專利名稱：用于高數(shù)值孔徑光刻系統(tǒng)的偏振監(jiān)視調(diào)制盤設(shè)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如晶片的半導(dǎo)體基板的制造，更具體而言，涉及用于監(jiān)視在使用用于高數(shù)值孔徑光刻掃描裝置的特別設(shè)計(jì)的偏振監(jiān)視調(diào)制盤(reticle)進(jìn)行投影印刷時(shí)入射在光掩模上的偏振的狀態(tài)的方法。
背景技術(shù)：
公知在典型的光刻工藝中，在晶片上的半導(dǎo)體層之上沉積光敏材料或光致抗蝕劑的薄層。每個(gè)晶片典型地被用于制造許多芯片。在光刻工藝期間，通過(guò)透鏡系統(tǒng)和光刻掩模或調(diào)制盤將諸如紫外光的光照照射到半導(dǎo)體晶片上的芯片區(qū)域。調(diào)制盤具有特定需要的器件或電路圖形，并且通過(guò)該光照在芯片區(qū)域的一部分之上曝光圖形以在芯片上產(chǎn)生曝光區(qū)域和未曝光區(qū)域。然后去除這些曝光或未曝光區(qū)域，蝕刻下面的層以在半導(dǎo)體層中產(chǎn)生所需的圖形。然后進(jìn)一步處理蝕刻后的半導(dǎo)體層，以在該層中產(chǎn)生所需的電路或器件部分。 在晶片的連續(xù)層上重復(fù)該光刻工藝多次，以在晶片上的芯片上限定許多電路要素。在光刻工藝的最后，晶片被切割成完整的半導(dǎo)體芯片。典型地，調(diào)制盤由透明板制成，并且具有器件曝光區(qū)域和不透明區(qū)域。該板通常由玻璃、石英等等制成，并且不透明鉻區(qū)域典型地包括鉻層。器件曝光區(qū)域通常具有方形或矩形形狀，且位于調(diào)制盤的中心。器件曝光區(qū)域包括限定器件圖形的透明部分和不透明部分。 器件曝光區(qū)域中的透明部分允許來(lái)自光源的光照行進(jìn)通過(guò)它們并到達(dá)晶片。另一方面，器件曝光區(qū)域中的不透明區(qū)域阻擋光，光不能達(dá)到晶片。微電子電路制造商不斷地試圖制造具有更小尺寸的特征。這樣的特征的光刻制造典型地使用如圖1所示的步進(jìn)掃描成像工具120以將圖形投影到基板或晶片上的光敏抗蝕劑層上。成像工具的投影光學(xué)系統(tǒng)包括投射輻射124的燈、激光器或其他光源122，該輻射用于通過(guò)聚光透鏡系統(tǒng)1 照射光掩模或調(diào)制盤128。光掩模或調(diào)制盤1 包含將被投影和再現(xiàn)在晶片基板上的圖形，并且通常被取向?yàn)榛旧洗怪庇谕队肮鈱W(xué)系統(tǒng)的光軸124。通過(guò)投影光學(xué)部件134收集穿過(guò)光掩模1 的部分光輻射146，并且通過(guò)輻射146穿過(guò)掩模產(chǎn)生的圖形的空間像136被導(dǎo)引到晶片142上，從而在晶片上產(chǎn)生圖形或圖像140。在步進(jìn)掃描系統(tǒng)中，將光掩模1 和晶片142分別安裝在相對(duì)于固定光學(xué)系統(tǒng)可移動(dòng)的掩模臺(tái)133和基板臺(tái)138上。光學(xué)系統(tǒng)包括孔或狹縫132，通過(guò)該孔或狹縫，允許光傳到調(diào)制盤。通過(guò)沿一維掃描方向130并跨過(guò)轉(zhuǎn)移區(qū)域的整個(gè)一維寬度進(jìn)行掃描，完全曝光調(diào)制盤的需要轉(zhuǎn)移區(qū)域內(nèi)的整個(gè)掩模圖形，從而在晶片抗蝕劑上產(chǎn)生完整的圖形140，例如完整的芯片圖形。隨后重復(fù)掃描過(guò)程，以在晶片142上產(chǎn)生所需數(shù)目的圖形。為了在微電子電路的制造中產(chǎn)生具有更小尺寸的特征，根據(jù)瑞利方程的標(biāo)準(zhǔn)通則，在可用于產(chǎn)生最小線寬(Wmin)的光刻處理中涉及三個(gè)因素，唯象處理分辨率GO、光波長(zhǎng)(λ)和數(shù)值孔徑值(NA)Wmin = Ic1 λ /NA有時(shí)使用稍微不同的Ic1值，其λ和NA與線路和間隔的周期系統(tǒng)的半間距(pitch)相關(guān)。為了能夠在集成電路中使用更精細(xì)的特征，在光刻技術(shù)中已經(jīng)取得了允許更小的 1^值的很多進(jìn)步。在集成電路制造的早期，僅僅大于1的1^值是實(shí)用的，但現(xiàn)在正采用接近0. 3的ki值，并且正在試圖進(jìn)一步減小。這里的困難在于，在這么低的ki值下圖像對(duì)比度下降，使得難以在整個(gè)芯片內(nèi)分布的集成電路特征中實(shí)現(xiàn)尺寸均勻性，而可接受的電路性能通常要求這種尺寸均勻性。在光刻中新工具和方法的發(fā)展導(dǎo)致在諸如晶片的器件上構(gòu)圖的成像特征的分辨率的改善，引起小于50nm的分辨率。這可使用相對(duì)高數(shù)值孔徑(NA)透鏡、低至157nm的波長(zhǎng)、以及諸如相移掩模、非常規(guī)照射和先進(jìn)光致抗蝕劑處理的大量技術(shù)而實(shí)現(xiàn)。關(guān)于NA (數(shù)值孔徑)因素，最近的發(fā)展使曝光工具制造商能夠制造出具有超過(guò)0. 70,0. 75,0. 80或更高的NA值的工具，現(xiàn)在可以得到具有0. 93的NA值的工具。目前利用其中在最有一個(gè)透鏡部件與光致抗蝕劑之間設(shè)置超純水的浸漬成像法還實(shí)現(xiàn)了高于1. 0的NA值。具有更高折射率的液體的將來(lái)使用可實(shí)現(xiàn)高于1. 35的NA值；大概最高為約1. 8。由于現(xiàn)代曝光工具具有這樣高的NA值，必須使用在抗蝕劑內(nèi)具有大傳播角的波，S卩，相對(duì)于抗蝕劑層的表面的法線方向的大傳播角的波。在產(chǎn)生這樣的入射角的高數(shù)值孔徑下，已經(jīng)觀察到，對(duì)于光波的橫磁(TM)偏振， 存在圖像對(duì)比度的重大損失。即使當(dāng)源輻射被設(shè)計(jì)為橫電(TE)偏振以改善特定特征取向的對(duì)比度時(shí)，少量的TM也可能存在。此外，TE與TM光的比率有可能在成像場(chǎng)內(nèi)變化。依賴于NA、特征類型和尺寸、照射配置以及其他成像特性，該變化會(huì)在成像場(chǎng)內(nèi)引起所需圖像的扭曲。利用高NA投影系統(tǒng)，希望提供偏振的或至少部分偏振的照射輻射。這使得通過(guò)使用具有偏振態(tài)的輻射能夠提高晶片級(jí)的圖像形成，該偏振態(tài)最適于特定特征的成像，或者是在各種特征類型和尺寸之中的最佳情況折中。對(duì)于每個(gè)照射光瞳填充(pupil-fill)位置，照射系統(tǒng)的所需的偏振特性典型地被表示為一組斯托克斯參數(shù)。斯托克斯參數(shù)是一種完整地描述光線的時(shí)間平均偏振特性的數(shù)學(xué)手段。該所需的依賴于偏振的光瞳填充功能描述了照射掩模的光錐內(nèi)的每條光線的預(yù)期偏振特性。預(yù)定的目標(biāo)偏振光瞳填充可被存儲(chǔ)為存儲(chǔ)器裝置中的數(shù)據(jù)，并與在掃描過(guò)程中存在的實(shí)際偏振輻射相比較。在美國(guó)專利7，224，458中，本文的發(fā)明人之一研發(fā)了一種監(jiān)視在投影印刷中入射在光掩模上的偏振的狀態(tài)的方法。該方法包括一系列的相移掩模圖形以利用高NA效應(yīng)來(lái)僅僅依賴于一個(gè)入射偏振分量產(chǎn)生信號(hào)。示出了由在光掩模的背面具有針孔陣列的多個(gè)偏振計(jì)構(gòu)成的試驗(yàn)調(diào)制盤設(shè)計(jì)。該技術(shù)能夠?yàn)樘囟ǖ某上窆ぞ弑O(jiān)視任何任意照射系統(tǒng)。對(duì)于所關(guān)注的每個(gè)場(chǎng)位置的每個(gè)光瞳坐標(biāo)，調(diào)制盤包括一組最高為六個(gè)的校準(zhǔn)PSM分析器。這些分析器(也成為監(jiān)視器)能夠計(jì)算斯托克斯參數(shù)并完全表征在高NA投影印刷系統(tǒng)中入射偏振的狀態(tài)。在偏振測(cè)量中，使用一組分析器來(lái)測(cè)量通量(F)、入射光中的一個(gè)偏振分量。 為了說(shuō)明分析器不是由完全偏振元件構(gòu)成的事實(shí)，首先為每組最多六個(gè)的分析器校準(zhǔn)分析器，產(chǎn)生偏振單元度量(metric)的測(cè)量矩陣(W)。通過(guò)解一組線性方程，該校準(zhǔn)數(shù)據(jù)已被用于確定描述來(lái)自任何任意照射的偏振狀態(tài)的所測(cè)量的斯托克斯參數(shù)。在示出特定場(chǎng)位置的調(diào)制盤的前側(cè)和后側(cè)的專利的圖1中示出了所提出的調(diào)制盤設(shè)計(jì)。在每個(gè)針孔位置附近的簇中使用多組偏振計(jì)，其中每個(gè)偏振計(jì)組依賴于其針孔的相對(duì)位置或同樣的所需的ο測(cè)量而具有最多六個(gè)分析器以及四相線性級(jí)數(shù) (progression)的唯一的周期和取向。圖2示出了與如美國(guó)專利7，224，458中的現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)有監(jiān)視器類似的監(jiān)視器。 該監(jiān)視器為TE和TM偏振及其平分線、135° )提供信號(hào)，并使用四相光柵69，該光柵總是取向?yàn)槠叫杏诖貎?nèi)的給定位置處的軸。然而，仍存在對(duì)監(jiān)視高數(shù)值孔徑光刻掃描裝置中的偏振的需求，主題發(fā)明是對(duì)試驗(yàn)調(diào)制盤和在美國(guó)專利7，224，458中公開(kāi)的技術(shù)的改進(jìn)，通過(guò)參考將其公開(kāi)內(nèi)容并入本文中。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題和缺陷，因此本發(fā)明的目的是提供一種用于光刻掃描裝置的偏振監(jiān)視調(diào)制盤。本發(fā)明的另一目的是提供一種利用本發(fā)明的偏振監(jiān)視調(diào)制盤制造半導(dǎo)體晶片的穩(wěn)定和最優(yōu)的方法。在本發(fā)明的另一目的中，提供一種用于光刻掃描的偏振監(jiān)視調(diào)制盤系統(tǒng)，其包括依次用于光刻掃描裝置的兩個(gè)偏振監(jiān)視調(diào)制盤。在本發(fā)明的又一目的中，提供一種使用本發(fā)明的偏振監(jiān)視調(diào)制盤系統(tǒng)制造半導(dǎo)體晶片的穩(wěn)定和最優(yōu)的方法。本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)將由說(shuō)明書而部分明顯和部分顯而易見(jiàn)。在本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)了將對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的上述和其他目的，本發(fā)明在第一方面中旨在一種用于光刻掃描裝置的偏振監(jiān)視調(diào)制盤，包括透明平面基板，其具有正面和背面，在所述正面和背面上都具有不透明層；在所述基板上的針孔-簇組合的X-Y行和列陣列；每個(gè)簇包括位于所述基板的所述正面上的所述不透明層中的多個(gè)偏振計(jì)組的X-Y 陣列，其中每個(gè)簇鄰近在所述基板的所述背面上的所述不透明層中的對(duì)應(yīng)的針孔；每組偏振計(jì)包括在每組內(nèi)的多個(gè)偏振圖監(jiān)視器的X-Y陣列，每個(gè)偏振計(jì)組內(nèi)的每個(gè)監(jiān)視器與所述偏振計(jì)組的中心相距限定的距離，并且每組偏振計(jì)具有記號(hào)，所述記號(hào)標(biāo)識(shí)簇行、簇列、所述偏振計(jì)組的中心相對(duì)于簇中心的X位置以及所述偏振計(jì)組的中心相對(duì)于簇中心的Y位置，當(dāng)來(lái)自光源的照射穿過(guò)所述調(diào)制盤時(shí)，所述監(jiān)視器依賴于照射的偏振而在圖像平面處產(chǎn)生可測(cè)量的輸出信號(hào)。在本發(fā)明的另一方面中，上述偏振監(jiān)視調(diào)制盤被用于利用光刻掃描裝置對(duì)晶片成像的方法中。所述方法包括提供具有光源和至少0. 85的數(shù)值孔徑的光刻掃描系統(tǒng)；提供調(diào)制盤，所述調(diào)制盤包括透明平面基板和在所述基板上的針孔-簇組合的 X-Y行和列陣列，所述透明平面基板具有正面和背面，在所述正面和所述背面上都具有不透明層，每個(gè)簇包括位于所述基板的所述正面上的所述不透明層中的多個(gè)偏振計(jì)組的X-Y陣列，其中每個(gè)簇鄰近在所述基板的所述背面上的所述不透明層中的對(duì)應(yīng)的針孔，每組偏振計(jì)包括在每組內(nèi)的多個(gè)偏振圖監(jiān)視器的X-Y陣列，每個(gè)偏振計(jì)組內(nèi)的每個(gè)監(jiān)視器與所述偏振計(jì)組的中心相距限定的距離，并且每組偏振計(jì)具有記號(hào)，所述記號(hào)標(biāo)識(shí)簇行、簇列、所述偏振計(jì)組的中心相對(duì)于簇中心的X位置以及所述偏振計(jì)組的中心相對(duì)于簇中心的Y位置；使來(lái)自所述光源的照射穿過(guò)所述調(diào)制盤并曝光光致抗蝕劑層，從而所述監(jiān)視器依賴于照射的偏振產(chǎn)生可測(cè)量的輸出信號(hào)；以及測(cè)量所述光致抗蝕劑層中的所產(chǎn)生的圖像，以確定穿過(guò)所述調(diào)制盤的所述照射的偏振度。在本發(fā)明的另一方面中，一種用于光刻掃描裝置的偏振監(jiān)視調(diào)制盤系統(tǒng)包括第一調(diào)制盤，其包括第一透明平面基板，其具有正面和背面，在所述正面和背面上都具有不透明層；在所述第一基板上的針孔-簇組合的X-Y行和列陣列；所述第一基板上的每個(gè)簇包括位于所述第一基板的所述正面上的所述不透明層中的多個(gè)偏振計(jì)組的X-Y陣列，其中每個(gè)簇鄰近在所述第一基板的所述背面上的所述不透明層中的對(duì)應(yīng)的針孔；所述第一基板上的每組偏振計(jì)包括在每組內(nèi)的多個(gè)偏振圖監(jiān)視器的X-Y陣列，每個(gè)偏振計(jì)組內(nèi)的每個(gè)監(jiān)視器與所述偏振計(jì)組的中心相距限定的距離，當(dāng)來(lái)自光源的照射穿過(guò)所述調(diào)制盤時(shí)，所述第一基板上的所述監(jiān)視器依賴于照射的偏振而在圖像平面處產(chǎn)生可測(cè)量的輸出信號(hào)；以及第二調(diào)制盤，其包括第二透明平面基板，其具有正面和背面，在所述正面上具有不透明層；在所述第二基板上的簇的X-Y行和列陣列，其對(duì)應(yīng)于在所述第一基板上的針孔-簇組合；所述第二基板上的每個(gè)簇包括位于所述第二基板的所述正面上的位置記號(hào)的X-Y 陣列，其中每個(gè)簇鄰近所述第一基板上的對(duì)應(yīng)偏振計(jì)組并包括記號(hào)，所述記號(hào)標(biāo)識(shí)簇行、簇列、所述偏振計(jì)組的中心相對(duì)于簇中心的X位置以及所述偏振計(jì)組的中心相對(duì)于簇中心的 Y位置。在本發(fā)明的又一方面中，提供了一種使用上述二調(diào)制盤系統(tǒng)利用光刻掃描裝置對(duì)晶片成像的方法，其中依次掃描兩個(gè)調(diào)制盤以監(jiān)視在掃描成像過(guò)程中使用的光的偏振。所述方法包括提供具有光源和至少0. 85的數(shù)值孔徑的光刻掃描系統(tǒng)；提供第一調(diào)制盤，所述第一調(diào)制盤包括第一透明平面基板和在所述第一基板上的針孔-簇組合的X-Y行和列陣列，所述第一透明平面基板具有正面和背面，在所述兩個(gè)面上具有不透明層，所述第一基板上的每個(gè)簇包括位于所述第一基板的所述正面上的多個(gè)偏振計(jì)組的X-Y陣列，其中每個(gè)簇鄰近在所述第一基板的所述背面上的所述不透明層中的對(duì)應(yīng)的針孔，所述第一基板上的每組偏振計(jì)包括在每組內(nèi)的多個(gè)偏振圖監(jiān)視器的X-Y陣列，每個(gè)偏振計(jì)組內(nèi)的每個(gè)監(jiān)視器與所述偏振計(jì)組的中心相距限定的距離，使來(lái)自光源的照射穿過(guò)所述第一調(diào)制盤并曝光光致抗蝕劑層，從而所述監(jiān)視器依賴于照射的偏振而產(chǎn)生可測(cè)量的輸出信號(hào)；以每個(gè)位置處不同的照射劑量在不同的位置處重復(fù)對(duì)所述光致抗蝕劑層的曝光；提供第二調(diào)制盤，所述第二調(diào)制盤包括第二透明平面基板和在所述第二基板上的對(duì)應(yīng)于所述第一基板上的所述針孔-簇組合的簇的X-Y行和列陣列，所述第一透明平面基板具有正面和背面，在所述正面具有不透明層，所述第二基板上的每個(gè)簇包括位于所述第二基板的所述正面上的位置記號(hào)的X-Y陣列，其中每個(gè)簇鄰近所述第一基板上的對(duì)應(yīng)偏振計(jì)組并包括記號(hào)，所述記號(hào)標(biāo)識(shí)簇行、簇列、所述偏振計(jì)組的中心相對(duì)于簇中心的X位置以及所述偏振計(jì)組的中心相對(duì)于簇中心的Y位置；使來(lái)自所述光源的照射穿過(guò)所述第二調(diào)制盤并在與所述第一調(diào)制盤相同的位置處以每個(gè)位置處相同的照射劑量曝光所述光致抗蝕劑層；在所述光致抗蝕劑上測(cè)量穿過(guò)所述調(diào)制盤的照射的偏振度。在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種在用于光刻掃描裝置的掩模中設(shè)計(jì)相移區(qū)域的方法，包括提供對(duì)掩模的相移區(qū)域的設(shè)計(jì)，所述掩模具有與將穿過(guò)調(diào)制盤投影到光致抗蝕劑層上的光的相移區(qū)域的相對(duì)寬度對(duì)應(yīng)的相對(duì)寬度的鄰近的0°、90°、180°或270°相移區(qū)域，所述相移區(qū)域被所述掩模中的垂直邊界分隔；確定使所述掩模中的所述垂直邊界在90°相差的區(qū)域之間移動(dòng)所需的平均偏置 (bias)距離X，以在所述光致抗蝕劑層上產(chǎn)生所需寬度的相移光；通過(guò)使每個(gè)邊界在相移區(qū)域之間朝向較低相區(qū)域移動(dòng)一距離D而使所述設(shè)計(jì)偏置D = X. (PD/90)其中PD為在所述邊界的任一側(cè)的相移區(qū)域之間的相差；以及產(chǎn)生具有所述相移區(qū)域的所述偏置設(shè)計(jì)的掩模。


具體地在所附權(quán)利要求中闡述相信是新穎的本發(fā)明的特征以及本發(fā)明的要素特性。附圖僅僅用于示例的目的，且未按比例繪制。然而，可以通過(guò)參考以下結(jié)合附圖給出的詳細(xì)說(shuō)明而最好地理解作為組織和操作方法的本發(fā)明本身，其中圖1示出了在現(xiàn)有技術(shù)中使用的典型步進(jìn)掃描成像工具的簡(jiǎn)化圖；圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的偏振計(jì)組；圖3示出了包括分析器和檢測(cè)器的偏振計(jì)；圖4示出了用于軸上監(jiān)視器的樣品抗蝕劑測(cè)量；圖5示出了用于離軸監(jiān)視器的樣品抗蝕劑測(cè)量；圖6示出了試驗(yàn)調(diào)制盤的一部分，其示出了具有在調(diào)制盤的背面上的針孔和包括多個(gè)偏振計(jì)的X-Y陣列的簇的一個(gè)針孔-簇組合的截面視圖，其中每個(gè)組包括多個(gè)偏振圖分析器的X-Y陣列；圖7示出了在X-Y行和列陣列中具有多個(gè)針孔-簇組合的偏振監(jiān)視調(diào)制盤的自頂向下視圖；圖8示出了包括多個(gè)偏振計(jì)組的陣列的單個(gè)簇；圖9A示出了包括多個(gè)偏振圖分析器的X-Y陣列的一個(gè)偏振計(jì)，其包括標(biāo)識(shí)調(diào)制盤中的偏振計(jì)組的位置的記號(hào)；圖9B示出了本發(fā)明的偏振計(jì)組，并與如圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)的偏振計(jì)組相比較；
圖IOA和IOB示出了用于二調(diào)制盤偏振監(jiān)視調(diào)制盤系統(tǒng)的偏振計(jì)組，其中圖IOA 中的偏振計(jì)組示出了具有多個(gè)SEM對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和可選的低劑量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的多個(gè)偏振圖分析器的X-Y陣列，圖IOB示出了對(duì)應(yīng)的第二調(diào)制盤，該第二調(diào)制盤包含標(biāo)識(shí)偏振計(jì)組在調(diào)制盤中的位置的其他記號(hào)；圖IlA示出了為離軸照射設(shè)計(jì)的偏振計(jì)組，該離軸照射具有被并入圖形中以將衍射圖形再次導(dǎo)向光瞳中的4相線性相級(jí)數(shù)；圖IlB示出了以角度φ傾斜的圖6的偏振計(jì)組；圖12示出了偏置掩模特征以說(shuō)明光與透明基板的蝕刻后的區(qū)域的垂直側(cè)壁的電磁相互作用；圖13Α示出了低劑量SEM對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，其由0和180度相區(qū)域構(gòu)成；以及圖1 示出了如何利用4相線性相光柵的疊加來(lái)將圖13A的低劑量SEM對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記調(diào)整用于特定的照射角度。
具體實(shí)施例方式在描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例時(shí)，在本文中將參考附圖中的圖3-13B，其中相似的標(biāo)號(hào)表示本發(fā)明的相似特征。偏振測(cè)量，即對(duì)光的偏振特性的測(cè)量，在許多光學(xué)領(lǐng)域中以各種形式存在。典型的偏振計(jì)由強(qiáng)度檢測(cè)器和分析器構(gòu)成，分析器通常是波片旋光器和起偏器的組合，如圖3所示。通過(guò)以一系列不同的取向定位旋光器和起偏器并記錄允許通過(guò)到達(dá)檢測(cè)器的強(qiáng)度，可以推斷入射光束的偏振特性?？紤]到光學(xué)部件的不完美性，通過(guò)用一組公知的偏振狀態(tài)照射該系統(tǒng)來(lái)典型地需要對(duì)該系統(tǒng)的校準(zhǔn)。測(cè)得的斯托克斯矢量(Sm)描述了偏振并可由在每個(gè)分析器配置處的強(qiáng)度測(cè)量結(jié)果(以矢量F描述)和校準(zhǔn)矩陣(W)確定為Sm = W-1F 式 1如圖3所示，本發(fā)明通過(guò)使用一組無(wú)鉻相移掩模圖形作為分析器并使用光致抗蝕劑作為強(qiáng)度檢測(cè)器而適于該工序。調(diào)制盤圖內(nèi)的顏色代表蝕刻到石英基板中的不同深度以實(shí)現(xiàn)特定的相移。圖4示例出對(duì)于軸上照射而言這些圖形之一如何在抗蝕劑中產(chǎn)生偏振依賴性信號(hào)。圖形將光散射到高角度空間頻率，產(chǎn)生僅僅依賴于偏振的局域狀態(tài)的中心圖像強(qiáng)度。 對(duì)于垂直偏振光，圖4的兩個(gè)正交圖形需要用于抗蝕劑的不同劑量值以在圖像的中心處透光。當(dāng)轉(zhuǎn)換成透光區(qū)(clear field)強(qiáng)度的百分比時(shí)，該透光劑量被視為測(cè)量信號(hào)。如在圖4內(nèi)的圖中，軸上測(cè)量靈敏度為每百分比偏振變化的透光區(qū)的約0.85%。為了監(jiān)視傾斜成像線的偏振，將四相線性光柵并入環(huán)內(nèi)。在圖5中示出了所產(chǎn)生的抗蝕劑圖像和所關(guān)注的典型離軸線(ο =0.8)的測(cè)量靈敏度。雖然這些圖形更難以制造且遭受更強(qiáng)的電磁效應(yīng)，但當(dāng)與軸上監(jiān)視器相比，該信號(hào)僅僅劣化了約35到50%。這些結(jié)果是利用這樣的圖形的結(jié)果，所述圖形被設(shè)計(jì)用于0. 93的數(shù)值孔徑并利用該0. 93的數(shù)值孔徑曝光。通過(guò)更高數(shù)值孔徑工具提供的更大角度空間頻率將產(chǎn)生更強(qiáng)的測(cè)量信號(hào)，但掩模制造變得更難。預(yù)期下一代調(diào)制盤(其數(shù)據(jù)尚不可得)上的圖形將獲得該強(qiáng)度的約1.5倍。首先參考圖6，監(jiān)視調(diào)制盤10的一部分被示出為具有背面12和正面14。所示出的部分具有一個(gè)針孔16和對(duì)應(yīng)的簇20，其中該簇具有多個(gè)偏振計(jì)組18。偏振計(jì)組包括監(jiān)視器，這些監(jiān)視器被設(shè)計(jì)為直接測(cè)量X和Y分量，并且X-Y對(duì)準(zhǔn)參考掩模。依賴于被設(shè)計(jì)為監(jiān)視的對(duì)應(yīng)的簇的數(shù)值孔徑，針孔的尺寸變化。在圖7中，調(diào)制盤被示出為在X-Y陣列中具有行A-Y以及列-1到-12和1到12。 調(diào)制盤10在X-Y陣列中包含多個(gè)針孔16和對(duì)應(yīng)的簇20。在坐標(biāo)(ν，-7)和(Y，8)處示出了示例性的簇20，并在坐標(biāo)(V，-3)(這也將是對(duì)應(yīng)的簇的位置)處示出了針孔16。下面將關(guān)于偏振計(jì)組進(jìn)一步描述對(duì)這些特定的簇和針孔的標(biāo)識(shí)。如上所述，通過(guò)列-12到-1和+1到+12以及行A-Y來(lái)規(guī)定陣列中的每個(gè)簇。此外，通過(guò)其NA、在每個(gè)監(jiān)視器中的環(huán)數(shù)(隊(duì))、電磁偏置(EMFB)、F值、針孔半徑(以μ m為單位)、簇半徑(以μ m為單位)、以及偏振計(jì)類型(TE/TM或X/Y)來(lái)規(guī)定陣列中的每個(gè)簇?，F(xiàn)在參考圖8，簇20被示出為包含若干個(gè)偏振計(jì)組18。下面將進(jìn)一步描述偏振計(jì)組。圖9A和9B示出了用于本發(fā)明的單個(gè)調(diào)制盤實(shí)施例的偏振計(jì)組。偏振計(jì)組18包括Y監(jiān)視器22、1監(jiān)視器對(duì)、45°監(jiān)視器沈和135°監(jiān)視器觀?；蛘?，偏振計(jì)可分別由TE 監(jiān)視器、TM監(jiān)視器、45°監(jiān)視器和135°監(jiān)視器構(gòu)成，如上所述。監(jiān)視器被設(shè)置在每個(gè)偏振計(jì)組內(nèi)的X-Y陣列中。用于每個(gè)偏振計(jì)組陣列的簇的X位置由標(biāo)號(hào)30示出，用于每個(gè)偏振計(jì)組的陣列簇中的Y位置由標(biāo)號(hào)32示出。簇行A被示出為標(biāo)號(hào)34，且簇列被示出為標(biāo)號(hào) 36。為了輔助在典型地為掃描電子顯微鏡(SEM)的計(jì)量工具中對(duì)準(zhǔn)被印刷的晶片，提供SEM 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記38和三PSF低劑量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記40。使用透光區(qū)基準(zhǔn)42來(lái)測(cè)量由照明裝置向該特定偏振計(jì)提供的總強(qiáng)度。該透光區(qū)測(cè)量用于使偏振測(cè)量歸一化并用于計(jì)算斯托克斯參數(shù)。圖IOA和IOB示出了本發(fā)明的二調(diào)制盤系統(tǒng)實(shí)施例，其中第一調(diào)制盤被標(biāo)識(shí)為標(biāo)號(hào)44，第二調(diào)制盤被標(biāo)識(shí)為標(biāo)號(hào)46。在第一調(diào)制盤44(圖10A)中，偏振計(jì)組具有X-Y陣列中的Y監(jiān)視器22、乂監(jiān)視器對(duì)、45°監(jiān)視器沈和135°監(jiān)視器觀?；蛘?，偏振計(jì)組可分別由TE監(jiān)視器、TM監(jiān)視器、45°監(jiān)視器和135°監(jiān)視器的X-Y陣列構(gòu)成，如上所述。SEM對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記38、三PSF低劑量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記40和透光區(qū)基準(zhǔn)42同樣在第一調(diào)制盤44上。第二調(diào)制盤46 (圖10B)包含用于偏振計(jì)組的位置記號(hào)簇行標(biāo)志34、簇列標(biāo)志 36、每個(gè)參數(shù)組陣列中的簇中的X位置標(biāo)志30、每個(gè)參數(shù)組陣列的簇中的Y位置標(biāo)志32。在該調(diào)制盤上還示出了其他SEM對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記38。利用本發(fā)明的二調(diào)制盤系統(tǒng)的測(cè)量包括曝光在晶片上的大劑量矩陣中的圖IOA 所示的第一調(diào)制盤和曝光在相同位置中的圖IOB所示的第二調(diào)制盤，但利用單個(gè)最優(yōu)劑量來(lái)印刷對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。使用SEM來(lái)為所關(guān)注的每個(gè)偏振計(jì)監(jiān)視器確定導(dǎo)致圖形的中心使光致抗蝕劑透光的劑量。這被轉(zhuǎn)換成在偏振計(jì)內(nèi)的透光區(qū)基準(zhǔn)中測(cè)量的局域透光區(qū)強(qiáng)度的百分比。該強(qiáng)度值被視為測(cè)量信號(hào)，其可接著被轉(zhuǎn)換成斯托克斯參數(shù)。在美國(guó)專利7，224，458 中描述了將該測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成斯托克斯參數(shù)的數(shù)學(xué)方法。對(duì)試驗(yàn)調(diào)制盤的校準(zhǔn)很重要，其可以以各種方式實(shí)現(xiàn)。一旦校準(zhǔn)，為每個(gè)偏振計(jì)限定一個(gè)偏振計(jì)測(cè)量矩陣(W)。當(dāng)與該校準(zhǔn)矩陣場(chǎng)結(jié)合時(shí)，將來(lái)的測(cè)量獲得測(cè)量的斯托克斯參數(shù)。雙調(diào)制盤系統(tǒng)特別有用，這是因?yàn)椋?在單調(diào)制盤系統(tǒng)中，由于檢測(cè)所有的偏振類型的信號(hào)所需的大計(jì)量值范圍，通常存在不足以印刷標(biāo)簽和SEM對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的劑量。通過(guò)多個(gè)標(biāo)志來(lái)規(guī)定簇中的每個(gè)偏振計(jì)。X位置標(biāo)志xp 30表明偏振計(jì)組的中心相對(duì)于簇中心的以μ m為單位的位置。Y位置標(biāo)志yp 32表明偏振計(jì)組的中心相對(duì)于簇中心的同樣以μ m為單位的Y位置。簇內(nèi)的偏振計(jì)組的半徑rp也以μ m為單位。在圖IlA和IlB中更詳細(xì)地描述偏振計(jì)組的監(jiān)視器。參考圖11A，額定監(jiān)視器內(nèi)的內(nèi)環(huán)的半徑被標(biāo)記為rin，該監(jiān)視器的半徑被標(biāo)記為rmax。每個(gè)外半環(huán)的以μ m為單位的寬度被標(biāo)記為《$。P是四相線性相級(jí)數(shù)的以μ m為單位的周期。LPG_是在度數(shù)270-180-90-0 中的四相級(jí)數(shù)的取向(其中相蝕刻級(jí)數(shù)總是指向簇的中心)，如圖IlB所示。偏振計(jì)中的每個(gè)監(jiān)視器由以下參數(shù)規(guī)定NAffl(被設(shè)計(jì)用于數(shù)值孔徑，圖形尺度的徑向部分的掩模尺寸為1/NA)凡(分析器中的環(huán)數(shù)。較多的環(huán)在圖像的中心中產(chǎn)生較多的溢出區(qū)，由此產(chǎn)生對(duì)偏振的較大靈敏度。然而，較多的環(huán)還意味著對(duì)背面針孔的布置的較大靈敏度。)C^(用于特定偏振計(jì)的偏振測(cè)量的照射光瞳填充中的目標(biāo)半徑)φ (四相光柵的角度，其對(duì)應(yīng)于偏振計(jì)相對(duì)于簇中心的位置，同樣地，對(duì)應(yīng)于被測(cè)量的坐標(biāo)的光瞳填充中的角度)EMFB (電磁偏置，如下所述)圖形類型(在一個(gè)實(shí)施例中為ΤΕ、ΤΜ、45°或135° ；在另一個(gè)實(shí)施例中為X、Y、 45° 、135° )如在圖IlA中規(guī)定的，監(jiān)視器尺寸為如下
ρ Μλ 4 χ 193 腦F = = —^^ (由于NA而按比例縮放)rin = . 85Frmax = (Nr+0. 35) FWif= 0. 5F

權(quán)利要求
1.一種用于光刻掃描裝置的偏振監(jiān)視調(diào)制盤(10)，包括透明平面基板，其具有正面(14)和背面(12)，在所述背面(1 和正面(14)上都具有不透明層；以及在所述基板上的針孔(16)-簇00)組合的X-Y行和列陣列；其中每個(gè)簇00)包括位于所述基板的所述正面(14)上的所述不透明層中的多個(gè)偏振計(jì)組(18)的X-Y陣列，其中每個(gè)簇OO)鄰近在所述基板的所述背面(1 上的所述不透明層中的對(duì)應(yīng)的針孔(16)；每組偏振計(jì)(1 包括在每組內(nèi)的多個(gè)偏振圖監(jiān)視器的X-Y陣列，每個(gè)偏振計(jì)組內(nèi)的每個(gè)監(jiān)視器與所述偏振計(jì)組的中心相距限定的距離，并且每組偏振計(jì)具有記號(hào)，所述記號(hào)標(biāo)識(shí)簇行、簇列、所述偏振計(jì)組的中心相對(duì)于簇中心的X位置以及所述偏振計(jì)組的中心相對(duì)于簇中心的Y位置；并且當(dāng)來(lái)自光源的照射穿過(guò)所述調(diào)制盤(10)時(shí)，所述監(jiān)視器依賴于照射的偏振而在圖像平面處產(chǎn)生可測(cè)量的輸出信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的調(diào)制盤(10)，其中所述偏振計(jì)組(18)中的一個(gè)或多個(gè)包括X或 Y偏振監(jiān)視器( 或22)，當(dāng)來(lái)自光源的照射穿過(guò)所述調(diào)制盤(10)時(shí)，所述X或Y偏振監(jiān)視器(M或2 依賴于照射的X或Y偏振而在圖像平面處產(chǎn)生可測(cè)量的輸出信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的調(diào)制盤(10)，其中所述調(diào)制盤(10)在所述偏振計(jì)組(18)中的一個(gè)或多個(gè)中包括一個(gè)或多個(gè)SEM對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(38)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的調(diào)制盤(10)，其中所述調(diào)制盤(10)在所述偏振計(jì)組(18)中的一個(gè)或多個(gè)中包括低劑量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(40)，所述低劑量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記00)包括在所述照射的低曝光劑量下可被SEM識(shí)別的圖形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的調(diào)制盤(10)，其中所述調(diào)制盤(10)在所述偏振計(jì)組(18)中的一個(gè)或多個(gè)中包括低劑量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(40)，所述低劑量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記00)包括用于所述照射的軸上和離軸光線的在所述照射的低曝光劑量下可被SEM識(shí)別的圖形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的調(diào)制盤(10)，其中所述調(diào)制盤(10)在所述偏振計(jì)組(18)中的一個(gè)或多個(gè)中包括透光區(qū)0 以測(cè)量穿過(guò)其的所述照射的總強(qiáng)度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的調(diào)制盤(10)，其中所述偏振計(jì)組(18)中的所述監(jiān)視器具有不同的半徑以向穿過(guò)其的所述照射的偏振提供不同程度的靈敏度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的調(diào)制盤(10)，其中所述背面層(1 上的所述針孔(16)的尺寸依賴于對(duì)應(yīng)的簇O0)被設(shè)計(jì)監(jiān)視的數(shù)值孔徑而變化。
9.一種在光刻掃描期間監(jiān)視偏振的方法，包括提供具有光源和至少0. 85的數(shù)值孔徑的光刻掃描系統(tǒng)；提供調(diào)制盤(10)，所述調(diào)制盤(10)包括透明平面基板和在所述基板上的針孔(16)-簇 (20)組合的X-Y行和列陣列，所述透明平面基板具有正面(14)和背面(12)，在所述正面 (14)和所述背面(1 上都具有不透明層，每個(gè)簇O0)包括位于所述基板的所述正面(14) 上的所述不透明層中的多個(gè)偏振計(jì)組(18)的X-Y陣列，其中每個(gè)簇O0)鄰近在所述基板的所述背面(1 上的所述不透明層中的對(duì)應(yīng)的針孔(16)，每組偏振計(jì)(18)包括在每組內(nèi)的多個(gè)偏振圖監(jiān)視器的X-Y陣列，每個(gè)偏振計(jì)組(1 內(nèi)的每個(gè)監(jiān)視器與所述偏振計(jì)組(18) 的中心相距限定的距離，并且每組偏振計(jì)(18)具有記號(hào)，所述記號(hào)標(biāo)識(shí)簇行、簇列、所述偏振計(jì)組的中心相對(duì)于簇中心的X位置以及所述偏振計(jì)組的中心相對(duì)于簇中心的Y位置；使來(lái)自所述光源的照射穿過(guò)所述調(diào)制盤(10)并曝光光致抗蝕劑層，從而所述監(jiān)視器依賴于照射的偏振產(chǎn)生可測(cè)量的輸出信號(hào)；以及測(cè)量所述光致抗蝕劑層中的所產(chǎn)生的圖像，以確定穿過(guò)所述調(diào)制盤的所述照射的偏振度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述偏振計(jì)組(18)包括X或Y偏振監(jiān)視器(M或22) 并在所述光致抗蝕劑層處測(cè)量穿過(guò)所述調(diào)制盤的所述照射的X或Y偏振度。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述偏振計(jì)組(18)中的一個(gè)或多個(gè)包括X或Y偏振監(jiān)視器( 或22)，當(dāng)來(lái)自光源的照射穿過(guò)所述調(diào)制盤(10)時(shí)，所述X或Y偏振監(jiān)視器(M 或2 依賴于照射的X或Y偏振而在圖像平面處產(chǎn)生可測(cè)量的輸出信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述調(diào)制盤(10)在所述偏振計(jì)組(18)中的一個(gè)或多個(gè)中包括一個(gè)或多個(gè)SEM對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(38)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述調(diào)制盤(10)在所述偏振計(jì)組(18)中的一個(gè)或多個(gè)中包括低劑量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(40)，所述低劑量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記00)包括在所述照射的低曝光劑量下可被SEM識(shí)別的圖形。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述調(diào)制盤(10)在所述偏振計(jì)組(18)中的一個(gè)或多個(gè)中包括低劑量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(40)，所述低劑量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記00)包括用于所述照射的軸上和離軸光線的在所述照射的低曝光劑量下可被SEM識(shí)別的圖形。
15.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述調(diào)制盤(10)在所述偏振計(jì)組(18)中的一個(gè)或多個(gè)中包括透光區(qū)0 以測(cè)量穿過(guò)其的所述照射的總強(qiáng)度。
16.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述偏振計(jì)組(18)中的所述監(jiān)視器具有不同的半徑以向穿過(guò)其的所述照射的偏振提供不同程度的靈敏度。
17.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述背面層(12)上的所述針孔(16)的尺寸依賴于對(duì)應(yīng)的簇O0)被設(shè)計(jì)監(jiān)視的數(shù)值孔徑而變化。
18.一種用于光刻掃描裝置的偏振監(jiān)視調(diào)制盤組，包括 第一調(diào)制盤(44)，其包括第一透明平面基板，其具有正面(14)和背面(12)，在所述背面(1 和正面(14)上都具有不透明層；在所述第一基板上的針孔(16)-簇O0)組合的X-Y行和列陣列； 所述第一基板上的每個(gè)簇包括位于所述第一基板的所述正面(14)上的所述不透明層中的多個(gè)偏振計(jì)組(18)的X-Y陣列，其中每個(gè)簇00)鄰近在所述第一基板的所述背面 (12)上的所述不透明層中的對(duì)應(yīng)的針孔(16)；所述第一基板上的每組偏振計(jì)(18)包括在每組內(nèi)的多個(gè)偏振圖監(jiān)視器(22，24J6和 28)的X-Y陣列，每個(gè)偏振計(jì)組內(nèi)的每個(gè)監(jiān)視器與所述偏振計(jì)組的中心相距限定的距離，當(dāng)來(lái)自光源的照射穿過(guò)所述調(diào)制盤時(shí)，所述第一基板上的所述監(jiān)視器(22，24J6和 28)依賴于照射的偏振而在圖像平面處產(chǎn)生可測(cè)量的輸出信號(hào)；以及第二調(diào)制盤(46)，其包括第二透明平面基板，其具有正面(14)和背面(12)，在所述正面(14)上具有不透明層； 在所述第二基板上的簇00)的X-Y行和列陣列，其對(duì)應(yīng)于在所述第一基板上的針孔(16)-簇(20)組合；所述第二基板上的每個(gè)簇00)包括位于所述第二基板的所述正面(14)上的位置記號(hào)的X-Y陣列，其中每個(gè)簇00)鄰近所述第一基板上的對(duì)應(yīng)偏振計(jì)組(18)并包括記號(hào)，所述記號(hào)標(biāo)識(shí)簇行、簇列、所述偏振計(jì)組的中心相對(duì)于簇中心的X位置以及所述偏振計(jì)組的中心相對(duì)于簇中心的Y位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的調(diào)制盤，其中所述偏振計(jì)組(18)中的一個(gè)或多個(gè)包括X或Y偏振監(jiān)視器( 或22)，當(dāng)來(lái)自光源的照射穿過(guò)所述調(diào)制盤時(shí)，所述X或Y偏振監(jiān)視器(M或 22)依賴于照射的X或Y偏振而在圖像平面處產(chǎn)生可測(cè)量的輸出信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的調(diào)制盤，其中所述第一調(diào)制盤G4)和第二調(diào)制盤06)在所述偏振計(jì)組(18)中的一個(gè)或多個(gè)中包括一個(gè)或多個(gè)SEM對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(38)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的調(diào)制盤，其中所述第一調(diào)制盤G4)在所述偏振計(jì)組(18)中的一個(gè)或多個(gè)中包括低劑量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(40)，所述低劑量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記00)包括在所述照射的低曝光劑量下可被SEM識(shí)別的圖形。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的調(diào)制盤，其中所述第一調(diào)制盤G4)在所述偏振計(jì)組(18)中的一個(gè)或多個(gè)中包括低劑量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(40)，所述低劑量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記00)包括用于所述照射的軸上和離軸光線的在所述照射的低曝光劑量下可被SEM識(shí)別的圖形。
23.根據(jù)權(quán)利要求18的調(diào)制盤，其中所述第一調(diào)制盤G4)在所述偏振計(jì)組(18)中的一個(gè)或多個(gè)中包括透光區(qū)0 以測(cè)量穿過(guò)其的所述照射的總強(qiáng)度。
24.根據(jù)權(quán)利要求18的調(diào)制盤，其中所述偏振計(jì)組(18)中的所述監(jiān)視器具有不同的半徑以向穿過(guò)其的所述照射的偏振提供不同程度的靈敏度。
25.根據(jù)權(quán)利要求18的調(diào)制盤，其中所述背面層(1 上的所述針孔(16)的尺寸依賴于對(duì)應(yīng)的簇00)被設(shè)計(jì)監(jiān)視的數(shù)值孔徑而變化。
26.一種在光刻掃描期間監(jiān)視偏振的方法，包括提供具有光源和至少0. 85的數(shù)值孔徑的光刻掃描系統(tǒng)；提供第一調(diào)制盤(44)，所述第一調(diào)制盤04)包括第一透明平面基板和在所述第一基板上的針孔(16)-簇00)組合的X-Y行和列陣列，所述第一透明平面基板具有正面(14) 和背面(12)，在所述正面(14)和背面(1 上都具有不透明層，所述第一基板上的每個(gè)簇 (20)包括位于所述第一基板的所述正面(14)上的多個(gè)偏振計(jì)組(18)的X-Y陣列，其中每個(gè)簇00)鄰近在所述第一基板的所述背面(1 上的所述不透明層中的對(duì)應(yīng)的針孔(16)， 所述第一基板上的每組偏振計(jì)(18)包括在每組內(nèi)的多個(gè)偏振圖監(jiān)視器(22，24，沈和28) 的X-Y陣列，每個(gè)偏振計(jì)組內(nèi)的每個(gè)監(jiān)視器與所述偏振計(jì)組的中心相距限定的距離，使來(lái)自光源的照射穿過(guò)所述第一調(diào)制盤G4)并曝光光致抗蝕劑層，從而所述監(jiān)視器依賴于照射的偏振而產(chǎn)生可測(cè)量的輸出信號(hào)；以每個(gè)位置處不同的照射劑量在不同的位置處重復(fù)對(duì)所述光致抗蝕劑層的曝光；提供第二調(diào)制盤(46)，所述第二調(diào)制盤包括第二透明平面基板和在所述第二基板上的對(duì)應(yīng)于所述第一基板上的所述針孔(16)-簇00)組合的簇00)的X-Y行和列陣列，所述第二透明平面基板具有正面(14)和背面(12)，在所述正面(14)上具有不透明層，所述第二基板上的每個(gè)簇00)包括位于所述第二基板的所述正面(14)上的位置記號(hào)的X-Y陣列，其中每個(gè)簇00)鄰近所述第一基板上的對(duì)應(yīng)偏振計(jì)組(18)并包括記號(hào)，所述記號(hào)標(biāo)識(shí)簇行、簇列、所述偏振計(jì)組的中心相對(duì)于簇中心的X位置以及所述偏振計(jì)組的中心相對(duì)于簇中心的Y位置；使來(lái)自所述光源的照射穿過(guò)所述第二調(diào)制盤G6)并在與所述第一調(diào)制盤G4)相同的位置處以每個(gè)位置處相同的照射劑量曝光所述光致抗蝕劑層；在所述光致抗蝕劑上測(cè)量穿過(guò)所述調(diào)制盤的照射的偏振度。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈的方法，其中所述偏振計(jì)組(18)中的一個(gè)或多個(gè)包括X或Y偏振監(jiān)視器( 或22)，當(dāng)來(lái)自光源的照射穿過(guò)所述調(diào)制盤時(shí)，所述X或Y偏振監(jiān)視器(M或 22)依賴于照射的X或Y偏振而在圖像平面處產(chǎn)生可測(cè)量的輸出信號(hào)。
28.根據(jù)權(quán)利要求沈的方法，其中所述第一調(diào)制盤G4)和第二調(diào)制盤06)在所述偏振計(jì)組(18)中的一個(gè)或多個(gè)中包括一個(gè)或多個(gè)SEM對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(38)。
29.根據(jù)權(quán)利要求沈的方法，其中所述第一調(diào)制盤G4)在所述偏振計(jì)組(18)中的一個(gè)或多個(gè)中包括低劑量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(40)，所述低劑量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記00)包括在所述照射的低曝光劑量下可被SEM識(shí)別的圖形。
30.根據(jù)權(quán)利要求沈的方法，其中所述第一調(diào)制盤G4)在所述偏振計(jì)組(18)中的一個(gè)或多個(gè)中包括低劑量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(40)，所述低劑量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記00)包括用于所述照射的軸上和離軸光線的在所述照射的低曝光劑量下可被SEM識(shí)別的圖形。
31.根據(jù)權(quán)利要求沈的方法，其中所述第一調(diào)制盤G4)在所述偏振計(jì)組(18)中的一個(gè)或多個(gè)中包括透光區(qū)0 以測(cè)量穿過(guò)其的所述照射的總強(qiáng)度。
32.根據(jù)權(quán)利要求沈的方法，其中所述偏振計(jì)組(18)中的所述監(jiān)視器具有不同的半徑以向穿過(guò)其的所述照射的偏振提供不同程度的靈敏度。
33.根據(jù)權(quán)利要求沈的方法，其中所述背面層(12)上的所述針孔(16)的尺寸依賴于對(duì)應(yīng)的簇00)被設(shè)計(jì)監(jiān)視的數(shù)值孔徑而變化。
34.一種在用于光刻掃描裝置的掩模中設(shè)計(jì)相移區(qū)域的方法，包括提供對(duì)掩模的相移區(qū)域的設(shè)計(jì)，所述掩模具有與將穿過(guò)調(diào)制盤投影到光致抗蝕劑層上的光的相移區(qū)域的相對(duì)寬度對(duì)應(yīng)的相對(duì)寬度的鄰近的0°、90°、180°或270°相移區(qū)域， 所述相移區(qū)域被所述掩模中的垂直邊界分隔；確定使所述掩模中的所述垂直邊界在90°相差的區(qū)域之間移動(dòng)所需的平均偏置距離 X，以在所述光致抗蝕劑層上產(chǎn)生所需寬度的相移光；通過(guò)使每個(gè)邊界在相移區(qū)域之間朝向較低相區(qū)域移動(dòng)一距離D而使所述設(shè)計(jì)偏置D = X· (PD/90)其中PD為在所述邊界的任一側(cè)的相移區(qū)域之間的相差；以及產(chǎn)生具有所述相移區(qū)域的所述偏置的設(shè)計(jì)的掩模。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中所述相移區(qū)域包括線性相級(jí)數(shù)。
36.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中所述掩模具有多個(gè)鄰近的0°、90°、180°和270° 相移區(qū)域，并且其中所述平均偏置距離基于用于所有相移區(qū)域的最優(yōu)偏置。
全文摘要
本發(fā)明涉及諸如晶片的半導(dǎo)體基板的制造，并涉及用于監(jiān)視在使用用于高數(shù)值孔徑光刻掃描裝置的特別設(shè)計(jì)的偏振監(jiān)視調(diào)制盤進(jìn)行投影印刷時(shí)入射在光掩模上的偏振的狀態(tài)的方法。調(diào)制盤跨過(guò)狹縫測(cè)量25個(gè)位置并被設(shè)計(jì)用于大于0.85的數(shù)值孔徑。監(jiān)視器提供大的偏振依賴性信號(hào)，該信號(hào)對(duì)偏振更敏感。還提供使用兩個(gè)調(diào)制盤的雙曝光方法，其中第一調(diào)制盤(44)包含偏振監(jiān)視器(22，24)、透光區(qū)基準(zhǔn)區(qū)域(42)和低劑量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(40)。第二調(diào)制盤(46)包含標(biāo)準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(38)和標(biāo)簽。對(duì)于單曝光方法，使用三PSF低劑量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(40)。調(diào)制盤還提供電磁偏置，其中依賴于邊緣的蝕刻深度而使每個(gè)邊緣偏置。
文檔編號(hào)G01J4/00GK102326059SQ201080008167
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2010年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月19日
發(fā)明者G·R·麥金太爾, T·A·布倫納 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司