CN109643640B - 在工艺中控制衬底上图案定位的方法及计算机程序产品 - Google Patents

Abstract

在一种用于在制造工艺中控制衬底上图案的定位的方法中，使用配准工具对通过所述制造工艺的先前工艺步骤形成于所述衬底上的至少一个层中的至少一个图案进行至少一个配准测量。从所述配准测量确定所述至少一个图案在坐标系统中的位置。将所述至少一个图案的所述确定位置馈入到制造系统的自动过程控制中以控制所述制造系统的设置以用于所述制造工艺的后续工艺步骤。所述制造工艺可为具有硅衬底的晶片制造工艺。除执行所述配准过程之外，也可收集互补信息且将其馈入到所述自动过程控制。所述工艺步骤可例如包含光刻步骤、蚀刻步骤、层沉积。

Description

在工艺中控制衬底上图案定位的方法及计算机程序产品

技术领域

本发明涉及一种用于在制造工艺中控制衬底上图案的定位的方法。

另外，本发明涉及一种用于在制造工艺中控制衬底上图案的定位的计算机程序产品。

背景技术

针对以逐层方法所制造的结构或装置，如(例如)晶片上的半导体装置，使图案相对于彼此准确定位在同一层或不同层中对装置的功能是非常重要的。例如，这些图案的准确相对定位对实现这些图案之间的所要电接触或避免这些图案之间的非所要电接触是重要的。因此，对图案定位的不充分控制可在生产装置期间导致高损耗，即，降低产率。

现有技术通过所谓的覆盖(OVL)测量实现对图案定位的控制。基于光学图像及/或光学散射测量的OVL度量目前通常用于控制衬底上的半导体装置的准确定位。可通过用于验证或甚至校准/偏移光学测量的结果的其它方法(如扫描电子显微镜(SEM)或透射电子显微镜(TEM))来扩增这些光学测量。OVL测量揭露放置于衬底上的图案的相对位置。光学OVL测量目前仅可用于特别设计的度量目标(即，专门提供于衬底或其上的层上的图案)以进行这些测量；对功能图案(即，对经提供以执行所制造的半导体装置中的某一功能的图案)的光学OVL测量在多数情况中是不可行的。从OVL测量的原理来看，测量放置于衬底上的图案的相对位置，显然仅可将OVL信息用作制造工艺的反馈，即，仅在对其执行OVL测量的层已放置于衬底上且图案化之后获得OVL信息。且明确来说，如果对应于所测量图案的图案产生于后续衬底上(即，在提供信息的OVL测量之后执行产生这些图案的衬底上)，那么可在产生进一步图案时使用此信息。

因此，基于OVL信息(即，从OVL测量获得的信息)，无法预测将放置于衬底上的图案的位置，因此，OVL信息的前馈是不可行的。如应从上文清楚，原因在于OVL测量仅揭露图案的相对位置。例如，如果两个层(第一层及第二层)已放置于衬底上，且第三层待放置于衬底上，那么为了实现第三层中的图案相对于第二层的准确定位，在第三层中形成图案之前必须已知第二层中的图案放置。但是，在此情况中，OVL测量仅提供第一层的图案与第二层的图案之间的相对位置。无法从这些相对位置提取第二层中的图案放置的单独信息。仅可测量特别设计的度量目标，但功能图案的准确放置较为重要，这是现有技术的另一缺点。由于这些度量目标通常大于10μm×10μm，所以无法将大量这些度量目标放置于功能图案附近。

发明内容

因此，本发明的目标是改进制造工艺的良率，缩短实现高良率所需的时间，缩短处理偏离的反应时间且简化所述制造工艺的控制环路。

通过根据技术方案1的方法来实现此目标。

根据本发明的方法是一种用于在制造工艺中控制衬底上图案的定位的方法。所述制造工艺通过在施加于所述衬底上的层中产生图案而以逐层方法在所述衬底上建构装置。根据本发明方法，对由所述制造工艺的先前工艺步骤形成于所述衬底上的至少一个层中的至少一个图案进行至少一个配准测量。所述先前工艺步骤可为在所述配准测量之前进行的在所述衬底上的层中产生或修改图案的所述制造工艺的任何步骤。使用配准工具来实施所述配准测量。所述配准测量可为光学配准测量，例如使用可从科磊公司(KLA Tencor)购得的IPRO系列的配准工具来完成。替代地，所述配准测量也可基于粒子束，采用如扫描电子显微镜(SEM)或氦离子显微镜(HIM)的方法；扫描力显微镜(SFM)或原子力显微镜(AFM)是可用于执行所述配准测量的进一步技术。从所述配准测量确定所述至少一个图案在坐标系中的位置。此坐标系可为适用于所述制造工艺的任何坐标系。所述配准测量产生相对于所述配准工具的坐标系的坐标，且这些坐标可接着被转换成所述制造工艺的坐标系。所述制造工艺的所述坐标系可与所述配准工具的所述坐标系相同。所述制造工艺的所述坐标系用作在所述制造工艺期间产生于所述衬底上的各种层中的全部图案的共同参考坐标系。此共同参考解决现有技术测量的问题，即仅关于图案之间的相对定位的信息是可用的。接着，将所述制造工艺的所述坐标系中的所述至少一个图案的所述位置馈入到制造系统的自动过程控制中，以控制所述制造系统的设置以用于所述制造工艺的后续工艺步骤。所述后续工艺步骤可为在所述先前工艺步骤之后的所述制造工艺的任何阶段进行的所述制造工艺的任何工艺步骤。在所述先前工艺步骤与所述后续工艺步骤之间可进行但无需进行所述制造工艺的一个或多个进一步步骤。由于已知由所述制造工艺的所述坐标系给出的所述至少一个图案相对于所述共同参考的所述位置，所以可适当控制所述制造系统以实现待在所述配准测量之后产生的图案在与对其执行所述配准测量的图案相同的层中或所述衬底上的不同层中的准确放置。这意味着可将所测量位置用于前馈控制环路中。因此，与现有技术覆盖测量的情况相反，所述制造系统可对个别图案的放置作出反应，而非仅对来自早已产生于所述衬底上的层中的图案的所要相对位置的所检测偏差作出反应。以此方式，可避免许多原本可能存在的放置误差，从而意味着所述制造工艺的损耗减少及良率增大。由于所述制造系统可对个别图案的所述放置作出反应，所以处理偏离的反应时间减少且可更快速应对良率的可能下降。此外，因为个别图案的位置是可用的而不仅是图案之间的相对位置是可用的，所以所述制造工艺的控制更简单，这使误差的识别及可行应对措施更简单。

在实施例中，也将所述至少一个图案的所述确定位置馈入到所述自动过程控制以控制所述制造系统的设置以用于在后续衬底上执行所述制造工艺的所述先前工艺步骤。例如，此适用于于其中多个衬底逐个经受所述制造工艺的情况。

在有利实施例中，除所述配准测量之外，互补信息被收集且馈入到所述制造系统的所述自动过程控制中。所述互补信息(例如)包含关于所述衬底的表面形态信息或层之间的覆盖信息。层之间的覆盖信息对获得不同层中的图案在所述制造工艺的所述坐标系中的准确位置是重要的，这是因为对层中的图案的配准测量仅产生相对于所述层的位置。需要匹配来自不同层的结果；这可通过测量若干图案的位置(明确来说，特定覆盖目标的位置)来实现。

可在所述制造工艺期间的任何阶段在认为有必要时收集互补信息。特定来说，可至少在所述先前工艺步骤之后或至少在所述后续工艺步骤之后收集互补信息。由于所述工艺步骤可产生或修改所述衬底上的层中的图案或较大规模地影响所述衬底(例如引起所述衬底的变形)，所以可发生互补信息(如(例如)衬底表面形态)的改变。在此情况中，更新互补信息是有利的。将所收集的互补信息馈入到自动过程控制中促成图案的准确放置且因此避免误差，这又增大良率。

在实施例中，所述衬底是硅晶片。至少所述先前工艺步骤或至少所述后续工艺步骤可包含在所述衬底上执行光刻。特定来说，所述制造系统可包含光刻扫描仪。

至少所述先前工艺步骤或至少所述后续工艺步骤可包含在所述衬底上执行蚀刻。作为进一步实例，至少所述先前工艺步骤或至少所述后续工艺步骤可包含在所述衬底上沉积层。在此层中，可由所述制造工艺的稍后步骤产生进一步图案。可构成所述先前工艺步骤或所述后续工艺步骤的工艺步骤的进一步非限制性实例是化学机械抛光(CMP)、退火或抗蚀剂显影。另一非限制性实例是使额外材料沉积于所述衬底上，而这并不等于将整层沉积于所述衬底上。

一般来说，所述至少一个图案可包含用于覆盖测量的目标，即，如现有技术覆盖测量中所使用的目标。这些目标也可用于根据本发明的方法中，可对这些目标执行配准测量。但是，也可使用根据本发明的方法来对其它类型的图案(特定来说，功能图案)执行配准测量。这是根据本发明的方法的重要优点，因为所述功能图案是其准确放置特别重要的图案，因为其放置直接影响所制造的装置的功能。根据本发明的方法允许直接测量这些功能图案的放置，而现有技术光学OVL测量需要放置于所述功能图案附近的OVL 目标，且仅可间接推断功能特征的放置，且如上文所述，在所述OVL测量中，所述放置仅为相对于进一步图案的放置。允许对功能图案的OVL测量的所述现有技术方法(例如SEM、TEM)具有若干缺点，例如高成本、低处理能力、破坏性(TEM、部分SEM对抗蚀剂)、仅受限于选定图案及/或层(SEM)。

根据本发明的方法可应用于通过形成衬底上的层中的图案来建构装置的任何制造工艺。但是，不被视为本发明的限制的此制造工艺的重要实例是半导体装置制造。在半导体装置制造中，通常使用硅衬底。

根据本发明的方法的一般实施例(明确来说，涉及半导体装置制造)是一种用于在晶片的制造工艺中控制硅衬底上图案的定位的方法。根据所述方法，使用配准工具对至少一个图案进行至少一个配准测量；上文已讨论进行配准测量的可行方式。已在所述制造工艺的先前光刻工艺步骤中通过光刻来使图案形成于所述衬底上的至少一个层中；光刻至少包括将施加于其中将形成图案的层上的抗蚀剂暴露于特定波长范围的光。根据所述方法的一般概述，如上文所描述，从所述配准测量确定所述至少一个图案在所述制造工艺的坐标系中的位置。接着，将所述至少一个图案的所述确定位置馈入到制造系统的自动过程控制中以控制所述制造系统的设置以用于所述制造工艺的后续光刻工艺步骤。

也可将所述至少一个图案的所述确定位置馈入到所述自动过程控制以控制所述制造系统的设置以用于在后续衬底上执行所述制造工艺的所述先前光刻工艺步骤。

在更特定实施例中，在所述先前光刻工艺步骤与所述后续光刻工艺步骤之间实施至少一个进一步工艺步骤。在此实施例中，在至少一个此进一步工艺步骤之后实施配准测量。可在其它进一步工艺步骤之后实施进一步配准测量。此外，可在所述至少一个进一步工艺步骤的至少一者之后且在所述后续光刻步骤之前收集互补信息且将其馈入到所述自动过程控制中。如果相应进一步工艺步骤在所述衬底上的层中产生图案或修改所述衬底上的层中的图案，那么这是有利的。例如，此进一步工艺步骤可包含蚀刻步骤，其中通过蚀刻来移除所述衬底上的层的部分以形成图案。进一步非限制性实例是在所述衬底上沉积层、将抗蚀剂施加于所述衬底上、从所述衬底移除抗蚀剂、退火、使抗蚀剂显影或化学机械抛光(CMP)。

在另一特定实施例中，在所述先前光刻工艺步骤与所述后续光刻工艺步骤之间实施至少一个进一步工艺步骤。在所述至少一个进一步工艺步骤之前实施至少一个配准测量，且根据所述方法的所述一般概述，从所述配准测量确定至少一个图案在所述制造工艺的坐标系中的位置。将所述位置馈入到所述制造系统的所述自动过程控制中以控制所述制造系统的所述设置以用于实施所述至少一个进一步工艺步骤。例如，可在所述进一步工艺步骤之前收集互补信息且将其馈入到所述自动过程控制中。例如，所述进一步工艺步骤可为蚀刻步骤。可将从所述配准测量确定的至少一个图案的所述位置馈入到所述自动过程控制中以在所述制造系统执行所述蚀刻时加以考虑。在所述蚀刻之后，收集互补信息以获得(例如)关于由所述蚀刻导致的所述衬底的所述表面形态的可能变化的数据。将此互补信息馈入到所述自动过程控制中以在所述制造工艺的进一步进程中加以考虑。当然，除所述进一步工艺步骤之前的配准测量之外，也可在所述进一步工艺步骤之后实施进一步配准测量。也将此进一步配准测量的结果提供到所述自动过程控制允许所述进一步工艺步骤(如刚提及的实例中的蚀刻)的甚至更严格控制。

在不同实施例中，配准测量、光刻步骤、进一步工艺步骤及互补信息集合的顺序可为不同的。一般来说，可在所述制造工艺的任何阶段(意指在任何特定工艺步骤之前或之后)实施配准测量，在此阶段可通过适当配准工具来实施这些测量。在所述制造工艺的进程中，可使用一个相同配准工具或使用不同配准工具来实施全部配准测量，其另外可实施配准测量的不同技术。同样地，可在所述制造工艺的任何阶段(意指在任何特定工艺步骤之前或之后)收集互补信息，在此阶段可通过适当方式来收集互补信息。可通过不同方式来收集不同类型的互补信息。可在执行配准测量的相同时间或在不同时间收集互补信息。针对一些类型的互补信息，可在配准工具中实施用于收集所述互补信息的方式。

所述方法的特定实施例是一种用于在晶片的制造工艺中控制硅衬底上图案的定位的方法。在此特定实施例中，在所述制造工艺的先前光刻工艺步骤中通过光刻来形成所述衬底上的至少一个层中的至少一个图案。接着，在所述衬底上的所述至少一个层上执行蚀刻工艺。在所述蚀刻之后，使用配准工具对形成于所述衬底上的所述至少一个层中的至少一个图案进行至少一个配准测量且确定所述至少一个图案在所述制造工艺的坐标系中的位置。接着，收集互补信息的第一部分。接着，进行至少一个进一步工艺步骤 (其可为(例如)将另一层沉积于所述衬底上)。在所述至少一个进一步工艺步骤之后，收集互补信息的第二部分。将所述至少一个图案的所述确定位置、互补信息的所述所收集第一部分及互补信息的所述所收集第二部分馈入到所述制造系统的所述自动过程控制中以控制所述制造系统的设置以用于所述制造工艺的后续光刻工艺步骤。接着，可由所述制造系统实施此后续光刻工艺步骤。例如，可在所述进一步工艺步骤之后将所述至少一个图案的所述确定位置、互补信息的所述所收集第一部分及互补信息的所述所收集第二部分馈入到所述自动过程控制中。但是，例如，也可在任何此信息变为可用时将其馈入到所述自动过程控制。

可由至少一个计算机控制所述制造系统。特定来说，可经由至少一个计算机实施所述自动过程控制。所述制造工艺的所述自动过程控制包括所述制造工艺的个别步骤的自动过程控制。可在非暂时性计算机可读媒体上将计算机程序产品提供到所述至少一个计算机，所述计算机程序产品包括使所述至少一个计算机控制所述制造系统以实施根据本发明的方法的计算机可读指令。

附图说明

下文将参考附图更详细描述本发明。

图1示意性地展示图案以逐层方式产生于其上的衬底的侧视图。

图2是展示本发明方法如何用于控制半导体制造的实施例的图。

图3是展示本发明方法如何用于控制半导体制造的进一步实施例的图。

图4展示说明根据本发明的方法的进一步实施例的步骤序列。

图5展示说明根据本发明的方法的进一步实施例的步骤序列。

图6展示说明根据本发明的方法的进一步实施例的步骤序列。

具体实施方式

在图式中，相同的元件符号用于相同元件或具有相同功能的元件。此外，为了清楚起见，图式中仅展示讨论相应图式所需的元件符号。

图1展示衬底7，其在半导体制造中可为硅晶片。在衬底7上，已通过光刻方法(更精确来说，光刻，因而其是半导体制造中的已知方法)来产生若干结构1、2、3、4、5。已依逐层方法(如典型光刻)产生结构1、2、3、4、5。例如，已在施加于衬底7上的第一层中产生图案11、21、31、41、51，已在施加于衬底7上的第二层中产生图案12、 22、32、42。

也展示与不同层相关的图案之间的相对位置移位6。现有技术覆盖测量可确定不同层的图案之间的此相对位置移位6。测量结构21及31的边缘的位置产生与第一层有关的第一平均位置61，测量结构22及32的边缘的位置产生与第二层有关的第二平均位置 62。第一平均位置61与第二平均位置62之间的差是相对位置移位6。现有技术覆盖测量无法确定图案(例如图案32)相对于在衬底7上建构结构1、2、3、4、5的制造工艺的坐标系8的位置。例如，如果将第三层中的进一步图案施加于图案32的顶部上，那么进一步图案相对于图案32的准确定位仅可利用关于现有技术中的相对位置移位6的信息。仅可在施加进一步图案之后确定且仅可相对于图案32确定定位中的任何误差。可使用根据本发明的方法来获得图案32相对于坐标系8的位置，且因此可以增大的可靠性来完成进一步图案的准确定位。

图2是展示本发明方法如何用于控制半导体制造的实施例的图。在步骤202中，光刻工艺(在衬底上执行的一系列光刻工艺中的第N个过程)在第N个光刻步骤的自动过程控制(APC)203的控制下，在衬底上的层中产生图案。在所展示的实施例中，在步骤204 中，光刻工艺后接着蚀刻工艺。在蚀刻之后，在步骤206中使用配准工具来实施配准测量。上文已提及实施配准测量的可能性。在步骤212中，针对将在衬底上执行的下一光刻步骤的自动过程控制207前馈此配准测量的结果(特定来说，衬底上的至少一个层中所关注的图案的位置)，但也将结果反馈到第N个光刻步骤的自动过程控制203，以便在后续衬底上执行第N个光刻步骤时加以考虑。就现有技术覆盖测量来说，仅到第N个光刻步骤的控制的反馈是可行的，且因此，此反馈可仅对后续衬底起作用。就本发明方法来说，到下一步骤(此处为光刻步骤N+1)的自动过程控制207的前馈也是可行的，即，当进一步处理已对其执行配准测量的衬底时，可能已考虑配准测量的结果。因此，制造工艺可对误差或工艺偏离更快作出反应。

在图2的实施例中，在步骤206的配准测量之后，在步骤208中于衬底上执行一些进一步工艺。如步骤208中所执行的此进一步工艺的非限制性实例是抛光工艺或将额外材料施加于衬底上。在此工艺之后，在步骤210中对衬底进行另一配准测量。将此配准测量的结果(如步骤206中所执行的配准测量的结果)反馈到第N个光刻步骤的自动过程控制203，且也前馈到光刻步骤N+1的自动过程控制207。针对步骤206中的配准测量及步骤210中的配准测量两者，可设想仅将相应测量结果的部分反馈到第N个光刻步骤的APC 203，且将相应测量结果的不同部分前馈到光刻步骤N+1的APC 207。

应注意，例如，可由一个计算机或由不同计算机分别实施光刻步骤N及N+1的自动过程控制203及207。

图3是展示本发明方法如何用于控制半导体制造的进一步实施例的图。类似于图2中所讨论的实施例，在自动过程控制APC 303的控制下，在步骤302中，在衬底上执行第N个光刻步骤，其后接着蚀刻步骤304。接着，在步骤306中，对衬底进行配准测量，将其结果反馈到第N个光刻步骤的自动过程控制303且前馈到下一光刻步骤(将在步骤 314中执行)的自动过程控制313。随后，在步骤308中，收集互补信息的第一部分。将互补信息的第一部分提供到光刻步骤N的自动过程控制303及光刻步骤N+1的自动过程控制313两者。接着，在步骤310中，在衬底上执行进一步工艺步骤，其后接着在步骤312中收集互补信息的第二部分。此进一步工艺步骤310的非限制性实例是抛光工艺或将额外材料施加于衬底上。可将互补信息的第二部分提供到光刻步骤N的自动过程控制303及光刻步骤N+1的自动过程控制313两者。作为非限制性实例，情况可为进一步工艺步骤310引起衬底的变形。接着，可将此变形确定为互补信息的第二部分(的部分) 并将其提供到(在此情况中)至少光刻步骤N+1的自动过程控制中，这是因为在执行光刻步骤N时尚未出现变形。

图4展示说明根据本发明的方法的进一步实施例的步骤序列。为了具体起见，步骤经选择为来自半导体制造工艺的步骤，但本发明不受限于半导体制造。

步骤序列形成制造工艺的部分；此制造工艺到达所展示的步骤序列的阶段由箭头402指示。在所展示的特定实施例中，在步骤404中，将抗蚀剂层施加于衬底上。此包含将液体抗蚀剂散布于衬底上的层上方且使抗蚀剂干燥。在步骤406中，将抗蚀剂暴露于特定波长范围的光。

在步骤408中，对通过暴露于光而产生于抗蚀剂层中的图案执行配准测量。将配准测量的结果前馈到自动过程控制413以用于在稍后阶段控制衬底的蚀刻。在步骤410中，部分移除抗蚀剂，更精确来说，取决于抗蚀剂的类型而移除抗蚀剂的暴露部分或未暴露部分。在步骤412中，衬底经受蚀刻步骤，其中未被抗蚀剂覆盖的衬底上的层的部分受蚀刻影响。在自动过程控制413的控制下执行蚀刻步骤412，自动过程控制413在其中利用从步骤408中的配准测量馈入到其的结果。以此方式，例如，如果步骤408的配准测量确定由暴露步骤406将图案放置于抗蚀剂中的一些误差，那么蚀刻步骤的自动过程控制413可适当控制蚀刻步骤412以完全或部分补偿这些放置误差。

在此申请案的一般术语中，在此实施例中，步骤406中的抗蚀剂的暴露是先前步骤，且步骤412中的蚀刻是后续步骤。如可清楚看见，在此实例中，在先前步骤与后续步骤之间，在步骤410中执行进一步步骤(部分移除抗蚀剂)。此外，衬底上的层通常可指至少部分保留于完整装置中的层及仅暂时地存在于衬底上的层(如抗蚀剂层)两者。

在此处所展示的实例步骤序列中，在蚀刻步骤412之后，在步骤414中执行进一步配准测量且在步骤416中收集互补信息。上文已讨论互补信息的本质；此处，例如在不受其限制的情况下，可收集衬底的表面形态信息。接着，制造工艺继续进一步阶段(由箭头418指示)。将步骤414的配准测量的结果及步骤416中所获得的互补信息馈入到将在这些进一步阶段期间实施的步骤的自动过程控制419。

如由双箭头420所指示，也可将步骤414中由配准测量获得的结果及步骤416中所获得的互补信息后馈到蚀刻步骤的自动过程控制413(将在后续衬底上执行图4中所展示的步骤序列时加以考虑)。另外，不仅将来自配准测量408的结果提供到蚀刻步骤的自动过程控制413，也将其提供到将在制造工艺的进一步阶段期间实施的步骤的自动过程控制419。

图5展示说明根据本发明的方法的进一步实施例的步骤序列。为了具体起见，步骤经选择为来自晶片上的半导体制造工艺的步骤，但本发明不受限于半导体制造。

步骤序列形成制造工艺的部分；此制造工艺到达所展示的步骤序列的阶段由箭头502指示。在步骤504中，获得晶片的互补信息。上文已提及互补信息的本质，在此特定实例中，获得晶片的表面形态信息。接着，将表面形态信息馈入到用于控制化学机械处理步骤506的自动过程控制507中。化学机械处理是半导体制造中的常用程序。在化学机械处理之后，在步骤508中再次获得晶片的互补信息(特定来说，表面形态信息)。接着，将此表面形态信息反馈到用于化学机械处理的自动过程控制507。以此方式，可严格监测化学机械处理步骤506。接着，可实施一或多个进一步步骤510。可在自动过程控制511的控制下实施这些步骤；自动过程控制511中可使用步骤508中所获得的互补信息。进一步步骤可(例如)包含将额外材料施加于衬底上及/或进一步抛光步骤。接着，在步骤512中，可将抗蚀剂层施加于晶片上。此包含将液体抗蚀剂散布于衬底上的层上且使抗蚀剂干燥。在步骤514中，将抗蚀剂暴露于特定波长范围的光。

在步骤516中，在通过暴露于光而产生于抗蚀剂层中的图案上执行配准测量。将配准测量的结果前馈到用于控制将在制造工艺的稍后阶段实施的自动过程控制519(由箭头518指示)。

如由双箭头520所指示，也可将步骤508中所获得的互补信息前馈到用于控制稍后阶段过程的自动过程控制519。也可将步骤516中的配准测量的结果反馈到用于控制进一步步骤510中的任一者的自动过程控制511。

应注意，在特定实例中，步骤512中的抗蚀剂的施加可对应于图4中的实例的抗蚀剂施加步骤404，而步骤514可对应于步骤406，且步骤516对应于步骤408。接着，将在制造工艺的进一步阶段518实施的步骤可包含对应于图4中所展示的实例的步骤410 及412的步骤。

图6展示说明根据本发明的方法的进一步实施例的步骤序列。为了具体起见，步骤经选择为来自半导体制造工艺的步骤，但本发明不受限于半导体制造。

步骤序列形成制造工艺的部分；此制造工艺到达所展示的步骤序列的阶段由箭头602指示。在所展示的特定实施例中，在步骤604中，将抗蚀剂层施加于衬底上。此包含将液体抗蚀剂散布于衬底上的层上方且使抗蚀剂干燥。在步骤606中，使抗蚀剂暴露于特定波长范围的光。

在步骤608中，部分移除抗蚀剂，更精确来说，取决于抗蚀剂的类型而移除抗蚀剂的暴露部分或未暴露部分。在步骤610中，对通过使抗蚀剂暴露于光且部分移除抗蚀剂层而产生于抗蚀剂层中的图案执行配准测量。在步骤612中，将配准测量的结果前馈到用于控制衬底的蚀刻的自动过程控制613。在蚀刻步骤中，未被抗蚀剂覆盖的衬底上的层的部分受蚀刻影响。在自动过程控制613的控制下执行蚀刻步骤612，其中利用从步骤610中的配准测量馈入到其的结果。以此方式，例如，如果步骤610的配准测量确定由暴露步骤606将图案放置于抗蚀剂中的一些误差或来自步骤608中部分移除抗蚀剂的误差，那么蚀刻步骤的自动过程控制613可适当控制蚀刻步骤612以完全或部分补偿这些放置误差。

在此处所展示的实例步骤序列中，在蚀刻步骤612之后，在步骤614中执行进一步配准测量且在步骤616中收集互补信息。上文已讨论互补信息的本质；此处，例如在不受其限制的情况下，可收集衬底的表面形态信息。接着，制造工艺继续进一步阶段(由箭头618指示)。将步骤614的配准测量的结果及步骤616中所获得的互补信息馈入到将在这些进一步阶段期间实施的步骤的自动过程控制619。

如由双箭头620所指示，也可将步骤614中由配准测量获得的结果及步骤616中所获得的互补信息后馈到蚀刻步骤的自动过程控制613(将在后续衬底上执行图6中所展示的步骤序列时加以考虑)。另外，不仅将来自配准测量610的结果提供到蚀刻步骤的自动过程控制613，也将其提供到将在制造工艺的进一步阶段期间实施的步骤的自动过程控制619。

图4中所展示的制造工艺的实例步骤序列及图6中所展示的制造工艺的实例步骤序列两者包含暴露抗蚀剂、部分移除抗蚀剂及蚀刻的步骤、图4的实例中的步骤406、410 及412及图6的实例中的步骤606、608及612。实例相对于其间实施相应实例(图4中的步骤408及图6中的步骤610)中所展示的配准测量的第一者的步骤而不同。例如，可相当难以对经暴露、未显影的抗蚀剂中的图案执行配准测量；在此情况中，图6中所展示的步骤序列可为更足够的。图4及图6的实施例也意在强调(举例来说)在根据本发明的方法中，可在制造工艺的任何步骤之后实施配准测量，且根据本发明的方法包含在所述制造工艺的执行配准测量是最充分或最可行的阶段处或步骤之间执行配准测量的自由度。

在以上描述中，给出多个特定细节以提供对本发明的实施例的透彻了解。但是，本发明的所说明实施例的以上描述不意在为详尽性的或将本发明限制于所揭示的精确形式。所属领域的技术人员将认知，可在无一或多个特定细节的情况下或使用其它方法、组件等实践本发明。在其它例子中，未详细展示或描述熟知结构或操作以避免混淆本发明的方面。虽然为说明性目的在本文中描述本发明的特定实施例及实例，但是，如相关领域的技术人员将认知，在本发明的范围内，各种等效修改是可行的。

鉴于以上详细描述可进行本发明的这些修改。所附权利要求书中使用的术语不应被理解为将本发明限制于本说明书及权利要求书中所揭示的特定实施例。确切来说，本发明的范围将由根据权利要求书解释的既定原则理解的所附权利要求书而确定。

参考符号

1、2、3、4、5 结构

11、21、31、41、51 第一层的图案

12、22、32、42 第二层的图案

6 相对位置移位

61 第一平均位置

62 第二平均位置

7 衬底

8 制造工艺的坐标系统

Claims (23)

1.一种用于在制造工艺中控制衬底上图案的定位的方法，所述方法包括以下步骤：

使用配准工具对通过所述制造工艺的先前工艺步骤形成于所述衬底上的至少一个层中的至少一个图案进行至少一个配准测量；

收集互补信息，所述互补信息包括关于所述衬底的表面形态信息或覆盖信息；

从所述配准测量确定所述至少一个图案在所述制造工艺的坐标系统中的位置；及

将所述至少一个图案的所述确定位置和所述互补信息馈入到制造系统的自动过程控制中以控制所述制造系统的设置以用于所述制造工艺的后续工艺步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述制造工艺的所述坐标系统与所述配准工具的坐标系统完全相同。

3.根据权利要求1所述的方法，其中也将所述至少一个图案的所述确定位置馈入到所述自动过程控制以控制所述制造系统的设置以用于在后续衬底上执行所述制造工艺的所述先前工艺步骤。

4.根据权利要求1所述的方法，其中至少在所述先前工艺步骤之后收集所述互补信息。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬底是硅晶片。

6.根据权利要求1所述的方法，其中至少所述先前工艺步骤或至少所述后续工艺步骤包含在所述衬底上执行光刻。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述制造系统包含光刻扫描仪。

8.根据权利要求1所述的方法，其中至少所述先前工艺步骤或至少所述后续工艺步骤包含在所述衬底上执行蚀刻、在所述衬底上沉积层或化学机械抛光中的至少一者。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个图案包含目标，所述目标用于覆盖测量。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个图案包含功能图案。

11.一种用于在晶片的制造工艺中控制硅衬底上图案的定位的方法，所述方法包括以下步骤：

使用配准工具对所述制造工艺的先前光刻工艺步骤中通过光刻形成于所述衬底上的至少一个层中的至少一个图案进行至少一个配准测量；

收集互补信息，所述互补信息包括关于所述衬底的表面形态信息或覆盖信息；

从所述配准测量确定所述至少一个图案在所述制造工艺的坐标系统中的位置；及

将所述至少一个图案的所述确定位置和所述互补信息馈入到制造系统的自动过程控制中以控制所述制造系统的设置以用于所述制造工艺的后续光刻工艺步骤。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述制造工艺的所述坐标系统与所述配准工具的坐标系统完全相同。

13.根据权利要求11所述的方法，其中也将所述至少一个图案的所述确定位置馈入到所述自动过程控制以控制所述制造系统的设置以用于在后续衬底上执行所述制造工艺的所述先前光刻工艺步骤。

14.根据权利要求11所述的方法，其中在所述先前光刻工艺步骤与所述后续光刻工艺步骤之间实施至少一个进一步工艺步骤，且在所述至少一个进一步工艺步骤中的至少一者之后实施所述至少一个配准测量中的至少一者。

15.根据权利要求14所述的方法，其中在所述至少一个进一步工艺步骤中的至少一者之后收集额外互补信息且将其馈入到所述自动过程控制中。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述至少一个进一步工艺步骤包含蚀刻步骤、层的沉积、退火、抗蚀剂显影或化学机械抛光中的至少一者。

17.根据权利要求11所述的方法，其中在所述先前光刻工艺步骤与所述后续光刻工艺步骤之间实施至少一个进一步工艺步骤，且在所述至少一个进一步工艺步骤之前实施所述至少一个配准测量中的至少一者，从所述至少一个配准测量中的所述至少一者确定所述制造工艺的坐标系统中的至少一个图案的位置，且将所述位置馈入到所述制造系统的所述自动过程控制中以控制所述制造系统的所述设置以用于实施所述至少一个进一步工艺步骤。

18.根据权利要求17所述的方法，其中至少在所述至少一个进一步工艺步骤中的至少一者之后收集额外互补信息且将其馈入到所述自动过程控制中。

19.一种用于在晶片的制造工艺中控制硅衬底上图案的定位的方法，所述方法包括以下步骤：

在所述制造工艺的先前光刻工艺步骤中通过光刻来形成所述衬底上的至少一个层中的至少一个图案；

在所述衬底上的所述至少一个层上执行蚀刻工艺；

使用配准工具对形成于所述衬底上的所述至少一个层中的至少一个图案进行至少一个配准测量；

从所述配准测量确定所述至少一个图案在所述制造工艺的坐标系统中的位置；收集互补信息的第一部分，互补信息的所述第一部分包括关于所述衬底的表面形态信息或覆盖信息；

进行至少一个进一步工艺步骤；

收集互补信息的第二部分，互补信息的所述第二部分包括关于所述衬底的表面形态信息或覆盖信息；

将所述至少一个图案的所述确定位置、互补信息的所述第一部分及互补信息的所述第二部分馈入到制造系统的自动过程控制中以控制所述制造系统的设置以用于所述制造工艺的后续光刻工艺步骤；及

实施所述后续光刻工艺步骤。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述至少一个进一步工艺步骤是将额外材料施加于所述衬底上、在所述衬底上沉积另一层或抛光步骤。

21.一种计算机存储介质，其存储于非暂时性计算机可读媒体上，所述计算机存储介质包括使至少一个计算机控制制造系统以实施根据权利要求1所述的方法的计算机可读指令。

22.一种计算机存储介质，其存储于非暂时性计算机可读媒体上，所述计算机存储介质包括使至少一个计算机控制制造系统以实施根据权利要求11所述的方法的计算机可读指令。

23.一种计算机存储介质，其存储于非暂时性计算机可读媒体上，所述计算机存储介质包括使至少一个计算机控制制造系统以实施根据权利要求19所述的方法的计算机可读指令。

Images