用于测量曝光图案的量测方法以及相关联的量测装置制造方法及图纸

公开了用于在衬底上对光致抗蚀剂中的曝光图案执行测量的方法和相关联的量测装置。方法包括：在测量区域之上的所述曝光图案上施加测量辐射束，测量区域的尺寸防止或减轻来自测量辐射的光致抗蚀剂损伤；在所述测量辐射已从所述曝光图案散射之后，捕获包括所述测量辐射的散射辐射，并且在至少一个检测器上检测所述散射辐射。根据散射辐射来确定感兴趣参数的值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量曝光图案的量测方法以及相关联的量测装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年8月20日提交的EP申请20192002.2的优先权，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及集成电路制造中的量测应用。

技术介绍

[0004]光刻设备是被构造为将期望图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以被用于例如集成电路(IC)的制造。光刻设备可以例如在图案形成装置(例如，掩模)处将图案(通常也称为“设计布局”或“设计”)投影到衬底(例如，晶片)上提供的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
[0005]为了在衬底上投影图案，光刻设备可以使用电磁辐射。该辐射的波长决定了可以在衬底上形成的特征的最小尺寸。目前使用的典型波长为365nm(i
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line)、248nm、193nm和13.5nm。与使用例如波长为193nm的辐射的光刻设备相比，使用波长在4
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20nm范围内(例如6.7nm或13.5nm)的极紫外(EUV)辐射的光刻设备可以用于在衬底上形成更小的特征。
[0006]低
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k1光刻可以被用于处理尺寸小于光刻设备经典分辨率极限的特征。在这样的过程中，分辨率公式可以被表示为CD＝k1×
λ/NA，其中λ是所采用的辐射的波长，NA是光刻设备中投影光学器件的数值孔径，CD是“临界尺寸”(通常是印刷的最小特征尺寸，但在这种情况下是半节距)，并且k1是经验分辨率因子。通常，k1越小，就越难以在衬底上再现与电路设计者为实现特定的电气功能和性能而规划的形状和尺寸相似的图案。为了克服这些困难，复杂的微调步骤可以被应用于光刻投影设备和/或设计布局。这些包括但不限于例如NA的优化、定制的照射方案、相移图案形成装置的使用、设计布局的各种优化(诸如设计布局中的光学邻近校正(OPC，有时也称为“光学和工艺校正”))或者通常被定义为“分辨率增强技术”(RET)的其他方法。备选地，用于控制光刻设备的稳定性的紧密控制回路可以用于改进低k1下的图案再现。
[0007]在光刻工艺中，经常期望对所创建的结构进行测量，例如，以用于工艺控制和验证。用于进行此类测量的各种工具是已知的，包括扫描电子显微镜(其通常用于测量临界尺寸(CD))和专用工具(用于测量重叠，即，设备中两个层的对准精度)。最近，已开发了用于光刻领域的各种形式的散射仪。
[0008]已知散射仪的示例通常依赖于专用量测目标的提供。例如，一种方法可能需要简单光栅形式的目标，该目标足够大，使得测量束生成比光栅小的斑点(即，光栅填充不足)。在所谓的重建方法中，可以通过使用目标结构的数学模型来模拟散射辐射的相互作用来计算光栅的性质。模型的参数被调整，直到所模拟的相互作用产生类似于从真实目标观察到的衍射图案。
[0009]如所公开的专利申请US2006066855A1中所述，除了通过重建来测量特征形状之外，还可以使用这样的装置来测量基于衍射的重叠。使用衍射级暗场成像的基于衍射的重
叠量测使得能够在较小的目标上进行重叠测量。这些目标可以小于照射斑点，并且可以被晶片上的产品结构包围。暗场成像量测的示例可以在许多公开的专利申请中找到，诸如例如US2011102753A1和US20120044470A。使用复合光栅目标，可以在一个图像中测量多个光栅。已知的散射仪倾向于使用可见光或近红外(IR)波段的光，这要求光栅的节距比实际产品结构(其性质实际上是感兴趣的)粗糙得多。这样的产品特征可以使用具有远短波长的深紫外(DUV)、极紫外(EUV)或X射线辐射来限定。不幸的是，这样的波长通常不可获得或不可用于量测。
[0010]另一方面，现代产品结构的尺寸非常小，使得不能通过光学量测技术对其进行成像。小特征包括例如由多个图案形成过程和/或节距倍增形成的特征。因此，用于大容量量测的目标通常使用比产品大得多的特征，该产品的重叠误差或临界尺寸是感兴趣性质。测量结果仅与真实产品结构的尺寸间接相关，并且可能是不准确的，因为在光刻设备中的光学投影和/或在制造工艺的其他步骤中的不同处理下，量测目标不会遭受相同的畸变。虽然扫描电子显微镜(SEM)能够直接分辨这些现代产品结构，但SEM比光学测量更耗时。而且，电子不能穿透厚的工艺层，这使得它们不太适合量测应用。其他技术，诸如使用接触焊盘来测量电性能也是已知的，但其只能提供真实产品结构的间接证据。
[0011]因此，从光栅宽度与叠层临界尺寸相似的目标中提取某些感兴趣的参数(诸如重叠)是有利的。在该上下文中，目标可以包括为测量目的而形成的量测目标，或者具有一定形式(例如，充分的互易性)的实际产品结构，使得其可以被测量以导出感兴趣参数。因此，贯穿本文的术语“目标”、“量测目标”或“重叠目标”应该被明确理解为涵盖专门为量测目的而形成的量测目标和/或具有适合量测的形式的产品结构。这样做的一种有希望的方法是使用硬X射线(HXR)辐射、软X射线(SXR)辐射和/或使用极紫外(EUV)辐射(例如，波长在10
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20nm范围内)。然而，例如SXR或(EUV)辐射与碳氢化合物的反应预计会导致在它们的曝光期间在目标上的材料沉积(例如，碳沉积)。
[0012]在显影后检查(ADI)目标上测量重叠也是有利的，在该目标上，顶部光栅仅存在于经显影的光致抗蚀剂中。然而，这样的ADI目标曝光于例如SXR或EUV辐射导致抗蚀剂曝光，这预计将导致抗蚀剂的变化，特别是抗蚀剂的收缩。
[0013]材料沉积、可选的碳沉积、抗蚀剂收缩和/或其他抗蚀剂损伤可以被称为目标漂移。因此，目标漂移可以被定义为由于照射导致的目标的结构变化。这可能影响
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1和+1(或更高阶)衍射级的强度，并且因此可能影响所测量的强度不对称性。如果不对称性受到影响，这将进而影响(例如，恶化)所确定的重叠的准确性。因此，由于目标漂移，所确定的重叠可能与实际重叠不同。
[0014]同样明显的是，在对实际产品结构执行量测时，目标漂移问题特别严重，因为这可能会导致结构变化或实际产品损伤。
[0015]为此，期望减轻或防止目标漂移的方法。

技术实现思路

[0016]因此，在本专利技术的第一方面，提供了在衬底上对光致抗蚀剂中的曝光图案执行测量的方法，方法包括：在测量区域之上的所述曝光图案上施加测量辐射束，测量区域的尺寸防止或减轻来自测量辐射的光致抗蚀剂损伤，测量辐射束在衬底上形成测量点；在所述测
量辐射已被从所述曝光图案散射之后，捕获包括所述测量辐射的散射辐射；在至少一个检测器上检测散射辐射；以及根据散射辐射来确定感兴趣参数的值。
[0017]在本专利技术的第二方面，提供了用于在衬底上对光致抗蚀剂中的曝光图案执行测量的量测装置，量测装置包括：照射系统，其可操作以在测量区域之上的所述曝光图案上施加测量辐射束，测量区域的尺寸防止或减轻来自测量辐射的光致抗蚀剂损伤并且使得测量辐射束在衬底上形成测量点；至少一个检测器，其可操作以在所述测量辐射已被从所述曝光图案散射之后，检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在衬底上对光致抗蚀剂中的曝光图案执行测量的方法，所述方法包括：在测量区域之上的所述曝光图案上施加测量辐射束，所述测量区域的尺寸等于或大于10μm，以用于防止或减轻来自所述测量辐射的光致抗蚀剂损伤，所述测量辐射束在所述衬底上形成测量点；捕获散射辐射，所述散射辐射包括已被从所述曝光图案散射的所述测量辐射；在至少一个检测器上检测所述散射辐射；以及根据所述散射辐射来确定感兴趣参数的值。2.根据权利要求1所述的方法，其中从中确定所述感兴趣参数的单个值的所述测量区域的总尺寸不小于100μm2，可选地不小于200μm2，可选地不小于500μm 2
，可选地不小于1000μm2，可选地不小于2500μm2，可选地不小于0.025mm2，可选地不小于0.1mm2，可选地不小于0.25mm2。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述测量区域使得由所述测量区域接收的最大剂量为0.01J/cm2，可选地1mJ/cm2，可选地0.1mJ/cm2。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述测量点包括在第一维度上大于第二维度上的细长测量点，所述第二维度垂直于所述第一维度，并且其中，可选地，所述第二维度对应于所述至少一个检测器上的方向，所述散射辐射的不同波长沿所述方向空间分离。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述测量束被聚焦在所述至少一个检测器上而不是所述衬底上。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中由所述测量辐射束在所述衬底处形成的测量点包括等于并且限定所述测量区域的面积。7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中由所述测量辐射束在所述衬底处形成的测量点小于所述测量区域，并且在施加和捕获步骤期间在所述测量区域之上被移动，其中，可选地，所述束在所述测量区域之上的所述移动通过所述测量束和所述衬底中...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：