[发明专利]用于测量光刻设备的聚焦性能的方法、图案形成装置和设备、以及器件制造方法

说明书

披露了一种测量光刻设备的聚焦性能的方法。所述方法包括：使用所述光刻设备将至少一个聚焦量测图案印制到衬底上，所印制的聚焦量测图案至少包括特征的第一周期性阵列；和使用检查辐射来测量所印制的聚焦量测图案中的所述第一周期性阵列的衍射光谱的相反部分之间的不对称性。至少部分地基于所测量的所述不对称性来导出聚焦性能的测量结果。所述第一周期性阵列包括不具有特征的间隔区和具有至少一个第一特征和至少一个第二特征的图案区的重复布置，所述至少一个第一特征包括从主体突出的子特征；以及其中所述第一特征和第二特征足够接近以在测量步骤中被测量时被有效地检测为单个特征还披露了包括所述第一周期性阵列的图案形成装置。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年11月20日提交的欧洲申请18207326.2的优先权，所述申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及可用于例如在由光刻技术进行器件制造中执行量测的检查设备以及方法。本发明还涉及用于在光刻过程中监测聚焦参数的这样的方法。

背景技术

光刻设备是将所需图案施加至衬底上(通常施加至所述衬底的目标部分上)的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造中。在该情况下，图案形成装置(其替代地被称作掩模或掩模版)可以用于产生待形成在IC的单层上的电路图案。可以将此图案转印至衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的部分、一个管芯或若干管芯)上。通常经由成像到设置于所述衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来进行图案的转印。通常，单个衬底将包含依次形成图案的相邻的目标部分的网络。

在光刻过程中，需要频繁地进行所产生的结构的测量，例如以进行过程控制以及验证。用于进行这些测量的各种工具是已知的，包括常常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜，以及用于测量重叠(器件中两个层的对准的准确度)的专用工具。近来，已开发出供光刻领域中使用的各种形式的散射仪。这些装置将辐射束引导至目标上并且测量散射辐射的一个或更多个属性-例如根据波长而变化的在单个反射角下的强度；根据反射角而变化的在一个或更多个波长下的强度；或根据反射角而变化的偏振-以获得可以根据其确定目标的感兴趣的属性的衍射“光谱”。

已知散射仪的示例包括US2006033921A1以及US2010201963A1中所描述的类型的角分辨散射仪。由这样的散射仪使用的目标是相对较大的(例如40微米乘以40微米)光栅，并且测量束产生小于光栅的斑(即，光栅填充不足或欠填充)。使用衍射阶的暗场成像进行的基于衍射的重叠量测使得能够对较小目标的重叠以及其它参数进行测量。这些目标可以小于照射斑并且可以由衬底上的产品结构环绕。可以利用图像平面中的暗场检测将来自环境产品结构的强度与来自重叠目标的强度有效地分离。

可以在国际专利申请US20100328655A1和US2011069292A1中找到暗场成像量测的示例，所述申请的全部内容通过引用并入本文。已公布的专利公开出版物US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A、US20130271740A以及W02013178422A1中已描述了所述技术的进一步开发。这些目标可以小于照射斑并且可以由晶片上的产品结构环绕。可以使用复合光栅目标在一个图像中测量多个光栅。所有这些申请的内容也通过引用并入本发明中。

需要监测的光刻过程的一个重要参数是聚焦。需要将不断增加数目的电子部件集成在IC中。为了实现这种集成，有必要减小部件的大小并且因此增加投影系统的分辨率，使得可以将越来越小的细节或线宽投影于衬底的目标部分上。随着光刻中的临界尺寸(CD)缩小，横跨衬底以及在衬底之间的聚焦的一致性变得越来越重要。CD是这样的一个或更多个特征(诸如晶体管的栅极宽度)的尺寸：所述特征的变化将造成所述特征的物理属性的不期望的变化。