專利名稱：檢查設(shè)備和方法、光刻設(shè)備和處理單元、器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如在通過光刻技術(shù)制造器件時能夠使用的用于確定顯微結(jié)構(gòu)中的不對稱度的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
光刻設(shè)備是一種將所需圖案應(yīng)用到襯底上(通常應(yīng)用到所述襯底的目標(biāo)部分上)的機(jī)器。例如，可以將光刻設(shè)備用在例如集成電路(IC)的制造中。在這種情況下，可以將可選地稱為掩模或掩模版的圖案形成裝置用于生成待形成在所述IC的單層上的電路圖案。可以將該圖案轉(zhuǎn)移到襯底(例如，硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如，包括一部分管芯、一個或多個管芯)上。典型地，經(jīng)由成像將所述圖案轉(zhuǎn)移到在所述襯底上設(shè)置的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。通常，單個襯底將包含連續(xù)形成圖案的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)絡(luò)。公知的光刻設(shè)備包括所謂的步進(jìn)機(jī)，在所述步進(jìn)機(jī)中，通過將整個圖案一次曝光到所述目標(biāo)部分上來輻射每一個目標(biāo)部分；以及所謂的掃描器，在所述掃描器中，通過輻射束沿給定方向(“掃描”方向)掃描所述圖案、同時沿與該方向平行或反向平行的方向同步掃描所述襯底來輻射每一個目標(biāo)部分。還可以通過將所述圖案壓印到所述襯底上，而將所述圖案從所述圖案形成裝置轉(zhuǎn)移到所述襯底上。為了監(jiān)控光刻過程，測量圖案化的襯底的參數(shù)。參數(shù)可以例如包括在圖案化的襯底中或上形成的連續(xù)的層之間的重疊誤差和已顯影的光致抗蝕劑的臨界線寬。這種測量可以在產(chǎn)品襯底和/或在專門的量測目標(biāo)上進(jìn)行。存在用于對在光刻過程中形成的顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行測量的多種技術(shù)，包括使用掃描電子顯微鏡和各種專門工具。快速的且非侵入式的專門的檢查工具是散射儀，在散射儀中輻射束被引導(dǎo)到襯底的表面上的目標(biāo)上，而散射束或反射束的性質(zhì)被測量。通過比較在它被襯底反射或散射之前和之后的束的性質(zhì)，可以確定襯底的性質(zhì)。這可以例如通過將反射束同與已知襯底性質(zhì)相關(guān)的已知測量結(jié)果的庫中所儲存的數(shù)據(jù)比較來進(jìn)行。兩種主要類型的散射儀是已知的。光譜散射儀將寬帶輻射束引導(dǎo)到襯底上和測量被散射到特定的窄角度范圍內(nèi)的輻射的光譜(強(qiáng)度作為波長的函數(shù))。角度分辨散射儀使用單色輻射束和測量作為角度的函數(shù)的散射輻射的強(qiáng)度。目前基于圖像的重疊量測是主流重疊量測技術(shù)。然而，隨著對更高精確度的需求的增長，基于衍射的重疊(DBO)發(fā)展加快并且被半導(dǎo)體制造商接受。在一些應(yīng)用中，DBO被用于大的光柵，其提供最佳的總測量不確定度(TMU)。在產(chǎn)品晶片上，制造商正推進(jìn)更小的管芯內(nèi)的目標(biāo)。在花費(fèi)稍稍更大的TMU的條件下用暗場(DF)檢測測量這些光柵?；谘苌涞闹丿B和暗場檢測在專利出版物US2010/0328655中描述。對產(chǎn)品上重疊量測的精確度的大的貢獻(xiàn)者是不對稱光柵變形。被蝕刻的結(jié)構(gòu)的輪廓中的不對稱性可以例如導(dǎo)致在蝕刻時可能蝕刻劑離子不垂直入射至襯底。期望提供一種檢查設(shè)備以允許重疊測量、不對稱度測量以及制造商對于產(chǎn)品上重疊量測所需的在小的管芯內(nèi)重疊目標(biāo)上的重構(gòu)。
此外，期望改進(jìn)這種檢查設(shè)備的采集時間和TMU。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于確定襯底上目標(biāo)的不對稱性質(zhì)的檢查設(shè)備，所述目標(biāo)在襯底的平面內(nèi)是周期性的，所述檢查設(shè)備包括照射系統(tǒng)，配置成提供多個波長的輻射；光學(xué)系統(tǒng)，包括物鏡并配置成用來自第二方向和第一方向的輻射、經(jīng)由物鏡照射所述目標(biāo)，所述第一方向和第二方向相對于襯底的平面成鏡像反射關(guān)系；光學(xué)裝置，配置成分別地改變由所述襯底散射的輻射的衍射級的方向；一個或多個檢測器，配置成在多個波長條件下測量分別地被改變方向的衍射級的性質(zhì)；和處理器，配置成使用在多個波長條件下測量的性質(zhì)來確定目標(biāo)的不對稱性質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種確定襯底上的目標(biāo)的不對稱性質(zhì)的方法，所述目標(biāo)在襯底的平面內(nèi)是周期性的，所述方法包括提供多個波長的輻射；用來自第二方向和第一方向的輻射經(jīng)由物鏡照射所述目標(biāo)，所述第一方向和第二方向相對于襯底的平面成鏡像反射關(guān)系；分別地改變由所述襯底散射的輻射的衍射級的方向；用一個或多個檢測器在多個波長條件下測量單獨(dú)地被改變方向的衍射級的性質(zhì)；和使用在多個波長條件下測量的性質(zhì)確定目標(biāo)的不對稱性質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種光刻設(shè)備，包括照射系統(tǒng)，布置成照射圖案；投影系統(tǒng)，布置成將圖案的圖像投影到襯底上；和檢查設(shè)備，用于確定襯底上的目標(biāo)的不對稱性質(zhì)，所述目標(biāo)在襯底的平面內(nèi)是周期性的，所述檢查設(shè)備包括照射系統(tǒng)，配置成提供多個波長的輻射；光學(xué)系統(tǒng)，包括物鏡并配置成用來自第二方向和第一方向的輻射經(jīng)由物鏡照射所述目標(biāo)，所述第一方向和第二方向相對于襯底的平面成鏡像反射關(guān)系；光學(xué)裝置，配置成分別地改變由所述襯底散射的輻射的衍射級的方向；一個或多個檢測器，配置成在多個波長條件下測量分別地被改變方向的衍射級的性質(zhì)；和
處理器，配置成使用在多個波長條件下測量的性質(zhì)確定目標(biāo)的不對稱性質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供一種光刻單元，包括涂覆器，布置成將襯底涂覆以輻射敏感層；光刻設(shè)備，布置成將圖像曝光到襯底的通過涂覆器涂覆的輻射敏感層上；顯影器，布置成將通過光刻設(shè)備曝光的圖像顯影；和檢查設(shè)備，用于確定襯底上的目標(biāo)的不對稱性質(zhì)，所述目標(biāo)在襯底的平面內(nèi)是周期性的，所述檢查設(shè)備包括
照射系統(tǒng)，配置成提供多個波長的輻射；光學(xué)系統(tǒng)，包括物鏡并配置成用來自第二方向和第一方向的輻射經(jīng)由物鏡照射所述目標(biāo)，所述第一方向和第二方向相對于襯底的平面成鏡像反射關(guān)系；光學(xué)裝置，配置成分別地改變由所述襯底散射的輻射的衍射級的方向；一個或多個檢測器，配置成在多個波長條件下測量分別地被改變方向的衍射級的性質(zhì)；和處理器，配置成使用在多個波長條件下測量的性質(zhì)來確定目標(biāo)的不對稱性質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供一種器件制造方法，包括使用光刻設(shè)備在襯底上形成圖案；和通過下列步驟確定與所述圖案的參數(shù)相關(guān)的值提供多個波長的輻射；用來自第二方向和第一方向的輻射經(jīng)由物鏡照射使用光刻設(shè)備形成的目標(biāo)，所述第一方向和第二方向相對于襯底的平面成鏡像反射關(guān)系；分別地改變由所述襯底散射的輻射的衍射級的方向；使用一個或多個檢測器在多個波長條件下測量分別地被改變方向的衍射級的性質(zhì)；和使用在多個波長條件下測量的性質(zhì)來確定目標(biāo)的不對稱性質(zhì)。


下面僅通過示例的方式，參考附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，其中示意性附圖中相應(yīng)的標(biāo)記表示相應(yīng)的部件，在附圖中圖I不出一種光刻設(shè)備；圖2示出一種光刻單元或簇；圖3示出第一散射儀；圖4示出第二散射儀；圖5示出由散射儀測量結(jié)果重構(gòu)結(jié)構(gòu)的第一示例過程；圖6示出由散射儀測量結(jié)果重構(gòu)結(jié)構(gòu)的第二示例過程；圖7示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的檢查設(shè)備；圖8示出入射到襯底上的光線；圖9示出入射在襯底上目標(biāo)光柵上的兩個光束和最終的散射衍射級；圖10示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的檢查設(shè)備，其具有可調(diào)的(tunable)光源和CCD檢測器；圖11是使用對稱和不對稱模型參數(shù)進(jìn)行重構(gòu)的流程圖；圖12示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的檢查設(shè)備，其具有可調(diào)的光源和CCD檢測器、用于分離由X和y目標(biāo)周期性產(chǎn)生的多個級；圖13示出在由X和y目標(biāo)周期性產(chǎn)生的多個級的光瞳平面圖像內(nèi)的分離；圖14示出楔配置和目標(biāo)在傳感器處的最終的圖像；和圖15示出復(fù)合目標(biāo)結(jié)構(gòu)和目標(biāo)圖像在傳感器處的有效重疊。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的多個實(shí)施例使用多個波長(并行地具有寬帶光源或串聯(lián)地使用可調(diào)單色光光源)并且針對空間分離的衍射級使用對應(yīng)不同波長的檢測強(qiáng)度。圖I示意性地示出一種光刻設(shè)備。所述設(shè)備包括-照射系統(tǒng)(照射器)IL，配置用于調(diào)節(jié)輻射束B(例如，紫外(UV)輻射或深紫外(DUV)輻射)。-支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT，構(gòu)造用于支撐圖案形成裝置(例如掩模)MA并與配置用于根據(jù)確定的參數(shù)精確地定位圖案形成裝置的第一定位裝置PM相連； -襯底臺(例如晶片臺)WT，構(gòu)造用于保持襯底(例如涂覆有抗蝕劑的晶片)W，并與配置用于根據(jù)確定的參數(shù)精確地定位襯底的第二定位裝置PW相連；和-投影系統(tǒng)(例如折射式投影透鏡系統(tǒng))PL，所述投影系統(tǒng)PL配置用于將由圖案形成裝置MA賦予輻射束B的圖案投影到襯底W的目標(biāo)部分C (例如包括一根或多根管芯)上。所述照射系統(tǒng)可以包括各種類型的光學(xué)部件，例如折射型、反射型、磁性型、電磁型、靜電型或其它類型的光學(xué)部件、或其任意組合，以引導(dǎo)、成形、或控制輻射。所述支撐結(jié)構(gòu)支撐所述圖案形成裝置，即承載所述圖案形成裝置的重量。支撐結(jié)構(gòu)以依賴于圖案形成裝置的方向、光刻設(shè)備的設(shè)計(jì)以及諸如圖案形成裝置是否保持在真空環(huán)境中等其它條件的方式保持圖案形成裝置。所述支撐結(jié)構(gòu)可以采用機(jī)械的、真空的、靜電的或其它夾持技術(shù)來保持圖案形成裝置。所述支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或臺，例如，其可以根據(jù)需要成為固定的或可移動的。所述支撐結(jié)構(gòu)可以確保圖案形成裝置位于所需的位置上(例如相對于投影系統(tǒng))。在這里任何使用的術(shù)語“掩模版”或“掩模”都可以認(rèn)為與更上位的術(shù)語“圖案形成裝置”同義。這里所使用的術(shù)語“圖案形成裝置”應(yīng)該被廣義地理解為表示能夠用于將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束、以便在襯底的目標(biāo)部分上形成圖案的任何裝置。應(yīng)當(dāng)注意，被賦予輻射束的圖案可能不與在襯底的目標(biāo)部分上的所需圖案完全相符(例如如果該圖案包括相移特征或所謂的輔助特征)。通常，被賦予輻射束的圖案將與在目標(biāo)部分上形成的器件中的特定的功能層相對應(yīng)，例如集成電路。圖案形成裝置可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置的示例包括掩模、可編程反射鏡陣列以及可編程液晶顯示(LCD)面板。掩模在光刻術(shù)中是公知的，并且包括諸如二元掩模類型、交替型相移掩模類型、衰減型相移掩模類型和各種混合掩模類型之類的掩模類型?？删幊谭瓷溏R陣列的示例采用小反射鏡的矩陣布置，每一個小反射鏡可以獨(dú)立地傾斜，以便沿不同方向反射入射的輻射束。所述已傾斜的反射鏡將圖案賦予由所述反射鏡矩陣反射的輻射束。這里使用的術(shù)語“投影系統(tǒng)”應(yīng)該廣義地解釋為包括任意類型的投影系統(tǒng)，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、電磁型和靜電型光學(xué)系統(tǒng)、或其任意組合，如對于所使用的曝光輻射所適合的、或?qū)τ谥T如使用浸沒液或使用真空之類的其他因素所適合的。這里使用的術(shù)語“投影透鏡”可以認(rèn)為是與更上位的術(shù)語“投影系統(tǒng)”同義。如這里所示的，所述設(shè)備是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述設(shè)備可以是反射型的(例如，采用如上所述類型的可編程反射鏡陣列，或采用反射式掩模)。
所述光刻設(shè)備可以是具有兩個(雙臺)或更多襯底臺(和/或兩個或更多的掩模臺)的類型。在這種“多臺”機(jī)器中，可以并行地使用附加的臺，或可以在一個或更多個臺上執(zhí)行預(yù)備步驟的同時，將一個或更多個其它臺用于曝光。光刻設(shè)備還可以是至少一部分襯底可以被具有相對高折射率的液體(例如水)覆蓋、以便填充投影系統(tǒng)和襯底之間的空間的類型。浸沒液體還可以被施加至光刻設(shè)備中的其它空間，例如在掩模和投影系統(tǒng)之間。在本領(lǐng)域中公知，浸沒技術(shù)用于增加投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。如在此處所使用的術(shù)語“浸沒”并不意味著諸如襯底等結(jié)構(gòu)必須浸沒在液體中，而是意味著在曝光期間液體位于投影系統(tǒng)和襯底之間。參照圖1，所述照射器IL接收從輻射源SO發(fā)出的輻射束。該源和所述光刻設(shè)備可以是分立的實(shí)體(例如當(dāng)該源為準(zhǔn)分子激光器時)。在這種情況下，不會將該源考慮成形成光刻設(shè)備的一部分，并且通過包括例如合適的定向反射鏡和/或擴(kuò)束器的束傳遞系統(tǒng)BD的幫助，將所述輻射束從所述源SO傳到所述照射器IL。在其它情況下，所述源可以是所述光刻設(shè)備的組成部分(例如當(dāng)所述源是汞燈時)。可以將所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要時設(shè)置的所述束傳遞系統(tǒng)BD —起稱作輻射系統(tǒng)。所述照射器IL可以包括用于調(diào)整所述輻射束的角強(qiáng)度分布的調(diào)整器AD。通常，可以對所述照射器的光瞳平面中的強(qiáng)度分布的至少所述外部和/或內(nèi)部徑向范圍(一般分別稱為O-外部和O-內(nèi)部)進(jìn)行調(diào)整。此外，所述照射器IL可以包括各種其它部件，例如積分器IN和聚光器CO?？梢詫⑺稣丈淦饔糜谡{(diào)節(jié)所述輻射束，以在其橫截面中具有所需的均勻性和強(qiáng)度分布。所述輻射束B入射到保持在支撐結(jié)構(gòu)(例如，掩模臺MT)上的所述圖案形成裝置(例如，掩模MA)上，并且通過所述圖案形成裝置來形成圖案。已經(jīng)穿過掩模MA之后，所述輻射束B通過投影系統(tǒng)PL，所述投影系統(tǒng)PL將輻射束聚焦到所述襯底W的目標(biāo)部分C上。通過第二定位裝置PW和位置傳感器IF(例如，干涉儀器件、線性編碼器、2-D編碼器或電容傳感器)的幫助，可以精確地移動所述襯底臺WT，例如以便將不同的目標(biāo)部分C定位于所述輻射束B的路徑中。類似地，例如在從掩模庫的機(jī)械獲取之后，或在掃描期間，可以將所述第一定位裝置PM和另一個位置傳感器(圖I中未明確示出)用于相對于所述輻射束B的路徑精確地定位掩模MA。通常，可以通過形成所述第一定位裝置PM的一部分的長行程模塊(粗定位)和短行程模塊(精定位)的幫助來實(shí)現(xiàn)掩模臺MT的移動。類似地，可以采用形成所述第二定位裝置PW的一部分的長行程模塊和短行程模塊來實(shí)現(xiàn)所述襯底臺WT的移動。在步進(jìn)機(jī)的情況下(與掃描器相反)，所述掩模臺MT可以僅與短行程致動器相連，或可以是固定的?？梢允褂醚谀?zhǔn)標(biāo)記Ml、M2和襯底對準(zhǔn)標(biāo)記PI、P2來對準(zhǔn)掩模MA和襯底W。盡管所示的襯底對準(zhǔn)標(biāo)記占據(jù)了專用目標(biāo)部分，但是它們可以位于目標(biāo)部分之間的空間(這些公知為劃線對齊標(biāo)記)中。類似地，在將多于一個的管芯設(shè)置在掩模MA上的情況下，所述掩模對準(zhǔn)標(biāo)記可以位于所述管芯之間。可以將所述設(shè)備用于以下模式中的至少一種中
I.在步進(jìn)模式中，在將掩模臺MT和襯底臺WT保持為基本靜止的同時，將賦予所述輻射束的整個圖案一次投影到目標(biāo)部分C上(即，單一的靜態(tài)曝光)。然后將所述襯底臺WT沿X和/或Y方向移動，使得可以對不同目標(biāo)部分C曝光。在步進(jìn)模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單一的靜態(tài)曝光中成像的所述目標(biāo)部分C的尺寸。
2.在掃描模式中，在對掩模臺MT和襯底臺WT同步地進(jìn)行掃描的同時，將賦予所述輻射束的圖案投影到目標(biāo)部分C上(S卩，單一的動態(tài)曝光)。襯底臺WT相對于掩模臺MT的速度和方向可以通過所述投影系統(tǒng)PL的(縮小)放大率和圖像反轉(zhuǎn)特征來確定。在掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了單一動態(tài)曝光中所述目標(biāo)部分的寬度(沿非掃描方向)，而所述掃描運(yùn)動的長度確定了所述目標(biāo)部分的高度(沿所述掃描方向)。3.在另一種模式中，將用于保持可編程圖案形成裝置的掩模臺MT保持為基本靜止，并且在對所述襯底臺WT進(jìn)行移動或掃描的同時，將賦予所述輻射束的圖案投影到目標(biāo)部分C上。在這種模式中，通常采用脈沖輻射源，并且在所述襯底臺WT的每一次移動之后、 或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間，根據(jù)需要更新所述可編程圖案形成裝置。這種操作模式可易于應(yīng)用于利用可編程圖案形成裝置(例如，如上所述類型的可編程反射鏡陣列)的無掩模光刻術(shù)中。也可以采用上述使用模式的組合和/或變體，或完全不同的使用模式。如圖2所示，光刻設(shè)備LA形成了光刻單元LC的一部分，該光刻單元LC有時被稱作光刻元(Iithocell)或簇，其還包括用于在襯底上執(zhí)行曝光前和曝光后過程的設(shè)備。傳統(tǒng)地，這些設(shè)備包括用于沉積抗蝕劑層的旋涂器SC、用于顯影已曝光的抗蝕劑的顯影器DE、激冷板CH和烘烤板BK。襯底輸送器或機(jī)器人RO從輸入/輸出端口 1/01、1/02拾取襯底，在不同的過程設(shè)備之間移動它們以及然后將它們傳遞至光刻設(shè)備的進(jìn)料臺LB上。通常被統(tǒng)稱為軌道的這些裝置處于軌道控制單元TCU的控制之下，該軌道控制單元TCU自身被管理控制系統(tǒng)SCS控制，該管理控制系統(tǒng)還經(jīng)由光刻控制單元LA⑶控制光刻設(shè)備。因此，可以操作不同的設(shè)備，以最大化生產(chǎn)率和處理效率。為了使由光刻設(shè)備曝光的襯底被正確地且一致地曝光，期望檢查已曝光的襯底用于測量諸如連續(xù)層之間的重疊誤差、線寬、臨界尺寸(CD)等性質(zhì)。如果檢測到誤差，那么可以對隨后的襯底的曝光進(jìn)行調(diào)整，尤其是如果所述檢查可以足夠快速和及時地進(jìn)行使得同一批次的其它襯底仍然處于將被曝光。此外，已經(jīng)曝光的襯底可能發(fā)生剝落和被重新加工(用于提高產(chǎn)率)或被丟棄，由此避免了在已知是有缺陷的襯底上執(zhí)行曝光。在僅襯底的一些目標(biāo)部分有缺陷的情形中，可以僅在良好的那些目標(biāo)部分上執(zhí)行另外的曝光。檢查設(shè)備用于確定襯底的性質(zhì)，特別是不同襯底或同一襯底的不同層的性質(zhì)是如何從層至層變化的。檢查設(shè)備可以集成到光刻設(shè)備LA或光刻單元LC中，或可以是獨(dú)立的裝置。為了能夠進(jìn)行最快速的測量，期望檢測設(shè)備在曝光之后立即測量已曝光的抗蝕劑層的性質(zhì)。然而，抗蝕劑中的潛像具有非常低的對比度一在已經(jīng)被輻射曝光的抗蝕劑的部分和還沒有被輻射曝光的抗蝕劑的部分之間的折射率僅具有非常小的差別一且不是所有的檢查設(shè)備都具有足夠的靈敏度以對潛像進(jìn)行有用的測量。因此，可以在曝光后烘烤步驟(PEB)之后進(jìn)行測量，曝光后烘烤步驟通常是在已曝光的襯底上執(zhí)行的第一步驟且增加抗蝕劑的已曝光部分和未曝光部分之間的對比度。在這一階段，抗蝕劑中的圖像可以被稱作半潛像。還可以對已顯影的抗蝕劑圖像進(jìn)行測量(在該點(diǎn)處，抗蝕劑的已曝光部分或未曝光部分已經(jīng)被移除)或在諸如蝕刻等圖案轉(zhuǎn)印步驟之后進(jìn)行測量。后一可能性限制了有缺陷的襯底重新加工的可能性，但是仍然可以提供有用的信息。圖3示出了可以在本發(fā)明中使用的散射儀。它包括寬帶(白光)輻射投影器2，該輻射投影器2將輻射投影到襯底W上。反射的輻射被傳遞至分光計(jì)檢測器4，該分光計(jì)檢測器4測量鏡面反射輻射的光譜10 (強(qiáng)度作為波長的函數(shù))。由這一數(shù)據(jù)，使所檢測的光譜產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)或輪廓可以通過處理單元PU(例如通過嚴(yán)格耦合波分析和非線性回歸)或通過與在圖3的下部顯示的模擬光譜庫進(jìn)行比較來進(jìn)行重建。通常，對于重建，結(jié)構(gòu)的一般形式是已知的，且一些參數(shù)由形成結(jié)構(gòu)的過程的知識來假定，僅留下所述結(jié)構(gòu)的一些參數(shù)通過散射儀數(shù)據(jù)來確定。這樣的散射儀可以配置成為正入射散射儀或斜入射散射儀。在圖4中顯示了可以與本發(fā)明一起使用的另一散射儀。在這種裝置中，由輻射源2發(fā)射的輻射通過使用透鏡系統(tǒng)12來準(zhǔn)直，且透射通過干涉濾光片13和偏振片17，被部分反射表面16反射，以及經(jīng)由顯微物鏡15聚焦到襯底W上，該顯微物鏡15具有高的數(shù)值孔徑(NA)，優(yōu)選地至少是0. 9且更優(yōu)選地至少是0. 95的數(shù)值孔徑。浸沒式散射儀甚至可以具有數(shù)值孔徑超過I的透鏡。之后，反射的輻射透射通過部分反射表面16到達(dá)檢測器18，用于檢測散射光譜。檢測器可以位于后投影光瞳平面11中，該后投影光瞳平面11位于透鏡系統(tǒng)15的焦距處，然而光瞳平面可以替代地被用輔助光學(xué)裝置(未顯示)重新成像到檢測器上。光瞳平面是其中輻射的徑向位置限定了入射角且角位置限定了輻射的方位角的平面。檢測器優(yōu)選地是兩維檢測器，使得可以測量襯底目標(biāo)30的兩維角散射光譜。檢測器18可以例如是CCD或CMOS傳感器的陣列，且可以使用例如每一幀40毫秒的積分時間。參考束通常用于例如測量入射輻射的強(qiáng)度。為此，在輻射束入射到分束器16上時，輻射束的一部分透射通過分束器，作為參考束朝向參考反射鏡14行進(jìn)。參考束之后被投影到同一檢測器18的不同部分上，或可替代地被投影到不同的檢測器(未顯示)上?？梢岳靡唤M干涉濾光片13來選擇在例如405-790nm范圍內(nèi)或甚至波長更小(例如200-300nm)的范圍內(nèi)的感興趣的波長。干涉濾光片可以是可調(diào)控的，而不是包括一組不同的濾光片?？梢允褂霉鈻艁泶娓缮鏋V光片。檢測器18可以針對單一波長(或窄的波長范圍)來測量散射光的強(qiáng)度，針對多個波長分別測量強(qiáng)度或測量在波長范圍上被積分的強(qiáng)度。另外，檢測器可以分別地測量橫向磁偏振光和橫向電偏振光的強(qiáng)度、和/或橫向磁偏振光和橫向電偏振光之間的相位差。使用寬帶的光源(即，具有寬范圍的光頻率或波長并且因此具有多種顏色的光源)是可行的，其提供大的集光率(etendue)，從而允許混合多個波長。該寬帶中的所述多個波長優(yōu)選地每一個波長具有帶寬為A A和間距為至少2A A ( S卩，兩倍帶寬)。輻射的多個“源”可以是擴(kuò)展的輻射源的不同部分，其通過使用光纖束被分開。這樣，角度分辨散射光譜可以針對多個波長被并行地測量。3維光譜(波長和兩個不同的角度)可以被測量，其包含比2維光譜更多的信息。這允許更多的信息被測量，其增加了量測過程的魯棒性。在EPl, 628，164A中對此進(jìn)行了詳細(xì)描述。襯底W上的目標(biāo)30可以是I維光柵，該I維光柵被印刷成使得在顯影之后由實(shí)的抗蝕劑線形成這些條紋。目標(biāo)30可以是2維光柵，其可以被印刷成使得在顯影之后由實(shí)的抗蝕劑柱或抗蝕劑中的通孔形成該光柵。所述條紋、柱狀物或通孔可以替代地被蝕刻到襯底中。這一圖案對光刻投影設(shè)備(尤其是投影系統(tǒng)PU中的色差或像差是敏感的，照射對 稱性和這樣的像差的出現(xiàn)將證明它們自身在所印刷的光柵上的變化。因此，所印刷的光柵的散射數(shù)據(jù)用于重建光柵。I維光柵的參數(shù)(例如線寬和形狀)或2維光柵的參數(shù)(例如柱狀物或通孔寬度或長度或形狀)可以被輸入到重建過程，該重建過程由處理單元PU根據(jù)印刷步驟和/或其它的散射測量過程的知識來進(jìn)行。
如上所述，目標(biāo)位于襯底的表面上。該目標(biāo)將通常是光柵中的一系列的線的形狀或二維陣列中的大體矩形結(jié)構(gòu)。嚴(yán)格光學(xué)衍射理論在量測中的用途是有效地計(jì)算從目標(biāo)反射的衍射光譜。換句話說，獲得目標(biāo)形狀信息用于CD(臨界尺寸)均勻性和重疊量測。重疊量測是測量系統(tǒng)，其中測量兩個目標(biāo)的重疊以便確定襯底上的兩個層是否對準(zhǔn)。CD均勻性僅是用以確定光刻設(shè)備的曝光系統(tǒng)如何起作用的光譜上光柵的均勻性的測量結(jié)果。具體地，CD或臨界尺寸是被“寫”到襯底上的目標(biāo)的寬度并且是光刻設(shè)備能夠物理寫到襯底上的極限。使用上述散射儀中的一種并結(jié)合目標(biāo)結(jié)構(gòu)(例如目標(biāo)30)以及其衍射性質(zhì)的模型化，可以以多種方式實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的形狀和其他參數(shù)的測量。在如圖5表示的第一類型的過程中，基于目標(biāo)形狀(第一候選結(jié)構(gòu))的第一估計(jì)計(jì)算衍射圖案，并且與所觀察的衍射圖案對t匕。然后系統(tǒng)地變化模型的參數(shù)，并且在一系列的迭代過程中重新計(jì)算衍射，以生成新的候選結(jié)構(gòu)，并因此達(dá)到最佳的適配。在如圖6表示的第二類型的過程中，預(yù)先計(jì)算多種不同候選結(jié)構(gòu)的衍射光譜以建立衍射光譜的“庫”。然后，將從測量目標(biāo)觀察的衍射圖案與所計(jì)算的光譜的庫對比，以找出最佳適配。兩種方法可以一起使用通過庫可以獲得粗適配，隨后通過迭代過程找出最佳適配。具體參照圖5，將概括地描述實(shí)施目標(biāo)形狀和/或材料性質(zhì)的測量的方法。本說明書假定目標(biāo)在僅一個方向上(一維結(jié)構(gòu))是周期性的。在實(shí)際應(yīng)用中，目標(biāo)可以是沿兩個方向的周期性結(jié)構(gòu)(二維結(jié)構(gòu))，并相應(yīng)地適應(yīng)處理過程。502 :使用例如上述的那些散射儀測量襯底上的實(shí)際目標(biāo)的衍射圖案。所測量的衍射圖案前饋至諸如計(jì)算機(jī)等計(jì)算系統(tǒng)。計(jì)算系統(tǒng)可以是參照上面的處理單元PU，或其可以是分離的或單獨(dú)的設(shè)備。503 :建立“模型方案(model recipe) ”,限定目標(biāo)結(jié)構(gòu)的多個參數(shù)Pi (Pi、p2、p3等)的參數(shù)化模型。這些參數(shù)可以表示例如在一維周期性結(jié)構(gòu)中的側(cè)壁的角度、特征的高度或深度、特征的寬度。目標(biāo)材料和下面的層的性質(zhì)也可以通過諸如折射系數(shù)等參數(shù)表示(在散射測量輻射束中存在的特定波長下)。下面給出具體示例。重要地，雖然目標(biāo)結(jié)構(gòu)可以通過描述其形狀和材料性質(zhì)的許多參數(shù)限定，然而模型方案將限定這些參數(shù)的一部分以具有固定的值，而其他參數(shù)是可變的或“浮態(tài)”參數(shù)、用于隨后的處理步驟。進(jìn)一步地下面描述在固定參數(shù)和浮態(tài)參數(shù)之間進(jìn)行選擇的過程。此外，將介紹在不完全與浮態(tài)參數(shù)無關(guān)的情況下允許參數(shù)變化的方法。為了描述圖5,可變參數(shù)被看作參數(shù)Pp504 :通過設(shè)定浮態(tài)參數(shù)(即pi(°)，p2(°)，p3(°)等)的初始值？/°)估計(jì)模型目標(biāo)形狀。在特定的預(yù)定范圍內(nèi)生成每個浮態(tài)參數(shù)，如配方中限定的。506 :例如通過使用嚴(yán)格光學(xué)衍射方法(例如RCWA)或任何其他麥克斯韋方程的求解器，表示所估計(jì)的形狀的參數(shù)與模型的不同元件的光學(xué)性質(zhì)一起用于計(jì)算散射性質(zhì)。這給出所估計(jì)的目標(biāo)形狀的估計(jì)的衍射圖案或模型衍射圖案。508，510 :所測量的衍射圖案和模型衍射圖案隨后被對比，并且它們的相似點(diǎn)和差異被用于計(jì)算模型目標(biāo)形狀的“價值函數(shù)(merit function)”。512 :假定價值函數(shù)表明 ，在其精確地表示實(shí)際的目標(biāo)形狀之前模型需要進(jìn)行改進(jìn)，估計(jì)新的參數(shù)p/1)、^1)、？^1)等，并且將其迭代地反饋至步驟506。重復(fù)步驟506-512。為了幫助研究，在步驟506中的計(jì)算還可以生成價值函數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)，其指示在該特定區(qū)域內(nèi)參數(shù)空間中增大或減小參數(shù)將增大或減小價值函數(shù)的敏感性。價值函數(shù)的計(jì)算和導(dǎo)數(shù)的使用在本領(lǐng)域是公知的，這里不詳細(xì)地描述。。514:當(dāng)價值函數(shù)指示該迭代過程已經(jīng)以想要的精確度收斂到解，則當(dāng)前估計(jì)的參數(shù)被報(bào)告為實(shí)際目標(biāo)結(jié)構(gòu)的測量值。該迭代過程的計(jì)算時間很大程度上由所使用的前饋衍射模型確定，即通過由估計(jì)的目標(biāo)結(jié)構(gòu)、使用嚴(yán)格光學(xué)衍射理論對估計(jì)的模型衍射圖案的計(jì)算。如果需要更多的參數(shù)，則存在更多的自由度。計(jì)算時間原則上以自由度的數(shù)量的冪增加。在步驟506計(jì)算的估計(jì)的衍射圖案或模型衍射圖案可以以不同的形式表示。如果計(jì)算的圖案以與在步驟502中生產(chǎn)的測量的圖案相同的形式表示，則對比被簡化。例如，可以容易地將模型化的光譜與通過圖3中的設(shè)備測量的光譜對比；可以容易地將模型化的光瞳圖案與通過圖4中的設(shè)備測量的光瞳圖案對比。
在上面的對圖5的整個描述中，將使用術(shù)語“衍射圖案”，假定使用圖4中的散射儀。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地將這里的教導(dǎo)適應(yīng)于不同類型的散射儀，或者甚至是其他類型的測量設(shè)備。圖6示出替換的示例過程，其中預(yù)先計(jì)算不同的估計(jì)目標(biāo)形狀(候選結(jié)構(gòu))的多個模型衍射圖案，并存儲在庫內(nèi)用于與實(shí)際的測量值對比。下面的原理和術(shù)語與圖5中的過程相同。圖6中過程的步驟如下602 :開始生成庫的過程?？梢詫γ糠N類型的目標(biāo)結(jié)構(gòu)生成單獨(dú)的庫。通過測量設(shè)備的用戶根據(jù)需要生成該庫，或可以通過設(shè)備的供應(yīng)商預(yù)生成該庫。603 :建立“模型方案”，其限定目標(biāo)結(jié)構(gòu)的參數(shù)pi (pi、p2、p3等)的參數(shù)化模型?？紤]過程與步驟503的迭代過程中的類似。604 :例如通過生成所有參數(shù)的隨機(jī)值生成第一組參數(shù)pl(°)、p2(°)、p3(°)等，每個參數(shù)在其值的期望范圍內(nèi)。606 :計(jì)算模型衍射圖案并存儲在庫內(nèi)，其表示由通過參數(shù)表示的目標(biāo)形狀而期望得到的衍射圖案。608 :生成一組新的形狀參數(shù)pl'pZ'pSd)等。步驟606-608被重復(fù)幾十次、幾百次或甚至幾千次，直到判斷包括所有存儲的模型化衍射圖案的庫充分完整。每個存儲的圖案表示在多維參數(shù)空間內(nèi)的樣品點(diǎn)。在庫內(nèi)的這些樣品應(yīng)該以充分接近地表示任何實(shí)際衍射圖案的足夠的密度來構(gòu)成樣品空間。610 :在生成庫之后(但是也可以是之前)，實(shí)際目標(biāo)30被放置在散射儀中并且測
量其衍射圖案。612 :所測量的圖案與存儲在庫內(nèi)的模型化的圖案對比，以便找出最佳匹配圖案?？梢詫靸?nèi)的每個樣品實(shí)施這個對比過程，或者可以采用更多的系統(tǒng)化搜索策略以減小計(jì)算負(fù)擔(dān)。614:如果找到了匹配，則可以確定用以生成匹配的庫圖案的估計(jì)的目標(biāo)形狀是近似的目標(biāo)結(jié)構(gòu)。與匹配樣品對應(yīng)的形狀參數(shù)被輸出為測量的形狀參數(shù)?？梢灾苯訉δＰ脱苌湫盘枅?zhí)行匹配的過程，或者可以對優(yōu)化用于快速估計(jì)的替代的模型執(zhí)行上述過程。616:可選地，最近的匹配樣品被用作開始點(diǎn)，并且細(xì)化過程可以用于獲得用于報(bào)告的最終參數(shù)。該細(xì)化過程可以包括與例如圖5中示出的非常類似的迭代過程。
是否需要細(xì)化步驟616是實(shí)施者的選擇問題。如果庫是非常密集地被取樣，則迭代細(xì)化可以不需要，因?yàn)榭偸强梢哉业搅己玫钠ヅ?。另一方面，這種庫可能對實(shí)際應(yīng)用來說太龐大。因此實(shí)際的解決方案是對一組粗的參數(shù)使用庫搜索，隨后使用價值函數(shù)通過一次或多次迭代過程確定更加精確的一組參數(shù)，以想要的精確度報(bào)告目標(biāo)襯底的參數(shù)。在執(zhí)行附加的迭代的情況下，增加計(jì)算的衍射圖案和相關(guān)的細(xì)化的參數(shù)組作為庫內(nèi)的新的記載條目是一種可選的方式。以此方式，可以首先使用庫，其是基于相對小量的計(jì)算，但是其使用細(xì)化步驟616的計(jì)算建立更大的庫。無論使用哪種方案，基于多個候選結(jié)構(gòu)的匹配優(yōu)度(goodness of matches)可以獲得一個或多個所報(bào)告的可變參數(shù)的值的進(jìn)一步細(xì)化。例如，通過在兩個或多個候選結(jié)構(gòu)的參數(shù)值之間插值可以得出最后報(bào)告的參數(shù)值，其中假定這些候選結(jié)構(gòu)的兩者或全部具有高的匹配度。
該迭代過程的計(jì)算時間很大程度上由步驟506和606的前饋衍射模型確定，即通過估計(jì)的目標(biāo)形狀、使用嚴(yán)格光學(xué)衍射理論對估計(jì)的模型衍射圖案的計(jì)算。本發(fā)明涉及用于確定例如光柵等周期目標(biāo)的不對稱性質(zhì)的設(shè)備的多個實(shí)施例。圖7示出根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的檢查設(shè)備。參照圖7，寬帶光源702提供白光的窄的筆形射束，提供多個輻射波長。因此可以同時提供多個波長，用于設(shè)備的快速測量過程。在另一實(shí)施例中，可調(diào)光源在不同時間提供不同的波長。光源702可以例如是白光激光器或氣燈。在照射器的出口處的照射光瞳706具有一個斑點(diǎn)或光斑708。筆形射束被發(fā)送通過“圖像復(fù)制和旋轉(zhuǎn)”裝置710。該裝置復(fù)制筆形射束并相對于原始束旋轉(zhuǎn)復(fù)制的射束超過180度。“圖像復(fù)制和旋轉(zhuǎn)”裝置的示例是如專利US6961116和US6628406中描述的自參考干涉儀。作為復(fù)制動作的結(jié)果，此時用兩個相同的相對于原點(diǎn)點(diǎn)鏡像(并且具有基本上為零的空間頻率)的白光源716、716’照射照射光瞳平面714。這在整個目標(biāo)上提供良好限定的照射入射角，這樣方便光柵重構(gòu)?；谶@個原因，點(diǎn)源的尺寸保持為小尺寸。透鏡LI和L2形成雙焦闌系統(tǒng)，其將照射光瞳成像到高NA (數(shù)值孔徑)透鏡L3的光瞳平面。該物鏡L3照射目標(biāo)30，目標(biāo)30可以是被未知的產(chǎn)品圖案包圍的小光柵。透鏡LI、L2和L3因此形成經(jīng)由物鏡照射目標(biāo)的光學(xué)系統(tǒng)。晶片上的照射斑點(diǎn)或光斑一般被選擇成遠(yuǎn)大于光柵。通常的值是例如，投影在晶片上的斑點(diǎn)或光斑直徑為30 ym，光柵尺寸為IOXlOu m2。當(dāng)照射斑小于光柵時，例如在劃線中具有相對大的光柵的情況下，本實(shí)施方式仍然是有效的。圖8示出從第一方向和第二鏡反射方向入射到襯底上的光線。實(shí)線箭頭表示源自照射平面714中的點(diǎn)716的光線。虛線箭頭表示源自照射平面714中的點(diǎn)716’的光線。襯底W具有被產(chǎn)品區(qū)域802圍繞的目標(biāo)光柵30。實(shí)線箭頭以下述入射角照射光柵即，使得它們沿基本上呈水平方向的方向沿襯底表面?zhèn)鞑ィ渲幸r底位于固定位置處。虛線箭頭以相同的入射角照射光柵即，使得它們沿基本上呈相反的水平方向的方向沿襯底表面?zhèn)鞑?。圖9示出入射到襯底W上的目標(biāo)光柵30上的兩束光束和所得到的散射衍射級。實(shí)線箭頭902表示源自照射平面714中的點(diǎn)716的光線。實(shí)線箭頭_1、0以及+1分別表示由入射束902產(chǎn)生的散射的負(fù)的第一級、零級以及正的第一級衍射束。虛線箭頭902’表示源自照射平面714的點(diǎn)716’的光線。虛線箭頭_1’、0’以及+1’分別表示由入射束902’產(chǎn)生的散射的負(fù)的第一級、零級以及正的第一級衍射束。每個散射束具有光波長帶，因?yàn)槭褂冒坠庠?。例如如果光從不同的左?cè)壁和右側(cè)壁不同地反射，光柵的不對稱將不同地影響束+1’和-I的光譜。如果在光柵中不存在不對稱，則這些束+1’和-I將具有相同的光譜輪廓。對+1’和-I束的光譜分量中的差異的分析被用于本發(fā)明的實(shí)施例中、用于確定目標(biāo)光柵的不對稱性。在重疊目標(biāo)中堆疊光柵的情況下，對堆疊的光柵之間的重疊誤差的衍射級的影響與不對稱的單個光柵的影響類似。隨后，對+1’和-I束的光譜分量中的差異的分析被用于本發(fā)明的實(shí)施例中，以確定重疊目標(biāo)中堆疊光柵中的重疊誤差。 本發(fā)明的實(shí)施例選擇性地檢測束0’、+1’、_1以及0中的兩個或多個束的性質(zhì)(例如，作為波長的函數(shù)的強(qiáng)度)以確定目標(biāo)的不對稱性質(zhì)。例如，堆疊重疊目標(biāo)中的重疊誤差可以通過對比+1’和-I束來確定，單個光柵中的不對稱可以通過對比+1’和-I束來確定，以及單個或堆疊目標(biāo)結(jié)構(gòu)中的不對稱可以通過檢測0’、+1’、-I以及0束并使用重構(gòu)來確定。再次參照圖7，被目標(biāo)光柵30和周圍產(chǎn)品區(qū)域(圖8中的802)散射的光通過透鏡L3被準(zhǔn)直，并且雙焦闌系統(tǒng)L3和L4在視場光闌FS上形成放大的光柵和產(chǎn)品環(huán)境的圖像。視場光闌FS被放置在物鏡L3的圖像平面處。視場光闌FS的用途是為了限制中間圖像的空間尺寸并用以抑制檢測光學(xué)元件中的雜散光。因此，空間濾光片空間地過濾從襯底的鄰近目標(biāo)的表面上散射的輻射，以選擇被目標(biāo)散射的輻射。透鏡L4和L5將散射光的光瞳平面PP重新成像到消色差的四分之一楔形件QW(quadrature wedge)上。光瞳平面的圖像718具有散射光的四個分量0、_1、0’以及+1’。四分之一楔形件QW沿四個不同方向改變光瞳平面718的四個象限內(nèi)的光。因此，四分之一楔形件QW是配置成單獨(dú)地改變從襯底散射的輻射的衍射級方向的光學(xué)裝置。四分之一楔形件QW可以包括四個楔形件。四分之一楔形件QW的結(jié)果是，透鏡L6在圖像平面內(nèi)生成被孔徑光闌FS透射的光的四個空間分離的子圖像720。四個子圖像720的每一個是視場光闌FS的寬度WFS。在每個子圖像的中心方形表示目標(biāo)光柵并且被產(chǎn)品電路圍繞。雖然目標(biāo)光柵被圖中示出為方形，但是其可以是其他形狀，例如矩形。圖像720包括兩個對角地相反的圖像，包含零級圖像0和0’，并且兩個剩余的對角地相反的圖像包含負(fù)的第一級和正的第一級圖像-I和+1’。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，圖像平面內(nèi)的四個子圖像的每一個的布置將依賴于楔形件的布置。因此可以使用楔形件和/或一個或多個透鏡L6的不同的相對取向來實(shí)現(xiàn)子圖像的其他布置。此外，子圖像不需要布置在相同的平面上。當(dāng)使用白光時，四分之一楔形件是消色差的，否則圖像偏移將變成與顏色相關(guān)。消色差的楔形件可以制成透射形式，但是反射型的楔形件也是合適的，因?yàn)樗鼈兪枪逃械叵畹摹，F(xiàn)在使用四個多模檢測光纖MF捕獲光柵的兩個零級強(qiáng)度分量和正的第一級和負(fù)的第一級強(qiáng)度分量。因此，光纖是捕獲裝置，其配置成捕獲一個或多個單獨(dú)地改變方向的衍射級。這就是“選擇區(qū)域”檢測，其抑制來自產(chǎn)品環(huán)境的光。光纖相對于透鏡的位置配置成捕獲每個子圖像720對應(yīng)目標(biāo)光柵的選擇區(qū)域?？蛇x地，可以使用壓電微型操縱器用于對傳感器中的動態(tài)調(diào)節(jié)。多模光纖通常具有200 u m的芯直徑，并且該直徑小于光柵的圖像，以便優(yōu)先于被周圍產(chǎn)品區(qū)域散射的光而選擇被光柵散射的光。如果光柵長度為10 V- m,則本實(shí)施例中透鏡系統(tǒng)L3、L4、L5以及L6的放大率至少為40。
楔形件角度 是充分大以允許四個子圖像720的完全的分離。如果分離距離太小，則圖像將重疊，這引起來自產(chǎn)品區(qū)域的進(jìn)入光柵區(qū)域的串?dāng)_。被檢測光纖捕獲的寬帶光被傳遞至四個分光計(jì)，它們優(yōu)選名義上是一致的。這四個分光計(jì)同時地且并行地測量兩個零級I。，(X)和Ici(A)和正的第一級I+1, (X)和負(fù)的第一級L1U)作為波長的函數(shù)。對于重疊量測，通常的波長范圍可以是400-800nm，光譜分辨率為5nm。這得到每個光譜80個像素，因而總計(jì)大約320個樣品?？梢栽诜浅６痰墨@取時間內(nèi)取得這種在寬帶光源中的多個波長X條件下的測量，這允許實(shí)現(xiàn)高的產(chǎn)出。在其他的時間復(fù)用的實(shí)施例中，可以使用少于四個分光計(jì)，并且對于每次測量、多于一個的單獨(dú)捕獲的衍射級一次一級地被引導(dǎo)至分光計(jì)，作為波長的函數(shù)。對于一個給定的入射角測量四個信號。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，通過改變在照射光瞳平面706內(nèi)的照射斑708的位置，可以對更多的入射角重復(fù)上述過程?，F(xiàn)在可以在處理器PU內(nèi)使用該組測量的光譜、以計(jì)算目標(biāo)光柵的不對稱性質(zhì)。如在基于衍射的重疊方法中，不對稱性質(zhì)，例如計(jì)算的重疊誤差(對于具有多于一個的疊加的光柵堆疊的重疊目標(biāo))和不對稱(對于單個光柵)可以通過對比測量的+1’和-I光譜來確定。圖10示出替換的實(shí)施方式。與圖7中相同的元件用相同的附圖標(biāo)記表示。代替使用白光源，使用單波長光源1002。單波長光源可以是可調(diào)的或可切換的，以提供多個波長。單波長用Xt表示。對于每個單波長，圖像“720”此時被投影到諸如CCD照相機(jī)等檢測器上，其測量通過負(fù)的第一級、正的第一級和零級而形成的多個圖像的強(qiáng)度。在該實(shí)施方式中，在處理單元PU上執(zhí)行的圖案識別軟件模塊1004被用于識別光柵圖像所處的位置并且提取在波長Xt條件下的兩個零級Ici,(入T)和、^。和正的第一級I+1,(入T)和負(fù)的第一級L1(Xt)的強(qiáng)度。因此調(diào)節(jié)波長Xt，并且測量被連續(xù)地重復(fù)以確定在多個單波長入條件下的兩個零級I。，(X)和IciU)和正的第一級I+1, (X)和負(fù)的第一級L1Ut)的強(qiáng)度。諸如不對稱結(jié)構(gòu)參數(shù)(對于單光柵)和/或光柵形狀(對于單光柵或堆疊的光柵重疊目標(biāo))等不對稱性質(zhì)可以使用重構(gòu)來確定。這使用與參照圖5和6描述的方法類似的方法來實(shí)現(xiàn)。然而，代替模型化的和測量的衍射圖案，測量和模型化作為對于零級和第一級的波長的函數(shù)的強(qiáng)度(和/或偏振)。為了模型化不對稱性，限定目標(biāo)結(jié)構(gòu)的參&^3等)的參數(shù)化模型的“模型方案”包括與目標(biāo)光柵不對稱性相關(guān)的參數(shù)。這些參數(shù)是不同的左側(cè)壁角和右側(cè)壁角以及頂層蓋層(rooftop)的形狀。模型計(jì)算作為照射波長的函數(shù)的所測量的強(qiáng)度(和/或偏振)參數(shù)。圖11中示出使用對稱和不對稱參數(shù)時的模型化的方法。1102 :將不對稱參數(shù)設(shè)置為零。1104 :使用對稱參數(shù)重構(gòu)直到達(dá)到收斂。1106 :固定對稱參數(shù)，因此這些參數(shù)不被修改。1108 :使用不對稱參數(shù)重構(gòu)直到達(dá)到收斂。1110 :固定不對稱參數(shù)，因此它們不被修改。對于對稱參數(shù)的小的更新執(zhí)行步驟1104至1108的另一次迭代。在另一實(shí)施例中，以與參照圖4描述的方式類似的方式加入?yún)⒄罩芬匝a(bǔ)償強(qiáng)度波動。這種方法可以涉及加入另一分光計(jì)。
上面參照圖7和10描述的多個實(shí)施例具有點(diǎn)鏡像照射束。這提供高的測量速度。然而還可以僅使用順序地切換至點(diǎn)鏡像位置的一個輸入束來實(shí)現(xiàn)其他實(shí)施例。雖然參照圖7和10描述了衍射光的強(qiáng)度(作為頻率的函數(shù))的測量和模型化，但是本發(fā)明的多個實(shí)施例還包括使用合適的橢圓偏光(ellipsometric)技術(shù)和測定偏振技術(shù)的作為頻率的函數(shù)的偏振狀態(tài)的測量和模型化本發(fā)明的多個實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)包括它們允許在管芯內(nèi)光柵上的過程魯棒的重疊量測；對于并行的數(shù)據(jù)采集使用多個分光計(jì)允許高的產(chǎn)出；零級散射光的測量允許CD量測以及不對稱性。下面參照圖12至15描述其他實(shí)施例。代替參照圖10描述的消色差的四分之一楔形件QW，對于特定的各個角光譜可以使用多個單楔形件MSW。圖12示出根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的檢查設(shè)備，其具有可調(diào)的光源和CCD檢測器、用于從X和y目標(biāo)周期性產(chǎn)生的級的分離。在圖12中，與圖7和10中共同的元件具有相同的附圖標(biāo)記。對于圖10的實(shí)施例，使用單波長光源1002。單波長光源是可調(diào)的或可切換的、以提供多個波長。單波長還用Xt表示。在照射器的出口處的照射光瞳706具有一個光斑1208。單個光斑被定位在照射光瞳內(nèi)，使得波長和目標(biāo)光柵的節(jié)距(沿目標(biāo)周期性的X方向和y方向)的組合導(dǎo)致從晶片沿X和y散射的第一衍射級在光瞳平面1218的圖像內(nèi)分離地定位。下面參照圖13描述上述過程。這種定位允許通過多個單楔形件MSW分離從晶片沿X和y散射的第一衍射級，如下文描述的。通過“圖像復(fù)制-旋轉(zhuǎn)”裝置710發(fā)射筆形射束。這種復(fù)制動作的結(jié)果是，此時用兩個相同的相對于原點(diǎn)點(diǎn)鏡像(且具有基本上為零的空間頻率)的單波長光源1216、1216’照射照射光瞳平面714。與前面一樣，這在整個目標(biāo)上提供良好地限定的照射入射角，這便于光柵重構(gòu)?；谶@個原因，點(diǎn)光源的尺寸保持小。透鏡LI和L2形成雙焦闌系統(tǒng)，其將照射光瞳成像到高NA (數(shù)值孔徑)透鏡L3的光瞳平面。該物鏡L3照射目標(biāo)30，目標(biāo)30可以是具有在多個方向上是周期性的區(qū)域的復(fù)合光柵，例如具有如圖15a所示的分離的X光柵和y光柵。替換地，X和y周期性可以是相同的二維光柵，例如具有矩形或圓形的陣列。目標(biāo)可以被未知的產(chǎn)品圖案包圍。透鏡L1、L2以及L3因此形成經(jīng)由物鏡照射目標(biāo)的光學(xué)系統(tǒng)。晶片上的照射斑通常被選擇成遠(yuǎn)大于目標(biāo)光柵。通常的值是例如投射在晶片上的30 的光斑直徑和光柵尺寸為IOX 10 ym2。該實(shí)施方式在照射斑小于光柵尺寸(例如在劃線內(nèi)具有相對大的光柵)時將仍然是可行的。被目標(biāo)光柵30和周圍產(chǎn)品區(qū)域散射的光通過透鏡L3準(zhǔn)直，并且雙焦闌系統(tǒng)L3和L4在視場光闌FS上形成光柵和產(chǎn)品環(huán)境的放大的圖像。視場光闌FS被放置在物鏡L3的圖像平面處。視場光闌FS的用途是為了限制中間圖像的空間范圍并抑制檢測光學(xué)元件內(nèi)的雜散光。因此空間濾光片過濾從襯底的鄰近目標(biāo)的表面散射的輻射，以選擇被目標(biāo)散射的輻射。透鏡L4和L5將散射光的光瞳平面PP重新成像到多個單楔形件光學(xué)裝置MSW上。該光瞳平面的圖像1218具有散射光的六個分量，0'、+ly、+l' x、0、-l' y以及_lx。多單楔形件光學(xué)裝置MSW攔截或拋棄零級衍射光0’和0，并沿四個不同的各個方向改變+ly、+1' x、_l' y以及-Ix級光的方向。因此，多單楔形件MSW是配置成分離地或單獨(dú)地改變從襯底散射的輻射的衍射級方向的光學(xué)裝置。此外，其配置成分離從襯底沿多個周期性方向散射的輻射的衍射級，在本示例中時沿X和y方向。可以分出零級輻射并將其引導(dǎo)至光學(xué)系統(tǒng)的另一支路，或引導(dǎo)至圖像傳感器CXD的另一不使用的部分，用于校正強(qiáng)度變化的強(qiáng)度測量。因此，例如可以在與光譜測量相同的時間或在測量每批晶片襯底的開始時刻測量零級強(qiáng)度。圖14示出楔形結(jié)構(gòu)QW和MSW以及在傳感器處的目標(biāo)的最終圖像1420和1220。多單楔形件MSW可以包括四個楔形件，如圖14a所示。平面視圖中的形狀不限于圖14a中示出的形狀，其由球面透鏡上研磨平面得出。回到圖12，作為多單楔形件MSW的配置結(jié)果，透鏡L6在圖像平面IP內(nèi)形成光的四個子圖像1220，其中所述光被孔徑光闌FS透射，空間分離由在X和y上的目標(biāo)周期性產(chǎn)生的多個級。這些在圖14b中示出并且在圖15b中放大，其中用陰影線繪出以與多單楔形件MSff的相應(yīng)的楔形件匹配。例如，圖14a中的+1' x楔形件得出子圖像，其具有圖14a中相應(yīng)的陰影部分并在圖15b中用+1' x_d和+1' x+d表示。包括一對具有相同陰影劃線的方形的每個子圖像表示目標(biāo)光柵。周圍的產(chǎn)品電路已經(jīng)通過視場光闌FS而被空間濾除。雖然目標(biāo)光柵被圖示為方形，但是它們可以是其他形狀，例如矩形。圖像1220包括目標(biāo)的從+ly、+l' x、_l' y以及-Ix級得出的空間重疊圖像。因而，多單楔形件光學(xué)裝置MSW配置成將分離的衍射級投影到一個或多個檢測器，以通過不同的分離的衍射級形成目標(biāo)的空間重置圖像。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，圖像平面內(nèi)四個子圖像的每一個的布置將依賴于楔形件的布置。因此通過使用楔形件的不同的相對取向和/或一個或更多的透鏡L6可以實(shí)現(xiàn)子圖像的其他布置。此外，子圖像不需要布置在相同的平面上。圖12、14b以及15b示出的子圖像1220的布置的優(yōu)點(diǎn)在于，可以使用更多的檢測傳感器CCD (更多像素)，由此允許與根據(jù)參照圖10描述的實(shí)施例的通過四方楔形件QW(如圖14a所示)產(chǎn)生的空間分離的子圖像(在圖14b中為1420)相比，改進(jìn)了 TMU和減少了測量時間。在該示例中，子場的重疊提供偏置的復(fù)合光柵的圖像的有效布置。應(yīng)該認(rèn)識到，在有效地覆蓋圖像傳感器的同時對合適的具體目標(biāo)布局的子圖像的其他重疊或嵌合布置是可以想到的。多單楔形件MSW可以是消色差的、以避免隨波長變化的圖像偏移?？梢砸酝干涞男问叫纬上畹男ㄐ渭欠瓷湫托ㄐ渭彩呛线m的，因?yàn)樗鼈児逃械叵?。對于每個單波長At，此時圖像1220被投影到諸如C⑶照相機(jī)等檢測器上，其測量通過負(fù)的第一級和正的第一級形成的圖像的強(qiáng)度。在該實(shí)施例中，在處理單元PU上執(zhí)行的圖案識別軟件模塊1004被用于識別光柵圖像所處的位置并在波長\ T條件下提取+ly、+1' x、_l' y 以及-Ij^的強(qiáng)度 I+lyUT)、I+1, ,(At)^L1- y(AT)以及 I_lxUT)。因此調(diào)節(jié)波長入T，并且測量被連續(xù)地重復(fù)以確定在多個單波長Xt條件下的強(qiáng)度I+ly( XT)、I+1, x (入T)、L1, y(XT)以及 I_lx(入 T)。
圖13示出由x和y目標(biāo)周期性得出的多個級的光瞳平面內(nèi)的分離。參照圖13a，僅考慮一個照射斑1216。這導(dǎo)致光瞳平面圖像1218為零級光斑O。由沿y方向上的周期性得出的衍射導(dǎo)致正的第一級光斑+Iy在y方向上相對于光瞳平面圖像1218內(nèi)的零級光斑偏移一個距離，該距離是照射波長\和y方向上的光柵節(jié)距P的函數(shù)。負(fù)的第一級光斑-Iy落在光瞳圖像的外側(cè)并且沒出現(xiàn)。由沿X方向上的周期性得出的衍射導(dǎo)致負(fù)的第一級光斑-Ix沿X方向相對于零級光斑偏移一個距離，該距離是照射波長、和X方向上的光柵節(jié)距的函數(shù)。在該示例中，沿X方向的光柵節(jié)距為P，與y方向的相同，但是其可以與y方向上的節(jié)距不同。正的第一級光斑+Ix落在光瞳圖像的外側(cè)，并且沒出現(xiàn)。圖13b示出使用兩個點(diǎn)光源1216和1216’、通過如圖12所示的圖像復(fù)制和旋轉(zhuǎn)裝置170的動作照射的照射光瞳平面714。以與圖13a所述相同的方式，照射斑1216’得出光瞳平面圖像1218中的衍射級+1',和-1' y。圖15示出復(fù)合目標(biāo)結(jié)構(gòu)1502和目標(biāo)子圖像1220在傳感器處的有效重疊的放大的視圖。在目標(biāo)結(jié)構(gòu)1502中，每個目標(biāo)的周期性分別通過X和y表示，并且分別用垂直和水平陰影表示(不按比例)。上標(biāo)-d和+d表示應(yīng)用至每個光柵的重疊偏差(overlay bias), 如已知專利出版物US2010/0328655中描述的使用偏斜的復(fù)合光柵計(jì)算重疊偏移。使用重構(gòu)可確定不對稱性質(zhì)，例如不對稱結(jié)構(gòu)參數(shù)(對于單個光柵)和/或光柵形狀(對于單個光柵或堆疊的光柵重疊目標(biāo))。這可以通過與參照圖5和6描述的類似的方法實(shí)現(xiàn)。然而，代替模型化和測量衍射圖案，測量和模型化第一級的作為波長的函數(shù)的強(qiáng)度(和/或偏振)。為了模型化不對稱性，限定目標(biāo)結(jié)構(gòu)的參數(shù)Pi (P1 > P2> P3等)的參數(shù)化模型的“模型方案”包括與目標(biāo)光柵不對稱相關(guān)的參數(shù)。這些參數(shù)是不同的左側(cè)壁角和右側(cè)壁角以及頂層蓋層形狀。該模型計(jì)算作為照射波長的函數(shù)的測量強(qiáng)度(和/或偏振)參數(shù)。與參照圖7和10描述的實(shí)施例相同，圖11示出當(dāng)使用對稱和不對稱參數(shù)時模型化的方法。這里所述的檢查實(shí)施例的檢查設(shè)備和方法可以用在器件制造的方法中，并且可以并入光刻設(shè)備中和光刻處理單元中。盡管在本文中可以做出具體的參考，將所述光刻設(shè)備用于制造1C，但應(yīng)當(dāng)理解這里所述的檢查設(shè)備可以有其他的應(yīng)用，例如，集成光學(xué)系統(tǒng)、磁疇存儲器的引導(dǎo)和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等的制造。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在這種替代應(yīng)用的情況中，可以將其中使用的任意術(shù)語“晶片”或“管芯”分別認(rèn)為是與更上位的術(shù)語“襯底”或“目標(biāo)部分”同義。這里所指的襯底可以在曝光之前或之后進(jìn)行處理，例如在軌道(一種典型地將抗蝕劑層涂到襯底上，并且對已曝光的抗蝕劑進(jìn)行顯影的工具)、量測工具和/或檢驗(yàn)工具中。在可應(yīng)用的情況下，可以將所述公開內(nèi)容應(yīng)用于這種和其它襯底處理工具中。另外，所述襯底可以處理一次以上，例如以便產(chǎn)生多層1C，使得這里使用的所述術(shù)語“襯底”也可以表示已經(jīng)包含多個已處理層的襯底。雖然上面詳述了本發(fā)明的實(shí)施例在光刻設(shè)備的應(yīng)用，應(yīng)該注意到，本發(fā)明可以有其它的應(yīng)用，例如壓印光刻，并且只要情況允許，不局限于光學(xué)光刻。在壓印光刻中，圖案形成裝置中的拓?fù)湎薅嗽谝r底上產(chǎn)生的圖案?？梢詫⑺鰣D案形成裝置的拓?fù)溆∷⒌教峁┙o所述襯底的抗蝕劑層中，在其上通過施加電磁輻射、熱、壓力或其組合來使所述抗蝕劑固化。在所述抗蝕劑固化之后，所述圖案形成裝置從所述抗蝕劑上移走，并在抗蝕劑中留下圖案。
這里使用的術(shù)語“輻射”和“束”包含全部類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(例如具有約365、355、248、193、157或126nm的波長)或極紫外(EUV)輻射(例如具有5-20nm范圍的波長)，以及粒子束，例如離子束或電子束。在允許的情況下術(shù)語“透鏡”可以表示不同類型的光學(xué)構(gòu)件中的任何一種或其組合，包括折射式的、反射式的、磁性的、電磁的和靜電的光學(xué)構(gòu)件。盡管以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但應(yīng)該認(rèn)識到，本發(fā)明可以以與上述不同的方式來實(shí)現(xiàn)。例如，本發(fā)明可以采用包含用于描述一種如上面公開的方法的一個或更多個機(jī)器可讀指令序列的計(jì)算機(jī)程序的形式，或具有存儲其中的所述計(jì)算機(jī)程序的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)(例如半導(dǎo)體存儲器、磁盤或光盤)的形式。
上述說明書是示例性的而非限制性的。因此，在不脫離權(quán)利要求的保護(hù)范圍的情況下對本發(fā)明進(jìn)行修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種用于確定襯底上目標(biāo)的不對稱性質(zhì)的檢查設(shè)備，所述目標(biāo)在襯底的平面內(nèi)是周期性的，所述檢查設(shè)備包括 照射系統(tǒng)，配置成提供多個波長的輻射； 光學(xué)系統(tǒng)，包括物鏡并配置成用來自第一方向和第二方向的輻射經(jīng)由物鏡照射所述目標(biāo)，所述第一方向和第二方向相對于襯底的平面成鏡像反射關(guān)系； 光學(xué)裝置，配置成分別地改變由所述襯底散射的輻射的衍射級的方向； 一個或多個檢測器，配置成在所述多個波長條件下測量被分別地改變方向的衍射級的性質(zhì)；和 處理器，配置成使用在所述多個波長條件下所測量的性質(zhì)確定目標(biāo)的不對稱性質(zhì)。
2.如權(quán)利要求I所述的檢查設(shè)備，其中，所述照射系統(tǒng)配置成提供相對于物鏡的光瞳 平面呈點(diǎn)鏡像關(guān)系的兩個輻射束。
3.如權(quán)利要求I或2所述的檢查設(shè)備，其中，所述光學(xué)裝置配置成分離通過來自第一和第二方向中的每一個方向的照射而從所述襯底散射的輻射的衍射級。
4.如權(quán)利要求3所述的檢查設(shè)備，其中，所述目標(biāo)在多個周期性方向上是周期性的，并且所述光學(xué)裝置配置成分離在所述多個周期性方向上從所述襯底散射的輻射的衍射級。
5.如權(quán)利要求4所述的檢查設(shè)備，其中，所述光學(xué)裝置配置成將分離的衍射級投影到所述一個或更多個檢測器，以形成由不同的分離的衍射級得出的所述目標(biāo)的空間重疊的圖像。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢查設(shè)備，其中，所述照射系統(tǒng)包括寬帶光源。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢查設(shè)備，還包括位于物鏡的圖像平面處的空間濾光片，配置成對從襯底的鄰近所述目標(biāo)的表面散射的輻射進(jìn)行空間濾波，以選擇被所述目標(biāo)散射的福射。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢查設(shè)備，其中，所述光學(xué)裝置位于物鏡的光瞳平面處。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢查設(shè)備，其中，所述光學(xué)裝置包括四個楔形件，所述四個楔形件配置成分別地改變來自四個象限中每一個象限的輻射的方向。
10.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的檢查設(shè)備，其中，所述目標(biāo)在多個周期性方向上是周期性的，并且所述光學(xué)裝置包括多個表面，每一個表面對應(yīng)沿所述多個周期性方向從所述襯底散射的輻射的相應(yīng)的衍射級。
11.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢查設(shè)備，其中，所述光學(xué)裝置是消色差的。
12.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢查設(shè)備，還包括捕獲裝置，所述捕獲裝置配置成捕獲被分別地改變方向的衍射級中的一個或更多個。
13.如權(quán)利要求12所述的檢查設(shè)備，其中，所述捕獲裝置包括一個或更多個光纖。
14.如權(quán)利要求12或13所述的檢查設(shè)備，其中，所述捕獲裝置配置成對從襯底散射的輻射進(jìn)行空間濾波以選擇被所述目標(biāo)散射的輻射。
15.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢查設(shè)備，其中，所測量的性質(zhì)包括在所述多個波長條件下的強(qiáng)度。
16.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢查設(shè)備，其中，所述檢測器包括分光計(jì)。
17.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢查設(shè)備，其中，所測量的性質(zhì)包括作為波長的函數(shù)的偏振。
18.一種確定襯底上的目標(biāo)的不對稱性質(zhì)的方法，所述目標(biāo)在襯底的平面內(nèi)是周期性的，所述方法包括 提供多個波長的輻射； 用來自第一方向和第二方向的輻射、經(jīng)由物鏡照射所述目標(biāo)，所述第一方向和第二方向相對于襯底的平面成鏡像反射關(guān)系； 分別地改變由所述襯底散射的輻射的衍射級的方向； 用一個或更多個檢測器在多個波長條件下測量被分別地改變方向的衍射級的性質(zhì)；和 使用在多個波長條件下測量的性質(zhì)確定目標(biāo)的不對稱性質(zhì)。
19.一種光刻設(shè)備,包括 照射系統(tǒng)，布置成照射圖案； 投影系統(tǒng)，布置成將所述圖案的圖像投影到襯底上；和 檢查設(shè)備，用于確定襯底上的目標(biāo)的不對稱性質(zhì)，所述目標(biāo)在襯底的平面內(nèi)是周期性的，所述檢查設(shè)備包括 照射系統(tǒng)，配置成提供多個波長的輻射； 光學(xué)系統(tǒng)，包括物鏡并且配置成用來自第一方向和第二方向的輻射、經(jīng)由物鏡照射所述目標(biāo)，所述第一方向和第二方向相對于襯底的表面成鏡像反射關(guān)系； 光學(xué)裝置，配置成分別地改變由所述襯底散射的輻射的衍射級的方向； 一個或更多個檢測器，配置成在所述多個波長條件下測量被分別地改變方向的衍射級的性質(zhì)；和 處理器，配置成使用在所述多個波長條件下測量的性質(zhì)確定目標(biāo)的不對稱性質(zhì)。
20.—種光刻單兀,包括 涂覆器，布置成將襯底涂覆以輻射敏感層； 光刻設(shè)備，布置成將圖像曝光到襯底的通過涂覆器涂覆的輻射敏感層上； 顯影器，布置成將通過光刻設(shè)備曝光的圖像顯影；和 檢查設(shè)備，用于確定襯底上的目標(biāo)的不對稱性質(zhì)，所述目標(biāo)在襯底的平面內(nèi)是周期性的，所述檢查設(shè)備包括 照射系統(tǒng)，配置成提供多個波長的輻射； 光學(xué)系統(tǒng)，包括物鏡并配置成用來自第一方向和第二方向的輻射、經(jīng)由物鏡照射所述目標(biāo)，所述第一方向和第二方向相對于襯底的平面成鏡像反射關(guān)系； 光學(xué)裝置，配置成分別地改變由所述襯底散射的輻射的衍射級的方向； 一個或更多個檢測器，配置成在所述多個波長條件下測量被分別地改變方向的衍射級的性質(zhì)；和 處理器，配置成使用在所述多個波長條件下測量的性質(zhì)確定目標(biāo)的不對稱性質(zhì)。
21.一種器件制造方法，包括 使用光刻設(shè)備在襯底上形成圖案；和 通過下列步驟確定與所述圖案的參數(shù)相關(guān)的值 提供多個波長的輻射； 用來自第一方向和第二方向的輻射、經(jīng)由物鏡照射使用光刻設(shè)備形成的目標(biāo)，所述第一方向和第二方向相對于襯底的平面成鏡像反射關(guān)系； 分別地改變由所述襯底散射的輻射的衍射級的方向； 使用一個或更多個檢測器在所述多個波長條件下測量被分別地改變方向的衍射級的性質(zhì)；和 使用在所述多個波長條件下測量的性質(zhì)來確定目標(biāo)的不對稱性質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種檢查設(shè)備和方法、光刻設(shè)備、光刻處理單元及器件制造方法。本發(fā)明確定襯底上的周期性目標(biāo)(例如晶片上的光柵)的不對稱性質(zhì)。檢查設(shè)備具有寬帶照射光源，其具有在高數(shù)值孔徑物鏡的光瞳平面內(nèi)點(diǎn)鏡像的照射束。從相對襯底的平面呈鏡像反射關(guān)系的第二和第一方向經(jīng)由物鏡照射襯底和目標(biāo)。四方楔形件光學(xué)裝置分別地改變由襯底散射的輻射的衍射級的方向并且將衍射級與沿第一方向和第二方向中每一個方向的照射分離。例如，對每個入射方向分離零級和第一級。在多模光纖捕獲之后，分光計(jì)用于測量作為波長(I0′(λ)，I0(λ)，I+1′(λ)以及I-1(λ))的函數(shù)的分別被改變方向的衍射級的強(qiáng)度。這可以隨后用于計(jì)算單個光柵的不對稱參數(shù)的重構(gòu)或(堆疊重疊目標(biāo)光柵的)重疊誤差。
文檔編號G01B11/26GK102636963SQ20121002618
公開日2012年8月15日 申請日期2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月11日
發(fā)明者A·J·登博夫, K·巴哈特塔卡里雅, P·C·P·瓦諾鵬, S·C·J·A·凱吉 申請人:Asml荷蘭有限公司