[发明专利]用于测量光刻装置的焦点性能的方法和图案化设备与装置、器件制造方法

说明书

公开了一种测量光刻装置的焦点性能的方法以及对应的图案化设备和光刻装置。该方法包括使用光刻装置印刷一个或多个第一印刷结构和第二印刷结构。第一印刷结构通过具有第一非远心度的照射印刷，而第二印刷结构通过具有不同于所述第一非远心度的第二非远心度的照射印刷。测量与所述衬底上的第一印刷结构和第二印刷结构之间的焦点相关位置偏移有关的焦点相关参数，并由此得到至少部分基于焦点相关参数的焦点性能的测量。

相关申请的交叉参考

本申请要求于2017年9月11日提交的EP申请17190433.7、于2018年3月6日提交的EP申请18160202.0和于2017年7月16日提交的EP申请18183603.2的优先权，它们通过引用全部并入本文。

技术领域

本发明涉及可用于例如通过光刻技术在器件制造中执行量测的检查装置和方法。本发明还涉及用于在光刻工艺中监控聚焦参数的方法。

背景技术

光刻装置是将期望图案施加于衬底(通常施加于衬底的目标部分)的机器。例如，光刻装置可用于集成电路(IC)的制造。在这种情况下，图案化设备(备选地称为掩模或掩模版)可用于生成将在IC的各层上形成的电路图案。该图案可转移到衬底(例如，硅晶圆)上的目标部分(例如，包括部分、一个或多个管芯)。图案的转移通常经由在衬底上设置的辐射敏感材料(光刻胶)层上的成像来进行。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分的网络。

在光刻工艺中，通常期望对所创建的结构进行测量，例如，用于工艺控制和验证。已知用于进行这种测量的各种工具，包括通常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜以及测量覆盖(器件中的两层的对准精度)的专用工具。近年来，各种形式的散射计被开发用于光刻领域。这些设备将辐射束引导到目标上，并且测量散射辐射的一个或多个特性(例如，作为波长函数的单个反射角度处的强度、作为反射角度函数的一个或多个波长处的强度或者作为反射角度函数的偏振)，以获得衍射“光谱”，从中可以确定感兴趣目标的特性。

已知散射计的示例包括在US2006033921A1和US2010201963A1中描述的类型的角度解析散射计。这种散射计使用的目标相对较大(例如，40μm×40μm)的光栅，并且测量束生成小于光栅的光斑(即，光栅填充不足)。基于衍射的覆盖量测使用衍射级的暗场成像，能够测量较小目标上的覆盖和其他参数。这些目标可小于照射光斑，并且可以被衬底上的产品结构包围。通过图像平面中的暗场检测，来自环境产品结构的强度可有效地与来自覆盖目标的强度分离。

暗场成像量测的示例可以在国际专利申请US20100328655A1和US2011069292A1中找到，这些文献通过引用全部并入本文。技术的进一步的开发已在公开的专利出版物US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A、US20130271740A和WO2013178422A1中描述。这些目标可小于照射光斑，并且可以被晶圆上的产品结构所包围。使用复合光栅目标，可以在一个图像中测量多个光栅。所有这些申请的内容也通过引用并入本文

需要监控的光刻工艺的一个重要参数是焦点。期望在IC中集成越来越多的电子部件。为了实现这一点，需要减小部件的尺寸，并由此增加投影系统的分辨率，使得可以在衬底的目标部分上投影越来越小的细节或线宽。随着光刻的临界尺寸(CD)的缩减，焦点的一致性(无论是横跨衬底还是在衬底之间)都变得越来越重要。CD是一个或多个特性(诸如晶体管的栅极宽度)的尺寸，其变化将导致特征的物理特性的不期望变化。