CN101059661A - 光刻设备和装置制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光刻设备和装置制造方法。在使衬底曝光之前，利用基于先前批中的衬底上的对准标记的对准偏移测量和重叠目标的重叠测量而计算的偏移校正和工艺校正实施对衬底的未对准的校正。

Description

光刻设备和装置制造方法
技术领域
本发明涉及光刻设备以及用于制造装置的方法。具体地，本发明涉及被光刻设备曝光的成批衬底的工艺校正和对准校正。
背景技术
光刻设备是一种将想要的图案施加到衬底上、通常施加到衬底的目标部分上的机器。光刻设备可用于例如集成电路(IC)的制造。在那种情况下，可利用另外被称为掩模或掩模原版的图案形成装置生成将在IC的单个层上形成的电路图案。该图案可被转移到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的一部分、一个或几个管芯)上。图案的转移通常借助于在提供在衬底上的辐射敏感材料(光刻胶)层上的成像。一般地，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括步进型和扫描型，在步进型中，通过一次使整个图案曝光到目标部分上而使各目标部分被照射；在扫描型中，通过辐射射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描图案并同时与这个方向平行或反平行地同步扫描衬底而使各目标部分被照射。还可能的是，通过在衬底上压印图案将图案从图案形成装置转移至衬底。
光刻设备的一个特征是精确，据此光刻设备使同一衬底的各光刻胶层曝光以使同一衬底上的所有层对准。为了使衬底的层对准，必须控制支撑衬底的台以使衬底本身针对每一次曝光在同一位置对准。相同的结构被用于几批衬底，因此一批衬底的对准对于各衬底以及各衬底的各层来说还必须是相同的以便于特定的曝光结构使所有衬底的所有层精确地以相同的方式曝光。
实施对准的方式是衬底上的各层包括若干组定义衬底的位置和形状的对准标记。这个位置和形状通过数学模型来描述。一般地，所使用的对准标记比描述模型所需要的对准标记更多，因此存在剩余的标记数据。当用于曝光的层(“曝光层”)被准确定位在先前层之上时，衬底层的对准成功。当对准策略不成功时，重叠误差出现并且在衬底上形成不太令人满意的曝光图案，这还可使由此得到的IC等不能工作，或者如果重叠误差足够严重的话，可能不得不重新制作衬底及其所有层。这减少了令人满意曝光的衬底的生产量。
在衬底对准期间，存在从不同标记类型、不同射束颜色(或波长)以及将自对准标记衍射的不同衍射级挑选的可能性。所有这些不同的可能性给出了不同的未对准结果。在标记测量期间，进行关于要使用哪种标记类型、多少标记、哪种射束颜色以及哪个衍射级的决策。
重叠测量或计量发生在光刻设备外部的专用重叠计量工具中。在使衬底曝光并且使衬底上的各光刻胶层、预定数量的光刻胶层或所有光刻胶层显影之后，将一批衬底送至重叠计量工具并且其中若干衬底使它们的重叠得以测量。存在几种测量重叠误差的方法。大多数方法涉及使用一组出现在光刻胶层中以及前一层中的重叠目标或标记并且这两者的相对定位通过自叠加的标记反射/衍射辐射射束进行测量。这些重叠标记可以与对准标记不同，或者相同的标记可用于两种用途。如果使包含标记的两层完全对准，当重叠计量射束投射到标记上时，衍射射束将表示没有未对准或标记的重叠。标记可包括格栅或周期性结构阵列。叠加的标记的未对准导致衍射射束的变化。标记(例如格栅)的未对准程度导致衍射射束的等同的变化程度。计算的未对准值可以存储在库中并且将未来的未对准值与这些库值进行比较以确定重叠误差的范围。当库包含有足够的数据时，未对准值可与重叠误差一致而不必重新计算由衍射射束形成的图像，因为库将包含所有需要的数据。
在现有技术中，相同数目的对准标记(例如16对)被用于各批衬底。为了补偿对准波动，存在在衬底上进行的临时对准调整以使对准标记与先前层的对准标记对准。定制针对各批的对准模型的“工艺校正”(对准校正构成其中的一部分)。例如，如果特定的光刻设备在衬底曝光期间具有导致轻微的顺时针旋转的倾向，则用于该设备的对准模型可结合逆时针的旋转。工艺校正是以已经被该光刻设备曝光的先前批为基础的。
当一些衬底具有不同数目的对准标记或者在不同于其他衬底的位置上具有对准标记时，或者如果未对准极其严重以致由对准标记得到的对准信息不足以确定所需要的工艺校正或对准校正的话，现有技术出现问题。工艺校正取决于相同标记的对准，因此如果对准标记遗失或位于不同位置上，调整控制器不具有正确的输入信息并且可能因此根据错误的标记来进行。例如，如果所有先前批的衬底都具有16对标记并且现在只具有14对标记的衬底被包括在内，则控制器试图使它的计算调整衬底的位置，其中的算法是针对16对制定的，但是只有14对的输入。工艺校正因此不仅难以计算，而且可进行的校正实际上使对准变得更糟，因为输入信息是错误的。
发明内容
本发明的特征包括确定将对各衬底的对准以及各衬底各层的对准实施的工艺校正。
在一个实施例中，提供了一种使衬底对准和曝光的方法，该方法包括测量至少先前一批的衬底上对准标记的重叠变化；通过对至少先前一批的衬底的对准标记的加权的重叠变化求和，计算对衬底的工艺校正；将工艺校正用于衬底的对准；以及使衬底曝光。
在另一实施例中，提供了一种使衬底对准和曝光的方法，该方法包括基于包括具有缺省位置的对准标记的理想衬底，提供模型；针对先前若干批的衬底的对准标记，测量偏离缺省位置的偏移；通过对先前批的衬底的加权的测得偏移求和，计算衬底的对准标记偏移；将计算的偏移用于衬底的对准；以及使衬底曝光。
附图说明
图1示出按照本发明的一个实施例的光刻设备；
图2示出按照本发明的另一实施例的光刻设备；以及
图3示出利用如图2所示的本发明的实施例将图案转移至衬底的模式。
具体实施方式
图1示意性示出按照本发明的一个实施例的光刻设备。该设备包括照明系统(照明器)IL，其被配置为调节辐射射束B(例如UV辐射或EUV辐射)。支持体(例如掩模台)MT被配置为支持图案形成装置(例如掩模)MA，并且与被配置为依照某些参数准确定位图案形成装置的第一定位装置PM相连。衬底台(例如晶片台)WT被配置为支撑衬底(例如光刻胶涂敷的晶片)W，并且与被配置为依照某些参数准确定位衬底的第二定位装置PW相连。投射系统(例如折射式投射透镜系统)PL被配置为将由图案形成装置MA赋予辐射射束B的图案投射到衬底W的目标部分C(例如包括一个或多个管芯)上。
照明系统可包括对辐射进行导向、成形和/或控制的各种类型的光学部件，例如折射光学部件、反射光学部件、磁光学部件、电磁光学部件、静电光学部件或其他类型的光学部件或者其任何组合。
支持体支持着图案形成装置，例如承载其重量。支持体以依赖于图案形成装置的取向、光刻设备的设计以及其他条件(例如，是否在真空环境中支撑图案形成装置)的方式支撑着图案形成装置。支持体可使用机械的、真空的、静电的或其他的夹紧技术来支撑图案形成装置。支持体可以是例如可根据需要而被固定或可移动的框架或者台。支持体可确保图案形成装置位于例如相对投射系统来说所期望的位置。在本文，术语“掩模原版”或“掩模”的任何用法可被认为与更通用的术语“图案形成装置”是同义的。
本文所使用的术语“图案形成装置”应当被广义地解释为指可用于将图案赋予辐射射束的截面以便在衬底的目标部分形成图案的任何装置。应当注意的是，例如如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征，则赋予辐射射束的图案可能不是恰好对应于衬底的目标部分中想要的图案。一般地，赋予辐射射束的图案将对应于正在目标部分中形成的装置中的某功能层，例如集成电路。
图案形成装置可以是透射式或反射式。图案形成装置的实例包括掩模、可编程镜面阵列和可编程LCD面板。掩模在光刻领域中是公知的，并包括如二元、交变相移和衰减相移的掩模类型以及各种混合掩模类型。可编程镜面阵列的实例使用小镜面的矩阵布置，可以个别地使各镜面倾斜，以便以不同的方向反射入射的辐射射束。倾斜的镜面在被镜面矩阵反射的辐射射束中赋予图案。
本文所使用的术语“投射系统”应当被广义地解释为包含任何类型的投射系统，包括折射光学系统、反射光学系统、折反射光学系统、磁光学系统、电磁光学系统和静电光学系统或者其任何组合，它们适于正使用的曝光辐射或者适于其他因素，如浸液的使用或真空的使用。在本文，术语“投射透镜”的任何用法可被认为与更通用的术语“投射系统”是同义的。
正如这里所述，该设备是透射类型的(例如使用透射掩模)。或者，该设备可以是反射类型的(例如使用上文提到的类型的可编程镜面阵列或者使用反射掩模)。
光刻设备可以是具有两个(双级)或更多个衬底台(和/或两个或更多个掩模台)的类型。在这种“多级”机器中，附加的台可被并行使用，或者可以在一个或多个台上实施准备工序而一个或多个其他台被用于曝光。
光刻设备还可以是下列类型的，其中衬底的至少一部分可被具有较高折射率的、例如水的液体所覆盖，以便填充投射系统和衬底之间的空间。浸液还可以用于光刻设备中的其他空间，例如掩模和投射系统之间的空间。浸没技术在增加投射系统的数值孔径的领域中是公知的。本文所使用的术语“浸没”并不意味着例如衬底的结构必须被浸没在液体中，而是仅仅意味着在曝光期间液体位于投射系统和衬底之间。
参考图1，照明器IL接收来自辐射源SO的辐射。该源和光刻设备可以是不同的实体，例如当该源是受激准分子激光器时。在这样的情形下，不认为该源构成光刻设备的一部分，并且借助于包括例如合适的导向镜面和/或射束扩展器的射束输送系统BD，将辐射从源SO传递至照明器IL。在其他情形下，该源可以是光刻设备的组成部分，例如当该源是水银灯时。源SO和照明器IL，如果需要的话连同射束输送系统BD，可被称为辐射系统。
照明器IL可包括调整装置AD，用于调整辐射射束的角强度分布。一般地，照明器的光瞳平面上强度分布的至少外和/或内径向范围(通常分别被称为σ外和σ内)可被调整。另外，照明器IL可包括各种其他部件，如积分器IN和聚光器CO。照明器可用于调节辐射射束，以在其截面上具有想要的均匀性和强度分布。
辐射射束B入射在图案形成装置(例如掩模MA)上并且被图案形成装置图案化，在支持体(例如掩模台MT)上支撑图案形成装置。辐射射束B穿过掩模MA后，经过投射系统PL，投射系统PL将射束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位装置PW和位置传感器IF(例如干涉装置、线性编码器或电容传感器)，衬底台WT可准确地移动，例如以便将不同的目标部分C定位在辐射射束B的路径上。类似地，第一定位装置PM和另一位置传感器(图1中没有明确示出)可用于相对于辐射射束B的路径准确定位掩模MA，例如在从掩模库中机械取出之后或在扫描期间。一般地，借助于构成第一定位装置PM的部分的长行程模块(粗糙定位)和短行程模块(精细定位)可实现掩模台MT的移动。类似地，利用构成第二定位装置PW的部分的长行程模块和短行程模块可实现衬底台WT的移动。在步进型的情形中(与扫描型相反)，掩模台MT可以只和短行程执行器相连或者可以被固定。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2对准掩模MA和衬底W。尽管如图所示的衬底对准标记占据专用目标部分，但是可使它们位于目标部分之间的空间(这些被称为划道对准标记)。类似地，在掩模MA上提供不止一个管芯的情形下，可使掩模对准标记位于管芯之间。
所描述的设备可用于下列模式中的至少一种：
1.在步进模式中，掩模台MT和衬底台WT基本上保持不动，而赋予辐射射束的整个图案被一次投射在目标部分C上(即单次静态曝光)。接着，衬底台WT在X和/或Y方向上移动，以使不同的目标部分C可被曝光。在步进模式中，曝光区的最大尺寸限制了在单次静态曝光中成像的目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，掩模台MT和衬底台WT被同步扫描，而赋予辐射射束的图案被投射在目标部分C上(即单次动态曝光)。衬底台WT相对于掩模台MT的速度和方向可通过投射系统PS的(退)放大和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光区的最大尺寸限制了在单次动态曝光中目标部分的宽度(在非扫描方向上)，而扫描移动的长度确定了目标部分的高度(在扫描方向上)。
3.在另一模式中，支撑可编程图案形成装置的掩模台MT基本上保持不动，衬底台WT被移动或被扫描，而赋予辐射射束的图案被投射在目标部分C上。在这种模式中，一般地，使用脉冲辐射源并且在衬底台WT每次移动之后或者在扫描期间的连续辐射脉冲之间根据需要对可编程图案形成装置进行更新。可以容易地将这种操作模式应用于利用如上面提到的类型的可编程镜面阵列的可编程图案形成装置的无掩模光刻。
还可以使用上述使用模式的组合和/或变形或者完全不同的使用模式。
上面描述了已知的校正对准的方法，并且该方法包括基于先前批的衬底的重叠误差的测量创建工艺校正。另一方面，本发明基于先前批的衬底的对准标记相对于缺省模型的测得偏移创建对准校准(被称为剩余偏移校正)。本发明和现有技术的差别在于，现有技术中的工艺校正被用于改变校准模型的值，而本发明推荐的方法在使用不同的对准标记类型、数目、颜色或顺序的情况下可确定相对于缺省模型的偏移。
一般地，按照基于衬底形状和位置的理想数学模型的对准策略，使被投射系统曝光的各批衬底曝光。然而，各批衬底，以及实际上整系列批的衬底，可具有用于对准策略的一组固定的工艺校正以补偿某些光刻设备中的人为现象。例如，某光刻设备可能在X轴上具有轻微未对准的情况下使衬底曝光，因此工艺校正将被用于该模型以使光刻设备在X轴上有反向轻微移动的情况下使衬底曝光。利用一组固定的工艺校正的问题是，在异常发生的情形下，例如在不同批的衬底上出现了不同数目的对准标记，它们不一定与对准策略相符。
对于某光刻机器或者将按照特定设计以相同方式使相同类型的衬底曝光的某组机器来说，创建描绘理想衬底的模型。通常使用两种模型：6参数模型(结合了X位置、Y位置、X旋转、Y旋转、X放大(或扩展)和Y放大)；或更简单的4参数模型(结合了位置、旋转和放大，但是未分离X和Y方向，只有X和Y位置)。模型可以定义任何数目的与在光刻设备中相对于将赋予图案化的曝光射束的投射系统定位衬底有关的参数。
存在某些不属于模型或者不可被模型化的位置值。这些位置值被称为对准剩余。已测衬底中对准剩余与理想值相比较的偏移被称为测得剩余偏移。对此偏移的校正被称为剩余偏移校正，其是一种对准校正。根据测量噪声和衬底形状的衬底变形或改变计算对准剩余。取决于不同的假设，例如衬底是弯的还是直的，不同的模型将结合不同的对准剩余。测得剩余偏移可以是各批衬底的平均剩余。这些平均值被存储并且当发现所提供的衬底具有偏移时被用于校正。
每当衬底被引入用于曝光的机器时，还确定是否需要不同类型的工艺校正。可以基于用于各批衬底的平均模型校正来计算工艺校正。需要工艺校正的原因可能是为了补偿运行相同程序的光刻机器之间的差异。一些光刻机器使衬底的曝光稍微不同于其他机器，例如在曝光图案中有轻微的旋转或平移。
现有技术中对各衬底的工艺校正是基于衬底上所有对准标记被用于对准的假设。当情况不是这样时，可能出现误差。通过考虑对准标记的变化，这是另外的剩余偏移校正有助于防止曝光中更多误差的地方。
图2示出具有标准衬底对准标记1、2、3、4和5的衬底W。缺省的对准标记是1、2、3和4。这给出通过标注有“正确的栅格”即缺省栅格的虚线交叉线表示的对准。栅格是上述数学模型的二维表示。如果引入衬底但编号为4的对准标记未对准，则编号为5的标记可改用作备份标记。当这种情形发生时，与编号为5的标记有关的信息被存储在用于校正的控制器中。在所示的实例中，所述的光刻设备顺时针旋转曝光图案并且还在X和Y方向上相对于模型衬底取向移动该图案。衬底对准通过标注有“转换栅格”即使用了除缺省标记以外的标记的栅格的虚线交叉线来表示。使用此转换栅格，是因为对准标记不再位于与缺省标记相同的位置上。对于标记1、2和3来说，利用工艺校正，或者更具体地利用对准校正，未对准可能是可校正的；但是对于标记4来说，未对准可能太大。
图3中示出针对不同批的衬底中对准标记的变化确定工艺校正(和对准校正)的方法。针对各批衬底确定重叠计量。针对例如从n-3至n的一系列批实施此过程。一批衬底可在被引至重叠计量工具之前使单层光刻胶曝光，并且可接着被重新引入光刻设备以使各批n-3至n实际上是具有不同数目的曝光层的相同批。各批的若干衬底中重叠误差的范围被测量并且被输入控制系统20。在各批的各重叠计量检查之后，执行后续批的对准和曝光。一旦已经使此后续批(例如，第n批)对准和曝光，便测量它的重叠。将重叠计量数据连同来自各批的对准和曝光的对准数据输入控制系统20。例如，在将工艺校正和剩余偏移返回到后续批(例如第n+1批)的后续“对准和曝光”工艺之前，控制系统可以按如下方式计算工艺校正和对准剩余偏移：
PCn＝0.5Ovln-1+0.3Ovln-2+0.2Ovln-3     (1)
ROCn＝0.5mROn-1+0.3mROn-2+0.2mROn-3    (2)
其中PCn＝第n批的工艺校正；OvLn＝第n批的测得重叠；ROCn＝第n批的设置校正的剩余；mROn＝第n批的测得剩余偏移。
进入控制系统20的来自对准和曝光的对准数据可包含在有效栅格(即目前被用作所有偏移的参考的缺省或“正确的”栅格)中指定的一组对准标记、顺序和/或颜色的对准数据。这些额外标记的测量仅在于重叠计量工具上正被测量的衬底上是必要的，因为只有这些衬底将被用于确定工艺校正。
供给用于衬底层曝光的投射系统的剩余偏移信息包含例如是否标记已经被拒绝或添加或者已经改变位置的信息。这考虑了更有效的对准和曝光以使衬底上层的对准被改进。这通过测得重叠误差减少来证明。
如图3所示，工艺校正和剩余偏移校正通过分别对先前批的加权的测得重叠和先前批的加权的测得剩余偏移求和来分别计算。上面讨论了衬底上层的重叠计量。当然，对准剩余可包括与任何不同类型的对准标记有关的信息。
尽管在本文中可能具体提到了在IC制造中使用光刻设备，但是应当理解，本文所述的光刻设备可能具有其他应用，例如，制造集成光学系统、磁畴存储器的制导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)和薄膜磁头等。应当意识到，在这种可选用的应用情况中，本文中术语“晶片”或“管芯”的任何用法可被认为分别与更通用的术语“衬底”或“目标部分”是同义的。本文提到的衬底可在曝光之前或之后在例如导向装置(track)(一种通常将光刻胶层施加于衬底并显影曝光的光刻胶的工具)、计量工具和/或检查工具中被处理。在可适用的地方，本文的公开内容可适用于这种和其他衬底处理工具。另外，例如为了形成多层IC，衬底可经过不止一次的处理，以使本文所使用的术语衬底还可指已经包含多个经过处理的层的衬底。
尽管上面可能具体提到了在光学光刻的情况中使用本发明的实施例，但是将意识到，本发明可用于其他应用，例如压印光刻，并且在情况允许的地方，本发明不限于光学光刻。在压印光刻中，图案形成装置中的图像限定在衬底上形成的图案。图案形成装置的图像可被压入供给衬底的光刻胶层，在衬底上通过加电磁辐射、加热、加压或其组合使光刻胶固化。在光刻胶被固化后，将图案形成装置移离光刻胶，而图案留在光刻胶中。
本文所使用的术语“辐射”和“射束”包含所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如具有大约365、355、248、193、157或126nm或大约365、355、248、193、157或126nm的波长)和远紫外(EUV)辐射(例如具有范围在5-20nm内的波长)以及如离子束或电子束的粒子束。
在情况允许的地方，术语“透镜”可指各种类型的光学部件的任何一种或组合，包括折射光学部件、反射光学部件、磁光学部件、电磁光学部件和静电光学部件。
虽然在上面对本发明的特定实施例进行了描述，但是将意识到，可以与所述的不同的方式来实施本发明。例如，本发明可采用描述上面公开的方法的、包含一个或多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或者采用将这样的计算机程序存储在其中的数据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。
上面的描述是用于说明而不是限制。因而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，只要未背离下面所陈述的权利要求书的范围，可对所描述的本发明进行修改。

Claims (14)

1.一种使衬底对准和曝光的方法，所述衬底包含对准标记，所述对准标记配置为用于使所述衬底的后续曝光层对准，所述方法包括：
计算实际的对准标记数据和缺省的对准标记数据之间的差异；
基于所计算的差异，计算对准校正；
将所述对准校正用于所述衬底；以及
使所述衬底曝光。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述缺省的对准标记数据包括期望的衬底形状和位置的数学模型。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述实际的对准标记数据包括基于所述对准标记相对于缺省位置以及相对于其他对准标记的相对位置的、关于实际的衬底形状和位置的数据。
4.一种使衬底对准和曝光的方法，包括：
测量至少先前一批的衬底上重叠目标的重叠变化；
基于缺省的衬底位置和形状值，计算对准模型；
通过对相对于所述对准模型的至少先前一批的衬底的加权的重叠变化求和，计算对所述衬底位置和形状的校正；
将所述校正用于所述衬底的对准模型；以及
使所述衬底曝光。
5.如权利要求4所述的方法，其中使用先前多批的衬底并且将更大的权重赋予更近批的衬底。
6.如权利要求4所述的方法，其中如果测得的重叠变化大于预定的阈值，则拒绝正被测量的重叠目标并且使用备选的重叠目标。
7.一种使衬底对准和曝光的方法，包括：
基于包括具有缺省位置的对准标记的缺省衬底，提供模型；
针对先前若干批的衬底的对准标记，测量偏离所述缺省位置的偏移以给出测得的偏移；
通过对所述先前多批的衬底的对准标记的加权的测得偏移求和，计算所述衬底的对准标记偏移以给出计算的偏移；
将所述计算的偏移用于所述衬底的对准；以及
使所述衬底曝光。
8.如权利要求7所述的方法，还包括：
在将所计算的对准标记偏移用于所述衬底的对准之前，计算所计算的对准标记偏移对所述模型的作用。
9.如权利要求7所述的方法，其中测量偏离所述缺省位置的偏移包括测量自所述对准标记的表面衍射的至少两个频率的辐射的性质。
10.如权利要求7所述的方法，其中所述对准标记是格栅并且测量所述对准偏移包括测量自所述格栅的表面衍射的对准辐射射束的至少两个衍射级的性质。
11.如权利要求7所述的方法，其中使用先前多批的衬底并且将更大的权重赋予更近批的衬底。
12.如权利要求7所述的方法，其中与备选的对准标记有关的数据被包括在所述对准偏移的计算中。
13.如权利要求7所述的方法，其中如果所测量的对准偏移大于预定的阈值，则拒绝正被测量的对准标记并且使用备选的对准标记数据。
14.如权利要求7所述的方法，其中所述模型包括具有缺省的X位置、Y位置、X旋转、Y旋转、X放大和Y放大的对准模型。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101788769B (zh) * 2009-01-23 2011-12-21 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 曝光形成半导体器件当层的方法
CN102402129A (zh) * 2010-09-08 2012-04-04 Asml荷兰有限公司 光刻设备、器件制造方法和施加图案到衬底上的方法
CN102460310A (zh) * 2009-06-17 2012-05-16 Asml荷兰有限公司 重叠测量的方法、光刻设备、检查设备、处理设备和光刻处理单元
CN102754035A (zh) * 2010-02-19 2012-10-24 Asml荷兰有限公司 光刻设备和器件制造方法
CN103403624A (zh) * 2011-03-15 2013-11-20 株式会社Orc制作所 对位装置和具有该对位装置的曝光装置
CN108369382A (zh) * 2015-10-08 2018-08-03 Asml荷兰有限公司 控制光刻设备的方法和器件制造方法、用于光刻设备的控制系统及光刻设备
CN111316170A (zh) * 2017-11-01 2020-06-19 Asml控股股份有限公司 光刻簇、光刻设备和器件制造方法
CN116125765A (zh) * 2023-04-17 2023-05-16 魅杰光电科技(上海)有限公司 集成电路套刻误差评估方法

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7444196B2 (en) * 2006-04-21 2008-10-28 Timbre Technologies, Inc. Optimized characterization of wafers structures for optical metrology
US20080036984A1 (en) * 2006-08-08 2008-02-14 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
US7858404B2 (en) * 2007-03-14 2010-12-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Measurement of overlay offset in semiconductor processing
NL1036096A1 (nl) * 2007-11-06 2009-05-07 Asml Netherlands Bv Lithographic method.
NL1036245A1 (nl) * 2007-12-17 2009-06-18 Asml Netherlands Bv Diffraction based overlay metrology tool and method of diffraction based overlay metrology.
US7783444B2 (en) * 2008-03-26 2010-08-24 Qimonda Ag Systems and methods of alternative overlay calculation
US8260449B2 (en) 2008-11-06 2012-09-04 Micron Technology, Inc. Photolithography systems and associated methods of overlay error correction
NL2009345A (en) * 2011-09-28 2013-04-02 Asml Netherlands Bv Method of applying a pattern to a substrate, device manufacturing method and lithographic apparatus for use in such methods.
US9354526B2 (en) * 2011-10-11 2016-05-31 Kla-Tencor Corporation Overlay and semiconductor process control using a wafer geometry metric
US9163935B2 (en) 2011-12-12 2015-10-20 Asml Netherlands B.V. Device manufacturing method and associated lithographic apparatus, inspection apparatus, and lithographic processing cell
EP2620976B1 (en) * 2012-01-25 2016-07-20 Qoniac GmbH Overlay model for aligning and exposing semiconductor wafers
US9543223B2 (en) 2013-01-25 2017-01-10 Qoniac Gmbh Method and apparatus for fabricating wafer by calculating process correction parameters
US9070622B2 (en) * 2013-09-13 2015-06-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Systems and methods for similarity-based semiconductor process control
TW201520702A (zh) * 2013-11-19 2015-06-01 Huang Tian Xing 對準誤差補償方法、系統，及圖案化方法
SG11201604739RA (en) 2013-12-30 2016-07-28 Asml Netherlands Bv Method and apparatus for design of a metrology target
JP6458173B2 (ja) * 2015-07-16 2019-01-23 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィ装置およびデバイス製造方法
KR102387289B1 (ko) * 2015-07-20 2022-04-14 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 장치를 제어하는 방법, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법
TWI651596B (zh) * 2016-11-23 2019-02-21 科諾系統有限公司 曝光補償計算的方法與系統
KR102326191B1 (ko) * 2017-04-26 2021-11-15 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 디바이스 제조 프로세스
EP3396457A1 (en) * 2017-04-26 2018-10-31 ASML Netherlands B.V. Device manufacturing method
KR102074974B1 (ko) * 2018-01-23 2020-02-07 윤형열 패턴 형성 장치 및 방법
JP2021521485A (ja) 2018-04-26 2021-08-26 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． アライメント方法及び装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5243195A (en) * 1991-04-25 1993-09-07 Nikon Corporation Projection exposure apparatus having an off-axis alignment system and method of alignment therefor
JPH10199784A (ja) * 1997-01-06 1998-07-31 Mitsubishi Electric Corp アライメント補正方法及び半導体装置
JPH11102851A (ja) * 1997-09-26 1999-04-13 Mitsubishi Electric Corp アライメント補正方法及び半導体装置の製造方法
JPH11214287A (ja) * 1998-01-28 1999-08-06 Nikon Corp マーク検出方法、マーク検出装置、露光方法、露光装置、および、マーク検出プログラムを記録した記録媒体
JP2000081712A (ja) * 1998-09-04 2000-03-21 Mitsubishi Electric Corp アライメント補正方法、半導体装置の製造方法、アライメント補正装置および半導体装置
EP1164352A4 (en) * 1999-02-17 2007-09-05 Nikon Corp POSITION DETECTION METHOD AND POSITION DETECTOR, EXPOSURE METHOD AND APPARATUS THEREFOR, DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
US7317531B2 (en) * 2002-12-05 2008-01-08 Kla-Tencor Technologies Corporation Apparatus and methods for detecting overlay errors using scatterometry
US6620563B2 (en) * 2001-03-08 2003-09-16 Motorola, Inc. Lithography method for forming semiconductor devices on a wafer utilizing atomic force microscopy
KR100431329B1 (ko) * 2001-10-11 2004-05-12 삼성전자주식회사 반도체 웨이퍼 오버레이 보정방법
US6737208B1 (en) * 2001-12-17 2004-05-18 Advanced Micro Devices, Inc. Method and apparatus for controlling photolithography overlay registration incorporating feedforward overlay information
JP3555613B2 (ja) * 2002-03-20 2004-08-18 松下電器産業株式会社 フォトリソグラフィーの露光方法
US6982793B1 (en) * 2002-04-04 2006-01-03 Nanometrics Incorporated Method and apparatus for using an alignment target with designed in offset
US7170604B2 (en) * 2002-07-03 2007-01-30 Tokyo Electron Limited Overlay metrology method and apparatus using more than one grating per measurement direction
US6957119B2 (en) * 2002-09-09 2005-10-18 Macronix International Co., Ltd. Method for monitoring matched machine overlay
JP4272862B2 (ja) * 2002-09-20 2009-06-03 キヤノン株式会社 位置検出方法、位置検出装置及び露光装置
JP2004111866A (ja) * 2002-09-20 2004-04-08 Canon Inc 半導体装置の製造方法
EP1496397A1 (en) 2003-07-11 2005-01-12 ASML Netherlands B.V. Method and system for feedforward overlay correction of pattern induced distortion and displacement, and lithographic projection apparatus using such a method and system
US7031794B2 (en) * 2003-09-26 2006-04-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd. Smart overlay control
US7565219B2 (en) 2003-12-09 2009-07-21 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, method of determining a model parameter, device manufacturing method, and device manufactured thereby
US7226797B2 (en) * 2004-11-23 2007-06-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Sensing alignment of multiple layers
US7184853B2 (en) * 2005-05-18 2007-02-27 Infineon Technologies Richmond, Lp Lithography method and system with correction of overlay offset errors caused by wafer processing

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101788769B (zh) * 2009-01-23 2011-12-21 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 曝光形成半导体器件当层的方法
US8767183B2 (en) 2009-06-17 2014-07-01 Asml Netherlands B.V. Method of overlay measurement, lithographic apparatus, inspection apparatus, processing apparatus and lithographic processing cell
CN102460310B (zh) * 2009-06-17 2014-07-02 Asml荷兰有限公司 重叠测量的方法、光刻设备、检查设备、处理设备和光刻处理单元
CN102460310A (zh) * 2009-06-17 2012-05-16 Asml荷兰有限公司 重叠测量的方法、光刻设备、检查设备、处理设备和光刻处理单元
CN102754035A (zh) * 2010-02-19 2012-10-24 Asml荷兰有限公司 光刻设备和器件制造方法
CN102754035B (zh) * 2010-02-19 2014-12-10 Asml荷兰有限公司 光刻设备和器件制造方法
CN102402129A (zh) * 2010-09-08 2012-04-04 Asml荷兰有限公司 光刻设备、器件制造方法和施加图案到衬底上的方法
CN102402129B (zh) * 2010-09-08 2015-01-14 Asml荷兰有限公司 光刻设备、器件制造方法和施加图案到衬底上的方法
CN103403624A (zh) * 2011-03-15 2013-11-20 株式会社Orc制作所 对位装置和具有该对位装置的曝光装置
CN103403624B (zh) * 2011-03-15 2016-01-20 株式会社Orc制作所 对位装置和具有该对位装置的曝光装置
CN108369382A (zh) * 2015-10-08 2018-08-03 Asml荷兰有限公司 控制光刻设备的方法和器件制造方法、用于光刻设备的控制系统及光刻设备
CN108369382B (zh) * 2015-10-08 2021-02-05 Asml荷兰有限公司 控制光刻设备的方法和器件制造方法、用于光刻设备的控制系统及光刻设备
CN111316170A (zh) * 2017-11-01 2020-06-19 Asml控股股份有限公司 光刻簇、光刻设备和器件制造方法
CN116125765A (zh) * 2023-04-17 2023-05-16 魅杰光电科技(上海)有限公司 集成电路套刻误差评估方法

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