專利名稱：用于校準(zhǔn)位置測(cè)量設(shè)備的方法和校準(zhǔn)掩模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)用于光刻掩模上的測(cè)量結(jié)構(gòu)的位置測(cè)量的設(shè)備(下文也稱為位置測(cè)量設(shè)備)進(jìn)行校準(zhǔn)的方法、用于校準(zhǔn)此類型的設(shè)備的校準(zhǔn)掩模、以及包括此類型的校準(zhǔn)掩模的校準(zhǔn)掩模組。此外，本發(fā)明還涉及包括用于位置測(cè)量的設(shè)備與此類型的校準(zhǔn)掩模的布置、此類型的校準(zhǔn)掩模的用途、以及測(cè)量微光刻掩模的方法。
背景技術(shù)：
對(duì)光刻掩模上的測(cè)量結(jié)構(gòu)(例如對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志)的高精度位置測(cè)量屬于掩模度量學(xué)的中心任務(wù)。其也稱為光掩模圖案布置(PPPM photomask pattern placement)。通過測(cè)量結(jié)構(gòu)的測(cè)量，以高精度產(chǎn)生了對(duì)掩模的實(shí)質(zhì)測(cè)量。這是在使用電子束寫入器的掩模寫入處理中使掩模上的結(jié)構(gòu)完全達(dá)到定位精度的核心先決條件。此外，現(xiàn)有掩模組的測(cè)量結(jié)構(gòu)的測(cè)量可以驗(yàn)證用于各個(gè)獨(dú)立(individual)光刻層的不同掩模的結(jié)構(gòu)位置相對(duì)于彼此的偏差合格。掩模與掩模間的結(jié)構(gòu)位置的偏差也稱為“覆蓋(overlay)”。在上述意義中，掩模通常也稱為掩模母版。當(dāng)掩模結(jié)構(gòu)的尺寸隨著技術(shù)節(jié)點(diǎn)的進(jìn)展而減小時(shí)，對(duì)掩模結(jié)構(gòu)的位置測(cè)量的要求也不斷提高。此外，由于諸如雙圖案化(double patterning)的技術(shù)，顯著增加了掩模對(duì)掩模的覆蓋的要求以及結(jié)構(gòu)定位的要求。因?yàn)檠谀＝M的各個(gè)獨(dú)立掩模越來(lái)越多地由不同的掩模制造公司(通常遍布全世界)生產(chǎn)，并由不同的位置測(cè)量設(shè)備(也稱為“配準(zhǔn)設(shè)備 (registration apparatus) ”)測(cè)量，所以各個(gè)獨(dú)立位置測(cè)量設(shè)備相對(duì)于彼此的配合越來(lái)越重要。光刻掩模上的位置確定傳統(tǒng)上僅基于干涉長(zhǎng)度測(cè)量。為此目的，通過顯微圖像檢測(cè)掩模的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志的位置。通過定位臺(tái)，連續(xù)地將掩模的各個(gè)獨(dú)立對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志移動(dòng)到像場(chǎng)的中心，并通過邊緣閾值或通過相關(guān)(correlation)方法確定各個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志的位置。因而，通過確定定位臺(tái)在測(cè)量之間所覆蓋的距離，來(lái)確定與前次測(cè)量的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志相距的距離。定位臺(tái)所覆蓋的距離通過干涉長(zhǎng)度測(cè)量來(lái)確定。位置測(cè)量設(shè)備的校準(zhǔn)傳統(tǒng)上通過自一致性(self-consistency)測(cè)試來(lái)進(jìn)行。在此情況下，在不同的插入位置和旋轉(zhuǎn)位置測(cè)量校準(zhǔn)掩模。根據(jù)準(zhǔn)冗余(quasi-redundant) 測(cè)量數(shù)據(jù)記錄，可將校準(zhǔn)掩模上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志的位置誤差與位置測(cè)量設(shè)備的固有誤差分開。 位置測(cè)量設(shè)備的固有誤差繼而被用于校準(zhǔn)位置測(cè)量設(shè)備。位置測(cè)量設(shè)備的誤差的典型來(lái)源是干涉儀誤差以及干涉儀反射鏡的傾斜與不平等。雖然通過上述校準(zhǔn)方法可以考慮這樣的誤差，但這樣的方法仍受制于位置測(cè)量設(shè)備本身的測(cè)量。特別地，這將導(dǎo)致以下所述的問題?；谏鲜龅母鱾€(gè)校準(zhǔn)方法無(wú)法辨識(shí)方法所固有的某些特定類型的誤差。因此，不能通過簡(jiǎn)單的校準(zhǔn)測(cè)量來(lái)檢測(cè)和分開特定種類的誤差。這樣的誤差的來(lái)源的示例為不同的插入位置導(dǎo)致的其空間頻率大于校準(zhǔn)光柵的反射鏡不平度、掩模的不正確位置、像場(chǎng)旋轉(zhuǎn)、掩模不平等等。
傳統(tǒng)通過提高測(cè)量的冗余來(lái)對(duì)抗此問題。然而，這樣顯著增加了測(cè)量開銷。用于校準(zhǔn)的測(cè)量開銷因而隨著精度要求和校準(zhǔn)質(zhì)量而提高。通過將相同類型的各個(gè)獨(dú)立位置測(cè)量設(shè)備彼此匹配，可以記錄各個(gè)獨(dú)立機(jī)器的故障。然而，并未識(shí)別出方法固有以及機(jī)器類型固有的系統(tǒng)誤差。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于解決上述問題，具體地，在于提供一種校準(zhǔn)方法和校準(zhǔn)掩模，其可被用來(lái)以提高的精度校準(zhǔn)用于光刻掩模上的測(cè)量結(jié)構(gòu)的位置測(cè)量的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明提供一種校準(zhǔn)用于光刻掩模上的測(cè)量結(jié)構(gòu)的位置測(cè)量的設(shè)備的方法。根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)方法包括以下步驟通過利用干涉測(cè)量確定衍射結(jié)構(gòu)相對(duì)于彼此的位置，從而驗(yàn)證包括布置在其上的衍射結(jié)構(gòu)的校準(zhǔn)掩模合格；利用所述設(shè)備確定布置在所述校準(zhǔn)掩模上的測(cè)量結(jié)構(gòu)相對(duì)于彼此的位置；以及通過針對(duì)所述測(cè)量結(jié)構(gòu)所確定的位置以及針對(duì)所述衍射結(jié)構(gòu)所確定的位置，校準(zhǔn)所述設(shè)備。本申請(qǐng)的含義內(nèi)的校準(zhǔn)掩模不必僅用于設(shè)備的校準(zhǔn)。如下面更詳細(xì)說明的，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，具有相應(yīng)衍射結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品掩?；蛴杏醚谀Ｒ部捎米鳛樾?zhǔn)掩模。根據(jù)另一實(shí)施例，校準(zhǔn)掩模僅用于校準(zhǔn)設(shè)備，而不包括要被成像到晶片上的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。在本申請(qǐng)的含義中，專用對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志或要被成像到晶片上的其它有用結(jié)構(gòu)或產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可作為測(cè)量結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，可以將測(cè)量結(jié)構(gòu)作為所謂的“芯片中結(jié)構(gòu)(in-die structure) ”而包含在光刻掩模上。本發(fā)明還提供一種校準(zhǔn)掩模，用于校準(zhǔn)用于光刻掩模上的測(cè)量結(jié)構(gòu)的位置測(cè)量的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)掩模包括衍射結(jié)構(gòu)，針對(duì)所述衍射結(jié)構(gòu)的干涉位置測(cè)量，構(gòu)造所述衍射結(jié)構(gòu)。具體地，將校準(zhǔn)掩模的衍射結(jié)構(gòu)構(gòu)造為能夠利用波前檢測(cè)實(shí)現(xiàn)衍射結(jié)構(gòu)的位置的測(cè)量。此外，本發(fā)明提供了一種布置，其包括用于光刻掩模的測(cè)量結(jié)構(gòu)的位置測(cè)量的設(shè)備以及此類型的校準(zhǔn)掩模。本發(fā)明還建議一種校準(zhǔn)掩模的用途，其中，所述校準(zhǔn)掩模包括布置在其上的衍射結(jié)構(gòu)，用于校準(zhǔn)用于光刻掩模上的測(cè)量結(jié)構(gòu)的位置測(cè)量的設(shè)備。針對(duì)所述衍射結(jié)構(gòu)的干涉位置測(cè)量，構(gòu)造所述衍射結(jié)構(gòu)。換言之，本發(fā)明提供了一種校準(zhǔn)所謂“配準(zhǔn)設(shè)備”的校準(zhǔn)方法。此類型的“配準(zhǔn)設(shè)備”用于微光刻掩模(即在用于微光刻的投射曝光設(shè)備中要被成像到半導(dǎo)體晶片上的掩模)上的測(cè)量結(jié)構(gòu)的位置測(cè)量。根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)方法的第一步驟涉及提供具有布置在其上的衍射結(jié)構(gòu)的校準(zhǔn)掩模。衍射結(jié)構(gòu)被構(gòu)造成使得可通過所述衍射結(jié)構(gòu)的干涉測(cè)量來(lái)確定衍射結(jié)構(gòu)的位置。衍射結(jié)構(gòu)之間的距離可以非常小，或甚至為零，從而使各個(gè)獨(dú)立衍射結(jié)構(gòu)彼此合并。在對(duì)衍射結(jié)構(gòu)相對(duì)于彼此的位置進(jìn)行這種干涉確定之后，通過位置測(cè)量設(shè)備確定布置在校準(zhǔn)掩模上的測(cè)量結(jié)構(gòu)的位置。在校準(zhǔn)掩模上，除衍射結(jié)構(gòu)外，還可以布置測(cè)量結(jié)構(gòu)。作為替代，衍射結(jié)構(gòu)本身也可用作測(cè)量結(jié)構(gòu)。通過干涉測(cè)量所產(chǎn)生的位置數(shù)據(jù)記錄以及通過位置測(cè)量設(shè)備所確定的位置數(shù)據(jù)記錄于是被用于校準(zhǔn)位置測(cè)量設(shè)備。
因此，特別地，根據(jù)本發(fā)明的衍射結(jié)構(gòu)的干涉位置確定可以歸于通過波前測(cè)量對(duì)校準(zhǔn)掩模上的區(qū)域(areal)位置測(cè)量。通過這樣的波前測(cè)量，可以使得衍射結(jié)構(gòu)的位置測(cè)量精度好于2nm、尤其是好于lnm、0. 5nm、或0. lnm。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法提供了具有高絕對(duì)精度的參考方法。此外，與傳統(tǒng)校準(zhǔn)方法所采用的、通過圖像檢測(cè)和干涉長(zhǎng)度測(cè)量進(jìn)行的測(cè)量結(jié)構(gòu)的測(cè)量相比，本方法基于完全不同的測(cè)量原理。使用這種不同測(cè)量方法能分開誤差，從而可以提高位置測(cè)量設(shè)備的校準(zhǔn)的絕對(duì)精度。在根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)方法的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)驗(yàn)證校準(zhǔn)掩模合格時(shí)，將干涉儀的測(cè)量波輻照到校準(zhǔn)掩模上，使得在衍射結(jié)構(gòu)處以利特羅反射(Littrow reflection)反射它，并且將反射波與參考波疊加，用于產(chǎn)生干涉圖案。可以將測(cè)量波構(gòu)造為平面波。在利特羅反射的情況中，相對(duì)于測(cè)量波定向衍射結(jié)構(gòu)，使得衍射結(jié)構(gòu)處反射的波以特定衍射級(jí)返回到入射測(cè)量波的光束路徑中。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，將校準(zhǔn)掩模相繼地布置在相對(duì)于測(cè)量波的兩個(gè)不同定向上，其中在所述兩個(gè)定向中，在所述衍射結(jié)構(gòu)處分別在利特羅反射中以不同的衍射級(jí)反射所述測(cè)量波。具體地，相繼地定向校準(zhǔn)掩模，使得分別在利特羅反射中以正和負(fù)衍射級(jí)反射測(cè)量波，在每個(gè)情況中，不同衍射級(jí)的絕對(duì)值相同。在一個(gè)實(shí)施例中，相繼地傾斜校準(zhǔn)掩模，使得以第一正(+1st)衍射級(jí)與第一負(fù)(-1st)衍射級(jí)對(duì)測(cè)量波進(jìn)行利特羅反射。通過形成不同定向中的干涉測(cè)量之間的差別來(lái)確定衍射結(jié)構(gòu)的位置。根據(jù)一個(gè)變型，因此將校準(zhǔn)掩模相對(duì)于其表面法線旋轉(zhuǎn)90°，并針對(duì)兩個(gè)傾斜位置重復(fù)測(cè)量。根據(jù)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)位置的測(cè)量，可以確定衍射結(jié)構(gòu)在兩個(gè)正交坐標(biāo)方向上的位置。在根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例中，提供另一校準(zhǔn)掩模，它的衍射結(jié)構(gòu)與所述第一校準(zhǔn)掩模的衍射結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)類型上不同。通過干涉測(cè)量確定所述另一校準(zhǔn)掩模的衍射結(jié)構(gòu)的位置。根據(jù)為所述兩個(gè)校準(zhǔn)掩模的衍射結(jié)構(gòu)所確定的位置，以依賴于結(jié)構(gòu)類型的方式，確定系統(tǒng)誤差；并通過在計(jì)算中排除由所述第一校準(zhǔn)掩模的衍射結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型所導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差，來(lái)校正所述第一校準(zhǔn)掩模的測(cè)量位置。在所述設(shè)備的校準(zhǔn)期間，使用所述第一校準(zhǔn)掩模的衍射結(jié)構(gòu)的經(jīng)校正的位置。這使得可以進(jìn)一步提高校準(zhǔn)精度。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一校準(zhǔn)掩模的衍射結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)類型上不同于另一校準(zhǔn)掩模的衍射結(jié)構(gòu)，即它們?cè)趲缀涡螤詈?或尺寸上不同。在根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)差異由以下事實(shí)產(chǎn)生通過第一產(chǎn)生方法產(chǎn)生所述第一校準(zhǔn)掩模上的衍射結(jié)構(gòu)， 以及通過與所述第一產(chǎn)生方法不同的第二產(chǎn)生方法產(chǎn)生所述另一校準(zhǔn)掩模上的衍射結(jié)構(gòu)。 因此，例如，在一個(gè)產(chǎn)生方法中可以利用電子束寫入產(chǎn)生衍射結(jié)構(gòu)，而在另一產(chǎn)生方法中可以利用全息曝光產(chǎn)生衍射結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，通過衍射結(jié)構(gòu)形成測(cè)量結(jié)構(gòu)。這確保恰好在與驗(yàn)證校準(zhǔn)掩模合格期間的干涉位置測(cè)量相同的坐標(biāo)點(diǎn)處，進(jìn)行利用位置測(cè)量設(shè)備對(duì)校準(zhǔn)掩模的位置測(cè)量，因此位置測(cè)量數(shù)據(jù)可精確地彼此協(xié)調(diào)。這提高了校準(zhǔn)精度。在根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)掩模的一個(gè)實(shí)施例中，衍射結(jié)構(gòu)被構(gòu)造來(lái)用于使所述衍射結(jié)構(gòu)相對(duì)于彼此的位置的干涉測(cè)量達(dá)到小于2nm的精度，即具有好于2nm的精度，尤其是好于 Inm0在該上下文中，精度可定義為3 σ，即位置標(biāo)準(zhǔn)差的三倍。根據(jù)校準(zhǔn)掩模上所有測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量位置與相應(yīng)期望位置之間的差來(lái)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差。在根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中，衍射結(jié)構(gòu)總共覆蓋超過50%的可用掩模區(qū)域，尤其是超過70%。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，衍射結(jié)構(gòu)總共覆蓋超過設(shè)計(jì)為6英寸掩模的校準(zhǔn)掩模的160cm2的面積。在根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中，校準(zhǔn)掩模具有至少1000個(gè)衍射結(jié)構(gòu)，尤其是至少 2000個(gè)。因此，可以測(cè)量校準(zhǔn)掩模上至少1000個(gè)測(cè)量點(diǎn)的位置，由此可以以相應(yīng)的高分辨率對(duì)掩模進(jìn)行實(shí)質(zhì)測(cè)量。在根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中，衍射結(jié)構(gòu)被分別構(gòu)造為衍射光柵。在一個(gè)變型中，各個(gè)獨(dú)立的衍射光柵的光柵元件相對(duì)于相鄰光柵元件的距離小于1. 5 μ m，尤其是小于 1 μ m。如果衍射結(jié)構(gòu)被構(gòu)造為例如二維光柵，則各個(gè)獨(dú)立的光柵元件由相應(yīng)光柵線形成。應(yīng)該將相鄰光柵元件理解為具有相同定向且直接相鄰的光柵線。在衍射結(jié)構(gòu)被構(gòu)造為棋盤式光柵的情況中，光柵元件是特定類型的棋盤式光柵的方形。從而相鄰光柵間的距離表示在棋盤式圖案的垂直或水平方向上、此類型的兩個(gè)方形之間的距離。在根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中，將各個(gè)獨(dú)立衍射光柵的光柵元件相對(duì)于彼此設(shè)置為小于3μπκ尤其是少于2μπι的周期距離。周期距離也可稱為“間距(pitch)”。在根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中，每個(gè)衍射光柵具有至少100個(gè)光柵元件，尤其是至少200個(gè)或至少1000個(gè)光柵元件。優(yōu)選地，這對(duì)于校準(zhǔn)掩模的每個(gè)維度、即對(duì)于在掩模表面上的兩個(gè)空間方向中的每個(gè)而言，是正確的。如此多的光柵元件可以實(shí)現(xiàn)衍射結(jié)構(gòu)的高精度位置測(cè)量。在根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中，這些衍射結(jié)構(gòu)在至少一個(gè)空間方向上各自具有超過200 μ m的范圍，尤其是超過Imm的范圍。優(yōu)選地，衍射結(jié)構(gòu)在掩模表面上的兩個(gè)空間方向上都具有超過200 μ m的范圍。在根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中，衍射結(jié)構(gòu)被構(gòu)造為用于在利特羅反射中反射入射角大于1°、尤其是大于10°或大于45°的可見光。作為替代，衍射結(jié)構(gòu)可以被構(gòu)造為用于在利特羅反射中反射所述入射角的UV光。在根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中，如上面已經(jīng)所提及的，衍射結(jié)構(gòu)可以各自具有棋盤式光柵。根據(jù)一個(gè)變型，所述光柵在掩模表面的每個(gè)空間方向上具有至少100個(gè)、尤其是至少1000個(gè)具有反射型方形區(qū)域的形狀的光柵元件。此外，衍射結(jié)構(gòu)可以分別包括不同定向的多個(gè)一維線光柵。這樣的結(jié)構(gòu)也稱為“拼接結(jié)構(gòu)(parquet structures)”。在一個(gè)實(shí)施例中，這些拼接結(jié)構(gòu)具有四個(gè)四分區(qū) (quadrants)，其中在第一和第三個(gè)四分區(qū)中，將一維線光柵分別布置在相同的定向上，而第二和第四個(gè)四分區(qū)分別具有相對(duì)于第一和第三個(gè)四分區(qū)的布置成正交定向的一維線光柵。線光柵的線長(zhǎng)優(yōu)選為至少100 μ m，尤其是至少500 μ m。在根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中，衍射結(jié)構(gòu)包括環(huán)形光柵，其具有多個(gè)同心圓和/ 或相對(duì)于中心點(diǎn)的徑向線。在一個(gè)變型中，環(huán)形光柵在校準(zhǔn)掩模的整個(gè)可用區(qū)域上延伸。在此情況中，衍射結(jié)構(gòu)形成單個(gè)環(huán)形光柵。同心圓優(yōu)選不等距。根據(jù)一個(gè)變型，相鄰?fù)膱A之間的距離隨著距環(huán)形光柵中心的徑向距離的增加而線性增加。在根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中，衍射結(jié)構(gòu)被構(gòu)造為用于衍射可見光和/或更高頻率波長(zhǎng)范圍的光。因此，將衍射結(jié)構(gòu)構(gòu)造為用于在與可見光和或更高頻率波長(zhǎng)范圍(尤其是633nm、248nm、或193nm)的光相互作用時(shí)產(chǎn)生衍射效應(yīng)。如上面已經(jīng)提及的，在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，除了衍射結(jié)構(gòu)，校準(zhǔn)掩模還具有要被光刻地成像到晶片上的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。在此其情況中，校準(zhǔn)掩模被實(shí)施為所謂的產(chǎn)品掩?；蛴杏醚谀！Ｔ诟鶕?jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中，衍射結(jié)構(gòu)分別是計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的全息圖(CGH)。初始通過要由CGH產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象的計(jì)算機(jī)模擬確定這種CGH的結(jié)構(gòu)。在此情況中，優(yōu)化CGH 結(jié)構(gòu)，使得可以特別簡(jiǎn)單而又高精性地進(jìn)行干涉位置確定。隨后通過光刻方法(例如通過電子束寫入)在校準(zhǔn)掩模上產(chǎn)生CGH。此外，本發(fā)明提供一種校準(zhǔn)掩模組，其包括多個(gè)上述的校準(zhǔn)掩模，其中不同校準(zhǔn)掩模的衍射結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)類型上不同。這使得可以將衍射結(jié)構(gòu)的制造誤差與干涉測(cè)量設(shè)備的誤差分開，并因此在計(jì)算中從測(cè)量結(jié)果中排除衍射結(jié)構(gòu)的制造誤差。如上面關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的方法所說明的，根據(jù)第一變型，不同結(jié)構(gòu)類型在幾何形狀和/或尺寸上不同。根據(jù)另一變型，不同結(jié)構(gòu)類型在產(chǎn)生衍射結(jié)構(gòu)的方法上不同。本發(fā)明還提供一種用于光刻掩模上的測(cè)量結(jié)構(gòu)的位置測(cè)量的設(shè)備，其被構(gòu)造來(lái)用于以小于lnm、尤其是小于0. 5nm或小于0. Inm的精度，測(cè)量任何測(cè)量結(jié)構(gòu)相對(duì)于任何另一測(cè)量結(jié)構(gòu)的位置?？梢酝ㄟ^根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)方法的校準(zhǔn)來(lái)構(gòu)造這樣的精確測(cè)量設(shè)備。 換言之，通過利用根據(jù)本發(fā)明的干涉位置測(cè)量而驗(yàn)證合格的校準(zhǔn)掩模對(duì)位置測(cè)量設(shè)備的校準(zhǔn)，可以提供具有上述精度的位置測(cè)量設(shè)備。如上面已經(jīng)定義的，精度可被定義為3 ο，即測(cè)量位置標(biāo)準(zhǔn)差的三倍。關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)方法的上述實(shí)施例所指定的特征可以被相應(yīng)地應(yīng)用到根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)掩?；蚋鶕?jù)本發(fā)明的用途中。相對(duì)地，關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)掩模的上述實(shí)施例所指定的特征也可以相應(yīng)地應(yīng)用到根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)方法或根據(jù)本發(fā)明的用途中。本發(fā)明還提供一種測(cè)量用于微光刻的掩模的方法。此方法包括以下步驟提供在其上布置有衍射結(jié)構(gòu)的掩模；以及通過干涉測(cè)量確定衍射結(jié)構(gòu)相對(duì)于彼此的位置。此測(cè)量方法能夠?qū)崿F(xiàn)布置在掩模上的結(jié)構(gòu)的高精度位置測(cè)量。所測(cè)量的用于微光刻的掩模的一個(gè)示例是上述校準(zhǔn)掩模。具體地，也可測(cè)量具有要被成像到晶片上的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品掩模。在根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量方法的一個(gè)實(shí)施例中，將干涉儀的測(cè)量波輻照到掩模上，使得在衍射結(jié)構(gòu)處以利特羅反射反射測(cè)量波，并且將反射波與參考波疊加，用于產(chǎn)生干涉圖案。根據(jù)一個(gè)變型，相繼地將校準(zhǔn)掩模布置在相對(duì)于測(cè)量波的兩個(gè)不同定向上，在所述兩個(gè)定向上，在衍射結(jié)構(gòu)處分別在利特羅反射中以不同的衍射級(jí)反射測(cè)量波。根據(jù)關(guān)于本發(fā)明的校準(zhǔn)方法所陳述的實(shí)施例和變型，測(cè)量方法的其它有利實(shí)施例是顯而易見的。


在以下參照附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的詳細(xì)描述中說明了本發(fā)明的上述及其它有利特征，其中圖1示出了用于光刻掩模上的測(cè)量結(jié)構(gòu)的位置測(cè)量的設(shè)備的示意圖；圖2示出了具有測(cè)量結(jié)構(gòu)的這種光刻掩模的平面圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的具有多個(gè)衍射結(jié)構(gòu)的校準(zhǔn)掩模的平面圖；圖4示出了本發(fā)明的根據(jù)圖3的衍射結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例的基本圖；圖5示出了本發(fā)明的根據(jù)圖3的衍射結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的基本圖；圖6示出了本發(fā)明的根據(jù)圖3的衍射結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例的基本圖7示出了本發(fā)明的用于根據(jù)圖3的校準(zhǔn)掩模的測(cè)量的干涉儀的截面圖；以及圖8示出了在利用圖7的干涉儀的測(cè)量期間、根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)掩模的不同傾斜位置的圖。
具體實(shí)施例方式在下述示例實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)或功能上類似的元件盡可能提供相同或類似的附圖標(biāo)記。因此，為了理解一個(gè)具體示例實(shí)施例的各個(gè)獨(dú)立元件的特征，應(yīng)參考其它示例實(shí)施例的說明或本發(fā)明的一般說明。圖1顯示了用于光刻掩模12上的測(cè)量結(jié)構(gòu)的位置測(cè)量的設(shè)備10。圖2顯示了具有示例測(cè)量結(jié)構(gòu)14的光刻掩模12的平面圖，其中測(cè)量結(jié)構(gòu)14具有實(shí)施為十字結(jié)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志形狀。在根據(jù)圖2的圖示中，為了清楚的目的，相對(duì)于光刻掩模12以極度放大的方式顯示了測(cè)量結(jié)構(gòu)14。為了輔助說明，圖中使用笛卡兒xyz坐標(biāo)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)顯示附圖中所示的組件的各個(gè)位置關(guān)系。在圖1中，χ方向朝右，y方向垂直于圖面平面并向內(nèi)，ζ方向朝上。替代地，要成像到晶片上的有用結(jié)構(gòu)或產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也可作為測(cè)量結(jié)構(gòu)14。因此，例如，也可將測(cè)量結(jié)構(gòu)14作為所謂的“芯片中結(jié)構(gòu)”包含在光刻掩模12上。位置測(cè)量設(shè)備10通常也稱為“配準(zhǔn)設(shè)備”或“布置度量設(shè)備(placement metrology apparatus”，其包括定位臺(tái)形狀的掩模支撐體16，其可根據(jù)圖1所示的坐標(biāo)系統(tǒng)在x_y平面位移。此外，位置測(cè)量設(shè)備包括長(zhǎng)度干涉儀形狀的距離測(cè)量模塊18，用于確定掩模支撐體16在其位置改變期間的行進(jìn)。位置測(cè)量設(shè)備10還包括記錄裝置20，這里示意地顯示了記錄裝置20的測(cè)量物鏡 22和二維檢測(cè)器對(duì)。此外，記錄裝置20包括光束分隔器沈和照明源觀，從而可以利用反射光照明來(lái)記錄插入到掩模支撐體16中的光刻掩模12上的測(cè)量結(jié)構(gòu)14。照明源觀所發(fā)射的光波長(zhǎng)可以在可見光范圍中，例如約633nm，或者在UV范圍中，例如365nm、248nm、或 193nm。除所示的反射光照明外，也可以透射光模式操作位置測(cè)量設(shè)備10，其中來(lái)自照明源 28的光輻照穿過光刻掩模12。在位置測(cè)量設(shè)備10的操作期間，通過掩模支撐體16在x-y平面上的相應(yīng)位移，將各個(gè)獨(dú)立的測(cè)量結(jié)構(gòu)14連續(xù)地移動(dòng)到記錄裝置20的像場(chǎng)中心。因此，通過評(píng)估模塊30評(píng)估由檢測(cè)器M記錄的像，來(lái)確定各個(gè)測(cè)量結(jié)構(gòu)14的位置。這通過確定各個(gè)測(cè)量結(jié)構(gòu)14的像中的邊緣閾值或者通過相關(guān)方法來(lái)完成。通過距離測(cè)量模塊18的長(zhǎng)度干涉儀所檢測(cè)的掩模支撐體16的行進(jìn)，檢測(cè)距之前分別測(cè)量的測(cè)量結(jié)構(gòu)14的距離。根據(jù)此信息，可以高確度測(cè)量光刻掩模12上的測(cè)量結(jié)構(gòu)14相對(duì)于彼此的距離。為了進(jìn)一步提高設(shè)備10的位置測(cè)量精確度，根據(jù)本發(fā)明，首先通過根據(jù)本發(fā)明方法驗(yàn)證圖3所示的校準(zhǔn)掩模40合格，并從而將所述校準(zhǔn)掩模40用于校準(zhǔn)位置測(cè)量裝10。 具體地，此校準(zhǔn)用于消除距離測(cè)量模塊18的干涉儀誤差，諸如余弦誤差，由于與長(zhǎng)度相關(guān)的光束形狀分布、以及干涉儀反射鏡的傾斜和不平所產(chǎn)生的誤差。根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)掩模40包括多個(gè)衍射結(jié)構(gòu)42，其針對(duì)衍射結(jié)構(gòu)42的干涉位置測(cè)量而構(gòu)造，如下面更詳述說明的。衍射結(jié)構(gòu)42在校準(zhǔn)掩模40的整個(gè)可用區(qū)域上分布為密集光柵，如圖3示意性地示出的。在6英寸掩模的情況下，在一個(gè)變型中，布置有超過1000 個(gè)、優(yōu)選超過2000個(gè)此類型的衍射結(jié)構(gòu)42。在此情況下，所有衍射結(jié)構(gòu)42 —起覆蓋超過160cm2的面積。合適的校準(zhǔn)掩模40包括所有傳統(tǒng)掩模類型，尤其是具有光阻結(jié)構(gòu)的掩模、 COG掩模、MoSi掩模、以及具有石英結(jié)構(gòu)的掩模。在校準(zhǔn)掩模40的一個(gè)實(shí)施例中，分別相鄰的衍射結(jié)構(gòu)42之間的距離小于1mm。這有利于干涉測(cè)量的評(píng)估。衍射結(jié)構(gòu)42之間的距離甚至可變?yōu)榱?，其中各個(gè)獨(dú)立的衍射結(jié)構(gòu)彼此合并，從而包含各個(gè)獨(dú)立衍射結(jié)構(gòu)的衍射整體結(jié)構(gòu)有效地覆蓋了校準(zhǔn)掩模40的主要區(qū)域或甚至整個(gè)可用掩模表面。圖3中所示的校準(zhǔn)掩模40僅用于校準(zhǔn)設(shè)備10。然而，作為替代，校準(zhǔn)掩模40也可被實(shí)施為除了衍射結(jié)構(gòu)42外還具有所謂產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品掩?；蛴杏醚谀?。通過用于微光刻的投射曝光設(shè)備將這樣的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)成像到晶片上。在此情況下，具體地，衍射結(jié)構(gòu)42 — 起有利地覆蓋了比上面指示的區(qū)域小的區(qū)域。在此情況中，校準(zhǔn)掩模40也僅用于校準(zhǔn)，在一個(gè)實(shí)施例中，衍射結(jié)構(gòu)42所覆蓋的面積可比上面指示的區(qū)域小。圖4顯示了根據(jù)圖3的衍射結(jié)構(gòu)42的第一實(shí)施例，其形狀為所謂的拼接結(jié)構(gòu)42a。 拼接結(jié)構(gòu)4 具有四個(gè)四分區(qū)，每個(gè)四分區(qū)具有反射型的一維線光柵44。在此情況中，兩個(gè)對(duì)角相對(duì)的四分區(qū)的線光柵44水平定向，而其余兩個(gè)四分區(qū)的線光柵44垂直定向。圖4 以代表方式顯示了拼接結(jié)構(gòu)4 。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，線光柵44包括比圖 4所示多得多的線形狀的結(jié)構(gòu)元件46a，即，優(yōu)選每個(gè)線光柵44具有100至200條線。所述線的長(zhǎng)度大于100 μ m。拼接結(jié)構(gòu)42a因此在χ方向和y方向上都延伸超過200 μ m,典型超過1000 μ m。各個(gè)獨(dú)立線46a之間的距離d小于1. 5 μ m，尤其是約為1 μ m。周期距離(也稱為間距P)小于3 μ m，尤其是小于2 μ m。因此針對(duì)可見光的衍射，設(shè)計(jì)拼接結(jié)構(gòu)42a，其中，可在大于1°的入射角處產(chǎn)生具有第一衍射級(jí)的利特羅反射。利特羅反射意指利用在衍射結(jié)構(gòu)的反射衍射的入射波的特定衍射級(jí)返回到入射波的光束路徑中，如下面所詳述的。圖5顯示了根據(jù)圖3的衍射結(jié)構(gòu)40的另一實(shí)施例，其具有棋盤式光柵42b的形狀。 在根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例中，棋盤式光柵42b優(yōu)選同樣包含大量具有反射型方形區(qū)46b的形狀的結(jié)構(gòu)元件。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)衍射結(jié)構(gòu)在χ方向和y方向上的方形區(qū)46b的數(shù)量至少是100個(gè)，尤其是至少1000個(gè)，因此，顯著地大于圖5中以代表方式所示出的。各個(gè)獨(dú)立方形區(qū)之間的距離d(類似于圖4的距離d)在水平方向和垂直方向上都優(yōu)選小于1. 5 μ m，尤其是小于1 μ m。棋盤式光柵42b優(yōu)選在χ方向和y方向上都具有Imm 的最小范圍。圖6顯示了作為衍射結(jié)構(gòu)42的構(gòu)造的另一可能性的環(huán)形光柵42c。與圖3所示的不同，環(huán)形光柵42c在校準(zhǔn)掩模40的整個(gè)掩模區(qū)上延伸。因此，根據(jù)圖3的各個(gè)獨(dú)立衍射結(jié)構(gòu)42彼此合并，而由環(huán)形光柵42c形成。環(huán)形光柵42c包括反射型同心圓46c以及相對(duì)于環(huán)形光柵42c中心點(diǎn)的反射型徑向線48c的形狀的結(jié)構(gòu)元件。根據(jù)所需的位置信息， 環(huán)形光柵42c也可以僅包括同心圓46c或徑向線48c。同心圓46c之間的距離d不一定等距；根據(jù)一個(gè)變型，所述距離從環(huán)形光柵的中心隨著徑向距離的增加而線性或二次方地遞減。各個(gè)獨(dú)立同心圓46c之間的距離d介于1和IOOym之間。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通過以多個(gè)平面波、球面波、或其它任意但規(guī)定的波的干涉或全息曝光，產(chǎn)生依據(jù)圖4至圖6的衍射結(jié)構(gòu)。因此可以避免發(fā)生高階像差。作為替代，也可以通過電子束寫入器將衍射結(jié)構(gòu)產(chǎn)生在校準(zhǔn)掩模40上。衍射結(jié)構(gòu)42也可以具有比圖4至圖6更復(fù)雜的形式。具體地，可以將衍射結(jié)構(gòu)42構(gòu)造為成計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的全息圖(CGH)。圖7顯示了用于驗(yàn)證校準(zhǔn)掩模40合格的干涉儀50。干涉儀50包括光源52、分束器58、以及干涉儀相機(jī)72。光源52產(chǎn)生照明輻射M。照明輻射M具有足以執(zhí)行干涉測(cè)量的相干光。照明輻射討可以由例如氦氖激光器產(chǎn)生，并因此具有約633nm的波長(zhǎng)。然而， 作為替代，也可以提供所有其它波長(zhǎng)范圍的照明輻射M，尤其是UV波長(zhǎng)范圍，例如365nm、 248nm、或193nm。照明輻射M由光源52所產(chǎn)生，具有基本平面的波前，沿干涉儀50的光軸 56傳播，并穿過分束器58。照明輻射M因此照射到具有菲左(Fizeau)表面62的菲左元件60上。照明輻射 54的一部分在菲左表面62上反射作為參考波64。照明輻射M穿過菲左元件60的部分進(jìn)一步沿著光軸56傳播作為具有平面波前68的入射測(cè)量波66，并照射到校準(zhǔn)掩模40的表面上。校準(zhǔn)掩模40被相繼地布置在相對(duì)于光軸56的兩個(gè)不同傾斜位置上。圖8顯示了這兩個(gè)傾斜位置，其中，圖上部所示的傾斜位置對(duì)應(yīng)于依據(jù)圖7的校準(zhǔn)掩模40的傾斜位置。在此傾斜位置中，校準(zhǔn)掩模40的表面法線與光軸56之間的傾斜角α 被設(shè)定為使得在校準(zhǔn)掩模40的衍射結(jié)構(gòu)42處以正第一衍射級(jí)，利特羅反射入射測(cè)量波66。 換言之，在衍射結(jié)構(gòu)42處反射的測(cè)量波的第一衍射級(jí)作為反射波70返回到入射測(cè)量波66 的光束路徑中。通過分束器58將反射波70引導(dǎo)到干涉儀相機(jī)72上。由所述相機(jī)通過物鏡系統(tǒng)74將反射波70成像到相機(jī)芯片78的檢測(cè)表面76上。由于與參考波64的疊加，檢測(cè)表面76上產(chǎn)生干涉圖案，由評(píng)估模塊80儲(chǔ)存所述干涉圖案。根據(jù)干涉圖案，可以確定反射波70的波前與參考波64的波前的偏差，并因此可以測(cè)量反射波的波前。如上面已經(jīng)提及的，隨后將校準(zhǔn)掩模40設(shè)成圖8的下部所示的傾斜位置，在此傾斜位置中，在衍射結(jié)構(gòu)42處以負(fù)第一衍射級(jí)，利特羅反射測(cè)量波66。通過以負(fù)第一衍射級(jí)反射的波70與參考波64的疊加而產(chǎn)生在相機(jī)芯片78的檢測(cè)表面76上的干涉圖案，同樣由評(píng)估模塊80讀入。評(píng)估模塊80通過形成兩個(gè)干涉圖之間的差異來(lái)評(píng)估校準(zhǔn)掩模40的兩個(gè)傾斜位置中產(chǎn)生的干涉圖。這產(chǎn)生校準(zhǔn)掩模40上的各個(gè)獨(dú)立衍射結(jié)構(gòu)42相對(duì)于彼此的χ坐標(biāo)。特別地，所確定的坐標(biāo)是衍射結(jié)構(gòu)40的各個(gè)質(zhì)心(centroids)的坐標(biāo)，所述質(zhì)心被關(guān)于衍射結(jié)構(gòu)40的各個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)元件的衍射效應(yīng)加權(quán)。對(duì)于對(duì)稱的衍射結(jié)構(gòu)，該加權(quán)的質(zhì)心與幾何結(jié)構(gòu)的幾何形心一致。如果將這些坐標(biāo)與衍射結(jié)構(gòu)42相對(duì)于彼此的預(yù)定期望距離比較，則可以確定衍射結(jié)構(gòu)42的χ坐標(biāo)的位置誤差。隨后將校準(zhǔn)掩模40相對(duì)于其表面法線旋轉(zhuǎn)90 °，并對(duì)圖8中的兩個(gè)傾斜位置重復(fù)測(cè)量。評(píng)估模塊80根據(jù)所得的干涉圖計(jì)算校準(zhǔn)掩模40上的衍射結(jié)構(gòu)42的位置的y分量。 接著計(jì)算衍射結(jié)構(gòu)42的位置誤差的相應(yīng)y分量。根據(jù)本發(fā)明的衍射結(jié)構(gòu)42的干涉位置測(cè)量能夠獲得比傳統(tǒng)的通過圖像檢測(cè)的測(cè)量結(jié)構(gòu)的位置測(cè)量更高的精度。該更高精度的原因在于在干涉測(cè)量期間分別進(jìn)行了各個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)元件46a、46b、和46c的位置平均。在衍射結(jié)構(gòu)42對(duì)于所有結(jié)構(gòu)元件具有固定位置誤差的情況中，對(duì)于衍射結(jié)構(gòu)42的干涉確定的位置出現(xiàn)偏移，相應(yīng)地可在位置測(cè)量設(shè)備10 的后續(xù)校準(zhǔn)中考慮該偏移。為此目的，衍射結(jié)構(gòu)42的各個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)元件的位置誤差相對(duì)于所需的測(cè)量精度而言必須夠小。如果不是這樣的情況，作為替代，可以在多個(gè)結(jié)構(gòu)元件上使用上述的加權(quán)質(zhì)心，也稱為組合值(ensemble value)。根據(jù)本發(fā)明，上述干涉位置測(cè)量方法
12的應(yīng)用不限于校準(zhǔn)掩模。因此，也可以對(duì)產(chǎn)品掩模提供衍射結(jié)構(gòu)42，并通過干涉位置測(cè)量方法來(lái)測(cè)量產(chǎn)品掩模。通過上述驗(yàn)證校準(zhǔn)掩模40合格，可以高精度地確定校準(zhǔn)掩模40上布置的衍射結(jié)構(gòu)42的一組位置誤差。以此方式驗(yàn)證合格的校準(zhǔn)掩模40隨后被插入到位置測(cè)量設(shè)備10中取代圖1所示的光刻掩模12，并通過位置測(cè)量設(shè)備10相應(yīng)地測(cè)量校準(zhǔn)掩模40。在此情況中，測(cè)量了布置在校準(zhǔn)掩模40上的測(cè)量結(jié)構(gòu)相對(duì)于彼此的位置。根據(jù)圖2，在校準(zhǔn)掩模40 上除了衍射結(jié)構(gòu)42還可以布置測(cè)量結(jié)構(gòu)，例如十字形式的測(cè)量結(jié)構(gòu)。然而，作為替代，衍射結(jié)構(gòu)42本身也可用作測(cè)量結(jié)構(gòu)。在此情況中，衍射結(jié)構(gòu)42的干涉測(cè)量的位置誤差與由位置測(cè)量設(shè)備所測(cè)量的位置誤差有11的對(duì)應(yīng)關(guān)系。然后，基于干涉測(cè)量的誤差組以及位置由測(cè)量設(shè)備本身所確定的位置來(lái)校準(zhǔn)位置測(cè)量設(shè)備10。在此情況中，比較通過位置測(cè)量設(shè)備10進(jìn)行的位置測(cè)量與在校準(zhǔn)掩模40上通過高精度的干涉測(cè)量所確定的位置的偏差，并且確定相應(yīng)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)記錄，其用于校正后續(xù)在光刻掩模測(cè)量期間確定的數(shù)據(jù)記錄。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，在位置測(cè)量設(shè)備10的校準(zhǔn)期間，不僅使用單個(gè)校準(zhǔn)掩模40而是使用這種校準(zhǔn)掩模40的整個(gè)校準(zhǔn)掩模組。各個(gè)獨(dú)立的校準(zhǔn)掩模40在衍射結(jié)構(gòu) 42的結(jié)構(gòu)類型上不同。結(jié)構(gòu)類型上的差別可以涉及幾何形狀、尺寸、或產(chǎn)生衍射結(jié)構(gòu)42的方法。因此，第一校準(zhǔn)掩模40的衍射結(jié)構(gòu)42可實(shí)施為例如根據(jù)圖4的拼接結(jié)構(gòu)42a，而在第二校準(zhǔn)掩模40上衍射結(jié)構(gòu)42被實(shí)施為圖5所示的棋盤式光柵形狀。第三校準(zhǔn)掩?？膳鋫溆欣鐖D6的環(huán)形光柵42c。其它校準(zhǔn)掩?？梢园哂幸呀?jīng)在另一校準(zhǔn)掩模上使用的幾何形狀但具有不同尺度的衍射結(jié)構(gòu)42。此外，校準(zhǔn)掩模在產(chǎn)生衍射結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生方法上可以不同。因此，在第一校準(zhǔn)掩模上，例如可以通過電子束寫入產(chǎn)生衍射結(jié)構(gòu)，而在另一個(gè)校準(zhǔn)掩模上，可以通過利用多個(gè)平面波的干涉/全息曝光來(lái)實(shí)現(xiàn)衍射結(jié)構(gòu)的制造。如果接著通過上述干涉方法來(lái)驗(yàn)證不同校準(zhǔn)掩模40的各個(gè)獨(dú)立衍射結(jié)構(gòu)的位置誤差合格，則可以將衍射結(jié)構(gòu)42的典型制造誤差與測(cè)量設(shè)備10的誤差分開。附圖標(biāo)記列表
10位置測(cè)量設(shè)備
12光刻掩模
14測(cè)量結(jié)構(gòu)
16掩模支撐體
18距離測(cè)量模塊
20記錄裝置
22測(cè)量物鏡
24檢測(cè)器
26分束器
觀照明源
30評(píng)估模塊
40校準(zhǔn)掩模
42衍射結(jié)構(gòu)
4 拼接結(jié)構(gòu)
42b棋盤式光柵
42c環(huán)形光柵
44 一維線光柵
46a線
46b方形區(qū)
46c圓
48c徑向線
50干涉儀
52光源
討照明輻射
56光軸
58分束器
60菲左元件
62菲左表面
64參考波
66入射測(cè)量波
68平面波前
70反射波
72干涉儀相機(jī)
74物鏡系統(tǒng)
76檢測(cè)表面
78相機(jī)芯片
80評(píng)估模塊
權(quán)利要求
1.一種校準(zhǔn)掩模(40)，用于校準(zhǔn)用于光刻掩模(12)上的測(cè)量結(jié)構(gòu)(14)的位置測(cè)量的設(shè)備，其中，所述校準(zhǔn)掩模GO)包括衍射結(jié)構(gòu)(42)，針對(duì)所述衍射結(jié)構(gòu)02)的干涉位置測(cè)量，構(gòu)造所述衍射結(jié)構(gòu)G2)。
2.如權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)掩模，其中，所述衍射結(jié)構(gòu)G2)被構(gòu)造來(lái)用于使所述衍射結(jié)構(gòu)G2)相對(duì)于彼此的位置的干涉測(cè)量達(dá)到小于2nm的精度。
3.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)掩模，其中，所述衍射結(jié)構(gòu)G2)總共覆蓋超過50%的可用掩模區(qū)。
4.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)掩模，其具有至少1000個(gè)所述衍射結(jié)構(gòu) 02)。
5.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)掩模，其中，所述衍射結(jié)構(gòu)G2)分別被構(gòu)造為衍射光柵(42a、42b、42c)。
6.如權(quán)利要求5所述的校準(zhǔn)掩模，其中，各個(gè)獨(dú)立衍射光柵(42a、42b、42c)的光柵元件 (46a、46b、46c、48c)相對(duì)于相鄰光柵元件的距離小于1. 5μπι。
7.如權(quán)利要求5或6所述的校準(zhǔn)掩模，其中，各個(gè)獨(dú)立衍射光柵(42a、42b、42c)的光柵元件(46a、46b、46c、48c)被布置為相對(duì)于彼此具有小于3 μ m的周期距離。
8.如權(quán)利要求5至7中的任一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)掩模，其中，每個(gè)衍射光柵(42a、42b、42c) 具有至少100個(gè)光柵元件(46a、46b、46c、48c)。
9.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)掩模，其中，所述衍射結(jié)構(gòu)G2)各自在至少一個(gè)空間方向上具有超過200 μ m的范圍。
10.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)掩模，其中，所述衍射結(jié)構(gòu)G2)被構(gòu)造為用于在利特羅反射中反射入射角大于1°的可見光。
11.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)掩模，其中，所述衍射結(jié)構(gòu)G2)各自具有棋盤式光柵(42b)。
12.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)掩模，其中，所述衍射結(jié)構(gòu)G2)各自包括多個(gè)不同定向的一維線光柵G4)。
13.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)掩模，其中，所述衍射結(jié)構(gòu)G2)包括環(huán)形光柵G2c)，其具有多個(gè)同心圓(46c)和/或相對(duì)于中心點(diǎn)的多個(gè)徑向線G8c)。
14.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)掩模，其中，所述衍射結(jié)構(gòu)G2)被構(gòu)造為用于衍射可見光和/或更高頻率波長(zhǎng)范圍中的光。
15.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)掩模，其除了所述些衍射結(jié)構(gòu)G2)之外還具有要被光刻地成像到晶片上的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
16.一種校準(zhǔn)掩模組，包括多個(gè)如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)掩模(40)，其中，不同校準(zhǔn)掩模GO)的衍射結(jié)構(gòu)G2)在結(jié)構(gòu)類型上不同。
17.如權(quán)利要求16所述的校準(zhǔn)掩模組，其中，不同的結(jié)構(gòu)類型在幾何形狀和/或尺寸上不同。
18.如權(quán)利要求16或17所述的校準(zhǔn)掩模組，其中，所述不同的結(jié)構(gòu)類型在產(chǎn)生所述衍射結(jié)構(gòu)G2)的方法上不同。
19.如權(quán)利要求18所述的校準(zhǔn)掩模組，其中第一結(jié)構(gòu)類型的衍射結(jié)構(gòu)02)由電子束寫入產(chǎn)生，第二結(jié)構(gòu)類型的衍射結(jié)構(gòu)G2)由全息曝光產(chǎn)生。
20.一種包括用于光刻掩模(12)上的測(cè)量結(jié)構(gòu)(14)的位置測(cè)量的設(shè)備(10)以及如權(quán)利要求1至15中的任一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)掩模GO)的布置。
21.—種校準(zhǔn)掩模00)的用途，其中，所述校準(zhǔn)掩模GO)包括布置在其上的衍射結(jié)構(gòu) (42)，用于校準(zhǔn)用于光刻掩模(12)上的測(cè)量結(jié)構(gòu)(14)的位置測(cè)量的設(shè)備(10)；其中，針對(duì)所述衍射結(jié)構(gòu)G2)的干涉位置測(cè)量構(gòu)造所述衍射結(jié)構(gòu)G2)。
22.如權(quán)利要求21所述的校準(zhǔn)掩模GO)的用途，其中，根據(jù)權(quán)利要求1至15中的任一項(xiàng)構(gòu)造所述校準(zhǔn)掩模GO)。
23.一種校準(zhǔn)用于光刻掩模(12)上的測(cè)量結(jié)構(gòu)(14)的位置測(cè)量的設(shè)備(10)的方法， 包括以下步驟-通過利用干涉測(cè)量確定衍射結(jié)構(gòu)0 相對(duì)于彼此的位置，從而驗(yàn)證包括布置在其上的衍射結(jié)構(gòu)G2)的校準(zhǔn)掩模00)合格；-利用所述設(shè)備，確定布置在所述校準(zhǔn)掩模G0)上的測(cè)量結(jié)構(gòu)(14)相對(duì)于彼此的位置；以及-通過針對(duì)所述測(cè)量結(jié)構(gòu)(14)所確定的位置以及針對(duì)所述衍射結(jié)構(gòu)G2)所確定的位置，校準(zhǔn)所述設(shè)備(10)。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，當(dāng)驗(yàn)證所述校準(zhǔn)掩模00)合格時(shí)，將干涉儀 (50)的測(cè)量波(66)輻照到所述校準(zhǔn)掩模G0)上，從而在所述些衍射結(jié)構(gòu)G2)處以利特羅反射反射所述測(cè)量波，并且將反射波(70)與參考波(64)疊加，用于產(chǎn)生干涉圖案。
25.如權(quán)利要求M所述的方法，其中，將所述校準(zhǔn)掩模G0)相繼地布置在相對(duì)于所述測(cè)量波(66)的兩個(gè)不同定向上，在所述兩個(gè)定向中，在所述衍射結(jié)構(gòu)0 處分別在利特羅反射中以不同的衍射級(jí)反射所述測(cè)量波(66)。
26.如權(quán)利要求23至25中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，提供另一校準(zhǔn)掩模，其具有與所述第一校準(zhǔn)掩模G0)的衍射結(jié)構(gòu)G2)在結(jié)構(gòu)類型上不同的衍射結(jié)構(gòu)G2)；通過干涉測(cè)量確定所述另一校準(zhǔn)掩模的衍射結(jié)構(gòu)G2)的位置；根據(jù)為所述兩個(gè)校準(zhǔn)掩模的衍射結(jié)構(gòu) (42)所確定的位置，以依賴于結(jié)構(gòu)類型的方式，確定系統(tǒng)誤差；通過在計(jì)算中排除由所述第一校準(zhǔn)掩模G0)的衍射結(jié)構(gòu)G2)的結(jié)構(gòu)類型所導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差，來(lái)校正所述第一校準(zhǔn)掩模G0)的測(cè)量位置；以及在所述設(shè)備(10)的校準(zhǔn)期間，使用所述第一校準(zhǔn)掩模G0)的衍射結(jié)構(gòu)G2)的經(jīng)校正的位置。
27.如權(quán)利要求沈所述的方法，其中，所述第一校準(zhǔn)掩模G0)的衍射結(jié)構(gòu)G2)在幾何形狀和/或尺寸上與所述另一校準(zhǔn)掩模G0)的衍射結(jié)構(gòu)G2)不同。
28.如權(quán)利要求沈或27所述的方法，其中，通過第一產(chǎn)生方法產(chǎn)生所述第一校準(zhǔn)掩模 (40)上的衍射結(jié)構(gòu)(42)，并且通過與所述第一產(chǎn)生方法不同的第二產(chǎn)生方法產(chǎn)生所述另一校準(zhǔn)掩模G0)上的衍射結(jié)構(gòu)02)。
29.如權(quán)利要求觀所述的方法，其中，在一個(gè)產(chǎn)生方法中，通過電子束寫入法產(chǎn)生衍射結(jié)構(gòu)(42)，并且在另一個(gè)產(chǎn)生方法中，通過全息曝光法產(chǎn)生衍射結(jié)構(gòu)02)。
30.如權(quán)利要求23至四中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，由所述衍射結(jié)構(gòu)02)形成所述測(cè)量結(jié)構(gòu)(14)。
31.如權(quán)利要求23至30中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，根據(jù)權(quán)利要求1至15中的任一項(xiàng)，構(gòu)造所述校準(zhǔn)掩模G0)。
32.—種測(cè)量用于微光刻的掩模GO)的方法，包括以下步驟-提供所述掩模(40)，所述掩模00)具有布置在其上的衍射結(jié)構(gòu)0 ；以及 -通過干涉測(cè)量，確定所述衍射結(jié)構(gòu)G2)相對(duì)于彼此的位置。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其中，將干涉儀的測(cè)量波(66)輻照到所述掩模GO) 上，使得在所述衍射結(jié)構(gòu)G2)處以利特羅反射反射所述測(cè)量波，并且將反射波(70)與參考波(64)疊加，用于產(chǎn)生干涉圖案。
全文摘要
一種校準(zhǔn)用于光刻掩模(12)上的測(cè)量結(jié)構(gòu)(14)的位置測(cè)量的設(shè)備(10)的方法，包括以下步驟通過利用干涉測(cè)量確定衍射結(jié)構(gòu)(42)相對(duì)于彼此的位置，從而驗(yàn)證包括布置在其上的衍射結(jié)構(gòu)(42)的校準(zhǔn)掩模(40)合格；利用所述設(shè)備，確定布置在所述校準(zhǔn)掩模(40)上的測(cè)量結(jié)構(gòu)(14)相對(duì)于彼此的位置；以及通過針對(duì)所述測(cè)量結(jié)構(gòu)(14)所確定的位置以及針對(duì)所述衍射結(jié)構(gòu)(42)所確定的位置，校準(zhǔn)所述設(shè)備(10)。
文檔編號(hào)G03F9/00GK102414615SQ201080018981
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2010年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
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