[发明专利]对准衍射光学系统的方法和衍射光学元件

说明书

一种将待操作的衍射光学系统与操作束对准的方法，所述方法包括：使用具有与操作束不同的波长范围的对准束并使用被优化(552)以在同一(或预定的)方向上衍射对准束和操作束的衍射光学元件来对准(558)衍射光学系统。在示例中，所述对准束包括红外(IR)辐射，所述操作束包括软X射线(SXR)辐射。通过向衍射光学元件提供具有第一节距(p_IR)的第一周期性结构和具有第二节距(p_SXR)的第二周期性结构来优化所述衍射光学元件。在对准之后，抽空(562)真空系统并且在操作中，通过由IR对准束的光源泵浦的高次谐波产生(HHG)光源来产生(564)SXR操作束。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年2月23日提交的EP申请17157671.3的优先权，所述申请通过引用将其全文并入本文。

技术领域

本发明涉及一种对准衍射光学系统的方法、一种衍射方法、一种衍射光学元件、以及相关联的量测和光刻设备。

背景技术

光刻设备是一种将所期望的图案施加到衬底(通常是在衬底的目标部分上)上的机器。例如，光刻设备可以用于集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可替代地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于产生要在IC的单层上形成的电路图案。可以将所述图案转印到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的一部分、一个或更多个管芯)上。施加每个具有特定的图案和材料成分的多个层以限定成品的功能器件和互连。

在光刻过程中，经常期望对所产生的结构进行测量，例如用于过程控制和验证。已知用于进行这种测量的各种工具，包括通常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜和用于测量重叠的专用工具，重叠是器件中的两个层的对准的准确度。近来，各种形式的散射仪已经被开发应用在光刻领域中。

已知的散射仪的示例通常依赖于专用量测目标的提供。例如，方法可能需要呈简单光栅形式的目标，所述光栅足够大使得测量束产生小于光栅的斑(即，光栅未被填充满)。在所谓的重构方法中，可以通过对散射辐射与目标结构的数学模型的相互作用进行模拟来计算光栅的属性。调整模型的参数，直到模拟的相互作用产生与从真实目标观察到的衍射图案相似的衍射图案。

除了通过重构进行特征形状的测量之外，也可使用这种设备测量基于衍射的重叠，如公开的专利申请案US2006066855A1中所描述的。使用衍射级的暗场成像的基于衍射的重叠量测实现了对较小目标的重叠测量。这些目标可以小于照射斑并且可以被晶片上的产品结构包围。暗场成像量测的示例可以在许多公开的专利申请中找到，诸如例如US2011102753A1和US20120044470A。使用复合光栅目标可以在一幅图像中测量多个光栅。已知的散射仪趋于使用在可见或近IR(近红外)波范围内的光，这要求光栅的节距比实际产品结构(其属性为实际感兴趣的属性)粗糙得多。可以使用具有短得多的波长的深紫外(DUV)或极紫外(EUV)辐射来定义这样的产品特征。不幸的是，这种波长通常对于量测术是不可利用的或不可用的。

现代产品结构的尺寸太小以至于常规的光学量测技术不能对其进行成像。小的特征包括例如由多个图案形成过程和/或节距倍增(pitch-multiplication)形成的那些小的特征。因此，用于高容量量测的目标通常使用比产品(其叠误差或临界尺寸是感兴趣的属性)大得多的特征。测量结果仅与实际产品结构的尺寸间接相关，并且测量结果可能不准确，因为量测目标不会受到在光刻设备中的光学投影下的相同的变形，和/或不会受到在制造过程的其它步骤中的不同处理。虽然扫描电子显微镜(SEM)能够直接分辨这些现代产品结构，但SEM比光学测量耗时得多。此外，电子不能穿透厚的过程层，这使得它们不太适合于量测应用。诸如使用接触垫来测量电气属性之类的其它技术也是已知的，但仅提供真实产品结构的间接证据。