检验方法和器件制造方法技术

一种检验方法，其包括以下步骤：　　　　用光刻装置将具有至少一个对称度的测试图案印制在基底上，所述测试图案对于所述光刻装置中可能存在的至少一种像差是敏感的；　　　　用散射计来测量所述测试图案的反射光谱；和　　　　由反射光谱获得到表示所述光刻装置中存在的所述至少一种像差的量的信息。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可用于由光刻技术进行器件生产中的检验方法以及使用光刻技术制造器件的方法。
技术介绍
在采用光刻投影装置的生产过程中，(例如在掩模中的)图案成像在至少部分由一层辐射敏感材料(抗蚀剂)覆盖的基底上。在这种成像步骤之前，可以对基底进行各种处理，如涂底漆，涂敷抗蚀剂和软烘烤。在曝光后，可以对基底进行其它的处理，如曝光后烘烤(PEB)，显影，硬烘烤和测量/检验成像特征。以这一系列工艺为基础，对例如IC的器件的单层形成图案。这种图案层然后可进行任何不同的处理，如蚀刻、离子注入(掺杂)、镀金属、氧化、化学一机械抛光等完成一单层所需的所有处理。如果需要多层，那么对每一新层重复全部步骤或者其变化。最终，在基底(晶片)上出现器件阵列。然后采用例如切割或者锯断的技术将这些器件彼此分开，单个器件可以安装在载体上，与管脚等连接。关于这些步骤的进一步信息可从例如Peter van Zant的“微型集成电路片制造半导体加工实践入门(Microchip FabricationA Practical Guideto Semiconductor Processing)”一书(第三版，McGraw Hill PublishingCo.，1997，ISBN 0-07-067250-4)中获得，这里作为参考引入。抗蚀剂显影之后的测量和检验步骤，因为在加工晶片产品的正常过程中实现，因此称为在线式，该步骤达到两个目的。首先，需要检测任一个已显影的抗蚀剂中图案有错误的靶部区域，如果足够数量的小片是错误的，那么晶片可以剥离带图案的抗蚀剂，并且被再次曝光，错误被幸运地纠正，而不是用带着错误的图案执行加工步骤如刻蚀而造成永久的错误。其次，对于顺序的曝光，测量可以检验并校正光刻装置中的误差，例如照明设置或曝光时间。然而，光刻装置中的许多误差不能容易地检测到或根据曝光中的图案确定数量。缺陷检测不会总是直接指示缺陷的原因。因此，用于检测和测量光刻装置中的误差的各种离线方法是公知的。这些可以包括用测量设备代替基底，或者进行特殊测试图案的曝光，例如在各种不同的机器设置。这样的离线技术很费时间，经常是相当大的量，在此期间该装置不能用于产生曝光。因此，首选使用在线技术，这些技术可以使用时或在产生曝光的同时完成检测和测量。在器件制造中为测量行距，节距(pitch)和临界尺寸所用的在线技术称为“散射测量”。散射测量的方法在Raymond等人的《Multipararmeter GratingMetrology Using Optical Scatterometry》，J.Vac.Sci.Tech.B，Vol.15 no.2 361-368 1997和Niu等人的《Specular Spectroscopic Scatterometry in DUV Lithography》，SPIE，Vol.3677，1999中描述。在散射测量中，白光被显影的抗蚀剂中周期性的结构以及给定角度处检测到的最终的反射波谱所反射。对产生反射光谱的结构进行重构，例如使用严格的耦合波分析(RCWA)或者通过与模拟导出的图案库进行比较。图案不对称是一种缺陷，光刻装置中有很多原因都可以导致这种缺陷，包括投影系统中的像差，无像差投影透镜的伪影(artifact)，划线板和抗蚀剂加工。测量图案不对称的现有技术是困难的，需要离线且不能直接测量抗蚀剂中的效果，因此这种方法不能保证使问题达到最小化的测量在完成的产品中具有预期的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用光刻技术制造器件的过程中在线测量图案不对称的方法。根据本专利技术，上述和其它目的在检验方法中实现，该检验方法包括以下步骤用光刻装置将具有至少一个对称度的测试图案印制到基底上，该图案对所述光刻装置中可能存在的至少一种像差敏感；用散射计来测量所述测试图案的反射光谱；和由反射光谱获得到表示所述光刻装置中存在的所述至少一种像差的量的信息。通过这种方法，可以得到对光刻装置中的像差进行快速测量的方法。测试图案可以在产生曝光的过程中印制，例如在划线道区(scribe lane)或边缘电路小片或基底的其它未使用区域中，并且不需要相当多的额外时间。利用散射计可以同样快速地测量反射光谱，不会给生产线带来延迟。因此本专利技术的测量方法可以作为质量鉴定工具或者校准工具在线使用。如果向光刻装置提供合适的控制，例如投影透镜中的可调整元件，那么可以进行立即校正以改善随后晶片的成像。另外，如果测得像差在程度上比较严重，那么光刻装置可以在大量的缺陷晶片生产出来之前为校正维护而剔除掉这些产品。优选地，散射测量步骤在已显影抗蚀剂的图案上进行，但是如果抗蚀剂潜像具有足够的对比度，那么也可以在显影前进行散射测量。因为在加工步骤之前检测像差，因此如果像差大到可以导致产生次品，那么抗蚀剂将被剥去，基底将送回到再次成像的步骤中。在本专利技术优选的方法中，测试图案包括双条光栅(two-bar grating)，由散射计测得的反射光谱用来重构具有内部和外部占空比作为参数的光栅。重构的占空比与预期值的偏差表示光刻装置中的彗形像差。在另一优选方法中，测试图案包括由点构成的六角形阵列，由散射计测得的反射光谱用来重构点(spot)的直径。每一个单位晶格(unit cell)中第一、三、五个点的直径与第二、四、六个点的直径相比较的差用来表示3-波像差(3-wave aberrations)。当然，也可以使用对其它像差敏感的其它测试图案，可以在同一基底上印制相同或不同类型的多个测试图案。在另一优选的方法中，测试图案包括同一基本形式的第一、第二和第三结构，所述第一结构和第二结构具有偏离所述基本形式的相等但是相反的不对称偏差，所述第三结构与所述第二结构相比具有额外的不对称偏差。也可以使用更多的结构，将结果取平均值来减少噪声。然后第一、第二和第三反射光谱由各自的结构获得，用第三散射测量信号和第二散射测量信号之差去除第一散射测量信号和第二散射测量信号之差而得到表示像差数量的信息。通过这种方法，可以得到关于光刻装置中的像差信息，而不需要重构散射测量信号的结构，所述重构需要进行大量的计算，且其数值很长(robust)。更加优选的方案可以用来测量彗形像差，其中使用这样一种测试图案，在该图案中，第一、第二和第三结构都是双条光栅，第一结构的条宽(bar width)是W1和W2，其中W1＞W2，第二结构是第一结构的镜像，第三结构的条宽是W2+d和W1-d，其中d＜(W1-W2)。优选地，使用法线入射的白光散射测量来进行散射测量步骤。根据本专利技术的另一方面，提供一种器件制造方法，包括以下步骤提供一个基底，该基底至少部分地由一层辐射敏感材料覆盖；利用辐射系统提供辐射的投射束；利用构图部件使得投射束的横截面具有投射束图案；将带有图案的辐射束投射到辐射敏感材料层的靶部上，其特征在于所述图案包括代表加工层的图案和具有至少一个对称度的测试图案，所述测试图案对于所述光刻装置中可能存在的至少一种其它类型的像差是敏感的；还包括以下步骤利用散射计测量所述测试图案的反射光谱；和由反射光谱得出表示在所述光刻装置中存在的所述至少一种像差的数量的信息。优选地，将测试图案印制在邻近产品层图案的区域，比如划线道区。这样，没有在基底上占用不必要的空间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：A·J·登博夫，H·范德拉安，A·J·J·范迪塞当克，M·杜萨，A·G·M·基尔斯，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：