TW201716877A - 製程窗追蹤 - Google Patents

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溫 提波 泰爾
法蘭克 史達爾
馬克 約翰 莫斯羅
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Ａｓｍｌ荷蘭公司
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Abstract

本文中揭示一種用於調整一微影製程之電腦實施方法，該微影製程之處理參數包含處理參數之一第一群組及處理參數之一第二群組，該方法包含：獲得處理參數之該第二群組之一改變；判定由處理參數之該第二群組之該改變引起的一子製程窗(PW)之一改變，其中該子PW係僅由處理參數之該第一群組展成；基於該子PW之該改變而調整處理參數之該第一群組。

Description

製程窗追蹤
本發明係關於一種改良製造製程之效能之方法。該方法可結合微影裝置而使用。
微影裝置為將所要圖案施加至基板之目標部分上之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在彼情況下，圖案化器件(其替代地被稱為光罩或倍縮光罩)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。已知微影裝置包括：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。
在將電路圖案自圖案化器件轉印至基板之前，基板可經歷各種工序，諸如上底漆、抗蝕劑塗佈及軟烘烤。在曝光之後，基板可經受其他工序，諸如曝光後烘烤(post-exposure bake；PEB)、顯影、硬烘烤，及經轉印電路圖案之量測/檢測。此工序陣列用作製造一器件(例如，IC)之個別層的基礎。基板可接著經歷各種製程，諸如蝕刻、離子植入(摻雜)、金屬化、氧化、化學機械拋光等等，該等製程皆意欲 精整器件之個別層。若在器件中需要若干層，則針對每一層來重複整個工序或其變體。最終，在基板上之每一目標部分中將存在一器件。接著藉由諸如切塊或鋸切之技術來使此等器件彼此分離，據此，可將個別器件安裝於載體上、連接至銷釘等等。
本文中揭示一種調整一微影製程之電腦實施方法，其中該微影製程之處理參數包含處理參數之一第一群組及一或多個處理參數之一第二群組，該方法包含：獲得一或多個處理參數之該第二群組之一改變；判定由一或多個處理參數之該第二群組之該改變引起的一子製程窗(PW)之一改變，其中該子PW係僅由處理參數之該第一群組展成；及基於該子PW之該改變而調整處理參數之該第一群組。
根據一實施例，處理參數之該第一群組包含焦點及劑量。
根據一實施例，處理參數之該第一群組由在該微影製程中可調整之處理參數組成。
根據一實施例，處理參數之該第一群組由在該微影製程中可調整之所有處理參數組成。
根據一實施例，一或多個處理參數之該第二群組包含用於該微影製程中之一微影裝置之投影光學件之變形的一特性。
根據一實施例，該變形係由該微影裝置之該等投影光學件之一溫度改變造成。
根據一實施例，該溫度改變為曝光至來自該微影裝置之一源之輻射的一結果。
根據一實施例，一或多個處理參數之該第二群組包含該微影製程之一參數之一時間變化的一特性。
根據一實施例，該微影製程之該參數包含雷射頻寬、雷射波長或載物台移動。
根據一實施例，一或多個處理參數之該第二群組包含曝光後烘烤、顯影、蝕刻、摻雜、沈積或封裝之一特性。
根據一實施例，調整處理參數之該第一群組將處理參數之該第一群組之經調整值所對應之一點移動成更遠離該子PW之一邊界。
根據一實施例，調整處理參數之該第一群組將處理參數之該第一群組之經調整值所對應之一點移動至該子PW之一中心處或附近。
本文中揭示一種用以在一微影製程期間放大一子PW之電腦實施方法，其中該微影製程之處理參數包含處理參數之一第一群組及一或多個處理參數之一第二群組，該子PW係僅由處理參數之該第一群組展成且一全PW係由該第一群組及該第二群組之該等處理參數展成，該方法包含：判定該全PW；自該全PW判定該子PW；及藉由調整一或多個處理參數之該第二群組而放大該子PW。
根據一實施例，處理參數之該第一群組包含焦點及劑量。
根據一實施例，處理參數之該第一群組由在該微影製程中可調整之處理參數組成。
根據一實施例，處理參數之該第一群組由在該微影製程中可調整之所有處理參數組成。
根據一實施例，一或多個處理參數之該第二群組包含用於該微影製程中之一微影裝置之投影光學件之變形的一特性。
根據一實施例，該變形係由該微影裝置之該等投影光學件之一溫度改變造成。
根據一實施例，該溫度改變為曝光至來自該微影裝置之一源之輻射的一結果。
根據一實施例，調整一或多個處理參數之該第二群組包含使用一最佳化方法，該最佳化方法使用由該子PW之一大小懲罰的一成本函數，其中該成本函數為一或多個處理參數之該第二群組之一函數。
本文中揭示一種電腦程式產品，其包含經記錄有指令之一電腦可讀媒體，該等指令在由一電腦執行時實施本文中之該等方法中之任一者。
100‧‧‧電腦系統
102‧‧‧匯流排
104‧‧‧處理器
105‧‧‧處理器
106‧‧‧主記憶體
108‧‧‧唯讀記憶體(ROM)
110‧‧‧儲存器件
112‧‧‧顯示器
114‧‧‧輸入器件
116‧‧‧游標控制件
118‧‧‧通信介面
120‧‧‧網路鏈路
122‧‧‧區域網路
124‧‧‧主機電腦
126‧‧‧網際網路服務業者(ISP)
128‧‧‧網際網路
130‧‧‧伺服器
310‧‧‧參數
320‧‧‧參數
330‧‧‧參數
340‧‧‧參數
350‧‧‧特性
360‧‧‧特性
370‧‧‧處理參數
401‧‧‧中心
402‧‧‧中心
510‧‧‧步驟
520‧‧‧步驟
530‧‧‧步驟
610‧‧‧步驟
620‧‧‧步驟
630‧‧‧步驟
AM‧‧‧調整器
B‧‧‧輻射光束
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
PM‧‧‧第一定位器件
PS‧‧‧項目/投影系統
PW‧‧‧第二定位器件
SO‧‧‧輻射源
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台/物件台
圖1示意性地描繪根據一實施例之微影裝置。
圖2展示處理參數之實例源。
圖3展示處理參數之實例類別。
圖4A及圖4B各自展示在兩個不同條件下的子PW之實例。
圖4C展示圖4a與圖4B中之此等子PW之間的差。
圖5展示在微影製程期間「追蹤」子PW之方法的流程圖。
圖6展示在微影製程期間放大子PW之方法的流程圖。
圖7為實例電腦系統之方塊圖。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等等。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更一般之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)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中所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，例如，以便產生多層IC，使得本文中所使用之術語基板亦可指已經含有多個經處理層之基板。
本文中所使用之術語「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奈米之範圍內的波長)；以及粒子束，諸如離子束或電子束。
本文中所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解譯為係指可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中產生圖案的器件。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、交替相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合式式光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜，以便使入射輻射光束在不同方向上反射；以此方式，經反射光束被圖案化。
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、微影裝置之設計及其他條件(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。支撐件可使用機械夾持、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，且其可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統處於所要位置。可認為本文中對術語「倍縮光罩」或「光罩」之任何使用皆與更一般之術語「圖案化器件」同義。
本文中所使用之術語「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 皆與更一般之術語「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」。
圖1示意性地描繪根據一實施例之微影裝置。該裝置包含：- 照明系統(照明器)IL，其用以調節輻射光束B(例如，UV輻射、深紫外線(DUV)輻射或極紫外線(EUV)輻射)；- 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PS而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，其用以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓)W，且連接至用以相對於項目PS而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)PS，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案成像至基板W之目標部分C(例如，包含一或多個晶粒)上。
如此處所描繪，裝置屬於透射類型(例如，使用透射光罩)。替代地，裝置可屬於反射類型(例如，使用上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源為準分子雷射時，輻射源及微影裝置可為分離實體。在此等狀況下，不認為輻射源形成微影裝置之部件，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而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，舉例而言，當輻射源為水銀燈時，輻射源可為裝置之整體部件。輻射源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可變更光束之強度分佈。照明器可經配置以限制輻射光束之徑向範圍使得在照明器IL之光瞳平面中之環形區內之強度分佈為非零。另外或替代地，照明器IL可操作以限制光束在光瞳平面中之分佈使得在光瞳平面中之複數個同等間隔之區段中的強度分佈為非零。輻射光束在照明器IL之光瞳平面中之強度分佈可被稱作照明模式。
照明器IL可包含經組態以調整光束之強度分佈之調整器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(通常被各別地稱作σ外部及σ內部)。照明器IL可操作以變化光束之角分佈。舉例而言，照明器可操作以變更強度分佈為非零的光瞳平面中之區段之數目及角範圍。藉由調整光束在照明器之光瞳平面中之強度分佈，可達成不同照明模式。舉例而言，藉由限制照明器IL之光瞳平面中之強度分佈之徑向及角範圍，強度分佈可具有多極分佈，諸如偶極、四極或六極分佈。可(例如)藉由將提供彼照明模式之光學件插入至照明器IL中或使用空間光調變器來獲得所要照明模式。
照明器IL可操作以變更光束之偏振且可操作以使用調整器AM來調整偏振。橫越照明器IL之光瞳平面之輻射光束的偏振狀態可被稱作偏振模式。使用不同偏振模式可允許在形成於基板W上之影像中達成較大對比度。輻射光束可為非偏振的。替代地，照明器可經配置以使輻射光束線性地偏振。輻射光束之偏振方向可橫越照明器IL之光瞳平面而變化。輻射之偏振方向在照明器IL之光瞳平面中之不同區中可不同。可取決於照明模式來選擇輻射之偏振狀態。對於多極照明模式，輻射光束之每一極之偏振可大體上垂直於照明器IL之光瞳平面中之彼極的位置向量。舉例而言，對於偶極照明模式，輻射可在實質上垂直於將偶極之兩個對置區段二等分之線的方向上線性地偏振。輻射光束可在兩個不同正交方向中之一者上偏振，其可被稱作經X偏振狀態及 經Y偏振狀態。對於四極照明模式，每一極之區段中之輻射可在實質上垂直於將彼區段二等分之線之方向上線性地偏振。此偏振模式可被稱作XY偏振。相似地，對於六極照明模式，每一極之區段中之輻射可在實質上垂直於將彼區段二等分之線之方向上線性地偏振。此偏振模式可被稱作TE偏振。
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B。
輻射光束B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B橫穿投影系統PS，投影系統PS將光束聚焦至基板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B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中被明確地描繪)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B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之部分的長衝程模組(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。
投影系統PS具有可非均一且可影響成像於基板W上之圖案之光學轉移函數。對於非偏振輻射，此等效應可由兩個純量映像相當良好地描述，該兩個純量映像描述依據射出投影系統PS之輻射之光瞳平面中之位置而變化的該輻射之透射(變跡)及相對相位(像差)。可將可被稱作透射映像及相對相位映像之此等純量映像表達為基底函數之完整集 合之線性組合。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。每一純量映像之判定可涉及判定此展開式中之係數。因為任尼克多項式在單位圓上正交，所以可藉由依次演算經量測純量映像與每一任尼克多項式之內積且將此內積除以彼任尼克多項式之范數之平方來判定任尼克係數。
透射映像及相對相位映像係場及系統相依的。亦即，一般而言，每一投影系統PS將針對每一場點(亦即，針對投影系統PS之影像平面中之每一空間部位)具有一不同任尼克展開式。可藉由將輻射(例如)自投影系統PS之物件平面(亦即，圖案化器件MA之平面)中之類點源投影通過投影系統PS且使用剪切干涉計以量測波前(亦即，具有相同相位之點之軌跡)來判定投影系統PS在其光瞳平面中之相對相位。剪切干涉計係共同路徑干涉計且因此，有利的是，無需次級參考光束來量測波前。剪切干涉計可包含一繞射光柵，例如，投影系統之影像平面(亦即，基板台WT)中之二維柵格；及一偵測器，其經配置以偵測與投影系統PS之光瞳平面共軛的平面中之干涉圖案。干涉圖案係與輻射相位相對於在剪切方向上在光瞳平面中之座標之導數有關。偵測器可包含感測元件陣列，諸如電荷耦合器件(CCD)。
可在兩個垂直方向上順序地掃描繞射光柵，該兩個垂直方向可與投影系統PS之座標系之軸線(x及y)重合或可與此等軸線成諸如45度之角度。可遍及整數個光柵週期(例如，一個光柵週期)執行掃描。掃描使在一個方向上之相位變化達到平均數，從而允許重新建構在另一方向上之相位變化。此情形允許判定依據兩個方向而變化的波前。
微影裝置LA之投影系統PS可不產生可見條紋，且因此，可使用相位步進技術(諸如移動繞射光柵)來增強波前之判定之準確度。可在繞射光柵之平面中且在垂直於量測之掃描方向之方向上執行步進。步進範圍可為一個光柵週期，且可使用至少三個(均一地分佈)相位步 進。因此，舉例而言，可在y方向上執行三個掃描量測，在x方向上針對一不同位置執行每一掃描量測。繞射光柵之此步進將相位變化有效地變換成強度變化，從而允許判定相位資訊。光柵可在垂直於繞射光柵之方向(z方向)上步進以校準偵測器。
可藉由將輻射(例如)自投影系統PS之物件平面(亦即，圖案化器件MA之平面)中之類點源投影通過投影系統PS且使用偵測器來量測與投影系統PS之光瞳平面共軛的平面中之輻射強度來判定投影系統PS在其光瞳平面中之透射(變跡)。可使用與用以量測波前以判定像差的偵測器同一個偵測器。投影系統PS可包含複數個光學(例如，透鏡)元件且可進一步包含一調整機構，該調整機構經組態以調整該等光學元件中之一或多者以便校正像差(橫越貫穿場之光瞳平面之相位變化)。為了達成此校正，調整機構可操作而以一或多種不同方式操控投影系統PS內之一或多個光學(例如，透鏡)元件。投影系統可具有其光軸在z方向上延伸的座標系。調整機構可操作以進行以下各項之任何組合：使一或多個光學元件位移；使一或多個光學元件傾斜；及/或使一或多個光學元件變形。光學元件之位移可在任何方向(x、y、z或其組合)上進行。光學元件之傾斜通常出自垂直於光軸之平面藉由圍繞在x或y方向上之軸線旋轉而進行，但對於非可旋轉對稱之非球面光學元件可使用圍繞z軸之旋轉。光學元件之變形可包括低頻形狀(例如，散光)及高頻形狀(例如，自由形式非球面)兩者。可(例如)藉由使用一或多個致動器以將力施加於光學元件之一或多個側上及/或藉由使用一或多個熱轉移元件(例如，電加熱器、雷射光束等等)以改變光學元件之一或多個選定區之溫度來執行光學元件之變形。一般而言，沒有可能調整投影系統PS以校正變跡(橫越光瞳平面之透射變化)。可在設計用於微影裝置LA之圖案化器件(例如，光罩)MA時使用投影系統PS之透射映像。在使用計算微影技術的情況下，圖案化器件MA可經設 計成用以至少部分地校正變跡。
微影製程之參數可被稱為「處理參數」。微影製程可包括實際曝光上游及下游之製程。圖2展示處理參數370之實例類別。第一類別可為微影裝置或用於微影製程中之任何其他裝置之一或多個參數310。此類別之實例包括微影裝置之源、投影光學件、基板載物台等等之一或多個參數。第二類別可為在微影製程中執行之任一或多個工序之一或多個參數320。此類別之實例包括曝光持續時間、顯影溫度、用於顯影中之化學成份等等。第三類別可為設計佈局之一或多個參數330。此類別之實例可包括一或多個輔助特徵之形狀及/或部位、藉由解析度增強技術(RET)施加之一或多個調整等等。第四類別可為基板之一或多個參數340。此類別之實例包括抗蝕劑層下方之結構之一或多個特性、抗蝕劑層之化學成份、抗蝕劑層之實體維度等等。第五類別可為微影製程之一或多個參數之時間變化的一或多個特性350。此類別之實例可包括高頻載物台移動之特性(例如，頻率、振幅、移動標準偏差(MSD)等等)、高頻雷射頻寬改變(例如，頻率、振幅等等)、高頻雷射波長改變等等。此等高頻改變或移動為超過用以調整一或多個基礎參數(例如，載物台位置、雷射強度等等)之機構之回應時間的高頻改變或移動。其可造成(例如)對比度損耗及/或影像模糊。作為一實例，校正可受到曝光隙縫大小限制。因此，若在某時間內基板上之一點係在隙縫內且其在x、y或z上移動，則此點不能易於被校正。但移動之較低頻變化可藉由(例如)載物台在x、y或z上之移動造成。因此，高頻變化實際上可造成抗蝕劑中之影像模糊，藉此縮減對比度。第六類別可為曝光下游之一或多個特性360，諸如曝光後烘烤(PEB)、顯影、蝕刻、沈積、摻雜、封裝等等。
可藉由合適方法判定處理參數中之一些或全部之值。舉例而言，可自運用一或多個各種度量衡工具(例如，基板度量衡工具)獲得 之資料判定處理參數中之一或多者之值。另外或替代地，可自微影裝置中之一或多個各種感測器獲得處理參數中之一或多者之值。另外或替代地，處理參數中之一或多者之值可來自微影製程之操作員。
圖案化器件上或圖案化器件之各種圖案或圖案特徵可具有不同製程窗，亦即，製程窗係將產生在規格內之圖案所根據之處理參數之值之域(例如，空間)。關於潛在系統性缺陷之圖案規格之實例包括檢查頸縮、線拉回、線薄化、CD、邊緣置放、重疊、抗蝕劑頂部損耗、抗蝕劑底切及/或橋接。圖案化器件(或其區域)上或圖案化器件(或其區域)之所有圖案或圖案特徵之製程窗可藉由合併每一個別圖案或圖案特徵之製程窗(例如，使每一個別圖案或圖案特徵之製程窗重疊)而獲得。所有圖案及/或圖案特徵之製程窗之邊界含有一些個別圖案及/或圖案特徵之製程窗之邊界。換言之，此等個別圖案或圖案特徵限制所有圖案或圖案特徵之製程窗。此等圖案或圖案特徵可被稱作「熱點」或「製程窗限制圖案(PWLP)」，其在本文中可被互換地使用。當控制微影製程時，有可能及/或經濟的是集中於熱點。當熱點沒有缺陷時，最可能的是所有圖案及/或圖案特徵沒有缺陷。
根據數學觀點，製程窗為由所有處理參數展成之向量空間中之區。在給定微影製程中，圖案之製程窗係僅由圖案之規格及微影製程中所涉及之物理學規定。即，若規格及物理學在微影製程期間不會改變，則製程窗不會改變。
然而，在一特定微影製程中可能不可量測處理參數中之一或多者，例如，在微影裝置未裝備有可量測處理參數中之一或多者之感測器時；及/或在一特定微影製程中可能不可調整處理參數中之一或多者，例如，歸因於軟體或硬體限制。因此，將由所有處理參數展成之向量空間中之區用作製程窗可不方便。可使用製程窗之子空間(亦即，由少於所有處理參數展成之空間)之區(「子PW」)來代替由所有 處理參數展成之空間之區(「全PW」)。舉例而言，在具有許多處理參數之微影製程中，展成焦點及劑量之子空間之區可用作子PW。展成子空間之處理參數可皆為可量測且可調整的。並非必須使用可量測且可調整之所有處理參數以展成子空間。在微影裝置中，焦點及劑量通常為可調整且可量測的，而諸如投影光學件之變形(例如，藉由微影裝置之組件之溫度改變誘發)之特性之其他處理參數可為不可量測的(亦即，其值不能易於被確定或估計)、不可調整的或此兩者。
使用子PW可較方便，但子PW在微影製程期間不可保持不變。此係因為未展成子PW之彼等處理參數可在微影製程期間變化或改變。舉例而言，一或多個處理參數可隨著基板上之位置及/或隨著時間(例如，在不同基板之間、在不同晶粒之間)變化。此變化可由諸如溫度及/或濕度之環境改變、有意調整、電雜訊或機械雜訊等等造成。一或多個處理參數之變化之其他原因可包括微影裝置中之一或多個組件(諸如源、投影光學件、基板台)之變形或漂移、微影裝置中之基板表面之高度變化、隙縫位置變化等等。一或多個處理參數之其他變化可包括曝光後製程中之漂移(例如，PEB時間、PEB溫度、PEB溫度量變曲線、顯影器之化學成份、顯影之持續時間及/或溫度、用於蝕刻中之氣體成份及/或壓力、蝕刻之功率、溫度及/或持續時間等等)。
圖3示意性地展示子PW在微影製程期間不可保持不變之原因的實例。出於方便起見，PW被描繪為三維(例如，焦點(f)、劑量(d)及另一處理參數X)空間之區，但PW實際上可具有更多維度。由處理參數中之兩者-焦點(f)及劑量(d)展成之子PW-被展示為PW之橫截面。隨著處理參數X出於任何原因而在微影製程期間改變，由f及d展成之子PW-將在X之值之條件下在規範內產生圖案所根據之f及d之範圍-不可保持不變。此係因為X之基礎條件改變。為了維持微影製程之穩固性，展成子PW之處理參數(在此實例中為f及d)可經調諧成使得其值對 應於該子PW中之遠離該子PW之邊界的點。劑量可為「有效劑量」，其與輻射強度、曝光持續時間及PEB有關。
圖4A展示在X之值為X1之條件下由d及f展成之子PW的實例。圖4B展示在X之值為X2之條件下由d及f展成之子PW的實例。圖4C展示此等子PW之間的差。可看到，子PW之中心401及402不同。因此，將有益的是f及d可隨著X自X1改變至X2而調諧使得d及f之值分別對應於中心401及402。
圖5展示在微影製程期間「追蹤」子PW之方法的流程圖。全PW係由處理參數之第一群組及一或多個處理參數(例如，複數個處理參數)之第二群組展成，且子PW係僅由第一群組展成。在510處，獲得(例如，藉由量測或模擬)一或多個處理參數之第二群組之改變。在520處，判定由一或多個處理參數之第二群組之改變引起的子PW之改變。在530處，基於子PW之改變而調整處理參數之第一群組。第一群組可包括焦點及劑量。第一群組可僅包括在微影製程中可調整之處理參數。第一群組可包括在微影製程中可調整之所有處理參數。第二群組可包括用於微影製程中之微影裝置之投影光學件之變形的一或多個特性。該變形可由投影光學件之溫度改變造成或由微影裝置之另一組件(例如，源、圖案化器件等等)之溫度改變造成。溫度改變可為曝光至來自微影裝置之源之輻射的結果。第二群組可包括微影製程之參數(諸如雷射頻寬、雷射波長及/或載物台移動)之時間變化的特性。第二群組可包括PEB、顯影、蝕刻、摻雜、沈積及/或封裝之特性。調整處理參數之第一群組可使得處理參數之第一群組之經調整值所對應之點移動更遠離子PW之邊界。調整處理參數之第一群組可使得處理參數之第一群組之經調整值對應於子PW之中心(最遠離邊界之點)或接近該中心之部位(例如，與中心相隔不超出或等於自中心至邊界之距離的1%、2%、5%、10%、15%、20%、25%或30%之距離)。此處，全 PW及子PW可為設計佈局上之一個圖案或圖案特徵之製程窗，或設計佈局上之複數個圖案或圖案特徵(未必該設計佈局上之所有圖案或圖案特徵)之重疊製程窗。
圖6展示用於放大微影製程(例如，在微影製程期間)之子PW之方法的流程圖。全PW係由處理參數之第一群組及一或多個處理參數之第二群組展成，且子PW係僅由第一群組展成。在610處，判定全PW。在620處，自全PW判定子PW。在630處，藉由調整一或多個處理參數之第二群組而放大子PW。第一群組可包括焦點及劑量。第一群組可僅包括在微影製程中可調整之處理參數。第一群組可包括在微影製程中可調整之所有處理參數。第二群組可包括用於微影製程中之微影裝置之投影光學件之變形的特性。該變形可由投影光學件之溫度改變造成或由微影裝置之一或多個其他組件之溫度改變造成。溫度改變可為曝光至來自微影裝置之源之輻射的結果。調整一或多個處理參數之第二群組可藉由一最佳化方法而進行，該最佳化方法使用由子PW之大小懲罰且為一或多個處理參數之該第二群組之函數的成本函數。此處，全PW及子PW可為設計佈局上之一個圖案或圖案特徵之製程窗，或設計佈局上之複數個圖案或圖案特徵(未必該設計佈局上之所有圖案或圖案特徵)之重疊製程窗。在使用圖3中之實例以示範圖6之此方法的情況下，處理參數X可經調整至使得橫截面積(亦即，由f及d展成之子PW之大小)最大(或大於或等於最大值的99%、98%、95%、90%、85%、80%、75%或70%)之值。
因此，在一實施例中，載物台移動之高頻變化(例如，MSD)及/或雷射頻寬之高頻變化之差可藉由焦點及劑量予以校正，使得製程保持在適用製程窗之中心處或附近。或(例如)雷射頻寬可經調整(例如，經減低)以校正對比度效應(例如，對比度損耗)或載物台移動可經調整(例如，在曝光隙縫中圍繞x或y旋轉)以補償對比度。另外，在一實施 例中，一個對比度項可用以校正另一者(例如，藉由雷射BW之MSD校正)以保留重疊製程窗之大小。吾人假定此專利亦涵蓋吾人想要使用之狀況。
在一實施例中，在給出遍及基板批次之曝光之經預測或經量測像差的情況下，可演算所關注之一或多個特徵(可為完成之全晶片或限於製程窗限制特徵)之重疊製程窗。重疊製程窗將漂移，如關於圖3及圖4所論述。除了判定遍及一批次之製程窗變化以外或替代判定遍及一批次之製程窗變化，亦可演算遍及曝光隙縫之製程窗變化(例如，像差可橫越曝光隙縫而變化)。
如上文所提及，本文中之方法之特定用途可(例如)用於曝光光束路徑中之光學元件之歸因於(例如)光束自身及/或其他組件之加熱。但本文中之技術可用以抵消其他變化，諸如來自另一源之光學像差、偏光度、高頻載物台移動變化等等。另外，本文中之方法中之全PW及子PW之評估可用以識別工具間差異，例如，用於執行相同或相似製程之不同工具之子PW之中心的不同移動可用信號發送關於可需要校正之工具之問題。相似地，本文中之方法中之全PW及子PW之評估可用以識別曝光光束路徑中之光學元件之降級或對曝光光束路徑中之光學元件之重新設置之需要，例如，子PW之中心隨著時間推移可針對不同批次移動，且因此，可用信號發送關於可需要校正(例如，替換、清潔、重新設置等等)之光學元件之問題。
圖7為說明可輔助實施本文中所揭示之方法及流程之電腦系統100的方塊圖。電腦系統100包括用於傳達資訊之匯流排102或其他通信機構，及與匯流排102耦接以用於處理資訊之一處理器104(或多個處理器104及105)。電腦系統100亦包括耦接至匯流排102以用於儲存待由處理器104執行之資訊及指令的主記憶體106，諸如隨機存取記憶體(RAM)或其他動態儲存器件。主記憶體106亦可用於在待由處理器 104執行之指令之執行期間儲存暫時性變數或其他中間資訊。電腦系統100進一步包括耦接至匯流排102以用於儲存用於處理器104之靜態資訊及指令的唯讀記憶體(ROM)108或其他靜態儲存器件。提供諸如磁碟或光碟之儲存器件110，且儲存器件110耦接至匯流排102以用於儲存資訊及指令。
電腦系統100可經由匯流排102而耦接至用於向電腦使用者顯示資訊之顯示器112，諸如陰極射線管(CRT)或平板顯示器或觸控面板顯示器。包括文數字按鍵及其他按鍵之輸入器件114耦接至匯流排102以用於將資訊及命令選擇傳達至處理器104。另一類型之使用者輸入器件為用於將方向資訊及命令選擇傳達至處理器104且用於控制顯示器112上之游標移動的游標控制件116，諸如滑鼠、軌跡球或游標方向按鍵。此輸入器件通常具有在兩個軸線(第一軸線(例如，x)及第二軸線(例如，y))上之兩個自由度，其允許該器件指定在一平面中之位置。亦可將觸控面板(螢幕)顯示器用作輸入器件。
根據一項實施例，可由電腦系統100回應於處理器104執行主記憶體106中含有之一或多個指令之一或多個序列而執行本文中之製程之部分。可將此等指令自另一電腦可讀媒體(諸如儲存器件110)讀取至主記憶體106中。主記憶體106中含有之指令序列之執行使處理器104執行本文中所描述之製程步驟。呈多處理配置之一或多個處理器亦可用以執行主記憶體106中含有之指令序列。在替代實施例中，可代替或結合軟體指令而使用硬連線電路系統。因此，本文中之描述不限於硬體電路系統及軟體之任何特定組合。
本文中所使用之術語「電腦可讀媒體」係指參與將指令提供至處理器104以供執行之任何媒體。此媒體可採取許多形式，包括但不限於非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。非揮發性媒體包括(例如)光碟或磁碟，諸如儲存器件110。揮發性媒體包括動態記憶體，諸 如主記憶體106。傳輸媒體包括同軸纜線、銅線及光纖，其包括包含匯流排102之電線。傳輸媒體亦可採取聲波或光波之形式，諸如在射頻(RF)及紅外線(IR)資料通信期間產生之聲波或光波。電腦可讀媒體之常見形式包括(例如)軟碟、可撓性碟、硬碟、磁帶、任何其他磁性媒體、CD-ROM、DVD、任何其他光學媒體、打孔卡、紙帶、具有孔圖案之任何其他實體媒體、RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片或卡匣、如下文中所描述之載波，或可供電腦讀取之任何其他媒體。
可在將一或多個指令之一或多個序列攜載至處理器104以供執行時涉及各種形式之電腦可讀媒體。舉例而言，最初可將指令承載於遠端電腦之磁碟上。遠端電腦可將指令載入至其動態記憶體中，且使用數據機經由電話線而發送指令。在電腦系統100本端之數據機可接收電話線上之資料，且使用紅外線傳輸器以將資料轉換成紅外線信號。耦接至匯流排102之紅外線偵測器可接收紅外線信號中所攜載之資料且將資料置放於匯流排102上。匯流排102將資料攜載至主記憶體106，處理器104自該主記憶體106擷取及執行指令。由主記憶體106接收之指令可視情況在供處理器104執行之前或之後儲存於儲存器件110上。
電腦系統100亦較佳包括耦接至匯流排102之通信介面118。通信介面118提供對網路鏈路120之雙向資料通信耦接，網路鏈路120連接至區域網路122。舉例而言，通信介面118可為整合式服務數位網路(ISDN)卡或數據機以提供對對應類型之電話線之資料通信連接。作為另一實例，通信介面118可為區域網路(LAN)卡以提供對相容LAN之資料通信連接。亦可實施無線鏈路。在任何此類實施中，通信介面118發送及接收攜載表示各種類型之資訊之數位資料串流的電信號、電磁信號或光學信號。
網路鏈路120通常經由一或多個網路而向其他資料器件提供資料通信。舉例而言，網路鏈路120可經由區域網路122而向主機電腦124或向由網際網路服務業者(ISP)126操作之資料設備提供連接。ISP 126又經由全球封包資料通信網路(現在通常被稱作「網際網路」)128而提供資料通信服務。區域網路122及網際網路128皆使用攜載數位資料串流之電信號、電磁信號或光學信號。經由各種網路之信號及在網路鏈路120上且經由通信介面118之信號(該等信號將數位資料攜載至電腦系統100及自電腦系統100攜載數位資料)為輸送資訊的實例形式之載波。
電腦系統100可經由網路、網路鏈路120及通信介面118發送訊息及接收資料，包括程式碼。在網際網路實例中，伺服器130可經由網際網路128、ISP 126、區域網路122及通信介面118傳輸用於應用程式之所請求程式碼。舉例而言，一個此類經下載應用程式可提供本文中所描述之實施例之方法。所接收程式碼可在其被接收時由處理器104執行，及/或儲存於儲存器件110或其他非揮發性儲存器中以供稍後執行。以此方式，電腦系統100可獲得呈載波之形式之應用程式碼。
可使用以下條項來進一步描述本發明：
1.一種調整一微影製程之電腦實施方法，其中該微影製程之處理參數包含處理參數之一第一群組及一或多個處理參數之一第二群組，該方法包含：獲得一或多個處理參數之該第二群組之一改變；判定由一或多個處理參數之該第二群組之該改變引起的一子PW之一改變，其中該子PW係僅由處理參數之該第一群組展成；及基於該子PW之該改變而調整處理參數之該第一群組。
2.如條項1之方法，其中處理參數之該第一群組包含焦點及劑量。
3.如條項1或2之方法，其中處理參數之該第一群組由在該微影製程中可調整之處理參數組成。
4.如條項1至3中任一項之方法，其中處理參數之該第一群組由在該微影製程中可調整之所有處理參數組成。
5.如條項1至4中任一項之方法，其中一或多個處理參數之該第二群組包含用於該微影製程中之一微影裝置之投影光學件之變形的一特性。
6.如條項5之方法，其中該變形係由該微影裝置之該等投影光學件之一溫度改變造成。
7.如條項6之方法，其中該溫度改變為曝光至來自該微影裝置之一源之輻射的一結果。
8.如條項1至7中任一項之方法，其中一或多個處理參數之該第二群組包含該微影製程之一參數之一時間變化的一特性。
9.如條項8之方法，其中該微影製程之該參數包含雷射頻寬、雷射波長或載物台移動。
10.如條項1至9中任一項之方法，其中一或多個處理參數之該第二群組包含曝光後烘烤、顯影、蝕刻、摻雜、沈積或封裝之一特性。
11.如條項1至10中任一項之方法，其中調整處理參數之該第一群組將處理參數之該第一群組之經調整值所對應之一點移動成更遠離該子PW之一邊界。
12.如條項1至10中任一項之方法，其中調整處理參數之該第一群組將處理參數之該第一群組之經調整值所對應之一點移動至該子PW之一中心處或附近。
13.一種用以在一微影製程期間放大一子PW之電腦實施方法，其中該微影製程之處理參數包含處理參數之一第一群組及一或多個處 理參數之一第二群組，該子PW係僅由處理參數之該第一群組展成且一全PW係由該第一群組及該第二群組之該等處理參數展成，該方法包含：判定該全PW；自該全PW判定該子PW；及藉由調整一或多個處理參數之該第二群組而放大該子PW。
14.如條項13之方法，其中處理參數之該第一群組包含焦點及劑量。
15.如條項13或14之方法，其中處理參數之該第一群組由在該微影製程中可調整之處理參數組成。
16.如條項13至15中任一項之方法，其中處理參數之該第一群組由在該微影製程中可調整之所有處理參數組成。
17.如條項13至16中任一項之方法，其中一或多個處理參數之該第二群組包含用於該微影製程中之一微影裝置之投影光學件之變形的一特性。
18.如條項17之方法，其中該變形係由該微影裝置之該等投影光學件之一溫度改變造成。
19.如條項18之方法，其中該溫度改變為曝光至來自該微影裝置之一源之輻射的一結果。
20.如條項13至19中任一項之方法，其中調整一或多個處理參數之該第二群組包含使用一最佳化方法，該最佳化方法使用由該子PW之一大小懲罰的一成本函數，其中該成本函數為一或多個處理參數之該第二群組之一函數。
21.一種電腦程式產品，其包含經記錄有指令之一電腦可讀媒體，該等指令在由一電腦執行時實施如條項1至20中任一項之方法。
本發明之實施例可以硬體、韌體、軟體或其任何組合進行實 施。本發明之實施例亦可被實施為儲存於機器可讀媒體上之指令，該等指令可由一或多個處理器讀取及執行。機器可讀媒體可包括用於儲存或傳輸以可由機器(例如，計算器件)讀取之形式之資訊的任何機制。舉例而言，機器可讀媒體可包括：唯讀記憶體(ROM)；隨機存取記憶體(RAM)；磁碟儲存媒體；光學儲存媒體；快閃記憶體器件；電學、光學、聲學或其他形式之傳播信號(例如，載波、紅外線信號、數位信號等等)；及其他者。另外，韌體、軟體、常式、指令可在本文中被描述為執行特定動作。然而，應瞭解，此等描述僅僅為方便起見，且此等動作事實上係由計算器件、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等等之其他器件引起。
雖然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。

Claims (15)

  1. 一種調整一微影製程之電腦實施方法，其中該微影製程之處理參數包含處理參數之一第一群組及一或多個處理參數之一第二群組，該方法包含：獲得一或多個處理參數之該第二群組之一改變；判定由一或多個處理參數之該第二群組之該改變引起的一子製程窗(PW)之一改變，其中該子PW係僅由處理參數之該第一群組展成；及基於該子PW之該改變而調整處理參數之該第一群組。
  2. 如請求項1之方法，其中處理參數之該第一群組包含焦點及劑量。
  3. 如請求項1之方法，其中處理參數之該第一群組由在該微影製程中可調整之處理參數組成。
  4. 如請求項1之方法，其中一或多個處理參數之該第二群組包含用於該微影製程中之一微影裝置之投影光學件之變形的一特性。
  5. 如請求項4之方法，其中該變形係由該微影裝置之該等投影光學件之一溫度改變造成。
  6. 如請求項1之方法，其中一或多個處理參數之該第二群組包含該微影製程之一參數之一時間變化的一特性。
  7. 如請求項6之方法，其中該微影製程之該參數包含雷射頻寬、雷射波長或載物台移動。
  8. 如請求項1之方法，其中一或多個處理參數之該第二群組包含曝光後烘烤、顯影、蝕刻、摻雜、沈積或封裝之一特性。
  9. 如請求項1之方法，其中調整處理參數之該第一群組將處理參數之該第一群組之經調整值所對應之一點移動成更遠離該子PW之 一邊界，及/或其中調整處理參數之該第一群組將處理參數之該第一群組之經調整值所對應之一點移動至該子PW之一中心處或附近。
  10. 一種用以在一微影製程期間放大一子PW之電腦實施方法，其中該微影製程之處理參數包含處理參數之一第一群組及一或多個處理參數之一第二群組，該子PW係僅由處理參數之該第一群組展成且一全PW係由該第一群組及該第二群組之該等處理參數展成，該方法包含：判定該全PW；自該全PW判定該子PW；及藉由調整一或多個處理參數之該第二群組而放大該子PW。
  11. 如請求項10之方法，其中處理參數之該第一群組包含焦點及劑量。
  12. 如請求項10之方法，其中處理參數之該第一群組由在該微影製程中可調整之處理參數組成。
  13. 如請求項10之方法，其中一或多個處理參數之該第二群組包含用於該微影製程中之一微影裝置之投影光學件之變形的一特性。
  14. 如請求項10之方法，其中調整一或多個處理參數之該第二群組包含使用一最佳化方法，該最佳化方法使用由該子PW之一大小懲罰的一成本函數，其中該成本函數為一或多個處理參數之該第二群組之一函數。
  15. 一種電腦程式產品，其包含經記錄有指令之一電腦可讀媒體，該等指令在由一電腦執行時實施如請求項1之方法。
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