[发明专利]散射仪和光刻设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年11月7日递交的美国临时申请61/112,289的优先权，此处通过引用全文并入。

技术领域

本发明涉及可应用于例如利用光刻技术的器件制造中的检验方法和使用光刻技术制造器件的方法。尤其地，本发明涉及散射仪的方法和设备。

背景技术

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(IC)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待形成在所述IC的单层上的电路图案。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。所述图案的转移通常是通过将图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含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，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓的扫描器，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，例如形成在衬底上或衬底内的连续层之间的重叠误差。已有多种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多种专门工具。一种专用检验工具的形式是散射仪，其中辐射束被引导到衬底表面上的目标上并且测量散射或反射束的性质。通过比较束在被衬底反射或散射前后的性质，可以确定衬底的性质。例如通过将反射束同与已知衬底性质相关的已知测量值的库中存储的数据比较，可以确定衬底的性质。已知两种主要类型的散射仪。光谱散射仪引导宽带辐射束到衬底上并且测量散射到特定的窄的角度范围内的辐射的光谱(强度作为波长的函数)。角度分辨散射仪使用单色辐射束并且测量作为角度的函数的散射辐射的强度。

为了测量光谱，反射的辐射束必须被聚焦到散射仪检测器上。因为难以使用用于散射仪测量的宽带辐射束来确定在目标之上物镜的理想高度以实现最佳聚焦，现有技术使用特殊的具有其自身的窄带辐射源的聚焦传感器来执行必要的测量。随后测量的值被用于控制物镜的位置以将目标保持在理想焦距处和确定散射仪中的用于参照和校准的基准的高度。然而，本申请的发明人认识到，在这种布置中存在问题，即通过聚焦传感器测量的物镜的最佳位置可能不与散射仪检测器的最佳聚焦位置精确地匹配。

发明内容

本发明旨在提供一种至少消除上述问题的使用散射仪的检验方法。

根据本发明的第一方面，提供一种散射仪，配置成测量衬底的性质，散射仪包括：聚焦布置；聚焦传感器；聚焦控制器，响应于所述聚焦传感器以提供有效地引起致动器布置调整所述聚焦布置和衬底的相对位置的控制信号，其中需要所述相对位置、以在调整过程期间聚焦辐射束；和焦距偏离布置，适于提供偏离给聚焦布置产生的焦距，以补偿在所述调整过程期间所述散射仪的聚焦和在使用散射仪期间的散射仪的聚焦之间的差异。

根据本发明的第二方面，提供一种使用散射仪测量衬底的性质的散射测量方法，包括：调整过程，包括确定聚焦辐射束所需的所述聚焦布置和所述衬底的相对位置、提供表示所述聚焦布置和所述衬底的所述相对位置的控制信号、和依赖于所述控制信号调整所述聚焦布置和所述衬底的所述相对位置以引起所述聚焦；和提供偏离给由聚焦布置产生的焦距以补偿所述调整过程期间所述散射仪的聚焦和使用散射仪期间散射仪的聚焦之间的差异。

根据本发明的第三方面，提供一种器件制造方法，包括：使用光刻设备以在衬底上形成图案；和使用散射仪确定与通过所述光刻设备印刷的图案的参数有关的值，包括：调整过程，所述调整过程包括确定聚焦辐射束所需的所述聚焦布置和所述衬底的相对位置、提供表示所述聚焦布置和所述衬底的所述相对位置的控制信号、和依赖于所述控制信号调整所述聚焦布置和所述衬底的所述相对位置以引起所述聚焦；和提供偏离给由聚焦布置产生的焦距，以补偿所述调整过程期间所述散射仪的聚焦和使用散射仪期间散射仪的聚焦之间的差异。

附图说明

下面仅通过示例的方式，参考附图对本发明的实施例进行描述，其中示意性附图中相应的标记表示相应的部件，在附图中：

图1示出光刻设备；

图2示出光刻单元或光刻簇；

图3示出第一散射仪；

图4示出第二散射仪；

图5示出第三散射仪，其示出传感器台和晶片台的细节；