[发明专利]测量方法、图案化设备以及设备制造方法

说明书

一种聚焦量测目标包括一个或多个周期性阵列的特征(TH、TV、T)。对光刻装置的聚焦性能的测量至少部分地基于从聚焦量测目标获得的衍射信号。每个周期性阵列的特征包括与第二区域交错的重复布置的第一区域，第一区域和第二区域中的特征密度不同。每个第一区域包括重复布置的第一特征(806、906、1106、1108、1206、1208、1210、1406、1408、1506、1508、1510)。每个第一特征的最小尺寸接近于但不小于由光刻装置进行的印刷的分辨率极限，以便在给定工艺环境中符合设计规则。高特征密度的区可以进一步包括重复布置的更大特征(1420、1520)。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年12月4日提交的欧洲专利申请17205144.3、2018年4月3日提交的欧洲专利申请18165518.4以及2018年6月5日提交的欧洲专利申请18175874.9的优先权，上述申请通过整体引用并入本文。

技术领域

本发明在第一方面中涉及可用于例如在通过光刻技术制造设备时执行量测的方法和装置。本发明进一步涉及在这种方法中使用的目标结构和图案化设备。本发明进一步涉及用于在光刻工艺中监控聚焦参数的方法和制造设备的方法。

背景技术

光刻装置是将所需图案施加到衬底上(通常施加到衬底的目标部分上)的机器。光刻装置可以被用于例如集成电路(ICs)的制造中。在该情况下，图案化设备(备选地，其被称为掩模或掩模版)可以被用于生成待被形成于IC的单独层上的电路图案。可以将该图案转印至衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括一个裸片或若干裸片的一部分)上。图案转印通常通过对设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层成像来进行。一般来说，单个衬底将包含相继被图案化的相邻目标部分的网络。

在光刻工艺中，通常需要对所创建的结构进行测量，例如以便进行工艺控制和验证。已知进行这种测量的各种工具，其包括通常被用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜，以及用于测量重叠(即设备中两个层之间的对齐精确度)的专用工具。近来，已经开发了各种形式的散射计以用于光刻领域中。这些设备将辐射光束导向至目标上并测量散射辐射的一个或多个性能——例如，随波长而变的单个反射角处的强度；随反射角而变的一个或多个波长处的强度；或随反射角而变的偏振——以获得衍射“光谱”，从该光谱中可以确定目标的感兴趣性能。

已知散射计的示例包括在US2006033921A1和US2010201963A1中所描述类型的角分辨散射计。这种散射计所使用的目标是相对较大(例如40μm×40μm)的光栅，测量光束产生小于光栅的斑点(即，光栅欠填充)。角分辨散射测量可以与暗场成像量测组合，例如如国际专利申请US20100328655A1和US2011069292A1中所描述的，上述文献通过引用而被并入。已经在公布的专利公布案件US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A、US20130271740A以及WO2013178422A1中描述了该技术的进一步发展。暗场成像使得能够使用小于照明斑点的目标，并且可以被晶片上的产品结构包围。可以在一个图像中使用复合光栅目标来测量多个光栅。所有这些申请的内容也通过引用并入本文。

需要监控的光刻工艺的一个重要参数是聚焦。期望将数目不断增加的电子组件集成于IC中。为了实现这一点，有必要减小组件的大小并且因此增加投影系统的分辨率，从而使得可以将越来越小的细节或线宽投影到衬底的目标部分上。随着光刻中的临界尺寸(CD)的缩小，在跨衬底与衬底之间这二者的聚焦的一致性变得越来越重要。CD是一个或多个特征的尺寸(诸如晶体管的栅极宽度)，针对这些尺寸的变化将导致特征的物理性能中出现不期望的变化。传统上，最佳设置由“先行发送的晶片”(即，在生产运行之前曝光、显影和测量的衬底)来确定。在先行发送的晶片中，将测试结构暴露于所谓的聚焦能量矩阵(FEM)中，并且通过检查那些测试结构来确定最佳的聚焦和能量设置。