用于表征图案形成装置的测量系统和方法制造方法及图纸

提供一种用于确定图案形成装置的表面参数的方法，包括以下步骤：使用第一测量系统相对于曝光辐射束的路径定位所述图案形成装置；将所述图案形成装置设置在布置于第二测量系统中的色差透镜的第一焦平面处；用穿过所述色差透镜的辐射照射所述图案形成装置的表面的一部分，其中所述辐射包括多个波长；确定所述图案形成装置的被照射的部分在第一方向和第二方向上的位置；通过所述色差透镜收集由所述图案形成装置反射的辐射的至少一部分；测量辐射的被收集的部分的作为波长的函数的强度，以获得被照射的区域的光谱信息；和根据所述光谱信息确定所述图案形成装置在所确定的位置处的所述表面参数。的所述表面参数。的所述表面参数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于表征图案形成装置的测量系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年10月3日递交的欧洲申请19201296.1的优先权，并且所述欧洲申请的全部内容通过引用并入本文中。


[0003]本专利技术涉及用于表征图案形成装置且特别地用于测量图案形成装置的几何性质和表面性质的测量系统和方法。

技术介绍

[0004]光刻设备是被构造成将期望的图案施加至衬底上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造中。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如掩模)的图案(也常常称为“设计布局”或“设计”)投影至设置于衬底(例如晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
[0005]随着半导体制造过程持续进步，几十年来，电路元件的尺寸已不断减小，而每器件的诸如晶体管之类的功能元件的量已稳固地增加，这种遵循通常称为“莫耳定律”的趋势。为了跟得上莫耳定律，半导体行业正追逐能够产生越来越小特征的技术。为了将图案投影于衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长确定在衬底上被图案化的特征的最小尺寸。当前在使用中的典型波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。相比于使用例如具有193nm的波长的辐射的光刻设备，使用具有介于4nm至20nm范围内(例如6.7nm或13.5nm)的波长的极紫外(EUV)辐射的光刻设备可以用于在衬底上形成更小特征。
[0006]期望提供对传递至光刻设备内的衬底的图案的精确控制，以便满足关于临界尺寸均一度和重叠的要求。这种控制不限于如被设置在图案形成装置或投影系统(例如透镜和/或反射镜)上的图案，而是这种控制也可以与图案形成装置自身的形状相关。即，图案形成装置的表面平整度可能影响投影至衬底的图案。虽然布置于平台(例如晶片平台或测量平台)处的传感器可以用于获得图案形成装置的位置信息，但位置信息通常受靠近图案形成装置的四个边缘进行的测量的限制。为了改善对图案的精确控制，需要在图案形成装置的曝光场内的表面位置信息，不能用当前传感器或方法原位获得所述表面位置信息。可以借助于如在WO2017/153085A1中所描述的干涉式测量系统获得在图案形成装置的曝光场或图案形成装置的图案化区域内的形状信息。然而，这些类型的干涉式测量系统具有对环境变化敏感的缺点，这又可能导致错误的测量结果。
[0007]本专利技术的目标是提供一种用于表征图案形成装置的设备和方法，所述设备和方法克服了如上文提及的限制。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目标是提供一种用于表征图案形成装置的测量系统和方法。测量系统被配置成用于测量图案形成装置的几何和表面性质。
[0009]这种目标通过用于确定图案形成装置的表面参数的方法实现。所述方法包括以下
步骤：将所述图案形成装置装载至布置于光刻设备中的掩模支撑件上；使用第一测量系统相对于曝光辐射束的路径定位所述图案形成装置；将所述图案形成装置设置在布置于第二测量系统中的色差透镜的第一焦平面处；将所述图案形成装置设置在色差透镜的第一焦平面处；用穿过所述色差透镜的辐射照射所述图案形成装置的表面的一部分，所述辐射包括多个波长；确定被照射的部分在第一方向和第二方向上的位置；通过所述色差透镜收集由所述图案形成装置反射的辐射的至少一部分；在所述色差透镜的第二焦平面处测量辐射的被收集的部分的作为波长的函数的部分的强度，以获得光谱信息；以及根据所述光谱信息确定所述图案形成装置在所确定的位置处的所述表面参数。定位(或对准)所述图案形成装置是为了使图案形成装置准备用于衬底的曝光。通过将图案形成装置设置在色差透镜的第一焦平面处且通过在第二焦平面处测量在第一焦平面处反射的辐射，将仅记录由色差透镜聚焦于目标处的辐射。即，色差透镜可以向与色差透镜相互作用的辐射提供强色差。这具有在色差透镜的不同距离(或不同焦平面)处聚焦包括不同波长的辐射的优势。这给出以下优势：色差透镜不必移动来确保包括多个波长的辐射的聚焦位置位于图案形成装置的表面或界面处。
[0010]根据本专利技术，所述方法重复多次，其中针对每次重复，照射所述图案形成装置的所述表面的不同部分。这可以通过在至少所述第一方向或所述第二方向上相对于所述色差透镜移动所述图案形成装置来实现。因此，可以在一个或更多个方向上扫描图案形成装置。基于在扫描移动期间所接收的、作为图案形成装置的位置的函数的光谱信息，可以获得图案形成装置的空间信息。可以根据在扫描期间所收集的信息来确定表面参数映射。
[0011]所记录的表面参数可以由表面的光学性质决定。因此，表面参数因而可以是对图案形成装置的被照射的部分(部分或区域)的光学性质的量度。根据本专利技术，所述方法可以用于至少确定图案形成装置的光学性质，例如透射率、反射率和/或吸收率。
[0012]本专利技术还提供一种用于通过使用加热模型将光学性质作为输入来确定图案形成装置的预期加热效应的方法。所述加热模型可以是掩模版加热模型和/或透镜或镜头加热模型。光学性质可以用于导出在光刻过程内的曝光序列期间由图案形成装置吸收的辐射量。吸收率依赖于图案形成装置的局部性质。基于所吸收的辐射量，模型(例如有限元模型)可以用于导出在图案形成装置处的(预期)热载荷。热载荷可能引起图案形成装置的形状和/或光学改变。
[0013]根据本专利技术，所述方法可以用于确定在所述图案形成装置处的被照射的部分与所述色差透镜之间的轴向距离。归因于该透镜的色差行为，波长可以用作用于测量色差透镜与图案形成装置的表面之间的距离的标尺。因此，通过确定所收集的和所测量的辐射的波长，也可以获得(在第三方向上的)轴向距离的信息。
[0014]本专利技术还提供一种用以根据轴向距离来确定图案形成装置的形状的方法。通过测量作为空间位置的函数(例如作为优选地在大致平行于图案形成装置的表面的平面中的二维平面内的位置的函数)的轴向距离，可以获得图案形成装置的高度映射或图、或表面形貌映射或图。根据这种映射或图，可以确定图案形成装置的局部和/或全局形状。
[0015]根据本专利技术，所述方法还可以用于进行图案形成装置形状补偿。所述方法还包括基于图案形成装置的所确定的形状来进行以下调整中的至少一个：通过将平移应用于图案形成装置来调整图案形成装置的位置，和通过将旋转应用于图案形成装置来调整图案形成
装置的方向。图案形成装置的平移可以沿z方向。图案形成装置的旋转可以是Rx旋转和/或Ry旋转。
[0016]也可以通过基于所确定的形状通过将机械载荷施加于图案形成装置来调整图案形成装置的形状，实现形状补偿。
[0017]根据本专利技术，提供一种用于补偿图案形成装置的加热效应的方法。所述方法还包括以下步骤：基于所确定的表面参数映射或图、和待用于衬底的曝光的曝光设置来计算所述图案形成装置的预期形状改变，以确定所述图案形成装置的预期加热效应；借助于镜头模型来定义投影镜头的(透镜或镜头)设置以补偿所述图案形成装置的所述预期形状改变；以及在曝光之前和/或在曝光期间应用所定义的设置。加热效应可以包括光学像差。即，投影镜头内的光学元件(透射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定图案形成装置的表面参数的方法，所述方法包括以下步骤：将所述图案形成装置装载至布置于光刻设备中的掩模支撑件上；使用第一测量系统相对于曝光辐射束的路径定位所述图案形成装置；将所述图案形成装置设置在布置于第二测量系统中的色差透镜的第一焦平面处；用穿过所述色差透镜的辐射照射所述图案形成装置的表面的一部分，所述辐射包括多个波长；确定被照射的部分在第一方向和第二方向上的位置；通过所述色差透镜收集由所述图案形成装置反射的辐射的至少一部分；在所述色差透镜的第二焦平面处测量辐射的被收集部分的作为波长的函数的强度，以获得光谱信息；以及根据所述光谱信息确定所述图案形成装置在所确定的位置处的所述表面参数。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：重复多次：照射表面的一部分、确定被照射的部分的位置、收集被反射的辐射的至少一部分、测量被收集的部分的强度、以及确定所述表面参数，其中，针对每次重复，通过在至少所述第一方向或所述第二方向上相对于所述色差透镜移动所述图案形成装置，照射所述图案形成装置的所述表面的不同部分。3.根据权利要求2所述的方法，还包括确定在所述图案形成装置处的图案化区域的表面参数映射。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中表面参数至少包括在所述被照射的部分处的光学性质。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述光学性质为反射率、透射率和吸收率中的至少一种。6.根据权利要求4或5所述的方法，还包括通过使用加热模型、将所述光学性质作为输入来确定所述图案形成装置的预期加热效应。7.根据权利要求2或3所述的方法，其中表面参数至少包括所述被照射的部分与所述色差透镜之间在第三方向上的轴向距离。8.根据权利要求7所述的方法，还包括根据所述轴向距离确定所述图案形成装置的形状。9.根据权利要求7或8所述的方法，还包括使用作为所确定的位置的函数的所述轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：