[发明专利]测量结构的方法、检查设备、光刻系统和器件制造方法

说明书

重叠量测目标(600、900、1000)包含通过光刻术形成的多个重叠光栅(932‑935)。从目标获得第一衍射信号(740(1))，并导出目标结构的第一不对称性值(As)。从目标获得第二衍射信号(740(2))，并导出第二不对称性值(As')。使用不同的捕获条件和/或目标结构和/或偏置值的不同设计来获得第一衍射信号和第二衍射信号。第一不对称性信号和第二不对称性信号用于求解方程并获得重叠误差的测量结果。计算重叠误差假设给定目标结构中的不对称性不是由于在第一方向、第二方向或是两个方向上的重叠引起的。使用合适的偏置方案，该方法即使在存在二维重叠结构的情况下也允许准确地测量重叠和其它与不对称性相关的属性。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年5月8日提交的欧洲申请17169918.4的优先权，以及于2017年11月21日提交的欧洲申请17202806.0的优先权，这些欧洲申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及用于例如可用于通过光刻技术的器件制造中的量测的方法和设备，以及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的图案施加到衬底上(通常在衬底的目标部分上)的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(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生成待形成于集成电路的单层上的电路图案。可以将该图案转印到衬底(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。通常，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分(称为场)的网络。

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。这些装置将辐射束引导到目标上，并且测量被散射的辐射的一个或更多个属性，例如在单个反射角下作为波长的函数的强度、在一种或更多种波长下作为反射角的函数的强度、或者作为反射角的函数的偏振，以获得衍射“光谱”，可以根据该“光谱”确定目标的感兴趣的属性。

已知散射仪的示例包括US2006033921A1和US2010201963A1中所述类型的角度分辨散射仪。由这样的散射仪所使用的目标是相对大的光栅，例如40μm×40μm，且测量束产生比光栅更小的斑(即，光栅未被填充满)。除了通过重构来测量特征形状之外，可以使用这种设备测量基于衍射的重叠，如公开的专利申请US2006066855A1中所述。使用衍射阶的暗场成像的基于衍射的重叠量测使得能够在较小的目标上进行重叠和其它参数的测量。这些目标可以小于照射斑并且可以被衬底上的产品结构包围。通过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重叠目标的强度分离。

暗场成像量测的示例可以在专利申请US20100328655A1和US2011069292A1中找到，这些文献的全部内容通过引用结合于此。已经在专利公开出版物US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20120242970A1、US20130258310A、US20130271740A和WO2013178422A1中描述了上述技术的进一步发展。通常在这些方法中，期望测量不对称性作为目标的属性。目标可以被设计成使得可以使用不对称性的测量结果来获得各种性能参数的测量结果，诸如重叠、聚焦或剂量。通过使用散射仪检测所述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衍射阶的强度，以获得不对称性的量度。