用于稳健先进成像技术的测量的方法与流程

本公开涉及成像系统中的目标的测量，且特定来说涉及半导体计量系统中的稳健先进成像技术(raim)目标的测量。

背景技术：

1、叠对计量系统通常通过测量位于所关注层上的叠对目标特征的相对位置而表征样本的多个层的叠对对准。随着所制作特征的大小减小及特征密度增加，对表征这些特征所需要的叠对计量系统的需求增加。此外，已被开发以测量较小特征大小的计量系统可不太能够有效地测量较大特征大小。因此，期望开发用以解决这些需求的系统及方法。

技术实现思路

1、根据本公开的一或多个实施例，公开一种叠对计量系统。在一个说明性实施例中，所述叠对计量系统包含一或多个控制器，所述一或多个控制器包括经配置以执行程序指令的一或多个处理器。在另一说明性实施例中，所述程序指令包含根据计量处方的样本上的叠对目标的图像，其中所述叠对目标包含具有沿着一或多个测量方向的周期性方向的一或多个叠纹(moiré)结构，其中所述图像是通过利用具有一或多个倾斜照射光束的倾斜照射来照射所述叠对目标而产生的，其中所述一或多个叠纹结构中的特定叠纹结构包括沿着特定测量方向具有不同节距的重叠光栅，其中所述图像的与所述特定叠纹结构相关联的部分是经由来自所述一或多个倾斜照射光束中具有与所述特定测量方向正交的方位入射方向的至少一个倾斜照射光束的叠纹衍射级而形成。在另一说明性实施例中，所述程序指令包含基于所述叠对目标的所述图像而确定与样本层沿着所述一或多个测量方向的相对位置相关联的叠对测量。

2、根据本公开的一或多个实施例，公开一种叠对计量系统。在一个说明性实施例中，所述叠对计量系统包含：照射子系统，其包含一或多个透镜，所述一或多个透镜经配置以根据计量处方经由倾斜照射来照射样本上的叠对目标，其中所述叠对目标包含具有沿着一或多个测量方向的周期性方向的一或多个叠纹结构，其中通过照射所述叠对目标一或多个倾斜照射光束来产生图像，其中所述一或多个叠纹结构中的特定叠纹结构包括沿着特定测量方向具有不同节距的重叠光栅，其中所述图像的与所述特定叠纹结构相关联的部分是经由来自所述一或多个倾斜照射光束中具有与所述特定测量方向正交的方位入射方向的至少一个倾斜照射光束的叠纹衍射级而形成。在另一说明性实施例中，计量子系统包含：收集子系统，其包含至少一个物镜，所述至少一个物镜经配置以收集与由所述一或多个倾斜照射光束对所述一或多个叠纹结构的衍射相关联的至少一个叠纹衍射级。在另一说明性实施例中，叠对计量子系统进一步包含：检测器，其经配置以使用由所述收集子系统收集的照射来产生所述叠对目标的图像。在另一说明性实施例中，叠对计量子系统进一步包含：控制器，其通信地耦合到所述收集子系统，所述控制器包含一或多个处理器，所述一或多个处理器经配置以执行程序指令，从而使所述一或多个处理器：接收所述叠对目标的所述图像；及基于所述叠对目标的所述图像而确定与样本层沿着所述一或多个测量方向的相对位置相关联的叠对测量。

3、根据本公开的一或多个实施例，公开一种计量方法。在一个说明性实施例中，所述计量方法包含：根据计量处方接收样本上的叠对目标的图像，其中所述叠对目标包含具有沿着一或多个测量方向的周期性方向的一或多个叠纹结构，其中所述图像是通过利用具有一或多个倾斜照射光束的倾斜照射来照射所述叠对目标而产生的，其中所述一或多个叠纹结构中的特定叠纹结构包括沿着特定测量方向具有不同节距的重叠光栅，其中所述图像的与所述特定叠纹结构相关联的部分是经由来自所述一或多个倾斜照射光束中具有与所述特定测量方向正交的方位入射方向的至少一个倾斜照射光束的叠纹衍射级而形成。在另一说明性实施例中，所述计量方法包含：基于所述叠对目标的所述图像而确定与样本层沿着所述一或多个测量方向的相对位置相关联的叠对测量。

4、应理解，前述大体说明及以下详细说明两者均仅为示范性及解释性的且未必限制所主张的本发明。并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图图解说明本发明的实施例且与所述大体说明一起用于解释本发明的原理。

1.一种叠对计量系统，其包括：

2.根据权利要求1所述的叠对计量系统，其中所述一或多个叠纹结构包括第一叠纹结构，所述第一叠纹结构包括：

3.根据权利要求1所述的叠对计量系统，其中所述一或多个叠纹结构包括：

4.根据权利要求1所述的叠对计量系统，其中所述一或多个叠纹结构包括：

5.根据权利要求1所述的叠对计量系统，其中所述一或多个倾斜照射光束包括偶极分布。

6.根据权利要求1所述的叠对计量系统，其中所述一或多个倾斜照射光束包括四极分布。

7.根据权利要求1所述的叠对计量系统，其中所述一或多个叠纹结构包括：

8.根据权利要求7所述的叠对计量系统，其中所述一或多个倾斜照射光束包括四极分布，其中两个照射光束具有与所述第一测量方向正交的所述方位入射角且两个照射光束具有与所述第二测量方向正交的所述方位入射角。

9.根据权利要求7所述的叠对计量系统，其进一步包括分析器，所述分析器经配置以使来自所述一或多个倾斜照射光束中的一者的照射偏振。

10.根据权利要求1所述的叠对计量系统，其进一步包括光学元件，所述光学元件经配置以基于照射在收集光瞳中的位置而将所述照射分裂到不同通道中。

11.根据权利要求1所述的叠对计量系统，其中由一或多个照射光束形成的所述图像仅仅利用第一叠纹衍射级及零衍射级产生。

12.根据权利要求1所述的叠对计量系统，其中所述一或多个倾斜照射光束的极入射角是可调整的。

13.根据权利要求1所述的叠对计量系统，其中第一叠对目标包括：

14.根据权利要求1所述的叠对计量系统，其中所述一或多个倾斜照射光束中的至少两个倾斜照射光束具有不同的波长。

15.根据权利要求14所述的叠对计量系统，其进一步包括收集子系统，所述收集子系统经配置以单独收集所述一或多个倾斜照射光束中的两个倾斜照射光束中的每一照射光束的不同波长的照射。

16.一种叠对计量系统，其包括：

17.根据权利要求16所述的叠对计量系统，其中所述一或多个叠纹结构包括第一叠纹结构，所述第一叠纹结构包括：

18.根据权利要求16所述的叠对计量系统，其中所述一或多个叠纹结构包括：

19.根据权利要求16所述的叠对计量系统，其中所述一或多个叠纹结构包括：

20.根据权利要求16所述的叠对计量系统，其中所述一或多个倾斜照射光束包括偶极分布。

21.根据权利要求16所述的叠对计量系统，其中所述一或多个倾斜照射光束包括四极分布。

22.根据权利要求16所述的叠对计量系统，其中所述一或多个叠纹结构包括：

23.根据权利要求22所述的叠对计量系统，其中所述一或多个倾斜照射光束包括四极分布，其中两个照射光束具有与所述第一测量方向正交的所述方位入射角且两个照射光束具有与所述第二测量方向正交的所述方位入射角。

24.根据权利要求16所述的叠对计量系统，其进一步包括光学元件，所述光学元件经配置以基于照射在收集光瞳中的位置而将所述照射分裂到不同通道中。

25.根据权利要求22所述的叠对计量系统，其进一步包括分析器，所述分析器经配置以使来自所述一或多个倾斜照射光束中的一者的照射偏振。

26.根据权利要求16所述的叠对计量系统，其中由一或多个照射光束形成的所述图像仅仅利用第一叠纹衍射级及零衍射级产生。

27.根据权利要求16所述的叠对计量系统，其中所述一或多个倾斜照射光束的极入射角是可调整的。

28.根据权利要求16所述的叠对计量系统，其中第一叠对目标包括：

29.根据权利要求16所述的叠对计量系统，其中所述一或多个倾斜照射光束中的至少两个倾斜照射光束具有不同的波长。

30.根据权利要求29所述的叠对计量系统，其进一步包括收集子系统，所述收集子系统经配置以单独收集所述一或多个倾斜照射光束中的两个倾斜照射光束中的每一照射光束的不同波长的照射。

31.一种计量方法，其包括：