用于测量光刻设备的聚焦性能的方法、图案形成装置和设备、器件制造方法制造方法及图纸

公开了一种用于光刻过程的焦距测量的方法。所述方法包括：接收衬底，已经通过光刻设备利用照射光瞳在所述衬底上印制量测图案；利用量测工具照射所述量测图案以基于由所述量测图案散射的辐射来测量信号；和基于所测量的信号来确定或监测所述光刻过程的焦距。所述量测图案的至少一部分的位置依赖于焦距。所述量测图案的至少一部分已经由所述光刻设备利用角向不对称的照射光瞳来印制。向不对称的照射光瞳来印制。向不对称的照射光瞳来印制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量光刻设备的聚焦性能的方法、图案形成装置和设备、器件制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年7月28日递交的欧洲申请20188032.5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]本专利技术涉及可以用于例如在通过光刻技术进行器件制造时执行量测的检查设备和方法。本专利技术还涉及用于在光刻过程中监测聚焦参数的这样的方法。

技术介绍

[0004]光刻设备是将期望的图案施加至衬底上(通常施加至衬底的目标部分上)的机器。光刻设备可以用于(例如)集成电路(IC)的制造中。在那种情况下，图案形成装置(其替代地称作掩模或掩模版)可以用于产生待形成在IC的单层上的电路图案。这种图案可以转印至衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括管芯的部分、一个管芯或若干管芯)上。通常经由成像至被设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来进行图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续地图案化的相邻目标部分的网络。
[0005]在光刻过程中，期望频繁地对所产生的结构进行测量(例如)以用于过程控制和验证。用于进行这些测量的各种工具是众所周知的，包括常常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜，和用于测量重叠(器件中两个层的对准准确度)的专用工具。近来，已开发供光刻领域中使用的各种形式的散射仪。这些器件将辐射束引导至目标上且测量散射辐射的一个或更多个性质
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例如，作为波长的函数的在单个反射角下的强度；作为反射角的函数的在一个或更多个波长下的强度；或作为反射角的函数的偏振
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以获得可以用于确定目标的所关注的性质的衍射“光谱”。
[0006]已知散射仪的示例包括US2006033921A1和US2010201963A1中所描述的类型的角分辨散射仪。由这样的散射仪使用的目标是相对大(例如，40μm乘40μm)的光栅，并且测量束产生小于光栅的斑(即，光栅欠填充)。使用衍射阶的暗场成像的基于衍射的重叠量测/检查使得能够对较小目标的重叠和其它参数进行测量。这些目标可以小于照射斑且可以由衬底上的产品结构环绕。来自环境产品结构的强度可以通过像平面中的暗场检测与来自重叠目标的强度有效地分离。
[0007]可以在国际专利申请US20100328655A1和US2011069292A1中找到暗场成像量测的示例，这些国际专利申请的文件由此以全文引用的方式并入。已公布的专利公开US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A、US20130271740A和WO2013178422A1中已描述所述技术的进一步开发。这些目标可以小于照射斑且可以由晶片上的产品结构环绕。可以使用复合光栅目标来在一个图像中测量多个光栅。所有这些申请的内容也以引用的方式并入本文中。
[0008]需要监测的光刻过程的一个重要参数是焦距。需要将不断增长数目个电子部件集
成于IC中。为了实现这种集成，有必要减小部件的尺寸且因此增加投影系统的分辨率，使得可以将越来越小的细节或线宽投影于衬底的目标部分上。随着光刻中的临界尺寸(CD)缩小，横跨衬底和在衬底之间的焦距的一致性变得越来越重要。CD是变化将造成或若干特征的物理性质的不期望的变化的一个或多个特征的尺寸(诸如晶体管的栅极宽度)。
[0009]传统上，最优设置通过“提前发送晶片”来确定，“提前发送晶片”即在生产运行之前曝光、显影和测量的衬底。在提前发送晶片中，在所谓的焦距能量矩阵(FEM)中曝光测试结构，并且从那些测试结构的检查确定最优焦距和能量(曝光剂量)设置。近年来，焦距量测目标被包括在生产设计中以允许对聚焦性能的连续监测。这些量测目标应允许对焦距的快速测量，以允许大容量制造中的快速性能测量。理想地，量测目标应足够小，使得量测目标可以被放置于产品特征当中而无空间的不当损耗。
[0010]当前的测试结构设计和焦距测量方法具有若干缺点。已知的焦距量测目标需要具有大节距的次分辨率特征和/或光栅结构。这些结构可能违反光刻设备的用户的设计规则。可以使用在可见光辐射波长下工作的高速量测设备(也可以称作检查设备)(诸如散射仪)来有效地测量光栅结构中的不对称性。已知的焦距测量技术利用以下事实：焦距敏感不对称性可以通过限定目标结构的图案形成装置上的图案的特殊设计而引入至印制于抗蚀剂层中的结构中。对于极紫外(EUV)光刻，在使用波长小于20nm(例如13.5nm)的辐射来执行印制的情况下，次分辨率特征的产生变得更加困难。对于EUV光刻，抗蚀剂厚度并且因此目标结构的厚度较小。这减弱衍射效率，并且因此减弱可以用于焦距量测的信号强度。
[0011]出于这些原因，通常，需要开发用于在光刻过程中(尤其在EUV光刻中)进行聚焦性能的测量而且用于基于投影的光刻的新技术。

技术实现思路

[0012]根据本公开的一方面，提供一种用于光刻过程的焦距测量的方法。所述方法包括：接收衬底，已经通过光刻设备利用照射光瞳在所述衬底上印制量测图案；利用量测工具照射所述量测图案以基于由所述量测图案散射的辐射来测量信号；和基于所测量的信号来确定或监测所述光刻过程的焦距。所述量测图案的至少一部分的位置依赖于焦距。所述量测图案的至少一部分已经由所述光刻设备利用角向不对称的照射光瞳来印制。
[0013]可选地，量测工具为散射仪，可选地，所述量测工具为角分辨散射仪。
[0014]可选地，量测工具测量暗场成像。
[0015]可选地，量测工具测量被量测图案衍射的衍射阶的暗场成像。
[0016]可选地，接收衬底的步骤包括接收已经利用极紫外辐射在其上印制量测图案的衬底。
[0017]可选地，量测图案包括周期性结构和周期性中间结构，其中，周期性结构和周期性中间结构是不同的，并且形成交错图案。
[0018]可选地，信号包括关于相对的较高衍射阶(可选地，
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1衍射阶和+1衍射阶)的强度和相位差中的至少一个的信息。
[0019]可选地，量测图案包括第一子目标和第二子目标，其中，第一子目标和第二子目标由光刻设备利用不同的角向不对称的照射光瞳来印制。
[0020]可选地，量测图案包括第一部分和第二部分，其中，第一部分和第二部分的位置具
有不同的离焦偏移。
[0021]可选地，量测图案包括第一子目标和第二子目标，其中，第一子目标和第二子目标由光刻设备利用相同的角向不对称的照射光瞳来印制。
[0022]可选地，量测图案与周期性结构至少部分地重叠，其中，所述周期性结构位于衬底上的与量测图案的层不同的层处。
[0023]可选地，量测图案包括角向对称结构。
[0024]本专利技术又进一步提供一种计算机程序，包括在合适的处理器控制的设备上执行时使所述处理器控制的设备可操作以执行第一方面的处理器可读指令。
[0025]本专利技术又进一步提供一种光刻单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于光刻过程的焦距测量的方法，所述方法包括：接收衬底，已经通过光刻设备利用照射光瞳在所述衬底上印制量测图案，利用量测工具照射所述量测图案以基于由所述量测图案散射的辐射来测量信号，以及基于所测量的信号来确定或监测所述光刻过程的焦距；其中，所述量测图案的至少一部分的位置依赖于焦距；其中，所述量测图案的至少一部分已经由所述光刻设备利用角向不对称的照射光瞳来印制。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述量测工具为散射仪，可选地，所述量测工具为角分辨散射仪。3.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述量测工具测量暗场成像，可选地，所述量测工具测量被所述量测图案衍射的衍射阶的暗场成像。4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，接收所述衬底的步骤包括：接收已经利用极紫外辐射在其上印制有所述量测图案的所述衬底。5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述量测图案包括周期性结构和周期性中间结构，其中，所述周期性结构和所述周期性中间结构是不同的，并且形成交错图案。6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述信号包括关于相对的较高衍射阶的强度和相位差中的至少一个的信息，所述相对的较高衍射阶可选地是
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1衍射阶和+1衍射阶。7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述量测图案包括第一子目标和第二子目标，其中，所述第一子目标和所述第二子目标由所述光刻设备利用不同的角向不对称的照射光瞳来印制。8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述量测图案包括第一部分和第二部分，其中，所述第一部分和所述第二部分的位置具有不同的离焦偏移。9.根据权利要求1至6中任一项所述的...

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