[发明专利]量测方法、量测设备和器件制造方法

说明书

光刻制造系统产生具有小于10nm的特征尺寸和周期性方向(D)的周期性结构。具有在EUV光谱中的一定范围的波长(1nm至100nm或1nm至150nm)的辐射的射束(1904)被聚焦成大约(5)μm直径的光斑(S)。反射辐射(1908)被分解成被捕获(1913)以获得目标光谱信号(ST)的光谱(1910)。参考光谱被检测(1914)以获得参考光谱信号(SR)。可选地，检测器(1950)被提供以使用通过目标的光栅结构以一阶衍射的辐射来获得进一步的光谱信号(SF)。入射角度(α)和方位角是可调整的。以一个或多个角度获得的信号(SF、SR、SF)被用来计算目标的测得的性质，例如CD和重叠。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年3月25日提交的EP申请15160786.8的优先权，并且该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于例如可用在通过光刻技术进行的器件的制造中的量测的方法和设备，并涉及使用光刻技术制造器件的方法。描述了测量临界尺寸(线宽)的方法，作为这样的量测的特别的应用。还描述了测量诸如重叠等的不对称性相关参数的方法。

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。在这种情况下，备选地称为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，包括部分裸片、一个或若干裸片)上。

在光刻工艺中，频繁地期望进行对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，包括往往用来测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜(SEM)。其他专业工具用来测量与不对称性相关的参数。这些参数中的一个是重叠，即器件中的两个层的对准的准确度。近年来，已开发出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性质—例如，根据波长变化的在单个反射角度处的强度；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性质的“光谱”。感兴趣的性质的确定可以通过各种技术来执行：例如，通过诸如严格耦合波分析或有限元法等的迭代手段进行的对目标结构的重建；库检索；和主成分分析。与SEM技术相比，光学散射仪可以以高得多的吞吐量用在占产品单元的一大部分或者甚至全部上。

传统散射仪所使用的目标是相对大的、例如40μm×40μm的光栅，并且测量射束生成了小于该光栅的光斑(即，光栅被欠填充)。为了将目标的尺寸减小至例如10μm×10μm或更小(例如因此它们可以被定位在产品特征之中，而不是在划道中)，已提出了其中光栅被制作得小于测量光斑(即，光栅被过填充)的所谓的“小目标”量测。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。典型地，小目标被用于重叠和可从光栅结构中的不对称性的测量导出的其他性能参数的测量。通过将目标放置在产品特征(“裸片内目标”)之中，希望增加测量的准确度。提高的准确度是期望的，例如，因为裸片内目标以更类似于产品特征的方式受到工艺变化的影响，并且可以需要较少内插来确定工艺变化在实际特征部位处的影响。重叠目标的这些光学测量已在提高批量生产中的重叠性能上非常成功。

然而，随着技术的发展，性能规范变得比以往更严。此外，还没有开发出用于诸如线宽或临界尺寸(CD)等的其他参数的测量的小目标技术。当前方法的进一步限制在于它们被用比真实产品特征的典型尺寸大得多的光学波长制得。特别的感兴趣的参数是线宽(CD)，并且尚未设计出用于CD测量的合适的小目标方法。