[發(fā)明專利]使用二維目標(biāo)的光刻聚焦和劑量測量

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980138923.0
• 申請日: 2009-10-02
• 公開（公告）號: CN102171618A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: C·李維斯;H·克拉莫;M·范德克爾克霍夫;J·奎達克爾斯;C·馬特茲尤斯
• 申請（專利權(quán)）人: ASML荷蘭有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 王波波

相關(guān)申請的參照援引

本申請要求于2008年10月6日遞交的美國臨時申請61/103,078的權(quán)利，并且這里通過參考全文并入。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可用于例如通過光刻技術(shù)制造器件的檢查方法。具體地，本發(fā)明涉及一種用于在襯底上印刷標(biāo)記的圖案，其用于測試光刻設(shè)備的與焦距和劑量相關(guān)的性質(zhì)。本發(fā)明還涉及包含圖案的掩模、包含標(biāo)記的襯底、印刷標(biāo)記的曝光設(shè)備、測試標(biāo)記的檢查設(shè)備以及所涉及的方法。

背景技術(shù)

光刻設(shè)備是一種將所需圖案應(yīng)用到襯底上，通常是襯底的目標(biāo)部分上的機器。例如，可以將光刻設(shè)備用在集成電路(IC)的制造中。在這種情況下，可以將可選地稱為掩模或掩模版的圖案形成裝置用于生成待形成在所述IC的單層上的電路圖案。可以將該圖案轉(zhuǎn)移到襯底(例如，硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如，包括一部分管芯、一個或多個管芯)上。所述圖案的轉(zhuǎn)移通常是通過將圖案成像到提供到襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而進行的。通常，單個襯底將包含連續(xù)形成圖案的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)絡(luò)。公知的光刻設(shè)備包括：所謂的步進機，在所述步進機中，通過將整個圖案一次曝光到所述目標(biāo)部分上來輻射每一個目標(biāo)部分；以及所謂的掃描器，在所述掃描器中，通過輻射束沿給定方向(“掃描”方向)掃描所述圖案、同時沿與該方向平行或反向平行的方向掃描所述襯底來輻射每一個目標(biāo)部分。也可能通過將圖案壓印(imprinting)到襯底上的方式從圖案形成裝置將圖案轉(zhuǎn)移到襯底上。

為了監(jiān)測光刻過程，需要測量圖案化的襯底的參數(shù)，例如形成在襯底上或襯底內(nèi)的連續(xù)層之間的重疊誤差。已有多種技術(shù)用于測量在光刻過程中形成的微觀結(jié)構(gòu)，包括使用掃描電子顯微鏡和多種專門工具。專用檢查工具的一種形式是散射儀，其中輻射束被引導(dǎo)到襯底表面上的目標(biāo)上，并且測量散射或反射束的屬性。通過比較束在被襯底反射或散射前后的屬性，可以確定襯底的屬性。例如通過將反射束同與已知襯底屬性相關(guān)的已知測量值的庫中存儲的數(shù)據(jù)比較，可以確定襯底的屬性。已知兩種主要類型的散射儀。分光鏡散射儀引導(dǎo)寬帶輻射束到襯底上并且測量散射到特定的窄的角度范圍內(nèi)的輻射的光譜(例如，強度作為波長的函數(shù))。角度分辨散射儀使用單色輻射束并且測量作為角度的函數(shù)的散射輻射的強度。

散射儀可以用于測量光刻設(shè)備的若干個不同方面，包括它們的襯底取向和曝光有效性。光刻設(shè)備和具體地光刻設(shè)備執(zhí)行的曝光動作的、也可以通過散射儀測量的兩個重要參數(shù)是焦距和劑量。具體地，如下文所述，光刻設(shè)備具有輻射源和投影系統(tǒng)。投影到襯底上以便曝光襯底的輻射的劑量受曝光或光刻設(shè)備的不同部分控制。通常光刻設(shè)備的投影系統(tǒng)負責(zé)將輻射聚焦到襯底的正確部分上。在襯底水平面處而不是襯底水平面前面或后面聚焦、使得在襯底水平面處形成最清晰的圖像并且可以在襯底上曝光得到最清晰的圖案是重要的。這實現(xiàn)印刷較小的產(chǎn)品圖案。

輻射的焦距和劑量直接地影響在襯底上曝光的圖案或結(jié)構(gòu)的參數(shù)。可以使用散射儀測量的參數(shù)是已經(jīng)印刷到襯底上的結(jié)構(gòu)的物理性質(zhì)(例如條形結(jié)構(gòu)的臨界尺寸(CD)或側(cè)壁角度(SWA))。臨界尺寸是結(jié)構(gòu)(例如條紋、間隔、點或孔)的有效平均寬度，依賴于所測量的結(jié)構(gòu)。側(cè)壁角度是襯底的表面和結(jié)構(gòu)的升起或凹落部分之間的角度。

此外，如果劃線結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品掩模一起用于焦距測量，可以應(yīng)用掩模形狀校正，例如用于校正掩模的彎曲的焦距校正。

通過在襯底上產(chǎn)生一維標(biāo)記的掩模圖案中的一維結(jié)構(gòu)，利用散射測量或掃描電子顯微術(shù)，可以同時確定焦距和劑量，其中通過一維結(jié)構(gòu)得出測量值。可以使用單個結(jié)構(gòu)，只要所述結(jié)構(gòu)在曝光和處理時對于在焦距能量矩陣(FEM)中的每個點具有臨界尺寸和側(cè)壁角度測量值的唯一組合。如果這些臨界尺寸和側(cè)壁角度的唯一的組合是可用的，則可以通過這些測量值唯一地確定焦距和劑量值。

然而，使用一維結(jié)構(gòu)存在問題。通常，存在多種得出類似的臨界尺寸和側(cè)壁角度測量值的焦距和劑量組合。這意味著焦距和劑量不能通過測量單個一維結(jié)構(gòu)唯一地確定。已經(jīng)考慮使用多于一個的在分離開的鄰近標(biāo)記中的結(jié)構(gòu)，以分析這種模糊度。然而，將多個標(biāo)記并入到不同的結(jié)構(gòu)中是不利的，因為襯底的用于測量標(biāo)記的面積和用于測量所有不同的測量標(biāo)記的測量時間與結(jié)構(gòu)的數(shù)量成比例地增加，并隨著模糊度降低而成比例地增加。

發(fā)明內(nèi)容

因此，需要的是有效的系統(tǒng)和方法，以能夠測量曝光設(shè)備的焦距和劑量，同時最小化掩模的表面面積并因此最小化在處理過程中用到的襯底的表面面積。