灰色模式扫描散射测量叠对计量的制作方法

本公开大体上涉及叠对计量，且更特定来说，涉及灰色模式扫描散射测量叠对计量。

背景技术：

1、叠对计量通常指的是样本(例如但不限于，半导体装置)上的层的相对对准的测量。叠对测量或叠对误差测量通常指的是两个或更多个样本层上的经制造特征的未对准的测量。在一般意义上，多个样本层上的经制造特征的适当对准对于装置的恰当运作是必需的。

2、对减小特征大小及增加特征密度的需求导致对准确及高效叠对计量的相应增加的需求。计量系统通常通过测量或依其它方式检测跨样本分布的专用计量目标来产生与所述样本相关联的计量数据。因此，样本通常安装于平移载物台上且经平移使得计量目标循序地移动到测量视场中。在采用移动及测量(mam)方法的典型计量系统中，样本在每一测量期间为静态。然而，在测量之前使平移载物台安定所需的时间可负面影响处理能力。因此，可期望提供用于解决上述缺陷的系统及方法。

技术实现思路

1、根据本公开的一或多项说明性实施例，公开一种叠对计量系统。在一项说明性实施例中，所述系统包含照明子系统。在另一说明性实施例中，所述照明子系统包含用于产生照明光束的照明源。在另一说明性实施例中，所述系统包含一或多个照明光学器件，所述一或多个照明光学器件经配置以在通过平移载物台沿着载物台扫描方向扫描样本时将所述照明光束引导到所述样本上的叠对目标，其中所述叠对目标包含具有拥有沿着所述载物台扫描方向的周期性的光栅叠光栅结构的一或多个单元，且其中所述光栅叠光栅结构在重叠区域中包含所述样本的第一层上的第一层光栅特征及所述样本的第二层上的第二层光栅特征。在另一说明性实施例中，所述系统包含集光子系统。在另一说明性实施例中，所述集光子系统包含物镜。在另一说明性实施例中，所述集光子系统包含第一光电检测器，所述第一光电检测器定位于光瞳平面中从所述叠对目标的0阶衍射与从所述叠对目标的+1阶衍射之间的重叠位置处。在另一说明性实施例中，所述集光子系统包含第二光电检测器，所述第二光电检测器定位于光瞳平面中从所述叠对目标的0阶衍射与从所述叠对目标的-1阶衍射之间的重叠位置处。在另一说明性实施例中，所述系统包含通信地耦合到所述第一及第二光电检测器的控制器。在另一说明性实施例中，在沿着所述载物台扫描方向扫描所述叠对目标时，所述控制器从所述第一及第二光电检测器接收时变干涉信号。在另一说明性实施例中，所述控制器基于所述时变干涉信号确定沿着所述载物台扫描方向在所述样本的所述第一与第二层之间的叠对误差。

2、根据本公开的一或多项说明性实施例，公开一种叠对计量系统。在一项说明性实施例中，所述系统包含照明子系统。在另一说明性实施例中，所述照明子系统包含用于在通过平移载物台沿着载物台扫描方向扫描样本时用第一照明光束及第二照明光束照明所述样本上的叠对目标的第一照明通道及第二照明通道。在另一说明性实施例中，所述叠对目标包含具有拥有沿着第一方向的周期性的光栅叠光栅结构的一或多个第一单元及具有拥有沿着正交于所述第一方向的第二方向的周期性的光栅叠光栅结构的一或多个第二单元，其中所述载物台扫描方向相对于所述第一方向及第二方向对准。在另一说明性实施例中，特定光栅叠光栅结构在重叠区域中包含所述样本的第一层上的第一层光栅特征及所述样本的第二层上的第二层光栅特征。在另一说明性实施例中，所述第一及第二照明通道照明沿着正交于所述载物台扫描方向的方向分离的所述叠对目标的不同单元。在另一说明性实施例中，所述系统包含集光子系统。在另一说明性实施例中，所述集光子系统包含物镜。在另一说明性实施例中，所述集光子系统包含分别与所述第一照明通道及所述第二照明通道相关联的第一检测通道及第二检测通道。在另一说明性实施例中，特定检测通道包含：第一光电检测器，其定位于光瞳平面中从所述叠对目标的0阶衍射与从所述叠对目标的+1阶衍射之间的重叠位置处；及第二光电检测器，其定位于光瞳平面中从所述叠对目标的0阶衍射与从所述叠对目标的-1阶衍射之间的重叠位置处。在另一说明性实施例中，所述系统包含通信地耦合到所述第一及第二光电检测器的控制器。在另一说明性实施例中，在沿着所述测量方向扫描所述叠对目标时，所述控制器从所述第一及第二检测通道中的每一者的所述第一及第二光电检测器接收时变干涉信号。在另一说明性实施例中，所述控制器基于所述时变干涉信号确定沿着所述第一及第二方向在所述样本的所述第一与第二层之间的叠对误差。

3、根据本公开的一或多项说明性实施例，公开一种叠对计量系统。在一项说明性实施例中，所述系统包含照明子系统。在另一说明性实施例中，所述照明子系统包含经配置以产生照明光束的照明源。在另一说明性实施例中，所述照明子系统包含扫描镜，所述扫描镜经配置以在通过平移载物台使样本沿着正交于光束扫描方向的载物台扫描方向平移时使所述照明光束沿着所述光束扫描方向扫描横跨所述样本上的叠对目标。在另一说明性实施例中，所述叠对目标包含具有拥有沿着测量方向的周期性的光栅叠光栅结构的一或多个单元。在另一说明性实施例中，所述测量方向对应于所述光束扫描方向或所述载物台扫描方向。在另一说明性实施例中，所述光栅叠光栅结构在重叠区域中包含所述样本的第一层上的第一层光栅特征及所述样本的第二层上的第二层光栅特征。在另一说明性实施例中，所述系统包含集光子系统。在另一说明性实施例中，所述集光子系统包含物镜。在另一说明性实施例中，所述集光子系统包含第一光电检测器，所述第一光电检测器定位于光瞳平面中从所述叠对目标的0阶衍射与从所述叠对目标的+1阶衍射之间的一重叠位置处。在另一说明性实施例中，所述集光子系统包含一第二光电检测器，所述第二光电检测器定位于一光瞳平面中从所述叠对目标的0阶衍射与从所述叠对目标的-1阶衍射之间的重叠位置处。在另一说明性实施例中，所述系统包含通信地耦合到所述第一及第二光电检测器的控制器。在另一说明性实施例中，在沿着所述测量方向扫描所述叠对目标时，所述控制器从所述第一及第二光电检测器接收时变干涉信号。在另一说明性实施例中，所述控制器基于所述时变干涉信号确定沿着所述测量方向在所述样本的所述第一与第二层之间的叠对误差。

4、根据本公开的一或多项说明性实施例，公开一种叠对计量系统。在一项说明性实施例中，所述系统包含照明子系统。在另一说明性实施例中，所述照明子系统包含分别用于在通过平移载物台用第一照明光束及第二照明光束沿着载物台扫描方向扫描样本时用第一照明光束及第二照明光束照明所述样本上的叠对目标的第一照明通道及第二照明通道。在另一说明性实施例中，所述叠对目标包含具有拥有沿着第一方向的周期性的光栅叠光栅结构的一或多个第一单元及具有拥有沿着正交于所述第一方向的第二方向的周期性的光栅叠光栅结构的一或多个第二单元。在另一说明性实施例中，所述载物台扫描方向对应于所述第一方向或所述第二方向。在另一说明性实施例中，特定光栅叠光栅结构在重叠区域中包含所述样本的第一层上的第一层光栅特征及所述样本的第二层上的第二层光栅特征。在另一说明性实施例中，所述第一及第二照明通道照明沿着正交于所述载物台扫描方向的方向分离的所述叠对目标的不同单元。在另一说明性实施例中，所述照明子系统包含一或多个光束扫描仪以在沿着所述载物台扫描方向扫描所述样本时使所述第一及第二照明光束沿着正交于所述载物台扫描方向的光束扫描方向进行扫描。在另一说明性实施例中，所述系统包含集光子系统。在另一说明性实施例中，所述集光子系统包含物镜。在另一说明性实施例中，所述集光子系统包含分别与所述第一照明通道及所述第二照明通道相关联的第一检测通道及第二检测通道。在另一说明性实施例中，特定检测通道包含：第一光电检测器，其定位于光瞳平面中从所述叠对目标的0阶衍射与从所述叠对目标的+1阶衍射之间的重叠位置处；及第二光电检测器，其定位于光瞳平面中从所述叠对目标的0阶衍射与从所述叠对目标的-1阶衍射之间的重叠位置处。在另一说明性实施例中，所述系统包含通信地耦合到所述第一及第二光电检测器的控制器。在另一说明性实施例中，在沿着所述测量方向扫描所述叠对目标时，所述控制器从所述第一及第二检测通道中的每一者的所述第一及第二光电检测器接收时变干涉信号。在另一说明性实施例中，所述控制器基于所述时变干涉信号确定沿着所述第一及第二方向在所述样本的所述第一与第二层之间的叠对误差。

5、应理解，前文概述及下文详细描述两者仅为示范性及解释性且并不一定限制如所主张的本发明。并入说明书且构成说明书的部分的附图说明本发明的实施例且连同概述一起用于解释本发明的原理。