衬底设置有器件结构和量测结构(800)。器件结构包括展现出对一个或多个波长的激发辐射的非弹性散射的材料。器件结构包括在一个或多个尺寸上足够小以致非弹性散射的特性显著地受量子约束的影响的结构。量测结构(800)包括在组成和尺寸上类似于器件特征的器件状结构(800b)，和校准结构(800a)。校准结构在组成上类似于器件结构但在至少一个尺寸上不同于器件结构。使用实施拉曼光谱术的检查设备和方法，通过将从器件状结构非弹性地散射的辐射的光谱特征与从校准结构非弹性地散射的辐射的光谱特征进行比较可以测量出器件状结构的尺寸。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 相关申请的夺叉引用 本申请要求2013年5月21日提交的美国临时申请61/825, 651的优先权，并且该 申请的全部内容通过引用合并于此。
本专利技术涉及能够例如在通过光刻技术进行的器件的制造中使用的检查的设备和 方法。
技术介绍
光刻设备是将期望的图案施加到衬底上、通常是施加到衬底的目标部分上的机 器。光刻设备可以例如用在集成电路（1C)的制造中。在这种情况下，可替代地称作掩模或 掩模版的图案形成装置可以用来生成待形成在1C的单独的层上的电路图案。该图案可以 被转移到衬底（例如，硅晶片）上的目标部分（例如，包括裸片的一部分、一个或几个裸片） 上。图案的转移典型地凭借成像到设置在衬底上的一层辐射敏感性材料（抗蚀剂）上。一 般情况下，单个衬底将含有被相继地图案化的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括： 所谓的步进器，在其中各目标部分通过使整个图案一次曝光到目标部分上而被辐照；和所 谓的扫描器，在其中各目标部分通过经过辐射束在给定方向（"扫描"方向）上扫描图案而 平行或反平行于该方向同步地扫描衬底而被辐照。也可以通过将图案压印到衬底上而使图 案从图案形成装置转移至衬底。 为了监测光刻工艺，测量出被图案化的衬底的参数。参数可以例如包括形成在被 图案化的衬底中或上的相继的层之间的重叠误差和显影的光敏抗蚀剂和/或蚀刻的产品 特征的临界尺寸（典型为线宽）。该测量可以在产品衬底上和/或专用量测目标上执行。 存在用于进行对光刻工艺中形成的微观结构的测量的各种技术，包括扫描电子显微镜和各 种专业工具的使用。快速且非侵入性形式的专业检查工具是其中辐射的光束被引导到衬底 的表面上的目标上并测量出散射或反射束的性质的散射仪。通过将光束的在它被衬底反射 或散射之前与之后的性质进行比较，可以确定衬底的性质。这可以例如通过将反射束与被 存储在与已知衬底性质相关联的已知测量的库中的数据进行比较来完成。两种主要类型的 散射仪是已知的。光谱散射仪将宽带辐射束引导到衬底上并测量出散射到特定的窄角度范 围内的辐射的光谱（作为波长的函数的强度）。角分辨散射仪使用单色辐射束并测量出作 为角度的函数的散射辐射的强度。 随着光刻工艺的分辨率增加，在当前散射仪的分辨率之下将在衬底上创建比以往 任何时候更小的特征。为了以较高分辨率执行散射测量，可以考虑使用利用较短波长的辐 射。紫外线（UV)范围内的波长在原理上对此可以是有效的。然而，用于这样的波长的光学 系统变得特别复杂，并且特征尺寸继续缩小超过经典光学器件的分辨率。技术路线图指向 于小于20nm并且在未来几年内甚至小于10nm的特征尺寸。 虽然存在用于甚至这样的小特征的精确成像的诸如扫描电子显微术（SEM)和原 子力显微术（AFM)等的技术，但是它们是基于接触的方法，作为大规模生产中的例行检查 工具使用太慢且代价高。相应地存在对于新形式的检查方法和设备的期望，特别是适用于 以当前及下一代光刻工艺的分辨率测量出具有特征尺寸的大规模生产的量测目标的检查 方法和设备。理想的是，新的检查方法将以高速且非接触方式操作，以执行与当今大规模生 产中使用的散射仪所起的作用类似的作用。 拉曼光谱术（Ramanspectroscopy)是一种基于非弹性散射的现象的已知用于测 量材料特性的技术。简要地说，拉曼光谱包括处于从入射的辐射束的波长偏移的波长的成 分。波长上的改变不是由任何荧光效应引起的，而是由散射光子与产生散射的材料之间的 能量的交换引起的。典型地，能量的交换包括光子与材料的分子或晶格结构的振动能量模 式之间的耦合。在US7, 903, 260中将光谱散射仪与拉曼光谱仪组合以便选择性地分析材料 性质。也就是说，US7, 903, 260教导：通过测量作为来自具有产品状特征的周期性光栅结构 的第一阶衍射信号的信号的拉曼光谱，可以确保拉曼光谱呈现出产品状特征的材料特性。 然而US7, 903, 260没有提出对小于散射仪的分辨率的产品的任何应用。也没有提出使用拉 曼光谱作为用于调查结构的与材料特性相对的尺寸特性的手段。
技术实现思路
本专利技术人已注意到，在受到低于一定尺寸的空间约束的试样中，在非常小的尺寸 时，量子效应对拉曼光谱中所呈现的非弹性散射具有强烈影响。专利技术人进一步认识到，空间 约束的该影响可以在拉曼光谱中测量出并且可用作计算结构的尺寸特性而不仅是材料特 性的基础。 根据本专利技术的第一方面，提供有一种检查目标结构的方法，包括以下步骤： (a)将具有第一波长的辐射引导在目标结构处； (b)接收由目标散射的辐射，并且形成散射的辐射的光谱，以便将光谱中的归因于 由目标结构的非弹性散射而具有不同于第一波长的波长的一个或多个光谱成分区分开； (c)基于所述光谱成分的特性计算结构的尺寸特性。 方法可以进一步包括将除了第一波长的辐射以外的栗浦辐射引导至所述目标结 构，由此增加计算中使用的光谱成分的强度。 在专利技术的特定实施例中，所述处理器被布置成通过将从目标结构获得的所述光谱 成分的特性与从校准结构获得的对应的光谱成分的特性进行比较来执行所述计算，两个结 构在除尺寸外的所有特性上类似。校准结构可以例如在所述临界尺寸上大于目标结构。 所述计算可以基于所述光谱成分中的一个或多个的波长上的偏移和/或基于所 述光谱成分中的一个或多个的加宽。 专利技术进一步提供一种检查设备，包括： -照射光学器件，用于将具有第一波长的辐射引导在目标结构处； -检测光学器件，用于接收由目标散射的辐射并用于形成散射的辐射的光谱； -检测器，用于将光谱转换成电信号，以及 -处理器，用于基于检测的光谱中的具有不同于第一波长的波长的一个或多个光 谱成分的特性，计算结构的尺寸特性。 专利技术进一步提供一种执行光刻工艺的方法，包括以下步骤： 通过所述光刻工艺在衬底上形成器件结构和至少一个量测目标结构， 通过根据如前所述的专利技术的方法来测量所述量测目标结构的尺寸特性；以及 依照所述尺寸特性的测量出的值来控制对被测量的衬底和/或另外的衬底的随 后的处理。 在实施例应用中，对被测量的衬底的随后的处理被控制以便如果测量出的特性在 某一公差之外则引起衬底的重新加工或报废。 在另一示例应用中，对另外的衬底的处理被控制以便校正在针对被测量的衬底而 计算的尺寸特性中观察到的偏差。 专利技术又进一步提供一种制造器件的方法，包括：根据如上所述的专利技术通过光刻工 艺将一个或多个器件图案施加至衬底，和处理衬底以形成包括所述器件结构的器件作为功 能元件。 专利技术进一步提供一种计算机程序产品，其呈承载有机器可读的指令的瞬态或非瞬 态存储介质的形式，指令在由处理执行时实施以上方面中的一个或多个中的专利技术。处理器 可以是独立的处理装置或者它可以包括检查设备的或光刻设备的控制处理器。 专利技术又进一步提供一种用于在根据如上所述的专利技术的方法和设备中使用的衬底。 衬底可以设置有器件结构和量测结构，器件结构包括展现出对一个或多个波长的 激发辐射的非弹性散射的材料，器件结构包括在一个或多个尺寸上足够小以致所述非弹性 散射的所述特性显著地受量子约束的影响的结构，量测结构包括作为在其组成和尺寸上类 似于器件特征的结构的至少一个器件状结构，和至少一个校准结构，校准结构在其组成上 类似于器件特征但在至本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种检查目标结构的方法，包括以下步骤：(a)将具有第一波长的辐射引导在所述目标结构处；(b)接收由所述目标散射的辐射，并且形成所述散射的辐射的光谱，以便将所述光谱中的归因于由所述目标结构的非弹性散射而具有不同于所述第一波长的波长的一个或多个光谱成分区分开；(c)基于所述光谱成分的特性计算所述结构的尺寸特性。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·博加特，F·比杰南，A·登博夫，S·G·J·马斯杰森，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL
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