确定聚焦的方法、检查设备、图案形成装置、衬底以及器件制造方法制造方法及图纸

一种确定光刻设备的聚焦的方法具有以下步骤。使用光刻过程在衬底上形成第一和第二结构，第一结构包括具有轮廓的特征，所述轮廓具有依赖于聚焦和例如剂量或像差的曝光扰动的不对称度。第二结构包括具有轮廓的特征，所述第二结构的特征轮廓对聚焦的敏感度与第一结构不同且对曝光扰动的敏感度与第一结构不同。散射仪信号用于确定用于形成第一结构的聚焦值。这可以通过使用第二散射仪信号和/或曝光过程中使用的所记录的曝光扰动设置以选择在使用第一散射仪信号或使用具有与第一和第二散射仪信号相关的参数的模型确定聚焦值中使用的校准曲线来完成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2012年6月22日递交的美国临时申请61/663，115的权益，还要求于2012年12月20日递交的美国临时申请61/740，406的权益，该申请的全部内容一并在此作为参考。
本专利技术涉及用于确定可以例如用于在通过光刻技术制造器件过程中的光瞳平面检测或暗场散射测量中使用的光刻设备的聚焦的方法和设备，并且涉及使用光刻技术制造器件的方法。
技术介绍
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，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(IC)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待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，图案的转移是通过把图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单个的衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括:所谓的步进机，在所谓的步进机中，每个目标部分通过一次将整个图案曝光到目标部分上来辐照每个目标部分；以及所谓的扫描装置，在所谓的扫描装置中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步扫描所述衬底来辐照每个目标部分。也可以通过将图案压印到衬底上来将图案从图案形成装置转移到衬底上。 在光刻过程中，经常期望对所生成的结构进行测量，例如用于过程控制和验证。用于进行这种测量的多种工具是已知的，包括经常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜以及用于测量光刻设备的重叠(在器件中两个层的对准精度)和离焦的专用工具。近来，用于光刻领域中的各种形式的散射仪已经被研制。这些装置将辐射束引导到目标结构(例如光栅)上并测量被散射的辐射的一种或更多种性质(例如作为波长的函数的在单个反射角处的强度；作为反射角的函数的在一个或更多个波长处的强度；或作为反射角的函数的偏振)以获得“光谱”，根据该“光谱”，可以确定目标的感兴趣的性质。感兴趣的性质的确定可以通过各种技术来进行:例如通过迭代方法来重建目标结构，例如严格耦合波分析或有限元方法，库搜索以及主分量分析。 由常规的散射仪所使用的目标是相对大的(例如40μπιΧ40μπι)光栅，测量束生成比光栅小的光斑(即光栅被欠填充(underfilled))。这简化了目标的数学重建，因为其可以被看成是无限的。然而，为了减小目标的尺寸，例如减小到10 μ mX 10 μ m或更小，例如，于是它们可以被定位于产品特征之中而不是划线中，已经提出光栅被制成得比测量光斑更小的量测(即光栅被过填充(overfilled))。典型地，这种目标使用暗场散射术进行测量，在暗场散射术中，第零衍射级(对应于镜面反射)被挡住，仅仅更高的衍射级被处理 使用衍射级的暗场检测的基于衍射的重叠使得能够在更小的目标结构上进行重叠测量。这些目标可以小于照射光斑，并且可以被晶片上的产品结构围绕。多个目标可以在一个图像中被测量。 在已知的量测技术中，重叠测量的结果通过在旋转目标或改变照射模式或成像模式以分别地获得-1st和+Ist散射仪信号(在该示例中是衍射级的强度)的同时在一定条件下测量目标结构两次来获得。对于给定的光栅比较这些强度，提供光栅中的不对称度的测量。 一对堆叠的光栅结构中的不对称度可以用作重叠误差的指示器。类似地，聚焦敏感光栅中的不对称度可以用作散焦的指示器。光刻设备形成的聚焦敏感目标结构可以具有至少一个特征，其具有依赖于衬底上的光刻设备的聚焦的不对称度的轮廓。通过使用目标中的与用于获得重叠测量结果的测量相同的不对称度的测量，可以获得聚焦测量结果。因此获得的不对称度与散焦相关。所测量的不对称度和散焦之间的关系可以通过实验确定。 然而，散射仪光瞳中的导致散射仪光瞳中的不对称度改变的任何影响将归因于扫描装置散焦。
技术实现思路
期望提高聚焦测量的精确度。此外，虽然本专利技术不限于此，但是如果本专利技术可以应用于可以用基于暗场图像的技术读出的小的目标结构也是非常有利的。 根据第一方面，提供一种确定在衬底上的光刻过程中使用的光刻设备的聚焦的方法，所述方法包括步骤:接收包括通过使用光刻过程形成的第一结构的衬底；在用辐射照射第一结构的同时检测散射辐射以获得第一散射仪信号；基于具有至少一个特征的第一结构和基于用于形成第一结构的曝光扰动的信息，使用第一散射仪信号以确定用于形成第一结构的聚焦值，所述至少一个特征具有轮廓，所述轮廓具有依赖于光刻设备在衬底处的曝光扰动和聚焦的不对称度。 根据第二方面，提供一种检查设备，用于确定在衬底上的光刻过程中使用的光刻设备的聚焦，所述检查设备包括:照射系统，配置成用辐射照射在衬底上使用光刻过程形成的第一结构；检测系统，配置成检测由第一结构的照射产生的散射辐射以获得第一散射仪信号；和处理器，配置成基于具有至少一个特征的第一结构和基于用于形成第一结构的曝光扰动的信息，使用第一散射仪信号以确定用于形成第一结构的聚焦值，所述至少一个特征具有轮廓，所述轮廓具有依赖于光刻设备在衬底处的曝光扰动和聚焦的不对称度。 根据第三方面，提供一种图案形成装置，用于确定在衬底上的光刻过程中使用的光刻设备的聚焦，所述图案形成装置包括目标图案，所述目标图案包括:第一子图案，配置成使用光刻过程形成第一结构，所述第一结构包括具有轮廓的至少一个特征，所述轮廓具有依赖于光刻设备在衬底处的曝光扰动和聚焦的不对称度；和第二子图案，配置成使用光刻过程形成第二结构，所述第二结构具有至少一个特征，所述至少一个特征包括具有依赖于光刻设备在衬底处的曝光扰动和聚焦的形式的轮廓，但是对光刻设备在衬底上的聚焦的敏感度与第一结构不同且对光刻设备的曝光扰动的敏感度与第一结构不同。 根据第四方面，提供一种用于确定在衬底上的光刻过程中使用的光刻设备的聚焦的衬底，所述衬底包括目标，所述目标包括:第一子图案，配置成使用光刻过程形成第一结构，所述第一结构包括具有轮廓的至少一个特征，所述轮廓具有依赖于光刻设备在衬底上的曝光扰动和聚焦的不对称度；和第二子图案，配置成使用光刻过程形成第二结构，所述第二结构具有至少一个特征，所述第二结构的所述至少一个特征包括具有依赖于光刻设备在衬底处的曝光扰动和聚焦的形式的轮廓，但是对光刻设备在衬底上的聚焦的敏感度与第一结构不同且对光刻设备的曝光扰动的敏感度与第一结构不同。 根据第五方面，提供一种制造器件的方法，其中使用光刻过程将器件图案应用至一系列的衬底，所述方法包括:使用根据第一方面所述的方法使用至少一个衬底确定光刻设备的聚焦；和根据确定聚焦的方法的结果控制后续衬底的光刻过程。 本专利技术的其他特征和优点以及本专利技术不同实施例的结构和操作将在下文中参照附图进行描述。要注意的是，本专利技术不限于这里所描述的具体实施例。在这里给出的这些实施例仅是示例性用途。基于这里包含的教导，另外的实施例对本领域技术人员将是显而易见的。 【附图说明】 这里附图并入说明书并且形成说明书的一部分，其示出本专利技术并且与说明书一起进一步用来说明本专利技术的原理，以允许本领域技术人员能够实施和使用本专利技术。 图1示出根据本专利技术一个示例的光刻设备； 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定在衬底上的光刻过程中使用的光刻设备的聚焦的方法，所述方法包括下述步骤：(a)接收包括通过使用光刻过程形成的第一结构的衬底；(b)在用辐射照射第一结构的同时检测散射辐射以获得第一散射仪信号；(c)基于具有至少一个特征的第一结构和基于用于形成第一结构的曝光扰动的信息，使用第一散射仪信号以确定用于形成第一结构的聚焦值，所述至少一个特征具有轮廓，所述轮廓具有依赖于光刻设备在衬底处的曝光扰动和聚焦的不对称度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.22 US 61/663,115;2012.12.20 US 61/740,4061.一种确定在衬底上的光刻过程中使用的光刻设备的聚焦的方法，所述方法包括下述步骤: (a)接收包括通过使用光刻过程形成的第一结构的衬底； (b)在用辐射照射第一结构的同时检测散射辐射以获得第一散射仪信号； (C)基于具有至少一个特征的第一结构和基于用于形成第一结构的曝光扰动的信息，使用第一散射仪信号以确定用于形成第一结构的聚焦值，所述至少一个特征具有轮廓，所述轮廓具有依赖于光刻设备在衬底处的曝光扰动和聚焦的不对称度。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述曝光扰动包括曝光剂量。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述曝光扰动包括像差。4.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中衬底还包括使用光刻过程形成的第二结构，所述方法还包括在使用辐射照射第二结构的同时检测散射辐射以获得第二散射仪信号；其中，所述方法还包括:基于具有至少一个特征的第二结构，使用第二散射仪信号以确定用于形成第一结构的聚焦值，所述第二结构的所述至少一个特征包括具有依赖于光刻设备在衬底处的曝光扰动和聚焦的形式的轮廓，但是对光刻设备在衬底处的聚焦的敏感度与第一结构不同且对光刻设备的曝光扰动的敏感度与第一结构不同。5.根据权利要求4所述的方法，其中第一结构和第二结构是镜像对称的，并且其中第二结构对光刻设备的曝光扰动的敏感度与第一结构的不同在于具有相似的敏感度幅值但是符号相反，并且其中，使用第二散射仪信号确定用于形成第一结构的聚焦值的步骤包括:使用第一散射仪信号和第二散射仪信号之间的差异。6.根据权利要求4或5所述的方法，还包括步骤:使用光刻过程在衬底上形成第一结构，所述第一结构包括具有轮廓的至少一个特征，所述第一结构的所述至少一个特征的所述轮廓具有依赖于光刻设备在衬底上的曝光扰动和聚焦的不对称度；和，使用光刻过程在衬底上形成第二结构，所述第二结构具有至少一个特征，所述第二结构的所述至少一个特征包括具有依赖于光刻设备在衬底上的曝光扰动和聚焦的形式的轮廓，但是对光刻设备在衬底上的聚焦的敏感度与第一结构不同且对光刻设备的曝光扰动的敏感度与第一结构不同。7.根据权利要求6或所述的方法，其中使用光刻过程形成第一和第二结构的步骤同时执行。8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其中通过使用图像平面检测散射测量法执行在照射第一结构和第二结构的同时检测散射辐射的步骤。9.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其中通过使用光瞳平面检测散射测量法执行在照射第一结构和第二结构的同时检测散射辐射的步骤。10.根据权利要求4至9中任一项所述的方法，同时地执行在照射第一结构和第二结构的同时检测散射辐射的步骤。11.根据权利要求4至10中任一项所述的方法，其中第一散射仪信号和第二散射仪信号用于基于具有轮廓的第二结构的至少一个特征确定用于形成第一结构的聚焦值，所述第二结构的所述至少一个特征的所述轮廓具有依赖于光刻设备的曝光扰动的不对称度和在用于确定聚焦值的第二散射仪信号中产生不对称信息。12.根据权利要求4至11中任一项所述的方法，其中使用第一散射仪信号和第二散射仪信号确定聚焦值的步骤包括:使用第二散射仪信号以选择用于在使用第一散射仪信号确定聚焦值时使用的校准曲线。13.根据权利要求4至12中任一项所述的方法，其中使用第一散射仪信号和第二散射仪信号确定聚焦值的步骤包括使用具有与第一散射仪信号和第二散射仪信号相关的参数的模型。14.根据权利要求4至13中任一项所述的方法，还包括确定用于形成第一结构的曝光扰动值。15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括接收关于用于形成第一结构的曝光扰动的信息的步骤。16.根据权利要求15所述的方法，其中关于用于形成第一结构的曝光扰动的信息包括在使用光刻过程形成第一结构时应用的曝光扰动校正。17.根据权利要求15或16所述的方法，其中使用第一散射仪信号确定用以形成第一结构的聚焦值的步骤包括使用所接收的关于曝光扰动的信息以选择用于在使用第一散射仪信号确定聚焦值中使用的校准曲线。18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，还包括接收关于用于形成第一结构的聚焦的信息并在确定用于形成第一结构的聚焦值中使用所接收的关于聚焦的信息。19.根据权利要求18所述的方法，其中关于用于形成第一结构的聚焦的信息包括在使用光刻过程形成第一结构中应用的聚焦校正。20.一种检查设备，用于确定在衬底上的光刻过程中使用的光刻设备的聚焦，所述检查设备包括: -照射系统，配置成用辐射照射使用光刻过程在衬底上形成的第一结构； -检测系统，配置成检测由第一结构的照射产生...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·海恩，王淑锦，C·李维斯，鲍国峰，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL