專利名稱：用于測量光刻投影設(shè)備的聚焦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測量光刻投影設(shè)備的聚焦的方法。本發(fā)明還涉 及一種使用這樣的測量聚焦的方法校準(zhǔn)這種設(shè)備的方法。
背景技術(shù)：
光刻設(shè)備是一種將所需圖案施加到襯底上(通常在所述襯底的目標(biāo)
部分上)的機(jī)器。例如，可以將光刻設(shè)備用在集成電路(IC)的制造 中。在這種情況下，可以將可選地被稱為掩?；蜓谀０?reticle)的圖案 形成裝置用于生成將要在所述IC的單獨(dú)層上形成的電路圖案?？梢詫⒃?圖案轉(zhuǎn)移襯底(例如硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如包括一部分芯片、一 個(gè)或多個(gè)芯片)上。典型地，經(jīng)由成像將所述圖案轉(zhuǎn)移到所述襯底上設(shè) 置的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。通常，單個(gè)的襯底將包含連續(xù)形成 圖案的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)絡(luò)。公知的光刻裝置包括所謂步進(jìn)機(jī)，在所 述步進(jìn)機(jī)中，通過將全部圖案一次曝光到所述目標(biāo)部分上來輻射每一個(gè) 目標(biāo)部分；以及所謂掃描器，在所述掃描器中，通過輻射束沿給定方向
("掃描"方向)掃描所述圖案、同時(shí)沿與該方向平行或反向平行地掃描 所述襯底來輻射每一個(gè)目標(biāo)部分。還可以通過將所述圖案壓印
(imprinting)到所述襯底，將所述圖案從所述圖案形成裝置轉(zhuǎn)移到所述 襯底上。
在使用光刻過程的器件的制造中，每一個(gè)掩模圖案通常正焦(焦點(diǎn) 對準(zhǔn))投影至所述目標(biāo)部分。在實(shí)際中，這是指襯底的目標(biāo)部分被設(shè)置 在由投影系統(tǒng)投影的虛像的最佳聚焦的平面內(nèi)。隨著臨界尺寸(CD，即 特征的尺寸)愈加變得重要，其變化會引起在所述特征的物理性能(例 如晶體管的柵極寬度、在光刻技術(shù)上的縮小、在襯底上和在襯底之間聚 焦的一致性)上的未預(yù)料的變化。提出了用以監(jiān)測聚焦的對準(zhǔn)系統(tǒng)的使用，并涉及在相對于多種不同 的聚焦設(shè)置下的標(biāo)準(zhǔn)對準(zhǔn)標(biāo)識的已知位置上印制聚焦敏感的對準(zhǔn)標(biāo)識， 所述位置也就是襯底相對于所述投影系統(tǒng)的位置。測量了相對于所述標(biāo) 準(zhǔn)對準(zhǔn)標(biāo)識的這些聚焦敏感標(biāo)識的位置，并且確定了代表聚焦誤差的對
準(zhǔn)偏離(alignment offset, OA )。
當(dāng)今采用調(diào)平檢驗(yàn)測試(Leveling Verification Test, LVT)檢驗(yàn)在光刻 工具中的聚焦控制的質(zhì)量。這種方法潛在的優(yōu)點(diǎn)是晶片的讀數(shù)(readout) 可由在光刻工具自身上存在的對準(zhǔn)系統(tǒng)來完成。因此不需要離線的 讀出工具。所述LVT測試使用在頂部具有膠合玻璃楔的特定掩模版，以 局部地在雙遠(yuǎn)心透鏡上產(chǎn)生非遠(yuǎn)心照明(non-telecentric illumination)。使 用這個(gè)非遠(yuǎn)心照明在x， y上引起側(cè)向偏移，作為處于玻璃楔下的XPA對 準(zhǔn)標(biāo)記的虛像的離焦Z的函數(shù)。通過測量相對于XPA基準(zhǔn)標(biāo)記(在頂部 沒有楔時(shí)成像的)的這個(gè)離焦標(biāo)記的對準(zhǔn)偏移，可決定曝光瞬間的離 焦。
一直到現(xiàn)在，當(dāng)前的LVT測試運(yùn)轉(zhuǎn)的相當(dāng)好。然而，對于未來光刻 投影工具的設(shè)計(jì)來說，所述LVT方法的三個(gè)潛在缺點(diǎn)可能變成相關(guān)的。 用于新系統(tǒng)的更嚴(yán)格的聚焦控制對散焦測量技術(shù)的信噪比提出更高的要 求。由于相當(dāng)?shù)偷木劢?對準(zhǔn)偏移靈敏度(通常d(X,Y)/dZ=0.4)，所述對 準(zhǔn)系統(tǒng)的輸出噪音和基準(zhǔn)標(biāo)記的定位精確度對所述LVT的測量噪音有重 要的影響，。由于楔的高度和角度的限制，這個(gè)低的聚焦-偏移靈敏度不能 進(jìn)一步地被增加。其次，由于每一個(gè)離焦測量標(biāo)記在頂部需要相對大的 楔，所述LVT測試有受限制的空間采樣密度(spatial sampling density)。 最后并且非常重要地，當(dāng)前的LVT測試方法需要光透過楔。因此當(dāng)前的 LVT測試方法不能應(yīng)用于未來的無掩?；蜻h(yuǎn)紫外(EUV)系統(tǒng)中。

發(fā)明內(nèi)容
希望提供一種用于完成調(diào)平檢驗(yàn)測試的新方法，該方法有較高的聚 焦-對準(zhǔn)偏移靈敏度和較高的空間采樣密度。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于測量光刻投影設(shè)備的聚焦
的方法，該方法包括用光刻膠覆蓋測試襯底；
將所述測試襯底放置于所述光刻設(shè)備的襯底臺上；
曝光所述測試襯底上的多個(gè)檢驗(yàn)場，每一檢驗(yàn)場包括多個(gè)檢驗(yàn)標(biāo)
識，其中，使用預(yù)定的離焦偏置FO曝光所述檢驗(yàn)場； 顯影所述光刻膠；
測量對于每一個(gè)所述檢驗(yàn)標(biāo)識的對準(zhǔn)偏離；和
使用轉(zhuǎn)置聚焦曲線將對于每一個(gè)所述檢驗(yàn)標(biāo)識的所測量的對準(zhǔn)偏離 轉(zhuǎn)換成離焦數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了用于校準(zhǔn)光刻投影設(shè)備的方法， 該方法包括上面描述的測量聚焦的方法，其中使用離焦數(shù)據(jù)調(diào)整所述光 刻投影設(shè)備的設(shè)置。


本發(fā)明的具體實(shí)施方式
將只通過實(shí)施例的方式參考附隨的示意圖描 述，其中相應(yīng)的附圖標(biāo)記指示相應(yīng)的部件。 圖l描述結(jié)合本發(fā)明使用的光刻裝置；
圖2顯示了用于曝光測試襯底上的多個(gè)檢驗(yàn)場的FOCAL掩模版的 例子；
圖3顯示了包括水平和垂直的細(xì)小條紋(chopped bar)的FOCAL 標(biāo)識MK1的可能結(jié)構(gòu)；
圖4顯示了聚焦曲線的一個(gè)例子；
圖5顯示了 Ry傾斜怎樣引入作為在所述場內(nèi)的X位置的函數(shù)的校 準(zhǔn)場的特定的一排的校準(zhǔn)標(biāo)記的Z高度位置的一個(gè)例子；
圖6顯示了對于一個(gè)校準(zhǔn)場的單排校準(zhǔn)標(biāo)記已測量的對準(zhǔn)偏離的曲 線圖7顯示了在測試襯底上的校準(zhǔn)場的可能位置；和 圖8顯示了校準(zhǔn)曲線的一個(gè)例子。
具體實(shí)施方式
圖1示意性地描述了結(jié)合本發(fā)明使用的光刻投影設(shè)備的一個(gè)例子。 該設(shè)備包括
- 照射系統(tǒng)(照射器)IL，配置用于調(diào)節(jié)輻射束B (例如，UV輻射或
EUV輻射)；
- 支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT，配置用于支撐圖案形成裝置(例如掩 模)MA并與配置用于根據(jù)特定的參數(shù)精確地定位圖案形成裝置的第一定
位裝置PM相連；
- 襯底臺(例如晶片臺)WT，配置用于保持襯底(例如涂覆有抗蝕 劑的晶片)W，并與配置用于根據(jù)特定的參數(shù)精確地定位襯底的第二定
位裝置PW相連；以及
- 投影系統(tǒng)(例如折射式投影透鏡系統(tǒng))PS，所述投影系統(tǒng)PS配置用 于將由圖案形成裝置MA賦予輻射束B的圖案投影到襯底W的目標(biāo)部分C
(例如包括一個(gè)或多個(gè)芯片)上。
所述照射系統(tǒng)可以包括各種類型的光學(xué)部件，例如折射型、反射 型、磁性型、電磁型、靜電型或其它類型的光學(xué)部件或其任意組合，以 引導(dǎo)、成形、或控制輻射。
所述支撐結(jié)構(gòu)支撐所述圖案形成裝置，即承受圖案形成裝置的重 量。支撐結(jié)構(gòu)以依賴于圖案形成裝置的取向、光刻設(shè)備的設(shè)計(jì)以及諸如 圖案形成裝置是否保持在真空環(huán)境中等其他條件的方式保持圖案形成裝 置。所述支撐結(jié)構(gòu)可以采用機(jī)械的、真空的、靜電的或其他夾持技術(shù)保 持圖案形成裝置。所述支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或臺，例如，其可以根據(jù)需 要成為固定的或可移動(dòng)的。所述支撐結(jié)構(gòu)可以確保圖案形成裝置位于所 需的位置上(例如相對于投影系統(tǒng))。在這里任何使用的術(shù)語"掩模版" 或"掩模"都可以認(rèn)為與更上位的術(shù)語"圖案形成裝置"同義。
這里所使用的術(shù)語"圖案形成裝置"應(yīng)該被廣義地理解為表示能夠 用于在輻射束的橫截面上賦予圖案、以便在襯底的目標(biāo)部分上形成圖案 的任何裝置。應(yīng)當(dāng)注意，被賦予輻射束的圖案可能與在襯底的目標(biāo)部分 上所需的圖案不完全相符(例如如果該圖案包括相移特征或所謂輔助特 征)。通常，被賦予輻射束的圖案將與在目標(biāo)部分上形成的器件中的特定 的功能層相對應(yīng)，例如集成電路。圖案形成裝置可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置的示例包 括掩模、可編程反射鏡陣列以及可編程液晶顯示(LCD)面板。掩模在 光刻中是公知的，并且包括諸如二元掩模類型、交替型相移掩模類型、 衰減型相移掩模類型和各種混合掩模類型之類的掩模類型?？删幊谭瓷?鏡陣列的示例采用小反射鏡的矩陣布置，可以獨(dú)立地傾斜每一個(gè)小反射 鏡，以便沿不同方向反射入射的輻射束。所述已傾斜的反射鏡將圖案賦 予由所述反射鏡矩陣反射的輻射束。
應(yīng)該將這里使用的術(shù)語"投影系統(tǒng)"廣義地解釋為包括任意類型的 投影系統(tǒng)，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、電磁型和靜電 型光學(xué)系統(tǒng)、或其任意組合，如對于所使用的曝光輻射所適合的、或?qū)?于諸如使用浸沒液或使用真空之類的其他因素所適合的。這里使用的任 何術(shù)語"投影透鏡"可以認(rèn)為是與更上位的術(shù)語"投影系統(tǒng)"同義。
如這里所示的，所述設(shè)備是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替 代地，所述設(shè)備可以是反射型的(例如，采用如上所述類型的可編程反 射鏡陣列，或采用反射式掩模)。
所述光刻設(shè)備可以是具有兩個(gè)(雙臺)或更多襯底臺(和/或兩個(gè)或 更多的掩模臺)的類型。在這種"多臺"機(jī)器中，可以并行地使用附加 的臺，或可以在將一個(gè)或更多個(gè)其它臺用于曝光的同時(shí)，在一個(gè)或更多 個(gè)臺上執(zhí)行預(yù)備步驟。
光刻設(shè)備還可以是如下類型其中至少一部分襯底可由具有相對高 折射率的液體(例如水)所覆蓋，以便填充投影系統(tǒng)和襯底之間的空 間。浸沒液還可以施加到光刻設(shè)備中的其它空間，例如在掩模和投影系 統(tǒng)之間。浸沒技術(shù)用于增加投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑在本領(lǐng)域是公知的。這 里使用的術(shù)語"浸沒"不意味著結(jié)構(gòu)(例如襯底)必須浸沒在液體中， 而是僅意味著在曝光期間液體位于投影系統(tǒng)和襯底之間。
參照圖l，所述照射器IL接收從輻射源SO發(fā)出的輻射束。該源和所 述光刻設(shè)備可以是分立的實(shí)體(例如當(dāng)該源為準(zhǔn)分子激光器時(shí))。在這種 情況下，不會將該源考慮成光刻設(shè)備的組成部分，并且通過包括例如合
適的定向反射鏡和/或擴(kuò)束器的束傳遞系統(tǒng)BD的幫助，將所述輻射束從所 述源SO傳到所述照射器IL。在其他情況下，所述源可以是所述光刻設(shè)備的組成部分(例如當(dāng)所述源是汞燈時(shí))?？梢詫⑺鲈碨O和所述照射器 IL、以及如果需要時(shí)的所述束傳遞系統(tǒng)BD—起稱作輻射系統(tǒng)。
所述照射器IL可以包括用于調(diào)整所述輻射束的角強(qiáng)度分布的調(diào)整器 AD。通常，可以對所述照射器的光瞳平面中的強(qiáng)度分布的至少所述外部
和/或內(nèi)部徑向范圍(一般分別稱為c7-外部和CT-內(nèi)部)進(jìn)行調(diào)整。此外，
所述照射器IL可以包括各種其他部件，例如積分器IN和聚光器CO?？梢?將所述照射器用于調(diào)節(jié)所述輻射束，以在其橫截面中具有所需的均勻性 和強(qiáng)度分布。
所述輻射束B入射到保持在支撐結(jié)構(gòu)(例如，掩模臺)MT上的所述 圖案形成裝置(例如，掩模)MA上，并且通過所述圖案形成裝置來形成 圖案。已經(jīng)穿過圖案形成裝置MA之后，所述輻射束B通過投影系統(tǒng)PS， 所述PS將輻射束聚焦到所述襯底W的目標(biāo)部分C上。通過第二定位裝置 PW和定位傳感器IF (例如，干涉儀器件、線性編碼器或電容傳感器)的 幫助，可以精確地移動(dòng)所述襯底臺WT,例如以便將不同的目標(biāo)部分C定 位于所述輻射束B的路徑中。類似地，例如在從掩模庫的機(jī)械獲取之后， 或在掃描期間，可以將所述第一定位裝置PM和另一個(gè)定位傳感器(圖l 中未明確示出)用于將圖案形成裝置MA相對于所述輻射束B的路徑精確 地定位。通常，可以通過形成所述第一定位裝置PM的一部分的長行程模 塊(粗定位)和短行程模塊(精定位)的幫助來實(shí)現(xiàn)掩模臺MT的移動(dòng)。 類似地，可以采用形成所述第二定位裝置PW的一部分的長行程模塊和短 行程模塊來實(shí)現(xiàn)所述襯底臺WT的移動(dòng)。在步進(jìn)機(jī)的情況下(與掃描器相 反)，所述掩模臺MT可以僅與短行程致動(dòng)器相連，或可以是固定的?？?以使用掩模對準(zhǔn)標(biāo)記M1、 M2和襯底對準(zhǔn)標(biāo)記P1、 P2來對準(zhǔn)圖案形成裝 置MA和襯底W。盡管所示的襯底對準(zhǔn)標(biāo)記占據(jù)了專用目標(biāo)部分，但是他 們可以位于目標(biāo)部分之間的空間(這些公知為劃線對準(zhǔn)標(biāo)記)上。類似 地，在將多于一個(gè)的芯片設(shè)置在圖案形成裝置MA上的情況下，所述掩模 對準(zhǔn)標(biāo)記可以位于所述芯片之間。
可以將所述設(shè)備用于以下模式的至少一種
1.在步進(jìn)模式中，在將賦予所述輻射束的圖案一次投影到目標(biāo)部分 C上的同時(shí)，將掩模臺MT和襯底臺WT保持為基本靜止(即，單一的靜態(tài)曝光)。然后將所述襯底臺WT沿X和/或Y方向移動(dòng)，使得可以對不同目標(biāo) 部分c曝光。在步進(jìn)模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單一的靜態(tài)曝光
中成像的所述目標(biāo)部分c的尺寸。
2. 在掃描模式中，在將賦予所述輻射束的圖案投影到目標(biāo)部分C上 的同時(shí)，對掩模臺MT和襯底臺WT同步地進(jìn)行掃描(即，單一的動(dòng)態(tài)曝 光)。襯底臺WT相對于掩模臺MT的速度和方向可以通過所述投影系統(tǒng)PS 的(縮小)放大率和圖像反轉(zhuǎn)特征來確定。在掃描模式中，曝光場的最 大尺寸限制了單一的動(dòng)態(tài)曝光中的所述目標(biāo)部分的寬度(沿非掃描方 向)，而所述掃描移動(dòng)的長度確定了所述目標(biāo)部分的高度(沿所述掃描方 向)。
3. 在另一個(gè)模式中，將用于保持可編程圖案形成裝置的圖案形成裝 置支撐結(jié)構(gòu)MT保持為基本靜止?fàn)顟B(tài)，并且在將賦予所述輻射束的圖案投 影到目標(biāo)部分C上的同時(shí)，對所述襯底臺WT進(jìn)行移動(dòng)或掃描。在這種模 式中，通常釆用脈沖輻射源，并且在所述襯底臺WT的每一次移動(dòng)之后、 或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間，根據(jù)需要更新所述可編程圖案形成 裝置。這種操作模式可易于應(yīng)用于利用可編程圖案形成裝置(例如，如上 所述類型的可編程反射鏡陣列)的無掩模光刻中。
也可以采用上述使用模式的組合和/或變體，或完全不同的使用模式。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供了一種測量光刻投影設(shè)備的聚焦的方法，可 通過采用公知的FOCAL掩模版以執(zhí)行聚焦/調(diào)平測試的方式對其進(jìn)行詳 細(xì)地解釋。首先在預(yù)定的優(yōu)化離焦偏置FO時(shí)用全晶片覆蓋(檢驗(yàn))場曝 光晶片。所述離焦偏置FO的目的將是在所謂聚焦曲線的最聚焦敏感部件 中，以下將會詳細(xì)描述。
圖2顯示了在測試襯底上使用FOCAL掩模版以曝光多個(gè)檢驗(yàn)場的 例子。所述FOCAL掩模版包括多個(gè)被稱為FOCAL標(biāo)識的標(biāo)識Mkl至 Mk247。圖3顯示了包括水平和垂直的細(xì)小條紋的FOCAL標(biāo)識MKl的 可能結(jié)構(gòu)。在所述結(jié)構(gòu)中的條紋可以有一定范圍的線寬和節(jié)距尺寸。由 于該結(jié)構(gòu)的特定尺寸，根據(jù)公知的Bossimg原理可知，條紋的線寬將是聚焦敏感的。由于這樣，沒有正焦曝光的FOCAL標(biāo)識將有對準(zhǔn)偏離。這
種偏離可被用來決定也被稱作離焦的聚焦誤差。
采用預(yù)定的離焦偏置FO曝光所述檢驗(yàn)場。通過考慮已在光刻設(shè)備上 曝光的聚焦曲線C (dZ)確定所述特定的離焦偏置FO。在圖4中顯示了 一個(gè)這樣的聚焦曲線的例子，參見曲線40。標(biāo)號40的所述聚焦曲線是指 示所測量的FOCAL標(biāo)記的對準(zhǔn)偏離(ao)用作離焦dZ的函數(shù)的曲線 圖。在圖4中，用標(biāo)號41顯示了有用的離焦偏置。在所述離焦偏置周圍 指示了聚焦范圍42，其中對準(zhǔn)偏離和離焦dZ之間存在獨(dú)特的關(guān)系。參 閱圖4，離焦偏置FO被確定，以使得全部的被曝光的FOCAL標(biāo)記在整 個(gè)曝光中留在有用的聚焦范圍42中。例如，由于用作dZ的函數(shù)的對準(zhǔn) 偏離是零，其對于本方法是不可用的，因此這意味著例如所述預(yù)定的離 焦偏置FO不能太靠近dZ=0的軸。在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述離焦偏置 FO被選擇以位于工作范圍42中間，在此處由于這是最大聚焦-對準(zhǔn)靈敏 度的區(qū)域，所述聚焦曲線C (dZ)基本上是線性的。
用于具有NA=1.2的投影設(shè)備的最優(yōu)離焦偏置FO的典型值大約是-120nm，其將會有大約-200nm的可用范圍。
在曝光所述檢驗(yàn)場之后，顯影測試襯底并且之后例如采用在所述系 統(tǒng)中存在的標(biāo)準(zhǔn)對準(zhǔn)傳感器測量對于每一個(gè)檢驗(yàn)標(biāo)識的對準(zhǔn)偏離。其 次，對于每一個(gè)檢驗(yàn)標(biāo)識的已測量的對準(zhǔn)偏離通過使用被叫作轉(zhuǎn)置 (transpose)聚焦曲線的曲線轉(zhuǎn)換為離焦數(shù)據(jù)。參閱圖4，在一個(gè)具體實(shí) 施例中，通過轉(zhuǎn)置相應(yīng)于所述工作范圍42的光刻設(shè)備的聚焦曲線的一部 分來確定這種轉(zhuǎn)置聚焦曲線。事實(shí)上，所述轉(zhuǎn)置聚焦曲線是所述設(shè)備的 聚焦靈敏度。
在一個(gè)具體實(shí)施例中，在所述檢驗(yàn)場被曝光之后，曝光另外的校準(zhǔn) 場。在一個(gè)實(shí)施例中，用相對于檢驗(yàn)場的小偏移曝光所述校準(zhǔn)場。所述 偏移阻止了覆蓋所述標(biāo)記。在一個(gè)實(shí)施例中，所述校準(zhǔn)場是用預(yù)定義每 一個(gè)場的Rx、 Ry傾斜偏離曝光的場。所述傾斜會使得在校準(zhǔn)場內(nèi)的校準(zhǔn) 標(biāo)記的行/列在不同的聚焦高度上被曝光。在圖5中，顯示了用作X位置 的函數(shù)的一個(gè)特定行的校準(zhǔn)標(biāo)記Mkl至Mkl3的Z位置的例子。在圖5 中，通過襯底W的傾斜引入相對于圖像表面51的襯底表面50的Ry傾斜(也就是圍繞Y軸的所述場的旋轉(zhuǎn))。在圖5中，顯示了透鏡52的一 部分，其定義了圖像平面51的位置。圍繞Y軸的襯底W的Ry傾斜會引 入在不同X位置上的校準(zhǔn)場的每一行中的FOCAL標(biāo)識(例如Mkl至 Mkl3、 Mkl4至Mk26， ...Mk234至Mk247)的Z離焦。圖6顯示了在 一個(gè)校準(zhǔn)場的校準(zhǔn)標(biāo)記的場X位置的單個(gè)行的已測量的對準(zhǔn)偏離的曲線 圖。參閱圖7，在襯底70的中心位置上曝光所述校準(zhǔn)場71。用在同一襯 底上的中心位置上的偏移曝光(以避免所曝光的標(biāo)記的重疊)，獲得更多 的可靠數(shù)據(jù)是可預(yù)料的。
通過以在Rx、 Ry上傾斜和小偏離來曝光多個(gè)校準(zhǔn)場，能夠用聚焦數(shù) 據(jù)點(diǎn)的平滑分布導(dǎo)出精確的聚焦對準(zhǔn)曲線。在圖8中顯示了這樣的對準(zhǔn)曲 線80的一個(gè)例子。可以使用所述校準(zhǔn)曲線80將全部晶片檢驗(yàn)場信息轉(zhuǎn)化 至離焦圖上。為了完成這個(gè)，選擇和轉(zhuǎn)化所述校準(zhǔn)曲線的一部分。這將 會導(dǎo)致靈敏度曲線dZ-S(dX， dY)，其可被用于計(jì)算對于dX和dY的給定的 (測量)值，在所述測試襯底內(nèi)的每一個(gè)標(biāo)記的dZ。
值得注意的是，代替使用Rx、 Ry傾斜來用于曝光所述校準(zhǔn)標(biāo)記，可 以用每一個(gè)場的離焦偏置曝光所述校準(zhǔn)標(biāo)記。
通過使用根據(jù)本發(fā)明的方法測量離焦，獲得了高于現(xiàn)有的LVT大約 50倍的聚焦-對準(zhǔn)偏移靈敏度，典型地為d(X，Y)/dZ-20。這個(gè)靈敏度很好 地符合了未來系統(tǒng)對信號-(對準(zhǔn))噪音比的需要。另外，現(xiàn)在的方法采 用標(biāo)準(zhǔn)二元掩模，其對標(biāo)準(zhǔn)FOCAI^示記成像。因此，這種方法會與未來 的照明方式(例如在無掩模和EUY中)完全兼容。標(biāo)準(zhǔn)二元掩模易于制 造且具有相對低的成本。所述現(xiàn)在的方法與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比具有高 的掩?？臻g分布；與LVT的55個(gè)檢驗(yàn)掩模相比每一個(gè)場具有247個(gè)檢驗(yàn)掩 模，這將會造成離焦圖的高分辨率。
值得注意的是，除了提供調(diào)平聚焦信息外，根據(jù)本發(fā)明的方法可在 以下方面使用
-卡盤形變圖(Chuck Deformation Map ， CDM)校準(zhǔn)(具有較高的空間 密度)
-2D柵板校準(zhǔn)(Grid plate calibration ， NXT)(要求高的空間密度) -卡盤至卡盤(chuck-to-chuck)聚焦平面偏離ATP測試-圖像平面導(dǎo)出(Image Plane Deviation, IPD) ATP測試 -Rx校準(zhǔn)(要求較高的空間密度，之后由LVT支撐)
所述方法也適合用于研究液體透鏡溫度對聚焦的影響。通過以不同 數(shù)值孔徑曝光，可以獲得不同溫度的靈敏度。
雖然本文給出了特定的有關(guān)光刻設(shè)備在IC制造中的應(yīng)用參考，但應(yīng) 該理解到這里所述的光刻設(shè)備可以有其他應(yīng)用，例如集成光學(xué)系統(tǒng)的制 造、磁疇存儲器的引導(dǎo)及檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器 (LCDs)、薄膜磁頭等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在這種替代應(yīng) 用的情況中，可以將其中使用的任意術(shù)語"晶片"和"芯片"分別認(rèn)為是與更 上位的術(shù)語"襯底"或"目標(biāo)部分"同義。這里所指的襯底可以在曝光之前或 之后進(jìn)行處理，例如在軌道(一種典型地將抗蝕劑層涂到襯底上，并且 對己曝光的抗蝕劑進(jìn)行顯影的工具)、量測工具和/或檢驗(yàn)工具中處理。 在可應(yīng)用的情況下，可以將所述公開內(nèi)容應(yīng)用于這種和其他襯底處理工 具中。另外，所述襯底可以處理一次以上，例如為產(chǎn)生多層IC，使得這 里使用的所述術(shù)語"襯底"也可以表示己經(jīng)包含多個(gè)已處理層的襯底。
雖然本文給出了特定的有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例在光刻技術(shù)中的應(yīng)用參 考，但應(yīng)該理解到本發(fā)明可以在其他應(yīng)用中使用，例如壓印光刻，并且 在上下文允許的情況下，并不限于光刻。在壓印光刻中圖案形成裝置的 表面狀況定義了在襯底上產(chǎn)生的圖案。所述圖案形成裝置的表面狀況可 以被壓制到涂覆于襯底上的抗蝕層上，通過施加電磁輻射、加熱、壓力 或它們的組合固化抗蝕劑。在抗蝕劑固化之后，移除所述抗蝕劑在所述 圖案形成裝置內(nèi)留下了圖案。
這里使用的術(shù)語"輻射"和"束"包含全部類型的電磁輻射，包括紫外 輻射(例如具有約365、 355、 248、 193、 157或126 nm的波長)和遠(yuǎn)紫 外(EUV)輻射(例如具有在5-20nm的范圍內(nèi)的波長)，以及諸如粒子 束或電子束的顆粒束。
在上下文允許的情況下，所述術(shù)語"透鏡"可以表示各種類型的光學(xué) 部件中的任何一種或它們的組合，包括折射式、反射式和磁的光學(xué)部 件。
盡管以上己經(jīng)描述了本發(fā)明的特定的實(shí)施例，但是應(yīng)該理解的是本發(fā)明可以以與上述不同的形式實(shí)現(xiàn)。例如，本發(fā)明可以釆取包含用于描 述上述公開的方法的一個(gè)或多個(gè)機(jī)器可讀指令序列的計(jì)算機(jī)程序的形 式，或者采取具有在其中存儲的這種計(jì)算機(jī)程序的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)的形式 (例如，半導(dǎo)體存儲器、磁盤或光盤)。
以上的描述是說明性的，而不是限制性的。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人 員應(yīng)當(dāng)理解，在不背離所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍的條件下，可以對本 發(fā)明進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1. 一種用于測量光刻投影設(shè)備的聚焦的方法，該方法包括用光刻膠覆蓋測試襯底；將所述測試襯底放置在所述光刻設(shè)備的襯底臺上；曝光所述測試襯底上的多個(gè)檢驗(yàn)場，每一所述檢驗(yàn)場包括多個(gè)檢驗(yàn)標(biāo)識，其中，使用預(yù)定的離焦偏置FO曝光所述檢驗(yàn)場；顯影所述光刻膠；測量對于每一個(gè)所述檢驗(yàn)標(biāo)識的對準(zhǔn)偏離；和使用轉(zhuǎn)置聚焦曲線將對于每一個(gè)所述檢驗(yàn)標(biāo)識的所測量的對準(zhǔn)偏離轉(zhuǎn)置成離焦數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，選擇所述預(yù)定的離焦. 偏置FO，使得所述光刻設(shè)備的預(yù)定聚焦曲線的局部值即C (FO)小于所 述聚焦曲線的最大值即C (0)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，選擇所述預(yù)定離焦偏 置FO，使得所述光刻設(shè)備的預(yù)定聚焦曲線在所述離焦偏置FO周圍的工 作范圍內(nèi)基本是線性的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過轉(zhuǎn)置所述預(yù)定聚 焦曲線來確定所述轉(zhuǎn)置聚焦曲線。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 曝光所述測試襯底上的多個(gè)校準(zhǔn)場，每一個(gè)所述校準(zhǔn)場包括多個(gè)校準(zhǔn)標(biāo)識，對每一個(gè)校準(zhǔn)場以預(yù)定義的傾斜偏離曝光所述校準(zhǔn)場；測量對于所述多個(gè)校準(zhǔn)標(biāo)識的每一個(gè)的對準(zhǔn)偏離以獲得校準(zhǔn)數(shù)據(jù)； 使用所述校準(zhǔn)數(shù)據(jù)確定校準(zhǔn)曲線；和 轉(zhuǎn)置所述校準(zhǔn)曲線以獲得所述轉(zhuǎn)置聚焦曲線。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，用相對所述檢驗(yàn)場的 小偏移曝光所述校準(zhǔn)場。
7. —種校準(zhǔn)光刻投影設(shè)備的方法，該方法包括根據(jù)權(quán)利要求1所述 的測量焦點(diǎn)的方法，其中，使用所述離焦數(shù)據(jù)調(diào)整所述光刻投影設(shè)備的 設(shè)置。
全文摘要
一種用于測量光刻投影設(shè)備的聚焦的方法，該方法包括曝光具有多個(gè)檢驗(yàn)場的覆蓋光刻膠的測試襯底。每一個(gè)檢驗(yàn)場包括多個(gè)檢驗(yàn)標(biāo)識，并且使用預(yù)定的離焦偏置FO曝光所述檢驗(yàn)場。在顯影之后，測量對于每一個(gè)檢驗(yàn)標(biāo)識的對準(zhǔn)偏離，并使用轉(zhuǎn)置聚焦曲線將其轉(zhuǎn)化成離焦數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的方法使得與現(xiàn)有的LVT相比具有高大約50倍的聚焦-對準(zhǔn)偏移敏感度(典型的dX，Y/dZ＝20)。
文檔編號G03F7/20GK101446772SQ20081017337
公開日2009年6月3日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月20日
發(fā)明者G·C·J·霍夫曼斯, H·A·蓋里奇, M·澤倫拉特, S·G·K·麥格納森 申請人:Asml荷蘭有限公司