[发明专利]测量衬底的属性的方法、检查设备、光刻系统和器件制造方法

说明书

一种测量衬底的属性的方法，衬底在其上形成有多个目标，该方法包括：使用光学测量系统测量多个目标中的N个目标，其中N是大于2的整数，并且所述N个目标中的每一个目标被测量W_t次，其中W_t是大于2的整数，以便获得N*W_t个测量值；以及使用Q个方程和N*W_t个测量值来确定R个属性值，其中RQ≤N*W_t；其中，所述光学测量系统具有至少一个可变设置，并且对于所述N个目标中的每一个目标，使用至少一个可变设置中的不同设置值来获得测量值。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年12月16日提交的EP申请16204764.1的优先权，其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于通过光刻技术制造器件中的量测的方法和设备，并且涉及使用光刻技术制造器件的方法。

背景技术

光刻设备是一种将所期望图案施加到衬底上(通常施加到衬底的目标部分上)的机器。例如，可以在集成电路(IC)的制造中使用光刻设备。在那种情况下，可以使用图案化装置(其可替代地被称为掩模或掩模版)来生成要在IC的个体层上形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括裸片的一部分、一个裸片或若干裸片)上。图案的转移通常经由成像到衬底上所提供的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分的网络。

在光刻工艺中，经常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，包括常常用来测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜，和用以测量套刻(器件中的两层的对准准确度)的专用工具。最近，已经开发了各种形式的散射仪以用于在光刻领域中使用。这些装置将辐射的光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，根据波长变化的单个反射角度处的强度；根据反射角度变化的一个或多个波长处的强度；或者根据反射角度变化的偏振——以获得衍射“光谱”，可以从其中确定目标的感兴趣的属性。

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。由这种散射仪所使用的目标是相对较大的光栅，例如40μm×40μm的光栅，并且测量光束生成小于光栅的斑点(即，光栅欠填充)。除了通过重建测量特征形状之外，还可以使用这种设备测量基于衍射的套刻，如公开的专利申请US2006066855A1中所述。使用衍射级的暗场成像的基于衍射的套刻量测使得能够对较小的目标进行套刻和其他参数的测量。这些目标可以小于照射斑点并且可以被衬底上的产品结构包围。利用图像平面中的暗场检测，可以有效地将来自环境产品结构的强度与来自套刻目标的强度相分离。

暗场成像量测的示例可以在专利申请US20100328655A1和US2011069292A1中找到，所述文献的全部内容通过引用整体并入本文。该技术的进一步发展已在公开的专利公开US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20120242970A1、US20130258310A、US20130271740A和WO2013178422A1中进行了描述。通常在这些方法中，期望测量不对称性作为目标的属性。可以设计目标，以便可以使用不对称性的测量来获得诸如套刻、聚焦或剂量之类的各种性能参数的测量。通过使用散射仪检测衍射光谱的相对部分之间的强度差异来测量目标的不对称性。例如，可以比较+1和-1衍射级的强度，以获得不对称性的度量。

特别是对于套刻测量而言，散射测量中的测量准确度受到光栅不对称干扰的影响，例如，由于目标结构的处理引起的不对称的侧壁角度、光栅底板的倾斜。由于晶片上位置之间的处理差异，对测量的影响因位置而异。此外，测量对光栅干扰的灵敏度取决于用于测量的照射条件，例如，波长、带宽、偏振、孔径形状等。因此，传统散射测量的准确度是有限的。

发明内容