍射的重叠量测使得能够实现较小目标上的重叠测量。暗场成像量测的示例可以在国际专利申请US20100328655A1和US2011069292A1中找到，这些文献通过引用整体并入本文。该技术的进一步的发展已描述在已公布的专利出版物US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A、US20130271740A和WO2013178422A1中。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包围。可以使用复合光栅目标在一个图像中测量多个光栅。所有这样申请的内容也通过引用并入本文。

在已知量测技术中，通过在使目标转动或者改变照射模式或成像模式的同时在某些条件下测量目标两次来获得重叠测量结果，以单独地获得-1和+1衍射阶强度。比较对于给定光栅的这些强度提供了光栅中的不对称性的测量，并且重叠光栅中的不对称性可以用作重叠误差的指标。除了重叠之外，可以使用与图4中图示出的相同的一般形式的目标并通过相同的一般过程来测量光刻工艺的其他性能参数。目标可以设计成其中目标的不对称性例如取决于光刻工艺中的聚焦误差或曝光剂量误差。