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CN117413224A - 量测方法和相关联的量测工具 - Google Patents

量测方法和相关联的量测工具 Download PDF

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CN117413224A CN202280038917.3A CN202280038917A CN117413224A CN 117413224 A CN117413224 A CN 117413224A CN 202280038917 A CN202280038917 A CN 202280038917A CN 117413224 A CN117413224 A CN 117413224A
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Abstract

披露了一种从目标测量重叠或聚焦参数的方法和相关联的量测设备。所述方法包括通过以下操作来配置测量辐射以获得所述测量辐射的经配置的测量光谱：对所述测量辐射的多个单独的波长带施加强度加权，使得所述多个单独的波长带具有与所述强度加权一致的强度，所述强度加权使得针对目标瑕疵的影响至少部分地校正所述重叠或聚焦参数的测量值；和/或对所述测量辐射的测量光谱施加调制。所述经配置的测量辐射用于测量所述目标。从由对所述目标的测量产生的散射辐射确定所述重叠或聚焦参数的值。

Description

量测方法和相关联的量测工具
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年5月31日递交的欧洲申请21176954.2和于2021年11月24日递交的欧洲申请21210123.2的优先权，并且这些申请的全部内容通过引用而被合并入本文中。
技术领域
本发明涉及量测应用，并且特别地，涉及集成电路制造中的量测应用。
背景技术
光刻设备是被构造成将期望的图案施加至衬底上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)制造中。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如，掩模)处的图案(常常也称为“设计布局”或“设计”)投影至设置在衬底(例如，晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
为了将图案投影到衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长确定可以在衬底上形成的特征的最小大小。当前使用的典型波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。相比于使用例如具有193nm的波长的辐射的光刻设备，使用具有介于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更小特征。
低k1光刻可以用于处理尺寸小于光刻设备的经典分辨率限制的特征。在这样的过程中，可以将分辨率公式表达为CD＝k1×λ/NA，其中，λ为所采用的辐射的波长，NA是光刻设备中的投影光学器件的数值孔径，CD是“临界尺寸”(通常是所印制的最小特征大小，但在这种情况下是半节距)且k1是经验分辨率因子。通常，k1越小，则越难以在衬底上再现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。为了克服这些困难，可以将复杂的微调步骤应用于光刻投影设备和/或设计布局。这些步骤包括例如但不限于NA的优化、定制照射方案、相移图案形成装置的使用、诸如设计布局中的光学邻近效应校正(OPC，有时也称为“光学和过程校正”)的设计布局的各种优化或通常定义为“分辨率增强技术”(RET)的其它方法。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下的图案的再现。
在制造过程期间，需要检查所制造的结构和/或测量所制造的结构的特性。适合的检查和量测设备是众所周知的，其包括例如光谱散射仪和角分辨散射仪。光谱散射仪可以将宽带辐射束引导至衬底上且测量散射至特定窄角度范围中的辐射的光谱(作为波长的函数的强度)。角分辨散射仪可以使用单色辐射束且测量作为角度的函数的散射辐射的强度。
在一些量测应用中，诸如使用散射仪的量测应用，量测目标中的瑕疵可能引起来自所述目标的测量值的依赖于波长/偏振的即与波长/偏振相关的变化。如此，有时通过使用多个不同波长和/或偏振(或更通常地，多个不同的照射条件)执行相同测量来实现对这种变化的校正和/或减轻。这些多波长测量典型地连续执行且因此引发相关的吞吐量损失。将会期望使用多个照射条件来改善测量的一个或更多个方面。
发明内容
在本发明的第一方面中，提供一种从目标测量重叠或聚焦参数的方法，所述方法包括：通过以下操作来配置测量辐射以获得所述测量辐射的经配置的测量光谱：
对所述测量辐射的多个单独的波长带施加强度加权，使得所述多个单独的波长带具有与所述强度加权一致的强度，所述强度加权使得针对目标瑕疵(例如，包括不对称和对称瑕疵)的影响至少部分地校正所述重叠或聚焦参数的测量值；和/或
对所述测量辐射的测量光谱施加调制；
利用所述经配置的测量辐射来测量所述目标且捕获来自所述目标的所得的散射辐射；以及
从所述散射辐射确定所述重叠或聚焦参数的值。
在本发明的第二方面中，提供一种从目标测量重叠或聚焦参数的量测设备，所述量测设备可操作以执行所述第一方面的方法。
附图说明
现将参考随附示意性附图仅借助于示例来描述本发明的实施例，在附图中：
-图1描绘光刻设备的示意性概略图；
-图2描绘光刻单元的示意性概略图；
-图3描绘表示用于优化半导体制造的三种关键技术之间的协作的整体光刻的示意性表示；
-图4描绘根据本发明的实施例的可以包括暗场和/或亮场显微镜的用作量测装置的散射测量设备的示意性概略图；
-图5包括：(a)用于使用第一对照射孔来测量根据本发明的实施例的目标的暗场散射仪的示意图；(b)针对给定照射方向的目标光栅的衍射光谱的细节；(c)在使用散射仪以用于基于衍射的重叠(DBO)测量时提供其它照射模式的第二对照射孔；和(d)将第一对孔和第二对孔组合的第三对照射孔；
-图6是描述根据本发明的实施例的方法的校准阶段的流程图；
-图7是描述根据本发明的实施例的制造阶段期间的量测方法的流程图；
-图8是可以用于本发明的实施例的适合的快速颜色切换照射装置的示意图；以及
-图9包括如下各项的曲线图：(a)第一照射光谱和(b)所述第一照射光谱的相对应的时间相干性函数；(c)第二照射光谱和(d)第二照射光谱的相对应的时间相干性函数；(e)第三照射光谱和(f)第三照射光谱的相对应的时间相干性函数。
具体实施方式
在本文献中，术语“辐射”和“束”用于涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外辐射(例如具有365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和极紫外(EUV辐射，例如具有在约5nm至100nm的范围内的波长)。
如本文中所所采用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案形成装置”可以广义地解释为是指可以用于向入射辐射束赋予经图案化的横截面的通用图案形成装置，所述经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。在这样的情境下也可以使用术语“光阀”。除经典掩模(透射或反射、二元、相移、混合式等)以外，其它这样的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。
图1示意性地描绘光刻设备LA。光刻设备LA包括：照射系统(也称为照射器)ILL，所述照射系统被配置成调节辐射束B(例如，UV辐射、DUV辐射或EUV辐射)；掩模支撑件(例如，掩模台)MT，所述掩模支撑件被构造成支撑图案形成装置(例如，掩模)MA且连接至配置成根据某些参数准确地定位图案形成装置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成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W且连接至配置成根据某些参数准确地定位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成将由图案形成装置MA赋予至辐射束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。
在操作中，照射系统ILL例如经由束传递系统BD从辐射源SO接收辐射束。照射系统ILL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、磁性型、电磁型、静电型和/或其它类型的光学部件，或其任何组合。照射器ILL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。
本文中所使用的术语“投影系统”PS应广义地解释为涵盖适于所使用的曝光辐射和/或适于诸如浸没液体的使用或真空的使用之类的其它因素的各种类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、变形型、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”的任何使用均与更上位的术语“投影系统”PS同义。
光刻设备LA可以属于以下类型：其中衬底的至少一部分可以由具有相对高折射率的液体(例如，水)覆盖，以便填充投影系统PS与衬底W之间的空间，这也称为浸没光刻术。在以引用的方式并入本文中的US6952253中给出关于浸没技术的更多信息。
光刻设备LA也可以属于具有两个或更多个衬底支撑件WT(也称为“双平台”)的类型。在这样的“多平台”机器中，可以并行地使用衬底支撑件WT，和/或可以对位于衬底支撑件WT中的一个衬底支撑件上的衬底W上执行制备衬底W的后续曝光的步骤，同时将另一衬底支撑件WT上的另一衬底W用于在另一衬底W上曝光图案。
除衬底支撑件WT以外，光刻设备LA也可以包括测量平台。测量平台被布置成保持传感器和/或清洁装置。传感器可以被布置成测量投影系统PS的性质或辐射束B的性质。测量平台可以保持多个传感器。清洁装置可以被布置成清洁光刻设备的部分，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。
在操作中，辐射束B入射到保持在掩模支撑件MT上的图案形成装置(例如掩模)MA上，并且利用存在于图案形成装置MA上的图案(设计布局)而被图案化。在已横穿掩模MA的情况下，辐射束B穿过投影系统PS，所述投影系统PS将束聚焦至衬底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，以便在聚焦和对准位置处在辐射束B的路径中定位不同的目标部分C。类似地，第一定位器PM和可能的另一位置传感器(其在图1中未明确地描绘)可以用于相对于辐射束B的路径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。虽然如所图示的衬底对准标记P1、P2占据专用目标部分，但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，将这些衬底对准标记称为划线对准标记。
如图2中示出的，光刻设备LA可以形成光刻单元LC(有时也称为光刻元或(光刻)簇)的部分，所述光刻单元常常也包括用于对衬底W执行曝光前过程和曝光后过程的设备。常规地，这些包括用于沉积抗蚀剂层的旋涂器SC、用于使经曝光的抗蚀剂显影的显影器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和焙烤板BK。衬底输送装置或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底W，在不同过程设备之间移动所述衬底且将衬底W传递至光刻设备LA的进料台LB。光刻单元中常常也统称为轨道或涂覆显影系统的装置通常处于轨道或涂覆显影系统控制单元TCU的控制下，所述轨道或涂覆显影系统控制单元自身可能受管理控制系统SCS控制，所述管理控制系统也可以例如经由光刻控制单元LACU控制光刻设备LA。
为了正确且一致地曝光由光刻设备LA曝光的衬底W，期望检查衬底以测量经图案化的结构的性质，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，可以在光刻单元LC中包括检查工具(未示出)。如果检测到误差，则可以例如对后续衬底的曝光或对待对衬底W执行的其它处理步骤进行调整，尤其在同一批量或批次的其它衬底W仍待曝光或处理之前进行检查的情况下。
也可以称为检查装置的检测设备用于确定衬底W的性质，并且特别地，确定不同衬底W的性质如何变化或与同一衬底W的不同层相关联的性质在不同层间如何变化。检查设备替代地构造成识别衬底W上的缺陷，并且可以是例如光刻单元LC的部分，或可以集成至光刻设备LA中，或甚至可以是单独的装置。检查设备可以测量潜像(在曝光之后在抗蚀剂层中的图像)上的性质，或半潜像(在曝光后焙烤步骤PEB之后在抗蚀剂层中的图像)上的性质，或经显影的抗蚀剂图像(其中抗蚀剂的曝光部分或未曝光部分已被移除)上的性质，或甚至经蚀刻的图像(在诸如蚀刻的图案转印步骤之后)上的性质。
典型地，光刻设备LA中的图案化过程是在处理中的最关键步骤之一，其需要衬底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如图3中示意性地描绘的所谓的“整体”控制环境中。这些系统中的一个系统是光刻设备LA，所述光刻设备(实际上)连接至量测工具MT(第二系统)且连接至计算机系统CL(第三系统)。这种“整体”环境的关键在于优化这三个系统之间的协作以加强总体过程窗口且提供严格控制回路，以确保由光刻设备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、焦距、重叠)的范围，在所述范围内，具体制造过程产生所限定的结果(例如功能半导体器件)，通常在所述范围内允许在光刻过程或图案化过程中的过程参数变化。
计算机系统CL可以使用待图案化的设计布局(的部分)以预测使用哪种分辨率增强技术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置实现图案化过程的最大总体过程窗口(在图3中由第一标尺SC1中的双箭头描绘)。典型地，分辨率增强技术被布置成匹配光刻设备LA的图案化可能性。计算机系统CL也可以用于检测光刻设备当前正在过程窗口内何处操作(例如使用来自量测工具MT的输入)以预测缺陷是否可以归因于例如次优处理而存在(在图3中由第二标尺SC2中的指向“0”的箭头描绘)。
量测工具MT可以将输入提供至计算机系统CL以实现准确模拟和预测，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漂移(在图3中由第三标尺SC3中的多个箭头描绘)。
在光刻过程中，期望频繁地对所产生的结构进行测量，例如用于过程控制和验证。用于进行这种测量的工具通常称为量测工具MT。用于进行这样的测量的不同类型的量测工具MT是众所周知的，包括扫描电子显微镜或各种形式的散射仪量测工具MT。散射仪是多功能仪器，其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(测量通常称为基于光瞳的测量)，或通过在像平面或与像平面共轭的平面中具有传感器来测量光刻过程的参数，在这种情况下测量通常称为基于图像或场的测量。以全文引用的方式并入本文中的专利申请US20100328655、US2011102753A1、US20120044470A、US20110249244、US20110026032或EP1,628,164A中进一步描述这样的散射仪和相关的测量技术。前述散射仪可以使用来自软x射线和对近IR波长范围可见的光来测量光栅。
在第一实施例中，散射仪MT是角分辨散射仪。在这样的散射仪中，重构方法可以应用于所测量的信号以重构或计算光栅的性质。这种重构可以例如由模拟散射辐射与目标结构的数学模型的交互作用且比较模拟结果与测量的那些结果而引起。调整数学模型的参数，直到所模拟的交互作用产生与从真实目标观测到的衍射图案类似的衍射图案为止。
在第二实施例中，散射仪MT是光谱散射仪MT。在这样的光谱散射仪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，所述光谱仪检测器测量镜面反射辐射的光谱(即，作为波长的函数的强度的测量结果)。根据这种数据，可以例如通过严格耦合波分析和非线性回归或通过与模拟光谱库比较来重构产生所检测的光谱的目标的结构或轮廓。
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。这种量测设备通过在量测设备的照射区段中使用例如适当偏振滤波器来发射偏振光(诸如线性、圆形或椭圆)。适于量测设备的源也可以提供偏振辐射。现有椭圆测量散射仪的各个实施例描述于以全文引用的方式并入本文中的美国专利申请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。
在散射仪MT的一个实施例中，散射仪MT适用于通过测量反射光谱和/或检测配置中的不对称性(所述不对称性与重叠的范围相关)来测量两个未对准光栅或周期性结构的重叠。可以将两个(通常叠置的)光栅结构施加在两个不同层(不必是连续层)中，并且所述两个光栅结构可以形成为处于晶片上大致相同的位置。散射仪可以具有如例如在共有的专利申请EP1,628,164A中所描述的对称检测配置，以使得任何不对称性可以被清楚地区分。这提供用于测量光栅中的未对准的直接方式。可以在以全文引用的方式并入本文中的PCT专利申请公开出版物第WO 2011/012624号或美国专利申请号US 20160161863中找到在经由周期性结构的不对称性测量目标时用于测量包括周期性结构的两个层之间的重叠误差的其它示例。
其它所关注的参数可以是焦距和剂量。可以通过如以全文引用的方式并入本文中的美国专利申请US2011-0249244中所描述的散射术(或替代地通过扫描电子显微法)同时确定焦距和剂量。可以使用针对焦距能量矩阵(FEM，也称为焦距曝光矩阵)中的每个点的具有临界尺寸和侧壁角测量的独特组合的单个结构。如果临界尺寸与侧壁角的这些独特组合是可获得的，则可以根据这些测量值唯一地确定焦距和剂量值。
量测目标可以是通过光刻过程主要在抗蚀剂中形成且也在例如蚀刻过程之后形成的复合光栅的集合。通常，光栅中的结构的节距和线宽度很大程度上依赖于测量光学器件(尤其是光学器件的NA)以能够捕获来自量测目标的衍射阶。如先前所指示的，衍射信号可以用于确定两个层之间的移位(也称为“重叠”)或可以用于重构如由光刻过程产生的原始光栅的至少一部分。这种重构可以用于提供光刻过程的品质的引导，并且可以用于控制光刻过程的至少一部分。目标可以具有配置成模仿在目标中的设计布局的功能性部分的尺寸的较小子分段。归因于这种子分段，目标将表现得与设计布局的功能性部分更类似，以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。可以在欠填充模式中或在过填充模式中测量目标。在欠填充模式中，测量束产生小于总体目标的斑。在过填充模式中，测量束产生大于总体目标的斑。在这样的过填充模式中，也可以同时测量不同的目标，由此同时确定不同处理参数。
使用特定目标的光刻参数的总体测量品质至少部分地由用于测量这种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、所测量的一个或更多个图案的一个或更多个参数，或这两者。例如，如果用于衬底测量选配方案中的测量是基于衍射的光学测量，则测量的参数中的一个或更多个参数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方向等。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测量参数对于处理变化的灵敏度。更多示例描述于以全文引用的方式并入本文中的美国专利申请US2016-0161863和已公开的美国专利申请US2016/0370717A1中。
图4中描绘量测设备，诸如散射仪。所述量测设备包括将辐射投影至衬底W上的宽带(白光)辐射投影仪2。反射或散射辐射传递至光谱仪检测器4，所述光谱仪检测器测量镜面反射辐射的光谱6(即作为波长的函数的强度的测量结果)。根据这种数据，可以由处理单元PU例如通过严格耦合波分析和非线性回归，或通过与图3的底部处所示出的所模拟的光谱的比较来重构产生所检测光谱的结构或轮廓8。通常，对于重构，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定一些参数，从而仅留下结构的几个参数待从散射测量数据来确定。这种散射仪可以被配置成正入射散射仪或斜入射散射仪。
经由测量量测目标的光刻参数的整体测量品质至少部分地由用于测量这种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、所测量的一个或更多个图案的一个或更多个参数，或这两者。例如，如果用于衬底测量选配方案中的测量是基于衍射的光学测量，则测量的参数中的一个或更多个参数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方向等。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灵敏度。更多示例描述于以全文引用的方式并入本文中的美国专利申请US2016-0161863和已公开的美国专利申请US2016/0370717A1中。
为了监测光刻过程，测量经图案化的衬底的参数。参数可以包括例如形成在经图案化的衬底中或上的连续层之间的重叠误差。可以对产品衬底和/或对专用量测目标执行这种测量。存在用于进行在光刻过程中形成的显微结构的测量的各种技术，包括使用扫描电子显微镜和各种专用工具。专用检查工具的快速且非侵入性形式是散射仪，其中，辐射束被引导至衬底的表面上的目标上，并且测量散射束或反射束的性质。
已知散射仪的示例包括US2006033921A1和US2010201963A1中所描述的类型的角分辨散射仪。由此样的散射仪使用的目标相对较大(例如，40μm乘40μm)光栅，并且测量束产生小于光栅的斑(即，光栅欠填充)。除了通过重构进行特征形状的测量以外，也可以使用这种设备来测量基于衍射的重叠，如公开专利申请US2006066855A1中所描述的。使用衍射阶的暗场成像进行的基于衍射的重叠量测实现对较小目标的重叠测量。可以在国际专利申请WO 2009/078708和WO 2009/106279中找到暗场成像量测的示例，所述文件由此以全文引用的方式并入。已在公开专利公开出版物US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A、US20130271740A和WO2013178422A1中描述所述技术的进一步发展。这些目标可以小于照射斑且可以由晶片上的产品结构环绕。可以使用复合光栅目标来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方式并入本文中。
在基于衍射的暗场量测装置中，辐射束被引导至量测目标上，并且测量散射辐射的一个或更多个性质以便确定目标的所关注的性质。散射辐射的性质可以包括例如在单个散射角下的强度(例如，作为波长的函数)或在作为散射角的函数的一个或更多个波长下的强度。
图5(a)呈现量测设备且更具体地暗场散射仪的实施例。图5(b)中更详细地图示目标T和用于照射所述目标的测量辐射的衍射射线。所图示的量测设备属于称为暗场量测设备的类型。量测设备可以是单独的装置，或被并入例如测量站处的光刻设备LA中或被并入光刻单元LC中。贯穿设备具有若干分支的光轴由点线O表示。在这样的设备中，由源11(例如，氙气灯)发射的光由包括透镜12、14和物镜16的光学系统经由分束器15而引导至衬底W上。这些透镜被布置成呈4F布置的双重序列。可以使用不同透镜布置，只要所述透镜布置仍将衬底图像提供至检测器上，并且同时允许存取中间光瞳平面以用于空间频率滤波。因此，可以通过定义在呈现衬底平面的空间光谱的平面(在该称为(共轭)光瞳平面)中的空间强度分布来选择辐射入射到衬底上的角度范围。具体地，可以通过在为物镜光瞳平面的背向投影式图像的平面中在透镜12与透镜14之间插入适合的形式的孔板13来进行这种选择。在所图示的示例中，孔板13具有不同的形式(标注为13N和13S)，从而允许选择不同的照射模式。本示例中的照射系统形成离轴照射模式。在第一照射模式中，孔板13N提供从仅出于描述起见指定为“北”的方向的离轴。在第二照射模式中，孔板13S用于提供类似照射，但提供来自标注为“南”的相反方向的照射。通过使用不同的孔，其它照射模式是可能的。光瞳平面的其余部分期望地是暗的，这是由于期望的照射模式之外的任何不必要的光将干扰期望的测量信号。
如图5(b)中示出的，目标T在衬底W垂直于物镜16的光轴O的情况下被放置。衬底W可以由支撑件(未示出)来支撑。与轴线O成角度而照射到目标T上的测量辐射射线I产生零阶射线(实线0)和两个一阶射线(点划线+1和双点划线-1)。应记住，在利用过填充的小目标的情况下，这些射线仅是覆盖包括量测目标T和其它特征的衬底区域的许多平行射线中的一条射线。由于板13中的孔具有有限的宽度(接收有用量的光所必要的)，因此入射射线I实际上将占据一角度范围，并且衍射射线0和+1/-1将稍微散开。根据小目标的点扩散函数，每个阶+1和-1将在角度范围上进一步散布，而不是如所示出的单条理想射线。应注意，目标的光栅节距和照射角度可以被设计或调整成使得进入物镜的一阶射线与中心光轴接近地对准。图5(a)和图3(b)中所图示的射线示出为稍微离轴，以仅地使其能够在图中更容易地被区分。
由衬底W上的目标T衍射的第一阶中的至少一个通过物镜16收集，并且通过分束器15被引导回。返回至图5(a)，通过指明标注为北(N)和南(S)的完全相反的孔而图示第一照射模式和第二照射模式两者。当测量辐射的入射射线I来自光轴的北侧时，即，当使用孔板13N来应用第一照射模式时，标注为+1(N)的+1衍射射线进入物镜16。相反地，当使用孔板13S来应用第二照射模式时，-1衍射射线(标注为1(S))是进入透镜16的衍射射线。
第二分束器17将衍射束划分成两个测量分支。在第一测量分支中，光学系统18使用零阶衍射束和一阶衍射束形成第一传感器19(例如CCD或CMOS传感器)上的目标的衍射光谱(光瞳平面图像)。每个衍射阶射中传感器上的不同点，使得图像处理可以比较和对比若干阶。由传感器19捕获的光瞳平面图像可以用于聚焦量测设备和/或归一化一阶束的强度测量结果。也可以出于诸如重构之类的许多测量目的来使用光瞳平面图像。
在第二测量分支中，光学系统20、22在传感器23(例如CCD或CMOS传感器)上形成目标T的图像。在第二测量分支中，在与光瞳平面共轭的平面中提供孔径光阑21。孔径光阑21用于阻挡零阶衍射束，使得形成在传感器23上的目标的图像仅由-1或+1阶束形成。由传感器19和23捕获的图像被输出至处理图像的处理器PU，所述处理器的功能将依赖于正在执行的测量的特定类型。应注意，在广义上使用术语“图像”。因而，如果仅存在-1阶和+1阶中的一个，则将不形成光栅线的图像。
图5中示出的孔板13和场光阑21的特定形式仅是示例。在本文中的另一实施例中，使用目标的同轴照射，并且使用具有离轴孔的孔径光阑以将大致仅一个一阶衍射光传递至传感器。在又一其它实施例中，代替一阶束或除了一阶束以外，在测量中也可以使用2阶束、3阶束和更高阶束(图5中未示出)。
为了使测量辐射可以适应于这些不同类型的测量，孔板13可以包括围绕圆盘而形成的多个孔图案，所述圆盘旋转以使期望的图案处于适当的位置。应注意，孔板13N或13S可以仅用于测量在一个方向(依赖于设置而是X或Y)上定向的光栅。为了测量正交光栅，可以实施达90°和270°的目标旋转。图5(c)和图5(d)中示出不同的孔板。上文提及的先前已公布申请中描述这些孔板的使用以及设备的许多其它变化和应用。
暗场量测中的目标的测量可以包括例如测量1阶衍射的第一强度I+1和-1阶衍射的第二强度(I-1)，和计算强度不对称性(A＝I+1-I-1)，其指示目标中的不对称性。量测目标可以包括一个或更多个光栅结构，从所述一个或更多个光栅结构可以从这样的强度不对称性测量推断所关注的参数，例如目标被设计使得目标中的不对称性随着所关注的参数发生变化。例如，在重叠量测中，目标可以包括由在半导体器件的不同层中经图案化的至少一对叠置子光栅形成的至少一个复合光栅。目标的不对称性将因此依赖于两个层的对准且因此依赖于重叠。其它目标可以由基于在曝光期间所使用的聚焦设置而以不同变化程度曝光的结构形成；对所述结构的测量使得能够反向推断出聚焦设置(再次经由强度不对称性)。
当测量目标时，例如为了测量重叠或聚焦参数(后者是用于曝光所测量的目标的聚焦设置)，来自目标的不想要的贡献影响测量信号，所述测量信号对所测量的重叠/焦距值具有影响。这些不想要的贡献可以是由于目标瑕疵，诸如除了与想要的重叠或聚焦参数和/或对称目标瑕疵有关的目标不对称性以外的不想要的目标不对称性。在理想情形中，用于多波长测量的所有波长将会在几何学上完美的衬底上产生针对目标的相同重叠值。不想要的贡献的影响是依赖于波长的即与波长相关的所测量的不对称性，并且因此是依赖于波长的即与波长相关的所测量的重叠变化，使得不同颜色针对真实(即，非完美)目标和/或真实(即，非完美)衬底产生不同重叠值。这样的贡献或目标瑕疵可以包括例如：不想要的光栅不对称性，例如呈底部光栅中的底板倾斜或不等侧壁角的形式；厚度变化和传感器像差(叠层内的层厚度变化和干涉可以使光瞳内的光重新分布，其与传感器像差组合导致依赖于波长的即与波长相关的所测量的重叠变化)；和残余形貌和表面粗糙度。
现在应理解，多波长量测可以改善重叠测量性能。随着对重叠量测的准确度要求继续变得越来越严格，解决这种问题的一种方式是使用更多波长进行测量。在目前多波长重叠量测中，连续地检测不同波长的重叠图像，并且因此增加波长的数目将引发吞吐量损失。
为了解决这种问题，提出一种在重叠(或其它所关注的参数)量测中将颜色复用和加权进行组合的方法。在实施例中，重叠量测可能以基于微衍射的重叠(μDBO)原理为基础。在μDBO中，从相对应的或互补的较高衍射阶(例如，+1和-1衍射阶)的强度差确定重叠。这些衍射阶可以在像平面(例如，暗场图像，其中，零阶在像平面之前被阻挡)中成像，并且强度在衍射阶的每个图像内的所关注的区(ROI)上被平均。
目前，μDBO重叠量测通常需要具有所施加重叠偏置的两个目标(每个方向)，以能够实现自校准的重叠测量。然而，在实施例中，本文中所披露的方法能够在每个方向上对单个(例如，未偏置)目标进行(例如，自校准)测量。
根据众所周知的μDBO理论，在波长λi的情况下通常被称为强度不对称性的±1阶之间的强度差可以被写成：
其中是在波长λi的情况下的真实重叠的灵敏度，并且是扰乱参数N的灵敏度，例如非重叠不对称性，诸如光栅不对称性等等。扰乱项引起重叠误差并且应被校正。
本文中提出使用经组合的复数n个经加权波长来执行测量(即，同时地使用n个适当加权的波长而进行的测量)。由于这种测量，则在检测器上所捕获的将是包括n个加权强度信号的组合，可以从其确定加权强度不对称性
其中是针对波长i的加权因子。利用跨越n个波长上适当地选择的加权因子，等式(2)中的扰乱项可以被最小化(理想地被消除)，使得：
并且因此，可以通过以下来确定实际重叠值OV：
为简单起见，基于等式(4)，可以将新加权因子限定为：
因此：
等式6意味着可以从混合强度信号和所述先前所确定的权重来确定真实的或经校正的重叠值。
图6是图示出可以如何例如在初始或校准阶段中确定加权的流程图。目标阵列TA被暴露于晶片上，所述晶片包括(例如，在衬底平面中的每个方向)具有不同组重叠OV1……OVm的多个校准目标。在所示出的示例中，每个方向5个校准目标被包括在目标阵列TA中。借助于特定示例，5个组重叠偏置OV1……OV5可以是例如-10nm、-5nm、0nm、5nm、10nm，但实际这些组重叠值不重要(并且无需是根据此示例的+/-对和零目标。原则上，可以使用任何组重叠值，只要它们的值中存在一定的多样性。不必需要如所示出的那样将多个目标一起分组在目标阵列TA中的目标上；然而，最小化除这些组重叠之外的目标之间的任何差异是优选的。
校准目标优选地应与待在生产阶段中受测量的目标具有良好相似性。换句话说，所述校准目标和所述生产目标应属于具有类似类型和量值的瑕疵(例如光栅不对称性、厚度变化，等等)的相同类型的设计(例如，类似节距，等等)。如此，所述校准目标可以代表所述生产目标。
使用如由测量波长MW图所表示的多个波长来测量这些目标。这里，测量波长MW被示出为包括10个不同的波长带λ1至λ10，但例如取决于所使用的量测传感器SEN和/或照射源，波长带的数目及它们的带宽可能发生变化。在实施例中，波长带的数目可以例如多于2个、多于3个、多于5个、多于8个或多于10个。在这样的校准中，所述目标阵列可以由这样的波长中的每个波长连续地测量。应注意，波长没有被加权以使得每个波长包括相同的强度I。虽然在传感器SEN的测量斑MS内示出完整目标阵列TA，但无需这样，并且可以单独地测量目标，或一次测量所述目标阵列TA的任何子集。
一旦测量了多个目标且从所得到的图像IMλ1至IMλn检测到±1阶强度，则可以使用所描述的方法针对n个选定波长(这里为10个波长)计算所述多个目标的强度不对称性。假定总共存在m组重叠值，则可以将所测量的强度不对称性书写为：
在等式7中，从这些组重叠而已知重叠值OV且从测量而已知不对称性A。在最终步骤中，确定加权向量的值。这可以通过任何适合的回归方法进行，包括线性回归、偏最小二乘回归或任何其它适合的方法，诸如独立成分分析、机器学习方法或任何其它方法。
所确定的加权向量可以接着被用于配置测量光谱或照射光谱，以用于同时地使用多个波长来测量目标，每个波长具有根据所述加权向量的强度。波长带应与校准阶段中所使用的波长带相同。如此，被包括在单次捕获或测量内的波长的加权通过对多个波长中的每个波长的强度进行加权来实现。以这种方式，可以更准确地测量重叠，并且在生产或大批量制造(HVM)阶段中使用经配置的测量光谱从未经偏置目标(例如，每个方向的单目标)来测量重叠。
图7是图示可以如何在这种实施例中确定重叠的流程图。在量测传感器SEN的测量斑MS内测量目标T(例如，这里包括X衬垫(子目标)和Y衬垫(子目标))。所述目标可以包括零偏置，并且每个方向可以仅具有一个衬垫/光栅/子目标，或仅具有一个衬垫/光栅/子目标。与目前通常使用的标准偏置μDBO相比，这样的未经偏置μDBO目标将占据大致一半的面积。
测量辐射具有经配置的测量光谱CMS，其中，各个相应的波长带的强度根据在校准阶段中所确定的加权来加权(即，如果特定波长带的相应的权重较低，则特定波长带的强度将较低)。可以通过诸如稍后将描述的快速颜色切换器或照射分支中的声光可调谐滤波器AOTF来提供适当成形/加权的光谱。检测到目标T的±1阶(两个衍射阶可以被同时地或连续地成像)μDBO图像IM。所述图像IM包括所有经组合的加权分量波长，如在附图中构思性地图示的。最后，从图像的每个波长的强度来确定强度不对称性(例如，可以从图像确定每个波长的强度)。最后，例如使用等式6从强度不对称性确定重叠Det OV。
应了解到，例如，如果在所述校准阶段中确定了正权重和负权重两者，则所述测量步骤可以包括两个测量。如果这样，则可以在正加权波长与负加权波长之间拆分测量；即，包括针对所述波长中被指派有正权重的一个或更多个波长的第一测量和针对所述波长中被指派有负权重的一个或更多个波长的第二测量。这种拆分测量的基本构思在以引用的方式而被合并入本文中的WO2021/001102中被描述。在这样的实施例中，第一测量可以包括使用被指派有正权重的所有波长的组合来测量第一强度不对称性即：
并且所述第二测量可以包括使用被指派有负权重的所有波长的组合来测量第二强度不对称性即：
当然，不可能测量负强度，并且因此负权重的量值被用于执行这种测量。最后，等式(6)当前可以呈以下形式：
图8是适于获得实施所确定的加权的经配置的测量光谱的合适的快速颜色切换照射装置的示意图。所述照射装置能够提供颜色频带的可调谐中心频率和带宽，多频带的同时切换和每个颜色频带的可调谐透射率。所述照射装置可以包括束扩展(或涂抹)光学元件，诸如(第一)1D扩束器、(第一)束分散元件(例如，光栅的棱镜)、数字微反射镜装置(DMD)或光栅光阀(GLV)。束扩展光学元件可操作以使得DMD能够调制经分散的照射辐射的颜色和透射率(每个颜色)。经调制的束随后例如使用呈相反配置的第二束扩展光学元件和第二分散元件来组合。单模空间滤波器可以被设置在输出处以促成每个颜色的透射率的波前成形或整形，而同时维持单模式输出和完全透射率控制(例如，从0％至100％)。
在实施例中，1D扩束器在第一方向上扩展所述束且所述分散元件在第二方向上分散经扩展的束。所述第一方向可以大致垂直于所述第二方向。以这种方式，DMD(包括多个微反射镜或多个像素的2D阵列)能够在2D阵列的一个轴线上选择颜色且在2D阵列的另一轴线上选择每种颜色的透射率。虽然这种布置在控制方面是切实可行的，但在此实施例的范围内可能有更复杂的扩展和色散元件布置(除相对于色散元件正交地定向的1D扩束器以外)。这些布置是可能的，只要已知由每个DMD像素/微反射镜来控制哪个波长。
多波长(例如，白光或宽带)输入束Bin由束扩展元件BE(例如，1D束扩展)在第一方向上扩展或在空间上涂抹以获得经扩展的束Bex。1D扩束器可以例如包括两个圆柱形透镜/反射镜。由束分散元件DE(例如，棱镜或光栅)分散经扩展的束Bex以获得经分散的(和经扩展的)束Bdis。应注意，在这种实施例中，分散元件DE的分散方向垂直于(例如，1D)束扩展元件BE的扩展方向。这通过示出在布置的每个阶段的虚线处的照射束Bin、Bex和Bdis的横截面的图而最好地理解。应注意，分散束Bdis的横截面的不同区的不同色度表示不同颜色/波长而不表示强度。
在透镜系统L1、L2的光瞳平面处的DMD用于选择颜色且控制所述分散束Bdis的透射率。在此示例中，第一轴线λ选择颜色(例如，频带和/或带宽)，而第二轴线T看到相同光谱，但切换这种轴线上的像素控制着透射率(例如，每个颜色或颜色频带)。DMD的横截面在图中以仅示例性透射图案示出，其中，阴影像素图示“关闭像素”(即，被定向为将照射反射至束捕集器BD)，而非阴影像素图示“开启像素”(即，被定向为将照射反射到输出)。所得到的成形束Bshp经由第二束扩展元件BE和第二分散元件DE而被重组。在此可以看出，DMD上的图案已完全被阻挡(切断)(分散束Bdis的六个频带的)两个中心波长带、使最左边两个波长带的透射率不同程度地被衰减，而最右两个波长带没有被衰减。可以接着将经组合的束投影至单模空间滤波器SF(例如，针孔或单模光纤，等等)上，以向输出束Bout提供完全受控的光谱。如果使用多模输入/输出光，则输出处的空间滤波器SF可以包括多模滤波器(例如，虹膜或多模光纤)。
DMD上的透射轴线T可以被用于每个颜色的波前成形，以优化每个颜色经由针孔的透射率。从0％至100％的完全动态范围控制可以是可能的。所呈现的配置是透射配置。当然，反射配置也是可能的，以便使由光学元件进行的吸收最小化。
将描述第二主要实施例，所述第二主要实施例包括允许使用宽带测量光谱来测量厚叠层上的重叠的方法。通过对所述宽带测量光谱的适当调制，可以创建有限相干时间窗口，其针对与叠层中的特定深度有关的重叠信号而被优化，并且从窗口外部的层滤除噪声。以这种方式，可以获得信噪比的增加。
在μDBO和/或DBO量测中，经由顶部光栅与底部光栅(两个所关注的结构)之间的干涉产生重叠信号。当叠层厚度较大时，由顶部光栅所产生的波与由底部光栅所产生的波之间的光学路径长度差也较大。如果时间相干性长度小于这种路径长度差，则将不存在干涉信号。测量深度D根据以下依赖于光的即与光相关的时间相干性时间t：
其中c是光速。
时间相干性的特性可以在于源的相干性函数。图9(a)图示了包括平坦200nm带宽源光谱(例如，具有788nm的中心频率)的测量光谱(相对于波长λ的强度I)。图9(b)示出相对应的时间相干性函数cf。应注意，时间相干性函数被示出为相对于深度D以及时间t绘制，或者，因为两者通过根据等式(11)的常数而相关，并且因此水平轴也可以被缩放为深度(D)轴。如此，可能限定与某一深度对应的优选测量深度窗口。如图9(c)中所图示的，如果测量光谱的带宽是10nm，则其时间相干性函数改变，如图9(d)中示出的。
相干性的特性在于相干性函数的条纹的可见性。可以看出，随着叠层厚度D增加，使用10nm窄的源的条纹的可见性变化非常小，而200nm宽的源的可见性下降得非常快。如图9(b)中可见的，这种可见性在D＞2μm之后急剧下降，这意味着如果使用如图9(a)中所图示的测量光谱，则不可能测量比2μm更厚的目标上的重叠。
宽光谱并不一定需要是扁平的，并且替代地可以被调制。例如，可以将类正弦调制应用于测量光谱。然而，这仅是示例且任何光谱调制可能影响时间相干性。关于可以如何使用这种调制的示例被示出在图9(e)和图9(f)中。图9(e)示出类正弦调制的测量光谱。这种经调制的光谱导致在时间相干性函数中产生具有合理可见性的两个侧“波包”，如图9(f)中所图示的。在这样的情况下，侧波包以D＝9μm为中心，这意味着对于厚度为约9μm的叠层，可以使用这种测量光谱来测量重叠，即使整个光谱延伸超过200nm。
基于此，可以了解到，输入光谱可以被修整或优化，以便优化针对叠层厚度的相干性函数。例如，通过使光谱成形，可以控制哪些层发生光栅之间的任何干涉。这可以潜在地改善重叠稳固性即重叠鲁棒性。例如，D的测量深度可以通过改变频谱的调制频率来调谐。这使得能够在任何所关注的深度处测量重叠。
例如，可以示出所述时间相干性函数取决于对所述测量光谱的正弦调制的周期。如此，通过调整这种周期，可以优化针对特定时间窗口(或深度窗口)的时间相干性函数，所述特定时间窗口包括在多个层或其多个部分之间(例如，在顶部层与底部层的顶部之间)的特定深度D。其它选项包括使用与正弦调制不同的调制函数。
可以通过微调所述照射光谱的形状来进一步优化时间(深度)窗口的形状。
可以例如通过使用声光可调谐滤波器AOTF、DMD、GLV或将法布里珀罗(FabrayPerrot)空腔插入诸如图5中所图示的量测设备的照射分支中来执行对所述光谱的调制。
第二实施例的构思(叠层厚度的时间相干性函数优化)可以被单独地实施为第一实施例的构思(加权测量光谱)，或两个构思可以一起实施(例如，具有用于优化时间相干性函数的加法调制的加权测量光谱)。
如此，上文所描述的实施例描述了使用经配置的测量光谱来同时地利用多个波长执行测量。由于同时地采集多个波长，则与顺序的波长检测相比，多波长重叠检测中的高得多的吞吐量是可能的(例如，在HVM中)。可以将所述同时测量集成在单个检测器上，并且如此不需要每个颜色的检测器。这种方法可能引起比目前方法显著更好的重叠性能(准确度、稳固性即鲁棒性)。另外，所述方法是与当前μDBO量测传感器设计兼容的。此外，至少对于第一实施例，未被偏置的μDBO目标可以用于减小μDBO目标大小，由此节省昂贵的管芯内面积。
在后续列表的经编号方面的中披露了本方法、量测设备和量测目标的其它实施例：
1.一种从目标测量重叠或聚焦参数的方法，所述方法包括：
通过以下操作来配置测量辐射以获得所述测量辐射的经配置的测量光谱：
对所述测量辐射的多个单独的波长带施加强度加权，使得所述多个单独的波长带具有与所述强度加权一致的强度，所述强度加权使得针对目标瑕疵的影响至少部分地校正所述重叠或聚焦参数的测量值；和/或
对所述测量辐射的测量光谱施加调制；
利用所述经配置的测量辐射来测量所述目标且捕获来自所述目标的所得的散射辐射；以及
从所述散射辐射确定所述重叠或聚焦参数的值。
2.根据方面1所述的方法，其中，所述配置步骤至少包括所述施加强度加权，并且所述散射辐射至少包括一对互补的较高衍射阶，并且其中所述方法还包括：
针对所述散射辐射内的每个组成波长带，根据所述一对互补的较高衍射阶之间的所述强度的比较确定强度不对称性指标；和
从所述强度不对称性指标和所述强度加权确定所述重叠或聚焦参数。
3.根据方面2所述的方法，其中，所述确定所述重叠或聚焦参数的步骤包括从每个强度不对称性指标与其所对应的来自所述强度加权的权重的乘积的总和来确定所述重叠或聚焦参数。
4.根据方面1或2中任一项所述的方法，其中，所述测量步骤至少包括：对所述多个波长带中的所述强度加权包括正权重的一个或更多个波长带的第一测量，和对所述多个波长带中的所述强度加权包括负权重的一个或更多个波长带的第二测量。
5.根据方面4所述的方法，其中，利用根据所述一个或更多个负权重的量值施加的所述强度加权来执行所述第二测量；并且
所述确定所述重叠或聚焦参数的值包括从以下各项的差确定第一值：
每个强度不对称性指标与其所对应的来自用于所述第一测量的所述强度加权的权重的乘积的总和；和
每个强度不对称性指标与其所对应的来自用于所述第二测量的所述强度加权的权重的乘积的总和。
6.根据任一前述方面所述的方法，包括用于确定所述强度加权的初始校准阶段，所述初始校准阶段包括：
利用在所述多个波长带中的每个波长带内的测量辐射来测量多个校准目标，所述多个校准目标包括所述校准目标中的至少一些校准目标之间的重叠或聚焦参数的被施加的重叠或焦距值的变化；
根据在所述测量步骤期间检测的散射辐射来确定所述校准目标中的每个校准目标和所述多个波长带中的每个波长带的校准不对称性指标；
从所述校准不对称性指标和已知的被施加的重叠或焦距值来确定所述强度加权。
7.一种确定强度加权的方法，所述方法包括：
利用在多个波长带内的测量辐射来测量多个校准目标，所述多个校准目标包括用于所述多个校准目标中的至少一些校准目标之间的重叠或聚焦参数的被施加的重叠或焦距值的变化；
根据在所述测量步骤期间检测的散射辐射来确定针对于所述校准目标中的每个校准目标和所述波长带中的每个波长带的校准不对称性指标；
从所述校准不对称性指标和已知的被施加的重叠或焦距值来确定所述强度加权。
8.根据方面6或7所述的方法，其中，所述强度加权被确定为使得将所述强度加权应用于所述校准不对称性指标导致获得所述已知的被施加的重叠或焦距值。
9.根据方面6至8中任一项所述的方法，其中，使用以下各项中的至少一项来执行确定所述强度加权的步骤：回归、独立成分分析和机器学习方法。
10.根据方面6至9中任一项所述的方法，其中，所述多个校准目标每个都包括相应的不同的被施加的重叠或焦距值。
11.根据任一前述方面所述的方法，其中，所述重叠或聚焦参数包括重叠，并且所述目标包括每个测量方向的单个周期性结构。
12.根据方面11所述的方法，其中，所述目标不具有被施加的偏置。
13.根据方面11或12所述的方法，其中，所述配置步骤至少包括所述将调制施加于所述测量辐射的测量光谱上；其中
所述调制被配置成优化针对所述目标的所述测量辐射的时间相干性函数。
14.根据方面13所述的方法，包括配置所述调制以便优化时间相干性函数，使得所述时间相干性函数包括与包括所述目标的至少一个分量的所关注的层的深度对应的至少一个可见条纹。
15.根据方面14所述的方法，其中，所述配置所述调制包括限定深度窗口，使得所述散射辐射中的重叠信号主要与所述所关注的层有关。
16.根据方面15所述的方法，包括通过调谐所述测量光谱的形状来配置所述深度窗口的形状。
17.根据方面13至16中任一项所述的方法，其中，所述配置所述调制包括18所述调制的调制频率。
18.根据方面13至17中任一项所述的方法，其中，所述调制是正弦调制或类正弦调制。
19.根据任一前述方面的方法，其中，通过以下操作，使用用于对所述测量辐射进行光谱成形的照射装置来执行所述配置测量辐射的步骤：
分散所述测量辐射；
在使用空间光调制器分散所述测量辐射之后对所述测量辐射进行空间调制；以及
以下各项中的至少一项：
在进行所述空间调制之前在至少一个方向上扩展所述测量辐射；和
在所述测量辐射的相应波长带分散至所述空间光调制器的相应区上之后引导所述测量辐射的相应波长带。
20.根据方面19所述的方法，其中，所述测量辐射在所述至少一个方向上被扩展，并且对所述空间调制的控制对哪些波长带被包括在所述经配置的测量光谱内、和所述经配置的测量光谱的每个波长带的透射率加以控制。
21.根据方面19或20所述的方法，其中，所述扩展所述测量辐射包括大致在第一方向上扩展所述测量辐射；并且分散的所述方向处于垂直于所述第一方向的第二方向上，使得所述空间光调制器的第一轴线控制被包括在所述经配置的测量光谱内的所述光谱分量且所述空间光调制器的第二轴线控制所述经配置的测量光谱的每个波长带的透射率。
22.根据方面1至18中任一项所述的方法，其中，使用声光可调谐滤波器执行所述配置测量辐射的步骤。
23.一种从目标测量重叠或聚焦参数的量测设备，所述量测设备能够操作以执行根据任一前述方面所述的方法。
24.根据方面23所述的量测设备，包括：
照射装置，所述照射装置用于配置所述测量辐射且利用所述经配置的测量辐射来照射目标；
传感器装置，所述传感器装置用于捕获散射的辐射；以及
衬底支撑件，所述衬底支撑件用于支撑包括所述目标的衬底。
25.根据方面24所述的量测设备，其中，所述照射装置包括：
束分散元件，所述束分散元件用于分散所述测量辐射；
空间光调制器，所述空间光调制器用于在所述测量辐射被分散之后对所述测量辐射进行空间调制；以及
以下各项中的至少一项：
束扩展元件，所述束扩展元件用于在至少一个方向上扩展所述测量辐射，所述束扩展元件位于所述照射装置的输入与所述空间光调制器之间；和
透镜阵列，其中，所述透镜阵列中的每个透镜用于在所述测量辐射的相应波长带分散至所述空间光调制器的相应区上之后引导所述测量辐射的相应波长带。
26.根据方面25所述的量测设备，其中，所述照射装置包括所述束扩展元件中的所述至少一个束扩展元件，并且对所述空间光调制器的控制对于哪些波长带被包括在所述经配置的测量光谱内、和所述经配置的测量光谱的每个波长带的透射率加以控制。
27.根据方面25或26所述的量测设备，其中，所述束扩展元件包括用于大致在第一方向上扩展所述测量辐射的1维束扩展元件；并且所述束分散元件的分散的所述方向处于垂直于所述第一方向的第二方向上，使得所述空间光调制器的第一轴线控制被包括在所述经配置的测量光谱内的所述光谱分量且所述空间光调制器的第二轴线控制所述经配置的测量光谱的每个波长带的透射率。
28.根据方面24所述的量测设备，其中，所述照射装置包括声光可调谐滤波器。
29.一种目标阵列，包括多个校准目标，所述多个校准目标包括用于在根据方面1至22中任一项所述的方法中使用的所述校准目标中的至少一些校准目标之间的重叠或聚焦参数的被施加的重叠或焦距值的变化。
30.一种目标阵列，包括多个校准目标，所述多个校准目标包括用于在根据方面23至28中任一项所述的量测设备中使用的所述校准目标中的至少一些校准目标之间的重叠或聚焦参数的被施加的重叠或焦距值的变化。
应了解，虽然本说明书描述了就μDBO量测方面的构思，但其也适用于可以基于光瞳平面中的角分辨光谱的检测的其它量测方法，诸如器件内量测IDM。所提出的构思也适用于使用诸如以引用的方式而被合并入本文中的WO2021/001102A1中所描述的优化相干性量测工具的量测。所提出的构思也可以用于μDBF(基于微衍射的聚焦)量测中。
虽然具体参考“量测设备/工具/系统”或“检查设备/工具/系统”，但这些术语可以指相同或类似类型的工具、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。在这种实施例中，衬底上的结构的所关注的特性可以涉及结构中的缺陷、结构的具体部分的不存在或衬底上或晶片上的不想要结构的存在。
本文中所描述的目标或目标结构(更通常地，衬底上的结构)可以是出于测量的目的而特定设计和形成的量测目标。在其它实施例中，可以在作为形成在衬底上的器件的功能性部分的一个或更多个结构上测量所关注的性质。许多器件具有规则的类光栅结构。如本文中所使用的术语目标、目标光栅和目标结构不要求已特定针对正执行的测量来提供目标。另外，量测目标的节距可以接近散射仪的光学系统的分辨率极限或可能更小，但可能比目标部分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，可以将目标结构内的重叠光栅的线和/或空间制造为包括在尺寸上与非目标结构类似的较小结构。
虽然可以在本文中具体地参考光刻设备在IC制造中的使用，但应理解，本文中所描述的光刻设备可以具有其它应用。可能的其它应用包括制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。
虽然可以在本文中具体地参考在光刻设备的情境下的本发明的实施例，但本发明的实施例可以用于其它设备中。本发明的实施例可以形成掩模检查设备、量测设备或测量或处理诸如晶片(或其它衬底)或掩模(或其它图案形成装置)之类的物体的任何设备的部分。这些设备通常可以称为光刻工具。这种种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。
虽然上文可能已具体参考在光学光刻术的情境下对本发明的实施例的使用，但应了解，本发明在情境允许的情况下不限于光学光刻术且可以用于其它应用(例如压印光刻术)中。
虽然上文已描述本发明的特定实施例，但应了解，可以以与所描述的不同的其它方式来实践本发明。以上描述旨在是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域技术人员将明白，可以在不背离下文所陈述的权利要求的范围的情况下对如所描述的本发明进行修改。

Claims (15)

1.一种从目标测量重叠或聚焦参数的方法，所述方法包括：
通过以下操作来配置测量辐射以获得所述测量辐射的经配置的测量光谱：
对所述测量辐射的多个单独的波长带施加强度加权，使得所述多个单独的波长带具有与所述强度加权一致的强度，所述强度加权使得针对目标瑕疵的影响至少部分地校正所述重叠或聚焦参数的测量值；和/或
对所述测量辐射的测量光谱施加调制；
利用所述经配置的测量辐射来测量所述目标且捕获来自所述目标的所得的散射辐射；以及
从所述散射辐射确定所述重叠或聚焦参数的值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述配置步骤至少包括所述施加强度加权，并且所述散射辐射至少包括一对互补的较高衍射阶，并且其中所述方法还包括：
针对所述散射辐射内的每个组成波长带，根据所述一对互补的较高衍射阶之间的所述强度的比较确定强度不对称性指标；和
从所述强度不对称性指标和所述强度加权确定所述重叠或聚焦参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述确定所述重叠或聚焦参数的步骤包括从每个强度不对称性指标与其所对应的来自所述强度加权的权重的乘积的总和来确定所述重叠或聚焦参数。
4.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，所述测量步骤至少包括：对所述多个波长带中的所述强度加权包括正权重的一个或更多个波长带的第一测量，和对所述多个波长带中的所述强度加权包括负权重的一个或更多个波长带的第二测量。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，利用根据所述一个或更多个负权重的量值施加的所述强度加权来执行所述第二测量；并且
所述确定所述重叠或聚焦参数的值包括从以下各项的差确定第一值：
每个强度不对称性指标与其所对应的来自用于所述第一测量的所述强度加权的权重的乘积的总和；和
每个强度不对称性指标与其所对应的来自用于所述第二测量的所述强度加权的权重的乘积的总和。
6.根据任一前述权利要求所述的方法，包括用于确定所述强度加权的初始校准阶段，所述初始校准阶段包括：
利用在所述多个波长带中的每个波长带内的测量辐射来测量多个校准目标，所述多个校准目标包括所述校准目标中的至少一些校准目标之间的重叠或聚焦参数的被施加的重叠或焦距值的变化；
根据在所述测量步骤期间检测的散射辐射来确定所述校准目标中的每个校准目标和所述多个波长带中的每个波长带的校准不对称性指标；
从所述校准不对称性指标和已知的被施加的重叠或焦距值来确定所述强度加权。
7.一种确定强度加权的方法，所述方法包括：
利用在多个波长带内的测量辐射来测量多个校准目标，所述多个校准目标包括用于所述多个校准目标中的至少一些校准目标之间的重叠或聚焦参数的被施加的重叠或焦距值的变化；
根据在所述测量步骤期间检测的散射辐射来确定针对于所述校准目标中的每个校准目标和所述波长带中的每个波长带的校准不对称性指标；
从所述校准不对称性指标和已知的被施加的重叠或焦距值来确定所述强度加权。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述强度加权被确定为使得将所述强度加权应用于所述校准不对称性指标导致获得所述已知的被施加的重叠或焦距值。
9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述重叠或聚焦参数包括重叠，并且所述目标包括每个测量方向的单个周期性结构。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述目标不具有被施加的偏置。
11.根据方面1至6和8至10中任一项所述的方法，其中，通过以下操作，使用用于对所述测量辐射进行光谱成形的照射装置来执行所述配置测量辐射的步骤：
分散所述测量辐射；
在使用空间光调制器分散所述测量辐射之后对所述测量辐射进行空间调制；以及
以下各项中的至少一项：
在进行所述空间调制之前在至少一个方向上扩展所述测量辐射；和
在所述测量辐射的相应波长带分散至所述空间光调制器的相应区上之后引导所述测量辐射的相应波长带。
12.一种量测设备，包括：
照射装置，所述照射装置用于配置所述测量辐射且利用所述经配置的测量辐射来照射目标；
传感器装置，所述传感器装置用于捕获散射的辐射；以及
衬底支撑件，所述衬底支撑件用于支撑包括所述目标的衬底。
13.根据权利要求12所述的量测设备，其中，所述照射装置包括：
束分散元件，所述束分散元件用于分散所述测量辐射；
空间光调制器，所述空间光调制器用于在所述测量辐射被分散之后对所述测量辐射进行空间调制；以及
以下各项中的至少一项：
束扩展元件，所述束扩展元件用于在至少一个方向上扩展所述测量辐射，所述束扩展元件位于所述照射装置的输入与所述空间光调制器之间；和
透镜阵列，其中，所述透镜阵列中的每个透镜用于在所述测量辐射的相应波长带分散至所述空间光调制器的相应区上之后引导所述测量辐射的相应波长带。
14.根据权利要求13所述的量测设备，其中，所述照射装置包括所述束扩展元件中的所述至少一个束扩展元件，并且对所述空间光调制器的控制对于哪些波长带被包括在所述经配置的测量光谱内、和所述经配置的测量光谱的每个波长带的透射率加以控制。
15.一种目标阵列，包括多个校准目标，所述多个校准目标包括用于在根据权利要求1至11中任一项所述的方法中使用的所述校准目标中的至少一些校准目标之间的重叠或聚焦参数的被施加的重叠或焦距值的变化。
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