專(zhuān)利名稱(chēng)：檢查方法及設(shè)備與光刻設(shè)備及器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢査方法，可用于通過(guò)光刻技術(shù)制造器件，還涉及 一種使用光刻技術(shù)制造器件的方法。
背景技術(shù)：
光刻設(shè)備是一種將所需圖案應(yīng)用到襯底上(通常到所述襯底的目標(biāo)
部分上)的機(jī)器。例如，可以將光刻設(shè)備用在集成電路(ic)的制造中。
在這種情況下，可以將可選地稱(chēng)為掩?；蜓谀ぐ?reticle)的構(gòu)圖裝置用 于在所述IC的單層上產(chǎn)生待形成的電路圖案?？梢詫⒃搱D案轉(zhuǎn)移到襯底
(例如，硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如，包括一個(gè)或幾個(gè)管芯的部分)。 典型地，經(jīng)由成像將所述圖案轉(zhuǎn)移到在所述襯底上設(shè)置的輻射敏感材料
(抗蝕劑)層上。通常，單獨(dú)的襯底將包含連續(xù)形成圖案的相鄰目標(biāo)部 分的網(wǎng)絡(luò)。公知的光刻設(shè)備包括步進(jìn)機(jī)，在所述步進(jìn)機(jī)中，通過(guò)將全 部圖案一次曝光到所述目標(biāo)部分上來(lái)輻射每一個(gè)目標(biāo)部分；以及掃描器， 在所述掃描器中，通過(guò)沿給定方向("掃描"方向)的輻射束掃描所述圖 案、同時(shí)沿與該方向平行或反向平行地掃描所述襯底來(lái)輻射每一個(gè)目標(biāo) 部分。還可以通過(guò)將所述圖案壓印(imprinting)到所述襯底上，將所 述圖案從所述構(gòu)圖裝置轉(zhuǎn)移到所述襯底上。
為了監(jiān)測(cè)光刻工藝，需要測(cè)量己構(gòu)圖襯底的參數(shù)，例如在所述襯底 中或所述襯底上形成的連續(xù)層之間的疊加誤差。存在多種技術(shù)用于測(cè)量 在光刻工藝中形成的精微結(jié)構(gòu)，包括使用掃描電子顯微鏡和各種檢查工 具。檢查工具的一種形式是散射儀，在所述散射儀中將輻射束導(dǎo)引到襯 底表面的目標(biāo)上，并且測(cè)量被散射或反射的束的性質(zhì)。通過(guò)對(duì)被襯底反 射前后的束的性質(zhì)進(jìn)行比較，可以確定襯底的性質(zhì)。例如，這可以通過(guò) 將反射束與在與公知襯底性質(zhì)相關(guān)聯(lián)的公知測(cè)量庫(kù)中尺寸的數(shù)據(jù)相比較
來(lái)實(shí)現(xiàn)。兩種主要類(lèi)型的散射儀是公知的。分光鏡散射儀將寬帶輻射束 導(dǎo)引到襯底上，并且對(duì)散射到特定窄角度范圍中的輻射的光譜(強(qiáng)度作 為波長(zhǎng)的函數(shù))進(jìn)行測(cè)量。角度分解的散射儀使用單色輻射束，并且測(cè) 量被散射的輻射強(qiáng)度作為角度的函數(shù)。主要分量分析是用于從散射測(cè)量 數(shù)據(jù)中獲得例如焦距、劑量、和任意對(duì)比信息的公知方法，而無(wú)需待測(cè) 量目標(biāo)的計(jì)算密集的重構(gòu)。這是通過(guò)將目標(biāo)校準(zhǔn)陣列按照不同的劑量、 焦距和任意對(duì)比值印刷到測(cè)試襯底上。然后對(duì)陣列中的每一個(gè)目標(biāo)執(zhí)行 散射測(cè)量。然后將所述測(cè)量結(jié)果分解為一組正交的基本函數(shù)(公知為主 要分量函數(shù))，所述正交的基本函數(shù)依賴(lài)于所使用的目標(biāo)圖案和系數(shù)值 (公知為基本分量值)。然后可以將統(tǒng)計(jì)技術(shù)用于建立額定焦距、劑量和 任意對(duì)比值之間的關(guān)系，用于印刷目標(biāo)和基本分量值。為了得出針對(duì)生 產(chǎn)指標(biāo)中印刷的目標(biāo)的焦距、劑量和任意對(duì)比值，只需要進(jìn)行散射測(cè)量， 確定主要分量值并且應(yīng)用所得到的關(guān)系?？梢栽诿绹?guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)
No. 2005/0185174 Al中發(fā)現(xiàn)該技術(shù)進(jìn)一步的細(xì)節(jié)，將其全部合并在此作 為參考。
主要分量值、焦距和對(duì)比值之間的關(guān)系依賴(lài)于目標(biāo)下面的結(jié)構(gòu)。因 此，必須在制造工藝中測(cè)量的目標(biāo)的每一個(gè)層中測(cè)量和印刷校準(zhǔn)陣列， 在不同層或工藝中不可以再次使用的一個(gè)工藝中的一個(gè)層的關(guān)系。
基本分量分析技術(shù)的限制在于校準(zhǔn)襯底和測(cè)量襯底之間的下面結(jié) 構(gòu)中的非故意變化(例如層厚變化)可以導(dǎo)致顯著的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種根據(jù)對(duì)于下面結(jié)構(gòu)的變化不敏感的目標(biāo)結(jié)構(gòu)確定 散射測(cè)量數(shù)據(jù)參數(shù)的方法。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例， 一種對(duì)已經(jīng)通過(guò)光刻工藝將目標(biāo)圖案印刷到 襯底上的光刻工藝的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量的方法包括將基準(zhǔn)圖案的圖像投影 到校準(zhǔn)襯底的輻射敏感層上多次，以通過(guò)所述光刻工藝形成多個(gè)校準(zhǔn)圖 案，其中將不同的參數(shù)值用于形成不同的校準(zhǔn)圖案，并且基準(zhǔn)圖案包括 對(duì)于參數(shù)值變化具有不同敏感度的第一和第二部分；將輻射檢查束導(dǎo)引 到校準(zhǔn)圖案上，并且測(cè)量從所述校準(zhǔn)圖案上反射或散射的輻射束以獲得
針對(duì)每一個(gè)校準(zhǔn)圖案的每一個(gè)部分的測(cè)量結(jié)果；從針對(duì)每一個(gè)校準(zhǔn)圖案
的第二部分的測(cè)量結(jié)果中減去針對(duì)每一個(gè)校準(zhǔn)圖案的第一部分的測(cè)量結(jié)
果，以獲得多個(gè)微分測(cè)量結(jié)果；將每一個(gè)微分測(cè)量結(jié)果分解為一組基本 函數(shù)和相關(guān)聯(lián)的系數(shù)，并且獲得系數(shù)值和參數(shù)值之間的關(guān)系；將基準(zhǔn)圖 案的圖像投影到襯底的輻射敏感層上以形成目標(biāo)圖案，其中用于形成目 標(biāo)圖案的參數(shù)值是未知的；將輻射檢查束導(dǎo)引到目標(biāo)圖案上，并且測(cè)量 從目標(biāo)圖案上反射或散射的輻射，以獲得針對(duì)目標(biāo)部分的每一個(gè)部分的 目標(biāo)測(cè)量結(jié)果；從針對(duì)目標(biāo)圖案的第二部分的目標(biāo)測(cè)量結(jié)果中減去針對(duì) 目標(biāo)圖案的第一部分的目標(biāo)測(cè)量結(jié)果，以獲得目標(biāo)微分測(cè)量結(jié)果；將目 標(biāo)微分測(cè)量結(jié)果分解為一組系數(shù)與多個(gè)基本函數(shù)相乘，并且使用系數(shù)值 和參數(shù)值之間的關(guān)系以確定用于形成目標(biāo)圖案的參數(shù)值。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例， 一種獲得校準(zhǔn)函數(shù)的方法，所述校準(zhǔn)函數(shù)用于 對(duì)已經(jīng)通過(guò)光刻工藝將目標(biāo)圖案印刷到襯底上的光刻工藝參數(shù)進(jìn)行測(cè) 量，所述方法包括將基準(zhǔn)圖案的圖像投影到校準(zhǔn)襯底的輻射敏感層上 多次，以通過(guò)所述光刻工藝形成多個(gè)校準(zhǔn)圖案，其中將不同的參數(shù)值用 于形成不同的校準(zhǔn)圖案，并且基準(zhǔn)圖案包括對(duì)于參數(shù)值變化具有不同敏 感度的第一和第二部分；將輻射檢查束導(dǎo)引到校準(zhǔn)圖案上，并且測(cè)量從 所述校準(zhǔn)圖案上反射或散射的輻射束以獲得針對(duì)每一個(gè)校準(zhǔn)圖案的每一 個(gè)部分的測(cè)量結(jié)果；從針對(duì)每一個(gè)校準(zhǔn)圖案的第二部分的測(cè)量結(jié)果中減 去針對(duì)每一個(gè)校準(zhǔn)圖案的第一部分的測(cè)量結(jié)果以獲得多個(gè)微分測(cè)量結(jié) 果；將每一個(gè)微分測(cè)量結(jié)果分解為一組基本函數(shù)和相關(guān)聯(lián)的系數(shù)，并且 獲得系數(shù)值和參數(shù)值之間的關(guān)系作為校準(zhǔn)函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例， 一種對(duì)已經(jīng)通過(guò)光刻工藝將目標(biāo)圖案印刷到襯 底上的光刻工藝參數(shù)進(jìn)行測(cè)量的方法，其中基準(zhǔn)圖案包括對(duì)于參數(shù)值的 變化具有不同敏感度的第一和第二部分，所述方法包括將輻射的檢查 束投影到目標(biāo)圖案上，并且測(cè)量從所述校準(zhǔn)圖案上反射或散射的輻射束 以獲得針對(duì)目標(biāo)圖案的每一個(gè)部分的測(cè)量結(jié)果；從針對(duì)目標(biāo)圖案的第二 部分的測(cè)量結(jié)果中減去針對(duì)目標(biāo)圖案的第一部分的測(cè)量結(jié)果以獲得目標(biāo) 微分測(cè)量結(jié)果；將每一個(gè)目標(biāo)微分測(cè)量結(jié)果分解為一組基本函數(shù)和相關(guān) 聯(lián)的系數(shù)，并且使用表示系數(shù)值和參數(shù)值之間關(guān)系的校準(zhǔn)函數(shù)來(lái)確定用
于形成目標(biāo)圖案的參數(shù)值。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，器件制造方法包括使用光刻工藝將器件圖案 和基準(zhǔn)圖案的圖像投影到襯底的輻射敏感層上以形成包括器件結(jié)構(gòu)和目 標(biāo)圖案的器件，其中基準(zhǔn)圖案包括對(duì)于光刻工藝的參數(shù)值變化具有不同 敏感度的第一和第二部分；將輻射檢査束導(dǎo)引到目標(biāo)圖案上，并且測(cè)量 從所述目標(biāo)圖案上反射或散射的輻射，以獲得針對(duì)目標(biāo)圖案的每一個(gè)部 分的目標(biāo)測(cè)量結(jié)果；從針對(duì)目標(biāo)圖案的第二部分的目標(biāo)測(cè)量結(jié)果中減去 針對(duì)目標(biāo)圖案的第一部分的目標(biāo)測(cè)量結(jié)果，以獲得目標(biāo)微分測(cè)量結(jié)果； 將目標(biāo)微分測(cè)量結(jié)果分解為一組系數(shù)與多個(gè)基本函數(shù)相乘，并且使用表 示系數(shù)值和參數(shù)值之間關(guān)系的校準(zhǔn)函數(shù)來(lái)確定用于形成目標(biāo)圖案的參數(shù) 值。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例， 一種檢查通過(guò)光刻工藝制造的器件層以確定光 刻工藝參數(shù)值的方法包括在器件層中包括目標(biāo)圖案，所述目標(biāo)圖案包 括對(duì)于參數(shù)具有不同敏感度的兩個(gè)部分；使用散射儀來(lái)獲得這兩個(gè)部分 的散射測(cè)量譜；從這兩個(gè)散射測(cè)量譜中獲得差異光譜；將回歸分析應(yīng)用 于差異光譜以獲得至少一個(gè)系數(shù)；使用校準(zhǔn)函數(shù)從系數(shù)得到參數(shù)值，所 述校準(zhǔn)函數(shù)是通過(guò)使用參數(shù)的多個(gè)差異值來(lái)印刷目標(biāo)圖案的副本并且將 回歸分析應(yīng)用于從目標(biāo)圖案的副本獲得的差異光譜而獲得的。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例， 一種檢査設(shè)備，被配置用于確定用于制造襯底 上的器件層的光刻工藝的參數(shù)值，其中所述器件層包括基準(zhǔn)圖案，所述 基準(zhǔn)圖案包括對(duì)于參數(shù)值變化具有不同敏感度的第一和第二部分，所述 檢查設(shè)備包括照射光學(xué)系統(tǒng)，被配置用于將輻射的檢查束導(dǎo)引到基準(zhǔn) 圖案的每一個(gè)部分上；投影光學(xué)系統(tǒng)，被配置用于將由基準(zhǔn)圖案的每一 個(gè)部分反射或散射的輻射投影到檢測(cè)器上以獲得這兩個(gè)部分的散射光 譜；光譜減法器，被配置用于從兩個(gè)散射光譜中獲得差異光譜；分析器， 被配置用于將回歸分析應(yīng)用于差異光譜以獲得至少一個(gè)系數(shù)；存儲(chǔ)器， 存儲(chǔ)校準(zhǔn)函數(shù)，所述校準(zhǔn)函數(shù)是通過(guò)使用多個(gè)不同參數(shù)值、并且將回歸 分析應(yīng)用于從目標(biāo)圖案的副本獲得的差異光譜來(lái)印刷目標(biāo)圖案的副本而 獲得的；以及計(jì)算器，被配置用于使用所述系數(shù)和所述校準(zhǔn)函數(shù)來(lái)計(jì)算 參數(shù)值。


現(xiàn)在將僅作為示例并且參考示意性附圖描述本發(fā)明實(shí)施例，圖中相 應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部分，并且其中
圖la示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光刻設(shè)備；
圖lb示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光刻單元或光刻組件；
圖2示出了可以用于本發(fā)明的第一散射儀；
圖3示出了可以用于本發(fā)明的第二散射儀；
圖4示出了在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法中印刷到襯底上的校準(zhǔn)矩
陣；
圖5示出了在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法中印刷到產(chǎn)品襯底上的目
標(biāo)；
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的檢查工具； 圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法的流程圖8示出了在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法示例中使用的測(cè)試圖案； 圖9示出了可以在圖8的示例中使用的測(cè)試圖案的可變的尺寸；以
及
圖10至圖12示出了圖8的示例中的仿真測(cè)試結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
圖la示意性地示出了光刻設(shè)備。所述設(shè)備包括照射系統(tǒng)(照射器) IL，被配置用于調(diào)節(jié)輻射束B(niǎo) (例如UV輻射或EUV輻射)。支架(例如掩模 臺(tái))MT，被配置用于支撐構(gòu)圖裝置(例如掩模)MA，并且與第一定位器 PM相連，所述第一定位器PM被配置用于根據(jù)確定的參數(shù)對(duì)構(gòu)圖裝置進(jìn)行 精確地定位。襯底臺(tái)(例如，晶片臺(tái))WT被配置用于保持襯底(例如， 涂有抗蝕劑的晶片)W，并且與第二定位器PW相連，所述第二定位器PM 被配置用于根據(jù)確定的參數(shù)對(duì)所述襯底進(jìn)行精確地定位。投影系統(tǒng)(例 如，折射式投影透鏡系統(tǒng))PL，被配置用于通過(guò)構(gòu)圖裝置MA將被賦予所 述輻射束B(niǎo)的圖案投影到所述襯底W的目標(biāo)部分C (例如，包括一個(gè)或更多 管芯)上。 所述照射系統(tǒng)可以包括各種類(lèi)型的光學(xué)部件，例如折射型、反射型、 磁性型、電磁型、靜電型或其他類(lèi)型的光學(xué)部件、或其任意組合，用于 導(dǎo)引、整形、和/或控制輻射。
所述支架支撐(例如負(fù)擔(dān))所述構(gòu)圖裝置的重量。所述支架按照依 賴(lài)于所述構(gòu)圖裝置的方位、所述光刻設(shè)備的設(shè)計(jì)、以及其他條件的方式 (例如，是否將構(gòu)圖裝置支持在真空環(huán)境中)來(lái)支持所述構(gòu)圖裝置。所 述支撐結(jié)構(gòu)可以使用機(jī)械、真空、靜電、或其他鉗技術(shù)以支持所述構(gòu)圖 裝置。所述支架可以是框架或臺(tái)子，例如，可以如所需的固定或是可移 動(dòng)的。所述支架可以確保所述構(gòu)圖裝置處于所需位置，例如相對(duì)于所述 投影系統(tǒng)。這里的術(shù)語(yǔ)"掩膜板"或"掩模"的任何使用可以認(rèn)為與更 通用的術(shù)語(yǔ)"構(gòu)圖裝置"同義。
應(yīng)該將這里使用的術(shù)語(yǔ)"構(gòu)圖裝置"解釋為能夠在橫截面方向?qū)?射束賦予以圖案、以便在所述襯底的目標(biāo)部分中創(chuàng)建圖案的任意裝置。 應(yīng)該注意的是，被賦予所述輻射束的所述圖案可能不完全地與所述襯底 的目標(biāo)部分中的所需圖案相對(duì)應(yīng)，例如，如果所述圖案包括相移特征或 所謂的輔助特征。通常，被賦予所述輻射束的所述圖案與在所述目標(biāo)部 分中創(chuàng)建的裝置中的具體功能層相對(duì)應(yīng)，例如集成電路。
所述構(gòu)圖裝置可以是透射的或是反射的。構(gòu)圖裝置的示例包括掩 模、可編程反射鏡陣列、和可編程LCD面板。掩模在光刻中是眾所周知 的，并且包括諸如二元掩模類(lèi)型、交替相移掩模類(lèi)型、衰減相移掩模類(lèi) 型和各種混合掩模類(lèi)型之類(lèi)的掩模類(lèi)型?？删幊谭瓷溏R陣列的示例采用 小反射鏡的矩陣排列，可以獨(dú)立地傾斜每一個(gè)小反射鏡，以便沿不同方 向反射入射輻射。所述傾斜的反射鏡賦予由所述反射鏡矩陣反射的輻射 束中的圖案。
應(yīng)該將這里使用的術(shù)語(yǔ)"投影系統(tǒng)"廣泛地解釋為包括任意類(lèi)型的 投影系統(tǒng)，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、電磁型和靜電 型光學(xué)系統(tǒng)、或其任意組合，如針對(duì)所使用的曝光輻射所希望的、或針 對(duì)諸如使用浸沒(méi)式液體或使用真空之類(lèi)的其他因素所希望的。這里任意 使用的術(shù)語(yǔ)"投影透鏡"可以認(rèn)為是與更一般的術(shù)語(yǔ)"投影系統(tǒng)"同義。
如這里所示的，所述設(shè)備是透射型的(例如，采用透射掩模)。替
代地，所述設(shè)備可以是反射型的(例如，釆用如上所述類(lèi)型的可編程反 射鏡陣列，或采用反射掩模)。
所述光刻設(shè)備可以是具有兩個(gè)(雙臺(tái))更多襯底臺(tái)(和/或兩個(gè)或 更多掩模臺(tái))的類(lèi)型。在這種"多臺(tái)"機(jī)器中，可以并行地使用附加的 臺(tái)，或可以在一個(gè)或更多臺(tái)上執(zhí)行預(yù)備步驟，而可以將一個(gè)或更多其他 臺(tái)用于曝光。
所述光刻設(shè)備還可以是這樣的類(lèi)型其中，所述襯底的至少一部分 可以用具有相對(duì)較高折射率的液體(例如，水)覆蓋，以便填充所述投 影系統(tǒng)和所述襯底之間的空隙。還可以將浸沒(méi)液體應(yīng)用到所述光刻設(shè)備 的其他空隙，例如所述掩模和所述投影系統(tǒng)之間。浸沒(méi)技術(shù)是本領(lǐng)域的 公知技術(shù)，用于增加投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。如這里使用的術(shù)語(yǔ)"浸沒(méi)"
(immersion)并不意味著必須將諸如襯底之類(lèi)的結(jié)構(gòu)浸沒(méi)到液體中，而是
僅意味著在曝光期間液體位于所述投影系統(tǒng)和所述襯底之間。
參考圖la，照射器IL從輻射源SO接收輻射束。所述源和所述光刻
設(shè)備可以是分立的實(shí)體，例如，當(dāng)所述源是受激準(zhǔn)分子激光器時(shí)。在這 種情況下，不會(huì)認(rèn)為所述源形成所述光刻設(shè)備的一部分，并且通過(guò)包括 例如合適的引導(dǎo)鏡和/或分束器的束傳遞系統(tǒng)BD的幫助，將所述輻射從 所述源S0傳到所述輻射器IL。在其他情況下，所述源可以是所述光刻 設(shè)備的必要部分，例如所述源是汞燈時(shí)?？梢詫⑺鲈碨0和所述輻射器 IL、以及如果需要時(shí)的所述束傳遞系統(tǒng)BD —起稱(chēng)作輻射系統(tǒng)。
所述輻射器IL可以包括調(diào)節(jié)器AD，用于調(diào)節(jié)所述輻射束的角強(qiáng)度 分布。通常，可以對(duì)所述輔射器的光瞳面中的強(qiáng)度分布的至少所述外部 和/或內(nèi)部的徑向范圍(一般分別稱(chēng)為cr-外部和c7-內(nèi)部)進(jìn)行調(diào)節(jié)。此 外，所述輻射器IL可以包括各種其他部件，例如積分器IN和聚光器C0。 可以將所述輻射器用于調(diào)節(jié)所述輻射束，以在其橫截面中具有所需的均 勻性和強(qiáng)度分布。
所述輻射束B(niǎo)入射到保持在所述支架(例如，掩模臺(tái)MT)的所述構(gòu) 圖裝置(例如，掩模MA)上，并且通過(guò)所述構(gòu)圖裝置來(lái)形成圖案。已經(jīng) 橫穿所述掩模MA之后，所述輻射束B(niǎo)通過(guò)所述投影系統(tǒng)PS，所述PS將 所述束聚焦到所述襯底W的目標(biāo)部分C上。通過(guò)第二定位器PW和定位傳感器IF (例如，干涉儀裝置、線性編碼器或電容傳感器)的幫助，可以精確地移動(dòng)所述襯底臺(tái)WT，例如以便定位于所述輻射束B(niǎo)的光程中的不 同目標(biāo)部分C。類(lèi)似地，例如在來(lái)自掩模庫(kù)的機(jī)械修補(bǔ)之后或在掃描期 間，可以將所述第一定位器PM和另一個(gè)定位傳感器(圖1中未明確示出) 用于將所述掩模MA相對(duì)于所述輻射束B(niǎo)的光程精確地定位。通常，可以 通過(guò)形成所述第一定位器PM的一部分的長(zhǎng)程模塊(粗略定位)和短程模 塊(精細(xì)定位)來(lái)實(shí)現(xiàn)所述襯底臺(tái)WT的移動(dòng)。類(lèi)似地，可以使用形成所 述第二定位器PW的一部分的長(zhǎng)程模塊和短程模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)所述襯底臺(tái)WT 的移動(dòng)。在步進(jìn)機(jī)的情況下(與掃描器相反)，所述掩模臺(tái)MT可以?xún)H與 短程傳動(dòng)裝置相連，或可以是固定的?？梢允褂醚谀?duì)齊標(biāo)記Ml、 M2 和襯底對(duì)齊標(biāo)記P1、 P2來(lái)對(duì)齊掩模MA和襯底W。盡管所示的所述襯底 對(duì)齊標(biāo)記占據(jù)了專(zhuān)用目標(biāo)部分，他們可以位于目標(biāo)部分之間的間隔(這 些公知為劃線對(duì)齊標(biāo)記)。類(lèi)似地，在將多于一個(gè)管芯設(shè)置在所述掩模 MA上的情況下，所述掩模對(duì)齊標(biāo)記可以位于所述管芯之間。 可以將所述專(zhuān)用設(shè)備用于以下模式的至少之一1. 在步進(jìn)模式中，將所述掩模臺(tái)MT和所述襯底臺(tái)WT保持為實(shí)質(zhì) 靜止，而將賦予到所述輻射束的整個(gè)圖案一次投影到目標(biāo)部分C (即， 單獨(dú)的靜態(tài)曝光)。然后將所述襯底臺(tái)WT沿X和/或Y方向移動(dòng)，使得可 以對(duì)不同目標(biāo)部分C曝光。在步進(jìn)模式中，曝光場(chǎng)的最大尺寸限制了在 單獨(dú)的靜態(tài)曝光中成像的所述目標(biāo)部分C的尺寸。2. 在掃描模式中，在將賦予所述輻射束的圖案投影到目標(biāo)部分C 的同時(shí)，將所述掩模臺(tái)MT和所述襯底臺(tái)WT同步地進(jìn)行掃描(即，單獨(dú) 地動(dòng)態(tài)曝光)。所述襯底臺(tái)WT相對(duì)于所述掩模臺(tái)MT的速度和方向可以通 過(guò)所述投影系統(tǒng)PS的(縮小)放大率和圖像反轉(zhuǎn)特征來(lái)確定。在掃描模 式中，曝光場(chǎng)的最大尺寸限制了單獨(dú)的動(dòng)態(tài)曝光中的所述目標(biāo)部分的寬 度(沿非掃描方向)，而所述掃描運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度確定了所述目標(biāo)位置的高度(沿所述掃描方向)。3. 在另一個(gè)模式中，將所述掩模臺(tái)MT保持為實(shí)質(zhì)靜止地保持可編 程構(gòu)圖裝置，并且在將賦予所述輻射束的圖案投影到目標(biāo)部分C的同時(shí)， 對(duì)所述襯底臺(tái)WT進(jìn)行移動(dòng)或掃描。在這種模式中，通常采用脈沖輻射源，并且在所述襯底臺(tái)WT的每一次移動(dòng)之后、或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間，如所要求的更新所述可編程構(gòu)圖裝置。這種模式的操作易于應(yīng)用 于利用可編程構(gòu)圖裝置的無(wú)掩模光刻中，例如如上所述類(lèi)型的可編程反 射鏡陣列。也可以采用上述模式的組合和/或變體的模式的使用或完全不同的 模式的使用。如圖lb所示，光刻設(shè)備LA形成光刻單元LC的一部分，有時(shí)也稱(chēng) 為光刻單元或光刻組件，所述光刻設(shè)備也包括用于在襯底上執(zhí)行曝光前 和曝光后工藝的設(shè)備。傳統(tǒng)地，這些設(shè)備包括旋轉(zhuǎn)涂布機(jī)SC以沉積抗蝕 劑層、顯影機(jī)DE以對(duì)已曝光的抗蝕劑進(jìn)行顯影、冷凝板CH和烘烤板BK。 襯底輸送裝置(handler,或者機(jī)器人)R0從輸入/輸出端口 1/01、 1/02 處撿起襯底，將所述襯底在不同的工藝設(shè)備之間移動(dòng)，然后將所述襯底 傳遞到光刻設(shè)備的進(jìn)料臺(tái)LB。經(jīng)常統(tǒng)稱(chēng)為軌跡的這些裝置受本身由管理 控制系統(tǒng)SCS控制的軌跡控制單元TCU的控制，所述管理控制系統(tǒng)SCS 還經(jīng)由光刻控制單元LACU控制光刻設(shè)備。因此，可以將不同的設(shè)備操作 用于使生產(chǎn)量和處理效率最大化。為了使由光刻設(shè)備曝光的襯底正確地并且可靠地進(jìn)行曝光，理想的 是檢查已曝光襯底以測(cè)量諸如連續(xù)層、線寬度、臨界尺寸之間的總誤差 之類(lèi)的性質(zhì)。如果檢測(cè)到誤差，可以對(duì)連續(xù)襯底的曝光進(jìn)行調(diào)節(jié)，尤其 是如果可以足夠迅速和快速地進(jìn)行該檢查，使得仍然對(duì)相同批次的其他 襯底進(jìn)行曝光。同樣，可以將已經(jīng)曝光的襯底剝離或再建，以改善產(chǎn)量 或廢品，從而避免在公知為有缺陷的襯底上執(zhí)行曝光。在只有襯底的一 些目標(biāo)部分是有缺陷的情況下，可以?xún)H在好的那些目標(biāo)部分上執(zhí)行進(jìn)一 步地曝光。將檢查設(shè)備用于確定襯底的性質(zhì)，具體地不同襯底或相同襯底的不 同層的性質(zhì)如何逐層變化。可以將所述檢查設(shè)備集成到光刻設(shè)備LA或光 刻單元LC中，或者所述檢査設(shè)備可以是獨(dú)立裝置。為了使能夠?qū)崿F(xiàn)最快 測(cè)量，理想的是所述檢查設(shè)備在曝光之后立即測(cè)量已曝光抗蝕劑層中的 性質(zhì)。然而，抗蝕劑中的潛象(latent image)具有相對(duì)較低的對(duì)比度， 在己經(jīng)暴露到輻射的抗蝕劑部分和還沒(méi)有暴露到輻射的抗蝕劑部分之間
只存在非常小的差別，并且并非全部的檢查設(shè)備具有足夠的敏感度以進(jìn)行潛象的有益測(cè)量。因此，可以在曝光后烘烤步驟(PEB)之后進(jìn)行所述 測(cè)量，所述曝光后烘烤步驟通常是已曝光襯底上執(zhí)行的第一步驟，并且 增加了抗蝕劑的已曝光部分和未曝光部分之間的對(duì)比度。在這一階段， 可以將抗蝕劑中的圖像稱(chēng)為半潛在的。還可以在已經(jīng)取出了抗蝕劑的已 曝光部分或未曝光部分時(shí)、或者在諸如刻蝕之類(lèi)的圖案轉(zhuǎn)移步驟之后進(jìn) 行已顯影抗蝕劑的測(cè)量。后一種可能性限制了再建有缺陷襯底的可能性， 但是仍然可以提供有益的信息。圖2示出了可以用于本發(fā)明中的散射儀。所述散射儀包括將輻射投 影到襯底W上的寬帶(白光)輻射投影器2。所反射的輻射通過(guò)光分光 計(jì)檢測(cè)器4，所述分光計(jì)檢測(cè)器4測(cè)量鏡面反射輻射的光譜(即強(qiáng)度作為波長(zhǎng)函數(shù)的測(cè)量)。根據(jù)該數(shù)據(jù)，例如可以通過(guò)嚴(yán)格的耦合波分析 (RCWA)和非線性回歸、或者通過(guò)與如圖2的底部所示的仿真光譜庫(kù)進(jìn)行比較，對(duì)引起被檢測(cè)光譜的結(jié)果或性狀進(jìn)行重構(gòu)。通常，針對(duì)重構(gòu)的 結(jié)構(gòu)的一般形式是公知的，并且根據(jù)據(jù)此形成所述結(jié)構(gòu)的工藝知識(shí)來(lái)假 設(shè)一些參數(shù)，只留下所述結(jié)構(gòu)的幾個(gè)參數(shù)和根據(jù)散射測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)確定。 可以將這種散射儀配置為正入射散射儀或斜入射散射儀?？梢杂糜诒景l(fā)明的另一個(gè)散射儀如圖3所示。在該裝置中，使用透 鏡系統(tǒng)12將由輻射源2發(fā)射的輻射聚焦通過(guò)干涉濾波器13和偏振器17 ， 由部分反射表面16進(jìn)行反射、并且經(jīng)由具有較高數(shù)值孔徑(NA)的顯微 物透鏡15聚焦到襯底W上，優(yōu)選地所述數(shù)值孔徑至少為0.9，并且更優(yōu) 選地至少0. 95。浸沒(méi)散射儀甚至可以包括具有大于1的數(shù)值孔徑的透鏡。 然后，所反射的輻射傳輸通過(guò)部分反射表面16進(jìn)入檢測(cè)器18，以便使 檢測(cè)到散射光譜。檢測(cè)器可以位于背投光瞳平面11中，所述光瞳平面 11位于透鏡系統(tǒng)15的焦距長(zhǎng)度處，然而可以將所述光瞳平面代替地用 輔助光學(xué)元件(未示出)再次成像到檢測(cè)器上。所述光瞳平面是這樣一 種平面其中輻射的半徑位置限定了入射角度，而角度位置限定了輻射 的方位角。優(yōu)選地，檢測(cè)器是二維檢測(cè)器，使得可以測(cè)量襯底目標(biāo)的二 維角度散射光譜(即強(qiáng)度作為散射角度函數(shù)的測(cè)量)。例如，檢測(cè)器18 可以是CCD或CMOS傳感器的陣列，并且可以是例如每幀40毫秒的積分時(shí)間。例如，經(jīng)常將基準(zhǔn)束用于測(cè)量入射束的強(qiáng)度。為此，當(dāng)輻射束入射 到分束器16上，將所述輻射束的一部分傳輸通過(guò)分束器作為用于基準(zhǔn)鏡14的基準(zhǔn)束。然后將所述基準(zhǔn)束投影到相同檢測(cè)器18的不同部分上。一組干涉濾波器13可用于在所述的405至790nm或者甚至更低的 諸如200至300nm的范圍中選擇令人感興趣的波長(zhǎng)。該干涉濾波器可以 是可調(diào)的，而不是包括一組不同的濾波器。可以將光柵用于代替干涉濾 波器。檢測(cè)器18可以測(cè)量單波長(zhǎng)(或窄波長(zhǎng)范圍)處的散射光強(qiáng)度，所 述強(qiáng)度分離地位于多個(gè)波長(zhǎng)處或者在波長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行積分。此外，檢測(cè) 器可以分離地測(cè)量橫磁偏振光和橫電偏振光的強(qiáng)度和/或橫磁偏振光和 橫電偏振光之間的相位差別?？梢允褂脤拵Ч庠?即具有較寬范圍光頻率或波長(zhǎng)(顏色)的光源), 所述光源給出較大的etendue (徑角性或展度)，允許多個(gè)波長(zhǎng)的混合。 優(yōu)選地，寬帶中的多個(gè)波長(zhǎng)每一個(gè)均具有S入的帶寬和至少25X的間距(即 兩倍于波長(zhǎng)帶寬)。幾個(gè)輻射"源"可以是已經(jīng)使用光纖束分離的擴(kuò)展輻 射源的不同部分。按照這種方式，可以在多個(gè)波長(zhǎng)處并行地測(cè)量角度分 解的散射光譜?？梢詼y(cè)量比二維光譜包含更多信息的三維(波長(zhǎng)和兩個(gè) 不同的角度)。這允許增加度量學(xué)工藝穩(wěn)定性的更多信息的測(cè)量。這在 EP1， 628， 164A中更加詳細(xì)地描述，將所述文檔合并在此作為參考。襯底W上的目標(biāo)可以是光柵，印刷所述光柵使得顯影之后，所述條 由固態(tài)抗蝕劑線形成。可以替代地將所述條刻蝕進(jìn)入襯底中。選擇目標(biāo) 圖案對(duì)于諸如光刻投影設(shè)備中的焦距、劑量、覆蓋(overlay)、色差之 類(lèi)的感興趣的參數(shù)是敏感的，使得相關(guān)參數(shù)中的變化將表示已印刷的目 標(biāo)中的變化。盡管在一些環(huán)境中可以通過(guò)重構(gòu)已印刷的目標(biāo)來(lái)直接地根據(jù)散射 測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算已印刷目標(biāo)的相關(guān)參數(shù)，這總是計(jì)算敏感的，并且通常 是不可行的。因此，在使用散射測(cè)量的許多方法中，執(zhí)行校準(zhǔn)以得出散 射測(cè)量數(shù)據(jù)和感興趣參數(shù)的不同值之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系。這就是本發(fā)明中所 采取的措施，將在下文中參考圖4至圖7描述，作為用于根據(jù)已印刷目
標(biāo)的散射測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)得出間距和劑量值的示范性方法。可以將本發(fā)明應(yīng) 用于光刻工藝的其他參數(shù)，例如按照簡(jiǎn)單的方式應(yīng)用于像差。在本發(fā)明實(shí)施例中，目標(biāo)圖案包括兩個(gè)部件，當(dāng)按照感興趣的理想 參數(shù)值進(jìn)行印刷時(shí)，這兩個(gè)部件實(shí)質(zhì)相同。在所示示例中，這兩個(gè)部件是光柵G1、 G2，所述光柵具有相同的周期和占空比，但是具有不同的輔 助(或校正)特征。這些在圖4的放大部分中更加詳細(xì)地示出。光柵G1 具有條10和輔助特征11。輔助特征11是亞分辨率的(sub-resolution), 使得他們不會(huì)印刷而是被選擇以修改條10的焦距和劑量敏感度，使得例 如在對(duì)于劑量變化的敏感度降低的同時(shí)，條寬對(duì)于焦距變化的敏感度增 加，并且優(yōu)選地實(shí)質(zhì)上消除了所述敏感度。光柵G2也具有條20和輔助 特征21，但是在這種情況下選擇輔助特征，以便減小或消除條20的焦 距敏感度，并且增加對(duì)于劑量變化的敏感度。確定掩模中兩個(gè)光柵中的 條和輔助特征尺寸，使得按照預(yù)定的焦距和劑量設(shè)定，這兩個(gè)已印刷的 光柵將實(shí)際上相同。如圖4所示，將包括相鄰的光柵Gl和G2的目標(biāo)圖案在校準(zhǔn)襯底CW的陣列中印刷多次。將目標(biāo)圖案的每一個(gè)不同實(shí)例按照焦距和劑量設(shè)定 的不同組合進(jìn)行曝光。這是圖7中所示的步驟S1。方便地，將所述實(shí)例 配置為使得焦距沿陣列的一個(gè)方向(例如x)變化，而劑量沿另一個(gè)方 向(y)變化?？蓪⑺龉鈻欧Q(chēng)作Gl(i, j)和G2(i， j)，其中i和j分別 是從l至m和n的指數(shù)，m和n可以相等也可以不相等。這種布置公知 為焦距-能量矩陣(FEM)。在本發(fā)明中，校準(zhǔn)鏡片可以是裸硅(或者其他 半導(dǎo)體或襯底材料)或者具有己經(jīng)形成的工藝層。校準(zhǔn)襯底上的下面結(jié) 構(gòu)應(yīng)該近似等于產(chǎn)品襯底的下面結(jié)構(gòu)。所述下面結(jié)構(gòu)理想地與越過(guò)校準(zhǔn) 陣列的區(qū)域類(lèi)似。在圖7中的步驟S2的校準(zhǔn)陣列顯影之后，將散射儀SM用于測(cè)量陣 列中的每一個(gè)目標(biāo)的光譜(步驟S3)。如果散射儀足夠敏感，可以省略 顯影步驟，或者將顯影步驟局限于曝光后烘烤。相反地，可以將本發(fā)明 應(yīng)用于轉(zhuǎn)移到襯底上的圖案,使得在這種情況下步驟S2可以包括諸如刻 蝕之類(lèi)的圖案轉(zhuǎn)移步驟。然而應(yīng)該注意的是，應(yīng)該與用于校準(zhǔn)相同的狀 態(tài)來(lái)在目標(biāo)上執(zhí)行產(chǎn)品曝光的測(cè)量，以下將進(jìn)一步地討論。在步驟S3
中，可以使用諸如上述那些之類(lèi)的散射儀任意適合形式。每一對(duì)光柵G1、 G2提供相應(yīng)的光譜R1、 R2。如果使用圖3中所示 類(lèi)型的角度分解散射儀，R1和R2將是e和4>的函數(shù)，其中9和4) 是光瞳平面11的坐標(biāo)。因?yàn)閷l和G2設(shè)計(jì)為使得當(dāng)用預(yù)定參數(shù)值印刷 他們時(shí)他們實(shí)際上相同，在那些值處他們的散射測(cè)量光譜將是相同的， 但是將隨著參數(shù)值而變化，在該示例中為隨著焦距和劑量根據(jù)預(yù)定值而 變化。因此，可以將R1和R2表示如下Ri(e， 40 二 R0(e， d)) + z.Ai(e， 4>) + z2.Bi(e ， 40 + E.ci(e，(1)R2(e, *) 二 R0(e， (b) + Z.A2(9， (10 + Z2.B2(e， 4>) + E.C2(e， 4>)其中RO是預(yù)定參數(shù)處的反射光譜，并且函數(shù)A1、 A2、 Bl、 B2和C1、 C2 描述對(duì)于光柵Gl和G2分別由于線性焦距變化、二次焦距變化和劑量變 化導(dǎo)致的光譜變化。盡管在大多數(shù)情況下R0強(qiáng)烈地依賴(lài)于下面結(jié)構(gòu)，發(fā)明人已經(jīng)確定 在許多情況下函數(shù)A1、 A2、 Bl、 B2和C1、 C2只較弱地依賴(lài)于下面結(jié)構(gòu)。 取這兩個(gè)光譜場(chǎng)之間的差別AR =R1 - R2 (3) =Z. (Al - A2) + Z2. (Bl - B2) + E. (Cl - q2) (4)據(jù)此可以看出消除了支配性的誤差項(xiàng)R0。因此在本發(fā)明該實(shí)施例 中，在步驟S4中對(duì)從每一對(duì)光柵中獲得的兩個(gè)光譜相減以提供一組差異 光譜。將差異光譜用作用于主要分量分析的輸入首先，對(duì)差異光譜進(jìn)行 分解，并且將其表示為一組合適的基本函數(shù)(步驟S5);然后獲得焦距 和劑量值與主要分量值之間的關(guān)系(步驟S6)。后一函數(shù)更加穩(wěn)定，其 比得自于單獨(dú)光譜的函數(shù)對(duì)于下面結(jié)構(gòu)中的變化更不敏感。也可以使用 其他相關(guān)回歸技術(shù)，示例包括非線性主要分量分析、部分最小二乘分析 和非線性部分最小二乘模型。為了進(jìn)行測(cè)量，緊接著是圖7中所示的相應(yīng)工藝。在產(chǎn)品曝光過(guò)程 期間，將形式上與校準(zhǔn)光柵G1、 G2相同的一對(duì)目標(biāo)光柵TG1、 TG2在步
驟Sll中暴露到襯底上，例如在器件結(jié)構(gòu)DS之間的位置線(scribe line) 中。這兩個(gè)光柵不需要較大以使能夠獲得合適的光譜，使得不發(fā)生硅襯 底材料(silicon real estate)的過(guò)度使用。如果在已顯影或半潛在的 圖案上執(zhí)行所述校準(zhǔn)，對(duì)抗蝕劑進(jìn)行顯影，或者執(zhí)行曝光后烘烤(步驟 S12)，否則延遲這些步驟。在步驟S13中，將散射儀SM用于從兩個(gè)光柵TG1、 TG2獲得光譜， 并且然后在步驟S14中所這些光譜相減以獲得差異光譜。在校準(zhǔn)工藝中， 對(duì)差異光譜進(jìn)行主要分量分析將所述差異光譜分解(步驟S15)系數(shù) (主要分量值)，根據(jù)所述系數(shù)可以通過(guò)使用步驟S6中得到的函數(shù)來(lái)獲 得(步驟S16)焦距和劑量值，如圖6所示將所述函數(shù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)DB 中，所述散射儀與所述數(shù)據(jù)庫(kù)相連?，F(xiàn)在將參考圖8至圖12描述可以用于根據(jù)本發(fā)明的方法中的示范 性目標(biāo)圖案，其中圖10至圖12示出了仿真結(jié)果。兩個(gè)基準(zhǔn)圖案(一個(gè) 正極性和一個(gè)負(fù)極性)分別在圖8中示出為A和B，并且包括由亮背景 上的暗線或暗背景上的亮線形成的簡(jiǎn)單一維光柵。添加輔助線以控制導(dǎo) 致四個(gè)光柵的焦距和劑量敏感度，兩個(gè)正極性和兩個(gè)負(fù)極性。將這些示 出為圖8中的C、 D、 E和F。因此，存在具有高焦距敏感度但是低劑量 敏感度的正和負(fù)光柵，以及具有低焦距敏感度但是高劑量敏感度的正和 負(fù)光柵。如圖9所示，輔助特征的線寬Wa以及輔助特征和主線條之間的間距Sa,和Sa2可以變化以確保目標(biāo)圖案行為與在產(chǎn)品曝光工藝中進(jìn)行曝光的器件圖案行為類(lèi)似。圖10示出了由側(cè)壁角度的變化所代表的、高焦距敏感度圖案(實(shí)線菱形)和低焦距敏感度圖案(虛線正方形)對(duì)于散焦的敏感度。類(lèi)似地，圖ll示出了由中間-CD變化所表示的、高劑量敏感度圖案(實(shí)線三 角形)和低劑量敏感度圖案(虛線正方形)對(duì)于劑量的敏感度。圖12 示出了正極性圖案(虛線整方向)和負(fù)極性圖案(實(shí)線菱形)的對(duì)于散 焦的相反敏感度。因?yàn)閭?cè)壁角度是易于利用散射儀獲得的參數(shù)，可以看出如上所述的 圖案在本發(fā)明方法中是有益的。盡管在該文本中可以將特定的參考用于制造IC時(shí)的光刻設(shè)備，應(yīng)
該理解的是這里描述的光刻設(shè)備可以具有其它應(yīng)用，例如制造集成光學(xué)系統(tǒng)、用于磁疇存儲(chǔ)的引導(dǎo)和檢測(cè)圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在這些替代應(yīng)用的上下文中，這 里的術(shù)語(yǔ)"晶片"或"管芯"的任何使用可以認(rèn)為是與更一般的術(shù)語(yǔ)"襯 底"或"目標(biāo)部分"同義。可以例如在軌道(典型地將抗蝕劑層涂敷到 襯底上，并且對(duì)己曝光的抗蝕劑進(jìn)行顯影的工具)、計(jì)量工具和/或檢驗(yàn) 工具中，在曝光之前或之后處理這里所指的襯底。在可適用的情況下， 可以將這里的公開(kāi)應(yīng)用于這種或其它襯底處理工具中。另外，襯底可以別處理多于一次，例如以便創(chuàng)建多層IC，使得這里適用的術(shù)語(yǔ)襯底也指 的是已經(jīng)包含多個(gè)已處理層的襯底。盡管以上對(duì)本發(fā)明的描述是針對(duì)光刻的實(shí)施例的背景，應(yīng)該理解的 是可以將本發(fā)明應(yīng)用于其它應(yīng)用，例如壓印光刻，并且在上下文允許的 是不局限于光刻。在壓印光刻中，構(gòu)圖裝置中的形貌限定了襯底上創(chuàng)建 的圖案?？梢詫?gòu)圖裝置中的形貌壓到提供給襯底的抗蝕劑層中，在通 過(guò)施加電磁輻射、熱、壓力或其組合來(lái)使抗蝕劑固化。將構(gòu)圖裝置移出 抗蝕劑，在將抗蝕劑固化后留下圖案。這里使用的術(shù)語(yǔ)"輻射"和"束"包含全部類(lèi)型的電磁輻射，包括 紫外(UV)輻射(例如，具有約為365、 355、 248、 193、 157或126 nm 的波長(zhǎng))、極紫外(EUV)輻射(例如，具有在5-20nm范圍中的波長(zhǎng))、 以及諸如離子束或電子束之類(lèi)的粒子束。上下文允許的術(shù)語(yǔ)"透鏡"可以指的是各種類(lèi)型的光學(xué)元件的任意 一個(gè)或其組合，包括透射、反射、磁性、電磁和靜電的光學(xué)部件。盡管以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，應(yīng)該理解的是本發(fā)明可 以與上述不同的實(shí)現(xiàn)。例如，本發(fā)明可以采取包含一個(gè)或更多機(jī)器可讀 指令序列的計(jì)算機(jī)程序的形式，所述指令執(zhí)行上述方法，或者采取具有 在其中存儲(chǔ)的這種計(jì)算機(jī)程序的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、 磁盤(pán)或光盤(pán))。以上描述是說(shuō)明性的，而不是限制性的。因此，對(duì)于本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，可以在不脫離所附權(quán)利要求范圍的情況下，可以 對(duì)上述發(fā)明進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量光刻工藝的參數(shù)的方法，在所述光刻工藝中，目標(biāo)圖案被印刷到襯底上，所述方法包括將基準(zhǔn)圖案的圖像投影到校準(zhǔn)襯底的輻射敏感層上多次，以通過(guò)所述光刻工藝形成多個(gè)校準(zhǔn)圖案，其中不同的參數(shù)值用于形成不同的校準(zhǔn)圖案，并且基準(zhǔn)圖案包括對(duì)于參數(shù)值變化具有不同敏感度的第一和第二部分；將輻射檢查束導(dǎo)引到校準(zhǔn)圖案上，并且測(cè)量從所述校準(zhǔn)圖案上反射或散射的輻射束以獲得針對(duì)每一個(gè)校準(zhǔn)圖案的每一個(gè)部分的測(cè)量結(jié)果；把針對(duì)每一個(gè)校準(zhǔn)圖案的第一部分的測(cè)量結(jié)果從針對(duì)相應(yīng)校準(zhǔn)圖案的第二部分的測(cè)量結(jié)果中減去，以獲得多個(gè)微分測(cè)量結(jié)果；將每一個(gè)微分測(cè)量結(jié)果分解為一組基本函數(shù)和相關(guān)聯(lián)的系數(shù)，并且獲得系數(shù)值和參數(shù)值之間的關(guān)系；將基準(zhǔn)圖案的圖像投影到襯底的輻射敏感層上，以形成目標(biāo)圖案，其中用于形成目標(biāo)圖案的參數(shù)值是未知的；將輻射檢查束導(dǎo)引到目標(biāo)圖案上，并且測(cè)量從目標(biāo)圖案上反射或散射的輻射，以獲得針對(duì)目標(biāo)部分的每一個(gè)部分的目標(biāo)測(cè)量結(jié)果；從針對(duì)目標(biāo)圖案的第二部分的目標(biāo)測(cè)量結(jié)果中減去針對(duì)目標(biāo)圖案的第一部分的目標(biāo)測(cè)量結(jié)果，以獲得目標(biāo)微分測(cè)量結(jié)果；將目標(biāo)微分測(cè)量結(jié)果分解為一組系數(shù)與多個(gè)基本函數(shù)相乘，并且使用系數(shù)值和參數(shù)值之間的關(guān)系來(lái)確定用于形成目標(biāo)圖案的參數(shù)值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，在形成多個(gè)校準(zhǔn)圖案時(shí)改變光 刻工藝的兩個(gè)參數(shù)，從而獲得了每一個(gè)參數(shù)的值和系數(shù)值之間的關(guān)系。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，從以下組中選擇參數(shù)用于對(duì) 基準(zhǔn)圖案的圖像進(jìn)行投影的投影系統(tǒng)的焦距、劑量、和/或像差。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，基準(zhǔn)圖案的第一和第二部分每 一個(gè)均包括主要圖案和輔助特征。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中，基準(zhǔn)圖案的第一和第二部分的 主要圖案實(shí)質(zhì)相同，但是第一部分的輔助特征與第二部分的輔助特征不 同。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，選擇基準(zhǔn)圖案的第一和第二部 分，使得針對(duì)給定的參數(shù)值，每一部分均形成了輻射敏感層中實(shí)質(zhì)相同 的圖案。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，目標(biāo)圖案下面的結(jié)構(gòu)與校準(zhǔn)圖 案下面的結(jié)構(gòu)不同。
8. —種獲得校準(zhǔn)函數(shù)的方法，用于測(cè)量光刻工藝的參數(shù)，在所述 光刻工藝中，目標(biāo)圖案被印刷到襯底上，所述方法包括將基準(zhǔn)圖案的圖像投影到校準(zhǔn)襯底的輻射敏感層上多次，以通過(guò)所 述光刻工藝形成多個(gè)校準(zhǔn)圖案，其中不同的參數(shù)值用于形成不同的校準(zhǔn) 圖案，并且基準(zhǔn)圖案包括對(duì)于參數(shù)值變化具有不同敏感度的第一和第二部分.將輻射檢查束導(dǎo)引到校準(zhǔn)圖案上，并且測(cè)量從所述校準(zhǔn)圖案上反射或散射的輻射束以獲得針對(duì)每一個(gè)校準(zhǔn)圖案的每一個(gè)部分的測(cè)量結(jié)果； 把針對(duì)每一個(gè)校準(zhǔn)圖案的第一部分的測(cè)量結(jié)果從針對(duì)相應(yīng)校準(zhǔn)圖案的第二部分的測(cè)量結(jié)果中減去，以獲得多個(gè)微分測(cè)量結(jié)果；將每一個(gè)微分測(cè)量結(jié)果分解為一組基本函數(shù)和相關(guān)聯(lián)的系數(shù)，并且獲得系數(shù)值和參數(shù)值之間的關(guān)系，作為校準(zhǔn)函數(shù)。
9. 一種測(cè)量光刻工藝的參數(shù)的方法，在所述光刻工藝中，目標(biāo)圖 案被印刷到襯底上，其中基準(zhǔn)圖案包括對(duì)于參數(shù)值的變化具有不同敏感 度的第一和第二部分，所述方法包括-將輻射檢查束投影到目標(biāo)圖案上，并且測(cè)量從所述校準(zhǔn)圖案上反射 或散射的輻射束，以獲得針對(duì)目標(biāo)圖案的每一個(gè)部分的測(cè)量結(jié)果；從針對(duì)目標(biāo)圖案的第二部分的測(cè)量結(jié)果中減去針對(duì)目標(biāo)圖案的第 一部分的測(cè)量結(jié)果，以獲得目標(biāo)微分測(cè)量結(jié)果；將每一個(gè)目標(biāo)微分測(cè)量結(jié)果分解為一組基本函數(shù)和相關(guān)聯(lián)的系數(shù)， 并且使用表示系數(shù)值和參數(shù)值之間關(guān)系的校準(zhǔn)函數(shù)來(lái)確定用于形成目標(biāo) 圖案的參數(shù)值。
10. —種器件制造方法，包括 使用光刻工藝將器件圖案和基準(zhǔn)圖案的圖像投影到襯底的輻射敏 感層上，以形成包括器件結(jié)構(gòu)和目標(biāo)圖案的器件層，其中基準(zhǔn)圖案包括對(duì)于光刻工藝的參數(shù)值變化具有不同敏感度的第一和第二部分；將輻射檢査束導(dǎo)引到目標(biāo)圖案上，并且測(cè)量從所述目標(biāo)圖案上反射或散射的輻射，以獲得針對(duì)目標(biāo)圖案的每一個(gè)部分的目標(biāo)測(cè)量結(jié)果； 從針對(duì)目標(biāo)圖案的第二部分的目標(biāo)測(cè)量結(jié)果中減去針對(duì)目標(biāo)圖案的第一部分的目標(biāo)測(cè)量結(jié)果，以獲得目標(biāo)微分測(cè)量結(jié)果；將目標(biāo)微分測(cè)量結(jié)果分解為一組系數(shù)與多個(gè)基本函數(shù)相乘，并且使用表示系數(shù)值和參數(shù)值之間關(guān)系的校準(zhǔn)函數(shù)來(lái)確定用于形成目標(biāo)圖案的參數(shù)值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，還包括基于已確定的參數(shù)值來(lái)接 受或拒絕所述器件層。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，還包括對(duì)投影進(jìn)行重復(fù)，其中在 重復(fù)的投影時(shí)，工藝參數(shù)的額定值基于已確定的參數(shù)而變化。
13. —種檢查通過(guò)光刻工藝制造的器件層以確定光刻工藝參數(shù)值的方法，所述方法包括獲得在器件層中的目標(biāo)圖案的兩個(gè)部分的散射光譜，所述兩個(gè)部分對(duì)于參數(shù)具有不同的敏感度；從兩個(gè)散射測(cè)量譜中獲得差異光譜； 將回歸分析應(yīng)用于差異光譜以獲得至少一個(gè)系數(shù)； 使用校準(zhǔn)函數(shù)從系數(shù)得到參數(shù)值，所述校準(zhǔn)函數(shù)是通過(guò)使用參數(shù)的多個(gè)差異值來(lái)印刷目標(biāo)圖案的副本并且將回歸分析應(yīng)用于從目標(biāo)圖案的副本獲得的差異光譜而獲得的。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中散射測(cè)量光譜是強(qiáng)度的測(cè)量， 作為從散射波長(zhǎng)和角度的組中選擇的至少一個(gè)變量的函數(shù)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中回歸分析是從主要分量分析、 非線性主要分量分析、部分最小二乘模型和非線性部分最小二乘模型的 組中選擇的。
16. —種檢查設(shè)備，被配置用于確定用于制造襯底上的器件層的光 刻工藝的參數(shù)值，其中所述器件層包括基準(zhǔn)圖案，所述基準(zhǔn)圖案包括對(duì) 于參數(shù)值變化具有不同敏感度的第一和第二部分，所述設(shè)備包括照射光學(xué)系統(tǒng)，被配置用于將輻射的檢查束導(dǎo)引到基準(zhǔn)圖案的每一 個(gè)部分上；投影光學(xué)系統(tǒng)，被配置用于將由基準(zhǔn)圖案的每一個(gè)部分反射或散射的輻射投影到檢測(cè)器上以獲得這兩個(gè)部分的散射光譜；光譜減法器，被配置用于從兩個(gè)散射光譜中獲得差異光譜； 分析器，被配置用于將回歸分析應(yīng)用于差異光譜以獲得至少一個(gè)系數(shù)；存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)校準(zhǔn)函數(shù)，所述校準(zhǔn)函數(shù)是通過(guò)使用多個(gè)不同參數(shù)值、 并且將回歸分析應(yīng)用于從目標(biāo)圖案的副本獲得的差異光譜、來(lái)印刷目標(biāo) 圖案的副本而獲得的；以及計(jì)算器，被配置用于使用所述系數(shù)和所述校準(zhǔn)函數(shù)來(lái)計(jì)算參數(shù)值。
17. —種光刻設(shè)備，包括 照射光學(xué)系統(tǒng)，被配置用于照射圖案；投影光學(xué)系統(tǒng)，被配置用于將圖案的圖像投影到襯底上；以及 檢查設(shè)備，被配置用于確定用于制造襯底上的器件層的光刻工藝的 參數(shù)值，其中所述器件層包括基準(zhǔn)圖案，所述基準(zhǔn)圖案包括對(duì)于參數(shù)值 變化具有不同敏感度的第一和第二部分，并且所述照射光學(xué)系統(tǒng)被配置 用于將檢查輻射束導(dǎo)引到基準(zhǔn)圖案的每一個(gè)部分上，所述檢查設(shè)備包括 投影光學(xué)系統(tǒng)，被配置用于將由基準(zhǔn)圖案的每一個(gè)部分反射或散射 的輻射投影到檢測(cè)器上以獲得這兩個(gè)部分的散射光譜；光譜減法器，被配置用于從兩個(gè)散射光譜中獲得差異光譜； 分析器，被配置用于將回歸分析應(yīng)用于差異光譜以獲得至少一個(gè)系數(shù)；存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)校準(zhǔn)函數(shù)，所述校準(zhǔn)函數(shù)是通過(guò)使用多個(gè)不同參數(shù)值、 并且將回歸分析應(yīng)用于從目標(biāo)圖案的副本獲得的差異光譜、來(lái)印刷目標(biāo) 圖案的副本而獲得的；以及計(jì)算器，被配置用于使用所述系數(shù)和所述校準(zhǔn)函數(shù)來(lái)計(jì)算參數(shù)值。
18. —種光刻單元，包括涂布機(jī)，被配置用于用輻射敏感層涂布襯底； 光刻設(shè)備，被配置用于將圖像曝光到由涂布機(jī)涂布的襯底的輻射敏感層上；以及顯影器，被配置用于對(duì)由光刻設(shè)備曝光的圖像進(jìn)行顯影，其中所述 光刻設(shè)備包括檢查設(shè)備，所述檢查設(shè)備被配置用于確定用于制造襯底上 的器件層的光刻工藝的參數(shù)值，所述器件層包括基準(zhǔn)圖案，所述基準(zhǔn)圖 案包括對(duì)于參數(shù)值變化具有不同敏感度的第一和第二部分，所述檢查設(shè) 備包括照射光學(xué)系統(tǒng)，被配置用于將輻射的檢查束導(dǎo)引到基準(zhǔn)圖案的每一 個(gè)部分上；投影光學(xué)系統(tǒng)，被配置用于將由基準(zhǔn)圖案的每一個(gè)部分反射或散射 的輻射投影到檢測(cè)器上以獲得這兩個(gè)部分的散射光譜；光譜減法器，被配置用于從兩個(gè)散射光譜中獲得差異光譜； 分析器，被配置用于將回歸分析應(yīng)用于差異光譜以獲得至少一個(gè)系數(shù)；存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)校準(zhǔn)函數(shù)，所述校準(zhǔn)函數(shù)是通過(guò)使用多個(gè)不同參數(shù)值、 并且將回歸分析應(yīng)用于從目標(biāo)圖案的副本獲得的差異光譜、來(lái)印刷目標(biāo) 圖案的副本而獲得的；以及計(jì)算器，被配置用于使用所述系數(shù)和所述校準(zhǔn)函數(shù)來(lái)計(jì)算參數(shù)值。
全文摘要
在散射測(cè)量方法中，將對(duì)于感興趣的參數(shù)具有不同敏感度的微分部分印刷到校準(zhǔn)矩陣中，并且獲得差異光譜。將主要分量分析應(yīng)用于差異光譜以獲得校準(zhǔn)函數(shù)，所述校準(zhǔn)函數(shù)對(duì)于下面結(jié)構(gòu)中的變化比根據(jù)單獨(dú)目標(biāo)獲得的光譜而獲得的校準(zhǔn)函數(shù)更不敏感。
文檔編號(hào)H01L21/027GK101109910SQ20071013665
公開(kāi)日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月18日
發(fā)明者梅西·杜薩, 胡戈·A·J·克拉莫, 阿瑞·J·登波夫 申請(qǐng)人:Asml荷蘭有限公司