[发明专利]检查方法及设备与光刻设备及器件制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检查方法，可用于通过光刻技术制造器件，还涉及一种使用光刻技术制造器件的方法。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常到所述衬底的目标部分上)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膜板(reticle)的构图装置用于在所述IC的单层上产生待形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或几个管芯的部分)。典型地，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单独的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：步进机，在所述步进机中，通过将全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及扫描器，在所述扫描器中，通过沿给定方向(“扫描”方向)的辐射束扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行地扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。还可以通过将所述图案压印(imprinting)到所述衬底上，将所述图案从所述构图装置转移到所述衬底上。

为了监测光刻工艺，需要测量已构图衬底的参数，例如在所述衬底中或所述衬底上形成的连续层之间的叠加误差。存在多种技术用于测量在光刻工艺中形成的精微结构，包括使用扫描电子显微镜和各种检查工具。检查工具的一种形式是散射仪，在所述散射仪中将辐射束导引到衬底表面的目标上，并且测量被散射或反射的束的性质。通过对被衬底反射前后的束的性质进行比较，可以确定衬底的性质。例如，这可以通过将反射束与在与公知衬底性质相关联的公知测量库中尺寸的数据相比较来实现。两种主要类型的散射仪是公知的。分光镜散射仪将宽带辐射束导引到衬底上，并且对散射到特定窄角度范围中的辐射的光谱(强度作为波长的函数)进行测量。角度分解的散射仪使用单色辐射束，并且测量被散射的辐射强度作为角度的函数。主要分量分析是用于从散射测量数据中获得例如焦距、剂量、和任意对比信息的公知方法，而无需待测量目标的计算密集的重构。这是通过将目标校准阵列按照不同的剂量、焦距和任意对比值印刷到测试衬底上。然后对阵列中的每一个目标执行散射测量。然后将所述测量结果分解为一组正交的基本函数(公知为主要分量函数)，所述正交的基本函数依赖于所使用的目标图案和系数值(公知为基本分量值)。然后可以将统计技术用于建立额定焦距、剂量和任意对比值之间的关系，用于印刷目标和基本分量值。为了得出针对生产指标中印刷的目标的焦距、剂量和任意对比值，只需要进行散射测量，确定主要分量值并且应用所得到的关系。可以在美国专利申请公开No.2005/0185174 A1中发现该技术进一步的细节，将其全部合并在此作为参考。

主要分量值、焦距和对比值之间的关系依赖于目标下面的结构。因此，必须在制造工艺中测量的目标的每一个层中测量和印刷校准阵列，在不同层或工艺中不可以再次使用的一个工艺中的一个层的关系。

基本分量分析技术的限制在于校准衬底和测量衬底之间的下面结构中的非故意变化(例如层厚变化)可以导致显著的误差。

发明内容

本发明提出一种根据对于下面结构的变化不敏感的目标结构确定散射测量数据参数的方法。

根据本发明的实施例，一种对已经通过光刻工艺将目标图案印刷到衬底上的光刻工艺的参数进行测量的方法包括：将基准图案的图像投影到校准衬底的辐射敏感层上多次，以通过所述光刻工艺形成多个校准图案，其中将不同的参数值用于形成不同的校准图案，并且基准图案包括对于参数值变化具有不同敏感度的第一和第二部分；将辐射检查束导引到校准图案上，并且测量从所述校准图案上反射或散射的辐射束以获得针对每一个校准图案的每一个部分的测量结果；从针对每一个校准图案的第二部分的测量结果中减去针对每一个校准图案的第一部分的测量结果，以获得多个微分测量结果；将每一个微分测量结果分解为一组基本函数和相关联的系数，并且获得系数值和参数值之间的关系；将基准图案的图像投影到衬底的辐射敏感层上以形成目标图案，其中用于形成目标图案的参数值是未知的；将辐射检查束导引到目标图案上，并且测量从目标图案上反射或散射的辐射，以获得针对目标部分的每一个部分的目标测量结果；从针对目标图案的第二部分的目标测量结果中减去针对目标图案的第一部分的目标测量结果，以获得目标微分测量结果；将目标微分测量结果分解为一组系数与多个基本函数相乘，并且使用系数值和参数值之间的关系以确定用于形成目标图案的参数值。