[發明專利]量測方法及其裝置

在審

• 申請號: 201980061872.X
• 申請日: 2019-09-19
• 公開（公告）號: CN113168103A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: A·J·登博夫;K·博哈塔查里亞;森崎健史;S·G·J·馬斯杰森
• 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: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 董莘

一種用于測量制造工藝的參數的方法，包括：利用輻射照射目標，檢測來自目標的經散射的輻射，以及從所檢測的輻射的不對稱性來確定感興趣的參數。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2019年9月19日提交的美國申請62/733,490的優先權，該申請的全部內容通過引用的方式并入本文。

背景技術

集成電路通常借助于一種制造工藝制造，其中在襯底上借助于數個工藝步驟而將層形成于彼此之上。工藝步驟中的一個工藝步驟是光刻，其可以使用在深紫外線(DUV)光譜范圍或極紫外線(EUV)光譜范圍中的電磁輻射。襯底通常是硅晶片。在制造結構中最小的尺寸在納米范圍中。

在制造工藝中，需要檢驗制造結構和/或測量制造結構的特性。合適的檢驗和量測裝置在本領域中已知。已知的量測裝置中的一種量測裝置是散射儀，例如，暗場散射儀。

專利申請公開US2016/0161864A1、專利申請公開US2010/0328655A1以及專利申請公開US2006/0066855A1討論了光刻裝置的實施例以及散射儀的實施例。所引用的文獻通過引用的方式整體并入本文。

在特定類型的集成電路(例如3D-NAND存儲器設備)中，一種階梯形輪廓已被制作。該階梯需要與3D-NAND設備中的單個存儲器平面進行接觸。這個階梯是通過重復地移除抗蝕劑的薄層，緊跟著蝕刻步驟以形成新的雙層而被制作。該工藝被重復N次，其中N是雙層的數目。針對許多雙層，初始抗蝕劑圖案需要非常厚，約為10μm。此外，用于制作這種抗蝕劑圖案的光刻工藝被設計為制作約70至80度的側壁角，這是因為其制作了最好的樓梯輪廓。

在圖1中圖繪了這樣的設備，圖1示出了實際設備的截面。在本示例中，層的生長和處理方向(即層形成于彼此之上的方式)是從圖1的底部，從元件106開始，朝向器件的表面，在本示例中，所圖繪的最后一層是抗蝕劑層102。元素103描述雙層的連續性。元素102是例如具有10微米厚度的抗蝕劑的厚層。元素100描述了通常的開口，例如以V形槽的形式，其是考慮到加工這樣的裝置而被制作的。在圖1中所示的V形只是示例。表征開口的角度是101，該角度例如為20度。

在3D-NAND設備的制造期間，精確地知道在層102中的開口100與層106中的結構(其中層106是基底層)之間的相對對準是重要的。這樣的測量被稱為在開口100與層106中的結構(例如，線105等結構)之間的套刻。如先前引用的美國專利申請中所述，套刻可以利用量測工具準確地測量。套刻可以利用基于圖像的套刻(IBO)工具或利用基于衍射的套刻(DBO)工具來測量，這些工具的操作方式是眾所周知的，并且在現有技術中被充分的描述。

由于在兩個感興趣的層之間距離較大(例如20微米)，使用IBO工具測量套刻的問題是離焦圖像，即如果層102很好地位于撞擊照射輻射的焦點，而層106中的結構在撞擊照射輻射的焦點之外，從而導致質量差的圖像，因此計算套刻時不精確。解決方案是測量設備兩次，每次都使輻射束首先聚焦在頂層上，然后再聚焦在底層上。這種方法有助于改善所測量的套刻，但它導致用于量測測量的時間的增加，導致在整個量測和制造工藝中的吞吐量的降低。

發明內容

本發明的目的是提供一種測量光刻工藝(諸如，套刻)的參數的方法，包括單個圖像采集。所測量的圖像不僅限于圖像平面，圖像平面是在現有技術中已經很好地描述的量測裝置的已知元件，而且如果成像傳感器被放置在量測裝置的光瞳面也可以形成所測量的圖像，量測裝置的光瞳面也是已知的，并且在現有技術中被很好的描述。使用適合于允許準確套刻測量的單個圖像采集，量測的吞吐量至少被改善了兩倍。

根據本發明，公開了一種測量制造工藝參數的方法，該方法包括利用輻射照射目標，檢測來自目標的經散射的輻射，根據檢測到的輻射的不對稱性確定感興趣的參數。此外，根據該方法，不對稱性被計算為所測量的信號的積分。