用于小目标叠加测量的环形变迹器的制作方法

本公开涉及半导体计量。

背景技术：

1、半导体制造工业的演进对良率管理及特定来说计量及检验系统提出越来越高的要求。临界尺寸不断缩小，而工业需要减少实现高良率、高价值生产的时间。最小化从检测到良率问题到解决所述问题的总时间最大化半导体制造商的投资回报率。

2、制造例如逻辑及存储器装置的半导体装置通常包含使用大量制造工艺处理半导体晶片以形成半导体装置的各种特征及多个层级。例如，光刻术是涉及将图案从光罩转印到布置于半导体晶片上的光致抗蚀剂的半导体制造工艺。半导体制造工艺的额外实例包含但不限于化学机械抛光(cmp)、蚀刻、沉积及离子植入。在单个半导体晶片上制造的多个半导体装置的布置可被分离成个别半导体装置。

3、在半导体制造期间的各个步骤使用计量过程来监测及控制所述工艺。计量过程与检验过程的不同之处在于，不同于其中在晶片上检测缺陷的检验过程，计量过程用于测量无法使用现有检验工具确定的晶片的一或多个特性。计量过程可用于测量晶片的一或多个特性，使得可从所述一或多个特性确定工艺的性能。例如，计量过程可测量在工艺期间形成于晶片上的特征的尺寸(例如，线宽、厚度等)。另外，如果晶片的一或多个特性是不可接受的(例如，在所述特性的预定范围之外)，那么可使用晶片的所述一或多个特性的测量来更改工艺的一或多个参数，使得通过工艺制造的额外晶片具有可接受的特性。

4、散射测量叠加计量使用从光栅叠光栅(grating-over-grating)结构反射的+1及-1衍射强度之间的不对称性。这些光栅被放置在测量叠加的层中。从目标衍射的光由ccd相机在计量工具的光瞳平面处收集。在例子中，散射测量叠加(scol)目标由四个胞元组成，其中每一方向有两个胞元，且具有已知的经添加叠加偏移±f0。由于光刻未对准所致的当前层与先前层之间的相对偏移导致对称性破缺(symmetry breaking)，这导致+1与-1衍射级之间的强度差异。此类差异可与叠加值相关。

5、散射测量中的变迹器可用于同轴照明或离轴照明。轴照明及离轴照明变迹器两者在测量小目标时有缺点。

6、同轴照明在可用的光谱范围内有限制，因为衍射方向是λ/节距，其中λ表示波长。小目标需要小节距以在目标中具有足够数量的条，因此仅短波长可由物镜收集而无光瞳切割(pupil cut)。为允许光瞳中的足够空间以用于衍射级收集，开放光瞳(open pupil)(照明数值孔径(na))较小，这在目标上产生大光斑。大光斑引起目标噪声，因为传入光在其命中目标边缘时衍射。

7、离轴照明可更容忍衍射角，这可实现更大波长范围。然而，需要至少两个照明光斑来收集叠加计算所需的两个级。照明光在目标上干涉，且对目标位置产生大光斑及高灵敏度。

8、先前计量工具难以使用红色光谱(大约600nm到800nm)，因为红色光谱需要离轴变迹器。离轴变迹器不适合一些应用。会发生干涉，这会影响光瞳与场之间的差异。对于小目标，这将导致光束命中样本的边缘，或甚至在样本之外。

9、需要经改进的系统及技术。

技术实现思路

1、在第一实施例中提供一种方法。所述方法包含产生具有从400nm到800nm的波长的光束。将所述光束引导通过变迹器。使用所述光束对半导体晶片执行计量。所述光束使用所述变迹器在所述半导体晶片上形成具有从2nm到5nm的直径的光斑。

2、所述半导体晶片可包含基于衍射的叠加目标。

3、所述变迹器可界定具有大约0.2的数值孔径的孔隙。

4、所述波长可从400nm到600nm或从600nm到800nm。

5、可在场平面中执行所述计量。

6、可在同轴照明或离轴照明中使用所述光束。

7、在第二实施例中提供一种系统。所述系统包含：照明源，其产生光束；变迹器，其安置于所述光束的路径中；及载物台，其经配置以将半导体晶片固持在所述光束的所述路径中。所述照明源产生具有从400nm到800nm的波长的所述光束。所述光束经配置以使用所述变迹器在所述半导体晶片上形成具有从2nm到5nm的直径的光斑。

8、所述波长可从400nm到600nm或从600nm到800nm。

9、可在场平面中执行计量。

10、所述变迹器可界定具有大约0.2的数值孔径的孔隙。

11、所述变迹器可靠近光瞳平面安置。

技术特征：

1.一种方法，其包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述半导体晶片包含基于衍射的叠加目标。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述变迹器界定具有大约0.2的数值孔径的孔隙。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述波长是从400nm到600nm。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述波长是从600nm到800nm。

6.根据权利要求1所述的方法，其中在场平面中执行所述计量。

7.根据权利要求1所述的方法，其中在同轴照明中使用所述光束。

8.根据权利要求1所述的方法，其中在离轴照明中使用所述光束。

9.一种系统，其包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述波长是从400nm到600nm。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述波长是从600nm到800nm。

12.根据权利要求9所述的系统，其中在场平面中执行计量。

13.根据权利要求9所述的系统，其中所述变迹器界定具有大约0.2的数值孔径的孔隙。

14.根据权利要求9所述的系统，其中所述变迹器靠近光瞳平面安置。

技术总结使用具有变迹器的系统对半导体晶片执行计量。在所述半导体晶片上形成具有从2nm到5nm的直径的光斑。相关联光束具有从400nm到800nm的波长。小目标测量可在光学波长范围下执行。技术研发人员：I·戈多尔,Y·卢巴舍夫斯基,A·A·沃尔夫曼,D·内格里,Y·梅恩,E·法尔基受保护的技术使用者：科磊股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/12