确定重叠误差的方法技术

一种确定衬底上重叠误差的方法，其中衍射图案的第一级的不对称度被模型化为谐波的加权和。第一级谐波和更高级谐波都是不可忽略的，并且计算两者的权重。使用最小均方方法使用叠印图案组中的三组或更多组计算权重。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及例如能够用在利用光刻技术的器件制造中的检查方法和使用光刻技术制造器件的方法。
技术介绍
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是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(ICs)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版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。 通常，图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单个的衬底将包含被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的步进机，在步进机中，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；和所谓的扫描器，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的方向同步地扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底上的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。为了监测光刻过程，需要测量图案化的衬底的参数，例如形成在衬底中或衬底上的连续的层之间的重叠误差。已经存在不同的技术，用于测量在光刻过程中形成的显微结构，包括使用扫描电子显微镜和各种专用工具。专用的检查工具的一种形式是散射仪，在散射仪中辐射束被引导至衬底表面上的目标上并测量被散射或反射的束的性质。通过对比束在被衬底散射或反射之前和之后的性质，可以确定衬底的性质。例如通过将反射束与存储在与已知衬底性质相关的已知的测量值的库中的数据对比可以确定衬底的性质。已知两种主要类型的散射仪。分光镜散射仪引导宽带辐射束到衬底上并测量散射到具体窄角度范围中的辐射的光谱(强度作为波长的函数)。角分辨散射仪使用单色辐射束并测量散射辐射的强度作为角度的函数。衍射图案包括多个衍射级，对于第一级衍射级和更高级衍射级，存在一对衍射级 (士第一级、士第二级、士第三级等)。因此，对于第一级衍射和更高级衍射，每个像素具有相对的像素(形成一对像素)，其具有相等的且相对的衍射角。对于给定角度的衍射(或一对像素)，通过从相同衍射级内、从(在相同时间点测量的)另一像素对的强度减去像素的强度可以得出不对称度。被检测束的不对称度可以被模型化为振荡基函数的加权和，并且最普遍地，模型化为一系列的谐波。通常，当检测第一级衍射图案时，仅第一级谐波被使用，因为更高级谐波被使用的意义下降。具有两个相反的偏置的两组分开的叠印图案被用以确定在检测的衍射图案中每个像素的第一级谐波的振幅以及重叠误差。然而，如果第二级(或更高级)谐波很大且不能被忽略，则忽略较高级谐波会导致所确定的重叠误差中的不能容忍的偏移量。基函数的振幅已知为K值，对于每个像素确定K值，由此得出“K图”。使用一对叠印图案可以确定K值，然后将K图重新应用在仅有单组叠印图案组的目标上。然而，如果所确定的K值不精确(例如由于忽略较高级谐波)，则所确定的重叠也将会不精确。此外，由于对于整个衬底的工艺处理(例如由于化学机械抛光)的变化，在整个衬底上K值会变化， 并且在离开所确定的重叠误差一定距离的位置处确定K值。
技术实现思路
期望提供一种确定衍射级不对称度的模型的改进方法。根据本专利技术实施例的一方面，提供一种测量衬底上的重叠误差的方法，所述衬底包括多组叠印图案，每组叠印图案包括顶部图案和底部图案。顶部图案和底部图案是周期性的。每组叠印图案在顶部图案和底部图案之间具有不同的偏置，使得对应的顶部图案和底部图案之间的总的偏移等于重叠误差和偏置之和。所述方法包括下列步骤。检测多个偏置中的每一个偏置的衍射图案，衍射图案包括第一级和更高级。从第一级或更高级确定对应于叠印图案组中的每一组的不对称度。基于多个偏置的不对称度组计算重叠误差。所述计算包括对叠印图案组中的每一组的不对称度建立模型、作为总偏移的函数，所述总偏移是至少两个不同的振荡基函数的加权和，所述基函数相对于顶部图案和底部图案之间的总偏移具有不对称度并且具有等于周期性图案的节距的周期。根据本专利技术的另一个实施例，提供一种确定衬底上重叠误差的方法，所述衬底具有多组叠印图案，所述方法包括下列步骤。检测包括第一级或更高级的衍射图案以测量在多个位置中的每一个位置处的多个不对称度，每个位置对应场。将所述不对称度模型化为至少两个不同的不对称度振荡基函数的加权和并且对于多个位置中的每一个位置确定至少两个不同的不对称度振荡基函数的每一个的权重。在与所述多个位置不同的检测位置处检测包括第一级或更高级的衍射图案以测量不对称度。通过在对应多个场位置所确定的第一振荡基函数的权重之间进行内插来确定对应检测位置的第一振荡基函数的权重。在对应多个场位置所确定的第二振荡基函数的权重之间进行内插来确定对应检测位置的第二振荡基函数的权重。计算检测位置处的重叠误差。本专利技术的其他特征和优点以及本专利技术不同实施例的结构和操作将在下文中参照附图进行描述。要注意的是，本专利技术不限于这里所描述的具体实施例。在这里给出的这些实施例仅是示例性用途。基于这里包含的教导，其他的实施例对本领域技术人员将是显而易见的。附图说明这里附图并入说明书并且形成说明书的一部分，其示出本专利技术并且与说明书一起进一步用来说明本专利技术的原理，以允许本领域技术人员能够实施和使用本专利技术。图1示出一个光刻设备。图2示出光刻单元或簇。图3示出第一散射仪。图4示出第二散射仪。图5示出在第一级衍射图案中的第一谐波和基函数。图6示出与本专利技术一个实施例结合使用的衬底的一部分。图7示出与本专利技术的替换实施例结合使用的衬底的一部分。结合附图通过下面详细的说明，本专利技术的特征和优点将变得更加清楚，在附图中相同的附图标记在全文中表示对应元件。在附图中，相同的附图标记通常表示相同的、功能类似的和/或结构类似的元件。元件第一次出现的附图用相应的附图标记中最左边的数字表不。具体实施例本说明书公开一个或多个实施例，其中并入了本专利技术的特征。所公开的实施例仅给出本专利技术的示例。本专利技术的范围不限于这些公开的实施例。本专利技术由未决的权利要求来限定。所述的实施例和在说明书中提到的“ 一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例，，等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可以不必包括特定的特征、结构或特性。而且，这些段落不必指的是同一个实施例。此外，当特定特征、结构或特性与实施例结合进行描述时，应该理解，无论是否明确描述，实现将这些特征、结构或特性与其他实施例相结合是在本领域技术人员所知的知识范围内。本专利技术的实施例可以应用到硬件、固件、软件或其任何组合。本专利技术实施例还可以应用为存储在机器可读介质上的指令，其可以通过一个或更多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括任何用于以机器(例如计算装置)可读形式存储或传送信息的机构。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光学存储介质；闪存设备；传播信号的电、光、声或其他形式(例如，载波、红外信号、数字信号等)，以及其他。此外，这里可以将固件、软件、程序、指令描述成执行特定动作。然而，应该认识到，这些描述仅为了方便并且这些动作实际上由计算装置、处理器、控制器或其他执行所述固件、软件、程序、指令等的装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·考恩，K·范德马斯特，M·范德斯卡，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：