[发明专利]平版印刷系统中对射束的同步测量

说明书

技术领域

本发明涉及一种平版印刷系统，其中，对来自多个射束的各个射束的强度进行确定，该系统包括具有传感器的测量设备，该传感器具有适于同时感测多个射束并且提供其聚合信号的传感器区域。本发明还涉及一种用于根据所测量的聚合信号来计算这样的单独射束强度的方法。

背景技术

带电粒子的曝光射束、光和/或其它类型的放射被用于工业，尤其是用于高度集成的和微图案的半导体器件的制造中。这种半导体器件通常形成在半导体晶圆上，在其上沉积多层适当的材料、对其进行图案化，并随后根据预定图案对其进行蚀刻。曝光射束经常用于图案化步骤。在随后步骤中，暴露在这种射束下的牺牲材料的部分将被蚀刻，而没有暴露在射束下的部分将保持，由此得到例如晶圆上的图案。

在该过程中，曝光射束的剂量需要被准确地监测并且可能相应地被调适；如果剂量过低，则牺牲材料将不会充分反应并且牺牲材料将无法在后续步骤中被蚀刻掉，而如果剂量过高，则射束的一些部分将溢出到不应该被曝光的区域，导致比所需的更大表面被蚀刻。两种情况都导致与希望的图案不同的图案。

不利的是，到达牺牲材料的射束的剂量易于由于例如以下原因而随时间改变：射束源的改变、曝光系统的改变、要传递的图案的改变等。因此，需要能够确定用于射束曝光系统的射束的剂量。优选地，可以在曝光射束击中目标或大约击中目标时快速地为许多射束确定这样的剂量。

为了以快速并可靠的方式确定带电粒子(CP)射束或CP射束的剂量，已经提出了一些解决方案：

在JP2004-200549A中描述了一种多射束平版印刷系统，其中，通过使用在一个平面上提供的法拉第杯，对所有m×n矩阵形式的电子束中的全部电流的绝对值进行测量；并且使用半导体检测器对m×n个射束中的每个射束的相对值进行测量，或通过使用闪烁器和光电倍增器的组合，用于反射电子或次级电子的确定。在图表中示出了针对所有电流标准化的相关电流值，并且这使得能够在接下来的汲取动作中瞬间以改进可靠性进行异常值的检测。法拉第杯用于准确但相对慢地确定撞击在其上的一个或所有电子束的绝对总电流。相对电流测量提供了对一个或多个电子束的电流的相对快速但较不准确并且相对的表示。根据所有单独电子束的相对电流，当已知所有电子束的组合的总电流时，可以做出对所有单独电子束的绝对电流的估计。

在US2006/0,138,359A1(’359)中，公开了一种CP射束曝光装置，其将来自CP射束源的CP射束通过形成在孔径阵列中的多个孔径分成多个CP射束，以使用多个CP射束执行曝光，所述装置包括：

检测单元，检测穿过孔径阵列的孔径的CP射束的强度，以及

网格阵列，其根据由所述检测单元获得的检测结果来调整CP射束的强度。

在根据’359的实施例中，在曝光装置的两个水平处测量射束的强度。首先，针对穿过孔径阵列的每个单独射束或射束组，测量强度。这由以下操作来完成：消隐穿过孔径阵列的所有其它射束，并且将法拉第杯置于单个CP射束附近以测量要被测量的射束或射束组。法拉第杯被置于晶圆表面上或其附近，以获得靠近晶圆表面的射束或射束组的测量值。针对每个射束或射束组的测量的强度被存储在存储器中并且稍后用作参考值。

在对诸如晶圆的目标的图案化阶段期间，可以执行射束强度的额外测量。对被孔径阵列的表面阻挡的射束部分的强度进行测量，所述表面彼此隔离并且与单个孔径或孔径组相关联。假定CP射束被孔径周边的表面所阻挡的部分的强度与CP射束穿过孔径的部分的强度相似。因此，基于在孔径阵列的相关联的阻挡表面上测量的CP射束强度，有可能确定从孔径阵列射出的多个CP射束的大概强度。将在这些测量的期间获得的值与参考值进行比较，并且该系统适于最大化从孔径阵列射出的CP射束的均匀性。

当使用上述装置来测量从孔径阵列射出的多个射束中的实际各个射束的强度时，测量设备(在该情况中是法拉第杯)应该被放置在靠近在图案化阶段期间射束将到达目标的位置。对测量设备的定位可以针对从孔径阵列射出的多个射束中的每个射束进行重复，这要花费时间，并且对于要测量上千射束的系统来说是特别不切实际的。此外，在射束到达目标的水平之前测量大概CP射束强度的孔径阵列上的检测表面必须被精确地对准，并且不允许有与CP射束的实质干扰。检测表面的精确对准需要复杂的设计。此外，当孔径很小时，例如当使得上千射束从孔径阵列射出或达到高的射束分辨率时，CP射束可受到检测表面发射的电信号的影响，使得该方案对于其中使用上千个单独CP射束的系统来说是不切实际的。