[發明專利]測量方法、設備和襯底

有效

• 申請號: 201110387956.8
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102566301A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 大衛·德克斯;法蘭西斯卡·戈德弗瑞德斯·卡斯珀·碧嫩;S·穆薩
• 申請（專利權）人: ASML荷蘭有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F1/44
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳敬蓮

技術領域

本發明涉及一種測量方法、一種光刻設備和一種襯底。所述方法可以應用至光刻過程的性能的測量，例如測量臨界尺寸或重疊性能。

背景技術

光刻設備是一種將所需圖案應用到襯底上(通常應用到所述襯底的目標部分上)的機器。例如，可以將光刻設備用在集成電路(IC)的制造中。在這種情況下，可以將可選地稱為掩?；蜓谀０娴膱D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。可以將該圖案轉移到襯底(例如，硅晶片)上的目標部分(例如，包括一部分管芯、一個或多個管芯)上。典型地，經由成像將所述圖案轉移到在所述襯底上設置的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。通常，單個襯底將包含連續形成圖案的相鄰目標部分的網絡。公知的光刻設備包括：所謂步進機，在所述步進機中，通過將整個圖案一次曝光到所述目標部分上來輻射每一個目標部分；以及所謂掃描器，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同步掃描所述襯底來輻射每一個目標部分。還可以通過將所述圖案壓印到所述襯底上，而將所述圖案從所述圖案形成裝置轉移到所述襯底上。

為了監控光刻過程，測量圖案化的襯底的參數。參數可以例如包括形成在圖案化的襯底中或上的連續層之間的重疊誤差和臨界線寬(臨界尺寸，通常簡稱為CD)?？梢栽诠饷艨刮g劑中(在曝光之后和顯影之前或之后)或在由蝕刻、沉積等所形成的實際的產品特征中測量重疊和CD。這些測量可以在產品襯底和/或專門的量測目標上進行。存在用于直接測量在光刻過程中形成的微觀結構的各種技術，包括使用掃描電子顯微鏡和各種專門的工具?？焖偾曳侨肭质降膶ｉT檢查工具是散射儀，其中輻射束被引導至襯底的表面上的目標上，且被散射或反射的束的性質被測量。通過比較束在被襯底反射或散射之前和之后的性質，可以確定襯底的性質。這可以例如通過比較反射的束與存儲在與已知的襯底性質相關的已知測量庫中的數據來進行。

與電子顯微術相比，散射術能夠在設備中相對快速地進行CD和重疊的測量，所述設備被精密地集成到光刻制造單元或簇內。這些測量結果可以反饋或前饋到光刻設備的控制系統中或其它處理工具中，以便于以更加交互的方式調整性能。然而，散射術通常利用復雜且計算要求苛刻的設備，其被設置成靠近光刻設備自身。光刻設備，盡管其包括用于定位和繪圖襯底和圖案形成裝置的非常精確的量測系統以將施加的圖案的所有部分放置在它們被期望的位置上，但是通常不會直接測量重疊或CD。

依賴于應用，對重疊和CD的控制可能對于所制造的器件的良好性質是關鍵的。在當今由雙重圖案化技術制造的最高密度的結構中，不僅保持CD處于特定范圍內是重要的，而且匹配在不同的過程步驟中實現的CD也是重要的。

發明內容

提供了一種量測方法，除去其它參數，其可以包括利用通常用于光刻設備自身的位置測量的所述類型的傳感器的參數測量CD和重疊。已有的儀器可以用于這些新的目的，通過修改形成在襯底上的標記和通過修改用于處理傳感器輸出信號的數據。

根據本發明的第一方面，提供了一種測量光刻過程的性能參數的方法，所述方法包括：

(a)使用至少一個光刻步驟在襯底上形成圖案，所述圖案包括在所述襯底上的彼此相鄰地定位且具有各自的第一和第二周期的第一子圖案和第二子圖案；

(b)對所述相鄰的第一和第二子圖案進行觀察以獲得組合的信號，所述組合的信號包括具有第三周期的拍分量(beat?component)，所述第三周期處于比所述第一和第二周期的頻率更低的頻率；和

(c)由所述組合的信號計算對所述光刻過程的性能的測量，所計算的測量至少部分地通過所述拍分量的相位來確定。

依賴于如何形成子圖案，性能參數可以是例如臨界尺寸(CD)或重疊。對于CD測量，子圖案中的一個可以包括標記，每個標記具有由類似產品的特征細分的部分。對于重疊測量，子圖案被在獨立的光刻步驟中形成。

測量可以利用光刻設備中的已有的對準傳感器來進行，且可以用于控制即將發生的光刻步驟。測量的靈敏度和精度可以通過選擇第一和第二周期來調整，并因此通過選擇第三周期來調整。

根據本發明的另一方面，還提供了一種用于測量光刻過程的性能參數的設備，所述設備包括：

傳感器，可操作以觀察利用所述光刻過程形成在襯底上的圖案，所述圖案包括在所述襯底上的彼此相鄰地定位的且具有各自的第一和第二周期的第一和第二子圖案；