CN109073980B - 量测设备的调节或基于已测量目标的特性而由量测设备进行的测量 - Google Patents

量测设备的调节或基于已测量目标的特性而由量测设备进行的测量 Download PDF

Info

Publication number
CN109073980B
CN109073980B CN201680081810.1A CN201680081810A CN109073980B CN 109073980 B CN109073980 B CN 109073980B CN 201680081810 A CN201680081810 A CN 201680081810A CN 109073980 B CN109073980 B CN 109073980B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pixels
target
intensity
adjusting
metrology
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680081810.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109073980A (zh
Inventor
罗伯特·约翰·索卡
A·J·登鲍埃夫
N·潘迪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASML Netherlands BV
Original Assignee
ASML Netherlands BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ASML Netherlands BV filed Critical ASML Netherlands BV
Priority to CN202110658219.0A priority Critical patent/CN113376973A/zh
Publication of CN109073980A publication Critical patent/CN109073980A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109073980B publication Critical patent/CN109073980B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70641—Focus
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B11/27—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
    • G01B11/272—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes using photoelectric detection means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70591—Testing optical components
    • G03F7/706—Aberration measurement
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70633—Overlay, i.e. relative alignment between patterns printed by separate exposures in different layers, or in the same layer in multiple exposures or stitching
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/706843—Metrology apparatus
    • G03F7/706851—Detection branch, e.g. detector arrangements, polarisation control, wavelength control or dark/bright field detection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2210/00—Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
    • G01B2210/56—Measuring geometric parameters of semiconductor structures, e.g. profile, critical dimensions or trench depth
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G01N2021/8848—Polarisation of light

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

本文披露了一种调节量测设备的方法，所述方法包括：将量测设备的光瞳平面中的强度分布在空间上划分成多个像素；通过使用计算机调节所述多个像素的强度，减少目标中的结构不对称性对由所述量测设备对所述目标进行的测量的影响。

Description

量测设备的调节或基于已测量目标的特性而由量测设备进行 的测量
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年12月17日递交的美国申请62/268,974的优先权，该美国申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本公开涉及基于已测量目标的特性在电子器件处理中进行的量测的调节。
背景技术
光刻设备是将所需图案施加到衬底上(通常是衬底的目标部分上)的机器。例如，可以将光刻设备用于制造集成电路(IC)。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要在集成电路的单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)层上进行图案的转移。通常，单个衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括所谓的步进器和所谓的扫描器；在所述步进器中，通过将全部图案一次曝光到目标部分上来辐射每一个目标部分；在扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。另外，能够通过将图案压印到衬底上来将图案从图案形成装置转移到衬底上。
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(SEM)和用于测量光刻设备的重叠(器件中的两个层的对准精确度)的专用工具。近来，已经开发出供光刻领域中使用的各种形式的散射计。这些器件将辐射束引导到目标上并且测量散射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”-可以根据该“光谱”确定目标的感兴趣的属性。可以利用各种技术执行感兴趣的属性的确认，例如通过诸如严格耦合波分析(RWCA)或有限元方法、库搜索和主成分分析等迭代方法来重建目标。
常规散射计所使用的目标相对大(例如40μm×40μm)，光栅和测量束产生比光栅小的光斑(即，光栅未被充满)。这简化了目标的数学重建，这是因为它可以被认为是无限的。然而，为了将目标的尺寸减小到例如10μm×10μm或更小，可以将它们定位在产品特征中，而不是在划线中；已经提出了光栅被制成比测量斑小(即，光栅被过填充)的量测术。通常，这样的目标被使用暗场散射测量术来测量，其中，衍射的第零阶(对应于镜面反射)被阻挡，并且仅处理高阶。
使用一阶衍射阶的暗场检测进行的基于衍射的重叠(DBO)能够实现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由晶片上的产品结构环绕。可以在一个图像中量测多个目标。在已知量测技术中，通过在某些条件下量测目标两次，同时使目标旋转或改变照射模式或成像模式，以分离地获得-1阶衍射阶强度和+1阶衍射强度来获得重叠测量结果。针对给定光栅而比较这些强度，由此提供该光栅中的不对称性的测量。
一种用于改善测量精确度的方法是：在与已知照射模式和其他程序约束兼容的重叠量测目标的设计阶段处的更好的控制，从而通过设计而最小化该目标中的结构不对称性。本公开解决了如下可替代的方法：其中，即使在目标中存在结构不对称性，照射也受控制以抵消重叠测量中的不对称性的影响。换句话说，通过利用在根据本公开的实施例而重新配置照射而非改变目标设计时的灵活性来改善测量精确度。
发明内容
本文披露了一种调节量测设备的方法，所述方法包括：将所述量测设备的光瞳平面中的强度分布在空间上划分成多个像素；通过使用计算机调节所述多个像素的强度，减少目标中的结构不对称性对由所述量测设备对所述目标进行的测量的影响。
本文披露了一种调节量测设备的方法，所述方法包括：基于目标的特性来调节所述量测设备的参数或由所述量测设备对所述目标进行的测量的参数。
本文披露了一种方法，所述方法包括：将量测设备的参数或由所述量测设备对目标进行的测量的参数设定为基于所述目标的特性而调节的值；利用所述量测设备测量所述目标。
本文披露了一种方法，所述方法包括：将目标的特性设定为一值，基于所述值调节量测设备的参数或由所述量测设备对所述目标进行的测量的参数；在衬底上制造所述目标。
本文披露了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括上面具有指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施上述方法中的任一种。
附图说明
在阅览了本公开的结合附图的特定实施例的以下描述之后，本公开的这些和其他方面及特征对于本领域的普通技术人员而言将变得显而易见，在附图中：
图1描绘了根据本公开的实施例的光刻设备；
图2A示出了使用第一对照射孔径用于测量根据本公开的实施例的目标的暗场散射计的示意图；
图2B示出了针对给定照射方向的目标光栅的衍射光谱的细节；
图3A描绘了光栅的横截面图；
图3B至图3D描绘了在使用基于衍射的散射量测术的情况下在光栅的两个垂直层之间的重叠测量的原理；
图4A至图4F分别示出了根据本公开的实施例的通过孔径和光瞳滤波器进行的照射成形的各个阶段；
图5示出了根据实施例的具有用于评估照射优化的效果的多层存储器结构的目标；
图6A至图6B示出了目标结构中的光刻处理诱发的不对称性的示例；
图7示出了列出针对各种照射偏振的重叠敏感度计算的结果的表(表I)；
图8至图10示出了根据本公开中所披露的优化算法的照射形状的改变；
图11至图14示出了相对于用于本公开中所披露的优化算法中的迭代次数而描绘的各种数学函数；
图15示意性地示出了用于根据实施例的方法的流程；
图16示意性地示出了用于根据实施例的方法的流程。
具体实施方式
本说明书披露包含本公开的特征的一个或更多个实施例。所披露的实施例仅例示本发明的概念。本公开的范围不限于所披露的实施例。本公开由随附的权利要求书限定。虽然所描述的实施例和本说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的提及表明所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但每个实施例可能未必包括该特定特征、结构或特性。此外，这些措词未必涉及同一实施例。另外，当结合实施例来描述特定特征、结构或特性时，应该理解，无论是否明确地描述其他实施例，关于其他实施例实施这样的特征、结构或特性在本领域的技术人员的知识范围内。
本公开的实施例可以以硬件、固件、软件或其任何组合予以实施。本公开的实施例也可以被实施为存储于机器可读介质上的指令，该指令可以由一个或更多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于存储或传输以可以由机器(例如计算器件)读取的形式的信息的任何机构。例如，机器可读介质可以包括：只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光学存储介质；闪存器件；电学、光学、声学或其他形式的传播信号(例如载波、红外线信号、数字信号等)等。另外，固件、软件、程序、指令可能在本文中被描述为执行某些动作。然而，应该了解的是，这些描述系仅是为了方便起见，并且这些动作实际上是由计算器件、处理器、控制器或执行固件、软件、程序、指令等的其他器件引起的。
然而，在更详细地描述这些实施例之前，呈现可供实施本公开的实施例的示例性环境是有指导意义的。
图1示意性地描绘了光刻设备LA。该设备包括：照射系统(照射器)IL，配置成调节辐射束B(例如UV辐射或DUV辐射)；图案形成装置支撑件或支撑结构(例如掩模台)MT，构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA并且连接到配置成根据某些参数来精确地定位该图案形成装置的第一定位器PM；衬底台(例如晶片台)WT，构造成保持衬底(例如涂覆有抗触剂的晶片)W并且连接到配置成根据某些参数来精确地定位该衬底的第二定位器PW；和投影系统(例如折射型投影透镜系统)PS，配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或更多个管芯)上。
照射光学系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件，或者它们的任意组合，用以对辐射进行引导、成形或控制。
图案形成装置支撑件以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计和其他条件(例如图案形成装置是否被保持于真空环境中)的方式来保持图案形成装置。图案形成装置支撑件可以使用机械、真空、静电或其他夹持技术来保持图案形成装置。图案形成装置支撑件可以是例如框架或台，该框架或台可以根据需要是固定的或可移动的。图案形成装置支撑件可以确保图案形成装置例如相对于投影系统处于期望的位置。可以认为本文中对术语“掩模版”或“掩模”的任何使用都与更上位的术语“图案形成装置”同义。
本文中使用的术语“图案形成装置”应该被广泛地解释为是指可以用于在辐射束的横截面中向辐射束赋予图案以便在衬底的目标部分中产生图案的任何器件。应该注意的是，例如，若赋予辐射束的图案包括相移特征或所谓的辅助特征，则该图案可以不确切地对应于衬底的目标部分中的期望的图案。通常，赋予辐射束的图案将对应于目标部分中所产生的器件(诸如集成电路)中的特定功能层。
图案形成装置可以是透射型的或反射型的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程LCD面板。掩模在光刻中是众所周知的，并且包括诸如二元掩模、交替型相移掩模和衰减型相移掩模的掩模类型，以及各种混合掩模类型。
可编程反射镜阵列的示例使用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜中都可以独立地倾斜，以便在不同方向上反射入射的辐射束。已倾斜的反射镜在由该反射镜矩阵反射的辐射束中赋予图案。
本文中使用的术语“投影系统”应该被广泛地解释为涵盖适于所使用的曝光辐射或适于诸如浸没液体的使用或真空的使用的其他因素的任何类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型及静电型光学系统，或其任何组合。可以认为本文中对术语“投影透镜”的任何使用都与更上位的术语“投影系统”同义。
如本文所描绘的，所述设备是透射类型(例如，使用透射型掩模)。可替代地，所述设备可以是反射类型(例如，使用如上文所提及的类型的可编程反射镜阵列，或者使用反射型掩模)。
光刻设备可以是具有两个(双平台)或者更多的衬底台(和/或两个或更多的掩模台)的类型。在这样的“多平台”机器中，可以并行地使用额外的台，或者可以在一个或更多个台上进行预备步骤，同时将一个或更多个其他台用于曝光。
光刻设备也可以是如下类型：其中，衬底的至少一部分可以由具有相对高折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统与衬底之间的空间。也可以将浸没液体施加到光刻设备中的其他空间，例如掩模与投影系统之间的空间。浸没技术在本领域中众所周知地被用于增加投影系统的数值孔径。本文中使用的术语“浸没”不意味着诸如衬底的结构必须浸没于液体中，而是仅意味着液体在曝光期间位于投影系统与衬底之间。
参考图1，照射器IL从辐射源SO接收辐射束。例如，当所述源是准分子激光时，该源和光刻设备可以是分立的实体。在这种情况下，不将所述源视为形成光刻设备的一部分，并且借助包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束递送系统BD来将辐射束从源SO传递到照射器IL。在其他情况下，例如，当所述源是汞灯时，所述源可以是光刻设备的组成部分。可以将源SO和照射器IL以及必要时设置的束递送系统BD一起称为辐射系统。
照射器IL可以包括用于调节辐射束的角强度分布的调节器AD。通常，可以对照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部和/或内部径向范围(通常分别被称为σ-外部及σ-内部)进行调节。光瞳平面中的强度分布在本说明书中的其他地方被称为“照射光疃”。另外，照射器IL可以包括各种其他组件，诸如，整合器IN和聚光器CO。照射器可以用于调节辐射束，以便在其横截面中具有期望的均匀性和强度分布。
辐射束B入射到保持在图案形成装置支撑件(例如掩模台MT)上的图案形成装置(例如掩模)MA上，并且通过该图案形成装置来形成图案。在穿过图案形成装置(例如掩模)MA之后，辐射束B传递通过投影系统PS，该投影系统PS将该束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器IF(例如干涉量测器件、线性编码器、2D编码器或电容性传感器)，可以精确地移动衬底台WT，例如以便将不同目标部分C定位在辐射束B的路径中。类似地，第一定位器PM和另一个位置传感器(在图1中未明确地示出)可以用于例如在从掩模库的机械获取之后或在扫描期间相对于辐射束B的路径来精确地定位图案形成装置(例如掩模)MA。
通常，可以借助形成第一定位器PM的部件的长冲程模块(粗定位)和短冲程模块(精定位)来实现图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT的移动。类似地，可以使用形成第二定位器PW的部件的长冲程模块和短冲程模块来实现衬底台WT的移动。在步进器(与扫描器相对)的情况下，图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT可以仅连接到短冲程致动器，或可以是固定的。
可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如掩模)MA和衬底W。尽管所示出的衬底对准标记占据了专用目标部分，但它们可以位于目标部分之间的空间中(这些标记被称为划线对准标记)。类似地，在多于一个管芯设置在图案形成装置(例如掩模)MA上的情况下，掩模对准标记可以位于所述管芯之间。小对准标记也可以包括于所述器件特征中的管芯内，在这种情况下，需要使标记尽可能地小并且无需与相邻特征不同的任何成像或程序条件。下文中进一步描述检测对准标记的对准系统。
所描绘的设备可以用于以下模式中的至少一种模式中：
1.在步进模式中，在将图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。接着，使衬底台WT在X和/或Y方向上移位，使得不同目标部分C能够被曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，在对图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予辐射束的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。可以通过投影系统PS的放大(缩小)和图像反转特性来确定衬底台WT相对于图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT的速度和方向。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制单一的动态曝光中的目标部分(在非扫描方向上)的宽度，而扫描运动的长度决定了目标部分(在扫描方向上)的高度。
3.在另一种模式中，将保持可编程图案形成装置的图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT保持基本静止，并且在移动或扫描衬底台WT的同时，将赋予辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常使用脉冲辐射源，并且在衬底台WT的每一次移动之后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要来更新可编程图案形成装置。这种操作模式容易地应用于利用可编程图案形成装置(诸如上述类型的可编程镜阵列)的无掩模光刻术中。
另外，还可以采用上述使用模式的组合和/或变型或完全不同的使用模式。
图2A示出了适合用于本公开的实施例中的暗场量测设备，但是本公开不仅限于暗场散射量测。在图2A所示的示例中，目标光栅T被照射并且从该光栅衍射的射线被收集以供量测。这在图2B中更详细地予以图示。暗场量测设备可以是单独的器件，或者例如在量测站或光刻元中处并入图1所示的光刻设备LA中。贯穿该设备具有多个分支的光学轴线是由虚线O表示。在该设备中，由源11(例如氙灯)发射的光是由包括透镜12、14和物镜16的光学系统经由分束器15而引导到衬底W上的。这些透镜被以4F布置的双次序配置。可以使用不同透镜布置，限制条件为：该透镜布置仍将衬底图像提供至检测器上，并且同时地允许接取中间光瞳平面以用于空间频率滤波。因此，可以通过在呈现衬底平面的空间光谱的平面(这里称为(共轭)光瞳平面)中限定空间强度分布来选择辐射入射到衬底上的角度范围。具体地说，可以通过在为物镜光瞳平面之背向投影式图像的平面中在透镜12与14之间插设适当形式的孔板13来完成。在图示的示例中，孔板13具有被标注为13N和13S的不同的形式，从而允许选择不同照射模式。本示例中的照射系统形成了离轴照射模式。在第一照射模式中，孔板13N提供自(仅出于描述的目的而)被指明为“北”的方向的离轴。在第二照射模式中，孔板13S虽然用于提供相似的照射，但提供来自被标注为“南”的相对方向的照射。通过使用不同的孔径，其他照射模式是可能的。光瞳平面的其余部分期望是暗的，这是因为在期望的照射模式之外的任何不必要光都会干涉期望的量测信号。
如图2B所示，将目标光栅T放置成使得衬底W垂直于物镜16的光学轴线O。偏离轴线O一角度而照射于光栅T上的照射射线I产生照射的第零阶分量(实线O)和照射的两个第一阶分量(点划线+1和双点划线-1)。应该记住的是，在利用填充过度的小目标光栅的情况下，这些照射射线仅是覆盖包括量测目标光栅T和其他特征的衬底区域的许多平行射线之一。由于板13中的孔径具有有限的宽度(对于接收有用量的光而言是必需的)，所以入射射线I实际上将占据一范围的角度，并且0阶及+1/-1阶的衍射射线将稍微散开。根据小目标的点扩散函数，每个阶+1及-1都将进一步在一个角度范围上散开，而不是如图所示的单条理想的射线。应该注意的是，光栅节距和照射角度可以被设计或调节成使得进入物镜的第一阶射线与中心光学轴线接近对准。图2A和图2B所示的射线被示出为稍微偏离轴线，这纯粹是为了使它们能够在图中更容易区分。
由衬底W上的目标衍射的至少0阶和+1或-1阶由物镜16收集，并且通过分束器15被引导返回。返回图2A，通过指明被标注为北(N)和南(S)的完全相反的孔径来说明第一照射模式和第二照射模式两者。在其他实施例中，可以依赖于孔径的位置而使用东(E)和西(W)标注。当入射射线I来自光学轴线的北侧时，也就是当使用孔板13N施加第一照射模式时，被标注为+1(N)的+1阶衍射射线进入物镜16。相反地，当使用孔板13S施加第二照射模式时，-1阶衍射射线(被标注为-1(S))是进入透镜16的衍射射线。
第二分束器17将衍射束划分成两个测量分支。在第一测量分支中，光学系统18使用第零阶衍射束和第一阶衍射束在第一传感器19(例如CCD或CMOS传感器)上形成目标的衍射光谱(光瞳平面图像)。每个衍射阶入射到传感器上的不同点，使得图像处理可以比较和对比多个阶。由传感器19捕获的光瞳平面图像可以用于聚焦量测设备和/或归一化第一阶束的强度测量。
在第二测量分支中，光学系统20、22在传感器23(例如CCD或CMOS传感器)上形成衬底W上的目标的图像。在第二测量分支中，在与光瞳平面共轭的平面中提供孔阑21。孔阑21用于阻挡第零阶衍射束，使得形成在传感器23上的目标的图像仅由-1或+1第一阶束形成。将由传感器19和23捕获的图像输出至图像处理器和控制器PU，图像处理器和控制器PU的功能将依赖于正在执行的测量的特定类型。应该注意的是，术语“图像”在这里被在宽的含义上使用。因此，若仅存在-1阶及+1阶中的一个，则同理不会形成光栅线的图像。
图2A所示的孔板13和场光阑21的特定形式纯粹是示例性的。在本公开的另一个实施例中，使用目标的同轴照射，并且使用具有离轴孔径的孔阑以将大致仅一种第一阶衍射光传递到传感器。在另外的其他实施例中，第二阶、第三阶和更高阶束(图2B中未示出)可以被用在测量中，以代替第一阶束或者作为第一阶束的补充。
为了使照射能够适应这些不同类型的量测，孔板13可以包括围绕盘形成的多个孔图案，该盘旋转以使期望的图案处于适当位置。可替代地或另外，可以提供和调换一组板13，以实现相同的效果。也可以使用诸如可变形反射镜阵列或透射型空间视线调制器(SLM)的可编程照射器件。可以使用移动反射镜或棱镜作为用于调节照射模式的另一种方式。
如关于孔板13所解释的，用于成像的衍射阶的选择可替代地通过变更光瞳光阑21或通过取代具有不同图案的光瞳光阑或通过利用可编程SLM替换固定场光阑来实现。在这种情况下，测量光学系统的照射侧可以保持恒定，而成像侧具有第一模式和第二模式。因此，在本公开中，实际上存在三种类型的测量方法，各种测量方法都具有其自身的优点和缺点。在一种方法中，改变照射模式以测量不同的阶。在另一种方法中，改变成像模式。在第三种方法中，照射模式和成像模式保持不变，但使目标旋转180度。在每一种情况下，期望的效果相同，也就是用于选择在目标的衍射光谱中彼此对称地相反的非零阶衍射辐射的第一部分和第二部分。原则上，可以通过同时地改变照射模式和成像模式而获得各阶的期望的选择，但这很可能由于没有优点而带来缺点，因而将不对其进行进一步论述。
虽然在本示例中用于成像的光学系统具有受到场光阑21限定的宽入口光瞳，但在其他实施例或应用中，成像系统自身的入口光瞳尺寸可以足够小以限定至期望的阶，并且因此也用作场光阑。
通常，目标光栅将与其向南北或东西延伸的光栅线对准。即，光栅将在衬底W的X方向或Y方向上对准。应该注意的是，孔板13N或13S可以仅用于测量在一个方向(依赖于设定，是X或Y)上方向的光栅。为了测量正交光栅，可能实施达90°和270°的目标旋转。如已经提及的，可以在场光阑21中而非在照射孔板13中提供离轴孔径。在这种情况下，照射将会是同轴的。
额外的孔板可以用于组合上文所描述的照射模式。若这些不同衍射信号之间的串扰不太大，则可以在不改变照射模式的情况下执行X光栅和Y光栅两者的测量。
如前文所提及的，量测目标常常采用一个或更多个光栅的形式。可以将所述光栅放置于划线中或产品区域中。若光栅位于产品区域中，则在图像场的周边中也可以看到产品特征。图像处理器和控制器PU在使用多个光栅的情况下使用图案辨识来处理这些图像以识别分离的图像。
虽然上文所描述的目标结构是出于量测的目的而特定地设计和形成的量测目标，但在其他实施例中，可以量测作为形成于衬底上的器件的功能部件的目标的属性。许多器件具有规则的类光栅结构。如本文中使用的术语“目标光栅”和“目标结构”不需要已特定地针对正在执行的测量提供结构。
与在衬底和图案形成装置上实现的目标的实体光栅结构相关联地，实施例可以包括包含机器可读指令的一个或更多个序列的计算机程序，该机器可读指令描述在衬底上产生目标、测量衬底上的目标和/或分析测量以获得关于光刻处理的信息的方法。可以例如在图2的设备中的单元PU内和/或在光刻设备中的控制单元内执行该计算机程序。也可以提供经存储有该计算机程序的数据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)。在属于例如图2A所示的类型的现有量测设备已经在生产中和/或在使用中的情况下，可以通过提供经更新的计算机程序产品来实施本公开，所述经更新的计算机程序产品用于使处理器执行本公开所描述的方法并因此计算曝光剂量。该程序可以根据需要而配置成控制光学系统、衬底支撑件等，以执行用于测量多个合适的目标结构的步骤。
图3A示出了标准单层光栅图案的横截面图。在图3A中，示出了光栅的仅五个周期的有限区段。光栅周期为Pd，单个光栅线的水平线宽为w1，并且每一条光栅线的垂直厚度为t。在完整的光栅中，图案可以在垂直方向(z轴)和水平方向(x轴)或侧向方向(y轴)上重复。图3A中的光栅图案可以包括例如掩模版上的铬图案。参数Pd、w1和t连同其他参数可以用于描述光栅的方面。
虽然光栅区段可以处于同一器件层上并且用于同一层对准和/或图像缝合的目的，但图3B至图3D示出了基于光栅的量测结构如何可以用于测量电子器件中的两个不同层之间的重叠和/或对准。第一光栅G1在层1上，并且第二光栅G2在层2上，其中，这两个层模仿待制造的实际器件(也被称为“产品”)中的器件层。该器件可以在层1中具有第一图案并且在层2中具有第二图案，并且感兴趣的是那两个图案之间的重叠和/或对准。图3B示出了在负方向上(沿着水平x轴)具有偏差或偏置的重叠，并且图3D示出了在正方向上(沿着x轴)具有偏差或偏置的重叠。x轴也被称为重叠方向。图3C示出了G1与G2之间不存在重叠误差的理想情况，这是因为它们(沿着垂直z方向)完美地对准。本领域的技术人员将明白，设计者可以出于测量和图像匹配的目的而有意地添加沿着x方向的正偏差或偏置或负偏差或偏置，并且通过量测衍射束的强度(I)变化来测量偏差或偏置的影响。这里，为了简单起见而仅示出了零阶、+1阶和-1阶衍射束，并且没有示出高阶束。
在基于衍射的量测设备(诸如ASML公司的YieldStar)中，可以通过在照射中添加空间光调制器(SLM)来调节照射强度分布。SLM对辐射束强加空间变化强度和/或调变的某种形式。SLM可以包括实体机构，诸如可编程反射镜阵列、可编程LCD面板等，或其计算机表示。添加SLM能够实现自由形式的照射。照射的光瞳平面中的强度分布是在模拟域中由空间像素阵列表示的，其中，依赖于期望的光刻成像性能，可以独立地调节每一个像素或像素的群组以实现照射的各种配置。添加SLM有助于减少系统中的杂散光，并且可以减少标记不对称性对重叠测量的影响。这里使用术语“标记”来在用作量测目标的设计布局中包括图案。该标记可以是电路的一部分，或者是放置于晶片的划线中的特定量测标记。本公开假定不变更标记，但变更照射配置以抵消标记中的过程诱发的结构不对称性的影响。通过适当地选择照射光瞳中的像素，可以在不影响标记的对比度(即，可检测性)的情况下减少标记不对称性的影响。
具体地说，本公开聚焦于调节量测设备的参数(例如，控制照射)以改善测量的品质(例如重叠可检测性和测量精确度)的可行性。可以优化照射(即“源”)和重叠量测目标(即“标记”)两者以改善测量精确度(“源-标记优化”)。这里，术语“源”宽泛地包括包含于辐射系统中的辐射源和照射调节光学件两者。本公开提供针对给定重叠量测目标的照射优化算法，包括自由形式照射优化。具体地说，本公开描述了尤其用于消除杂散光、产生足够强度的光学信号以供检测和分析、提供标记和改善的对比度以及降低对过程变化的敏感度的照射点的选择。源不是可以基于目标的特性而调节的唯一参数。可以调节量测设备或测量的任何其他参数。
存在不产生±1阶信息的照射光瞳的区域。那些区域仅添加第零阶。尽管对第零阶进行了滤波，但光瞳的区域确实通过光学件中的反射“溢出”至±1阶区域中而产生杂散光。使用简单的几何结构，消除照射的这些0阶区域。这种0阶区域的部位是依赖于节距和波长的。因此，需要空间光调制器(SLM)或类似的器件来改变照射。
可以使光刻设备中的成像条件类似于现有的基于衍射的量测设备(诸如由ASML制造的YieldStar)的成像条件。在非限制性示例性配置中，照射可以具有0.95的数值孔径(NA)。图4A示出了光刻设备中的具有标准象限孔径的照射光瞳。在量测设备中，通常不存在象限孔径。物镜的光瞳经由四个楔状物成像，以将改变第零阶信号的方向远离传感器。相反地，光刻设备使用具有各种形状的光瞳滤波器。本公开的优点之一是：当在模拟域中执行照射优化时，可以假定孔径和光瞳滤波器的任何形状模仿光刻设备的照射光瞳的实际配置。
图4B示出了量测设备中的物镜的入射光瞳处的示例性照射形状。第零阶照射传递通过光瞳的右上方象限和左下方象限，如图4B所示。通过使用诸如图4C所示的光瞳滤波器等光瞳滤波器，可以阻挡大多数第零阶照射，而使+1阶和-1阶照射传递通过而到达物镜。图4D示出了物镜的出射光瞳处的照射的形状。图4E示出了照射的非利用区域。图4F示出了照射光瞳形状的更好的选择(相比于图4A所示的标准象限孔径)，其中，物镜的出射光瞳将会被优化，以产生抵消目标中的结构不对称性的负效果的更好的结果，这是本公开的主要目标。
为了实现对光刻处理变化的敏感度降低，对模仿实际器件的各种目标设计执行仿真。示例性器件包括但不限于：动态随机存取存储器(DRAM)、内埋式字线(bWL)层、DRAM位线(BL)层、逻辑金属层(M1)和DRAM存储节点(SN)层。
在实施例中，在使用用于DRAM存储节点(SN)的示例性电路图案的情况下，确定哪些光瞳像素将会降低对通过过程变化诱发的不对称性的敏感度。使量测目标(“标记”)复写DRAM SN层图案(如图5所示)，这是因为已知此图案具有对过程诱发的结构不对称性的重叠敏感度。在图5所示的结构中，光栅节距为500nm，顶部层之临界尺寸为250nm。照射波长为550nm。图4F所示的照射光瞳形状用作用于照射优化的初始条件。在示例性器件结构500中，使用抗蚀剂层504来图案化顶部金属层502。抗反射涂层506、碳层508、层间介电质(ILD)使顶部层与由钨制成的内埋式存储节点层514分离。衬底层512是由硅制成的。本领域的技术人员将明白，本公开的范围不受用于该器件结构中的材料的限制。
除了降低对过程变化的敏感度以外，所述标记也需要具有足够的衍射效率(DE)和叠层敏感度(SS)，因此需要足够的照射光瞳像素来重新配置照射形状以研究特定不对称性的影响。DE是表示平均强度的目标设计参数，并且SS与DE有关。将DE表达为：
Figure BDA0001764592390000152
在该等式中，I表示强度、下标中的p表示+1阶衍射分量、下标中的m表示-1阶衍射分量、下标中的pb表示正偏差或偏置，下标中的nb表示负偏差或偏置。例如，Ip_pb是指具有正偏差或偏置的+1阶衍射分量的强度。
本方法首先检查强度的梯度，以验证某种照射配置可以最小化不对称性的影响。定义不对称性参数q。以下等式建立了参数q与重叠的相关程度。
将重叠OV定义为：
Figure BDA0001764592390000151
其中，
Figure BDA0001764592390000161
这里，A是不对称性响应，并且K是表示重叠误差的数学常数。其中，
Figure BDA0001764592390000162
在该等式中，d是重叠偏差或偏置。K表示归因于重叠误差的目标图像中的对比度。重叠偏差或偏置d可以在正方向或负方向上，如分别在图3B和图3D所示。叠层敏感度(SS)被定义为K/DE，并且是用于目标设计的关键性能指示符(KPI)。目标设计的目标之一是最大化SS。当A变为零时，归因于不对称性的重叠误差变为零。
用于针对目标中的已知不对称性而逐个像素地优化照射的算法是基于计算出在何处重叠对不对称性参数q最敏感。将OV梯度相对于不对称性参数q表达为：
Figure BDA0001764592390000163
在像素处，通常可以将强度表达为Ix(其中，x交替地是p_pb、m_pb、p_nb和m_nb)：
Figure BDA0001764592390000164
这里，σ表示照射光瞳的坐标，并且p表示卷积核ε的卷积坐标。卷积核是与量测的有限光斑有关或与量测标记的有限尺寸有关的函数。Palign表示对准摄影机的光瞳，并且Pobj表示物镜的出射光瞳中的光瞳滤波器。Is表示照射的强度(为了对过程不对称性的最小敏感度或为了最大值K而优化的参数)。IRCWA表示诸如通过严格耦合波分析(RCWA)而计算出的强度，该RCWA是被应用于对来自具有诸如这里所描述的周期性结构的量测目标的衍射散射进行求解的计算电磁学中的半分析方法。将强度梯度相对于不对称性参数q表达为：
Figure BDA0001764592390000165
来自RCWA的强度梯度与照射强度Is无关。因此，可以为了快速最优化而预先计算强度梯度。为了最优化对参数q的重叠敏感度，使用以下二阶导数等式来表达相对照明的梯度：
Figure BDA0001764592390000171
与近似为
Figure BDA0001764592390000172
的情况相比，使用以上关于
Figure BDA0001764592390000173
的完整等式不会导致更多计算时间。
下一个步骤是定义用于照射的成本函数(CF)。CF是为了得到优化照射而待优化的数学函数。该成本函数具有作为变量的不对称性参数q。优化问题的目标是最小化成本函数，该成本函数表达为以下等式：
Figure BDA0001764592390000174
Figure BDA0001764592390000175
是用于以上最小化等式的约束，其中，β是固定(非浮动)参数，并且α是浮动参数。在上述等式中，使重叠敏感度
Figure BDA0001764592390000176
的范数(被表示为上述等式中的n)最小化。用于优化全部照射的参数的数目为m(即i＝1，2，…，m)。不对称性参数的示例是侧壁角的不对称性(aSWA)、底板倾斜、蚀刻深度等。图6A至图6B示出了具有顶部光栅层G1和底部光栅层G2的目标结构，其中，出于说明性目的而以夸张的方式示出了结构不对称性。图6A示意性地示出了在关于壁601的侧壁角与壁602的侧壁角之间存在差异。侧壁角差(ΔSWA)产生aSWA参数。图6B示意性地示出了地板610在底部光栅层中倾斜。这种不对称性产生底板倾斜参数。对于图5所示的DRAM SN层器件，研究了针对底部钨层514关于如下三个照射偏振的归因于过程变化的重叠敏感度：横向电(TE)偏振、横向磁(TM)偏振以及这两种偏振(BP)的组合。将结果制成表格而示出于图7中的表I中。本领域的技术人员将明白，除了偏振以外，也可以改变照射源的波长，但这里在示例实施例中没有对其进行具体描述。
在成本函数最小化问题中，根据以下等式，α是为了利用归因于TE偏振和TM偏振的敏感度的偏振混合参数：
Figure BDA0001764592390000181
在上述等式中，针对BP的α＝0.5，针对TE偏振的α＝1，并且针对TM偏振的α＝0。α也可以被优化，以最小化对过程不对称性的敏感度。将优化约束重新计算为一般被表达为x-b的障碍函数(barrier function)。障碍函数与特定器件结构的叠层敏感度(SS)有关。障碍函数在优化中用于表示小于(或大于)Heaviside函数约束。障碍函数具有连续梯度，而Heaviside函数不具有连续梯度。例如，在由ASML公司提供的标准源-掩模优化(SMO)程序Tachyon中，障碍函数使用对x-3的硬约束，即b＝3。通常，将障碍函数表达为：
Figure BDA0001764592390000182
这里，与等式9中的无约束最小化相比，μ是等式11中的障碍函数的权重的固定参数。若m较大，则与无约束最小化相比，障碍函数具有较小的权重(由于负号)。在非限制性示例中，α、μ和b的值可以分别等于0.5、1和1。
以下等式表示待最小化的辅助成本函数，它是通过等式11中的障碍函数而修改的等式9中的原始成本函数：
Figure BDA0001764592390000183
为了最小化辅助成本函数，辅助成本函数的梯度需要为零。
Figure BDA0001764592390000184
由于在所研究的三个过程变化(蚀刻深度、aSWA和底板倾斜)之外，针对蚀刻深度未观测到重叠敏感度(如图7中的结果表所示)，所以依据两个不对称性参数aSWA和底板倾斜来简化归因于过程变化的均方根(rms)不对称性：
Figure BDA0001764592390000191
CF是等式9中的无约束成本函数，或者是由障碍函数约束的等式11的辅助成本函数。模拟已经显示：不对称性CF的值从针对照射的初始配置的1.56减小到针对结构不对称性而优化的照射的1.22，即，通过本公开的实施例实现了12％的改善。虽然百分比改善依赖于目标结构而变化，但常规地在实验结果中看到至少5％至50％的改善。图8示出了当使用本公开的算法来最小化无约束成本函数CF时用于图5所示的器件DRAM SN层结构的最终照射配置的图。图9示出了障碍函数B的空间分布，其中，叠层敏感度SS＞0.1。图10示出了在优化算法的最终迭代之后的最终照射配置。
图11示出了重叠敏感度相对于不对称性参数aSWA的图，图中示出了：随着迭代次数增加以及相应地照射形状改变，对aSWA的敏感度降低。
在图12中，描绘了一阶导数函数
Figure BDA0001764592390000192
与迭代次数的关系，结果以圆圈来表示。图12还示出了二阶导数
Figure BDA0001764592390000193
其被描绘为三角形。由于二阶导数
Figure BDA0001764592390000194
的值几乎为零，即，一阶导数的梯度在数学上不随着迭代次数而改变，所以可以仅通过一阶导数
Figure BDA0001764592390000195
来近似重叠敏感度
Figure BDA0001764592390000196
图13描绘了K的值与迭代次数的关系，图14描绘了
Figure BDA0001764592390000197
与迭代次数的关系。照射像素被调节成使得不对称A降低。K随着迭代次数而减小，并且
Figure BDA0001764592390000198
的减小得快于1/K的增大。因此，重叠敏感度
Figure BDA0001764592390000199
降低。结果证明：通过逐个像素地调节照射形状，可以降低重叠测量对过程诱发的结构不对称性的敏感度。
本优化技术的特征及优点中除了其他的以外的一些具体地是：可以通过简单的几何结构约束迅速地完成第零阶光的移除；并且大多数器件结构不受最小叠层敏感度障碍函数B的限制。在一个实施例中，照射优化是基于K的最大化，而不是在一个实施例中减小A。不对称性响应A与对准摄影机中的角度无关。在替代性实施例中，照射优化可以基于A中的敏感度的降低，而不是K的增加。此外，在实施例中，除了图像平面以外，还可以检查在光瞳平面中的响应，这是因为光瞳平面具有关于不对称性的更多信息。
图15示意性地示出了用于根据实施例的方法的流程。在1510中，将量测设备的光瞳平面中的强度分布在空间上划分成多个像素。在1520中，通过使用计算机调节多个像素的强度，减少目标中的结构不对称性对由量测设备对所述目标进行的测量的影响。光瞳平面可以是照射光瞳或检测光瞳。该测量可以测量重叠、聚焦、像差或其组合。结构不对称性可以包括以下各项中的一项或更多项：侧壁角(SWA)之差、底板倾斜和蚀刻深度。调节强度可以包括计算表示效果并且是强度的函数的成本函数。成本函数可以表示目标的图像的对比度。调节强度可以包括寻找局部地或全局地最小化或最大化成本函数的强度的值。成本函数可以受约束。在可选的1530中，从多个像素识别一个或更多个像素，其中，所述一个或更多个像素对由量测设备在量测中使用的信号没有贡献，或者其中，所述一个或更多个像素对该信号的贡献低于阈值。在可选的1540中，调节已识别的一个或更多个像素处的强度。该测量可以是重叠测量，并且所述一个或更多个像素对用于重叠测量中的衍射阶没有贡献。该衍射阶可以是+1衍射阶或-1衍射阶。减少结构不对称性的影响可以包括调节像素处的偏振。减少结构不对称性的影响可以包括调节像素处的带宽。减少结构不对称性的影响可以包括调节像素处的波长。
图16示意性地示出了用于根据实施例的方法的流程。在1610中，基于目标的特性而调节量测设备的参数或由所述量测设备对所述目标进行的测量的参数。测量可以选自由以下各项组成的群组：重叠的量测、聚焦的量测、像差的量测及其组合。参数可以选自由以下各项组成的群组：量测设备的照射光瞳处的强度、量测设备的照射光瞳处的偏振、量测设备的照射光瞳处的波长、量测设备的照射光瞳处的带宽、量测设备的检测光瞳处的强度、量测设备的检测光瞳处的偏振、量测设备的检测光瞳处的波长、量测设备的检测光瞳处的带宽及其组合。例如，可以使用光学路径上的孔径来调节检测光瞳或源光瞳处的强度。参数可以是量测设备的投影光学件的特性或量测设备的源的特性。调节参数可以影响量测的品质。所述品质可以是目标的可检测性、测量的精确度或测量的稳健性。调节参数可以包括计算表示品质并且是所述参数的函数的成本函数。成本函数可以表示目标的图像的对比度。调节参数可以包括：寻找局部地或全局地最小化或最大化成本函数的参数的值。成本函数受约束。调节参数可以包括：迭代地计算成本函数并且调节参数直到符合终止准则为止。成本函数可以是目标的特性的函数。在可选的1620中，调节目标的特性。在可选的1630中，存储与目标的特性相关联的已调节参数。目标的特性可以包括衬底上的目标的部位。
可以使用以下条目来进一步描述本发明：
1.一种调节量测设备的方法，所述方法包括：
将所述量测设备的光瞳平面中的强度分布在空间上划分成多个像素；
通过使用计算机调节所述多个像素的强度，减少目标中的结构不对称对由所述量测设备对所述目标进行的测量的影响。
2.如条目1所述的方法，其中，所述光瞳平面是照射光瞳或检测光瞳。
3.如条目1至2中任一项所述的方法，其中，所述测量对重叠、聚焦、像差或其组合进行测量。
4.如条目1至3中任一项所述的方法，其中，所述结构不对称性包括以下各项中的一项或更多项：侧壁角(SWA)的差、底板倾斜和蚀刻深度。
5.如条目1至4中任一项所述的方法，其中，调节所述强度包括计算成本函数，所述成本函数表示所述影响并且是所述强度的函数。
6.如条目5所述的方法，其中，所述成本函数表示所述目标的图像的对比度。
7.如条目5所述的方法，其中，调节所述强度还包括：寻找局部地或全局地最小化或最大化所述成本函数的所述强度的值。
8.如条目5所述的方法，其中，约束所述成本函数。
9.如条目1至8中任一项所述的方法，还包括：
从所述多个像素识别一个或更多个像素，其中，所述一个或更多个像素对所述量测设备在所述测量中使用的信号没有贡献，或者其中，所述一个或更多个像素对所述信号的贡献低于阈值；和
调节已识别的所述一个或更多个像素处的所述强度。
10.如条目9所述的方法，其中，所述测量是重叠测量，并且所述一个或更多个像素对在所述重叠测量中使用的衍射阶没有贡献。
11.如条目10所述的方法，其中，所述衍射阶为+1衍射阶或-1衍射阶。
12.如条目1至11中任一项所述的方法，其中，减少所述结构不对称性的影响还包括调节所述像素处的偏振。
13.如条目1至12中任一项所述的方法，其中，减少所述结构不对称性的影响还包括调节所述像素处的带宽。
14.如条目1至13中任一项所述的方法，其中，减少所述结构不对称性的影响还包括调节所述像素处的波长。
15.一种计算机程序产品，包括上面具有指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施一种方法，所述方法包括：
将量测设备的光瞳平面中的强度分布在空间上划分成多个像素；
通过使用计算机调节所述多个像素的强度，减少目标中的结构不对称性对由所述量测设备对所述目标进行的测量的影响。
16.如条目15所述的计算机程序产品，其中，所述光瞳平面是照射光瞳或检测光瞳。
17.如条目15至16中任一项所述的计算机程序产品，其中，所述测量对重叠、聚焦、像差或其组合进行测量。
18.如条目15至16中任一项所述的计算机程序产品，其中，所述结构不对称性包括以下各项中的一项或更多项：侧壁角(SWA)的差、底板倾斜和蚀刻深度。
19.如条目15至18中任一项所述的计算机程序产品，其中，调节所述强度包括计算成本函数，所述成本函数表示所述影响并且是所述强度的函数。
20.如条目19所述的计算机程序产品，其中，所述成本函数表示所述目标的图像的对比度。
21.如条目19所述的计算机程序产品，其中，调节所述强度还包括：寻找局部地或全局地最小化或最大化所述成本函数的所述强度的值。
22.如条目19所述的计算机程序产品，其中，所述成本函数受约束。
23.如条目15至22中任一项所述的计算机程序产品，还包括：从所述多个像素识别一个或更多个像素，其中，所述一个或更多个像素对由所述量测设备在所述测量中使用的信号没有贡献，或者其中，所述一个或更多个像素对所述信号的贡献低于阈值；和
调节已识别的所述一个或更多个像素处的所述强度。
24.如条目23所述的计算机程序产品，其中，所述测量是重叠测量，并且所述一个或更多个像素对在所述重叠测量中使用的衍射阶没有贡献。
25.如条目24所述的计算机程序产品，其中，所述衍射阶为+1衍射阶或-1衍射阶。
26.如条目15至25中任一项所述的计算机程序产品，其中，减少所述结构不对称性的影响还包括调节所述像素处的偏振。
27.如条目15至26中任一项所述的计算机程序产品，其中，减少所述结构不对称性的影响还包括调节所述像素处的带宽。
28.如条目15至27中任一项所述的计算机程序产品，其中，减少所述结构不对称性的影响还包括调节所述像素处的波长。
29.一种调节量测设备的方法，所述方法包括：
基于目标的特性来调节所述量测设备的参数或由所述量测设备对所述目标进行的测量的参数。
30.如条目29所述的方法，其中，所述测量选自由如下各项组成的群组：重叠的量测、聚焦的量测、像差的量测及其组合。
31.如条目29至30中任一项所述的方法，其中，所述参数选自由如下各项组成的群组：所述量测设备的照射光瞳处的强度、所述量测设备的照射光瞳处的偏振、所述量测设备的照射光瞳处的波长、所述量测设备的照射光瞳处的带宽、所述量测设备的检测光瞳处的强度、所述量测设备的检测光瞳处的偏振、所述量测设备的检测光瞳处的波长、所述量测设备的检测光瞳处的带宽及其组合。
32.如条目29至31中任一项所述的方法，其中，所述参数是所述量测设备的投影光学件的特性或所述量测设备的源的特性。
33.如条目29至32中任一项所述的方法，其中，调节所述参数影响所述测量的品质。
34.如条目33所述的方法，其中，所述品质是所述目标的可检测性、所述测量的精确度或所述测量的稳健性。
35.如条目33所述的方法，调节所述参数包括计算成本函数，所述成本函数表示所述品质并且是所述参数的函数。
36.如条目35所述的方法，其中，所述成本函数表示所述目标的图像的对比度。
37.如条目35所述的方法，其中，调节所述参数还包括：寻找局部地或全局地最小化或最大化所述成本函数的所述参数的值。
38.如条目35所述的方法，其中，约束所述成本函数。
39.如条目35所述的方法，其中，调节所述参数包括：迭代地计算所述成本函数并调节所述参数直到符合终止准则为止。
40.如条目35所述的方法，其中，所述成本函数是所述目标的特性的函数。
41.如条目29至40中任一项所述的方法，还包括：调节所述目标的特性。
42.如条目29至41中任一项所述的方法，还包括：存储与所述目标的特性相关联的已调节的参数。
43.如条目29至42中任一项所述的方法，其中，所述目标的特性包括衬底上的所述目标的部位。
44.一种方法，包括：
将量测设备的参数或由所述量测设备对目标进行的测量的参数设定为基于所述目标的特性而调节的值；
利用所述量测设备测量所述目标。
45.一种方法，包括：
将目标的特性设定为一值，基于所述值来调节量测设备的参数或由所述量测设备对所述目标进行的测量的参数；
在衬底上制造所述目标。
46.一种计算机程序产品，包括上面具有指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施一种方法，所述方法包括：
基于目标的特性来调节所述量测设备的参数或由所述量测设备对所述目标进行的测量的参数。
47.如条目46所述的计算机程序产品，其中，所述测量选自由如下各项组成的群组：重叠的量测、聚焦的量测、像差的量测及其一组合。
48.如条目46至47中任一项所述的计算机程序产品，其中，所述参数选自由如下各项组成的群组：所述量测设备的照射光瞳处的强度、所述量测设备的照射光瞳处的偏振、所述量测设备的照射光瞳处的波长、所述量测设备的照射光瞳处的带宽、所述量测设备的检测光瞳处的强度、所述量测设备的检测光瞳处的偏振、所述量测设备的检测光瞳处的波长、所述量测设备的检测光瞳处的带宽及其组合。
49.如条目46至48中任一项所述的计算机程序产品，其中，所述参数是所述量测设备的投影光学件的特性或所述量测设备的源的特性。
50.如条目46至49中任一项所述的计算机程序产品，其中，调节所述参数影响所述测量的品质。
51.如条目50所述的计算机程序产品，其中，所述品质是所述目标的可检测性、所述测量的精确度或所述测量的稳健性。
52.如条目50所述的计算机程序产品，其中，调节所述参数包括：计算表示所述品质并且是所述参数的函数的成本函数。
53.如条目50所述的计算机程序产品，其中，所述成本函数表示所述目标的图像的对比度。
54.如条目50所述的计算机程序产品，其中，调节所述参数还包括：寻找局部地或全局地最小化或最大化所述成本函数的所述参数的值。
55.如条目50所述的计算机程序产品，其中，所述成本函数受约束。
56.如条目50所述的计算机程序产品，其中，调节所述参数包括：迭代地计算所述成本函数并调节所述参数直到符合终止准则为止。
57.如条目50所述的计算机程序产品，其中，所述成本函数是所述目标的特性的函数。
58.如条目46至57中任一项所述的计算机程序产品，其中，所述方法还包括调节所述目标的特性。
59.如条目46至58中任一项所述的计算机程序产品，其中，所述方法还包括：存储与所述目标的特性相关联的已调节参数。
60.如条目46至59中任一项所述的计算机程序产品，其中，所述目标的特性包括衬底上的所述目标的部位。
62.一种计算机程序产品，包括上面具有指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施一种方法，所述方法包括：
将量测设备的参数或由所述量测设备对目标进行的测量的参数设定为基于所述目标的特性而调节的值；
利用所述量测设备测量所述目标。
63.一种计算机程序产品，包括上面具有指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施一种方法，所述方法包括：
将目标的特性设定为一值，基于所述值来调节量测设备的参数或由所述量测设备对所述目标进行的测量的参数；
在衬底上制造所述目标。
本领域的技术人员将明白，在不背离本公开的范围的情况下，可以在处理流程中添加额外的步骤，和/或流程图所示的一些步骤可以由具体用于某一光刻处理的步骤所取代。以上的描述意图是说明性示例性的，而不是限制性的。因此，对本领域的技术人员而言显而易见的是将明白，在不背离下面阐述的权利要求书的范围的情况下，可以对所描述的发明实施例进行修改。

Claims (18)

1.一种调节量测设备的方法，所述方法包括：
获得在空间上划分成多个像素的所述量测设备的光瞳平面的辐射的强度分布；
通过使用计算机调节用于目标的照射辐射的特性以便调节所述多个像素的一个或多个像素的辐射的强度，减少目标中的结构不对称性对由所述量测设备对所述目标进行的测量的影响。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述光瞳平面是照射光瞳或检测光瞳。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述测量对重叠、聚焦、像差或其组合进行测量。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述结构不对称性包括以下各项中的一项或更多项：侧壁角(SWA)的差、底板倾斜和蚀刻深度。
5.如权利要求1所述的方法，其中，调节辐射的强度包括：计算成本函数，所述成本函数表示所述影响并且是所述多个像素的所述强度的函数。
6.如权利要求5所述的方法，其中，调节辐射的强度还包括：寻找局部地或全局地最小化或最大化所述成本函数的所述强度的值，或者其中，所述成本函数被约束。
7.如权利要求1所述的方法，还包括：
从所述多个像素识别一个或更多个像素，其中，已识别的一个或更多个像素对所述量测设备在所述测量中使用的信号没有贡献，或者其中，已识别的一个或更多个像素对所述信号的贡献低于阈值；和
调节已识别的一个或更多个像素处的所述辐射的强度。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述量测是重叠测量，并且所述一个或更多个像素对在所述重叠测量中使用的衍射阶没有贡献。
9.如权利要求1所述的方法，其中，调节多个像素的一个或多个像素的强度包括：调节所述多个像素的一个或多个像素处的偏振，和/或包括：调节所述多个像素的一个或多个像素处的带宽，和/或包括：调节所述多个像素的一个或多个像素处的波长。
10.一种其上具有指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施一种方法，所述方法包括：
获得在空间上划分成多个像素的量测设备的光瞳平面的辐射的强度分布；和
通过调节用于目标的照射辐射的特性以便调节所述多个像素的一个或多个像素的辐射的强度，减少目标中的结构不对称性对由所述量测设备对所述目标进行的测量的影响。
11.如权利要求10所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述光瞳平面是照射光瞳或检测光瞳。
12.如权利要求10所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述测量对重叠、聚焦、像差或其组合进行测量。
13.如权利要求10所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述结构不对称性包括以下各项中的一项或更多项：侧壁角(SWA)的差、底板倾斜和蚀刻深度。
14.如权利要求10所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述指令配置成调节辐射的强度被进一步配置成计算成本函数，所述成本函数表示所述影响并且是所述多个像素的所述强度的函数。
15.如权利要求10所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述指令被进一步配置成引起计算机系统：
从所述多个像素识别一个或更多个像素，其中，已识别的一个或更多个像素对所述量测设备在所述测量中使用的信号没有贡献，或者其中，已识别的一个或更多个像素对所述信号的贡献低于阈值；和
调节已识别的一个或更多个像素处的所述辐射的强度。
16.如权利要求10所述的非暂时性计算机可读介质，其中被配置成调节辐射的强度的所述指令被配置成调节所述多个像素的一个或多个像素处的强度，和/或调节所述多个像素的一个或多个像素处的偏振，和/或调节所述多个像素的一个或多个像素处的带宽，和/或调节所述多个像素的一个或多个像素处的波长。
17.一种制造目标的方法，包括：
将目标的特性设定为一值，使用根据权利要求1所述的方法，基于所述值来调节量测设备的参数或由所述量测设备对所述目标进行的测量的参数；
在衬底上制造具有设定特性的所述目标。
18.如权利要求17所述的方法，其中设定所述特性包括计算成本函数，所述成本函数是目标的特性的函数。
CN201680081810.1A 2015-12-17 2016-11-29 量测设备的调节或基于已测量目标的特性而由量测设备进行的测量 Active CN109073980B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110658219.0A CN113376973A (zh) 2015-12-17 2016-11-29 量测设备的调节或基于已测量目标的特性而由量测设备进行的测量

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562268974P 2015-12-17 2015-12-17
US62/268,974 2015-12-17
PCT/EP2016/079105 WO2017102304A1 (en) 2015-12-17 2016-11-29 Adjustment of a metrology apparatus or a measurement thereby based on a characteristic of a target measured

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110658219.0A Division CN113376973A (zh) 2015-12-17 2016-11-29 量测设备的调节或基于已测量目标的特性而由量测设备进行的测量

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109073980A CN109073980A (zh) 2018-12-21
CN109073980B true CN109073980B (zh) 2021-06-18

Family

ID=57442681

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680081810.1A Active CN109073980B (zh) 2015-12-17 2016-11-29 量测设备的调节或基于已测量目标的特性而由量测设备进行的测量
CN202110658219.0A Pending CN113376973A (zh) 2015-12-17 2016-11-29 量测设备的调节或基于已测量目标的特性而由量测设备进行的测量

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110658219.0A Pending CN113376973A (zh) 2015-12-17 2016-11-29 量测设备的调节或基于已测量目标的特性而由量测设备进行的测量

Country Status (5)

Country Link
US (2) US10670975B2 (zh)
KR (2) KR102217209B1 (zh)
CN (2) CN109073980B (zh)
TW (2) TWI683998B (zh)
WO (1) WO2017102304A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017176314A1 (en) * 2016-04-04 2017-10-12 Kla-Tencor Corporation Process compatibility improvement by fill factor modulation
EP3457212A1 (en) * 2017-09-18 2019-03-20 ASML Netherlands B.V. Method of controlling a patterning process, device manufacturing method
US11373018B2 (en) * 2018-01-25 2022-06-28 Kioxia Corporation Method of displaying model and designing pattern, and storage medium
CN110320764B (zh) * 2019-06-24 2020-09-15 中国科学院上海光学精密机械研究所 光刻机匹配方法
US11360398B2 (en) * 2019-11-14 2022-06-14 Kla Corporation System and method for tilt calculation based on overlay metrology measurements
US11512948B2 (en) * 2020-05-26 2022-11-29 Kla Corporation Imaging system for buried metrology targets

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101364048A (zh) * 2008-08-27 2009-02-11 上海微电子装备有限公司 光刻照明装置及照明方法
CN103201682A (zh) * 2010-11-12 2013-07-10 Asml荷兰有限公司 量测方法和设备、光刻系统和器件制造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI233637B (en) 2004-03-17 2005-06-01 Promos Technologies Inc Method of correcting lithography process and method of forming overlay mark
TW200951428A (en) 2008-04-28 2009-12-16 Nikon Corp Inspection device
WO2009150089A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-17 Asml Netherlands B.V. Apparatus and method for inspecting a substrate
NL2007088A (en) * 2010-07-19 2012-01-23 Asml Netherlands Bv Method and apparatus for determining an overlay error.
KR102068950B1 (ko) 2011-02-10 2020-01-21 케이엘에이 코포레이션 오버레이 계측의 콘트라스트 증강을 위한 구조화 조명
US8681413B2 (en) 2011-06-27 2014-03-25 Kla-Tencor Corporation Illumination control
NL2008936A (en) 2011-07-28 2013-01-29 Asml Netherlands Bv Illumination source for use in inspection methods and/or lithography inspection and lithographic apparatus and inspection method.
US20130245985A1 (en) * 2012-03-14 2013-09-19 Kla-Tencor Corporation Calibration Of An Optical Metrology System For Critical Dimension Application Matching
JP6408610B2 (ja) * 2014-06-02 2018-10-17 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． メトロロジターゲットの設計方法、メトロロジターゲットを有する基板、オーバーレイの測定方法、およびデバイス製造方法
WO2016015987A1 (en) 2014-07-28 2016-02-04 Asml Netherlands B.V. Illumination system, inspection apparatus including such an illumination system, inspection method and manufacturing method
CN112698551B (zh) 2014-11-25 2024-04-23 科磊股份有限公司 分析及利用景观

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101364048A (zh) * 2008-08-27 2009-02-11 上海微电子装备有限公司 光刻照明装置及照明方法
CN103201682A (zh) * 2010-11-12 2013-07-10 Asml荷兰有限公司 量测方法和设备、光刻系统和器件制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10670975B2 (en) 2020-06-02
TW201732278A (zh) 2017-09-16
WO2017102304A1 (en) 2017-06-22
TW201830007A (zh) 2018-08-16
US10996571B2 (en) 2021-05-04
KR20210018973A (ko) 2021-02-18
TWI629472B (zh) 2018-07-11
KR102217209B1 (ko) 2021-02-19
KR20180095604A (ko) 2018-08-27
TWI683998B (zh) 2020-02-01
CN113376973A (zh) 2021-09-10
CN109073980A (zh) 2018-12-21
US20200249584A1 (en) 2020-08-06
KR102477933B1 (ko) 2022-12-15
US20180364591A1 (en) 2018-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9939735B2 (en) Method of determining focus, inspection apparatus, patterning device, substrate and device manufacturing method
US9563131B2 (en) Lithographic apparatus, substrate and device manufacturing method
US9535342B2 (en) Metrology method and apparatus, and device manufacturing method
US9964853B2 (en) Method of determining dose and focus, inspection apparatus, patterning device, substrate and device manufacturing method
CN109073980B (zh) 量测设备的调节或基于已测量目标的特性而由量测设备进行的测量
US20120044470A1 (en) Substrate for Use in Metrology, Metrology Method and Device Manufacturing Method
KR102170147B1 (ko) 모듈레이션 기술을 이용한 메트롤로지를 위한 대체 타겟 디자인
US9952517B2 (en) Method of determining dose, inspection apparatus, patterning device, substrate and device manufacturing method
CN112997118A (zh) 确定图案化工艺的感兴趣参数的值的方法、器件制造方法
TW201732448A (zh) 自度量衡資料源分離
CN113196175A (zh) 测量图案化过程的参数的方法、量测设备、目标

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant