量测方法技术

一种量测方法，包括：在衬底上执行第一次曝光，以形成包括多个第一目标单位的第一图案化层，每个第一目标单位包括第一目标特征；在衬底上执行第二次曝光，以形成第二图案化层，该第二图案化层包括与相应一些第一目标单位套刻的多个第二目标单位，每个第二目标单位具有第二目标特征，其中多个第二目标单位中的一些第二目标单位具有相对于参考位置分别以不同的偏移被定位的第二目标特征：对套刻在第一目标单位上的第二目标单位进行成像；以及基于第二目标单位中的第二目标特征的边缘相对于在下面的第一目标单位的第一目标特征的边缘的位置，确定边缘放置误差。确定边缘放置误差。确定边缘放置误差。

Measurement method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】量测方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年12月24日提交的欧洲专利申请19219624.4的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。


[0003]本公开涉及量测方法和目标，特别是用于使用光刻装置制造的器件。

技术介绍

[0004]光刻装置是一种将期望图案施加到衬底上的机器，通常施加到衬底的目标部分上。可以在例如集成电路(IC)的制造中使用光刻装置。在这种情况下，替代地被称为掩模或掩模版的图案形成装置可以被用来生成要在IC的个体层上形成的电路图案。该图案可以被转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分的、一个或若干管芯)上。图案的转印通常经由成像到衬底上所提供的辐射敏感材料层(抗蚀剂)上。一般来说，单个衬底将包含连续图案化的相邻目标部分的网络。
[0005]大多数半导体器件需要将被形成并被转印到衬底中的多个图案层。为了器件的正常运行，在边缘的定位中可容忍误差通常有一个限制，称为边缘放置误差或EPE。EPE可能是因为连续层的相对定位误差(被称为套刻)、或由于特征尺寸(特别是临界尺寸或CD)的误差而产生的。随着光刻技术不断希望减小可以形成(收缩)的特征大小，对EPE的限制也变得越来越严格。
[0006]套刻可能由光刻工艺中的多种原因引起，例如由在曝光期间衬底的定位中的误差和投射图像中的像差引起。在用于将图案转印到衬底中的工艺步骤(诸如蚀刻)期间也可能引起套刻。一些这样的工艺步骤在衬底内产生应力，其导致衬底的局部或整体变形。在衬底上形成三维结构，诸如最近开发的存储器类型和MEMS所需的，也可能导致衬底的显著变形。CD变化也可能源于多种原因，包括剂量或焦点误差。

技术实现思路

[0007]本公开旨在提供改进的量测方法，例如用于光刻装置制造工艺。
[0008]根据一个实施例，提供了一种检查工具，包括：
[0009]成像系统，被配置为对形成在衬底上的目标进行成像，该目标包括形成在第一图案化层中的多个第一目标单位以及形成在第二图案化层中的多个第二目标单位，多个第二目标单位与相应一些第一目标单位套刻，每个第一目标单位包括第一目标特征，每个第二目标单位具有第二目标特征，其中多个第二目标单位中的一些第二目标单位具有相对于参考位置分别以不同的偏移被定位的第二目标特征；和
[0010]图像分析系统，被配置为：基于第二目标单位中的第二目标特征的边缘相对于在下面的第一目标单位的第一目标特征的边缘的位置，确定边缘放置。
[0011]根据一个实施例，提供了一种量测方法，包括：
[0012]在衬底上执行第一次曝光，以形成包括多个第一目标单位的第一图案化层，每个第一目标单位包括第一目标特征；
[0013]在衬底上执行第二次曝光，以形成第二图案化层，该第二图案化层包括与相应一些第一目标单位套刻的多个第二目标单位，每个第二目标单位具有第二目标特征，其中多个第二目标单位中的一些第二目标单位具有相对于参考位置分别以不同的偏移被定位的第二目标特征；
[0014]对套刻在第一目标单位上的第二目标单位进行成像；以及
[0015]基于第二目标单位中的第二目标特征的边缘相对于在下面的第一目标单位的第一目标特征的边缘的位置，确定边缘放置误差。
附图说明
[0016]现在将参考附图以示例的方式描述实施例，其中：
[0017]图1描绘了与其他装置一起形成用于半导体器件的生产设施的光刻装置；
[0018]图2A到图2C描绘了形成切割线的工艺中的步骤；
[0019]图3A到图3F描绘了目标和器件特征中的切割特征的位置变化的影响；
[0020]图4A到图4C描绘了切割特征的位置的相反偏移的影响；
[0021]图5描绘了在旋转下的反向偏差特征的等效性；
[0022]图6描绘了在实施例中的目标特征的SEM图像的示例；
[0023]图7描绘了包括不同偏差的子目标的复合目标的示例布置；
[0024]图8A到图8C描绘了接触孔相对于平面图和横截面图中的线的位置变化的影响；
[0025]图9A到图9C描绘了垂直对准的通道孔的布置和位置误差的影响；和
[0026]图10描绘了根据实施例的方法的流程图。
具体实施方式
[0027]电子器件由在被称为衬底的硅片上形成的电路构成。许多电路可以一起形成在同一硅片上，并且被称为集成电路或IC。这些电路的大小已显著减小，以使得更多的电路可以被适配在衬底上。例如，智能手机中的IC芯片可以和拇指甲一样小，但可以包括超过20亿个晶体管，每个晶体管的大小不到人类头发大小的1/1000。
[0028]制造这些极小的IC是一个复杂、耗时且昂贵的工艺，通常涉及数百个个体步骤。即使在一个步骤中的误差，也有可能导致成品IC出现缺陷，致使其无法使用。因此，制造工艺的一个目标是避免此类缺陷，以将工艺中制造的功能IC的数量最大化；也就是说，提高工艺的整体良率。
[0029]提高良率的一个组成部分是监控芯片制造工艺，以确保它生产足够数量的功能集成电路。对工艺进行监控的一种方法是在形成芯片电路结构的各个阶段检查芯片电路结构。可以使用扫描电子显微镜(SEM)、光学检查系统等进行检查。此类系统可以被用来对这些结构进行成像，实际上是拍摄晶片结构的“照片”，其中SEM能够对这些结构中的最小结构进行成像。图像可以被用来确定结构是否正确形成在正确的位置。如果结构有缺陷，那么可以对工艺进行调整，以使缺陷不太可能再次发生。
[0030]为了控制光刻制造工艺中的误差，诸如不同层中的特征的相对位置(称为套刻)和
特征大小(称为CD变化)的误差，在施加校正之前，有必要诸如通过使用SEM、光学检查系统等等来测量误差。很难直接测量通过光刻所形成的器件的特征。因此，与器件特征同时形成特殊目标。目标被设计成更容易成像，例如通过扫描电子显微镜，并以与器件特征相同的方式表现，例如如果器件特征遭受套刻误差，则目标也将遭受同样的误差。然而，尽管目标比器件特征更容易成像，但是仍然难以准确测量那些图像中的绝对距离，尤其是在使用不同的成像设备的情况下或者是在制造工艺的不同阶段测量特征的情况下。除其他外，下文公开了目标的新方法和布置，其使得能够确定诸如套刻之类的误差的绝对值而无需在SEM图像中进行直接测量。
[0031]在新目标的示例中，每个目标具有多个目标子单元，所有这些子单元都具有相同的两个特征，但是在不同的目标子单元中，特征之一相对于另一个特征位于不同的位置处。由于两个特征的相对位置范围，位置误差将引起在至少一个目标中的两个特征的边缘的套刻。知道初始位置变化后，位置误差的大小可以通过识别两个特征的边缘套刻在哪个目标中来确定。在其他示例中，可以通过比较不同子单元的图像来确定位置误差，可能是在一个图像的裁剪、旋转和/或反射之后。因此，不再需要直接测量两个特征的位置，并且可以更准确地确定误差的大小。
[0032]在详细描述实施例之前，呈现在其中可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种检查工具，包括：成像系统，所述成像系统被配置为对形成在衬底上的目标进行成像，所述目标包括形成在第一图案化层中的多个第一目标单位以及形成在第二图案化层中的多个第二目标单位，所述多个第二目标单位与相应一些第一目标单位套刻，每个第一目标单位包括第一目标特征，每个第二目标单位具有第二目标特征，其中所述多个第二目标单位中的一些第二目标单位具有相对于参考位置分别以不同的偏移被定位的所述第二目标特征；和图像分析系统，所述图像分析系统被配置为：基于所述第二目标单位中的所述第二目标特征的边缘相对于在下面的所述第一目标单位的所述第一目标特征的边缘的位置，确定边缘放置。2.根据权利要求1所述的检查工具，其中所述图像分析系统被配置为：通过检测在哪个目标单位中存在特征边缘的预定位置关系，确定位置误差的量值。3.根据权利要求1所述的检查工具，其中所述成像系统包括扫描电子显微镜。4.根据权利要求1所述的检查工具，其中所述成像系统被配置为对目标进行成像，其中所述不同的偏移在大于或等于所述第一目标特征的边缘的标称位置与所述第二目标特征的边缘的标称位置之间的距离的范围内变化。5.根据权利要求1所述的检查工具，其中所述成像系统被配置为对目标进行成像，其中所述第二目标单位包括至少一对第二目标单位，所述至少一对第二目标单位中的相应第二目标特征具有相反偏移。6.根据权利要求1所述的检查工具，其中所述成像系统被配置为对目标进行成像，其中所述第二目标单位中的所述第二目标特征的所述偏移被定向在一个方向上。7.根据权利要求1所述的检查工具，其中所述成像系统被配置为对目标进行成像，其中所述第二目标单位中的所述第二目标特征的所述偏移包括被定向在多于一个方向上的偏移。8.根据权利要求1所述的检查工具，其中所述成像系统被配置为对目标进行成像，其中存在至少5个、至少7个或至少9个第一目标单位和第二目标单位。9.根据权利要...

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