[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

TWI616716B - 用於調適圖案化器件之設計的方法 - Google Patents

用於調適圖案化器件之設計的方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI616716B
TWI616716B TW105102946A TW105102946A TWI616716B TW I616716 B TWI616716 B TW I616716B TW 105102946 A TW105102946 A TW 105102946A TW 105102946 A TW105102946 A TW 105102946A TW I616716 B TWI616716 B TW I616716B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
information
imaging
substrate
design
adapting
Prior art date
Application number
TW105102946A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201629617A (zh
Inventor
溫 提波 泰爾
馬利那 喬錢森
法蘭克 史達爾
克里斯多弗 普麗緹絲
羅倫特 麥可 馬歇爾 迪皮兒
喬哈奈 馬可斯 瑪麗亞 貝特曼
羅伊 渥克曼
裘簡 賽巴斯汀 威爾登伯格
艾佛哈德斯 柯奈利斯 摩斯
Original Assignee
Asml荷蘭公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asml荷蘭公司 filed Critical Asml荷蘭公司
Publication of TW201629617A publication Critical patent/TW201629617A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI616716B publication Critical patent/TWI616716B/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/70Adapting basic layout or design of masks to lithographic process requirements, e.g., second iteration correction of mask patterns for imaging
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/22Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/36Masks having proximity correction features; Preparation thereof, e.g. optical proximity correction [OPC] design processes
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/18Manufacturability analysis or optimisation for manufacturability
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20Design optimisation, verification or simulation
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/30Circuit design
    • G06F30/36Circuit design at the analogue level
    • G06F30/367Design verification, e.g. using simulation, simulation program with integrated circuit emphasis [SPICE], direct methods or relaxation methods
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/30Circuit design
    • G06F30/39Circuit design at the physical level
    • G06F30/398Design verification or optimisation, e.g. using design rule check [DRC], layout versus schematics [LVS] or finite element methods [FEM]
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108Industrial image inspection
    • G06T2207/30148Semiconductor; IC; Wafer
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/0002Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004Industrial image inspection
    • G06T7/0006Industrial image inspection using a design-rule based approach

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

本發明係關於一種方法,其包括判定用於一微影成像系統中之一基板之構形資訊;基於該構形資訊判定或估計該微影成像系統之一影像場中之複數個點之成像誤差資訊;基於該成像誤差資訊調適一圖案化器件之一設計。在一實施例中,基於一微影成像系統之一影像場中之複數個點之成像誤差資訊使計量目標之複數個位置最佳化,其中該最佳化涉及使描述該成像誤差資訊之一成本函數最小化。在一實施例中,基於跨越該影像場的成像要求之差異對位置進行加權。

Description

用於調適圖案化器件之設計的方法
本發明大體上係關於用於微影裝置中之計量方法及工具,且更特定言之,係關於在選擇計量目標之位置的過程中併有關於待印刷之圖案之成像參數的資訊的方法及工具。
微影裝置為將所要之圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在彼情況下,圖案化器件(其或者被稱作光罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如,矽晶圓)上之目標部分(例如,包括晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而進行圖案之轉印。一般而言,單一基板將含有經順次地圖案化之相鄰目標部分之網路。已知微影裝置包括:所謂的步進器,其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來照射每一目標部分;及所謂的掃描器,其中藉由透過輻射光束在給定方向(「掃描」方向)上掃描圖案同時同步地平行或反平行於此方向掃描基板來照射每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。
為了允許多個經圖案化層定位於基板上,需要相對於輻射光束及圖案化器件精確地設定基板之位置。此可藉由將基板精確地定位於 基板台上且相對於輻射光束及圖案化器件定位基板台而執行。
可執行基板之對準。在一個對準系統中,量測基板上之多個對準標記以導出座標系統,將該座標系統與模型化柵格進行比較以導出基板上之特徵之位置。將基板夾持在基板台上或非微影製程步驟中發生之晶圓畸變可導致基板之畸變,此可藉由將量測結果與柵格進行比較而監測。可產生描述晶圓柵格的模型,該等模型用於曝光晶圓以便補償畸變。
尤其受關注之一個性質為疊對,亦即形成於基板上之連續層之對準。可使用如上文所描述之模型化柵格進行疊對之量測。描述相對於前一層之基板上之疊對誤差之柵格模型可經產生且用於控制迴路中以確保批次一致性。
為了提供跨越基板之基板性質之有用模型,需要可進行量測之多個位置。因此,當規劃基板之佈局,即待形成於基板上之圖案之配置時,提供多個樣本位置。必需的基板性質可在每個樣本位置處量測或自在每個樣本位置處進行之量測導出。
本發明描述係關於用於在(例如)圖案化器件圖案及圖案化器件之照明之一或多個性質的最佳化中、在圖案化器件上之一或多個結構層的設計中及/或在計算微影中使用圖案化器件誘導相位之方法及裝置。
在一態樣中,存在一種方法,其包括判定用於微影成像系統中之基板之構形資訊;基於該構形資訊判定或估計微影成像系統之影像場中之複數個點之成像誤差資訊;以及基於該成像誤差資訊調適圖案化器件之設計。
在一態樣中,存在一種方法,其包括判定用於微影成像系統中之圖案化器件之構形資訊;基於該構形資訊判定微影成像系統之影像場中之複數個點之非可校正誤差資訊;判定微影成像系統之影像場中 之複數個點之成像參數以用於待與圖案化器件一起使用之成像配方;以及基於成像參數及非可校正誤差資訊使圖案化器件之設計最佳化。
在一態樣中,提供一種製造器件之方法,其中器件圖案係使用微影製程而施加至一系列基板,該方法包括使用本文中所描述之方法製備器件圖案及將該器件圖案曝光至該等基板上。
在一態樣中,提供一種非暫時性電腦程式產品,其包含經組態以導致處理器引起執行本文中所描述之方法之機器可讀指令。
在一態樣中,提供一種製造器件之方法,其中使用微影製程而將器件圖案施加至一系列基板,該方法包括使用本文中所描述之方法調適圖案化器件之設計。
2‧‧‧輻射投影儀/輻射源
4‧‧‧分光計偵測器/感測器
6‧‧‧基板
10‧‧‧光譜
11‧‧‧背向投影式光瞳平面
12‧‧‧透鏡系統
13‧‧‧干涉濾光器
14‧‧‧參考鏡面
15‧‧‧顯微鏡接物鏡/透鏡
16‧‧‧部分反射表面
17‧‧‧偏光器
18‧‧‧偵測器/感測器
31‧‧‧量測光點
32‧‧‧光柵
33‧‧‧光柵
34‧‧‧光柵
35‧‧‧光柵
60‧‧‧密集構形量測
62‧‧‧掃描器非可校正誤差/因素
64‧‧‧掃描器照明資訊/因素
66‧‧‧倍縮光罩佈局資訊/因素
68‧‧‧成像堆疊細節/因素
70‧‧‧聚焦深度/因素
72‧‧‧疊對範圍/因素
74‧‧‧設計限制/因素
76‧‧‧掃描器行為資訊/因素
78‧‧‧目標數目限制/因素
80‧‧‧模型類型資訊/因素
82‧‧‧最佳化程序
90‧‧‧倍縮光罩密度資訊
92‧‧‧掃描器調平NCE/NCE
94‧‧‧照明資訊
96‧‧‧倍縮光罩佈局資訊
98‧‧‧DoF
AD‧‧‧調整器
AS‧‧‧對準感測器
B‧‧‧輻射光束
BD‧‧‧光束遞送系統
BK‧‧‧烘烤板
CH‧‧‧冷卻板
CO‧‧‧聚光器
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明系統/照明器
IN‧‧‧積光器
I/O1‧‧‧輸入/輸出通口
I/O2‧‧‧輸入/輸出通口
LA‧‧‧微影裝置
LACU‧‧‧微影控制單元
LB‧‧‧進料台
LC‧‧‧微影製造單元
LS‧‧‧位準感測器
M1‧‧‧光罩對準標記
M2‧‧‧光罩對準標記
MA‧‧‧圖案化器件
MT‧‧‧圖案化器件支撐件/支撐結構/光罩台
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
PU‧‧‧處理單元
PW‧‧‧第二定位器
RF‧‧‧參考框架
RO‧‧‧機器人
SC‧‧‧旋塗器
SCS‧‧‧監督控制系統
SM1‧‧‧散射計
SM2‧‧‧散射計
SO‧‧‧輻射源
TCU‧‧‧自動化光阻塗佈及顯影系統控制單元
W‧‧‧基板
WTa‧‧‧基板台
WTb‧‧‧基板台
現將參看附圖而僅藉助於實例來描述實施例,在該等圖式中:圖1示意性地描繪微影裝置之一實施例;圖2示意性地描繪微影製造單元或叢集之一實施例;圖3示意性地描繪用作計量器件之散射計之一實施例;圖4示意性地描繪用作計量器件之散射計之另一實施例;圖5描繪形成於基板上之複合計量目標;圖6為用於最佳化目標位置之方法之一實施例之示意性描述;圖7為用於最佳化晶粒及/或功能區塊佈局之方法之一實施例之示意性描述;圖8為說明隨測量場中之位置而變之模型不確定度的可能的目標佈局之實例;圖9為說明隨測量場中之位置而變之模型不確定度的替代目標佈局之實例;圖10a為說明經相對加權之區的標稱疊對要求圖之實例;圖10b說明圖10a中所說明之區中的潛在目標位置之相對排名圖; 且圖11為可能的經最佳化之目標佈局之實例。
在詳細地描述實施例之前,呈現可供實施實施例之實例環境具指導性。
圖1示意性地描繪微影裝置LA。該裝置包含:- 照明系統(照明器)IL,其經組態以調節輻射光束B(例如,DUV輻射或EUV輻射);- 支撐結構(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之第一定位器PM;- 基板台(例如,晶圓台)WTa,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。
照明系統可包括用於導向、塑形或控制輻射之各種類型之光學組件,諸如,折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件,或其任何組合。
圖案化器件支撐結構以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如,圖案化器件是否固持於真空環境中)之方式來固持圖案化器件。圖案化器件支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化器件。圖案化器件支撐結構可為(例如)框架或台,其可視需要而經固定或可移動。圖案化器件支撐結構可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統處於所要位置。可認為本文中對術語 「倍縮光罩」或「光罩」之任何使用皆與更一般之術語「圖案化器件」同義。
本文中所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解譯為係指可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中產生圖案的任何器件。應注意,舉例而言,若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵,則該圖案可能不會確切地對應於基板之目標部分中之所要圖案。一般而言,被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所產生之器件(諸如,積體電路)中之特定功能層。
圖案化器件可為透射的或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列及可程式化LCD面板。光罩在微影中為吾人所熟知,且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型,以及各種混合式光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置,該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜,以便使入射輻射光束在不同方向上反射。傾斜之鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。
本文中所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋如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的其他因素的任何類型之投影系統,包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統,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」同義。
如此處所描繪,裝置屬於透射類型(例如,使用透射性光罩)。或者,裝置可屬於反射類型(例如,使用如上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列,或使用反射性光罩)。
微影裝置可屬於具有兩個(雙載物台)或兩個以上台(例如,兩個或兩個以上基板台、兩個或兩個以上圖案化器件支撐結構,或基板台 及計量台)之類型。在此等「多載物台」機器中,可並行地使用額外台,或可在一或多個台上進行預備步驟,同時將一或多個其他台用於曝光。
微影裝置亦可屬於如下類型:其中基板之至少一部分可由具有相對高折射率之液體(例如,水)覆蓋,以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸潤液體施加至微影裝置中之其他空間,例如,光罩與投影系統之間的空間。浸潤技術在此項技術中被熟知用於增大投影系統之數值孔徑。如本文中所使用之術語「浸潤」並不意謂諸如基板之結構必須浸沒於液體中,而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。
參看圖1,照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言,當輻射源為準分子雷射時,輻射源與微影裝置可為分離實體。在此等狀況下,不認為輻射源形成微影裝置之部分,且輻射光束係藉助於包括(例如)合適導向鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下,舉例而言,當輻射源為水銀燈時,輻射源可為微影裝置之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包括用於調整輻射光束之角強度分佈之調整器AD。一般而言,可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ-外部(σ-outer)及σ-內部(σ-inner))。另外,照明器IL可包括各種其他組件,諸如,積光器IN及聚光器CO。照明器可用於調節輻射光束,以在其橫截面中具有所要之均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於被固持於圖案化器件支撐件(例如,光罩台MT)上之圖案化器件(例如,光罩)MA上,且由該圖案化器件圖案化。在已橫穿圖案化器件(例如,光罩)MA之後,輻射光束B穿過投影系統 PS,投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器PW及位置感測器IF(例如,干涉量測器件、線性編碼器、2-D編碼器或電容式感測器),可準確地移動基板台WTa(例如)以便使不同目標部分C定位在輻射光束B之路徑中。類似地,第一定位器PM及另一位置感測器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件(例如,光罩)MA。一般而言,可藉助於形成第一定位器PM之部分之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現圖案化器件支撐件(例如,光罩台)MT之移動。類似地,可使用形成第二定位器PW之部分之長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WTa之移動。在步進器(相對於掃描器)之狀況下,圖案化器件支撐件(例如,光罩台)MT可僅連接至短衝程致動器,或可經固定。
可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件(例如,光罩)MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔據專用目標部分,但該等標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。類似地,在一個以上晶粒提供於圖案化器件(例如,光罩)MA上之情形中,光罩對準標記可位於該等晶粒之間。小對準標記亦可包括於晶粒內、在器件特徵當中,在此狀況下,需要使標記儘可能地小且無需與相鄰特徵不同的任何成像或處理條件。下文中進一步描述偵測對準標記之對準系統。
所描繪之裝置可用於以下模式中之至少一者中:
- 在步進模式中,在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時,使圖案化器件支撐件(例如,光罩台)MT及基板台WTa保持基本上靜止(亦即,單次靜態曝光)。接著,使基板台WTa在X及/或Y方向上移位,以使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中,曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中所成像之目標部分C的大 小。
- 在掃描模式中,在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時,同步地掃描圖案化器件支撐件(例如,光罩台)MT及基板台WTa(亦即,單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WTa相對於圖案化器件支撐件(例如,光罩台)MT之速度及方向。在掃描模式中,曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分之寬度(在非掃描方向上),而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。
- 在另一模式中,在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時,使圖案化器件支撐件(例如,光罩台)MT保持基本上靜止,從而固持可程式化圖案化器件,且移動或掃描基板台WTa。在此模式中,通常使用脈衝式輻射源,且在基板台WTa之每一移動之後或在掃描期間的順次輻射脈衝之間視需要而更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如,如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可使用對上文所描述之使用模式之組合及/或變化,或完全不同之使用模式。
微影裝置LA屬於所謂雙載物台類型,其具有兩個台WTa、WTb(例如,兩個基板台)以及兩個站-曝光站及量測站-在兩個站之間可交換該等台。舉例而言,在曝光站處曝光一個台上之基板的同時,可在量測站處將另一基板裝載至另一基板台上且進行各種預備步驟。預備步驟可包括使用位準感測器LS來對基板之表面控制件繪圖,及使用對準感測器AS來量測基板上之對準標記之位置,該等感測器兩者係由參考框架RF支撐。若位置感測器IF在台處於量測站以及處於曝光站時不能夠量測台之位置,則可提供第二位置感測器以使能夠在兩個站處追蹤台之位置。作為另一實例,在曝光站處曝光一個台上之基板 時,不具有基板之另一台可在量測站處等待(其中視情況可發生量測活動)。此另一台具有一或多個量測器件且可視情況具有其他工具(例如,清潔裝置)。當基板已完成曝光時,不具有基板之台移動至曝光站以執行(例如)量測,且具有基板之台移動至卸載該基板且裝載另一基板之位置(例如,量測站)。此等多台配置允許實現裝置之產出率之相當大增加。
如圖2中所示,微影裝置LA可形成微影製造單元LC(有時亦被稱為微影單元或微影叢集)之部分,微影製造單元亦包括用以對基板執行一或多個曝光前製程及曝光後製程之裝置。習知地,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、一或多個冷卻板CH及一或多個烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出通口I/O1、I/O2拾取基板、在不同製程器件之間移動基板,且將基板遞送至微影裝置之進料台LB。常常被統稱為自動化光阻塗佈及顯影系統(track)之此等器件係在自動化光阻塗佈及顯影系統控制單元TCU之控制下,自動化光阻塗佈及顯影系統控制單元TCU自身受到監督控制系統SCS控制,監督控制系統SCS亦經由微影控制單元LACU而控制微影裝置。因此,不同裝置可經操作以使產出率及處理效率最大化。
為了正確且一致地曝光由微影裝置曝光之基板,需要檢測經曝光之基板以量測一或多個性質,諸如,後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD),等。若偵測到誤差,則可對一或多個後續基板之曝光進行調整。舉例而言,若可不久且足夠快速地完成該檢測以使得相同批次之另一基板仍待曝光,則此可為特別適用。此外,可剝離及重加工已經曝光之基板(以改良良率)或捨棄已經曝光之基板,藉此避免對已知有缺陷之基板執行曝光。在基板之僅一些目標部分有缺陷之狀況下,可僅對良好的彼等目標部分執行另一曝光。另一可能性為調 適後續製程步驟之設定以補償誤差,例如,修整蝕刻步驟之時間可經調整以補償由微影製程步驟引起的基板間CD變化。
在一實施例中,圖案化器件MA可具備功能圖案(亦即,將形成操作器件之部分之圖案)。或者或另外,圖案化器件可具備量測圖案,量測圖案不形成功能圖案之部分。量測圖案可(例如)定位至功能圖案之一側。量測圖案可用以(例如)量測圖案化器件相對於微影裝置之基板台WT(參見圖1)之對準,或可用以量測某一其他參數(例如,疊對)。本文中所描述之該等技術可應用於此量測圖案。
根據本發明之各種實施例,經量測或模擬之晶圓特徵及微影裝置屬性可用於更新倍縮光罩之設計以改良效能。在一個實例中,可根據晶圓之經量測及/或模擬之特徵定位計量目標(量測圖案)之位置,使得晶圓特徵及裝置屬性之影響減小。或者,晶圓及/或微影系統之類似特徵可用於更新功能圖案之位置及/或定向。
以介紹為目的,描述使用計量目標之檢測裝置之操作。檢測裝置用以判定基板之一或多個性質,且詳言之,判定不同基板或同一基板之不同層之一或多個性質如何在不同層間變化及/或跨越基板而變化。檢測裝置可整合至微影裝置LA或微影製造單元LC中,或可為獨立器件。為了實現最快速量測,需要使檢測裝置緊接在曝光之後量測經曝光之抗蝕劑層中之一或多個性質。然而,抗蝕劑中之潛影具有極低對比度-在已曝光於輻射的抗蝕劑之部分與尚未曝光於輻射的抗蝕劑之部分之間僅存在極小折射率差-且並非所有檢測裝置皆具有足夠敏感度來進行潛影之有用量測。因此,可在曝光後烘烤步驟(PEB)之後採取量測,曝光後烘烤步驟(PEB)慣常為對經曝光基板進行之第一步驟且增大抗蝕劑之經曝光部分與未經曝光部分之間的對比度。在此階段,抗蝕劑中之影像可被稱作半潛影(semi-latent)。亦有可能進行經顯影抗蝕劑影像之量測(此時抗蝕劑之經曝光部分或未經曝光部分 已被移除),或在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後進行量測。後一可能性限制有缺陷基板之重加工之可能性,但仍可提供(例如)出於製程控制之目的的有用資訊。
圖3描繪散射計SM1之一實施例。該散射計SM1包含將輻射投影至基板6上之寬頻帶(白光)輻射投影儀2。反射輻射經傳遞至分光計偵測器4,該分光計偵測器4量測鏡面反射輻射之光譜10(亦即,隨波長而變的強度之量測)。自此資料,可由處理單元PU重建構產生經偵測光譜之結構或輪廓,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的比較,如圖3之底部處所展示。一般而言,對於重建構,結構之一般形式係已知的,且根據對用來製造結構之製程之瞭解來假定一些參數,從而僅留下結構之幾個參數需自散射量測資料判定。此散射計可經組態為正入射散射計或斜入射散射計。
圖4中展示散射計SM2之另一實施例。在此器件中,由輻射源2發射之輻射係使用透鏡系統12聚焦、通過干涉濾光器13及偏光器17、由部分反射表面16反射且經由顯微鏡接物鏡15而聚焦至基板W上,顯微鏡接物鏡15具有高數值孔徑(NA),理想地為至少0.9或至少0.95。浸潤散射計甚至可具有數值孔徑大於1之透鏡。反射輻射接著通過部分反射表面16而透射至偵測器18中,以便使散射光譜被偵測。偵測器可位於背向投影式光瞳平面11中,背向投影式光瞳平面11處於透鏡15之焦距處,然而,光瞳平面可代替地使用輔助光學件(未展示)而再成像至偵測器18上。光瞳平面為輻射之徑向位置界定入射角且角度位置界定輻射之方位角之平面。偵測器理想地為二維偵測器,以使得可量測基板目標之二維角度散射光譜(亦即,隨散射角而變的強度之度量)。偵測器18可為(例如)CCD或CMOS感測器陣列,且可具有為(例如)每圖框40毫秒之積分時間。
參考光束常常用以(例如)量測入射輻射之強度。為了進行此量 測,當輻射光束入射於部分反射表面16上時,輻射光束之部分透射通過該表面,作為參考光束而朝向參考鏡面14。參考光束接著被投影至同一偵測器18之不同部分上。
一或多個干涉濾光器13可用以選擇在(比如)405奈米至790奈米或甚至更低(諸如,200奈米至300奈米)之範圍內之所關注波長。該(該等)干涉濾光器可為可調諧的,而非包含不同濾光器之集合。代替一或多個干涉濾光器或除了一或多個干涉濾光器以外,亦可使用光柵。
偵測器18可量測單一波長(或窄波長範圍)之散射輻射的強度、分開地在多個波長下之強度或在波長範圍上積分之強度。另外,偵測器可分開地量測橫向磁(TM)偏振輻射及橫向電(TE)偏振輻射之強度,及/或橫向磁偏振輻射與橫向電偏振輻射之間的相位差。
使用寬頻帶輻射源2(亦即,具有廣泛範圍之輻射頻率或波長且因此具有廣泛範圍之顏色之輻射源)係可能的,其給出較大光展量(etendue),從而允許多個波長之混合。寬頻帶中之複數個波長理想地各自具有δλ之頻寬及至少2δλ(亦即,波長頻寬之兩倍)的間隔。若干輻射「源」可為已使用(例如)光纖束而分裂之延伸型輻射源之不同部分。以此方式,可並行地在多個波長下量測角度解析散射光譜。可量測3-D光譜(波長及兩個不同角度),其相比於2-D光譜含有更多資訊。此情形允許量測更多資訊,其增加計量程序穩固性。文獻之全文特此以引用方式併入本文中之美國專利申請公開案第US 2006-0066855號中更詳細地描述此情形。
藉由比較在已由目標重新導向之前與之後的光束的一或多個性質,可判定基板之一或多個性質。舉例而言,可藉由比較經重新導向光束與使用基板模型而計算的理論經重新導向光束,且搜尋給出所量測經重新導向光束與所計算經重新導向光束之間的最佳擬合之模型來進行此判定。通常,使用參數化通用模型,且改變該模型之參數(例 如,圖案之寬度、高度及側壁角),直至獲得最佳匹配為止。
使用兩種主要類型之散射計。光譜散射計將寬頻帶輻射光束導向至基板上且量測散射至特定窄角範圍中之輻射之光譜(隨波長而變化的強度)。角度解析散射計使用單色輻射光束且量測隨角度而變化的散射輻射之強度(或在橢圓量測組態之狀況下之強度比率及相位差)。或者,可分開地量測不同波長之量測信號且在分析階段組合該等量測信號。偏振輻射可用以自同一基板產生一個以上光譜。
為了判定基板之一或多個參數,通常在自基板模型產生之理論光譜與由經重新導向光束產生之隨波長(光譜散射計)或角度(角度解析散射計)而變化的所量測光譜之間找到最佳匹配。為了找到最佳匹配,存在可組合之各種方法。舉例而言,第一方法為反覆搜尋方法,其中使用模型參數之第一集合以計算第一光譜;將該第一光譜與所量測之光譜進行比較。接著,選擇模型參數之第二集合,計算第二光譜,且比較該第二光譜與所量測之光譜。重複此等步驟,其目標為找到給出最佳匹配光譜之參數集合。通常,使用來自比較之資訊以操控後續參數集合之選擇。此程序被稱為反覆搜尋技術。具有給出最佳匹配之參數集合之模型被視為所量測基板之最佳描述。
第二方法為形成光譜庫,每一光譜對應於特定模型參數集合。通常,模型參數之集合經選擇為涵蓋基板性質之所有或幾乎所有可能的變化。將所量測光譜與庫中之光譜進行比較。類似於反覆搜尋方法,具有對應於給出最佳匹配之光譜之參數集合之模型被認為所量測基板之最佳描述。內插技術可用以在此庫搜尋技術中更準確地判定參數之最佳集合。
在任何方法中,應使用經計算光譜中之足夠資料點(波長及/或角度)以便實現準確匹配,通常針對每一光譜使用80個直至800個資料點或更多資料點。使用反覆方法,用於每一參數值之每一反覆將涉及在 80個或80個以上之資料點處之計算。將此計算乘以獲得正確輪廓參數所需之反覆之數目。因此,可需要許多計算。實際上,此導致處理之準確度與處理之速度之間的折衷。在庫途徑中,在準確度與設置庫所需之時間之間存在類似折衷。
在上文所描述之散射計中任一者中,基板W上之目標可為光柵,其經印刷成使得在顯影之後,長條係由固體抗蝕劑線形成。該等長條可替代地蝕刻至基板中。目標圖案經選擇為對諸如微影投影裝置中之聚焦、劑量、疊對、色像差等等之所關注參數敏感,使得相關參數之變化將表現為經印刷目標之變化。舉例而言,目標圖案可對微影投影裝置(尤其投影系統PL)中之色像差敏感,且照明對稱性及此像差之存在將表現在經印刷目標圖案之變化中。因此,經印刷目標圖案之散射量測資料係用以重建構目標圖案。根據對印刷步驟及/或其他散射量測程序之瞭解,可將目標圖案之參數(諸如,線寬及形狀)輸入至由處理單元PU執行之重建構程序。目標中之線可由子單元組成,包括共同界定光柵之線的近解析度或次解析度特徵(諸如,描述於美國專利第7,466,413號中)。
儘管本文中已描述散射計之實施例,但在一實施例中可使用其他類型之計量裝置。舉例而言,可使用暗場計量裝置,其諸如描述於美國專利第8,797,554號中,該美國專利以引用之方式全文併入本文中。另外,彼等其他類型之計量裝置可使用與散射量測完全不同的技術。
舉例而言,如本文中所描述之目標可為經設計以用於Yieldstar獨立或整合計量工具中之疊對目標及/或對準目標,諸如通常與TwinScan微影系統一起使用之彼等者,Yieldstar計量工具及TwinScan微影系統兩者皆可從荷蘭Veldhoven之ASML購得。
一般而言,與此等系統一起使用之計量目標應經印刷於晶圓 上,尺寸符合待成像於彼晶圓上之特定微電子器件之設計規範。隨著製程繼續在進階製程節點中挑戰微影器件成像解析度之極限,設計規則及製程相容性要求對適當目標之選擇造成壓力。隨著目標自身變得較進階,常常需要使用解析度增強技術(諸如相移光罩)及光學近接校正,在製程設計規則內目標之可印刷性變得較不確定。因此,可使所提出之標記經受測試以便自可印刷性及可偵測性角度確認其可行性。在商用環境中,良好的疊對標記可偵測性可被認為係低總量測不確定度以及短移動-獲取-移動時間之組合,此係由於緩慢的獲取對生產線之總產出率不利。現代以微繞射為基礎之疊對目標(μDBO)可在一側上為大約10微米,此相比於40×160平方微米之目標(諸如用於監視晶圓之內容背景中之目標)提供固有較低偵測信號。
另外,一旦已選擇符合上述準則之標記,則存在可偵測性將相對於製程變化而改變之可能性,製程變化諸如:膜厚度變化、各種蝕刻偏差,及由蝕刻及/或拋光製程誘發之幾何形狀不對稱性。因此,選擇相對於各種製程變化具有低可偵測性變化及低疊對/對準變化之目標可為有用的。同樣,一般而言,用於產生待成像之微電子器件之特定機器之指紋(印刷特性,包括例如透鏡像差)將影響目標標記之成像及產生。因此,確保標記可抵抗指紋影響可能有用,此係由於一些圖案將或多或少受特定微影指紋影響。
圖5描繪根據已知做法而形成於基板上之複合計量目標。該複合目標包含四個光柵32、33、34、35,該等光柵緊密地定位在一起,以使得其將皆在由計量裝置之照明光束形成之量測光點31內。因此,該四個目標皆被同時照明且同時地成像於感測器4、18上。在專用於疊對量測之實例中,光柵32、33、34、35自身為由在形成於基板W上之半導體器件之不同層中圖案化之上覆光柵形成的複合光柵。光柵32、33、34、35可具有以不同方式經偏置之疊對偏移,以便促進經形成有 複合光柵之不同部分之層之間的疊對之量測。光柵32、33、34、35亦可在其定向方面不同(如所展示),以便在X方向及Y方向上繞射入射輻射。在一實例中,光柵32及34為分別具有+d、-d之偏置之X方向光柵。此意謂光柵32之上覆組件經配置使得若該兩者皆確切地印刷於其標稱位置處,則該等組件中之一者將相對於另一者偏移距離d。光柵34之組件經配置使得若被極佳地印刷,則應存在為d但在與第一光柵相反的方向上之偏移,等等。光柵33及35可為分別具有偏移+d及-d之Y方向光柵。儘管說明四個光柵,但另一實施例可包括較大矩陣以獲得所要準確度。舉例而言,九個複合光柵之3×3陣列可具有偏置-4d、-3d、-2d、-d、0、+d、+2d、+3d、+4d。可在由感測器4、18俘獲之影像中識別此等光柵之分離影像。
量測焦點、疊對及產品晶圓上之CD可用於判定生產產品晶圓中之製程誤差。另一方面,由於標記位置通常位於不同於功能結構之位置處,且彼等位置經受不同處理且以其他方式具有影響確保在標記位置處之量測結果與實際功能結構屬性非常相關之能力的不同屬性。舉例而言,當目標位於切割道中時,其可處於不同於經產生之功能電路之當前功能層之高度的高度。同樣,當量測遠離臨界焦點、疊對或臨界尺寸均一性約束時,量測結果可不反映其應該反映之資訊。
根據本發明之一實施例,用於選擇標記位置之方法使用可用的資訊(包括經量測及模擬之資訊)判定計量目標之最佳化位置。藉助於實例,可使用之相關資訊包括密集構形資訊及成像參數(諸如,聚焦深度、最佳焦點)以及給定位置之可使用的疊對範圍。藉由適當地選擇位置,可獲得對焦點、疊對及產品特徵之臨界尺寸之改良的量測。
在一實施例中,密集構形資訊可理解為在大於由微影系統之位準感測器及/或氣壓計提供之解析度的解析度下之構形資訊。藉助於實例,此資訊可處於微米尺度,但原則上可藉由紫外線波長位準感測 器(通常離線)以較小解析度判定。
在密集構形資訊之狀況下,一個途徑涉及將構形資訊轉換成晶圓上之每一位置之成像誤差的預期集合。成像誤差包括可歸因於使用微影成像系統的圖案之成像而導致的任何誤差。舉例而言,此種成像誤差可包括與光學性質相關之誤差,而且可包括歸因於微影成像系統之機械限制而誘發之誤差。舉例而言,聚焦誤差可為可歸因於構形資訊而預期到的成像誤差中之一些。成像誤差之另一來源為歸因於基板中之構形改變的在成像期間之最佳焦點移位,使得圖案之一部分遠離最佳焦平面而成像。此傾向於消耗彼特定圖案之聚焦深度範圍預算之一些部分。甚至某些圖案之疊對移位亦被包括作為成像誤差,其可基於構形資訊而判定,儘管預期在當前微影規範中對疊對的影響相對低。成像誤差之特殊狀況為所謂的非可校正誤差。
非可校正誤差通常為晶圓表面構形中之歸因於對微影裝置之實體約束而無法完全補償之彼等因素。舉例而言,限制因素,諸如伺服回應、曝光狹縫之有限大小及固定形狀及其類似者可導致殘餘非可校正誤差。對於靜態曝光,此等非可校正誤差可直接對應於散焦誤差。然而,在掃描曝光期間,非可校正誤差通常隨著在晶圓上之特定位置上方掃描狹縫而不斷改變。在後一狀況中,在曝光時間中非可校正誤差之平均值界定了在曝光期間此位置經歷之平均散焦。在一個途徑中,該平均值(其通常取決於狹縫大小及晶圓構形之空間頻率及振幅)可被視為經模擬之散焦或Z方向上之移動平均值(MA(z))。可藉由相應地調整載物台高度及傾角而調平構形之大於狹縫尺寸的改變。若構形變化在小於狹縫尺寸之距離內發生,則無法有效地調平高度改變。
使用密集構形量測及成像誤差(諸如,每一場位置之非可校正誤差資訊),可計算構形對特定目標之準確度(由於其係關於鄰近特徵)的預期影響。若判定目標不大可能提供準確資訊,則可忽略(亦即,不 量測)該目標或可將偏移施加至量測。舉例而言,當目標顯著低於鄰近特徵時,高度偏移校正可克服此問題。如上文所提及,當功能元件中存在相當多的結構(亦即,許多層)時及目標位於切割道中時,此情況傾向於發生。
在一實施例中,使用先前層之GDS設計資料預測構形,儘管當然可使用藉以提供設計資料之任何資料格式。在毫米及微米尺度兩者(必要時甚至奈米尺度)下擷取密度及周長資料以匹配掃描器報告、焦點均一性圖及構形量測佈局。密度圖對應於圖案之空間密度,亦即對應於給定區域之圖案之頂部表面之密度。所擷取之周長資料為給定區域之圖案之側壁之密度。密度及周長兩者傾向於影響材料分佈,此被預期對位準感測器正遭受之光學調變(位準感測器製程相依性),及製程誘發之場間及場內構形(先前CMP及沈積步驟)具有影響。發明人已判定GDS資料與位準感測器資料非常相關,且因此與非可校正誤差非常相關。
可基於倍縮光罩圖案及微影系統設定(諸如,照明模式)而模擬可用聚焦深度(DoF)。可基於經模擬之可用聚焦深度模擬而使應提供準確資訊之目標的位置最佳化。詳言之,應基於此資訊而定位與對焦點至關重要的結構有關之目標。
類似地,可基於照明設定及倍縮光罩佈局而模擬每一場位置之可用的疊對範圍,且將所得經模擬之範圍用於判定適當之目標位置。
如將瞭解,可在執行聚焦深度模擬中使用光罩參數,包括例如折射率、消光係數及層厚度。
在一實施例中,共同使用所有三個因素以判定目標之最佳置放,儘管原則上,可分開地或單獨應用該等目標。
在反覆設計程序中,可以實際量測替換及/或補充模擬。亦即,可例如使用AFM、SEM或其他適當之計量工具量測生產晶圓(或預生 產前導晶圓)之構形。此構形量測結果可接著應用於本文中所描述之最佳化程序中,且可在倍縮光罩設計內選擇及/或移動目標。原則上,最實用的做法可能為在倍縮光罩設計程序中的早期對DOF及疊對執行最佳化(此係由於可使用模擬獲得DOF及疊對),接著使用前導晶圓資料獲得構形資訊,接著基於經組合之資訊使位置最佳化以完成倍縮光罩設計。
視情況,可在最佳化程序中使用另外的資訊。舉例而言,當設計包括特定限制時,此等特定限制可牽涉到目標之可用位置。在最簡單之狀況下,設計可需要一些區域為空白的。在其他狀況下,可存在預先存在之結構或其他設計限制。
同樣,可存在對待使用之目標之最大數目之限制。此限制可為關於量測時間或計算次數的產出率考慮因素、可用空間及/或待使用之特定量測模型的結果。
掃描製程之某些偽影同樣將傾向於牽涉到目標位置。舉例而言,將傾向於避免沿著共同y軸線(亦即,沿著掃描方向)置放多個目標,此係由於該等目標通常並不提供像偏離先前所量測之y值的目標所提供的新資訊一樣多的新資訊。
最佳化在一定程度上亦可取決於用於表徵產品之特定疊對誤差模型。舉例而言,模型可選自由以下各者組成之群:僅平均值、傾角、場間、場內及自由形式模型。當預先已知經選擇之模型時,模型類型可形成最佳化程序之一部分。藉助於實例,當將應用曲率時,目標應存在於場之邊緣處以及中心處;而傾角校正可暗示不同的最佳位置。
因此,此等技術中之一或多者可提供微影裝置將一圖案或複數個圖案投影至基板上的準確度之明顯改良。另外,藉由允許最小化目標位置之數目,可釋放額外晶圓面積以用於產生功能結構。
在本發明之一實施例中,將密集構形資訊用於執行最佳化而不視情況使用焦點及/或疊對資訊。在此途徑中,可將密集構形資訊轉換成非可校正誤差,或可直接使用密集構形資訊以判定目標位置及/或倍縮光罩佈局最佳化。
圖6示意性地說明方法之一實施例,其說明根據實施例之最佳化程序中的資訊之流程。密集構形量測60用於計算複數個場位置中之每一者的預期之掃描器非可校正誤差62。掃描器照明資訊64、倍縮光罩佈局資訊66及(視情況)成像堆疊細節68為至複數個位置中之每一者的聚焦深度70及疊對範圍72之模擬的輸入。視情況,亦可包括設計限制74、掃描器行為資訊76、目標數目限制78及模型類型資訊80。經選擇之因素62、70、72、74、76、78及/或80中之每一者皆為至最佳化程序82之輸入。
在一實施例中,可使計量目標最佳化以具有與關鍵產品特徵相同之非可校正誤差。在另一實施例中,可使位置最佳化以允許對晶圓之區的量測具有最大NCE。在另一實施例中,可使位置最佳化以儘可能地接近於關鍵產品特徵之位置。其他途徑為可能的。
正如可基於關於晶圓結構之資訊及(視情況)成像參數而使目標位置最佳化,亦可使功能元件之位置及/或定向最佳化。因此,根據本發明之一實施例,用於選擇晶粒內及晶粒間佈局之方法使用可用的資訊(包括所量測之資訊及所模擬之資訊)以判定最佳化佈局。
在此途徑中,類似於用於目標位置之程序,構形資訊可用於判定非可校正誤差。將密集構形量測資訊轉換成晶圓上之每一位置的非可校正誤差之預期集合。替代性地,預生產前導晶圓可經受實際量測以判定構形,其可類似地轉換成NCE資訊。
亦可模擬倍縮光罩上之多個位置中之每一者的最佳焦點及聚焦深度資訊。可以組合形式共同使用或單獨使用此三個類型之資訊以提 供倍縮光罩設計之最佳化晶粒佈局及/或功能區塊佈局。
圖7示意性地說明方法之一實施例,其說明在最佳化程序之此實施例中資訊之流程。舉例而言,倍縮光罩密度資訊90係擷取自GDS資料。此資訊用於模擬掃描器調平NCE 92。照明資訊94及/或倍縮光罩佈局資訊96視情況用於模擬每一位置之可用DoF 98。NCE 92及DoF 98共同用作輸入以計算最佳化晶粒佈局100。使晶粒佈局最佳化以提供最大可用DoF且減小焦點誘發之影響102。接著,設計完成且不需要另外的更新,在此狀況下倍縮光罩定案(成品出廠驗證(tapeout))可供生產104。若需要進一步最佳化,則更新該設計且再次開始程序(在106處)。
藉助於實例,當給定影像場內存在四個正方形晶粒時,此程序可能有用。若每一晶粒具有自一側至另一側的傾斜構形,則在每一晶粒之每一邊緣處將傾向於存在明顯聚焦誤差。藉由旋轉該等晶粒中之一或多者,在掃描期間補償構形可變得更容易。在經傾斜之晶粒的情形下,每一晶粒之90度旋轉將傾向於改良系統補償斜率之能力。
在一實施例中,共同使用目標位置最佳化及晶粒佈局最佳化兩者以使總體光罩設計最佳化。
圖8說明倍縮光罩之目標位置之圖,其中灰階展示倍縮光罩內正規化模型不確定度(NMU)之變化。一般而言,較低NMU意謂較佳模型效能。如自圖式將觀測到,所說明之狀況中之倍縮光罩之左上方區具有最高NMU,且一般而言,角落及邊緣相較於中心區傾向於展示較高NMU。在某種程度上,此情況可藉由基於多個目標而在X及Y上產生多項式模型之能力來解釋。對於角落及邊緣,在邊緣外不存在藉以進行內插之目標;而在中心處,在所有方向上皆存在目標。在使用基底函數模型化時,同樣存在基底函數在接近邊緣處具有急劇變化梯度的傾向,此同樣促成邊緣處之較高NMU。
圖9為類似於圖8之使用替代目標置放的圖。同樣,邊緣展示較高程度之NMU,且可以看出與目標之距離促成較高NMU。
正如上文所描述之其他類型之影像誤差資訊,可使目標位置最佳化以便改良NMU(減小其)。各種演算法可用於判定最佳化佈局或經改良之佈局。藉助於實例,可使用Federov交換方法或遺傳演算法。一般而言,發明人已判定遺傳演算法尤其適於此目的。一般而言,該演算法將使成本函數最小化,其中成本表示NMU。
在一個實施方案中,可將權重應用至佈局以使得對於成功成像更為關鍵的圖案之彼等部分獲得更多重要性。舉例而言,在特定晶片設計中,可存在具有較小臨界尺寸或不同疊對要求之區。此等區可經優先排序以用於定位標記。對權重之說明展示於圖10a中。在標記為1.0之區中,不包括額外權重;而在標記為1.5之區中,存在50%額外權重。在一個實例中,加權因子可在0與2之間的範圍內。圖10b說明根據特定倍縮光罩佈局之場間模型化晶圓邊緣覆蓋之圖。
應用經選擇之加權及模型化途徑(在此狀況下,均一的權重及2x3晶粒佈局約束)產生如圖11中所示之最佳化標記佈局。如可見,最佳化標記佈局在成像區內產生相當均一的NMU。
另外,當判定標記是否可置於特定位置中時,可考慮該圖案。舉例而言,在標記將置於切割道中之情況下,當使位置最佳化時應包括彼限制。同樣,圖案中其他結構之存在可限制可用的位置。
如本文中所論述之對比度對於空中影像而言包括影像對數斜率(ILS)及/或正規化影像對數斜率(NILS),且對於抗蝕劑而言包括劑量敏感度及/或曝光寬容度。
如本文中所使用之術語「最佳化」意謂:調整微影製程參數,使得微影之結果及/或製程具有更為理想特性,諸如,設計佈局在基板上之投影之較高準確度、較大製程窗等。
本發明之一實施例可採取如下形式:電腦程式,其含有描述如本文中所揭示之方法的機器可讀指令之一或多個序列;或資料儲存媒體(例如,半導體記憶體、磁碟或光碟),其具有儲存於其中之此電腦程式。另外,機器可讀指令可體現於兩個或兩個以上電腦程式中。該兩個或兩個以上電腦程式可儲存於一或多個不同記憶體及/或資料儲存媒體上。
舉例而言,此電腦程式可與圖1之成像裝置包括在一起,或此電腦程式可包括在該成像裝置內,及/或此電腦程式可與圖2之控制單元LACU包括在一起或此電腦程式可包括在該控制單元內。在(例如)圖1及圖2中所示之類型之現有裝置已經在生產中及/或在使用中的情況下,可藉由供應經更新電腦程式產品以使裝置之處理器執行如本文中所描述之方法來實施實施例。
本文中所描述之任何控制器可在一或多個電腦程式由位於微影裝置之至少一個組件內之一或多個電腦處理器讀取時各自或組合地操作。控制器可各自或組合地具有用於接收、處理及發送信號之任何適合之組態。一或多個處理器經組態以與該等控制器中之至少一者通信。舉例而言,每一控制器可包括用於執行電腦程式之一或多個處理器,該等電腦程式包括用於上文所描述之方法之機器可讀指令。控制器可包括用於儲存此等電腦程式之資料儲存媒體,及/或用以接納此媒體之硬體。因此,控制器可根據一或多個電腦程式之機器可讀指令而操作。
儘管上文可已特定參考在使用輻射之微影之內容背景中對實施例之使用,但應瞭解,本發明之一實施例可用於其他應用(例如,壓印微影)中,且在內容背景允許時不限於使用輻射之微影。在壓印微影中,圖案化器件中之構形界定產生於基板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中,接著抗蝕劑藉由施加電磁 輻射、熱、壓力或其組合而經固化。在抗蝕劑固化之後,將圖案化器件移出抗蝕劑,從而在其中留下圖案。
另外,儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用,但應理解,本文中所描述之微影裝置可具有其他應用,諸如,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。熟習此項技術者應瞭解,在此等替代應用之內容背景中,可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更一般之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)自動化光阻塗佈及顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光之抗蝕劑之工具)、計量工具及/或檢測工具中處理本文中所提及之基板。適用時,可將本文中之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。另外,可將基板處理一次以上(例如)以便產生多層IC,以使得本文中所使用之術語基板亦可指已經含有多個經處理層之基板。
本文中所描述之圖案化器件可被稱為微影圖案化器件。因此,術語「微影圖案化器件」可解譯為意謂適於供微影裝置使用之圖案化器件。
本文中所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射,包括紫外線(UV)輻射(例如,具有為或為約365奈米、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如,具有在5奈米至20奈米之範圍內之波長);以及粒子束(諸如,離子束或電子束)。
術語「透鏡」在內容背景允許時可指各種類型之光學組件(包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件)中之任一者或其組合。
可使用以下條項來進一步描述本發明:
1.一種方法,其包含: 判定用於微影成像系統中之基板之構形資訊;基於該構形資訊判定或估計該微影成像系統之影像場中之複數個點之成像誤差資訊;基於該成像誤差資訊調適圖案化器件之設計。
2.如條項1之方法,其中調適該設計包含判定該圖案化器件上之計量目標之位置。
3.如條項1或2之方法,其中調適該設計包含調適該設計之佈局。
4.如條項3之方法,其中調適該佈局包含調適該設計之晶粒佈局。
5.如條項3之方法,其中調適該佈局包含調適該設計之功能區塊佈局。
6.如條項1至5中任一項之方法,其中該成像誤差資訊包含該微影成像系統之非可校正誤差資訊。
7.如條項1至6中任一項之方法,其中該方法進一步包含以下步驟:判定該微影成像系統之該影像場中之複數個點之成像參數以用於待與該圖案化器件一起使用之成像配方。
8.如條項7之方法,其中該等成像參數係選自由以下各者組成之群:最佳焦點資訊、聚焦深度資訊、疊對資訊及其組合。
9.如條項1至8中任一項之方法,其中基於該圖案化器件之密度資訊導出該構形資訊。
10.如條項1至8中任一項之方法,其中基於對使用第一圖案所產生之實體結構之量測或預測導出該構形資訊,且調適該設計包含修改該第一圖案以產生用於隨後製造之圖案化結構之第二圖案。
11.如條項1至10中任一項之方法,其中該等成像參數包含藉由 微影模擬產生之最佳焦點資訊、聚焦深度資訊及/或疊對資訊。
12.如條項11之方法,其中基於微影成像裝置之照明參數及圖案化器件之圖案來模擬經模擬之聚焦深度及/或最佳焦點資訊。
13.如條項1至12中任一項之方法,其中調適圖案化器件之設計之步驟進一步包括關於選自由以下各者組成之群之參數的資訊:基板之成像堆疊資訊、設計限制、掃描器行為、對目標數目之限制、誤差模型類型及其組合。
14.一種非暫時性電腦程式產品,其包含經組態以使處理器引起執行條項1至13中任一項之方法的機器可讀指令。
15.一種製造器件之方法,其中使用微影製程而將器件圖案施加至一系列基板,該方法包括使用如條項1至13中任一項之方法調適圖案化器件之設計且將圖案化器件之至少一部分曝光至基板上。
16.如條項15之製造方法,其中該方法進一步包括在曝光該圖案化器件之至少部分之前判定該等成像參數。
17.一種方法,其包含:基於微影成像系統之影像場中之複數個點之成像誤差資訊而使計量目標之複數個位置最佳化;其中該最佳化包含使描述該成像誤差資訊之成本函數最小化。
18.如條項17之方法,其中該最佳化包括應用遺傳演算法以使成本函數最小化。
19.如條項17至18中任一項之方法,其中該最佳化包括基於影像場中之成像要求差異而對來自影像場之至少一部分的成像誤差資訊進行加權。
20.如條項1至16中任一項之方法,其中調適圖案化器件之設計包括基於影像場中之成像要求差異而對來自該影像場之至少一部分的成像誤差資訊進行加權。
所描述之實施例及本說明書中對「實施例」、「實例」等之參考指示所描述之實施例可包括特定特徵、結構或特性,但每一實施例可能未必包括該特定特徵、結構或特性。此外,此等片語未必係指同一實施例。另外,當結合一實施例描述特定特徵、結構或特性時,應理解,熟習此項技術者有能力結合無論是否作明確描述的其他實施例實現此特徵、結構或特性。
以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此,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如所描述之本發明進行修改。舉例而言,一或多個實施例之一或多個態樣可在適當時與一或多個其他實施例之一或多個態樣組合或由一或多個其他實施例之一或多個態樣取代。因此,基於本文中所呈現之教示及指導,該等調適及修改意欲在所揭示實施例之等效物的意義及範圍內。應理解,本文中之措辭或術語係出於藉由實例進行描述而非限制之目的,使得本說明書之術語或措辭應由熟習此項技術者鑒於該等教示及該指導進行解譯。本發明之廣度及範疇不應由上述例示性實施例中之任一者限制,而應僅根據以下申請專利範圍及其等效者進行界定。
60‧‧‧密集構形量測
62‧‧‧掃描器非可校正誤差/因素
64‧‧‧掃描器照明資訊/因素
66‧‧‧倍縮光罩佈局資訊/因素
68‧‧‧成像堆疊細節/因素
70‧‧‧聚焦深度/因素
72‧‧‧疊對範圍/因素
74‧‧‧設計限制/因素
76‧‧‧掃描器行為資訊/因素
78‧‧‧目標數目限制/因素
80‧‧‧模型類型資訊/因素
82‧‧‧最佳化程序

Claims (14)

  1. 一種用於調適(adapting)一圖案化器件(patterning device)之一設計的方法,其包含:判定用於一微影成像系統(lithographic imaging system)中之一基板之構形資訊(topographic information);基於該構形資訊判定或估計該微影成像系統之一影像場(image field)中之複數個點之成像誤差(error)資訊;基於該成像誤差資訊調適該圖案化器件之該設計。
  2. 如請求項1之方法,其中該調適該設計包含:判定該圖案化器件上之計量目標之位置。
  3. 如請求項1之方法,其中該調適該設計包含:調適該設計之一佈局。
  4. 如請求項3之方法,其中該調適該佈局包含:調適該設計之一晶粒佈局。
  5. 如請求項3之方法,其中該調適該佈局包含:調適該設計之一功能區塊佈局。
  6. 如請求項1之方法,其中該成像誤差資訊包含該微影成像系統之一非可校正誤差資訊。
  7. 如請求項1之方法,其中該方法進一步包含一步驟:判定該微影成像系統之該影像場中之複數個點之成像參數以用於待與該圖案化器件一起使用之一成像配方。
  8. 如請求項7之方法,其中該等成像參數係選自由以下各者組成之群:最佳焦點資訊、聚焦深度資訊、疊對資訊及其組合。
  9. 如請求項1之方法,其中基於該圖案化器件之密度資訊導出該構形資訊。
  10. 如請求項1之方法,其中基於對使用一第一圖案所產生之實體結構之量測或預測導出該構形資訊,且該調適該設計包含修改該第一圖案以產生用於一隨後製造之圖案化結構中之一第二圖案。
  11. 如請求項1之方法,其中該等成像參數包含藉由微影模擬產生之最佳焦點資訊、聚焦深度資訊及/或疊對資訊。
  12. 如請求項11之方法,其中基於該微影成像系統之照明模式及該圖案化器件之一圖案模擬經模擬之聚焦深度及/或最佳焦點資訊。
  13. 如請求項1之方法,其中調適該圖案化器件之該設計之該步驟進一步包括關於選自由以下各者組成之群的參數之資訊:該基板之成像堆疊資訊、設計限制、掃描器行為、對目標之數目之限制、誤差模型類型及其組合。
  14. 一種非暫時性電腦程式產品,其包含經組態以導致一處理器引起執行請求項1之方法的機器可讀指令。
TW105102946A 2015-02-12 2016-01-29 用於調適圖案化器件之設計的方法 TWI616716B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562115547P 2015-02-12 2015-02-12
US62/115,547 2015-02-12
US201562238567P 2015-10-07 2015-10-07
US62/238,567 2015-10-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201629617A TW201629617A (zh) 2016-08-16
TWI616716B true TWI616716B (zh) 2018-03-01

Family

ID=55177960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105102946A TWI616716B (zh) 2015-02-12 2016-01-29 用於調適圖案化器件之設計的方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10725372B2 (zh)
TW (1) TWI616716B (zh)
WO (1) WO2016128190A1 (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106463434B (zh) 2014-06-10 2020-12-22 Asml荷兰有限公司 计算晶片检验
CN107077077B (zh) 2014-09-22 2019-03-12 Asml荷兰有限公司 过程窗口识别符
KR102321886B1 (ko) 2016-10-14 2021-11-04 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 기판 상의 측정 또는 피쳐와 연관된 위치들의 세트를 선택하는 기술
EP3376290A1 (en) * 2017-03-14 2018-09-19 ASML Netherlands B.V. Metrology method and method of device manufacture
US10895813B2 (en) 2017-11-01 2021-01-19 Asml Holding N.V. Lithographic cluster, lithographic apparatus, and device manufacturing method
EP3680714A1 (en) * 2019-01-09 2020-07-15 ASML Netherlands B.V. Method and apparatus for configuring spatial dimensions of a beam during a scan
WO2020048693A1 (en) 2018-09-03 2020-03-12 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for configuring spatial dimensions of a beam during a scan
CN111443567B (zh) * 2019-01-16 2023-04-07 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 光学邻近修正模型、光学邻近修正方法
US10804197B1 (en) * 2019-03-28 2020-10-13 Sandisk Technologies Llc Memory die containing stress reducing backside contact via structures and method of making the same
US10658381B1 (en) 2019-03-28 2020-05-19 Sandisk Technologies Llc Memory die having wafer warpage reduction through stress balancing employing rotated three-dimensional memory arrays and method of making the same
JP7299406B2 (ja) * 2019-07-04 2023-06-27 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. メトロロジにおける補正不能誤差
US11709434B2 (en) 2019-08-16 2023-07-25 Asml Netherlands B.V. Device manufacturing method
EP3833164A1 (en) * 2019-12-05 2021-06-09 AT & S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Compensating misalignment of component carrier feature by modifying target design concerning correlated component carrier feature
US11526152B2 (en) * 2019-12-19 2022-12-13 X Development Llc Techniques for determining fabricability of designs by searching for forbidden patterns
US11127192B2 (en) * 2019-12-19 2021-09-21 X Development Llc Systems and methods for analyzing manufacturability of three-dimensional designs
EP4071553A1 (en) 2021-04-07 2022-10-12 ASML Netherlands B.V. Method of determining at least a target layout and associated metrology apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6416908B1 (en) * 2000-06-29 2002-07-09 Anvik Corporation Projection lithography on curved substrates
US7425396B2 (en) * 2003-09-30 2008-09-16 Infineon Technologies Ag Method for reducing an overlay error and measurement mark for carrying out the same
US7436521B2 (en) * 2003-05-12 2008-10-14 Carl Zeiss Smt Ag Optical measuring apparatus and operating method for imaging error correction in an optical imaging system
US8345265B2 (en) * 2008-11-21 2013-01-01 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and methods for compensating substrate unflatness, determining the effect of patterning device unflatness, and determining the effect of thermal loads on a patterning device

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5166767A (en) * 1987-04-14 1992-11-24 National Semiconductor Corporation Sidewall contact bipolar transistor with controlled lateral spread of selectively grown epitaxial layer
US5783340A (en) * 1995-09-06 1998-07-21 Sandia Corporation Method for photolithographic definition of recessed features on a semiconductor wafer utilizing auto-focusing alignment
US5972541A (en) * 1996-02-27 1999-10-26 Lsi Logic Corporation Reticle and method of design to correct pattern for depth of focus problems
US5757502A (en) * 1996-10-02 1998-05-26 Vlsi Technology, Inc. Method and a system for film thickness sample assisted surface profilometry
US6282696B1 (en) * 1997-08-15 2001-08-28 Lsi Logic Corporation Performing optical proximity correction with the aid of design rule checkers
EP1358623B1 (en) * 2000-12-15 2011-03-16 Kla Tencor Corporation Method and apparatus for inspecting a substrate
US7363099B2 (en) * 2002-06-07 2008-04-22 Cadence Design Systems, Inc. Integrated circuit metrology
US6893800B2 (en) * 2002-09-24 2005-05-17 Agere Systems, Inc. Substrate topography compensation at mask design: 3D OPC topography anchored
SG108975A1 (en) 2003-07-11 2005-02-28 Asml Netherlands Bv Marker structure for alignment or overlay to correct pattern induced displacement, mask pattern for defining such a marker structure and lithographic projection apparatus using such a mask pattern
US7791727B2 (en) 2004-08-16 2010-09-07 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
US7814456B2 (en) 2004-11-22 2010-10-12 Tela Innovations, Inc. Method and system for topography-aware reticle enhancement
US7491479B2 (en) * 2005-10-07 2009-02-17 Synopsys, Inc. Compensating for effects of topography variation by using a variable intensity-threshold
JP5299937B2 (ja) * 2006-05-18 2013-09-25 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー 光近接効果を補正する方法
KR100902711B1 (ko) 2007-07-20 2009-06-15 주식회사 동부하이텍 반도체 소자의 제조 방법
US8001495B2 (en) 2008-04-17 2011-08-16 International Business Machines Corporation System and method of predicting problematic areas for lithography in a circuit design
CN104025257B (zh) * 2011-10-24 2017-09-19 株式会社尼康 照明光学系统、曝光装置及组件制造方法
US9030668B2 (en) * 2012-05-15 2015-05-12 Nikon Corporation Method for spatially multiplexing two or more fringe projection signals on a single detector
NL2010717A (en) 2012-05-21 2013-11-25 Asml Netherlands Bv Determining a structural parameter and correcting an asymmetry property.
US8956789B2 (en) * 2013-03-15 2015-02-17 GlobalFoundries, Inc. Methods for fabricating integrated circuits including multi-patterning of masks for extreme ultraviolet lithography
US9310674B2 (en) * 2014-02-20 2016-04-12 International Business Machines Corporation Mask that provides improved focus control using orthogonal edges
US10345715B2 (en) * 2014-09-02 2019-07-09 Nikon Corporation Pattern-edge placement predictor and monitor for lithographic exposure tool
US10488184B2 (en) * 2015-07-13 2019-11-26 Nanometrics Incorporated Interferometric characterization of surface topography
JP6615001B2 (ja) * 2016-02-24 2019-12-04 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置およびその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6416908B1 (en) * 2000-06-29 2002-07-09 Anvik Corporation Projection lithography on curved substrates
US7436521B2 (en) * 2003-05-12 2008-10-14 Carl Zeiss Smt Ag Optical measuring apparatus and operating method for imaging error correction in an optical imaging system
US7425396B2 (en) * 2003-09-30 2008-09-16 Infineon Technologies Ag Method for reducing an overlay error and measurement mark for carrying out the same
US8345265B2 (en) * 2008-11-21 2013-01-01 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and methods for compensating substrate unflatness, determining the effect of patterning device unflatness, and determining the effect of thermal loads on a patterning device

Also Published As

Publication number Publication date
US20180011398A1 (en) 2018-01-11
TW201629617A (zh) 2016-08-16
US10725372B2 (en) 2020-07-28
WO2016128190A1 (en) 2016-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI616716B (zh) 用於調適圖案化器件之設計的方法
US11106142B2 (en) Metrology recipe selection
US11320745B2 (en) Measuring a process parameter for a manufacturing process involving lithography
US10133191B2 (en) Method for determining a process window for a lithographic process, associated apparatuses and a computer program
TWI427434B (zh) 用以控制一微影裝置之方法、裝置及電腦程式產品
JP2020038384A (ja) 計測方法、コンピュータ製品およびシステム
TWI694312B (zh) 度量衡方法、裝置及電腦程式
TWI559099B (zh) 用於設計度量衡目標之方法及裝置
CN110249268B (zh) 量测方法和设备以及关联的计算机产品
TWI636334B (zh) 使用圖案化裝置形貌誘導相位之方法及設備
TW201531810A (zh) 用於設計度量衡目標之方法及裝置
US20210055663A1 (en) Method and apparatus for illumination adjustment
TWI664504B (zh) 度量衡方法及裝置、基板、微影方法及相關之電腦產品
US8793099B2 (en) Calibration of lithographic apparatus
TWI811952B (zh) 度量衡方法及設備
TWI810749B (zh) 監控微影製程之方法及相關裝置
TW202405413A (zh) 用於照明調整之方法及設備
TW202318098A (zh) 監測微影程序之方法及其相關設備
WO2023117263A1 (en) Method and apparatus for lithographic imaging