检查工具和确定检查工具的畸变的方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年12月22日提交的欧洲专利申请17210305.3的优先权，该欧洲专利申请的全部内容通过引用的方式并入本文中。

本发明涉及检查工具和确定检查工具的畸变的方法。

背景技术：

光刻设备是一种将期望图案施加到衬底上(通常是施加到衬底的目标部分上)的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(ic)的制造中。在这种情况下，可以将图案化装置(其替代地称为掩模或掩模版)用于生成要形成在ic的单个层上的电路图案。该图案可以被转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或若干管芯的一部分)上。图案的转印通常是经由成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来进行的。通常，单个衬底将包含连续图案化的相邻目标部分的网络。常规的光刻设备包括：所谓的步进器，其中通过将整个图案一次曝光到目标部分上来照射每个目标部分；以及所谓的扫描器，其中通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射束扫描图案来照射每个目标部分，同时同步地平行或反平行于该方向扫描衬底。也可以通过将图案压印到衬底上来将图案从图案化装置转印到衬底上。

通常在光刻设备中施加的辐射束可以例如是duv辐射束(例如，波长为248nm或193nm)或euv辐射束(例如，波长为11nm或13.5nm)。

集成电路的制造通常可能需要堆叠多个层，由此需要这些层准确地对准。如果没有这种对准，则层之间的所需要的连接可能会出现缺陷，从而导致集成电路故障。

通常，集成电路的一个或多个底层将包含最小结构，诸如晶体管或其组件。后续层的结构通常较大，并且实现底层中的结构到外部世界的连接。鉴于此，在集成电路的底部，两层的对准将是最具挑战性的。

为了确保正确地图案化电路或电路层，经常使用诸如电子束检查工具等检查工具对衬底进行检查。

这种检查工具的一个示例是高分辨率sem(扫描电子显微镜)，该高分辨率sem例如用于检查衬底上的图案的尺寸。这样的高分辨率sem通常使用能量在200ev至30kev之间的电子，这些电子朝着衬底的表面被加速，在衬底的表面处扩散并且生成新的电子(即，二次电子)。因此，二次和/或反向散射电子从该表面发射。然后，这些二次和/或反向散射电子可以由检测器记录。通过使用电子束扫描衬底的区域，可以获取关于衬底的表面结构的信息。

期望改善诸如当前可用的高分辨率sem等电子束检查工具的性能。

技术实现要素：

期望改善电子束检查工具的性能。

根据本发明的实施例，提供了一种确定扫描电子显微镜的视场的畸变的方法，该方法包括：

-提供样本，该样本包括在第一方向上延伸的多条基本平行的线；

-沿着在扫描方向上延伸的相应的多个扫描轨迹来在样本的视场上执行多个扫描；扫描方向基本垂直于第一方向；

-检测由样本的扫描引起的样本的响应信号；

-基于响应信号来确定线的第一线段与该线的第二线段之间的距离，其中第一线段和第二线段中的每个线段与多个扫描轨迹相交；

-针对视场内的多个位置执行先前的步骤，以及

-基于在多个位置处确定的所述距离来确定视场上的畸变。

根据本发明的实施例，提供了一种检查工具，该检查工具包括：

-被配置为接收样本的载物台，该样本包括在第一方向上延伸的多条基本平行的线；

-被配置为生成电子束的电子束源；

-被配置为将电子引导到样本上的束操纵器；

-被配置为检测由电子束与样本的相互作用而引起的样本的响应信号的检测器；

-被配置为控制束操纵器沿着在扫描方向上延伸的相应的多个扫描轨迹来在样本的视场上执行多个扫描的控制单元；扫描方向基本垂直于第一方向，其中控制单元还被配置为在扫描期间针对视场内的多个位置执行基于样本的响应信号来确定线的第一线段与该线的第二线段之间的距离的步骤，其中第一线段和第二线段中的每个线段与多个扫描轨迹相交，并且控制单元被配置为基于在多个位置处确定的所述距离来确定视场上的畸变。

附图说明

现在将仅通过示例的方式参考所附的示意图来描述本发明的实施例，在附图中相应的附图标记指示相应的部分，并且在附图中：

图1描绘了根据本发明的实施例的光刻设备。

图2描绘了根据本发明的实施例的检查工具。

图3示意性地描绘了可以使用根据本发明的检查工具进行检查的结构的俯视图和截面图。

图4示意性地描绘了可以应用于扫描包括多条线的样本的多个扫描轨迹。

图5示意性地描绘了图4的结构的截面图以及在这种结构的扫描期间可以获取的信号。

图6和图7以不畸变和畸变的形式示意性地描绘了可以通过扫描图4的结构而获取的图像。

图8示意性地描绘了基于距离测量来确定整个视场上的畸变的过程。

图9示意性地示出了根据本发明的检查工具的截面图。

具体实施方式

图1示意性地示出了根据本发明的一个实施例的光刻设备。该设备包括：被配置为调节辐射束b(例如，uv辐射或任何其他合适的辐射)的照射系统(照射器)il、被构造为支撑图案化装置(例如，掩模)ma并且连接到被配置为根据某些参数准确地定位图案化装置的第一定位装置pm的掩模支撑结构(例如，掩模台)mt。该设备还包括被构造为保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)w并且连接到被配置为根据某些参数准确地定位衬底的第二定位装置pw的衬底台(例如，晶片台)wt或“衬底支撑件”。该设备还包括被配置为通过图案化装置ma将赋予辐射束b的图案投影到衬底w的目标部分c(例如，包括一个或多个管芯)上的投影系统(例如，折射型投影透镜系统)ps。

照射系统可以包括用于定向、成形或控制辐射的各种类型的光学组件，诸如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其他类型的光学组件、或其任何组合。

掩模支撑结构支撑图案化装置，即承担图案化装置的重量。它以取决于图案化装置的取向、光刻设备的设计和其他条件(诸如例如，图案化装置是否被保持在真空环境中)的方式保持图案化装置。掩模支撑结构可以使用机械、真空、静电或其他夹持技术来保持图案化装置。掩模支撑结构可以是例如框架或台，该框架或台可以根据需要是固定的或可移动的。掩模支撑结构可以确保图案化装置例如相对于投影系统处于期望的位置投影。本文中对术语“掩模版”或“掩模”的任何使用可以被认为与更上位的术语“图案化装置”同义。

本文中使用的术语“图案化装置”应当被广义地解释为是指可以用于在其横截面中向辐射束赋予图案以便在衬底的目标部分中产生图案的任何装置。应当注意，赋予辐射束的图案可能不完全对应于衬底的目标部分中的期望图案，例如在图案包括相移特征或所谓的辅助特征时。通常，赋予辐射束的图案将对应于诸如集成电路等在目标部分中产生的器件中的特定功能层。

图案化装置可以是透射式的或反射式的。图案化装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程lcd面板。掩模在光刻术中是众所周知的，并且包括各种掩模类型(诸如二元型、交替相移型和衰减相移型)、以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每个小反射镜可以独立地倾斜，以便在不同方向上反射入射辐射束。倾斜的反射镜在辐射束中赋予图案，该辐射束由反射镜矩阵反射。

本文中使用的术语“投影系统”应当广义地解释为涵盖任何类型的投影系统，包括折射型、反射型、折射反射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任何组合，以适合于所使用的曝光辐射或其他因素，诸如浸没液体的使用或真空的使用。本文中对术语“投影透镜”的任何使用可以被认为与更上位的术语“投影系统”同义。

如此处所描绘的，该设备是透射型的(例如，采用透射型掩模)。替代地，该设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或者采用反射型掩模)。

光刻设备可以是具有两个(双平台)或更多个衬底台或“衬底支撑件”(和/或两个或更多个掩模台或“掩模支撑件”)的类型。在这样的“多平台”机器中，可以并行使用附加的台或支撑件，或者可以在一个或多个台或支撑件上进行准备步骤，而将一个或多个其他台或支撑件用于曝光。

光刻设备也可以是如下这样的类型：其中衬底w的至少一部分可以被具有相对较高折射率的液体(例如，水)覆盖，以便填充投影系统与衬底之间的空间。浸没液体也可以应用于光刻设备中的其他空间，例如，在掩模与投影系统之间。浸没技术可以用于增加投影系统的数值孔径。如本文中使用的术语“浸入”并不表示诸如衬底等结构必须浸没在液体中，而是仅表示在曝光期间液体位于投影系统与衬底之间。

参考图1，照射器il从辐射源so接收辐射束。源和光刻设备可以是单独的实体，例如当源是准分子激光器时。在这种情况下，不认为源形成光刻设备的一部分并且辐射束借助于光束传递系统bd从源so传递到照射器il，光束传递系统bd包括例如合适的定向镜和/或扩束器。在其他情况下，源可以是光刻设备的组成部分，例如当源是汞灯时。源so和照射器il以及光束传递系统bd(如果需要)可以称为辐射系统。

照射器il可以包括被配置为调节辐射束的角度强度分布的调节器ad。通常，可以调节照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部和/或内部径向范围(通常分别称为外部σ和内部σ)。另外，照射器il可以包括各种其他组件，诸如积分器in和聚光器co。照射器可以用于调节辐射束，以在其横截面中具有期望的均匀性和强度分布。

辐射束b入射在图案化装置(例如，掩模ma)上，图案化装置被保持在掩模支撑结构(例如，掩模台mt)上，并且由图案化装置图案化。在穿过掩模ma之后，辐射束b穿过投影系统ps，投影系统ps将束聚焦到衬底w的目标部分c上。借助于第二定位装置pw和位置传感器if(例如，干涉测量装置、线性编码器或电容式传感器)，衬底台wt可以准确地移动，例如，以便将不同的目标部分c定位在辐射束b的路径中。类似地，第一定位装置pm和另一位置传感器(图1中未明确示出)可以用于相对于辐射束b的路径准确地定位掩模ma，例如在从掩模库机械取回之后或者在扫描期间。通常，掩模台mt的移动可以借助于形成第一定位装置pm的一部分的长行程模块(粗略定位)和短行程模块(精细定位)来实现。类似地，衬底台wt或“衬底支撑件”的移动可以使用形成第二定位装置pw的一部分的长行程模块和短行程模块来实现。在步进器的情况下(与扫描仪相反)，掩模台mt可以仅连接到短行程致动器，或者可以是固定的。掩模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。尽管如图所示的衬底对准标记占据专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间中(这些对准标记被称为划线对准标记)。类似地，在掩模ma上提供多于一个管芯的情况下，掩模对准标记可以位于管芯之间。

所描绘的设备可以用于以下模式中的至少一种模式：

1.在步进模式下，掩模台mt或“掩模支撑件”和衬底台wt或“衬底支撑件”保持基本静止，而赋予辐射束的整个图案被一次投影到目标部分c上(即，单次静态曝光)。然后，衬底台wt或“衬底支撑件”在x和/或y方向上偏移，从而可以暴露不同的目标部分c。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单次静态曝光中成像的目标部分c的尺寸。

2.在扫描模式下，同步扫描掩模台mt或“掩模支撑件”和衬底台wt或“衬底支撑件”，同时将赋予辐射束的图案投影到目标部分c上(即，单次动态曝光)。衬底台wt或“衬底支撑件”相对于掩模台mt或“掩模支撑件”的速度和方向可以通过投影系统ps的(缩小)放大率和图像反转特性来确定。在扫描模式下，曝光场的最大尺寸限制了单个动态曝光中的目标部分的宽度(在非扫描方向上)，而扫描运动的长度决定了目标部分的高度(在扫描方向上)。

3.在另一种模式下，掩模台mt或“掩模支撑件”保持基本静止，以保持可编程图案化装置，并且移动或扫描衬底台wt或“衬底支撑件”，同时将赋予辐射束的图案投影到目标部分c上。在该模式中，通常，采用脉冲辐射源，并且在扫描期间在每次移动衬底台wt或“衬底支撑件”之后或者在连续辐射脉冲之间根据需要更新可编程图案化装置。该操作模式可以容易地应用于利用可编程图案化装置(诸如上述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻。

也可以采用上述使用模式的组合和/或变体或完全不同的使用模式。

在所示的实施例中，光刻设备还包括根据本发明的检查工具it。这样的检查工具it例如能够确定结构的特性，特别是确定存在于由光刻设备处理的衬底w的感兴趣区域上或中的掩埋结构的特性。在实施例中，如将在下面更详细地讨论的，检查工具可以包括用于检查衬底的电子束源。

在实施例中，第二定位装置pw可以被配置为将衬底w定位在检查工具it的工作范围内。在这样的实施例中，检查工具it可以例如被配置为确定所提到的结构的特性，例如电特性、材料特性和/或几何特性。在实施例中，该信息可以随后被提供给光刻设备的控制单元并且在曝光工艺中使用，例如通过基于该信息来控制照射系统、投影系统或定位装置中的一个或多个。

在所示的实施例中，光刻设备可以被配置为向辐射束施加duv辐射。在这种情况下，图案化装置ma可以是透射型图案化装置，并且投影系统ps可以包括一个或多个透镜。

替代地，根据本发明的光刻设备可以被配置为向辐射束施加euv辐射。在这种情况下，图案化装置ma可以是反射型图案化装置，并且投影系统ps可以包括一个或多个反射镜。在这样的实施例中，该设备可以包括用于容纳照射系统il和/或投影系统ps的一个或多个真空室。

根据本发明的一方面，光刻设备可以包括根据本发明的检查工具，以便对要处理或已经处理的衬底进行在线或离线检查。

根据本发明的一方面，提供了一种被配置为检查诸如半导体衬底等物体的检查工具。图2示意性地示出了这种检查工具100的实施例。根据本发明，检查工具100包括电子束源110，也称为e束源110。这样的电子束源110通常是已知的，并且可以在本发明中应用以将电子束120投影到物体130(例如，衬底)的区域上。在所示的实施例中，物体130借助于夹持机构134(例如，真空夹或静电夹)安装到载物台132。电子束被投影到其上的物体区域也可以称为样本。这样的电子束源110可以例如用于生成能量范围为0.2kev至100kev的电子束120。电子束源110通常可以具有一个或多个透镜以将电子束120聚焦到直径约为0.4至5nm的点上。在实施例中，电子束源110还可以包括可以使电子束120偏转的一个或多个扫描线圈或偏转板。通过这样做，电子束120可以例如沿着x轴和y轴(垂直于x轴和z轴)偏转，xy平面平行于物体的表面，从而可以扫描物体的区域。

在本发明的实施例中，电子束源被配置为将多个电子束投影到感兴趣区域的相应的多个子区域上。通过这样做，可以扩大每单位时间可以检查或检测的感兴趣区域。此外，在本发明的实施例中，电子束源可以被配置为生成具有不同能级的电子束。

当这样的电子束120撞击在表面上时，将发生表面上的相互作用以及与表面下面的材料的相互作用，从而导致暴露的表面发射辐射和电子两者。典型地，当电子束120与样本相互作用时，构成束的电子将通过在被称为相互作用体积的泪滴状体积内的散射和吸收而失去能量。电子束与样本之间的能量交换通常导致以下各项的组合：

-通过非弹性散射进行的二次电子发射，

-通过与样本的弹性散射相互作用而被反射或反向散射出相互作用体积的电子发射，

-x射线发射，以及

-电磁辐射发射，例如范围从深uv到ir。

在后的电磁辐射发射通常称为阴极发光光或cl光。

在本发明的实施例中，检查工具100还包括用于检测二次电子的检测器150和用于反向散射由样本发射的电子的检测器151。在图2中，箭头140指示所发射的二次或反向散射电子。

在所示的实施例中，检查工具还包括控制单元170或处理单元，例如包括微处理器、计算机等，以用于处理表示由检测器150和151检测到的发射的二次或反向散射电子的信号。

在实施例中，控制单元170包括用于从检测器150、151接收信号152的输入端子172，信号152表示检测到的发射的二次或反向散射电子。

在实施例中，控制单元还可以具有用于输出用于控制电子束源110的控制信号112的输出端子174。在实施例中，控制单元170可以控制电子束源110将电子束120投影到要检查的物体(例如，半导体衬底)的感兴趣区域上。

在实施例中，控制单元170可以被配置为控制电子束源110扫描感兴趣区域。

例如，图2中示意性地示出的检查工具可以例如应用于评估如图1所示的光刻设备的性能。这样的评估可以例如涉及确定衬底上的图案化结构的cd均匀性。作为这种图案化结构的示例，可以提及包括多条平行线的结构。为了评估光刻设备的性能，如上所述，可以用电子束扫描具有图案化结构的样本，同时检测由于样本与电子束的相互作用而产生的一种或多种发生的发射。通常，沿着多个扫描轨迹扫描样本的矩形部分。样本的正在被扫描的部分或被多个扫描轨迹覆盖的区域通常称为检查工具的视场。

图3示意性地示出了包括多条基本平行的线310的图案化结构300的俯视图(a)和截面图(b)。这样的结构300可以例如通过将抗蚀剂层暴露于已经由光栅图案化的辐射束来获取。图3中的(b)示出了沿着图3中的(a)所示的线a-a'的结构300的截面图。

因此，图3将描述人们期望的在曝光和显影工艺之后的理想结构。为了评估这些工艺的性能，可以使用诸如sem等检查工具来检查或检测由这些工艺实际获取的图案化结构。

在这种检查工具中，在检查工具的视场上扫描样本。该扫描过程通常涉及沿着相应的多个扫描轨迹执行多个扫描，上述扫描轨迹基本彼此平行并且在扫描方向上延伸。图4示意性地示出了覆盖包括在所示的x方向上延伸的三个基本平行的线410的部分的样本的一部分的检查工具的视场400的俯视图。图4还示出了在扫描过程中电子束沿其传播的若干扫描轨迹420。在这样的扫描过程中，电子束沿着所指示的扫描轨迹扫描样本，例如，在扫描方向430上，同时，在沿着两个相邻扫描轨迹的扫描之间，在下一扫描轨迹的开始处，电子束被关闭或阻挡并且重新定位，重新定位由虚线425指示。

通常，检查工具的视场可以例如覆盖2微米×2微米或更小的面积。为了扫描整个视场，通常沿着扫描方向执行数十或数百次扫描以覆盖视场。

图5示意性地示出了图4所示的样本部分的截面图、以及当电子束e沿着扫描方向(指示为y方向)扫描这样的样本时由检查工具检测到的信号s。

可以看出，当在所指示的y方向上进行扫描的扫描电子束e遇到线410时，可以在沿着扫描方向遇到的每个转变期间观察到检测信号的变化。这样的转变(例如，由于几何形状的改变或材料的改变)然后可以用来标识发生改变的几何形状或材料的位置。

在所示的示例中，所遵循的扫描轨迹上的线410的出现导致从第一信号电平s1到第二信号电平s2、并且回到第一信号电平s1的转变。基于信号s沿着扫描轨迹的这种变化，线的位置、特别是线的边缘410.1和410.2的位置可以例如被确定为出现在信号s例如在第一信号电平与第二信号电平之间的中间的位置处。

通过基于沿着各种扫描轨迹的检测到的信号来评估线的边缘出现在何处，可以获得可以在其中找到样本的线的边缘(即，在此找到通过沿着扫描轨迹扫描而获取的检测信号的转变)的视场的图像。

这样，当扫描如图4所示的样本时，可以获取图像，该图像允许确定线410的边缘位于何处，从而允许确定线的位置并且允许评估线的准确性，这可以被认为是用于评估光刻工艺的质量的一种方法。

图6高度示意性地示出了覆盖其中存在三条平行线410的样本部分的视场400，其中当沿着扫描轨迹420扫描样本时检测到转变。在图6的右侧，转变由多个点610表示，这些点例如对应于在沿着扫描轨迹的扫描期间检测器信号发生改变的位置。这样，可以认为点或转变610的位置表示线410的边缘的位置。转变610也可以称为边缘位置测量或边缘测量。基于图6中的右侧所示的图像，可以确定各种参数以评估应用于生成样本的过程的质量。这样的参数可以例如包括cd(临界尺寸)和cd均匀性、ler(线性边缘粗糙度)、lwr(带粗糙度的线)和间距。作为示例，为了确定ler，可以例如将边缘的所确定的位置与所确定的位置的平均值进行比较。作为另一示例，可以将沿着线的特定位置处的cd确定为在该位置处该线的检测到的边缘之间的距离，如箭头630所示。通过在沿着线的各个位置处确定cd，可以确定cd的均匀性或变化。作为又一示例，还可以基于检测到的转变610来确定线的间距，即，两条相邻线之间的距离。为了确定两条线之间的间距，例如可以确定第一线的第一边缘(即，在扫描过程中首先遇到的边缘)与第二线的第一边缘之间的距离。为了使所确定的间距不受ler的影响，可以例如确定第一线的第一边缘的平均位置(例如在线段上求平均值)，并且确定第二线的第一边缘的平均位置(例如在与第一线的线段相对应的第二线的线段上求平均值)。参考图6，第一线与第二线之间的间距可以例如通过将第一线的边缘的平均位置(例如，通过对在第一线的部分640中观察到的所确定的转变610求平均而获取的)与第二线的边缘的平均位置(例如，通过对在第二线的部分650中观察到的所确定的转变610求平均而获取的)进行比较来确定。将线的边缘的位置与相邻线的边缘的位置进行比较的这种位置测量也被称为间隙测量。因此，这种间隙测量导致确定在扫描方向(即，垂直于线的方向)上的相邻线的两个边缘之间的距离。

如本领域技术人员将理解的，可以用于确定诸如ler、lwr或间距等参数的准确性可以强烈地取决于可以用于确定转变610的位置的准确性和测量的可靠性。

为了提高测量的准确性，可以对视场进行多次扫描，并且可以对视场的所获取的扫描(也称为帧)求平均。

关于测量的可靠性，可以提及以下内容：

为了适当地评估光刻设备的性能，需要依赖于以下事实：由检查工具生成的图案化结构的图像(该图像例如指示所扫描的结构)是对由光刻设备图案化的实际结构的准确表示。在不能依赖于这种对应关系的情况下，就不能评估任何观察到的缺陷是否是由光刻设备执行的实际图案化过程引起的，或者观察到的缺陷是否是由检查工具执行的不正确的成像过程引起的。

当检查包括多条基本平行的线的图案化结构例如以评估所讨论的临界尺寸(cd)均匀性或其他参数时，从检查工具获取的图案化结构的图像可能会偏离图案化结构的实际几何形状的原因可能有多种。通常，为了提高测量准确性，通过多次扫描感兴趣区域并且将所获取的扫描组合成一个图像来获取图案化结构的图像。在本发明的意义内，感兴趣区域或视场上的单次扫描被称为帧。因此，通过组合(例如，求平均)多个帧来获取感兴趣区域的图像。

在使用电子束来扫描图案化结构期间，图案化结构可能受到电子束的影响。作为示例，当扫描包括由抗蚀剂制成的平行线的图案化结构时，该线将随着每次扫描而劣化。这种现象称为抗蚀剂收缩。

实际的图案化结构与由sem检查工具获取的结构的图像之间的偏差的另一原因是所施加的电子束对结构的充电。由于施加了电子束，被检查的样本或样品可能变为带电的。由于该充电，可能会影响电子束的轨迹。结果，测量过程将受到影响，导致实际图案化结构与所测量的图案化结构的特性(例如，几何形状)之间的偏差，例如由检查工具获取的图案化结构的图像表示。作为这种偏差的示例，可以观察到图像的旋转。通常，检查工具可以被配置为校正图像的这种旋转。

实际图案化结构与结构的测量之间的偏差(例如，由sem检查工具获取的结构的图像表示)的另一原因是被称为畸变的现象。在例如多次扫描包括多条基本笔直的平行线的图案化结构的情况下，所获取的图案化结构的图像可能会发生畸变；代替平行的直线，表示线的所测量的位置的图像可以示出不需要平行的曲线。这种畸变被认为是由影响电子束的a.o.电磁干扰引起的。

图7示意性地示出了这种线的畸变图案的效果。图7在左侧示意性地示出了覆盖其中存在三个平行线410的样本部分的视场400。图7在右侧高度示意性地示出了检测到例如表示线的边缘的转变的位置。可以看出，在其中沿着扫描轨迹420顺序地执行扫描的扫描过程中，可以观察到沿着转变的扫描方向的移动，如点610所示。应当指出，这种感知到的畸变不对应于图案化的线的实际畸变。这样，如本领域技术人员将理解的，当将所测量的畸变图案用作评估表征光刻工艺的性能的某些参数的基础时，可能对评估产生不利影响。作为示例，在由曲线虚线710指示的第三线的第一边缘的测量将被用于确定ler的值的情况下，线边缘的粗糙度将被高估。但是，诸如cd值等其他参数受到的影响可能较小。

然而，考虑到影响用于评估光刻工艺的质量的检查工具的测量的畸变将是有利的。

根据本发明的一方面，提出了一种确定sem检查工具的畸变的方法。

一旦知道了工具的畸变，该已知的畸变就可以例如应用于校正通过扫描其他结构而获取的检查数据。作为示例，sem检查工具可以例如应用于评估例如接触孔的局部位置误差(lpe)。当已知sem工具的畸变或畸变图案时，可以通过校正畸变来获取对实际lpe的更准确的评估。

在本发明的实施例中，通过针对例如在sem的视场内可用的多条线的多个线段例如基于边缘测量来确定线段之间的距离来确定畸变。在确定同一线的线段之间的距离、特别是在扫描方向上的距离的情况下，这可以被认为是畸变的量度。

理想地，期望在扫描方向上同一线的两个线段之间的距离为零。然而，由于畸变，两个线段(例如，两个相邻的线段)之间的在扫描方向上考虑的距离可能沿着该线发生变化。

在本发明的含义内，线段是指样本上的线的一部分，其中该线段已经通过沿着多个扫描轨迹的多次扫描而被扫描。或者，换言之，线段与多个扫描轨迹交叉或横切。作为示例，在通过100个扫描轨迹(诸如轨迹420)扫描样本的情况下，例如可以将线(诸如线410)细分为10个线段，每个线段沿着10个扫描轨迹被扫描。通过确定这些线段之间的距离，可以评估检查工具的视场的畸变。图8中对此进行了更详细的说明。

图8更详细地示意性地示出了包括三个线的样本的畸变图像，类似于图7的右侧部分。在图8中，虚线810表示通过沿着多个扫描轨迹扫描样本而获取的边缘测量。在所示的布置中，线被细分为由线820表示的7个部分或分段。可以看出，每个部分或分段与大约7个扫描轨迹交叉或横切，因为每个线部分或分段包含大约每条边和每条线7个测量点。

为了确定检查工具的视场800的畸变，在本发明中应用了距离测量。特别地，参考图8，可以在线的不同线段之间应用距离测量。特别地，如在图8中可以看到的，第一线的第一边缘(即，由最左侧的虚线810指示)被细分为6个部分或分段，每个部分或分段包括7个边缘测量。可以看出，这6个分段沿着扫描方向不成一直线。

在本发明的实施例中，确定两个线段之间的距离。作为示例，可以确定以边缘测量a为特征的第一线的最上线段与以边缘测量b为特征的第一线的相邻线段之间的距离。基于上述确定的距离，可以例如得出第二分段相对于第一分段在扫描方向上的位移。

由于通常已知分段之间在x方向(即，沿着线410)的距离(由于已知沿着x方向(表示为l)的视场的总长度)，每个分段的长度也是已知的，因此相邻分段之间在x方向上的距离也是已知的，如果两个分段之间的所确定的距离(例如，基于表征这些分段的边缘测量)将偏离预期距离，则线段需要在扫描方向上相对于彼此移位。这在图8中示出，其中ls是第三线段(由边缘测量c表征)与第四线段(由边缘测量d表征)之间在x方向上的(已知)距离，而la是分段之间的实际距离，例如被确定为边缘测量c的平均值与边缘测量d的平均值之间的距离。基于分段之间的预期距离(ls)和实际距离(la)，可以确定沿着扫描方向的位移(ld)，这可以被认为是对被检查分段的位置处的视场800的畸变的量度。

在实施例中，所选择的线段(例如，第一线段和第二线段)之间的距离可以通过执行如上所述的间隙测量来获取。注意，通常，在不同线的线段之间执行间隙测量，例如确定线之间的间距。但是，通过对同一线的两线段执行间隙测量，可以获取关于线段在扫描方向上的相对位置的信息。

在实施例中，可以在视场内的多个位置处确定相邻线段之间沿着扫描方向的位移。这样，可以确定整个视场上的畸变的图。在图8中，曲线图850示出了沿着扫描方向(即，y方向)的6个线段的相对位置，其中点850.1指示每个分段的所确定的相对位置。

在实施例中，可以将在样本的sem图像中感知到的线或沿着线的畸变确定为使用线的分段的所确定的相对位置而构造的分段线性曲线。这种分段线性曲线在图8中示出为曲线图850.2。

当考虑指示在哪里检测到线的边缘的整个边缘测量阵列时，可以认为畸变(例如，由分段线性曲线表示)是边缘的位置的低频近似。如本领域技术人员将理解的，由干扰引起的并且不对应于样本的线的实际曲率的这种低频曲率可以用于校正边缘测量，从而至少部分消除了畸变对要评估的工艺参数(例如，ler或lwr)的影响。

如上所述，通过在整个视场上确定畸变，可以获取畸变的二维表示。为了获取视场上或沿着线的畸变的基本连续表示，即一维或二维表示，除了分段线性拟合之外，也可以考虑其他拟合或映射技术。作为示例，也可以考虑一维或二维多项式拟合。

当确定畸变的这种二维表示时，它可以例如用于校正扫描样本的测量。作为示例，除了如上所述的工艺参数，还可以将sem检查工具应用于评估诸如接触孔等图案化结构的几何特性，特别是这种接触孔的相对位置。使用上述方法，当上述畸变已经被预先确定时，可以校正样本上的接触孔的所确定的相对位置(例如，基于如上所述的样本扫描)的畸变。结果，可以更准确地确定接触孔在样本上的位置。

如上所述的用于确定诸如sem检查工具等检查工具的视场上的畸变的方法可以在根据本发明的检查工具中实现。这样的检查工具的实施例可以例如由以下特征来表征：

-被配置为接收样本的载物台，该样本包括在第一方向上延伸的多条基本平行的线；

-被配置为生成电子束的电子束源；

-被配置为将电子引导到样本上的束操纵器；

-被配置为检测由电子束与样本的相互作用而引起的样本的响应信号的检测器；

-被配置为控制束操纵器沿着在扫描方向上延伸的相应的多个扫描轨迹来在样本的视场上执行多个扫描的控制单元；扫描方向基本垂直于第一方向，其中控制单元还被配置为在扫描期间针对视场内的多个位置执行基于样本的响应信号来确定线的第一线段与该线的第二线段之间的距离的步骤，其中第一线段和第二线段中的每个线段与多个扫描轨迹相交，并且控制单元被配置为基于在多个位置处确定的所述距离来确定视场上的畸变。

在这样的实施例中，控制单元可以例如包括处理单元和存储器单元，其中后者可以例如应用于存储沿着多个扫描轨迹在扫描过程中由检测器接收到的响应信号，并且其中前者(即，处理单元)被配置为处理所指示的接收到的响应信号以确定畸变。

图9示意性地示出了根据本发明的检查工具200的更详细的实施例。检查工具200包括电子束源(称为电子枪210)和成像系统240。

电子枪210包括电子源212、抑制器电极214、阳极216、一组孔径218、和电容器220。电子源212可以是如上所述的肖特基发射器或改进的肖特基发射器。通过阳极216的正电荷，可以提取电子束202，并且可以通过使用可调孔径218来控制电子束202，该可调孔径218可以具有不同的孔径尺寸，以消除在孔径之外的不必要的电子束。为了会聚电子束202，将聚光器220应用于电子束202，这也提供放大率。图2所示的聚光器220可以例如是可以会聚电子束202的静电透镜。另一方面，聚光器220也可以是磁透镜。

成像系统240例如可以包括挡圈248、一组孔径242、检测器244、四组偏转器250、252、254和256、一对线圈262、磁轭260、和电极270。电极270用于延迟和偏转电子束202，并且由于上极靴和样本300的结合而进一步具有静电透镜功能。此外，线圈262和磁轭260被配置为磁性物镜。

偏转器250和256可以被应用于将电子束202扫描到大视场，并且偏转器252和254可以被用于将电子束202扫描到小视场。所有的偏转器250、252、254和256可以控制电子束202的扫描方向。偏转器250、252、254和256可以是静电偏转器或磁偏转器。磁轭260的开口面对样本300，其将磁场浸入样本300中。另一方面，电极270被放置在磁轭260的开口下方，并且因此样本300将不会被损坏。为了校正电子束202的色差，延迟器270、样本300和上极靴形成透镜以消除电子束202的色差。

如上所述，检查工具还可以包括控制单元。在实施例中，上述控制单元可以同时控制电子枪210和成像系统240。控制单元还可以被配置为处理在视场的扫描期间获取的测量数据，并且确定整个视场或其一部分上的畸变。

可以使用以下条款进一步描述实施例：

1.一种确定扫描电子显微镜的视场的畸变的方法，包括：

-提供样本，所述样本包括在第一方向上延伸的多条基本平行的线；

-沿着在扫描方向上延伸的相应的多个扫描轨迹来在所述样本的所述视场上执行多个扫描；所述扫描方向基本垂直于所述第一方向；

-检测由所述样本的所述扫描引起的所述样本的响应信号；

-基于所述响应信号来确定线的第一线段与所述线的第二线段之间的距离，其中所述第一线段和所述第二线段中的每个线段与多个扫描轨迹相交；

-针对所述视场内的多个位置执行先前的步骤，以及

-基于在多个位置处确定的所述距离来确定所述视场上的畸变。

2.根据条款1所述的方法，其中每个线段与所述多个扫描的子集相交，所述子集包括多个扫描轨迹。

3.根据条款1或2所述的方法，其中所述距离是在所述扫描方向上的距离。

4.根据条款1或2所述的方法，其中确定所述距离的步骤包括确定在所述扫描方向上所述第二线段相对于所述第一线段的位置。

5.根据条款1或2所述的方法，其中所述距离是通过在所述第一线段与所述第二线段之间执行间隙测量来确定的。

6.根据前述条款中任一项所述的方法，其中所述畸变包括所述线段的相对位置。

7.根据前述条款中任一项所述的方法，其中确定所述畸变的步骤包括基于所确定的所述距离来执行一维或二维拟合。

8.根据条款7所述的方法，其中所述一维或二维拟合包括分段线性拟合。

9.根据条款6所述的方法，其中所述畸变包括基于所述线段的相对位置的分段线性曲线。

10.根据前述条款中任一项所述的方法，其中所述距离是基于所述线段的边缘测量来确定的。

11.一种检查工具，包括：

-载物台，被配置为接收样本，所述样本包括在第一方向上延伸的多条基本平行的线；

-电子束源，被配置为生成电子束；

-束操纵器，被配置为将电子引导到所述样本上；

-检测器，被配置为检测由所述电子束与所述样本的相互作用而引起的所述样本的响应信号；

-控制单元，被配置为控制所述束操纵器沿着在扫描方向上延伸的相应的多个扫描轨迹来在所述样本的视场上执行多个扫描；所述扫描方向基本垂直于所述第一方向，其中所述控制单元还被配置为在所述扫描期间针对所述视场内的多个位置执行基于所述样本的响应信号来确定线的第一线段与所述线的第二线段之间的距离的步骤，其中所述第一线段和所述第二线段中的每个线段与多个扫描轨迹相交，并且所述控制单元被配置为基于在所述多个位置处确定的所述距离来确定所述视场上的畸变。

12.根据条款11所述的检查工具，其中所述控制单元被配置为通过基于所确定的所述距离执行一维或二维拟合来确定所述畸变。

尽管在本文中可以具体参考ic制造中光刻设备的使用，但是应当理解，本文中描述的光刻设备可以具有其他应用，诸如集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测模式、平板显示器、液晶显示器(lcd)、薄膜磁头等的制造。技术人员将理解，在这样的替代应用的上下文中，本文中对术语“晶片”或“管芯”的任何使用可以被视为分别与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文中所指的衬底可以在曝光之前或之后在例如轨道(一种工具，其通常向衬底施加抗蚀剂层并且显影曝光的抗蚀剂)、量测工具和/或检查工具中处理。在适用的情况下，本文中的公开内容可以应用于这种和其他衬底处理工具。此外，可以例如多次处理衬底，以便创建多层ic，因此本文中使用的术语衬底也可以是指已经包含多个处理过的层的衬底。

尽管上面已经具体参考了本发明的实施例在光学光刻的上下文中的使用，但是应当理解，本发明可以在其他应用中使用，例如压印光刻，并且在上下文允许的情况下不仅限于光学光刻。在压印光刻中，图案化装置中的形貌限定了在衬底上产生的图案。可以将图案化装置的形貌压入提供给衬底的抗蚀剂层中，然后通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来使抗蚀剂固化。在抗蚀剂固化之后，将图案化装置移出抗蚀剂，从而在其中留下图案。

本文中使用的术语“辐射”和“束”包括所有类型的电磁辐射，包括紫外(uv)辐射(例如，波长为或约为365、355、248、193、157或126nm)和极紫外(euv)辐射(例如，波长在5-20nm的范围内)、以及粒子束，诸如离子束或电子束。

在上下文允许的情况下，术语“透镜”可以指代各种类型的光学元件中的任何一个或组合，包括折射型、反射型、磁性型、电磁型和静电型光学组件。

虽然上面已经描述了本发明的特定实施例，但是应当理解，本发明可以以不同于所描述的方式来实践。例如，本发明可以采用以下形式：包含描述上述方法的一个或多个机器可读指令序列的计算机程序、或者其中存储有这样的计算机程序的数据存储介质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)。

以上描述旨在说明而非限制。因此，对于本领域技术人员很清楚的是，在不脱离下面陈述的权利要求的范围的情况下，可以对所描述的本发明进行修改。