测量系统、光刻系统和测量目标的方法技术方案

公开了一种测量系统，其中，第一光学系统将输入辐射束分隔成多个分量。调制器接收所述多个分量并以独立于所述多个分量中的至少一个其它分量的方式将调制施加至所述多个分量中的至少一个分量。第二光学系统利用所述多个分量照射目标并将被所述目标散射的辐射引导至检测系统。所述检测系统配置成基于由所述调制器施加至每个分量或每组分量的调制区分被引导至所述检测系统的所述辐射的一个或更多个分量中的每一个分量，或区分被引导至所述检测系统的所述辐射的一组分量或更多组分量中的每一组分量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】测量系统、光刻系统和测量目标的方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年11月10日提交的欧洲申请16198200.4的优先权，通过引用将该欧洲申请全文并入本文。
本专利技术涉及一种测量系统、一种使用测量系统的光刻系统以及一种测量目标的方法。
技术介绍
光刻设备是一种将所期望的图案施加到衬底(通常是衬底的目标部分)上的机器。例如，光刻设备可以用于集成电路(IC)的制造中。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IC的单层上形成的电路图案。可以将该图案转印到衬底(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。典型地，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分的网络。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)的扫描电子显微镜和用于测量重叠的专用工具，重叠是器件中的两个层的对准的准确度的度量。可依据两个层之间的未对准程度来描述重叠，例如，对被测量的1nm的重叠的引述可以描述两个层存在1nm的未对准的情形。近来，各种形式的散射仪已经被开发，应用在光刻领域中。这些装置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。确定所感兴趣的属性可以通过各种技术来执行：例如，通过诸如严格耦合波分析或有限元方法等迭代方法进行的目标的重构、库搜索、以及主成分分析。常规散射仪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斑(即，光栅未被充满)。这简化了目标的数学重构，这是由于可将目标视为无限的。然而，为了减小所述目标的尺寸(例如至10μm×10μm，或更小)，例如使得它们能够被定位于产品特征当中、而非定位于划线中，已提出使光栅小于测量斑(即，光栅过度填充)的量测。典型地，使用暗场散射测量来测量这些目标，其中零阶衍射(对应于镜面反射)被阻挡，且仅较高阶被处理。暗场成像量测的示例可以在国际专利申请WO2009/078708和WO2009/106279中找到，其全部内容通过引用并入本文。已经在专利出版物US20110027704A、US20110043791A和US20120242970A中描述了上述技术的进一步发展。所有这些申请的内容也通过引用并入本文。使用衍射阶的暗场检测的基于衍射的重叠实现在较小的目标上进行重叠的测量。这些目标可以小于照射斑并且可以被晶片上的产品结构包围。目标可包括能够在一个图像中测量的多个光栅。在已知的量测技术中，通过在某些条件下测量重叠目标两次，同时旋转重叠目标或改变照射模式或成像模式以分别地获得-1和+1衍射阶强度，来获得重叠测量结果。关于给定重叠目标的强度不对称性(这些衍射阶强度的比较)提供目标不对称性(即，目标中的不对称性)的量度。重叠目标中的这种不对称性能够用作重叠误差(两个层的不期望的未对准)的指示。当执行这种暗场散射测量时，量测装置当前可在任一时间仅使用单一波长的测量辐射来执行测量。然而，不同层中的不同目标可显示对于不同波长测量辐射的不同行为，这会引起变化的测量质量。作为波长的函数的变化也可能由于对目标结构的处理诱发的改变而产生。例如，诸如化学机械平坦化蚀刻之类的半导体制造过程和层厚度变化的非均一性改变量测目标的结构，因此也改变最佳波长。因此，期望将测量辐射单独地调谐至目标和/或层。
技术实现思路
期望提供允许有效地执行高品质测量的设备和方法。根据本专利技术的一个方面，提供了一种测量系统，包括：第一光学系统，配置成将输入辐射束分隔成多个分量；调制器，配置成接收所述多个分量并以独立于所述多个分量中的至少一个其它分量的方式将调制施加至所述多个分量中的至少一个分量；第二光学系统，配置成利用所述多个分量照射目标并将被所述目标散射的辐射引导至检测系统，其中：所述检测系统配置成基于由所述调制器施加至每个分量或每组分量的调制，区分被引导至所述检测系统的所述辐射的一个或更多个分量中的每一个分量，或区分被引导至所述检测系统的所述辐射的一组分量或更多组分量中的每一组分量。根据本专利技术的一个方面，提供了一种测量目标的方法，包括：将输入辐射束分隔成多个分量；以独立于所述分量中的至少一个其它分量的方式将调制施加至所述多个分量中的至少一个分量；用所述多个分量照射目标；检测被所述目标散射的辐射；和基于施加至每个分量或每组分量的调制，区分被所述目标散射的辐射的一个或更多个分量中的每一个分量，或被所述目标散射的辐射的一组分量或更多组分量中的每一组分量。附图说明现在将参考所附示意性附图，仅通过举例方式来描述本专利技术的实施例，在附图中对应的附图标记指示对应部件，且在附图中：图1描绘了一种光刻设备；图2描绘了一种光刻单元或簇；图3包括：(a)用于使用第一对照射孔测量目标的暗场散射仪的示意图；(b)目标光栅的针对给定的照射方向的衍射光谱的细节；(c)对已知形式的多个光栅目标和衬底上的测量斑的轮廓的描绘；和(d)对图3的(c)的目标在图3的(a)的散射仪中获得的图像的描绘；图4是测量系统的示意图；图5是束处理设备的示意图；图6是示例性调制光学系统的示意图；图7是用于与图6的调制光学系统一起使用的调制器和束分离子系统的示意图；图8是另一示例性调制光学系统的示意图；图9描绘了调制器的可编程元件的阵列；图10描绘了在图9的阵列上的被不同地调制的区域；和图11描绘了一种检测系统，其包括多个检测器和对应的多根光纤。具体实施方式本说明书公开了包括本专利技术特征的一个或更多个实施例。所公开的实施例仅仅举例说明了本专利技术。本专利技术的范围不限于所公开的实施例。本专利技术由所附权利要求限定。所描述的实施例以及说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的参考指示所描述的实施例可包括特定的特征、结构或特性，但每个实施例可能不一定包括所述特定的特征、结构或特性。而且，这些短语不一定指的是相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，应理解，其在本领域技术人员的知识范围内结合无论是否被明确描述的其它实施例而实现这样的特征、结构或特性。在更为详细地描述本专利技术的实施例之前，提出一个可以实施本专利技术的实施例的示例性环境是有指导意义的。图1示意性地描绘了一种光刻设备LA。所述光刻设备包括：照射系统(照射器)IL，其配置成调节辐射束B(例如UV辐射或DUV辐射)；支撑结构(例如掩模台)MT，其构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA并且连接到第一定位器PM，所述第一定位器PM配置成根据特定参数来准确地定位图案形成装置；衬底台(例如晶片台)WT，其构造成保持衬底(例如涂覆抗蚀剂的晶片)W并且连接到第二定位器PW，所述第二定位器PW配置成根据特定参数来准确地定位衬底；以及投影系统(例如折射型投影透镜系统)PS，其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。照射系统可以包括各种类型的光学部件，诸如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量系统，包括：第一光学系统，配置成将输入辐射束分隔成多个分量；调制器，配置成接收所述多个分量，并以独立于所述多个分量中的至少一个其它分量的方式将调制施加至所述多个分量中的至少一个分量；和第二光学系统，配置成利用所述多个分量照射目标并将被所述目标散射的辐射引导至检测系统，其中：所述检测系统配置成基于由所述调制器施加至每个分量或每组分量的调制，区分被引导至所述检测系统的所述辐射的一个或更多个分量中的每一个分量，或区分被引导至所述检测系统的所述辐射的一组分量或更多组分量中的每一组分量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.10 EP 16198200.41.一种测量系统，包括：第一光学系统，配置成将输入辐射束分隔成多个分量；调制器，配置成接收所述多个分量，并以独立于所述多个分量中的至少一个其它分量的方式将调制施加至所述多个分量中的至少一个分量；和第二光学系统，配置成利用所述多个分量照射目标并将被所述目标散射的辐射引导至检测系统，其中：所述检测系统配置成基于由所述调制器施加至每个分量或每组分量的调制，区分被引导至所述检测系统的所述辐射的一个或更多个分量中的每一个分量，或区分被引导至所述检测系统的所述辐射的一组分量或更多组分量中的每一组分量。2.根据权利要求1所述的系统，其中：所述第一光学系统还配置成重组自所述调制器输出的分量以形成输出辐射束；以及利用所述多个分量照射所述目标包括利用所述输出辐射束照射所述目标。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述检测系统配置成使用基于由所述调制器施加至每个分量或每组分量的调制的频率的相敏检测来执行一个或更多个分量中的每一个分量的所述区分或执行一组分量或更多组分量中的每一组分量的所述区分。4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述检测系统包括传感器，所述传感器具有能够记录由所述调制器施加至每个分量或每组分量的调制的响应速度。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中：所述第一光学系统配置成将所述多个分量引导至所述调制器上的对应的多个不同的区域。6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述第一光学系统配置成使得通过分隔所述输入辐射束而产生的分量中的至少一个分量包括处于一波长带中的辐射，该波长带与通过分隔所述输入辐射束而产生的分量中的至少一个其它分量所包括的辐射所处的波长带不同。7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述第一光学系统包括色散元件，所述色散元件配置成根据辐射的波长改变所述辐射...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·W·图克尔，G·范德祖克，A·辛格，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL