根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的用于測(cè)量EUV檢驗(yàn)工具的波前像差的針孔結(jié)構(gòu)500的側(cè)視圖表示。如圖所展示，針孔結(jié)構(gòu)500包含由吸收體圖案506形成的針孔508。吸收體圖案形成于薄ML反射體504上，薄ML反射體504可形成于襯底502上方。襯底可由任何材料形成，這是因?yàn)楣鉄o法到達(dá)襯底?？赏ㄟ^任何適合的光刻工藝(例如上文所描述)而形成吸收體圖案506。
[0073]在此實(shí)例中，吸收體材料可經(jīng)選擇以盡可能高地吸收EUV光。與用于EUV制造光罩中的吸收體材料相同的TaN吸收體材料可用于針孔結(jié)構(gòu)中。然而，此實(shí)施例不必受限于與實(shí)際制造光罩相同的材料。例如，吸收體材料可由具有比用于制造EUV光罩的吸收體材料高的EUV吸收性的吸收體材料(例如TaN)形成。用于針孔的實(shí)例性吸收體材料可包含以下材料中的一或多者:鎮(zhèn)(Ni)、絡(luò)(Cr)、鉬(Pt)等等。
[0074]覆蓋層508可沉積于ML反射體504的頂部上(在沉積吸收體層之前)以保護(hù)ML反射體504免受濕氣及氧破壞。在特定實(shí)施方案中，覆蓋層508具有數(shù)納米的厚度。覆蓋層508可包含(例如)Ru、S1、DLC或Pt。
[0075]針孔深度D及寬度W可經(jīng)選擇以最小化會(huì)影響從下伏ML反射體504反射的光填充光瞳區(qū)域的負(fù)面光學(xué)效應(yīng)(例如遮蔽)。在一個(gè)實(shí)例中，約50納米(或更小)的吸收體層厚度D較好地工作。約40納米到100納米的針孔寬度較好地工作。
[0076]類似于ML柱實(shí)施例，針孔結(jié)構(gòu)的ML反射體504也可經(jīng)設(shè)計(jì)以支持EUV檢驗(yàn)工具的角帶寬。因此，針孔反射體504可具有用于ML柱狀結(jié)構(gòu)的ML圖案的減少層對(duì)數(shù)(如上文所描述)。例如，ML反射體504可由具有Mo/Si雙層的高折射率對(duì)比度的兩個(gè)交替低吸收材料組成且采用不超過約10對(duì)(例如5對(duì))Mo/Si雙層。ML反射體504還可由釕(Ru)及S1、Ru層及Si層、與碳(C)基勢(shì)皇層介接的Mo層及Si層等等的減少交替層數(shù)形成。
[0077]盡管所說明的實(shí)施例被描述為圓形柱狀結(jié)構(gòu)或圓形孔，但預(yù)期其它形狀。任何適合類型的ML堆疊/柱或針孔結(jié)構(gòu)可用于測(cè)量橫跨光瞳區(qū)域的波前像差。舉例而言，ML堆疊/柱狀結(jié)構(gòu)可為立方體、橢圓形等等。同樣地，針孔結(jié)構(gòu)可為立方形孔或通孔、矩形溝槽、橢圓形等等。在一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)試圖案由用于橫跨整個(gè)光瞳區(qū)域的測(cè)量的單一 ML柱或針孔結(jié)構(gòu)組成。在其它實(shí)施例中，測(cè)試圖案由一起用于橫跨光瞳的測(cè)量的具有不同大小或形狀的多個(gè)ML柱及/或針孔組成。
[0078]ML柱測(cè)試圖案及針孔兩者提供測(cè)試結(jié)構(gòu)與周圍背景之間的對(duì)比度。圖6展示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例性實(shí)施方案的經(jīng)不同地定大小的ML柱測(cè)試結(jié)構(gòu)及針孔結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度對(duì)比的比較。曲線圖602對(duì)應(yīng)于ML柱狀結(jié)構(gòu)，而曲線圖610對(duì)應(yīng)于針孔結(jié)構(gòu)。圖6的針孔結(jié)構(gòu)由50納米厚TaN吸收體材料形成，所述吸收體材料為EUV光罩中所見的共同吸收體材料。某一散焦處的測(cè)試特征(ML柱或針孔)的圖像強(qiáng)度用作為參考。兩個(gè)設(shè)計(jì)配備有相同的薄多層反射體，其給出針對(duì)給定特征直徑尺寸的圖像中的測(cè)試特征的類似亮度強(qiáng)度(曲線604及612)。對(duì)于良好的均勻光瞳填充，50納米或更小的特征尺寸為所關(guān)注的尺寸。
[0079]曲線圖602展示作為ML柱直徑(nm)的函數(shù)的ML柱強(qiáng)度曲線604 (每一點(diǎn)由正方形表示)及其對(duì)應(yīng)背景強(qiáng)度曲線606(每一點(diǎn)由菱形表示)。類似地，曲線圖610展示作為針孔直徑(nm)的函數(shù)的針孔強(qiáng)度曲線612(每一點(diǎn)由正方形表示)及其對(duì)應(yīng)背景強(qiáng)度曲線614 (每一點(diǎn)由菱形表不)。
[0080]每一強(qiáng)度曲線圖展示ML柱/針孔結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與對(duì)應(yīng)背景強(qiáng)度之間的對(duì)比度。如圖所展示，ML柱強(qiáng)度與其背景強(qiáng)度之間的對(duì)比度隨ML柱尺寸增大而增大，且ML柱強(qiáng)度與背景強(qiáng)度之間似乎存在明顯區(qū)別。然而，針孔設(shè)計(jì)顯示在針孔尺寸接近于50納米時(shí)等于針孔結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的背景強(qiáng)度。在尺寸小于50納米時(shí)，針孔設(shè)計(jì)的背景強(qiáng)度高達(dá)或甚至高于針孔結(jié)構(gòu)的信號(hào)強(qiáng)度，其導(dǎo)致歸因于干擾效應(yīng)的不良信噪比及圖像偽影。相比而言，基于本發(fā)明的某些實(shí)施例的ML柱設(shè)計(jì)提供背景強(qiáng)度的額外30倍抑制以提供清晰很多的圖像。其允許在不損及圖像質(zhì)量的情況下根據(jù)需要進(jìn)一步縮減特征尺寸。
[0081]可通過使用導(dǎo)致更低背景強(qiáng)度的不同吸收體材料而改善針孔圖像對(duì)比度。另外，增加吸收體材料的厚度可改善對(duì)比度且抑制背景噪聲。
[0082]診斷測(cè)試結(jié)構(gòu)的某些實(shí)施例提供用于測(cè)量EUV檢驗(yàn)工具的波前像差的增加角帶寬。即，反射光實(shí)質(zhì)上均勻地橫跨光瞳或?qū)嵸|(zhì)上處于不同收集角。本發(fā)明的某些實(shí)施例提供可用檢驗(yàn)工具的EUV光學(xué)器件來成像以實(shí)質(zhì)上填充光瞳區(qū)域的ML柱或針孔結(jié)構(gòu)，所述光瞳區(qū)域通常大于使用EUV光罩來制造半導(dǎo)體裝置的光刻系統(tǒng)的NA。即，檢驗(yàn)系統(tǒng)的光罩平面處的NA通常顯著大于光刻系統(tǒng)的光罩平面處的NA，這將導(dǎo)致測(cè)試檢驗(yàn)圖像與實(shí)際印刷圖像之間的差異。例如，用于檢驗(yàn)EUV掩模的EUV光化性檢驗(yàn)器的NA可大于0.1o
[0083]圖7A到7G展示可用于本發(fā)明的實(shí)施例中的各種Mo/Si多層設(shè)計(jì)的經(jīng)計(jì)算角解析反射率曲線。這些曲線圖中的每一曲線表示13.5納米波長(zhǎng)處的非偏振EUV光的反射率。每一反射率曲線標(biāo)繪為入射角的函數(shù)。
[0084]圖7G展示由具有7.0納米節(jié)距的典型數(shù)目個(gè)(其等于40)雙層形成的測(cè)試結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度作為橫跨光瞳的入射角的函數(shù)。一些角度(低于13度)的反射率值相對(duì)較平直。然而，大于13度的角度處的反射率陡然下降且不均勻。EUV檢驗(yàn)系統(tǒng)的帶寬通常遠(yuǎn)寬于圖7A到7G中所展示的范圍。
[0085]圖7A到7F展示具有較薄ML結(jié)構(gòu)的其它測(cè)試結(jié)構(gòu)。其中，具有5對(duì)Mo/Si雙層及7.3納米周期的圖7C中的設(shè)計(jì)(c)提供O度到25度的角范圍內(nèi)的幾乎平直的反射率響應(yīng)。此反射率響應(yīng)與具有40對(duì)Mo/Si雙層及7.0納米周期的圖7G的常規(guī)多層設(shè)計(jì)(g)(其在約13度處具有銳截止)形成對(duì)比。具有5個(gè)雙層及7.3納米節(jié)距的設(shè)計(jì)(c)的折衷為使峰值反射率減小約4倍。此峰值減小通常被視為針對(duì)度量目的是可承受的，這是因?yàn)闇?zhǔn)確性而非處理量具有更高優(yōu)先級(jí)。將雙層數(shù)從5個(gè)增加到10個(gè)使約一半的峰值反射率損失恢復(fù)(參閱圖7D、7E及7F)。然而，增加雙層計(jì)數(shù)還減小多層帶寬，其可見于反射率朝向更大角下降。10的更高M(jìn)L計(jì)數(shù)仍可具有比具有40個(gè)雙層的圖7G的設(shè)計(jì)(g)更好的對(duì)比度。
[0086]在某些薄雙層ML柱或針孔測(cè)試結(jié)構(gòu)中，雙層(Mo/Si)具有均勻周期性。在替代實(shí)施例中，雙層為非周期性的。每一雙層的厚度可經(jīng)優(yōu)化以導(dǎo)致更寬角帶寬或特定帶寬。換句話說，每一雙層厚度可經(jīng)優(yōu)化以進(jìn)一步優(yōu)化光瞳填充及/或峰值反射率。與簡(jiǎn)單地重復(fù)單一副本不同，非周期設(shè)計(jì)變動(dòng)雙層的每一對(duì)中的Mo及Si的厚度。
[0087]圖8A到8F說明由本發(fā)明的ML柱或針孔結(jié)構(gòu)實(shí)施例形成的各種光瞳圖像。具體來說，這些圖像說明圖SC及8F中的經(jīng)蝕刻的薄ML柱設(shè)計(jì)的測(cè)試特征衍射光瞳填充的比較(與圖8A及8D中的厚ML針孔設(shè)計(jì)相比)，以及針對(duì)兩組特征尺寸(D = 40納米及50納米)的圖SB及SE中的具有薄多層反射體的經(jīng)改善的薄ML針孔設(shè)計(jì)。例如，圖8A展示具有標(biāo)記為用于不同光瞳強(qiáng)度下的等值線的紅色、橙色及黃色的不同強(qiáng)度部分的針孔圖像。還相對(duì)于光瞳孔徑802而使這些不同等值線成像。還展示針對(duì)不同針孔或ML柱狀結(jié)構(gòu)中的每一者的作為光瞳位置的函數(shù)的強(qiáng)度曲線圖(例如曲線圖804a到804f)。
[0088]一般而言，圖8A到8F展示當(dāng)投影光學(xué)器件孔徑的中心附近被相干照明時(shí)的各種設(shè)計(jì)的模型化測(cè)試特征衍射光瞳填充。在圖8A及8D的常規(guī)設(shè)計(jì)中，使用具有40對(duì)Mo/Si雙層的ML反射體及50納米厚TaN吸收體。對(duì)于50納米(a)及40納米(d)的特征直徑，光瞳填充不但不均勻，且由多層的帶寬大幅度調(diào)制，因此導(dǎo)致相對(duì)于光瞳孔徑802的大部分非對(duì)稱的強(qiáng)度等值線。通過切換到圖8B中所展示的薄多層針孔設(shè)計(jì)，光瞳填充歸因于50納米特征直徑的更大多層帶寬而改善。然而，隨著特征尺寸繼續(xù)縮減到40納米，光瞳填充由于與圖SE中所展示的離軸照明相關(guān)聯(lián)的遮蔽效應(yīng)而再次變差。如圖SC及8F中所說明，使經(jīng)蝕刻的ML柱設(shè)計(jì)免除這些缺點(diǎn)。這些薄ML柱設(shè)計(jì)提供50納米及40納米兩者處的特征大小的更均勻及對(duì)稱的光瞳填充。除此之外，如前文所描述，此設(shè)計(jì)提供清晰很多的背景。
[0089]一般而言，可通過使用檢驗(yàn)成像系統(tǒng)(其波前將被測(cè)量)的基于本文所描述的測(cè)試結(jié)構(gòu)上所捕獲的圖像的相位檢索方法而測(cè)量波前像差。理想化的非異常圖像可經(jīng)計(jì)算且與所測(cè)量的圖像比較?？墒褂孟辔粰z索技術(shù)，例如P.迪克森(P.Dirksen)等人在“使用擴(kuò)展 Ni jboer-Zernike 方式的投影透鏡的特