控制紫外光的焦點的方法、控制器及其形成集成電路的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域大體涉及數(shù)種控制來自光刻成像系統(tǒng)的紫外(UV)光的焦點的方法，利用該方法形成集成電路的裝置，以及經(jīng)程式化成可控制紫外光的焦點的控制器。更特別的是，本發(fā)明涉及利用測試圖案以調(diào)整來自光刻成像系統(tǒng)的紫外光的焦點的方法、裝置及控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]焦點控制為光刻技術(shù)的重要考量，以確保在半導(dǎo)體元件形成正確的圖案。焦點控制大體涉及焦點監(jiān)視以提供反饋供調(diào)整來自光刻成像系統(tǒng)的紫外光在半導(dǎo)體元件上的焦點。該光刻成像系統(tǒng)大體包括光源、集光器(collector，也習(xí)稱聚光透鏡系統(tǒng))、光刻掩膜(lithography mask，也習(xí)稱標(biāo)線片，reticle)、及物鏡(也習(xí)稱成像或縮影透鏡)。在涉及有極小刻度的受照圖案的光刻技術(shù)中，例如極紫外線(EUV)光刻術(shù)，焦點控制通常具有挑戰(zhàn)性。焦點控制主要受制于圖案的關(guān)鍵尺寸和圖案化期間所用的阻劑膜(resist film)的厚度，而且EUV光刻術(shù)的焦點控制及覆蓋限度(overlay budget)也大體相依。隨著圖案關(guān)鍵尺寸及層厚減少，焦點控制也必須變得更加精確及準(zhǔn)確。另外，EUV光刻術(shù)大體涉及以偏離法線的入射角(off-normal incidence angle)照射光刻掩膜。由于該偏離法線的入射角，來自光刻成像系統(tǒng)的紫外光的最佳焦點會隨著印制圖案的大小及間距和圖案在曝光范圍(exposure field)內(nèi)的位置而改變。因此，最佳焦點在曝光范圍中可變。
[0003]習(xí)知的焦點監(jiān)視技術(shù)大體利用稱作散射量測(scatterometry)的度量技術(shù)，藉此偵睡角度在光阻劑圖案內(nèi)測量到的變化可相關(guān)于用來形成圖案的紫外光的焦點。不過，習(xí)知散射量測技術(shù)對于光阻劑的厚度及薄膜性質(zhì)有敏感性。特別是，隨著光阻劑的層厚減少，散射量測的焦點監(jiān)視變得比較沒效，因為測量側(cè)壁角度變得更加困難。
[0004]相移焦點監(jiān)視為另一習(xí)知技術(shù)，其利用相位光柵結(jié)構(gòu)(phase gratingstructure)以監(jiān)視用來形成圖案的光線的焦點。相位光柵結(jié)構(gòu)為光罩，它大體包含方格中有方格的圖案(box-1n-box pattern)，其包含一內(nèi)嵌方格結(jié)構(gòu)與一外嵌方格結(jié)構(gòu)。利用相位光柵結(jié)構(gòu)，紫外光的焦點的偏移在形成于光阻劑中的所得內(nèi)、外方格圖案中顯現(xiàn)為相等及相反的偏移。不過，相移焦點監(jiān)視對于EUV光刻術(shù)并未提供適當(dāng)?shù)拿舾卸榷译y以實現(xiàn)，因為在制造時必須滿足嚴(yán)格的要求。
[0005]因此，期望提供一種監(jiān)視來自光刻成像系統(tǒng)的紫外光的焦點的改良方法，特別是光刻技術(shù)，例如EUV光刻術(shù)，其中，該改良方法提供適當(dāng)?shù)慕裹c變化敏感度以及該改良方法不依賴光阻劑在光刻期間的厚度。此外，由以下結(jié)合附圖及【背景技術(shù)】的詳細說明及權(quán)利要求書可明白本發(fā)明的其他合意特征及特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]提供用于控制由光刻成像系統(tǒng)產(chǎn)生的紫外光的焦點的方法及控制器，以及利用其形成集成電路的裝置。在一具體實施例中，用于控制由光刻成像系統(tǒng)產(chǎn)生的紫外光的焦點的方法包括提供有一阻劑膜設(shè)置于其上的一晶圓(wafer)。該阻劑膜的圖案化通過用紫外光以偏離法線(off-normal)入射角照射光刻掩膜，其中，具有以第一間距形成的第一測試圖案以及以不同于該第一間距的第二間距形成的第二測試圖案。使用一測量設(shè)備測量該第一測試圖案及該第二測試圖案的無遠心性誘發(fā)偏移(non-telecentricity inducedshift)以產(chǎn)生相對偏移資料。該紫外光的焦點的調(diào)整基于比較該相對偏移資料與該第一測試圖案及該第二測試圖案的無遠心性誘發(fā)偏移間以焦點誤差為函數(shù)的預(yù)定相關(guān)性。
[0007]在另一具體實施例中，用于形成集成電路的裝置包括一光刻成像系統(tǒng)、一控制器、以及一測量設(shè)備。該光刻成像系統(tǒng)經(jīng)配置成通過以一偏離法線的入射角照射一光刻掩膜可圖案化一晶圓上的一阻劑膜。該控制器經(jīng)程式化成可控制由該光刻成像系統(tǒng)產(chǎn)生的紫外光的焦點。該控制器用指令程式化成使用由該光刻成像系統(tǒng)產(chǎn)生的紫外光通過以該偏離法線的入射角照射該光刻掩膜而圖案化在該晶圓上的該阻劑膜使其具有以第一間距形成的第一測試圖案以及以不同于該第一間距的第二間距形成的第二測試圖案，分析從測量該第一測試圖案及該第二測試圖案的無遠心性誘發(fā)偏移得到的相對偏移資料，以及基于比較該相對偏移資料與該第一測試圖案及該第二測試圖案的無遠心性誘發(fā)偏移間以焦點誤差為函數(shù)的一預(yù)定相關(guān)性來調(diào)整該紫外光的焦點。該測量設(shè)備經(jīng)配置成可測量該第一測試圖案及該第二測試圖案的該無遠心性誘發(fā)偏移以產(chǎn)生該相對偏移資料。
[0008]在另一具體實施例中，控制器經(jīng)程式化成可控制由光刻成像系統(tǒng)產(chǎn)生的紫外光的焦點。該控制器用指令程式化成使用由該光刻成像系統(tǒng)產(chǎn)生的該紫外光通過以偏離法線的入射角照射光刻掩膜可圖案化晶圓上的阻劑膜使其具有以第一間距形成的第一測試圖案與以不同于該第一間距的第二間距形成的第二測試圖案，分析從測量該第一測試圖案及該第二測試圖案的無遠心性誘發(fā)偏移得到的相對偏移資料，以及基于比較該相對偏移資料與該第一測試圖案及該第二測試圖案的無遠心性誘發(fā)偏移間以焦點誤差為函數(shù)的預(yù)定相關(guān)性來調(diào)整該紫外光的焦點。
【附圖說明】
[0009]將結(jié)合以下附圖描述各種具體實施例，其中，類似元件用相同的元件符號表示，且其中:
[0010]圖1根據(jù)一具體實施例圖示用于形成集成電路的裝置；
[0011]圖2根據(jù)一具體實施例示意圖示第一測試圖案與第二測試圖案；
[0012]圖3的曲線圖根據(jù)一具體實施例圖示在以不同間距形成的兩個不同測試圖案內(nèi)的圖案偏移與焦點誤差的相關(guān)性；
[0013]圖4根據(jù)一替代具體實施例示意圖示第一測試圖案與第二測試圖案；
[0014]圖5根據(jù)另一替代具體實施例示意圖示第一測試圖案與第二測試圖案；以及
[0015]圖6根據(jù)另一替代具體實施例示意圖示第一測試圖案與第二測試圖案。
[0016]符號說明
[0017]10 裝置12 光源
[0018]14 晶圓16 紫外光
[0019]18 光刻成像系統(tǒng)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吸收劑膜32圖案
[0023]34控制器36第一測試圖案
[0024]38第二測試圖案40測量設(shè)備
[0025]42第一測量值44第二測量值
[0026]136第一測試圖案138第二測試圖案
[0027]142測量值144測量值
[0028]146參考特征236第一測試圖案
[0029]238第二測試圖案242測量值
[0030]244測量值336第一測試圖案
[0031]338第二測試圖案342測量值
[0032]344參考圖案346測量值
[0033]348第一區(qū)域350第二區(qū)域。
【具體實施方式】
[0034]以下的實施方式在本質(zhì)上只是用來示范說明而不是用來限制本發(fā)明或本發(fā)明的應(yīng)用及用途。此外，希望不受前面“【背景技術(shù)】”或以下“實施方式”論及的理論約束。
[0035]在此提供控制由光刻成像系統(tǒng)產(chǎn)生的紫外(UV)光的焦點的方法、利用該方法形成集成電路的裝置、以及經(jīng)程式化成可控制紫外光的焦點的控制器。監(jiān)視該紫外光的焦點的方法特別適合用于涉及有極小刻度的受照圖案的光刻技術(shù)，例如以偏離法線的入射角照射光刻掩膜的極紫外線(EUV)光刻術(shù)，以及該等方法提供適當(dāng)?shù)慕裹c變化敏感度而且并不依賴于光刻期間所用的光阻劑的厚度。特別是，無遠心性在許多光刻技術(shù)中為影響印刷效能的已知現(xiàn)象，特別是以偏離法線的入射角照射光刻掩膜的光刻技術(shù)。無遠心性現(xiàn)象是在紫外光由光刻掩膜的斜向照射引起以及來自光刻掩膜的不同垂直位置的離軸反射光而失焦時發(fā)生。無遠心性現(xiàn)象導(dǎo)致晶圓上的圖案化特征相對于彼等的目標(biāo)尺寸有達數(shù)納米的偏移及偏差。圖案化特征中的偏移可稱為無遠心性誘發(fā)偏移。根據(jù)描述于本文的方法、裝置及控制器，測量有不同間距的第一測試圖案及第二測試圖案的無遠心性誘發(fā)偏移，以及此測量值用來比較第一測試圖案與第二測試圖案的無遠心性誘發(fā)偏移間以焦點誤差為函數(shù)的預(yù)定相關(guān)性。由于無遠心性偏移隨著有不同間距的印制圖案而有所不同，第一測試圖案與第二測試圖案的無遠心性誘發(fā)偏移差異可用來提供焦點誤差的直接相關(guān)性?；诮o定第一測試圖案與第二測試圖案的無遠心性誘發(fā)偏移的預(yù)定相關(guān)性，可判定在集成電路制造期間形成在晶圓上的第一測試圖案及第二測試圖案的焦點誤差，藉此允許既方便又準(zhǔn)確地判定產(chǎn)品晶圓(