校准量测工具的衬底及其形成方法以及量测工具校准方法技术

为了补偿在量测工具中依赖于取向的变化，本发明专利技术提供一种用于校准量测工具的衬底及其形成方法，以及量测工具校准方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及形成用于校准量测工具的衬底的方法，校准衬底以及用于 校准量测工具的方法。
技术介绍
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常到所述衬底的目标部分上)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(reticle)的图案形成装置用于 生成在所述IC的单层上待形成的电路图案。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。典型地，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材 料(抗蚀剂)层上。通常，单独的衬底将包含连续形成图案的相邻目标部 分的网络。公知的光刻设备包括所谓步进机，在所述步进机中，通过将 全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓扫 描器，在所述扫描器中，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地扫描所述衬底来辐射每一个目 标部分。还可以通过将所述图案压印(imprinting)到所述衬底上，将所述 图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。为了监测光刻工艺，需要测量图案化衬底的参数，例如在形成在所述 衬底中或所述衬底上面的连续的层之间的重叠误差。现有用于测量在光刻 工艺中形成的微结构的多种技术，包括使用扫描电子显微镜和多种专用工 具。专用的检测工具的一种形式是散射仪，在所述散射仪中，将辐射束引 导到衬底的表面上的目标上并测量散射束或反射束的性质。通过比较被衬 底反射或散射前后的所述束的性质，可确定衬底的性质。例如，可通过比 较反射束和存储在与已知衬底性质相关的己知测量库中的数据来完成。已 知两种主要类型的散射仪。光谱散射仪将宽带辐射束引导到衬底上并测量被散射到特定的窄角范围的辐射的光谱(强度作为波长的函数)。角度分 解散射仪使用单色辐射束并测量作为角度函数的散射辐射的强度。用来监测光刻工艺的量测工具，且尤其诸如扫描电子显微镜和散射仪 等临界尺寸(CD)量测工具，典型地设置为测量精度可能取决于测量取 向的方式。例如，在水平和垂直方向的放大率可具有偏移量。另外，与用 于照射量测目标的辐射束的理想形状的偏差和量测目标上的辐射束的入 射角的偏差可影响测量结果。明显地，这样的系统量测误差应该最小化。 因此，设置这种系统量测误差的严格规范。为了最小化系统量测误差，需 要校准量测工具。因此，具有已知量测目标的衬底可以由量测工具在多个 不同取向上检验，以便确定依赖于取向的偏移量。然而，例如由于存在凹槽定位机构，要建立许多CD量测工具，以使得不能在不同的取向上加载或测量衬底。
技术实现思路
旨在提供一种系统，通过其可更易于补偿在量测工具中依赖于取向的 偏移量。根据本专利技术的实施例，提供一种形成适用于校准量测工具的衬底的方法，所述方法包括将辐射敏感材料层提供到衬底表面；使用图案形成装 置对第一辐射束进行图案化，所述图案形成装置提供包括第一套图案特征和第二套图案特征的校准图案；将图案化的第一辐射束投影到辐射敏感材料上以使得由校准图案的第一套图案特征所图案化的辐射形成具有一套 延长的图案特征的第一校准标记，并且由校准图案的第二套图案特征所图案化的辐射形成具有一套延长的图案特征的第二校准标记；相对于投影系 统以预定角度围绕基本垂直于衬底表面的轴旋转衬底；使用图案形成装置 对第二辐射束进行图案化并将它投影到辐射敏感的材料上，以使得由校准 图案的第一套图案特征所图案化的辐射形成具有一套延长的图案特征的 第三校准标记，并且由校准图案的第二套图案特征所图案化的辐射形成具 有一套延长的图案特征的第四校准标记；其中所述预定角度使得第二校准 标记的延长的图案特征的取向基本上平行于第三校准标记的延长的图案 特征的取向。本专利技术实施例还提供一种根据上述方法制造的衬底以及一种使用由 上述方法形成的衬底的校准量测工具的方法。附图说明在此仅借助示例，参照所附示意图对本专利技术的实施例进行描述，在所 附示意图中，相同的附图标记表示相同的部分，且其中图la是根据专利技术的实施例的光刻设备； 图lb是根据专利技术的实施例的光刻单元或簇； 图2描述第一散射仪； 图3描述第二散射仪；图4是根据本专利技术的实施例的、用于形成用于校准量测工具的衬底的工艺；图5a和5b描述衬底上校准标记的构造；图5c描述在图5b中描述的校准标记布置的变化；图6描述可用在专利技术实施例中的一套可选择的校准标记；图7描述了用在专利技术实施例中的所述一套校准标记的另一变化；以及图8描述了衬底上校准标记的可能的布置。具体实施例方式图la示意性地描述了光刻设备LA。所述装置包括照射系统(照射 器)IL，所述照射器IL设置用于调节辐射束B (例如紫外(UV)辐射或 极紫外(EUV)辐射)；支撑结构(例如掩模台)MT，所述支撑结构MT 构建用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA并连接到配置用于根据确定 的参数精确定位图案形成装置的第一定位器PM;衬底支撑件(例如晶片 台)WT，所述衬底支撑件WT配置用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的 晶片)W并连接到配置用于根据确定的参数精确定位衬底的第二定位器 PW;以及投影系统(例如折射式投影透镜系统)PL，所述投影系统PL 配置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 (例如包括一个或多个管芯)上。照射系统可包括多种类型的光学部件，例如折射式、透射式、磁性式、电磁式、静电式或其它类型的光学部件或其任何组合，用于引导、整形或 控制辐射。支撑结构MT支撑图案形成装置MA，即承受图案形成装置MA的重 量。它以依赖于图案形成装置的取向、光刻设备的设计和其它条件(例如 图案形成装置是否被保持在真空环境中)的方式保持图案形成装置MA。 支撑结构MT可使用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形 成装置。支撑结构MT可以是框架或台，例如其可根据需要是固定的或可 移动的。支撑结构MT可确保图案形成装置MA处于所需的位置上(例如 相对于投影系统)。这里使用的任何术语"掩模版"或"掩模"可认为与 更上位的术语"图案形成装置"同义。这里使用的术语"图案形成装置"应广泛的解释为用来将图案在其横 截面上赋予辐射束以便在衬底的目标部分上形成图案的任何器件。应该注 意，被赋予辐射束的图案可能不能准确地对应于衬底目标部分中所需要的 图案(例如如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征)。通常，被赋予辐 射束的图案对应于在目标部分中形成的器件中的特定的功能层，例如集成 电路。图案形成装置MA可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的实例 包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。在光刻 中掩模是公知的，且包括诸如二元掩模类型、交变型相移掩模类型和衰减 型相移掩模类型等掩模类型以及多种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的 一个例子使用小反射镜的矩阵布置，每个所述小反射镜可单独倾斜以便沿 不同方向反射入射的辐射束。倾斜的反射镜将图案赋予由反射镜矩阵反射 辐射束。这里使用的术语"投影系统"应广泛的解释为包括任何类型的投影系 统，包括折射式、反射式、反射折射式、磁性式、电磁式和静电式光学系 统或其任意组合，如适合所使用的曝光辐射或其它因素(例如浸没液体的 使用或真空的使用)。这里使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成适用于校准量测工具的衬底的方法，所述方法包括：　　　　将辐射敏感材料层提供到衬底表面；　　　　使用图案形成装置对第一辐射束进行图案化，所述图案形成装置提供包括第一套图案特征和第二套图案特征的校准图案；　　　　将图案化的第一辐射束投影到辐射敏感材料上，以使得由校准图案的第一套图案特征所图案化的辐射形成具有一套延长的图案特征的第一校准标记，并且由校准图案的第二套图案特征所图案化的辐射形成具有一套延长的图案特征的第二校准标记；　　　　相对于投影系统以预定角度围绕基本垂直于衬底表面的轴旋转衬底；　　　　使用图案形成装置对第二辐射束进行图案化并将它投影到辐射敏感材料上，以使得由校准图案的第一套图案特征所图案化的辐射形成具有一套延长的图案特征的第三校准标记，并且由校准图案的第二套图案特征所图案化的辐射形成具有一套延长的图案特征的第四校准标记；　　　　其中所述预定角度使得第二校准标记的延长的图案特征的取向基本上平行于第三校准标记的延长的图案特征的取向。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：胡戈奥古斯帝努斯约瑟夫克拉默，安托万加斯东玛丽基尔斯，格拉尔杜斯玛丽亚约翰内斯维吉纳德，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]