[发明专利]确定用于量测设备的最佳聚焦高度的方法

说明书

本发明公开确定最佳聚焦高度的方法。在一种布置中，获得来自所述量测过程至目标的多次应用的测量数据。所述量测过程的每次应用包括利用辐射斑来照射所述目标并检测由所述目标改变方向的辐射。所述量测过程的所述应用包括在不同名义聚焦高度处的应用。针对所述量测过程的每次应用，所述测量数据包含被改变方向的辐射的光学特性在光瞳平面中的检测到的光瞳表示的至少一个分量。所述方法包括使用所获得的测量数据来确定所述量测过程的最佳聚焦高度。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年2月2日递交的欧洲申请18154864.5的优先权，所述欧洲申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开涉及确定量测过程的最佳聚焦高度。

背景技术

光刻设备为将期望的图案施加至衬底上(通常施加至衬底的目标部分上)的机械。光刻设备可以用于(例如)集成电路(IC)的制造中。在那种情况下，图案形成装置(其替代地被称作掩模或掩模版)可以用以产生将要形成在IC的单层上的电路图案。可以将这种图案转印至衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的一部分、一个管芯或若干管芯)上。典型地经由成像至设置于衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来进行图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续地图案化的相邻目标部分的网络。

制造诸如半导体器件之类的器件典型地涉及使用数个制造过程来处理衬底(例如半导体晶片)以形成所述器件的各个特征且常常形成多个层。典型地使用例如沉积、光刻、蚀刻、化学机械抛光和离子植入来制造和处理这些层和/或特征。可以在衬底上的多个管芯上制造多个器件，并且接着将所述器件分离成单独的器件。这种器件制造过程可以被认为是图案化过程。图案化过程涉及图案转印步骤，诸如使用光刻设备的光学光刻术和/或纳米压印光刻术，以在衬底上提供图案且典型地但(可选地)涉及一个或更多个相关图案处理步骤，诸如通过显影设备的抗蚀剂显影、使用焙烤工具焙烤衬底、通过蚀刻设备蚀刻图案等。另外，在图案化过程中涉及一个或更多个量测过程。

在图案化过程期间在各个步骤下使用量测过程以监测和/或控制所述过程。例如，量测过程被用以测量衬底的一个或更多个特性，诸如在图案化过程期间形成在衬底上的特征的相对部位(例如配准、重叠、对准等)或尺寸(例如线宽、临界尺寸(CD)、厚度等)，使得例如可以从所述一个或更多个特性确定图案化过程的性能。如果一个或更多个特性是不可接受的(例如在所述特性的预定范围之外)，则可以例如基于所述一个或更多个特性的测量值来设计或变更图案化过程的一个或更多个变量，使得通过所述图案化过程制造的衬底具有可接受的特性。

几十年来，随着光刻和其它图案化过程技术的改进，功能性元件的尺寸已不断地减少，而每器件功能性元件(诸如晶体管)的量已稳定地增加。同时，对在重叠、临界尺寸(CD)等方面的准确度要求已变得越来越严格。将在图案化过程中不可避免地产生误差，诸如重叠中的误差、CD中的误差等。例如，可以从光学像差、图案形成装置加热、图案形成装置误差和/或衬底加热来产生成像误差，并且可以依据(例如)重叠、CD等来表征成像误差。另外或替代地，可以在图案化过程的其它部分中(诸如在蚀刻、显影、焙烤等中)引入误差，并且类似地，可以依据(例如)重叠、CD等来表征所述误差。所述误差可能引起在器件的运行方面的问题，包括器件运行的故障，或运行的器件的一个或更多个电气问题。因此，期望能够表征一个或更多个这些误差且采取步骤以设计、修改、控制等图案化过程，以减少或最小化这些误差中的一个或更多个误差。

各种工具可以用于执行量测过程，包括各种形式的散射仪。这些装置将辐射束引导至量测目标上并测量散射辐射的一个或更多个性质-例如，作为波长的函数的在单个反射角下的强度或在一反射角范围上的强度；作为反射角的函数的在一个或更多个波长下的强度；或作为反射角的函数的偏振-以获得可以用于确定目标的感兴趣的性质的“光谱”。可以通过各种技术来执行感兴趣的性质的确定：例如，通过使用严格的耦合波分析或有限元方法实施的迭代方法而进行的量测目标的重构；库搜索；和主成分分析。