[发明专利]用于决定元件在光刻掩模上的位置的设备与方法

说明书

本发明关于用于决定至少一个元件(130、540、940)在光刻掩模(110)上的位置的设备(200)，该设备包含：(a)至少一个扫描粒子显微镜(210)，其包含第一参考物体(240)，其中第一参考物体(240)设置在扫描粒子显微镜(210)上，使得扫描粒子显微镜(210)可用于决定至少一个元件(130、540、940)在光刻掩模(110)上相对第一参考物体(240)的相对位置；以及(b)至少一个距离测量装置(270)，其实施为决定第一参考物体(240)和第二参考物体(250)之间的距离，其中第二参考物体(250)与光刻掩模(110)之间存在一关系。

相关申请的交叉引用

本专利申请主张在2019年1月21日向德国专利商标局提出申请的德国专利申请案DE 10 2019 200 696.5的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明关于用于决定元件在光刻掩模上的位置的设备与方法。

背景技术

纳米技术的进步使得生产具有越来越小的结构元件的部件成为可能。为了处理和显示纳米结构，需要可测量这些结构的工具，使得可从测量数据产生结构元件的像。举例来说，这些像可用于检查结构元件是否放置在由设计所提供的位置和/或该结构元件是否具有预定的尺寸。此外，可根据像数据确定在处理晶片时的两个或更多个光掩模的最佳可能重叠。

当前，光学测量过程通常用于测量纳米技术领域的部件。然而，光学测量过程的分辨率受到用于分析部件的辐射波长的限制。目前，氟化氩(ArF)激光器(其在约193nm的波长下发射)形成了具有最短波长的市售光源。

在某些领域中，使用ArF激光器作为光源的显微镜的分辨率并不足够。举例来说，测量光刻掩模上的图案元件的准确度需在单位数纳米范围内，或甚至在亚纳米范围内。

扫描粒子显微镜为可在此区域中提供空间分辨率的测量工具。在扫描粒子显微镜中，粒子束与样品相互作用。扫描粒子显微镜在下文中简称为SBM(扫描粒子束显微镜)。举例来说，电子和/或离子被使用作为粒子。然而，也可能使用其他粒子束，例如原子束或分子束。可使用电子或离子束，在可调整的分辨率下扫描或感测样品的较大区域。因此，扫描粒子显微镜是用于纳米技术的强大分析工具。

然而，在扫描粒子显微镜中很难将粒子束的位置固定在其静止位置。在这方面，有两个主要的误差来源。首先，由于来自扫描粒子显微镜的柱内的原因，可能引起扫描粒子显微镜的束位置的变化。这方面的示例包含例如通过改变聚焦和/或像差来进行扫描粒子显微镜的设定的改变，例如调整中的变化。SBM的柱的经常不可避免的污染会导致SBM的柱的构成部分产生静电充电，使粒子束偏转。此外，可将扫描粒子显微镜的柱内的构成部分的热漂移加入到上述原因。

申请人的专利US 9336983 B2描述了用于确定并大幅地补偿粒子束的静止位置的波动的选项，其原因主要出现在SBM的柱中。

其次，扫描粒子显微镜的束位置会受到起源位于SBM柱之外的源的影响。粒子束的空间分辨率降低的重要原因在于样品的静电充电。此外，外部电场和磁场以及发生的干扰辐射会影响SPM的粒子束在样品上的入射点。关于粒子束的入射点，待检查样品的热漂移同样包含在来自SBM柱之外的故障原因中。

除了测量小的结构，扫描粒子显微镜也经常用于局部处理或修复微观结构。然而，以上概述的原因经常导致待处理部位的粒子束所引起的成像中的变形，并导致修复过程的品质下降。

为了使这些影响最小化，通常将参考结构或参考标记附接在待处理样品上的处理部位附近，并定期进行感测。为了校正粒子束的束位置，在样品的处理程序期间使用参考标记的位置相对于参考位置的测量偏差。这被称作“漂移校正”。为此目的，在本领域中将参考标记称作“DC标记”。