光刻过程中的量测制造技术

提供了用于估计光刻过程的参数的设备和方法，以及用于确定光刻过程的参数的估计的品质低劣强度之间的关系的设备和方法。在用于估计参数的设备中，处理器被配置成基于在被测试衬底的至少第一特征的特征不对称性的测量并且还基于针对表示所述被测试衬底的至少一个另外的衬底的多个相应的至少第一特征所确定的关系，确定与所述被测试衬底有关的参数的估计的品质，所述关系是在与所述至少一个另外的衬底有关的参数的估计的品质的测量与相应的第一特征的特征不对称性的测量之间的关系。

Measurement in photolithography

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光刻过程中的量测相关申请的交叉引用本申请要求于2017年9月11日提交的欧洲申请17190401.4和2017年9月27日提交的欧洲申请17193415.1的优先权，这些申请通过引用全文并入本文。
本专利技术涉及用于估计光刻过程的参数的方法和设备，特别涉及确定这种估计的品质的方法和设备。在特别的布置中，所述参数可以是重叠。
技术介绍
光刻设备是一种构造为将所期望的图案应用到衬底上的机器。光刻设备能够例如用于集成电路(IC)的制造中。光刻设备可例如将在图案形成装置(例如，掩模)处的图案(也经常称为“设计布局”或“设计”)投影到设置在衬底(例如，晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。为了将图案投影到衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长确定能够形成在衬底上的特征的最小尺寸。当前使用的典型的波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。使用极紫外(EUV)辐射(其波长在4-20nm范围内，例如6.7nm或13.5nm)的光刻设备可用于在衬底上形成比使用例如波长为193nm的辐射的光刻设备更小的特征。低k1光刻术可以用于处理尺寸小于光刻设备的经典分辨率极限的过程特征。在这种过程中，分辨率公式可以表达为其中λ是所用辐射的波长，NA是光刻设备中投影光学元件的数值孔径，CD是“临界尺寸”(通常是印制的最小特征大小，但在这种情况下为半节距)，k1是经验分辨率因子。通常，k1越小，在衬底上再现类似于由电路设计者规划的形状和尺寸以实现特定电学功能和性能的图案就变得越困难。为了克服这些困难，可以将复杂的精调步骤施加到光刻投影设备和/或设计布局。这些步骤包括例如但不限于：NA的优化、自定义照射方案、使用相移图案形成装置、设计布局中的各种优化(诸如光学近接校正(OPC，有时也称为“光学和过程校正”)、或通常被定义为“分辨率增强技术”(RET)的其它方法。替代地，可以使用用于控制光刻设备的稳定性的紧密控制回路来改良低k1下的图案的再现。在光刻过程中，期望频繁地测量所产生的结构的参数。一个这种参数是重叠，其是结构的两个或更多个层已相对于彼此被制作的准确度的测量。一种用于测量重叠的技术是标绘具有正重叠偏置的第一特征的不对称性强度数据对具有负重叠偏置的第二特征的不对称性强度数据，然后确定通过该数据拟合的线的梯度。这种技术可以称为不对称性强度回归分析。这一过程在下文中更为详细地进行解释。然而，不对称强度数据的品质受一个或更多个其它参数的影响，诸如第一特征和/或第二特征本身中的不对称性。期望确定重叠测量的估计的品质，以使得其可被接受、被拒绝或在量测方法期间被加权。
技术实现思路
本文公开的方法和设备旨在解决或减轻与现有技术相关联的一个或更多个问题，包括本文所论述的或从本文导出的问题。特别地，所公开的方法和设备可以寻求解决确定参数(诸如重叠)的测量品质的问题。此外，本专利技术人还认识到，针对一特定晶片确定重叠测量的品质可能是耗费时间的，并且也不适于半导体器件的高容量制造。因此，本专利技术人已经证实，期望具有用于确定诸如重叠的参数的品质而不会在光刻过程中引入高的时间负担的方法和设备。根据本专利技术，在一方面中，提供了一种用于估计已经在被测试衬底上进行的光刻过程的参数的设备，所述估计基于已经通过不对称性强度数据的回归分析确定的回归分析数据，所述不对称性强度数据又通过使用由光学系统在一个或更多个波长处发射并由所述被测试衬底的至少第一特征衍射的辐射确定，所述设备包括：处理器，配置成基于在被测试衬底的至少第一特征的特征不对称性的测量并且还基于针对表示所述被测试衬底的至少一个另外的衬底的多个相应的至少第一特征所确定的关系，确定与所述被测试衬底有关的参数的估计的品质，所述关系是在与所述至少一个另外的衬底有关的参数的估计的品质的测量与相应的第一特征的特征不对称性的测量之间的关系。所述关系允许基于仅较少的不对称性强度测量确定重叠估计的准确度。可选地，所述估计基于所述光学系统在多个波长处发射的辐射。可选地，所发射的辐射由第一特征和第二特征衍射，第一特征具有正的重叠偏置，第二特征具有负的重叠偏置。可选地，所述关系针对至少一个另外的衬底上的多个相应的第一特征和第二特征对确定。可选地，所述特征不对称性的测量包括回归分析数据的截距项。可选地，针对至少一个另外的衬底的参数的估计的品质的测量包括针对至少一个另外的衬底的相应的回归分析数据的拟合优度。可选地，针对另外的衬底的相应的回归分析已经通过使用至少一个另外的衬底的多个相应的至少第一特征在大于所述光学系统发射的一个或更多个波长的多个波长下发射并衍射的辐射确定。可选地，所述处理器还被配置为：如果被测试衬底的至少第一特征的特征不对称性的测量的幅值超过阈值，则忽略被测试衬底上的参数的估计，所述阈值基于针对至少一个另外的衬底的相应的至少第一特征确定的关系。可选地，至少第一特征形成量测目标的一部分。可选地，光学系统被配置为发射波长在如下的范围内的辐射：400nm至900nm；0.1nm至100nm；和/或10nm至20nm。可选地，所述处理器还被配置为基于所述光学系统在三个或更多个波长处发射的并且从所述另外的衬底的多个相应的至少第一特征衍射的辐射，以：针对与所述另外的衬底有关的多个相应的至少第一特征确定另外的衬底的不对称性强度数据；基于所确定的另外的衬底的不对称性强度数据，确定与所述至少一个另外的衬底有关的参数的估计的品质的测量以及与所述另外的衬底有关的特征不对称性的测量；和确定与至少一个另外的衬底有关的参数的估计的品质的测量与多个相应的至少第一特征的特征不对称性的测量之间的关系。可选地，所述处理器还被配置为：通过对所述另外的衬底的不对称性强度数据进行回归分析，确定与所述至少一个另外的衬底有关的参数的估计的品质的测量。可选地，与所述至少一个另外的衬底有关的参数的估计的品质的测量包括回归分析的拟合优度。可选地，所述处理器还被配置为：基于所确定的另外的衬底的不对称性强度数据来确定多个相应的至少第一特征的特征不对称性的测量。可选地，所述多个相应的至少第一特征的特征不对称性的测量包括回归分析的截距项。可选地，所述设备还包括以下中的一个或更多个：所述光学系统；和传感器，配置成感测被衍射的辐射。可选地，光刻过程的参数包括重叠。根据本专利技术的一方面，提供了一种用于基于辐射确定光刻过程的参数的估计的品质的测量与至少一个示例衬底的多个至少第一特征的特征不对称性的测量之间的关系的设备，所述辐射由光学系统在一个或更多个波长处发射并且从示例衬底的多个至少第一特征衍射，所述设备包括处理器，所述处理器配置为：基于被衍射的辐射确定与至少一个示例衬底有关的多个至少第一特征的不对称性强度数据；基于所确定的不对称性强度数据，确定与所述至少一个示例衬底有关的参数的估计的品质的测量以及与所述另外的衬底有关的特征不对称性的测量；和确定与至少一个示例衬底有关的参数的估计的品质的测量与多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于估计已经在被测试衬底上进行的光刻过程的参数的设备，所述估计基于已经通过不对称性强度数据的回归分析确定的回归分析数据，所述不对称性强度数据又通过使用由光学系统在两个或更多个波长处发射并由所述被测试衬底的至少第一特征衍射的辐射确定，所述设备包括：/n处理器，配置成基于在被测试衬底的至少第一特征的特征不对称性的测量并且还基于针对表示所述被测试衬底的至少一个另外的衬底的多个相应的至少第一特征所确定的关系，确定与所述被测试衬底有关的参数的估计的品质，所述关系是在与所述至少一个另外的衬底有关的参数的估计的品质的测量与相应的第一特征的特征不对称性的测量之间的关系。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170911 EP 17190401.4;20170927 EP 17193415.11.一种用于估计已经在被测试衬底上进行的光刻过程的参数的设备，所述估计基于已经通过不对称性强度数据的回归分析确定的回归分析数据，所述不对称性强度数据又通过使用由光学系统在两个或更多个波长处发射并由所述被测试衬底的至少第一特征衍射的辐射确定，所述设备包括：
处理器，配置成基于在被测试衬底的至少第一特征的特征不对称性的测量并且还基于针对表示所述被测试衬底的至少一个另外的衬底的多个相应的至少第一特征所确定的关系，确定与所述被测试衬底有关的参数的估计的品质，所述关系是在与所述至少一个另外的衬底有关的参数的估计的品质的测量与相应的第一特征的特征不对称性的测量之间的关系。


2.根据权利要求1所述的设备，其中
所发射的辐射被所述第一特征和第二特征衍射，所述第一特征具有正的重叠偏置，所述第二特征具有负的重叠偏置，和可选地，所述关系针对所述至少一个另外的衬底上的多个相应的第一特征和第二特征对确定。


3.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述特征不对称性的测量包括所述回归分析数据的截距项。


4.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，针对所述至少一个另外的衬底的参数的估计的品质的测量包括针对所述至少一个另外的衬底的相应的回归分析数据的拟合优度，和可选地，已经通过使用从所述至少一个另外的衬底的多个相应的至少第一特征在大于所述光学系统发射的一个或更多个波长的多个波长下发射并衍射的辐射确定针对所述另外的衬底的相应的回归分析。


5.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述处理器还被配置为：如果所述被测试衬底的至少第一特征的特征不对称性的测量的幅值超过阈值，则忽略对所述被测试的衬底的参数的估计，所述阈值基于针对至少一个另外的衬底的相应的至少第一特征确定的关系。


6.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述至少第一特征形成量测目标的一部分。


7.根据任一前述权利要求所述的设备，其中，所述处理器还被配置为基于所述光学系统在三个或更多个波长处发射并且从所述另外的衬底的多个相应的至少第一特征衍射的辐射，以：
针对与所述另外的衬底有关的多个相应的至少第一特征确定另外的衬底的不对称性强度数据；
基于所确定的另外的衬底的不对称性强度数据，确定与所述至少一个另外的衬底有关的参数的估计的品质的测量以及与所述另外的衬底有关的特征不对称性的测量；和
确定与至少一个另外的衬底有关的参数的估计的品质的测量与多个相应的至少第一特征的特征不对称性的测量之间的关系。


8.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·G·J·马西森，M·J·J·杰克，K·巴塔查里亚，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL