CN107065438A - 用于光刻的场内过程控制 - Google Patents

用于光刻的场内过程控制 Download PDF

Info

Publication number
CN107065438A
CN107065438A CN201610809128.1A CN201610809128A CN107065438A CN 107065438 A CN107065438 A CN 107065438A CN 201610809128 A CN201610809128 A CN 201610809128A CN 107065438 A CN107065438 A CN 107065438A
Authority
CN
China
Prior art keywords
production
baseline
reflects
workpiece
layer
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
CN201610809128.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107065438B (zh
Inventor
洪爱真
黄晟砚
卢欣荣
曾衍迪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Original Assignee
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
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 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd filed Critical Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Publication of CN107065438A publication Critical patent/CN107065438A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107065438B publication Critical patent/CN107065438B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605Workpiece metrology
    • G03F7/70616Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70633Overlay, i.e. relative alignment between patterns printed by separate exposures in different layers, or in the same layer in multiple exposures or stitching
    • 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
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605Workpiece metrology
    • G03F7/70616Monitoring the printed patterns
    • 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
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605Workpiece metrology
    • G03F7/70681Metrology strategies
    • G03F7/70683Mark designs
    • 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
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/70141Illumination system adjustment, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of illumination system
    • 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
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7007Alignment other than original with workpiece

Landscapes

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

Abstract

本申请涉及用于光刻的场内过程控制。在一些实施例中,本申请案涉及一种用于光刻工具的过程控制的方法及系统。所述方法将参考图案转印到参考工件的曝光场以形成重叠参考层对。测量所述重叠参考层之间的未对准以形成第一基线映图及第二基线映图,且从所述第一基线映图及所述第二基线映图形成Δ基线映图。将生产图案转印到生产工件的曝光场以形成在第一生产层上方进行布置且与第一生产层对准的第二生产层。测量所述第一生产层与所述第二生产层之间的未对准以形成生产映图。变换所述Δ基线映图且随后与所述生产映图相加,以形成最终生产映图。基于所述最终生产映图更新处理工具的参数。

Description

用于光刻的场内过程控制
技术领域
本发明涉及一半导体方法,特别针对用于光刻的场内过程控制技术提出改善。
背景技术
在集成电路(IC)的制造期间,执行半导体制造过程的多步序列以在工件上逐渐形成电子电路。一个此半导体制造过程为光刻。光刻为使用辐射(例如,光)将图案从光罩转印到工件的过程。
发明内容
在一些实施例中,本发明涉及一种用于光刻工具的场内过程控制的方法。所述方法包括接收第一基线映图及第二基线映图,其依据参考工件上的位置来描述跨越参考工件分布的参考特征对的未对准。所述方法进一步包括确定作为第一基线映图与第二基线映图之间的差的Δ基线映图。所述方法进一步包括接收生产映图,其依据生产工件上的位置来描述跨越生产工件分布的生产特征对的未对准。所述方法进一步包括将Δ基线映图的曝光场变换为生产映图的对应曝光场,且随后将经变换曝光场与生产映图相加以形成最终生产映图。所述方法进一步包括基于最终生产映图更新光刻工具的参数。
附图说明
当结合附图阅读时,从以下详细描述最好地理解本发明的各方面。应注意,根据行业中的标准惯例,各种特征未按比例绘制。实际上,为了论述清楚起见,可任意增加或减小各种特征的尺寸。
图1说明用于提供场内过程控制的光刻系统的一些实施例的示意图。
图2说明经配置以提供场内过程控制的光刻工具的一些实施例的示意图。
图3说明用于提供场内过程控制的光刻系统的较详细实施例的示意图。
图4说明用于产生Δ基线映图的方法的一些实施例的示意图。
图5说明用于产生生产配方的方法的一些实施例的示意图。
图6说明用于验证最终生产映图的方法的一些实施例的示意图。
图7说明用于光刻工具的场内过程控制的方法的一些实施例的框图。
具体实施方式
本发明提供用于实施本发明的不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述组件及布置的特定实例以简化本发明。当然,这些只是实例且并不意欲为限制性的。举例来说,在以下描述中,第一特征在第二特征上方或上的形成可包含第一特征及第二特征直接接触地形成的实施例,且还可包含额外特征可在第一特征与第二特征之间形成使得第一特征与第二特征可不直接接触的实施例。另外,本发明可在各种实例中重复参考数字及/或字母。此重复是出于简化及清楚的目的,且本身并不指定所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。
此外,为了易于描述,可使用例如“在…下方”、“在…下”、“下部”、“在…上”、“上部”及其类似者的空间相关术语,以描述如图中所说明的一个元件或特征相对于另一元件或特征的关系。除图中所描绘的定向以外,空间相关术语意欲涵盖在使用或操作中的器件的不同定向。装置可以其它方式定向(旋转90度或处于其它定向),且本文中所使用的空间相关描述词同样可相应地进行解释。
浸没式光刻为运用具有大于1的折射率的液体介质来代替最终透镜与工件之间的典型气隙的光刻分辨率增强技术。运用液体介质来代替气隙将分辨率增加了与液体的折射率成比例的系数。浸没式光刻扫描器一般包含照明构件、曝光狭缝、透镜或光罩,及将光从透镜传播到工件(例如,半导体晶片)的液体介质。透镜及工件通常相对于彼此移动且在工件上形成曝光场。一般来说,场涵盖对应于单个集成电路或裸片的工件的曝光区域。针对单个工件利用多个曝光区域及场。
光刻系统或扫描器经设计成以特定容差而重复地将光罩图案转印到工件。然而,光刻扫描器特性通常随时间推移改变,从而造成出现场内漂移。场内改变造成曝光场不当地更改邻近曝光场。对于非浸没式光刻扫描器,漂移缓慢发生。然而,浸没式光刻扫描器非常易受漂移影响,从而可产生在容差以外的图案且导致有缺陷的集成电路。因此,若图案不符合规范,则通常需要返工。返工涉及测量所产生的图案且确定其是否符合规范。若其不符合规范,则需要移除、再涂覆且再曝光光致抗蚀剂或辐射敏感材料。不幸的是,返工为成本高的且耗时的过程。
此外,起初在生产之前使用参考晶片来校准浸没式光刻扫描器。所述校准调整扫描器的特性以补偿工具变化且产生预期结果。然而,当在生产中使用扫描器时,可使用其它晶片大小。这些其它晶片大小被称作生产晶片大小。生产晶片大小不同于参考晶片大小,且因此,可导致所产生图案的另外变化。
在一些实施例中,本申请案涉及一种用于光刻工具的场内过程控制的方法及系统。在一些实施例中,将参考图案重复地转印到参考工件的曝光场以形成重叠参考层对。测量重叠参考层之间的未对准以形成第一基线映图及第二基线映图。确定第一基线映图与第二基线映图之间的差以形成Δ基线映图。将生产图案个别地转印到生产工件的曝光场以形成在第一生产层上方进行布置且与第一生产层对准的第二生产层。测量第一生产层与第二生产层之间的未对准以形成生产映图。将Δ基线映图的曝光场个别地变换为生产映图的对应曝光场,且随后与生产映图相加,以形成最终生产映图。基于最终生产映图更新处理工具的参数。用于场内过程控制的方法及系统减少归因于漂移及校准的场内变化。通过减少场内变化,会减少返工,从而减少成本且增加产量。
图1说明用于提供场内过程控制的所揭示的光刻系统100的一些实施例。
光刻系统100包括经配置以产生辐射的光刻工具102。在一些实施例中,光刻工具102可经配置以输出紫外线幅射(例如,具有大约193纳米的波长)。在一些实施例中,光刻工具102可为浸没式光刻工具。光刻工具102经配置以根据参考光罩108曝光一或多个参考工件104以在参考工件104上形成多个参考曝光场106。所述多个曝光场包括对于参考曝光场106为个别的参考层对110。参考层对110包括根据第一参考图案而图案化的第一参考层及第二参考层,第二参考层是根据第二参考图案而图案化且在第一参考层上方进行布置且与第一参考层对准。
光刻工具102经进一步配置以根据生产光罩124曝光一或多个生产工件118以在生产工件118上形成多个生产曝光场120。生产工件118可具有与参考工件104的大小不同的大小,且生产曝光场120可具有与参考曝光场106的大小及/或形状不同的大小及/或形状。生产曝光场120包括生产层对122,其具有根据第一参考图案而图案化的第一生产层及根据第二参考图案而图案化且在第一生产层上方进行布置并与第一生产层对准的第二生产层。
计量工具112经配置以对参考工件104进行操作以测量参考层对110之间的未对准。从所述测量形成基线映图114。基线映图114对应于不同时间,且依据参考工件104上的位置来描述第一参考层与第二参考层之间的未对准。基于基线映图114产生Δ基线映图116。Δ基线映图116为第一基线映图与第二基线映图的未对准的改变的映图。在一些实施例中,基线映图114及Δ基线映图116可存储于存储器元件115中。在各种实施例中,存储器元件115可包括RAM(例如,SRAM、DDRAM等等)、ROM、EEPROM、闪速存储器、光学存储装置,或可用于以电子方式存储信息的其它媒体。
计量工具112还被配置成对生产工件120进行操作以测量生产层对122的未对准以形成生产映图126。生产映图126依据所得生产工件118上的位置来描述第一生产层与第二生产层之间的未对准。在一些实施例中,生产映图126还可存储于存储器元件115中或存储于单独存储器元件中。
整合模块128接收Δ基线映图118及最新生产映图,且将Δ基线映图118与生产映图126整合。个别地变换Δ基线映图116的曝光场以匹配生产映图126的对应曝光场,这是由于参考曝光场106及生产曝光场120可具有不同形状及/或大小。接着将经变换曝光场与生产映图126的对应曝光场相加以形成最终生产映图。基于最终生产映图,整合模块产生校正由最终生产映图描述的未对准的生产配方130。在一些实施例中,整合模块128可包括一或多个处理单元。
生产配方130包括用于光刻工具102的过程参数的校正,其有利地校正来自漂移及/或校准的场内变化。在一些实施例中,所述校正对于最终生产映图的曝光场为个别的,以便校正来自个别曝光场内的漂移及/或校准的场内变化。
在产生生产配方130之后,光刻工具102可使用生产配方130以形成额外生产及/或参考层。此外,在生产配方130包括对于最终生产映图的曝光场为个别的校正的一些实施例中,光刻工具102可取决于当前层被转印到的曝光场而在校正之间切换。
图2为说明使用经修改生产配方的浸没式光刻系统200的图,经修改生产配方解释工具漂移及校准变化。
浸没式光刻系统200包括经配置以对半导体工件210执行浸没式光刻过程的浸没式光刻扫描工具201。浸没式光刻扫描工具201包含照明机构202、光罩206及液体介质208。照明机构202可控地产生朝向工件210的辐射204。辐射204传递通过液体介质208,液体介质208基本上与半导体工件210的一部分接触。液体介质208在图案到达且冲击工件210上的曝光场212之前按比例调整图案。一般来说,液体介质208具有大于1的折射率。在一个实例中,液体介质208具有在约1.5与1.8之间的高折射率。由透镜226施加的图案由液体介质减小(例如)4x、5x或以其它方式被减小。
浸没式光刻系统200可进一步包括旋涂模块216,其经配置以在感光材料(例如,光致抗蚀剂)被提供到浸没式光刻扫描工具201之前将感光材料提供到工件上。
控制单元214经配置以接收生产配方130且基于生产配方130控制浸没式光刻扫描工具201及/或旋涂模块216的操作参数。在各种实施例中,操作参数可包括辐射强度、曝光持续期间、辐射敏感材料的类型、掩模图像等等。
参看图3,提供用于控制光刻工具102中的场内变化的方法的一些较详细实施例的示意图300。
如所说明,将参考工件104提供到光刻工具102。在一些实施例中,参考工件104可(例如)为半导体晶片。参考工件104包括在参考工件104的前侧上进行布置的多个参考曝光场106。参考曝光场106对应于待个别地曝光于经图案化辐射的参考工件104的不同区域。
光刻工具102与包括特征的第一参考图案及特征的第二参考图案的一或多个参考光罩108相关联。在一些实施例中,第一参考图案与第二参考图案可为相同的。此外,参考特征可(例如)跨越参考光罩108均匀地分布,及/或可为线形状、方形形状,或矩形形状。
在光刻工具102处,将第一参考图案个别地转印到参考曝光场106以形成根据第一参考图案而图案化的第一参考层。随后,将第二参考图案个别地转印到参考曝光场106以形成根据第二参考图案而图案化、在第一参考层上方且与第一参考层对准的第二参考层。可(例如)通过在参考曝光场106上方形成感光层、使辐射传递通过参考光罩108以根据参考图案图案化感光层以及显影感光层而将参考图案转印到参考曝光场106。
所述转印产生参考工件104,其包括对于参考曝光场106为个别的参考层对110。参考层对110包括根据第一参考图案而图案化的对应第一参考层。此外,参考层对110包括根据第二参考图案而图案化且在第一参考层上方进行布置并与第一参考层对准的对应第二参考层。
第一计量工具112a收纳所得参考工件104且测量参考层对110的未对准。举例来说,假设第一参考图案与第二参考图案相同,则可测量第一参考层及第二参考层中的对应参考特征之间的横向位移。基于所述测量,计量工具112a形成及/或更新第一基线映图302或第二基线映图304。基线映图302、304依据所得参考工件104的前侧上的位置来描述第一参考层与第二参考层之间的未对准。
在形成及/或更新第一基线映图302及/或第二基线映图304之后,将Δ基线映图116计算为第一基线映图302与第二基线映图304的未对准的改变。可通过使用第一减法模块307从第二基线映图304减去第一基线映图302来计算Δ基线映图116。
在一些实施例中,第一基线映图302可紧接在对光刻工具102最后执行预防性维护(PM)之后形成,且第二基线映图304可在再次执行PM之前形成。举例来说,第一基线映图302可在对光刻工具102执行PM之后形成,且第二基线映图304可每几天后(例如,三天后)形成。通常每几个月(例如,约每三个月)对光刻工具102执行PM。在其它实施例中,第一基线映图302可在PM之前形成,且第二基线映图304可在PM之后形成。此外,可周期性地更新第一基线映图302或第二基线映图304及Δ基线映图116。举例来说,在形成第一基线映图302或第二基线映图304之后,剥离工具306移除第一参考层及第二参考层。上述的过程接着重复以更新第一基线映图302或第二基线映图304。
还将生产工件118提供到光刻工具102。生产工件118可(例如)为其上形成一或多个层的半导体晶片。生产工件118包括一或多个第一生产层122,其在生产工件118的前侧上经布置成多个生产曝光场120。第一生产层122包括特征的一或多个第一生产图案,例如,金属线或垫及/或晶体管栅极。生产曝光场120对应于待个别地曝光于经图案化辐射的生产工件118的不同区域。此外,在一些实施例中,生产曝光场120在一对一基础上对应于参考曝光场106,及/或对应于集成电路(IC)裸片。
光刻工具102经配置以将第二生产图案转印到生产曝光场120,以形成根据所述图案而图案化的第二生产层,生产曝光场120在第一生产层上方且与第一生产层对准。可通过在生产曝光场120上方形成感光层、使辐射传递通过生产光罩124以根据生产图案图案化辐射、将经图案化辐射聚焦在生产曝光场120上及显影感光层而将生产图案转印到生产曝光场120。
所述转印产生生产工件118,其包括对于生产曝光场120为个别的生产层对122。生产层对122包括对应第一生产层。此外,生产层对122包括根据第二生产图案而图案化且在第一生产层上方进行布置并与第一生产层对准的对应第二生产层。
第二计量工具112b收纳所得生产工件118且测量生产层对122的未对准(例如,生产层之间的横向位移)。基于所述测量,计量工具112b形成第一生产映图308或第二生产映图310。生产映图308、310依据所得生产工件118的前侧上的位置来描述第一生产层与第二生产层之间的未对准。在一些实施例中,第一计量工具112a与第二计量工具112b为相同的。
Δ基线映图116由变换模块312变换,因此Δ基线映图116的参考曝光场106匹配第一生产映图308中的对应生产曝光场120。在一些实施例中,所述变换使用图像对齐以将参考曝光场106与对应生产曝光场120个别地对齐。图像对齐可(例如)将个别参考曝光场106按比例调整为对应生产曝光场120的大小。
经变换Δ基线映图314传递到加法模块315,其中将经变换Δ基线映图314与第一生产映图308相加以形成最终生产映图316。在一些实施例中,通过将第一生产映图308及经变换Δ基线映图314中的对应位移矢量相加来执行所述加法。
最终生产映图316传递到过程校正模型318,以形成校正由最终生产映图316描述的未对准的生产配方130。在一些实施例中,过程校正模型318包含变换模块312及/或加法模块315。可周期性地更新生产映图308及310以及生产配方130。举例来说,新生产映图可在生产图案每隔几次经转印到生产工件时形成。作为另一实例,较新生产映图及/或Δ基线映图不论何时变得可用,即可形成新生产配方。
生产配方130描述用于光刻工具102的过程参数的校正,其校正最终生产映图316中所描述的未对准。过程参数为光刻工具102的参数,其在光刻工具102的使用期间为可变的且控制光刻工具102如何执行过程。过程参数的实例包含(例如)用以使用的辐射敏感材料或光致抗蚀剂的类型、掩模图像、辐射强度、持续期间、容差值及其类似者。所述校正可为用于过程参数的绝对值(即,现有值的替代)或用于过程参数的Δ值(即,现有值的改变)。此外,在一些实施例中,所述校正对于最终生产映图316的曝光场为个别的以针对曝光场120个别地校正未对准。
生产配方130随后由光刻工具102使用以用于图案随后转印到工件。此外,当形成新生产映图及/或基线映图时,会周期性地更新生产配方130。
在一些实施例中,所述系统可经配置以执行生产配方130的验证。在此类实施例中,将Δ生产映图320计算为第一生产映图308与第二生产映图310的未对准的改变。可通过使用第二减法模块319从第二生产映图310减去第一生产映图308来计算Δ生产映图320。接着由比较模块322比较Δ生产映图320与经变换Δ基线映图314以量化差。基于所述比较,条件告警模块324可在符合预定准则的情况下由光刻工具102产生告警及/或暂停处理。预定准则可(例如)包含超过一阈值的经量化差的量值。
应了解,在各种实施例中,本文中所描述的模块,例如与图1及3有关的模块(例如,模块128、312、307、315、316、318、319、322、324等等)可由硬件实施,且在一些实施例中,软件经配置以执行对应功能性。举例来说,所述模块可包含现场可编程门阵列(FPGA)或一些其它电路。此外,就所述模块包含软件来说,所述软件由存储器单元存储且由一或多个处理单元执行。所述处理单元可包括(例如)微控制器、微处理器或经配置以执行来自所述存储器单元的软件的专用集成电路(ASIC)。
参看图4,提供用于产生Δ基线映图的方法的一些实施例的示意图400。
如所说明,光刻工具102使用一或多个参考光罩108将第一参考图案个别地转印到参考工件104a的前侧上的参考曝光场106以形成第一参考层。此外,光刻工具102使用参考光罩108将第二参考图案个别地转印到参考曝光场106以形成在第一参考层上方进行布置且与第一参考层对准的第二参考层。在一些实施例中,第一参考图案与第二参考图案为相同的。
所得参考工件104b包括跨越所得参考工件104b的前侧分布的特征对402。特征对402包括第一参考层中的对应第一参考特征404,且进一步包括第二参考层中的对应第二参考特征406。归因于漂移及/或校准变化,第一参考特征404与第二参考特征406可能未对准。举例来说,对402的第一参考特征404与第二参考特征406可以一距离D横向地位移。
计量工具112a收纳所得参考工件104b且测量所得参考工件104b上的特征对402的未对准。基于所述测量,计量工具112a形成及/或更新第一基线映图302或第二基线映图304。基线映图302、304依据所得参考工件104b的前侧上的位置来描述第一参考特征404与第二参考特征406之间的未对准(例如,横向位移)。在一些实施例中,基线映图302、304将所得参考工件104b的前侧上的空间位置映射到对应位移矢量408、410。位移矢量408、410描述对应空间位置处的第一参考特征404与第二参考特征406之间的横向位移。
在形成及/或更新第一基线映图302或第二基线映图304之后,剥离工具306从所得参考工件104b移除或以其它方式剥离第一参考层及第二参考层,且上述的过程重复以再次形成及/或更新第一基线映图302或第二基线映图304。
当形成及/或更新第一基线映图302及/或第二基线映图304时,将Δ基线映图116计算为第一基线映图302与第二基线映图304的未对准的改变。可通过使用第一减法模块307从第二基线映图304减去第一基线映图302来计算Δ基线映图116。在一些实施例中,如所说明,使用矢量减法完成所述减法。举例来说,可从第二基线映图304的对应第二矢量410减去第一基线映图302的第一矢量408以形成Δ基线矢量412。
在一些实施例中,当形成及/或更新第一基线映图302及/或第二基线映图304时,可使用基线校正模型414以形成基线配方416。基线配方416包括用于光刻工具102的设备参数的值418,其将光刻工具102恢复为基线。设备参数通常在光刻工具102的使用期间为不可变的,且包含(例如)湿蚀刻剂浓度及光学焦点。基线配方416随后由光刻工具102使用以用于图案随后转印到工件。
参看图5,提供用于产生生产配方的方法的一些实施例的示意图500。
如所说明,将包括多个第一生产特征502的生产工件118a提供到光刻工具102。第一生产特征502在多个生产曝光场120内遍及生产工件118a的前侧分布,且集体地界定根据第一生产图案而图案化的第一生产层122。光刻工具102使用一或多个生产光罩124将一或多个第二生产图案转印到生产曝光场120以形成在第一生产层122上方进行布置且与第一生产层122对准的第二生产层。
所得生产工件118b包括跨越所得生产工件118b的前侧分布的生产特征对504,通常每曝光场120具有多对504。生产特征对504包括第一生产层122中的对应第一生产特征502,且进一步包括第二生产层中的对应第二特征506。归因于漂移及/或校准变化,第一生产特征502与第二生产特征504可能未对准。举例来说,对504的第一生产特征502与第二生产特征506可以一距离D横向地位移。
计量工具112b收纳所得生产工件118b且测量所得工件118b上的特征对504的未对准。基于所述测量,计量工具112b形成及/或更新第一或第二生产映图308。生产映图308依据所得生产工件118b的前侧上的位置来描述第一生产特征502与第二生产特征504之间的未对准。在一些实施例中,生产映图308将所得参考工件118b的前侧上的空间位置映射到对应位移矢量508。位移矢量508描述对应空间位置处的第一生产特征502与第二生产特征506之间的横向位移。
在形成及/或更新第一或第二生产映图308之后,上述的过程运用另一生产工件及/或不同生产图案再次重复以形成及/或更新第一或第二生产映图308。
当形成及/或更新第一生产映图308及/或Δ基线映图116时,Δ基线映图116由变换模块312变换以匹配第一生产映图308。也就是说,由于Δ基线映图116及第一生产映图308的曝光场106、120可能具有不同大小及形状,因此个别地变换Δ基线映图116的参考曝光场106以匹配第一生产映图308的对应生产曝光场120。
所述变换包含将变换(例如,按比例调整变换)应用于Δ基线映图116的参考曝光场106的形状及/或大小,以便匹配对应参考曝光场106的形状及/或大小。此外,所述变换包含将相同变换应用于未对准测量(例如,横向位移矢量)。在一些实施例中,所述变换使用图像对齐以将参考曝光场106与对应生产曝光场120个别地对齐。
由加法模块315将包括经变换曝光场510的经变换Δ基线映图314(包含经变换未对准测量512)与第一生产映图308相加。所述加法产生最终生产映图317。在一些实施例中,如所说明,使用矢量加法完成所述加法。举例来说,可将第一生产映图308的第一矢量508与经变换Δ基线映图314的对应第二矢量512相加以形成最终生产矢量514。
最终生产映图316传递到过程校正模型318,其中其经变换为生产配方130。生产配方130描述用于光刻工具102的过程参数的校正516,其校正最终生产映图316中所描述的未对准。校正516可为用于过程参数的绝对值(即,现有值的替代)或用于过程参数的Δ值(即,现有值的改变)。虽然校正516跨越生产曝光场120可为全局的,但在一些实施例中,校正516对于生产曝光场120为个别的以针对生产曝光场120个别地校正未对准。
生产配方130随后由光刻工具102使用以用于图案转印到工件。此外,当形成新生产映图及/或基线映图时,会周期性地更新生产配方130。在生产配方130包含每曝光场若干校正的一些实施例中,光刻工具102经配置以基于曝光场在校正参数之间切换。
参看图6,提供用于验证最终生产映图的方法的一些实施例的示意图600。
如所说明,提供第一生产映图308及第二生产映图310。第一生产映图308及第二生产映图310依据跨越前侧的位置来描述生产工件的前侧上的层之间的未对准。举例来说,第一映图308及第二映图310可将前侧上的空间位置映射到层之间的对应位移矢量508、602。在一些实施例中,第一生产映图308紧接在对光刻工具最后执行PM之后使用计量工具形成,而第二生产映图此后在再次执行PM之前由计量工具形成。
关于第一生产映图308及第二生产映图310,由第二减法模块319从第二生产映图310减去第一生产映图308以形成Δ生产映图320。在一些实施例中,如所说明,使用矢量减法完成所述减法。举例来说,可从第一生产映图310的对应第二矢量602减去第一生产映图308的第一矢量508以形成Δ生产矢量604。
由比较模块322比较Δ生产映图320与经变换Δ基线映图314以量化Δ生产映图320与经变换Δ基线映图314之间的差。理想地,Δ生产映图320与经变换Δ基线映图314将匹配。然而,实际上,将存在尤其归因于形成经变换Δ基线映图314的误差的差。
在一些实施例中,通过确定Δ生产映图320中的每一位移矢量与经变换Δ基线映图314中的对应位移矢量之间的差来量化Δ生产映图320与经变换Δ基线映图314之间的差。接着可对所述差进行求和,且可将所述总和除以差的数目。
基于所述比较,条件告警模块324在符合某些准则的情况下产生告警。举例来说,条件告警模块324比较经量化差与阈值且在超过阈值的情况下产生告警。还可暂停工件的处理以便允许技术员研究且在适当时校正告警的原因。
参看图7,提供用于光刻工具的场内过程控制的方法的一些实施例的框图700。
在702处,使用光刻工具将参考图案重复地且个别地转印到参考工件的参考曝光场以形成根据参考图案而图案化的重叠参考层对。
在704处,测量重叠参考层之间的未对准以在不同时间形成第一基线映图及第二基线映图。第一基线映图及第二基线映图依据参考工件上的位置来描述未对准。
在706处,从第一基线映图及第二基线映图形成Δ基线映图。在一些实施例中,确定第一基线映图与第二基线映图之间的差以形成Δ基线映图。
在708处,使用光刻工具将生产图案个别地转印到生产工件的生产曝光场以形成根据生产图案而图案化且在第一生产层上方进行布置并与第一生产层对准的第二生产层。
在710处,测量第一生产层与第二生产层之间的未对准以形成依据生产工件上的位置来描述未对准的生产映图。
在712处,个别地变换Δ基线映图的参考曝光场以匹配生产映图的对应生产曝光场从而形成经变换Δ基线映图。
在714处,将经变换Δ基线映图与生产映图相加以形成最终生产映图。
在716处,使用过程校正模型从最终生产映图形成生产配方。生产配方包括用于处理工具的过程参数的校正,其校正未对准。
在718处,微影工具与生产配方一起使用。
虽然所揭示的方法700在本文中经说明且描述为一系列动作或事件,但应了解不应以限制意义来解译此类动作或事件的所说明的排序。举例来说,除本文中所说明及/或所描述的动作或事件之外,一些动作可与其它动作或事件以不同次序及/或同时出现。此外,并非需要所有所说明的动作来实施本文中的描述的一或多个方面或实施例,且可在一或多个单独动作及/或阶段中执行本文中所描绘的动作中的一或多者。
因此,本发明涉及一种用于光刻工具的过程控制的方法及系统。
在一些实施例中,本发明涉及一种用于光刻工具的场内过程控制的方法。所述方法包括接收第一基线映图及第二基线映图,其依据参考工件上的位置来描述跨越参考工件分布的参考特征对的未对准。所述方法进一步包括确定作为第一基线映图与第二基线映图之间的差的Δ基线映图。所述方法进一步包括接收生产映图,其依据生产工件上的位置来描述跨越生产工件分布的生产特征对的未对准。所述方法进一步包括将Δ基线映图的曝光场变换为生产映图的对应曝光场,且随后将经变换曝光场与生产映图相加以形成最终生产映图。所述方法进一步包括基于最终生产映图更新光刻工具的参数。
在其它实施例中,本发明涉及一种用于光刻工具的场内过程控制的系统。所述系统包括一或多个存储器元件,其经配置以存储依据参考工件上的位置来描述跨越参考工件分布的参考特征对的未对准的第一基线映图及第二基线映图,且经进一步配置以存储依据生产工件上的位置来描述跨越生产工件分布的生产特征对之间的未对准的生产映图。所述系统进一步包括经配置以确定作为第一基线映图与第二基线映图之间的差的Δ基线映图的减法模块。所述系统进一步包括经配置以将Δ基线映图与生产映图整合以形成最终生产映图的整合模块,其中整合模块经配置以通过将Δ基线映图的曝光场个别地变换为生产映图的对应曝光场且随后将经变换曝光场与生产映图相加而将Δ基线映图与生产映图整合。所述系统进一步包括经配置以基于最终生产映图更新光刻工具的参数的模型。
在又其它实施例中,本发明涉及一种用于光刻工具的场内过程控制的方法。所述方法包括将参考图案转印到参考工件的曝光场以形成根据参考图案而图案化的重叠参考层对,及测量重叠参考层之间的未对准以形成第一基线映图及第二基线映图。所述方法进一步包括确定作为第一基线映图与第二基线映图之间的差的Δ基线映图。所述方法进一步包括将生产图案转印到生产工件的曝光场以形成根据生产图案而图案化且在对应第一生产层上方进行布置并与对应第一生产层对准的第二生产层。所述方法进一步包括测量第一生产层与第二生产层之间的未对准以形成生产映图。所述方法进一步包括将Δ基线映图的曝光场个别地变换为生产映图的对应曝光场,且随后将经变换曝光场与生产映图相加以形成最终生产映图,以及基于最终生产映图更新光刻工具的参数。
前文概述若干实施例的特征使得所属领域的技术人员可更好地理解本发明的各方面。所属领域的技术人员应了解,其可易于使用本发明作为设计或修改用于执行本文中所介绍的实施例的相同目的及/或获得相同优点的其它过程及结构的基础。所属领域的技术人员还应认识到,此类等效构造并不脱离本发明的精神及范围,且其可在不脱离本发明的精神及范围的情况下在本文中进行各种改变、取代及更改。

Claims (1)

1.一种用于光刻工具的场内过程控制的方法,所述方法包括:
接收第一基线映图及第二基线映图,其依据参考工件上的位置来描述跨越所述参考工件分布的参考特征对的未对准;
确定作为所述第一基线映图与所述第二基线映图之间的差的Δ基线映图;
接收生产映图,其依据生产工件上的位置来描述跨越所述生产工件分布的生产特征对的未对准;
将所述Δ基线映图的曝光场个别地变换为所述生产映图的对应曝光场,且随后将所述经变换曝光场与所述生产映图相加,以形成最终生产映图;及
基于所述最终生产映图更新光刻工具的参数。
CN201610809128.1A 2015-09-03 2016-09-05 用于光刻的场内过程控制 Active CN107065438B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/844,438 US9733577B2 (en) 2015-09-03 2015-09-03 Intra-field process control for lithography
US14/844,438 2015-09-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107065438A true CN107065438A (zh) 2017-08-18
CN107065438B CN107065438B (zh) 2021-02-19

Family

ID=58189414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610809128.1A Active CN107065438B (zh) 2015-09-03 2016-09-05 用于光刻的场内过程控制

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9733577B2 (zh)
CN (1) CN107065438B (zh)
TW (1) TWI711888B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3654337A1 (en) * 2013-10-15 2020-05-20 Rambus Inc. Load reduced memory module
CN115993756A (zh) * 2021-10-20 2023-04-21 联芯集成电路制造(厦门)有限公司 半导体制程中的校正补偿方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030223630A1 (en) * 2002-02-15 2003-12-04 Kla-Tencor Corporation Overlay metrology and control method
CN101059650A (zh) * 2006-04-18 2007-10-24 佳能株式会社 图案转印设备、压印设备和图案转印方法
CN100445870C (zh) * 2004-01-27 2008-12-24 台湾积体电路制造股份有限公司 处理具有倾斜特征的掩模的系统与方法
CN102033423A (zh) * 2009-09-28 2011-04-27 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 用于校准光刻工具的装置及方法
CN103293869A (zh) * 2012-03-02 2013-09-11 台湾积体电路制造股份有限公司 用于光刻图案化的系统和方法
CN103365102A (zh) * 2012-04-01 2013-10-23 无锡华润上华科技有限公司 自动获取光刻参数的光刻系统及光刻方法
US20140272718A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Lithography Process
US20150116686A1 (en) * 2013-10-30 2015-04-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Edge-dominant alignment method in exposure scanner system

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5912983A (en) * 1997-01-24 1999-06-15 Oki Electric Industry Co., Ltd Overlay accuracy measuring method
US20020042664A1 (en) * 2000-05-31 2002-04-11 Nikon Corporation Evaluation method, position detection method, exposure method and device manufacturing method, and exposure apparatus
JP4022374B2 (ja) * 2001-01-26 2007-12-19 株式会社ルネサステクノロジ 半導体デバイスの製造方法およびそのシステム
US7291569B2 (en) 2005-06-29 2007-11-06 Infineon Technologies Ag Fluids for immersion lithography systems
TWI345685B (en) * 2005-09-06 2011-07-21 Asml Netherlands Bv Lithographic method
WO2007071280A1 (en) 2005-12-22 2007-06-28 Freescale Semiconductor, Inc. Immersion lithography apparatus and method of performing immersion lithography
KR101240775B1 (ko) 2006-09-12 2013-03-07 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하 소수성 코팅을 갖는 액침 리소그래피용 광학 장치 및 이를 포함하는 투영 노광 장치
US9529275B2 (en) 2007-02-21 2016-12-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Lithography scanner throughput
US8318607B2 (en) 2007-12-24 2012-11-27 Texas Instruments Incorporated Immersion lithography wafer edge bead removal for wafer and scanner defect prevention
IL210832A (en) 2010-02-19 2016-11-30 Asml Netherlands Bv Lithographic facility and method of manufacturing facility
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.
US9158209B2 (en) * 2012-10-19 2015-10-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method of overlay prediction
WO2015104074A1 (en) * 2014-01-10 2015-07-16 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, device manufacturing method and associated data processing apparatus and computer program product

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030223630A1 (en) * 2002-02-15 2003-12-04 Kla-Tencor Corporation Overlay metrology and control method
CN100445870C (zh) * 2004-01-27 2008-12-24 台湾积体电路制造股份有限公司 处理具有倾斜特征的掩模的系统与方法
CN101059650A (zh) * 2006-04-18 2007-10-24 佳能株式会社 图案转印设备、压印设备和图案转印方法
CN102033423A (zh) * 2009-09-28 2011-04-27 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 用于校准光刻工具的装置及方法
CN103293869A (zh) * 2012-03-02 2013-09-11 台湾积体电路制造股份有限公司 用于光刻图案化的系统和方法
CN103365102A (zh) * 2012-04-01 2013-10-23 无锡华润上华科技有限公司 自动获取光刻参数的光刻系统及光刻方法
US20140272718A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Lithography Process
US20150116686A1 (en) * 2013-10-30 2015-04-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Edge-dominant alignment method in exposure scanner system

Also Published As

Publication number Publication date
CN107065438B (zh) 2021-02-19
TWI711888B (zh) 2020-12-01
US9733577B2 (en) 2017-08-15
US20170068169A1 (en) 2017-03-09
TW201723666A (zh) 2017-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI824707B (zh) 判定程序之校正
CN111656282B (zh) 确定衬底栅格的测量设备和方法
TWI613531B (zh) 控制圖案化製程的方法、器件製造方法、微影設備的控制系統及微影設備
US10025193B2 (en) Lithographic apparatus, device manufacturing method and associated data processing apparatus and computer program product
JP6792572B2 (ja) リソグラフィ方法およびリソグラフィ装置
CN108700826B (zh) 控制图案化工艺的方法、光刻设备、量测设备光刻单元和相关联的计算机程序
KR20200071142A (ko) 리소그래피 장치 및 연관된 장치를 제어하는 방법
JP2013535819A (ja) オーバレイ誤差を決定する方法及び装置
EP3650939A1 (en) Predicting a value of a semiconductor manufacturing process parameter
CN107065438A (zh) 用于光刻的场内过程控制
US11022899B2 (en) Method of measuring a focus parameter relating to a structure formed using a lithographic process
TW201830157A (zh) 判定度量衡系統之最佳操作參數設定
US11187994B2 (en) Method for controlling a manufacturing process and associated apparatuses
CN112585540B (zh) 量测设备
TWI825415B (zh) 用於最佳化取樣方案之方法及相關聯裝置
US11809088B2 (en) Method for controlling a lithographic apparatus
TW202403460A (zh) 用於判定在至少一基板或其部分上之一所關注參數之一空間分佈之方法
TW202435005A (zh) 用於圖案化製程效能判定之方法及設備

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant