專利名稱：度量、光刻、加工裝置、度量方法及器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種度量裝置，尤其是可以用于光刻裝置、加工裝置或者用作獨(dú)立器件以及尤其是可以用作器件制造方法的一部分的度量方法的一種。
背景技術(shù)：
光刻裝置是可在基片、通常是基片的目標(biāo)部分上施加所需圖案的機(jī)器。光刻裝置例如可用于集成電路(IC)的制造中。在這種情況下，可采用圖案形成裝置來產(chǎn)生將形成于IC的單個(gè)層上的電路圖案，該圖案形成裝置也稱為掩?；蚍謩澃?。該圖案可被轉(zhuǎn)移到基片(如硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如包括部分、一個(gè)或多個(gè)管芯)上。圖案的轉(zhuǎn)移通常借助于成像到設(shè)于基片上的一層輻射敏感材料(抗蝕劑)上來實(shí)現(xiàn)。通常來說，單個(gè)基片包含被連續(xù)地形成圖案的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)絡(luò)。已知的光刻裝置包括所謂的步進(jìn)器，其中通過將整個(gè)圖案一次性地曝光在目標(biāo)部分上來照射各目標(biāo)部分，還包括所謂的掃描器，其中通過沿給定方向(“掃描”方向)由輻射束來掃描圖案并以平行于或反向平行于此方向的方向同步地掃描基片來照射各目標(biāo)部分。還可以通過將圖案壓印在基片上來將圖案從圖案形成裝置轉(zhuǎn)移到基片上。
在使用光刻方法的器件制造的多個(gè)步驟期間及之后，必須對(duì)已經(jīng)制造出的器件進(jìn)行測(cè)量以評(píng)定制造流程是否已經(jīng)正確地進(jìn)行。這種測(cè)量統(tǒng)稱為度量學(xué)?？紤]到通過光刻制造的器件的等級(jí)，度量方法通常包括以測(cè)量光束照亮器件結(jié)構(gòu)或試驗(yàn)結(jié)構(gòu)并檢測(cè)返回輻射。一種這樣的方法是散射測(cè)量，尤其是被處于檢查當(dāng)中的結(jié)構(gòu)所反射的輻射的光譜用在物鏡的光瞳面的諸如CCD的傳感器以不同角度進(jìn)行測(cè)量的角分辨散射測(cè)量。
多數(shù)度量裝置的操作靈敏度和速度受限于用于產(chǎn)生測(cè)量光束的輻射源。當(dāng)前可用的輻射源包括具有優(yōu)良的寬帶寬但又具有較差亮度與較差空間相干性的氙燈，以及具有優(yōu)良亮度與空間相干性但又不具有顯著寬帶寬且不能產(chǎn)生低于約400納米波長(zhǎng)的表面紅外發(fā)光二極管(SLED)激光。

發(fā)明內(nèi)容
因此，需要提供一種具有改進(jìn)的操作靈敏度和/或速度的度量裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于測(cè)量基片上的顯微結(jié)構(gòu)的參數(shù)的度量裝置，該裝置包括設(shè)置成可產(chǎn)生測(cè)量光束的超連續(xù)光譜(supercontinuum)光源、設(shè)置成可將該測(cè)量光束導(dǎo)引到該基片上的光學(xué)系統(tǒng)以及用于探測(cè)被該結(jié)構(gòu)反射和/或衍射的輻射的傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于測(cè)量形成在基片上的顯微結(jié)構(gòu)的參數(shù)的度量方法，該方法包括以來自超連續(xù)光譜光源的輻射照亮該結(jié)構(gòu)；和用傳感器探測(cè)自該結(jié)構(gòu)返回的輻射。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種設(shè)置成可將圖案轉(zhuǎn)移到基片上且包括用于測(cè)量該基片上的顯微結(jié)構(gòu)的參數(shù)的度量裝置的光刻裝置，該光刻裝置包括設(shè)置成可產(chǎn)生測(cè)量光束的超連續(xù)光譜光源、設(shè)置成可將該測(cè)量光束導(dǎo)引到該基片上的光學(xué)系統(tǒng)以及用于探測(cè)被該結(jié)構(gòu)反射和/或衍射的輻射的傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種設(shè)置成可實(shí)現(xiàn)對(duì)基片的加工且包括用于測(cè)量該基片上的顯微結(jié)構(gòu)的參數(shù)的度量裝置的加工裝置，該加工裝置包括設(shè)置成可產(chǎn)生測(cè)量光束的超連續(xù)光譜光源、設(shè)置成可將該測(cè)量光束導(dǎo)引到該基片上的光學(xué)系統(tǒng)以及用于探測(cè)被該結(jié)構(gòu)反射和/或衍射的輻射的傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種器件制造方法，包括通過以來自超連續(xù)光譜光源的輻射照亮形成在第一基片上的顯微結(jié)構(gòu)和用傳感器探測(cè)自該結(jié)構(gòu)返回的輻射來測(cè)量該結(jié)構(gòu)的參數(shù)；用光刻流程、基于所測(cè)得的該結(jié)構(gòu)的參數(shù)所測(cè)得的該光刻流程的參數(shù)將圖案轉(zhuǎn)移到第二基片上。


下面將僅通過示例的方式并參考示意性附圖來介紹本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)表示對(duì)應(yīng)的部分，其中圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光刻裝置；圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的散射儀；圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的可用于散射儀的光源；圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在散射儀的光瞳面的干涉區(qū)；圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的散射儀；圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的散射儀；圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的散射儀。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性地顯示了用于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光刻裝置。該裝置包括-構(gòu)造成可調(diào)節(jié)輻射光束B(例如UV輻射或DUV輻射)的照明系統(tǒng)(照明器)IL；-構(gòu)造成可支撐圖案形成裝置(例如掩模)MA的支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺(tái))MT，其與構(gòu)造成可按照一定參數(shù)精確地定位圖案形成裝置的第一定位裝置PM相連；-構(gòu)造成可固定基片(例如涂覆有抗蝕劑的晶片)W的基片臺(tái)(例如晶片臺(tái))WT，其與構(gòu)造成可按照一定參數(shù)精確地定位基片的第二定位裝置PW相連；和-構(gòu)造成可將由圖案形成裝置MA施加給輻射光束B的圖案投射在基片W的目標(biāo)部分C(例如包括一個(gè)或多個(gè)管芯)上的投影系統(tǒng)(例如折射型投影透鏡系統(tǒng))PS。
照明系統(tǒng)可包括用于對(duì)輻射進(jìn)行引導(dǎo)、成形或控制的多種類型的光學(xué)部件，例如折射式、反射式、磁式、電磁式、靜電式或其它類型的光學(xué)部件或其任意組合。
支撐結(jié)構(gòu)支撐即支承了圖案形成裝置的重量。它以一定的方式固定住圖案形成裝置，這種方式取決于圖案形成裝置的定向、光刻裝置的設(shè)計(jì)以及其它條件，例如圖案形成裝置是否固定在真空環(huán)境下。支撐結(jié)構(gòu)可使用機(jī)械、真空、靜電或其它夾緊技術(shù)來固定住圖案形成裝置。支撐結(jié)構(gòu)例如可為框架或臺(tái)，其可根據(jù)要求為固定的或可動(dòng)的。支撐結(jié)構(gòu)可保證圖案形成裝置可例如相對(duì)于投影系統(tǒng)處于所需的位置。用語(yǔ)“分劃板”或“掩?！痹诒疚闹械娜魏问褂每杀灰暈榕c更通用的用語(yǔ)“圖案形成裝置”具有相同的含義。
這里所用的用語(yǔ)“圖案形成裝置”應(yīng)被廣義地解釋為可用于為輻射光束的橫截面施加一定圖案以便在基片的目標(biāo)部分中形成圖案的任何裝置。應(yīng)當(dāng)注意的是，例如如果圖案包括相移特征或所謂的輔助特征，那么施加于輻射光束中的圖案可以不精確地對(duì)應(yīng)于基片目標(biāo)部分中的所需圖案。一般來說，施加于輻射光束中的圖案將對(duì)應(yīng)于待形成在目標(biāo)部分內(nèi)的器件如集成電路中的特定功能層。
圖案形成裝置可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置的例子包括掩模、可編程的鏡陣列和可編程的LCD面板。掩模在光刻領(lǐng)域中是眾所周知的，其包括例如二元型、交變相移型和衰減相移型等掩模類型，還包括各種混合式掩模類型?？删幊嚏R陣列的一個(gè)例子采用微型鏡的矩陣設(shè)置，各鏡子可單獨(dú)地傾斜以沿不同方向反射所入射的輻射光束。傾斜鏡在被鏡矩陣所反射的輻射光束中施加了圖案。
這里所用的用語(yǔ)“投影系統(tǒng)”應(yīng)被廣義地理解為包括各種類型的投影系統(tǒng)，包括折射式、反射式、反射折射式、磁式、電磁式和靜電式光學(xué)系統(tǒng)或其任意組合，這例如應(yīng)根據(jù)所用的曝光輻射或其它因素如使用浸液或使用真空的情況來適當(dāng)?shù)卮_定。用語(yǔ)“投影透鏡”在本文中的任何使用均應(yīng)被視為與更通用的用語(yǔ)“投影系統(tǒng)”具有相同的含義。
如這里所述，此裝置為透射型(例如采用了透射掩模)?；蛘?，此裝置也可以是反射型(例如采用了上述可編程鏡陣列，或采用了反射掩模)。
光刻裝置可以是具有兩個(gè)(雙級(jí))或多個(gè)基片臺(tái)(和/或兩個(gè)或多個(gè)掩模臺(tái))的那種類型。在這種“多級(jí)”式機(jī)器中，附加的臺(tái)可以并聯(lián)地使用，或者可在一個(gè)或多個(gè)臺(tái)上進(jìn)行預(yù)備步驟而將一個(gè)或多個(gè)其它的臺(tái)用于曝光。
光刻裝置也可以是這樣的類型，其中至少一部分基片被具有較高折射率的液體如水覆蓋，從而填充了投影系統(tǒng)和基片之間的空間。浸液也可施加到光刻裝置的其它空間內(nèi)，例如掩模和投影系統(tǒng)之間。浸沒技術(shù)在本領(lǐng)域中是眾所周知的，其用于增大投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。在本文中使用的用語(yǔ)“浸沒”并不指例如基片的結(jié)構(gòu)必須完全浸入在液體中，而是僅指在曝光期間液體處于投影系統(tǒng)與基片之間。
參見圖1，照明器IL接收來自輻射源SO的輻射光束。輻射源和光刻裝置可以是單獨(dú)的實(shí)體，例如在輻射源為準(zhǔn)分子激光器時(shí)。在這種情況下，輻射源不應(yīng)被視為形成了光刻裝置的一部分，輻射光束借助于光束傳送系統(tǒng)BD從源SO傳遞到照明器IL中，光束傳送系統(tǒng)BD例如包括適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)鏡和/或光束擴(kuò)展器。在其它情況下，該源可以是光刻裝置的一個(gè)整體部分，例如在該源為水銀燈時(shí)。源SO和照明器IL及光束傳送系統(tǒng)BD(如果有的話)一起可稱為輻射系統(tǒng)。
照明器IL可包括調(diào)節(jié)裝置AD，其用于調(diào)節(jié)輻射光束的角強(qiáng)度分布。通常來說，至少可以調(diào)節(jié)照明器的光瞳面內(nèi)的強(qiáng)度分布的外部和/或內(nèi)部徑向范圍(通常分別稱為σ-外部和σ-內(nèi)部)。另外，照明器IL可包括各種其它的器件，例如積分器IN和聚光器CO。照明器可用來調(diào)節(jié)輻射光束，以使其在其橫截面上具有所需的均勻性和強(qiáng)度分布。
輻射光束B入射在固定于支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺(tái)MT)上的圖案形成裝置(例如掩模MA)上，并通過該圖案形成裝置而圖案化。在穿過掩模MA后，輻射光束B通過投影系統(tǒng)PS，其將光束聚焦在基片W的目標(biāo)部分C上。借助于第二定位裝置PW和位置傳感器IF(例如干涉儀、線性編碼器或電容傳感器)，基片臺(tái)WT可精確地移動(dòng)，以便例如將不同的目標(biāo)部分C定位在輻射光束B的路徑中。類似地，可用第一定位裝置PM和另一位置傳感器(在圖1中未清楚地示出)來相對(duì)于輻射光束B的路徑對(duì)掩模MA進(jìn)行精確的定位，例如在將掩模從掩模庫(kù)中機(jī)械式地重新取出之后或者在掃描過程中。通常來說，借助于形成為第一定位裝置PM的一部分的長(zhǎng)行程模塊(粗略定位)和短行程模塊(精確定位)，可實(shí)現(xiàn)掩模臺(tái)MT的運(yùn)動(dòng)。類似的，采用形成為第二定位裝置PW的一部分的長(zhǎng)行程模塊和短行程模塊，可實(shí)現(xiàn)基片臺(tái)WT的運(yùn)動(dòng)。在采用分檔器(與掃描器相反)的情況下，掩模臺(tái)MT可只與短行程促動(dòng)器相連，或被固定住。掩模MA和基片W可采用掩模對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記M1，M2和基片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記P1，P2來對(duì)準(zhǔn)。雖然基片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記顯示為占據(jù)了專用目標(biāo)部分，然而它們可位于目標(biāo)部分之間的空間內(nèi)(它們稱為劃線路線對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記)。類似的，在掩模MA上設(shè)置了超過一個(gè)管芯的情況下，掩模對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可位于管芯之間。
所述裝置可用于至少一種下述模式中1.在步進(jìn)模式中，掩模臺(tái)MT和基片臺(tái)WT基本上保持靜止，而施加到投影光束上的整個(gè)圖案被一次性投影到目標(biāo)部分C上(即單次靜態(tài)曝光)。然后沿X和/或Y方向移動(dòng)基片臺(tái)WT，使得不同的目標(biāo)部分C被曝光。在步進(jìn)模式中，曝光區(qū)域的最大尺寸限制了在單次靜態(tài)曝光中所成像的目標(biāo)部分C的大小。
2.在掃描模式中，掩模臺(tái)MT和基片臺(tái)WT被同步地掃描，同時(shí)施加到投影光束上的圖案被投影到目標(biāo)部分C上(即單次動(dòng)態(tài)曝光)。基片臺(tái)WT相對(duì)于掩模臺(tái)MT的速度和方向由投影系統(tǒng)PS的放大(縮小)和圖像倒轉(zhuǎn)特性來確定。在掃描模式中，曝光區(qū)域的最大尺寸限制了單次動(dòng)態(tài)曝光中的目標(biāo)部分的寬度(非掃描方向上)，而掃描運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度決定了目標(biāo)部分的高度(掃描方向上)。
3.在另一模式中，掩模臺(tái)MT基本上固定地夾持了可編程的圖案形成裝置，而基片臺(tái)WT在施加到投影光束上的圖案被投影到目標(biāo)部分C上時(shí)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)或掃描。在這種模式中通常采用了脈沖輻射源，可編程的圖案形成裝置根據(jù)需要在基片臺(tái)WT的各次運(yùn)動(dòng)之后或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間進(jìn)行更新。這種操作模式可容易地應(yīng)用于采用了可編程的圖案形成裝置、例如上述類型的可編程鏡陣列的無(wú)掩模式光刻技術(shù)。
還可以采用上述使用模式的組合和/或變型，或者采用完全不同的使用模式。
圖2顯示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的散射儀。除了在下面進(jìn)一步說明的光源之外，散射儀與2004年8月16日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)10/918,742所說明的相同，此文件通過引用結(jié)合于本文中。光源2用透鏡系統(tǒng)L2通過干涉濾光器30進(jìn)行聚焦并由顯微鏡物鏡L1聚焦在基片6上。輻射然后由部分反射面34反射到后投影光瞳面40內(nèi)的CCD探測(cè)器內(nèi)，以具有所探測(cè)的散射光譜。光瞳面40位于透鏡系統(tǒng)L1的焦距處。探測(cè)器和高孔徑透鏡設(shè)置在光瞳面。由于高-NA透鏡的光瞳面通常位于透鏡內(nèi)，光瞳面可用輔助光學(xué)重新成像。
反射光的光瞳面例如以40毫秒每幀的積分時(shí)間成像于CCD探測(cè)器上。這樣，基片目標(biāo)的二維角度散射光譜成像于探測(cè)器上。探測(cè)器可以是例如CCD探測(cè)器陣列或CMOS探測(cè)器陣列。光譜的處理給出對(duì)稱的探測(cè)配置因此傳感器可以成為回轉(zhuǎn)對(duì)稱的。這允許緊湊基片臺(tái)的使用，因?yàn)榛系哪繕?biāo)能夠以相對(duì)于傳感器的任意轉(zhuǎn)動(dòng)定向進(jìn)行測(cè)量?；系娜磕繕?biāo)可以通過基片的平移和旋轉(zhuǎn)的組合進(jìn)行測(cè)量。
一套干涉濾光器30可用于選擇比方說在405-790納米或諸如200-300納米的更低的范圍的相關(guān)波長(zhǎng)。許多較長(zhǎng)的波長(zhǎng)例如約1.5微米。干涉濾光器可以是可調(diào)的，而不是包括一套不同濾光器的。光柵可以代替干涉濾光器使用。
基片6可以在其上具有光柵。光柵可以是印刷的以便在顯影之后該柵(bar)由固體抗蝕劑線形成。柵或者可以蝕刻在基片中。圖案對(duì)光刻投影裝置尤其是投影系統(tǒng)PL慧形像差敏感，且照亮對(duì)稱和這種像差的存在將證明它們自己在印刷光柵中的變化。因此，印刷光柵的散射儀數(shù)據(jù)用于修整光柵。光柵的諸如線寬與形狀的參數(shù)可以因印刷步驟和/或其它散射儀流程的認(rèn)知而輸入到修整流程中。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，光源2包括所謂的“超連續(xù)光譜”光源，它的一個(gè)例子顯示于圖3中。如圖所示，光源2包括源激光21，源激光21的輸出進(jìn)入非線性光纖22，非線性光纖22將源激光21輸出的光以非線性的方式混合以將相對(duì)窄的輸入帶寬轉(zhuǎn)換為較寬的輸出帶寬。非線性光纖輸出的寬帶的準(zhǔn)確寬度可以通過對(duì)源激光輸入類型、非線性光纖性能的變化以及所用光纖的長(zhǎng)度的選擇進(jìn)行選擇。至少約20納米或至少約200納米并具有少于約400納米的最小波長(zhǎng)的輸出帶寬適用于本發(fā)明。
非線性光纖22可以是幾厘米到幾千米長(zhǎng)的錐形光纖或光子能帶隙光纖。它可便利地用于耦合測(cè)量光束到想要的位置并可以設(shè)置成以接近純粹的使光束聚焦在基片上的非常小的點(diǎn)的TFEM00模式發(fā)射。多模光纖也可以使用。硅波導(dǎo)和塊材也可以代替非線性光纖使用。
適用的源激光包括連續(xù)光束激光和脈沖光束激光，具有大于1毫微秒小于15飛秒的脈沖寬度和小于10赫茲大于1千赫茲的重復(fù)頻率。適用的源激光的例子是摻鉺光纖激光、Q-開關(guān)激光(例如釔鋁石榴石激光)、鎖模激光和拉曼(Raman)光纖激光。
用超連續(xù)光譜光源獲得的照明光束的增加的強(qiáng)度增加了信噪比并允許測(cè)量速度和/或測(cè)量精度的實(shí)質(zhì)增加。它也對(duì)未顯影的抗蝕劑的隱蔽紋印造成了可行的測(cè)量。這便利了即時(shí)度量，也就是度量傳感器整合到光刻裝置內(nèi)，潛在地允許先于顯影重工和/或在單一批次中修正。換句話說，度量結(jié)果也可以用于調(diào)整對(duì)同一基片(有或沒有重工)或不同基片的隨后曝光參數(shù)。
在本發(fā)明的一個(gè)特別實(shí)施例中，由超連續(xù)光譜光源產(chǎn)生的光束的空間相干性用于產(chǎn)生可以顯著增加靈敏度的干涉條紋。這顯示于圖4中。物鏡L1以小散焦設(shè)置并設(shè)置成以便由試驗(yàn)結(jié)構(gòu)生成的零和至少一個(gè)第一(均在顯示的配置中)衍射級(jí)部分地與光瞳面40重疊。在重疊區(qū)內(nèi)形成了以陰影顯示的干涉條紋。此配置中的條紋的發(fā)生在Adam Hilger 1985(ISBN 0-85274-785-3)中由G.Bouwhuis等人發(fā)表的“principles of Optical Disc System”中有進(jìn)一步的說明。為探測(cè)的目的，干涉圖案具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
第一，在小信號(hào)防護(hù)范圍內(nèi)，也就是當(dāng)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的相深較小且第一級(jí)光束強(qiáng)度低時(shí)，條紋圖案的差異線性依賴于相深并且因此高于其它具有二次關(guān)系式的相深的探測(cè)器。
第二，條紋的位置依賴于試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的橫向偏移以便可以用掃描級(jí)實(shí)現(xiàn)標(biāo)記位置的探測(cè)，而在不同層的兩個(gè)標(biāo)記然后可以用于探測(cè)覆蓋層(overlay)。
第三，條紋頻率依賴于對(duì)于試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的目標(biāo)通道的傳感器的散焦。器件因此可以用于獲得深度信息。
第四，通過使用復(fù)合覆蓋層標(biāo)記(在兩個(gè)不同層中上下或互相接近地定位的兩個(gè)光柵)，在光瞳面40中的兩個(gè)重疊區(qū)域的不對(duì)稱可以用于覆蓋層探測(cè)。
本發(fā)明的實(shí)施例的度量裝置可以并入光刻裝置，例如在測(cè)量位置的雙級(jí)裝置，或者諸如PVD裝置的加工裝置。
在本發(fā)明的另一個(gè)圖5所示的特別實(shí)施例中，散射儀的測(cè)量速度通過超連續(xù)光譜光源輸出脈沖與支撐基片的臺(tái)的移動(dòng)的同步可以充分增加。
散射儀101由超連續(xù)光譜光源102供給脈沖測(cè)量光束并對(duì)固定于基片臺(tái)WT上的基片W上的標(biāo)志進(jìn)行測(cè)量?；_(tái)WT由連接于控制器103的定位裝置PW在散射儀101下進(jìn)行掃描?？刂破?03可以控制定位裝置PW對(duì)基片臺(tái)定位或者可以接收來自定位測(cè)量系統(tǒng)(圖未示)的定位信息，同時(shí)定位裝置由單獨(dú)的控制器控制?？傊?，控制器也連接于光源102并控制光源102在基片W在一個(gè)位置時(shí)發(fā)射脈沖以便標(biāo)志在散射儀下。這樣，動(dòng)態(tài)的(on-the-fly)測(cè)量可以較現(xiàn)有技術(shù)的布置更快地進(jìn)行，該布置需要標(biāo)志定位在散射儀下而的基片仍然足夠長(zhǎng)時(shí)間地固定以待測(cè)量。
本發(fā)明的又一個(gè)特別實(shí)施例包括如圖6所示分光鏡反射計(jì)型的散射儀200。在此裝置中，超連續(xù)光譜光源2提供被導(dǎo)引到分束器201的高能、寬帶、高準(zhǔn)直的光束，該分束器201將光束朝著待測(cè)量的基片W反射。顯微鏡物鏡202將光束聚焦在基片上并會(huì)聚反射光，通過分束器201將光導(dǎo)引到將光反射至光柵204的反射鏡203。光柵204將光分散到探測(cè)器205上，例如冷卻CCD陣列。CCD陣列的輸出是發(fā)射光的光譜，也就是作為波長(zhǎng)函數(shù)的強(qiáng)度的測(cè)量，其可以用于推論基片W上的結(jié)構(gòu)的參數(shù)，例如光柵的線寬，以已知的方式，例如通過與眾多測(cè)量比較形成試驗(yàn)結(jié)構(gòu)或者通過模擬計(jì)算出來的光譜。
散射儀200除了使用超連續(xù)光譜光源外類似于已知的散射儀；這種類型的已知散射儀已使用鹵素?zé)艋螂疅?，或該二者。超連續(xù)光譜光源的使用增加了入射光束與因此的反射光的強(qiáng)度，允許測(cè)量更快地進(jìn)行。散射儀200還可以用于圖5的系統(tǒng)。
本發(fā)明的再一個(gè)特別實(shí)施例是圖7所示的分光鏡橢率計(jì)型的散射儀300。在此裝置中，超連續(xù)光譜光源2的輸出穿過偏光器301以便線性偏振光束，或者如果已經(jīng)部分偏振時(shí)清除其偏振。如果超連續(xù)光譜光源2的輸出已經(jīng)充分偏振，偏光器301可以省去。偏振光束然后穿過回旋補(bǔ)償器302以能夠調(diào)整偏振方向，并聚焦在待由透鏡303檢查的基片W上。會(huì)聚透鏡304會(huì)聚反射光并將其導(dǎo)引到偏振分析器305，之后光纖將光耦合到分光鏡307和探測(cè)器陣列308，例如冷卻CCD陣列。
基片W和其上的薄膜或結(jié)構(gòu)的性能不同地影響不同波長(zhǎng)的反射光的強(qiáng)度和偏振態(tài)-線性偏振光被橢圓偏振。通過轉(zhuǎn)動(dòng)分析器，散射儀可以提供強(qiáng)度和作為波長(zhǎng)函數(shù)的橢圓率的測(cè)量，提供信息以能夠重建基片上的結(jié)構(gòu)或以已知技術(shù)推論它的參數(shù)。
此外，散射儀300除了使用超連續(xù)光譜光源外類似于已知的散射儀；這種類型的已知散射儀已使用氙弧光燈或氘燈，或該二者。超連續(xù)光譜光源的使用增加了入射光束與因此的反射光的強(qiáng)度，允許測(cè)量更快地進(jìn)行。散射儀300還可以用于圖5的系統(tǒng)。
雖然在本文中具體地參考了IC制造中的光刻裝置的使用，然而應(yīng)當(dāng)理解，這里所介紹的光刻裝置還可具有其它應(yīng)用，例如集成光學(xué)系統(tǒng)、用于磁疇存儲(chǔ)器的引導(dǎo)和檢測(cè)圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等的制造。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在這種替代性應(yīng)用的上下文中，用語(yǔ)“晶片”或“管芯”在這里的任何使用分別被視為與更通用的用語(yǔ)“基片”或“目標(biāo)區(qū)域”具有相同的含義。這里所指的基片可在曝光前或曝光后例如在軌道(一種通常在基片上施加抗蝕層并對(duì)暴露出來的抗蝕層進(jìn)行顯影的工具)或度量和/或檢查工具中進(jìn)行加工。在適當(dāng)之處，本公開可應(yīng)用于這些和其它基片加工工具中。另外，基片可被不止一次地加工，例如以形成多層IC，因此這里所用的用語(yǔ)“基片”也可指已經(jīng)包含有多層已加工的層的基片。
盡管在上文中已具體引用了本發(fā)明的實(shí)施例在光刻法范圍中的應(yīng)用，然而可以理解，本發(fā)明可用于其它應(yīng)用中，例如壓印光刻法，其中該范圍并不限于光刻法。在壓印光刻法中，圖案形成裝置中的外形限定了基片上所形成的圖案。圖案形成裝置的外形可壓在提供至基片的一層光刻膠上，通過施加電磁輻射、熱量、壓力或它們的組合來受光刻膠固化。在光刻膠固化之后，將圖案形成裝置從光刻膠上移開，從而在光刻膠中形成圖案。
這里所用的用語(yǔ)“輻射”和“光束”旨在包括所有類型的電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如波長(zhǎng)為大約365，355，248，193，157或126納米)和遠(yuǎn)紫外線(EUV)輻射(例如波長(zhǎng)為5-20納米)，以及粒子束如離子束或電子束。
用語(yǔ)“透鏡”在允許之處可指多種光學(xué)部件中的任意一種或其組合，包括折射式、反射式、磁式、電磁式和靜電式光學(xué)部件。
雖然在上文中已經(jīng)描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，然而可以理解，本發(fā)明可通過不同于上述的方式來實(shí)施。例如在適當(dāng)之處，本發(fā)明可采用含有一個(gè)或多個(gè)描述了上述方法的機(jī)器可讀指令序列的計(jì)算機(jī)程序的形式，或者存儲(chǔ)有這種計(jì)算機(jī)程序的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)(如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁盤或光盤)的形式。
這些描述是示例性而非限制性的。因此，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說很明顯，在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的前提下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量基片上的顯微結(jié)構(gòu)的參數(shù)的度量裝置，所述裝置包括設(shè)置成可產(chǎn)生測(cè)量光束的超連續(xù)光譜光源、設(shè)置成可將所述測(cè)量光束導(dǎo)引到所述基片上的光學(xué)系統(tǒng)以及用于探測(cè)被所述結(jié)構(gòu)反射和/或衍射的輻射的傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述超連續(xù)光譜光源包括設(shè)置成可產(chǎn)生第一光束的源激光和設(shè)置成可接收所述第一光束并產(chǎn)生第二光束的非線性媒介，所述第二光束具有大于第一光束的帶寬。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述源激光包括連續(xù)光束激光。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述源激光包括脈沖激光。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括設(shè)置成可相對(duì)于所述傳感器移動(dòng)所述基片的定位裝置和設(shè)置成可在所述基片處于預(yù)定位置時(shí)使所述光源同步發(fā)射脈沖的控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述非線性媒介選自包括摻雜光纖、錐形光纖、光子能帶隙光纖和硅基波導(dǎo)的群組。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述光學(xué)系統(tǒng)包括物鏡，而所述傳感器包括設(shè)置成可探測(cè)由在所述物鏡的光瞳面中的所述結(jié)構(gòu)返回的輻射的強(qiáng)度的空間變化的二維傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括設(shè)置成可將所述物鏡的光瞳面重新成像在所述二維傳感器上的第二光學(xué)系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述物鏡的設(shè)置可使得所述結(jié)構(gòu)的像在所述傳感器的焦距外。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述物鏡的設(shè)置可使得自所述試驗(yàn)結(jié)構(gòu)返回的衍射輻射的第零和至少一個(gè)第一級(jí)與光瞳面重疊。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括設(shè)置成可會(huì)聚由所述結(jié)構(gòu)反射和/或衍射的輻射的會(huì)聚光學(xué)系統(tǒng)和設(shè)置成可根據(jù)波長(zhǎng)對(duì)由所述會(huì)聚光學(xué)系統(tǒng)會(huì)聚的輻射進(jìn)行色散的波長(zhǎng)色散裝置，其中所述傳感器設(shè)置成可檢測(cè)作為波長(zhǎng)函數(shù)的色散輻射的強(qiáng)度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述超連續(xù)光譜光源設(shè)置成可產(chǎn)生偏振測(cè)量光束，且所述裝置還包括設(shè)置成可轉(zhuǎn)動(dòng)所述測(cè)量光束的偏振方向的回旋補(bǔ)償器和設(shè)置成可分析由所述結(jié)構(gòu)反射和/或衍射的輻射的偏振態(tài)的分析器。
13.一種用于測(cè)量形成在基片上的顯微結(jié)構(gòu)的參數(shù)的度量方法，所述方法包括以來自超連續(xù)光譜光源的輻射照亮所述結(jié)構(gòu)；和用傳感器探測(cè)自所述結(jié)構(gòu)返回的輻射。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述傳感器是角分辨散射儀。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述散射儀包括具有光瞳面的物鏡，所述物鏡設(shè)置在散焦位置以便第零和至少一個(gè)第一級(jí)與所述光瞳面至少部分重疊。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)是用光刻流程形成在基片上的結(jié)構(gòu)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)選自包括對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記、CD均質(zhì)性目標(biāo)、覆蓋層目標(biāo)、衍射光柵和器件結(jié)構(gòu)的群組。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)是在抗蝕劑層中的潛影。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述參數(shù)包括在至少一維的基片上的結(jié)構(gòu)的位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述參數(shù)包括覆蓋層。
21.一種設(shè)置成可將圖案轉(zhuǎn)移到基片上且包括用于測(cè)量所述基片上的顯微結(jié)構(gòu)的參數(shù)的度量裝置的光刻裝置，所述裝置包括設(shè)置成可產(chǎn)生測(cè)量光束的超連續(xù)光譜光源、設(shè)置成可將所述測(cè)量光束導(dǎo)引到所述基片上的光學(xué)系統(tǒng)以及用于探測(cè)被所述結(jié)構(gòu)反射和/或衍射的輻射的傳感器。
22.一種設(shè)置成可實(shí)現(xiàn)對(duì)基片的加工且包括用于測(cè)量所述基片上的顯微結(jié)構(gòu)的參數(shù)的度量裝置的加工裝置，所述裝置包括設(shè)置成可產(chǎn)生測(cè)量光束的超連續(xù)光譜光源、設(shè)置成可將所述測(cè)量光束導(dǎo)引到所述基片上的光學(xué)系統(tǒng)以及用于探測(cè)被所述結(jié)構(gòu)反射和/或衍射的輻射的傳感器。
23.一種器件制造方法，包括通過以來自超連續(xù)光譜光源的輻射照亮形成在第一基片上的顯微結(jié)構(gòu)和用傳感器探測(cè)自所述結(jié)構(gòu)返回的輻射來測(cè)量所述結(jié)構(gòu)的參數(shù)；用光刻流程、基于所測(cè)得的所述結(jié)構(gòu)的參數(shù)所確定的所述光刻流程的參數(shù)將圖案轉(zhuǎn)移到第二基片上。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述第一基片是所述第二基片。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述第一基片不是所述第二基片。
全文摘要
一種用于測(cè)量基片上的顯微結(jié)構(gòu)的參數(shù)的度量裝置，該裝置包括設(shè)置成可產(chǎn)生測(cè)量光束的超連續(xù)光譜光源、設(shè)置成可將該測(cè)量光束導(dǎo)引到該基片上的光學(xué)系統(tǒng)以及用于探測(cè)被該結(jié)構(gòu)反射和/或衍射的輻射的傳感器。
文檔編號(hào)H01L21/00GK1892439SQ20061010013
公開日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2006年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者H·P·M·佩勒曼斯, A·J·登博夫, W·M·科爾貝杰, H·范德蘭 申請(qǐng)人:Asml荷蘭有限公司