[发明专利]测量光刻设备中动态定位误差的性质的方法、数据处理设备以及计算机程序产品

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量光刻设备中动态定位误差的性质的方法，和数据处理设备以及用于这种方法的实现部件的计算机程序产品。

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(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。

在将图案曝光或印刷到衬底上期间不可避免地发生的不同的伺服系统和光刻设备的部件中的误差会在应用的图案的质量中产生相对于理想的图案的误差。通常这些质量的降低通过其对产品图案中的对准(衬底平面内的位置)和/或临界尺寸(CD)和CD均匀性(CDU)中的影响表现出来。误差源可以是相对静止的，或它们可以是动态的，例如相对于需要的路径的振动或摇晃。当其它误差源随着每个节点和新的光刻平台被减少，这些动态的误差变化的相对影响变成显著地限制性能的因素。 此外，用以提高设备的产量的努力通常暗示着部件移动和加速/减速更快，同时部件更轻和因此结构上较低的刚性。如果没有通过认真的设计降低误差的话，这些测量倾向于增大动态误差。

已经采用术语“移动标准偏差”或MSD表示这些动态误差，但是并不存在好的方法用以测量系统的MSD。即使可以测量设备内的每个子系统的MSD贡献或影响也是这样的，因为这些贡献或影响不能以简单的方式相加。尤其地，不同的MSD贡献或影响本身是可变化的，并且这些变化的贡献或影响不以简单的方式相加。MSD的可变性导致对CD的变量影响，降低衬底上的CD均匀性，并且甚至在衬底的一个场部分内降低CD均匀性。理论上，可以考虑单次CDU测试用于测量整个系统的MSD可变性。但是在实践中，CDU被其它(非-CDU)贡献或影响太多地干扰，因此被限制了其本身诊断的价值。

发明内容

本发明旨在能够改善例如MSD的动态定位误差的测量，并且尤其是影响CD均匀性的MSD的可变性。术语MSD仅用作示例，并且本发明总体上关注动态定位误差的测量和动态定位误差中的变化量。

本发明的第一方面提供一种测量光刻设备中动态定位误差的性质的方法，所示光刻设备布置成将图案从图案形成装置转移到衬底上，所述光刻设备包括：

图案形成子系统，用于容纳所述图案形成装置并将所述图案施加到保持在图案形成位置处的上述衬底的一部分；

衬底支撑结构，用于在施加所述图案时保持所述衬底；和

定位系统，用于移动所述衬底支撑结构，所述图案形成子系统和所述图案形成装置相对于彼此进行一系列的移动，使得所述图案被施加在所述衬底上的期望的位置，所述一系列的移动固有地包括在一个或多个轴线上的动态定位误差，所述动态定位误差引起可以在被施加的图案中测量的相应的误差，

所述方法包括：

操作图案形成子系统和定位系统，同时注入具有已知频率特征的动 态定位误差，所述注入的误差的特性被控制成在操作期间不同时刻就一个或多个特征而言是不同的；

直接地或间接地测量在与操作的每个不同时刻相关联的所述图案形成误差中的变化量；和

根据测量的图案形成误差变化量和相关的注入的误差的已知的特征，计算在与注入的误差的已知频率组成相关的频率带中固有的动态定位误差的至少一个性质。

基于对图案形成过程中频率的相关性的彻底的理解，例如在扫描类型的光学光刻术中“移动的狭缝”的曝光过程，发明人已经认识到，通过注入在已知的频率处的附加的误差可以有效地探测在特定频率带处的固有的误差变化量的分量。根据MSD变化量内的这些特定频率分量的已知信息，可以促进误差源的诊断，和/或可以计算整个MSD变化量的更精确的和。这里使用的术语“图案形成子系统”包含光学光刻过程中的投影系统，但是也可以包含用在例如压印光刻的其他类型的过程中的系统。