[发明专利]电压对比量测标记

说明书

公开了一种测量标记。根据某些实施例，该测量标记包括显影在衬底上的第一层中的第一测试结构集合，第一测试结构集合中的每个第一测试结构包括由第一导电材料制成的多个第一特征。该测量标记还包括显影在邻近第一层的第二层中的第二测试结构集合，第二测试结构集合中的每个第二测试结构包括由第二导电材料制成的多个第二特征。测量标记被配置为：当使用电压对比成像方法而被成像时，指示第一测试结构集合与第二测试结构集合中的相关联的第二测试结构之间的连接性。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年12月11日提交的美国申请62/597,413、于2017年12月12日提交的美国申请62/597,933和于2018年9月6日提交的美国申请62/727,925的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及半导体器件制造期间的套刻量测，并且更具体地涉及用于基于电压对比来测量两层的对准误差和临界尺寸的量测标记。

背景技术

光刻设备是一种将期望图案施加到衬底上、通常是施加到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。在这种情况下，可以将图案化装置(其替代地称为掩模或掩模版)用于生成要形成在IC的单个层上的电路图案。该图案可以被转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或若干管芯的一部分)上。图案的转印通常是经由成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来进行的。通常，单个衬底将包含连续图案化的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括：所谓的步进器，其中通过将整个图案一次性曝光至目标部分上来照射每个目标部分；以及所谓的扫描器，其中通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射束对图案进行扫描且同时同步地平行或反平行于该方向对衬底进行扫描，来照射每个目标部分。也可以通过将图案压印到衬底上来将图案从图案化装置转印到衬底上。

在光刻工艺中，期望频繁地对所产生的结构进行测量，例如以进行工艺控制和验证。通常，测量或确定结构的一个或多个参数，例如，形成在衬底中或上的连续层之间的套刻误差。有多种量测技术用于对在光刻工艺中形成的微观结构进行测量。这种工具的一个示例是被开发用于光刻领域的光学散射仪。该装置将辐射束引导到衬底的表面上的目标上，并且测量重定向辐射的一个或多个属性，例如，单个反射角下的强度与波长的关系；一个或多个波长下的强度与反射角的关系；或偏振角与反射角的关系，以获取一组数据，从该组数据中可以确定目标的感兴趣属性。感兴趣属性的确定可以通过各种技术来执行，诸如通过迭代方法(诸如严格耦合波分析或有限元方法、库搜索和主成分)来重构目标结构。

但是，随着IC组件的物理尺寸继续减小到亚100纳米或甚至亚10纳米，光学散射仪逐渐变得不称职，因为它的分辨率受到光的波长的限制。由于光学分辨率和装置尺寸的这种差异，即，由于光学测试结构具有与装置结构不同的节距，因此需要将非零偏移应用于测量结果。通常，必须基于手动校准测量或使用其他复杂方法来估计非零偏移。

发明内容

本公开的实施例涉及电压对比量测标记。在一些实施例中，提供了一种测量标记。该测量标记包括显影在衬底上的第一层中的第一测试结构集合，第一测试结构集合中的每个第一测试结构包括由第一导电材料制成的多个第一特征。该测量标记还包括显影在邻近第一层的第二层中的第二测试结构集合，第二测试结构集合中的每个第二测试结构包括由第二导电材料制成的多个第二特征。测量标记被配置为：当使用电压对比成像方法而被成像时，指示第一测试结构集合与第二测试结构集合中的相关联的第二测试结构之间的连接性。

在一些实施例中，提供了一种测量标记。该测量标记包括具有第一节距的第一特征的第一阵列和具有第二节距的第二特征的第二阵列，第一阵列和第二阵列布置在衬底上的两个连续层中。该测量标记被配置用于确定第一特征相对于相关联的第二特征之间的套刻值，或者被配置用于当使用电压对比成像方法而被成像时确定第一特征或第二特征的临界尺寸值。