類裝置散射測(cè)量疊蓋目標(biāo)的制作方法
【專利說(shuō)明】類裝置散射測(cè)量疊蓋目標(biāo)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)案交叉參考
[0002]本申請(qǐng)案主張以下現(xiàn)有申請(qǐng)案的權(quán)益:(i)由丹尼爾.坎德?tīng)?Daniel Kandel)等人在2012年6月26日提出申請(qǐng)的標(biāo)題為“類裝置散射測(cè)量目標(biāo)(Device-LikeScatterometry Targets) ”的第61/664，453號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案；及(ii)由弗拉基米爾?列文斯基(Vladimir Levinski)等人在2013年3月15日提出申請(qǐng)的標(biāo)題為“類裝置散射測(cè)量疊蓋目標(biāo)(Device-Like Scatterometry Overlay Targets) ”的第 61/792，674 號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案，所述申請(qǐng)案出于所有目的以其全文引用的方式并入本文中。
【背景技術(shù)】
[0003]本發(fā)明一般來(lái)說(shuō)涉及半導(dǎo)體制造過(guò)程中所使用的疊蓋測(cè)量技術(shù)。更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及用于測(cè)量半導(dǎo)體晶片堆疊的不同層或相同層上的不同圖案之間的對(duì)準(zhǔn)誤差的技術(shù)。
[0004]疊蓋測(cè)量通常指定第一經(jīng)圖案化層相對(duì)于安置于其上方或下方的第二經(jīng)圖案化層對(duì)準(zhǔn)的準(zhǔn)確程度或第一圖案相對(duì)于安置于相同層上的第二圖案對(duì)準(zhǔn)的準(zhǔn)確程度。疊蓋誤差通常借助具有形成于工件(例如，半導(dǎo)體晶片)的一或多個(gè)層上的結(jié)構(gòu)的疊蓋目標(biāo)來(lái)確定。所述結(jié)構(gòu)可呈光柵的形式，且這些光柵可為周期性的。如果兩個(gè)層或圖案經(jīng)適當(dāng)?shù)匦纬?，那么一個(gè)層或圖案上的結(jié)構(gòu)相對(duì)于另一層或圖案上的結(jié)構(gòu)往往是對(duì)準(zhǔn)的。如果兩個(gè)層或圖案并非適當(dāng)?shù)匦纬?，那么一個(gè)層或圖案上的結(jié)構(gòu)相對(duì)于另一層或圖案上的結(jié)構(gòu)往往是偏移的或不對(duì)準(zhǔn)的。
[0005]仍然需要改進(jìn)的疊蓋目標(biāo)以及用于測(cè)量及確定疊蓋的技術(shù)及設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]下文呈現(xiàn)本發(fā)明的簡(jiǎn)化
【發(fā)明內(nèi)容】
以便提供對(duì)本發(fā)明的某些實(shí)施例的基本理解。本
【發(fā)明內(nèi)容】
并非本發(fā)明的擴(kuò)展概述且其不識(shí)別本發(fā)明的關(guān)鍵性/決定性元素或描寫(xiě)本發(fā)明的范圍。本
【發(fā)明內(nèi)容】
的唯一目的是以簡(jiǎn)化形式呈現(xiàn)本文中所揭示的一些概念作為稍后呈現(xiàn)的更詳細(xì)說(shuō)明的前序。
[0007]一般來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的某些實(shí)施例包括具有經(jīng)布置以促進(jìn)散射測(cè)量類型檢驗(yàn)過(guò)程的光柵的目標(biāo)。所述光柵可由兩種尺度表征-粗略間距及精細(xì)間距。精細(xì)間距為遵守設(shè)計(jì)規(guī)則的間距，且整個(gè)光柵(包含粗略及精細(xì)光柵)也形成遵守設(shè)計(jì)規(guī)則的光柵，光柵的工作循環(huán)以對(duì)應(yīng)于粗略間距大小的周期性而改變。一個(gè)周期內(nèi)的此改變可為連續(xù)的或離散的。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，揭示一種用于檢測(cè)襯底的兩個(gè)或兩個(gè)以上連續(xù)層之間或襯底的單個(gè)層上的兩個(gè)或兩個(gè)以上單獨(dú)產(chǎn)生的圖案之間的疊蓋誤差的半導(dǎo)體目標(biāo)。所述目標(biāo)包括:至少多個(gè)多個(gè)第一光柵結(jié)構(gòu)，其具有可由檢驗(yàn)工具分辨的粗略間距；及多個(gè)第二光柵結(jié)構(gòu)，其相對(duì)于所述第一光柵結(jié)構(gòu)而定位。所述第二光柵結(jié)構(gòu)具有小于所述粗略間距的精細(xì)間距，且所述第一及第二光柵結(jié)構(gòu)兩者均形成于襯底的兩個(gè)或兩個(gè)以上連續(xù)層中或襯底的單個(gè)層上的兩個(gè)或兩個(gè)以上單獨(dú)產(chǎn)生的圖案之間。所述第一及第二光柵具有全部遵守預(yù)定義設(shè)計(jì)規(guī)則規(guī)格的特征尺寸。
[0009]在特定實(shí)施方案中，所述第二光柵結(jié)構(gòu)布置于每一對(duì)第一光柵結(jié)構(gòu)之間，使得所述第一及第二光柵結(jié)構(gòu)的多個(gè)空間遵守所述預(yù)定義設(shè)計(jì)規(guī)則規(guī)格而所述粗略間距在不具有所述第二光柵結(jié)構(gòu)的情況下將不遵守所述預(yù)定義設(shè)計(jì)規(guī)則規(guī)格。在另一實(shí)施方案中，工作循環(huán)在所述第一與第二光柵結(jié)構(gòu)之間變化。在另一方面中，所述第一及第二光柵結(jié)構(gòu)具有多個(gè)不同臨界尺寸(CD)值。在又一方面中，所述第一光柵結(jié)構(gòu)具有針對(duì)線寬度及間隔寬度的第一組CD值，且所述第二光柵結(jié)構(gòu)具有針對(duì)線寬度及間隔寬度的第二組CD值。所述第二組⑶值不同于所述第一組⑶值。在再一方面中，所述第一組⑶值跨越所述粗略間距的循環(huán)而變化。
[0010]在另一實(shí)施例中，所述第一及第二光柵結(jié)構(gòu)為形成于襯底的兩個(gè)或兩個(gè)以上連續(xù)層中或襯底的單個(gè)層上的兩個(gè)或兩個(gè)以上單獨(dú)產(chǎn)生的圖案之間的多個(gè)孔，且此些孔具有變化的多個(gè)CD值。在另一實(shí)施例中，選擇所述粗略間距以增強(qiáng)來(lái)自所述第一及第二光柵的I級(jí)衍射，同時(shí)使其它衍射級(jí)最小化。在又一方面中，所述第一及第二光柵兩者均形成于第一層及不同于所述第一層的第二層中，且所述第一及第二組CD值包括經(jīng)選擇以均衡在散射測(cè)量檢驗(yàn)過(guò)程期間從所述第一及第二層兩者中的所述第一及第二光柵所測(cè)量的信號(hào)的振幅的⑶值子組。
[0011]在另一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種制造半導(dǎo)體目標(biāo)的方法，所述半導(dǎo)體目標(biāo)用于檢測(cè)襯底的兩個(gè)或兩個(gè)以上連續(xù)層之間或襯底的單個(gè)層上的兩個(gè)或兩個(gè)以上單獨(dú)產(chǎn)生的圖案之間的疊蓋誤差。所述方法包含形成上文所描述的目標(biāo)中的一或多者。
[0012]在另一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)襯底的兩個(gè)或兩個(gè)以上連續(xù)層之間或襯底的單個(gè)層上的兩個(gè)或兩個(gè)以上單獨(dú)產(chǎn)生的圖案之間的疊蓋誤差的設(shè)備。所述設(shè)備包括用于從疊蓋目標(biāo)獲得散射測(cè)量信號(hào)的至少一散射測(cè)量模塊，所述疊蓋目標(biāo)具有:多個(gè)第一光柵結(jié)構(gòu)，其具有可由檢驗(yàn)設(shè)備分辨的粗略間距；及多個(gè)第二光柵結(jié)構(gòu)，其相對(duì)于所述第一光柵結(jié)構(gòu)而定位，其中所述第二光柵結(jié)構(gòu)具有小于所述粗略間距的精細(xì)間距，其中所述第一及第二光柵結(jié)構(gòu)兩者均形成于襯底的兩個(gè)或兩個(gè)以上連續(xù)層中或襯底的單個(gè)層上的兩個(gè)或兩個(gè)以上單獨(dú)產(chǎn)生的圖案之間。所述設(shè)備進(jìn)一步包括經(jīng)配置以分析所述所獲得散射測(cè)量信號(hào)以借此確定此些目標(biāo)內(nèi)的疊蓋誤差的處理器。在特定實(shí)施方案中，所述散射測(cè)量模塊包含:照射模塊，其經(jīng)定向以使輻射跨越所述疊蓋目標(biāo)而掃描，其中所述照射模塊包括物鏡及定位于所述物鏡與所述疊蓋目標(biāo)之間的固態(tài)浸沒(méi)透鏡；及一或多個(gè)檢測(cè)器，其經(jīng)定向以檢測(cè)已響應(yīng)于跨越所述疊蓋目標(biāo)掃描的所述輻射而從所述疊蓋目標(biāo)散射的所述散射測(cè)量信號(hào)。在一個(gè)方面中，所述固態(tài)浸沒(méi)透鏡為具有平面前表面的消球差透鏡。
[0013]在以實(shí)例方式圖解說(shuō)明本發(fā)明的原理的本發(fā)明的實(shí)施例及附圖的以下說(shuō)明書(shū)中將更加詳細(xì)地呈現(xiàn)本發(fā)明的這些及其它特征。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是具有不遵守設(shè)計(jì)規(guī)則的尺寸的散射測(cè)量疊蓋(SCOL)目標(biāo)的光柵的俯視平面圖表示。
[0015]圖2是具有遵守設(shè)計(jì)規(guī)則的精細(xì)分段及不遵守設(shè)計(jì)規(guī)則的粗略分段的光柵的俯視平面圖表示。
[0016]圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的類裝置SCOL目標(biāo)的圖式表示。
[0017]圖4圖解說(shuō)明可如何將標(biāo)準(zhǔn)大間距光柵變換成根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的類裝置SCOL光柵的第一實(shí)例。
[0018]圖5圖解說(shuō)明可如何將標(biāo)準(zhǔn)大間距光柵變換成根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的類裝置SCOL光柵的第二實(shí)例。
[0019]圖6 (a)是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的與經(jīng)圖案化底部層LI偏移達(dá)預(yù)定義偏移+f的經(jīng)圖案化頂部層L2的側(cè)視圖圖解。
[0020]圖6(b)是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的與經(jīng)圖案化底部層LI偏移達(dá)預(yù)定義偏移+f及疊蓋誤差+ ε的經(jīng)圖案化頂部層L2的側(cè)視圖圖解。
[0021 ] 圖6 (C)是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的與經(jīng)圖案化底部層LI偏移達(dá)預(yù)定義偏移_f的經(jīng)圖案化頂部層L2的側(cè)視圖圖解。
[0022]圖6(d)是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的與經(jīng)圖案化底部層LI偏移達(dá)預(yù)定義偏移-f及疊蓋誤差+ ε的經(jīng)圖案化頂部層L2的側(cè)視圖圖解。
[0023]圖7是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于確定疊蓋誤差的過(guò)程的流程圖。
[0024]圖8是其中可測(cè)量本發(fā)明的類裝置SCOL目標(biāo)的測(cè)量系統(tǒng)的圖式表示。
[0025]圖9圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例的由具有不同形狀的多個(gè)孔形成的類裝置目標(biāo)。
[0026]圖1OA是在不同層中具有類設(shè)計(jì)光柵的層堆疊的圖式側(cè)視圖。
[0027]圖1OB是圖解說(shuō)明強(qiáng)度隨已添加到類裝置目標(biāo)光柵的額外CD而變的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0028]現(xiàn)在將詳細(xì)地參考本發(fā)明的特定實(shí)施例。在附圖中圖解說(shuō)明此實(shí)施例的實(shí)例。盡管將結(jié)合此特定實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明，但應(yīng)理解，并不打算將本發(fā)明限制于一個(gè)實(shí)施例。相反，其打算涵蓋可包含于如所附權(quán)利要求書(shū)所界定