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公開番号2025069243
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-30
出願番号2025011303,2023512193
出願日2025-01-27,2021-07-20
発明の名称露光パターンを測定するための計測方法および関連する計測装置
出願人エーエスエムエルネザーランズビー.ブイ.
代理人個人,個人
主分類H01L 21/66 20060101AFI20250422BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】基板上のフォトレジストにおける露光パターンの測定を実行するための方法および計測デバイスを提供する。
【解決手段】基板上のフォトレジストにおける露光パターンの測定を実行するための計測装置302は、放出放射342からのフォトレジストのダメージを防止または軽減するサイズの測定エリア(ターゲットTa)に亘って露光パターン上にフォーカスビーム356加え、ビームが基板W上に測定スポットを形成できる照明システム312と、露光パターンから散乱された後の放射である回折された放射397を検出可能な少なくとも一つの検出システム398と、放射から興味のあるパラメータについての値を決定可能な計測プロセッサ320と、を備える。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
基板上のパターンの測定を実行する方法であって、
あるサイズの測定エリアに亘って前記パターン上に測定放射のビームを加え、当該測定放射のビームが基板上に測定スポットを形成することと、
前記パターンから散乱された後の前記測定放射である散乱放射を捉えることと、
少なくとも一つの検出器上で前記散乱放射を検出することと、
前記散乱放射から興味のあるパラメータについての値を決定することと、
を備え、
前記測定放射のビームによって前記基板に形成される前記測定スポットは、前記測定エリアより小さく、前記加えるステップおよび捉えるステップ中に前記測定エリアに亘って駆動される、
方法。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記ビームの移動が、測定ビームに対して前記基板を保持する基板テーブルの駆動によって駆動される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記測定エリアに亘る移動は、前記測定エリアに亘る一または複数のスキャンを備える、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記興味のあるパラメータについての値を決定することは、前記測定エリアに亘って取得される全ての測定値の平均を決定することを備える、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記測定エリアに亘って測定ビームを駆動する間に時間分解された測定データを捉えることと、
前記時間分解された測定データからイメージを形成することと、
を備える請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
測定ビームは、ドライブレーザビームを使用する高調波生成を介して生成される広帯域ビームである、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも一つの検出器上の前記散乱放射の位置は、前記測定エリアに亘る前記測定スポットの移動中に移動しない、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記パターンは、製品構造のパターンを備える、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記興味のあるパラメータは、臨界寸法または任意の他の前記パターンの寸法である、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
測定ビームは、100nm以下の波長を備える、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
［関連出願へのクロスリファレンス］
本出願は、2020年8月20日に出願された欧州出願20192002.2の優先権を主張し、その全体が参照によって本書に援用される。
続きを表示（約 3,200 文字）【０００２】
［技術分野］
本発明は、集積回路の製造における計測用途に関する。
【背景技術】
【０００３】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上に適用するように構成される装置である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（IC）の製造に使用されうる。リソグラフィ装置は、例えば、パターニングデバイス（例えば、マスク）におけるパターン（しばしば「デザインレイアウト」または「デザイン」とも表される）を、基板（例えば、ウェーハ）上に提供される放射感応性材料（レジスト）の層上に投影してもよい。
【０００４】
基板上にパターンを投影するために、リソグラフィ装置は電磁放射を使用してもよい。この放射の波長は、基板上に形成されうるフィーチャの最小サイズを決定する。現在使用されている典型的な波長は、365nm（ｉ線）、248nm、193nm、および13.5nmである。4nm～20nmの範囲内の波長、例えば6.7nmまたは13.5nm、を有する極端紫外（EUV）放射を使用するリソグラフィ装置は、例えば、193nmの波長を有する放射を使用するリソグラフィ装置より小さいフィーチャを基板上に形成するために使用されてもよい。
【０００５】
低ｋ
１
リソグラフィが、リソグラフィ装置の古典的な解像度限界より小さい寸法でフィーチャを処理するために使用されてもよい。このようなプロセスでは、解像度の式が「CD = k
１
xλ/NA」と表されうる。ここで、λは使用される放射の波長であり、NAはリソグラフィ装置における投影光学要素の開口数であり、CDは「臨界寸法」（一般的にはプリントされる最小のフィーチャサイズであるが、この場合はハーフピッチである）であり、およびｋ
１
は経験的な解像度ファクタである。一般的に、ｋ
１
が小さくなるほど、特定の電気的な機能およびパフォーマンスを実現するために回路設計者によって設計された形状および寸法に似たパターンを基板上に再現するのが難しくなる。これらの困難を克服するために、洗練された微調整ステップが、リソグラフィ投影装置および／またはデザインレイアウトに適用されてもよい。これらは、例えば、NAの最適化、カスタマイズされた照明スキーム、位相シフト型パターニングデバイスの使用、デザインレイアウトにおける光近接効果補正（OPC：「光およびプロセス補正」と表されることもある）等のデザインレイアウトの各種の最適化、または一般的に「解像度向上技術」（RET）として定められている他の方法を含むが、これらに限定されない。あるいは、リソグラフィ装置の安定性を制御するためのタイトな制御ループが、低ｋ
１
でのパターンの再現性を高めるために使用されてもよい。
【０００６】
リソグラフィプロセスでは、例えば、プロセス制御および検証のために、生成される構造の測定を頻繁に行うことが望ましい。このような測定を行うために、しばしば臨界寸法（CD）を測定するために使用される走査電子顕微鏡およびオーバーレイ（デバイスにおける二つの層のアライメントの精度）を測定するための専用のツールを含む、各種のツールが知られている。最近では、リソグラフィ分野における使用のために、各種の形態のスキャトロメータが開発されている。
【０００７】
公知のスキャトロメータの例は、しばしば専用の計測ターゲットの提供に依存している。例えば、方法は、十分に大きいために測定ビームが格子より小さいスポットを生成する（すなわち、格子がアンダーフィル状態にある）単純格子の形態におけるターゲットを要求してもよい。いわゆる再構成方法では、ターゲット構造の数学モデルとの散乱放射の相互作用をシミュレーションすることによって、格子の特性が演算されうる。シミュレーションされた相互作用が実ターゲットから観測されたものと同様の回折パターンを生成するまで、モデルのパラメータが調整される。
【０００８】
再構成によるフィーチャ形状の測定に加えて、公開された特許出願US2006066855A1において記述されているような装置を使用して、回折に基づくオーバーレイが測定されうる。回折に基づくオーバーレイ計測は、回折次数のダークフィールドイメージングを使用して、より小さいターゲット上でのオーバーレイ測定を可能にする。これらのターゲットは、照明スポットより小さくてもよく、ウェーハ上の製品構造によって囲まれてもよい。ダークフィールドイメージング計測の例は、例えばUS2011102753A1およびUS20120044470A等の多数の公開された特許出願において見つかる。複数の格子は、複合格子ターゲットを使用して、一つのイメージにおいて測定されうる。公知のスキャトロメータは、その特性に実際に興味のある実際の製品構造より格子のピッチが大幅に粗くなることを要求する、可視または近赤外（IR）の波範囲における光を使用する傾向がある。このような製品フィーチャは、大幅に短い波長を有する深紫外（DUV）、極端紫外（EUV）またはＸ線放射を使用して定められてもよい。残念ながら、このような波長は、通常、計測のために利用可能または使用可能ではない。
【０００９】
一方、現代の製品構造の寸法は極めて小さいため、光学計測技術によっては結像されない。小さいフィーチャは、例えば、複数のパターニングプロセスおよび／またはピッチ乗算によって形成されるものを含む。そこで、大量の計測のために使用されるターゲットは、しばしば、オーバーレイエラーまたは臨界寸法が興味のある特性である製品より大幅に大きいフィーチャを使用する。計測ターゲットは、リソグラフィ装置における光学投影および／または製造プロセスの他のステップにおける異なる処理の下で（実製品構造と）同じ歪みを受ける訳ではないため、測定結果は、実製品構造の寸法に間接的に関連するだけで不正確である可能性がある。走査電子顕微鏡（SEM）は、これらの現代の製品構造を直接的に分解できるが、SEMは光学測定より大幅に時間がかかる。更に、電子は厚い処理層を貫通できないため、計測用途にとって適切でない場合が多い。接触パッドを使用して電気特性を測定する等の他の技術も知られているが、本当の製品構造の間接的なエビデンスを提供するに過ぎない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように、格子幅がスタックの臨界寸法と同様のターゲットからオーバーレイ等の特定の興味のあるパラメータを抽出するのが有利である。この文脈では、ターゲットは、測定の目的のために形成される計測ターゲットまたは興味のあるパラメータを得るために測定されてもよい形態（例えば、十分な相互依存性）を有する実際の製品構造を備えてもよい。このように、用語「ターゲット」、「計測ターゲット」または「オーバーレイターゲット」は、本テキストを通じて、計測の目的のために特別に形成される計測ターゲットおよび／または計測にとって適切な形態を有する製品構造を包含するものと明らかに理解されるべきである。これを行うための有望な方法は、硬Ｘ線（HXR）放射、軟Ｘ線（SXR）放射を使用すること、および／または、極端紫外（EUV）放射（例えば、10-20nmの範囲における波長を有するもの）を使用することである。しかし、SXRまたは（EUV）放射等の炭化水素との反応は、露光中のターゲット上への材料の堆積、例えば炭素の堆積に繋がることが想定される。
（【００１１】以降は省略されています）

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