其給出大的集光率，因而允許混合多個(gè)波長(zhǎng)。寬帶中的多個(gè)波長(zhǎng)優(yōu)選每一個(gè)具有Λ λ的帶寬和至少2 △ λ的間距(即帶寬的兩倍)。若干個(gè)輻射的“源”可以是使用光纖束分光的延伸的輻射源的不同部分。以此方式，可以并行地測(cè)量多個(gè)波長(zhǎng)下的角度分辨散射光譜?？梢詼y(cè)量比二維光譜包含更多信息的3維光譜(波長(zhǎng)和兩個(gè)不同角度)。這允許測(cè)量更多的信息，提高量測(cè)過(guò)程的魯棒性。這在ΕΡ1628164Α中更具體地描述，在此通過(guò)參考全文并入。
[0064]襯底W上的目標(biāo)30可以是一維光柵，其被印刷為使得在顯影后，條紋由多個(gè)實(shí)心抗蝕劑線形成。目標(biāo)30可以是二維光柵，其被印刷為使得在顯影后，光柵由實(shí)心抗蝕劑柱或抗蝕劑中的通孔構(gòu)成。條紋、柱或通孔可以替換地被蝕刻進(jìn)入襯底。該圖案對(duì)光刻投影設(shè)備中的色差敏感，尤其是對(duì)投影系統(tǒng)PL的色差敏感，對(duì)照射對(duì)稱性敏感，這種像差的存在本身就表明印刷的光柵的變化。相應(yīng)地，印刷的光柵的散射儀數(shù)據(jù)用于重構(gòu)光柵。一維光柵的參數(shù)，例如線寬和形狀，或二維光柵的參數(shù)，例如柱或通孔寬度或長(zhǎng)度或形狀，可以被輸入至根據(jù)印刷步驟和/或其他散射過(guò)程的信息、通過(guò)處理單元PU執(zhí)行的重構(gòu)過(guò)程。
[0065]精確的光刻術(shù)的關(guān)鍵在于能夠校準(zhǔn)單個(gè)光刻設(shè)備。除了影響整個(gè)襯底區(qū)域的一般參數(shù)，已知繪圖和模型化單個(gè)設(shè)備在整個(gè)襯底區(qū)域上的誤差“標(biāo)志印記(fingerprint) ”。該標(biāo)志印記可以根據(jù)焦距、劑量和/或?qū)?zhǔn)來(lái)建立，可以在曝光期間使用以校正該設(shè)備的特質(zhì)，并由此實(shí)現(xiàn)更加精確的圖案化。
[0066]近來(lái)通過(guò)申請(qǐng)人的Baseliner?掃描器穩(wěn)定模塊實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的聚焦和重疊(層至層的對(duì)準(zhǔn))一致性的改進(jìn)，導(dǎo)致給定特征尺寸和芯片應(yīng)用的優(yōu)化的過(guò)程窗口，使得持續(xù)形成更小更先進(jìn)的芯片。掃描器穩(wěn)定模塊可以自動(dòng)地每天將系統(tǒng)重設(shè)為預(yù)定基準(zhǔn)線(baseline)。為此，其獲取通過(guò)使用量測(cè)工具從監(jiān)測(cè)晶片得到的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果。監(jiān)測(cè)晶片通過(guò)使用包含特定散射標(biāo)記的特定掩模版而被曝光。由那一天的測(cè)量結(jié)果，掃描器穩(wěn)定模塊確定系統(tǒng)已經(jīng)偏離其基準(zhǔn)線多遠(yuǎn)。隨后其計(jì)算晶片層次(water-level)的重疊和聚焦校正設(shè)置。光刻系統(tǒng)隨后將這些校正設(shè)置轉(zhuǎn)換為用于在隨后的產(chǎn)品晶片上的每一次曝光的具體校正。
[0067]光刻品質(zhì)是通過(guò)使用光刻過(guò)程對(duì)結(jié)構(gòu)的可印刷性的測(cè)量結(jié)果，下面參照?qǐng)D12進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。一種示例技術(shù)使用通過(guò)角度分辨散射儀工具獲取的圖像來(lái)執(zhí)行光柵品質(zhì)的快速測(cè)量。
[0068]圖5示出通過(guò)使用減去不同偏正化圖像的結(jié)果作為量度來(lái)確定光刻品質(zhì)的示例性方法的操作，在本示例中光刻品質(zhì)是指光柵品質(zhì)。參照?qǐng)D5，當(dāng)輻射被線/空間光柵衍射時(shí)，即被在圖中被示出為502且具有襯底506上的線504的一部分衍射時(shí)，散射儀工具獲取的衍射圖案是偏振敏感的。因而，如果使用兩個(gè)偏振(例如垂直偏正，橫向電TE和橫向磁性TM)測(cè)量?jī)蓚€(gè)角度分辨散射儀光瞳光譜，則對(duì)于TE的最終光譜圖像508和對(duì)于TM的90度旋轉(zhuǎn)后的光譜圖像510可以彼此扣除，并評(píng)估最終的差圖像512的均方根(RMS)平均值，由此得出固有的非零光刻品質(zhì)值，在此示例中稱為光柵品質(zhì)GQ。
[0069]如果已經(jīng)在薄膜疊層上獲取圖像，該薄膜疊層的一部分圖示為514并且具有襯底518上的連續(xù)薄膜516 (因而不存在光柵，而僅是連續(xù)的薄膜)，則不存在衍射光的偏振敏感性。因而，在使用兩個(gè)偏振(例如TE和TM)測(cè)量?jī)蓚€(gè)角度分辨散射儀光瞳光譜之后，最終的光譜圖像520和522可以再次彼此相減，最終的差圖像524的均方根(RMS)平均值將得出接近于零的值。僅圖像噪音將使得它不等于零。
[0070]如果以特定程度的缺陷(極低的線、極小的側(cè)壁角(SWA)、線之間的明顯的橋接、斷裂或塌陷線等)在光柵上獲取圖像，則將影響兩個(gè)偏振圖像之間的對(duì)比度，由此得出薄膜和完美光柵的那些圖像之間的RMS結(jié)果。
[0071]因此，在不使用任何模型或之前的測(cè)量結(jié)構(gòu)的信息的情況下，最終的RMS、GQ的量提供通過(guò)使用散射儀工具可以獲得的光柵品質(zhì)的信息。
[0072]RMS平均用作特殊示例，但是相同的原理可以應(yīng)用于任何可以通過(guò)使用散射儀工具執(zhí)行的測(cè)量生成的印刷品質(zhì)度量，得出沒(méi)有光柵情況下測(cè)量的信號(hào)和預(yù)測(cè)的信號(hào)之間的差異。
[0073]測(cè)量的強(qiáng)度之間的“差”可以理解為“不同”或“區(qū)別”，而不限于數(shù)學(xué)減法的意義。執(zhí)行數(shù)學(xué)除法而不是數(shù)學(xué)減法的度量也將給出有效的結(jié)果。因而，換句話說(shuō)，差可以如上所述那樣通過(guò)減法獲得，或者通過(guò)用于確定兩個(gè)信號(hào)之間的不同的其他方法(例如除法)獲得。
[0074]測(cè)量的光譜之間的“差”可以轉(zhuǎn)換，以便使光刻品質(zhì)符合要求。一種獲得這種轉(zhuǎn)換的方法是使用RMS中的“閾值”，例如0.02，但是這個(gè)值是依賴于疊層的(stackdependent)。當(dāng)將所述方法應(yīng)用于不同的光刻疊層時(shí)可以使用用于計(jì)算品質(zhì)的其他過(guò)程。
[0075]此外，如果這種度量(metric)被評(píng)估為在FEM(聚焦曝光矩陣)晶片上的聚焦-劑量條件的函數(shù)，則可以獲得可印刷性限制，如下面參照?qǐng)D8和9說(shuō)明的。
[0076]圖6是用于確定通過(guò)使用周期圖案和具有第一和第二特性的照射輻射的光刻過(guò)程形成的結(jié)構(gòu)的光刻品質(zhì)的示例性方法的流程圖。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，該方法可以不以示出的次序執(zhí)行，或不需要這里說(shuō)明的全部步驟。
[0077]在步驟602中:使用光刻過(guò)程和使用例如光柵等周期圖案在襯底上形成結(jié)構(gòu)。
[0078]在步驟604中:選擇用于照射的第一特性，例如偏振方向。
[0079]在步驟606中:用具有第一特性的偏振輻射照射該結(jié)構(gòu)。
[0080]在步驟608中:檢測(cè)由具有第一特性的照射引起的結(jié)構(gòu)所散射的輻射的強(qiáng)度，以便例如測(cè)量第一角度分辨光譜。
[0081]在步驟610中:選擇用于照射的第二特性，例如偏振方向。
[0082]在步驟612中:用具有第二特性的偏振輻射照射該結(jié)構(gòu)。
[0083]在步驟614中:檢測(cè)由具有第二特性的照射引起的結(jié)構(gòu)所散射的輻射的強(qiáng)度，以便例如測(cè)量第二角度分辨光譜。
[0084]在步驟616中:旋轉(zhuǎn)一個(gè)或多個(gè)角度分辨光譜以排列偏振，由此校正偏振的不同取向。
[0085]在步驟618中:使用測(cè)量的強(qiáng)度執(zhí)行比較，以便確定至少兩個(gè)測(cè)量的角度分辨光譜之間的差。
[0086]在步驟620中:使用確定的差來(lái)確定結(jié)構(gòu)的光刻品質(zhì)的值。光刻品質(zhì)的值可以表示為分?jǐn)?shù)，例如光柵品質(zhì)分?jǐn)?shù)。
[0087]在參照?qǐng)D5和6描述的示例中，偏振化輻射用于照射結(jié)構(gòu)。然而，可以使用非偏振光，因?yàn)樗梢詫?dǎo)致具有不同的光刻品質(zhì)的結(jié)構(gòu)之間的某些對(duì)比，例如光柵和非光柵結(jié)構(gòu)之間的對(duì)比。例如，對(duì)于具有大于一半波長(zhǎng)的節(jié)距的光柵，使用角度分辨方法的情形，用非偏振輻射照射在角度分辨光譜光瞳中也存在高階衍射。這允許實(shí)現(xiàn)通過(guò)使用至少兩個(gè)測(cè)量的角度分辨光譜之間所確定的差來(lái)確定結(jié)構(gòu)的光刻品質(zhì)的值，能夠?qū)⒂∷⒌墓鈻排c未印刷的光柵情形區(qū)別。當(dāng)光柵不形成高的衍射級(jí)(光柵節(jié)距小于波長(zhǎng)的一半)，非偏振光可能在獲取由于光柵沿角度分辨光譜光瞳的取向以及入射角的差異組合而引起的反射系數(shù)的差的方面不太有效。當(dāng)使用非偏振照射輻射時(shí)，可以使用襯底平面中的周期圖像的周期性的方向相對(duì)于入射輻射的不同轉(zhuǎn)動(dòng)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)圍繞垂直于襯底平面的軸線。
[0088]圖7a和圖7b是示出一個(gè)示例的應(yīng)用的曲線圖，其中示出一定范圍的焦距設(shè)置和三個(gè)不同曝光劑量所對(duì)應(yīng)的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)。圖7a的曲線圖是常規(guī)的通過(guò)重構(gòu)獲得的角度分辨散射儀中間臨界尺寸MCD隨焦距F變化的結(jié)果，示出在-60nm焦距設(shè)置的條件下過(guò)程窗口的陡峭的邊緣。圖7b的曲線是根據(jù)一個(gè)示例測(cè)量的結(jié)構(gòu)的光刻品質(zhì)，在本示例中為光柵品質(zhì)RMS度量GQ。圖7b示出在-60nm焦距設(shè)置條件下過(guò)程窗口的邊緣處光柵品質(zhì)的陡峭的改變。
[0089]圖8示出確定光刻過(guò)程的過(guò)程窗口的邊緣和中心的示例的應(yīng)用。這些示例允許既檢測(cè)過(guò)程窗口邊緣，如圖7b所示，又檢測(cè)過(guò)程窗口內(nèi)的光柵行為。圖8示出被執(zhí)行用于找出引入到生產(chǎn)中的光刻過(guò)程中的BEBF條件的測(cè)量方案。曲線802示意地示出常規(guī)的對(duì)于不同焦距設(shè)置F情況下的臨界尺寸CD的CDSEM測(cè)量，用于找出曲線峰值處的Bossung頂部焦距(BTF)。曲線804示意地示出對(duì)于不同能量(劑量)設(shè)置情況下臨界尺寸⑶的⑶SEM測(cè)量結(jié)果，用于找出錨定目標(biāo)以想要的CD印刷條件下的能量。描述CDSEM情況下CD作為E的函數(shù)的曲線802中的直線僅跨經(jīng)其中光柵品質(zhì)示出閾值臺(tái)階的能量值之間。在這些點(diǎn)之外，線的可印刷性太差，不能通過(guò)CDSEM測(cè)量中使用的模型擬合。
[0090]曲線806示意地示出不同焦距設(shè)置F情況下光柵品質(zhì)度量GQ如何用于找出最佳印刷條件。曲線808示意地示出光柵品質(zhì)度量GQ如何用于找出可印刷性窗口作為不同能量設(shè)置E的函數(shù)。在特定情況下，這些測(cè)量可以導(dǎo)致最佳能量/最佳焦距(BE/BF)條件的評(píng)估/估計(jì)。
[0091 ] 如曲線806所示，具體目標(biāo)的光柵品質(zhì)度量GQ通過(guò)表示過(guò)程窗口的邊緣(度量落入特定閾值以下)的焦距/聚焦和光柵品質(zhì)而改變。這種效果得出更好地限定光柵情況下的最大值，因而指出最佳焦距/聚焦。
[0092]以類似的方式，如曲線808所示，對(duì)于恒定的節(jié)距，通過(guò)改變劑量將⑶/節(jié)距比從O改變?yōu)镮能夠產(chǎn)生可以用于評(píng)估具體目標(biāo)的最佳劑量的光柵品質(zhì)度量的特性曲線。對(duì)應(yīng)焦距和劑量的這些結(jié)果已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)評(píng)估證實(shí)。
[0093]根據(jù)文中描述的多個(gè)示例的光柵品質(zhì)的確定可以在例如用于CD重構(gòu)的常規(guī)的散射儀測(cè)量之前作為第一快捷步驟執(zhí)行。如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)光柵，則可以跳過(guò)進(jìn)一步的傳統(tǒng)測(cè)量，由此可以節(jié)省測(cè)量和分析時(shí)間。
[0094]這些示例不限于兩個(gè)偏振狀態(tài)作為第一和第二照射特性的情形?？梢孕薷囊援a(chǎn)生第一和第二照射特性的變量為:(a)入射輻射的偏振；(b)輻射相對(duì)于襯底的入射角；和(C)襯底平面內(nèi)周期圖像的周期性的方向?qū)τ谌肷漭椛涞霓D(zhuǎn)動(dòng)，該轉(zhuǎn)動(dòng)圍繞垂直于襯底平面的軸線，例如晶片的旋轉(zhuǎn)。
[0095]其他合適的變量是散射儀照射劑量、散射儀照射輻射的波長(zhǎng)以及散射儀的照射輪廓。
[0096]分析的量是從目標(biāo)結(jié)構(gòu)散射的光的強(qiáng)度。對(duì)于該強(qiáng)度，可以選擇當(dāng)以上變量的一部分改變、但是薄膜不改變時(shí)光柵產(chǎn)生信號(hào)的情形測(cè)量。
[0097]有些示例可以不使用角度分辨光譜。還可以從僅使用一個(gè)入射角并將以不同的偏振和不同的晶片取向衍射的強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比的光柵獲得信號(hào)。
[0098]對(duì)于非角度分辨圖像，可以使用(至少)兩個(gè)圖像。這兩個(gè)圖像可以使用不同的偏振和不同的晶片取向(這在沒(méi)有角度分辨的情況下完成)收集。在參照?qǐng)D11討論的示例中，可以選擇對(duì)每種偏振產(chǎn)生不同強(qiáng)度的光瞳像素(即，一個(gè)入射角)。然而，對(duì)薄膜情形來(lái)說(shuō)，每種偏振將產(chǎn)生相同的光瞳像素。為了以這種非角度分辨測(cè)量的方式獲得來(lái)自薄膜的零信號(hào)，在圖像的測(cè)量之間可以將晶片旋轉(zhuǎn)90度。
[0099]雖然參照光柵印刷描述了多個(gè)示例，這些示例可以用于沿一個(gè)方向顯示出不對(duì)稱性的任何周期結(jié)構(gòu)。這包括在晶片量測(cè)中使用的典型的測(cè)試目標(biāo)(諸如“磚壁”)或接觸孔的不對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)。
[0100]圖9是根據(jù)用于確定光刻過(guò)程的最佳曝光/最佳焦距和過(guò)程窗口的示例的方法的流程圖?？梢哉J(rèn)識(shí)到，該方法可以不以示出的次序執(zhí)行，或不要求所述的全部步驟。
[0101]在步驟902中:在焦距和/或曝光范圍內(nèi)使用周期圖案印刷結(jié)構(gòu)。
[0102]