掩模版变形定量测量系统的制作方法
【专利说明】掩模版变形定量测量系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2012年9月28日递交的美国临时申请61/707，123的权益，其在此通过引用全文并入。
技术领域
[0003]本发明涉及光刻设备和测量掩模版变形。
【背景技术】
[0004]光刻设备是一种将期望的图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(ICs)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成将要在所述IC的单层上形成的电路图案。这种图案可以被转移到衬底(例如娃晶片)上的目标部分(例如包括部分管芯、一个或若干个管芯)上。通常，图案转移是通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)的层上。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻的目标部分的网络。已知的光刻设备包括:所谓的步进机，在步进机中通过将整个图案一次曝光到目标部分上来照射每个目标部分；和所谓的扫描机，在扫描机中通过沿给定方向(“扫描”方向)用辐射束扫描图案、同时沿平行于或反向平行于该方向的方向扫描衬底，而照射每个目标部分。还可以通过将图案压印到衬底上而将图案从图案形成装置转移至衬底。
[0005]多种因素可以劣化光刻工具的光学性能。投影光学元件反射镜中的制造误差以及操作期间它们的照射区域中热诱发的变形会产生光学像差，这会使得晶片处的图像质量变差。图像位置误差(变形)也会发生。因为掩模版照射是非远心的，因此(例如由于掩模版的非平坦引起的)掩模版高度的改变也可以在晶片处产生变形。
[0006]通常执行掩模版的变形的间接测量，所述间接测量引起对测试晶片上的被曝光图案的可观察到的改变。这种测量技术花费时间并且不能将由于掩模版变形引起的影响与系统中其他贡献引起的影响分开。还有，这些测量不是在使用掩模版进行曝光期间实时执行的。
[0007]一些用于直接测量掩模版变形的示例系统包括向后衍射干涉测量法、相移散斑干涉测量法以及光学干涉测量法。然而，这些技术中的每一种都仅能够测量平面内变形或平面外变形，而不能两者同时测量。此外，例如向后衍射干涉测量法的技术需要体积巨大的设备，它们不适于用在对许多光刻系统有空间约束的情况下。
【发明内容】
[0008]因此，本发明给出一种系统和方法，以定量的方式直接测量掩模版变形，并且基本上同时地提供平面内和平面外变形测量。
[0009]根据本发明的一方面，提供一种光刻设备，其包括:照射系统，配置成调节辐射束；支撑件，构造成保持图案形成装置，所述图案形成装置能够在辐射束的横截面上将图案赋予辐射束以形成图案化的辐射束，并且图案形成装置包括多个特征；衬底台，构造成保持衬底；和投影系统，配置成将图案化辐射束投影到衬底的目标部分上。光刻设备还包括编码器头，所述编码器头配置成扫描图案形成装置的表面，以确定所述多个特征的、在沿着图案形成装置的长度的第一方向上相对于支撑件的第一位移的第一位移，以及确定所述多个特征的、沿基本上垂直于图案形成装置的表面的第二方向相对于支撑件的第二位移的第二位移，以基于多个特征的被确定的第一位移和第二位移生成图案形成装置的表面的变形图。
[0010]根据本发明的另一方面，提供一种设备，具有支撑件、第一和第二编码器头以及处理装置。支撑件构造成保持物体，其中支撑件和物体每一个包括多个特征。第一编码器头配置成扫描物体的表面并且测量指示在沿物体的长度的第一方向上和在大体垂直于物体的表面的第二方向上的与物体上的多个特征相关的变形的第一参数。第二编码器头配置成测量与支撑件上的多个特征相关的第二参数。处理装置配置成基于所测量的物体上的第一参数和所测量的支撑件上的第二参数生成物体的表面的变形图。
[0011]根据本发明的另一方面，提供一种方法，包括测量指示在沿物体的长度的第一方向上和在大体垂直于物体的表面的第二方向上的与物体的表面上的多个第一特征相关的变形的第一参数；和测量与配置成保持物体的支撑件的表面上的多个第二特征相关的第二参数。所述方法还包括基于测量的第一参数和测量的第二参数生成物体的表面的变形图。
[0012]下文结合附图详细描述本发明的进一步的特征和优点以及多种实施例的结构和操作。应该指出的是，本发明不限于此处描述的具体实施例。在此给出这些实施例仅是为了说明的目的。基于此处包含的教导，本领域技术人员将清楚其他的或附加的实施例。
【附图说明】
[0013]合并于此并且形成说明书的一部分的附图示出本发明，并且与相关描述一起进一步用于解释本发明的原理，使得本领域普通技术人员能够实现和使用本发明:
[0014]图1示出根据本发明的实施例的光刻设备。
[0015]图2示出根据一个实施例的光刻设备内的侧视图，示出掩模版和测量系统。
[0016]图3示出对准表面看到的根据一个实施例的具有测量系统的掩模版的表面的视图。
[0017]图4示出根据一个实施例的基于掩模版变形的水平的估计的信号输出的模型。
[0018]图5示出根据一个实施例的示例方法。
[0019]图6示出根据一个实施例的另一示例方法。
[0020]结合附图，通过下面详细的说明，本发明的特征和优点将变得更加清楚，在附图中相同的附图标记在全文中表示相应的元件。在附图中，相同的附图标记通常表示相同的、功能类似的和/或结构类似的元件。元件第一次出现的附图用相应的附图标记中最左边的数字表示。
【具体实施方式】
[0021]本说明书公开一个或多个实施例，其中并入了本发明的特征。所公开的实施例仅给出本发明的示例。本发明的范围不限于这些公开的实施例。本发明由未决的权利要求来限定。
[0022]所述的实施例和在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可以不必包括所有的特定特征、结构或特性。而且，这些段落不必指的是同一个实施例。此外，当特定特征、结构或特性与实施例结合进行描述时，应该理解，无论是否明确描述，实现将这些特征、结构或特性与其他实施例相结合是在本领域技术人员所知的知识范围内。
[0023]本发明的实施例可以应用到硬件、固件、软件或其任何组合。本发明实施例还可以实现为存储在机器可读介质上的指令，其可以通过一个或更多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括任何用于以机器(例如计算装置)可读形式存储或传送信息的机构。例如，机器可读介质可以包括:只渎存储器(ROM);随机存取存储器(RAM);磁盘存储介质；光学存储介质；闪存装置；传播信号的电、光、声或其他形式(例如，载波、红外信号、数字信号等)，以及其他。此外，这里可以将固件、软件、程序、指令描述成执行特定动作。然而，应该认识到，这些描述仅为了方便，并且这些动作实际上由计算装置、处理器、控制器或其他执行所述固件、软件、程序、指令等的装置来完成。
[0024]然而，在详细描述这些实施例之前，给出本发明的实施例可以应用于其中的示例环境是有利的。
[0025]图1示意性地示出根据本发明一个实施例的包括源收集器模块SO的光刻设备LAP。所述设备包括:照射系统(照射器)IL，配置用于调节辐射束B (例如，EUV辐射)?’支撑结构(例如掩模台)MT，构造用于支撑图案形成装置(例如掩模或掩模版)MA并与配置用于精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连；衬底台(例如晶片台)WT，构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；和投影系统(例如反射式投影系统)PS，所述投影系统PS配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C (例如包括一根或更多根管芯)上。
[0026]所述照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。
[0027]支撑结构支撑，即承载图案形成装置的重量。支撑结构以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置是否保持在真空环境中等其它条件的方式保持图案形成装置。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。此处术语“掩模版”或“掩模”的所有的使用可以被看做与更广义的术语“图案形成装置”同义。
[0028]这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应该注意的是，赋予辐射束的图案可能不与衬底的目标部分上的所需图案精确地相同(例如，如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。
[0029]图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD