TW201935150A - 量測裝置及用於判定基板格柵的方法 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種用於判定描述在一微影裝置(LA)中之一基板(12)之曝光之前該基板(12)之一變形的一基板格柵之量測裝置(10)及方法,該微影裝置經組態以在該基板(12)上製造一或多個特徵。獲得該基板(12)上之複數個第一特徵及/或複數個第二特徵之位置資料。獲得該複數個第一特徵及/或該複數個第二特徵之至少一特徵之不對稱性資料。基於該位置資料及該不對稱性資料判定該基板格柵。將該基板格柵及該不對稱性資料傳遞至該微影裝置LA以用於控制一曝光製程之至少一部分,以在該基板(12)上製造一或多個特徵。
Description
本說明書係關於一種量測裝置及一種用於判定基板格柵之方法。
微影裝置為經建構以將所要圖案施加至基板上之機器。微影裝置可用於例如諸如積體電路(IC)之器件之製造中。微影裝置可例如將圖案化器件(例如光罩)處之圖案(亦常常被稱作「設計佈局」或「設計」)投影至提供於基板(例如晶圓)上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。
為了將圖案投影於基板上,微影裝置可使用電磁輻射。此輻射之波長判定可形成於基板上之特徵之最小大小。當前在使用中之典型波長為365奈米(i線)、248奈米、193奈米及13.5奈米。相比於使用例如具有193奈米之波長之輻射的微影裝置,使用具有在4奈米至20奈米之範圍內之波長(例如6.7奈米或13.5奈米)之極紫外線(EUV)輻射的微影裝置可用以在基板上形成較小特徵。
低k1
微影可用以處理尺寸小於微影裝置之經典解析度極限的特徵。在此處理中,可將解析度公式表達為CD = k1
×λ/NA,其中λ為所使用輻射之波長、NA為微影裝置中之投影光學件之數值孔徑、CD為「臨界尺寸」(通常為經印刷之最小特徵大小,但在此狀況下為半節距)且k1
為經驗解析度因數。一般而言,k1
愈小,則在基板上再生類似於由電路設計者規劃之形狀及尺寸以便達成特定電功能性及效能的圖案變得愈困難。為了克服此等困難,可將複雜微調步驟應用至微影投影裝置及/或設計佈局。此等步驟包括例如但不限於:NA最佳化、自訂照明方案、使用相移圖案化器件、設計佈局之各種最佳化,諸如設計佈局中之光學近接校正(OPC),或通常被定義為「解析度增強技術」(RET)之其他方法。另外或替代地,用於控制微影裝置之穩定性之嚴格控制迴路可用以改良在低k1
下之圖案之再生。
量測若干基板對準標記之位置以便產生基板格柵係已知的,該基板格柵提供一基板在微影裝置中之曝光之前該基板之變形的描述。
本文中所描述之實例可在EUV微影裝置中具有用途。實施例可在深紫外線(DUV)微影裝置及/或另一形式之工具中具有用途。
在一態樣中,提供一種用於判定描述在一微影裝置中之一基板之曝光之前該基板之一變形的一基板格柵之方法,該微影裝置經組態以在該基板上製造一或多個特徵,該方法包含:獲得該基板上之複數個第一特徵及/或複數個第二特徵之位置資料;獲得該複數個第一特徵及/或該複數個第二特徵之至少一特徵之不對稱性資料;基於至少該位置資料判定該基板格柵;及將該基板格柵及該不對稱性資料傳遞至該微影裝置以用於控制一曝光製程之至少一部分,以在該基板上製造一或多個特徵。
在一態樣中,提供一種用於判定描述在一微影裝置中之一基板之曝光之前該基板之一變形的一基板格柵之量測裝置,該微影裝置經組態以在該基板上製造一或多個特徵,該量測裝置包含:一光學系統,其經組態以獲得該基板上之複數個第一特徵及/或複數個第二特徵之位置資料,其中該光學系統經進一步組態以獲得該複數個第一特徵及/或該複數個第二特徵之至少一特徵之不對稱性資料,且其中該量測裝置經組態以基於該位置資料或該位置資料及該不對稱性資料兩者判定該基板格柵,且將該基板格柵及該不對稱性資料傳遞至該微影裝置以用於控制一曝光製程之至少一部分,以在該基板上製造一或多個特徵。
在一態樣中,提供一種用於判定自一基板之量測獲得的一製程參數量測誤差之一值之方法,該基板經受一製造過程且包含具有一製程失真之一目標,該製程參數量測誤差為該製程失真之一結果,該方法包含:獲得描述用於對準該基板之一或多個對準標記之不對稱性的對準不對稱性資料;獲得使對準不對稱性資料與該製程參數量測誤差相關之一模型;及使用該對準不對稱性資料及該模型以獲得該製程參數量測誤差之該值。
在本發明之文件中,術語「輻射」及「光束」用以涵蓋所有類型之電磁輻射,包括紫外線輻射(例如具有為365奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及極紫外線輻射(EUV,例如具有在約5奈米至100奈米之範圍內之波長)。
本文中所使用之術語「倍縮光罩」、「光罩」或「圖案化器件」可被廣泛地解譯為係指可用以向經圖案化橫截面賦予入射輻射光束之通用圖案化器件,該經圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生之圖案。在此內容背景中,亦可使用術語「光閥」。除經典光罩(透射或反射;二元、相移、混合式等)以外,其他此類圖案化器件之實例包括:可程式化鏡面陣列及可程式化LCD陣列。
圖1示意性地描繪微影裝置LA。該微影裝置LA包括:照明系統(亦被稱作照明器) IL,其經組態以調節輻射光束B (例如UV輻射、DUV輻射或EUV輻射)、支撐件(例如光罩台) MT,其經建構以支撐圖案化器件(例如光罩) MA且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該圖案化器件MA之第一定位器PM;基板支撐件(例如晶圓台) WT,其經建構以固持基板(例如抗蝕劑塗佈晶圓) W且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該基板支撐件之第二定位器PW;及投影系統(例如折射投影透鏡系統) PS,其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C (例如包含一或多個晶粒)上。
在操作中,照明系統IL例如經由光束遞送系統BD自輻射源SO接收輻射光束。照明系統IL可包括用於導向、塑形及/或控制輻射的各種類型之光學組件,諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電及/或其他類型之光學組件,或其任何組合。照明器IL可用以調節輻射光束B,以在圖案化器件MA之平面處在其橫截面中具有所要空間及角強度分佈。
本文所使用之術語「投影系統」PS應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的各種類型之投影系統,包括折射、反射、反射折射、合成、磁性、電磁及/或靜電光學系統,或其任何組合。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用皆與更一般之術語「投影系統」PS同義。
微影裝置LA (或掃描器)可屬於以下類型:其中基板之至少一部分可由具有相對較高折射率之液體(例如水)覆蓋,以便填充投影系統PS與基板W之間的空間-其亦被稱作浸潤微影。全文係以引用方式併入本文中之美國專利第6,952,253號中給出關於浸潤技術之更多資訊。
微影裝置LA亦可屬於具有兩個或多於兩個基板支撐件WT (又名「雙載物台」)之類型。在此「多載物台」機器中,可並行地使用基板支撐件WT,及/或可對位於基板支撐件WT中之一者上的基板W進行準備基板W之後續曝光的步驟,同時將另一基板支撐件WT上之另一基板W用於在另一基板W上曝光圖案。
除了基板支撐件WT以外,微影裝置LA亦可包含量測載物台。量測載物台經配置以固持感測器及/或清潔器件。感測器可經配置以量測投影系統PS之屬性或輻射光束B之屬性。量測載物台可固持多個感測器。清潔器件可經配置以清潔微影裝置之部分,例如投影系統PS之部分或提供浸潤液體之系統之部分。量測載物台可在基板支撐件WT遠離投影系統PS時在投影系統PS下方移動。
在操作中,輻射光束B入射於被固持於支撐件MT上之圖案化器件(例如光罩) MA上,且係由存在於圖案化器件MA上之圖案(設計佈局)而圖案化。在已橫穿圖案化器件MA之情況下,輻射光束B傳遞通過投影系統PS,投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置量測系統IF (例如LA對準感測器),可準確地移動基板支撐件WT,例如以便使不同目標部分C在輻射光束B之路徑中定位於經聚焦及對準位置處。相似地,第一定位器PM及可能另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪)可用以相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件MA。可使用圖案化器件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記P1、P2佔據專用目標部分,但該等標記可位於目標部分之間的空間中。當基板對準標記P1、P2位於目標部分C之間時,此等基板對準標記P1、P2被稱為切割道對準標記。
如圖2所展示,微影裝置LA可形成微影製造單元LC (有時亦被稱作微影製造單元(lithocell)或(微影)叢集)之部分,微影製造單元LC常常亦包括用以對基板W執行曝光前製程及曝光後製程之裝置。通常,此等裝置包括用以沈積抗蝕劑層之一或多個旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之一或多個顯影器DE、例如用於調節基板W之溫度(例如用於調節抗蝕劑層中之溶劑)的一或多個冷卻板CH及/或一或多個烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取基板W、在不同製程裝置之間移動基板W且將基板W遞送至微影裝置LA之裝載匣LB。微影製造單元中常常亦被集體地稱作塗佈顯影系統之器件通常係在塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下,塗佈顯影系統控制單元TCU自身可受到監督控制系統SCS控制,監督控制系統SCS亦可例如經由微影控制單元LACU而控制微影裝置LA。
為了正確且一致地曝光由微影裝置LA曝光之基板W,需要檢測基板以量測經圖案化結構之一或多個屬性之值,諸如後續層之間的疊對誤差值、線厚度、臨界尺寸值(CD)等。出於此目的,一或多個檢測工具(圖中未繪示)可包括於微影製造單元LC中。若偵測到誤差,則可對後續基板之曝光或對待對基板W執行之其他處理步驟進行例如調整,尤其是在同一批量或批次之其他基板W仍待曝光或處理之前進行檢測的情況下。
檢測裝置(其亦可被稱作度量衡裝置)係用以判定基板W之一或多個屬性且尤其不同基板W之一或多個屬性之值如何變化或與同一基板W之不同層相關聯的一或多個屬性之值如何在層與層之間變化。檢測裝置可替代地經建構以識別基板W上之缺陷,且可例如為微影製造單元LC之部分,或可整合至微影裝置LA中,或可甚至為單機器件。檢測裝置可量測潛影(在曝光之後在抗蝕劑層中之影像)上之一或多個屬性,或半潛影(在曝光後烘烤步驟PEB之後在抗蝕劑層中之影像)上之一或多個屬性,或經顯影抗蝕劑影像(其中抗蝕劑之曝光部分或未曝光部分已被移除)上之一或多個屬性,或甚至經蝕刻影像(在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後)上之一或多個屬性。
通常微影裝置LA中之圖案化製程為在處理中之重要步驟且涉及基板W上之結構之尺寸標定及置放之高準確度。為了有助於確保此高準確度,可在如在圖3中示意性地描繪之控制環境中組合三個系統。此等系統中之一者為微影裝置LA,其(實際上)連接至度量衡工具MET (第二系統)且連接至電腦系統CL (第三系統)。此控制環境之目的在於最佳化此等三個系統之間的合作以增強總體製程窗且提供嚴格控制迴路,從而有助於確保由微影裝置LA執行之圖案化保持在製程窗內。製程窗定義一系列製程參數(例如劑量、焦點、疊對等),在該等製程參數內,特定製造過程產生所定義結果(例如功能半導體器件)-通常在該製程參數範圍內,微影製程或圖案化製程中之製程參數被允許變化。
電腦系統CL可使用待圖案化之設計佈局(之部分)以預測將使用哪些解析度增強技術,且執行計算微影模擬及計算以判定哪些圖案化器件(例如光罩)佈局及微影裝置設定達成圖案化製程之大或最大總體製程窗(在圖3中由第一標度SC1中之雙箭頭描繪)。通常,解析度增強技術經配置以匹配於微影裝置LA之圖案化可能性。電腦系統CL亦可用以偵測在製程窗內何處微影裝置LA當前正操作(例如使用來自度量衡工具MET之輸入)以便預測歸因於例如次佳處理是否可存在缺陷(在圖3中由第二標度SC2中之指向「0」之箭頭描繪)。
度量衡工具MET可將輸入提供至電腦系統CL以實現準確模擬及預測,且可將回饋提供至微影裝置LA以識別例如微影裝置LA之校準狀態中的可能漂移(在圖3中由第三標度SC3中之多個箭頭描繪)。
微影裝置LA經組態以將圖案準確地再生至基板上。所施加之特徵之位置及尺寸需要在某些容許度內。位置誤差可歸因於疊對誤差(常常被稱作「疊對」)而出現。疊對為在第一曝光期間置放第一特徵相對於在第二曝光期間置放第二特徵時之誤差。微影裝置旨在藉由在圖案化之前將每一基板與參考件準確地對準而減小或最小化疊對誤差。此係藉由使用對準感測器量測基板上之對準標記之位置來完成。可在全文係以引用方式併入本文中之美國專利申請公開案第US 2010-0214550號中找到關於對準工序之更多資訊。圖案尺寸標定(CD)誤差可例如在基板相對於微影裝置之焦平面並未正確地定位時發生。焦點位置誤差可與基板表面之非扁平度相關聯。微影裝置藉由在圖案化之前使用位階感測器量測基板表面構形而減少或最小化焦點位置誤差。在後續圖案化期間應用基板高度校正以有助於確保圖案化器件圖案至基板上之正確成像(聚焦)。可在全文係以引用方式併入本文中之美國專利申請公開案第US 2007-0085991號中找到關於位階感測器系統之更多資訊。
除微影裝置LA及度量衡裝置MET以外,亦可在器件生產期間使用一或多個其他處理裝置。蝕刻站(圖中未繪示)在圖案曝光至抗蝕劑中之後處理基板。蝕刻站將圖案自抗蝕劑轉印至抗蝕劑層下方之一或多個層中。通常,蝕刻係基於施加電漿介質。可例如使用基板之溫度控制或使用電壓控制環來導向電漿介質從而控制一或多個局部蝕刻特性。可在以引用方式併入本文中之PCT專利申請公開案第WO 2011/081645號及美國專利申請公開案第US 2006-0016561號中找到關於蝕刻控制之更多資訊。
在器件(諸如IC)之製造期間,需要使供使用諸如微影裝置或蝕刻站之一或多個處理裝置處理基板之製程條件保持穩定,使得特徵之一或多個屬性之值保持在某些控制限度內。製程之穩定性對於器件之功能部分之特徵(產品特徵)特別重要。為了有助於確保穩定處理,製程控制能力應就位。製程控制涉及監測處理資料及實施用於製程校正之構件,例如基於處理資料之特性控制處理裝置。製程控制可基於藉由度量衡裝置MET進行之週期性量測,常常被稱作「進階製程控制」(亦被稱作APC)。可在全文係以引用方式併入本文中之美國專利申請公開案第US 2012-0008127號中找到關於APC之更多資訊。典型APC實施涉及對基板上之度量衡特徵之週期性量測,從而監測及校正與一或多個處理裝置相關聯之漂移。度量衡特徵反映了對產品特徵之製程變化之回應。度量衡特徵對製程變化之敏感度與產品特徵對製程變化之敏感度相比可不同。在彼狀況下,可判定所謂的「度量衡對器件」偏移(亦被稱作MTD)。為了模仿產品特徵之行為,度量衡目標可併有分段特徵、輔助特徵或具有特定幾何形狀及/或尺寸之特徵。謹慎設計之度量衡目標應以與產品特徵對製程變化作出回應相似之方式對製程變化作出回應。可在全文係引用方式併入本文中之PCT專利申請公開案第WO 2015/101458號中找到關於度量衡目標設計之更多資訊。
橫越基板及/或圖案化器件的度量衡目標存在及/或經量測的部位之分佈常常被稱作「取樣方案」。通常,基於相關製程參數之預期指紋來選擇取樣方案;在基板上之預期到製程參數會波動的區域相比於預期到製程參數恆定之區域通常更密集地被取樣。另外,對度量衡量測之數目存在限制,度量衡量測可基於度量衡量測對微影製程之產出率(例如每單位時間處理之基板數目)之可允許的影響予以執行。謹慎選定之取樣方案對於準確控制微影製程而不影響產出率及/或將倍縮光罩或基板上之過大區域指派給度量衡特徵而言係重要的。與最佳定位及/或量測度量衡目標相關之技術常常被稱作「方案最佳化」。可在全文係以引用方式併入本文中之PCT專利申請公開案第WO 2015/110191號及第WO 2018/069015號中找到關於方案最佳化之更多資訊。
除了度量衡量測資料以外,內容脈絡資料亦可用於製程控制。內容脈絡資料可包含關於以下各者中之一或多者之資料:選定處理工具(出自處理裝置之集區)、處理裝置之特定特性、處理裝置之設定、圖案化器件圖案之設計,及/或與處理條件(例如基板幾何形狀)有關之量測資料。可在全文各自係以引用方式併入本文中之PCT專利申請公開案第WO 2017/140532號及第WO 2017/060080號中找到出於製程控制之目的而使用內容脈絡資料之實例。在內容脈絡資料係與在當前控制之製程步驟之前執行之製程步驟有關的狀況下,可使用內容脈絡資料而以前饋方式控制或預測處理。內容脈絡資料常常與一或多個產品特徵屬性在統計上相關。此鑒於達成一或多個產品特徵屬性之改良或最佳值,而實現一或多個處理裝置之內容脈絡驅動之控制。亦可組合內容脈絡資料及度量衡資料例如以在出於控制及/或診斷之目的而更有用之更詳細(密集)資料變得可用之程度上豐富稀疏度量衡資料。可在全文係以引用方式併入本文中之PCT專利申請公開案第WO 2017/144379號中找到關於組合內容脈絡資料及度量衡資料之更多資訊。
由於監測製程係基於獲取關於製程之資料,故資料取樣率(每批次或每基板)及取樣密度取決於圖案再生之期望準確度位準。對於低k1
微影製程,即使小的基板間製程變化亦可為重要的。內容脈絡資料及/或度量衡資料接著應足以以每基板為基礎實現製程控制。另外,當製程變化導致橫越基板之特性變化時,內容脈絡及/或度量衡資料之密度應橫越基板充分地分佈。然而,鑒於製程之所要產出率,可用於度量衡(量測)之時間受到限制。由於此限制,度量衡工具可僅對選定基板及/或橫越基板之選定部位進行量測。在全文各自係以引用方式併入本文中之PCT專利申請公開案第WO 2018/072980號及第WO 2018/072962號中進一步描述判定哪些基板應被量測之策略。
實務上,可能有必要自關於製程參數(橫越一基板或複數個基板)之量測值之稀疏集合導出值之較密集映像。通常,量測值之此密集映像可自稀疏量測資料結合與製程參數之預期指紋相關聯的模型導出。可在全文係以引用方式併入本文中之PCT專利申請公開案第WO 2013/092106號中找到關於模型化量測資料之更多資訊。
在微影製程中,需要頻繁地進行所產生結構之量測,例如以用於製程控制及驗證。用以進行此類量測之工具通常被稱為度量衡工具。用於進行此類量測之不同類型的度量衡工具為吾人所知,包括掃描電子顯微鏡或散射計度量衡工具之各種形式。散射計為多功能儀器,其允許藉由在光瞳或與散射計之接物鏡之光瞳共軛的平面中具有感測器來量測微影製程之參數,量測通常被稱作以光瞳為基礎之量測,或藉由在影像平面或與影像平面共軛之平面中具有感測器來量測微影製程之參數,在此狀況下量測通常被稱作以影像或場為基礎之量測。美國專利申請公開案第US 2010-0328655號、第US 2011-102753號、第US 2012-0044470號、第US 2011-0249244號及第US 2011-0026032號中以及歐洲專利申請公開案第EP1628164號中進一步描述了此類散射計及相關聯量測技術。前述專利申請公開案中之每一者之全文係以引用方式併入本文中。前述散射計可使用來自軟x射線輻射、極紫外線輻射、可見光至近IR波長範圍之輻射來量測光柵。
在一種配置中,散射計為角度解析散射計。在此散射計中,可將重建構方法應用至經量測信號以重建構或計算光柵之一或多個屬性之值。此重建構可例如由模擬散射輻射與目標結構之數學模型之相互作用且比較模擬結果與量測之結果引起。調整數學模型之參數直至經模擬相互作用產生相似於自真實目標觀測到之繞射圖案的繞射圖案為止。
在另一配置中,散射計為光譜散射計。在此光譜散射計中,由輻射源發射之輻射經導向至目標上且來自目標之反射或散射輻射經導向至光譜儀偵測器上,該光譜儀偵測器量測鏡面反射輻射之光譜(亦即依據波長而變化的強度之量測)。自此資料,可例如藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸或藉由與經模擬光譜庫比較來重建構產生偵測到之光譜的目標之結構或剖面。
散射計可適用於藉由量測反射光譜及/或偵測組態中之不對稱性來量測兩個未對準光柵或週期性結構之疊對,該不對稱性係與疊對範圍相關。可將兩個(通常重疊)光柵結構施加於兩個不同層(未必為連續層)中,且該兩個光柵結構可形成為處於基板上大體上相同的位置。散射計可具有如例如全文係以引用方式併入本文中之歐洲專利申請公開案第EP1628164號中所描述的對稱偵測組態,使得任何不對稱性可明確區分。此提供用以量測光柵中之未對準之直接了當的方式。可在PCT專利申請公開案第WO 2011/012624號及美國專利申請公開案第US 2016-0161863號中發現用於藉由量測作為目標之週期性結構之不對稱性來量測含有該等週期性結構之兩個層之間的疊對誤差之另外實例,該等公開案中之每一者之全文係以引用方式併入本文中。
圖4展示量測裝置,在下文中被稱作前饋度量衡叢集(FFMC) 10,其經定位成在基板12傳遞至微影裝置LA中以供曝光之前自基板12進行量測。FFMC 10可經定位於光阻沈積工具之後及微影裝置LA之前。FFMC 10可為具有第一載物台14及第二載物台16之雙載物台系統。
FFMC 10之第一載物台14包含對準感測器18。通常,第一載物台14亦可包含相對於其他感測器系統(例如對準感測器18)提供基板之位階量測之感測器系統,通常被稱作位階感測器。可利用任何類別之位階感測器;例如氣體(例如空氣)量規、光學位階感測器、基於印模之感測器(基於與基板之機械相互作用)等。通常,位階感測器不提供基板與其他感測器之間的單個距離數,但其在複數個部位處對基板之高度進行取樣以便判定基板之高度剖面。對準感測器18經組態以量測複數個第一特徵(其在此例示性狀況下為對準標記)之位置資料。對準標記可包含具有特定節距之繞射光柵。通常,對準標記之節距實質上大於用以量測對準標記之位置的輻射之波長,且因此對準感測器18可具有低數值孔徑(NA),理想地小於或等於0.9。鑒於用以量測第一特徵之位置之對準感測器的所需NA,此等第一特徵在本文中被稱作「低NA對準標記」。
對準感測器18為低NA感測器可為有利的,此係由於對同一基板進行對準及位階量測,且在位階感測器與基板12之間需要空間以進行位階量測。
為了獲得複數個低NA對準標記之位置資料,橫越基板12對對準感測器18進行掃描(例如藉由相對於對準感測器18移動基板12)。
FFMC 10之第二載物台16包含經組態以量測複數個低NA對準標記之位置之一或多個(在此例示性狀況下為三個)度量衡感測器20 (亦即光學系統)。度量衡感測器20亦可量測複數個低NA對準標記之特徵之不對稱性。在其他實例中,第二載物台16可包括多於或少於三個度量衡感測器20。
度量衡感測器20可包含高數值孔徑(NA)光學系統,例如具有大於0.9之NA。亦即,度量衡感測器20中之一或多者為高NA感測器。因此,如圖7之步驟102中所展示,可使用包含NA大於例如0.9的感測器之高NA光學系統來獲得用於低NA對準標記之位置及不對稱性資料。
度量衡感測器20與對準感測器18相比,可相對接近於基板12而定位,且因此可具有相對較大NA。
度量衡感測器20可例如藉由偵測度量衡感測器20之影像平面中之低NA對準標記來量測低NA對準標記之位置資料,且藉由檢視度量衡感測器20之光瞳平面中之低NA對準標記來量測低NA對準標記之不對稱性資料。
更特定言之,對自低NA對準標記散射之輻射進行分析。與來自低NA對準標記之散射輻射之繞射(角度)光譜相關聯的強度之不對稱性允許判定該等低NA對準標記之不對稱性。度量衡感測器20可為高NA感測器以便能夠偵測散射輻射之繞射光譜。
使用多個(例如三個)度量衡感測器20會允許在有限時間範圍內量測增大數目個低NA對準標記。度量衡感測器20可相對於彼此隔開,使得基板12在其下方定位。具有三個感測器20會允許同時進行自三個單獨的低NA對準標記之三個量測。舉例而言,此可允許在基板12之掃描期間藉由度量衡感測器20 (例如藉由相對於度量衡感測器20移動基板12)量測200個低NA對準標記。
在其他實例中,度量衡感測器20中之一者可為紅外線(infrared; IR)感測器。全文係以引用方式併入本文中之歐洲專利申請案第EP 17181375.1號中給出此IR感測器之實例。IR感測器可經組態以偵測具有傳遞通過基板12之不透明層的波長之輻射。此允許進行使用其他度量衡感測器20不可能進行的特徵(例如對準標記)之量測。在其他實例中,度量衡感測器中之一者可為允許自基板12之上部(例如不透明)層下方進行量測的任何合適感測器。
圖7表示根據一實施例之方法的流程。獲得(例如使用低及/或高NA感測器)用於複數個(例如低NA)對準標記之第一位置資料(步驟100)。接著,獲得(例如低NA)對準標記之不對稱性資料;例如使用高NA感測器來獲得(步驟102)。
步驟104包含基於位置資料且視情況基於不對稱性資料判定基板格柵。基板12可已由於其已經受之製程而變形,且基板格柵將展示此等變形位於何處。然而,低NA對準標記亦可已由於基板12已經受之製程而變形,亦即,低NA對準標記可具有不對稱性。此意謂來自低NA對準標記之位置資料可並不準確,且因此展示變形之基板格柵可並不準確。來自低NA對準標記之不對稱性資料可用以校正低NA對準標記之不對稱性,且因此提供改良之基板格柵(不對稱性校正之基板格柵)。換言之,不對稱性資料可用以減小或最小化低NA對準標記之不對稱性對基板格柵之影響。因而,不對稱性校正之基板格柵可包含描述基板12之變形的如自位置及不對稱性資料判定之更準確的基板格柵。
在步驟106處,將此不對稱性校正之基板格柵發送至微影裝置。替代地,在步驟106處(或另外),可判定未校正的基板格柵(僅基於位置量測之基板格柵)且將其連同不對稱性資料發送至微影裝置。
因而,一旦已判定基板格柵且已量測不對稱性資料,就將基板12連同不對稱性校正之基板格柵及/或未校正的基板格柵及不對稱性資料傳遞至微影裝置LA,如圖4中之箭頭22所展示。
在未校正步驟106處轉遞之基板格柵之不對稱性的情況下,可藉由微影裝置/在微影裝置內判定不對稱性校正之基板格柵。應在基板格柵用以控制曝光基板以在基板上製造一或多個特徵的後續步驟108之前進行此判定。
圖5展示具有LA第一載物台24及LA第二載物台26之微影裝置。在LA第一載物台24中,提供LA對準感測器28 (在下文中被稱作LA對準感測器28)。LA對準感測器28可為低NA感測器。在LA第二載物台26中,提供曝光裝置30。在基板曝光之後,可將基板轉移至度量衡裝置(例如疊對量測裝置),如由箭頭32所指示。
與例如圖1中所展示之位置量測系統IF結合,LA對準感測器28用以對準微影裝置LA中之基板12,且進一步判定如在微影裝置內所量測之基板格柵(「微影裝置基板格柵」)。
在如由FFMC 10判定之基板格柵為如所描述之不對稱性校正之基板格柵的情況下,此已經準確的基板格柵可映射至如藉由微影裝置中之對準製程所判定之基板格柵(例如具有微影裝置基板格柵)。藉由將不對稱性校正之基板格柵映射至微影裝置基板格柵所獲得的基板格柵可用於控制曝光製程之至少一部分以在基板12上製造一或多個特徵(圖7之步驟108)。此可包含基於基板格柵及不對稱性資料,例如基於不對稱性校正之基板格柵而對準微影裝置LA中之基板12 (圖7之步驟110)。
在尚未校正如由FFMC 10判定之基板格柵之不對稱性的狀況下,微影裝置LA可使用該基板格柵及該不對稱性資料以減小或最小化對準標記之不對稱性對微影裝置基板格柵及如由FFMC 10量測之基板格柵的影響。全文係以引用方式併入本文中之美國專利第US 9778025號中揭示了使用不對稱性資料以基於標記之量測改良基板格柵之準確度的一般方法。
在基板12傳遞至微影裝置LA之前量測低NA對準標記之位置資料及不對稱性資料與可在微影裝置LA中進行之量測相比,會允許量測更多的對準標記。此係由於在生產中(在曝光期間)存在量測之時間限制集合,例如以允許微影裝置LA中之基板12之最大產出率。舉例而言,使用FFMC 10允許例如對對準標記之x-y位置進行200至600次量測,其與可在微影裝置LA中進行之約40次不同的對準標記量測形成對比。量測之標記愈多,經判定基板格柵(表示某一基板變形)之準確度愈佳。
在其他實例中,度量衡感測器20可量測第二特徵之位置資料,第二特徵在例示性狀況下可包含度量衡目標。度量衡目標可為藉由微影製程(例如在抗蝕劑中(較常見)或在蝕刻製程之後)形成之複合光柵之總體。通常,基於量測光學件(尤其是光學件之NA)來選擇光柵中之結構之節距及線寬以能夠捕捉來自度量衡目標之繞射階。
繞射輻射可用以判定兩個層之間的位置移位(亦被稱作「疊對」)或可用以重建構如藉由微影製程所產生之光柵之幾何形狀的至少一部分。此重建構可用以提供微影製程之品質指導,且可用以控制微影製程之至少一部分。度量衡目標可為疊對目標。疊對目標可為具有特定節距之繞射光柵,且疊對目標通常小於對準標記。在其他實例中,度量衡感測器20可量測第二特徵之不對稱性資料。在本文件中,第二特徵(例如度量衡目標)之功能主要與對準目的相關聯,且由於其需要使用高NA感測器(度量衡感測器)來量測,故其在本文件中被稱作高NA對準標記。高NA對準標記通常橫越基板密集地分佈,且特定言之足夠密集地分佈以允許以與個別曝光場相當之空間尺度特性化基板變形。高NA對準標記例如定位於曝光場內之晶粒之間的切割道中及/或曝光場之間的切割道中。換言之,與高NA對準標記相關聯的位置之量測可允許基板格柵之較高解析度(通常場內)特性化。
場內高NA對準標記位置可用以判定以最佳化或改良橫越基板之個別場之曝光為目標之控制。場內度量衡資料可與疊對經量測至之基板12之同一個層(橫越兩個層分佈之疊對標記之下部光柵)相關聯。可橫越基板12以高空間頻率對場內資料進行取樣。可針對基板12及對準標記(低NA或高NA對準標記)變形分析(所有場之)對準資料。可將場內高NA對準標記之位置進一步添加至基板格柵(最初基於低NA對準標記位置量測)。
實際上,將如在FFMC 10中所量測之場內高NA對準標記之位置發送至曝光裝置30。額外資料將改良基板格柵之基板間變化之特性化,及使用微影裝置在曝光期間所執行之校正之空間準確度。此將減小例如在曝光之後所量測的疊對品質之基板間變化。所有現有回饋、前饋及進階製程控制迴路可保持在原位。
可自低NA對準標記及高NA對準標記兩者進行不對稱性量測。高NA對準標記通常具有比低NA對準標記小的節距。對兩種標記類型之不對稱性之處理(例如化學機械平坦化(CMP))的影響通常不相同;通常,較小節距標記之不對稱性相比於與較大節距標記相關聯的不對稱性對處理較不敏感。因此,通常使用針對低NA對準標記及高NA對準標記兩者之專用不對稱性量測。然而,在下文所描述之實施例中,可減輕或避免此要求。
在可得到低NA對準標記位置資料及高NA對準標記位置兩者之狀況下,其可使用可用不對稱性資料予以個別地校正,且在校正之後經合併以界定高解析度基板格柵。如先前所描述,此高解析度基板格柵可映射至微影裝置基板格柵且隨後用以在基板之曝光期間控制微影裝置LA。
先前,在基板格柵中存在基板間變化,此係由於存在不足的高頻空間資訊(例如具有1毫米至10毫米之空間解析度之資訊)。本文中所描述之概念提供高解析度基板格柵,因此顯著減輕了該問題。另外,不存在場內基板間校正能力。高解析度基板格柵包括場內資訊且因此亦顯著減少了此問題。在微影裝置內進行之對準量測被限制至低NA對準標記之位置量測,因此不直接對應於用於微影裝置之疊對控制之度量衡目標的位置。提議包括高NA對準目標之位置量測,通常與用於疊對量測之目標相同。因此,本發明之一實施例提供基於對準量測來控制微影裝置之高效方式,該等對準量測被預期展現減少經量測疊對之基板間變化方面的較高有效性。
通常,執行校準以便使FFMC 10對準結果與微影裝置LA之彼等對準結果匹配。此校準主要涵蓋FFMC 10與微影裝置LA之間的不同感測器間之差及不同基板台WT間之差。FFMC 10對準資料映射至微影裝置LA之對準資料。可自參考基板上之對準標記物獲取對準資料,接著儲存校準參數,或替代地可自穿過FFMC及微影裝置之每一基板之對準標記物獲取對準資料。
度量衡感測器20中之一者可經校準至LA對準感測器28以便使由度量衡感測器20進行之位置量測與由LA對準感測器28進行之位置量測相關。接著將需要由FFMC 10及微影裝置LA兩者量測低NA對準標記位置。替代地,度量衡感測器20可朝向FFMC 10之第一載物台上之對準感測器18予以校準。當對準感測器18朝向微影裝置內之LA對準感測器28經校準時,度量衡感測器20亦將接著朝向對準感測器28予以校準。
與複數個高NA對準標記相關聯的位置資料之至少一選擇可朝向與複數個低NA對準標記相關聯的位置資料予以校準。該位置資料之至少一選擇可朝向在微影裝置LA中之基板12之對準期間所獲得的另外位置資料予以校準。一般而言,需要藉由FFMC 10之第一載物台上之對準感測器18、微影裝置LA之對準感測器及FFMC 10之第二載物台上之度量衡感測器20量測與低NA對準標記之共同集合相關聯的位置。在微影裝置LA中之基板12之對準期間所獲得的另外位置資料可朝向位置資料之至少一選擇予以校準。
圖6展示包括載物台34之疊對量測裝置36。疊對為基板12之一個層上之特徵如何準確地製造於基板12之另一層之底層特徵之頂部上的量度。
使用高NA對準標記之不對稱性資料允許較佳的疊對量測。此係由於高NA對準標記之不對稱性很可能與疊對目標之不對稱性相同。因此,可將高NA對準標記之不對稱性資料傳遞至度量衡裝置36以用於量測疊對(圖7之步驟112)。在圖7之步驟114處,可基於來自步驟112之疊對量測及不對稱性資料而判定疊對資料。使用高NA對準標記之不對稱性資料會提供疊對量測之準確度的增加,此係由於可更準確地判定疊對目標之位置。全文係以引用方式併入本文中之美國專利第US 9134256號中揭示了不對稱性資料如何用以改良疊對量測準確度之實例。
不對稱性資料係用以減小或最小化疊對目標之不對稱性對如在疊對量測裝置36中進行之疊對量測的影響。改良之疊對量測提供對微影裝置LA之提高之回饋準確度。
存在兩個主光學疊對(overlay; OV)度量衡概念:以影像為基礎之OV度量衡(IBO)及以繞射為基礎之OV度量衡(DBO)。在IBO之狀況下,OV目標係由與產品層中之X及Y光柵空間上分離的X及Y抗蝕劑光柵建成。DBO使用上部及下部層中之光柵,但與IBO形成對比,該等光柵並未置放於彼此旁邊,而是置放於彼此之頂部上。若光柵完美地對準(=零疊對誤差),則其形成具有對稱散射屬性之對稱複合光柵。然而,小的未對準(疊對誤差≠0)產生不對稱複合光柵,其產生繞射輻射之強度之不對稱性。
先前,歸因於每基板之底部光柵不對稱性(BGA)之變化,在度量衡量測中存在基板間變化。現在可在使用FFMC內之度量衡感測器20進行疊對量測之前量測BGA。疊對資料之判定現在可使用與疊對目標之下部光柵部分相關聯的不對稱性資料(如由度量衡感測器20所提供),從而導致疊對資料之較小經量測基板間變化。
儘管上述描述展示了FFMC 10定位於微影裝置LA之外部,但在其他實例中,FFMC 10可位於微影裝置LA中或可為微影裝置LA之部分。微影裝置LA中之對準可被認為相似於曝光前度量衡。微影裝置LA中之對準系統可能夠例如藉由使用高NA感測器來量測低NA對準標記及高NA對準標記之位置以及標記之不對稱性兩者。
現在將描述如下另一實施例:其判定諸如對準標記(例如低NA對準標記)之第一特徵中之製程失真(例如製程不對稱性),且使用此製程失真以校正針對第二特徵(例如度量衡目標,諸如用以量測疊對之疊對目標)中之製程失真(例如製程不對稱性)之製程參數(諸如疊對)的量測。製程不對稱性為藉由處理效應誘發之不對稱性,諸如地板傾角或側壁角不對稱性。此不對稱性應為對準標記中之唯一不對稱性;然而,疊對目標通常將包含由經量測之疊對及任何故意偏置(若存在)誘發的其他不對稱性。在此實施例中,可使用FFMC 10來量測對準標記中之不對稱性。然而,在將更充分描述之另一實施例中,使用微影裝置LA來量測對準標記中之不對稱性(例如作為使用LA對準感測器28以對準供曝光之基板的標準對準製程之部分)。因而,此實施例可包含或可不包含使用FFMC 10。
當前,在微影裝置上,可能不存在自對準標記量測(例如由LA對準感測器28進行)至對諸如疊對量測裝置36之度量衡器件(例如散射量測器件)執行之疊對量測之對準標記不對稱性的前饋。由於對準感測器與度量衡感測器之物理性質通常相似,亦即基於來自光柵之+/-1繞射階之干涉,故分別根據對準標記及疊對目標中之標記不對稱性,假設在對準位置量測與疊對量測之間存在某種相關性係合理的。
如已經提及,由於LA對準感測器28通常量測節距與由疊對量測裝置36量測之目標(例如高NA疊對目標)之節距不同(例如較大)的目標(例如低NA對準標記),故不對稱性對對準量測之影響不同於不對稱性對疊對量測之影響。對準標記中之不對稱性引起對準誤差,對準誤差繼而引起疊對量測之誤差,該誤差為由疊對目標中之製程(非疊對/偏置)不對稱性引起的疊對量測中之任何誤差的附加。
歸因於負載效應,對準標記中之製程不對稱性通常不同於疊對目標中之製程不對稱性。此外,此等製程不對稱性中之一者或兩者可不同於產品中製程不對稱性。有時,不存在產品中之製程不對稱性,但存在對準中之製程不對稱性及疊對中之製程不對稱性,其中針對對準及疊對兩者之不對稱性係不同的。另外,由對準標記不對稱性引起的對準誤差通常將不同於歸因於疊對目標製程不對稱性之疊對量測誤差,此係由於疊對量測及對準量測通常具有對經量測之各別特徵中之不對稱性不同的敏感度。因此,存在由對準標記不對稱性引起之疊對量測誤差與由疊對目標製程不對稱性引起之疊對量測誤差的複雜耦合。將描述用於解耦此等效應之方法。
經量測對準格柵為真實對準格柵(亦即,不具有歸因於標記不對稱性之誤差之對準格柵)及由對準標記不對稱性引起的經量測對準格柵之對準不對稱性分量(誤差分量)之函數f
;亦即,
經量測疊對為真實疊對(亦即,不具有歸因於目標中之製程不對稱性的誤差之疊對)、經量測對準格柵及由疊對目標製程不對稱性(除歸因於疊對之不對稱性之外的包括任何偏置之不對稱性)引起的經量測疊對之疊對不對稱性分量(誤差分量)之函數g
;亦即,
此實施例之目的為自經量測疊對判定真實疊對。
已觀察到,對準位置偏差APD,且更特定言之顏色間對準位置偏差(下文中為C2C APD),為對準標記之與疊對不對稱性分量相關的品質度量。APD及C2C APD各自為對準標記中之不對稱性之量度。舉例而言,可使用APD技術或以其他方式來量測此資料。各自之全文係以引用方式併入本文中的美國專利第US 8982347號及PCT專利申請公開案第WO 2018/033499號中描述了APD技術。C2C APD為針對兩個波長之對準位置之差。更特定言之,一些對準感測器通常將運用輻射之一系列不同波長(顏色)來照明對準標記,且執行顏色間分析,諸如C2C APD,以校正由對準標記不對稱性引起的對準誤差。運用不同顏色獲得之信號之間的比較可指示及量化標記不對稱性之存在。
因此,提議C2C APD用以校正疊對量測;例如作為自對準量測之前饋校正。基於C2C APD資料,可將對疊對目標中之製程不對稱性之效應的校正前饋至疊對量測裝置(或處理來自疊對量測裝置之疊對資料之處理裝置)以校正疊對量測。以此方式,變得有可能解耦疊對目標製程不對稱性及對準標記不對稱性對疊對量測之影響。
圖8為描述根據此實施例之方法的流程圖。獲得經量測對準格柵800。對準格柵為真實對準及對準不對稱性分量之函數。獲得包含針對至少兩個不同波長,例如λi
及λj
(針對給定偏振pol
)之經量測對準格柵之間的差之C2C APD資料810;亦即,。經由應用合適函數h
自C2C APD資料810及經量測疊對資料820判定疊對不對稱性分量,其中。可自與用以導出C2C APD資料810之量測相同的量測獲得經量測對準格柵800。
可接著經由應用合適函數g
自經量測疊對資料820、經量測對準格柵800及疊對不對稱性分量計算真實疊對830(針對疊對不對稱性分量之效應而校正),其中 。以此方式,自對準資料(更特定言之,C2C APD資料810)判定前饋疊對不對稱性校正且應用該前饋疊對不對稱性校正以校正疊對量測。
應執行訓練或模型化階段以判定函數h
及g
。可經由機器學習訓練及/或合適模型判定此等函數。舉例而言,可藉由使C2C APD資料與疊對目標之預期變形特性(不對稱性)相關來建構模型。合適模型化技術可包含全文係以引用方式併入本文中之美國專利申請公開案第US 2016-0140267號中所描述的名稱為「用於控制之設計」(縮寫為D4C)。在D4C方法中,將微影製程之個別步驟模型化成單一製程序列,以模擬實體基板處理。彼製程序列驅使整體上產生器件幾何形狀,而非逐元件「建置」器件幾何形狀。此不同於在三維示意性編輯器中使用純粹圖形體積元素以建置度量衡目標的習知途徑。該方法使能夠在模擬域中自動產生穩固的度量衡目標,其可適應多種微影製程及製程擾動。
因而,校準階段可包含模擬(例如使用前述D4C模型化技術或其他合適方法)各種對準標記及疊對目標(例如具有各種不同的設計參數、節距等),該等對準標記及疊對目標已在一或多個共同基板上經受相同(經模擬)處理及製造步驟(例如藉由共同經模擬沈積及/或曝光及/或蝕刻製程等而形成)。該模擬可使各種步驟之效應變化,及/或使標記及目標中之不同程度及/或類型之不對稱性變化。經模擬對準標記及疊對目標以及對應經模擬量測資料(例如為獲得經模擬C2C APD資料的來自經模擬對準標記之經模擬對準量測之資料,及為獲得經模擬疊對資料的來自經模擬疊對目標之經模擬疊對量測之資料)可接著用作訓練資料。替代地及/或另外,訓練資料可包含對實體特徵之實際量測(亦即,對實際經量測資料之機器學習)。
機器學習技術可接著用以自經模擬(及/或經量測)對準標記及疊對目標以及經模擬(及/或經量測)量測資料(例如來自經模擬量測資料及已知真值及來自經模擬特徵之不對稱性)判定函數g
及h
。舉例而言,訓練資料可訓練神經網路或佈林(Boolean)網路以自訓練資料判定函數g
及h
(此訓練可為量測配方特定的或在其他方面特定的)。
一旦判定此等函數,就可將其用於製造設定中以基於自對準量測(例如更特定言之,C2C APD量測)之製程不對稱性判定之前饋校正來校正對非想要製程不對稱性(亦即來自除疊對之外之效應(包括任何故意偏置)之不對稱性)之效應的疊對量測(例如單波長疊對量測)。
替代地,可使用訓練資料來訓練合適機器學習網路(例如神經網路或佈林網路),以直接自其他量測資料,例如C2C APD量測資料810、對準不對稱性分量(例如如自對準標記不對稱性資料800判定)及經量測疊對820判定真實疊對。在此實施例中,訓練網路可接著直接自該等量測推斷真實疊對。此訓練實施例可較佳地起作用及/或需要使用實際量測資料而非經模擬資料。
上文提及了經量測疊對可包含單波長疊對資料。目前,可使用(至少)三波長方法(稱為HMQ)來量測疊對以自疊對量測移除疊對標記不對稱性。可在全文係以引用方式併入本文中之PCT專利申請公開案第WO 2015/018625號中找到HMQ之另外細節。極簡言之,HMQ包含:運用多個波長量測包含+d偏置子目標及-d偏置子目標之目標;且經由針對第一子目標之不對稱性量測相對於針對第二子目標結構之不對稱性量測之標繪圖來擬合線,線性回歸模型未必經由原點而擬合。自此線之原點之偏移(亦被稱作距原點之距離DTO)表示目標製程不對稱性。
然而,用於總疊對量測之移動-獲取-量測(move-acquire-measure; MAM)時間趨向於與經量測之波長之數目成正比(例如用於三波長量測之MAM大致為單波長量測之MAM的三倍)。由於目前疊對量測之MAM時間長,故通常僅量測每批次僅一個基板上之疊對。由於可並不需要三個波長,故所提議方法可用以顯著減少對(HMQ)疊對之移動-獲取-量測(move-acquire-measure; MAM)時間,藉此增大量測速度且因此增大產出率。因而,量測可包含僅單一照明特性量測(例如僅單一波長量測)。替代地或另外,所提議方法可用以藉由允許準確地量測更多疊對目標而驅使疊對及良率之改良。
此實施例之方法可進一步改良當前HMQ方法之準確度。通常,在疊對量測中對每批次僅一個基板進行取樣,而不會減少叢集產出率。每基板量測之對準位置量測可用於疊對量測,以判定是否需要對每批次更多基板進行取樣或是否應量測每基板之不同點。
更特定言之,已知C2C APD係與疊對不對稱性分量相關,且因此將與HMQ DTO相關。使用HMQ方法,可判定用於DTO之可接受的範圍(例如可將其與臨限值DTO-DTOthres
進行比較)。若判定出DTO係在可接受範圍之外(例如abs(DTO)> DTOthres
),則此將指示在疊對標記中存在大量製程不對稱性。可基於具體情況判定用於臨限值DTOthres
之值。在臨限值DTOthres
與良率之間很可能存在相關性。作為下一步驟,判定函數h
(如已經描述)。另外,判定此次針對C2C APD之第二臨限值(對準不對稱性臨限值C2C APDthres
),其中C2C APDthres
為DTOthres
之函數。此函數可藉由h
判定。因此,若判定出C2C APD大於C2C APDthres
,則可將基板標記為具有大的不對稱性,其將最可能引起大的疊對誤差。因而,可將此方法視為分類機器學習方法,且對準量測可用作用於疊對量測之製程監測(例如在規格中或在規格外)。此應改良良率。
如在先前段落中所解釋,對準量測或疊對量測通常係基於偵測由度量衡結構散射之繞射階。此類度量衡結構之實例為對準標記及疊對標記(包含至少一底部光柵)。包含於繞射階內之能量取決於度量衡結構之繞射效率。此繞射效率部分取決於度量衡結構之節距及作用區間循環且部分取決於嵌入度量衡結構之堆疊特性。
所提及之度量衡系統通常基於具有繞射階強度(或能量)之量測值作為輸入之度量導出與度量衡結構相關聯的所關注屬性。舉例而言,慣例使疊對量測基於由疊對標記散射之一繞射階與負一繞射階之間的強度差之計算。在疊對量測之狀況下,度量因此為兩個繞射階強度之間的差。通常,使用疊對度量衡工具或對準量測系統之量測係基於由定位於光瞳平面中或附近之感測器提供之信號,例如,繞射階在感測器表面處於之平面處空間地分離。
為了促進個別繞射階之準確量測,可有必要組態用以照明度量衡結構之光源之照明光瞳。照明光瞳可經組態成使得在例如一繞射階與負一繞射階之間及在一繞射階與零階之間不存在重疊或存在極有限的重疊。
差異度量與度量衡結構之總體繞射效率成比例,其主要藉由堆疊之屬性判定,且特定言之堆疊與用以照明度量衡結構之光之屬性(波長、偏振模式)之相互作用判定。在繞射效率小之狀況下,由度量衡系統產生之信號可能過小而不能實現差異度量之準確判定。
然而,足夠大的繞射效率可藉由選擇用於照明度量衡結構之光之適當波長及/或偏振模式來達成。舉例而言,可針對複數個波長及/或偏振模式執行一繞射階之強度之量測。在另一實例中,可橫越一系列波長及/或偏振模式量測一階與負一階之強度之總和度量,之後可基於與包含於一階與負一階內之強度內相關聯的最佳總和度量選擇波長及/或偏振模式。可基於包含如在複數個波長及/或偏振模式下量測之繞射階之強度的不對稱性資料(如先前段落中之任一者所揭示)來判定該總和度量。不對稱性資料亦可包含由複數個特徵散射(例如由對準標記及疊對(底部光柵)標記散射)之繞射階之強度資料。
一旦已基於該總和度量判定波長及/或偏振模式之最佳範圍,就可達成疊對度量衡工具及/或對準量測系統兩者之更佳組態。舉例而言,可將藉由最佳化如由疊對度量衡工具量測之總和度量所判定的最佳波長及偏振模式傳達至電腦系統,該電腦系統經組態以最佳化度量衡工具,諸如對準量測系統或散射計(例如經組態以量測半導體製造過程之疊對)之設定。電腦系統可隨後提供最佳化對準量測配方,從而產生對準標記之較準確位置量測。
總和度量對光之波長及/或偏振模式之功能相依性可進一步用以監測歸因於處理步驟(例如由CMP工具、沈積工具或蝕刻工具執行)之改變的堆疊屬性之演進。當例如所使用之CMP工具隨時間漂移時,包含於堆疊內之層之厚度將很可能變化。結果,由於在度量衡結構之堆疊特性(例如層之厚度)與繞射效率之間存在強耦合,故鑒於最大總和度量之光之最佳波長亦很可能改變。因此,總和度量之值及其相關聯的光之最佳波長及/或偏振模式之值兩者可用於監測在製造半導體器件時應用之處理步驟。
在許多狀況下,總和度量之值及/或最佳波長之值之知識可與一或多個堆疊參數之精確判定之值聯結。舉例而言,可得到度量衡結構之堆疊厚度與繞射效率之間的模型化關係。該經模型化關係可用以將總和度量之所觀測到之改變轉譯成堆疊厚度之預測改變。可出於製程控制之目的使用堆疊厚度之預測改變,例如將校正性控制動作應用至用於施加及拋光包含於堆疊內之層的沈積工具及/或CMP工具。因此,除製程監測之外,製程控制亦可基於總和度量及/或用於最佳化該總和度量之光之光學屬性的知識。
認識到,總和度量為用以實現上文所提及的度量衡系統之組態、半導體製程之監測或控制半導體製造過程的較佳度量。然而,一般而言,至少N繞射階及-N繞射階之積分強度或積分能量之知識可足夠,該等積分強度或能量通常相加以產生該總和度量,但在已知該等繞射階中之一者相比於另一繞射階相關性較低的狀況下同樣亦可考慮加權總和。
總和度量亦可用作指示諸如疊對、CD或焦點之效能(或品質)參數之製程參數。在此狀況下,可訓練模型,從而使總和度量與經量測效能參數資料相關。經訓練模型可接著用以基於總和度量預測效能參數,且總和度量可進一步用於虛擬/混合度量衡系統之內容背景中,該總和度量例如正用以對效能參數資料(如藉由例如效能參數之直接量測獲得)上取樣。在一實施例中,藉由總和度量及效能參數資料訓練模型,該模型隨後用以基於與基板相關聯的總和度量之知識提供橫越基板之密集效能參數資料。
在以下編號條項之清單中揭示另外實施例:
1. 一種用於判定描述在一微影裝置中之一基板之曝光之前該基板之一變形的一基板格柵之方法,該微影裝置經組態以在該基板上製造一或多個特徵,該方法包含:
獲得該基板上之複數個第一特徵及/或複數個第二特徵之位置資料;
獲得該複數個第一特徵及/或該複數個第二特徵之至少一特徵之不對稱性資料;
基於至少該位置資料判定該基板格柵;及
將該基板格柵及該不對稱性資料傳遞至該微影裝置以用於控制一曝光製程之至少一部分,以在該基板上製造一或多個特徵。
2. 如條項1之方法,其中該基板格柵之該判定另外係基於該不對稱性資料,使得該傳遞該基板格柵及該不對稱性資料之步驟包含傳遞一不對稱性校正之基板格柵。
3. 如條項1之方法,其中該複數個第一特徵包含對準標記。
4. 如條項3之方法,其進一步包含使用一低數值孔徑(NA)光學系統獲得該等對準標記之該位置資料,該低NA光學系統包含具有小於或等於0.9之一NA的一感測器。
5. 如條項1至4中任一項之方法,其中該複數個第二特徵包含度量衡目標,且視情況包含疊對目標。
6. 如條項5之方法,其中該複數個第一特徵包含對準標記,且該方法進一步包含使用一高NA光學系統獲得該等對準標記及/或該等度量衡目標之該不對稱性資料,該高NA光學系統包含具有大於0.9之一NA的一感測器。
7. 如條項6之方法,其中該高NA光學系統包含複數個空間地分佈之高NA感測器。
8. 如條項1至7中任一項之方法,其進一步包含將與該複數個第二特徵相關聯的位置資料之至少一選擇朝向與該複數個第一特徵相關聯的位置資料校準。
9. 如條項8之方法,其進一步包含將該位置資料之至少一選擇朝向在該微影裝置中之該基板之對準期間所獲得的另外位置資料校準。
10. 如條項8之方法,其進一步包含將在該微影裝置中之該基板之該對準期間所獲得的另外位置資料朝向該位置資料之至少一選擇校準。
11. 如條項1至10中任一項之方法,其進一步包含基於該基板格柵及該不對稱性資料對準該微影裝置中之該基板。
12. 如條項1至11中任一項之方法,其進一步包含基於該基板格柵及該不對稱性資料控制該微影裝置中之一曝光製程之至少一部分,以在其上製造一或多個另外特徵,其中該等第一及/或第二特徵位於一第一層上且該一或多個另外特徵位於一第二較高層上。
13. 如條項1至12中任一項之方法,其進一步包含將該不對稱性資料傳遞至一度量衡裝置以用於量測疊對。
14. 如條項13之方法,其進一步包含基於該不對稱性資料判定疊對資料。
15. 一種用於判定描述在一微影裝置中之一基板之曝光之前該基板之一變形的一基板格柵之量測裝置,該微影裝置經組態以在該基板上製造一或多個特徵,該量測裝置包含:
一光學系統,其經組態以獲得該基板上之複數個第一特徵及/或複數個第二特徵之位置資料,
其中該光學系統經進一步組態以獲得該複數個第一特徵及/或該複數個第二特徵之至少一特徵之不對稱性資料,且
其中該量測裝置經組態以基於該位置資料判定該基板格柵,且將該基板格柵及該不對稱性資料傳遞至該微影裝置以用於控制一曝光製程之至少一部分,以在該基板上製造一或多個特徵。
16. 如條項15之量測裝置,其中該複數個第一特徵包含對準標記。
17. 如條項16之量測裝置,其中該光學系統包含經組態以獲得該等對準標記之該位置資料的一低數值孔徑(NA)光學系統,其包含具有小於或等於0.9之一NA的一感測器。
18. 如條項15至17中任一項之量測裝置,其中該複數個第二特徵包含度量衡目標且視情況包含疊對目標。
19. 如條項18之量測裝置,其中該複數個第一特徵包含對準標記,且其中該光學系統包含經組態以獲得該等對準標記及/或該等度量衡目標之該不對稱性資料之一高NA光學系統,該高NA光學系統包含具有大於0.9之一NA的一感測器。
20. 如條項19之量測裝置,其中該高NA光學系統包含複數個空間地分佈之高NA感測器。
21. 如條項20之量測裝置,其中該複數個空間地分佈之高NA感測器包含經組態以偵測具有傳遞通過該基板之一不透明層之波長的輻射之至少一個感測器,視情況該至少一個感測器為一紅外線感測器(infrared sensor; IR)。
22. 如條項15至21中任一項之量測裝置,其中該量測裝置經組態以將與該複數個第二特徵相關聯的位置資料之至少一選擇朝向與該複數個第一特徵相關聯的位置資料校準。
23. 一種微影裝置,其經組態以使用如條項1之基板格柵及不對稱性資料,其中該微影裝置經組態以基於該位置資料及/或該不對稱性資料對準該微影裝置中之該基板。
24. 如條項23之微影裝置,其中該微影裝置包含經組態以基於該不對稱性資料判定疊對資料之一度量衡裝置。
25. 如條項23之微影裝置,其包含如條項15之量測裝置。
26. 一種用於判定自一基板之量測獲得的一製程參數量測誤差之一值之方法,該基板經受一製造過程且包含具有一製程失真之一目標,該製程參數量測誤差為該製程失真之一結果,該方法包含:
獲得描述用於對準該基板之一或多個對準標記之不對稱性的對準不對稱性資料;
獲得使對準不對稱性資料與該製程參數量測誤差相關之一模型;及
使用該對準不對稱性資料及該模型以獲得該製程參數量測誤差之該值。
27. 如條項26之方法,其中該製程參數為疊對。
28. 如條項26或條項27之方法,其中該對準不對稱性資料包含當使用具有一第一特性之輻射來量測時該一或多個對準標記之一第一經量測位置與當使用具有一第二特性之輻射來量測時該一或多個對準標記之一第二經量測位置的一差。
29. 如條項28之方法,其中在該第一特性與該第二特性之間變化之特性為波長及/或偏振。
30. 如條項26至29中任一項之方法,其包含自該製程參數量測誤差判定對該製程參數之一量測之一校正。
31. 如條項30之方法,其中該製程參數之該量測係基於運用一單個照明特性量測所執行之該目標之一量測。
32. 如條項26至31中任一項之方法,其包含執行一校準階段以校準該模型。
33. 如條項32之方法,其中使用經模擬訓練資料來執行該校準階段,該經模擬訓練資料包含經模擬目標及經模擬對準標記,以及該等經模擬目標及該等經模擬對準標記之經模擬量測回應。
34. 如條項33之方法,其中該校準階段校準該模型,使得該模型可基於該對準不對稱性資料特性化該製程參數量測誤差。
35. 如條項26至34中任一項之方法,其中該模型包含一神經網路。
36. 如條項26至35中任一項之方法,其中該對準不對稱性資料進一步用以判定該製造過程是否在規格內。
37. 如條項36之方法,其包含基於關於該製造過程是否在規格內之該判定而判定對用於量測該製程參數之一度量衡動作之一修正。
38. 如條項26至37中任一項之方法,其包含減少用以量測該製程參數之一度量衡動作之獲取數目,其中每次獲取係藉由一不同照明特性來執行。
39. 如條項26至37中任一項之方法,其包含比較該對準不對稱性資料與一對準不對稱性臨限值且基於該比較對該基板進行分類。
40. 如條項39之方法,其中該對該基板進行分類包含基於該比較判定該基板是在規格之內抑或在規格之外。
41. 一種微影製造單元,其包含一微影裝置、一度量衡裝置,及可操作以執行如條項26至40中任一項之方法之至少一個處理器。
42. 如條項41之微影製造單元,其中該微影裝置可操作以執行對準量測以獲得該對準不對稱性資料;且
該度量衡裝置可操作以量測該製程參數;
其中該至少一個處理器可操作以使用該製程參數量測誤差之該值來校正該經量測製程參數。
43. 一種用於組態用於一半導體製造過程中之一度量衡工具之方法,該方法包含:獲得包含於一N繞射階及一-N繞射階內之一積分強度或積分能量,該等繞射階自施加至在複數個波長及/或偏振模式下照明的一基板上之一層之一度量衡結構散射;及基於該積分強度或積分能量對該波長及/或偏振模式之相依性組態該度量衡工具,其中該組態至少提供該度量衡工具內之一輻射源之一波長及/或偏振模式的選擇。
44. 一種用於監測一半導體製造過程之方法,該方法包含:獲得包含於一N繞射階及一-N繞射階內之一積分強度或積分能量,該等繞射階自施加至在複數個波長及/或偏振模式下照明的一基板上之一層之一度量衡結構散射;及基於該積分強度或積分能量對該波長及/或偏振模式之相依性之一屬性監測該半導體製造過程。
45. 一種用於控制一半導體製造過程之方法,該方法包含:獲得包含於一N繞射階及一-N繞射階內之一積分強度或積分能量,該等繞射階自施加至在複數個波長及/或偏振模式下照明的一基板上之一層之一度量衡結構散射;及基於導自該積分強度或積分能量對該波長及/或偏振模式之相依性的該層之一屬性來控制用於該半導體製造過程中之一處理裝置。
46. 如條項43、44或45中任一項之方法,其中該獲得係基於由一量測器件提供之量測資料。
47. 如條項46之方法,其中該量測器件包含一對準系統。
48. 如條項43、44、45、46或47中任一項之方法,其中該度量衡結構包含一對準標記。
49. 如條項46之方法,其中該量測器件包含一散射計。
50. 如條項43至49中任一項之方法,其中該度量衡結構包含一疊對標記之一底部光柵。
51. 如條項46之方法,其中該獲得係基於該量測器件之一光瞳平面內之量測。
52. 如條項51之方法,其中該照明該度量衡結構使用具有一照明光瞳之一光源,該照明光瞳經組態以在繞射階之間不具有或具有極有限的重疊及/或在一繞射階與零階之間不具有或具有極有限的重疊。
53. 如條項43至52中任一項之方法,其中該獲得進一步包含對包含於該N繞射階及該-N繞射階內之該等積分強度及/或積分能量求和。
54. 如條項1之方法,其中該不對稱性資料進一步包含自在複數個波長及/或偏振模式下照明的該等第一及/或第二特徵散射之個別繞射階的強度資料或能量資料。
55. 如條項54之方法,其進一步包含:基於該不對稱性資料獲得在該複數個波長及/或偏振模式下包含於繞射之一N階及/或-N階內之一積分強度或積分能量;及基於該積分強度或積分能量對該波長及/或偏振模式之相依性之一屬性監測一半導體製造過程。
56. 如條項54之方法,其進一步包含:基於該不對稱性資料獲得在該複數個波長及/或偏振模式下包含於繞射之一N階及/或-N階內之一積分強度或積分能量;及基於導自該積分強度或積分能量對該波長及/或偏振模式之相依性的層之一屬性來控制用於一半導體製造過程中之一處理裝置。
57. 如條項54之方法,其進一步包含:基於該不對稱性資料獲得在該複數個波長及/或偏振模式下包含於繞射之一N階及/或-N階內之一積分強度或積分能量;及基於該積分強度或積分能量對該波長及/或偏振模式之相依性組態一度量衡工具,其中該組態至少提供該度量衡工具內之一輻射源之一波長及/或偏振模式的選擇。
1. 一種用於判定描述在一微影裝置中之一基板之曝光之前該基板之一變形的一基板格柵之方法,該微影裝置經組態以在該基板上製造一或多個特徵,該方法包含:
獲得該基板上之複數個第一特徵及/或複數個第二特徵之位置資料;
獲得該複數個第一特徵及/或該複數個第二特徵之至少一特徵之不對稱性資料;
基於至少該位置資料判定該基板格柵;及
將該基板格柵及該不對稱性資料傳遞至該微影裝置以用於控制一曝光製程之至少一部分,以在該基板上製造一或多個特徵。
2. 如條項1之方法,其中該基板格柵之該判定另外係基於該不對稱性資料,使得該傳遞該基板格柵及該不對稱性資料之步驟包含傳遞一不對稱性校正之基板格柵。
3. 如條項1之方法,其中該複數個第一特徵包含對準標記。
4. 如條項3之方法,其進一步包含使用一低數值孔徑(NA)光學系統獲得該等對準標記之該位置資料,該低NA光學系統包含具有小於或等於0.9之一NA的一感測器。
5. 如條項1至4中任一項之方法,其中該複數個第二特徵包含度量衡目標,且視情況包含疊對目標。
6. 如條項5之方法,其中該複數個第一特徵包含對準標記,且該方法進一步包含使用一高NA光學系統獲得該等對準標記及/或該等度量衡目標之該不對稱性資料,該高NA光學系統包含具有大於0.9之一NA的一感測器。
7. 如條項6之方法,其中該高NA光學系統包含複數個空間地分佈之高NA感測器。
8. 如條項1至7中任一項之方法,其進一步包含將與該複數個第二特徵相關聯的位置資料之至少一選擇朝向與該複數個第一特徵相關聯的位置資料校準。
9. 如條項8之方法,其進一步包含將該位置資料之至少一選擇朝向在該微影裝置中之該基板之對準期間所獲得的另外位置資料校準。
10. 如條項8之方法,其進一步包含將在該微影裝置中之該基板之該對準期間所獲得的另外位置資料朝向該位置資料之至少一選擇校準。
11. 如條項1至10中任一項之方法,其進一步包含基於該基板格柵及該不對稱性資料對準該微影裝置中之該基板。
12. 如條項1至11中任一項之方法,其進一步包含基於該基板格柵及該不對稱性資料控制該微影裝置中之一曝光製程之至少一部分,以在其上製造一或多個另外特徵,其中該等第一及/或第二特徵位於一第一層上且該一或多個另外特徵位於一第二較高層上。
13. 如條項1至12中任一項之方法,其進一步包含將該不對稱性資料傳遞至一度量衡裝置以用於量測疊對。
14. 如條項13之方法,其進一步包含基於該不對稱性資料判定疊對資料。
15. 一種用於判定描述在一微影裝置中之一基板之曝光之前該基板之一變形的一基板格柵之量測裝置,該微影裝置經組態以在該基板上製造一或多個特徵,該量測裝置包含:
一光學系統,其經組態以獲得該基板上之複數個第一特徵及/或複數個第二特徵之位置資料,
其中該光學系統經進一步組態以獲得該複數個第一特徵及/或該複數個第二特徵之至少一特徵之不對稱性資料,且
其中該量測裝置經組態以基於該位置資料判定該基板格柵,且將該基板格柵及該不對稱性資料傳遞至該微影裝置以用於控制一曝光製程之至少一部分,以在該基板上製造一或多個特徵。
16. 如條項15之量測裝置,其中該複數個第一特徵包含對準標記。
17. 如條項16之量測裝置,其中該光學系統包含經組態以獲得該等對準標記之該位置資料的一低數值孔徑(NA)光學系統,其包含具有小於或等於0.9之一NA的一感測器。
18. 如條項15至17中任一項之量測裝置,其中該複數個第二特徵包含度量衡目標且視情況包含疊對目標。
19. 如條項18之量測裝置,其中該複數個第一特徵包含對準標記,且其中該光學系統包含經組態以獲得該等對準標記及/或該等度量衡目標之該不對稱性資料之一高NA光學系統,該高NA光學系統包含具有大於0.9之一NA的一感測器。
20. 如條項19之量測裝置,其中該高NA光學系統包含複數個空間地分佈之高NA感測器。
21. 如條項20之量測裝置,其中該複數個空間地分佈之高NA感測器包含經組態以偵測具有傳遞通過該基板之一不透明層之波長的輻射之至少一個感測器,視情況該至少一個感測器為一紅外線感測器(infrared sensor; IR)。
22. 如條項15至21中任一項之量測裝置,其中該量測裝置經組態以將與該複數個第二特徵相關聯的位置資料之至少一選擇朝向與該複數個第一特徵相關聯的位置資料校準。
23. 一種微影裝置,其經組態以使用如條項1之基板格柵及不對稱性資料,其中該微影裝置經組態以基於該位置資料及/或該不對稱性資料對準該微影裝置中之該基板。
24. 如條項23之微影裝置,其中該微影裝置包含經組態以基於該不對稱性資料判定疊對資料之一度量衡裝置。
25. 如條項23之微影裝置,其包含如條項15之量測裝置。
26. 一種用於判定自一基板之量測獲得的一製程參數量測誤差之一值之方法,該基板經受一製造過程且包含具有一製程失真之一目標,該製程參數量測誤差為該製程失真之一結果,該方法包含:
獲得描述用於對準該基板之一或多個對準標記之不對稱性的對準不對稱性資料;
獲得使對準不對稱性資料與該製程參數量測誤差相關之一模型;及
使用該對準不對稱性資料及該模型以獲得該製程參數量測誤差之該值。
27. 如條項26之方法,其中該製程參數為疊對。
28. 如條項26或條項27之方法,其中該對準不對稱性資料包含當使用具有一第一特性之輻射來量測時該一或多個對準標記之一第一經量測位置與當使用具有一第二特性之輻射來量測時該一或多個對準標記之一第二經量測位置的一差。
29. 如條項28之方法,其中在該第一特性與該第二特性之間變化之特性為波長及/或偏振。
30. 如條項26至29中任一項之方法,其包含自該製程參數量測誤差判定對該製程參數之一量測之一校正。
31. 如條項30之方法,其中該製程參數之該量測係基於運用一單個照明特性量測所執行之該目標之一量測。
32. 如條項26至31中任一項之方法,其包含執行一校準階段以校準該模型。
33. 如條項32之方法,其中使用經模擬訓練資料來執行該校準階段,該經模擬訓練資料包含經模擬目標及經模擬對準標記,以及該等經模擬目標及該等經模擬對準標記之經模擬量測回應。
34. 如條項33之方法,其中該校準階段校準該模型,使得該模型可基於該對準不對稱性資料特性化該製程參數量測誤差。
35. 如條項26至34中任一項之方法,其中該模型包含一神經網路。
36. 如條項26至35中任一項之方法,其中該對準不對稱性資料進一步用以判定該製造過程是否在規格內。
37. 如條項36之方法,其包含基於關於該製造過程是否在規格內之該判定而判定對用於量測該製程參數之一度量衡動作之一修正。
38. 如條項26至37中任一項之方法,其包含減少用以量測該製程參數之一度量衡動作之獲取數目,其中每次獲取係藉由一不同照明特性來執行。
39. 如條項26至37中任一項之方法,其包含比較該對準不對稱性資料與一對準不對稱性臨限值且基於該比較對該基板進行分類。
40. 如條項39之方法,其中該對該基板進行分類包含基於該比較判定該基板是在規格之內抑或在規格之外。
41. 一種微影製造單元,其包含一微影裝置、一度量衡裝置,及可操作以執行如條項26至40中任一項之方法之至少一個處理器。
42. 如條項41之微影製造單元,其中該微影裝置可操作以執行對準量測以獲得該對準不對稱性資料;且
該度量衡裝置可操作以量測該製程參數;
其中該至少一個處理器可操作以使用該製程參數量測誤差之該值來校正該經量測製程參數。
43. 一種用於組態用於一半導體製造過程中之一度量衡工具之方法,該方法包含:獲得包含於一N繞射階及一-N繞射階內之一積分強度或積分能量,該等繞射階自施加至在複數個波長及/或偏振模式下照明的一基板上之一層之一度量衡結構散射;及基於該積分強度或積分能量對該波長及/或偏振模式之相依性組態該度量衡工具,其中該組態至少提供該度量衡工具內之一輻射源之一波長及/或偏振模式的選擇。
44. 一種用於監測一半導體製造過程之方法,該方法包含:獲得包含於一N繞射階及一-N繞射階內之一積分強度或積分能量,該等繞射階自施加至在複數個波長及/或偏振模式下照明的一基板上之一層之一度量衡結構散射;及基於該積分強度或積分能量對該波長及/或偏振模式之相依性之一屬性監測該半導體製造過程。
45. 一種用於控制一半導體製造過程之方法,該方法包含:獲得包含於一N繞射階及一-N繞射階內之一積分強度或積分能量,該等繞射階自施加至在複數個波長及/或偏振模式下照明的一基板上之一層之一度量衡結構散射;及基於導自該積分強度或積分能量對該波長及/或偏振模式之相依性的該層之一屬性來控制用於該半導體製造過程中之一處理裝置。
46. 如條項43、44或45中任一項之方法,其中該獲得係基於由一量測器件提供之量測資料。
47. 如條項46之方法,其中該量測器件包含一對準系統。
48. 如條項43、44、45、46或47中任一項之方法,其中該度量衡結構包含一對準標記。
49. 如條項46之方法,其中該量測器件包含一散射計。
50. 如條項43至49中任一項之方法,其中該度量衡結構包含一疊對標記之一底部光柵。
51. 如條項46之方法,其中該獲得係基於該量測器件之一光瞳平面內之量測。
52. 如條項51之方法,其中該照明該度量衡結構使用具有一照明光瞳之一光源,該照明光瞳經組態以在繞射階之間不具有或具有極有限的重疊及/或在一繞射階與零階之間不具有或具有極有限的重疊。
53. 如條項43至52中任一項之方法,其中該獲得進一步包含對包含於該N繞射階及該-N繞射階內之該等積分強度及/或積分能量求和。
54. 如條項1之方法,其中該不對稱性資料進一步包含自在複數個波長及/或偏振模式下照明的該等第一及/或第二特徵散射之個別繞射階的強度資料或能量資料。
55. 如條項54之方法,其進一步包含:基於該不對稱性資料獲得在該複數個波長及/或偏振模式下包含於繞射之一N階及/或-N階內之一積分強度或積分能量;及基於該積分強度或積分能量對該波長及/或偏振模式之相依性之一屬性監測一半導體製造過程。
56. 如條項54之方法,其進一步包含:基於該不對稱性資料獲得在該複數個波長及/或偏振模式下包含於繞射之一N階及/或-N階內之一積分強度或積分能量;及基於導自該積分強度或積分能量對該波長及/或偏振模式之相依性的層之一屬性來控制用於一半導體製造過程中之一處理裝置。
57. 如條項54之方法,其進一步包含:基於該不對稱性資料獲得在該複數個波長及/或偏振模式下包含於繞射之一N階及/或-N階內之一積分強度或積分能量;及基於該積分強度或積分能量對該波長及/或偏振模式之相依性組態一度量衡工具,其中該組態至少提供該度量衡工具內之一輻射源之一波長及/或偏振模式的選擇。
儘管可在本文中特定地參考在IC製造中微影裝置之使用,但應理解,本文中所描述之微影裝置可具有其他應用。可能之其他應用包括製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等等。
儘管可在本文中特定地參考在微影裝置之內容背景中之本發明之實施例,但本發明之實施例可用於其他裝置中。本發明之實施例可形成圖案化器件(例如光罩)檢測裝置、度量衡裝置,或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或光罩(或其他圖案化器件)之物件的任何裝置之部分。此等裝置通常可被稱作微影工具。此微影工具可使用真空條件或環境(非真空)條件。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例之使用,但應瞭解,本發明在內容背景允許之情況下不限於光學微影且可用於其他應用(例如壓印微影)中。
在某些美國專利、美國專利申請案或其他材料(例如論文)已以引用方式併入之範圍內,此等美國專利、美國專利申請案及其他材料之文字僅在此材料與本文中所闡述之陳述及圖式之間不存在衝突之範圍內併入。在存在此類衝突之情況下,在此類以引用方式併入的美國專利、美國專利申請案及其他材料中之任何此類衝突文字並不特定地以引用方式併入本文中。
在方塊圖中,所說明之組件被描繪為離散功能區塊,但實施例不限於本文中所描述之功能性如所說明來組織之系統。由組件中之每一者提供之功能性可由軟體或硬體模組提供,該等模組以與目前所描繪之方式不同之方式組織,例如,可摻和、結合、複寫、解散、分配(例如,在資料中心內或按地區),或另外以不同方式組織此軟體或硬體。本文中所描述之功能性可由執行儲存於有形的、非暫時性機器可讀媒體上之程式碼之一或多個電腦之一或多個處理器提供。在一些狀況下,第三方內容遞送網路可主控經由網路傳達之資訊中的一些或全部,在此狀況下,在據稱供應或以另外方式提供資訊(例如,內容)之情況下,可藉由發送指令以自內容遞送網路擷取彼資訊提供該資訊。
雖然上文已描述本發明之特定實施例,但應瞭解,可以與所描述方式不同之其他方式來實踐本發明。以上描述意欲為說明性,而非限制性的。因此,對於熟習此項技術者將顯而易見,可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
10‧‧‧前饋度量衡叢集(FFMC)
12‧‧‧基板
14‧‧‧第一載物台
16‧‧‧第二載物台
18‧‧‧對準感測器
20‧‧‧度量衡感測器
22‧‧‧箭頭
24‧‧‧微影裝置(LA)第一載物台
26‧‧‧微影裝置(LA)第二載物台
28‧‧‧微影裝置(LA)對準感測器
30‧‧‧曝光裝置
32‧‧‧箭頭
34‧‧‧載物台
36‧‧‧疊對量測裝置/度量衡裝置
100‧‧‧步驟
102‧‧‧步驟
104‧‧‧步驟
106‧‧‧步驟
108‧‧‧步驟
110‧‧‧步驟
112‧‧‧步驟
114‧‧‧步驟
800‧‧‧經量測對準格柵
810‧‧‧顏色間對準位置偏差(C2C APD)資料
820‧‧‧經量測疊對資料
830‧‧‧真實疊對
B‧‧‧輻射光束
BD‧‧‧光束遞送系統
BK‧‧‧烘烤板
C‧‧‧目標部分
CH‧‧‧冷卻板
CL‧‧‧電腦系統
DE‧‧‧顯影器
IF‧‧‧位置量測系統
IL‧‧‧照明系統/照明器
I/O1‧‧‧輸入/輸出埠
I/O2‧‧‧輸入/輸出埠
LA‧‧‧微影裝置
LACU‧‧‧微影控制單元
LB‧‧‧裝載匣
LC‧‧‧微影製造單元
M1‧‧‧圖案化器件對準標記
M2‧‧‧圖案化器件對準標記
MA‧‧‧圖案化器件
MET‧‧‧度量衡工具/度量衡裝置
MT‧‧‧支撐件
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
PM‧‧‧第一定位器
PS‧‧‧投影系統
PW‧‧‧第二定位器
RO‧‧‧基板處置器或機器人
SC‧‧‧旋塗器
SCS‧‧‧監督控制系統
SC1‧‧‧第一標度
SC2‧‧‧第二標度
SC3‧‧‧第三標度
SO‧‧‧輻射源
TCU‧‧‧塗佈顯影系統控制單元
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板支撐件
現在將僅作為實例參看隨附示意性圖式來描述本發明之實施例,在該等圖式中:
圖1描繪微影裝置之示意性綜述;
圖2描繪微影製造單元之示意性綜述;
圖3描繪微影技術之示意性表示,其涉及用以最佳化半導體製造之三種技術之間的合作;
圖4描繪用於判定特徵之位置及不對稱性之量測裝置的示意性表示;
圖5描繪微影裝置中之對準及位階量測感測器及曝光裝置的示意性表示;
圖6描繪用於量測疊對之度量衡裝置的示意性表示;
圖7描繪用於判定基板格柵、微影裝置中之對準及疊對之量測之方法的流程圖;及
圖8描繪用於根據本發明之一實施例判定疊對量測誤差之值之方法的流程圖。
Claims (30)
- 一種用於判定自一基板之量測獲得的一製程參數量測誤差之一值之方法,該基板經受一製造過程且包含具有一製程失真之一目標,該製程參數量測誤差為該製程失真之一結果,該方法包含: 獲得描述用於對準該基板之一或多個對準標記之不對稱性的對準不對稱性資料; 獲得使對準不對稱性資料與該製程參數量測誤差相關之一模型;及 使用該對準不對稱性資料及該模型以獲得該製程參數量測誤差之該值。
- 如請求項1之方法,其中該製程參數為疊對。
- 如請求項1之方法,其中該對準不對稱性資料包含當使用具有一第一特性之輻射來量測時該一或多個對準標記之一第一經量測位置與當使用具有一第二特性之輻射來量測時該一或多個對準標記之一第二經量測位置的一差。
- 如請求項3之方法,其中在該第一特性與該第二特性之間變化之特性為波長及/或偏振。
- 如請求項1之方法,其包含自該製程參數量測誤差判定對該製程參數之一量測之一校正。
- 如請求項5之方法,其中該製程參數之該量測係基於運用一單個照明特性量測所執行之該目標之一量測。
- 如請求項1之方法,其包含執行一校準階段以校準該模型。
- 如請求項7之方法,其中使用經模擬訓練資料來執行該校準階段,該經模擬訓練資料包含經模擬目標及經模擬對準標記,以及該等經模擬目標及該等經模擬對準標記之經模擬量測回應。
- 如請求項8之方法,其中該校準階段校準該模型,使得該模型可基於該對準不對稱性資料特性化該製程參數量測誤差。
- 如請求項1之方法,其中該模型包含一神經網路。
- 如請求項1之方法,其中該對準不對稱性資料進一步用以判定該製造過程是否在規格內。
- 如請求項11之方法,其包含基於關於該製造過程是否在規格內之該判定而判定對用於量測該製程參數之一度量衡動作之一修正。
- 如請求項1之方法,其包含減少用以量測該製程參數之一度量衡動作之獲取數目,其中每次獲取係藉由一不同照明特性來執行。
- 如請求項1之方法,其包含比較該對準不對稱性資料與一對準不對稱性臨限值且基於該比較對該基板進行分類。
- 如請求項14之方法,其中該對該基板進行分類包含:基於該比較判定該基板是在規格之內抑或在規格之外。
- 一種用於判定描述在一微影裝置中之一基板之曝光之前該基板之一變形的一基板格柵之方法,該微影裝置經組態以在該基板上製造一或多個特徵,該方法包含: 獲得該基板上之複數個第一特徵及/或複數個第二特徵之位置資料; 獲得該複數個第一特徵及/或該複數個第二特徵之至少一特徵之不對稱性資料; 基於至少該位置資料判定該基板格柵;及 將該基板格柵及該不對稱性資料傳遞至該微影裝置以用於控制一曝光製程之至少一部分,以在該基板上製造一或多個特徵。
- 如請求項16之方法,其中該基板格柵之該判定另外係基於該不對稱性資料,使得該傳遞該基板格柵及該不對稱性資料之步驟包含傳遞一不對稱性校正之基板格柵。
- 如請求項16之方法,其中該複數個第一特徵包含對準標記。
- 如請求項18之方法,其進一步包含使用一低數值孔徑(NA)光學系統獲得該等對準標記之該位置資料,該低NA光學系統包含具有小於或等於0.9之一NA的一感測器。
- 如請求項16之方法,其中該複數個第二特徵包含度量衡目標,且視情況包含疊對目標。
- 如請求項20之方法,其中該複數個第一特徵包含對準標記,且該方法進一步包含使用一高NA光學系統獲得該等對準標記及/或該等度量衡目標之該不對稱性資料,該高NA光學系統包含具有大於0.9之一NA的一感測器。
- 如請求項16之方法,其進一步包含將與該複數個第二特徵相關聯的位置資料之至少一選擇朝向與該複數個第一特徵相關聯的位置資料校準。
- 如請求項22之方法,其進一步包含將該位置資料之至少一選擇朝向在該微影裝置中之該基板之對準期間所獲得的另外位置資料校準。
- 如請求項16之方法,其進一步包含將該不對稱性資料傳遞至一度量衡裝置以用於量測疊對。
- 如請求項16之方法,其中該不對稱性資料進一步包含在複數個波長及/或偏振模式下自該等第一特徵及/或該等第二特徵散射之繞射階的強度資料或能量資料。
- 如請求項25之方法,其進一步包含:基於該不對稱性資料獲得在該複數個波長及/或偏振模式下包含於繞射之一N階及/或-N階內之一積分強度或積分能量;及 基於該積分強度或積分能量對該波長及/或偏振模式之相依性組態一度量衡工具,其中該組態至少提供該度量衡工具內之一輻射源之一波長及/或偏振模式的選擇。
- 一種用於判定描述在一微影裝置中之一基板之曝光之前該基板之一變形的一基板格柵之量測裝置,該微影裝置經組態以在該基板上製造一或多個特徵,該量測裝置包含: 一光學系統,其經組態以獲得該基板上之複數個第一特徵及/或複數個第二特徵之位置資料, 其中該光學系統經進一步組態以獲得該複數個第一特徵及/或該複數個第二特徵之至少一特徵之不對稱性資料,且 其中該量測裝置經組態以基於該位置資料判定該基板格柵,且將該基板格柵及該不對稱性資料傳遞至該微影裝置以用於控制一曝光製程之至少一部分,以在該基板上製造一或多個特徵。
- 如請求項27之量測裝置,其中該光學系統包含經組態以獲得該等對準標記之該位置資料的一低數值孔徑(NA)光學系統,其包含具有小於或等於0.9之一NA的一感測器。
- 如請求項28之量測裝置,其進一步包含空間地分佈之高NA感測器。
- 一種微影裝置,其經組態以使用藉由如請求項16之方法所獲得的該基板格柵及該不對稱性資料,其中該微影裝置經組態以基於該位置資料及/或該不對稱性資料對準該微影裝置中之該基板。
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