制造反射式衍射光栅制造技术

一种光栅设置在反射镜上用于镜面反射和衍射掠入射辐射束，并且具有带有光栅周期的周期性结构，该光束周期包括在面向入射束800的侧壁806的任一侧处的第一子结构(脊)和第二子结构(沟槽)。脊被配置为沿零级方向β'＝β将来自脊的平坦顶部808的束镜面反射成镜面反射束810。光栅配置有固定或变化节距，以沿一个或多个非零衍射级方向β'≠β衍射来自光栅周期的束。沟槽的形状可以由定义沟槽的纵横比的结构参数，即，顶部宽度和深度来描述。该形状被确定为使得从沟槽底面反射一次到零级方向的束的任何射线(以及可选衍射)都被侧壁遮蔽。的任何射线(以及可选衍射)都被侧壁遮蔽。的任何射线(以及可选衍射)都被侧壁遮蔽。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造反射式衍射光栅
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年4月3日提交的EP申请19167133.8的优先权，并且该申请通过引用整体并入本文。


[0003]本专利技术涉及一种制造反射式衍射光栅的方法及相关检查装置、量测装置和光刻装置。

技术介绍

[0004]光刻装置是一种被构造为将期望图案施加到衬底上的机器。光刻装置可以用于例如制造集成电路(IC)。光刻装置可以例如将图案形成设备(例如，掩模)处的图案(通常也称为“设计布局”或“设计”)投影到设置在衬底(例如，晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
[0005]为了将图案投影在衬底上，光刻装置可以使用电磁辐射。该辐射的波长确定可以形成在衬底上的特征的最小尺寸。当前使用的典型波长为365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。与使用例如波长为193nm的辐射的光刻装置相比，使用波长在范围4nm至20nm内(例如，6.7nm或13.5nm)的极紫外(EUV)辐射的光刻装置可以用于在衬底上形成较小特征。
[0006]在光刻过程中，期望经常测量例如针对过程控制和验证所创建的结构。用于进行这种测量的各种工具是已知的，包括扫描电子显微镜或各种形式的量测装置，诸如散射仪。已知散射仪的示例通常依赖于提供专用量测目标，诸如欠填充目标(目标，形式为简单光栅或不同层中的交叠光栅，其大到足以使测量束生成小于光栅的斑)或过填充目标(由此照射斑部分或完全包含目标)。进一步地，使用照射欠填充目标(诸如光栅)的量测工具(例如，角度分辨散射仪)则允许使用所谓的重构方法，其中可以通过模拟散射辐射与目标结构的数学模型的相互作用并且将模拟结果与测量结果进行比较来计算光栅的属性。调整模型的参数，直至所模拟的相互作用产生与从真实目标观察到的衍射图案相似的衍射图案。
[0007]散射仪为多功能仪器，其允许通过在光瞳中或与散射仪的物镜的光瞳共轭的平面中具有传感器来测量光刻过程的参数，测量通常称为基于光瞳的测量；或通过在图像平面或与图像平面共轭的平面中具有传感器来测量光刻过程的参数，在这种情况下，测量通常称为基于图像或场的测量。在专利申请US20100328655、US2011102753A1、US20120044470A、US20110249244、US20110026032或EP1,628,164A中进一步描述了这样的散射仪及相关测量技术，它们的全部内容通过引用并入本文。上述散射仪可以使用来自软X射线和可见光至近红外波范围的光在一个图像中测量来自多个光栅的多个目标。
[0008]作为光学量测方法的备选方案，也曾考虑使用包括硬X射线(HXR)和软X射线(SXR)在内的X射线或EUV辐射(为了简洁起见，所有这三种可以在本专利技术的下文中共同统称为SXR)，例如，波长范围介于0.01nm与100nm之间、或可选地介于1nm与100nm之间、或可选地介于1nm与50nm之间、或可选地介于10nm与20mm的辐射。在上文所呈现的波长范围中的一个波长范围内运转的量测工具的一个示例为透射小角度X射线散射(T
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SAXS，如同
US2007224518A中的T
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SAXS，其全部内容通过引用并入本文)。Lemaillet等人在“Intercomparison between optical and X
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ray scatterometry measurements of FinFET structures)”，Proc.of SPIE,2013,8681中讨论了使用T
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SAXS的轮廓(CD)测量。众所周知，使用呈掠入射的X射线(GI
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XRS)和极紫外(EUV)辐射的反射测量技术用于测量衬底上的膜和层堆叠的特性。在反射测定的一般领域内，可以应用测角和/或频谱技术。在测角学中，测量具有不同入射角的反射束的变化。另一方面，频谱反射测定(使用宽带辐射)测量以给定角度反射的波长频谱。例如，在制造用于EUV光刻的掩模版(图案形成设备)之前，EUV反射测定已经用于检查掩模坯。
[0009]应用范围可能使得软X射线或EUV域中的波长使用不足。因此，已公布的专利申请US 20130304424A1和US2014019097A1(Bakeman等人/KLA)描述了混合量测技术，其中使用X射线进行的测量和波长在120nm和2000nm范围内的光学测量组合在一起以获得对诸如CD之类的参数的测量。CD测量经由一个或多个公共通过耦合x射线数学模型和光学数学模型获得。所引用的美国专利申请的全部内容通过引用并入本文。
[0010]用于HXR、SXR和EUV的传统反射镜在其表面上具有光栅图案，这些反射镜通常经过优化以衍射相对较大部分(百分之几十)的入射辐射；光的镜面反射部分通常不太重要。

技术实现思路

[0011]对于SXR或EUV量测，只有一小部分镜面反射应该到达目标之外。这可以变换为反射镜的粗糙度规格。给定一部分的总积分散射(TIS)作为要求，对均方根表面误差(z
RMS
)的要求由下式给出：
[0012][0013]其中β为掠入射角，并且λ为波长。例如，在λ＝15nm、β＝10deg且TIS＝0.1％时，要求为z
RMS
＜0.2nm。这是表面要求的简单计算。可以使用更复杂的模型。
[0014]期望带衍射光栅的反射镜在明确定义的衍射级(包括零级或镜面反射)之外产生尽可能少的杂散光(散射光)。反射镜的粗糙度规格无法轻易变换为光栅要求。传统上讲，光栅制造商没有能够在零级附近实现尽可能最低的杂散光的设计和制造方法。
[0015]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于制造反射式衍射光栅的方法，该造反射式衍射光栅镜面反射和衍射入射在光栅上的掠入射辐射束，该光栅具有带有光栅周期的周期性结构，该光栅周期包括在面向入射束的侧壁的任一侧处的第一子结构和第二子结构，该方法包括以下步骤：
[0016]‑
确定第一子结构的配置，第一子结构的配置用以在包括第二子结构的光栅周期上将相对于光栅周期性方向以掠入射角入射的束从第一子结构镜面反射成沿零级方向的镜面反射束；
[0017]‑
确定包括第二子结构的光栅周期的固定或变化节距配置，以沿一个或多个非零衍射级方向衍射来自光栅周期的束；
[0018]‑
基于入射掠射角来确定第二子结构和其光栅周期的侧壁的配置，使得从第二子结构反射一次到零级方向的束的任何射线都被侧壁遮蔽；以及
[0019]‑
使用第一子结构和第二子结构和侧壁的所确定的配置制造光栅。
[0020]优选地，确定第二子结构和侧壁的配置的步骤包括：使用入射束的波长和包括第二子结构的光栅周期的节距，确定使得从第二子结构向选定非零衍射级方向衍射的束的任何射线都被侧壁遮蔽的配置。这具有消除杂散光对所测量的衍射频谱的贡献的效果。这使得频谱测量更加准确。
[0021]优选地，制造光栅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造反射式衍射光栅的方法，所述反射式衍射光栅用于镜面反射和衍射入射在所述光栅上的掠入射辐射束，所述光栅具有带有光栅周期的周期性结构，所述光栅周期包括在面向入射束的侧壁的两侧的第一子结构和第二子结构，所述方法包括以下步骤：
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确定所述第一子结构的配置，所述第一子结构的配置用以将相对于光栅的周期性方向以掠入射角入射在包括第二子结构的光栅周期上的束，从所述第一子结构镜面反射成沿零级方向的镜面反射束；
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确定包括所述第二子结构的光栅周期的固定或变化节距的配置，所述固定或变化节距的配置用以沿一个或多个非零衍射级方向从所述光栅周期衍射束；
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基于所述掠入射角来确定所述第二子结构和其光栅周期的侧壁的配置，使得从所述第二子结构反射一次到所述零级方向的所述束的任何射线都被所述侧壁遮蔽；以及
‑
使用所述第一子结构和所述第二子结构和所述侧壁的所确定的配置来制造光栅。2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述第二子结构和所述侧壁的配置的步骤包括：使用所述入射束的波长和包括所述第二子结构的所述光栅周期的节距，确定使得从所述第二子结构衍射到选定非零衍射级方向的所述束的任何射线都被所述侧壁遮蔽的配置。3.根据任一前述权利要求所述的方法，其中制造所述光栅的步骤包括：在反射镜表面上制造所述光栅，并且其中可选地，所述反射镜表面是弯曲的。4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述第一子结构包括脊，并且所述第二子结构包括沟槽，并且其中可选地，所述脊包括平坦顶部，并且所述沟槽包括平行于所述脊的所述平坦顶部的平坦底面。5.根据权利要求4所述的方法，其中确定所述第二子结构和所述侧壁的配置的步骤包括：确定所述沟槽的形状。6.根据权利要求4或5中任一项所述的方法，其中确定所述第二子结构和所述侧壁的配置的步骤包括：确定定义了所述沟槽的纵横比的一个或多个结构参数，并且其中可选地，确定定义了所述沟槽的纵横比的一个或多个结构参数包括满足不等式：其中D为所述沟槽的深度，W为所述沟槽的顶部宽度，β为所述掠入射角，并且β'为所述零级方向或非零衍射级方向。7.根据权利要求6所述的方法，其中有以下各项中的至少一项：
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所述光栅具有所述沟槽的变化的顶部宽度，并且其中所述沟槽的所述深度被选择以针对所述变化的顶部宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：HK，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：