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量测测量方法与流程

量测测量方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年3月11日递交的欧洲申请20162286.7的优先权，该欧洲申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
3.本发明涉及一种用于测量在衬底中或衬底上制作的结构的参数的方法和设备。特定布置可以涉及，但是无需限于，重叠或临界尺寸的测量。

背景技术：

4.光刻设备是被构造成将期望的图案施加至衬底上的机器。光刻设备可以用于制造例如集成电路(ic)。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如，掩模)处的图案(也经常被称为“设计布局”或“设计”)投影至提供于衬底(例如，晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
5.为了将图案投影于衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。此辐射的波长确定可以形成于衬底上的特征的最小尺寸。目前在使用中的典型波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。与使用例如具有193nm的波长的辐射的光刻设备相比，使用具有在4nm至20nm的范围内(例如，6.7nm或13.5nm)的波长的极紫外(euv)辐射的光刻设备可以用于在衬底上形成较小的特征。
6.低k1光刻可以用于处理具有小于光刻设备的经典分辨率极限的尺寸的特征。在此过程中，可以将分辨率公式表达为cd＝k1×
λ/na，其中，λ是所使用辐射的波长、na是光刻设备中的投影光学件的数值孔径、cd是“临界尺寸”(通常是被印刷的最小特征尺寸，但是在这种情况下是半节距)并且k1是经验分辨率因子。一般而言，k1越小，则在衬底上再生类似于由电路设计者规划的形状和尺寸以便实现特定电功能性和性能的图案就变得越困难。为了克服这些困难，可以将复杂的微调步骤应用至光刻投影装置和/或设计布局。这些步骤包括例如但是不限于：na的优化、自定义照射方案、相移图案形成装置的使用、设计布局的各种优化，诸如设计布局中的光学邻近效应校正(opc，有时也被称为“光学和过程校正”)，或通常被定义为“分辨率增强技术”(ret)的其他方法。替代地，用于控制光刻设备的稳定性的严格控制回路可以用于改善在低k1下的图案的再生。
7.在光刻过程中，需要频繁地进行所产生的结构的测量例如以用于过程控制和验证。用于进行此类测量的各种工具是已知的，包括经常用于测量临界尺寸(cd)的扫描电子显微镜，以及用于测量重叠(器件中两个层的对准的准确度)的专用工具。近来，已经开发出供光刻领域中使用的各种形式的散射仪。
8.已知的散射仪的示例经常依赖于专用量测目标的供应。例如，一种方法可能需要呈简单光栅的形式的目标，该光栅足够大以使测量束产生小于该光栅的光点(即，该光栅填充不足)。在所谓的重构造方法中，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来计算光栅的特性。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测到的衍射图案相似的衍射图案。
9.除了通过重构造进行特征形状的测量以外，还可以使用此设备来测量以衍射为基础的重叠，如公开专利申请案us2006066855a1中描述的。使用衍射阶的暗场成像的以衍射为基础的重叠测量实现对较小目标的重叠测量。这些目标可以小于照射光点并且可以被晶片上的产品结构环绕。诸如例如us2011102753a1和us20120044470a的众多公开专利申请案中到暗场成像量测的示例。可以使用复合光栅目标在一个图像中测量多个光栅。已知的散射仪趋向于使用在可见光或近ir波范围内的光，这要求光栅的节距比实际产品结构粗略得多，实际产品结构的特性是实际上感兴趣的。可以使用具有短得多的波长的深紫外(duv)、极紫外(euv)或x射线辐射来限定这些产品特征。遗憾的是，这些波长通常不可以用于或不能用于量测。
10.另一方面，现代产品结构的尺寸如此之小，以致其无法通过光学量测技术而被成像。小特征包括例如通过多重图案化过程和/或节距倍增而形成的特征。因此，用于大容量量测的目标经常使用比重叠误差或临界尺寸是感兴趣的特性的产品大得多的特征。测量结果仅与真实产品结构的尺寸间接地相关，并且可能不准确，这是因为量测目标没有遭受光刻设备中的光学投影下的相同失真，和/或制造过程的其他步骤中的不同处理。虽然扫描电子显微法(sem)能够直接地分辨这些现代产品结构，但是sem比光学测量耗时得多。此外，电子不能够穿透厚的过程层，这使电子较不适合于量测应用。诸如使用接触垫来测量电特性的其他技术也是已知的，但是所述其他技术仅提供真实产品结构的间接证据。
11.通过减小在量测期间使用的辐射的波长(即，朝向“软x射线”波长光谱移动)，有可能分辨较小结构以增大对结构的结构变化的敏感度和/或进一步穿透产品结构。产生适当高频率辐射(例如，硬x射线和/或软x射线和/或euv辐射)的一种此类方法可以使用泵浦辐射(例如，红外辐射)以激发产生介质，由此产生发射辐射，可选地包括高频率辐射的高阶谐波产生。
12.在特定的已知布置中，可以通过使用电磁辐射照射重叠目标或其他结构并且测量从重叠目标衍射或反射的辐射来执行重叠量测。该目标可以包括在彼此的顶部上的两个光栅。衍射辐射中的不对称性被定义为负衍射阶与对应的正衍射阶的强度之间的差，例如-1衍射阶与+1衍射阶之间的差。这种不对称性依赖于重叠目标的顶部光栅与底部光栅之间的横向移位(重叠移位)。因此，重叠光栅的不对称性允许评估重叠。
13.如本文中使用的，术语“强度”涵盖每单位面积的辐射(所述辐射可以是sxr辐射)的入射功率(以瓦特为单位)。在所披露的示例性布置中，面积可以是检测器或传感器面积。术语“信号”涵盖在曝光期间由检测器(或传感器)像素收集的电荷。可以以库仑或以模拟数字单位(adu)来表示信号。信号与照射度和曝光时间成比例(比例常数是依赖于波长的)。术语“反射比”涵盖衍射光谱通量对入射于目标上的光谱通量的比率。反射比可以依赖于目标特性、目标定向、波长和/或衍射阶数。目标的反射比可以随着时间推移而变化(漂移)。可以将反射比测量为在整个曝光时间内的平均值。
14.此评估通常需要校准不对称性与重叠之间的关系(换句话说，提取重叠对于不对称性的敏感度)。这可以使用对具有已知的重叠移位(重叠偏置)的多个重叠目标的测量来进行。一种示例性校准方法使用对具有不同的重叠移位的两个重叠目标的测量以提取重叠(和敏感度)。
15.在不存在系统(或工具)不对称性(例如，传感器不对称性)的情况下，来自目标的
衍射辐射的单个测量足以用于重叠提取。系统不对称性(例如，与1阶相比，用于-1阶的检测器的不同增益)将非重叠不对称性添加至基于衍射辐射确定的不对称性。为了移除此工具诱发的不对称性，在同一个目标已经在平面内旋转180度之后对该目标进行第二测量。第一测量被称为标称目标定向测量，第二测量被称为被旋转的目标定向测量。被旋转的测量导致来自也被旋转的目标的衍射辐射。然而，工具诱发的不对称性将不被旋转。因此，标称测量和旋转测量的组合允许区别重叠不对称性与系统不对称性。
16.通常，量测工具(的部件)可以随着时间推移例如归因于热效应而漂移。漂移可以影响衍射光的强度并且可能影响不对称性。这被称为工具漂移。

技术实现要素：

17.本文中披露的方法和设备旨在解决本领域中的一个或更多个问题。
18.具体地，从重叠目标提取重叠(使用上文所概述的方法)是有利的，所述重叠目标的光栅宽度与叠层的临界尺寸相似。用于进行此操作的有前景的方法是使用硬x射线(hxr)辐射、软x射线(sxr)辐射或使用euv辐射(例如，所述辐射具有在10nm至20nm的范围内的波长)。然而，预期例如sxr或极紫外(euv)辐射与烃的反应会在目标的曝光期间导致所述目标上的材料沉积，例如碳沉积。
19.测量显影后检查(adi)目标上的重叠也是有利的，在所述adi目标上的顶部光栅仅存在于被显影的抗蚀剂中。然而，此类adi目标对例如sxr或euv辐射的曝光导致抗蚀剂的曝光，抗蚀剂的曝光被预期会导致抗蚀剂的改变，尤其导致抗蚀剂的收缩。
20.材料沉积(可选地，碳沉积)、抗蚀剂收缩和/或其他误差源可以被称为目标漂移误差。确定诸如重叠的参数的目前的方法对这些目标漂移误差不敏感。目标漂移(例如，归因于照射的目标的结构改变)影响-1和+1(或高阶)衍射阶的强度，并且可以因此影响不对称性。如果影响不对称性，则这将继而影响(例如，劣化)所确定的重叠的准确度。因此，所确定的重叠可以归因于目标漂移而不同于实际重叠。因此，需要用于在确定重叠或一般地确定结构的参数时补偿漂移误差的方法。
21.根据本发明的一方面，提供一种确定在衬底中或衬底上制作的结构的、针对漂移误差被补偿的参数的方法，所述方法包括：在多个时间时利用电磁辐射照射所述结构的至少一部分，所述结构的所述至少一部分处于第一定向；在所述多个时间时感测所述结构的所述至少一部分的多个平均反射比，其中，所述平均反射比指示在所述多个时间时的所述参数；在一个或更多个其他时间时利用电磁辐射照射所述结构的所述至少一部分，所述结构的所述至少一部分处于第二定向；以及在所述一个或更多个其他时间时感测所述结构的所述至少一部分的一个或更多个其他平均反射比，其中，所述其他平均反射比指示在所述一个或更多个其他时间时的所述参数；以及基于所述多个平均反射比和所述一个或更多个其他平均反射比来确定在所述一个或更多个其他时间时对所述参数的估计。
22.可选地，所述方法还包括：基于所述多个平均反射比估计所述漂移误差。
23.可选地，在所述第二定向上，所述结构的所述至少一部分围绕垂直于所述衬底的平面的z轴被旋转，所述旋转是相对于所述电磁辐射的源而言的，并且可选地其中，所述旋转是180度和90度中的一个。
24.可选地，所述一个或更多个其他时间是多个其他时间。
25.可选地，进一步基于与所述结构的处于所述第一定向的所述至少一部分的所述照射相关联的总辐射剂量，以及与对所述结构的处于所述第二定向的所述至少一部分的所述照射相关联的总辐射剂量确定对所述参数的所述估计。
26.可选地，与对所述结构的处于所述第一定向的所述至少一部分的所述照射相关联的所述总辐射剂量基本上等于与对所述结构的处于所述第二定向的所述至少一部分的所述照射相关联的所述总辐射剂量。
27.可选地，所述多个平均反射比和/或所述其他平均反射比包括在照射时间的整个至少一部分内的辐射强度的积分。
28.可选地，进一步基于所述结构的所述至少一部分的所述漂移误差与所述照射时间之间的线性关系确定对所述参数的所述估计。
29.可选地，所述方法还包括：确定所述漂移误差的改变速率以用于确定在一个或更多个其他衬底中或衬底上制作的一个或更多个结构的所述参数的估计。
30.可选地，进一步基于所述结构的所述至少一部分的所述漂移误差与所述照射时间之间的关系确定对所述参数的所述估计，所述关系包括一个或更多个多项式函数。
31.可选地，确定对所述参数的所述估计包括确定所述多个平均反射比的加权平均值。
32.可选地，确定对所述参数的所述估计包括确定所述多个其他平均反射比的加权平均值。
33.可选地，基于对所述结构的所述至少一部分的照射之间的时间而确定当确定所述加权平均值时所应用的权重。
34.可选地，在所述多个时间时的照射包括：在第一时间时对第一结构的至少一部分的照射；在第二时间时对第二结构的至少一部分的照射；以及在第三时间时对所述第一结构的至少一部分的照射，其中，所述多个平均反射比指示在所述第一时间时的所述参数、在所述第二时间时的所述参数和在所述第三时间时的所述参数。
35.可选地，确定对所述参数的估计包括基于所述多个平均反射比确定对目标漂移的估计和/或对系统漂移的估计。
36.可选地，基于对应于在所述第一时间时对所述第一结构的照射的衍射辐射强度和对应于在所述第二时间时对所述第二结构的照射的衍射辐射强度确定对所述系统漂移的估计。
37.可选地，基于对应于在所述第一时间时对所述第一结构的照射的衍射辐射强度和对应于在所述第三时间时对所述第一结构的照射的衍射辐射强度确定对所述目标漂移的估计。
38.可选地，用于对所述结构的处于所述第一定向的所述至少一部分的照射的所述电磁辐射是p偏振电磁辐射和s偏振电磁辐射中的一种。
39.可选地，用于对所述结构的处于所述第二定向的所述至少一部分的照射的所述电磁辐射是p偏振电磁辐射和s偏振电磁辐射中的另一种。
40.可选地，用于对所述结构的处于所述第一定向的所述至少一部分的照射的所述电磁辐射包括在第一光谱中的电磁辐射，并且其中，用于对所述结构的处于所述第二定向的所述至少一部分的照射的所述电磁辐射包括在第二光谱中的电磁辐射。
41.可选地，所述结构包括量测目标。
42.可选地，所述参数包括重叠。
43.可选地，所述电磁辐射包括具有在0.1nm至100nm的范围内的波长的电磁辐射。
44.根据本发明的一方面，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，所述指令在至少一个处理器上被执行时使所述至少一个处理器控制一设备以实施根据本文中描述的任何内容的方法。
45.根据本发明的一方面，提供一种用于确定在衬底中或衬底上制作的结构的、针对漂移误差被补偿的参数的设备，所述设备包括计算机处理器，所述计算机处理器被配置为控制所述设备以实施以下方法：在多个时间时利用电磁辐射照射所述结构的至少一部分，所述结构的所述至少一部分处于第一定向；在所述多个时间时感测所述结构的所述至少一部分的多个平均反射比，其中，所述平均反射比指示在所述多个时间时的所述参数；在一个或更多个其他时间时利用电磁辐射照射所述结构的所述至少一部分，所述结构的所述至少一部分处于第二定向；以及在所述一个或更多个其他时间时感测所述结构的所述至少一部分的一个或更多个其他平均反射比，其中，所述其他平均反射比指示在所述一个或更多个其他时间时的所述参数；以及基于所述多个平均反射比和所述一个或更多个其他平均反射比来确定在所述一个或更多个其他时间时的对所述参数的估计。
46.根据本发明的一方面，提供一种量测工具，所述量测工具包括根据权利要求25所述的设备。
47.根据本发明的一方面，提供一种光刻系统，所述光刻系统包括根据权利要求26所述的测量工具。
48.根据本发明的一方面，提供一种光刻单元，所述光刻单元包括根据权利要求27所述的光刻系统。
49.根据本发明的一方面，提供一种确定在衬底中或衬底上制作的结构的、针对漂移误差被补偿的参数的方法，所述方法包括：在多个时间时利用电磁辐射照射所述结构的至少一部分，所述结构的所述至少一部分处于第一定向；在所述多个时间时感测所述结构的所述至少一部分的多个平均反射比，其中，所述平均反射比指示在所述多个时间时的所述参数；以及基于所述多个平均反射比确定在一个或更多个其他时间时的对所述参数的估计。
50.根据本发明的一方面，提供一种用于确定在衬底中或衬底上制作的结构的、针对漂移误差被补偿的参数的设备，所述设备包括计算机处理器，所述计算机处理器被配置为控制所述设备以实施以下方法：在多个时间时利用电磁辐射照射所述结构的至少一部分，所述结构的所述至少一部分处于第一定向；在所述多个时间时感测所述结构的所述至少一部分的多个平均反射比，其中，所述平均反射比指示在所述多个时间时的所述参数；以及基于所述多个平均反射比确定在一个或更多个其他时间时的对所述参数的估计。
附图说明
51.现在将参考随附的示意性附图并仅作为示例来描述实施例，在附图中：
[0052]-图1描绘光刻设备的示意性概略图；
[0053]-图2描绘光刻单元的示意性概略图；
[0054]-图3描绘整体光刻的示意图，所述示意图表示用于优化半导体制造的三种关键技术之间的合作；
[0055]-图4示意性地说明散射测量设备；
[0056]-图5描绘量测设备的示意图；
[0057]-图6示出照射源的简化示意图；
[0058]-图7示出在多个波长下的反射比相对于结构或目标的照射时间的曲线图；
[0059]-图8至图10示出在结构处于第一定向和第二定向的情况下针对不同的照射和测量方案的反射比相对于时间的曲线图；以及
[0060]-图11包括产生发射辐射的方法中的步骤的流程图。
具体实施方式
[0061]
在本文件中，术语“辐射”和“束”用于涵盖所有类型的电磁辐射和粒子辐射，包括紫外辐射(例如，具有为365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)、euv(极紫外辐射，例如具有在约5nm至100nm的范围内的波长)、x射线辐射、电子束辐射和其他粒子辐射。
[0062]
如本文中使用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案形成装置”可以被广义地解释为指可以用于向入射辐射束赋予图案化的横截面的通用图案形成装置，该图案化的横截面对应于待在衬底的目标部分中产生的图案。在此内容背景中，也可以使用术语“光阀”。除了经典掩模(透射型或反射型；二元型、相移型、混合型等)以外，其他此类图案形成装置的示例包括可编程反射镜阵列和可编程lcd阵列。
[0063]
图1示意性地描绘光刻设备la。该光刻设备la包括：照射系统(也被称为照射器)il，所述照射系统被配置为调节辐射束b(例如，uv辐射、duv辐射、euv辐射或x射线辐射)；掩模支撑件(例如，掩模台)t，所述掩模支撑件被构造为支撑图案形成装置(例如，掩模)ma并且连接至被配置为根据某些参数来准确地定位该图案形成装置ma的第一定位器pm；衬底支撑件(例如，晶片台)wt，所述衬底支撑件被构造为保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)w并且连接至被配置为根据某些参数来准确地定位该衬底支撑件的第二定位器pw；以及投影系统(例如，折射型投影透镜系统)ps，所述投影系统被配置为将由图案形成装置ma赋予辐射束b的图案投影至衬底w的目标部分c(例如，包括一个或更多个管芯)上。
[0064]
在操作中，照射系统il例如经由束传递系统bd接收来自辐射源so的辐射束。照射系统il可以包括用于引导、成形和/或控制辐射的各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、衍射型、磁性型、电磁型、静电型和/或其他类型的光学部件，或其任何组合。照射器il可以用于调节辐射束b，以在图案形成装置ma的平面处在其横截面中具有期望的空间和角强度分布。
[0065]
本文中使用的术语“投影系统”ps应该被广义地解释为涵盖适于所使用的曝光学辐射和/或适于诸如浸没液体的使用或真空的使用的其他因素的各种类型的投影系统，包括折射型、反射型、衍射型、反射折射型、合成型、磁性型、电磁型和/或静电型光学系统，或其任何组合。可以认为本文中对术语“投影透镜”的任何使用都与更上位的术语“投影系统”ps同义。
[0066]
光刻设备la可以是如下类型：其中，衬底的至少一部分可以由具有相对较高折射率的液体(例如，水)覆盖，以便填充投影系统ps与衬底w之间的空间——这也被称为浸没光
刻。在全文以引用的方式并入本文中的us6952253中给出了关于浸没技术的更多信息。
[0067]
光刻设备la也可以是具有两个或更多个衬底支撑件wt(也被命名为“双平台”)的类型。在这种“多平台”机器中，可以并行地使用衬底支撑件wt，和/或者可以对位于衬底支撑件wt中的一个上的衬底w进行准备衬底w的后续曝光的步骤，同时将另一个衬底支撑件wt上的另一个衬底w用于在该另一个衬底w上曝光图案。
[0068]
除了衬底支撑件wt以外，光刻设备la还可以包括测量平台。测量平台被配置为保持传感器和/或清洁器件。传感器可以被配置为测量投影系统ps的特性或辐射束b的特性。测量平台可以保持多个传感器。清洁器件可以被配置为清洁光刻设备的一部分，例如投影系统ps的一部分或提供浸没液体的系统的一部分。测量平台可以在衬底支撑件wt远离投影系统ps时在投影系统ps下方移动。
[0069]
在操作中，辐射束b入射于被保持于掩模支撑件t上的图案形成装置(例如，掩模)ma上，并且被存在于图案形成装置ma上的图案(设计布局)图案化。在已经穿过掩模ma的情况下，辐射束b传递通过投影系统ps，投影系统ps将该束聚焦至衬底w的目标部分c上。借助于第二定位器pw和位置测量系统if，可以准确地移动衬底支撑件wt，例如以便使不同的目标部分c在辐射束b的路径中定位于被聚焦且对准的位置处。相似地，第一定位器pm和可能地另一个位置传感器(所述另一个位置传感器未在图1中明确地描绘)可以用于相对于辐射束b的路径来准确地定位图案形成装置ma。可以使用掩模对准标记m1、m2和衬底对准标记p1、p2来对准图案形成装置ma和衬底w。尽管如所说明的衬底对准标记p1、p2占据了专用目标部分，但是所述标记可以位于目标部分之间的空间中。当衬底对准标记p1、p2位于目标部分c之间时，这些衬底对准标记p1、p2被称为划线对准标记。
[0070]
如图2中所示，光刻设备la可以形成有时也被称为光刻单元或(光刻)簇的光刻元lc的一部分，光刻元lc经常还包括用于对衬底w执行曝光前过程和曝光后过程的设备。通常，这些设备包括用于沉积抗蚀剂层的旋涂器sc、用于显影被曝光的抗蚀剂的显影器de、例如用于调节衬底w的温度(例如，用于调节抗蚀剂层中的溶剂)的激冷板ch和烘烤板bk。衬底处置器或机器人ro从输入/输出端口i/o1、i/o2拾取衬底w、在不同的过程设备之间移动衬底w并且将衬底w传送至光刻设备la的进料台lb。光刻元中经常也被统称为轨道的装置可以在轨道控制单元tcu的控制下，轨道控制单元tcu自身可以由管理控制系统scs控制，管理控制系统scs也可以例如经由光刻控制单元lacu来控制光刻设备la。
[0071]
在光刻过程中，期望进行所产生的结构的频繁测量，例如以用于过程控制和验证。用于进行此类测量的工具可以被称为量测工具mt。用于进行此类测量的不同类型的量测工具mt是已知的，包括扫描电子显微镜或各种形式的散射仪量测工具mt。散射仪是多功能器具，该多功能器具允许通过在光瞳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(测量通常被称为以光瞳为基础的测量)，或者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被称为以图像或场为基础的测量。在全文以引用的方式并入本文中的专利申请案us20100328655、us2011102753a1、us20120044470a、us20110249244、us20110026032或ep1,628,164a中进一步描述了此类散射仪和相关联的测量技术。前述散射仪可以使用来自软x射线、极紫外、硬x射线和可见光至近ir波长范围的光来测量光栅。
[0072]
为了正确且一致地曝光由光刻设备la曝光的衬底w，期望检测衬底以测量图案化
的结构的特性，诸如后续层之间的重叠误差、线厚度、临界尺寸(cd)等。为此目的，可以在光刻元lc中包括检查工具和/或量测工具(图中未示出)。尤其是在同一批量或批次的其他衬底w仍待曝光或处理之前进行检查的情况下，如果检测到误差，则可以对后续衬底的曝光或对待对衬底w执行的其他处理步骤进行例如调整。
[0073]
也可以被称为量测设备的检查设备用于确定衬底w的特性，并且尤其确定不同衬底w的特性如何变化或与同一衬底w的不同层相关联的特性在不同层间如何变化。检查设备可替代地可以被构造为识别衬底w上的缺陷，并且可以例如是光刻元lc的一部分，或者可以集成到光刻设备la中，或者可以甚至是单独的装置。检查设备可以测量潜影(在曝光之后的在抗蚀剂层中的图像)上的特性，或半潜影(在曝光后烘烤步骤peb之后的在抗蚀剂层中的图像)上的特性，或被显影的抗蚀剂图像(其中，抗蚀剂的曝光部分或未曝光部分已经被移除)上的特性，或者甚至被蚀刻的图像(在诸如蚀刻的图案转移步骤之后)上的特性。
[0074]
在第一实施例中，散射仪mt是角度分辨散射仪。在此散射仪中，重构造方法可以应用于所测得的信号以重构造或计算光栅的特性。可以例如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比较模拟结果与测量的结果来得到这种重构造。调整数学模型的参数直至所模拟的相互作用产生与从真实目标观测到的衍射图案相似的衍射图案。
[0075]
在第二实施例中，散射仪mt是光谱散射仪mt。在此光谱散射仪mt中，由辐射源发射的辐射被引导至目标上并且来自目标的反射或散射辐射被引导至光谱仪检测器上，该光谱仪检测器测量镜面反射辐射的光谱(即，依据波长而变化的强度的测量)。根据此数据，可以例如通过严格耦合波分析和非线性回归或者通过与所模拟的光谱库比较来重构造产生所检测到的光谱的目标的结构或轮廓。
[0076]
在第三实施例中，散射仪mt是椭圆测量散射仪。椭圆测量散射仪允许通过测量针对每个偏振状态的散射辐射来确定光刻过程的参数。此量测设备通过在量测设备的照射区段中使用例如适当的偏振滤光器来发射(诸如线性的、圆形的或椭圆形的)偏振光。适合于量测设备的源也可以提供偏振辐射。在全文以引用的方式并入本文中的美国专利申请案11/451,599、11/708,678、12/256,780、12/486,449、12/920,968、12/922,587、13/000,229、13/033,135、13/533,110和13/891,410中描述了现有的椭圆测量散射仪的各种实施例。
[0077]
在散射仪mt的一个实施例中，散射仪mt适用于通过测量衍射辐射的光谱和/或检测配置中的不对称性(该不对称性与重叠的范围有关)来测量两个未对准的光栅或周期性结构的重叠。应该注意的是，衍射辐射可以包括0阶衍射以及高阶衍射。可以将两个(可能重叠的)光栅结构施加于两个不同层(未必是连续层)中，并且这两个光栅结构可以形成为处于晶片上的基本相同的位置。散射仪可以具有如例如共同拥有的专利申请案ep1,628,164a中所描述的对称检测配置，使得任何不对称性都是明确地可区分的。这提供了用于测量光栅中的未对准的直接的方式。可以在全文以引用的方式并入本文中的pct专利申请公开案第wo 2011/012624号或美国专利申请案us 20160161863中到用于通过作为目标的周期性结构的不对称性来测量包含所述周期性结构的两个层之间的重叠误差的另外的示例。
[0078]
其他感兴趣的参数可以是焦点和剂量。可以通过如全文以引用的方式并入本文中的美国专利申请案us2011-0249244中所描述的散射测量(或替代地通过扫描电子显微法)来同时确定焦点和剂量。可以使用具有针对焦点能量矩阵(fem——也被称为焦点曝光矩阵)中的每个点的临界尺寸和侧壁角测量的独特组合的单个结构。如果能够得到临界尺寸
和侧壁角的这些独特组合，则可以根据这些测量来唯一地确定焦点和剂量值。
[0079]
量测目标可以是通过光刻过程主要在抗蚀剂中形成并且也在例如蚀刻过程之后形成的复合光栅的总体。光栅中的结构的节距和线宽可以在很大程度上依赖于测量光学器件(尤其是光学器件的na)以能够捕捉来自量测目标的衍射阶。如前文所指示的，衍射辐射可以用于确定两个层之间的移位(也被称为“重叠”)或者可以用于重构造如通过光刻过程所产生的原始光栅的至少一部分。此重构造可以用于提供光刻过程的品质的指导，并且可以用于控制光刻过程的至少一部分。目标可以具有较小的子分段，所述子分段被配置为模仿目标中的设计布局的功能性部分的尺寸。归因于此子分段，目标将表现得更类似于设计布局的功能性部分，使得总体过程参数测量更好地类似于设计布局的功能性部分。可以在填充不足模式中或在填充过度模式中测量目标。在填充不足模式中，测量束产生小于总体目标的光点。在填充过度模式中，测量束产生大于总体目标的光点。在此填充过度模式中，也有可能同时测量不同的目标，因此同时确定不同的处理参数。
[0080]
使用特定目标进行的光刻参数的总体测量品质至少部分由用于测量此光刻参数的测量选配方案来确定。术语“衬底测量选配方案”可以包括测量自身的一个或更多个参数、所测得的一个或更多个图案的一个或更多个参数，或者它们两者。例如，如果用于衬底测量选配方案中的测量是以衍射为基础的光学测量，则测量的参数中的一个或更多个可以包括辐射的波长、辐射的偏振、辐射相对于衬底的入射角、辐射相对于衬底上的图案的定向等。用于选择测量选配方案的准则中的一个可以是例如测量参数中的一个对于处理变化的敏感度。在全文以引用的方式并入本文中的美国专利申请案us2016-0161863及已公开的美国专利申请案us 2016/0370717a1中描述了更多示例。
[0081]
光刻设备la中的图案化过程可以是在处理中的最关键的步骤中的一个，所述最关键的步骤中的一个需要衬底w上的结构的尺寸标定和放置的高准确度。为了确保这种高准确度，可以将三个系统组合于所谓的“整体”控制环境中，如图3示意性地描绘的。这些系统中的一个是光刻设备la，光刻设备la(实际上)连接至量测工具mt(第二系统)并且连接至计算机系统cl(第三系统)。此“整体”环境的关键在于优化这三个系统之间的合作以增强总体过程窗口并且提供严格的控制回路，从而确保由光刻设备la执行的图案化保持在过程窗口内。过程窗口限定过程参数(例如，剂量、焦点、重叠)的范围，在该过程参数范围内，特定的制造过程得到所限定的结果(例如，功能半导体器件)——可能在该过程参数范围内，允许光刻过程或图案化过程中的过程参数变化。
[0082]
计算机系统cl可以使用待图案化的设计布局(的一部分)以预测使用哪种分辨率增强技术并且执行计算光刻模拟和计算以确定哪种掩模布局和光刻设备设定实现图案化过程的最大总体过程窗口(在图3中由第一标度sc1中的双箭头描绘)。分辨率增强技术可以被配置为匹配光刻设备la的图案化可能性。计算机系统cl也可以用于(例如，使用来自量测工具mt的输入)检测光刻设备la目前正在过程窗口内的何处操作以便预测归因于例如次优处理是否可能存在缺陷(在图3中由第二标度sc2中的指向“0”的箭头描绘)。
[0083]
量测工具mt可以将输入提供至计算机系统cl以实现准确的模拟和预测，并且可以将反馈提供至光刻设备la以识别例如光刻设备la的校准状态中的可能的漂移(在图3中由第三标度sc3中的多个箭头描绘)。
[0084]
在光刻过程中，期望进行所产生的结构的频繁测量，例如以用于过程控制和验证。
用于进行此类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测量装置，诸如散射仪。已知的散射仪的示例经常依赖于专用量测目标的供应，诸如，填充不足的目标(呈简单光栅或不同层中的重叠光栅的形式的目标，所述目标足够大使得测量束产生小于光栅的光点)或填充过度的目标(由此照射光点部分地或完全包含该目标)。另外，使用量测工具(例如，照射诸如光栅的填充不足的目标的角度分辨散射仪)允许使用所谓的重构造方法，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比较模拟结果与测量的结果来计算光栅的特性。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测到的衍射图案相似的衍射图案。
[0085]
散射仪是多功能器具，所述多功能器具允许通过在光瞳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(测量通常被称为以光瞳为基础的测量)，或者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被称为以图像或场为基础的测量。在全文以引用的方式并入本文中的专利申请案us20100328655、us2011102753a1、us20120044470a、us20110249244、us20110026032或ep1,628,164a中进一步描述了此类散射仪和相关联的测量技术。前述散射仪可以在一个图像中使用来自硬x射线、软x射线、极紫外线和可见光至近ir波范围的光来测量来自多个光栅的多个目标。
[0086]
图4中描绘量测设备，诸如散射仪。该量测设备包括将辐射5投影至衬底w上的宽带(白光)辐射投影仪2。反射或散射辐射10被传递至光谱仪检测器4，该光谱仪检测器测量镜面反射辐射的光谱6(即，依据波长而变化的强度的测量)。根据此数据，例如，通过严格耦合波分析和非线性回归，或者通过与图4的底部处所示的所模拟的光谱库的比较，可以由处理单元pu重构造产生检测到的光谱的结构或轮廓。一般而言，对于重构造，结构的一般形式是已知的，并且根据用来制造结构的过程的知识来假设一些参数，从而仅留下结构的数个参数以待根据散射测量数据来确定。此散射仪可以被配置为正入射散射仪或斜入射散射仪。作为对上文所描述的方法的替代方案，可以获得具有不同的已知重叠移位(重叠偏置)的多个目标的不对称性，并且可以根据这些不对称性来确定重叠而无需重构造。
[0087]
存在量测设备的示例的透射版本，诸如图4中所示的散射仪。透射辐射传递至光谱仪检测器，该光谱仪检测器测量如针对图4所论述的光谱。此散射仪可以被配置为正入射散射仪或斜入射散射仪。可选地，使用波长＜1nm，可选地＜0.1nm、可选地＜0.01nm的硬x射线辐射的透射版本。
[0088]
作为对光学量测方法的替代方案，也已经考虑使用硬x射线、软x射线或euv辐射，例如具有以下波长范围中的至少一个的辐射：＜0.01nm、＜0.1nm、＜1nm、在0.01nm和100nm之间、在0.01nm和50nm之间、在1nm和50nm之间、在1nm和20nm之间、在5nm和20nm之间以及在10nm和20nm之间。量测工具在上文所呈现的波长范围中的一个中发挥作用的一个示例是透射小角度x射线散射(如全部内容以引用的方式并入本文中的us 2007224518a中的t-saxs)。lemaillet等人在“finfet结构的光学和x射线散射仪测量之间的相互比较(intercomparison between optical and x-ray scatterometry measurements of finfet structures)”(proc.of spie，2013年，8681)中论述了使用t-saxs的轮廓(cd)测量。应该注意的是，在全文以引用的方式并入本文中的美国专利公开案第2019/003988a1号和美国专利公开案第2019/215940a1号中描述了激光产生等离子体(lpp)x射线源的使用。
在掠入射下使用x射线(gi-xrs)和极紫外(euv)辐射的反射测量技术可以用于测量衬底上的膜和层叠层的特性。在一般反射测量领域内，可以应用测角和/或光谱技术。在测角术中，可以测量在不同的入射角下的反射束的变化。另一方面，光谱反射量测(使用宽带辐射)测量在给定的角度下反射的波长的光谱。例如，euv反射测量已经在制造用于euv光刻中的掩模版(图案形成装置)之前用于掩模基底的检查。
[0089]
应用范围可能使软x射线或euv域中的波长的使用是不充分的。因此，已公开专利申请案us 20130304424a1和us2014019097a1(bakeman等人/kla)描述了混合测量技术，其中，将使用x射线进行的测量以及利用在120nm和2000nm的范围内的波长的光学测量组合在一起以获得诸如cd的参数的测量。通过经由一个或更多个共同部分将x射线数学模型和光学数学模型耦合来获得cd测量。所引用的美国专利申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
[0090]
图5描绘了量测设备302的示意图，其中，在0.1nm至100nm的波长范围内的辐射可以用于测量衬底上的结构的参数。图5中呈现的量测设备302适用于软x射线或euv域。在使用硬x射线的情况下，量测设备302需要适应透射几何结构，例如小角度x射线散射(saxs)。
[0091]
图5说明纯粹作为示例的包括使用例如掠入射中的euv和/或sxr辐射的光谱散射仪的量测设备302的示意性物理布置。检查设备的替代形式可以以角度分辨散射仪的形式提供，该角度分辨散射仪类似于在较长波长下操作的常规散射仪使用正入射或近正入射中的辐射。
[0092]
检查设备302包括辐射源或所谓的照射源310、照射系统312、衬底支撑件316、检测系统318、398和量测处理单元(mpu)320。
[0093]
在此示例中，照射源310用于产生euv或软x射线辐射，euv或软x射线辐射可以基于高阶谐波产生(hhg)技术。辐射源的主要部件是能够操作以发射泵浦辐射的泵浦辐射源330和气体传递系统332。可选地，泵浦辐射源330是激光器，可选地，泵浦辐射源330是脉冲式高功率红外或光学激光器。泵浦辐射源330可以例如是具有光学放大器的以光纤为基础的激光器，从而产生每脉冲可以持续例如少于1ns(1纳秒)的红外辐射的脉冲，其中，脉冲重复率视需要高达数兆赫兹。红外辐射的波长可以是例如大约1μm(1微米)。可选地，激光脉冲作为第一泵浦辐射340传送至气体传递系统332，其中，在气体中，辐射的一部分被转换为比第一辐射高的频率而成为发射辐射342。气体供应件334将适当的气体供应至气体传递系统332，在该气体传递系统中该适当的气体可选地由电源336离子化。气体传递系统332可以是将在下文中论述的切割管。
[0094]
发射辐射可以包含多种波长。如果发射辐射是单的，则可以简化测量计算(例如重构造)，但是更易于产生具有多种波长的辐射。发射辐射的发射发散角可以是波长依赖性的。由气体传递系统332提供的气体限定气体目标，所述气体目标可以是气流或静态体积。例如，气体可以是惰性气体，诸如氖气(ne)、氦气(he)或氩气(ar)。n2、o2、ar、kr、xe气体都可以被考虑。这些气体可以是同一设备内的可选择的选项。不同的波长将例如在对不同材料的结构成像时提供不同等级的对比度。例如，为了检查金属结构或硅结构，可以将不同的波长选择为用于成像(碳基)抗蚀剂的特征或用于检测这些不同材料的污染的波长。可以提供一个或更多个滤波装置344。例如，诸如铝(al)或锆(zr)薄膜的滤波器可以用于切断基谐ir辐射以免进一步传递至检查设备中。可以提供光栅(图中未示出)以从产生的波长当中选择
一个或更多个特定谐波波长。在真空环境内可以包含束路径中的一些或全部，应该记住的是，sxr/euv辐射在空气中行进时会被吸收。辐射源310和照射光学器件312的各种部件可以是可调整的，以在同一设备内实施不同的量测“选配方案”。例如，可以使不同的波长和/或偏振是可选择的。
[0095]
依赖于在检查中的结构的材料，不同波长可以提供进入下部层中的期望水平的穿透。为了分辨最小器件特征和最小器件特征中的缺陷，短波长可能是优选的。例如，可以选择在1nm至20nm的范围内或者可选地在1nm至10nm的范围内或者可选地在10nm至20nm的范围内的一种或更多种波长。短于5nm的波长可能在从半导体制造中感兴趣的材料反射时遭受非常低的临界角。因此，选择大于5nm的波长将在较高入射角下提供较强的信号。另一方面，如果检查任务用于检测某种材料的存在例如以检测污染，则高达50纳米的波长可以是有用的。
[0096]
被滤波的束342从辐射源310进入检查腔室350中，在该检查腔室中包括感兴趣的结构的衬底w由衬底支撑件316保持以用于在测量位置处检查。感兴趣的结构被标注为t。检查腔室350内的氛围由真空泵352维持为接近真空，使得euv辐射可以在没有不当衰减的情况下传递通过该氛围。照射系统312具有将辐射聚焦成被聚焦的束356的功能，并且可以包括例如二维曲面反射镜或一系列一维曲面反射镜，如上文提及的已公开美国专利申请案us2017/0184981a1(us2017/0184981a1的全部内容以引用的方式并入本文中)中描述的。执行聚焦以在投影至感兴趣的结构上时实现直径小于10μm的圆形或椭圆形光点s。衬底支撑件316包括例如x-y平移平台和旋转平台，通过x-y平移平台和旋转平台可以使衬底w的任何部分在期望的定向上到达束的焦点。因此，辐射光点s形成于感兴趣的结构上。替代地或另外，衬底支撑件316包括例如可以按某个角度使衬底w倾斜以控制感兴趣的结构t上的被聚焦的束的入射角的倾斜平台。
[0097]
可选地，照射系统312将参考辐射束提供至参考检测器314，该参考检测器可以被配置为测量被滤波的束342中的不同波长的光谱和/或强度。参考检测器314可以被配置为产生信号315，该信号被提供至处理器310并且滤波器可以包括关于被滤波的束342的光谱和/或被滤波的束中的不同波长的强度的信息。
[0098]
反射(或衍射0阶)辐射360由检测器318捕获并且光谱被提供至处理器320以用于计算目标结构t的特性。因此，照射系统312和检测系统318形成检查设备。此检查设备可以包括属于全部内容以引用的方式并入本文中的us2016282282a1中描述的种类的软x射线和/或euv光谱反射计。
[0099]
如果目标具有某一周期性，则被聚焦的束356的辐射也可以被部分地衍射。然后，衍射辐射397相对于入射角，然后相对于反射辐射360以明确地限定的角度遵循另一条路径。在图5中，所绘制的衍射辐射397是以示意性的方式被绘制的，并且衍射辐射397可以遵循除了所绘制的路径之外的许多其他路径。检查设备302还可以包括检测衍射辐射397的至少一部分和/或对衍射辐射397的至少一部分进行成像的其他检测系统398。在图5中，虽然绘制了单个其他检测系统398，但是检查设备302的实施例还可以包括多于一个其他检测系统398，该检测系统398被配置于不同位置处以在多个衍射方向上检测衍射辐射397和/或对衍射辐射397进行成像。换句话说，照射于目标上的被聚焦的辐射束的(更高)衍射阶由一个或更多个其他检测系统398检测和/或成像。该一个或更多个检测系统398产生信号399，该
信号399被提供至量测处理器320。信号399可以包括衍射光397的信息和/或者可以包括从衍射光397获得的图像。
[0100]
为了辅助光点s与期望的产品结构的对准和聚焦，检查设备302也可以提供在量测处理器320的控制下使用辅助辐射的辅助光学器件。量测处理器320也可以与位置控制器372通信，该位置控制器操作平移平台、旋转平台和/或倾斜平台。处理器320经由传感器接收关于衬底的位置和定向的高度准确的反馈。传感器374可以包括例如干涉计，所述干涉计可以给出大约数皮米的准确度。在检查设备302的操作中，由检测系统318捕获的光谱数据382被传送至量测处理单元320。
[0101]
如所提及的，检查设备的替代形式使用处于正入射或近正入射的软x射线和/或euv辐射，例如以执行以衍射为基础的不对称性测量。两种类型的检查设备都可以被提供于混合型量测系统中。待测量的性能参数可以包括：重叠(ovl)、临界尺寸(cd)、当光刻设备印刷目标结构时光刻设备的焦点、相干衍射成像(cdi)、依分辨率的重叠(aro)量测和边缘放置误差(epe)。软x射线和/或euv辐射可以例如具有小于100nm的波长，例如使用在5nm至30nm的范围内的辐射，可选地在10nm至20nm的范围内的辐射。该辐射在特性上可以是窄带或宽带。该辐射可以在特定波长带中具有离散峰值或者可以具有更连续的特性。
[0102]
类似于用于当今的生产设施中的光学散射仪，检查设备302可以用于测量在光刻元内处理的抗蚀剂材料内的结构(显影后检查或adi)，和/或用于在结构已经以较硬材料形成之后测量结构(蚀刻后检测或aei)。例如，可以在衬底已经由显影设备、蚀刻设备、退火设备和/或其他设备处理之后使用检查设备302来检测衬底。
[0103]
包括但是不限于上文提及的散射仪的量测工具mt可以使用来自辐射源的辐射以执行测量。由量测工具mt使用的辐射可以是电磁辐射。辐射可以是光学辐射，例如电磁光谱的红外线部分、可见光部分和/或紫外线部分中的辐射。量测工具mt可以使用辐射以测量或检查衬底的特性和方面，例如半导体衬底上的光刻曝光图案。测量的类型和品质可以依赖于由量测工具mt使用的辐射的若干特性。例如，电磁量测的分辨率可以依赖于辐射的波长，其中，例如归因于衍射限制，较小的波长能够测量较小的特征。为了测量具有较小尺寸的特征，可优选使用具有短波长的辐射(例如，euv和/或软x射线(sxr)和/或硬x射线(hxr)辐射)来执行测量。为了在特定波长或波长范围下执行量测，量测工具mt需要访问提供在那种/那些波长下的辐射的源。存在用于提供不同波长的辐射的不同类型的源。依赖于由源提供的波长，可以使用不同类型的辐射产生方法。对于极紫外(euv)辐射(例如1nm至100nm)，和/或软x射线(sxr)辐射(例如0.1nm至10nm)，源可以使用高阶谐波产生(hhg)以获得在期望的波长下的辐射。这些源的开发中面对的挑战中的一个挑战是如何将出自产生设备的发射辐射高效地耦合并且将发射辐射与用于驱动过程的辐射分离。
[0104]
图6示出照射源310的实施例600的简化示意图，该照射源可以是用于高阶谐波产生的照射源。关于图5所描述的量测工具中的照射源的特征中的一个或更多个也可以在适当时存在于照射源600中。照射源600包括腔室601。照射源600被配置为接收具有由箭头指示的传播方向的泵浦辐射611。此处示出的泵浦辐射611是来自泵浦辐射源330的泵浦辐射340的示例，如图5中所示。泵浦辐射611可以经由辐射输入端605引导至腔室601中，该辐射输入端可以是可以由熔融的硅石或者可相当的材料制成的检视区。泵浦辐射611可以具有高斯或中空(例如，环形)横向横截面轮廓并且可以入射(可选地聚焦)于腔室601内的气流
615上，该气流具有由第二箭头指示的流动方向。气流615包括其中气体压力高于某个值的小体积(例如，若干立方毫米)的特定气体(例如，惰性气体，可选地是氦气、氩气或氖气、氮气、氧气或二氧化碳)。气流615可以是稳定流。也可以使用其他介质，诸如金属等离子体(例如，铝等离子体)。
[0105]
照射源600的气体传递系统被配置为提供气流615。照射源600被配置为将泵浦辐射611提供于气流615中以驱动发射辐射613的产生。其中，产生发射辐射613的至少一大部分的区被称为相互作用区。相互作用区可以从数十微米(用于紧密聚焦泵浦辐射)变化至数毫米或厘米(用于适度聚焦泵浦辐射)或者甚至高达数米(用于极其松散地聚焦泵浦辐射)。可选地，气流615通过气体传递系统提供至抽空或几乎抽空的空间中。气体传递系统包括气体喷嘴609，如图6中所示，该气体喷嘴包括在气体喷嘴609的出口平面中的开口617。从开口617提供气流615。在几乎所有的现有技术中，气体喷嘴具有切割管几何结构形状，切割管几何结构形状是均匀的圆柱体内部几何结构形状，并且出口平面中的开口的形状为圆形。细长开口也已经如专利申请案cn101515105b中所描述地被使用。
[0106]
气体喷嘴609的尺寸也可以可想象地用于范围在微米级尺寸的喷嘴至米级尺寸喷嘴的按比例增加或按比例缩小的版本中。此广泛范围的尺寸标定来自如下事实：应该按比例调整设备，使得气流处的泵浦辐射的强度最终处于可以对发射辐射有益的特定范围内，这需要针对可以是脉冲激光的不同泵浦辐射能量的不同尺寸标定，并且脉冲能量可以在数十微焦耳至数焦耳之间变化。
[0107]
归因于泵浦辐射611与气流615的气体原子的相互作用，气流615将使泵浦辐射611的一部分转换成发射辐射613，该发射辐射可以是图5中所示的发射辐射342的示例。发射辐射613的中心轴线可以与入射泵浦辐射611的中心轴线共线。发射辐射613可以具有在x射线或euv范围内的波长，其中，波长是在0.01nm至100nm、可选地0.1nm至100nm、可选地1nm至100nm、可选地1nm至50nm、或者可选地10nm至20nm的范围内。
[0108]
在操作中，发射辐射613束可以传递通过辐射输出端607，并且可以随后通过照射系统603操控和引导至用于量测测量的待检测晶片，照射系统603可以是图5中的照射系统312的示例。发射辐射613可以被引导(可选地聚焦)至晶片上的目标。
[0109]
因为空气(和实际上任何气体)很大程度上吸收sxr或euv辐射，所以气流615与待检测的晶片之间的体积可以被抽空或几乎抽空。由于发射辐射613的中心轴线可以与入射泵浦辐射611的中心轴线共线，所以泵浦辐射611可能需要被阻挡以防止其传递通过辐射输出端607和进入照射系统603。这可以通过将图5中所示的滤波装置344并入辐射输出端607中来进行，该辐射输出端被放置于发射束路径中并且对于驱动辐射不透明或几乎不透明(例如，对红外线或者可见光不透明或几乎不透明)但是对发射辐射束至少部分地透明。可以使用锆来制造滤波器。当泵浦辐射611具有中空(可选地环形)横向横截面轮廓时，滤波器可以是中空(可选地环形)块体。
[0110]
应该注意的是，图6中所示的照射源600仅是示例，实际上，具有其他布置的任何其他照射源都可以用作图5中的照射源310。例如，液体金属喷射x射线源、逆康普顿散射源、或具有毛细管而非图6中所示的气体喷嘴的hhg源。在发射辐射342具有在硬x射线区中的波长的情况下，图5中的量测设备可以适用于透射几何结构。
[0111]
本文中描述了用于获得可选地在泵浦辐射的高阶谐波频率下的发射辐射的方法、
设备和组件。通过过程(可选地使用非线性效应以产生在所提供的泵浦辐射的谐波频率下的辐射的hhg)产生的辐射可以作为辐射提供于量测工具mt中以用于衬底的检查和/或测量。衬底可以是被光刻地图案化的衬底。通过过程获得的辐射也可以被提供于光刻设备la和/或光刻单元lc中。泵浦辐射可以是脉冲式辐射，所述脉冲式辐射可以在短脉冲时间中提供高峰值强度。
[0112]
泵浦辐射611可以包括具有高于发射辐射的一种或更多种波长的一种或更多种波长的辐射。泵浦辐射可以包括红外辐射。泵浦辐射可以包括具有在800nm至1500nm的范围内的(多种)波长的辐射。泵浦辐射可以包括具有在900nm至1300nm的范围内的(多种)波长的辐射。泵浦辐射可以包括具有在100nm至1300nm的范围内的(多种)波长的辐射。泵浦辐射可以是脉冲式辐射。脉冲式泵浦辐射可以包括具有在飞秒范围内的持续时间的脉冲。
[0113]
在一些实施例中，发射辐射(可选地高阶谐波辐射)可以包括具有(多种)泵浦辐射波长的一个或更多个谐波。发射辐射可以包括在极紫外线(euv)、软x射线(sxr)和/或电磁光谱的硬x射线部分中的波长。发射辐射613可以包括在0.01nm至100nm的范围内的波长。发射辐射613可以包括在0.1nm至100nm的范围内的波长。发射辐射613可以包括具有在0.1nm至50nm的范围内的波长。发射辐射613可以包括在1nm至50nm的范围内的波长。发射辐射613可以包括在10nm至20nm的范围内的波长。
[0114]
诸如以上所描述的高阶谐波辐射的辐射可以被提供为量测工具mt中的源辐射。量测工具mt可以使用源辐射以对由光刻设备曝光的衬底执行测量。所述测量可以用于确定衬底上的结构的一个或更多个参数。相比于使用较长波长(例如，可见光辐射、红外辐射)，使用在较短波长下(例如，在如上文所描述的波长范围内所包括的euv和/或sxr和/或hxr的波长下)的辐射可以允许通过量测工具分辨结构的较小特征。具有较短波长的辐射(诸如euv和/或sxr和/或hxr辐射)也可以更深地穿透至诸如图案化的衬底的材料中，这意味着衬底上的较深层的测量是可能的。这些较深层可能不能通过具有较长波长的辐射来访问。
[0115]
在量测工具mt中，可以从辐射源发射源辐射并且将源辐射引导至衬底上的目标结构(或其他结构)上。源辐射可以包括euv和/或sxr和/或hxr辐射。目标结构可以反射和/或衍射入射于目标结构上的源辐射。量测工具mt可以包括用于检测衍射辐射的一个或更多个传感器。例如，量测工具mt可以包括用于检测正(+1)和负(-1)第一衍射阶或正(+3)和负(-3)第三衍射阶的检测器。量测工具mt也可以测量镜面反射辐射(0阶衍射辐射)。用于测量的其他传感器可以存在于量测工具mt中，例如以测量其他衍射阶(例如，较高衍射阶)。
[0116]
通常，本文中披露的方法和设备允许在测量衬底中或衬底上制作的结构的参数时补偿目标漂移和/或系统漂移。如上文陈述的，术语“目标漂移”涵盖归因于材料沉积和/或抗蚀剂改变(尤其是抗蚀剂收缩)所导致的参数的测量中的误差。术语“系统漂移”涵盖由系统的元件导致的误差，诸如热误差。
[0117]
关于利用例如sxr测量的adi重叠目标，最近发现在利用电磁辐射照射目标(或其他结构，例如产品结构)之后，来自目标的一阶衍射辐射的强度是时间依赖性的，并且具体地是照射时间依赖性的。即，衍射辐射的强度依据目标在照射下花费的时间的量而变化，如图7中所示，图7呈现针对三个单独的波长的辐射的作为y轴的衍射辐射强度相对于作为x轴的照射时间的曲线图。这被认为源自以上提及的目标漂移的贡献，例如源自材料沉积，例如碳沉积，和/或抗蚀剂收缩。这种时间依赖性强度将误差引入基于在不同的定向(诸如180度
旋转)下的目标的测量而确定的校正中，这是因为在第二(例如，被旋转的目标定向)测量期间的衍射辐射强度不再与在第一(标称)测量期间的衍射辐射强度相同。这可能导致不正确的不对称性值，即，不表示目标的重叠的不对称性值。
[0118]
这种情况的示例示出于图8中，该图8示出在目标处于第一标称定向(n)和第二旋转定向(r)的情况下的反射比(re)相对于时间(ti)的曲线图。在图8和图9中，出于说明的目的，信号中的比例常数被视为一。来自针对n和r定向的目标的反射比的强度随着时间推移而变化，如由图8中被标注为n和r的曲线所指示的。利用在第一定向上的电磁辐射照射目标，并且随着时间推移感测并积分来自目标的反射比，从而产生曲线下方的面积a1。然后，利用在第二定向上的电磁辐射来照射目标，并且随着时间推移感测并积分来自目标的反射比，从而产生曲线下方的面积a2。n信号从r信号偏移，并且因此，积分a1和a2将导致关于目标不对称性以及随后关于待测量的参数(例如，重叠和cd)的不正确的结论。
[0119]
在示例性布置中，在衬底中或衬底上制作的结构的至少一部分由在第一定向(例如，标称定向)中以及在第二定向(例如，旋转定向)中的电磁辐射照射。在标称定向和旋转定向上测量来自结构的反射比，其中，对于目标定向中的至少一个目标定向，执行多次照射和反射比的测量。然后，可以组合在第一和/或第二定向上的反射比的测量以获得被校正的不对称性。在一些示例性方法和设备中，组合反射比的测量，使得已经执行多次测量所在的第一和/或第二定向处的测量提供在总测量时间时的时间间隔期间在其目标定向处的反射比强度的估计值。
[0120]
归因于目标漂移的误差在确定的不对称性中减小，如上文关于现有技术(标称-旋转)所阐述的。
[0121]
在图9中所示的一个示例中，执行包括标称-旋转-标称(n-r-n)测量的测量方案。即，第一定向是标称定向，并且在第一定向上在多个时间时(可选地如图9中所示的两个时间时)照射结构的至少一部分。在所述多个时间时测量信号，并且可以根据测量来估计反射比。参数的测量是基于在多个时间时的反射比而确定的。在其他布置中，信号可以用于确定不对称性并且可以基于不对称性来确定参数。反射比的强度可以被定义为曲线下方的面积除以曝光时间(a5、a6和a7)。在两个标称强度测量时的反射比的平均值被视为在旋转定向处的测量时的反射比的估计值。即，通过图9中的n线和r线的曲线所示的漂移被认为是主要线性的。通过获取两个标称反射比测量的平均值而减少了目标漂移对不对称性的影响。
[0122]
图9中所示的示例提供在反射比的主要线性照射时间依赖性的情况下的完全校正。其他照射和测量方案，诸如在标称-标称-旋转-标称-标称或下文提及的其他情况下的照射和测量反射比，允许超出主要线性关系(例如，在时间上是主要二阶多项式)的校正。还应该注意的是，照射和测量方案可以按任何次序在第一定向和第二定向上照射和测量反射比。该次序可以被确定为使生产量最大化。
[0123]
与在第二定向处的反射比测量值相比，在第一定向处的多个反射比测量值中的每个在持续时间上可以是较短的。例如，在第一定向处的测量的总持续时间可以与第二定向的测量的总持续时间是相同的。在图9的示例中，第一标称反射比测量(与a5相关)可能花费第一时间段，被旋转的反射比测量(与a6相关)可能花费第二时间段，该第二时间段可以基本上是第一时间段的两倍，并且第二标称反射比测量(与a7相关)可能花费第三时间段，该第三时间段可以与第一时间段基本相同。这样，每定向的总测量时间的比率可以与已知的
方法中的比率是相同的。对于信号的信噪比，使在第一定向和第二定向上耗费的总反射比测量时间大致相等可能是有利的。
[0124]
在目标(或其他结构)的第一(例如，标称)定向和第二(例如，旋转)定向处可以存在多次测量。例如，照射和测量方案可以包括在标称-旋转-标称-旋转-标称(nom-rot-nom-rot-nom)定向处的照射和反射比测量。在利用具有在第一定向和第二定向处的多次照射和反射比测量的方案的情况下，可以获得关于在标称定向和旋转定向两者处的反射比的时间依赖性的信息，通过该信息可以获得标称定向和旋转定向强度的估计值。
[0125]
在以上示例(标称-旋转-标称-旋转-标称(nom-rot-nom-rot-nom))中，可以例如获得在第二标称测量的前半部分期间在标称定向和旋转定向处的反射比的估计值。因此，估计反射比的时间间隔不一定等于初始量测的积分时间(此处有5个后续测量)。替代地，估计可以针对在第一旋转测量、第二标称测量和第二旋转测量期间每时间段的反射比。
[0126]
如果预期反射比不随着累积照射时间以线性方式变化，则示例性布置可以包括照射和测量方案，所述照射和测量方案对于根据包括主要多项式项(诸如主要二阶多项式)的模型而变化的信号正确地起作用。图10中示出示例，该图10示出随着照射时间并非线性但是包括主要多项式项的漂移误差。在图10的示例中，照射和测量方案包括在目标处于第一(例如，标称)定向和第二(例如，旋转)定向的情况下的照射和测量序列，所述照射和测量序列作为nrnrnr(即，具有相等曝光时间的总计六次曝光(照射和测量)，在总计六次曝光之间进行无间隔的测量)。在此类布置中，“n”和“r”的测得的反射比的加权平均值可以用于利用照射时间对漂移误差建模。例如，分别具有权重[0.813，0.625，1.563]的“n”测得的反射比的加权平均值，以及分别具有权重[1.563，0.625，0.8125]的“r”测得的反射比的加权平均值。如果在测量之间存在间隔例如以允许衬底旋转，则可以调整权重。例如，如果间隙时间为照射时间的25％，则对于“n”曝光，权重可以是[0.75，0.75，1.5]，并且对于“r”曝光，权重可以是反向阶。
[0127]
在本文中披露的一些示例中，选择用于“n”和“r”曝光的加权因子，使得获得针对在整个测量序列内的平均“n”反射比和在整个测量序列内的平均“r”反射比的估计值。为了进行此操作，假设时间依赖性是由主要二阶(二次)多项式描述的，则这些示例可以进行至少三次“n”曝光和至少三次“r”曝光。在其他示例中，测量序列具有仅一次“r”曝光和多次“n”曝光(或以其他方式)。“r”曝光(或在“r”曝光比“n”曝光多的情况下是“n”)的持续时间可以长于个别“n”曝光，使得来自散粒噪声的贡献得以减轻。可以选择用于“n”曝光的加权因子，使得获得在“r”曝光期间的“n”反射比的估计值。例如，假设测量序列随着相对曝光时间1-2-1-1为n-r-n-n。如果曝光在无间隔的情况下背对背，则“n”反射比的权重可以被视为[0.333，1.167，-0.500]。如果反射比随着时间推移作为主要二阶多项式变化，则反射比与权重的乘积的总和将等于在“r”曝光期间的平均“n”反射比。例如，如果n反射比为0.5、0.48和0.42，则在“r”曝光的时间窗口期间的估计的n反射比为0.333*0.5+1.167*0.48-0.500*0.42＝0.517。此方法可以通用于其他序列，诸如nnrn、nnrnn，并且具有不同的曝光时间并且在曝光之间具有不同的间隔。此方法也可以应用于诸如具有两次“r”曝光的nrnrn的序列；选择加权因子使得我们可以采用来自两次“r”曝光的平均“r”反射比并且在“r”曝光期间估计平均“n”反射比。
[0128]
除了以本文中提及的方式校正漂移误差以外，示例性方法和设备也可以基于在相
同定向处的多个测得的反射比来确定漂移误差率。在示例性布置中，可以在量测工具的选配方案设定期间确定漂移误差率，并且然后应用漂移误差率以校正在大容量工具操作期间执行的测量。此方法的优点在于：在大量工具操作期间，仅需要每目标定向的单次测量，这增加了工具的生产量。
[0129]
可以存在多个标称-旋转定向，例如，在0度和180度平面内旋转处的测量，以及在90度和270度平面内旋转处的测量。可以将时间依赖性反射比改变(例如，随着时间推移的强度的正弦改变)的模型应用于多次测量以提供估计值。替代地，数值积分技术(例如，(加权)平均值)可以用于提供估计值。
[0130]
在一些示例性方法和设备中，可以在第一(例如，标称)定向上测量来自多个结构(诸如，重叠目标)的反射比。可以在第二旋转定向上测量来自相同的重叠目标(中的一些)的反射比。然后，再次在标称或旋转定向中的至少一个上测量来自相同重叠目标(中的一些)的反射比。因此，至少测量三次来自多个目标中的至少一些的反射比，包括在标称定向和旋转定向两者上执行的测量。然后，组合测得的反射比以获得被校正的不对称性。测得的反射比可以被组合，使得位于执行多次测量所在的目标定向处的测量在总测量时间的时间间隔期间提供强度的估计值。
[0131]
在此类布置中，利用辐射照射多个重叠目标并且测量所获得的反射比。这可以对第一定向上的多个目标中的每一个依次进行(例如，在每次测量中测量一个目标)。然后，可以使衬底(和(因此)目标)相对于照射源旋转。此处应该注意的是，相对于照射源使目标至不同的定向的旋转可以包括衬底的物理旋转、照射源的物理旋转和/或由照射源发射的辐射的性质(例如，偏振)的改变。
[0132]
除了目标漂移以外，也可以在照射和测量在第一定向和第二定向中的一个或更多个上的多个目标时提取工具漂移，这是因为在不同的定向上的同一个目标的测量之间存在较长时间间隔。在一些示例性布置中，照射和测量方案可以允许区分目标漂移与工具漂移。与在每次目标测量之后使衬底(晶片)旋转相比，在相同定向上依次测量多个重叠目标会减少衬底旋转的总数目，从而允许更大生产量并且减小测量误差(例如，对准误差)。
[0133]
图11示出用于确定在衬底中或衬底上制作的结构的参数的示例性方法的流程图。所确定的参数用于补偿漂移误差或针对漂移误差被补偿。该方法包括在结构处于第一定向上时利用电磁辐射多次照射1100该结构的至少一部分。
[0134]
结构的至少一部分的照射可以通过诸如本文中披露的照射源的示例性照射源进行。另外，可以使用具有一种或更多种波长或在波长范围内的辐射来进行照射。例如，辐射可以包括具有在0.01nm至100nm的范围内的波长的辐射。可以使用其他更特定的范围，诸如本文中所披露的那些范围。
[0135]
该结构处于第一定向。这可以与相对于照射源的定向相关。该定向可以是物理定向，或者可以使用辐射的参数(诸如偏振)来产生该定向。
[0136]
结构被照射的多个时间可以是依次序的。替代地，其他照射可以在第一定向上出现在多次照射中的一对或更多对之间。这将从本文中披露的照射和测量方案中是显而易见的，所述照射和测量方案包括包含多个交替的定向的方案。
[0137]
该方法还包括感测1102来自结构的至少一部分的多个反射比。反射比是使用上文论述的辐射来照射结构的结果。在多个时间时，即在结构的照射期间感测(量测)反射比。反
射比指示在多个时间时的参数，该参数可以例如是重叠或cd。应该注意的是，在示例性布置中，反射比可以包括在整个时间段内的强度的积分。时间段可以是照射结构所在期间的时间时的一部分或全部。
[0138]
基于多个反射比，在不同于多个时间的其他时间时确定1104对参数的估计。该其他时间可以在多个时间中的两个时间之间，诸如在包括结构的标称定向、旋转定向、标称定向的照射和测量方案中。替代地，该其他时间可以是所述多个时间之前的时间或所述多个时间之后的时间。在一些示例性布置中，可以基于多个所感测的反射比确定在其他时间时对漂移误差的估计。除了在其他时间时确定参数以外或作为对在其他时间时确定参数的替代方案，也可以进行此确定。所确定的漂移误差可以是目标漂移误差或目标漂移和系统漂移的组合。
[0139]
在一些示例性布置中，确定1104在其他时间时对参数的估计可以包括：当结构处于第二定向时在其他时间时照射结构的至少一部分，以及感测所得到的反射比。可以存在结构的至少一部分的多次照射，并且可以在多个其他时间时对所得到的反射比进行多次感测。在一个或更多个其他时间时对参数的估计可以基于在一个或更多个其他时间时对于在第二定向上的结构的所感测到的反射比。
[0140]
如上文所论述的，使结构(例如，目标)在第一定向和第二定向上之间的差异可以体现于单独的照射源的使用、照射源的旋转或具有不同参数的辐射(诸如，p偏振辐射和s偏振辐射)的使用中，以上各者都可以实现结构相比于照射源的相对旋转。然而，在典型布置中，可以使衬底在衬底支撑件wt上旋转。旋转可以围绕正交于衬底的平面的z轴。虽然旋转可以是180度，但是在一些布置中旋转可以是90度或适合于参数的测量的任何其他角度。
[0141]
在示例性布置中，对参数的确定1104是基于在第一定向和第二定向上的结构的至少一部分的总辐射剂量进行的。总辐射剂量可以与在第一和/或第二定向上的结构的照射时间成比例。针对特定定向的总辐射剂量可以包括在多个时间时或在多个其他时间时在该定向上的结构的照射时间的总和。上文论述了这些布置的示例，其中，在第一定向和第二定向上的总辐射剂量是基本相等的。这可以结合漂移误差随着照射时间主要线性地改变的假设而使用。其他示例包括使用反射比的加权和，如上文所论述的。这可以结合漂移误差基于包括一个或更多个多项式项的关系而随着照射时间改变的假设来使用。在确定一个或更多个加权平均值时所应用的权重可以基于对结构的至少一部分的照射之间的时间。例如，如果在照射之间使衬底旋转，则可以相应地确定权重，如以上示例中所论述的。
[0142]
在其中可以假设漂移误差与照射时间的关系主要是线性的示例性布置中，可以基于主要线性关系而确定漂移误差率。然后，这可以用于后续结构的照射和测量，所述后续结构可以在同一衬底上和/或在其他衬底上。使用漂移误差率允许估计参数而不必重复在第一定向上在多个时间时进行的多次照射和测量。
[0143]
在多个时间时的照射1100可以包括照射衬底上的多个结构(例如，目标)，其中，该衬底以及因此所述结构处于第一定向上。
[0144]
照射和测量方案的示例可以是n1a、n1b、r1a、r1b、n2a、n2b，其中，n表示第一(标称)定向并且r表示第二(旋转)定向，数字1和2表示结构的第一照射及第二照射和后续测量，并且a和b表示两个不同结构。这可以准许基于反射比来分别确定对目标漂移的估计和/或对系统漂移的估计。
[0145]
在以上方案中，n1a和n2a的所感测的反射比的平均值可以例如提供在r1a时在标称定向处的反射比的估计值。由于时间间隔n1a-r1a与时间间隔n2a-r1a基本相同(假设针对每一个的照射和测量时间相同)，所以此平均值提供对目标漂移及工具漂移两者的(部分)补偿。在此简单情况下，因此可能不必要区分工具漂移与目标漂移。
[0146]
如果上文提及的时间间隔不同，则可以使用加权平均值。例如，在n1a-r1a之间的时间间隔为t
1a
且r1a-n2a之间的时间间隔为t
2a
的情况下，可以将加权因子t
2a
/(t
1a
+t
2a
)和t
1a
/(t
1a
+t
2a
)分别应用至测量n1a和n2a。
[0147]
在一些布置中，可以仅测量第一结构“a”多次，例如三次，并且可以基于结构“a”的多次测量来计算结构“b”的漂移误差。此示例中的照射和测量方案可以是n1a、n1b、r1a、n2a。由于现在时间间隔r1a-n1a长于n2a-r1a(假设针对每一个的照射和测量时间相同)，所以在旋转定向下在反射比的测量时在标称定向下的反射比的估计值可以区分目标漂移与系统(或工具)漂移。这可以如下所述地进行：根据n1b与n1a之间的强度的差，估计工具漂移速率(在假设恒定辐射剂量的情况下，目标漂移针对目标“a”和“b”是相同的；为了简单起见，假设噪声是可忽略的)。然后，从n2a-n1a减去系统漂移速率乘以这些测量之间的时间间隔以便获得目标漂移速率。然后，工具漂移速率和目标漂移速率可以用于计算在旋转定向照射和测量时在标称定向下的反射比，如上文所提及的。这样要注意的是，假设使用系统漂移速率估计值和目标漂移速率估计值所提取的结构“a”的校正可以应用于结构“b”。
[0148]
可以如上文在工具(校准)的选配方案设定期间所描述的那样来确定系统漂移速率和目标漂移速率。在用于大量制造的工具的操作期间，然后，结构的单次照射和测量是足够的，这增大了生产量。在大量工具操作期间周期性地重新评估如上文所描述的系统漂移速率和目标漂移速率可能是有益的。即使需要针对每个结构执行校正(因此需要每结构两次测量(n和r))，根据以上方案提取的目标速率和漂移速率也可以用于允许此校正而无需对每个目标进行第三次测量。
[0149]
上文论述的其他特征也应用于此方案，例如，使用多个结构定向以及照射和测量的多次重复以补偿漂移中的高阶效应。
[0150]
本文中披露的方法和设备可以适用于重叠和/或cd，但是通常也适用于在存在目标漂移的情况下估计单个测量参数，可以从结构或目标基于在不同条件下的该目标的多次照射和测量来导出该单个测量参数。因此，组合在不同条件下的多次照射和测量以获得测量参数。虽然测量参数仍然可以使用反射比并且测量仍然可以在不同的定向上(例如，0度平面内旋转和90度平面内旋转)，但是在一些布置中，可以组合所述测量以获得组合的强度检测器图像。进行此操作的原因可以是：检测器在一个方向上更加伸长，使得对于2d衍射目标，相比于在另一个方向(例如，y方向)上，在一个方向(例如，x方向)上捕获更多的衍射阶。旋转90度允许在另一个方向上捕获更多阶。在0度和90度的测量的情况下，虽然不减去信号以便得到不对称性，但是将所述信号作为一对馈送到分析算法中。
[0151]
在一些布置中，可以在针对第一测量使用s偏振辐射和针对第二测量使用p偏振辐射的照射之后进行测量。将这两次测量作为一对馈送到分析算法中。
[0152]
在其他布置中，可以基于反射比确定测量参数，并且可以在使用包括用于第一测量的第一光谱中的波长的辐射进行的照射和使用包括用于第二测量的第二光谱中的波长的辐射进行的照射之后进行测量。
[0153]
本文中披露的方法和设备以多种方式不同于cd-sem情形。方法和设备可以相对于所考虑的目的和/或问题在以下方面不同：本文中披露的方法和设备可以旨在使能够在存在样本漂移的情况下校正重叠提取。此校正通常使用同一个目标的两次测量，这两次测量无法同时进行并且因此可以包括目标漂移。cd-sem的目的是获取未曝光状态的重叠。本文中披露的方法和设备也可以在如何应用方法方面不同于cd-sem。在cd-sem中，可以与依据时间和/或剂量而变化的抗蚀收缩的模型组合来执行收缩模型外推。本文中披露的方法和设备不涉及外推，而是可以使用基于数值积分的技术来同时以计算方式获得在标称样本定向和旋转样本定向上的测量。
[0154]
上文提及的实施例的另一种应用可以是以下情况：可以存在如下情形，其中，辐射的正阶和负阶(例如，sxr衍射图案)不可以一次被检测到，这是由于辐射的正阶和负阶没有拟合于一个或更多个检测器上，并且因此需要至少两次获取，其中，该一个或更多个检测器在这些获取之间平移。为了考虑在这些多次，可选地两次，获取期间的目标漂移，可以应用如上所提及的实施例。一个示例是在第二获取之后，该一个或更多个检测器返回至第一获取的检测器位置并且获取第三图像。将第一位置处的第一图像和第三图像平均化可以(部分地)校正目标漂移。应该注意的是，在此实施例中检测器改变定向，而在以上所提及的实施例中样品改变定向。改变检测器位置的替代方案可以是改变目标定向。另一个替代方案可以是稍微改变入射于样本上的束的指向。
[0155]
照射源可以提供于例如量测设备mt中，可选地提供于光刻设备中的量测设备、检查设备、光刻设备la和/或光刻单元lc中。
[0156]
用于执行测量的发射辐射的特性可以影响所获得的测量的品质。例如，辐射束的横向束轮廓(横截面)的形状和尺寸、辐射的强度、辐射的功率频谱密度等可以影响通过辐射执行的测量。因此，具有提供具有导致高品质测量的特性的辐射的源是有益的。
[0157]
在后续编号的方面(方面组a)中披露了另外的实施例：
[0158]
1.一种确定在衬底中或衬底上制作的结构的、针对漂移误差被补偿的参数的方法，所述方法包括：
[0159]
在多个时间利用电磁辐射照射所述结构的至少一部分，所述结构的所述至少一部分处于第一定向；
[0160]
在所述多个时间时感测所述结构的所述至少一部分的多个平均反射比，其中，所述平均反射比指示在所述多个时间时的所述参数；
[0161]
在一个或更多个其他时间时利用电磁辐射照射所述结构的所述至少一部分，所述结构的所述至少一部分处于第二定向；以及
[0162]
在所述一个或更多个其他时间时感测所述结构的所述至少一部分的一个或更多个其他平均反射比，其中，所述其他平均反射比指示在所述一个或更多个其他时间时的所述参数；以及
[0163]
基于所述多个平均反射比和所述一个或更多个其他平均反射比来确定在所述一个或更多个其他时间时对所述参数的估计。
[0164]
2.根据方面1所述的方法，还包括：基于所述多个平均反射比估计所述漂移误差。
[0165]
3.根据前述任一方面所述的方法，其中，在所述第二定向上，所述结构的所述至少一部分围绕垂直于所述衬底的平面的z轴被旋转，所述旋转是相对于所述电磁辐射的源而
言的，并且可选地其中，所述旋转是180度和90度中的一个。
[0166]
4.根据前述任一方面所述的方法，其中，所述一个或更多个其他时间是多个其他时间。
[0167]
5.根据前述任一方面所述的方法，其中，进一步基于与所述结构的处于所述第一定向的所述至少一部分的所述照射相关联的总辐射剂量，以及与对所述结构的处于所述第二定向的所述至少一部分的所述照射相关联的总辐射剂量确定对所述参数的所述估计。
[0168]
6.根据方面5所述的方法，其中，与对所述结构的处于所述第一定向的所述至少一部分的所述照射相关联的所述总辐射剂量基本上等于与对所述结构的处于所述第二定向的所述至少一部分的所述照射相关联的所述总辐射剂量。
[0169]
7.根据前述任一方面所述的方法，其中，所述多个平均反射比和/或所述其他平均反射比包括在照射时间的整个至少一部分内的辐射强度的积分。
[0170]
8.根据前述任一方面所述的方法，其中，进一步基于所述结构的所述至少一部分的所述漂移误差与所述照射时间之间的主要线性关系确定对所述参数的所述估计。
[0171]
9.根据方面8所述的方法，还包括：确定所述漂移误差的改变速率以用于确定在一个或更多个其他衬底中或在所述一个或更多个其他衬底上制作的一个或更多个结构的所述参数的估计。
[0172]
10.根据方面1至7中任一项所述的方法，其中，进一步基于所述结构的所述至少一部分的所述漂移误差与所述照射时间之间的关系确定对所述参数的所述估计，所述关系包括一个或更多个主要多项式函数。
[0173]
11.根据方面1至7和10中任一项所述的方法，其中，确定对所述参数的所述估计包括：确定所述多个平均反射比的加权平均值。
[0174]
12.根据方面11所述的方法，其中，确定对所述参数的所述估计包括：确定所述多个其他平均反射比的加权平均值。
[0175]
13.根据方面11或12所述的方法，其中，基于对所述结构的所述至少一部分的照射之间的时间而确定当确定所述加权平均值时所应用的权重。
[0176]
14.根据前述任一方面所述的方法，其中，在所述多个时间时的照射包括：
[0177]
在第一时间时对第一结构的至少一部分的照射；
[0178]
在第二时间时对第二结构的至少一部分的照射；以及
[0179]
在第三时间时对所述第一结构的至少一部分的照射，其中，所述多个平均反射比指示在所述第一时间时、在所述第二时间时和在所述第三时间时的所述参数。
[0180]
15.根据前述任一方面所述的方法，其中，确定所述参数的估计包括：基于所述多个平均反射比确定对目标漂移的估计和/或对系统漂移的估计。
[0181]
16.根据方面15所述的方法，其中，基于对应于在所述第一时间时对所述第一结构的照射的衍射辐射强度和对应于在所述第二时间时对所述第二结构的照射的衍射辐射强度确定对所述系统漂移的估计。
[0182]
17.根据方面15或16所述的方法，其中，基于对应于在所述第一时间时对所述第一结构的照射的衍射辐射强度和对应于在所述第三时间时对所述第一结构的照射的衍射辐射强度确定对所述目标漂移的估计。
[0183]
18.根据前述任一方面所述的方法，其中，用于对所述结构的处于所述第一定向的
所述至少一部分的照射的所述电磁辐射是p偏振电磁辐射和s偏振电磁辐射中的一种。
[0184]
19.根据方面18所述的方法，其中，用于对所述结构的处于所述第二定向的所述至少一部分的照射的所述电磁辐射是p偏振电磁辐射和s偏振电磁辐射中的另一种。
[0185]
20.根据前述任一方面所述的方法，其中，用于对所述结构的处于所述第一定向的所述至少一部分的照射的所述电磁辐射包括第一光谱中的电磁辐射，
[0186]
并且其中，用于对所述结构的处于所述第二定向的所述至少一部分的照射的所述电磁辐射包括在第二光谱中的电磁辐射。
[0187]
21.根据前述任一方面所述的方法，其中，所述结构包括量测目标。
[0188]
22.根据前述任一方面所述的方法，其中，所述参数包括重叠和临界尺寸中的一个。
[0189]
23.根据前述任一方面所述的方法，其中，所述电磁辐射包括具有在0.01nm至100nm的范围内的波长的电磁辐射。
[0190]
24.根据前述任一方面所述的方法，其中，所述漂移误差是由材料沉积或目标收缩导致的。
[0191]
25.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，所述指令在至少一个处理器上被执行时使所述至少一个处理器控制一设备，以实施根据前述任一方面所述的方法。
[0192]
26.一种用于确定在衬底中或衬底上制作的结构的、针对漂移误差被补偿的参数的设备，所述设备包括计算机处理器，所述计算机处理器被配置为控制所述设备以实施以下方法：
[0193]
在多个时间时利用电磁辐射照射所述结构的至少一部分，所述结构的所述至少一部分处于第一定向；
[0194]
在所述多个时间时感测所述结构的所述至少一部分的多个平均反射比，其中，所述平均反射比指示在所述多个时间时的所述参数；
[0195]
在一个或更多个其他时间时利用电磁辐射照射所述结构的所述至少一部分，所述结构的所述至少一部分处于第二定向；以及
[0196]
在所述一个或更多个其他时间时感测所述结构的所述至少一部分的一个或更多个其他平均反射比，其中，所述其他平均反射比指示在所述一个或更多个其他时间时的所述参数；以及
[0197]
基于所述多个平均反射比和所述一个或更多个其他平均反射比来确定在所述一个或更多个其他时间时对所述参数的估计。
[0198]
27.一种量测工具，所述量测工具包括根据方面26所述的设备。
[0199]
28.一种光刻系统，所述光刻系统包括根据方面26所述的设备。
[0200]
29.一种光刻单元，所述光刻单元包括根据方面26所述的设备。
[0201]
在后续编号的方面(方面组b)中披露了另外的实施例：
[0202]
1.一种确定在衬底中或衬底上制作的结构的、针对漂移误差被补偿的参数的方法，所述方法包括：
[0203]
在多个时间时利用电磁辐射照射所述结构的至少一部分，所述结构的所述至少一部分处于第一定向；
[0204]
在所述多个时间时感测所述结构的所述至少一部分的多个平均反射比，其中，所述平均反射比指示在所述多个时间时的所述参数；以及
[0205]
基于所述多个平均反射比，确定在一个或更多个其他时间时对所述参数的估计。
[0206]
2.根据方面1所述的方法，还包括：
[0207]
在所述一个或更多个其他时间时利用电磁辐射照射所述结构的所述至少一部分，所述结构的所述至少一部分处于第二定向；以及
[0208]
在所述一个或更多个其他时间时感测所述结构的所述至少一部分的一个或更多个其他平均反射比，其中，所述其他平均反射比指示在所述一个或更多个其他时间时的所述参数。
[0209]
3.根据方面2所述的方法，还包括：基于所述一个或更多个其他平均反射比确定对所述参数的所述估计。
[0210]
4.根据前述任一方面所述的方法，还包括：基于所述多个平均反射比估计所述漂移误差。
[0211]
5.根据方面2至4中任一项所述的方法，其中，在所述第二定向上，所述结构的所述至少一部分围绕垂直于所述衬底的平面的z轴被旋转，所述旋转是相对于所述电磁辐射的源而言的，并且可选地其中，所述旋转是180度和90度中的一个。
[0212]
6.根据方面2至5中任一项所述的方法，其中，进一步基于与所述结构的处于所述第一定向的所述至少一部分的所述照射相关联的总辐射剂量，以及与对所述结构的处于所述第二定向的所述至少一部分的所述照射相关联的总辐射剂量确定对所述参数的所述估计。
[0213]
7.根据方面2至6中任一项所述的方法，其中，所述多个平均反射比和/或所述其他平均反射比包括在照射时间的整个至少一部分内的辐射强度的积分。
[0214]
8.根据前述任一方面所述的方法，其中，确定对所述参数的所述估计包括：确定所述多个平均反射比的加权平均值。
[0215]
9.根据当直接地或间接地从属于方面2时的方面8所述的方法，其中，确定对所述参数的所述估计包括：确定所述多个其他平均反射比的加权平均值。
[0216]
10.根据方面8或9所述的方法，其中，基于对所述结构的所述至少一部分的照射之间的时间确定当确定所述加权平均值时所应用的权重。
[0217]
11.根据前述任一方面所述的方法，其中，确定所述参数的估计包括：基于所述多个平均反射比确定对目标漂移的估计和/或对系统漂移的估计。
[0218]
12.根据前述任一方面所述的方法，其中，在所述多个时间时的照射包括：
[0219]
在第一时间时对第一结构的至少一部分的照射；
[0220]
在第二时间时对第二结构的至少一部分的照射；以及
[0221]
在第三时间时对所述第一结构的至少一部分的照射，其中，所述多个平均反射比指示在所述第一时间时、在所述第二时间时和在所述第三时间时的所述参数。
[0222]
13.根据方面12所述的方法，其中，基于对应于在所述第一时间时对所述第一结构的照射的衍射辐射强度和对应于在所述第二时间时对所述第二结构的照射的衍射辐射强度确定对所述系统漂移的估计。
[0223]
14.根据方面12或13所述的方法，其中，基于对应于在所述第一时间时对所述第一
结构的照射的衍射辐射强度和对应于在所述第三时间时对所述第一结构的照射的衍射辐射强度确定对所述目标漂移的估计。
[0224]
15.根据任一前述所述的方法，其中，用于对所述结构的处于所述第一定向的所述至少一部分的照射的所述电磁辐射包括在第一光谱中的电磁辐射，并且其中，用于对所述结构的处于所述第二定向的所述至少一部分的照射的所述电磁辐射包括在第二光谱中的电磁辐射。
[0225]
16.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，所述指令在至少一个处理器上被执行时使所述至少一个处理器控制一设备，以实施根据前述任一方面所述的方法。
[0226]
17.一种用于确定在衬底中或衬底上制作的结构的、针对漂移误差被补偿的参数的设备，所述设备包括计算机处理器，所述计算机处理器被配置为控制所述设备以实施以下方法：
[0227]
在多个时间时利用电磁辐射照射所述结构的至少一部分，所述结构的所述至少一部分处于第一定向；
[0228]
在所述多个时间时感测所述结构的所述至少一部分的多个平均反射比，其中，所述平均反射比指示在所述多个时间时的所述参数；
[0229]
基于所述多个平均反射比，确定在一个或更多个其他时间时对所述参数的估计。
[0230]
18.一种量测工具，所述量测工具包括根据方面17所述的设备。
[0231]
19.一种光刻系统，所述光刻系统包括根据方面17所述的设备。
[0232]
20.一种光刻单元，所述光刻单元包括根据方面17所述的设备。
[0233]
根据本文中披露的特定布置，提供一种确定在衬底中或衬底上制作的结构的参数的测量中的漂移误差的方法，所述方法包括：在多个时间时利用电磁辐射照射所述结构的至少一部分，所述结构的所述至少一部分处于第一定向；在所述多个时间时感测来自所述结构的所述至少一部分的多个反射比，其中，所述反射比指示在所述多个时间时的所述参数；以及基于所述多个反射比确定在一个或更多个其他时间时对所述参数的测量中的所述漂移误差的估计。还披露了一种对应的设备。
[0234]
尽管可以在本文中特定地参考在ic制造中光刻设备的使用，但是应该理解的是，本文中描述的光刻设备可以具有其他应用。可能的其他应用包括制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导及检测图案、平板显示器、液晶显示器(lcd)、薄膜磁头等。
[0235]
尽管可以在本文中特定地参考在光刻设备的内容背景中的实施例，但是实施例可以用于其他设备中。实施例可以形成掩模检查设备、量测设备、或者测量或处理诸如晶片(或其他衬底)或掩模(或其他图案形成装置)的物体的任何设备的一部分。这些设备通常可以被称为光刻工具。此光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。
[0236]
尽管可以在本文中特定地参考在检查或量测设备的内容背景中的实施例，但是实施例可以用于其他设备中。实施例可以形成掩模检查设备、光刻设备或测量或处理诸如晶片(或其他衬底)或掩模(或其他图案形成装置)的物体的任何设备的一部分。术语“量测设备”(或“检查设备”)也可以指检查设备或检测系统(或者量测设备或量测系统)。例如包括实施例的检查设备可以用于检测衬底的缺陷或衬底上的结构的缺陷。在此实施例中，衬底上的结构的感兴趣的特性可能是关于结构中的缺陷、结构的特定部分的缺失或衬底上的不
期望的结构的存在。
[0237]
尽管上文可以特定地参考了在光学光刻的内容背景中对实施例的使用，但是将明白的是，本发明在内容背景允许的情况下不限于光学光刻，而可以用于其他应用(例如，压印光刻)中。
[0238]
虽然上文所描述的目标或目标结构(更一般而言，衬底上的结构)是出于测量的目的而特定设计和形成的量测目标结构，但是在其他实施例中，可以对作为在衬底上形成的器件的功能性部分的一个或更多个结构测量感兴趣的特性。许多器件具有规则的类光栅结构。如本文中使用的术语“结构”、“目标光栅”和“目标结构”不要求已经特定地针对正在被执行的测量来提供该结构。另外，虽然量测目标的节距可以接近于散射仪的光学系统的分辨率极限或者可能更小，但是可能比目标部分c中的通过光刻过程制得的典型非目标结构(可选地产品结构)的尺寸大得多。实际上，可以使目标结构内的重叠光栅的线和/或空间包括在尺寸上类似于非目标结构的较小结构。
[0239]
虽然上文已经描述了特定实施例，但是将明白的是，可以与所描述的方式不同的其他方式来实践本发明。以上描述意图是说明性的，而非限制性的。因此，对于本领域技术人员将显而易见的是，可以在不背离下文所阐明的权利要求书的范围的情况下对所描述的本发明进行修改。
[0240]
尽管特定参考了“量测设备/工具/系统”或“检查设备/工具/系统”，但是这些术语可以指相同或相似类型的工具、设备或系统。例如包括本发明的实施例的检查或量测设备可以用于确定衬底上或晶片上的结构的特性。例如包括本发明的实施例的检查设备或量测设备可以用于检测衬底的缺陷或衬底上或晶片上的结构的缺陷。在此实施例中，衬底上的结构的感兴趣的特性可能关于结构中的缺陷、结构的特定部分的缺失或衬底上或晶片上的不期望的结构的存在。
[0241]
虽然特定地参考sxr和/或euv电磁辐射，但是将明白的是，本发明在内容背景允许的情况下可以通过所有电磁辐射来实践，所述电磁辐射包括无线电波、微波、红外线、(可见)光、紫外线、x射线和γ射线。作为光学量测方法的替代方案，也已经考虑使用x射线，可选地使用硬x射线，例如在0.01nm和10nm之间，或者可选地在0.01nm和0.2nm之间，或者可选地在0.1nm和0.2nm之间的波长范围内的辐射，以用于量测测量。

技术特征：

1.一种确定在衬底中或衬底上制作的结构的、针对漂移误差被补偿的参数的方法，所述方法包括：在多个时间时利用电磁辐射照射所述结构的至少一部分，所述结构的所述至少一部分处于第一定向；在所述多个时间时感测所述结构的所述至少一部分的多个平均反射比，其中，所述平均反射比指示在所述多个时间时的所述参数；以及基于所述多个平均反射比，确定在一个或更多个其他时间时对所述参数的估计。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述一个或更多个其他时间时利用电磁辐射照射所述结构的所述至少一部分，所述结构的所述至少一部分处于第二定向；以及在所述一个或更多个其他时间时感测所述结构的所述至少一部分的一个或更多个其他平均反射比，其中，所述其他平均反射比指示在所述一个或更多个其他时间时的所述参数。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：基于所述一个或更多个其他平均反射比确定对所述参数的所述估计。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：基于所述多个平均反射比估计所述漂移误差。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，在所述第二定向上，所述结构的所述至少一部分围绕垂直于所述衬底的平面的z轴被旋转，所述旋转是相对于所述电磁辐射的源而言的，并且可选地其中，所述旋转是180度和90度中的一个。6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中，进一步基于与对所述结构的处于所述第一定向的所述至少一部分的所述照射相关联的总辐射剂量，以及与对所述结构的处于所述第二定向的所述至少一部分的所述照射相关联的总辐射剂量，确定对所述参数的所述估计。7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其中，所述多个平均反射比和/或所述其他平均反射比包括：在照射时间的整个至少一部分内的辐射强度的积分。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定对所述参数的所述估计包括：确定所述多个平均反射比的加权平均值。9.根据当直接地或间接地从属于权利要求2时的权利要求8所述的方法，其中，确定对所述参数的所述估计包括：确定所述多个其他平均反射比的加权平均值。10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，基于对所述结构的所述至少一部分的照射之间的时间而确定当确定所述加权平均值时所应用的权重。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，确定所述参数的估计包括：基于所述多个平均反射比确定对目标漂移的估计和/或对系统漂移的估计。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述多个时间时的照射包括：在第一时间时对第一结构的至少一部分的照射；在第二时间时对第二结构的至少一部分的照射；以及在第三时间时对所述第一结构的至少一部分的照射，其中，所述多个平均反射比指示在所述第一时间时的所述参数、在所述第二时间时的所述参数和在所述第三时间时的所述
参数。13.根据权利要求12所述的方法，其中，基于对应于在所述第一时间时对所述第一结构的照射的衍射辐射强度和对应于在所述第二时间时对所述第二结构的照射的衍射辐射强度确定对所述系统漂移的估计。14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，基于对应于在所述第一时间时对所述第一结构的照射的衍射辐射强度和对应于在所述第三时间时对所述第一结构的照射的衍射辐射强度确定对所述目标漂移的估计。15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，用于对所述结构的处于所述第一定向的所述至少一部分的照射的所述电磁辐射包括在第一光谱中的电磁辐射，并且其中，用于对所述结构的处于所述第二定向的所述至少一部分的照射的所述电磁辐射包括在第二光谱中的电磁辐射。

技术总结

用于确定在衬底中或衬底上制作的结构的、针对漂移误差被补偿的参数的方法和设备。所述方法包括：在多个时间时利用电磁辐射照射所述结构的至少一部分，所述结构的所述至少一部分处于第一定向；在所述多个时间时感测所述结构的所述至少一部分的多个平均反射比；以及基于所述多个平均反射比确定在一个或更多个其他时间时的对所述参数的估计。时间时的对所述参数的估计。时间时的对所述参数的估计。