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TWI631311B - 在檢測裝置中執行量測之方法、檢測裝置及電腦程式產品 - Google Patents

在檢測裝置中執行量測之方法、檢測裝置及電腦程式產品 Download PDF

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TWI631311B
TWI631311B TW106114027A TW106114027A TWI631311B TW I631311 B TWI631311 B TW I631311B TW 106114027 A TW106114027 A TW 106114027A TW 106114027 A TW106114027 A TW 106114027A TW I631311 B TWI631311 B TW I631311B
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林楠
包伊夫 亞歷 傑福瑞 丹
山德 巴斯 盧波
賽門 吉司伯 喬瑟佛思 麥提森
尼爾斯 吉朋
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Ａｓｍｌ荷蘭公司
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Abstract

本發明揭示一種在一檢測裝置中執行一量測之方法，及一種相關聯檢測裝置及高諧波產生(HHG)源。該方法包含：組態一高諧波產生輻射源之至少一個驅動雷射脈衝之一或多個可控制特性以控制由該高諧波產生輻射源提供的照明輻射之輸出發射光譜；及運用該照明輻射照明一目標結構。該方法可包含組態該驅動雷射脈衝使得該輸出發射光譜包含複數個離散諧波波峰。替代地，該方法可包含使用具有不同波長之複數個驅動雷射脈衝使得該輸出發射光譜係實質上單色的。

Description

在檢測裝置中執行量測之方法、檢測裝置及電腦程式產品
本發明係關於一種HHG源、一種檢測裝置及一種用於執行量測之方法。詳言之，本發明係關於一種包含於微影裝置中之檢測裝置以及一種用於藉由該檢測裝置執行量測之方法。
微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在彼情況下，圖案化器件(其替代地被稱作光罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包括晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。施加各自具有特定圖案及材料成份之多個層以界定成品之功能器件及互連件。
在微影程序中，頻繁地需要對所產生結構進行量測，例如，用於程序控制及驗證。用於進行此等量測之各種工具為吾人所知，包括常常用以量測臨界尺寸(CD)之掃描電子顯微鏡，及用以量測疊對(器件中兩個層之對準準確度之量度)之特殊化工具。已開發供微影領域中使用的各種形式之散射計。
已知散射計之實例常常依賴於專用度量衡目標之佈建。舉例而言， 方法可需要呈簡單光柵之形式之目標，該光柵足夠大以使得量測光束產生小於該光柵之光點(亦即，該光柵填充不足)。在所謂的重新建構方法中，可藉由模擬散射輻射與目標結構之數學模型的相互作用來計算光柵之屬性。調整該模型之參數直至經模擬相互作用產生相似於自真實目標觀測之繞射圖案的繞射圖案為止。
除了藉由重新建構進行特徵形狀之量測以外，亦可使用此裝置來量測以繞射為基礎之疊對，如公開專利申請案US2006066855A1中所描述。使用繞射階之暗場成像的以繞射為基礎之疊對度量衡實現對較小目標之疊對量測。此等目標可小於照明光點且可由晶圓上之產品結構環繞。可在諸如US2011102753A1及US20120044470A之眾多公開專利申請案中發現暗場成像度量衡之實例。可使用一複合光柵目標而在一個影像中量測多個光柵。已知散射計傾向於使用在可見或近IR波範圍內之光，此要求光柵之節距比屬性實際上受到關注之實際產品結構粗略得多。可使用具有短得多之波長之深紫外線(DUV)或極紫外線(EUV)輻射來界定此等產品特徵。不幸地，此等波長通常不可用於或不能用於度量衡。
另一方面，現代產品結構之尺寸如此小使得其無法藉由光學度量衡技術而成像。舉例而言，小特徵包括藉由多重圖案化程序及/或節距倍增而形成之特徵。因此，用於高容量度量衡之目標常常使用比疊對誤差或臨界尺寸為所關注屬性之產品大得多的特徵。量測結果僅與真實產品結構之尺寸間接地相關，且可不準確，此係由於度量衡目標不遭受微影裝置中之光學投影下之相同失真，及/或製造程序之其他步驟中之不同處理。雖然掃描電子顯微法(SEM)能夠直接地解析此等現代產品結構，但SEM之耗時要比光學量測之耗時多得多。此外，電子不能夠穿透厚程序層，此使得電 子較不適合於度量衡應用。諸如使用接觸墊來量測電屬性之其他技術亦為吾人所知，但其僅提供真實產品結構之間接跡象。
藉由減低在度量衡期間使用之輻射之波長(亦即，朝向「X射線」波長光譜移動)，量測效能得以改良，此係由於輻射可解析較小結構或對結構之結構變化較敏感。然而，此需要度量衡系統之光譜解析度的對應改良。另外，隨著產品結構包含之層的數目增加及厚度對應增加，產品結構之複雜度增加。此情形又增加執行度量衡量測所需之光譜解析度。
在本發明之一第一態樣中，提供一種在一檢測裝置中執行一量測之方法，其包含：組態一高諧波產生輻射源之至少一個驅動雷射脈衝之一或多個可控制特性以控制由該高諧波產生輻射源提供的照明輻射之輸出發射光譜；及運用該照明輻射照明一目標結構。
本發明又進一步提供一種檢測裝置，其包含一高諧波產生輻射源且可操作以執行該第一態樣之該方法。
本發明又進一步提供一種包含一高諧波產生輻射源之檢測裝置，該高諧波產生輻射源包含可操作以發射一驅動雷射脈衝之一驅動雷射源；其中該驅動雷射脈衝之一或多個可控制特性經組態為使得該高諧波產生輻射源之一輸出發射光譜包含複數個離散諧波波峰。
本發明又進一步提供一種包含一高諧波產生輻射源之檢測裝置，該高諧波產生輻射源包含複數個驅動雷射源，該複數個驅動雷射源各自可操作以發射具有一不同中心波長之一驅動雷射脈衝。
本發明又進一步提供一種包含複數個驅動雷射源之高諧波產生輻射源，該複數個驅動雷射源各自可操作以發射具有一不同中心波長之一驅動 雷射脈衝。
本發明又進一步提供一種高諧波產生輻射源，其包含可操作以發射一驅動雷射脈衝之一驅動雷射源；其中該驅動雷射脈衝之一或多個可控制特性經組態為使得該高諧波產生輻射源之一輸出發射光譜包含複數個離散諧波波峰。
在上文中，應瞭解，「複數個驅動雷射源」可包含複數個分離雷射器件，或(更通常)包含具有分裂成多個光束之一輸出之單一雷射器件，該等多個光束中之一些或全部以某種方式(例如，藉由一頻率轉換器元件進行頻率轉換)經調節以改變其波長。因此，在此內容背景中，該等源可為(例如)該雷射器件自身及/或一頻率轉換器元件。
本發明又進一步提供一種電腦程式產品，其含有用於實施根據該第一態樣之一方法中之該組態步驟的機器可讀指令之一或多個序列。
下文參看隨附圖式來詳細地描述本發明之另外態樣、特徵及優點，以及本發明之各種實施例的結構及操作。應注意，本發明不限於本文中所描述之特定實施例。本文中僅出於說明性目的而呈現此等實施例。基於本文中所含有之教示，額外實施例對於熟習相關技術者將顯而易見。
0‧‧‧零階射線/繞射射線
+1‧‧‧一階射線/繞射射線
-1‧‧‧一階射線/繞射射線
11‧‧‧輻射源
12‧‧‧照明系統
15‧‧‧部分反射表面
16‧‧‧顯微鏡物鏡/透鏡
20‧‧‧孔徑光闌/離軸孔徑
21‧‧‧成像光學系統
23‧‧‧感測器
30a‧‧‧射線
30b‧‧‧射線
40‧‧‧影像處理器及控制器
200‧‧‧微影裝置LA/微影工具
202‧‧‧量測站MEA
204‧‧‧曝光站EXP
206‧‧‧控制單元LACU
208‧‧‧塗佈裝置
210‧‧‧烘烤裝置
212‧‧‧顯影裝置
220‧‧‧基板
222‧‧‧處理裝置/蝕刻裝置
224‧‧‧處理裝置/退火裝置
226‧‧‧處理裝置
230‧‧‧基板
232‧‧‧基板
234‧‧‧基板
238‧‧‧監督控制系統(SCS)
240‧‧‧度量衡裝置/光學散射計/度量衡站
242‧‧‧度量衡結果
244‧‧‧極紫外線(EUV)度量衡裝置/度量衡站
246‧‧‧度量衡結果
300‧‧‧度量衡裝置
302‧‧‧圓圈
304‧‧‧入射輻射射線
306‧‧‧圓圈
308‧‧‧反射射線
310‧‧‧散射射線/光譜
312‧‧‧光偵測器
330‧‧‧輻射源
332‧‧‧照明系統
333‧‧‧偵測系統
334‧‧‧定位系統
336‧‧‧可移動支撐件
338‧‧‧第二偵測器
340‧‧‧處理器
402‧‧‧輻射源
420‧‧‧泵浦雷射
422‧‧‧高諧波產生(HHG)氣胞
424‧‧‧氣體供應件
428‧‧‧第一輻射光束
430‧‧‧輸出輻射光束
432‧‧‧濾光器件
500‧‧‧高諧波產生(HHG)發射光譜
510‧‧‧諧波
600‧‧‧雷射驅動脈衝
610‧‧‧矩形
620‧‧‧正方形
700‧‧‧第一發射光譜
710‧‧‧第二發射光譜
720‧‧‧第三發射光譜
D‧‧‧週期性方向
I‧‧‧照明射線/入射射線
MA‧‧‧圖案化器件/倍縮光罩
N‧‧‧方向
O‧‧‧光軸
P'‧‧‧平面
P"‧‧‧平面
R‧‧‧配方資訊
S‧‧‧輻射光點/經聚焦光點
T‧‧‧度量衡目標/目標光柵結構/目標光柵
W‧‧‧基板
現在將參考隨附示意性圖式而僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應部分，且在該等圖式中：圖1描繪微影裝置連同形成用於半導體器件之生產設施的其他裝置；圖2說明(a)根據本發明之第一實施例之度量衡方法中的入射及反射射線相對於光柵目標之幾何形狀；及(b)示意性地說明執行圖2之(a)之方法的度量衡裝置之組件； 圖3(包含圖3之(a)及圖3之(b))示意性地說明經調適以執行根據本發明之一實施例之方法的檢測裝置；圖4示意性地展示用於圖2之(b)或圖3之裝置中的輻射源之構造；圖5為強度(y軸)相對於能量(x軸)之曲線圖，其展示本發明之一實施例之HHG源之發射光譜；圖6為強度(y軸)相對於時間(x軸)之曲線圖，其展示本發明之一實施例之HHG源之雷射驅動脈衝；圖7為強度(y軸)相對於能量(x軸)之曲線圖，其展示由具有三個不同中心驅動波長之雷射驅動的HHG源之發射光譜；及圖8為針對節距為40奈米之光柵上之正入射輻射之一階繞射角(y軸)相對於波長(x軸)的曲線圖，其說明波長對分散度之效應。
在詳細地描述本發明之實施例之前，有指導性的是呈現可供實施本發明之實施例之實例環境。
圖1在200處將微影裝置LA展示為實施高容量微影製造程序之工業設施之部分。在本實例中，製造程序經調適以用於在諸如半導體晶圓之基板上製造半導體產品(積體電路)。熟習此項技術者將瞭解，可藉由以此程序之變體處理不同類型之基板來製造廣泛多種產品。半導體產品之生產純粹用作現今具有巨大商業意義之實例。
在微影裝置(或簡言之「微影工具」200)內，量測站MEA在202處被展示且曝光站EXP在204處被展示。控制單元LACU在206處被展示。在此實例中，每一基板造訪量測站及曝光站以被施加圖案。舉例而言，在光學微影裝置中，投影系統係用以使用經調節輻射及投影系統將產品圖案自圖 案化器件MA轉印至基板上。此係藉由在輻射敏感抗蝕劑材料層中形成圖案之影像而進行。
本文中所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統，或其任何組合。圖案化器件MA可為將圖案賦予至由圖案化器件透射或反射之輻射光束的光罩或倍縮光罩。熟知操作模式包括步進模式及掃描模式。眾所周知，投影系統可以多種方式與用於基板及圖案化器件之支撐件及定位系統合作，以將所要圖案施加至橫越基板之許多目標部分。可使用可程式化圖案化器件來代替具有固定圖案之倍縮光罩。輻射(例如)可包括深紫外線(DUV)或極紫外線(EUV)波帶中之電磁輻射。本發明亦適用於(例如)藉由電子束進行之其他類型的微影程序，例如，壓印微影及直寫微影。
微影裝置控制單元LACU控制各種致動器及感測器之所有移動及量測以收納基板W及倍縮光罩MA且實施圖案化操作。LACU亦包括用以實施與裝置之操作相關的所要計算之信號處理及資料處理能力。實務上，控制單元LACU將被實現為許多子單元之系統，該等子單元各自處置裝置內之子系統或組件的即時資料獲取、處理及控制。
在曝光站EXP處將圖案施加至基板之前，在量測站MEA處處理基板，使得可進行各種預備步驟。該等預備步驟可包括使用位階感測器來映射基板之表面高度，及使用對準感測器來量測基板上之對準標記之位置。對準標記係以規則柵格圖案標稱地配置。然而，歸因於產生標記之不準確度且亦歸因於基板之貫穿其處理而發生的變形，標記偏離理想柵格。因 此，除了量測基板之位置及定向以外，對準感測器實務上亦必須詳細地量測橫越基板區域之許多標記之位置(在裝置將以極高準確度印刷處於正確部位之產品特徵的情況下)。裝置可屬於具有兩個基板台之所謂的雙載物台類型，每一基板台具有由控制單元LACU控制之一定位系統。在曝光站EXP處曝光一個基板台上之一個基板的同時，可在量測站MEA處將另一基板裝載至另一基板台上，使得可進行各種預備步驟。因此，對準標記之量測極耗時，且提供兩個基板台會使能夠實質上增加裝置之產出率。若位置感測器IF在基板台處於量測站以及處於曝光站時不能夠量測基板台之位置，則可提供第二位置感測器以使能夠在兩個站處追蹤基板台之位置。微影裝置LA可(例如)屬於所謂的雙載物台類型，其具有兩個基板台WTa及WTb以及兩個站-曝光站及量測站-在該兩個站之間可交換該等基板台。
在生產設施內，裝置200形成「微影製造單元(litho cell)」或「微影叢集(litho cluster)」之部分，該「微影製造單元」或「微影叢集」亦含有塗佈裝置208以用於將感光性抗蝕劑及其他塗層施加至基板W供用於藉由裝置200進行圖案化。在裝置200之輸出側處，提供烘烤裝置210及顯影裝置212以用於將經曝光圖案顯影成實體抗蝕劑圖案。在所有此等裝置之間，基板處置系統負責支撐基板且將基板自一台裝置轉移至下一台裝置。常常被集體地稱作塗佈顯影系統(track)之此等裝置係在塗佈顯影系統控制單元之控制下，塗佈顯影系統控制單元自身受到監督控制系統(SCS)238控制，監督控制系統(SCS)亦經由微影裝置控制單元LACU而控制微影裝置。因此，不同裝置可經操作以最大化產出率及處理效率。監督控制系統SCS接收配方資訊R，配方資訊R極詳細地提供待執行以產生每一經圖案化基板之步驟的定義。
一旦已在微影製造單元中施加及顯影圖案，就將經圖案化基板220轉移至諸如在222、224、226處所說明之其他處理裝置。廣泛範圍之處理步驟係由典型製造設施中之各種裝置來實施。出於實例起見，此實施例中之裝置222為蝕刻站，且裝置224執行蝕刻後退火步驟。在另外裝置226等等中應用另外物理及/或化學處理步驟。可需要眾多類型之操作以製造實際器件，諸如材料之沈積、表面材料特性之改質(氧化、摻雜、離子植入等)、化學機械拋光(CMP)等等。實務上，裝置226可表示在一或多個裝置中執行之一系列不同處理步驟。
眾所周知，半導體器件之製造涉及此處理之許多重複，以在基板上逐層地建置具有適當材料及圖案之器件結構。因此，到達微影叢集之基板230可為新近製備之基板，或其可為先前已在此叢集中或在另一裝置中完全地被處理之基板。相似地，取決於所需處理，離開裝置226之基板232可經返回以用於同一微影叢集中之後續圖案化操作，其可經預定以用於不同叢集中之圖案化操作，或其可為待發送以用於切塊及封裝之成品。
產品結構之每一層需要一組不同程序步驟，且用於每一層處之裝置226可在類型方面完全地不同。另外，即使在待由裝置226應用之處理步驟標稱地相同的情況下，在大設施中亦可存在並行地工作以對不同基板執行步驟226之若干假設相同機器。此等機器之間的小設置差異或疵點可意謂其以不同方式影響不同基板。即使對於每一層相對而言為共同的步驟，諸如蝕刻(裝置222)亦可由標稱地相同但並行地工作以最大化產出率之若干蝕刻裝置來實施。此外，實務上，不同層根據待蝕刻之材料的細節需要不同蝕刻程序，例如，化學蝕刻、電漿蝕刻，且需要特殊要求，諸如，各向異性蝕刻。
可在如剛才所提及之其他微影裝置中執行先前及/或後續程序，且可甚至在不同類型之微影裝置中執行先前及/或後續程序。舉例而言，器件製造程序中之在諸如解析度及疊對之參數上要求極高的一些層相比於要求較不高之其他層可在更進階微影工具中來執行。因此，一些層可曝光於浸潤型微影工具中，而其他層曝光於「乾式」工具中。一些層可曝光於在DUV波長下工作之工具中，而其他層係使用EUV波長輻射予以曝光。
為了正確且一致地曝光由微影裝置曝光之基板，需要檢測經曝光基板以量測屬性，諸如，後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等。因此，經定位有微影製造單元LC之製造設施亦包括度量衡系統MET，度量衡系統MET收納已在微影製造單元中處理之基板W中的一些或全部。將度量衡結果直接地或間接地提供至監督控制系統SCS。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光進行調整，尤其是在度量衡可足夠迅速地且快速地進行而使得同一批量之其他基板仍待曝光的情況下。又，已經曝光之基板可被剝離及重工以改良良率或被捨棄，藉此避免對已知有缺陷之基板執行進一步處理。在基板之僅一些目標部分有缺陷之狀況下，可僅對良好的彼等目標部分執行進一步曝光。
圖1中亦展示度量衡裝置240，度量衡裝置240經提供以用於在製造程序中之所要階段處進行產品之參數的量測。現代微影生產設施中之度量衡裝置的常見實例為散射計(例如，角度解析散射計或光譜散射計)，且其可經應用以在裝置222中之蝕刻之前量測在220處之經顯影基板之屬性。在使用度量衡裝置240的情況下，可判定(例如)諸如疊對或臨界尺寸(CD)之重要效能參數並不滿足經顯影抗蝕劑中之指定準確度要求。在蝕刻步驟之前，存在經由微影叢集來剝離經顯影抗蝕劑且重新處理基板220之機會。 亦眾所周知，藉由監督控制系統SCS及/或控制單元LACU 206隨著時間推移進行小幅度調整，可使用來自裝置240之度量衡結果242以維持微影叢集中之圖案化操作之準確效能，藉此最小化製得不合格產品且需要重工之風險。當然，度量衡裝置240及/或其他度量衡裝置(圖中未繪示)可經應用以量測經處理基板232、234及傳入基板230之屬性。
每一代微影製造技術(通常被稱作技術「節點」)具有用於諸如CD之效能參數之更嚴厲規格。度量衡中之主要挑戰中之一者為度量衡目標大小要求小於通常與度量衡裝置240一起使用之目標。舉例而言，目前目標應為使用具有5微米×5微米之大小或更小的目標。此等小大小將准許更廣泛使用所謂的「晶粒內」度量衡，其中目標位於產品結構當中(代替被限制於產品區域之間的切割道區域中)；或使用「產品上」度量衡，其中目標為產品結構自身。當前用於產品上CD度量衡之唯一度量衡技術為電子顯微法(CD-SEM)。此已知技術展示對未來節點之限制，且僅提供結構之極有限幾何資訊。
用以改良最小結構之度量衡之一種途徑應為使用例如在極紫外線(EUV)、軟x射線或甚至硬x射線範圍內的較短輻射波長。舉例而言，包括光譜EUV反射量測術之EUV反射量測術可被認為是用於未來技術節點之CD度量衡方法。亦可在透射模式(T-SAXS)中或在掠入射模式(GI-SAXS)中考慮諸如小角度x射線散射之x射線散射技術。在上文所提及之專利申請案EP15160786中提供在此內容背景中之EUV度量衡的原理及實務。其將示範出EUV反射量測術提供高敏感度、相對於程序變化而穩固且對於所關注參數係選擇性的益處。
出於本發明之目的，硬x射線被認為是波長小於約0.1奈米(例如包括 0.01奈米至0.1奈米之範圍)之射線。軟x射線或EUV係指約略自0.1奈米至125奈米波長延伸之範圍。此等範圍之不同子範圍可經選擇為適合在調查中之結構之尺寸。舉例而言，對於在當前微影技術之限制下之半導體結構，可考慮在0.1奈米至20奈米之範圍內或在0.1奈米至10奈米之範圍內或在1奈米至5奈米之範圍內之波長。不僅結構之大小，而且結構之材料屬性亦可影響供在調查中使用之波長的選擇。舉例而言，為了執行反射量測術，結構之至少背景材料需要在所使用之波長下之良好反射強度。為了調查內埋式特徵，應選擇波長以獲得通過上覆材料之足夠穿透。
EUV度量衡可用以量測在微影製造單元內處理之抗蝕劑材料內的結構(顯影後檢測或ADI)，及/或用以在結構已以較硬材料形成之後量測該等結構(蝕刻後檢測或AEI)。舉例而言，可在基板已由顯影裝置212、蝕刻裝置222、退火裝置224及/或其他裝置226處理之後使用EUV度量衡裝置244來檢測該等基板。
對於高容量製造應用，將需要高亮度輻射源，以縮減針對每一量測之獲取時間。當前緻密x射線源之有限能力意謂已知T-SAXS技術遭受極低產出率，尤其是針對小大小度量衡目標。當吾人設法獲得用於照明基板上之小目標區域之極小光點大小時尤其為此狀況。已知EUV源亦在亮度方面受限制，且在波長選擇方面受限制。為了最大化目標結構中之對比度且為了區別具有不同材料之結構，將需要遍及廣泛範圍進行波長之精細控制。
圖1中所說明之製造系統除了包括光學散射計240以外亦包括一或多個EUV度量衡裝置244。此EUV度量衡裝置提供額外度量衡結果246，該等額外度量衡結果可由監督控制系統SCS使用以整體上達成對品質之進一 步控制及微影製造系統之效能的改良。類似於光學散射計240，可在上文所提及之不同製造階段(諸如ADI及AEI)應用度量衡裝置244。
EUV反射量測方法
圖2說明(a)度量衡方法及(b)度量衡裝置300。該裝置可用作用於量測圖1之製造系統中處理之基板W之參數的EUV度量衡裝置244之實例。該裝置可在除EUV之外的波帶中使用。
在圖2之(a)中，將目標T示意性地表示為包含球形參考座標系之原點處之一維光柵結構。相對於目標定義軸X、Y及Z。(當然，原則上可定義任何任意座標系統，且每一組件可具有可相對於所展示之參考座標系而定義的其自有局域參考座標系)。目標結構之週期性方向D與X軸對準。該圖式並非真實透視圖，而僅為示意性說明。X-Y平面為目標及基板之平面，且為了清楚起見被展示為朝向檢視者傾斜，其由圓圈302之傾斜視圖表示。Z方向界定垂直於基板之方向N。在圖2之(a)中，入射輻射射線被標註為304且具有掠入射角α。在此實例中，入射射線304(及形成輻射光點S之所有入射射線)實質上處於平行於X-Z平面之平面中，該平面為由方向D及N界定且由圓圈306表示之平面。並未由目標T之週期性結構散射之反射射線308(亦即，鏡面反射射線)以仰角α朝向圖解中之目標右側出射。
根據目標之繞射屬性，其他射線310以與鏡面反射不同之角度散射。此等射線與鏡面射線之間的分離角度將取決於輻射之波長與目標之特徵間隔之間的關係。該圖式未按比例。舉例而言，偵測器312可比所展示情形更接近於或更遠離於目標，目標光柵將很可能相對於偵測器極小；射線310之繞射角度可比所指示角度寬得多。
為了執行反射量測術，由光偵測器312捕捉射線308及/或散射射線 310。偵測器312包含(例如)位置敏感EUV偵測器，其通常為偵測器元件陣列。陣列可為線性陣列，但實務上可提供元件(像素)之2維陣列。偵測器312可為(例如)電荷耦合器件(CCD)影像感測器或CMOS影像感測器。此偵測器用以將反射輻射變換成電信號且最終變換成數位資料以供分析。單一像素偵測器原則上可足夠用於一些類型之量測。將藉由具有二維影像偵測器而允許操作之更多靈活性。
根據針對一或多個波長及入射角α之一或多個值而獲得的經量測光譜，可以下文進一步描述之方式計算目標結構T之屬性之量測。
EUV反射量測裝置
轉向圖2之(b)，提供度量衡裝置300以用於藉由圖2之(a)之方法量測形成於基板W上之度量衡目標T之屬性。各種硬體組件被示意性地表示。可由熟習相關技術者根據熟知設計原理應用現有組件及經特殊設計組件之混合來執行此等組件之實務實施。提供支撐件(未被詳細地繪示)以用於將基板相對於待描述之其他組件固持於所要位置及定向。輻射源330將輻射提供至照明系統332。照明系統332提供由射線304表示之輻射光束，該射線304(連同形成照明光束之其他射線)在目標T上形成經聚焦輻照光點。方便地，偵測器312及任何輔助光學組件可被認為是偵測系統333。
此實例中之基板W安裝於具有定位系統334之可移動支撐件上，使得可調整射線304之入射角α。在此實例中，出於方便起見選擇使基板W傾斜以改變入射角，而源330及照明系統332保持靜止。為了捕獲反射射線308，偵測系統333具備一另外可移動支撐件336，使得其相對於靜止照明系統移動達角度2α，或相對於基板移動達角度α。在反射量測術之掠入射體系中，方便的是藉由參考基板之平面而界定入射角α，如所展示。當 然，該入射角可同樣被定義為入射射線304之入射方向與垂直於基板之方向N之間的角度。
在替代實施例中，可(例如)藉由使用圓錐形安裝台而使入射角在多於一個維度上變化。在上文所提及之歐洲專利申請案第15160786號中詳細地描述此類型之配置及其潛在益處。彼申請案之全部內容係以引用方式併入本文中。
提供額外致動器(圖中未繪示)以將每一目標T帶入至經定位有經聚焦光點S之位置中。(從另一方面看，將光點帶至經定位有目標之位置)。在實務應用中，在單一基板上可存在待量測之一連串個別目標或目標部位，且在一連串基板上亦可存在待量測之一連串個別目標或目標部位。原則上，並不重要的是，當照明系統及偵測器保持靜止時基板及目標是否移動及再定向、或當照明系統及偵測器移動時基板是否保持靜止，或藉由此等技術之組合是否達成不同組件之相對移動。本發明涵蓋所有此等變體。
如已經參考圖2之(a)所描述，由目標T及基板W反射之輻射在其照射於偵測器312上之前分裂成具有不同波長之射線之光譜310。通常亦將提供第二偵測器338以用於量測入射光束之強度以用作參考。處理器340自偵測器312及338接收信號。在處理器中使用針對一或多個入射角之所得反射資料以計算目標屬性(例如，CD或疊對)之量測。
圖3之(a)示意性地展示實施所謂的暗場成像度量衡且尤其在疊對度量衡之內容背景中的檢測裝置之關鍵元件。該裝置可為單機器件，或併入於(例如)量測站202處之微影裝置200中，或併入於度量衡站240、244中。貫穿裝置具有若干分支之光軸係由點線O表示。圖3之(b)中更詳細地說明 目標光柵結構T及繞射射線。
如[先前技術]中所引用之先前申請案中所描述，圖3之(a)之暗場成像裝置可為可替代光譜散射計或除光譜散射計以外加以使用之多用途角度解析散射計之部分。在此類型之檢測裝置中，由輻射源11發射之輻射係由照明系統12調節。舉例而言，照明系統12可包括準直透鏡系統及孔徑器件。經調節輻射遵循照明路徑，在照明路徑中，經調節輻射係由部分反射表面15反射且經由顯微鏡物鏡16聚焦至基板W上之光點S中。度量衡目標T可形成於基板W上。透鏡16具有高數值孔徑(NA)，較佳地為至少0.9且更佳地為至少0.95。可視需要使用浸潤流體以獲得大於1之數值孔徑。多用途散射計可具有兩個或多於兩個量測分支。另外，其他光學系統及分支將包括於實務裝置中，(例如)以收集參考輻射以用於強度正規化、用於捕捉目標之粗略成像、用於聚焦等等。可在上文所提及之先前公開案中發現此等操作之細節。出於本發明之目的，僅詳細說明及描述用於暗場成像度量衡之所關注量測分支。
在用於暗場成像之收集路徑中，成像光學系統21在感測器23(例如，CCD或CMOS感測器)上形成基板W上之目標之影像。在收集路徑之平面P'中提供孔徑光闌20。平面P'為與物鏡16之光瞳平面P(圖中未繪示)共軛之平面。孔徑光闌20亦可被稱為光瞳光闌。孔徑光闌20可採取不同形式，正如照明孔徑可採取不同形式一樣。與透鏡16之有效孔徑結合的孔徑光闌20判定使用散射輻射之何部分以在感測器23上產生影像。通常，孔徑光闌20用以阻擋零階繞射光束，使得形成於感測器23上之目標之影像僅自一階光束而形成。在一階光束兩者經組合以形成影像之實例中，此影像將為所謂的暗場影像，其等效於暗場顯微法。然而，在本申請案中，每 次成像一階中之僅一者，如下文所解釋。將由感測器23捕捉之影像輸出至影像處理器及控制器40，影像處理器及控制器40之功能將取決於正被執行之量測之特定類型。出於本目的，執行對目標結構之不對稱性的量測。不對稱性量測可與目標結構之知識組合以獲得用以形成量測之微影程序之效能參數之量測。可以此方式量測之效能參數包括(例如)疊對、焦點及劑量。
在度量衡目標T被提供於基板W上之情況下，此可為1-D光柵，其經印刷以使得在顯影之後，長條(bar)係由固體抗蝕劑線形成。目標可為2-D光柵，其經印刷以使得在顯影之後，光柵係由抗蝕劑中之固體抗蝕劑導柱或通孔形成。長條、導柱或通孔可替代地經蝕刻至基板中。此等光柵中之每一者為屬性可使用檢測裝置來調查之目標結構之一實例。
照明系統12之各種組件可調整以實施同一裝置內之不同度量衡「配方」。除了選擇波長(顏色)及偏振作為特定者之特性以外，照明系統12亦可經調整以實施不同照明剖面。由於平面P"與物鏡16之光瞳平面P及偵測器19之平面共軛，故平面P"中之照明剖面界定入射於基板W上的光在光點S中之角度分佈。為了實施不同照明剖面，可將孔徑器件提供於照明路徑中。孔徑器件可包含安裝於可移動滑桿或輪上之不同孔徑。孔徑器件可替代地包含可程式化空間光調變器。作為另一替代方案，可將光纖安置於平面P"中之不同部位處且選擇性地用於在其各別部位處遞送光或不遞送光。上文所引用之文件中論述及例示所有此等變體。
在第一實例照明模式中，提供射線30a，使得入射角如在「I」處所展示，且由目標T反射之零階射線之路徑被標註為「0」(不應與光軸「O」混淆)。在第二照明模式中，可提供射線30b，在此狀況下將調換入 射角與反射角。此等照明模式兩者將被辨識為離軸照明模式。可出於不同目的實施許多不同照明模式。
如圖3之(b)中更詳細地展示，作為目標結構之一實例的目標光柵T經置放成使得基板W垂直於物鏡16之光軸O。在離軸照明剖面之狀況下，與軸線O成一角度而照射於光柵T上的照明射線I引起一個零階射線(實線0)及兩個一階射線(點鏈線+1及雙點鏈線-1)。應記住，在運用填充過度之小目標光柵的情況下，此等射線僅僅為覆蓋包括度量衡目標光柵T及其他特徵之基板區域的許多平行射線中之一者。由於照明射線30a之光束具有有限寬度(為接納有用量之光所必要)，故入射射線I事實上將佔據一角度範圍，且繞射射線0及+1/-1將稍微散開。根據小目標之點散佈函數，每一階+1及-1將遍及一角度範圍而進一步散佈，而非如所展示之單一理想射線。
亦參看圖3之(a)，在射線30a之第一照明模式下，來自目標光柵之+1階繞射射線將進入物鏡16且貢獻於記錄於感測器23處之影像。當使用第二照明模式時，射線30b以與射線30a相對之角度入射，且因此-1階繞射射線進入接物鏡且貢獻於影像。當使用離軸照明時，孔徑光闌20阻擋零階輻射。如先前公開案中所描述，照明模式可運用在X及Y方向上之離軸照明加以界定。
藉由比較在此等不同照明模式下之目標光柵之影像，可獲得不對稱性量測。替代地，可藉由保持同一照明模式但使目標旋轉來獲得不對稱性量測。雖然展示離軸照明，但可替代地使用目標之同軸照明，且可使用經修改之離軸孔徑20以將繞射光之實質上僅一個一階傳遞至感測器。在另一實例中，使用稜鏡來代替孔徑光闌20，稜鏡具有將+1及-1階轉向至感測器23上之不同部位以使得其可被偵測及比較而無需兩個依序影像捕捉步驟的 效應。上文所提及之已公佈專利申請案US2011102753A1中揭示此技術，該專利申請案之內容特此係以引用方式併入。代替一階光束或除了一階光束以外，亦可將二階、三階及高階光束(圖3中未繪示)用於量測中。作為另一變化，離軸照明模式可保持恆定，而目標自身在物鏡16下方旋轉180度以使用相對繞射階來捕捉影像。
通常使用具有可見波長之輻射來執行一些散射量測技術。因而，散射量測目標(或至少進行高階繞射量測之散射量測目標)具有大於基板上之產品結構之節距的節距。作為一實例，散射量測目標可具有以微米(μm)為單位而量測之目標光柵節距，而同一基板上之產品結構可具有以奈米(nm)為單位而量測之節距。
此節距差誘發產品結構上之經量測疊對與實際疊對之間的偏移。偏移至少部分地歸因於微影裝置之光學投影失真及/或製造程序之其他步驟中的不同處理。目前，偏移包含對總經量測疊對之顯著貢獻。因此，縮減或消除偏移將改良總疊對效能。
為了對具有對應於產品結構之節距的節距之結構執行以繞射為基礎之量測，有必要使用具有短於可見光之波長的輻射。然而，目前在許多產品結構層中所使用之數個材料(諸如，多晶矽或非晶碳)吸收紫外線輻射。然而，已發現「軟X射線」光譜(近似2奈米至40奈米)中之輻射之吸收率損失比紫外線輻射低得多。當然應注意，產品結構之特定吸收率取決於層中所使用之特定材料。在給出特定結構中所使用之材料之屬性之知識的情況下，有可能選擇所使用之輻射波長以便最小化吸收率損失。
為了最大化以繞射為基礎之量測之準確度(例如)以判定疊對誤差，有必要最佳化到達偵測器之輻射之屬性。散射輻射之屬性相依於所使用之輻 射之屬性及在量測下之結構之屬性。可用以描述散射輻射之品質的一個參數為所謂的「堆疊敏感度」。此參數描述由上部目標光柵相對於下部目標光柵移位造成的經量測不對稱性之強度。已發現，「堆疊敏感度」取決於輻射之波長及目標結構之厚度而週期性地變化。判定針對堆疊厚度T之解析度之變化週期△λ s 可被描述為：
其中λ為輻射之波長，且T為所量測之結構之光學厚度。產品結構之例示性光學厚度可為400奈米，且例示性輻射波長可為λ=13奈米。在此實例中，「堆疊敏感度」變化之週期△λ s 為0.21奈米。
為了最佳化在偵測器處量測之輻射，檢測裝置有必要具有比堆疊敏感度之週期性變化△λ s 之大小更佳的光譜解析度。具體言之，為了充分解析堆疊敏感度之週期性變化，檢測裝置之所需光譜解析度△λ r 應為變化週期△λ s 的至少兩倍。因此，在本實例中，用於檢測裝置之所需光譜解析度△λ r 可為近似0.1奈米。
檢測裝置(諸如圖2之(b)或圖3中所說明之檢測裝置)之光譜解析度係藉由光學系統之屬性及目標結構之屬性判定。歸因於目標大小約束，典型檢測裝置之光點直徑限於近似2微米。在假定照明輻射為高斯光束的情況下，可導出光束腰直徑D與照明輻射之數值孔徑NA(一半角度)之間的以下關係：
對於具有λ=13奈米之波長之照明輻射，數值孔徑可經導出為NA=4毫拉德。
目前，產品結構之節距為近似P=40奈米。量測具有此節距(亦即， 光柵解析度)△λ g (假定λ<<節距大小)之目標結構的以繞射為基礎之檢測裝置(例如，散射計)之光譜解析度可經導出為：△λ g =2×P×NA=80×0.004=0.32nm。(3)
光柵解析度△λ g 大於為0.1奈米之所需光譜解析度△λ r 。換言之，沒有可能恰當地解析堆疊敏感度之週期性變化。有可能藉由縮減數值孔徑之大小而改良光柵解析度△λ g 。然而，此將又需要增加目標大小。此係由於NA之減低將引起較大光點直徑。如上文所論述，目標必須「填充不足」(亦即，光點直徑小於目標之大小)。若光點直徑增加，則目標之大小必須因此亦按比例增加。較大目標佔據基板之表面上之較大空間，此在生產環境中為不理想的，此係由於其增加每產品製造成本。在下文中，將描述改良檢測裝置之光譜解析度的方法及裝置。
高諧波產生(High Harmonic Generation；HHG)源由於其高亮度而較佳用於產生產品解析度節距之量測所需之波長。此HHG源在高光子通量下允用以繞射為基礎之疊對(DBO)目標上的小經聚焦光點。然而，HHG之輸出並非單一光譜線；取而代之，其可含有離散諧波階或為軟x射線波長之超連續光譜。此類DBO技術之準確度取決於良好光譜解析量測，亦即，△λ g △λ r <△λ s 。可使用單色器，但此單色器在軟x射線域中損失極大。此外，其將添加體積且限制量測設置之靈活性。
圖4展示源402，源402包含(例如)基於高諧波產生(HHG)技術的EUV輻射之產生器。輻射源之主要組件為泵浦雷射420及HHG氣胞422。氣體供應件424將合適氣體供應至氣胞。泵浦雷射可為(例如)基於Ti：Saph之雷射，其以幾kHz重複率產生在子皮秒範圍內的具有為800奈米之波長之脈衝。替代地，泵浦雷射可為具有光學放大器之以光纖為基礎之雷射，其視 需要具有高達幾兆赫茲之脈衝重複率。典型脈衝持續時間可在子皮秒範圍內。波長可為(例如)大約1微米。將雷射脈衝作為第一輻射光束428遞送至HHG氣胞422，其中將輻射之一部分轉換成較高頻率。輸出輻射光束430包括具有一或若干所要EUV波長之相干輻射。可提供一或多個濾光器件432。舉例而言，諸如鋁(Al)薄膜之濾光器可用以切斷基諧IR輻射以免進一步傳遞至檢測裝置中。可在真空環境內含有光束路徑中之一些或全部，應記住，所要EUV輻射在空氣中行進時會被吸收。輻射源402及照明光學件之各種組件可為可調整的以在同一裝置內實施不同度量衡「配方」。舉例而言，可使不同波長及/或偏振為可選擇的。
提議組態HHG發射光譜以便最佳化光譜解析度及/或最大化在特定波長下之輸出。在第一實施例中，提議組態HHG之驅動雷射脈衝之一或多個可控制特性以獲得包含窄頻寬諧波波峰之HHG發射光譜，其中諧波波峰中之一或多者具有符合以上所描述之光譜解析度要求的頻寬。因而，此頻寬(例如，如經量測為半高寬)可小於0.2奈米、小於0.15奈米或小於0.12奈米。在一實施例中，此頻寬可為大約0.1奈米。驅動脈衝亦可經組態為使得鄰近諧波波峰之分離度足夠大以便克服歸因於如由方程式(3)所描述的小NA及光柵節距之要求之光譜模糊。
圖5以y軸上之強度相對於x軸上之能量(諧波階)展示示意性HHG發射光譜500。單一諧波510之頻寬(被標註為圖5上之a)與驅動雷射之光譜頻寬大體上有關。此驅動雷射之光譜頻寬愈小(亦即，雷射驅動脈衝在時間上愈長)，每一諧波波峰將愈窄。此係由於典型驅動雷射場包含多循環振盪且每一循環可產生諧波產生。最終HHG發射光譜為所有產生者之相干疊加。為了平均值之循環愈多，諧波將愈陡。
圖6將雷射驅動脈衝600展示為y軸上之強度(a.u.)相對於x軸上之時間(fs)的標繪圖。在雷射驅動脈衝600內，僅存在可在發射光譜500之截止區(具有相對高光子能之階，例如在階71與81之間的階)中產生HHG之相對少數循環(亦即，矩形610內之彼等循環)。因此，用於此等諧波之頻寬歸因於較低平均強度相對而言較寬廣。然而，具有相對低光子能之HHG光譜500之平線區中的諧波係由大數目個循環(亦即，正方形620內之彼等循環)產生且因此通常具有極陡光譜線寬。
因此，提議藉由使用相對長雷射驅動脈衝及選擇HHG光譜500之平線區中的諧波來獲得陡諧波波峰(且因此獲得高光譜解析度)。此內容背景中之「選擇」可包含使用針對一特定量測所產生之諧波。此可包含組態系統使得來自選定諧波之所需繞射階落在偵測器上且自此諧波進行量測。然而，存在對雷射驅動脈衝持續時間之有效限度。需要使波峰強度足夠高以進入穿隧離子化體系。此外，具有過大持續時間之脈衝可造成基態之離子化耗乏使得並不剩餘用於HHG之電子。因此，提議雷射驅動脈衝包含介於10個與30個之間的循環(且因此，具有為近似25fs至75fs之持續時間)或介於15個與30個之間的循環(近似37fs至75fs之持續時間)。在更特定實施例中，雷射驅動脈衝可包含介於15個與25個之間的循環(近似37fs至63fs之持續時間)，或介於17個與22個之間的循環(近似43fs至55fs之持續時間)，或為大約19個或20個循環(近似50fs之持續時間)。
鄰近諧波階之間的光譜間隔(被標註為圖5上之b)△λh係由以下方程式給出：
其中λ D 為雷射驅動脈衝之波長，且λ為對應於諧波N之(EUV)波長(僅 存在奇數諧波)。應注意，相似於方程式(1)之變化週期△λ s ，此光譜間隔△λ h 隨λ 2 而縮放。
雷射驅動脈衝之另一可控制特性係其中心波長。HHG發射光譜之光譜位置隨此雷射驅動脈衝中心波長而變化，且因此，一特定諧波之位置可藉由適當調諧雷射驅動脈衝中心波長而光譜地調諧。此調諧可用以最佳化量測敏感度，此係由於量測敏感度為量測輻射波長之函數。在一實施例中，此調諧包含調諧雷射驅動脈衝中心波長使得已選擇諧波(例如，發射光譜之平線區中之諧波)具有對應於所要波長(例如，針對量測之最大敏感度之波長)之波峰強度。
圖7為強度(y軸)相對於輸出波長(x軸)之曲線圖，其展示對應於第一雷射驅動脈衝中心波長(例如，790奈米)之第一發射光譜700(虛線)、對應於第二雷射驅動脈衝中心波長(例如，795奈米)之第二發射光譜710(實線)及對應於第三雷射驅動脈衝中心波長(例如，800奈米)之第三發射光譜720(點線)。底部曲線圖展示x軸上之遍及一波長範圍之光譜相對於y軸上之強度(對數尺度)。頂部曲線圖展示在光譜中之每一者之單一對應諧波附近的底部曲線圖之細節(注意，y軸上之線性尺度使得波峰在頂部曲線圖中看起來更廣)。可看到，可藉由雷射驅動脈衝中心波長之適當控制而變化此單諧波之波長(在此特定實例中，介於近似12.79奈米與12.96奈米之間)。
諸如光學參數放大(OPA)系統之其他系統可實現進一步調諧可能性，此係因為此等系統(例如，具有二階諧波產生)實現對於雷射驅動脈衝中心波長之較寬廣調諧範圍；舉例而言，介於580奈米與2600奈米之間的調諧範圍。
自圖7可進一步觀測到，針對為近似50fs(19至20個循環)之雷射驅動 脈衝，針對諧波波峰中之每一者之頻寬為近似0.1奈米，其小於根據方程式(1)之針對疊對敏感度之所要光譜解析度。
作為對增加多波長HHG源輸出之光譜解析度之替代方案，另一實施例提議提供一可調諧單色HHG輸出。實務上單色源將使得量測更簡單。在一實施例中，提議調諧單色HHG發射使得其對應於用於一目標之最大疊對及/或CD敏感度。單色器可用於此，但其將在軟x射線域中損失極大。此外，其添加體積且限制量測設置之靈活性。此處，描述用以閘控輸出HHG發射之所需光譜區之光學方式。此技術之可調諧特徵亦可用以藉由使輸出波長更接近於目標節距大小而增加光柵解析度。根據用於正入射輻射之一階光柵方程式，繞射角θ係由以下方程式給出：
其中p為光柵節距大小(例如，p=40奈米)且λ為發射波長。
圖8為說明針對具有節距p=40奈米之光柵之繞射角θ(y軸)與波長λ(x軸)之間的關係的曲線圖。如可看到，針對接近於節距大小p之波長之分散度相比於針對較小波長之分散度顯著更大。描述光柵解析度△λg、NA與節距之間的關係之方程式(3)基本上為在λ<<p之限度內之方程式(5)之線性化，且接著應用於光束2NA之最大開角。若並未假定小波長限度，則該關係係由以下方程式給出：
現在明確的是，使波長λ接近於節距p會導致最佳解析度△λg。舉例而言，針對為大約13奈米之波長λ及為0.004之NA評估此方程式會給出光柵解析度△λg=0.3奈米，其大於所需解析度△λr=0.1奈米。因此，此分散度對於在解析在堆疊敏感度中之快速振盪並非足夠的。然而，若HHG之波長 經調諧至為大約38奈米之波長λ，則獲得為△λg=0.1奈米之光柵解析度，且此光柵解析度對於解析在堆疊敏感度中之快速振盪將係足夠的。應注意，當波長增加時亦可增加所需解析度△λr，此係因為方程式(1)亦隨波長而縮放，因此短於38奈米之波長將已經提供足夠解析度。
提議暫時以使得HHG發射光譜在窄波長帶中增強但在別處經抑制之方式塑形總電驅動場。此塑形可藉由組合各自具有不同中心波長的多個雷射場來完成。Zhang C.等人之論文「Control of bandwidth and central wavelength of an enhanced extreme ultraviolet spectrum generated in shaped laser field」(Optics Express第20卷，第15號)中描述此概念。在特定非限制性實例中，提議使用400奈米(二階諧波產生SHG)、800奈米及2000奈米(OPA)驅動雷射脈衝以產生每一場。與Zhang所教示之技術相比，此等波長已經判定為更實務，此係因為無需兩個OPA。可藉由800奈米直接雷射輸出(例如，使用諸如之β-硼酸鋇(BBO)晶體之頻率轉換器元件)之頻率加倍獲得400奈米脈衝。在此實施例中，僅使用一OPA獲得2000奈米脈衝。
提議藉由調諧不同波長驅動雷射脈衝中之每一者之一或多個可控制特性而最佳化HHG發射光譜，以達成窄發射光譜(例如，使得僅單一諧波係較佳的且獲得近單色輸出)。在此內容背景中，近單色輸出可包含波峰諧波發射之強度比HHG發射光譜之其他諧波發射大至少一個數量級的輸出。可控制特性可包含強度、脈衝持續時間及/或載波包絡相位(CEP)中之一或多者。一旦已執行此最佳化，就可變化驅動雷射脈衝中之一者與其他驅動雷射脈衝中之一者或兩者之間的強度比率以選擇實際光譜區輸出(例如，輸出波峰波長)。在一特定實施例中，變化2000奈米驅動雷射脈衝相 對於400奈米驅動雷射脈衝與800奈米驅動雷射脈衝之和之間的強度比率以變化驅動場且因此選擇發射光譜區。
所提議方法可用以將波峰HHG諧波發射(例如，具有比HHG發射光譜之其他諧波發射大至少一個數量級的強度)調諧處於自<10奈米(例如，2奈米)至40奈米之廣光譜範圍內；或介於10奈米至15奈米之間。
諸如本文中所描述之可調諧HHG源提供在EUV疊對及CD量測方面之許多自由度。取決於具有不同堆疊厚度、反射率、節距大小之不同目標，有可能自由地塑形EUV輻射源以最佳化EUV疊對效能。波長之選擇將為以下各種態樣之間的取捨：例如，穿透率(中間層之透明度)、光柵材料相對於周圍材料之光學對比度及光譜解析度(例如接近於節距之波長)。
在以下經編號條項中呈現根據本發明之另外實施例：
1.一種在一檢測裝置中執行一量測之方法，其包含：組態一高諧波產生輻射源之至少一個驅動雷射脈衝之一或多個可控制特性以控制由該高諧波產生輻射源提供的照明輻射之一輸出發射光譜；及運用該照明輻射照明一目標結構。
2.如條項1之方法，其中該組態步驟包含組態一驅動雷射脈衝之一或多個可控制特性使得該輸出發射光譜包含複數個離散諧波波峰。
3.如條項2之方法，其中每一諧波波峰之一頻寬小於0.2奈米。
4.如條項2或3之方法，其中鄰近諧波波峰之間的光譜分離度大於該等諧波波峰之該頻寬。
5.如條項2至4中任一項之方法，其中該組態步驟包含組態該驅動雷射脈衝之一中心波長以便控制該等諧波波峰中之至少一者之波長。
6.如條項2至5中任一項之方法，其中該組態步驟包含組態該驅動雷射脈衝之一中心波長以便針對該目標結構之最大量測敏感度而最佳化該等諧波中之至少一者之該波長。
7.如條項5或6之方法，其中該輸出發射光譜包含具有具相似強度之複數個該等諧波波峰之一平線區及其中針對每一順次諧波波峰之該強度顯著下降的一截止區；且該波長經控制/經最佳化之該等諧波波峰中的該至少一者為該平線區中之一諧波波峰。
8.如前述條項中任一項之方法，其中該驅動雷射脈衝之該強度隨著時間推移係循環的，且該組態步驟包含將該驅動雷射脈衝之循環之數目組態為大於15。
9.如條項8之方法，其中該組態步驟包含將該驅動雷射脈衝之循環之該數目組態為介於15與30之間。
10.如條項1之方法，其中該組態步驟包含藉由組態複數個驅動雷射脈衝之一或多個可控制特性而組態該高諧波產生輻射源之一驅動場，該複數個驅動雷射脈衝中之至少一些包含不同中心波長。
11.如條項10之方法，其中該等驅動雷射脈衝之數目為三個。
12.如條項10或11之方法，其中該組態步驟包含組態該複數個驅動雷射脈衝之該一或多個可控制特性以便暫時塑形該高諧波產生輻射源之一驅動電場，使得增強該輸出發射光譜之一窄帶且抑制該輸出發射光譜之剩餘部分。.
13.如條項12之方法，其中一窄帶之該增強係使得該輸出發射光譜係實質上單色的。
14.如條項12或13之方法，其中變化該複數個驅動雷射脈衝中之 一者相對於該複數個驅動雷射脈衝中之其他者中的一或多者之該強度以控制增強之該輸出發射光譜之該窄帶的一波峰波長。
15.如條項12、13或14之方法，其中變化該複數個驅動雷射脈衝中之一者相對於該複數個驅動雷射脈衝中之其他者中的一或多者之該強度以便為了該目標結構之最大量測敏感度而最佳化增強之該輸出發射光譜之該窄帶的該波峰波長。
16.如條項12至15中任一項之方法，其中該組態步驟包含組態該複數個驅動雷射脈衝之一或多個可控制特性使得增強之該輸出發射光譜之該窄帶的一波峰波長介於2奈米與40奈米之間。
17.如條項12至16中任一項之方法，其中該組態步驟包含組態該複數個驅動雷射脈衝之一或多個可控制特性使得增強之該輸出發射光譜之該窄帶的一波峰波長介於9奈米與15奈米之間。
18.如條項10至17中任一項之方法，其中自一驅動雷射輸出直接獲得該複數個驅動雷射脈衝中之一者，且藉由使用一頻率轉換器元件轉換該驅動雷射輸出來獲得該複數個驅動雷射脈衝之至少一個其他者。
19.如條項18之方法，其中經由光學參數放大獲得該複數個驅動雷射脈衝中之另一者。
20.如前述條項中任一項之方法，其包含偵測自該目標結構之該照明散射之輻射；及自該散射輻射判定該目標結構之不同層之間的一疊對偏移。
21.一種檢測裝置，其包含一高諧波產生輻射源且可操作以執行如前述條項中任一項之方法。
22.一種包含機器可讀指令之電腦程式產品，該等機器可讀指令 在經執行於一合適處理器上時致使該處理器至少執行一如條項1至20中任一項之方法中的該組態步驟。
23.一種包含一高諧波產生輻射源之檢測裝置，該高諧波產生輻射源包含可操作以發射一驅動雷射脈衝之一驅動雷射源；其中該驅動雷射脈衝之一或多個可控制特性經組態為使得該高諧波產生輻射源之一輸出發射光譜包含複數個離散諧波波峰。
24.如條項23之檢測裝置，其中每一諧波波峰之一頻寬小於0.2奈米。
25.如條項23或24之檢測裝置，其中鄰近諧波波峰之間的光譜分離度大於該等諧波波峰之該頻寬。
26.如條項23至25中任一項之檢測裝置，其中該驅動雷射脈衝之一中心波長可組態以便控制該等諧波波峰中之至少一者之一波長。
27.如條項23至26中任一項之檢測裝置，其中該驅動雷射脈衝之一中心波長可組態以便為了正被量測之一目標結構之最大量測敏感度而最佳化該等諧波中之至少一者之一波長。
28.如條項26或27之檢測裝置，其中該輸出發射光譜包含具有具相似強度之複數個該等諧波波峰之一平線區及其中針對每一順次諧波波峰之該強度顯著下降的一截止區；且該波長經控制/經最佳化之該等諧波波峰中的該至少一者為該平線區中之一諧波波峰。
29.如條項23至28中任一項之檢測裝置，其中該驅動雷射脈衝之該強度隨著時間推移係循環的，且該驅動雷射脈衝之循環之數目大於15。
30.如條項29之檢測裝置，其中該驅動雷射脈衝之循環之該數目係介於15與30之間。
31.一種包含一高諧波產生輻射源之檢測裝置，該高諧波產生輻射源包含複數個驅動雷射源，該複數個驅動雷射源各自可操作以發射具有一不同中心波長之一驅動雷射脈衝。
32.如條項31之檢測裝置，其中該等驅動雷射源之數目為三個。
33.如條項31或32之檢測裝置，其中每一驅動雷射脈衝之一或多個可控制特性經組態以便暫時塑形該高諧波產生輻射源之一驅動電場，使得增強該高諧波產生輻射源之一輸出發射光譜之一窄帶且抑制該輸出發射光譜之剩餘部分。
34.如條項33之檢測裝置，其中每一驅動雷射脈衝之該一或多個可控制特性經組態為使得一窄帶之該增強引起該輸出發射光譜係實質上單色的。
35.如條項33或34之檢測裝置，其中該複數個驅動雷射脈衝中之一者相對於該複數個驅動雷射脈衝中之其他者中的一或多者之該強度可組態以控制增強之該輸出發射光譜之該窄帶的一波峰波長。
36.如條項33、34或35之檢測裝置，其中該等驅動雷射脈衝中之一者相對於該等驅動雷射脈衝中之其他者中的一或多者之一強度可組態以便為了正被量測之一目標結構之最大量測敏感度而最佳化增強之該輸出發射光譜之該窄帶的該波峰波長。
37.如條項33至36中任一項之檢測裝置，其中該複數個驅動雷射源經組態為使得增強之該輸出發射光譜之該窄帶的一波峰波長小於20奈米。
38.如條項33至36中任一項之檢測裝置，其中該複數個驅動雷射源經組態為使得增強之該輸出發射光譜之該窄帶的一波峰波長為大約40奈 米。
39.如條項31至38中任一項之檢測裝置，其中該複數個驅動雷射源係自單一雷射器件導出，使得該等驅動雷射源中之一者係自該雷射器件輸出直接獲得且該等驅動雷射源中之至少一個其他者係藉由使用一頻率轉換器元件轉換該雷射器件輸出而獲得。
40.如條項39之檢測裝置，其中該等驅動雷射源中之另一者係經由該雷射器件輸出之光學參數放大而獲得。
41.一種包含複數個驅動雷射源之高諧波產生輻射源，該複數個驅動雷射源各自可操作以發射具有一不同中心波長之一驅動雷射脈衝。
42.如條項41之高諧波產生輻射源，其中該等驅動雷射源之數目為三個。
43.如條項41或42之高諧波產生輻射源，其中每一驅動雷射脈衝之一或多個可控制特性經組態以便暫時塑形該高諧波產生輻射源之一驅動電場，使得增強該高諧波產生輻射源之一輸出發射光譜之一窄帶且抑制該輸出發射光譜之剩餘部分。
44.如條項43之高諧波產生輻射源，其中每一驅動雷射脈衝之該一或多個可控制特性經組態為使得一窄帶之該增強引起該輸出發射光譜係實質上單色的。
45.如條項43或44之高諧波產生輻射源，其中該複數個驅動雷射脈衝中之一者相對於該複數個驅動雷射脈衝中之其他者中的一或多者之強度可組態以控制增強之該輸出發射光譜之該窄帶的一波峰波長。
46.如條項43、44或45之高諧波產生輻射源，其用於一檢測裝置，其中該等驅動雷射脈衝中之一者相對於該等驅動雷射脈衝中之其他者 中的一或多者之一強度可組態以便為了正被量測之一目標結構之最大量測敏感度而最佳化增強之該輸出發射光譜之該窄帶的該波峰波長。
47.如條項43至46中任一項之高諧波產生輻射源，其中該複數個驅動雷射源經組態為使得增強之該輸出發射光譜之該窄帶的一波峰波長小於20奈米。
48.如條項43至46中任一項之高諧波產生輻射源，其中該複數個驅動雷射源經組態為使得增強之該輸出發射光譜之該窄帶的一波峰波長為大約40奈米。
49.如條項41至48中任一項之高諧波產生輻射源，其中該複數個驅動雷射源係自單一雷射器件導出，使得該等驅動雷射源中之一者係自該雷射器件輸出直接獲得且該等驅動雷射源中之至少一個其他者係藉由使用一頻率轉換器元件轉換該雷射器件輸出而獲得。
50.如條項49之高諧波產生輻射源，其中該等驅動雷射源中之另一者係經由該雷射器件輸出之光學參數放大而獲得。
51.一種包含一驅動雷射源之高諧波產生輻射源，該驅動雷射源可操作以發射一驅動雷射脈衝；其中該驅動雷射脈衝之一或多個可控制特性經組態為使得該高諧波產生輻射源之一輸出發射光譜包含複數個離散諧波波峰。
52.如條項51之高諧波產生輻射源，其中每一諧波波峰之一頻寬小於0.2奈米。
53.如條項51或52之高諧波產生輻射源，其中鄰近諧波波峰之間的光譜分離度大於該等諧波波峰之該頻寬。
54.如條項51至53中任一項之高諧波產生輻射源，其中該驅動雷 射脈衝之一中心波長可組態以便控制該等諧波波峰中之至少一者之一波長。
55.如條項51至54中任一項之高諧波產生輻射源，其用於一檢測裝置，其中該驅動雷射脈衝之一中心波長可組態以便為了正被量測之一目標結構之最大量測敏感度而最佳化該等諧波中之至少一者之一波長。
56.如條項54或55之高諧波產生輻射源，其中該輸出發射光譜包含具有具相似強度之複數個該等諧波波峰之一平線區及其中針對每一順次諧波波峰之該強度顯著下降的一截止區；且該波長經控制/經最佳化之該等諧波波峰中的該至少一者為該平線區中之一諧波波峰。
57.如條項51至56中任一項之高諧波產生輻射源，其中該驅動雷射脈衝之該強度隨著時間推移係循環的，且該驅動雷射脈衝之循環之數目大於15。
58.如條項57之高諧波產生輻射源，其中該驅動雷射脈衝之循環之該數目係介於15與30之間。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如，製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更一般之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文中所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理多 於一次，(例如)以便產生多層IC，使得本文中所使用之術語基板亦可指已經含有多個經處理層之基板。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例之使用，但應瞭解，本發明之實施例可用於其他應用(例如，壓印微影)中，且在內容背景允許時不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化器件中之構形(topography)界定產生於基板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑係藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
關於微影裝置所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為或為約365奈米、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在5奈米至20奈米之範圍內之波長)，以及粒子束，諸如，離子束或電子束。
術語「透鏡」在內容背景允許時可指各種類型之光學組件中之任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
特定實施例之前述描述將充分地揭露本發明之一般性質，使得在不脫離本發明之一般概念的情況下，其他人可藉由應用此項技術之技能範圍內之知識針對各種應用而容易地修改及/或調適此等特定實施例，而無需進行不當實驗。因此，基於本文中所呈現之教示及導引，此等調適及修改意欲在所揭示實施例之等效者的涵義及範圍內。應理解，本文中之措辭或術語係出於(例如)描述而非限制之目的，以使得本說明書之術語或措辭待由熟習此項技術者按照該等教示及該指導進行解譯。
本發明之廣度及範疇不應由上文所描述之例示性實施例中之任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及其等效者進行界定。

Claims (13)

  1. 一種在一檢測裝置中執行一量測之方法，其包含：組態一高諧波產生輻射源之至少一個驅動雷射脈衝之一或多個可控制特性以控制由該高諧波產生輻射源提供的照明輻射之一輸出發射光譜，其中該組態步驟包含組態一驅動雷射脈衝之一或多個可控制特性，使得該輸出發射光譜包含複數個離散諧波波峰，且該組態步驟包含組態該驅動雷射脈衝之一中心波長以便控制該等諧波波峰中之至少一者之波長；及運用該照明輻射照明一目標結構。
  2. 如請求項1之方法，其中每一諧波波峰之一頻寬小於0.2奈米。
  3. 如請求項1或2之方法，其中鄰近諧波波峰之間的光譜分離度大於該等諧波波峰之該頻寬。
  4. 如請求項1或2之方法，其中該組態步驟包含：組態該驅動雷射脈衝之一中心波長以便針對該目標結構之最大量測敏感度而最佳化該等諧波中之至少一者之該波長。
  5. 如請求項1之方法，其中該輸出發射光譜包含具有具相似強度之複數個該等諧波波峰之一平線區及其中針對每一順次諧波波峰之該強度顯著下降的一截止區；且該波長經控制/經最佳化之該等諧波波峰中的該至少一者為該平線區中之一諧波波峰。
  6. 如請求項1或2之方法，其中該驅動雷射脈衝之強度隨著時間推移係循環的，且該組態步驟包含將該驅動雷射脈衝之循環之數目組態為大於15。
  7. 如請求項6之方法，其中該組態步驟包含：將該驅動雷射脈衝之循環之該數目組態為介於15與30之間。
  8. 如請求項1之方法，其中該組態步驟包含：藉由組態複數個驅動雷射脈衝之一或多個可控制特性而組態該高諧波產生輻射源之一驅動場，該複數個驅動雷射脈衝中之至少一些包含不同中心波長。
  9. 如請求項8之方法，其中該等驅動雷射脈衝之數目為三個。
  10. 如請求項8或9之方法，其中該組態步驟包含：組態該複數個驅動雷射脈衝之該一或多個可控制特性以便暫時塑形該高諧波產生輻射源之一驅動電場，使得增強該輸出發射光譜之一窄帶且抑制該輸出發射光譜之剩餘部分。
  11. 如請求項1或2之方法，其包含偵測自該目標結構之該照明之散射輻射(scattered radiation)；及自該散射輻射判定該目標結構之不同層之間的一疊對偏移。
  12. 一種檢測裝置，其包含一高諧波產生輻射源且可操作以執行如請求項1至11中任一項之方法。
  13. 一種包含機器可讀指令之電腦程式產品，該等機器可讀指令在經執行於一合適處理器上時致使該處理器執行一如請求項1至11中任一項之方法中的至少該組態步驟。
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