[發明專利]確定聚焦位置修正的方法、光刻處理元和器件制造方法

有效

• 申請號: 201610397542.6
• 申請日: 2012-08-09
• 公開（公告）號: CN105892238B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: A·基斯特曼;A·基爾;W·泰爾;T·希尤維斯
• 申請（專利權）人: ASML荷蘭有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 張啟程

本申請是申請日為2012年8月9日、發明名稱為“確定聚焦位置修正的方法、光刻處理元和器件制造方法”、申請號為201280041769.7的中國專利申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2011年8月31日申請的美國臨時申請61/529,586的權益，并且通過引用將其全部內容并入到本文中。

技術領域

本發明涉及能夠用于例如通過光刻技術制造器件中的檢查方法。

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，圖案化的襯底的參數被測量。參數可以包括例如在圖案化的襯底中或圖案化的襯底上的連續的層之間的重疊誤差和已顯影的光致抗蝕劑的臨界線寬。這種測量可以在產品襯底和/或專門的量測目標上被執行。具有多種用于進行對在光刻過程中所形成的微觀結構的測量的技術，包括掃描電子顯微鏡和各種專門工具的使用。一種快速且非侵入形式的專門的檢查工具是散射儀，在該散射儀中輻射束被引導到襯底表面上的目標上，散射或反射束的性質被測量。通過比較在已經被襯底反射或散射之前和之后的束的性質，可以確定襯底的性質。這例如可以通過比較反射束和與已知的襯底性質相關的已知測量結果庫中所存儲的數據來完成。兩種主要類型的散射儀是已知的。分光鏡散射儀將寬帶輻射束引導到襯底上并測量散射到特定的窄角度范圍中的輻射的光譜(作為波長的函數的強度)。角度分辨的散射儀使用單色輻射束并測量作為角度的函數的散射輻射的強度。

在使用光刻過程的器件制造中，每一掩模圖案典型地被正焦地投影到目標部分上。在實踐中，這意味著襯底的目標部分被定位在被投影系統投影的空間圖像的最佳焦平面中。隨著光刻術中的臨界尺寸(CD)(即變化將導致特征的物理性質的不期望的變化的特征的尺寸，諸如晶體管的柵極寬度)減小，在襯底上以及襯底之間的聚焦位置的一致性變得越來越重要。

使用對準系統監控聚焦已經被提出且涉及在各個不同的聚焦設置下相對于正常的對準標記在已知的位置(即，襯底相對于投影系統的位置)印刷聚焦位置敏感的對準標記。這些聚焦位置敏感的標記相對于正常的對準標記的位置被測量，表示聚焦誤差的對準偏置(AO)可以被確定。

一種驗證光刻工具的聚焦控制的品質的方式是通過使用調平驗證測試(LVT)。LVT測試使用專門的掩模版，該專門的掩模版在頂部具有膠粘的玻璃楔，以在雙遠心透鏡上局部地產生非遠心的照射。這種非遠心的照射用于導致在x、y上的橫向偏移，作為定位在玻璃楔下方的XPA對準標記的空間圖像的離焦z的函數。通過測量該離焦標記相對于XPA參考標記(在頂部沒有楔的情況下被成像)的對準偏移，在曝光時刻的離焦可以被確定。

LVT測試的主要缺點是晶片的讀出是通過光刻工具自身上所設置的對準系統來完成的，由此減小了制造所利用的時間。

通過引用包含在本文中的US 2009/013539提出了另一種測量聚焦位置的方法，所述方法包括具有多個驗證場的測試襯底的曝光。每個驗證場包括多個驗證標記，驗證場被使用預定的聚焦位置偏置FO曝光。在顯影之后，每一個驗證標記的對準偏置被測量且使用轉置的聚焦曲線轉換成離焦數據。這種方法可能導致聚焦位置對對準偏移的靈敏度比LVT高達50倍(通常dX,Y/dZ＝20)。

將期望確定更好的聚焦位置校正量，其解決了現有技術中的一個或更多的問題。

發明內容