[发明专利]用于确定重叠误差的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及例如在通过使用光刻设备的光刻技术制造器件的过程中，用于确定重叠误差的方法和检查设备。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常应用到所述衬底的目标部分上)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。通常，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材料(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同步扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。还可以通过将所述图案压印到所述衬底上，而将所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。

为了监控光刻过程，测量图案化的衬底的参数。参数可以例如包括在图案化的衬底中或其上形成的两个层之间的重叠误差和已显影的光致抗蚀剂的临界线宽。这种测量可以在产品衬底和/或在专门的量测目标上进行。存在用于对在光刻过程中形成的显微结构进行测量的多种技术，包括使用扫描电子显微镜和各种专门工具。快速的且非侵入式的专门的检查工具是散射仪，在散射仪中辐射束被引导到衬底的表面上的目标上，而散射束或反射束的性质被测量。通过比较在束被衬底反射或散射之前和之后的束的性质，可以确定衬底的性质。这可以例如通过将反射束同与已知衬底性质相关的已知测量结果的库中所储存的数据比较来进行。两种主要类型的散射仪是已知的。光谱散射仪将宽带辐射束引导到衬底上并且测量被散射到特定的窄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。

半导体器件制造商使用晶片上存在的光栅对准晶片。对准传感器以亚纳米的重复性测量光栅的位置。制造商还使用重叠光栅测量在产品上的重叠。此处也容易获得亚纳米总测量不确定(TMU)数字。然而，重叠量测和对准传感器对由于诸如蚀刻、化学机械抛光(CMP)以及沉积等处理步骤引起的标记不对称性敏感。这些不对称性导致可以是几纳米量级的重叠和对准误差。这种影响开始支配因此需要的重叠预算和解决方案。

目前使用例如平均工具诱发漂移(mean TIS)和/或TIS可变性(又称为TIS 3σ)等参数执行散射仪测量方案选择(例如，其中每个方案具有不同的照射波长和偏振)。在参照层和/或抗蚀剂层显示不对称轮廓的时候存在问题。

目标光栅的形状中的不对称通常将对测量的重叠具有影响。这种影响根据用于测量的照射设置而变化。

在处理和成像之后在对光栅的形状没有实际的了解的情况下执行目标方案选择。此外，当前工艺的情形不用于决定方案选择。使用基于TIS和/或TMU的合格装置不总是产生对目标不对称最具鲁棒性的测量方案。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种确定重叠误差的方法，所述方法包括步骤：测量包括第一结构和第二结构的第一目标的散射性质；使用测量的散射性质构造第一结构的模型，所述模型包括对应所述第一结构的第一模型结构；通过使第一模型结构与中间模型结构重叠来修正所述模型；计算被修正的模型中的第一模型结构与中间模型结构之间的第一缺陷引入的重叠误差；通过用对应第二结构的第二模型结构替换中间模型结构来进一步修正所述模型；计算第一模型结构与第二模型结构之间的第二缺陷引入的重叠误差，第一和第二模型结构在进一步被修正的模型中相对于彼此被重叠；和使用所计算的第二缺陷引入的重叠误差确定第二目标中的重叠误差。

本发明的其他方面包括用于执行与上面类似的方法的检查设备和光刻设备，以及计算机程序产品，其包括在这些设备上运行时可操作以执行与上面类似的方法的程序指令。

本发明的其他特征和优点以及本发明的不同实施例的结构和操作在下文中参照附图进行详细的描述。要注意的是，本发明不限于这里所说的具体实施例。文中所描述的这些实施例仅仅是为了说明。在这里包含的教导的基础上本领域技术人员将清楚其他的实施方式。

附图说明

在此并入并形成说明书的一部分的附图示出本发明，并且与说明书一起进一步用以解释本发明的原理并允许本领域技术人员实现并使用本发明。

图1示出一种光刻设备；

图2示出一种光刻单元或簇；