[发明专利]确定聚焦位置修正的方法、光刻处理元和器件制造方法

说明书

本申请是申请日为2012年8月9日、发明名称为“确定聚焦位置修正的方法、光刻处理元和器件制造方法”、申请号为201280041769.7的中国专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年8月31日申请的美国临时申请61/529,586的权益，并且通过引用将其全部内容并入到本文中。

技术领域

本发明涉及能够用于例如通过光刻技术制造器件中的检查方法。

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。典型地，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，图案化的衬底的参数被测量。参数可以包括例如在图案化的衬底中或图案化的衬底上的连续的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/或专门的量测目标上被执行。具有多种用于进行对在光刻过程中所形成的微观结构的测量的技术，包括扫描电子显微镜和各种专门工具的使用。一种快速且非侵入形式的专门的检查工具是散射仪，在该散射仪中辐射束被引导到衬底表面上的目标上，散射或反射束的性质被测量。通过比较在已经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。这例如可以通过比较反射束和与已知的衬底性质相关的已知测量结果库中所存储的数据来完成。两种主要类型的散射仪是已知的。分光镜散射仪将宽带辐射束引导到衬底上并测量散射到特定的窄角度范围中的辐射的光谱(作为波长的函数的强度)。角度分辨的散射仪使用单色辐射束并测量作为角度的函数的散射辐射的强度。

在使用光刻过程的器件制造中，每一掩模图案典型地被正焦地投影到目标部分上。在实践中，这意味着衬底的目标部分被定位在被投影系统投影的空间图像的最佳焦平面中。随着光刻术中的临界尺寸(CD)(即变化将导致特征的物理性质的不期望的变化的特征的尺寸，诸如晶体管的栅极宽度)减小，在衬底上以及衬底之间的聚焦位置的一致性变得越来越重要。

使用对准系统监控聚焦已经被提出且涉及在各个不同的聚焦设置下相对于正常的对准标记在已知的位置(即，衬底相对于投影系统的位置)印刷聚焦位置敏感的对准标记。这些聚焦位置敏感的标记相对于正常的对准标记的位置被测量，表示聚焦误差的对准偏置(AO)可以被确定。

一种验证光刻工具的聚焦控制的品质的方式是通过使用调平验证测试(LVT)。LVT测试使用专门的掩模版，该专门的掩模版在顶部具有胶粘的玻璃楔，以在双远心透镜上局部地产生非远心的照射。这种非远心的照射用于导致在x、y上的横向偏移，作为定位在玻璃楔下方的XPA对准标记的空间图像的离焦z的函数。通过测量该离焦标记相对于XPA参考标记(在顶部没有楔的情况下被成像)的对准偏移，在曝光时刻的离焦可以被确定。

LVT测试的主要缺点是晶片的读出是通过光刻工具自身上所设置的对准系统来完成的，由此减小了制造所利用的时间。

通过引用包含在本文中的US 2009/013539提出了另一种测量聚焦位置的方法，所述方法包括具有多个验证场的测试衬底的曝光。每个验证场包括多个验证标记，验证场被使用预定的聚焦位置偏置FO曝光。在显影之后，每一个验证标记的对准偏置被测量且使用转置的聚焦曲线转换成离焦数据。这种方法可能导致聚焦位置对对准偏移的灵敏度比LVT高达50倍(通常dX,Y/dZ＝20)。

将期望确定更好的聚焦位置校正量，其解决了现有技术中的一个或更多的问题。

发明内容