[發明專利]用于校準位置測量設備的方法和校準掩模

有效

• 申請號: 201080018981.2
• 申請日: 2010-04-10
• 公開（公告）號: CN102414615A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 諾伯特.克威恩;約琴.赫茨勒
• 申請（專利權）人: 卡爾蔡司SMS有限責任公司
• 主分類號: G03F1/42
• 分類號: G03F1/42;G03F1/44;G03F7/20;G03F9/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邱軍

技術領域

本發明涉及對用于光刻掩模上的測量結構的位置測量的設備(下文也稱為位置測量設備)進行校準的方法、用于校準此類型的設備的校準掩模、以及包括此類型的校準掩模的校準掩模組。此外，本發明還涉及包括用于位置測量的設備與此類型的校準掩模的布置、此類型的校準掩模的用途、以及測量微光刻掩模的方法。

背景技術

對光刻掩模上的測量結構(例如對準標志)的高精度位置測量屬于掩模度量學的中心任務。其也稱為光掩模圖案布置(PPPM：photomask?pattern?placement)。通過測量結構的測量，以高精度產生了對掩模的實質測量。這是在使用電子束寫入器的掩模寫入處理中使掩模上的結構完全達到定位精度的核心先決條件。此外，現有掩模組的測量結構的測量可以驗證用于各個獨立(individual)光刻層的不同掩模的結構位置相對于彼此的偏差合格。掩模與掩模間的結構位置的偏差也稱為“覆蓋(overlay)”。在上述意義中，掩模通常也稱為掩模母版。

當掩模結構的尺寸隨著技術節點的進展而減小時，對掩模結構的位置測量的要求也不斷提高。此外，由于諸如雙圖案化(double?patterning)的技術，顯著增加了掩模對掩模的覆蓋的要求以及結構定位的要求。因為掩模組的各個獨立掩模越來越多地由不同的掩模制造公司(通常遍布全世界)生產，并由不同的位置測量設備(也稱為“配準設備(registration?apparatus)”)測量，所以各個獨立位置測量設備相對于彼此的配合越來越重要。

光刻掩模上的位置確定傳統上僅基于干涉長度測量。為此目的，通過顯微圖像檢測掩模的對準標志的位置。通過定位臺，連續地將掩模的各個獨立對準標志移動到像場的中心，并通過邊緣閾值或通過相關(correlation)方法確定各個對準標志的位置。因而，通過確定定位臺在測量之間所覆蓋的距離，來確定與前次測量的對準標志相距的距離。定位臺所覆蓋的距離通過干涉長度測量來確定。

位置測量設備的校準傳統上通過自一致性(self-consistency)測試來進行。在此情況下，在不同的插入位置和旋轉位置測量校準掩模。根據準冗余(quasi-redundant)測量數據記錄，可將校準掩模上的對準標志的位置誤差與位置測量設備的固有誤差分開。位置測量設備的固有誤差繼而被用于校準位置測量設備。

位置測量設備的誤差的典型來源是干涉儀誤差以及干涉儀反射鏡的傾斜與不平等。雖然通過上述校準方法可以考慮這樣的誤差，但這樣的方法仍受制于位置測量設備本身的測量。特別地，這將導致以下所述的問題。

基于上述的各個校準方法無法辨識方法所固有的某些特定類型的誤差。因此，不能通過簡單的校準測量來檢測和分開特定種類的誤差。這樣的誤差的來源的示例為：不同的插入位置導致的其空間頻率大于校準光柵的反射鏡不平度、掩模的不正確位置、像場旋轉、掩模不平等等。

傳統通過提高測量的冗余來對抗此問題。然而，這樣顯著增加了測量開銷。用于校準的測量開銷因而隨著精度要求和校準質量而提高。

通過將相同類型的各個獨立位置測量設備彼此匹配，可以記錄各個獨立機器的故障。然而，并未識別出方法固有以及機器類型固有的系統誤差。

發明內容

發明目的

本發明的目的在于解決上述問題，具體地，在于提供一種校準方法和校準掩模，其可被用來以提高的精度校準用于光刻掩模上的測量結構的位置測量的設備。

根據本發明的技術方案

本發明提供一種校準用于光刻掩模上的測量結構的位置測量的設備的方法。根據本發明的校準方法包括以下步驟：通過利用干涉測量確定衍射結構相對于彼此的位置，從而驗證包括布置在其上的衍射結構的校準掩模合格；利用所述設備確定布置在所述校準掩模上的測量結構相對于彼此的位置；以及通過針對所述測量結構所確定的位置以及針對所述衍射結構所確定的位置，校準所述設備。本申請的含義內的校準掩模不必僅用于設備的校準。如下面更詳細說明的，根據一個實施例，具有相應衍射結構的產品掩模或有用掩模也可用作為校準掩模。根據另一實施例，校準掩模僅用于校準設備，而不包括要被成像到晶片上的產品結構。

在本申請的含義中，專用對準標志或要被成像到晶片上的其它有用結構或產品結構可作為測量結構。在一個實施例中，可以將測量結構作為所謂的“芯片中結構(in-die?structure)”而包含在光刻掩模上。