用于缺陷检测的方法和系统技术方案

一种用于掩模版评估的系统、方法和计算机可读媒质，该方法包括：（ｉ）在成像工艺期间，在不同的偏振和可选的干涉测量条件下，得到掩模版的多重图像；以及（ｉｉ）响应（ｉ）多重图像和（ｉｉ）成像工艺和曝光工艺之间的差别以产生输出航空图像；其中在曝光工艺期间掩模版的图像投射到晶圆上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及掩模版检测尤其涉及通过航空图像(aerial image)仿真光 学系统的掩模版评估领域。
技术介绍
现代的微电子器件通常使用光刻工艺制造。在该工艺中，首先半导体晶圆 涂覆光刻胶层。然后使用掩模版(也称为光掩模，或者掩模)将该光刻胶层暴 露至(在所谓的曝光工艺期间)照明光，随后显影。在显影时，去除暴露的正 光刻胶(可选地，去除为未暴光的负光刻胶)，以及残留的光刻胶在晶圆上产 生掩模版的图像。其后，蚀刻晶圆的最上层。其后，剥离残留的光刻胶。对于 多层晶圆，则重复上述步骤以产生随后的图案化的层。本领域的普通技术人员应该理解为了产生操作的半导体产品，掩模版必须 尽可能的无缺陷，优选为完全无缺陷。因此，需要掩模版鉴定工具以检测掩模 版中的各种缺陷，其潜在地降低微电子电路制造产量。习惯上通过掩模作用使掩模(掩模版)正后面的电场与照射光的场相关。 掩模作用的概念还用于成像和投射施加的部分相干光，其中在该情形下典型地 通过Hopkins公式的一些变量描述图像形成。对于具有照明波长相当的图案特征的 掩模，Kirchoff边界条件，还已知为"薄掩模近似"，可以有效地使用以计算 最终的航空图案或者可选地，计算晶圆上的强度图案。然而， 一旦在掩模上的 特征在尺寸上变得与照明波长相当，像具有目前先进水平的现有模板的情形 时，近似方程不再有效，并且掩模的透射开始取决于偏振态和入射光的角度。对于现代掩模版中常见的特定特征，典型地为具有高度的空间对称性的特 定特征，例如可基于分析结果和有效的数值模型预泖j衍射光的振幅、相位和偏振态。对于该计算或者非常无效或者特别复杂的其它掩模版图案，可仍然结合 特定的干涉测量或波阵面感应技术使用掩模版设计的知识，以得到携带大部分 图功率的衍射级的非常近似的性能。在半导体产品中特征尺寸的快速縮小导致在曝光系统中诸如步进机中逐 渐增加的数值孔径值。目前，曝光系统的数值孔径大于l，迅速朝向1.4增长 并且期望在未来达到1.8。高的数值孔径值表示大的入射角，曝光工艺更易于受偏振相关效应的影 响，特别对于在抗蚀膜上光的大入射角时发生的那些效应。航空成像工具，诸如航空检测工具和航空复验工具，试图模仿曝光工艺但 是区别于曝光工艺应用成像工艺。虽然在曝光工艺期间，掩模版的图案縮小， 但是在成像工艺期间，掩模版的图像放大。该放大导致入射角度的消耗可能在 约数百的相同放大倍数。放大工艺的结果是在晶圆面上发生的偏振效应不通过 航空成像系统仿效。特别地，曝光工艺一般降低与S-偏振光(也称为TE)的对比度相关的p-偏振光(还称为TM)的对比度，而成像工艺不执行该缩小。 图1和图2示出了在p-偏振光分量和s-偏振光分量之间的差异。 图1示出了包括提供s-偏振光的光源12的曝光系统10。衍射产生两条或 更多的相干光线(诸如图1的光线15a和15b)，其在光瞳面上不同位置处出 现，每条相干光线从不同方向达到像平面。由于相干光线从不同方向照射到晶圆上，所有的场向量以向量迭加的方式 结合，以产生点电场。航空图像是该场的强度。在两条入射光束之间的角差产生高角偏振效应。 光源12之下为掩模版14以及掩模版之下为物镜16。 S-偏振光朝向将掩 模版14的图像投射到晶圆20上的物镜16传输通过掩模版14的透明部分。s-偏振光的电场向量垂直于图1的平面。抽出图像30是在光瞳面处s-偏振光发 射的电场向量的俯视图，或者在物镜16的上部分，而提出图像32是在晶圆(或 像)平面处相干光线42和44的侧视图。两个圆点46和48表示这些光线的场 向量的方向。图2示出了相同的曝光系统10但是光源12提供p-偏振光。p-偏振光的强 度向量在图1的平面中示出。提出图像34是在物镜16的上部分处p-偏振光的 发射的电场向量的俯视图，而提出图像36是在晶圆平面处相干光线52和549的侧视图。两个圆点56和58表示与这些光线相关的场向量。注意到每个照明 源可描述为产生包括S和P偏振分量的辐射线。航空图像是照射到晶圆或传感器上的光的电场向量的方形(square)自身 点产品。电场可分成两个独立的偏振分量^p-偏振(TM)分量和s-偏振(TE) 分量。在较高值的数值孔径处成像的理论表示s-偏振光的向量和明显不同于 p-偏振光的向量和，原因在于在高数值孔径投射处遇到的大角度入射。当然， 当在从不同方向会聚在像平面上的两束s-偏振光束的电场向量之间的角度独 立于光束的极角(在光束和系统的光轴之间的角度)时，这当然不是两束p-偏振光束的情形。这意味着由在像平面上入射角上的p-偏振光形成的图像的对 比度的高度独立性。随着在光掩模上的典型特征尺寸縮小，在需要用于成功的 图像形成的空间频率处，以大入射角会聚的光携带较大部分的功率，其中在极 限入射角处临界特征尺寸取决于光束。然而，在超过 0.7的NA值时，两种体制都产生其属性显著背离于低数值 孔径成像处获得的属性的图像，归因于由高入射角的会聚光束携带的相对功率 的增加。虽然投射系统典型地采用甚高入射角，但是由成像工艺施加的大放大倍率 导致会聚在像平面上的光具有较小的入射角。该基本差别分别导致由在晶圆上 的相同掩模图案和在成像系统的像平面上产生的不同图像。为了使成像系统能以可靠方式模仿曝光工艺，应该补偿曝光工艺和成像工 艺之间的差别。因此，需要用于掩模版评估的有效的系统和方法。
技术实现思路
一种用于掩模版评估的方法，该方法包括(i)在成像工艺期间，在不 同的偏振条件下，得到掩模版的多重图像；以及(ii)响应(i)多重图像和(ii) 成像工艺和曝光工艺之间的差别以产生输出航空图《象；其中在曝光工艺期间掩 模版的图像投射到晶圆上。一种具有其中包含用于掩模版评估的计算机可读代码的计算机可读媒质， 该计算机可读代码包括对于以下操作的指示在成像工艺期间，在不同的偏振 条件下，得到掩模版的多重图像；以及响应(0多重图像和(ii)成像工艺和曝光工艺之间的差别产生输出航空图像；其中在曝光工艺期间掩模版的图像投 射到晶圆上。一种用于掩模版评估的系统，该系统包括适于存储表示掩模版的多重图 像的信息的存储单元，以及处理器，连接到存储单元，其中在成像工艺期间以 及在不同的偏振条件下得到多重图像；以及响应(i)多重图像和(ii)成像工 艺和曝光工艺之间的差别产生输出航空图像；其中在曝光工艺期间掩模版的图 像投射到晶圆上。一种用于航空成像的方法，该方法包括在成像工艺期间，控制多重光线 的强度和偏振以限定在基本与在曝光工艺期间掩模版的照明条件相同的掩模 版照明条件；其中在曝光工艺期间掩模版的图像投射到晶圆上；并且获得掩模 版的图像。一种系统，包括成像系统，在成像工艺期间适于应用成像工艺同时控制 多重光线的强度和偏振以限定基本与在曝光工艺期间掩模版的照明条件相同 的掩模版照明条件；其中在所述曝光工艺期间掩模版的图像投射到晶圆上；以 及传感器，适于得到掩模版的图像。附图说明为了理解本专利技术并明白怎样实施本专利技术，通过非限定的实施例，现在将参照附图描述实施方式，其中图1和图2示出了经过曝光系统的p-偏振光分量和S-偏振光分量之间的 差别；图3示出了根据本专利技术的实施方式的系统； 图4示出了根据本专利技术的实施方式的方法；以及图5示出了根据本专利技术的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于掩模版评估的方法，该方法包含　在成像工艺期间，在不同的偏振条件下得到所述掩模版的多重图像；以及　响应（ｉ）所述多重图像和（ｉｉ）在所述成像工艺和曝光工艺之间的差别产生输出航空图像；　其中在所述曝光工艺期间所述掩模版 的图像投射到晶圆上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：史密尔曼根，鲍里斯戈德堡，伊谢施瓦茨班德，翁哈伦，迈克尔本伊谢，阿米尔萨吉弗，
申请(专利权)人：以色列商应用材料以色列公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]