为了确定曝光设备是否输出正确的辐射剂量以及其投影系统是否正确地聚焦辐射，在掩模上使用测试图案用于将特定标记印刷到衬底上。然后通过例如散射仪等检查设备测量该标记，以确定焦距和剂量以及其他相关性质是否存在误差。测试图案配置成使得焦距和剂量的这种改变可以容易地通过测量使用掩模曝光的图案的性质来确定。测试图案可以是二维图案，其中物理或几何性质，例如节距，在两个维度的每一个上是不同的。测试图案还可以是一维的图案，其由一维的结构的阵列构成，该结构由至少一个亚结构构成，该亚结构与焦距和剂量不同地相互作用并给出可以确定焦距和剂量的曝光图案。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可用于例如通过光刻技术制造器件的检查方法。具体地，本专利技术涉及一种用于在衬底上印刷标记的图案，其用于测试光刻设备的与焦距和剂量相关的性质。本专利技术还涉及包含图案的掩模、包含标记的衬底、印刷标记的曝光设备、测试标记的检查设备以及所涉及的方法。
技术介绍
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，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(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。 所述图案的转移通常是通过将图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上而进行的。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的步进机，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；以及所谓的扫描器，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扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底上的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。为了监测光刻过程，需要测量图案化的衬底的参数，例如形成在衬底上或衬底内的连续层之间的重叠误差。已有多种技术用于测量在光刻过程中形成的微观结构，包括使用扫描电子显微镜和多种专门工具。专用检查工具的一种形式是散射仪，其中辐射束被引导到衬底表面上的目标上，并且测量散射或反射束的属性。通过比较束在被衬底反射或散射前后的属性，可以确定衬底的属性。例如通过将反射束同与已知衬底属性相关的已知测量值的库中存储的数据比较，可以确定衬底的属性。已知两种主要类型的散射仪。分光镜散射仪引导宽带辐射束到衬底上并且测量散射到特定的窄的角度范围内的辐射的光谱(例如，强度作为波长的函数)。角度分辨散射仪使用单色辐射束并且测量作为角度的函数的散射辐射的强度。散射仪可以用于测量光刻设备的若干个不同方面，包括它们的衬底取向和曝光有效性。光刻设备和具体地光刻设备执行的曝光动作的、也可以通过散射仪测量的两个重要参数是焦距和剂量。具体地，如下文所述，光刻设备具有辐射源和投影系统。投影到衬底上以便曝光衬底的辐射的剂量受曝光或光刻设备的不同部分控制。通常光刻设备的投影系统负责将辐射聚焦到衬底的正确部分上。在衬底水平面处而不是衬底水平面前面或后面聚焦、使得在衬底水平面处形成最清晰的图像并且可以在衬底上曝光得到最清晰的图案是重要的。这实现印刷较小的产品图案。辐射的焦距和剂量直接地影响在衬底上曝光的图案或结构的参数。可以使用散射仪测量的参数是已经印刷到衬底上的结构的物理性质(例如条形结构的临界尺寸(CD)或侧壁角度(SWA))。临界尺寸是结构(例如条纹、间隔、点或孔)的有效平均宽度，依赖于所测量的结构。侧壁角度是衬底的表面和结构的升起或凹落部分之间的角度。此外，如果划线结构与产品掩模一起用于焦距测量，可以应用掩模形状校正，例如用于校正掩模的弯曲的焦距校正。通过在衬底上产生一维标记的掩模图案中的一维结构，利用散射测量或扫描电子显微术，可以同时确定焦距和剂量，其中通过一维结构得出测量值。可以使用单个结构，只要所述结构在曝光和处理时对于在焦距能量矩阵(FEM)中的每个点具有临界尺寸和侧壁角度测量值的唯一组合。如果这些临界尺寸和侧壁角度的唯一的组合是可用的，则可以通过这些测量值唯一地确定焦距和剂量值。然而，使用一维结构存在问题。通常，存在多种得出类似的临界尺寸和侧壁角度测量值的焦距和剂量组合。这意味着焦距和剂量不能通过测量单个一维结构唯一地确定。已经考虑使用多于一个的在分离开的邻近标记中的结构，以分析这种模糊度。然而，将多个标记并入到不同的结构中是不利的，因为衬底的用于测量标记的面积和用于测量所有不同的测量标记的测量时间与结构的数量成比例地增加，并随着模糊度降低而成比例地增加。
技术实现思路
因此，需要的是有效的系统和方法，以能够测量曝光设备的焦距和剂量，同时最小化掩模的表面面积并因此最小化在处理过程中用到的衬底的表面面积。在本专利技术的一个实施例中，提供一种测量曝光设备的与焦距和/或剂量相关的性质的方法，所述方法包括使用将要被测量的曝光设备和包括用于形成标记的图案的掩模在衬底上印刷标记，所述图案包括结构的阵列，所述阵列具有沿一个方向的能够被曝光设备分辨的节距和沿与第一方向不同的第二方向的不能被曝光设备分辨的节距。所述方法继续测量已经使用掩模通过曝光设备曝光的衬底的性质，包括将辐射束投影到衬底上的标记处；和检测从衬底上的标记反射的辐射；和通过反射的辐射的性质确定曝光设备的与焦距和/或剂量相关的性质。在本专利技术的另一实施例中，提供一种用于曝光设备中的掩模，所述掩模包括用于在衬底上印刷标记的图案，所述图案包括结构的阵列，所述阵列具有沿一个方向的能够被曝光设备分辨的第一节距和沿与第一方向不同的第二方向的不能被曝光设备分辨的第二节距。在本专利技术的另一实施例中，提供一种用于曝光设备的投影设备，曝光设备配置成使用包含用于印刷标记的图案的掩模在衬底上印刷标记，所述投影设备配置成在第一方向上分辨掩模上的图案并且在与第一方向不同的第二方向上不分辨图案。在本专利技术的还一实施例中，提供一种包括标记的衬底，已经使用包括结构阵列的图案印刷所述标记，所述阵列具有沿一个方向的在标记中被分辨的节距和沿与第一方向不同的第二方向的在标记中不被分辨的节距。在本专利技术的还一实施例中，提供一种用于测量曝光设备的与焦距和/或剂量相关的性质的检查系统，所述检查系统包括掩模，包括用于使用将要被测量的曝光设备在衬底上印刷标记的图案，所述图案包括结构的阵列，所述阵列具有沿一个方向的能够被将要被测量的曝光设备分辨的节距和沿与第一方向不同的第二方向的不能被将要被测量的曝光设备分辨的节距。所述系统还包括检查设备，所述检查设备配置成测量已经使用掩模、通过曝光设备将标记印刷于其上的衬底的性质，包括辐射源；投影系统，配置成引导来自辐射源的辐射到标记上；检测器，配置成检测从标记反射的辐射；和处理器，配置成通过反射的辐射的性质确定曝光设备的与焦距和/或剂量相关的性质。在本专利技术的还一实施例中，提供一种光刻设备、一种光刻单元以及一种检查设备， 配置成测量已经使用包含图案的掩模、通过曝光设备将标记印刷于其上的衬底的性质，已经使用包括结构的阵列的图案印刷标记，所述阵列具有沿一个方向的在标记中被分辨的节距和沿与第一方向不同的第二方向的在标记中不被分辨的节距，所述检查设备包括辐射源；投影系统，配置成引导来自辐射源的辐射到标记上；检测器，配置成检测从标记反射的辐射；和处理器，配置成通过探测的辐射确定标记的性质，和通过反射的辐射的性质确定用于印刷标记的曝光设备的与焦距和剂量相关的性质。本专利技术的其他实施例、特征和优点以及本专利技术的不同实施例的结构和操作在下文中参照附图进行描述。应该指出的是，本专利技术不限于这里描述的具体实施例。文中所示出的实施例仅仅是为了解释的目的。基于这里包含的教导，本专利技术的其他实施例对本领域技术人员是显而易见的。附图说明下面仅通过示例的方式，参考附图对本专利技术的实施例进行描述，其中示意性附本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种测量曝光设备的与焦距和／或剂量相关的性质的方法，所述方法包括步骤：使用将要被测量的曝光设备和包括用于形成标记的图案的掩模在衬底上印刷标记，所述图案包括结构的阵列，所述阵列具有沿一个方向的能够被曝光设备分辨的节距和沿与第一方向不同的第二方向的不能被曝光设备分辨的节距；和测量已经使用掩模通过曝光设备曝光的衬底的性质，包括步骤：将辐射束投影到衬底上的标记上；检测从衬底上的标记反射的辐射；和由反射的辐射的性质确定曝光设备的与焦距和剂量相关的性质中的至少一个。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·李维斯，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL
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