TWI794312B - 包括多個微影光罩的組、用於確定光罩之結構之影像的邊緣位置的方法、用於實施此方法的系統、此方法的用途、用於確定多個微影光罩的重疊誤差或相對邊緣放置誤差的方法、用於生產微結構或奈米結構部件的方法、以及根據此方法生產的部件 - Google Patents

包括多個微影光罩的組、用於確定光罩之結構之影像的邊緣位置的方法、用於實施此方法的系統、此方法的用途、用於確定多個微影光罩的重疊誤差或相對邊緣放置誤差的方法、用於生產微結構或奈米結構部件的方法、以及根據此方法生產的部件 Download PDF

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Abstract

出於測量微影光罩(1)的結構(7)的目的，一種捕獲在光罩(1)上的結構的絕對位置的方法和一種確定對將要成像的結構(7)的影像的位置、或定義該結構的邊緣的位置的結構相依和/或照明相依的貢獻的方法彼此組合。因此，確立與晶圓的曝光相關的邊緣放置誤差，因此可以實質上改進光罩(1)的特徵。

Description

包括多個微影光罩的組、用於確定光罩之結構之影像的邊緣位置的方法、用於實施此方法的系統、此方法的用途、用於確定多個微影光罩的重疊誤差或相對邊緣放置誤差的方法、用於生產微結構或奈米結構部件的方法、以及根據此方法生產的部件
本發明涉及微影光罩。此外，本發明涉及包括多個這種光罩的組。另外，本發明涉及確定這種光罩的結構的影像的邊緣位置的方法、確定多個這種光罩的結構的邊緣成像中的重疊誤差或誤差的方法以及執行這種方法的系統。最後，本發明涉及一種製造微結構或奈米結構部件的方法，還涉及根據該方法製造的部件。此外，本發明涉及使用測量光罩結構的方法來最佳化光學鄰近校正。
在微影中，通過投射曝光設備將具有將要成像的結構的光罩(所謂的遮罩)的結構成像在晶圓上。光罩的品質的最終關聯限制條件變數是在該成像期間晶圓上關聯結構的放置，特別是定義該結構的邊緣。
本發明的目的由改進微影光罩和特別是包括多個這種光罩的組構成。
該目的由以下光罩來實現，該光罩包括具有確立光罩的全域位置資料的所謂的錨定元件的至少一個標記和具有在使用光罩時成像在晶圓上的結構元件的測試結構，其中測試結構的結構元件和至少一個錨定元件佈置在光罩上，使得它們關於彼此的相對位置通過局部測量方法而是可確立的。特別地，錨定元件可以是測試結構的組成部分。特別地，錨定元件和測試結構可以是相同的。而且，可以使用存在於晶片設計中的結構來代替特別添加的度量標記(「裸晶中測量(in-die measurement)」)。
特別地，測試結構的結構元件具有至少一個錨定元件的最大間隔，其不大於光罩的側邊長的十分之一、特別地不大於百分之一。特別地，錨定元件和測試結構的結構元件之間的最大距離不大於1mm、特別地不大於100μm。特別地，該最大距離不大於用於成像、特別地測量和/或特徵化(characterizing)測試結構的測量系統或者測量方法的像場的直徑。特別地，該測量系統是光化學測量裝置，對應的方法因此稱為光化學方法。這還稱為空間像方法。
光化學測量裝置被認為是意味著在與用於將光罩的結構成像在晶圓上的曝光系統的波長相同的波長處操作的測量裝置。EUV微影的光罩的情況下，該波長的範圍小於30nm、特別地在在13.5nm處。
特別地，所謂的空間像測量系統(AIMS)用作特徵化測試結構的系統。
對應系統從DE 10 2010 029 049 A1和DE 10 2013 212 613 A1獲悉。
錨定元件特別地用作將特徵化測試結構的測量資料綁定到光罩的全域位置資料，該光罩的全域位置資料借助於所謂的登錄方法(registration method)或登錄系統來確立。在這種登錄測量的範圍內，光罩上結構的全域放置特別地被捕獲。對應的登錄系統可以在光罩的整個區域之上高精度確定對應結構(特別是錨定元件)的放置。這種測量的精確度可以優於1nm，特別是優於0.5nm。特別地，實施錨定元件，使得可以以登錄系統在大於100nm(例如193nm)的波長處執行測量。特別地，實施錨定元件，使得可以由一方法在適當的波長處測量光罩上它的位置，特別是相對於光罩的側邊緣或晶圓曝光設備中所使用的對準標記。
根據本發明的一個方面，特別地提供了在光罩上佈置錨定元件的規則的網格，特別是矩陣狀網格。該網格還稱為光柵。錨定元件的總體還稱為錨定結構。
對應設備(登錄系統)從DE 10 2007 033 814 A1和WO 2008/071 268 A1以及DE 10 2014 209 455 A1中獲悉。關於對應設備的更多細節方面參考這些文獻。
根據本發明，已經認識到，微影製程的結果的相關變數不是將要成像的結構在遮罩上的放置，而更多地是其在晶圓上的放置。此外，已經認識到，晶圓上的將要成像的結構的放置在不僅取決於光罩上的它們的全域放置，而且取決於該變數也是曝光和成像條件的函數，該曝光和成像條件特別地例如是主射線角、用於照明的照明設定、照明輻射的波長、以及要成像的結構自身的特性(特別是，例如結構的節距、形貌和對準)。
根據本發明的光罩使得可以將以下組合：關於光罩上的結構的絕對放置的資訊或其從預先確定的設定點位置的偏離；以及晶圓上對應結構的成像的結構/照明指定效果，特別是邊緣放置或其從設定點位置的 偏離，其也稱為邊緣放置誤差(EPE)。由此，晶圓上結構的精度，以及因此通過微影方法所生產的微結構或奈米結構部件的品質實質上得到改進。
光罩特別地可以是DUV或EUV微影的光罩。
本發明的優點提供給特別有利地備有包括多個對應的光罩的組，為晶圓的多次曝光提供該多個對應的光罩。在此，晶圓上的不同光罩的將要成像的結構的像(即重疊層)的相對放置對將要生產的部件的品質有決定性的重要意義。
作為公共參考點，該組的所有光罩優選地具有至少一個相同錨定元件。特別地，錨定元件各佈置在光罩上的相同位置處。
可以根據它們的特徵選擇該組的光罩，使得重疊層的相關邊緣放置誤差不超過預先確定的最大絕對值。對於隨後的晶片的功能，不是結構邊緣的絕對放置，而是彼此重疊的層的相對放置是相關的。光罩的作為邊緣放置中的相對誤差的限制條件與獨立地單獨限制條件相比較可以具有光罩生成工藝的良率上的顯著優勢。可以在相同良率的情況下降低製造要求，並且因此降低成本。在光罩限制條件中，需要晶圓曝光製程的高製程可靠性，即如果光罩事實上肯定要導致功能化晶片則僅接受該光罩。典型地，在此需要99.7%(即規格必須滿足統計變化的3西格瑪值)或更高的置信度。在單一限制條件的情況下，事實上放置誤差的最不合適的組合必須因此滿足規範，即每個測量點處的絕對值之和。然而，實際製造製程中，存在許多系統誤差，其在由相同機器製造的所有光罩上表現相同，並且因此在相對的限制條件中取消了該系統誤差。作為示例，如果光罩組的貢獻需要2nm的邊緣放置的相對誤差，則具有相應1.0nm(3西格瑪)的重複誤差和統計誤差的製造製程將會導致實質上大於99.7%的良率(對於3西格瑪值相對誤差的統計總和是1.4nm)。在單獨限制條件中，每個光罩需要近似1nm的絕對誤差，並且至少50%的光罩不合格。
本發明的其他目的由改進一種確定微影光罩的結構的像的 邊緣位置的方法構成。該方法特別是一種確定微影光罩的邊緣放置誤差的方法。
該目的通過包括以下步驟的方法來實現：- 在至少一個第一測量步驟中，確定在光罩上的至少一個錨定元件的絕對位置，- 在至少一個第二測量步驟中，相對於錨定元件中的一個的影像的位置，確定至少一個測試結構的影像的相對位置，其中空間影像方法用於確定測試結構的影像的相對位置，- 從錨定元件中的至少一個的絕對位置及與其相關的測試結構的影像的相對位置，確定測試結構的影像的絕對位置，- 確定測試結構的影像的絕對位置從設定點位置的偏離。
該方法特別是一種兩個階段的方法。首先，在第一測量方法(所謂的登錄方法)中，確立在光罩上的度量標記的全域位置資料，該度量標記特別地包括錨定元件。此外，在第二測量方法中，相對於空間像中錨定元件中的一個的像的位置來局部確立測試結構的影像的相對位置。在該第二局部測量方法中，確立結構指定(structure-specific)和/或照明指定的貢獻(contribution)，特別地用於相對於錨定元件的影像精確定位測試結構的影像。在此，特別地，相對於錨定結構(即相對於光罩上佈置的錨定元件的總體)的位置確定相關結構的邊緣位置。
借助於該方法，特別地確定微影光罩的結構指定和/或照明指定的邊緣放置誤差。
在此，特徵化光罩的基板上的放置的所謂的登錄誤差與由光罩的成像產生的結構指定和/或照明指定的貢獻彼此組合。結果，可以在光罩的整個表面之上確立邊緣放置誤差的圖，其考慮了登錄誤差的全域測量和相應的結構指定和/或照明指定的貢獻。該結果可以用於限制光罩和用在最佳化光學鄰近校正(OPC)的製程發展中。光學鄰近校正的目的特別地是 為了在光罩設計中的成像中具有可用的結構指定和/或照明指定的貢獻。可以測量並且因此使用本發明最佳化這種餘量。
在此特別有利的是，確立對於針對對應測量最佳化的非光化系統或方法的邊緣放置誤差的結構無關的貢獻的高精度可以與結構指定和/或照明指定的貢獻的特徵結合，該結構指定和/或照明指定的貢獻不可以由這種方法來特徵化但是可以通過借助於空間影像的方法來特徵化。
根據本發明的一個方面，在相對於錨定元件中的一個的影像的位置確定至少一個測試結構的像的相對位置時，確立結構相依的貢獻。特別地，還可以確立照明相依的貢獻。在該方面，已經認識到，至少一個測試結構的像的相對位置首先取決於測試結構自身的細節，特別是例如線密度、測試結構的對準、吸收體和定義結構的多層的材料的性質、邊緣角和線粗糙度、光罩的表面粗糙度，並且其次取決於提供給成像測試結構的照明設定(特別是主射線角)、和提供給成像的照明輻射的波長(其還稱為成像波長λ2)、以及成像中使用的數值孔徑(NA)。
因為考慮對於測試結構的影像的相對位置的結構相依和/或照明相依的貢獻，將相關結構成像到晶圓上的精度可以在隨後結構化步驟中得到顯著改善。
根據本發明的其他方面，當確定測試結構的影像的絕對位置從設定點位置的偏離時考慮在通過投射曝光設備的微影期間可以補償的貢獻(所謂的“可校正量”)。
當計算登錄誤差時，可以特別地考慮恒定全域誤差，諸如整個光罩結構的線性移位元或旋轉、或者它們至少按一定程度的均勻縮放。稱為「尺寸」、「正交」和「偏移」的該誤差被認為是典型的可校正量，即通過掃描器可補償的誤差。這些是在光罩生產中的誤差。「尺寸」是尺寸誤差，「偏移」是整個光罩結構相對於基板或相對於對準標記的偏心，以及「正交」是整個光罩結構的旋轉。
根據本發明的其他方面，非光化方法用於確定至少一個錨定元件的絕對位置。非光化方法被認為是測量方法，其中使用與隨後用於曝光晶圓的波長不同的波長。結合EUV光罩，非光化波長特別地大於30nm。作為示例，EUV光罩的典型的非光化波長是193nm、248nm或365nm。
確定至少一個錨定元件的全域絕對位置的方法特別是用第一測量波長λ1的光學方法。特別地，第一測量波長λ1大於100nm，λ1>100nm。特別地，測量波長可以是193nm、248nm或365nm；λ1=193nm、λ1=248nm或λ1=365nm。
根據本發明的其他方面，向確定至少一個錨定元件的絕對位置所提供的測量裝置的像場是至少與將要測量的光罩一樣大。這是特別有利的，因為光罩的全域測量可以在該情況下被特別簡單快速地執行。然而，這不是強制的。確定光罩上的全域位置資料的測量裝置還可以具有更小的像場。
根據本發明的其他方面，光化方法(actinic method)用於確定至少一個測試結構的影像的相對位置。
特別地，用第二測量波長λ2(其特別地精確對應於為將光罩上結構成像在晶圓上提供的成像波長)的光學方法用於確定至少一個測試結構的像的相對位置。特別地。這可以是在DUV或EUV範圍中的波長。特別地，這個波長範圍可以為從5nm到50nm，特別地以下可以應用：λ2=13.5nm。
在DUV掃描器的光罩的情況下，第二測量波長λ2特別在DUV範圍中。特別地，以下可以應用：λ2=193nm。
總體上，特別地以下應用：λ2
Figure 107137362-A0305-02-0009-1
λ1、特別地λ2
Figure 107137362-A0305-02-0009-2
0.1 λ1。
根據本發明的其他方面，出於確定至少一個測試結構的像的相對位置的目的，提供了掃描器的成像性質，針對將要複製的光罩的隨後成像或者至少針對將要複製的光罩的選擇來設置該成像性質。當確定至 少一個測試結構的影像的相對位置時，對波長、照明設定、數值孔徑(NA)和主射線角的選擇特別地可以根據後來用於成像光罩的數值來預先確定。
因此，在掃描器的實際成像條件下可以確立成像的位置。
根據本發明的其他方面，執行多個第二測量步驟，其中在各種情況下主射線方向變化。
由此，可以確立測試結構的影像的相對位置對主射線方向的依賴性。特別地，可以根據主射線方向確立測試結構的影像的相對位置的移位。這可以用於校準對光罩之上邊緣放置誤差的結構相依和/或照明相依的貢獻的輪廓，特別地以便於考慮在光罩位置之上的成像條件的輪廓，特別地例如為成像光罩所提供的掃描器的照明狹縫之上變化的主射線方向。
根據一個替代例，對應輪廓還可以借助於模擬來確定和/或由運算構件保持可用。
根據本發明，可優選地借助於多個測量(例如具有不同主射線方向和/或不同照明設定)在場之上校準輪廓。
根據其他替代例，出於確定由於主射線變化的影像的位移的目的，可以使用由光罩的表面粗糙度所引起的空間影像中的強度變化作為參考。這所謂的散斑圖案(speckle pattern)是光罩的表面形貌的影像並且因此是光罩基板上相應位置的特徵。
根據本發明的其他方面，上文所述的方法特別地促進確定多個微影光罩的重疊誤差或邊緣放置誤差的方法的改進。
在此，確定在不同光罩上的結構元件的相對偏離，該不同光罩上的結構元件至少在區域中具有相同的設定點位置。特別地，確定將要印刷在彼此之上的邊緣的相對誤差。這是與由具有不同光罩的多個曝光製程生產的微結構或奈米結構部件的品質特別相關的變數。
本發明的其他目的包含提供一種執行根據前述描述的方法 的系統。
該目的是由包括第一測量設備、第二測量設備和資料處理裝置的系統來促成，該第一測量設備在光罩上確定全域位置資料，該第二測量設備確定對邊緣放置的結構相依的貢獻，並且該資料處理裝置從全域位置資料和對邊緣放置的結構相依的貢獻確立在光罩的整個表面之上的邊緣放置誤差的圖。
在優點和細節的方面，參考上文描述。第一測量設備特別是登錄系統，特別是非光化登錄系統。
第二測量設備特別是空間影像系統(AIMS、空間影像度量系統)。
根據本發明的其他方面，執行上文所述方法的系統的資料處理裝置信號連接到第一測量設備和/或第二測量設備。
這使得特別地可以採取光罩的線上特徵。邊緣放置誤差的光罩指定圖可以保存在記憶體(特別是資料處理裝置的資料庫)中。
根據本發明的其他方面，資料處理裝置信號連接到校正光罩誤差的校正設備。
這使得可以特別地直接校正在測量光罩時所確立的誤差(所謂的「封閉迴路方法」)。這減少不良品，即光罩中不滿足預先確定的品質標準(特別是鑒於最大允許邊緣放置誤差)的比例。
本發明的其他目的是改進生產微結構或奈米結構部件的方法，以及對應的部件。
這些目的借助於以下來實現：至少一個光罩，特別是多個光罩，其通過微影方法提供給結構化晶圓、借助于上文所述的方法首先特徵化。
如已經描述的，這可以改進部件上結構的精度。
1:微影光罩
2:測量步驟
3:系統
4:錨定元件
5:全域登錄圖
6:測量步驟
7:測試結構
8:像場
9:測量設備
10:臨限值
11:評估
12:結構指定圖
L1:條紋
L2:條紋
13:系統
14:資料處理裝置
15:校正設備
從示例性實施例參考附圖的描述得出本發明的其他的優點和細節。
附圖中：圖1示意性示出了在微影光罩的整個表面之上確立邊緣放置誤差的圖的方法中的細節或中間步驟的序列；圖2示意性示出了執行根據圖1的方法的系統的組成部分；圖3示出了根據圖1以示例性形式所示的光罩的區域III的截面放大圖；圖4示意性示出了沿著線IV的圖3所示的圖的空間像強度的輪廓。
在微影中，將佈置在光罩1(也稱為遮罩)的結構成像到晶圓的感光層上。為此存在具有掃描器的投射曝光設備，其包括照明光罩1的照明光學單元和將光罩1上的結構成像到晶圓上的投射光學單元。
對應投射曝光設備的細節從現有技術獲悉。為此，以代表性方式參考WO 2009/100856 A1。
為了使晶圓上的結構元件的密度盡可能大，特別地，DUV波長範圍(特別是具有193nm的成像波長的成像輻射)或者EUV波長範圍(特別是範圍從5nm到30nm，特別是13.5nm)的輻射用於將光罩1上的結構成像到晶圓上。
特別地，光罩1是用在反射模式下的反射式光罩。出於將光罩1的結構成像到晶圓上的目的，照明輻射以不同的表示在光罩1處被反射，特別地在光罩1上將要成像的三維實施的結構7處被反射。
晶圓上的結構的(特別是定義該結構的邊緣的)放置的精度 是微影製程的結果的最重要變數之一，特別是對於通過微影方法生產的部件的品質而言。晶圓上結構的放置取決於光罩1上的結構的精確放置。根據本發明，已經認識到，晶圓上的結構的放置此外依賴于曝光和成像條件，例如主射線角、採用的照明設定、照明輻射的波長以及其他參數，諸如要將自身成像的結構(例如該結構的線密度、節距和準確形貌)。
晶圓上結構的準確放置可以由所謂的邊緣位置(邊緣放置)或其與設定點位置的偏離、邊緣放置誤差(EPE)來特徵化。
尤其在邊緣放置誤差中包含將要成像的結構的重疊的變數、全域CDU(光罩之上的結構大小的輪廓)、OPC誤差(在在光罩設計中儲存成像性質時的不精確/誤差)和線寬度粗糙度(線粗糙度)。對重疊的結構無關的光罩貢獻還稱為登錄誤差或簡稱登錄。
下面，參考圖1描述確立整個光罩1的邊緣放置誤差的方法。
根據本發明，在第一測量步驟2中捕獲光罩1上的結構的放置。第一測量步驟2還稱為登錄測量。第一測量設備3特別地用於登錄測量。第一測量設備3還稱為“驗證工具”或更通常稱為“登錄工具”。特別地，這是非光化測量設備。
第一測量設備3是光學測量設備，特別是度量系統。特別是在193nm、248nm或365nm的第一測量波長λ1處執行登錄測量。第一測量波長λ1還可以更長。特別地，第一測量波長λ1大於100nm。
通過第一測量設備3，典型地以1nm或更好精確度確定光罩1上的結構的位置是可能的。
特別地，確定光罩1的整個表面之上的結構的位置是可能的。因此，第一測量步驟2還稱為全域位置測量。
第一測量設備3的像場通常與光罩比相當小。通過對應的高精度台移動來實現整個光罩之上的高精度測量。圖1示意性示出了具有側邊長l的光罩1。作為示例，側邊長l可以是152mm。光罩1的其他尺寸同樣是可 能的。
在第一測量步驟2，所謂錨定元件4的位置從這些元件的預先確定的設定點位置的偏離特別地被確立。特別地，確定光罩1的全域登錄圖5。其在圖1中示意性示出。錨定元件4的數目應該解釋為是示意性的。至少一個錨定元件4提供在光罩1上。通常，多個錨定元件4提供在光罩1上。錨定元件4優選地以類似矩陣方式(特別地以行和列在光罩1上)佈置。錨定元件4的純體還稱為錨定結構。
優選地，不同光罩1的錨定元件4佈置在光罩1的相同位置處。特別地，它們佈置在相對於光罩1的邊界邊緣的相同位置。這使得可以彼此比較不同光罩1的全域位置資料。
圖1示意性示出的錨定元件4不是按真實比例示出。通常，它們實質上要比圖1所述的更小。
特別地，錨定元件4可以具有十字形狀的實施例。特別地，它們各具有平行於光罩1的側邊緣佈置的兩個分支。
該結構(特別是錨定元件4的總體，通過該結構將來自第一測量步驟2的資料關聯到來自第二測量步驟6的資料)也稱為錨定結構。
在第二測量步驟6，在投射曝光設備中的關聯成像條件的模擬下測量光罩1的影像。在此，特別地，晶圓上將要成像的結構7的結構和成像的依賴性被捕獲，其與隨後晶圓曝光有關。圖1和3中僅以示意性和示例性方式示出將要成像的結構7，其在下文也稱為測試結構。如果光罩1以成像波長λ2處的照明輻射來使用，測試結構包括將要在晶圓上成像的不同結構元件。
特別地，空間影像方法用作第二測量步驟6。特別地，這可以是光化方法。
原理上，測量光罩1的第一測量步驟2和第二測量步驟6還可以以相同波長的照明輻射(特別是193nm的波長)來執行。
如圖1的下一行中的中間圖像中示意性所示，特別地在第二測量步驟6中確立第二測量設備9的像場8的預先確定截面中的空間像強度I。從此，可以通過臨限值方法確立測試結構的像的邊緣位置，其中預先確定的的臨限值10被預先確定。特別地，可以相對於錨定元件4的像的位置確定測試結構的像的相對(邊緣)位置。下面將對此作更詳細解釋。
第二測量設備9的像場8實質上比光罩1更小。
第二測量設備9的像場8的最大範圍特別地具有從1μm到1mm的範圍。
圖1的下一行的中間圖像以示例性方式示出，在應用臨限值方法之後出現的兩個結構的左邊界邊緣的邊緣位置(xL1 L,xL2 L)以及右邊界邊緣的位置(xL1 R,xL2 R)。
通過相對於錨定元件的像來評估11確立的邊緣位置xLi L/R，為定界兩個結構的四個邊緣中的每一個確立採用的測量網格(像中3×3)上的邊緣放置誤差是可能的。因此，可以相對於錨定元件創造相應的邊緣放置誤差的圖。圖1的下一行最右的圖中以代表性和示例性方式示出邊緣位置xLi L/R中對應誤差的圖。對應的圖針對剩餘邊緣位置xLi L/R而確立。光罩位置之上的變化由成像條件中的取決於位置的變化(即例如主射線角的變化)產生。如果以不取決於位置的成像條件執行工作，則可以在第二測量步驟6中省略不同光罩位置處的度量標記的測量；即僅在一個位置處確立結構相依的位移。在這種情況下，每個邊緣位置出現位移向量(來代替圖)。
邊緣放置誤差的圖總體上取決於照明輻射的波長和照明設定。特別地，為掃描器的預先確定的波長和預先確定的照明設定確立圖，這旨在用於光罩1的隨後成像。由於結構依賴性，存在每個邊緣的專用圖。
圖1的下一行最右的圖中示出的用於闡明邊緣放置誤差的向量長度並不是相對於光罩1的側邊長l的真實尺寸來示出。典型地，邊緣放置誤差的向量長度的尺寸是1nm的數量級。
通過將全域登錄圖5和通過第二測量設備9所確立的結構指定的偏離結合，可以確立整個光罩1的邊緣放置誤差的結構指定圖12。下面將對此作更詳細解釋。
下面，以注釋的形式再次解釋方法的不同方面。
圖1左上圖示意性示出了具有錨定元件4的光罩1，該錨定元件4還稱為登錄標記。從測量登錄標記的位置，在第一測量步驟2中在整個光罩1之上確定登錄誤差(參見圖1的上一行中間圖)。
第二測量設備9的像場8除了錨定元件4中至少一個還包括一些將要成像的結構7。這在圖1的左下圖中示意性示出。
特別地，臨限值僅對應於晶圓曝光期間隨後使用的微影膠的曝光臨限值。
通過將兩個測量步驟2和6的結果結合，相關結構的真實放置(更明確地指定義這些結構的邊緣的真實放置)或晶圓像中該真實放置與設定點放置的偏離與獨立地用兩個測量設備3、9中的一個相比可實質上更精確地被確定。通過結合兩個測量，對將要成像的結構7的邊緣放置誤差的結構指定的和/或照明指定的貢獻僅變得為可修飾的。
錨定元件4僅可以用於登錄測量過程並且可以與將要隨後生產的部件的電功能無關。作為對此的替代例，使用對將要生產的部件的電功能的也具備重要性的結構作為錨定元件4是可能的。
測量定義將要成像的結構7的邊緣的精確位置，特別是其在投射曝光設備的像場中(即隨後將要結構化的晶圓上)的像，是不可能的，或者至少在使用第一測量設備3的實際條件下是不可能的。借助於第二測量設備9的第二測量步驟6必須在用來曝光晶圓的成像條件下確定將要成像的結構7的邊緣位置的依賴性。在該過程中，測量光罩1的一個或多個局部區域。
如果必要，通過彼此相鄰地放置多個像場可以有效擴展像場8。
因為將要成像的結構7的像不展示任何清晰邊緣輸廓而僅展示漸進強度輪廓，例如在第二測量設備9的解析度極限附近的密集線的正弦輪廓，所以將要成像於晶圓上的結構7的像的邊緣位置取決於採用的曝光臨限值。為了正確確定彼此的相對邊緣位置，因此相對於彼此的強度輪廓對應於投射曝光設備的空間像的強度輪廓是必須的。然後，在給定成像條件下對邊緣放置誤差的結構指定貢獻可以從第二測量步驟6中所確定的邊緣位置(xi)來確定(評估11)。
作為示例，由於非垂直主射線角，空間像中的邊緣位置的位移可以追溯到遮蔽效應。這種遮蔽效應尤其取決於採用的照明輻射的波長。因此，在第二測量波長2處執行第二測量步驟6，該第二測量波長僅對應於在使用將晶圓結構化的光罩1時所提供的照明輻射的成像波長。
這種遮蔽效應還尤其取決於照明輻射的主射線角。
主射線角可以是例如5°到9°、特別是6°。特別地，這可以隨照明狹槽的寬度變化。這可以導致將要成像的結構7的像的偏移取決於其在光罩1上的場位置或位置。已經示出了目前EUV曝光設備中的取決於場的偏移典型地位於大於1nm處，即考慮該偏移是非常有關的。
作為示例，基於模擬，該偏移可以是可用的。借助於上面所述的方法還可以直接測量該偏移。
為了隨後結構化晶圓，可以規定該晶圓曝光多次。在此，可以將不同光罩1的將要成像的結構7成像在晶圓上。特別地，可以執行重疊的影像，其還可以稱為層。借助于上文所描述的方法，相對於彼此修飾該層(即不同光罩1的像)中將要成像的結構7的相對位置是可能的。
具有多個光罩的組(其提供給晶圓的多個曝光)優選地包括在所有光罩上相同的(特別地以相同方式佈置的)錨定元件4。光罩各具有至少一個相同的錨定元件4，特別地至少一個相同佈置的錨定元件4。
圖2示意性示出了執行上文所述的方法的系統13。除了第一 測量設備3和第二測量設備9，系統13包括資料處理裝置14。
資料處理裝置14信號連接到第一測量設備3。特別地通過資料處理裝置14，通過第一測量設備3所執行的測量是可控制的。特別地，將第一測量步驟2的結果發送到資料處理裝置14。它們還可以通過資料處理裝置14處理。特別地，它們可以通過資料處理裝置14儲存在資料庫中。
資料處理裝置14信號連接到第二測量設備9。特別地通過資料處理裝置14，通過第二測量設備9所執行的第二測量步驟6是可控制的。特別地，可以將第二測量步驟6的結果發送到資料處理裝置14。特別地，它們還可以通過資料處理裝置14處理。特別地，它們可以通過資料處理裝置14儲存在資料庫中。
此外，資料處理裝置14信號連接到校正設備15。特別地通過資料處理裝置14，校正設備15是可控制的。通過校正設備15所執行的校正可以發送至資料處理裝置14。光罩誤差可以通過校正設備15來修正。
通過資料處理裝置14，可以彼此獨立地修飾不同光罩1。還可以考慮層的隨後佈置，並且可以相對於彼此評估隨後向晶圓的多次曝光所提供的光罩1的測量結果。
特別地，資料處理裝置14包括伺服器。
光罩1包括至少一個度量標記，該度量標記還稱為度量目標，包括具有錨定元件4的錨定結構以及至少將要成像的結構7或與其成像性質類似的結構的子集。
因此，在第二測量步驟6中在光罩1上不直接測量將要成像的結構7的位置；替代地，在第二測量設備9的像場中測量其像。在此，特別地，相對於錨定元件4中的至少一個確定將要成像的結構7的像的相對位置。
優選地，對錨定元件4的每一個執行對應的測量。因此，特別地，確定其偏移或相對放置對於在光罩1上將要成像的結構7的位置的依 賴性是可能的。
從第一測量步驟2中測量的錨定元件4的絕對位置以及第二測量步驟6中所確立的邊緣的相對位移，可以確立與晶圓的結構化相關的邊緣的絕對位置。原則上，對於考慮到位移的校準的主射線角依賴性的校正，可以執行在邊緣的相對位移的情況下。那麼，從邊緣的絕對位置及其設定點位置之間的差異得出邊緣放置誤差。在計算該放置誤差時，可以考慮均勻地與整個光罩1相關的誤差，諸如例如整個光罩結構的位移、旋轉或尺寸誤差。作為示例，在掃描器像中可校正的這些誤差可以由座標變換來表示：(x’，y’)是變換系統中的座標，(x,y)是原系統中的座標，其例如具有在光罩的中心的原點。(x’,y’)=(magx,magy)* R(x+dx,y+dy)，其中R是具有元素R11=cosα、R12=-sinα、R21=sinα、R22=cosα的2×2的旋轉矩陣。選擇參數，即x方向和y方向的放大率magx和magy、旋轉角α以及位移dx和dy，使得在此邊緣位置的殘餘誤差最小化。因為在晶圓曝光設備中在光罩對準(相對於晶圓調整光罩)期間典型地校正位移、旋轉和尺寸誤差，因此所確立的殘餘誤差對應於晶圓曝光期間的邊緣放置誤差。如果晶圓曝光設備能夠移除其他誤差輪廓，則這些可以通過對應的座標變換以類似的方式表示。
下文描述本發明的其他細節。
總體上，在第一測量步驟2中，與第二測量步驟6相比，錨定元件4將具有關於它們的設定點位置不同的偏移。這可以追溯到尤其是不同成像條件，其與三維光罩結構結合可以導致遮蔽效應。
如果在各種情況下所有光罩位置的不變的成像條件下執行第一測量步驟2和第二測量步驟6，則對於光罩1上所有點，差異是相同的。特別地，那麼在所有光罩位置之上，偏移是恒定。它可以通過應用上文所描述的可校正量來消除，並且因此與確定邊緣放置誤差是無關的。在這種情況下，不存在將來自第二測量步驟6的資料和來自第一測量步驟2的資料綁在一起的問題。
倘若在取決於光罩位置的成像條件的情況下執行第二測量步驟6，則在所有光罩位置之上平移總體上不再是相同的。作為示例，取決於EUV微影中的光罩位置，主射線角變化。儘管值定的偏移通常對偏移貢獻最多，但是可以有利的是在此還考慮到在光罩位置之上的成像條件的輪廓。為此提出不同選項：第一選項由以下構成：以它們關於遮蔽效應盡可能的不靈敏的方式來實施錨定元件4。因為遮蔽取決於吸收體厚度，所以具有非常薄的吸收體的結構(即例如局部變薄的或施加的)例如將會相對地不靈敏。
此外，在確定邊緣放置誤差時以計算方式保持光罩位置之上成像條件的輪廓可得是可能的。為此，通過模擬可以確定輪廓。因此，與省略的校正相比較可以實質上減少誤差。由於對光罩結構的不確切的瞭解(例如，材料常數、結構化光罩吸收體的3D邊緣輪廓、表面粗糙度)而剩餘殘餘誤差可以被容忍。
根據優選的變型，在場之上校準輪廓。為此，在改變主射線角時測量錨定元件4的位置位移。然後，相應地可以校正隨後的測量。
如果第二測量設備的位置穩定性不足以達到該目的，則可以使用所謂的散斑圖案作為參考。散斑圖案由光罩1的表面形貌產生並且是該表面形貌的像。因為光罩1的表面不均勻性典型地位於最多50pm的區域中而光罩1的吸收體厚度是50nm或更多，所以散斑圖案事實上不受遮蔽效應影響。
特別是以固定地預先確定的主射線角(例如掃描器的場中心的主射線的主射線角)並且以屬於度量標記的相應位置的掃描器的主射線角，可以測量各度量標記。因此，每個度量標記以不同主射線角測量兩次，特別地至少兩次。因為在測量度量標記時的散斑圖案實質上獨立於主射線角，為了確定錨定元件4的取決於主射線的位移的目的，該散斑圖案可以用作參考。
倘若實施將要成像的結構7使得它們大於第一測量設備3的解析度極限，則它們自身也可以當作錨定元件4。在這種情況下，可以省略分離的錨定元件4。
下文，參見圖3和4以示例性方式描述了確定將要成像的結構7和錨定元件4的像的相對位置的細節。
圖3以示例性方式描述了與圖1中所示的第二測量設備9的像場8的區域III對應的截面。特別地，出於解釋目的示出錨定元件4，其實施為形狀像十字並且具有輔助特徵的所謂的雙條結構(對於像中的實際線L1和L2的左邊和右邊)。輔助特徵是光罩上的結構，該光罩上的結構在晶圓曝光過程期間沒有成像但是對鄰近結構L1和L2的成像具有例如在製程視窗放大的意義上的積極影響。兩條結構包括兩個條紋L1、L2。在第二測量步驟6中，在各種情況下確立錨定元件4的左邊緣x2,l和右邊緣x2,r，條紋L1、L2的x2,l 錨定,x2,r 錨定，x2,l L1、x2,r L1、x2,l L2、x2,r L2。
在第二測量步驟6中，兩個邊緣位置的平均值用作錨定元件的位置：x2,原始 錨定=(x2,l 錨定+x2,r 錨定)/2。
下文中僅呈現x方向的位置的確立。
借助於第一測量設備3在第一測量步驟2中確立錨定元件4的位置xl 錨定。
如圖4以示例性方式示出的，錨定元件4的位置和將要成像的結構7的條紋L1、L2的位置在第二測量步驟6中確立。
將要成像的結構7的絕對邊緣位置，特別是兩個條紋L1、L2，計算如下：xl L1=x2,l L1-(x2,原始 錨定-△xCRA 錨定)+xl 錨定，xr L1=x2,r L1-(x2,原始 錨定-△xCRA 錨定)+xl 錨定，xl L2=x2,l L2-(x2,原始 錨定-△xCRA 錨定)+xl 錨定， xr L2=x2,r L2-(x2,原始 錨定-△xCRA 錨定)+xl 錨定。
在此，△xCRA 錨定表示關於主射線角依賴性(CRA依賴性)的錨定位置的校準。應用如下：△xCRA 錨定=xCRA 錨定-xCRA=0 錨定，其中xCRA=0 錨定表示對應於掃描器的場的中心或光罩1的中心的主射線的主射線角處的錨定元件的位置。
由此確定邊緣放置誤差(EPE)如下：EPE(x)L1,l 原始=xl L1-xl,設定點 L1，其中xl,設定點 L1表示條紋L1的左邊緣的預先確定的設定點。剩餘邊緣的邊緣放置誤差對應地出現。
通過從第一測量步驟2中所確立的資料減去確定的可校正量，從EPE原始確定校正的EPE仍然是可能的。
1:微影光罩
2:測量步驟
4:錨定元件
5:全域登錄圖
6:測量步驟
7:測試結構
8:像場
10:臨限值
11:評估
12:結構指定圖

Claims (14)

  1. 一種包括多個不同的微影光罩(1)的組，用於一晶圓的多次曝光，該等微影光罩的每一者包括：一度量標記，包括：一錨定元件(4)，該微影光罩(1)上的該錨定元件(4)的全域位置資料通過用一第一測量波長(λ1)的一光學方法來確定，和一測試結構(7)，包括多個結構元件，在使用該微影光罩(1)時以一成像波長(λ2)的輻射將該等結構元件成像在一晶圓上，其中對於該等微影光罩的每一者：該測試結構的該等結構元件與該錨定元件之間的一最大距離不大於該微影光罩的一側邊長的十分之一；該測試結構的該等結構元件是不同於所有其他該等微影光罩的該測試結構的該等結構元件；以及該錨定元件是相同於所有其他該等微影光罩的該錨定元件。
  2. 一種用於確定一光罩(1)的多個結構的多個影像的多個邊緣位置的方法，該方法包括以下步驟：提供該光罩，其包括：至少一度量標記，包括：至少一錨定元件(4)，該光罩(1)上的該錨定元件(4)的全域位置資料通過用一第一測量波長(λ1)的一光學方法來確定，和至少一測試結構(7)，包括多個結構元件，在使用該光罩(1)時以一成像波長(λ2)的輻射將該等結構元件成像在一晶圓上，其中該測試結構(7)的該等結構元件具有距該至少一個錨定元件(4)的一最大距離，該距離不大於該光罩(1)的一側邊長的十分之一； 在至少一個第一測量步驟(2)中，確定在該光罩(1)上的至少一個錨定元件(4)的絕對位置，在至少一個第二測量步驟(6)中，相對於該等錨定元件(4)其中之一的一影像的位置，確定至少一個測試結構(7)的一影像的一相對位置，特別是定義該結構的該等邊緣的影像的相對位置，其中一空間影像方法用於相對於該等錨定元件(4)其中之一的該位置以確定該至少一個測試結構(7)的該影像的該相對位置，從該等錨定元件(4)其中之至少一的一絕對位置及與其相關的該測試結構(7)的該影像的該相對位置，確定該測試結構(7)的影像的該絕對位置，確定該測試結構(7)的該影像的該絕對位置與一設定點位置的一偏離。
  3. 根據請求項2所述的方法，其特徵在於，在相對於該等錨定元件(4)其中之至少一的該影像的該位置來確定該至少一測試結構(7)的該相對位置的該影像時，確立多個結構相依的貢獻。
  4. 根據請求項2或3所述的方法，其特徵在於，在確定該測試結構(7)的該影像的該絕對位置與該設定點位置的該偏離時考慮了能夠通過一投射曝光設備而被補償的多個貢獻。
  5. 根據請求項2至3之任一項所述的方法，其特徵在於，一非光化方法用於確定該至少一個錨定元件(4)的該絕對位置。
  6. 根據請求項2至3之任一項所述的方法，其特徵在於，一光化方法用於確定該至少一測試結構(7)的該影像的該相對位置，其中特別地根據為該光罩(1)的隨後成像提供的一掃描器的多個成像性質來選擇該等成像性質的至少一選擇。
  7. 根據請求項2至3之任一項所述的方法，其特徵在於，執行多個第二測量步驟(6)，其中在各種情況下變化一主射線方向。
  8. 一種用於確定多個微影光罩(1)的一重疊誤差或一相對邊緣放置誤差的方法，包括以下步驟：提供多個光罩(1)，其用於一晶圓的多次曝光，通過請求項2至7中任一項所述的方法測量該等光罩(1)，確定在不同光罩(1)上的多個結構元件的一相對偏離，該等不同光罩(1)至少在多個區域中具有相同的多個設定點位置。
  9. 一種執行根據請求項2至7中任一項的方法的系統(13)，包括：一第一測量設備(3)，用以確定光罩(1)上的全域位置資料，一第二測量設備(9)，用以確定對該邊緣放置的一結構相依的貢獻，一資料處理裝置(14)，用以從該全域位置資料和對該邊緣放置的該結構相依的貢獻來確立該光罩(1)的整個表面之上的一邊緣放置誤差的一圖。
  10. 根據請求項9所述的系統(13)，其特徵在於，該資料處理裝置(14)信號連接到該第一測量設備(3)和/或該第二測量設備(9)。
  11. 根據請求項9或10所述的系統(13)，其特徵在於，該資料處理裝置(14)信號連接至用於校正多個光罩誤差的一校正設備(15)。
  12. 一種生產一微結構或奈米結構部件的方法，包括以下步驟：提供至少一光罩(1)，包括：至少一度量標記，包括：至少一錨定元件(4)，該光罩(1)上的 該錨定元件(4)的全域位置資料通過用一第一測量波長(λ1)的一光學方法來確定，和至少一測試結構(7)，包括多個結構元件，在使用該光罩(1)時以一成像波長(λ2)的輻射將該等結構元件成像在一晶圓上，其中該測試結構(7)的該等結構元件具有距該至少一個錨定元件(4)的一最大距離，該距離不大於該光罩(1)的一側邊長的十分之一；通過請求項2至7中任一項所述的方法特徵化該光罩(1)，提供一微影投射曝光設備，提供具有一輻射敏感層的一晶圓，通過該投射曝光設備將要成像的該光罩(1)的多個結構(7)成像到該晶圓的該輻射敏感層上，顯影該輻射敏感層。
  13. 一種根據請求項12所述的方法生產的部件。
  14. 一種根據請求項2至7中任一項所述的方法的用途，用於最佳化光學鄰近校正。
TW107137362A 2017-10-26 2018-10-23 包括多個微影光罩的組、用於確定光罩之結構之影像的邊緣位置的方法、用於實施此方法的系統、此方法的用途、用於確定多個微影光罩的重疊誤差或相對邊緣放置誤差的方法、用於生產微結構或奈米結構部件的方法、以及根據此方法生產的部件 TWI794312B (zh)

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