專利名稱：：使用散射測量的光刻測量的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種光刻設備和一種預測由光刻設備成像的特征的臨界尺寸的方法。
背景技術：
：優先權信息本申請要求享受于2005年2月25日申請的美國臨時性專利申請第60/455,907號的優先權和/或權益，這里引用其全部內容參考。光刻設備是將希望的圖形施加到基板的目標部分上的機器。光刻設備能用于例如集成電路(IC)的制造中。在這種情況下，可選擇地稱作掩模或光刻版(reticle)的圖形化裝置可用于產生對應于IC的一個單獨層的電路圖形，該圖形可以成像在具有輻射敏感材料(抗蝕劑)層的基板(如硅晶片)的目標部分上(例如包括一個或者多個芯片)。一般地，單個基板將包含相鄰目標部分的整個網格，相鄰目標部分被依次曝光。公知的光刻設備包括所謂的步進器(stepper)，其中通過將全部掩模圖形一次曝光在目標部分上而輻射每一目標部分；和所謂的掃描器(scanner)，其中通在給定的方向(“掃描”方向)上由投影射束掃描圖形、并同時沿與該方向平行或者反平行的方向同步掃描基板來輻射每一目標部分。光刻中的新型設備和方法的發展已經使得在基板上圖形化的成像特征(如線及接觸孔或通孔)的分辨率的提高，可能得到小于50nm的分辨率。例如，這可以應用數值孔徑(NA)相對高的投影系統(大于0.75NA)，193nm或更小的波長，以及如相移掩模、非常規照明和改進的光致抗蝕劑工藝的許多技術來實現。但是，某些小特征，如接觸孔，特別難制造。亞波長分辨率的制造工藝的成功將依賴于印制低調制圖像的能力或將圖像調制增大到能產生可接受的光刻成品率的水平的能力。一般地，工業上已經使用瑞利準則來估算工藝的臨界尺寸(CD)和焦深(DOF)性能。用以下公式可以給出CD和DOF的數值CD＝k1(λ/NA)，(1)和DOF＝k2(λ/NA2)，(2)其中λ是照射輻射的波長，k1和k2是具體的光刻工藝的常數，而NA是數值孔徑。提供洞察在分辨極限處的光刻困難的輔助數值包括曝光寬容度(exposurelatitude，EL)、密集孤立偏差(DenseIsolatedBias，DIB)、和掩模誤差增強系數(MEEF)。曝光寬容度描述了印制的圖像的臨界尺寸(CD)在容許限度內的百分比劑量范圍。例如，曝光寬容度可以定義為對印制線寬度造成10％變化的曝光劑量的變化。曝光寬容度是光刻中印制特征時可靠性的度量。它與DOF一起用于確定工藝窗口，即，使最終抗蝕劑輪廓保持在預定規格內的焦點和曝光的區域。密集孤立偏差(也稱為孤立—密集偏差)是相似特征之間的尺寸差異的度量，這取決于圖形密度。MEEF描述圖形化裝置CD誤差如何轉換成基板CD誤差。其它可以納入考慮的成像因素包括節距。節距是兩個特征(例如接觸孔)之間的距離。在相干照明的簡化近似中，光刻系統的分辨率也可以作為可分解為波長和數值孔徑NA的函數的光柵的最小半節距的形式來引用。尤其由于曝光和焦點的變化，由光刻工藝顯影的圖形連續地被監測或測量，以確定圖形的尺寸是否在容許范圍內，或者限定CD均勻度(CDU)。圖形特征的監測及其尺寸的測量(度量)一般是使用掃描電子顯微鏡(SEM)或者光學裝置來進行的。常規SEM度量具有很高的分辨能力，能分辨0.1微米量級的特征。不過，SEM度量實施起來較昂貴，操作上相對慢，而且難以自動化。隨著器件尺寸的縮小，CD的測量變得越來越有挑戰性。隨著器件尺寸變小，器件的CD的誤差容限也在減小，因此，需要更加緊密的工藝窗口。因此，需要一種能容許用戶將CD度量擴展到下一代器件制造的方法。
發明內容根據本發明的一個方面，提供一種光刻設備。該光刻設備包括照明器，用于調節輻射束；以及支撐裝置，用于保持圖形化裝置。圖形化裝置用于根據希望的圖形圖形化輻射束。該光刻設備還包括基板臺，配置成保持基板；以及投影系統，用于將圖形化的輻射束投射到基板的目標部分以在基板上形成圖形化的圖像。該光刻設備還包括傳感器，構造并設置成截取輻射束的一部分，并測量通過圖形化裝置的至少一部分的輻射束的透射。根據本發明的另一方面，提供一種使用模型來預測由光刻設備成像的特征的臨界尺寸的方法。該方法包括將包括光瞳測量、投影系統像差、輻射劑量曲線(profile)、焦點曲線(profile)或者前述這些的任意組合在內的數據參數的輸入模型中；輸入與臨界尺寸度量相關的圖形化裝置信息數據；并輸入與臨界尺寸度量相關的工藝信息數據。該方法還包括，通過使用Bossung曲線、圖形化裝置誤差系數、或者這兩者的多個模擬和/或測量數據，將輸入數據轉換成基板臨界尺寸均勻度數據。根據本發明的另一方面，提供一種用模型來預測由光刻設備成像的特征的臨界尺寸的方法。該方法包括將包括光瞳數值、投影系統像差、輻射劑量曲線、焦點曲線或者前述這些的任意組合在內的數據參數輸入模型，并執行點傳感器啟動的圖形化裝置測量，以獲得與臨界尺寸相關的圖形化裝置信息數據。該方法還包括，將圖形化裝置信息數據輸入模型，并將與臨界尺寸度量相關的工藝信息數據輸入模型。該方法也包括，通過使用Bossung曲線、圖形化裝置誤差系數、或者這兩者的多個模擬和/或測量數據，將輸入數據轉換成基板臨界尺寸均勻度數據。盡管本文中具體參考在IC制造中使用的光刻設備，但應當理解到這里描述的光刻設備可具有其他應用，如集成光學系統、磁疇存儲器的引導和檢測圖形、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等的制造。本領域技術人員將理解到在這種可選擇應用的描述中，術語“晶片”或“芯片”的任何使用可認為是分別與更常用的術語“基板”或“目標部分”同義。可在曝光之前或之后，例如用涂膠機(track)(通常給基板涂覆抗蝕劑層并顯影曝光后的抗蝕劑的工具)、度量和/或檢查工具處理這里所述的基板。在可應用的情況下，這里公開的內容可用于這種或其他基板處理工具。此外，例如為了制造多層IC，基板可進行多次處理，從而這里使用的術語基板還指已經包含多個已處理的層的基板。這里使用的術語“輻射”和“射束”包含所有類型的電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如具有365、248、193、157或126nm的波長)和極紫外(EUV)輻射(例如具有5-20nm范圍的波長)，以及粒子束，如離子束或者電子束。這里使用的術語“圖形化裝置”應廣義地解釋為能夠給輻射束的截面賦予圖形從而在基板的目標部分上形成圖形的任何裝置。應當注意，賦予射束的圖形可能不完全與基板的目標部分上的希望圖形相對應。一般地，賦予射束的圖形會與形成在目標部分中的部件的具體功能層相對應，如集成電路。圖形化裝置可以是透射的或反射的。圖形化裝置的例子包括掩模、可編程反射鏡陣列和可編程LCD面板。掩模在光刻中是很公知的，其包括如二進制型、交替相移型、和衰減相移型的掩模類型，以及各種混合掩模類型。可編程反射鏡陣列的例子使用了小反射鏡的矩陣排列，每一個小反射鏡都能單獨傾斜，從而在不同方向上反射入射的輻射束；以這種方法，將反射的射束圖形化。支撐結構保持圖形化裝置的方式取決于圖形化裝置的取向、光刻設備的設計和諸如構圖設備是否放置在真空環境中的其它條件。該支架能使用機械夾持、真空或其他夾持技術，例如真空條件下的靜電夾持。例如對于投影系統而言，支撐結構可以是例如根據需要可以固定或移動并且可確保圖形化裝置處在所希望的位置處的框架或平臺。這里術語“光刻版”或“掩模”的任何使用都可以認為與更常用的術語“圖形化裝置”同義。這里使用的術語“投影系統”應該廣義地解釋為包括例如適于曝光輻射使用的、或其它因素(如浸液或真空)使用的各種類型的投影系統，包括折射光學系統、反射光學系統和反射折射光學系統。這里術語“投影透鏡”的任何使用被認為與更常用的術語“投影系統”同義。照明系統也包括各種類型的光學元件，包括折射、反射和折射反射光學元件，用于引導、整形或控制輻射束，在下面統一或單獨地將這種元件稱為“透鏡”。該光刻設備可以是具有兩個(雙級)或多個基板臺(和/或兩個或更多個支撐結構)的類型。在這種“多級”機器中，可以并行使用附加平臺，或者可以在在一個或多個平臺上進行準備步驟，而一個或者多個其它平臺用于曝光。光刻設備還可以是這種類型，其中基板表面浸入具有較高折射率的液體(例如水)中，以充滿投影系統的末級元件與基板之間的空間。浸液還可以應用于光刻設備的其它空間，例如在圖形化裝置和投影系統的第一元件之間。浸入技術在本領域公知地用于增加投影系統的數值孔徑。這里所述的方法可以作為軟件、硬件或其結合而執行。在一個實施例中，提供一種包括程序代碼的計算機程序，當在計算機系統上執行時，命令計算機系統執行這里所述的任何或全部方法。通過以下結合附圖對本發明示例性的實例作的詳細描述，本發明的這些及其它方面會變得更加清楚和更易理解，在這些附圖中圖1示意性地表示根據本發明實施例的光刻投影設備；圖2A表示根據本發明實施例的使用模型來預測由光刻設備成像的特征的臨界尺寸的方法的流程圖；圖2B表示臨界尺寸均勻度質量鑒定試驗的曝光布局的例子；圖3表示根據本發明實施例的由模擬得到的臨界尺寸與測量出的臨界尺寸的比較；圖4表示在較低的K1值和較小的特征尺寸下增加的圖形化裝置誤差系數的趨勢的模擬實例；圖5表示對臨界尺寸預算的不同貢獻的分布；圖6A-D表示根據本發明實施例的使用散射測量的測量方法的概述；圖7A-C表示65nm密集線的散射測量中間CD與CD-SEM測量之間的相關性的例子；圖8A和8B表示分別在60nm散射測量光柵模塊和65nm散射測量光柵模塊內的圖形化臨界尺寸均勻度的例子；圖9A示意性地表示在標準80μm光柵模塊內的60μm直徑散射測量點；圖9B示意性地表示在標準80μm光柵模塊內的120μm點傳感器直徑；圖9C示意性地表示在120μm尺寸模塊內的120μm點傳感器直徑；圖10A-C表示具有不同線/間隔比的各種線圖形；圖11A-11G表示對于圖形化裝置的水平和垂直密集線光柵、孤立線光柵和空白區域的示例性全場圖形化裝置透射測量的各種圖示；圖12A-D表示對于不同圖形化裝置類型，以65nm節距設置的65nm的線的圖形的零級和第一衍射級(正和負)的模擬幅度；圖13表示作為圖形化裝置的相位和透射的函數的零級透射的模擬圖像強度；圖14A-B分別表示65nm密集線跨隙(圖14A)和跨場(acrossfield)點對點(圖14B)的示例性SERUM-SEM光刻版CD相關性；圖15表示根據本發明實施例的用于圖形化裝置誤差校正的校正了照明均勻度且標準化了的透射指紋的例子；圖16A表示在基于光刻版SEM和SERUM二者的REC之前和之后的65nm密集線的CDU跨隙的例子；以及圖16B表示REC和光刻版CD度量改進之后的跨場的CD預算。具體實施例方式圖1示意性地描述了依照本發明的一個特定實施例的光刻設備。該設備包括照明系統(照明器)IL，適于調節輻射束PB(例如UV輻射)；支撐結構(例如掩模臺)MT，構造成保持圖形化裝置(例如掩模)MA，并與構造成將該圖形化裝置相對于物件PL精確定位的第一定位裝置PM連接；基板臺(如晶片臺)WT，其配置成保持基板(如涂覆抗蝕劑的晶片)W，并與配置成將該基板相對于物件PL精確定位的第二定位裝置PW連接；和投影系統(如折射投影透鏡)PL，其適于將由圖形化裝置MA賦予射束PB的圖形成像到基板W的目標部分C(例如包括一個或多個芯片)上。該光刻設備也包括配置成測量圖形化裝置的透射的工作中曝光系統度量傳感器或點傳感器SS。如這里指出的，該裝置是透射型的(例如采用透射掩模)。或者，該裝置可以是反射型的(如使用上述類型的可編程反射鏡陣列)。照明器IL從輻射源SO接收輻射束。例如當輻射源是受激準分子激光器時，輻射源和光刻設備可以是分離的實體。在這種情形中，不認為輻射源形成光刻設備的一部分，并且輻射束借助射束傳送系統BD從輻射源SO傳播到照明器IL，所述射束傳送系統BD例如包括適合的導向反射鏡和/或擴束器。在其他情形中，例如當輻射源是汞燈時，輻射源可以是光刻設備的構成部分。輻射源SO和照明器IL，如果需要的話加上射束傳送系統BD一起稱作輻射系統。照明器IL包括調節裝置AM，用于調整射束的角強度分布。一般地，至少能夠調節照明器光瞳平面內強度分布的外部和/或內部徑向程度(通常分別稱為σ-外和σ-內)。此外，照明器IL一般還包括各種其他組件，如積分器IN和聚光器CO。照明器提供一種經調整處理的在其橫截面具有預期的均勻性和強度分布的輻射束，稱為投影射束PB。輻射束PB入射到保持在支撐結構MT上的圖形化裝置MA上。穿過圖形化裝置MA后，投影射束PB穿過投影系統PL，該投影系統PL將射束聚焦到基板W的目標部分C上。借助于在第二定位裝置PW和位置傳感器IF(如干涉儀裝置)，基板臺WT可以精確地移動，例如以便在射束PB的光路中定位不同的目標部分C。類似的，例如在從掩模庫中機械取出掩模后或在掃描期間，可以使用第一定位裝置PM和另一位置傳感器(圖1中未明確示出)將掩模MA相對射束PB的光路進行精確定位。一般地，借助于構成定位部件PM和PW中的一個或兩個的一部分的長沖程模塊(粗略定位)和短沖程模塊(精確定位)，可以實現支撐結構MT和基板臺WT的移動。可是，在步進器中(與掃描器相反)，支撐結構MT可以只與短沖程致動器連接，或者固定。可使用圖形化裝置對準標記M1、M2和基板對準標記P1、P2，對準圖形化裝置MA和基板W。所述的設備可以按照下列優選模式使用1.在步進模式中，支撐結構MT和基板臺WT基本保持不動，同時將賦予給投影射束的整個圖形一次投射到目標部分C上(即單次靜態曝光)。然后基板臺WT沿X和/或Y方向移動，以使不同的目標部分C曝光。在步進模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單次靜態曝光中成像的目標部分C的尺寸；2.在掃描模式中，同步掃描支撐結構MT和基板臺WT，同時將賦予給投影束的圖形投射到目標部分C上(即單次動態曝光)。由投射系統PL的(縮小)放大率和圖像反轉特性來確定基板臺WT相對于支撐結構MT的速度和方向。在掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單次動態曝光中目標部分的寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動的長度確定了目標部分的高度(在掃描方向上)。3.在其他模式中，保持著可編程圖形化裝置的支撐結構MT基本上保持不動，并且在移動或掃描基板臺WT的同時將賦予給投影束的圖形投射到目標部分C上。在該模式中，一般使用脈沖輻射源，并在基板臺WT的每次移動之后或在掃描過程中連續的輻射脈沖之間按要求更新可編程圖形化裝置。該操作模式很容易應用于利用可編程圖形化裝置(例如如上述類型的可編程反射鏡陣列)的無掩模光刻中。也可以使用上述使用模式的組合和/或變形或者使用完全不同的使用模式。標準CDU系統質量鑒定試驗使用“全基板CDU”曝光布局。進行CD測量，并且在模擬之后獲得“跨場”和“跨基板”CDU值。例如，在直線圖形的情況下，進行CD測量并計算跨場線寬變化和跨基板線寬變化成分。為了從曝光系統分離出CD的影響，確定圖形化裝置和工藝、圖形化裝置(光刻版)誤差校正(REC)和工藝誤差校正(PEC)。在確定REC和PEC之后，獲得CDU系統質量鑒定試驗的最終結果。本發明人已經開發出了CDU模型，以便能進行CD預算和預測。圖2A表示根據本發明實施例的應用模型來預測由光刻設備成像的特征的臨界尺寸的方法的流程圖。模型的輸入基于曝光系統子元件數據，諸如測量出的光瞳、透鏡像差、和/或劑量及焦點曲線和分布(見框201)。另外，也輸入與CD度量、工藝和圖形化裝置相關的信息(見202和203框)。例如，圖形化裝置信息可以包括圖形化裝置中的圖形(如垂直和/或水平線，或孔)的特征的幾何信息。通過使用多個模擬或測量的Bossung曲線和掩模(圖形化裝置)誤差系數(MEF)，將輸入值轉換成全基板CDU數據(見框204)。后續分析與實驗獲得的數據集合相同。圖2B表示根據本發明實施例的對193nm的輻射波長及0.93的數值孔徑NA進行的CDU質量鑒定試驗的曝光布局的例子。圖3表示根據本發明實施例的對于80nm孤立線的由模擬得到的CD與測量出的CD的比較。圖3表示在80nm孤立線的情況下，跨過狹縫所測量和預測的CD的良好相關性。在圖3中，“MeasH”是指對水平線測量出的CD，“Meas.V”是指對垂直線測量出的CD，“Pred.H”是指用模擬預測的水平線的CD，“Pred.V”是指用模擬預測的垂直線的CD。模擬與實驗得出的CDU值之間的良好的匹配表明該模型是用于預測CDU模擬和分析的有效手段。因此，CD預算能用該模型來建立，并能用于推動系統子元件要求和成像改進。上述CDU預測模型對于具有低MEF的特征(如孤立的線)來說是成功的。但是，這種模型對于具有高MEF的特征(如接觸孔或密集的線)是不夠的。因為圖形化裝置CD的殘余的水平相對較高，所以圖形化裝置成分開始支配基板CD預算。因而，可能需要對圖形化裝置CD度量進行改進，以便使圖形化裝置與曝光系統CD的貢獻分開。有兩種導致更高MEF的趨勢第一種是驅動到更小的節距——對更小的節距來說不管k1是否相同MEF都會增加。第二種是驅動到更低的k1成像——例如，從k1＝0.35到0.31，MEF增大約40％。為了闡明MEF的作用，圖4表示使用環形照明和6％衰減相移掩模(PSM)時，對于兩個k1值(031和0.35)，隨k1值的減小(其可以與半節距值的減小相關聯)和特征尺寸的減小，MEF增大的趨勢的例子。例如，在MEF為5和圖形化裝置CD控制為6.5nm(4x)的3σ的情況下，得到的的晶片CD均勻度是等于8.1nm的3σ，其高于DRAM的國際半導體技術藍圖(InternationalTechnologyRoadmapforSemiconductors)(ITRS)的要求。圖5表示對CD預算的不同影響的分布圖。圖5表示圖形化裝置(光刻版)成分支配65nm密集線(即使進行了REC之后)的跨場預算。希望在進行了REC和PEC之后，得到的CDU結果中只有30％來自非曝光系統影響因素。但是，如圖5所示，很清楚，對于用65nm密集線所作的當前測試并不是這樣的。在一個實施例中，為了對線進行CDU系統質量鑒定試驗，進行了實驗，其中使用具有0.94/0.74的σ的環形照明和6％的衰減PSM，以0.93的NA的步進—掃描曝光系統，來印制65nm的密集線。沉積在基板上的抗蝕劑層包括堆疊的38nm厚的1C5DBARCTM(AZElectronicMaterial)、150nm厚的TOK-6111TM光致抗蝕劑(日本的TokyoOhkaKogyo)和52nm厚的AQUATARTM(AZElectronicMaterial)。用NanometricsCorporation的NANOMETRICS8300散射儀進行基板上的CD測量。在本發明的實施例中，在0.93的NA的步進一掃描曝光系統的情況下，選擇散射測量以用于進行線/間隔的CDU系統質量鑒定試驗。散射測量可容許快速測量、無CD負載、且無破壞性。而且，散射測量能延伸到40nm以下的CD測量。使用CD-SEM，可建立圖形化裝置上的圖形與基板上的圖形之間的直接關系。在散射測量的情況下，在基板上測量許多線的平均值，且該測量與圖形化裝置測量匹配到nm。在散射測量中，一束寬波段光601(在一個實施例中有效的光點直徑是65μm)射向圖形化在基板603上的光柵結構602，然后由分光計收集從光柵散射的光604。(參見圖6A)。作為波長和偏振器605的方向&TE或TM的函數，來測量反射系數。(參見圖6A-C)。將信號(TE或TM)繪制成作為波長的函數的曲線(圖6D)，并通過“庫”轉換成線輪廓。該庫包含與抗蝕劑特性相關的信息。然后，調整幾何參數以擬合測量的TE曲線(圖6D)。除了CD信息以外，散射光的光譜包含有關側壁角和組成膜厚度的信息。在本發明的實施例中，使用NANOMETRICS8300TM為晶片CD測量獲得總測試可再現性(TTR)。對于中間CD定義，65nm密集線的TTR是1.0nm(3σ)，65nm孤立線(1:6)的TTR是0.5nm(3σ)，最終40nm半密集(1:3)線的TTR是0.5nm(3σ)。由于TTR更好，與CD-SEM的相互關系更好且對工藝噪音的敏感性更低，因此選擇中間CD的定義勝過最高CD和最低CD的定義。為了提供CDU系統質量鑒定，使65nm線的散射測量基板CD測量與常規的CD-SEM測量相關聯。關聯數據表明，CD散射測量的測量與常規的CD-SEM測量相匹配。圖7A-C表示65nm密集線的散射測量中間CD與CD-SEM測量之間的相關性。圖7A表示用CD-SEM獲得的Bossung曲線(不同曝光能量(mJ/cm2)下的CD與焦點關系曲線)。圖7B表示用散射測量獲得的Bossung曲線。圖7C表示在最佳焦點處的相互關系。如同能從圖7A-B中看出的那樣，獲得了散射測量的中間CD的更加光滑的Bossung曲線。而且，圖7C表示，對于65nm密集線，在散射測量中間CD與CD-SEM測量之間獲得了良好線性相關性，斜率為1.0±0.1。圖形化裝置上的CD變化有可能會妨礙現有技術的掃描器的CDU系統質量鑒定。即使在運用了REC之后，圖形化裝置對CDU的影響也保持高水平。目前的REC過程包括圖形化裝置CD的LWM或SEM測量，確定圖形化裝置上的CD誤差如何轉換成抗蝕劑CD誤差(即，MEF掩模誤差系數)，以及將該影響從測量的抗蝕劑CD分布中除去。LWM是一種由LEICAMicrosystems開發的、包括深紫外(DUV)光學顯微鏡的用于基板的自動測量的度量工具。用LWM進行的CD測量具有等于4nm(4x)的3σ的可再現性。因此，如果，例如MEF是4，則對于“理想的”曝光系統最小的所期望的基板CDU是為4nm的3σ。AppliedMaterials的圖形化裝置CD-SEM的可再現性更好，3σ為1nm(4x)。對于散射測量光柵測量情況下的LWM和CD-SEM兩者來說，應當測量光柵內的多個位置。在65nm的CD-SEM散射測量光柵測量中，結果已經表明，光柵內CDU是總光刻版CDU的大約70％，并由隨機效應所支配。對于光刻版誤差校正(REC)，使用光柵內的9個光刻版CD測量，具體位置取決于散射儀光點直徑。圖8A表示90nm散射測量光柵模塊內的圖形化CD均勻度，而圖8B表示65nm散射測量光柵模塊內的圖形化CD均勻度。一個對于散射儀光柵的圖形化裝置CD質量鑒定的需求促使用于圖形化裝置(光刻版)測量的本方法。該方法稱為SERUM(SpotsensorEnabledReticleUniformityMeasurement，點傳感器啟動的圖形化裝置測量)。該方法使用工作中(即，在光刻設備中)的曝光系統度量傳感器(點傳感器SS)，來測量轉換成光刻版CD的透射。在本發明的實施例中，跨場圖形化裝置的透射可由位于基板臺上的點傳感器SS測量。當測量同一光柵(故意地)的透射(散布在圖形化裝置上)時，透射值可轉換成圖形化裝置CD指紋。該指紋然后能用于光刻版(圖形化裝置)誤差校正(REC)。在本發明的實施例中，能在圖形化裝置上不安裝的保護性薄膜的情況下，進行圖形化裝置CD測量。或者，也可在其上具有保護性薄膜的情況進行測量。為了能排除照明均勻度(以及非均勻圖形化裝置空白透射)的影響，通過圖形化裝置的空白區域進行基準均勻度測量。使用SERUM方法的一個益處是對于跨越光刻版的兩個方向，91個點的測量(包括標準化測量)花費少于大約兩分鐘的時間。而且，點傳感器可重復性是0.1％(3σ)，轉化為小于0.1nm(3σ，4x)的理論圖形化裝置CD測量可重復性。參照圖9A，該圖表示標準80μm光柵模塊中的60μm直徑散射儀點。現在參照圖9B，點傳感器直徑大約是120μm，其大于散射儀點及標準光柵模塊。在一個實施例中，為了適應SERUM工藝，用包括120μm尺寸模塊在內的各種尺寸的散射測量光柵模塊來制造圖形化裝置(圖9C)。在一個實施例中，為了排除第一和更高衍射級的影響，以只有第零衍射級能到達基板臺上的點傳感器的亞分辨率NA/照明模式進行SERUM測量。結果，相同線/間隔的透射是0.25；由于幾何結構的影響，密集光柵擋住了一半的光。而且，與適中的透鏡NA＝0.60和248nm波長結合的小光柵節距(160nm)導致只有第零衍射級到達點傳感器，這又是光的一半。占空度的任何變化都會轉化成基板水平的不同第零級透射。如果圖形化裝置CD增大，透射就降低，反之亦然。應用這種概念，測量出的跨過圖形化裝置的透射變化能轉換成圖形化裝置指紋。圖10A-C表示對于二進制80nmL/S圖形化裝置，作為圖形化裝置CD的函數的圖像密度(第零級透射)。在圖10A中，圖形的線/間隔尺寸大約是280/360nm，且透射大約是31％。在圖10B中，圖形的線/間隔尺寸大約是320/32nm，且透射大約是25％。在圖10C中，圖形的線/間隔尺寸大約是360/280nm，且透射大約是19％。在本發明的實施例中，使用波長為248nm的輻射束和為0.75的曝光系統的數值孔徑，用80nmL/S二進制掩模(圖形化裝置)進行第一SERUM測量。在這種情況下，k1值等于0.24。用這些數值，SERUM是可能的，因為它基于第零級光透射測量。在該實施例中使用標準尺寸光柵(見圖9B)。圖11A-11G表示對于水平和垂直密集線光柵、孤立線光柵和空白區域的全場圖形化裝置透射測量的各個圖示。透射值作為點傳感器(SS)/能量傳感器(ES)比給出。即，沒有圖形化裝置的透射為1。上面的行包括所測量出的水平和垂直密集光柵、水平孤立線光柵和空白區域的全場光刻版(圖形化裝置)透射。這些值作為SS/ES的比給出。下面的行包括除以空白透射和標準化之后的全場透射指紋。圖11E-11G表示相對透射(Tcorr)。例如，水平密集線的計算由下式給出。TcorrHdense=(THdense/TBlankmean(THdense/TBlank)-1)*100]]>兩個結果需要更詳細的解釋說明，因為這些結果受許多問題影響。第一個問題是所測量出的密集光柵的透射約為0.50。由于幾何結構的影響，密集光柵擋住一半的光。而且，與0.60的適中透鏡NA相結合的小光柵節距(160nm)，導致只有第零衍射級能到點傳感器(這又是光的一半)。最終結果是0.25的有效透射，而不是測量出的0.50。這種差異的原因表示在圖9B中，該圖表示了相對于光柵的區域被點傳感器所覆蓋的區域。如圖9B所示，大部分光通過空白的周圍到達了點傳感器。另外需要提出的一點，是水平和垂直密集線的平均透射之間的差異。這最可能歸因于點傳感器關于可處于10μm量級內的光刻版光柵的誤定位。結果，本發明人確定由于這些實驗缺陷，如果根本沒有缺陷的話，REC可能更低效。但是，實驗仍然表明SERUM的可行性。本發明人已經確定，能夠考慮到這些缺陷，并相應地調整測量。例如，可以調整點傳感器的定位，或者使落在光柵區域外部的點傳感器的區域變暗，以消除可能到達點傳感器的額外的光。另外，可以校正點傳感器關于光柵的誤定位，例如，通過精確調整點傳感器相對于光柵區域的位置。或者，可以使用更大的光柵，如圖9C所示。在另一實施例中，與相移掩模結合進行SERUM測量。對于相移掩模來說，SERUM第零級透射的測量不僅取決于掩模CD，而且取決于相位和掩模透射。參照圖12A-D，這些圖表示對于以65nm節距設置(以下稱作“65nmL/S”)的65nm線的圖形，以及193nm輻射波長和約0.93的數值孔徑的第零和第一衍射級(正和負)的幅度。給出了對于二進制掩模(圖12A)、6％衰減相移掩模(圖12B)、20％相移掩模(圖12C)和交替式相移掩模(圖12D)的結果。如同能從圖12A-D看出的那樣，相移掩模的整體掩模透射高于二進制掩模(見第一衍射級)，但用SERUM測出的第零級透射較低，因為更多光移動到第一和更高的級。如果在適中NA下進行SERUM測量，則投影透鏡捕獲不到第一衍射級，只會測量到第零級透射。對于具有100％透射的衰減相移掩模和具有180度相位的交替式相移掩模來說，SERUM第零級透射測量有望接近于零，因為全部光移動到第一和更高的級。在非光化學波長對相移掩模的SERUM測量是可能的，但掩模相位和透射都依賴于波長。例如，具有72nmMoSi吸收器的193nm專用的6％衰減PSM在248nm波長處具有大約27％的透射和大約130度的相位。通過將光化學和非光化學波長SERUM測量結合起來，可以確定相移掩模的相位。只有后者對相位敏感。利用模擬敏感性或MEF模型的SERUM測量，可以取出圖形化裝置(光刻版)成分，生成相位信息。而且，在本發明的實施例中，可以原位地進行衰減相移掩模的相位測量。圖13表示作為圖形化裝置的相位和透射的函數的第零級透射的圖像強度。如同能從圖13看出的那樣，在0％掩模透射處，二進制掩模的圖像強度大約是0.25。當使用180度的相移掩模時，圖像強度對掩模透射減小，因為更多的光移動到第一級。對于具有大約6％的掩模透射和180度的相位的6％衰減PSM來說，圖像強度大約是0.14。對于248nm波長處的193nm專用的6％衰減PSM的SERUM測量來說，希望圖像強度大約是0.15。表1表示具有65nmL/S的6％的衰減相移掩模，SERUM靈敏度和掩模上的典型范圍。表1因為掩模透射的變化低，這可被忽略。但是，掩模上的相位變化在非光化學波長測量下是顯著的。2.7°相位范圍導致等于4.2nm光刻版CD變化的0.6％圖像強度。在一個實施例中，使用具有0.75的NA的投影系統，用具有248nm的波長的輻射進行SERUM測量。在該實施例中，使用6％的衰減PSM(193nm)，并測量65nmL/S散射測量光柵。248nm處的透射變成20％而不是6％，且248nm處的相位變成140°而不是180°，這導致對光刻版CD靈敏度的較大影響。另一方面，透射和相位的變化可被忽略，因為它們小而且具有低靈敏度。用SEM和SERUM得到的圖形化裝置CD測量是相關聯的。對于80nm二進制掩模/圖形化裝置，用SEM和SERUM得到的圖形化裝置CD測量之間具有良好的相關性。另外，對于65nmL/S的衰減相移掩模，將用SEM得到的80μm模塊(見圖9A)的圖形化裝置CD測量與用SERUM得到的80和120μm模塊(見圖9B-C)的圖形化裝置CD測量進行比較。圖14A-B分別表示對于65nm密集線跨隙(acrossslit)(圖14A)與跨場點對點(圖14B)的SERUM-SEM光刻版CD相關性。如同能從圖14A-B看出的那樣，65nm垂直密集線的80μm模塊圖形化裝置CDSEM測量與SERUM120μm模塊測量之間存在良好的相關性。該圖表示在小的偏移與靈敏度校正之后，跨隙的圖形化裝置CD指紋的優良相關性(R2＝0.97，DRMS＝0.2nm)。對于單獨的跨場點，也存在良好的相關性(R2＝0.93，DRMS＝0.4nm)。ΔRMS還包括一些由于相差和不同模塊之間的比較造成的系統差異。采用基于散射測量光柵測量的SEM，REC適于65nm和80nmCDU系統質量鑒定的數據集。為了測試SERUM是否工作良好，測量80nm密集散射測量光柵的圖形化裝置透射，并將其用于校正由使用193nm輻射和具有0.85的NA的投影系統對圖形化裝置獲得的CDU測量結果。表2表示對于垂直和水平線，測量出的CDU以及對SERUM應用REC之后獲得的CDU。在進行REC之后，可看見大的SERUM的CDU的提高，特別是與水平線相關的。但是，如上面所討論過的，目前實驗受到許多問題的影響，例如點傳感器的直徑大于光柵區域、點傳感器相對于光柵未對準。如上面所討論過的，可以考慮這些問題并對其進行校正，因而能改善結果。表2校正了照明均勻度并標準化的透射指紋用于REC，如圖15所示。圖15表示密集線的Tcorr(由空白測量按照a％進行校正的圖形化裝置透射)(第一列)以及水平密集光柵(第一行)和垂直密集光柵(第二行)的測得CD指紋CDraw(第二列)。在最后一列中的曲線圖表示Tcorr與CDraw之間的相關性。這種擬合的殘余在第三列的曲線圖中被直觀化，即，運用REC之后的CD指紋。下面的行表示當用水平密集光柵的Tcorr對垂直密集光柵的測得CD指紋進行校正時，垂直密集線的CD指紋與水平密集光柵的透射測量(最后一列)和殘余之間的相關性。令人驚訝地，這導致了甚至更低的CDU值。這最可能是因為測量缺陷造成的。與圖15相對應的相關性結果總結在表3中。在該評估中，沒有進行孤立線的校正。<tablesid="table3"num="003"><tablewidth="817">REC光柵標準化HdenseVdense斜率[nm/％]R23σ[nm]斜率[nm/％]R23σ[nm]----8.12--8.75H&V密集，分別地H密集空白區域空白區域-3.770.843.25-3.68-3.88560.775.804.18</table></tables>表3不用CD數據就能估算斜率CD晶片/I。例如，這可以通過計算由于圖形化裝置CD變化造成的基板水平上的強度改變來進行(第一步)。這可以用空間像模擬器來進行，例如Puptool。由于點傳感器直徑(＝120μm)大于光柵尺寸(80×80μm2)，見圖8B，只有部分測量出的信號歸因于穿過光柵的透射。考慮到點傳感器的區域和光柵的區域以及幾何的和衍射的影響，在晶片水平所測量出的強度的24.6％可歸因于光柵透射。最后的兩步是經由實驗MEF將圖形化裝置CD轉換成晶片CD，并取代其。表4該斜率數可與表3的相比較。不同之處最可能是由前面討論過的測量的缺陷造成的。使用兩個圖形化裝置CD數據集(用CD-SEM得到的那些以及用SERUM得到的那些)對REC之后的65nm和80nm密集線的跨場CDU進行比較。在一個實施例中，使用6％衰減相移掩模、約0.93的數值孔徑和環形照明，將基于REC的SERUM應用于65nm密集線的CDU數據集。表5表示在基于REC的SERUM之前和之后的65nm密集線的跨隙CDU結果。在表5中，CDUH對應于水平線的CDU，而CDUV對應于垂直線的CDU。表5如表5所示，基于REC的SERUM導致更小的CDU跨隙和水平-垂直偏差(HV偏差)。圖16A表示基于光刻版SEM和SERUM兩者的REC之前和之后的65nm密集線的CDU跨隙。圖16B表示在REC和光刻版CD度量改進之后的跨場CD預算。如同從SEM和SERUM的光刻版CD隙的良好相關性中所希望的那樣，REC之后的晶片CD隙指紋是可比較的。對于這兩種情況來說，在REC之后，典型系統的CDU跨隙從5.1nm(3σ)減小至1.9nm(3σ)。圖16B表示REC和光刻版CD度量改進之后，使用環形照明的密集線的65nm跨場CD預算。如同能從圖16B看出的那樣，光刻版剩余成分不再支配CDU系統質量鑒定試驗。這里討論的方法使用散射測量提供65nm線/間隔的CDU系統質量鑒定。SERUM是對于散射測量光刻版CD測量提供優良可再現性和快速分析的有前途的新技術。CDU預測模型成功地應用于65nmCD預算分析。由于散射測量和SERUM而造成的提高的測量可重復性，對于65nm密集線，非曝光工具CD影響因素可減少到小于整個跨場CD預算的30％。由于本領域普通技術人員會容易地想到多種改進和變形，因而不希望將本發明限定在這里所述的具體結構和操作中。例如，雖然以諸如某種輻射波長這樣的某些參數、以投影系統的某些條件和/或以某些圖形化裝置進行SERUM測量，但必須理解，SERUM測量不限于這些實施例，而是可以用任何選定的參數進行。而且，像用于光刻技術中的相關設備和工藝一樣，本發明的工藝、方法和設備本質上趨于復雜，并通常根據經驗確定操作參數的適當數值或通過執行計算機模擬而進行最佳地實行，以達到對于特定應用的最佳設計。因此，應當認為，所有適當的修改和等同物都應當落入本發明的精神和范疇中。權利要求1.一種使用模型來預測由光刻設備成像的特征的臨界尺寸的方法，包括將包括光瞳測量、投影系統像差、輻射劑量曲線、焦點曲線或者前述這些的任意組合在內的數據參數輸入模型；輸入與臨界尺寸度量相關的圖形化裝置信息數據；輸入與臨界尺寸度量相關的工藝信息數據；以及通過使用Bossung曲線、圖形化裝置誤差系數或者這兩者的多個模擬和/或測量的數據，將所述輸入數據轉換成基板臨界尺寸均勻度數據。2.如權利要求1所述的方法，其中所述基板臨界尺寸均勻度數據具有與基板測得的臨界尺寸數據良好的相關性。3.如權利要求2所述的方法，其中所述測得的臨界尺寸數據是通過使用散射測量得到的。4.如權利要求5所述的方法，其中所述用散射測量得到的測得的臨界尺寸數據與用掃描電子顯微鏡得到的測得的臨界尺寸數據相關。5.如權利要求1所述的方法，其中輸入圖形化裝置信息數據包括輸入圖形化裝置中的圖形的特征的幾何信息。6.如權利要求5所述的方法，其中所述特征包括垂直線、水平線、或者兩者。7.如權利要求5所述的方法，其中所述特征包括孔。8.如權利要求1所述的方法，還包括用掃描電子顯微鏡進行測量，以得到圖形化裝置信息數據。9.如權利要求1所述的方法，還包括用深紫外線顯微鏡進行測量以獲得圖形化裝置信息數據。10.如權利要求1所述的方法，還包括執行點傳感器啟動的圖形化裝置測量，以獲得圖形化裝置信息數據。11.如權利要求10所述的方法，其中執行點傳感器啟動的圖形化裝置測量包括使用在光刻設備中提供的點傳感器，來測量穿過圖形化裝置的輻射的透射。12.如權利要求10所述的方法，其中執行點傳感器啟動的圖形化裝置測量包括執行穿過圖形化裝置的空白區域的基準均勻度測量。13.如權利要求10所述的方法，其中執行點傳感器啟動的圖形化裝置測量包括使用光刻設備中的輻射束。14.如權利要求10所述的方法，其中所述輻射束具有紫外光譜內的波長。15.如權利要求10所述的方法，其中考慮到所述點傳感器相對于圖形化裝置中的光柵區的位置，對所述點傳感器啟動的圖形化裝置測量進行調整。16.如權利要求10所述的方法，其中考慮到相對于圖形化裝置中的光柵區的區域的所述點傳感器的區域，對所述點傳感器啟動的圖形化裝置測量進行調整。17.如權利要求10所述的方法，其中所述圖形化裝置是二進制掩模和相移掩模之一。18.如權利要求10所述的方法，還包括對點傳感器啟動的圖形化裝置測量應用圖形化裝置誤差校正。19.如權利要求10所述的方法，其中當保護薄膜安裝在所述圖形化裝置上時進行所述測量。20.如權利要求10所述的方法，其中所述圖形化裝置是相移掩模，并用光化學及非光化學波長進行所述測量。21.如權利要求20所述的方法，其中從所述測量獲得相移掩模的相位。22.一種光刻設備，包括照明器，構造成調節輻射束；支撐裝置，構造成保持圖形化裝置，該圖形化裝置配置成根據希望的圖形將輻射束圖形化；基板臺，構造成保持基板；投影系統，構造成將圖形化的輻射束投射到基板的目標部分上以在該基板上形成圖形化的圖像；以及傳感器，構造并設置成截取射束的一部分，并測量穿過所述圖形化裝置的至少一部分的射束的透射。23.如權利要求22所述的設備，其中所述傳感器是設置在所述基板臺附近的點傳感器。24.如權利要求22所述的設備，其中所述傳感器構造成測量穿過圖形化裝置的空白區域的透射，以建立基準均勻度測量。25.如權利要求22所述的設備，還包括計算器，配置成將所述傳感器的透射測量轉換成圖形化裝置的臨界尺寸數據。26.如權利要求25所述的設備，其中所述計算器還配置成通過使用Bossung曲線、圖形化裝置誤差系數或者這兩者的多個模擬和/或測量的數據，將輸入數據轉換成基板臨界尺寸均勻度數據。27.如權利要求26所述的設備，其中所述輸入數據包括光瞳測量、投影系統像差、輻射劑量曲線、焦點曲線、與臨界尺寸度量相關的工藝信息數據、或者前述這些的任意組合。28.如權利要求22所述的設備，其中所述傳感器配置成在保護薄膜安裝在圖形化裝置上時測量射束的透射。29.如權利要求22所述的設備，其中所述圖形化裝置是相移掩模，且所述傳感器配置成使用光化學及非光化學波長測量射束的透射。30.一種用模型來預測由光刻設備成像的特征的臨界尺寸的方法，包括將包括光瞳測量、投影系統像差、輻射劑量曲線、焦點曲線或者前述這些的任意組合在內的數據參數輸入模型；執行點傳感器啟動的圖形化裝置測量，以獲得與臨界尺寸相關的圖形化裝置信息數據；將該圖形化裝置信息數據輸入模型；將與臨界尺寸度量相關的工藝信息數據輸入模型；以及通過使用Bossung曲線和圖形化裝置誤差系數中的至少一個的多個模擬和/或測量數據，將輸入數據轉換成基板臨界尺寸均勻度數據。31.如權利要求30所述的方法，其中執行點傳感器啟動的圖形化裝置測量包括使用在光刻設備中提供的點傳感器，來測量穿過圖形化裝置的輻射的透射。32.如權利要求31所述的方法，其中所述輻射具有紫外光譜內的波長。33.如權利要求30所述的方法，其中考慮所述點傳感器相對于圖形化裝置中的光柵區的位置，對所述點傳感器啟動的圖形化裝置測量進行調整。34.如權利要求30所述的方法，其中考慮相對于圖形化裝置中的光柵區的區域的所述點傳感器的區域，對所述點傳感器的啟動圖形化裝置測量進行調整。35.如權利要求30所述的方法，還包括對所述點傳感器啟動的圖形化裝置測量應用圖形化裝置誤差校正。全文摘要一種光刻設備，包括照明器，用于調節輻射束；以及支撐裝置，用于保持圖形化裝置。圖形化裝置用于根據希望的圖形將輻射束圖形化。該光刻設備還包括基板臺，用于保持基板；以及投影系統，用于將圖形化的輻射束投射到基板的目標部分上以在基板上形成圖形化的圖像。該光刻設備還包括傳感器，用于截取一部分輻射束，并測量穿過圖形化裝置的至少一部分的輻射束的透射。文檔編號H01L21/027GK1854899SQ20061007112公開日2006年11月1日申請日期2006年2月24日優先權日2005年2月25日發明者K·范因根舍洛,M·H·F·詹森,A·G·M·基爾斯,H·范德蘭,P·C·P·瓦洛彭申請人:Asml荷蘭有限公司