检查方法、光刻设备、掩模以及衬底技术

一种用于获得与光刻过程有关的焦距信息的方法和设备。该方法包括：照射目标，该目标具有交替的第一和第二结构，其中第二结构的形式是依赖于焦距的，而第一结构的形式不具有与第二结构的形式相同的焦距依赖性；以及检测由目标重定向的辐射，以对于该目标获得表示目标的整体非对称性的非对称性测量，其中非对称性测量指示形成目标的束的焦距。一种用于形成这种目标的相关联的掩模和一种具有这种目标的衬底。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请与2013年12月17日提交的第61/917,041号美国临时专利申请和2014年2月27日提交的第61/945,656号美国临时申请有关，此处以引证的方式将上述申请的全文并入。
本专利技术涉及例如可用于通过光刻技术制造器件中的检查方法。
技术介绍
光刻设备是将所期望的图案应用到衬底上(通常是到衬底的目标部分上)的机器。光刻设备例如可以用于集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，另选地称为掩模或掩模板的图案形成装置可以用于产生要形成在IC的个体层上的电路图案。该图案可以转移到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如，包括管芯的一部分、一个管芯或若干管芯)上。图案的转移通常通过成像到衬底上所设置的一层辐射敏感材料(抗蚀剂)上而进行。通常，单个衬底将含有被连续图案化的相邻目标部分的网络。已知光刻设备包括所谓的步进器和所谓的扫描器，在步进器中通过将整个图案一次曝光到目标部分来辐照各目标部分，在扫描器中通过沿给定方向(“扫描”方向)借助辐射束扫描图案同时平行于或反平行于该方向同步扫描衬底来辐照各目标部分。还可以通过将图案压印到衬底上而将来自图案形成装置的图案转移到衬底。为了监测光刻过程，测量图案化的衬底的一个或多个参数。这样的参数可以包括例如图案化的衬底中或上所形成的连续层之间的重叠误差和/或所显影光敏抗蚀剂的临界线宽。这样的测量可以对产品衬底和/或专用量测目标进行。各种技术用于测量光刻过程中所形成的微
观结构，包括使用扫描电子显微镜和各种其他专门工具。快速和非侵入形式的专门检查工具是辐射束被引导到衬底的表面上的目标上且测量散射束或反射束的一个或多个特性的散射仪。通过将束被衬底反射或散射之前和之后的束的一个或多个特性进行比较，可以确定衬底的特性。这例如可以通过将反射束与和一个或多个已知衬底特性关联的已知测量库中所存储的数据进行比较来进行。已知两种主要类型的散射仪。光谱散射仪将宽带辐射束引导到衬底上并测量散射到特定窄角度范围中的辐射的光谱(强度作为波长的函数)。角分辨散射仪使用单色辐射束并测量散射辐射的强度作为角度的函数。
技术实现思路
EUV光刻中的焦距测量可以基于通过不同的焦距设置的衬底上的焦距校准标记的变化。美国专利申请公开第US 2009-0135398号公开了一种可以用于读出标记的相位光栅对准传感器。使用该文献中所公开的方法读取的焦距校准标记的尺寸为600×600μm2。EUV光刻中用于测量焦距的方法基于通过焦距检测标记品质变化，并且对于剂量和过程变化非常敏感。为了将散射仪用于焦距读出，目标应更小(例如40×40μm2)，以满足客户要求(诸如目标区域)，同时量测工具的束宽内的线空间的数量应多于10个周期。使用散射仪进行焦距测量的方法可以基于目标(例如，衬底上的周期性结构(光栅))的临界尺寸(CD)和侧壁角(SWA)的测量。然而，出于各种原因，这一基于衍射的量测方法对于EUV装置制造过程工作得并不太好。具体地，与193nm浸没式光刻的膜厚度(～100nm)相比，EUV抗蚀剂膜厚度显著更低(～50nm及以下)，这使得难以从EUV衬底提取准确的SWA和/或CD信息。例如，期望提供一种使得基于衍射的量测能够用于使用EUV系统曝光的结构上。根据一个方面，提供了一种获得与光刻过程有关的焦距信息的方
法，方法包括：提供至少一个目标，目标包括交替的第一和第二结构，第二结构的形式是依赖于焦距的，使得第二结构的形式依赖于用于形成目标的图案化的束的焦距，并且第一结构的形式不具有与第二结构的形式相同的焦距依赖性；照射目标；以及检测由目标散射的辐射，以对于该目标获得表示目标的整体非对称性的非对称性测量，其中非对称性测量指示形成目标时的图案化的束的焦距。根据一个方面，提供了一种掩模，包括用于图案化束以形成包括交替的第一结构和第二结构的目标的图案，掩模包括：用于形成第一结构的第一结构特征和用于形成第二结构的第二结构特征，其中第二结构特征被配置为使得第二结构的形式是依赖于焦距的，使得第二结构的形式依赖于形成目标时的图案化的束的焦距，并且第一结构特征被配置为使得第一结构的形式不具有与第二结构的形式相同的焦距依赖性。根据一个方面，提供了一种包括目标的衬底，该目标具有交替的第一结构和第二结构，其中第一结构和第二结构两者包括低分辨率子结构；并且至少第二结构包括一个或多个高分辨率子结构，目标中的高分辨率子结构的数量和/或尺寸由用于形成目标的图案化的束的焦距来确定。附图说明现在将参照示意性附图仅经由示例来描述本专利技术的实施方式，其中对应的附图标记指示对应的部分，并且附图中：图1示意性描绘了光刻设备；图2示意性描绘了光刻单元或簇；图3示意性描绘了第一散射仪；图4适应性描绘了第二散射仪；图5描绘了用于根据散射仪测量重构结构的示例过程；图6描绘了用于根据散射仪测量重构结构的另外示例过程；图7a示意性描绘了交织重叠目标；图7b示意性描绘了基于衍射的焦距(DBF)测量目标；图7c示意性描绘了根据本专利技术的实施方式的目标；图7d示意性描绘了根据本专利技术的另外实施方式的目标；图8示意性描绘了根据本专利技术的另外实施方式的另选目标配置的细节；图9示意性描绘了以不同焦距设置曝光的若干目标；图10示意性描绘了在(a)最佳焦距处和(b)以一定程度的离焦曝光的两个目标的细节以及散射仪将检测的内容作为结果的近似；图11是用来例示如何获得焦距符号信息的y轴上的非对称性或重心和x轴上的焦距的图；图12示出了根据本专利技术的实施方式的、用于提取焦距符号信息的两个目标结构；图13a-图13b示出了对于包括分量信号的图12中所例示的两个目标的非对称性信号幅度(y轴)对焦距(x轴)的曲线图，并且图13c示出了图13a-图13b的曲线图的差异的确定；以及图14a和图14b例示了在不需要第二图案形成装置或第二图案形成装置图案的情况下在两次单独曝光中产生第一组结构和第二组结构的方法。具体实施方式图1示意性描绘了光刻设备。设备包括：照射系统(照射器)IL，该照射系统被配置为调整辐射束B(例如，UV辐射或DUV辐射)。支撑结构(例如，掩模台)MT，该支撑结构被构造为支撑图案形成装置(例如，掩模)MA并连接到被配置为根据某些参数准确定位图案形成装置的第一定位器PM；衬底台(例如，晶片台)WT，该衬底台被构造为保持衬底(例如，涂布抗蚀剂的晶片)W并连接到被配置为根据某些参数准确定位衬底的第二定位器PW；以及投影系统(例如，折射投影透镜系统)PL，该投影系统被配置为将由图案形成装置MA给予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个管芯)上。照射系统可以包括用于引导、成形或控制辐射的各种类型的光学部件(诸如折射、反射、磁、电磁、静电或其他类型的光学部件或其组合)。支撑结构以依赖于图案形成装置的取向、光刻设备的设计以及其他条件(诸如例如，图案形成装置是否保持在真空环境中)的方式保持图案形成装置。支撑结构可以使用机械、真空、静电或其他夹持技术保持图案形成装置。支撑结构可以是框架或台，其根据需要例如可以是固定的或可移动的。支撑结构可以确保图案形成装置例如相对于投影系统处于期望的位置处。这里术语“掩模板”或“掩模”的任意使用可以被认为与更广义的术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种获得与光刻过程有关的焦距信息的方法，所述方法包括：照射第一目标，所述第一目标包括交替的第一结构和第二结构，所述第二结构的形式是依赖于焦距的，使得所述第二结构的形式依赖于用于形成所述第一目标的图案化的束的焦距，并且所述第一结构的形式与所述第二结构不具有相同的焦距依赖性；以及检测由所述第一目标散射的辐射，以针对所述第一目标获得表示所述第一目标的整体非对称性的非对称性测量，所述非对称性测量指示形成所述第一目标时所述图案化的束的所述焦距。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.17 US 61/917,041;2014.02.27 US 61/945,6561.一种获得与光刻过程有关的焦距信息的方法，所述方法包括：照射第一目标，所述第一目标包括交替的第一结构和第二结构，所述第二结构的形式是依赖于焦距的，使得所述第二结构的形式依赖于用于形成所述第一目标的图案化的束的焦距，并且所述第一结构的形式与所述第二结构不具有相同的焦距依赖性；以及检测由所述第一目标散射的辐射，以针对所述第一目标获得表示所述第一目标的整体非对称性的非对称性测量，所述非对称性测量指示形成所述第一目标时所述图案化的束的所述焦距。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一结构的所述形式对形成所述第一目标时的所述图案化的束的所述焦距不具有刻意的依赖性。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一结构的所述形式依赖于形成所述第一目标时的所述图案化的束的所述焦距，所述焦距依赖性不同于所述第二结构的所述焦距依赖性。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述焦距依赖性对于所述第一结构和所述第二结构不同，使得焦距偏移引起所述第一结构和所述第二结构的重心的沿相反方向的偏移。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中图案形成装置用于产生所述图案化的束，所述图案形成装置包括用于形成所述第一结构的第一结构特征和用于形成所述第二结构的第二结构特征，其中：所述第一结构特征和所述第二结构特征两者包括用于形成低分辨率子结构的低分辨率子结构特征；以及所述第二结构特征和在所述第一结构的所述形式依赖于焦距的情况下的所述第一结构特征包括用于形成高分辨率子结构的高分辨率子结构特征，使得所述第一目标中的高分辨率子结构的数量和/或尺寸依赖于形成所述第一目标时的所述图案化的束的所述焦距。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述低分辨率子结构的线宽在10nm至50nm之间，大于所述高分辨率子结构的线宽。7.根据权利要求5或权利要求6所述的方法，其中所述高分辨率子结构包括沿与所述低分辨率子结构的方向垂直的方向延伸的多个伸长高分辨率子结构。8.根据权利要求5或权利要求6所述的方法，其中所述高分辨率子结构包括平行于所述低分辨率子结构设置的多个伸长高分辨率子结构。9.根据权利要求5或权利要求6所述的方法，其中所述高分辨率子结构包括高分辨率子结构的二维阵列。10.根据权利要求5至9中任一项所述的方法，其中所述高分辨率子结构包括具有不同线宽的高分辨率子结构。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述高分辨率子结构以从所述低分辨率子结构减少线宽的顺序设置。12.根据权利要求5至11中任一项所述的方法，其中所述高分辨率子结构各具有小于50nm的线宽。13.根据权利要求5至12中任一项所述的方法，其中所述图案形成装置包括掩模效应特征，所述掩模效应特征引起三维掩模效应，使得所述第一目标以最佳焦距形成，所述最佳焦距与用于所述图案形成装置上的产品特征的最佳焦距偏移。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述掩模效应特征包括所述高分辨率子结构中的一个或多个。15.根据权利要求5至权利要求12中任一项所述的方法，其中所述第一目标被配置为使得所述非对称性测量包括由所述第一结构与所述第二结构之间的重心偏移造成的第一非对称性分量和由所述第二结构的分布的非对称性造成的第二非对称性分量，并且其中所述第一目标以最佳焦距形成，所述最佳焦距与用于所述图案形成装置上的产品特征的最佳焦距偏移，所述最佳焦距偏移源自所述第二非对称性分量。16.根据权利要求15所述的方法，还包括借助所述第一结构和所述第二结构的相对位置和所述第二结构分布的变化来优化所述最佳焦距偏移。17.根据任一项前述权利要求所述的方法，还包括照射至少第二目标，所述第二目标包括第三结构和第四结构，所述第四结构具有不同于所述第二结构的至少一个参数。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第三结构在所述第二目标中相对于所述第四结构的布置类似于所述第一结构在所述第一目标中相对于所述第二结构的布置。19.根据权利要求17或权利要求18所述的方法，还包括：检测由所述第二目标散射的辐射，以对于所述第二目标获得第二非对称性测量；确定所述第二非对称性测量与来自所述第一目标的所述非对称性测量之间的差异；以及使用所述差异确定焦距确定的符号。20.根据权利要求17或权利要求18所述的方法，还包括：构建所述第一目标和所述第二目标的多变量焦距模型；以及使用所述模型确定焦距确定的所述符号和/或值。21.根据权利要求5至20中任一项所述的方法，还包括在至少两次曝光中形成所述第一目标，所述形成包括：执行第一曝光到衬底上，其中所述第一曝光包括形成所述第一结构或所述第二结构；和执行第二曝光到所述衬底上，所述第二曝光与所述第一曝光相邻并且使得在所述衬底上存在所述第一曝光和所述第二曝光的交叠区域，所述交叠区域包括所形成的所述第一结构或所形成的所述第二结构，其中所述第二曝光包括在所述衬底上的所述交叠区域中形成所述第一结构或所述第二结构中的另一个，从而形成所述第一目标。22.根据权利要求21所述的方法，其中所述第一结构和所述第
\t二结构包括光致抗蚀剂中的沟槽。23.根据权利要求21或权利要求22所述的方法，其中所述图案形成装置包括产品区域和所述产品区域周围的划线区域，并且所述第一结构特征和所述第二结构特征位于所述划线区域中。24.根据权利要求23所述的方法，其中所述第一结构特征位于所述划线区域的第一侧处，并且所述第二结构特征位于所述产品区域的与所述第一侧相对的侧上，使得所述第一结构特征相对于单个轴线与所述第二结构特征直接相对。25.根据任一项前述权利要求所述的方法，还包括使用所述非对称性测量确定用于形成所述目标的所述图案化的束的焦距。26.根据任一项前述权利要求所述的方法，还包括执行校准过程以及监测和控制过程。27.根据权利要求26所述的方法，包括：在所述校准过程期间，通过使用焦距和曝光偏移的多个组合曝光校准衬底而使用所述图案化的束形成所述第一目标，其中所述照射和检测在所述校准衬底上执行，并且包括根据焦距获得多个所述非对称性测量，并且所述方法还包括根据多个所述非对称性测量和对应的焦距偏移计算焦距校准曲线。28.根据权利要求27所述的方法，包括：在所述监测和控制过程期间，通过曝光监测衬底而使用所述图案化的束形成所述第一目标，其中所述照射和检测在所述监测衬底上执行，并且所述方法还包括使用所述焦距校准曲线将所述非对称性测量转换成焦距测量。29.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·J·L·M·范多梅伦，P·D·恩格布罗姆，L·G·M·克塞尔斯，A·J·登博夫，K·布哈塔查里亚，P·C·欣南，M·J·A·皮特斯，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL