控制紫外光的焦点的方法、控制器及其形成集成电路的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明所属的技术领域大体涉及数种控制来自光刻成像系统的紫外(UV)光的焦点的方法，利用该方法形成集成电路的装置，以及经程式化成可控制紫外光的焦点的控制器。更特别的是，本发明涉及利用测试图案以调整来自光刻成像系统的紫外光的焦点的方法、装置及控制器。
【背景技术】
[0002]焦点控制为光刻技术的重要考量，以确保在半导体元件形成正确的图案。焦点控制大体涉及焦点监视以提供反馈供调整来自光刻成像系统的紫外光在半导体元件上的焦点。该光刻成像系统大体包括光源、集光器(collector，也习称聚光透镜系统)、光刻掩膜(lithography mask，也习称标线片，reticle)、及物镜(也习称成像或缩影透镜)。在涉及有极小刻度的受照图案的光刻技术中，例如极紫外线(EUV)光刻术，焦点控制通常具有挑战性。焦点控制主要受制于图案的关键尺寸和图案化期间所用的阻剂膜(resist film)的厚度，而且EUV光刻术的焦点控制及覆盖限度(overlay budget)也大体相依。随着图案关键尺寸及层厚减少，焦点控制也必须变得更加精确及准确。另外，EUV光刻术大体涉及以偏离法线的入射角(off-normal incidence angle)照射光刻掩膜。由于该偏离法线的入射角，来自光刻成像系统的紫外光的最佳焦点会随着印制图案的大小及间距和图案在曝光范围(exposure field)内的位置而改变。因此，最佳焦点在曝光范围中可变。
[0003]习知的焦点监视技术大体利用称作散射量测(scatterometry)的度量技术，藉此侦睡角度在光阻剂图案内测量到的变化可相关于用来形成图案的紫外光的焦点。不过，习知散射量测技术对于光阻剂的厚度及薄膜性质有敏感性。特别是，随着光阻剂的层厚减少，散射量测的焦点监视变得比较没效，因为测量侧壁角度变得更加困难。
[0004]相移焦点监视为另一习知技术，其利用相位光栅结构(phase gratingstructure)以监视用来形成图案的光线的焦点。相位光栅结构为光罩，它大体包含方格中有方格的图案(box-1n-box pattern)，其包含一内嵌方格结构与一外嵌方格结构。利用相位光栅结构，紫外光的焦点的偏移在形成于光阻剂中的所得内、外方格图案中显现为相等及相反的偏移。不过，相移焦点监视对于EUV光刻术并未提供适当的敏感度而且难以实现，因为在制造时必须满足严格的要求。
[0005]因此，期望提供一种监视来自光刻成像系统的紫外光的焦点的改良方法，特别是光刻技术，例如EUV光刻术，其中，该改良方法提供适当的焦点变化敏感度以及该改良方法不依赖光阻剂在光刻期间的厚度。此外，由以下结合附图及【背景技术】的详细说明及权利要求书可明白本发明的其他合意特征及特性。
【发明内容】
[0006]提供用于控制由光刻成像系统产生的紫外光的焦点的方法及控制器，以及利用其形成集成电路的装置。在一具体实施例中，用于控制由光刻成像系统产生的紫外光的焦点的方法包括提供有一阻剂膜设置于其上的一晶圆(wafer)。该阻剂膜的图案化通过用紫外光以偏离法线(off-normal)入射角照射光刻掩膜，其中，具有以第一间距形成的第一测试图案以及以不同于该第一间距的第二间距形成的第二测试图案。使用一测量设备测量该第一测试图案及该第二测试图案的无远心性诱发偏移(non-telecentricity inducedshift)以产生相对偏移资料。该紫外光的焦点的调整基于比较该相对偏移资料与该第一测试图案及该第二测试图案的无远心性诱发偏移间以焦点误差为函数的预定相关性。
[0007]在另一具体实施例中，用于形成集成电路的装置包括一光刻成像系统、一控制器、以及一测量设备。该光刻成像系统经配置成通过以一偏离法线的入射角照射一光刻掩膜可图案化一晶圆上的一阻剂膜。该控制器经程式化成可控制由该光刻成像系统产生的紫外光的焦点。该控制器用指令程式化成使用由该光刻成像系统产生的紫外光通过以该偏离法线的入射角照射该光刻掩膜而图案化在该晶圆上的该阻剂膜使其具有以第一间距形成的第一测试图案以及以不同于该第一间距的第二间距形成的第二测试图案，分析从测量该第一测试图案及该第二测试图案的无远心性诱发偏移得到的相对偏移资料，以及基于比较该相对偏移资料与该第一测试图案及该第二测试图案的无远心性诱发偏移间以焦点误差为函数的一预定相关性来调整该紫外光的焦点。该测量设备经配置成可测量该第一测试图案及该第二测试图案的该无远心性诱发偏移以产生该相对偏移资料。
[0008]在另一具体实施例中，控制器经程式化成可控制由光刻成像系统产生的紫外光的焦点。该控制器用指令程式化成使用由该光刻成像系统产生的该紫外光通过以偏离法线的入射角照射光刻掩膜可图案化晶圆上的阻剂膜使其具有以第一间距形成的第一测试图案与以不同于该第一间距的第二间距形成的第二测试图案，分析从测量该第一测试图案及该第二测试图案的无远心性诱发偏移得到的相对偏移资料，以及基于比较该相对偏移资料与该第一测试图案及该第二测试图案的无远心性诱发偏移间以焦点误差为函数的预定相关性来调整该紫外光的焦点。
【附图说明】
[0009]将结合以下附图描述各种具体实施例，其中，类似元件用相同的元件符号表示，且其中:
[0010]图1根据一具体实施例图示用于形成集成电路的装置；
[0011]图2根据一具体实施例示意图示第一测试图案与第二测试图案；
[0012]图3的曲线图根据一具体实施例图示在以不同间距形成的两个不同测试图案内的图案偏移与焦点误差的相关性；
[0013]图4根据一替代具体实施例示意图示第一测试图案与第二测试图案；
[0014]图5根据另一替代具体实施例示意图示第一测试图案与第二测试图案；以及
[0015]图6根据另一替代具体实施例示意图示第一测试图案与第二测试图案。
[0016]符号说明
[0017]10 装置12 光源
[0018]14 晶圆16 紫外光
[0019]18 光刻成像系统20 光刻掩膜
[0020]22反射紫外光24光件
[0021]26基板28反射膜
[0022]30吸收剂膜32图案
[0023]34控制器36第一测试图案
[0024]38第二测试图案40测量设备
[0025]42第一测量值44第二测量值
[0026]136第一测试图案138第二测试图案
[0027]142测量值144测量值
[0028]146参考特征236第一测试图案
[0029]238第二测试图案242测量值
[0030]244测量值336第一测试图案
[0031]338第二测试图案342测量值
[0032]344参考图案346测量值
[0033]348第一区域350第二区域。
【具体实施方式】
[0034]以下的实施方式在本质上只是用来示范说明而不是用来限制本发明或本发明的应用及用途。此外，希望不受前面“【背景技术】”或以下“实施方式”论及的理论约束。
[0035]在此提供控制由光刻成像系统产生的紫外(UV)光的焦点的方法、利用该方法形成集成电路的装置、以及经程式化成可控制紫外光的焦点的控制器。监视该紫外光的焦点的方法特别适合用于涉及有极小刻度的受照图案的光刻技术，例如以偏离法线的入射角照射光刻掩膜的极紫外线(EUV)光刻术，以及该等方法提供适当的焦点变化敏感度而且并不依赖于光刻期间所用的光阻剂的厚度。特别是，无远心性在许多光刻技术中为影响印刷效能的已知现象，特别是以偏离法线的入射角照射光刻掩膜的光刻技术。无远心性现象是在紫外光由光刻掩膜的斜向照射引起以及来自光刻掩膜的不同垂直位置的离轴反射光而失焦时发生。无远心性现象导致晶圆上的图案化特征相对于彼等的目标尺寸有达数纳米的偏移及偏差。图案化特征中的偏移可称为无远心性诱发偏移。根据描述于本文的方法、装置及控制器，测量有不同间距的第一测试图案及第二测试图案的无远心性诱发偏移，以及此测量值用来比较第一测试图案与第二测试图案的无远心性诱发偏移间以焦点误差为函数的预定相关性。由于无远心性偏移随着有不同间距的印制图案而有所不同，第一测试图案与第二测试图案的无远心性诱发偏移差异可用来提供焦点误差的直接相关性。基于给定第一测试图案与第二测试图案的无远心性诱发偏移的预定相关性，可判定在集成电路制造期间形成在晶圆上的第一测试图案及第二测试图案的焦点误差，藉此允许既方便又准确地判定产品晶圆(