[发明专利]掩模版变形定量测量系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年9月28日递交的美国临时申请61/707，123的权益，其在此通过引用全文并入。

技术领域

本发明涉及光刻设备和测量掩模版变形。

背景技术

光刻设备是一种将期望的图案应用到衬底上，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将要在所述IC的单层上形成的电路图案。这种图案可以被转移到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括部分管芯、一个或若干个管芯)上。通常，图案转移是通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)的层上。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻的目标部分的网络。已知的光刻设备包括：所谓的步进机，在步进机中通过将整个图案一次曝光到目标部分上来照射每个目标部分；和所谓的扫描机，在扫描机中通过沿给定方向(“扫描”方向)用辐射束扫描图案、同时沿平行于或反向平行于该方向的方向扫描衬底，而照射每个目标部分。还可以通过将图案压印到衬底上而将图案从图案形成装置转移至衬底。

多种因素可以劣化光刻工具的光学性能。投影光学元件反射镜中的制造误差以及操作期间它们的照射区域中热诱发的变形会产生光学像差，这会使得晶片处的图像质量变差。图像位置误差(变形)也会发生。因为掩模版照射是非远心的，因此(例如由于掩模版的非平坦引起的)掩模版高度的改变也可以在晶片处产生变形。

通常执行掩模版的变形的间接测量，所述间接测量引起对测试晶片上的被曝光图案的可观察到的改变。这种测量技术花费时间并且不能将由于掩模版变形引起的影响与系统中其他贡献引起的影响分开。还有，这些测量不是在使用掩模版进行曝光期间实时执行的。

一些用于直接测量掩模版变形的示例系统包括向后衍射干涉测量法、相移散斑干涉测量法以及光学干涉测量法。然而，这些技术中的每一种都仅能够测量平面内变形或平面外变形，而不能两者同时测量。此外，例如向后衍射干涉测量法的技术需要体积巨大的设备，它们不适于用在对许多光刻系统有空间约束的情况下。

发明内容

因此，本发明给出一种系统和方法，以定量的方式直接测量掩模版变形，并且基本上同时地提供平面内和平面外变形测量。

根据本发明的一方面，提供一种光刻设备，其包括：照射系统，配置成调节辐射束；支撑件，构造成保持图案形成装置，所述图案形成装置能够在辐射束的横截面上将图案赋予辐射束以形成图案化的辐射束，并且图案形成装置包括多个特征；衬底台，构造成保持衬底；和投影系统，配置成将图案化辐射束投影到衬底的目标部分上。光刻设备还包括编码器头，所述编码器头配置成扫描图案形成装置的表面，以确定所述多个特征的、在沿着图案形成装置的长度的第一方向上相对于支撑件的第一位移的第一位移，以及确定所述多个特征的、沿基本上垂直于图案形成装置的表面的第二方向相对于支撑件的第二位移的第二位移，以基于多个特征的被确定的第一位移和第二位移生成图案形成装置的表面的变形图。

根据本发明的另一方面，提供一种设备，具有支撑件、第一和第二编码器头以及处理装置。支撑件构造成保持物体，其中支撑件和物体每一个包括多个特征。第一编码器头配置成扫描物体的表面并且测量指示在沿物体的长度的第一方向上和在大体垂直于物体的表面的第二方向上的与物体上的多个特征相关的变形的第一参数。第二编码器头配置成测量与支撑件上的多个特征相关的第二参数。处理装置配置成基于所测量的物体上的第一参数和所测量的支撑件上的第二参数生成物体的表面的变形图。

根据本发明的另一方面，提供一种方法，包括测量指示在沿物体的长度的第一方向上和在大体垂直于物体的表面的第二方向上的与物体的表面上的多个第一特征相关的变形的第一参数；和测量与配置成保持物体的支撑件的表面上的多个第二特征相关的第二参数。所述方法还包括基于测量的第一参数和测量的第二参数生成物体的表面的变形图。

下文结合附图详细描述本发明的进一步的特征和优点以及多种实施例的结构和操作。应该指出的是，本发明不限于此处描述的具体实施例。在此给出这些实施例仅是为了说明的目的。基于此处包含的教导，本领域技术人员将清楚其他的或附加的实施例。

附图说明

合并于此并且形成说明书的一部分的附图示出本发明，并且与相关描述一起进一步用于解释本发明的原理，使得本领域普通技术人员能够实现和使用本发明：

图1示出根据本发明的实施例的光刻设备。