TW201709277A - 微影設備及方法 - Google Patents

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Abstract

一種方法，其包含：使用一微影設備以在一基板上形成包含一第一特徵之一第一目標及包含一第二特徵之一第二目標；其中該等目標之該形成包含：藉由投影一輻射光束通過安裝於該微影設備中之一生產圖案化器件而將該第一特徵及該第二特徵施加至該基板，該等特徵對應於該圖案化器件之一或多個特徵；及控制該微影設備之一組態以誘發一像差分量，使得使用一誘發之像差分量之一第一值將該第一特徵施加至該基板，且使用該誘發之像差分量之一第二不同值將該第二特徵施加至該基板；量測該第一目標及該第二目標之一性質；及使用該等量測以判定該等目標之該性質對該誘發之像差分量之值之改變的一敏感度。

Description

微影設備及方法
本發明係關於一種微影設備及一種器件製造方法。
微影設備為將所要圖案施加至基板之目標部分上之機器。微影設備可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在彼情況下，圖案化器件(其替代地被稱作光罩或倍縮光罩)可用以產生對應於IC之個別層之電路圖案，且可將此圖案成像至具有輻射敏感材料(抗蝕劑)層之基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包含晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。一般而言，單一基板將含有經順次地曝光之鄰近目標部分之網路。已知微影設備包括：所謂步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分；及所謂掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來輻照每一目標部分。
除了產生所要電路圖案以外，圖案化器件亦可用以在基板之目標部分上產生度量衡目標。度量衡目標可為出於度量衡之目的(例如，為了促進疊對或聚焦品質之量度之判定)而施加至基板之特徵或特徵集合。
為了確保如所預期應用施加至基板之圖案特徵(例如，為了確保符合臨界尺寸限制、要求或均一性及/或為了確保符合疊對要求)，可需要至少部分地校正微影設備中之光學像差。光學像差之判定及控制 對於改良微影效能而言可為重要的。隨著疊對效能變得要求更高，透鏡像差可在一些情況下變成對效能之限制因素。
可歸因於微影設備之投影系統之一或多個元件之加熱而出現像差，微影設備之投影系統之該一或多個元件之加熱係歸因於輻射光束之至少一部分之透射或反射，且此加熱可造成彼等一或多個元件之失真或其類似者。替代地及/或另外，可出於一或多個其他原因(例如，光學表面並未根據理論來執行)而出現像差。
像差可不僅藉由圖案移位而直接影響器件特徵之疊對，而且可歸因於與器件特徵之不匹配敏感度而影響度量衡目標之準確度。在假定度量衡目標之經量測疊對表示彼度量衡目標之鄰域中之器件之疊對的情況下，度量衡目標可用以量測疊對。若度量衡目標相比於器件自身對特定像差更敏感或更不敏感，則該度量衡目標上所量測之疊對可不同於存在於器件中之疊對。藉由先進或自動化程序控制(APC)回應於經量測度量衡目標疊對而應用之校正可縮減度量衡目標疊對，但將疊對誤差添加至器件。此情形可促使客戶在其程序控制迴路中包括偏移以校正差，使得適當地校正器件疊對。此等偏移可校正度量衡疊對與器件疊對之間的失配。
像差之不同類型及量值之影響具有特定應用。一特定應用(例如，圖案施加至基板)如何對某一像差起反應可被定義為像差敏感度。像差敏感度可取決於數個因素中之一或多者，例如：由微影設備使用之照明模式、待施加至基板之圖案特徵之一或多個性質、基板自身之一或多個特徵(例如，抗蝕劑之組合物或其類似者)、圖案化器件之品質或組態，及在任何給定曝光中提供的輻射之劑量。
因為像差敏感度為在將圖案施加至基板時需要考量的重要因素，所以已嘗試判定此等圖案之像差敏感度。用以判定像差敏感度之一種途徑為建構允許在理論模型中判定敏感度之模型或模擬。
一些實驗方法亦為已知的。在已知實驗方法之實例中，將圖案特徵依次施加至晶圓之數個目標部分(其可為晶圓之不同場)中之每一者。在可能的方法當中，使用透鏡加熱前饋以誘發像差且隨著曝光進展逐漸增加像差之量值，使得在具有像差之低量值的情況下曝光基板之首先曝光之目標部分，且在具有像差之順次較高量值的情況下曝光基板之隨後曝光之目標部分。一旦已曝光及適當處理圖案特徵，就量測目標部分之圖案特徵之一或多個性質，例如，圖案特徵之清晰度、圖案特徵之尺寸或圖案特徵之形狀。來自不同目標部分之量測(對應於像差之不同量值)用以判定圖案特徵之該或該等性質對像差量值之改變之敏感度。
為了得到良好信雜比，可需要量測晶圓上之大數目個資料點，且使誘發之像差與經量測一或若干性質(例如，疊對)相關。當以標準方式曝光晶圓(其中透鏡加熱前饋用以誘發像差)時，可僅可能得到自彼晶圓量測之單一敏感度(亦即，單一性質對例如單一任尼克係數之單一像差分量之敏感度)，以便得到良好信雜比。可藉由曝光各自具有一不同像差的順次晶圓而判定多個敏感度。
得到疊對量測所需之時間可為大的，此係因為用於該量測之圖案特徵之數目可為高的。在透鏡加熱前饋中，任尼克偏移得以逐漸增加。為了判定敏感度，可需要多個點使得可判定疊對與像差之間的線性關係。具有較多點可使該關係更準確。
在一些情況下，量測多個敏感度對於客戶而言可需要大晶圓成本及工廠使用率。
根據本發明之一態樣，提供一種方法，其包含：使用一微影設備以在一基板上形成包含一第一特徵之一第一目標及包含一第二特徵之一第二目標；其中該等目標之該形成包含：藉由投影一輻射光束通 過安裝於該微影設備中之一圖案化器件而將該第一特徵及該第二特徵施加至該基板，該等特徵對應於該圖案化器件之一或多個；及控制該微影設備之一組態以誘發一像差，使得使用一誘發之像差分量之一第一值將該第一特徵施加至該基板，且使用該誘發之像差分量之一第二不同值將該第二特徵施加至該基板；量測該第一目標及該第二目標之一性質；及使用該等量測以判定該等目標之該性質對該誘發之像差分量之值之改變的一敏感度。該圖案化器件可為一生產圖案化器件。
藉由控制該微影設備之組態以誘發用於不同目標(例如，度量衡疊對目標)之像差之不同值，可比較該等目標之經量測性質(例如，疊對)與像差分量之不同值，且彼性質之差可用於判定目標之性質對像差分量之敏感度。經量測之敏感度對於該等目標而言係特定的。
微影設備可展現固有像差，固有像差可表示輻射光束之所要特性與在生產期間出現的輻射光束之實際特性之間的差。舉例而言，設備之光學元件(諸如，透鏡)可在生產程序期間經歷非均一加熱，此情形可改變光學元件之一些部分(相比於其他部分)之光學路徑長度。此等像差可造成投影於基板上之影像之失真。此等像差可被描述為為微影設備所固有的。
經誘發之像差可為除了任何固有像差以外亦故意添加之像差。誘發像差可包含將像差分量之量值增加為高於彼像差分量之固有或殘餘量值。藉由故意添加像差分量，可以控制方式引入該像差分量之不同值且可判定該像差分量之效應。
第一目標及第二目標可屬於同一類型之目標。判定目標之性質(例如，疊對)之敏感度可包含判定該類型之目標之性質之敏感度。每一目標可(例如)包含、表示或形成器件或電路組件之部件。每一目標可包含一度量衡目標。舉例而言，目標可為以微繞射為基礎之疊對(μDBO)目標，且敏感度之判定可包含判定μDBO目標之疊對敏感度。
第三、第四、第五及/或後續目標亦可用於判定敏感度，其中運用誘發之像差分量之另外不同值來施加第三、第四、第五及/或後續目標之特徵。另外及/或替代地，針對誘發之像差分量之每一值，可形成複數個目標，且對該複數個目標之量測可用於判定敏感度。
第一目標可包含第一度量衡目標。第二目標可包含第二度量衡目標。一或多個圖案化器件特徵可包含一或多個生產度量衡標記。
圖案化器件可進一步包含圖案化特徵，該等圖案化特徵用於藉由微影設備將輻射光束投影通過微影圖案化器件而在基板上形成所要微影特徵。每一所要微影特徵可(例如)包含、表示或形成一器件或電路組件之部件。
第一目標可包含第一所要微影特徵且第二目標可包含第二所要微影特徵。
圖案化器件可包含一生產倍縮光罩，在該生產倍縮光罩上生產度量衡標記及圖案化特徵經配置以便在一生產製造程序中在一晶圓上形成度量衡目標之所要佈局及所要微影特徵。
照明條件、曝光條件及處理條件中之至少一者可與用於生產製造程序中之條件相同。基板可為晶圓。可經由製造線處理晶圓。
藉由使用生產倍縮光罩之生產度量衡標記以形成與用於生產中相同之類型的度量衡目標，針對該類型之度量衡目標藉由該方法而判定之敏感度可表示彼類型之度量衡目標之在其在生產中(例如，在生產度量衡工具上)經量測時之實際敏感度。該經判定敏感度可考量貢獻於在生產中之性質之敏感度之條件，例如，對顯影及/或處理之度量衡目標之特徵的效應。
圖案化器件可為客戶之用於特定晶圓之生產中的生產倍縮光罩。圖案化器件可具有客戶之對生產度量衡標記及圖案化特徵之佈局。基板上之特徵之曝光、處理或量測的照明條件、處理條件及/或 其他條件可與由客戶用於生產中的彼等條件相同。
將特徵施加至基板可包含將特徵施加至第一微影層。特徵經施加至之基板可為已經含有多個經處理層之基板。第一微影層可為多層結構之任何層。
將每一特徵施加至基板可包含藉由基板之實體改質而在基板上形成特徵，基板之實體改質係歸因於藉由微影設備使輻射投影通過圖案化器件而使一或多個圖案化器件特徵中之一者之影像投影於基板上。基板之實體改質可包含基板之至少一個性質之改質，例如，基板之結構或化學性質之改質。目標之該至少一個性質之判定可在曝光步驟之後經執行及/或在微影程序之在基板上形成該至少一個所要微影特徵之蝕刻步驟之後經執行。
第一特徵及第二特徵可對應於相同圖案化器件特徵，或對應於相同類型之不同圖案化器件特徵。第一特徵及第二特徵可對應於相同生產度量衡標記，或對應於相同類型之不同生產度量衡標記。第一特徵及第二特徵可對應於相同圖案化特徵，或對應於相同類型之不同圖案化特徵。
該方法可進一步包含：在基板上形成另外目標，其中使用一另外不同誘發之像差分量之第一值及第二值來應用該等另外目標之特徵；量測該等另外目標之性質；及使用該等另外目標之該等量測以判定該等另外目標之性質對該另外誘發之像差分量之改變之敏感度。
該第一目標、該第二目標及該等另外目標可屬於相同類型之目標，其對應於相同生產度量衡標記或相同類型之生產度量衡標記或對應於相同圖案化特徵或相同類型之圖案化特徵，使得對誘發之像差之及另外誘發之像差之改變之經判定敏感度為該相同類型之目標之敏感度。
該第一目標及該第二目標可形成於第一目標部分上，且該等另 外目標可形成於第二目標部分上。
可判定一種類型之目標之性質(例如，疊對)對一個以上像差分量之敏感度。可在同一基板上判定該性質對不同像差分量之敏感度。不同像差分量可應用於同一晶圓之不同場。相比於判定每基板單一敏感度，在同一基板上判定一性質對多個像差之敏感度可縮減所需之個別目標之數目及/或可縮減所需之基板之數目及/或可縮減判定敏感度所需之總時間。
誘發之像差之值可包含像差分量之量值。誘發之像差之值可為可定量的。
像差分量之誘發可包含誘發非零值或選定任尼克係數之值。像差分量之誘發可包含將選定任尼克係數之值增加為高於彼任尼克係數之固有值。任尼克係數可為用以描述像差之任尼克多項式之係數，且誘發像差分量可包含改變至少一個任尼克係數之值，例如，將任尼克係數之誘發之值自零改變至正值。誘發像差分量可包含增加選定任尼克係數之量值。
誘發之像差分量可為由選定任尼克係數表示之分量。另外誘發之像差分量可為由一另外不同選定任尼克係數表示之分量。
可在微影設備之投影系統中誘發選定任尼克係數之該或該等值。
選定任尼克係數可為單一任尼克係數，且可單獨誘發任尼克係數，其中實質上無其他任尼克係數與該選定任尼克係數同時被誘發。
像差之誘發可包含誘發一選定任尼克係數之一或若干非零值，且誘發該另外像差可包含誘發一另外不同任尼克係數之一或若干非零值。可獨立誘發該選定任尼克係數及該另外不同任尼克係數。可針對不同目標部分誘發該選定任尼克係數及該另外不同任尼克係數。
在一些情況下，選定任尼克係數之誘發可引起其他寄生任尼克 係數之誘發。增加一特定任尼克係數之量值可引起亦增加其他任尼克係數之量值。判定敏感度可包含判定且實質上移除其他寄生任尼克係數之效應。
對於複數個目標部分，可在該等目標部分中之每一者中誘發一不同像差分量。可自單一基板判定目標對複數個不同像差分量之敏感度。
方法可包含誘發各自在基板之複數個目標部分中之一不同目標部分中的複數個不同像差分量，每一像差分量係由一不同任尼克係數表示。可順次地及/或針對不同目標部分誘發不同像差分量。誘發像差分量之次序可經選擇以最小化不同像差分量之誘發之間的至少一個轉變時間。誘發任尼克係數之次序可經選擇以最小化不同任尼克係數之誘發之間的至少一個轉變時間。自第一任尼克係數至第二任尼克係數之轉變可包含將第一任尼克係數實質上設定為零。
第一目標及第二目標可形成於基板之同一目標部分內。複數個目標可形成於基板之任一個目標部分內。目標部分可為場。基板可含有經順次圖案化之複數個場。
控制微影設備之組態以誘發像差可包含控制微影設備之組態以誘發像差分量之值隨著橫越目標部分之位置的變化，其中第一目標及第二目標形成於該目標部分內。
像差分量之值之變化可包含像差分量之量值隨著橫越目標部分(例如，場)之位置之改變。藉由誘發像差分量之值隨著橫越單一目標部分之位置之變化，可使用用於像差分量之不同值來應用該目標部分內之不同目標。使用用於像差分量之不同值來應用單一目標部分中之不同目標可縮減判定敏感度所需之目標之數目及/或可縮減判定敏感度所需之目標部分之數目及/或可縮減判定敏感度所需之時間。
誘發像差分量之量值之變化可包含誘發選定任尼克係數之量值 隨著橫越目標部分之位置之改變。任尼克係數之量值隨著位置之改變可被稱作任尼克傾角。可針對一給定目標部分誘發選定任尼克傾角，而針對彼目標部分實質上不誘發其他任尼克係數。
目標之性質之敏感度可藉由比較不同目標之間的性質之量測之差與針對該等不同目標之誘發之像差之值的差來判定。舉例而言，可藉由將經量測之疊對差除以像差分量之值之誘發之差來獲得敏感度。
屬於第一目標之第一特徵可施加至第一微影層。屬於第二目標之第二特徵可施加至同一第一微影層。第一目標可進一步包括施加至第二微影層之另外特徵。第二目標可進一步包括施加至該同一第二微影層之另外特徵。
另外特徵可施加至第二微影層，而實質上不具有任何誘發之像差。
方法可包含在將另外特徵施加至第二微影層之前蝕刻第一微影層及/或使第一微影層顯影。方法可包含在將特徵施加至第一微影層之前蝕刻第二微影層及/或使第二微影層顯影。
敏感度可包含程序後敏感度或抗蝕劑中敏感度。
目標之性質可包含疊對性質。
每一目標之疊對性質可包含施加至第一微影層及第二微影層的目標之特徵之疊對。
對於第一目標，該目標之性質可包含施加至第一微影層之第一特徵與施加至第二微影層之另外特徵之疊對。對於第二目標，該目標之性質可包含施加至第一微影層之第二特徵與施加至第二微影層之另外特徵之疊對。
每一目標可包含如下各者中之至少一者：疊對度量衡目標、以繞射為基礎之疊對目標、盒中盒目標。一或多個圖案化器件特徵可包含場內疊對標記、以繞射為基礎之度量衡標記中之至少一者。
一或多個圖案化器件特徵可包含至少一個生產度量衡標記。生產度量衡標記可包含至少一個光柵。生產度量衡標記可包含複數個光柵，其中該等光柵中之至少一者在第一方向上延伸且該等光柵中之至少另一者在第二不同方向上延伸。在該生產度量衡標記之該等光柵中之至少一者與該生產度量衡標記之該等光柵之至少另一者之間可存在相位偏移。該生產度量衡標記可包含不為光柵之特徵。
藉由使用與用於生產中之生產度量衡標記及度量衡目標相同之生產度量衡標記及度量衡目標，可獲得表示在生產中出現的疊對之疊對量測。
控制微影設備之組態可包含移動微影設備之透鏡配置之一或多個元件或使微影設備之透鏡配置之一或多個元件變形，或加熱微影設備之一或多個部分。
控制微影設備之組態可包含使用橫向於輻射光束而配置之光學元件陣列來局域地改變輻射光束之光學路徑長度，每一光學元件包含一可個別定址加熱器件。
微影設備可包含在正常生產程序中在使用中之可用以補償固有像差之一或多個組件。此等系統亦可用以(例如)藉由改變輻射光束之一部分相對於該輻射光束之其他部分之光學路徑長度而誘發像差。
微影設備之組態針對不同目標部分可不同。可選擇針對基板之每一目標部分之微影設備之組態，例如，由使用者進行選擇。可將像差添加至客戶之曝光配方。
方法可進一步包含形成至少一個參考目標，其中在實質上不具有該誘發之像差的情況下形成該至少一個參考目標。
可在不將任何改變故意應用於光學設備的情況下形成參考目標。參考目標可在實質上如在生產中使用的條件(例如，照明條件及曝光條件)下形成。因此，在參考目標之形成期間存在的任何像差可 僅包含固有像差，且可不包括故意產生之任何像差。
方法可進一步包含：量測至少一個參考目標之性質；使用該至少一個參考目標之性質之量測以判定在不存在該誘發之像差的情況下之像差；及使用該經判定像差以判定第一目標及第二目標之性質之敏感度。
可在形成第一目標及第二目標之前形成參考目標中之每一者之至少一部分。
藉由形成不具有誘發之像差之參考目標，有可能自量測移除投影系統中之任何現有固有像差之效應。現有像差可為可在正常生產條件下在正常生產中出現的像差。現有像差可為微影設備所固有及/或為基板經曝光及/或經處理之條件(例如，曝光條件或照明條件)所固有。一旦移除現有像差，性質之剩餘改變可歸因於誘發之像差分量，該誘發之像差分量為已故意產生之額外像差分量。性質對誘發之像差分量之敏感度的量測可藉由移除在不存在誘發之像差的情況下仍出現的現有像差之效應來校正。
第一目標及第二目標可為第一類型之度量衡目標，且方法可進一步包含形成屬於第二類型之度量衡目標的度量衡目標，其中使用誘發之像差分量之不同值來施加該第二類型之度量衡目標之特徵。方法可進一步包含：量測第二類型之度量衡目標之性質；及使用該性質之量測以判定該第二類型之度量衡目標之性質對誘發之像差分量之改變之敏感度。方法可進一步包含比較第一類型之度量衡目標之敏感度與第二類型之度量衡目標之敏感度。
方法可進一步包含基於該比較而選擇或修改該第一類型之度量衡目標或該第二類型之度量衡目標。
可在單一基板上比較不同類型之度量衡目標之敏感度。該等經判定敏感度可用於選擇度量衡目標，例如，選擇哪一度量衡目標具有 供生產中使用的最適當敏感度。不同度量衡目標之敏感度可表示其將在生產條件下展現之敏感度，例如包括顯影及/或處理之效應及/或可在生產中使用的特定照明條件或曝光條件之效應。在一些情況下，例如若一種類型之度量衡目標之敏感度經判定為對其在生產中之使用不當，則可修改彼類型之度量衡目標之設計。
方法可進一步包含基於經判定敏感度而修改量測目標之性質之方法。舉例而言，在目標為度量衡目標之狀況下，可改變對度量衡目標之量測之方法以引起相似於所要微影特徵之經判定敏感度的經判定敏感度。舉例而言，可改變度量衡工具之設定。可改變藉由度量衡工具使用之輻射之頻率。
第一目標及第二目標可為度量衡目標，且方法可進一步包含判定所要微影特徵之性質對誘發之像差分量之值之改變的敏感度。方法可進一步包含比較度量衡目標之性質之經判定敏感度與所要微影特徵之性質之經判定敏感度，藉此判定度量衡目標之敏感度表示所要微影特徵所達到之程度。
根據本發明之一態樣，提供一種方法，其包含：提供一基板；使用一照明系統提供一輻射光束；使用一圖案化器件以在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案；及將該經圖案化輻射光束投影至該基板之目標部分上；其中該輻射光束之該投影至該基板之目標部分上包含在該基板上形成包含一第一特徵之一第一目標及包含一第二特徵之一第二目標；其中該等目標之該形成包含：藉由投影該輻射光束通過該圖案化器件而將該第一特徵及該第二特徵施加至該基板，該等特徵對應於該圖案化器件之一或多個圖案化器件特徵；及控制該微影設備之一組態以誘發一像差，使得使用一誘發之像差分量之一第一值將該第一特徵施加至該基板，且使用該誘發之像差分量之一第二不同值將該第二特徵施加至該基板；該方法進一步包含量測該第一目標 及該第二目標之一性質；及使用該等量測以判定該等目標之該性質對該誘發之像差分量之值之改變的一敏感度。
根據本發明之一另外態樣，提供一種微影設備，其包含：一照明系統，其用於提供一輻射光束；一支撐結構，其用於支撐一圖案化器件，該圖案化器件用以在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案；一投影系統，其用於將該經圖案化輻射光束投影至該基板之目標部分上；及一處理資源；其中該微影設備經組態以在該基板上形成包含一第一特徵之一第一目標及包含一第二特徵之一第二目標，該等目標之該形成包含：藉由投影該輻射光束通過該圖案化器件而將該第一特徵及該第二特徵施加至該基板，該等特徵對應於該圖案化器件之一或多個圖案化器件特徵，及控制該微影設備之一組態以誘發一像差，使得使用一誘發之像差分量之一第一值將該第一特徵施加至該基板，且使用該誘發之像差分量之一第二不同值將該第二特徵施加至該基板；且其中該處理資源經組態以使用該第一目標及該第二目標之一性質之量測以判定該等目標之該性質對該誘發之像差分量之值之改變的一敏感度。該圖案化器件可包含一生產圖案化器件。
控制該微影設備之一組態可包含控制該投影系統之一組態。
根據本發明之一另外態樣，提供一種方法，其包含：使用一微影設備以在一基板上形成一目標或器件；執行至少一個量測以判定在該目標或器件之該形成期間存在的一像差之一值；獲得該目標或器件之一性質對該像差之一敏感度；及取決於該至少一個量測且取決於該敏感度而預測該目標或器件之該性質之一值。該像差可為該微影設備之一像差。
藉由使用在目標或器件之形成期間存在的像差之經量測值，可獲得性質之較準確預測。經量測值可為針對個別曝光之經量測值。
性質可包含圖案移位及疊對中之至少一者。獲得敏感度可基於 至少一個目標或器件之先前量測。
像差之值可包含用於個別曝光之像差之值。
該獲得該敏感度可包含：使用一微影設備以在一基板上形成包含一第一特徵之一第一目標及包含一第二特徵之一第二目標；其中該等目標之該形成包含：藉由投影一輻射光束通過安裝於該微影設備中之一圖案化器件而將該第一特徵及該第二特徵施加至該基板，該等特徵對應於該圖案化器件之一或多個；及控制該微影設備之一組態以誘發一像差，使得使用一誘發之像差分量之一第一值將該第一特徵施加至該基板，且使用該誘發之像差分量之一第二不同值將該第二特徵施加至該基板；量測該第一目標及該第二目標之一性質；及使用該等量測以判定該等目標之該性質對該誘發之像差分量之值之改變的一敏感度。
獲得目標或器件之敏感度可包含執行一模擬，視情況執行一成像模擬。
形成目標或器件可包含形成一目標及形成一器件。至少一個量測可用以判定在目標之形成期間存在的像差之值及在器件之形成期間存在的一另外像差之一另外值。獲得敏感度可包含獲得目標之性質對像差之敏感度及獲得器件之性質對像差之敏感度。預測可包含預測目標之性質及器件之性質。
該另外像差可與該像差相同。該另外像差之該另外值可與該像差之該值相同。
目標之性質可包含疊對。器件之性質可包含疊對。
方法可進一步包含取決於目標之經預測疊對及器件之經預測疊對而預測目標及器件之偏移。藉由基於針對個別曝光之經量測透鏡像差而預測偏移，可獲得較準確偏移。
偏移之預測可取決於在目標之形成期間及/或在器件之形成期間 應用的所應用偏移，例如，APC偏移。
方法可進一步包含使用經預測偏移以應用或調整微影設備之偏移。方法可進一步包含使用經預測偏移以應用或調整在後續曝光中之偏移。方法可進一步包含使用經預測偏移或應用或調整用於後續晶圓之偏移。
目標或器件之性質可包含疊對。目標或器件之疊對之預測可取決於如下各者中之至少一者：蝕刻效應、修整效應、切割效應、旋轉。
目標或器件可為多層目標或器件。性質可為目標或器件之層中之一者之性質。
在可獨立提供之本發明之一另外態樣中，提供一種微影設備，其包含：一照明系統，其用於提供一輻射光束；一支撐結構，其用於支撐一生產圖案化器件，該生產圖案化器件用以在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案；一投影系統，其用於將該經圖案化輻射光束投影至該基板之目標部分上；及一處理資源，其經組態以控制該微影設備之操作；其中該處理資源經組態以：控制該微影設備以在一基板上形成一目標或器件中之至少一者；執行至少一個量測以判定在該目標或器件之該形成期間存在的一像差之一值；獲得該目標或器件之一性質對該像差之一敏感度；及取決於該至少一個量測且取決於該敏感度而預測該目標或器件之該性質之一值。
可在適當時將一項態樣中之特徵提供為任何其他態樣中之特徵。舉例而言，可將一方法之特徵提供為一設備之特徵，且反之亦然。一項態樣中之任一或若干特徵可結合任何其他態樣中之任一或若干合適特徵來提供。
50‧‧‧晶圓
52‧‧‧場
100‧‧‧階段
102‧‧‧階段
104‧‧‧階段
106‧‧‧階段
108‧‧‧階段
110‧‧‧階段
112‧‧‧階段
200‧‧‧階段
202‧‧‧階段
204‧‧‧階段
206‧‧‧階段
208‧‧‧階段
210‧‧‧階段
212‧‧‧階段
214‧‧‧階段
216‧‧‧階段
218‧‧‧階段
300‧‧‧階段
302‧‧‧階段
304‧‧‧階段
306‧‧‧底部層
310‧‧‧全堆疊
312‧‧‧階段
314‧‧‧階段
316‧‧‧頂部層
400‧‧‧階段
402‧‧‧階段
404‧‧‧階段
406‧‧‧階段
408‧‧‧階段
410‧‧‧階段
412‧‧‧階段
414‧‧‧階段
416‧‧‧階段
418‧‧‧階段
420‧‧‧階段
422‧‧‧階段
424‧‧‧階段
426‧‧‧階段
428‧‧‧階段
430‧‧‧階段
440‧‧‧階段
500‧‧‧階段
502‧‧‧階段
504‧‧‧階段
510‧‧‧階段
512‧‧‧階段
514‧‧‧階段
516‧‧‧階段
518‧‧‧階段
520‧‧‧階段
522‧‧‧階段
530‧‧‧階段
532‧‧‧階段
534‧‧‧階段
536‧‧‧階段
540‧‧‧階段
542‧‧‧階段
544‧‧‧階段
550‧‧‧階段
552‧‧‧階段
600‧‧‧微影設備
605‧‧‧階段
610‧‧‧伺服器
612‧‧‧資料儲存器
615‧‧‧階段
620‧‧‧處理器
622‧‧‧偏移預測引擎
625‧‧‧階段
AM‧‧‧調整構件
BD‧‧‧光束遞送系統
C‧‧‧目標部分
CO‧‧‧聚光器
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明系統/照明器
IN‧‧‧積光器
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
MT‧‧‧支撐結構/物件台
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
PB‧‧‧輻射光束
PL‧‧‧項目/投影系統/透鏡
PM‧‧‧第一定位器件
PW‧‧‧第二定位器件
SO‧‧‧輻射源
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台/物件台
現在將參考隨附示意性圖式而僅作為實例來描述本發明之實施 例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應部件，且在該等圖式中：- 圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例之微影設備；- 圖2為綜述地說明一實施例之操作模式的流程圖；- 圖3為綜述地說明一實施例之操作模式的流程圖；- 圖4示意性地描繪一實施例之曝光序列；- 圖5示意性地描繪自圖4之曝光序列之經量測疊對；- 圖6為針對特定任尼克之多個場中所量測之疊對的標繪圖；- 圖7為標繪為隙縫指紋且線性擬合之疊對資料的標繪圖；- 圖8為第一層及第二層之示意性說明；- 圖9示意性地說明計算偏移預測程序之概念綜述；- 圖10示意性地說明偏移預測程序之較詳細視圖；- 圖11示意性地說明用於偏移預測之一般流程。
儘管在本文中可特定地參考微影設備在IC製造中之使用，但應理解，本文所描述之微影設備可具有其他應用，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、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術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)或度量衡或檢測工具中處理本文所提及之基板。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365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)。
本文所使用之術語「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器件。應注意，被賦予至輻射光束之圖案可不確切地對應於基板之目標部分中之所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中產生之器件(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；以此方式，經反射光束經圖案化。
支撐結構固持圖案化器件。支撐結構以取決於圖案化器件之定向、微影設備之設計及其他條件(諸如，圖案化器件是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化器件。支撐可使用機械夾持、真空或其他夾持技術，例如，在真空條件下之靜電夾持。支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動且可確保圖案化器件(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術語「圖案化器件」同義。
本文所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於(例如)所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤流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，包括折射光學系統、反射光學系統及反射折射光學系統。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用皆 與更一般術語「投影系統」同義。
照明系統亦可涵蓋各種類型之光學組件，包括用於導向、塑形或控制輻射光束的折射、反射及反射折射光學組件，且此等組件亦可在下文中被集體地或單個地稱作「透鏡」。
微影設備可屬於具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上支撐結構)之類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，或可對一或多個台進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。
微影設備亦可屬於如下類型：其中基板浸沒於具有相對高折射率之液體(例如，水)中，以便填充投影系統之最終元件與基板之間的空間。浸沒技術在此項技術中被熟知用於增加投影系統之數值孔徑。
圖1示意性地描繪根據本發明之特定實施例之微影設備。該設備包含：- 照明系統(照明器)IL，其用以調節輻射光束PB(例如，UV輻射或EUV輻射)；- 支撐結構(例如，支撐結構)MT，其用以支撐圖案化器件(例如，光罩)MA且連接至用以相對於項目PL來準確地定位該圖案化器件之第一定位器件PM；- 基板台(例如，晶圓台)WT，其用於固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓)W，且連接至用於相對於項目PL來準確地定位該基板之第二定位器件PW；及- 投影系統(例如，折射投影透鏡)PL，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束PB之圖案成像至基板W之目標部分C(例如，包含一或多個晶粒)上。
如此處所描繪，設備屬於透射類型(例如，使用透射光罩)。替代地，設備可屬於反射類型(例如，使用如以上所提及之類型之可程式 化鏡面陣列)。
照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當源為準分子雷射時，源及微影設備可為分離實體。在此等狀況下，不認為源形成微影設備之部件，且輻射光束係憑藉包含(例如)合適導向鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，舉例而言，當源為水銀燈時，源可為設備之整體部件。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可包含用於調整光束之角強度分佈之調整構件AM。通常，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外部及σ內部)。另外，照明器IL通常包含各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。照明器提供在橫截面中具有所要均一性及強度分佈的經調節輻射光束PB。
輻射光束PB入射於被固持於支撐結構MT上之圖案化器件(例如，光罩)MA上。在已橫穿圖案化器件MA的情況下，光束PB傳遞通過透鏡PL，透鏡PL將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器件PW及位置感測器IF(例如，干涉量測器件)，可準確地移動基板台WT，例如，以便使不同目標部分C定位於光束PB之路徑中。相似地，第一定位器件PM及另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於光束PB之路徑來準確地定位圖案化器件MA。一般而言，將憑藉形成定位器件PM及PW之部件之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現物件台MT及WT之移動。然而，在步進器(相對於掃描器)之狀況下，支撐結構MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。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。
所描繪設備可用於以下較佳模式中：
1.在步進模式中，當將被賦予至光束PB之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使支撐結構MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WT在X及/或Y方向上移位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之大小。
2.在掃描模式中，當將被賦予至光束PB之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描支撐結構MT及基板台WT(亦即，單次動態曝光)。藉由投影系統PL之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於支撐結構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)。
3.在另一模式中，在將被賦予至光束PB之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構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WT。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT之每一移動之後或在一掃描期間之順次輻射脈衝之間根據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，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。
為了確保如所預期將圖案特徵施加至基板，可需要至少部分地校正用以施加彼等圖案之微影設備中或微影設備之像差。圖案特徵(或圖案特徵之性質)如何對像差或像差之改變起反應可被定義為像差敏感度。
藉由控制微影設備之組態來校正微影設備中或微影設備之像差為吾人所知。微影設備之組態之控制可包含移動微影設備之透鏡配置 之一或多個元件或加熱該透鏡配置之一或多個部分。該控制可包含使微影設備之透鏡設備之一或多個元件變形。一或多個元件之移動可包括改變此等元件之位置或定向。替代地或另外，微影設備之組態之控制可包含移動圖案化器件或其部件、調整輻射光束之波長、或改變用於光學路徑中之液體之光學性質。
由正常生產程序之條件(例如，加熱之效應或光學表面並未根據理論來執行)引起的像差可被稱作現有或固有像差。
藉由除了任何固有像差以外亦故意誘發像差，且量測該故意誘發之像差對微影特徵之效應來判定微影特徵之像差敏感度為吾人所知。可藉由使用在校正固有像差之內容背景中已知之方法中的任一者(例如，移動或加熱透鏡設備之元件)來控制微影設備而故意誘發像差。
在以下之論述中，對像差之誘發之參考及對經誘發像差之參考可指以關於除了任何固有像差以外亦引起至少一個像差分量之方式來控制微影設備。誘發像差可包含對輻射光束作出改變，例如，改變輻射光束之部分之光學路徑長度，此引起該輻射光束不同於將在正常生產程序中出現的輻射光束。
可將像差表達為像差分量之組合。可將像差分量表達為基底函數之全集之線性組合。一特別方便集合為任尼克多項式，其形成單位圓上所定義之正交多項式集合。可量測微影設備之像差且將微影設備之像差表達為任尼克係數集合。
可誘發儘可能地可運用僅一個非零任尼克係數來描述之像差分量。可(例如)藉由以任尼克係數之不同量值曝光不同晶圓或一晶圓之不同部分判定對彼任尼克係數之改變之敏感度。因為任尼克多項式正交，所以微影特徵對像差分量範圍之敏感度可藉由判定對複數個任尼克係數(其可接著在需要時經組合)中之每一者之敏感度來確定。
在本發明之實施例中，針對單一晶圓之不同場誘發不同像差分量且判定對每一像差分量之敏感度，藉此量測對單一晶圓之多個敏感度。在一些實施例中，每一像差分量可由一特定任尼克係數表示，且像差分量經應用使得任尼克係數之量值隨著目標部分之位置而改變。特定任尼克係數之量值之此改變可被稱作任尼克傾角。
在本發明之實施例中，量測關於與用於生產中(例如，用於客戶之晶圓之製造中)之度量衡目標匹配的度量衡目標之性質(例如，疊對)，且諸如曝光、照明及處理條件之條件與用於生產中之條件匹配。度量衡目標之性質對像差之經量測敏感度可被認為表示可在生產中出現的敏感度。
度量衡目標可為(例如)μDBO目標。每一μDBO目標包含施加至第一微影層之一光柵特徵及施加至第二微影層之另一光柵特徵。在施加第二層之前處理(例如，蝕刻)第一層。
在其他實施例中，量測關於不為度量衡目標之目標(例如，各自包含一器件或電路組件之部件之目標)之性質。
圖2為綜述地表示本發明之一實施例之方法的流程圖。在圖2中提及兩個目標，但實務上可使用任何數目個目標。在圖2之實施例中，目標為μDBO度量衡目標。在其他實施例中，可使用任何其他合適類型之目標。
在階段100處，將為第一度量衡目標之部件之第一光柵特徵施加至第一層。微影設備之組態受控制使得運用像差分量之第一值(例如，給定任尼克係數(例如，Z7)之第一量值)來施加第一光柵特徵。在階段102處，將為第二度量衡目標之部件之第二光柵特徵施加至第一層。微影設備之組態受控制成使得運用像差分量之第二值(例如，Z7之第二量值)來施加第二光柵特徵。第一特徵及第二特徵經施加於基板之一個場上之不同位置處。微影設備之組態受控制以誘發橫越場之 任尼克傾角，使得第一度量衡目標之位置處之任尼克係數之量值不同於第二度量衡目標之位置處之任尼克係數之量值。在執行階段104及106之前顯影及蝕刻第一層。
在階段104處，將第一度量衡目標之一另外光柵特徵在第二層上施加於第一光柵特徵之頂部上。在階段106處，將第二度量衡目標之一另外光柵特徵在第二層上施加於第二光柵特徵之頂部上。在圖2之實施例中，在階段104及106期間不誘發像差分量。
在階段104及106之後，使第二層之抗蝕劑顯影。
所得第一度量衡目標及第二度量衡目標在用於將光柵特徵施加至第一層之像差分量之量值方面不同。
在階段108處，量測第一度量衡目標之疊對。在階段110處，量測第二度量衡目標之疊對。可預期在具有誘發之像差的情況下施加度量衡目標之一個光柵特徵及在不具有誘發之像差的情況下施加彼度量衡目標之另一光柵特徵可引起該度量衡目標之該兩個光柵特徵未對準，且因此引起經量測疊對。亦可預期較大經量測疊對可由像差分量之較大量值引起。
在階段112處，比較第一度量衡目標之經量測疊對與第二度量衡目標之經量測疊對。應用於第一光柵特徵及第二光柵特徵之像差分量之量值之差為吾人所知。可比較兩個度量衡目標之間的疊對之差與量值之差以判定疊對對像差分量之量值改變之敏感度。
實務上，本發明之大多數實施例針對每一像差分量使用兩個以上目標，且使用像差分量之兩個以上值。舉例而言，可誘發像差分量之三個、四個、五個或五個以上值。可在一個場中誘發像差分量之不同值，或在替代實施例中，可針對不同場誘發像差分量之不同值。舉例而言，可在針對整個場具有Z7之第一量值的情況下曝光一個場，且可在針對整個場具有Z7之第二量值的情況下曝光另一場。
像差分量之若干不同值可用以產生疊對相對於像差分量之標繪圖。在一些實施例中，假定疊對與像差分量之間的線性關係。
在一些實施例中，針對像差分量之每一值曝光若干目標。可將若干目標之疊對量測平均化或另外組合該等若干目標之疊對量測。
可針對複數個不同像差分量(例如，不同任尼克係數)中之每一者執行圖2之程序。不同像差分量可用於不同場。舉例而言，可在一個場之曝光中使用第一任尼克係數之值之變化，且可在另一場之曝光中使用第二不同任尼克係數之值之變化。
在圖2之實施例中，在將特徵施加至第一層時誘發像差，且在將特徵施加至第二層時不誘發像差。在其他實施例中，針對第一層不誘發像差，且針對第二層誘發像差。在另外實施例中，可針對層兩者誘發像差。可在將目標之第一特徵施加至第一層時誘發與在將該目標之一另外特徵施加至第二層時所誘發之像差分量值不同的像差分量值。
可在第一層或第二層中皆不具有任何像差的情況下曝光除了第一度量衡目標及第二度量衡目標之該或該等場之外的基板之某些場。此等場可被稱作參考場。此等場可用以校正現有透鏡指紋(為了判定敏感度尚未誘發之任何現有像差)。下文參看圖3之實施例描述此校正程序。
圖2之實施例為關於兩個目標所描述之簡單實例。圖3為綜述地說明一另外實施例之方法的流程圖，其中使用許多目標以判定對一個晶圓上之多個不同像差分量之敏感度。
在圖3之實施例中，微影設備(例如，圖1之微影設備)用以藉由將輻射光束PB通過圖案化器件MA而投影至基板W之目標部分C上而在基板上形成度量衡目標及所要微影特徵。在圖3之實施例中，圖案化器件為由客戶在生產中(例如，在積體電路之生產中)使用的倍縮光罩。倍縮光罩包含用於生產中以在基板上形成度量衡目標及所要微影 特徵之正常佈局之生產度量衡標記及圖案化特徵。使用客戶之特徵之正常(緻密)佈局。
複數個度量衡目標形成於每一自標部分C(其亦可被稱作場)上。在本實施例中，13個度量衡目標形成於每一場中。該等度量衡目標皆屬於相同類型之度量衡目標，即，μDBO目標。每一μDBO目標包含施加至第一層之一光柵特徵及施加至第二層之一另外光柵特徵。每一光柵特徵可包含多個光柵，包括在彼此不同之方向上延伸之光柵。每一光柵特徵之大小可為(例如)大約10微米×10微米。在其他實施例中，可使用不同類型之度量衡目標，例如，盒中盒目標。
基板、曝光條件、處理條件及其他條件係與由客戶在生產中(例如，在積體電路之生產中)使用的基板、曝光條件、處理條件及其他條件相同。因此，在圖3之方法中獲得的對不同像差分量之經量測敏感度可表示如在生產中量測的客戶之度量衡目標之敏感度。
階段200至206係關於第一層(其可為積體電路之任何層)之曝光及處理。該第一層係藉由依次曝光複數個場中之每一者而曝光。曝光層之程序受到客戶曝光配方控制。藉由將含有所需像差之子配方附接至客戶曝光配方而將像差傾角添加至客戶曝光配方。可藉由界定多個影像而引入多個像差分量。在圖3之實施例中，將不同像差分量應用於不同場，如下文所描述。
在圖3之實施例中，針對每一場藉由在掃描方向上掃描一隙縫來執行曝光。
在階段200處，曝光第一層之一些場，而不誘發任何像差。(然而可存在尚未故意誘發之現有像差。可校正此等現有像差，如下文所描述。)
在階段202處，控制微影設備之組態以誘發例如Z26之第一任尼克係數之場內變化。不誘發其他任尼克係數。
在具有第一任尼克係數之誘發之場內變化的情況下各自曝光一場集合。對於每一場，運用第一任尼克係數之不同量值來施加彼場內之不同光柵特徵，此係因為該等不同光柵特徵經施加於場中之不同位置處，且第一任尼克係數之量值隨著在該場中之位置而變化。(在其他實施例中，度量衡目標之特徵可不為光柵特徵。)
在本實施例中，像差量值在隙縫之掃描方向上恆定，但橫越場(亦即，沿著隙縫之長尺寸)而變化。
接著控制微影設備之組態以移除第一任尼克係數(例如，Z26)之誘發之變化，且誘發另一不同任尼克係數(例如，Z20)之場內變化。在具有新任尼克係數之誘發之場內變化的情況下各自曝光一場集合。
隨後控制微影設備之組態以誘發另外個別任尼克係數之場內變化。針對每一任尼克係數曝光一場集合，直至已針對所有所關注之任尼克係數曝光場為止。在圖3之實施例中，使用九個不同任尼克係數，且對於該等任尼克係數中之每一者，在具有彼任尼克係數之場內變化的情況下曝光第一層之三個場。在不同實施例中，任何數目個場可用於每一任尼克係數。可使用每場任何數目個度量衡目標。可量測關於與需要之度量衡目標數目一樣多的度量衡目標之敏感度。
在階段204處，控制微影設備之組態以移除任何誘發之像差，且在不具有任何誘發之像差的情況下曝光第一層之場之最終集合。
在階段206處，使用客戶之標準處理來顯影及蝕刻第一層。第一層之顯影及蝕刻相同於一生產晶圓中之對應層之顯影及蝕刻。
階段208及210係關於第二層，其在本實施例中鄰近於第一層。在其他實施例中，額外層可存在於第一層與第二層之間。堆疊可存在於第一層與第二層之間。
在此實施例中，將不同任尼克係數之場內變化應用於第二層，但施加至與在階段200處任尼克係數之變化在第一層中應用於的場不 同之場。因此，存在在第一層或第二層中使不誘發像差之一些場，在第一層中使誘發像差但在第二層中使不誘發像差之一些場，及在第二層中誘發像差但在第一層中不誘發像差之一些場。在本實施例中，不存在在第一層及第二層兩者中像差經誘發至之場，但在其他實施例中可存在此等場。
在一些實施例中，需要來自僅一個層(第一或第二)之敏感度。在僅一個層中誘發像差且在不具有任何誘發之像差的情況下曝光另一層。
在階段208處，在不具有任何誘發之像差的情況下曝光第二層之一些場。在階段208處曝光之場包括在階段200處在不具有像差的情況下使曝光第一層之場的一些但非全部。(在階段200處在不具有像差的情況下使曝光第一層之一些場將在階段210處在第二層中具有誘發之像差。)
在階段200及階段208兩者處皆不具有像差的情況下曝光之場可被稱作參考場。形成於參考場中之目標可被稱作參考目標。對於每一層，在誘發任何像差之前曝光參考場。因此，參考場可用以判定系統中之不為誘發之像差的任何像差，如下文所描述。
在階段210處，控制微影設備之組態以依次誘發九個任尼克係數中之每一者中之場內變化，且針對該九個任尼克係數中之每一者曝光三個場。在階段210處在具有像差的情況下曝光之場為在第一層中使不誘發像差之場。在階段210處在第二層中使誘發像差之場不同於在階段202處在第一層中使誘發像差之場。
在階段212處，在不具有任何誘發之像差的情況下曝光最終場。在階段212中曝光之最終場相同於在階段206中針對第一層曝光之最終場。形成於最終場中之目標可被稱作另外參考目標。在已誘發所有像差且系統已返回至無誘發之像差之狀態之後曝光最終場中之每一者之 每一層。最終場之量測可用作用以判定系統中之固有像差在像差之誘發期間是否已改變之檢查，如下文所描述。
在階段214處，使第二層之抗蝕劑顯影。
圖4為表示圖3之實施例中之應用於基板(晶圓50)之目標部分(場52)之像差分量的示意圖。晶圓50之場52被表示為圖4中之方框。每一方框之下部部分表示第一(下部)層，且每一方框之上部部分表示第二(上部)層。
方框之上部或下部部分中之短劃線指示在彼層中誘發任何像差之前在不具有任何像差的情況下曝光上部或下部層(亦即，圖3之階段200或208)。若兩個短劃線存在於一給定方框中，則彼場為參考場。
方框之上部或下部部分中之Z數字(例如，Z2、Z10、Z27)指示在具有對應於該方框中之該Z數字之像差分量的情況下曝光上部或下部層(例如，方框之上部部分中之Z26指示：針對該上部層誘發Z26係數之場內變化)。
方框之上部及下部部分中之RE指示場為最終場，其亦可被稱為一另外參考場。在已針對每一層誘發像差且系統已返回至無誘發像差之狀態之後曝光最終場之彼層(亦即，圖3之階段206及212)。
在圖3之階段216處，將晶圓裝載至標準疊對度量衡工具(例如，以繞射為基礎之疊對(μDBO)度量衡工具)上。該度量衡工具用以量測場中之每一者中之度量衡目標中之每一者的疊對。度量衡目標中之每一者包含第一層中之一光柵特徵及第二層中之一另外光柵特徵(其中該第一層經處理且該第二層為光阻)。使用干涉量測方法來量測光柵特徵之間的疊對。儲存該等疊對量測。
在其他實施例中，可使用不同類型之度量衡目標。不同度量衡工具及/或量測方法可用以量測該等度量衡目標。
圖5運用疊置之疊對量測示意性說明圖4之晶圓。誘發之像差與 關於圖4之誘發之像差相同。在圖5中，僅指示像差(例如，Z26)，而不展示像差經應用於之哪一層。然而，可藉由在圖4中查找對應場來找到該層。
每一場具有13個度量衡目標。兩個箭頭疊置於每一度量衡目標之位置上，該兩個箭頭表示針對兩個晶圓(其各自具有相同的誘發之像差)上之彼目標獲得的疊對量測。每一箭頭之長度及方向表示經量測疊對之量值及方向。
可看到，針對一些度量衡目標之經量測疊對比針對其他度量衡目標之經量測疊對大得多。對於任尼克係數之變化所應用於之場，一般而言，針對場之邊緣處之度量衡目標之疊對比針對場之中心處之度量衡目標之疊對更大，此係因為在場之邊緣處之所應用任尼克係數之量值比在場之中心處之所應用任尼克係數之量值更大。
一些任尼克係數相比於其他任尼克係數引起較大疊對。在所說明實例中，平均地量測在具有Z20之變化的情況下曝光的場中之比在具有Z8之變化的情況下曝光的場中之更大的疊對。
圖6為表示針對給定任尼克係數之疊對結果的圖解。在此特定實例中，任尼克係數為Z7。用於13個度量衡目標之經量測疊對結果再次被表示為箭頭。在圖6中疊置來自三個不同場之結果，該三個場中之每一者已在具有任尼克係數橫越場之相同變化的情況下而曝光且具有處於場中之對應位置處之度量衡目標。與在圖5中之狀況一樣，疊置來自兩個晶圓之結果。因此，針對場中之13個度量衡目標位置中之每一者說明6個箭頭。
在圖6中，任尼克係數之變化之方向係在該圖解中自左至右。在場之中間處，任尼克係數之值可接近於零且量測疊對之低量值。任尼克係數之量值朝向場之側而增加，且兩個側具有具相對正負號之任尼克係數。一般而言，針對任尼克係數之較大量值，經量測疊對較大。
圖7為針對圖6中所表示的六個場(在兩個晶圓中之每一者上有三個場)中之每一度量衡目標之經量測疊對(在垂直軸線上，以奈米為單位)相對於位置(水平軸線，以毫米為單位)的標繪圖。位置為度量衡目標沿著隙縫之長尺寸之位置，其中0處於隙縫之中心。量測在與任尼克變化相同之方向上之位置。疊對被標繪為隙縫指紋且經線性擬合。經擬合線表示疊對傾角(疊對隨著位置之改變)。
在階段218處，使用針對度量衡目標之經量測疊對(例如，圖4、圖5及圖6中所表示之疊對)以判定該等度量衡目標之疊對對誘發之像差分量中之每一者之改變的敏感度。
首先，針對參考場之經量測疊對用以判定參考透鏡指紋。參考透鏡指紋表示在場內之由任何現有、固有像差造成的疊對之剖面。該固有像差可為將在正常生產中出現的像差。藉由將來自參考場之疊對平均化而獲得參考透鏡指紋。參考透鏡指紋包含用於13個度量衡目標位置中之每一者之固有疊對值。
為了移除背景雜訊，使用不具有任何校正(任何誘發之像差)之場，以便量測參考透鏡指紋。指紋用以移除透鏡中之現有像差，使得僅誘發之傾角保持於疊對指紋中。
一旦已獲得參考透鏡指紋，就自針對其他場(其不為參考場)之經量測疊對減去參考透鏡指紋之固有疊對值以校正固有像差。在其他實施例中，可使用用於補償固有像差之任何適當方法。
為了判定敏感度，假定圖案移位與像差之間的關係為線性(亦即，敏感度恆定)。在其他實施例中，假定圖案移位與像差之間的非線性關係，且相應地調整以下之計算。
一般而言，若該關係為線性，則藉由圖案移位誘發之疊對可被視為疊對=Σ[si (layer2)-si (layer1)]*Zi(對所有奇數任尼克多項式進行求和)
其中Zi為數字i之任尼克，si (layer1)為對第一層中之Zi之敏感度，且si (layer2)為對第二層中之Zi之敏感度。總和係關於存在之所有奇數任尼克多項式。
因為在本實施例之方法中，對於任何給定場，在僅一個層中誘發單一任尼克係數之變化，所以在減去平均參考場疊對以移除參考透鏡指紋之後，用於疊對之方程式縮減為：疊對=si*Zi=si*誘發之傾角
對於給定像差分量(例如，給定任尼克係數)，藉由進行對疊對資料之線性擬合來計算敏感度：si=疊對傾角/誘發之傾角
其中誘發之傾角為任尼克係數橫越場之誘發之變化。根據已藉由控制微影設備而應用之任尼克係數變化而知曉誘發之傾角。已藉由度量衡工具量測每一度量衡目標處之疊對，且度量衡目標之位置為吾人所知。因此，可計算疊對傾角(疊對橫越場隨著位置之變化)。在此實施例中，可將疊對資料描述為場內疊對資料，此係因為所應用之任尼克係數橫越單一場而變化。
再次轉向圖7，圖7之標繪圖上之點為針對相關場內之度量衡目標之不同位置之疊對的個別量測，且擬合至該等點之線表示疊對傾角(疊對隨著位置之改變)。因為像差隨著位置之改變為吾人所知，所以可藉由將疊對傾角除以誘發之任尼克傾角而計算敏感度。
針對誘發之像差分量中之每一者重複敏感度之判定。在圖3之實施例中，使用來自6個場(2個晶圓中之每一者上有3個場)之結果以判定對每一像差分量之敏感度。可分離地判定對第一層中之像差之敏感度及對第二層中之像差之敏感度。舉例而言，對第一層中之Z20變化之敏感度可不同於對第二層中之Z20變化之敏感度。
來自最終場(圖4及圖5中之RE)之疊對結果可用以確定在晶圓之曝 光期間是否已存在固有像差之任何改變。可比較來自最終場(其為最後待曝光場)之疊對結果與參考透鏡指紋以判定是否存在疊對之任何改變。因為微影設備之組態可花費幾秒而自一個誘發之像差分量改變至另一誘發之像差分量，所以執行具有零或接近零偏移之最終校正以檢查光學圓柱穩定性，例如，在曝光或急劇飄移期間之透鏡加熱。
在使用本發明之方法的情況下用於晶圓之曝光時間可長於用於彼晶圓在生產中之通常曝光時間，此係因為微影設備之組態必須經調整以提供用於不同場之不同任尼克多項式。可將該調整添加至曝光時間使得將在生產中花費不到一分鐘之曝光可在使用本發明之方法的情況下花費幾分鐘。因此，在一些情況下在使用本發明之方法執行曝光時可存在比在生產中曝光晶圓時存在之透鏡大的透鏡。來自最終場之疊對結果可用以判定任何此類額外加熱是否已引起額外像差。
若存在參考場與最終場之間的疊對之小偏移，則可校正此偏移，此係因為可得到透鏡加熱行為之良好模型。若量測到參考場與最終場之間的疊對之較大偏移，則可較佳的是重複測試。
藉由使用圖3之方法，量測產品上像差敏感度。所量測之敏感度為用於生產中的某種類型之度量衡目標之敏感度，其包括特定客戶條件之效應。所量測之敏感度可包括來自晶圓處理之效應，該等敏感度可不能夠被模擬。可在單晶圓上量測多個敏感度。可經由製造線處理該單晶圓。可使用客戶之正常(緻密)佈局。可最小化得到敏感度量測所需之目標之數目，此可歸因於單一場內部之傾角間任尼克對疊對關係。圖3之方法使用與製造程序匹配之客戶倍縮光罩及曝光條件。可(例如)藉由使用現有度量衡目標及度量衡工具而最小化度量衡時間。
經量測敏感度可潛在地使有可能以前饋方式模擬度量衡目標與器件特徵之間的任何偏移，以便預測用於APC之偏移(相對於事後量測彼等偏移)。
若存在度量衡目標與器件特徵之間的疊對敏感度之失配，則可將偏移添加至APC以補償此失配。若敏感度之失配大，則藉由度量衡工具量測之疊對(藉由量測度量衡目標)將不與器件特徵之實際疊對匹配。在彼狀況下，使用經量測疊對可將疊對誤差引入至器件特徵，來代替校正疊對。在已知方法中，客戶可必須在蝕刻之後量測疊對(有時使用破壞性方法)，以便計算度量衡-器件偏移。然而，藉由使用圖3之方法，有可能使用來自掃描器之敏感度及資料來預測此偏移。若可預測到偏移，則有可能在不獲得蝕刻後量測的情況下校正APC。
藉由使用如以上所描述之圖3之方法，可使判定像差敏感度較簡單且較有實務性。圖3之方法可用於研究及開發目的，諸如，度量衡目標準確度最佳化。圖3之方法可用於歸因於透鏡像差之疊對效能降級之根本原因分析。
可在生產條件下使用單一晶圓來量測多個層上之多個目標之多個敏感度。有可能藉由將子配方附接至客戶(生產)配方而使用具有最小修改之該客戶配方。在一些情況下可存在疊對度量衡所需之時間之大縮減。
圖3之方法可用以判定抗蝕劑中敏感度以及全流式敏感度，其包括下部層之處理，以得到像差誘發之圖案移位對如藉由度量衡工具所量測之目標之實際效應。下部層中之特徵之敏感度可隨著處理而改變，因此，使用在量測疊對之前處理下部層之方法可導致下部層上之特徵之性質之敏感度的更準確量測，及度量衡工具整體上之性質之敏感度的更準確量測。
在一些實施例中，量測僅一個層(上部或下部)中之敏感度。
對於疊對目標，吾人可量測具有抗蝕劑處理之層及具有晶圓處理之層兩者。疊對目標之下部層經處理(例如，經蝕刻)，且頂部層為抗蝕劑。為了量測代表性敏感度，亦可存在此兩個層之間的全堆疊。
圖8為概述第一(底部)層及第二(頂部)層之處理的示意性說明。在圖8之實施例中，底部層及頂部層係由一堆疊而分離。在階段300處，曝光底部層，如參看圖3之階段200及204所描述。在不具有像差的情況下曝光一些場，且在具有不同像差的情況下曝光一些場。在階段302處，使底部層顯影。在階段304處，處理(例如，蝕刻)底部層。在量測底部層306之階段處，該底部層306已經受晶圓處理。
亦適當地曝光及處理底部層與頂部層之間的全堆疊310。
在階段312處，曝光頂部層，如參看圖3之階段208至212所描述。在階段314處，使抗蝕劑顯影。經量測之頂部層316已僅經受抗蝕劑處理。
對於疊對目標，下部層經處理且頂部層為抗蝕劑。該兩個層之間的全堆疊之存在可允許量測表示在生產中出現的敏感度之敏感度。
圖3之方法可量測像差如何影響在生產中藉由度量衡目標量測而獲得的疊對量測，而非量測像差如何影響由投影透鏡產生之影像。
亦可藉由在使用臨界尺寸掃描電子顯微法(CD-SEM)進行之蝕刻之後量測器件疊對時應用該同一方法來判定器件-特徵敏感度。
在圖3之實施例中，針對晶圓之一些場藉由將含有所有所需像差之子配方附接至客戶曝光配方而誘發任尼克係數之變化。可藉由界定多個影像而引入多個像差。在一些實施例中，使用者可選擇哪些任尼克傾角應供哪一場使用，且將所需任尼克傾角添加至客戶曝光配方。在一些實施例中，可回應於使用者請求而將任尼克傾角自動地添加至客戶曝光配方。舉例而言，使用者可藉由提供至處理資源之輸入而請求特定任尼克傾角，且處理資源可選擇該等任尼克傾角將應用於之場且相應地修改客戶曝光配方。
積體電路可包含大數目個層。圖3之方法可用以使用用於任何兩個層之客戶之度量衡目標而判定用於彼等層之疊對。該兩個層無需鄰 近。可針對不同層上之不同度量衡目標重複圖3之方法。
在以上關於圖3之論述中，獨立地引入每一任尼克係數。誘發一特定任尼克係數之非零值，而不誘發其他任尼克係數。然而，實務上，可獨立引入一些任尼克係數，而其他任尼克係數具有寄生效應(亦引入不當任尼克係數之非零值)。在一些狀況下，寄生效應之引入最小且可被忽略。然而，若寄生任尼克係數過大(例如，在Z8及Z11之狀況下)，則可量測所有所涉及任尼克且可藉由對N個方程式之線性N變數系統進行求解而獲得敏感度。可使用透鏡模型提前識別串擾問題且可將串擾問題自動化。
在圖3之實施例中，使用度量衡目標之單一類型，其為由客戶在生產中使用的度量衡目標之類型。
在替代實施例中，度量衡目標可包含不為通常由客戶使用之目標的度量衡目標，例如，已經特定選擇用於像差敏感度量測之度量衡目標。出於度量衡目標之研究及開發之目的，可量測不同類型之度量衡目標。
在一些實施例中，圖3之方法係用以量測不同類型之度量衡目標之敏感度。在一實施例中，藉由使用包含若干不同度量衡標記之倍縮光罩曝光基板而在該基板上形成若干不同類型之度量衡標記。舉例而言，可使用若干不同類型之度量衡目標經置放成在每一場中之數個不同點處彼此接近之倍縮光罩。使用圖3之方法來判定該等類型之度量衡目標中之每一者對任尼克係數中之每一者之敏感度。在一實例中，針對皆在一個晶圓上的若干類型之度量衡目標中之每一者判定對若干不同像差分量之敏感度。
可比較不同度量衡目標之經量測敏感度與經模擬或經量測器件敏感度。在一些實施例中，可選擇敏感度與經模擬器件敏感度最佳匹配之度量衡目標以供未來使用。經量測敏感度可用以最佳化度量衡目 標以獲得較佳準確度(與器件較佳匹配)。舉例而言，可使用圖3之方法來量測度量衡目標敏感度，且可針對同一晶圓使用CD-SEM來量測器件-特徵敏感度。可比較該等敏感度，且可選擇敏感度與器件敏感度最佳匹配之度量衡目標。
在一些實施例中，敏感度結果可用以最佳化度量衡工具之度量衡配方。舉例而言，敏感度結果可用以判定使用哪一波長(例如，用以最小化敏感度或用以使敏感度與器件特徵之敏感度匹配)。
在圖3之實施例中，將每一誘發之像差應用為一任尼克傾角(特定任尼克多項式橫越給定場之量值之改變)。在其他實施例中，可橫越一整個場應用給定任尼克多項式之單一量值，且可橫越不同整個場應用該同一任尼克多項式之不同量值。可在場之曝光期間橫越整個隙縫應用任尼克係數之固定值。此方法可被稱作任尼克偏移(諸場之間)，來代替任尼克傾角(在一個場內)。可自具有同一任尼克係數之不同量值之不同場獲得用於計算敏感度之疊對資料。使用任尼克偏移之方法相比於使用任尼克傾角之方法可需要每任尼克分量待曝光之更多場，此係因為可有必要針對每一不同任尼克多項式量測多個偏移(且因此量測多個場，每一場具有任尼克係數之不同值)。
在圖3之實施例中，使用像差操控器來誘發像差，像差操控器被置放於光瞳平面附近之投影透鏡中且可提供高達任尼克數目64之像差校正。藉由選擇性地加熱像差操控器之部分以改變像差操控器之彼等部分中之光學路徑長度來誘發像差。在其他實施例中，可(例如)藉由移動透鏡配置之元件或使透鏡配置之元件變形來控制微影設備之任何合適組態。
誘發不同任尼克多項式之次序可經最佳化以最小化微影設備之組態自每一任尼克多項式改變至下一任尼克多項式(例如，在圖3之階段202或210中)所花費的時間。在一項實施例中，藉由改變透鏡操控 器之組態來改變微影設備之組態。任尼克之次序可經最佳化以最小化操控器板在每一校正之間移動所花費的時間。可基於最小轉變時間、最大轉變時間、用於所有轉變之總轉變時間或轉變時間之任何其他性質來選擇排序。
在半導體處理中，可藉由在微影曝光之後量測度量衡目標上之疊對而非在晶圓處理之後直接量測器件特徵上之疊對來控制器件特徵之疊對。在一些情況下，目標疊對可歸因於疊對目標與器件目標之間的不匹配敏感度而不與器件疊對匹配。
為了補償度量衡目標之疊對與器件特徵之疊對之間的失配，可將偏移引入至程序控制迴路中。使用偏移以補償度量衡目標之疊對與器件特徵之疊對之間的失配可最佳化器件疊對及/或改良良率。
為了判定偏移，可在光微影(例如，蝕刻)之後處理晶圓且可量測器件疊對。器件疊對之量測可包含使用破壞性技術，例如，解封CD-SEM。可使用任何合適方法(例如，使用如以上所描述之標準疊對度量衡工具)來量測目標疊對。
度量衡目標之疊對與器件特徵之疊對之間的偏移隨著時間推移可不穩定。因此，在一些已知系統中，規則地進行藉由CD-SEM之量測。藉由CD-SEM進行之量測之頻率可為高的。
藉由CD-SEM進行之量測之高頻率可造成相當大晶圓損耗、相當大勞動成本及/或程序控制方法之複雜度增加。歸因於處理及量測晶圓所需之時間，可存在回饋迴路中之延遲。舉例而言，可花費時間來量測晶圓，在此期間，可在不考量自該經量測晶圓獲得之量測的情況下生產另外晶圓。回饋迴路中之延遲可進一步減低程序控制之有效性。
圖9為綜述地表示用於計算偏移預測之程序的流程圖。在圖9之方法中，預測器件之疊對與目標之疊對之間的偏移，來代替量測器件 之疊對與目標之疊對之間的偏移(例如，使用CD-SEM破壞性地進行量測)。器件可包含任何合適器件、器件特徵及/或電路組件。自標可包含任何合適度量衡目標，例如，μDBO目標。在其他實施例中，目標可包含對準標記或任何其他合適目標。
儘管圖9表示單一器件與單一度量衡目標之間的偏移之預測，但實務上圖9之程序可用於複數個器件-目標對中之每一者。
在本實施例中，藉由處理器執行圖9之程序之每一階段。該處理器可為微影設備之部件及/或控制系統之部件。在其他實施例中，任何合適計算組件或設備可執行圖9之程序。
綜述地，在圖9之階段400處，處理器預測器件之疊對。在階段420處，處理器預測目標之疊對。在階段440處，處理器使用如在階段400處預測之器件之疊對及如在階段420處預測之目標之疊對，以預測器件之疊對與目標之疊對之間的偏移。經預測偏移可用以應用或調整微影設備之偏移，例如，用以應用或調整APC模型中之偏移。
吾人詳細地轉向階段400：器件之疊對之預測。在圖9之實施例中，器件包含兩個微影層L1及L2上之特徵。
階段400包含階段402至418。在階段402處，處理器判定層L1上之器件之第一特徵之圖案移位。可基於透鏡像差資料及像差敏感度而判定圖案移位。在本實施例中，使用如下方程式來判定圖案移位：圖案移位=Σsi*Zi，其中si為對任尼克Zi之像差敏感度。處理器獲得用於器件之第一特徵之像差敏感度值。舉例而言，處理器可獲得器件之第一特徵對複數個任尼克Zi中之每一者之敏感度。在本實施例中，處理器自成像模擬獲得用於第一特徵之像差敏感度值。在其他實施例中，像差敏感度之值可為任何合適的經模擬或經量測敏感度值。
處理器獲得透鏡像差資料。透鏡像差資料包含表示在器件之第一特徵形成於基板之層L1上時存在於微影設備中的透鏡像差之透鏡像 差值。
透鏡像差值可為經量測值。可藉由在形成第一特徵之曝光期間量測像差而獲得該等經量測值。量測像差可包含量測微影設備之投影系統之波前像差。
在本實施例中，透鏡像差資料包含來自驅動器透鏡模型之殘差，該等殘差在層L1之曝光之後被匯出。緊接在完成L1之曝光之後匯出驅動器透鏡模型殘差，且可將驅動器透鏡模型殘差儲存於(例如)伺服器中。可儲存驅動器透鏡模型殘差直至執行圖9之程序為止。可儲存驅動器透鏡模型殘差直至需要所計算的偏移為止。
透鏡像差資料可基於來自感測器之輸入以及前饋模擬。透鏡像差資料可包括表示批次校正、程序校正及/或透鏡加熱之貢獻。透鏡像差資料特定用於形成第一特徵之個別曝光。在一些情況下，針對每一層可存在若干曝光。
透鏡像差資料可包括或可不包括來自透鏡操控器之校正。透鏡像差可隨著時間推移(例如)歸因於加熱而改變。在一些實施例中，可使用經預測透鏡像差，或預測或量測之組合。在一些實施例中，量測一些任尼克且模擬其他任尼克。舉例而言，可量測低階任尼克且可模擬高階任尼克。
處理器使用圖案移位=Σsi*Zi來判定關於器件之第一特徵之圖案移位，其中敏感度si係自成像模擬而獲得，且像差分量Zi係自用於將第一特徵施加至基板之曝光之驅動器透鏡模型殘差而獲得。
在階段404處，處理器判定層L2上之器件之第二特徵之圖案移位。階段404之程序相似於階段402之程序，但使用用於第二特徵之敏感度，及用於使形成第二特徵之層L2之曝光的透鏡像差資料。
在本實施例中，自成像模擬獲得用於第二特徵之敏感度si。在其他實施例中，可使用任何合適經模擬或經量測敏感度。透鏡像差資料 Zi包含用於使第二特徵形成於層L2上之曝光之驅動器透鏡模型殘差。在其他實施例中，使用表示在層L2之曝光期間之像差的任何合適透鏡像差資料。使用圖案移位=Σsi*Zi來計算關於器件之第二特徵之圖案移位。
在圖9之程序之階段406處，處理器將關於第一特徵之圖案移位(來自階段402)與關於第二特徵之圖案移位(來自階段404)相減以獲得用於器件之疊對之初始值。用於疊對之初始值包含關於第一特徵之圖案移位與關於第二特徵之圖案移位之間的差。
為了獲得對器件疊對之準確預測，可考量除了圖案移位之外的因素。在一些情況下，偏移可部分地與掃描器(透鏡)有關且部分地歸因於處理。舉例而言，偏移可部分地與敏感度之差有關，且部分地與諸如蝕刻之處理步驟有關。在一些情況下，蝕刻或其他處理可對器件特徵之疊對有不同於其對度量衡目標之特徵之疊對之影響的影響。
為了自圖案移位轉至疊對，吾人可考慮如下各者，例如：所涉及之層之間的正確相互作用；敏感度之準確度；及用於圖案移位之計算中之像差是否表示實際曝光條件。可藉由敏感度之改良之模擬及/或藉由使用經量測敏感度來處理敏感度之準確度。如以上所描述，可藉由使用特定用於使形成特定特徵之曝光的實際經量測像差值來獲得代表性像差。
判定在最終器件特徵之形成時所涉及之層之間的正確相互作用可涉及兩個以上層(例如，多於剛才之層L1及L2)。在一些實施例中，例如在具有較小器件特徵大小之實施例中使用修整或切割光罩。
在判定層之間的正確相互作用時所考慮之因素可包括(例如)如以下列出之因素A至D：
A.諸如在DRAM作用層之狀況下之歸因於經旋轉特徵之任何幾何效應。DRAM作用層可在相對於位元線及字線之旋轉的情況下而印 刷。旋轉角可造成來自每一層中之透鏡像差之失真以重要方式組合。Y失真可影響X位置，且反之亦然。在DRAM中或在使用旋轉之其他情況下，特徵自身可不正交。相比之下，通常正交地量測任尼克。在一些情況下，可難以使度量衡自標包括旋轉。可在x及y上量測度量衡目標。
B.修整或切割之效應。在使用修整或切割光罩的情況下，修整或切割光罩之效應可改變圖案移位。
C.可考慮施加至客戶流中之任何APC模型。像差之效應可將疊對誤差引入至器件中。在一些情況下，可已經將偏移應用於APC中以補償目標與器件之間的疊對之差。可在基於圖案移位判定疊對時考量此等現有偏移。舉例而言，當計算圖案移位時，處理器可包括已由APC模型添加之任何偏移之效應。
D.來自蝕刻之效應。蝕刻之效應亦可改變圖案移位。
在階段408處，處理器判定上文之點A至D中之一或多者之效應。在本實施例中，階段408包含階段410、412及414。在階段410處，處理器判定關於器件之至少一個層Ln之圖案移位。處理器可判定用於器件之至少兩個層之圖案移位。在階段412處，處理器判定關於目標之至少一個層Ln之圖案移位。處理器可判定用於目標之至少兩個層之圖案移位。舉例而言，對於器件及目標中之每一者，處理器可判定關於L1及關於一額外切割光罩層之圖案移位。在階段414處，處理器使用階段410之器件圖案移位及階段412之目標圖案移位以判定蝕刻及幾何效應。
在一些實施例中，在階段414處使用蝕刻模型。在其他實施例中，影像處理方法可用以模仿蝕刻程序。
蝕刻效應可包括窄特徵之較快速蝕刻及/或隅角或邊緣之圓化。使包括蝕刻效應可造成圖案移位改變。舉例而言，特徵在經施加至L1 時之圖案移位可在應用切割光罩時及/或在執行蝕刻時得以改變。蝕刻對特徵之效應可取決於其與其他特徵之接近度。與其他特徵之接近度可引起圖案移位。可基於一特徵之環境而模型化蝕刻對彼特徵之效應。
在一些實施例中，量測技術包含藉由蝕刻而改變之特徵之量測。舉例而言，可基於特徵之隅角進行量測。蝕刻可(例如)藉由圓化隅角而改變隅角之位置。可使包括蝕刻效應以便較準確地預測量測。
在階段416處，處理器藉由包括自階段408獲得的蝕刻之效應及幾何效應而調整在階段406處獲得的初始疊對值。在其他實施例中，可在階段408處判定任何合適效應且將該等效應與階段406之初始疊對值組合。Proc.SPIE 9426，Optical Microlithography XXVIII，942608(2015年3月18日)中描述取決於層之間的相互作用而調整疊對值(針對20奈米6F2 DRAM作用中位元線狀況)之另外實例。在一些實施例中，詳細地考慮每一特徵之相對幾何形狀、量測方法及形狀，以便判定蝕刻及/或幾何效應。
在階段418處，處理器產生針對器件之經預測疊對。經預測疊對可包含對在待使用CD-SEM量測器件的情況下將量測之疊對之預測。經預測疊對可被稱作經預測解封疊對。
在一些實施例中，不計算初始疊對值。可直接使用敏感度及像差資料或圖案移位值(且視情況使用諸如上文之A至D中之任一者之任何合適效應)以計算用於疊對之最終值。在另外實施例中，可省略階段402至418中之任一者及/或可添加額外階段。
吾人轉向圖9之階段420：度量衡目標之疊對之預測。在本實施例中，度量衡目標包含兩個層L1及L2上之特徵，該兩個層為與供形成器件之特徵之相同層。
階段420包含階段422至428。在階段422處，處理器獲得用於第 一層L1上之目標之第一特徵的像差敏感度之值。舉例而言，處理器可獲得第一特徵對複數個任尼克Zi中之每一者之敏感度。用於像差敏感度之值可為自一或多個先前晶圓之量測而獲得之敏感度之值。
在圖9之實施例中，用於目標之像差敏感度之值為已使用上文參看圖3所描述之方法而判定之值。在圖3之方法中，藉由已使用複數個誘發之任尼克中之每一者之不同值而曝光的晶圓之量測而獲得敏感度。在其他實施例中，在階段422處獲得之敏感度值可為任何合適經模擬或經量測敏感度值。
在一些情況下，成像模擬可不足夠準確以將度量衡目標之疊對預測達所要準確度。在一些情況下，可需要執行疊對之實驗驗證或校準，尤其是在度量衡目標之狀況下。在本實施例中，使用對度量衡目標之經量測敏感度，同時將經模擬敏感度用於器件。
在一些實施例中，成像模擬用以獲得關於度量衡目標之敏感度。在一些實施例中，成像模擬及經量測像差敏感度之組合用以獲得關於度量衡目標之敏感度。
處理器獲得透鏡像差資料。在本實施例中，在階段422處用於判定目標之第一特徵之圖案移位的透鏡像差資料係與在階段402處之用於判定器件之第一特徵之圖案移位的透鏡像差資料相同。透鏡像差資料表示在目標之第一特徵之形成及器件之第一特徵之形成期間存在於微影設備中的像差。在其他實施例中，可使用不同透鏡像差資料。
處理器使用圖案移位=Σsi*Zi來判定層L1上之目標之特徵之圖案移位，其中敏感度為來自圖3之程序之經量測敏感度，且透鏡像差資料包含如以上參看階段402所描述之驅動器透鏡模型殘差。
在階段424處，處理器使用相似於針對階段422所描述之方法的方法來獲得用於層L2上之目標之第二特徵之敏感度值及透鏡像差資料。自使用圖3之方法而進行之量測獲得用於第二特徵之敏感度值。 透鏡像差資料包含與在階段404處用於器件之第二特徵之透鏡像差資料相同的透鏡像差資料。
在階段426處，處理器藉由將在階段422處所判定的關於目標之第一特徵之圖案移位與在目標之階段424處所判定的關於目標之第二特徵之圖案移位相減而獲得用於目標之疊對之值。
在階段428處，處理器產生用於目標之經預測疊對。經預測疊對可為經預測為針對目標待藉由絕對距離干涉量測術(ADI)度量衡工具量測的疊對。針對目標之經預測疊對可被稱作經預測ADI疊對。
在本實施例中，不使用來自其他層之效應來調整階段426之疊對值(不存在類似於用於器件之階段408的施加至目標之階段)。在其他實施例中，階段426之疊對可經調整為包括其他層之效應。可取決於除了圖案移位之外之因素(例如，取決於上文之因素A至D中之任一者)來調整階段426之疊對。
在階段430處，處理器將在階段400處所獲得的關於器件之經預測解封疊對與在階段420處所獲得的關於目標之經預測ADI疊對相減以獲得用於目標及器件之經預測偏移。在其他實施例中，可自敏感度、透鏡像差或圖案移位直接獲得經預測偏移。在階段440處，處理器輸出經預測偏移。
在一些實施例中，在不包括圖9之階段中之一些或全部的情況下自敏感度及像差資料判定經預測偏移。在一些實施例中，將額外階段添加至圖9之程序。
經預測偏移可用以操控掃描器設定。經預測偏移可用以(例如)藉由改變APC中之偏移值而應用或調整偏移。
在一些實施例中，來自一個曝光之經預測偏移係用以調整應用於一另外曝光中之偏移。在一些實施例中，來自一個晶圓之經預測偏移係用以調整在曝光一另外晶圓時所應用之偏移。圖9之方法可應用 於微影設備內以用於晶圓位階控制。在一些實施例中，自來自一個批次之晶圓之經預測偏移係用以調整在曝光一另外批次時所應用的偏移。
在另外實施例中，可預測圖案移位、疊對或偏移中之任一者。經預測圖案移位、疊對或偏移可用以調整任何後續層、區或晶圓中之任何合適參數。
在一些實施例中，經預測圖案移位、疊對或偏移係用作監視工具以在預測到大改變時將系統定旗標。
可使用圖9之方法預測度量衡器件與器件特徵之間的偏移，例如，歸因於度量衡目標及器件特徵具有對像差之不同敏感度之偏移。在圖9之方法中，基於透鏡像差資料及像差敏感度而判定用於器件特徵及度量衡目標之圖案移位，且使用該圖案移位以計算疊對及偏移。
在圖9之方法中，用於圖案移位之計算之像差表示實際曝光條件。緊接在完成曝光之後匯出驅動器透鏡模型殘差且儲存驅動器透鏡模型殘差，直至需要計算偏移之時為止。儲存影響疊對之用於每一層之資料以用於稍後擷取。
用於器件特徵之經預測疊對係與用於度量衡目標之經預測疊對結合而使用，以預測器件特徵與度量衡目標之間的偏移。藉由預測偏移(例如，預測偏移來代替僅僅依賴於經量測偏移)，可縮減量測頻率。舉例而言，可縮減藉由CD-SEM進行之量測之頻率。在一些情況下，量測之頻率可縮減以進行偶然抽樣檢查及/或以進行出於驗證之目的之量測。在一些情況下，可在不量測偏移(例如，使用CD-SEM破壞性地量測偏移)的情況下補償經預測偏移之改變。
在一些情況下，使用經預測偏移可允許縮減度量衡目標之數目。舉例而言，若僅使用量測(例如，CD-SEM量測)以判定偏移，則可需要使量測部位在曝光縫隙中定位成非常接近的。若使用經預測偏 移，則可在部位之比度量衡目標及/或量測部位之實際密度高的密度下預測偏移。在一些狀況下，基板上之用於度量衡目標之空間之比例可得以縮減。
在一些實施例中，使用基於經預測器件疊對而非基於度量衡目標疊對之APC校正。在一些實施例中，不考慮偏移。偏移可被認為準確。可在具有零偏移的情況下執行計算。
舉例而言，在一些實施例中：APC校正=APC模型(經預測度量衡目標疊對)+偏移
若認為偏移準確，則可將用於判定APC校正之方法簡化為：APC校正=APC模型(經預測度量衡目標疊對)。
圖10為表示對於在6F2 DRAM中之在作用中之位元線之計算偏移預測的特定狀況之流程圖。圖10劃分成關於作用層之階段(圖10之左側)、關於作用切割層之階段(圖10之中間)及關於位元線層之階段(圖10之右側)。關於不同層之階段係由虛線劃分。該等虛線之間的圖10之中心部分可被認為對應於圖9之階段408。
在圖10之階段500處，處理器判定作用層上之器件之特徵之圖案移位。使用用於使形成特徵之曝光之透鏡像差資料及自成像模擬獲得之敏感度來判定圖案移位。
在圖10之階段502處，處理器判定關於器件之作用切割層之圖案移位。該圖案移位表示由切割光罩形成之切口之圖案移位。使用用於應用切割光罩之曝光之透鏡像差資料及自成像模擬獲得之敏感度來判定該圖案移位。
在階段504處，處理器(例如)藉由相減來組合作用切割層之圖案移位與器件之作用層之圖案移位，以判定切割光罩與作用層之間的疊對。
在階段510處，處理器判定關於作用層上之目標之特徵之圖案移 位。在本實施例中，階段510使用與階段500相同之透鏡像差資料，且自用於度量衡目標之經量測像差資料獲得敏感度。在階段512處，處理器判定關於度量衡目標之作用切割層之圖案移位。階段512使用與階段502相同之透鏡像差資料，且自用於度量衡目標之經量測像差資料獲得敏感度。
在階段514處，處理器將目標之作用切割層之圖案移位與目標之作用層之圖案移位相減，以判定切割光罩與作用層之間的疊對。
在階段516處，處理器將階段514之結果縮減至高容量製造(HVM)佈局。在一些實施例中，在部位之比HVM佈局中之目標之密度高的密度下判定階段510及512之圖案移位。在一些實施例中，使用已針對大數目個點獲得之透鏡像差資料來判定圖案移位。可(例如)藉由內插而將結果縮減至HVM佈局。可將佈局縮減至HVM佈局，使得僅在將在生產中予以量測之部位上模型化疊對。藉由判定用於HVM佈局之疊對，所得APC模型可儘可能接近於將在製造程序中發生之模型。
在階段518處，處理器基於來自階段516之所計算疊對資料而產生一模型。該模型之產生可模仿可基於經量測疊對而應用校正之生產程序。在階段520處，處理器將階段504之結果(其在此實施例中為切割光罩與作用層之間的疊對)與階段518之結果相減。階段520之輸出可包含器件特徵上之疊對減去基於度量衡目標疊對之APC模型。
在階段522處，將階段520之結果輸入至蝕刻模型中。處理器將蝕刻模型應用於自階段520輸出之疊對，該疊對可為APC校正之後之殘差疊對。蝕刻模型模擬蝕刻對以根據階段520之一疊對而疊對的特徵之效應。
在階段530處，處理器將階段522之蝕刻模型之輸出加至作用層之圖案移位(如在階段500處所判定)。
在階段532處，處理器判定關於位元線層上之器件之特徵之圖案 移位。處理器基於用於位元線層之透鏡像差資料及自成像模擬獲得之敏感度而判定圖案移位。在階段534處，處理器將階段530之輸出與階段532之圖案移位相減。在階段536處，處理器輸出針對器件之經預測解封疊對。經預測解封疊對為在作用中之位元線疊對。
在階段540處，處理器判定關於位元線層上之目標之特徵之圖案移位。在階段542處，處理器將如在階段510處判定之目標之作用層之圖案移位與如在階段540處判定之目標之位元線層之圖案移位相減。在階段544處，處理器輸出針對目標之經預測ADI疊對。
在階段550處，處理器將器件之經預測解封疊對與特徵之經預測ADI疊對相減以預測偏移。在階段552處，處理器輸出經預測偏移。
經預測偏移可用以應用或調整用於後續曝光(例如，用於後續晶圓)之偏移。經預測偏移可用以應用或調整APC中之偏移。
圖11中說明一實施例之一般資料流。系統包含微影設備600、伺服器610及處理器620。
在階段605處，將資料自微影設備600匯出至伺服器610。自微影設備匯出之資料包含像差資料、批次ID資料及層ID資料。在本實施例中，對於每一晶圓，在影響器件或目標疊對之每一層(2個或2個以上層)之曝光之後匯出來自驅動器透鏡模型之殘差。
將經匯出殘差儲存於伺服器610上之資料庫中。在一些實施例中，伺服器610位於工廠中。伺服器610包含儲存階段605處匯出之資料之資料儲存器612。
在階段615處，將資料自伺服器610匯出至處理器620以用於計算偏移。在階段615處匯出之資料包含用於多個層(例如，用於至少兩個層)之像差資料、產品類型及度量衡佈局。度量衡佈局可指示度量衡目標之位置。資料可包含晶圓ID或用以與晶圓匹配之某其他方式。晶圓ID可用以在不同步驟處與晶圓匹配。舉例而言，若在某時廢棄晶 圓，則系統可需要知曉在每一步驟處哪些像差資料屬於哪一晶圓。在一些實施例中，在階段615處匯出之資料包含幾何形狀資訊及/或層相互作用資訊。
處理器620包含經組態以執行圖9之程序之偏移預測引擎622。偏移預測引擎基於像差資料、產品類型及度量衡佈局來計算偏移。在階段625處，自處理器輸出偏移場資料。偏移場資料可用以應用或調整後續偏移之值。
在使用圖9至圖11中之任一者之方法的情況下，在一些情況下可基於器件幾何形狀、蝕刻效應及/或所涉及之所有層之間的相互作用之準確描述而預測由器件特徵上之像差造成之疊對。可使用成像模擬判定器件特徵像差敏感度。
可基於準確像差敏感度(例如，自成像模擬及經量測像差敏感度之組合而判定之像差敏感度)而預測由度量衡目標上之像差造成之疊對。
可基於儲存於資料庫中之實際曝光像差資料來計算偏移計算。可使用驅動器透鏡模型基於來自感測器之輸入以及前饋計算來計算實際曝光像差資料，且實際曝光像差資料可包括諸如批次校正、程序校正及透鏡加熱之貢獻。
圖9至圖11中之任一者之方法可用於直接程序控制應用。圖9至圖11中之任一者之方法可用於掃描器之連續監視及防止良率損失。圖9至圖11中之任一者之方法可用於掃描器在維修之後之重新檢核。若為了量測器件對度量衡偏移而無需處理晶圓，則掃描器之重新檢核可更快速。
儘管已參考度量衡目標描述圖9至圖11之方法，但可使用任何合適目標。舉例而言，圖9至圖11中之任一者之方法可用以校正對對準標記之像差效應。在一些情況下，當判定用於對準標記之偏移時，可 考慮相比於在判定用於度量衡目標之偏移時之不同的程序效應。
儘管上文已描述本發明之特定實施例，但將瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。該描述不意欲限制本發明。
100‧‧‧階段
102‧‧‧階段
104‧‧‧階段
106‧‧‧階段
108‧‧‧階段
110‧‧‧階段
112‧‧‧階段

Claims (19)

  1. 一種方法，其包含：使用一微影設備以在一基板上形成包含一第一特徵之一第一目標及包含一第二特徵之一第二目標；其中該等目標之該形成包含：藉由投影一輻射光束通過安裝於該微影設備中之一生產圖案化器件而將該第一特徵及該第二特徵施加至該基板，該第一特徵及該第二特徵對應於一或多個圖案化器件特徵；及控制該微影設備之一組態以誘發一像差，使得使用一誘發之像差分量之一第一值將該第一特徵施加至該基板，且使用該誘發之像差分量之一第二不同值將該第二特徵施加至該基板；量測該第一目標及該第二目標之一性質；及使用該等量測以判定該等目標之該性質對該誘發之像差分量之值之改變的一敏感度。
  2. 如請求項1之方法，其中該第一目標包含一第一度量衡目標，該第二目標包含一第二度量衡目標，且該一或多個圖案化器件特徵包含一或多個生產度量衡標記。
  3. 如請求項1或2之方法，其中該第一目標包含一第一所要微影特徵且該第二目標包含一第二所要微影特徵。
  4. 如請求項1或2之方法，其中該圖案化器件包含一生產倍縮光罩，在該生產倍縮光罩上生產度量衡標記及圖案化特徵經配置，以便在一生產製造程序中在一晶圓上形成度量衡目標及所要微影特徵之一所要佈局。
  5. 如請求項1或2之方法，其進一步包含：在該基板上形成另外目標，其中使用一另外不同誘發之像差分量之第一值及第二值來 施加該等另外目標之特徵；量測該等另外目標之一性質；及使用該等另外目標之該等量測以判定該等另外目標之一性質對該另外誘發之像差分量之改變之一敏感度。
  6. 如請求項1或2之方法，其中該誘發之像差分量為由一選定任尼克係數表示之一分量。
  7. 如請求項1或2之方法，其中對於一單一基板之複數個目標部分，針對該等目標部分中之每一者誘發一不同像差分量，藉此判定該等目標對來自該單一基板之複數個不同像差分量之敏感度。
  8. 如請求項1或2之方法，其中：將屬於該第一目標之該第一特徵施加至一第一微影層；將屬於該第二目標之該第二特徵施加至該同一第一微影層；該第一目標進一步包括施加至一第二微影層之一另外特徵；且該第二目標進一步包括施加至該同一第二微影層之一另外特徵。
  9. 如請求項8之方法，其中在實質上不具有該誘發之像差的情況下將該等另外特徵施加至該第二微影層。
  10. 如請求項1或2之方法，其中該等目標之該性質包含一疊對性質。
  11. 如請求項1或2之方法，其中該微影設備之該組態之該控制包含：移動該微影設備之一透鏡配置之一或多個元件或使該微影設備之一透鏡配置之一或多個元件變形，或加熱該微影設備之一或多個部分。
  12. 如請求項1或2之方法，其中該微影設備之該組態之該控制包含：使用橫向於該輻射光束而配置之一光學元件陣列來局域地 改變該輻射光束之一光學路徑長度，每一光學元件包含一可個別定址加熱器件。
  13. 如請求項1或2之方法，該方法進一步包含形成至少一個參考目標，其中在實質上不具有該誘發之像差的情況下形成該至少一個參考目標。
  14. 如請求項1或2之方法，其進一步包含基於該經判定敏感度而修改量測該等目標之該性質之一方法。
  15. 一種微影設備，其包含：一照明系統，其用於提供一輻射光束；一支撐結構，其用於支撐一生產圖案化器件，該生產圖案化器件用以在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案；一投影系統，其用於將該經圖案化輻射光束投影至該基板之目標部分上；及一處理資源；其中該微影設備經組態以在該基板上形成包含一第一特徵之一第一目標及包含一第二特徵之一第二目標，該等目標之該形成包含：藉由投影該輻射光束通過該圖案化器件而將該第一特徵及該第二特徵施加至該基板，該等特徵對應於該圖案化器件之一或多個圖案化器件特徵，及控制該微影設備之一組態以誘發一像差，使得使用一誘發之像差分量之一第一值將該第一特徵施加至該基板，且使用該誘發之像差分量之一第二不同值將該第二特徵施加至該基板；且其中該處理資源經組態以使用該第一目標及該第二目標之一性質之量測以判定該等目標之該性質對該誘發之像差分量之 值之改變的一敏感度。
  16. 一種方法，其包含：使用一微影設備以在一基板上形成一目標或器件中之至少一者；執行至少一個量測以判定在該目標或器件之該形成期間存在的一像差之一值；獲得該目標或器件之一性質對該像差之一敏感度；及取決於該至少一個量測且取決於該敏感度而預測該目標或器件之該性質之一值。
  17. 如請求項16之方法，其中該性質包含圖案移位及疊對中之至少一者。
  18. 如請求項16或17之方法，其中該獲得該目標之該性質之該敏感度包含：執行一如請求項1至14中任一項之方法。
  19. 一種微影設備，其包含：一照明系統，其用於提供一輻射光束；一支撐結構，其用於支撐一生產圖案化器件，該生產圖案化器件用以在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案；一投影系統，其用於將該經圖案化輻射光束投影至該基板之目標部分上；及一處理資源，其經組態以控制該微影設備之操作以：在一基板上形成一目標或器件中之至少一者；執行至少一個量測以判定在該目標或器件之該形成期間存在的一像差之一值；獲得該目標或器件之一性質對該像差之一敏感度；及取決於該至少一個量測且取決於該敏感度而預測該目標或器件之該性質之一值。
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