[发明专利]检查设备和方法、光刻设备和处理单元、器件制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种例如在通过光刻技术制造器件时能够使用的用于确定显微结构中的不对称度的方法和设备。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常应用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例如集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。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，单个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：所谓的步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓的扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步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到所述衬底上，而将所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。

为了监控光刻过程，测量图案化的衬底的参数。参数可以例如包括在图案化的衬底中或上形成的连续的层之间的重叠误差和已显影的光致抗蚀剂的临界线宽。这种测量可以在产品衬底和/或在专门的量测目标上进行。存在用于对在光刻过程中形成的显微结构进行测量的多种技术，包括使用扫描电子显微镜和各种专门工具。快速的且非侵入式的专门的检查工具是散射仪，在散射仪中辐射束被引导到衬底的表面上的目标上，而散射束或反射束的性质被测量。通过比较在它被衬底反射或散射之前和之后的束的性质，可以确定衬底的性质。这可以例如通过将反射束同与已知衬底性质相关的已知测量结果的库中所储存的数据比较来进行。两种主要类型的散射仪是已知的。光谱散射仪将宽带辐射束引导到衬底上和测量被散射到特定的窄角度范围内的辐射的光谱(强度作为波长的函数)。角度分辨散射仪使用单色辐射束和测量作为角度的函数的散射辐射的强度。

目前基于图像的重叠量测是主流重叠量测技术。然而，随着对更高精确度的需求的增长，基于衍射的重叠(DBO)发展加快并且被半导体制造商接受。

在一些应用中，DBO被用于大的光栅，其提供最佳的总测量不确定度(TMU)。在产品晶片上，制造商正推进更小的管芯内的目标。在花费稍稍更大的TMU的条件下用暗场(DF)检测测量这些光栅。基于衍射的重叠和暗场检测在专利出版物US2010/0328655中描述。

对产品上重叠量测的精确度的大的贡献者是不对称光栅变形。被蚀刻的结构的轮廓中的不对称性可以例如导致在蚀刻时可能蚀刻剂离子不垂直入射至衬底。期望提供一种检查设备以允许重叠测量、不对称度测量以及制造商对于产品上重叠量测所需的在小的管芯内重叠目标上的重构。

此外，期望改进这种检查设备的采集时间和TMU。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种用于确定衬底上目标的不对称性质的检查设备，所述目标在衬底的平面内是周期性的，所述检查设备包括：

照射系统，配置成提供多个波长的辐射；

光学系统，包括物镜并配置成用来自第二方向和第一方向的辐射、经由物镜照射所述目标，所述第一方向和第二方向相对于衬底的平面成镜像反射关系；

光学装置，配置成分别地改变由所述衬底散射的辐射的衍射级的方向；

一个或多个检测器，配置成在多个波长条件下测量分别地被改变方向的衍射级的性质；和

处理器，配置成使用在多个波长条件下测量的性质来确定目标的不对称性质。

根据本发明的另一方面，提供一种确定衬底上的目标的不对称性质的方法，所述目标在衬底的平面内是周期性的，所述方法包括：

提供多个波长的辐射；

用来自第二方向和第一方向的辐射经由物镜照射所述目标，所述第一方向和第二方向相对于衬底的平面成镜像反射关系；

分别地改变由所述衬底散射的辐射的衍射级的方向；

用一个或多个检测器在多个波长条件下测量单独地被改变方向的衍射级的性质；和

使用在多个波长条件下测量的性质确定目标的不对称性质。

根据本发明的另一方面，提供一种光刻设备，包括：

照射系统，布置成照射图案；

投影系统，布置成将图案的图像投影到衬底上；和

检查设备，用于确定衬底上的目标的不对称性质，所述目标在衬底的平面内是周期性的，所述检查设备包括：

照射系统，配置成提供多个波长的辐射；