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CN114008534A - 量测方法和相关联的量测术以及光刻设备 - Google Patents

量测方法和相关联的量测术以及光刻设备 Download PDF

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CN114008534A
CN114008534A CN202080044861.3A CN202080044861A CN114008534A CN 114008534 A CN114008534 A CN 114008534A CN 202080044861 A CN202080044861 A CN 202080044861A CN 114008534 A CN114008534 A CN 114008534A
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illumination
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塞巴斯蒂安努斯·阿德里安努斯·古德恩
S·R·胡伊斯曼
A·J·A·贝克曼
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ASML Holding NV
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Abstract

披露了一种量测方法，所述方法包括使用测量照射来测量目标，所述测量照射包括多个照射条件。所述方法包括使用例如各自包括正加权值的所述多个照射条件的第一子集来执行第一测量捕捉，以获得第一参数值，以及使用例如各自包括负加权值的所述多个照射条件的第二子集来执行第二测量捕捉，以获得第二参数值。确定最优参数值为至少所述第一参数值以及所述第二参数值的加权组合。

Description

量测方法和相关联的量测术以及光刻设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年7月2日递交的欧洲申请19183776.4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
本发明涉及例如可以用于通过光刻技术来制造器件的方法以及设备，并且涉及使用光刻技术来制造器件的方法。更具体地，本发明涉及量测传感器以及具有此量测传感器的光刻设备。
背景技术
光刻设备是将期望的图案施加至衬底上(通常施加至衬底的目标部分上)的机器。光刻设备可以例如用于制造集成电路(IC)。在这种情况下，图案形成装置(图案形成装置替代地被称作掩模或掩模版)可以用于产生待形成于IC的单层上的电路图案。该图案可以转移至衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括管芯的一部分、一个管芯或若干管芯)上。通常经由成像至提供于衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来转移图案。一般地，单个衬底将包含连续图案化的相邻目标部分的网络。这些目标部分通常被称作“场”。
在复杂器件的制造中，通常执行许多光刻图案化步骤，从而在衬底上的连续层中形成功能性特征。因此，光刻设备的性能的关键方面是能够相对于(通过同一设备或不同光刻设备)置于先前层中的特征恰当且准确地放置所施加的图案。出于此目的，该衬底设置有一组或多组对准标记。每一个标记都是稍后可以使用位置传感器(通常为光学位置传感器)测量其位置的结构。光刻设备包括一个或多个对准传感器，可以通过所述一个或多个对准传感器准确地测量衬底上的标记的位置。已知来自不同制造商以及来自同一制造商的不同产品的不同类型的标记以及不同类型的对准传感器。
在其他应用中，量测传感器用于测量衬底上的曝光结构(在抗蚀剂中和/或在蚀刻之后)。快速且非侵入性形式的专用检查工具是散射仪，在散射仪中，将辐射束引导至衬底的表面上的目标上，并且测量被散射或被反射的束的属性。已知散射仪的示例包括US2006033921A1以及US2010201963A1中所描述的类型的角分辨散射仪。除了通过重新构造进行特征形状的测量之外，也可以使用此类设备来测量基于衍射的套刻精度，如在公开的专利申请US2006066855A1中所描述的。使用衍射阶的暗场成像的基于衍射的套刻精度测量实现对较小目标的套刻精度测量。暗场成像量测的示例可见于国际专利申请WO 2009/078708以及WO 2009/106279中，所述文献特此以全文引用的方式并入本文中。该技术的进一步开发已经被描述于已公开的专利公开文本US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A、US20130271740A以及WO2013178422A1中。这些目标可能小于照射光斑，并且可能被晶片上的产品结构环绕。可以使用复合光栅目标而在一个图像中测量多个光栅。所有这些申请的内容也以引用的方式并入本文中。
在一些量测应用中，诸如在一些散射仪或对准传感器中，量测目标中的缺陷可能引起该目标的测量值的依赖于波长/偏振的变化。因而，有时通过使用多个不同的波长和/或偏振(或更一般地，多个不同的照射条件)来执行相同的测量而实现该变化的校正和/或减小。将需要使用多个照射条件来改善测量的一个或多个方面。
发明内容
在第一方面中，本发明提供一种量测方法，该方法包括使用测量照射来测量目标，该测量照射包括多个照射条件；该方法包括：使用所述多个照射条件的第一子集来执行第一测量捕捉，以获得第一参数值；使用所述多个照射条件的第二子集来执行第二测量捕捉，以获得第二参数值；以及将最优参数值确定为至少所述第一参数值以及所述第二参数值的加权组合。
还披露了一种量测设备以及一种光刻设备，该光刻设备包括可操作以执行所述第一方面的所述方法的量测装置。
将根据对下文描述的示例的考虑而理解本发明的以上以及其他方面。
附图说明
现在将参考附图并仅借助于示例来描述本发明的实施例，其中：
图1描绘光刻设备；
图2示意性地说明图1的设备中的测量以及曝光过程；
图3为根据本发明的实施例的可调式对准传感器的示意图；
图4为根据本发明的实施例的替代性可调式量测装置的示意图；
图5包括：(a)输入辐射的光瞳图像；(b)示出图4的量测装置的操作原理的离轴照射束的光瞳图像；以及(c)示出图4的量测装置的另一操作原理的离轴照射束的光瞳图像；并且
图6为基于不同波长下的依序测量的测量方案的强度与时间的关系的图；
图7为基于不同波长下的并行测量的测量方案的强度与时间的关系的图；
图8示出：(a)基于整合于单个检测器上的最优照射加权值与不同波长下的多次测量的测量方案的强度与时间的关系的图；以及(b)说明最优照射加权值如何工作的强度与位置的关系的图；
图9为根据本发明的第一实施例的测量方案的强度与时间的关系的图；并且
图10为根据本发明的第二实施例的测量方案的强度与时间的关系的图。
具体实施方式
在详细地描述本发明的实施例之前，呈现可供实施本发明的实施例的示例性环境是有益的。
图1示意性地描绘光刻设备LA。该设备包括：照射系统(照射器)IL，该照射系统被配置以调节辐射束B(例如，UV辐射或DUV辐射)；图案形成装置支撑件或支撑结构(例如，掩模台)MT，该图案形成装置支撑件或支撑结构构造成支撑图案形成装置(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图案形成装置的第一定位器PM；两个衬底台(例如，晶片台)WTa以及WTb，该两个衬底台各自构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并且各自连接至被配置为根据某些参数来准确地定位该衬底的第二定位器PW；以及投影系统(例如，折射投影透镜系统)PS，该投影系统被配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影至衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个管芯)上。参考框架RF连接多个组件，并且充当用于设定和量测图案形成装置以及衬底的位置和图案形成装置以及衬底上的特征的位置的参考。
照射系统可以包括用于引导、成形或控制辐射的各种类型的光学组件，诸如包括折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其他类型的光学组件，或其任何组合。
图案形成装置支撑件MT以依赖于图案形成装置的定向、光刻设备的设计以及其他条件(诸如，是否将图案形成装置保持于真空环境中)的方式来保持图案形成装置。图案形成装置支撑件可以使用机械、真空、静电型或其他夹持技术来保持图案形成装置。图案形成装置支撑件MT可以是例如框架或台，该框架或台可视需要而固定或可移动。图案形成装置支撑件可以确保图案形成装置例如相对于投影系统处于期望的位置。
本文中所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地解释为指可以用于在辐射束的横截面中向辐射束赋予图案以便在衬底的目标部分中产生图案的任何装置。应该注意的是，例如，如果被赋予辐射束的图案包括相移特征或所谓的辅助特征，则该图案可能不确切地对应于衬底的目标部分中的期望的图案。一般地，赋予辐射束的图案将对应于目标部分中产生的器件(诸如，集成电路)中的特定功能层。
如此处所描绘的，设备属于透射类型(例如，使用透射图案形成装置)。可替代地，设备可以属于反射类型(例如，使用如上文所提及的类型的可编程反射镜阵列，或使用反射型掩模)。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程LCD面板。可以认为本文中对术语“掩模版”或“掩模”的任何使用与更上位的术语“图案形成装置”同义。术语“图案形成装置”也可以被解释为指以数字形式存储用于控制此可编程图案形成装置的图案信息的装置。
本文中所使用的术语“投影系统”应该广义地解释为涵盖适于所使用的曝光辐射或适于诸如浸没液体的使用或真空的使用的其他因素的任何类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型以及静电型光学系统，或其任何组合。可以认为本文中对术语“投影透镜”的任何使用可以与更上位的术语“投影系统”同义。
光刻设备也可以属于如下类型：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，以便填充投影系统与衬底之间的空间。也可以将浸没液体施加至光刻设备中的其他空间，例如，掩模与投影系统之间的空间。浸没技术在此项技术中被熟知用于增加投影系统的数值孔径。
在操作时，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。例如，当源为准分子激光器时，源与光刻设备可以是分立的实体。在这种情况下，不认为源形成光刻设备的一部分，并且辐射束借助于包括例如合适的引导反射镜和/或扩束器的束传递系统BD而自源SO传递至照射器IL。在其他情况下，例如当源为汞灯时，源可以是光刻设备的整体部分。源SO以及照射器IL连同束传递系统BD(必要时)可以被称作辐射系统。
照射器IL可以例如包括用于调整辐射束的角强度分布的调整器AD、积光器IN以及聚光器CO。照射器可以用于调节辐射束，以在其横截面中具有期望的均一性以及强度分布。
辐射束B入射在保持于图案形成装置支撑件MT上的图案形成装置MA上，并且通过该图案形成装置进行图案化。在已穿过图案形成装置(例如，掩模)MA之后，辐射束B穿过投影系统PS，该投影系统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以及位置传感器IF(例如，干涉装置、线性编码器、2-D编码器或电容式传感器)，可以准确地移动衬底台WTa或WTb，例如以便将不同的目标部分C定位于辐射束B的路径中。类似地，第一定位器PM以及另一位置传感器(该另一位置传感器在图1中未明确地描绘)可以用于例如在自掩模库机械获取之后或在扫描期间相对于辐射束B的路径来准确地定位图案形成装置(例如，掩模)MA。
可以使用掩模对准标记M1、M2以及衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如，掩模)MA与衬底W。尽管如所说明的衬底对准标记占据专用目标部分，但所述衬底对准标记可以位于目标部分之间的空间中(这些衬底对准标记被称为划线对准标记)。类似地，在多于一个管芯设置于图案形成装置(例如，掩模)MA上的情形中，掩模对准标记可以位于管芯之间。较小的对准标记也可以包括于器件特征中的管芯内，在这种情况下，需要使标记尽可能地小且无需与相邻特征不同的任何成像或处理条件。下文进一步描述检测对准标记的对准系统。
所描绘的设备可以用于多种模式中。在扫描模式中，在将赋予辐射束的图案投影至目标部分C上时，同步地扫描图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT以及衬底台WT(即，单次动态曝光)。衬底台WT相对于图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT的速度以及方向可以由投影系统PS的放大率(缩小率)以及图像反转特性决定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制单次动态曝光中的目标部分(在非扫描方向上)的宽度，而扫描运动的长度决定目标部分(在扫描方向上)的高度。如在此项技术中所熟知的，其他类型的光刻设备以及操作模式是可能的。例如，步进模式是已知的。在所谓的“无掩模”光刻中，使可编程图案形成装置保持静止，但具有改变的图案，并且移动或扫描衬底台WT。
也可以使用上文所描述的使用模式的组合和/或变体或完全不同的使用模式。
光刻设备LA是所谓的双平台类型，该双平台类型的光刻设备LA具有两个衬底台WTa、WTb以及两个站——曝光站EXP以及测量站MEA，所述衬底台可以在该两个站之间交换。在曝光站处曝光一个衬底台上的一个衬底的同时，可以在测量站处将另一个衬底装载至另一个衬底台上且进行各种预备步骤。这实现设备的吞吐量的显著增加。所述预备步骤可以包括使用水平传感器LS来映射衬底的表面高度轮廓，以及使用对准传感器AS来测量衬底上的对准标记的位置。如果位置传感器IF不能够在衬底台处于测量站以及处于曝光站处时测量衬底台的位置，则可以提供第二位置传感器以使得能够在两个站处追踪衬底台相对于参考框架RF的位置。代替所示出的双平台配置，其他配置是已知的且可用的。例如，提供衬底台以及测量台的其他光刻设备是已知的。这些衬底台以及测量台在执行预备测量时对接在一起，并且接着在衬底台经历曝光时分离。
图2说明用于在图1的双平台设备中曝光衬底W上的目标部分(例如，管芯)的步骤。左侧虚线框内是在测量站MEA处所执行的步骤，而右侧示出在曝光站EXP处所执行的步骤。有时，衬底台WTa、WTb中的一个将在曝光站处，而衬底台WTa、WTb中的另一个在测量站处，如上文所描述的。出于此描述的目的，假定衬底W已装载至曝光站中。在步骤200处，通过图中未示出的机构将新的衬底W’装载至设备。并行地处理这两个衬底以增加光刻设备的吞吐量。
首先参看最新装载的衬底W’，此衬底可以是先前未经处理的衬底，该先前未经处理的衬底利用新的抗蚀剂以在设备中进行第一次曝光而制备。然而，一般地，所描述的光刻过程将仅仅是一系列曝光以及处理步骤中的一个步骤，使得衬底W’已经通过此设备和/或其他光刻设备若干次，并且也可以经历后续过程。尤其针对改善套刻性能的问题，任务为确保将新的图案恰好施加在已经历图案化以及处理的一个或多个循环的衬底上的正确位置。这些处理步骤逐渐地在衬底中引入失真，所述失真必须被测量以及校正以得到令人满意的套刻性能。
先前和/或后续图案化步骤可以在其他光刻设备中执行(如刚才所提及的)，并且甚至可以在不同类型的光刻设备中执行。例如，相比于在器件制造过程中在诸如分辨率以及套刻精度的参数方面要求不高的其他层，可以在更高级的光刻工具中执行在器件制造过程中在诸如分辨率以及套刻精度的参数方面要求极高的一些层。因此，一些层可以曝光于浸没型光刻工具中，而其他层曝光于“干式”工具中。一些层可以曝光于在DUV波长下工作的工具中，而其他层使用EUV波长辐射来曝光。
在202处，使用衬底标记P1等以及图像传感器(未示出)的对准测量用于测量以及记录衬底相对于衬底台WTa/WTb的对准。另外，将使用对准传感器AS来测量衬底W’上各处的若干对准标记。在一个实施例中，这些测量用于建立“晶片栅格”，该晶片栅格非常准确地映射衬底上各处的标记的分布，包括相对于标称矩形栅格的任何失真。
在步骤204处，也使用水平传感器LS来测量相对于X-Y位置的晶片高度(Z)图。通常，高度图仅用于实现被曝光图案的准确聚焦。高度图可以另外用于其他目的。
当装载衬底W’时，接收选配方案数据206，选配方案数据206限定待执行的曝光，并且也限定晶片和先前产生于晶片上以及待产生于晶片上的图案的属性。将在202、204处获得的晶片位置、晶片栅格以及高度图的测量结果添加至这些选配方案数据，使得可以将选配方案以及测量数据208的完整集合传递至曝光站EXP。对准数据的测量结果例如包括以与作为光刻过程的产品的产品图案成固定或标称固定关系而形成的对准目标的X位置以及Y位置。恰好在曝光之前获得的这些对准数据用于产生对准模型，该对准模型具有将模型拟合至数据的参数。这些参数以及对准模型将在曝光操作期间用于校正当前光刻步骤中所施加的图案的位置。在使用时，模型对被测量位置之间的位置偏差进行插值。常规对准模型可能包括四个、五个或六个参数，所述参数一起以不同的维度限定“理想”栅格的平移、旋转以及按比例缩放。使用更多参数的高级模型是已知的。
在210处，调换晶片W’与W，使得被测量衬底W’变成衬底W而进入曝光站EXP。在图1的示例性设备中，通过交换设备内的支撑件WTa以及WTb来执行此调换，使得衬底W、W’保持准确地被夹持且定位于那些支撑件上，以保持衬底台与衬底自身之间的相对对准。因此，一旦已调换所述台，则确定投影系统PS与衬底台WTb(以前为WTa)之间的相对位置对于利用用于衬底W(之前为W’)的测量信息202、204以控制曝光步骤是必需的。在步骤212处，使用掩模对准标记M1、M2来执行掩模版对准。在步骤214、216、218中，将扫描运动以及辐射脉冲施加于衬底上各处W的连续目标位置处，以完成多个图案的曝光。
通过在执行曝光步骤中使用测量站处所获得的对准数据以及高度图，使这些图案相对于期望的位置准确地对准，并且特别地，相对于先前置于相同衬底上的特征准确地对准。在步骤220处从设备卸除现在被标注为W”的被曝光衬底，以根据被曝光图案使其经历蚀刻或其他过程。
本领域技术人员将知道，上述描述是真实制造情形的一个示例中所涉及的多个极详细步骤的简化概述。例如，经常将存在使用相同或不同标记的粗略以及精细测量的独立阶段，而非在一次中测量对准。可以在高度测量之前或之后执行，或交错执行粗略和/或精细的对准测量步骤。
在复杂器件的制造中，通常执行许多光刻图案化步骤，从而在衬底上的连续层中形成功能性特征。因此，光刻设备的性能的关键方面是能够相对于(通过同一设备或不同光刻设备)置于先前层中的特征恰当且准确地放置所施加的图案。出于此目的，衬底设置有一组或多组标记。每一个标记都是稍后可以使用位置传感器(通常为光学位置传感器)测量其位置的结构。位置传感器可以被称为“对准传感器”，并且标记可以被称为“对准标记”。
光刻设备可以包括一个或多个(例如多个)对准传感器，可以通过该一个或多个对准传感器准确地测量设置于衬底上的对准标记的位置。对准(或位置)传感器可以使用诸如衍射以及干涉的光学现象，以从形成于衬底上的对准标记获得位置信息。用于当前光刻设备中的对准传感器的示例基于如US6961116中所描述的自参考干涉计。已经开发出位置传感器的各种增强例以及修改例，例如US2015261097A1中所披露的。所有这些公开文件的内容以引用的方式并入本文中。
标记或对准标记可以包括形成于设置于衬底上的层上或层中或(直接)形成于衬底中的一系列长条。所述长条可以规则地隔开并充当光栅线，以使得可以将标记视为具有众所周知的空间周期(间距)的衍射光栅。依赖于这些光栅线的定向，标记可以设计成允许测量沿着X轴或沿着Y轴(Y轴被定向成基本上垂直于X轴)的位置。包括以相对于X轴以及Y轴两者成+45度和/或-45度配置的长条的标记允许使用如以引用的方式并入本文中的US2009/195768A中所描述的技术进行组合式X和Y测量。
对准传感器利用辐射光斑而光学地扫描每一个标记，以获得周期性变化的信号，诸如正弦波。分析此信号的相位以确定标记的位置，并且因此确定衬底相对于对准传感器的位置，该对准传感器又相对于光刻设备的参考框架固定。可以提供与不同的(粗略以及精细)标记尺寸相关的所谓的粗略以及精细标记，使得对准传感器可以区分周期性信号的不同周期，以及在一个循环内的确切位置(相位)。也可以出于此目的而使用不同间距的标记。
测量标记的位置也可以提供关于上面设置有例如呈晶片栅格的形式的标记的衬底的变形的信息。衬底的变形可以通过例如将衬底静电夹持至衬底台和/或当衬底曝光于辐射时加热衬底而出现。
图3为已知的对准传感器AS的实施例的示意性框图。辐射源RSO提供具有一个或多个波长的辐射束RB，该辐射束通过转向光学器件转向至标记(诸如，位于衬底W上的标记AM)上，以作为照射光斑SP。在此示例中，转向光学器件包括光斑反射镜SM以及物镜OL。照射标记AM的照射光斑SP的直径可以略小于标记自身的宽度。
由标记AM衍射的辐射(在此示例中经由物镜OL)被准直成信息携带束IB。术语“衍射”意图包括来自标记的零阶衍射(该零阶衍射可以被称作反射)。例如上文所提及的US6961116中所披露的类型的自参考干涉计SRI用自身对束IB进行干涉，之后束由光检测器PD接收。可以包括额外的光学器件(未示出)以在辐射源RSO产生多于一个波长的情况下提供单独的束。光检测器可以是单个组件，或光检测器视需要可以包括多个像素。光检测器可以包括传感器阵列。
在此示例中包括光斑反射镜SM的转向光学器件也可以用于阻挡从标记反射的零阶辐射，以使得信息携带束IB仅包括来自标记AM的高阶衍射辐射(这对于测量并非必需的，但是改善信噪比)。
将强度信号SI供应至处理单元PU。通过区块SRI中的光学处理与单元PU中的计算处理的组合，输出衬底相对于参考框架的X位置以及Y位置的值。
所说明类型的单个测量仅将标记的位置固定在对应于该标记的一个间距的某一范围内。结合此测量来使用较粗略的测量技术，以识别正弦波的哪一个周期是包含被标记位置的周期。在与制成标记的材料以及在其上方和/或下方设置标记的材料无关的情况下，在不同波长下重复较粗略和/或较精细水平的相同过程，以用于提高准确度和/或用于稳固地检测标记。下文披露执行以及处理此类多波长测量的改善。
以引用的方式并入本文中的欧洲申请EP18195488.4以及EP19150245.9中近来描述了另一种特定类型的量测传感器，该量测传感器同时具有对准以及产品/过程监测量测应用。此描述具有最优相干性的量测装置。更具体地，该量测装置被配置为产生测量照射的在空间上非相干的多个束，所述束中的每一个(或所述束的测量对中的两个束，每个测量对都对应于一个测量方向)在其横截面内具有对应的区域，针对所述对应的区域，这些区域处的束之间的相位关系是已知的；即，针对对应的区域存在相互的空间相干性。
这种量测装置能够测量具有可接受的(最小)干涉假影(斑点)的较小间距目标，并且也将在暗场模式下是可操作的。这种量测装置可以用作用于测量衬底位置(例如，测量周期性结构或对准标记相对于固定参考位置的位置)的位置或对准传感器。然而，量测装置也可以用于测量套刻精度(例如，测量不同层或在拼接标记的情况下甚至同一层中的周期性结构的相对位置)。量测装置也能够测量周期性结构中的不对称性，并且因此可以用于测量基于目标不对称性量测的任何参数(例如，使用基于衍射的套刻精度(DBO)技术的套刻精度或使用基于衍射的聚焦(DBF)技术的聚焦)。
图4示出这种量测装置的可能实施方案。量测装置基本上作为具有新颖照射模式的标准显微镜而操作。量测装置300包括光学模块305，该光学模块包括装置的主要组件。照射源310(照射源310可以位于模块305外部且通过多模光纤315光学耦接至模块305)将空间上非相干的辐射束320提供至光学模块305。光学部件317将空间上非相干的辐射束320传递至相干的离轴照射产生器325。此部件对本文中的概念尤为重要且将更详细地描述。相干的离轴照射产生器325从空间上非相干的辐射束320产生多个(例如四个)离轴束330。下文将进一步详细描述这些离轴束330的特性。照射产生器的零阶可以被照射零阶阻挡元件375阻挡。此零阶将仅针对本文件中所描述的相干离轴照射产生器的示例中的一些(例如，基于相位光栅的照射产生器)存在，并且因此在不产生此零阶照射时可以被省略。离轴束330(经由光学部件335以及)光斑反射镜340传递至(例如，高NA)物镜345。该物镜将离轴束330聚焦至位于衬底350上的样本(例如，周期性结构/对准标记)上，所述离轴束在样本处散射以及衍射。被散射的较高衍射阶355+、355-(例如，分别为+1阶以及-1阶)经由光斑反射镜340往回传播，并且通过光学部件360聚焦至传感器或摄像机365上，所述衍射阶在该传感器或摄像机365处干涉以形成干涉图案。然后，运行合适软件的处理器380可以处理由摄像机365捕捉的干涉图案的图像。
零阶衍射(反射镜反射)的辐射在检测分支中的合适位置处被阻挡；例如由光斑反射镜340和/或单独的检测零阶阻挡组件阻挡。应该注意的是，离轴照射束中的每一个都存在零阶反射，即，在当前实施例中，总共存在四个这些零阶反射。适合于阻挡该四个零阶反射的示例性孔径轮廓示出于图4(b)以及(c)中，标注为422。因此，该量测装置用作“暗场”量测装置。
所提出的量测装置的主要概念是仅在需要时诱导测量照射的空间相干性。更具体地，在离轴束330中的每一个中的光瞳点的对应集合之间诱导空间相干性。更具体地，光瞳点的集合包括离轴束中的每一个中的对应的单个光瞳点，该光瞳点的集合在空间上是相互相干的，但是其中，每一个光瞳点相对于同一束中的所有其他光瞳点为非相干的。通过以此方式优化测量照射的相干性，对较小间距目标执行暗场离轴照射变为可行的，但在每一个离轴束330在空间上非相干时具有最小斑点假影。
图5示出用于说明概念的三个光瞳图像。图5(a)示出关于图4中的光瞳平面P1的第一光瞳图像，并且图5(b)以及图5(c)各自示出关于图4中的光瞳平面P2的第二光瞳图像。图5(a)(以横截面方式)示出空间上非相干的辐射束320，并且图5(b)以及图5(c)(以横截面方式)示出在两个不同实施例中由相干的离轴照射产生器325产生的离轴束330。在每一种情况下，外圆395的范围对应于显微镜物镜的最大检测NA；仅作为示例，最大检测NA可以是0.95NA。
光瞳中的每一个光瞳中的三角形400指示相对于彼此在空间上相干的光瞳点的集合。类似地，叉号405指示相对于彼此在空间上相干的光瞳点的另一个集合。三角形相对于叉号以及对应于束传播的所有其他光瞳点在空间上是不相干的。一般原理(图5(b)中所示出的示例中的一般原理)为彼此在空间上相干的光瞳点的每一个集合(点的每一个相干集合)在照射光瞳P2内具有与点的所有其他相干集合相同的间距。因此，在此实施例中，点的每一个相干集合为在点的所有其他相干集合的光瞳内的平移。
在图5(b)中，由三角形400表示的点的第一相干集合中的每一个光瞳点之间的间距必须等于由叉号405表示的点的相干集合的每一个光瞳点之间的间距。在此内容背景中的“间距”是有方向性的，即，不允许叉号的集合(点的第二集合)相对于三角形的集合(点的第一集合)旋转。因此，离轴束330中的每一个自身包括非相干辐射；然而，离轴束330一起包括在其横截面内具有点的对应集合的相同束，点的所述对应集合具有已知相位关系(空间相干性)。应该注意的是，点的每一集合中的点不必等距间隔开(例如，在此示例中的四个三角形405之间的间距不需要相等)。因此，离轴束330不必对称地配置于光瞳内。
图5(c)示出此基本概念可以扩展至仅在对应于单个测量方向的束之间提供相互空间相干性，其中，束330X对应于第一方向(X方向)并且束330Y对应于第二方向(Y方向)。在此示例中，正方形以及加号各自指示光瞳点的集合，该集合对应于由三角形以及叉号表示的光瞳点的集合，但不一定与由三角形以及叉号表示的光瞳点的集合在空间上相干。然而，叉号在空间上彼此相干，加号也在空间上彼此相干，并且叉号是加号在光瞳中的几何平移。因此，在图5(c)中，离轴束仅是成对相干的。
在此实施例中，按方向分开考虑离轴束，例如X方向330X以及Y方向330Y。产生所捕捉的X方向衍射阶的束对330X仅需要彼此相干(使得点对400X彼此相干，点对405X也彼此相干)。类似地，产生所捕捉的Y方向衍射阶的束对330Y仅需要彼此相干(使得点对400Y彼此相干，点对405Y也彼此相干)。然而，点对400X与400Y之间不需要存在相干性，点对405X与405Y之间也不需要存在相干性。因此，在对应于每一所考虑的测量方向的离轴束对中包括相干点对。如前文所述，对于对应于测量方向的每一个束对，每一个相干点对是所有其他相干点对在光瞳内的几何平移。
当对目标进行测量时，例如对准或测量套刻精度(或其他所关注参数，诸如焦点)，来自目标的不期望贡献影响测量信号，这对测量位置或套刻精度值具有影响。在理想情形中，用于多波长测量的所有波长将针对几何理想衬底上的目标产生相同的对准位置指示或套刻精度值。现在集中于对准应用，不期望贡献的影响是依赖于波长的对准位置偏差(APD)，使得不同颜色产生对真实(即，非理想的)衬底的不同位置指示。此类贡献包括，例如：
·光栅不对称性：例如呈底部光栅中的地板倾斜或不相等的侧壁角度的形式的不期望光栅不对称性导致依赖于波长的APD。由于类似的长度尺度，APD根据波长而缓慢变化。
·厚度变化以及传感器像差：叠层内的层厚度变化以及干涉可以重新分布光瞳内的光，这与传感器像差一起导致APD。例如，如果叠层内的光学厚度大约为1μm，则APD依据波长而变化的典型长度尺度大约为150nm。
·残余形貌以及表面粗糙度：当晶片质量较低时，形貌以及表面粗糙度可能导致由于干涉而造成的APD依赖于波长。APD变化的典型长度尺度与层厚度的典型长度尺度大致相同(对于1μμm的厚叠层，典型长度尺度为150nm)。
在每一种情况下，在多个不同波长(例如，该多个不同波长适当地间隔较远，并且该多个不同波长中的一些在上述长度尺度内)下进行测量能够校正或减小APD。较早的解决方案通常尝试确定用于特定目标/叠层的最准确波长，并且使用此波长。更详细地描述于美国公开案US2019/0094721 A1(US2019/0094721 A1以引用的方式并入本文中)中的被改善解决方案包括被称作最优颜色加权(OCW)的技术。
应该明白的是，APD针对不同颜色(例如，波长或偏振)并且依赖于层厚度变化以及所测量目标的类型而具有不同尺度。基于OCW的方法旨在确定所有颜色中用于使目标变形对量测值的影响最小化的最优(例如，被加权的)组合。
使用对准示例，针对使用K种颜色进行的测量，可以通过每一个测量位置xk的线性加权组合计算最优测量位置xopt；例如：
Figure BDA0003418055050000151
其中，Wk为加权值。在实施例中，加权值的总和等于1。加权值可以被确定为使得针对所有j而言，
Figure BDA0003418055050000152
其中，
Figure BDA0003418055050000153
等为过程变量(例如，光栅不对称性变量、层厚度变量以及表面拓朴变量)。
Figure BDA0003418055050000154
意味着对准位置xopt不受(较小的)表面变量pj影响。
存在当前用于获得多个波长的测量数据的多个不同解决方案。图6为说明第一测量方案的强度与时间的关系的图，并且示出第一目标T1以及第二目标T2的测量结果。此处，目标的每一个完整测量包括在三个波长λ1、λ2、λ3中的每一个下的依序测量捕捉(例如，在单个检测器或摄像机上)。用于每一个完整测量的颜色可以不断地调谐，并且对于该三个波长，针对每个目标测量的波长的数目可以是不同的。图7中说明第二示例，其中，每一个波长λ1、λ2、λ3的每个测量捕捉被并行地执行，其中，在单独的检测器或摄像机上捕捉每一个波长强度。
另一个示例包括将多个波长整合至单个检测器上的单个测量捕捉中。此方法利用被称作最优照射加权值的概念。此概念通过图8说明。对于此最优照射加权值的示例，图8(a)为与图6以及图7的强度与时间的关系的图等效的强度与时间的关系的图。可以在单个捕捉中测量作为组合的单个强度的三个波长λ1、λ2、λ3。通过图8(b)中的强度I与位置x(或依赖于检测布置而为时间t)的关系的图说明如何可以根据整合的测量结果确定单个测量位置的示例。与每一个波长有关的强度信号在检测器上在同一时间段内被捕捉，但所述强度信号独立地被加权。例如，可以通过设定每波长的照射强度(例如，使用声光可调谐滤波器AOTF或类似装置)来对信号进行加权。在图8(b)中，第一波长xλ1以及第二波长xλ2(为清楚起见，此示例中仅使用两个波长)的对准位置与被加权强度组合，得到被加权对准位置xw，可以根据测量信号SIG确定被加权对准位置xw。
上文所描述的方法存在多个问题。当每个目标的总测量时间不应超出5ms时，不同波长的依序捕捉是非常困难的。因此，依次测量5至10种颜色使得每次捕捉少于1ms。这导致由于机械动力学以及低电源功率而造成的再现性较低。此外，对于颜色切换以及检测器/摄像机的速度需求将是难以实施且昂贵的。并行测量具有较高的硬件成本，例如对于5至10种颜色以及2个偏振的图像以及光瞳平面成像将需要20至40个检测器。具体地，在系统是基于成像的情况下，将需要20至40个摄像机，这具有较大体积的要求以及产生热。这些检测器中的每一个需要校准且控制漂移。通过同时在摄像机上对多个图像进行成像来减少检测器的数目是可能的，但增加了光学复杂度。光学照射加权值的问题是仅正加权值可以用于颜色。因此，该方法仅针对仅需要正加权值的过程变量(诸如，厚度变量)合适地有效。此方法对光栅不对称性以及需要负颜色加权值的其他过程变量无效。
为了解决这些问题，将描述仅在两个或四个测量捕捉中使用N个不同的照射条件(例如，在N＞2、N＞3、N＞4、N＞5、N＞8、N＞15或N＞20的情况下)来测量目标的方法，该方法也允许施加负加权值。例如，不同的照射条件可以包括不同的波长或不同的波长/偏振的组合。不同的照射条件可以进一步扩展至包括可以调谐的照射条件的其他方面，诸如角照射谱。此外，角谱也可以针对每个颜色(和/或偏振)调谐。这将需要更复杂的硬件，诸如高光谱照射器(以允许调谐每个角度的颜色)。这例如可以使用光纤束来实施，该光纤束将来自高光谱照射器的光引导至传感器光学模块。该方法包括在单个捕捉中在检测器上组合使用单独测量的颜色的光学颜色加权概念与使用整合颜色的光学照射加权值。
具体地，实施例包括将正加权波长整合(或积分)在一起(或根据或针对每个偏振状态)并且将负加权波长整合在一起(或根据或针对每个偏振状态)。因此，该方法可以包括：将所有正加权波长整合在一个正加权捕捉中(或在根据偏振状态分开整合时，整合在两个正加权捕捉中)；以及将所有负加权波长整合在一个负加权捕捉中(或在根据偏振状态分开整合时，整合在两个负加权捕捉中)。这些捕捉中的每一个(或依赖于所需的加权值，这些捕捉中的至少一个)包括多个波长，所述波长使用与前述最优照射加权方法基本相同的概念进行整合。在类似于OCW的方法中，来自这些捕捉中的每一个捕捉的测量位置然后可以与加权或权重组合(例如，线性组合)。
图9包括说明此概念的强度与时间的关系的图。在正加权捕捉M1中用所有正加权波长λ1、λ2、λ4执行第一目标T1的测量，并且随后在负加权捕捉M2中用所有负加权波长λ3、λ5执行第一目标T1的测量。然后，针对后续目标(例如，第二目标T2)重复此步骤。应该注意的是，两个捕捉中的一个可以仅包括单个波长。
单个捕捉内包括的波长的加权值通过对波长中的每一个的强度进行加权来实现。因此，信号中的每一个的周期将相同，并且来自针对每一捕捉的测量信号的测量位置将由通过其各自强度加权的每一构成波长的测量位置的组合产生。
然后，使用所描述的OCW概念但仅用两个数值加权(第二加权值Wneg以及用于正加权捕捉的第一加权值Wpos)来组合测量结果；即：
xopt＝Wposxpos-Wnegxneg其中，xpos是来自正捕捉的测量位置，并且xneg是来自负捕捉的测量位置。如所描述，这些测量位置xpos以及xneg将各自包括相应的构成波长中的每一个的测量位置的加权组合(经由强度)。因此，使用图9的特定示例，xpos＝I1x1+I2x2+I4x4以及xneg＝I3x3+I5x5，其中，I1至I5分别是每一个波长λ1至λ5的加权照射强度，并且x1至x5分别为已使用波长λ1至λ5从单个波长测量所获得的测量位置。可以例如通过照射路径中的AOTF设定照射加权值。
应该注意的是，上文的处理为近似、简化的处理，在许多实际应用中该处理将是足够的。然而，特定示例的更准确描述将是：
xpos＝c1I1x1+c2I2x2+c4I4x4
xneg＝c3I3x3+c5I5x5
其中，附加系数ci考虑诸如信号强度、检测器效率等因素对照射条件(例如，波长或偏振)的依赖性。即使这是近似值，当位置以及加权值相差不大时这也是足够准确的。恰当的处理使用例如以下公式来计算两个具有不同加权值的符号的总和的相位：
Figure BDA0003418055050000181
这可以通过定义xpos＝f(I1x1+I2x2+I4x4)以及xneg＝g(I3x3+I5x5)而归一化以及简化，其中，f以及g是合适的函数。因此，一般地，所描述的概念的目标为选择颜色(更一般地，照射条件)以及强度，使得所获得(例如，在应用函数f以及g和加权值W之后获得)的位置xopt对于过程变量是稳定的(例如，使得偏导数为0)。
应该注意的是，波长的数目可以扩展至约无穷大，以有效地获得连续的波长范围。在此类实施例中，代替使用AOTF，可以使用另一类型的(超)光谱整形器(包括例如光栅以及空间光调变器)来调谐颜色和加权值。
图9中所说明的实施例不包括多个偏振设定。有将多个偏振设定整合在本文中所描述的概念中的许多选择。一种可能的配置可以包括提供两个并行的检测布置，每个偏振状态一个检测布置。在此类布置中，第一测量策略可以包括如前文所述的两个依序(正加权值及负加权值)测量。此布置的结果为对于H及V偏振状态，波长及强度加权将是相同的。可替代地，根据加权方向及偏振组合，可以执行四个依序测量捕捉。在此类方法中，测量可以包括正加权H偏振捕捉、正加权V偏振捕捉、负加权H偏振捕捉及负加权V偏振捕捉。此方法的优点是能够针对不同偏振设定不同的颜色及加权值，但是代价是测量时间加倍。当然，第二OCW类计算步骤现在将是四个测量值的加权组合；即：
xopt＝WposVxposV-WnegVxnegV+WposHxposH-WnegHxnegH
在另一个实施例中，可以提供能够选择每波长的偏振的照射布置或照射器。例如，可以提供第一AOTF以设定H偏振的波长及加权值，并且可以提供第二AOTF以设定V偏振的波长及加权值。可以(例如，使用偏振束分束器)将来自第一AOTF及第二AOTF的输出组合成单个照射束。可以将H及V测量整合于单个检测器上，或H及V测量分别在相应的H及V检测器/摄像机上被检测。图10说明整合于单个检测器上的测量，该测量包括使用第一组波长/偏振组合λ1H、λ2V、λ4V的正加权捕捉M1，以及使用第二组波长/偏振组合λ3V、λ4H、λ3H、λ5V的负加权捕捉M2。因此，在此示例中：
xopt＝Wposxpos-Wnegxneg(如前文所述)
其中，xpos＝I1Hx1H+I2Vx2V+I4Vx4V且xneg＝I3Vx3V+I4Hx4H+I3Hx3H+I5Vx5V。
现在将描述用于选配方案创建的方法；即，确定用于每个测量的波长及加权值。该方法可以类似于已经在OCW中执行的方法。应该注意的是，选配方案创建并不需要特别高的吞吐量。训练方法的第一步骤包括分别测量大量多个波长(优选地在每一种情况下针对两个偏振)的对准位置及信号强度。这可以依序进行，一次一种颜色。应该测量足够多的目标/晶片/批次以获得充分的训练数据，使得将存在充足的代表性过程变量。可选的第二步骤包括使用诸如扫描电子显微镜或散射仪的测量工具曝光及测量晶片。第三步骤包括确定波长(或波长/偏振组合)的最优子集以及其相应加权值，使得：
1)在假设的曝光(基于加权的对准位置)将被最小化之后的套刻精度(此步骤需要可获得实际的套刻精度数据；例如来自步骤2)；或者
2)加权位置与可以归因于实际标记位置的测量对准位置“摇摆曲线”(摇摆曲线描述经由测量和/或模拟所获得的针对给定目标的对准或APD随波长的变化)中的变化高度地相关；例如，在整个波长及偏振中一致的分量，诸如总偏移。此加权位置也优选地与摇摆曲线中的可以归因于过程变量(例如，在整个波长及偏振中变化的分量)的变化具有零(或最小)相关性。
应该注意的是，每一捕捉内的强度加权应该针对照射条件(波长和/或偏振)之间的任何信号强度变化(在训练及生产两者中)被校正。例如，如果已经决定对波长λ1及波长λ2的强度进行同等地加权，但波长λ1的信号强度(例如，与晶片质量有关)为波长λ2的信号强度的两倍，则应该使得波长λ2的强度I2为波长λ1的强度I1的两倍以进行补偿。这可以例如使用上文所提供的示例中的系数ci和/或函数f、g来实现。
应该明白的是，除了数据/测量驱动训练之外，原则上也可以(替代地或组合地)基于仿真进行训练。例如，原则上可以通过对代表性晶片叠层及代表性(预期)过程变量执行仿真而在仿真域中进行纯粹训练，以确定颜色及加权值。因而，此处也可以使用关于已知OCW技术所描述的用于确定颜色及加权值的任何可能训练方法。
上文描述已经集中于用于定位衬底(例如，在光刻设备/扫描仪、量测设备或任何其他处理设备内)的对准应用。在此类应用中，通常将目标称作对准标记，并且将量测装置称作对准传感器(诸如图3中所说明的)。应该明白的是，本发明所披露的概念适用于任何光学量测应用，该光学量测应用使用多个波长且遭受波长依赖性误差。这可以包括量测应用，该量测应用使用基于散射仪的装置，例如以测量套刻精度或聚焦(或其他感兴趣的参数)，并且因此测量套刻精度或聚焦目标(专用目标或产品结构的目标区域)。可以适用本文中所描述的概念的另一个装置是关于图4及图5所描述的量测装置，该量测装置尤其能够用于套刻精度/聚焦量测及对准应用。技术人员将能够容易调整上述教导以用于此类其他应用。例如，对对准位置的任何指代都可以被套刻精度/聚焦值或强度不对称性(或示出非所期望的波长依赖性的任何其他参数)的值取代。如同对准位置，这些参数不应该对单个理想目标表现出波长依赖性。
说明书中和/或权利要求书中叙述的测量捕捉的次序并不重要，并且不应该视为限制。因而，例如对第一测量捕捉及第二测量捕捉的提及不应该理解为描述或施加时间次序，并且应该明白的是，第二测量捕捉可以在第一测量捕捉之前执行。在这方面，为了清楚起见，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分测量捕捉(或子集等)。
总体言之，描述了一种方法及测量布置，该方法及测量布置能够仅在两个(且当偏振也变化时可能是四个)测量捕捉中使用大量颜色进行测量，同时也有助于负加权值。这有助于低于5ms的测量时间并且也有助于使用相对标准的检测器或摄像机。波长/偏振的灵活性被最大化，其中，波长/偏振可以连续调谐。可以例如使用一个或多个标准AOTF来实施颜色调谐。此外，与N个颜色的单独测量相比，摄像机噪声减小N/2倍。
尽管上文已经描述了本发明的特定实施例，但应该明白的是，可以与所描述的方式不同的其他方式来实践本发明。
尽管上文可以特定地指代在光学光刻的内容背景中对本发明的实施例的使用，但应该明白的是，本发明可以用于其他应用(例如压印光刻)中，并且在内容背景允许的情况下不限于光学光刻。在压印光刻中，图案形成装置中的形貌限定产生于衬底上的图案。可以将图案形成装置的形貌压入被供应至衬底的抗蚀剂层中，在衬底上，通过施加电磁辐射、热、压力或其组合而使抗蚀剂固化。在抗蚀剂固化之后，将图案形成装置从抗蚀剂移出，从而在其中留下图案。
本文中所使用的术语“辐射”及“束”涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如，具有365nm、355nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如，具有在1nm至100nm的范围内的波长)以及粒子束，诸如离子束或电子束。
术语“透镜”在内容背景允许的情况下可以指各种类型的光学部件中的任意一种或组合，包括折射型、反射型、磁性型、电磁型及静电型光学部件。反射型部件可能用于在UV和/或EUV范围内操作的设备中。
本发明的广度及范围不应该受上述示例性实施例中的任一个限制，而应该仅根据随附的权利要求及其等同内容进行限定。

Claims (19)

1.一种量测方法，包括使用测量照射来测量目标，所述测量照射包括多个照射条件；所述方法包括：
使用所述多个照射条件的第一子集来执行第一测量捕捉，以获得第一参数值；
使用所述多个照射条件的第二子集来执行第二测量捕捉，以获得第二参数值；以及
确定最优参数值为至少所述第一参数值以及所述第二参数值的加权组合。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个照射条件的所述第一子集中的每个照射条件都包括正加权值，并且所述多个照射条件的所述第二子集中的每个照射条件都包括负加权值。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述多个照射条件至少包括多个不同的波长。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述多个照射条件的所述第一子集以及所述多个照射条件的所述第二子集中的每一个照射条件包括第一偏振状态，并且所述方法还包括：
使用所述多个照射条件的第三子集来执行第三测量捕捉，以获得第三参数值，所述多个照射条件的第三子集中的每个照射条件包括第二偏振状态以及正加权值；以及
使用所述多个照射条件的第四子集来执行第四测量捕捉，以获得第四参数值，所述多个照射条件的第四子集中的每个照射条件包括第二偏振状态以及负加权值。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述多个照射条件的所述第一子集、所述多个照射条件的所述第二子集、所述多个照射条件的所述第三子集以及所述多个照射条件的所述第四子集包括所述多个照射条件的非重叠真子集。
6.如权利要求4或5所述的方法，其中，所述确定最优参数值包括：确定所述第一参数值、所述第二参数值、所述第三参数值以及所述第四参数值的加权组合。
7.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述多个照射条件包括多个不同的波长以及偏振组合。
8.如权利要求7所述的方法，其中，针对所述第一子集的照射条件以及所述第二子集的照射条件中的每一个照射条件：使用第一可调谐滤波器来选择包括第一偏振设定的照射条件，并且使用第二可调谐滤波器来选择包括第二偏振设定的照射条件，其中，来自所述第一可调谐滤波器以及所述第二可调谐滤波器的输出束随后在测量捕捉之前被组合。
9.如权利要求7或8中任一项所述的方法，其中，所述多个照射条件包括多个不同角度的照射光谱。
10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，由所述照射条件的对应子集中的每一个照射条件的强度的相对加权值来施加所述正加权值以及所述负加权值中的每一个。
11.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括：执行初始训练阶段以确定所述子集和/或所述加权值。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述训练方法包括：
产生用于一方法的训练数据，该方法包括分别测量与足够数目的多个照射条件相关的参数值，使得将存在用于训练的足够多的代表性过程变化；以及
根据所述训练数据确定所述子集和/或所述加权值。
13.如权利要求12所述的方法，其中，根据所述训练数据确定所述子集和/或所述加权值的所述步骤包括确定照射条件的最优子集以及相应加权值，使得：
在基于对应于照射条件的所述最优子集的最优参数值以及相应加权值的假设曝光之后的测量质量指标被最小化；或者
对应于照射条件的所述最优子集的最优参数值以及所述相应加权值与所述参数值随波长变化的测量图中的归因于正被确定的参数的实际值的变化高度地相关。
14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括用于确定衬底的位置的对准方法，所述最优值包括最优位置值。
15.如权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，所述方法包括套刻精度或焦距量测方法，其中，所述最优值包括最优套刻精度值或焦距值。
16.一种量测装置，所述量测装置能够操作以执行如权利要求1至13中任一项所述的方法。
17.如权利要求16所述的量测装置，包括：
用于提供测量照射的照射系统；以及
至少一个可调谐滤波器，所述至少一个可调谐滤波器用于选择所述多个照射条件的每个子集。
18.一种光刻设备，包括如权利要求16至17所述的量测装置。
19.一种光刻设备，包括：
图案形成装置支撑件，所述图案形成装置支撑件用于支撑图案形成装置；
衬底支撑件，所述衬底支撑件用于支撑衬底；以及
量测装置，所述量测装置能够操作以执行如权利要求1至13中任一项所述的方法。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220350268A1 (en) * 2019-10-14 2022-11-03 Asml Holding N.V. Metrology mark structure and method of determining metrology mark structure
US12429781B2 (en) 2020-06-24 2025-09-30 Asml Netherlands B.V. Metrology method and associated metrology and lithographic apparatuses
KR20230035034A (ko) 2020-07-06 2023-03-10 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 조명 장치 및 연관된 계측 및 리소그래피 장치
CN116529673A (zh) 2020-11-27 2023-08-01 Asml荷兰有限公司 量测方法及相关量测和光刻装置
EP4053636A1 (en) * 2021-03-02 2022-09-07 ASML Netherlands B.V. Alignment method
EP4187321A1 (en) 2021-11-24 2023-05-31 ASML Netherlands B.V. Metrology method and associated metrology tool
IL308338A (en) 2021-05-31 2024-01-01 Asml Netherlands Bv Metrology method and integrated metrology tool
US11854854B2 (en) * 2021-07-23 2023-12-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method for calibrating alignment of wafer and lithography system
KR20240157027A (ko) * 2022-02-28 2024-10-31 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 높이 측정 센서
KR102524462B1 (ko) * 2022-03-28 2023-04-21 (주)오로스 테크놀로지 오버레이 측정장치

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2001295060A1 (en) 2000-09-20 2002-04-02 Kla-Tencor-Inc. Methods and systems for semiconductor fabrication processes
DE60319462T2 (de) 2002-06-11 2009-03-12 Asml Netherlands B.V. Lithographischer Apparat und Verfahren zur Herstellung eines Artikels
US7791727B2 (en) 2004-08-16 2010-09-07 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
EP1958185B1 (en) * 2005-11-23 2017-01-18 Pixar Methods and apparatus for determining high quality sampling data from low quality sampling data
NL1036245A1 (nl) 2007-12-17 2009-06-18 Asml Netherlands Bv Diffraction based overlay metrology tool and method of diffraction based overlay metrology.
NL1036476A1 (nl) 2008-02-01 2009-08-04 Asml Netherlands Bv Alignment mark and a method of aligning a substrate comprising such an alignment mark.
NL1036597A1 (nl) 2008-02-29 2009-09-01 Asml Netherlands Bv Metrology method and apparatus, lithographic apparatus, and device manufacturing method.
NL1036857A1 (nl) 2008-04-21 2009-10-22 Asml Netherlands Bv Inspection method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method.
NL2004094A (en) 2009-02-11 2010-08-12 Asml Netherlands Bv Inspection apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and inspection method.
CN102498441B (zh) 2009-07-31 2015-09-16 Asml荷兰有限公司 量测方法和设备、光刻系统以及光刻处理单元
SG178368A1 (en) 2009-08-24 2012-04-27 Asml Netherlands Bv Metrology method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and substrate comprising metrology targets
US8610092B2 (en) 2010-07-08 2013-12-17 Fei Company Charged particle beam processing system with visual and infrared imaging
NL2007176A (en) 2010-08-18 2012-02-21 Asml Netherlands Bv Substrate for use in metrology, metrology method and device manufacturing method.
WO2012062858A1 (en) 2010-11-12 2012-05-18 Asml Netherlands B.V. Metrology method and apparatus, lithographic system and device manufacturing method
KR102025957B1 (ko) 2011-07-19 2019-11-26 노바 메주어링 인스트루먼츠 엘티디. 패턴처리된 구조물 측정용 광학 시스템 및 방법
WO2013070980A1 (en) 2011-11-09 2013-05-16 Zygo Corporation Fiber delivery for metrology systems used in lithography tools
US20130242303A1 (en) 2012-03-13 2013-09-19 Nanometrics Incorporated Dual angles of incidence and azimuth angles optical metrology
NL2010401A (en) 2012-03-27 2013-09-30 Asml Netherlands Bv Metrology method and apparatus, lithographic system and device manufacturing method.
NL2010458A (en) 2012-04-16 2013-10-17 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus, substrate and device manufacturing method background.
NL2010734A (en) 2012-05-29 2013-12-02 Asml Netherlands Bv Metrology method and apparatus, substrate, lithographic system and device manufacturing method.
JP5992103B2 (ja) 2012-07-30 2016-09-14 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． 位置測定装置、位置測定方法、リソグラフィ装置およびデバイス製造方法
CN105143986B (zh) 2013-03-20 2017-04-26 Asml荷兰有限公司 用于测量微结构的非对称性的方法和设备、位置测量方法、位置测量设备、光刻设备和器件制造方法
US10935893B2 (en) * 2013-08-11 2021-03-02 Kla-Tencor Corporation Differential methods and apparatus for metrology of semiconductor targets
JP6342486B2 (ja) 2013-10-09 2018-06-13 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． 偏光非依存干渉計
JP6496808B2 (ja) 2014-08-25 2019-04-10 エーエスエムエル ホールディング エヌ．ブイ． 測定方法、測定装置、リソグラフィ装置、及びデバイス製造方法
KR102188711B1 (ko) 2016-02-26 2020-12-09 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 구조체를 측정하는 방법, 검사 장치, 리소그래피 시스템 및 디바이스 제조 방법
US10615084B2 (en) * 2016-03-01 2020-04-07 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus to determine a patterning process parameter, associated with a change in a physical configuration, using measured pixel optical characteristic values
US11187995B2 (en) * 2016-11-23 2021-11-30 Asml Netherlands B.V. Metrology using a plurality of metrology target measurement recipes
EP3422103A1 (en) 2017-06-26 2019-01-02 ASML Netherlands B.V. Method of determining a performance parameter of a process
WO2019063245A1 (en) 2017-09-28 2019-04-04 Asml Netherlands B.V. LITHOGRAPHIC METHOD
JP7124071B2 (ja) * 2017-10-05 2022-08-23 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． 基板上の１つ又は複数の構造の特性を決定するためのメトロロジシステムおよび方法
JP7414576B2 (ja) * 2020-02-21 2024-01-16 キヤノン株式会社 位置計測装置、重ね合わせ検査装置、位置計測方法、インプリント装置および物品の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW202105079A (zh) 2021-02-01
KR102785558B1 (ko) 2025-03-26
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