[发明专利]量测设备

说明书

公开了一种量测设备，其测量在衬底上形成的结构以确定感兴趣的参数。所述设备包括光学系统，所述光学系统配置成将辐射聚焦到所述结构上并将从所述结构反射之后的辐射引导到检测器上，其中：所述光学系统配置成使得所述检测器检测由来自光瞳平面场分布中的至少两个不同点的辐射之间的干涉产生的辐射强度，其中所述干涉使得检测到的辐射强度的包含与感兴趣的参数有关的信息的分量相对于所述检测到的辐射强度的一个或更多个其它分量被增强。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年6月2日提交的欧洲申请17174269.5、于2017年6月26日提交的欧洲申请17177960.6和于2017年11月6日提交的欧洲申请17200068.9的优先权，这些申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及用于测量通过光刻过程形成在衬底上的结构的量测设备、光刻系统和测量通过光刻过程形成在衬底上的结构的方法。

背景技术

光刻设备是一种将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或图案化装置用于产生要在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。典型地，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图案化的相邻目标部分的网络。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，包括经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的量度。可以依据两个层之间的未对准程度来描述重叠，例如，对被测量的1nm的重叠的提及可以描述两个层存在1nm的未对准的情形。

近来，已经开发了用于光刻领域的各种形式的散射仪。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“光谱”，可以根据所述“光谱”确定目标的感兴趣的属性。确定感兴趣的属性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方法等迭代方法执行目标的重构；库搜索；和主成分分析。

在已知的量测技术中，通过在将重叠目标旋转、或者改变照射模式或成像模式的同时，在某些条件下测量重叠目标两次以便分别获得第-1衍射阶强度和第+1衍射阶强度，由此获得重叠测量结果。针对于给定的重叠目标的强度不对称性(这些衍射阶强度的比较)提供目标不对称性(即，目标中的不对称性)的测量结果。重叠目标中的这种不对称性可以被用作重叠(两个层的不期望的未对准)的指标。

使用上文的量测技术进行重叠(或目标结构中的其它不对称性)的测量是困难的，其中所关心的结构处于要制造的器件特征的分辨率下。这是因为高分辨率特征导致相应地大衍射角，其很难捕获，或者衍射阶变得逐渐消失(不传播)。对于由彼此非常接近的层限定的结构，诸如可能是在已经进行了蚀刻之后的情况下，仍然可能获得与来自第零阶散射的不对称性有关的一些信息。然而，在这样的测量中难以获得足够的灵敏度，特别是在层间隔不是非常小的情况下。

发明内容

期望改善目标不对称性或其它感兴趣的参数的测量，特别是针对高分辨率目标。

根据本发明的方面，提供了一种量测设备，其用于测量衬底上形成的结构以确定感兴趣的参数，所述量测设备包括：光学系统，其配置成将辐射聚焦到所述结构上并将从所述结构反射之后的辐射引导到检测器上，其中：所述光学系统配置成使得所述检测器检测由来自光瞳平面场分布中的至少两个不同点的辐射之间的干涉产生的辐射强度，其中所述干涉使得检测到的辐射强度的包含与感兴趣的参数有关的信息的分量相对于所述检测到的辐射强度的一个或更多个其它分量被增强。