图案形成装置、在衬底上生成标记的方法以及器件制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种图案形成装置，用于通过光学投影在衬底上形成标记，所述图案形成装置包括具有周期性的密度分布的标记图案，基础空间频率对应于待形成的标记的期望的周期性。所述密度分布相对于具有基频的简单二元分布被调制(例如正弦曲线地)，以便抑制所述基频的一个或多个谐波。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图案形成装置、在衬底上生成标记的方法以及器件制造方法相关申请的交叉引用本申请要求于2013年3月14日递交的美国临时申请61/784,803的权益，并且其通过引用全文并入本文。
本专利技术涉及一种适于用在光刻设备中的具有标记图案的图案形成装置、在衬底上生成标记的方法以及使用图案形成装置的器件制造方法。
技术介绍
光刻设备是一种将期望的图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(ICs)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成将要在所述IC的单层上形成的电路图案。这种图案可以被转移到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括部分管芯、一个或若干个管芯)上。通常，图案转移是通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上而实现的。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻的目标部分的网络。已知的光刻设备包括：所谓的步进机，在步进机中通过将整个图案一次曝光到目标部分上来照射每个目标部分；和所谓的扫描机，在扫描机中通过沿给定方向(“扫描”方向)用辐射束扫描图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描衬底，而照射每个目标部分。还可以通过将图案压印到衬底上而将图案从图案形成装置转移至衬底。在图案形成装置和衬底上使用标记可以实现和监控连续的形成图案的层之间的对准。标记可以用于晶片相对于晶片台以及最终相对于掩模的图像的对准。这种标记可以称作“晶片对准”标记。另一种类型的标记可以用于先前已经执行的对准的测量中，而不是实现对准本身。这种标记可以称作“过程修正”标记。这些标记与电路图案一起被曝光。在曝光以及随后的处理(例如显影和蚀刻)之后，所述标记然后使用离线检查设备(测量工具)被检查。该检查设备可以测量在两个不同层中曝光的标记之间的位置差异。使用晶片衬底的一个示例性的顺序是：使用光刻设备曝光在抗蚀剂中的第一层中的第一标记。通过蚀刻对抗蚀剂进行显影并将图案转移到晶片上。执行晶片的进一步的处理(例如材料的添加和/或移除)。用抗蚀剂涂敷晶片。使用光刻设备曝光第二标记。对抗蚀剂进行显影。在离线检查设备上测量两个标记之间的相对位置。测量数据被处理并反馈给光刻设备。当曝光新的晶片时，该数据被用于修正(任一层的)曝光的对准。如果在衬底上的任一类型的标记没有被合适地应用于衬底上，那么在对准过程或修正过程期间对准的精度可能分别被降低。
技术实现思路
期望的是，将标记合适地应用于衬底，以便提高对准过程和/或修正过程期间的对准的精度。根据第一方面，提供了一种图案形成装置，用于通过光学投影在衬底上形成标记，所述图案形成装置包括具有沿至少第一方向呈周期性的密度分布的标记图案，所述标记图案的周期性的密度分布的基础空间频率对应于待形成的标记的期望的周期性，其中所述密度分布相对于具有基频的简单二元分布被调制，以便抑制所述基频的一个或多个谐波。根据第二方面，提供了一种在衬底上生成标记的方法，所述方法包括：用辐射照射第一方面的图案形成装置，将标记图案的图像投影到衬底上，以及使用该图像通过光刻过程在衬底上形成标记。根据第三方面，提供了一种衬底，所述衬底包括使用第二方面的方法生成的标记。根据第四方面，提供了一种器件制造方法，所述方法包括用辐射照射第一方面的图案形成装置，将标记图案的图像投影到衬底上，使用该图像通过光刻过程在衬底上形成标记，以及使用所形成的标记对准后续的光刻过程，所述后续的光刻过程包括：用电路图案的图像曝光涂敷在衬底上的光敏抗蚀剂，同时使用所形成的标记对准曝光或修正曝光的对准，显影该抗蚀剂以形成抗蚀剂集成电路图案，以及通过蚀刻将抗蚀剂集成电路图案转移到衬底上，以形成器件的集成电路。根据第五方面，提供了一种图案形成装置，用于与光学投影系统一起使用，所述图案形成装置包括周期性标记图案，该周期性标记图案在每个周期内具有相对于光学投影系统的成像分辨率为亚分辨率的图案特征，周期性标记图案被配置为近似非矩形的周期性图案，以相比不具有亚分辨率的图案特征的矩形周期性标记图案的图像，抑制由光学投影系统投影的周期性标记图案的图像中的至少一个谐波。根据第六方面，提供了一种在衬底上生成周期性标记的方法，所述方法包括：用辐射照射第五方面的图案形成装置，使用光学投影系统将周期性标记图案的图像投影到衬底上，以及使用该图像在衬底上形成周期性标记。根据第七方面，提供了一种衬底，所述衬底包括使用第六方面的方法生成的周期性标记。提供第八方面，提供了一种器件制造方法，所述方法包括用辐射照射第五方面的图案形成装置，将周期性标记图案的图像投影到衬底上，使用该图像、通过光刻过程在衬底上形成周期性标记，以及使用所形成的周期性标记对准后续的光刻过程，所述后续的光刻过程包括：用电路图案的图像曝光涂敷在衬底上的光敏抗蚀剂，同时使用所形成的周期性标记对准曝光或修正曝光的对准，显影该抗蚀剂以形成抗蚀剂集成电路图案，以及通过蚀刻将集成电路图案转移到衬底上，以形成器件的集成电路。附图说明现在参考所附的示意性附图、仅仅通过举例的方式说明本专利技术的实施例，其中相应的附图标记表示相应的部件，并且其中：图1示出了根据本专利技术的实施例的光刻设备；图2图示了已知的在光刻设备(例如扫描机)的照射器的光瞳面中的光强分布的双极照射形状；图3a-3d图示了传统的标记掩模版图案，具有诸如参考图2描述的双极照射引起的成像光瞳以及所产生的非对称的空间图像强度和印刷的抗蚀剂形状；图4a和4b示出了如何由第零、第一和第三谐波衍射级构成矩形块形用于标记的成像；图5a-5d图示了被调制成近似正弦曲线图案以至少抑制第三、第五和第七谐波的标记掩模版图案，具有诸如参考图2描述的双极照射引起的成像光瞳以及所产生的对称的空间图像强度和印刷的抗蚀剂形状；图6图示了具有由标记图案的不同照射产生的光刻设备光瞳中的不同衍射图案的不同实例；图7a-7d图示了被调制成近似非矩形周期性图案以至少抑制第五和第七谐波的标记掩模版图案，具有双极照射引起的成像光瞳以及所产生的对称的空间图像强度和印刷的抗蚀剂形状；以及图8a-8d图示了被调制成为抑制第零级谐波并且被调制成近似正弦曲线图案以至少抑制第三、第五和第七谐波的标记掩模版图案相，具有单极照射引起的成像光瞳以及所产生的对称的空间图像强度和印刷的抗蚀剂形状。具体实施方式图1示意地示出了根据本专利技术一个实施例的光刻设备。所述设备包括：-照射系统(照射器)IL，其配置成调节辐射束B(例如UV辐射或EUV辐射)；-支撑结构(例如掩模台)MT，其构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA，并与配置用于根据某些参数精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连；-衬底台(例如晶片台)WT，其构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据某些参数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；和-投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，其配置成用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或更多根管芯)上。照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。所述支撑结构支撑，即支承图案形成装置的重量。它以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图案形成装置，用于通过光学投影在衬底上形成标记，所述图案形成装置包括具有沿至少第一方向为周期性的密度分布的标记图案，所述标记图案的周期性的密度分布的基础空间频率对应于待形成的标记的期望的周期性，其中所述密度分布相对于具有基频的简单二元分布被调制，以便抑制所述基频的一个或多个谐波。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.14 US 61/784,8031.一种图案形成装置，用于通过光学投影在衬底上形成标记，所述图案形成装置包括具有沿至少第一方向为周期性的密度分布的标记图案，所述标记图案的周期性的密度分布的基础空间频率对应于待形成的标记的期望的周期性，其中所述密度分布相对于具有基频的简单二元分布被调制，以便抑制所述基频的一个或多个谐波。2.如权利要求1所述的图案形成装置，其中所述周期性的密度分布为沿与所述第一方向正交的第二方向被调制的二元分布，沿第二方向的调制具有大于基频的空间频率。3.如权利要求1所述的图案形成装置，其中所述周期性的密度分布为沿所述第一方向被调制的二元分布，不仅具有所述基础空间频率，而且具有大于将被抑制的谐波的一个或多个空间频率。4.如前述权利要求中任一项所述的图案形成装置，其中所述周期性的密度分布被调制，以便抑制所述基频的在某一谐波以下的所有谐波，其中所述某一谐波为对应于用于该调制的亚分辨率特征的最低谐波。5.一种在衬底上生成标记的方法，所述方法包括：用辐射照射前述权利要求中任一项所述的图案形成装置，将标记图案的图像投影到衬底上，以及使用该图像通过光刻过程在衬底上形成标记。6.如权利要求5所述的方法，其中所述光刻过程包括用所述图像曝光涂敷在衬底上的光敏抗蚀剂以及显影所述抗蚀剂以形成抗蚀剂标记图案。7.一种衬底，所述衬底包括使用权利要求5或6所述的方法生成的标记。8.一种制造包括集成电路的器件的方法，所述方法包括用辐射照射权利要求1-4中任一项所述的图案形成装置，将标记图案的图像投影到衬底上，使用所述图像通过光刻过程在衬底上形成标记，以及使用所形成的标记对准后续的光刻过程，所述后续的光刻过程包括：用电路图案的图像曝光涂敷在衬底上的光敏抗蚀剂，同时使用所形成的标记对准曝光或修正曝光的对准，显影所述抗蚀剂以形成抗蚀剂集成电路图案...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·巴萨尔曼斯，法兰西斯卡·戈德弗瑞德斯·卡斯珀·碧嫩，D·E·M·帕尔曼，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL