测量方法、图案化设备以及设备制造方法技术

一种聚焦量测目标包括一个或多个周期性阵列的特征(TH、TV、T)。对光刻装置的聚焦性能的测量至少部分地基于从聚焦量测目标获得的衍射信号。每个周期性阵列的特征包括与第二区域交错的重复布置的第一区域，第一区域和第二区域中的特征密度不同。每个第一区域包括重复布置的第一特征(806、906、1106、1108、1206、1208、1210、1406、1408、1506、1508、1510)。每个第一特征的最小尺寸接近于但不小于由光刻装置进行的印刷的分辨率极限，以便在给定工艺环境中符合设计规则。高特征密度的区可以进一步包括重复布置的更大特征(1420、1520)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】测量方法、图案化设备以及设备制造方法相关申请的交叉引用本申请要求2017年12月4日提交的欧洲专利申请17205144.3、2018年4月3日提交的欧洲专利申请18165518.4以及2018年6月5日提交的欧洲专利申请18175874.9的优先权，上述申请通过整体引用并入本文。
本专利技术在第一方面中涉及可用于例如在通过光刻技术制造设备时执行量测的方法和装置。本专利技术进一步涉及在这种方法中使用的目标结构和图案化设备。本专利技术进一步涉及用于在光刻工艺中监控聚焦参数的方法和制造设备的方法。
技术介绍
光刻装置是将所需图案施加到衬底上(通常施加到衬底的目标部分上)的机器。光刻装置可以被用于例如集成电路(ICs)的制造中。在该情况下，图案化设备(备选地，其被称为掩模或掩模版)可以被用于生成待被形成于IC的单独层上的电路图案。可以将该图案转印至衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括一个裸片或若干裸片的一部分)上。图案转印通常通过对设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层成像来进行。一般来说，单个衬底将包含相继被图案化的相邻目标部分的网络。在光刻工艺中，通常需要对所创建的结构进行测量，例如以便进行工艺控制和验证。已知进行这种测量的各种工具，其包括通常被用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜，以及用于测量重叠(即设备中两个层之间的对齐精确度)的专用工具。近来，已经开发了各种形式的散射计以用于光刻领域中。这些设备将辐射光束导向至目标上并测量散射辐射的一个或多个性能——例如，随波长而变的单个反射角处的强度；随反射角而变的一个或多个波长处的强度；或随反射角而变的偏振——以获得衍射“光谱”，从该光谱中可以确定目标的感兴趣性能。已知散射计的示例包括在US2006033921A1和US2010201963A1中所描述类型的角分辨散射计。这种散射计所使用的目标是相对较大(例如40μm×40μm)的光栅，测量光束产生小于光栅的斑点(即，光栅欠填充)。角分辨散射测量可以与暗场成像量测组合，例如如国际专利申请US20100328655A1和US2011069292A1中所描述的，上述文献通过引用而被并入。已经在公布的专利公布案件US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A、US20130271740A以及WO2013178422A1中描述了该技术的进一步发展。暗场成像使得能够使用小于照明斑点的目标，并且可以被晶片上的产品结构包围。可以在一个图像中使用复合光栅目标来测量多个光栅。所有这些申请的内容也通过引用并入本文。需要监控的光刻工艺的一个重要参数是聚焦。期望将数目不断增加的电子组件集成于IC中。为了实现这一点，有必要减小组件的大小并且因此增加投影系统的分辨率，从而使得可以将越来越小的细节或线宽投影到衬底的目标部分上。随着光刻中的临界尺寸(CD)的缩小，在跨衬底与衬底之间这二者的聚焦的一致性变得越来越重要。CD是一个或多个特征的尺寸(诸如晶体管的栅极宽度)，针对这些尺寸的变化将导致特征的物理性能中出现不期望的变化。传统上，最佳设置由“先行发送的晶片”(即，在生产运行之前曝光、显影和测量的衬底)来确定。在先行发送的晶片中，将测试结构暴露于所谓的聚焦能量矩阵(FEM)中，并且通过检查那些测试结构来确定最佳的聚焦和能量设置。当前测试结构设计和聚焦测量方法具有若干缺点。被设计为用于聚焦量测的许多测试结构需要亚分辨率特征(掩模版上的因过小而无法在抗蚀剂中进行印刷的特征)或具有较大节距的光栅结构。这种结构可能会违反光刻装置的用户的设计规则，且因此其被排除用于实际产品掩模版。已知基于衍射的聚焦测量技术，其包括在特定的、聚焦依赖的目标结构所散射的相反的更高(例如第一)阶辐射中测量不对称性，并且根据该不对称性来确定聚焦。对于EUV光刻，抗蚀剂厚度(且因此目标结构的厚度)更小(例如厚度的一半)。因此，聚焦敏感度和信号强度可能不足以在EUV光刻中使用这种不对称性方法。此外，基于不对称性的技术可能需要仔细选择目标几何形状以确保不对称性与聚焦之间的期望关系(例如线性)。该选择过程可能是复杂的，并且可能需要花费大量精力才能找到合适的目标几何形状。甚至可能是不存在合适的目标几何形状的情况。在US2016363871A1中，提出了使用已在一对目标之间以“最佳离焦偏置”dF所形成的一对或多对目标。然后可以根据在第一目标上测量的衍射信号和在第二目标上测量的对应衍射信号来导出聚焦测量。不需要特定的亚分辨率特征。一种引入最佳离焦偏置的特定方法是印刷具有不同定向的光栅，同时在投影系统中使用非零像散设置。该基于像散的聚焦测量方法(被称为ABF)已经成为用于EUV光刻中的聚焦量测的选择方法。ABF也可以被用于常规光刻中。在2017年8月21日申请的欧洲专利申请EP17187069.4中已公开了对ABF方法的各种改进和备选，该专利申请在本优先权日时尚未公布。
技术实现思路
本公开在第一方面中旨在改进可用于光刻制造工艺中的聚焦量测的目标和技术的范围。特别地，本公开旨在提供通过散射测量使得能够以较大容量执行聚焦测量的目标，同时还与产品设计规则兼容。本公开在第一方面中提供了一种测量光刻装置的聚焦性能的方法，该方法包括：(a)使用光刻装置在衬底上印刷至少第一聚焦量测目标，印刷的聚焦量测目标包括至少第一周期性阵列的特征，(b)使用检视辐射从印刷的聚焦量测目标中的第一周期性阵列获得一个或多个衍射信号；以及(c)至少部分地基于步骤(b)中获得的衍射信号来导出对聚焦性能的测量，其中，所述第一周期性阵列包括至少在第一周期性方向上与第二区域交错的重复布置的第一区域，在第一区域和第二区域中的特征密度不同，其中，所述第一区域中的每个第一区域包括重复布置的第一特征，每个第一特征的最小尺寸接近于但不小于印刷步骤的分辨率极限。接近于但不小于印刷步骤的分辨率极限的每个第一特征的最小尺寸使得能够符合设计规则的常见示例。步骤(a)至(c)可以适用于基于聚焦量测或先前申请中所描述的备选方法来执行像散。聚焦量测目标的设计可以根据所选择的方法来进行调整。聚焦量测目标的设计可以针对不同工艺环境(包括附加设计规则)进行优化。本公开在第一方面中进一步提供了一种用于光刻装置中的图案化设备，该图案化设备包括对比部分，该对比部分在所述光刻印刷时限定一个或多个设备图案和一个或多个量测图案的特征，量测图案包括至少第一聚焦量测目标，聚焦量测目标包括至少第一周期性阵列的特征，其中，所述第一周期性阵列包括至少在第一周期性方向上与第二区域交错的重复布置的第一区域，在第一区域和第二区域中的特征密度不同，其中，所述第一区域中的每个第一区域包括重复布置的第一特征，每个第一特征的最小尺寸接近于但不小于由所述光刻装置进行的印刷的分辨率极限。本公开在第二独立方面中提供了一种检视目标结构的方法，该方法包括以下步骤：...

【技术保护点】
1.一种测量光刻装置的聚焦性能的方法，所述方法包括：/n(a)使用所述光刻装置在衬底上印刷至少第一聚焦量测目标，所印刷的聚焦量测目标包括至少第一周期性阵列的特征，/n(b)使用检视辐射从所印刷的聚焦量测目标中的所述第一周期性阵列获得一个或多个衍射信号；以及/n(c)至少部分地基于在步骤(b)中获得的所述衍射信号来导出对聚焦性能的测量，/n其中，所述第一周期性阵列包括至少在第一周期性方向上与第二区域交错的重复布置的第一区域，在所述第一区域和所述第二区域中的特征密度不同，/n其中，所述第一区域中的每个第一区域包括重复布置的第一特征，每个第一特征的最小尺寸接近于但不小于所述印刷步骤的分辨率极限。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171204 EP 17205144.3;20180403 EP 18165518.4;20181.一种测量光刻装置的聚焦性能的方法，所述方法包括：
(a)使用所述光刻装置在衬底上印刷至少第一聚焦量测目标，所印刷的聚焦量测目标包括至少第一周期性阵列的特征，
(b)使用检视辐射从所印刷的聚焦量测目标中的所述第一周期性阵列获得一个或多个衍射信号；以及
(c)至少部分地基于在步骤(b)中获得的所述衍射信号来导出对聚焦性能的测量，
其中，所述第一周期性阵列包括至少在第一周期性方向上与第二区域交错的重复布置的第一区域，在所述第一区域和所述第二区域中的特征密度不同，
其中，所述第一区域中的每个第一区域包括重复布置的第一特征，每个第一特征的最小尺寸接近于但不小于所述印刷步骤的分辨率极限。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一区域与第二区域仅在所述第一周期性方向上交错。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述聚焦量测目标进一步包括第二周期性阵列的特征，
其中，所述第二周期性阵列包括与第四区域交错的重复布置的第三区域，在所述第三区域和所述第四区域中的特征密度不同，
其中，所述第三区域中的每个第三区域包括重复布置的第三特征，每个第三特征的最小尺寸接近于但不小于所述印刷步骤的分辨率极限，
以及其中，步骤(b)进一步包括从所述印刷的聚焦量测目标中的所述第二周期性阵列获得一个或多个衍射信号。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第三区域在与所述第一周期性方向正交的第二周期性方向上与所述第四区域交错。


5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述第一区域和第三区域中的所述特征密度相同，并且所述第二区域和第四区域中的所述特征密度相同。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第二周期性阵列与所述第一周期性阵列相同，但旋转了九十度。


7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第三区域在所述第一周期性方向上与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·斯塔尔斯，E·J·A·布劳沃，C·C·M·卢杰滕，JP·A·H·M·瓦森，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL