CN107402497B

CN107402497B - 曝光掩模、曝光设备和用于校准曝光设备的方法

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Publication number: CN107402497B
Application number: CN201710352318.XA
Authority: CN
Inventors: H.阿斯曼; M.丹克尔曼; U.温克勒
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2017-05-18
Publication date: 2021-07-30
Anticipated expiration: 2037-05-18
Also published as: US10331036B2; US20170336718A1; DE102016109099A1; DE102016109099B4; CN107402497A

Abstract

本发明涉及曝光掩模、曝光设备和用于校准曝光设备的方法。根据不同的实施形式，曝光掩模（100）可以具有如下部分：载体（102）；在载体（102）的第一结构级（101a）中的第一曝光结构（104a）；和在载体（102）的第二结构级（101b）中的第二曝光结构（104b），其中这两个结构级（101a，101b）彼此不同。

Description

曝光掩模、曝光设备和用于校准曝光设备的方法

技术领域

本发明涉及一种曝光掩模、一种曝光设备和一种用于校准曝光设备的方法。

背景技术

在半导体工业中，甚至复杂的集成电路也借助于基础工艺来制造，其中所述工艺中的多种工艺对准到在晶片或者任何另外的适合的基片上产生局部结构。对此，常规地，利用结构化的光刻胶（例如称作软掩模（Soft-Maske））或者另外的结构化材料（例如称作硬掩模（Hart-Maske）），覆盖晶片的部分。这些结构化的层常规地以光刻方式被制造，也就是借助于曝光工艺被制造，在所述曝光工艺中，曝光掩模的图案被成像到光敏层、例如光刻胶层上，或者被成像到另外的适当的层上。

很久以来已建立了曝光工艺，其中存在多种变型，例如关于借助于所谓的步进式光刻机（Stepper）逐段地曝光晶片的变型，关于所使用的波长（例如在300nm波长之下的UV（紫外）光或者深UV光）的变型等。

光刻胶层在部分曝光之后相对应地被显影。在此，光刻胶层部分地被去除，使得所述光刻胶层可以被用作结构化的掩蔽层（Maskierschicht）。借助该掩蔽层，可以局部地改变、例如掺杂、（例如借助于刻蚀）去除布置在该掩蔽层之下的要处理的层（例如要处理的晶片或者晶片上的要处理的层），等等。此外，也可以借助于该掩蔽层局部地生长其他层，例如借助于所谓的剥离工艺（Lift-Off-Prozess）等等来局部地生长其他层。

用于对光敏层进行曝光的曝光掩模通常包括透明的载体，在所述透明的载体的表面上制造如下图案（也就是至少一个曝光结构）：所述图案由不透明的或者较不透明的区域构成、例如由铬构成。在对光敏层进行曝光时，借助于曝光设备，曝光掩模的图案被成像到该光敏层上。对此，该光敏层相对于曝光设备的成像光学系统被定位（也就是设定（einstellen）预先限定的曝光几何图形），使得曝光掩模的图案尽可能以聚焦的方式（fokussiert）被成像到该光敏层上，也就是根据像距b来定位光敏层，所述像距b根据光学系统的焦距f和物距g得出。基本上借助于如下成像方程来描述该关系：

。

为了确保曝光的最佳质量，常规地使用用于基准曝光的测试晶片，其中在使用不同的曝光几何图形的情况下对测试晶片的不同的测试区域进行曝光。例如，在对测试晶片的测试区域进行曝光时，测试晶片距曝光设备的成像光学系统（例如透镜装置或者反射镜装置（Spiegelanordnung））的间距变化。接着，借助于评价（Auswertung）测试晶片，可以测定（ermitteln）用于对其他晶片进行曝光的最佳的曝光几何图形。可是，这是时间和成本密集的。此外，在对多个晶片进行曝光之后，不过要比较困难地查探（nachvollziehen）：相应的晶片是否已正确地、例如最佳焦点对准地（im Fokus）被曝光。

发明内容

不同的实施形式明确地（anschaulich）基于：将布置在曝光掩模上的基准结构用于优化曝光几何图形。在此，基准结构布置在曝光掩模上，使得所述曝光掩模在对晶片进行曝光时关于曝光设备的光学系统布置在不同的物距中，以致在一个曝光过程中利用不同的曝光几何图形来对晶片的不同的基准区域进行曝光，所述基准区域可能与基准结构相关联（zuordnen）。接着，基于相关联的基准结构和其相应的物距，依据晶片的基准区域中的曝光质量可以测定：晶片是否已以最佳的曝光几何图形被曝光，也就是例如最佳焦点对准地被曝光。

例如，可以在曝光掩模的主级（Hauptebene）中布置了主基准结构，或者主基准结构可以被布置在曝光掩模的主级中，使得例如，当晶片的与主基准结构相关联的基准区域具有最好的曝光质量时，那么实现最佳的曝光几何图形。如果晶片的另外的基准区域要具有最好的曝光质量，那么可以相对应地适配（anpassen）这些曝光几何图形。对此，例如依据与晶片的具有最好的曝光质量的基准区域相关联的基准结构的物距，可能返回考虑（zurueckgerechnet）：必须如何定位晶片，以便利用最佳的曝光几何图形、也就是例如最佳焦点对准地对主基准结构进行成像。

根据不同的实施形式，为投影曝光系统或者另外的适当的曝光系统提供曝光掩模。

根据不同的实施形式，曝光掩模可以具有如下部分：（例如透明的）载体；在载体的第一结构级中的第一曝光结构；和在载体的第二结构级中的第二曝光结构，其中这两个结构级彼此是不同的。

明确地，这两个结构级在曝光时分别布置在不同的物距中，使得其曝光结构分别在不同的像距中最佳地以聚焦的方式被成像。可以测定的是：已对曝光结构如何强烈地以聚焦的方式或以散焦的方式（defokussiert）进行成像，这可以用作用于适配曝光几何图形的出发点。

根据不同的实施形式，载体可以具有平整的表面，其中第一结构级平行于所述平整的表面。载体的平整的表面例如可以限定主级，在所述主级中布置其他的曝光结构（例如用于在晶片或者另外的衬底上产生产品结构），所述其他的曝光结构在曝光时应最佳地被成像。第一和第二曝光结构可以用作基准，以便测定如下曝光几何图形：在所述曝光几何图形的情况下，主级最佳地被成像。

根据不同的实施形式，第二结构级可以与第一结构级成一角度。明确地，可以在楔形段上提供了曝光结构，或者曝光结构可以被提供在楔形段上，使得这些曝光结构距载体的平整的表面具有不同的间距。

根据不同的实施形式，第二结构级可以平行于第一结构级，并且与第一结构级间隔开。明确地，可以在阶梯状的段上提供了曝光结构，或者曝光结构可以被提供在阶梯状的段上，使得所述曝光结构距载体的平整的表面具有不同的间距。

在此，在第二结构级和第一结构级之间的间距可以大于大约250nm，例如大于大约500nm。根据不同的实施形式，两个直接相邻的结构级的间距可以大于大约250nm、例如大于大约500nm。

根据不同的实施形式，可以在载体中或者在载体上提供了楔形段或者阶梯状的段，或者楔形段或者阶梯状的段可以被提供在载体中或者在载体上。例如，这样的结构可以被刻蚀到载体中，或者被安放到载体上。

根据不同的实施形式，第一曝光结构可以具有对聚焦敏感的（fokussensitive）第一测试图案（例如线图案、孔图案或者菱形图案（Rautenmuster）等等）。第二曝光结构可以具有对聚焦敏感的第二测试图案，其中这两个对聚焦敏感的测试图案可能是相同的。因此，这两个对聚焦敏感的测试图案在衬底上的成像质量可以相互进行比较。

根据不同的实施形式，载体可以是透明的，例如载体可以具有石英玻璃或者由石英玻璃构成。在该情况下，曝光结构可以是进行反射的（reflektierend）、进行吸收的（absorbierend）或者比载体至少更不透明的。可替选地，载体可以是进行反射的，例如载体可以具有硅或者由硅构成。在该情况下，曝光结构可以是进行吸收的、透明的或者比载体至少更少进行反射的，例如曝光结构可以具有铅、铬或者金，或者由铅、铬或者金构成。

当使用透明的载体时，曝光结构可以具有金属、例如铬、铂或者钯，或者由金属、例如铬、铂或者钯构成。可替选地，可以使用比载体更不透明的材料。

根据不同的实施形式，曝光设备可以具有如下部分：光源；曝光掩模，如其在本文根据不同的实施形式所描述的那样；其中可以设立了曝光设备或者曝光设备可以被设立为：使得可以借助于光源和曝光掩模对衬底（例如晶片或者另外的适当的衬底）进行曝光。

曝光设备具有适当的成像光学系统，用于将曝光结构成像到衬底上。在此，从曝光掩模的使用中得出：曝光结构在曝光时具有不同的物距（g），并且因此在不同的像距（b）中产生相应的曝光结构的聚焦图像。

明确地，成像光学系统、晶片和曝光掩模相对彼此布置成，使得该系统基本上可以利用近轴光学系统来描述。此外，可以在观察时以类似的方式将其他效应包括在内。

根据不同的实施形式，曝光设备可以具有定位装置，用于将衬底相对于光源、相对于曝光掩模和相对于成像光学系统而定位，使得曝光结构在曝光时被成像到衬底上。

根据不同的实施形式，可以设立了定位装置，或者定位装置可以被设立为：使得根据第一曝光结构的像距设定衬底距成像光学系统的间距，以致第一曝光结构以聚焦的方式被成像到衬底上，并且第二曝光结构以散焦的方式被成像到衬底上。明确地，第一曝光结构可以布置在曝光掩模的主级中，使得当第一曝光结构最佳地（例如最佳焦点对准地）被成像时，整个曝光掩模最佳地被成像。

根据不同的实施形式，曝光掩模可以具有如下部分：（例如透明的）载体；曝光结构（例如产品曝光结构），所述曝光结构布置在载体的主级中；多个基准曝光结构，其中所述基准曝光结构的至少一个第一基准曝光结构布置在主级中，并且其中所述基准曝光结构的至少一个第二基准曝光结构以距主级一间距地来布置。

根据不同的实施形式，载体可以具有平整的表面，所述平整的表面限定主级。

根据不同的实施形式，第二基准曝光结构可以在载体中布置在主级之下。可替选地，第二基准曝光结构可以在载体上布置在主级之上。

根据不同的实施形式，多个基准曝光结构可能至少部分是相同的。例如，多个基准曝光结构中的每个都可以具有线图案，所述线图案具有预先限定的线宽和/或预先限定的线间距。此外，多个基准曝光结构中的每个都可以具有沟槽图案，所述沟槽图案具有预先限定的沟槽宽度和/或预先限定的沟槽间距。此外，多个基准曝光结构中的每个都可以具有孔图案，所述孔图案具有预先限定的孔直径和/或预先限定的孔空间分布。此外，多个基准曝光结构中的每个都可以具有菱形图案，所述菱形图案具有预先限定的菱形大小和/或预先限定的菱形空间分布。

根据不同的实施形式，用于校准曝光设备的方法可以具有如下内容：借助于如在本文根据不同的实施形式所描述的曝光掩模，以预先限定的曝光几何图形，对光敏层进行曝光，其中曝光结构和相应的基准曝光结构被成像在光敏层上；对被曝光的层进行显影，其中基于第一基准曝光结构的成像，形成具有第一结构精度的第一基准结构，并且基于第二基准曝光结构的成像，形成具有第二结构精度的第二基准结构；和当第一结构精度小于第二结构精度时，适配或改变曝光几何图形。在此，例如可以进行适配，使得在重新用被改变的曝光几何图形曝光时改进或提高第一结构精度。

根据不同的实施形式，通过将对聚焦敏感的图案（也称作对聚焦敏感的基准图案、对聚焦敏感的测试图案或者基准曝光结构）成像到光敏层上，并且紧接着对光敏层进行显影，可以测定结构精度，其中根据对聚焦敏感的图案在光敏层中产生结构。当例如所产生的线结构具有最宽的线时，或者当孔或者沟槽结构具有最窄的开口时，也就是当对聚焦敏感的图案以尽可能好的对比度被成像时，或当所产生的结构宽度取极值时，那么结构精度可能是最大的或最佳的。明确地，当曝光没有最佳焦点对准地进行时，那么借助于线图案产生的线结构变得更窄。因此，依据线结构的线宽可以测定最佳的聚焦。

根据不同的实施形式，用于校准曝光设备的方法可以具有如下内容：借助于如在本文根据不同的实施形式所描述的曝光掩模，以预先限定的曝光几何图形，对光敏层进行曝光，其中曝光结构和相应的基准曝光结构在光敏层上被成像；对被曝光的层进行显影，其中基于第一基准曝光结构的成像，形成具有第一结构精度的第一基准结构，并且基于第二基准曝光结构的成像，形成具有第二结构精度的第二基准结构；测定第一结构精度是否小于第二结构精度；并且当第一结构精度小于第二结构精度时，适配曝光几何图形，使得在重新以被改变的曝光几何图形曝光时提高了第一结构精度。

根据不同的实施形式，曝光结构和基准曝光结构可以借助于仅一个曝光过程在光敏层上被成像。

此外，该方法可以具有如下内容：利用已适配的曝光几何图形，对其他光敏层进行曝光。光敏层例如可以布置在晶片上，其中所述其他光敏层可以布置在其他晶片、例如来自下一批次的晶片上。

根据不同的实施形式，用于校准曝光设备的方法可以具有如下内容：借助于曝光掩模，以预先限定的曝光几何图形，对光敏层进行曝光，其中曝光结构和基准曝光结构被成像在光敏层上；对被曝光的层进行显影，其中基于第一基准曝光结构的成像，形成具有第一结构宽度的第一基准结构，并且基于第二基准曝光结构的成像，形成具有第二结构宽度的第二基准结构；测定第一结构宽度是否不同于第二结构宽度；并且当第一结构宽度与第二结构宽度不同时，适配曝光几何图形。在此，曝光结构和基准曝光结构可以借助于仅一个曝光过程被成像在光敏层上。基准曝光结构可以是或者具有对聚焦敏感的测试图案。

根据不同的实施形式，适配曝光几何图形可能也是可选的，例如关于曝光质量的信息可能足以促进其他步骤，例如足以改变工艺控制或者足以分选有缺陷的器件。

根据不同的实施形式，晶片可以借助于基准结构在未使用的或额外对此提供的芯片区中或者在切口（Kerf）中（也就是在产品芯片之间的锯架中）被曝光，使得除了常规的晶片工艺处理（例如形成电子器件）之外，还可以获得关于曝光的质量、例如关于聚焦的信息。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出，并且在下面更详细地予以阐述。

其中：

图1根据不同的实施形式以示意性侧视图或横截面视图示出了曝光掩模；

图2根据不同的实施形式以示意性侧视图或横截面视图示出了曝光掩模；

图3根据不同的实施形式以示意性侧视图或横截面视图示出了曝光掩模；

图4根据不同的实施形式示出了如下动作的原理草图：将在被曝光的光敏层上的层结构的相应的线宽与在曝光掩模上的相符的（korrespondierend）曝光结构相关联，和借助于曝光掩模测定最佳的焦点；

图5根据不同的实施形式以示意性视图示出了曝光设备；

图6A和6B根据不同的实施形式示出了曝光掩模的俯视图，并且根据不同的实施形式示出了借助于曝光掩模来曝光的光敏层的层结构；

图7根据不同的实施形式以原理草图示出了如下测定：对借助于曝光掩模来曝光的光敏层的层结构的侧壁特性（Flankenverhalten）和线宽的测定；

图8根据不同的实施形式以原理草图示出了如下动作：测定在被曝光的光敏层上的层结构的侧壁宽度，和将相应的侧壁宽度与曝光掩模上的相符的曝光结构相关联；

图9根据不同的实施形式示出了用于使曝光设备运行的方法的示意性流程图；

图10根据不同的实施形式示出了用于校准曝光设备的方法的示意性流程图；以及

图11根据不同的实施形式示出了用于校准曝光设备的方法的示意性流程图。

在以下的详细的说明书中，参照附入的附图，这些附图形成所述说明书的部分并且在这些附图中为了阐明而示出了具体的实施形式，在所述具体的实施形式中可以施行本发明。在这方面，参照所描述的（多个）附图的定向而使用诸如“上”、“下”、“在前面”、“在后面”、“前面的”、“后面的”等等之类的方向术语。因为实施形式的部件能够以多个不同的定向来定位，所以该方向术语用于进行阐明，而决不是限制性的。不言而喻的是，可以使用另外的实施形式，并且可以进行结构上的或者逻辑上的改变，而不偏离本发明的保护范围。不言而喻的是，只要没有具体地另外说明，就可以将在本文所描述的不同的示例性实施形式的特征互相组合。因此，以下的详细的说明书不应在限制性意义上来理解，并且本发明的保护范围通过附上的权利要求书来限定。

在本说明书的范围内，词语“相连”、“连接”以及“耦合”被用于不仅描述直接的相连，而且描述间接的相连，描述直接的或者间接的连接以及直接的或者间接的耦合。在这些附图中，只要这是适宜的，就给相同的或者相似的要素配备有相同的附图标记。

具体实施方式

根据不同的实施形式，描述了一种曝光掩模，所述曝光掩模也称作中间掩模（英文为Reticle），用于与（例如用于透射光照明的）照明系统一起用在显微光刻中。

借助于在本文所描述的曝光掩模，可能更简单地、更快速地测定曝光几何图形、例如聚焦。

常规地，执行整个测试曝光系列的变焦，以便测定用于对例如晶片进行曝光的最佳的焦点，其中对此借助于晶片台（也就是用于将要曝光的载体相对于成像光学系统进行定位的定位系统）的移动而产生在成像光学系统和晶片表面之间的距离的改变。聚焦改变也对芯片中的借助于曝光制造的结构产生影响，因而，当曝光没有最佳焦点对准地或在预先限定的聚焦区域中进行时，晶片在任何情况下都必须返工（所谓的Rework）或维修。

根据不同的实施形式，描述了一种用于对光刻中的产品聚焦（Produktfokus）进行内联（inline）确定和连续地进行工艺检查的方法。

普遍需要的是：根据所使用的光刻胶、晶片表面的性质和/或要产生的结构的性质，为各个光刻级分别确定要使用的聚焦设定（Fokuseinstellung）（在缩小的投影光刻的区域中确定），并且定期地进行检查。在没有按规定的聚焦设定的情况下，可能出现结构缺陷，所述结构缺陷的影响可能从缺陷密度上升经过产量损失直至导致可靠性问题。

常规地可能需要的是：在对矩阵测试晶片（Matrix-Test-Wafer）进行曝光和紧接着的用测量技术评价矩阵测试晶片时，通过实验借助于被分级的（gestaffelt）变焦来测定要使用的聚焦设定。在连续的生产运行中，也必然会以同样的方式检查分别使用的聚焦设定，其中连续的生产运行为了对矩阵测试晶片进行曝光而必然会被停下。

这具有缺点：在常规方法中，由于在工艺运行中所使用的批次供应（Loslogistik），可能需要批次中止（Los-Halt），并且与其关联地必须容忍周转时间延长（Durchlaufzeitverlaengerung）。由于批次供应，使试验晶片（也就是矩阵测试晶片）碎裂以及制定和执行通过实验的分级曝光要求手动地干预相应的工艺设施的运行。在常规的方法中，也得到利用特定办法（Sonder-Rezept）在分级晶片上进行附加的结构宽度测量的附加开销，其中在测量和评价之后，必须去除分级曝光（返工）并且接着必须执行标准加工。在此，必须在全部时间期间等待母批次，使得针对该批次延长周转时间。

在常规使用的聚焦分级曝光中，例如使用具有行和列的晶片图，其中每列利用稍微改变的聚焦来曝光，这可以通过晶片距成像光学系统的被改变的间距来实现（步距例如可以是0.10μm）。

聚焦分级曝光可以借助于所谓的泊松图（Bossung-Plot）来评价。在此，例如关于所使用的聚焦绘制对聚焦敏感的结构的结构宽度。一般而言，借助于对曝光掩模进行曝光来产生对聚焦敏感的结构，其中曝光掩模具有相对应的对聚焦敏感的曝光结构（也称作对聚焦敏感的图案）。例如线图案、菱形图案、沟槽图案、孔图案或者另外的适当的对聚焦敏感的图案可以被用作对聚焦敏感的曝光结构。当对聚焦敏感的结构的（例如在泊松图中绘制的）结构宽度取极值时，达到最佳的聚焦值。例如，可以借助于线图案来产生如下线结构：当达到最佳的聚焦值时，所述线结构的（例如在泊松图中绘制的）线宽取最大值。此外，可以借助于对沟槽图案进行曝光来产生如下沟槽结构：当达到最佳的聚焦值时，所述沟槽结构的（例如在泊松图中绘制的）沟槽宽度取最小值。

例如，可以测定在要曝光的晶片与曝光设备的成像光学系统之间的最佳间距。

根据不同的实施形式，随着每次对生产性的（produktive）结构进行曝光，在非生产性的区域中、例如在芯片之间或在锯架中，也在所设定的聚焦值没有变化的情况下，可以自动地对分级的变焦进行一起曝光。在随后的自动的、生产性的质量检查（例如CD测量、英语为“critical dimension”，CD，临界尺寸）的情况下，接着可以同样自动地测量和评价分级的变焦。

因此，聚焦数据对于每个单个曝光拍摄（Belichtungs-Schuss）总是可用的。此外，通过避免附加的批次供应和避免附加的光刻返工，能够实现批次周转时间的减少。

例如，对于新的中间掩模组，在确定的技术的情况下，出现每个曝光设施直至十个或者多于十个的针对关键级（kritische Ebenen）的聚焦确定（Fokusbestimmung），所述聚焦确定可以利用在本文所描述的曝光掩模或在本文所描述的方法来显著缩短。这样，根据不同的实施形式会可能的是：针对客户图案将周转时间缩短了至少30个小时。

不同的实施形式基于：在光掩模（也就是曝光掩模或在中间掩模上）使用地形阶梯（topographische Treppe）。在此，在地形阶梯的每阶上存在对聚焦敏感的结构，并且这些对聚焦敏感的结构由于不同的阶高而利用分别不同的聚焦被投影到晶片上，而且相对应地在晶片上对光刻胶（或者另外的光敏层）进行曝光。

在非生产性的芯片区中（例如在锯架中），在本文所描述的曝光结构或基准曝光结构（例如地形阶梯的这些阶上的对聚焦敏感的结构）与产品结构同时地被一起曝光，并且因此可以在每个单个曝光拍摄中提供。

根据不同的实施形式，图1以示意性侧视图或者横截面视图阐明了曝光掩模100。曝光掩模100具有载体102。为了用作曝光掩模100，载体102对于分别用于曝光的电磁谱、例如在光的紫外（UV）区域中的电磁谱是透明的。例如，载体102可以由可透过UV的玻璃（例如石英玻璃）制成。可替选地，另外的适当的材料可以被用作载体102。

根据不同的实施形式，载体102构建为使得所述载体102具有至少一个第一结构级101a和至少一个第二结构级101b。在此，在第一结构级101a中布置有第一曝光结构104a，并且在第二结构级101b中布置有第二曝光结构104b。

载体102可以构建为使得两个结构级101a、101b彼此平行地对准，并且彼此以间距105d来布置，诸如在图1中示出的那样。

两个结构级101a、101b彼此的间距105d例如可大于大约100nm、或者大约250nm或者大于大约500nm。在曝光工艺中，在针对第一曝光结构104a和第二曝光结构104a使用这样的曝光掩模100的情况下，两个结构级101a、101b彼此的间距105d可能由于不同的物距而造成不同的像距。因此，这两个曝光结构104a、104b没有同时地以最佳聚焦而在要曝光的衬底上成像。根据已知的间距105d（即物距g的变化Δg），可以返回计算（zurueckgerecht）焦点或者焦平面（即最佳的像距b）。

如果例如第一曝光结构104a应以最佳聚焦被成像在衬底上，然而实际上第二曝光结构104b在衬底上已经以最佳聚焦被成像，那么必须适配衬底的位置，例如根据放大系数M= g/b适配了值Δg/M²，以便结果第一曝光结构104a以最佳聚焦被成像。

在像距的改变Δb和物距的改变Δg之间，基于成像公式得到如下关系：Δg =M²· Δb，其中M是放大系数g/b。

根据不同的实施形式，载体102可以以类似的方式具有多于两个的结构级，例如具有三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或者多于十个。借助于结构级的数目和不同的结构级之间的相应的间距可以确定：可以如何精确地测定曝光掩模100的焦点的信息。在此，必须考虑放大系数，所述放大系数对于预先限定的变焦通常引起物距的较大的变化（也就是间距105d）。不言而喻的是，在每个结构级中提供至少一个曝光结构。

根据不同的实施形式，可以构建相应的曝光结构104a、104b或者相应的曝光结构104a、104b可以被构建为，使得对聚焦敏感的结构被成像在要曝光的衬底上。

相应的曝光结构104a、104b例如可以具有线图案，或者也可以具有不同的另外的对聚焦敏感的图案。对聚焦敏感的图案例如可以具有在从大约0.3μm至大约10μm的范围中（例如在从大约1μm至大约3μm的范围中）的曝光结构宽度、例如两个相邻的线的间距或者相应的线、孔、沟槽等的宽度。

相应的曝光结构104a、104b可以具有反射光的材料，例如具有金属、如铬或者铂，或者由所述反射光的材料构成。根据不同的实施形式，相应的曝光结构104a、104b本身可以借助于光刻方法来制造。例如，施加在载体102上的金属层可以部分地被去除，例如借助于结构化的刻蚀掩模和刻蚀工艺被去除。

如在图2中所阐明的那样，替选于图1中描述的方式，载体102可以构建为，使得这两个结构级101a、101b彼此成角度地布置。在第二结构级101b中，可以以类似的方式来提供一个或者多个曝光结构104b，或者一个或者多个曝光结构104b可以以类似的方式被提供。

根据不同的实施形式，图3以示意性侧视图或者横截面视图阐明了曝光掩模100。在图3中示出的曝光掩模100可以如在前面所描述的那样构建。透明的载体102可以具有平整的表面102o，其中结构级101a、101b、101c平行于该平整的表面102o。平整的表面102o可以是第一结构级101a或者限定该第一结构级101a。

如在图3中所阐明的那样，曝光掩模100可以具有如下部分：如在前面所描述的透明的载体102；主曝光结构304，所述主曝光结构304布置在透明的载体102的主级101a中；和多个基准曝光结构104a、104b、104c，其中基准曝光结构104a、104b、104c中的至少一个第一基准曝光结构104a布置在主级101a中，并且其中基准曝光结构104a、104b、104c中的至少一个第二基准曝光结构104b、104c以距主级101a有间距地布置。

明确地，借助于基准曝光结构104a、104b、104c可以测定或检验：透明的载体102的主级101a在曝光时是否最佳地被成像。因此，能够实现或者检验：主曝光结构304在曝光时最佳地被成像到衬底上，或主曝光结构304在曝光时是否最佳地被成像到衬底上。

主曝光结构304可以具有产品结构304，所述产品结构304应借助于曝光掩模100来产生。产品结构304可以布置在产品结构级101a中。出于简单起见，产品结构级101a是透明的衬底102的平整的表面102o。明确地，在至少一个平整的主级101a的情况下，可以板状地或者片状地提供了载体102，或者载体102可以板状地或者片状地被提供。主曝光结构304和基准曝光结构104a、104b、104c可以在载体102的同一侧上提供。

根据不同的实施形式，在透明的载体102中，可以在主级101a之下布置了基准曝光结构104a、104b、104c中的至少一个基准曝光结构104c，或者基准曝光结构104a、104b、104c中的至少一个基准曝光结构104c可以被布置在主级101a之下。此外，在透明的载体102上，可以在主级101a之上布置了基准曝光结构104a、104b、104c中的至少一个基准曝光结构104b，或者基准曝光结构104a、104b、104c中的至少一个基准曝光结构104b可以被布置在主级101a之上。

根据不同的实施形式，曝光掩模100可以具有产品曝光区域102h和基准曝光区域102r。

替选于透明的载体102的表面102o，可以在透明的载体102的适当部位处提供了产品结构级101a或主级101a，或者产品结构级101a或主级101a可以被提供在透明的载体102的适当部位处。

根据不同的实施形式，在图4中示出了借助于曝光掩模100测定或检验最佳的焦点的原理草图。

例如，可以分别构建了基准曝光结构404或者基准曝光结构404可以分别被构建为：使得分别借助于基准曝光结构404在衬底（例如晶片或者层）上产生的基准结构408的线宽与曝光几何图形、也就是与聚焦的位置有关。明确地，当衬底在曝光时不在最佳位置上时，（例如借助于对光刻胶进行曝光和显影）在衬底上产生的结构不同。线宽或借助于基准曝光结构404产生的曝光可以例如借助于泊松图来评价。

理想地，衬底定位成使得产品结构级101a最佳地在衬底上被成像。在此，例如衬底的要曝光的表面（例如光刻胶层）处于相对应的像平面中，所述像平面针对产品结构级101a中的产品结构304被得出（参见图3和图5）。如果这是这种情况，那么在被曝光的衬底上的相对应地布置在产品结构级101a中的基准曝光结构104a也产生具有最佳的（也就是最大的）线宽的基准结构408a。在相反的情况下，当在被曝光的衬底上的另外的基准曝光结构104b、104c、104d、104e中的一个产生具有最佳的（也就是最大的）线宽的基准结构时，能够识别：产品结构304不曾最佳地被成像。该信息可以被用于对有错误地被曝光的晶片进行错误查找和/或分选。此外，该信息可被用于：关于曝光几何图形改进衬底的位置。

根据不同的实施形式，图5以示意图阐明了曝光设备500。曝光设备500借助于曝光掩模100运行。在此，曝光设备500可以具有如下部分：至少一个光源502；曝光掩模100和（例如具有一个或者多个透镜或者具有一个或者多个反射镜的）透镜装置504或光学系统504。曝光设备500可以设立为使得衬底506可以借助于光源502且穿过曝光掩模100地被曝光。在此，曝光掩模100的曝光结构在衬底506上被成像，其中基准曝光结构中的至少一个没有最佳地被成像，因为基准曝光结构的物距g变化，即Δg。因此，像距b如在前面所描述的那样也变化了Δb。

物距g和像距b涉及光学轴线505。透镜装置504或成像光学系统504可以具有有效的焦距f。产品结构级101a可以布置在曝光掩模100的朝向透镜装置504或光学系统504的该侧上。不言而喻的是：极度简化地示出了该原理。

如果使用曝光掩模100（如其例如在图1中阐明的那样），那么曝光结构104a、104b关于透镜装置504可以具有不同的物距g，并且因此在像距b不同的情况下，可以产生相应的曝光结构104a、104b的最佳的（被聚焦的）图像。

在图5中示出了曝光几何图形，使得：根据第一曝光结构104a（参见根据图1的曝光掩模100）的像距b或第一基准曝光结构104a（参见根据图3的曝光掩模100）的像距b，设定衬底506距透镜装置504的间距，其中接着相对应地没有焦点对准地对第二曝光结构104b（参见根据图1的曝光掩模100）或第二基准曝光结构104b、104c（参见根据图3的曝光掩模100）进行成像。

被聚焦的成像或者最佳的聚焦可能意味着：根据成像方程选择曝光几何图形，使得根据成像方程关于像距b和物距g来布置曝光掩模100、成像光学系统504和衬底506。只要仅应使衬底506（例如朝平行于光学轴线505的方向105）移位，以改变或适配曝光几何图形，就将衬底506的位置与像距b适配，所述像距b针对要成像的图案（也就是在曝光掩模100上的曝光结构）而被得出。在此，目标可能是：以聚焦的方式对曝光掩模100的载体的表面102o或主级101a进行成像。只要结构（例如在衬底506上的曝光结构或者例如光敏层的厚度）在方向105上具有一定伸展，这些结构关于方向105的中点可以用作用于描述曝光几何图形的基点。

根据不同的实施形式，在图6A中示出了基准曝光结构404在曝光掩模100的表面102o上的成像。在构建方案中，基准曝光结构404可以阶梯状地在曝光掩模100的载体102中提供。基准曝光结构404可以分别具有多条线，例如长度在从大约0.3μm至大约20μm的范围中、例如长度为大约10μm的线。

阶梯（也就是例如结构级）的相应面积可以与相应的曝光结构的大小匹配，或者阶梯（也就是例如结构级）的相应面积可以被匹配于相应的曝光结构的大小，例如具有在从大约25μm²至大约1mm²的范围中的面积。

可以用金属（或者另外的不透明的材料）涂覆载体102的表面102o，或者载体102的表面102o可以用金属（或者另外的不透明的材料）被涂覆，直至紧靠近曝光结构404的阶梯，例如可以将铂沉积到载体102的表面102o上，以便减少散射光并且阻止在刻蚀和结构化期间充电。

可以到载体102中刻蚀了这些阶梯，或者这些阶梯可以被刻蚀到载体102中。只要基准曝光结构404的阶梯级101a由载体102本身的表面形成，该阶梯级101a就可以最小地刻蚀了或者该阶梯级101a就可以最小地被轻微刻蚀（angeaetzt），以便所有阶梯的表面粗糙度并且由此透射度大约相同。

可替选地，也可以在基准载体上提供了阶梯或者通常基准曝光结构，或者阶梯或者通常基准曝光结构也可以被提供在基准载体上，其中接着相对应地，可以在分别用于对衬底进行曝光的产品结构曝光掩模上固定了所述基准载体，或者所述基准载体可以被固定在分别用于对衬底进行曝光的产品结构曝光掩模上。

例如，可以将具有相对应刻蚀的阶梯的石英玻璃小板用作基准载体。石英玻璃小板例如可以被固定在已经存在的曝光掩模上。例如可以将具有对于深UV光有足够高的透射度的液态甘油用作光学KIT。

图6B示出了基准结构408，所述基准结构408借助于基准曝光结构404已在衬底506上（例如在晶片上）被产生。基准结构408可以根据基准曝光结构404而具有如下线结构：所述线结构具有线宽，其中如在本文所描述的线宽可以被用于分析聚焦。

每个基准曝光结构104a、104b、104c、104d都与刚好一个基准结构408a、408b、408c、408d相关联，并且每个基准结构408a、408b、408c、408d在曝光时处于另外的物距g中。因此，可能产生变焦（参见图4），而衬底506没有相对于曝光设备500的光学系统504运动。可以在未利用的芯片区域中或者在切口中产生基准结构408，使得可以在生产期间评价曝光质量、例如聚焦。

为了找出曝光设备100的工作点，可以使聚焦和剂量设定变化。例如可以使用为280J/m²的照射，例如在从大约100J/m²至大约500J/m²的范围中的照射。对于基准曝光结构104a、104b、104c、104d，例如可以使用在从大约0.3μm至大约10μm的范围中的曝光结构宽度（例如相邻的线的线间距），例如使用为大约2μm的曝光结构宽度。

根据不同的实施形式，可以将每个对聚焦足够敏感的结构用作用于曝光掩模100的基准曝光结构104a、104b、104c、104d。

根据不同的实施形式，可以对衬底506上的光刻胶层进行曝光。紧接着，被曝光的光刻胶层被显影，使得根据曝光来形成基准结构408a、408b、408c、408d。光刻胶可以是正性光刻胶或者负性光刻胶。

图7以示意性俯视图（下方）和放大的示意性细节图（上方）阐明了多个借助于曝光掩模100产生的基准结构408a、408b、408c、408d。所产生的基准结构408a、408b、408c、408d例如可以借助于扫描电子显微镜（REM）来分析。对于基准结构408a、408b、408c、408d中的每个，例如可以依据扫描电子显微镜照片来测定所属的侧壁宽度L_a、L_b、L_c、L_d。明确地，通常可以研究基准结构408a、408b、408c、408d的结构精度或结构质量。例如也可以事先测定最佳的基准结构408，所述最佳的基准结构408可以借助于相符的基准曝光结构404的曝光来实现。这样，可以借助于比较直接测定：基准结构408a、408b、408c、408d中的一个是否是最佳的，或基准结构408a、408b、408c、408d中的哪个是最佳的；并且如果是的话，则可能相关联的是：基准曝光结构104a、104b、104c、104d中的哪个基准曝光结构已产生最佳的基准结构。

基于对基准结构408的分析，例如可以将衬底506定位（参见图5）为使得：曝光掩模100的表面102o或产品结构级101a以聚集的方式被成像。

相应的基准结构408a、408b、408c、408d的侧壁宽度L_a、L_b、L_c、L_d可以依据相应的基准结构408a、408b、408c、408d的横截面图或者俯视图来测定。明确地，当相应的基准结构408a、408b、408c、408d未最佳地以聚焦的方式被成像时，所述相应的基准结构408a、408b、408c、408d的横截面是梯形的并且偏离直角平行六面体形状，所述直角平行六面体形状可以在理想情况下实现。与理想的直角平行六面体形状的偏差可以被理解为侧壁宽度L_a、L_b、L_c、L_d。例如，相应的侧壁宽度L_a、L_b、L_c、L_d可以根据由底部CD与顶部CD构成的差来测定，所述底部CD例如在被曝光的光敏层（例如光刻胶）的下边界面上被测量，所述顶部CD例如在被曝光的光敏层（例如光刻胶）的露出的表面上被测量。在俯视图中测定的侧壁宽度进入饱和（in eine Saettigung laufen），参见图8。

借助于泊松图，可以测定底部CD和顶部CD的极值。该极值的聚焦值对应于最佳的聚焦值。因此，利用该聚焦值对光敏层曝光可以具有最大的结构精度。在该情况下，侧壁宽度可能是最小的。

在图8中示例性地示出了如下侧壁（例如光刻胶侧壁）的宽度：所述侧壁为借助于相应的曝光结构104a、104b、104c、104d产生的基准结构408a、408b、408c、408d的侧壁。最大的侧壁宽度L_d（也就是最不精确的成像）在该情况下可能与基准曝光结构104d相关联。最小的侧壁宽度L_a（也就是最精确的成像）在该情况下可能与基准曝光结构104a相关联。

基准曝光结构404的阶高差（也就是分别相邻的平行的结构级的间距）在该实例中为500nm。如果除以成像比例的平方（在该情况下，利用5倍步进式光刻机进行曝光来实现，这对应于为5的成像比例），那么在晶片级得到对于基准曝光结构404的每阶高差为20nm的聚焦差（也就是聚焦阶梯（Fokus-Stufe））。

在聚焦差很小（例如小于50nm）的情况下的变焦例如可以最好在线端部上并且在光刻胶侧壁的宽度上被测定。

根据不同的实施形式，可以在晶片级使用为50nm的聚焦阶梯，这例如在减小为四分之一的成像比例的情况下对应于为分别800nm的玻璃阶梯（Glas-Stufe）（也就是阶高差）。基准曝光结构404的阶高差对应于物距g的变化Δg，并且导致像距b的相对应的变化Δb，这在本文描述为变焦。

根据不同的实施形式，在图9中示出了用于使曝光设备500运行的方法900的示意性流程图。在此，方法900可以具有至少如下内容：在910中，借助于曝光掩模100（参见图1，其中曝光掩模100具有至少一个第一曝光结构104a和至少一个第二曝光结构104b），以预先限定的曝光几何图形对光敏层进行曝光，其中第一曝光结构104a和第二曝光结构104b被成像在光敏层上；在920中，对被曝光的层进行显影，其中基于第一曝光结构104a的成像，形成具有第一结构精度的第一基准结构408a，并且基于第二曝光结构104b的成像，形成具有第二结构精度的第二基准结构408b；并且在930中，分析这两个结构精度。

根据不同的实施形式，在图10中示出了用于校准曝光设备500的方法1000的示意性流程图。在此，方法1000可以具有至少如下内容：在1010中，借助于曝光掩模100（参见图3，其中曝光掩模100具有（主）曝光结构304和第一基准曝光结构104a以及多个第二基准曝光结构104b、104c），以预先限定的曝光几何图形对光敏层进行曝光，其中（主）曝光结构304和相应的基准曝光结构104a、104b、104c被成像在光敏层上；在1020中，对被曝光的层进行显影，其中基于第一基准曝光结构104a的成像，形成具有第一结构精度的第一基准结构408a，并且基于多个第二基准曝光结构104b、104c的成像，形成具有多个第二结构精度的多个第二基准结构408b、408c；并且在1030中，当第一结构精度小于所述第二结构精度中的至少一个时，适配所述曝光几何图形。

不是适配曝光几何图形，而是也可以仅分析所述曝光几何图形，例如，方法1000可以具有：在1030中，分析第一结构精度和第二结构精度。

根据不同的实施形式，在图11中示出了用于校准曝光设备500的方法1100的示意性流程图。在此，方法1100可以具有至少如下内容：在1110中，借助于曝光掩模100（参见图3，其中曝光掩模100具有（主）曝光结构304、第一基准曝光结构104a和第二基准曝光结构104b），以预先限定的曝光几何图形对光敏层进行曝光，其中（主）曝光结构304和相应的基准曝光结构104a、104b被成像在光敏层上；在1120中，对被曝光的层进行显影，其中基于第一基准曝光结构104a的成像，形成具有第一结构精度的第一基准结构408a，并且基于第二基准曝光结构104b的成像，形成具有第二结构精度的第二基准结构408b；并且在1130中，当第一结构精度小于第二结构精度时，适配曝光几何图形。

不是适配曝光几何图形，而是也可以仅分析所述曝光几何图形，例如，方法1100可以具有：在1130中，分析第一结构精度和第二结构精度。

根据不同的实施形式，适配曝光几何图形可以具有或者是将要曝光的层相对于曝光设备500的光学系统504进行定位。例如，可以进行定位，使得要曝光的层布置在像距b中，所述像距b根据（主）曝光结构304的物距得出（参见图5）。以该曝光几何图形进行曝光得出：（主）曝光结构304最佳地（以聚焦的方式）被成像。这例如可以对如下内容进行识别或检验：第一基准结构408a的结构精度是最大的，因为相符的第一基准曝光结构104a布置在与（主）曝光结构304相同的级（也就是主级101a）中。那么，其他的基准结构404的结构精度相对应地较小（参见图4）。

在本文依据透射的曝光掩模和反射的光学系统描述的特征和作用方式要以类似的方式也被理解为用于反射的曝光掩模，例如用于在使用极紫外辐射的情况下的EUV曝光。反射的曝光掩模例如使用在反射镜光学系统中。由于例如小于15nm的小的波长，在EUV曝光中可能需要反射镜光学系统，或者所述反射镜光学系统可能是有帮助的。在本文所描述的载体例如可以构建为反射镜，其中曝光结构在该情况下可以具有进行光学吸收的材料，例如铅、金、铬、氮化钛或者另外的适当的材料。载体可以构建为多层反射镜，例如，载体可以具有多个相叠布置的钼/硅层对。

曝光掩模也可以被称作为光刻掩模。所述曝光掩模可以使用在光刻设施中。

载体可以是光学透明的，并且曝光结构可以是进行光学反射的和/或进行光学吸收的。可替选地，载体可以是进行光学反射的，并且曝光结构可以是进行光学吸收的和/或光学透明的。因为光学特性不是彼此独立的，所以相应的词语“透明的”、“进行反射的”以及“进行吸收的”可能涉及：这些成分（Anteil）中的何种成分主要起作用。例如，进行光学反射的单元可以反射大于50%的入射的电磁辐射。例如，进行光学吸收的单元可以吸收大于50%的入射的电磁辐射。例如，光学透明的单元对于大于50%的入射的电磁辐射可以是能透过的。光学特性可能涉及平均值，所述平均值检测电磁辐射的相应的谱。可替选地，光学特性可能涉及基准波长。

Claims

1.一种光刻掩模（100），其具有：

·载体（102）；

·在所述载体（102）的第一结构级（101a）中的第一光刻曝光结构（104a）；和

·在所述载体（102）的第二结构级（101b）中的第二光刻曝光结构（104b），

·其中，这两个结构级（101a，101b）彼此是不同的，并且

其中，所述第一光刻曝光结构（104a）具有对聚焦敏感的第一图案，并且其中，所述第二光刻曝光结构（104b）具有对聚焦敏感的第二图案，其中这两个对聚焦敏感的图案是相同的。

2.根据权利要求1所述的光刻掩模，

其中，所述载体（102）具有平整的表面（102o），并且其中，所述第一结构级（101a）平行于所述平整的表面（102o）。

3.根据权利要求1或者2所述的光刻掩模，

其中，所述第二结构级（101b）与所述第一结构级（101a）成一角度。

4.根据权利要求1或者2所述的光刻掩模，

其中，所述第二结构级（101b）平行于所述第一结构级（101a），并且与所述第一结构级（101a）间隔开。

5.根据权利要求4所述的光刻掩模，

其中，所述第二结构级（101b）在垂直于平行方向的方向上距所述第一结构级（101a）的间距（105d）大于250nm。

6.根据权利要求1或2所述的光刻掩模，

其中，所述载体（102）是光学透明的，并且其中，所述光刻曝光结构（104a，104b）是进行光学反射的和/或进行光学吸收的。

7.根据权利要求1或2所述的光刻掩模，

其中，所述载体（102）是进行光学反射的，并且其中，所述光刻曝光结构（104a，104b）是进行光学吸收的和/或光学透明的。

8.一种曝光设备（500），其具有：

·光源（502）；

·根据权利要求1至7之一所述的光刻掩模（100）；其中所述曝光设备（500）设立为，使得能够借助于所述光源（502）和所述光刻掩模（100）对衬底（506）进行曝光；并且

其中，所述曝光设备（500）具有用于将光刻曝光结构（104a，104b）成像到所述衬底（506）上的成像光学系统（504），并且所述曝光设备（500）设立为，使得所述光刻曝光结构（104a，104b）具有不同的物距（g），并且因此以不同的像距（b）产生相应的光刻曝光结构（104a，104b）的被聚焦的图像。

9.根据权利要求8所述的曝光设备，

其中，所述曝光设备（500）具有定位装置，用于将所述衬底（506）相对于所述成像光学系统（504）进行定位，使得所述光刻曝光结构（104a，104b）在曝光时被成像到所述衬底（506）上。

10.根据权利要求9所述的曝光设备，

其中，所述定位装置设立为，使得在曝光时，根据第一光刻曝光结构（104a）的像距设定所述衬底（506）距所述成像光学系统（504）的间距。

11.一种曝光掩模（100），其具有：

·载体（102）；

·曝光结构（304），所述曝光结构（304）布置在所述载体（102）的主级（101a）中；

·多个基准曝光结构（404），其中所述多个基准曝光结构（404）构建为，使得所述多个基准曝光结构（404）是对聚焦敏感的，其中所述基准曝光结构（404）的至少一个第一基准曝光结构（104a）布置在所述主级（101a）中，其中所述基准曝光结构（404）的至少一个第二基准曝光结构（104b）以距所述主级（101a）有间距地在所述载体（102）上布置在所述主级（101a）之上，并且其中所述基准曝光结构（404）的至少一个第三基准曝光结构（104c）以距所述主级（101a）有间距地在所述载体（102）中布置在所述主级（101a）之下。

12.根据权利要求11所述的曝光掩模，

其中，所述载体（102）具有平整的表面（102o），所述平整的表面（102o）限定所述主级（101a）。

13.根据权利要求11或12所述的曝光掩模，其中，所述多个基准曝光结构（404）至少部分是相同的。

14.根据权利要求11或12所述的曝光掩模，其中，所述载体（102）是光学透明的，并且其中所述曝光结构（304）和所述多个基准曝光结构（404）是进行光学反射的和/或进行光学吸收的；或者其中所述载体（102）是进行光学反射的，并且其中所述曝光结构（304）和所述多个基准曝光结构（404）是进行光学吸收的和/或光学透明的。

15.用于校准曝光设备（500）的方法，所述方法具有：

·借助于根据权利要求11至14之一所述的曝光掩模（100），以预先限定的曝光几何图形对光敏层进行曝光，其中曝光结构（304）和相应的基准曝光结构（404）在所述光敏层上被成像；

·对被曝光的层进行显影，其中基于第一基准曝光结构（104a）的成像，形成具有第一结构精度的第一基准结构（408a），并且基于第二基准曝光结构（104b）的成像，形成具有第二结构精度的第二基准结构（408b）；和

·当所述第一结构精度小于所述第二结构精度时，适配所述曝光几何图形。

16.根据权利要求15所述的方法，

其中，所述曝光结构（304）和所述基准曝光结构（404）借助于仅一个曝光过程而在所述光敏层上被成像。

17.根据权利要求15或者16所述的方法，所述方法此外还具有：利用经适配的曝光几何图形，对其他光敏层进行曝光。