TW201921182A - 判定特徵之位置之方法、系統及電腦程式產品 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種用於判定參照一基板之一特徵之一位置的方法、系統及程式。該方法包含：量測該特徵之一位置；接收該特徵之一預期置放；及基於參照一基板上之一第一層之一第一參考特徵相對於參照一基板上之一第二層之一第二參考特徵的一相對位置的知識而判定一置放誤差之一估計。可使用經更新位置以定位包含該特徵的該基板之該層，或該基板之另一層，或另一基板之另一層。

Description

判定特徵之位置之方法、系統及電腦程式產品
本發明係關於一種用於判定參照基板之特徵之位置的方法、系統及程式。
微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常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)製造中。在彼情況下，被替代地稱作光罩或倍縮光罩之圖案化器件可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包括晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上來進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有經順次地圖案化之鄰近目標部分之網路。此等目標部分通常被稱作「場(field)」。
在微影程序中，需要例如出於程序控制及驗證而頻繁地量測形成電路圖案之經產生結構。用於進行此等量測之各種工具為吾人所知，包括常常用以量測臨界尺寸(CD)之掃描電子顯微鏡，及用以量測疊對之特殊化工具，疊對為經至少部分圖案化基板中之兩個層的對準準確度。
可使用各種技術以量測微影程序之效能。此又允許在由微影裝置執行之操作之控制中包括複雜的程序校正。舉例而言，如下文所描述之回饋系統通常為吾人所知用於藉由量測系統中之基板之兩個不同層之間的定位誤差而對基板之定位進行校正。基板之兩個不同層之間的定位誤差被稱為疊對誤差。
在曝光基板之前對準基板。對準之目標係針對每一基板判定場中心及局域失真，以限制基板之層之間的疊對誤差。此係藉由量測印刷於基板之至少一個層上之對準標記而實現。將對準標記之預期位置與經量測位置之間的差用作用於對準模型之輸入。對準模型(其可基於線性對準或高階對準)給出包含用於在基板之後續曝光期間最佳化基板之位置之參數的輸出。
為了進一步控制定位誤差，使用常常被稱為自動化程序控制(automated process control；APC)系統之回饋系統。APC系統針對數個基板量測疊對誤差，且判定為縮減疊對誤差所需要之校正。接著將此等校正用作用於未來曝光之輸入。APC系統通常包括每曝光高階校正。因為僅在每批次基礎上進行疊對誤差量測，所以APC系統意欲校正緩慢改變的疊對誤差。APC系統意欲校正層與層之間及批次與批次之間變化的效應。
此等校正通常校正歸因於例如程序變化、夾持變化及/或溫度變化的基板之變形。此等效應可每基板顯著地變化，且針對疊對誤差使用基於批次之APC控制的程序仍引起基板之定位之不合意的誤差。
本發明之目的係改良判定參照一基板之一特徵之位置。
根據本發明之一態樣，提供一種用於判定參照一基板之一特徵之一位置的方法，該方法包含：量測該特徵之一位置，其中該特徵經組態以實現該基板之定位；接收該特徵之一預期置放；基於參照一第一層之一第一參考特徵相對於參照一第二層之一第二參考特徵的一相對位置的知識而判定一置放誤差之一估計，其中該置放誤差為該特徵之該預期置放與一實際置放之間的差，其中該第一層及該第二層在一基板上；及使用該置放誤差之該估計及該特徵之該經量測位置來判定用於該特徵之一經更新位置。
根據本發明之另一態樣，提供一種包含一處理器之系統，該系統經組態以判定參照一基板之一特徵之一位置，該處理器經組態以進行以下操作：量測該特徵之一位置，其中該特徵經組態以實現該基板之定位；接收該特徵之一預期置放；基於參照一第一層之一第一參考特徵相對於參照一第二層之一第二參考特徵的一相對位置的知識而判定一置放誤差之一估計，其中該置放誤差為該特徵之該預期置放與一實際置放之間的差，其中該第一層及該第二層在一基板上；及使用該置放誤差之該估計及該特徵之該經量測位置來判定用於該特徵之一經更新位置。
根據本發明之另一態樣，提供一種用於控制判定參照一基板之一特徵之一位置的程式，該程式包含用於實行以下步驟之指令：量測該特徵之一位置，其中該特徵經組態以實現該基板之定位；接收該特徵之一預期置放；基於參照一第一層之一第一參考特徵相對於參照一第二層之一第二參考特徵的一相對位置的知識而判定一置放誤差之一估計，其中該置放誤差為該特徵之該預期置放與一實際置放之間的差，其中該第一層及該第二層在一基板上；及使用該置放誤差之該估計及該特徵之該經量測位置來判定用於該特徵之一經更新位置。
在詳細地描述本發明之實施例之前，有指導性的是呈現可供實施本發明之實施例的實例環境。舉例而言，本發明可應用於控制微影製造程序中之程序步驟。舉例而言，本發明可應用於在橫越一或多個基板之各部位處施加圖案時控制微影裝置。將描述用於製造半導體器件之微影程序以提供可供使用方法之例示性內容背景。本發明之原理可無限制地應用於其他程序。
圖1在100處將微影裝置LA展示為實施大容量微影製造程序之工業設施之部分。在本實例中，製造程序經調適用於在諸如半導體晶圓之基板上製造半導體產品(積體電路)。熟習此項技術者應瞭解，可藉由以此程序之變體處理不同類型之基板來製造各種各樣的產品。半導體產品之生產純粹地用作現今具有巨大商業意義之實例。
在微影裝置(或簡言之，「微影工具(litho tool)」100)內，在102處展示量測站MEA且在104處展示曝光站EXP。在106處展示控制單元LACU。在此實例中，每一基板造訪量測站及曝光站以被施加圖案。舉例而言，在光學微影裝置中，投影系統用以使用經調節輻射及投影系統而將產品圖案自圖案化器件MA轉印至基板上。此轉印係藉由將輻射敏感抗蝕劑材料層中之圖案的影像形成於基板上而完成。
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所使用之曝光輻射及/或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統，或其任何組合。一般而言，投影系統貫穿此文件被稱作「透鏡」。圖案化器件MA可為光罩或倍縮光罩，其將圖案賦予至由圖案化器件MA透射或反射之輻射光束。熟知的操作模式包括步進模式及掃描模式。眾所周知，投影系統可以多種方式而與用於基板及圖案化器件之支撐件及定位系統合作以將所要圖案施加至橫越基板之許多目標部分。可使用可程式化圖案化器件來代替具有固定圖案之倍縮光罩。舉例而言，輻射可包括在深紫外線(DUV)波帶或極紫外線(EUV)波帶中之電磁輻射。本發明亦適用於例如藉由電子束進行的其他類型之微影程序，例如壓印微影及直寫微影。
微影裝置控制單元LACU控制各種致動器及感測器之所有移動及量測，從而致使裝置接收基板W及倍縮光罩MA且實施圖案化操作。控制單元LACU亦包括實施與裝置之操作相關之所要計算的信號處理及資料處理能力。實務上，控制單元LACU將被實現為許多子單元之系統，該等子單元各自處置微影裝置LA內之一子系統或組件之即時資料獲取、處理及控制。
在曝光站EXP處將圖案施加至基板之前，在量測站MEA處處理基板，使得可實行各種預備步驟。該等預備步驟可包括使用位階感測器來映射基板之表面高度，及使用對準感測器來量測基板上之對準標記之位置。對準標記係以規則柵格圖案標稱地配置。然而，歸因於在產生標記時之不準確度且亦歸因於基板之貫穿其處理而發生的變形，對準標記可偏離理想柵格。因此，在裝置以極高準確度在正確部位處印刷產品特徵的情況下，除了量測基板之位置及定向以外，對準感測器實務上亦必須詳細地量測橫越基板區域之許多標記之位置。
微影裝置LA可屬於具有兩個基板台之所謂的雙載物台類型，每一基板台具有由控制單元LACU控制之定位系統。在曝光站EXP處曝光一個基板台上之一個基板的同時，可在量測站MEA處將另一基板裝載至另一基板台上，使得可實行各種預備步驟。因此，對準標記之量測極耗時，且提供兩個基板台會實現裝置之產出率之相當大的增加。若在基板台處於量測站處以及處於曝光站處時位置感測器IF不能夠量測基板台之位置，則可提供第二位置感測器以使能夠在兩個站處追蹤基板台之位置。替代地，可組合量測站及曝光站。舉例而言，已知的是具有單一基板台，在曝光前量測階段期間量測載物台暫時耦接至該單一基板台。本發明並不限於任一類型之系統。
在生產設施內，裝置100形成「微影製造單元(litho cell)」或「微影叢集(litho cluster)」之部分，該「微影製造單元」或「微影叢集」亦含有塗佈裝置108以用於將感光抗蝕劑及其他塗層施加至基板W以供裝置100圖案化。在裝置100之輸出側處，提供烘烤裝置110及顯影裝置112以用於將經曝光圖案顯影成實體抗蝕劑圖案。在所有此等裝置之間，基板處置系統負責支撐基板且將基板自一台裝置轉移至下一台裝置。常常統稱為「塗佈顯影系統(track)」之此等裝置係在塗佈顯影系統控制單元之控制下，該塗佈顯影系統控制單元自身受到監督控制系統SCS控制，監督控制系統SCS亦經由微影裝置控制單元LACU控制微影裝置。因此，不同裝置可經操作以最大化產出率及處理效率。監督控制系統SCS接收變因(recipe)資訊R，變因資訊R極詳細地提供待執行以產生每一經圖案化基板之步驟的定義。
一旦已在微影製造單元中施加及顯影圖案，就將經圖案化基板120轉移至諸如在122、124、126處所說明之其他處理裝置。廣泛範圍之處理步驟係由典型製造設施中之各種裝置實施。出於實例起見，在此實施例中，裝置122為蝕刻站，且裝置124執行蝕刻後退火步驟。在另外裝置126等等中應用另外物理及/或化學處理步驟。可需要眾多類型之操作以製成真實器件，諸如材料之沈積、表面材料特性之修改(氧化、摻雜、離子植入等等)、化學機械拋光(CMP)等等。實務上，裝置126可表示在一或多個裝置中執行之一系列不同處理步驟。
眾所周知，半導體器件之製造涉及此處理之許多重複，以在基板上逐層地建置具有適當材料及圖案之器件結構。因此，到達微影叢集之基板130可為新近製備之基板，或其可為先前已在此叢集中或完全地在另一裝置中被處理之基板。相似地，取決於所需處理，基板132在離開裝置126時可經返回以用於同一微影叢集中之後續圖案化操作，其可經預定以用於不同叢集中之圖案化操作，或基板134可為待發送以用於切塊及封裝之成品。
產品結構之每一層需要一組不同程序步驟，且用於每一層處之裝置126可在類型方面完全地不同。此外，即使在待由裝置126應用之處理步驟標稱地相同的情況下，在大設施中亦可存在並行地工作以對不同基板執行步驟126之若干假設相同機器。此等機器之間的小設置差異或疵點可意謂其以不同方式影響不同基板。甚至對於每一層而言相對共同的步驟(諸如蝕刻(裝置122))仍可由標稱地相同但並行地工作以最大化產出率之若干蝕刻裝置實施。此外，實務上，不同層根據待蝕刻之材料的細節需要不同蝕刻程序，例如化學蝕刻、電漿蝕刻，且需要特殊要求，諸如各向異性蝕刻。
可在其他微影裝置中執行先前及/或後續程序(如剛才所提及)，且可甚至在不同類型之微影裝置中執行先前及/或後續程序。舉例而言，器件製造程序中之在諸如解析度及疊對之參數方面要求極高之一些層相較於要求較不高之其他層可在更先進微影工具中予以執行。因此，一些層可曝光於浸潤型微影工具中，而其他層曝光於「乾式」工具中。一些層可曝光於在DUV波長下工作之工具中，而其他層係使用EUV波長輻射予以曝光。
為了正確地且一致地曝光由微影裝置曝光之基板，可需要檢測經曝光基板以量測諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等等之屬性。因此，經定位有微影製造單元之製造設施亦包括度量衡系統MET，度量衡系統MET接收已在微影製造單元中處理之基板W中的一些或全部。將度量衡結果直接或間接提供至監督控制系統(SCS) 138。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光進行調整，尤其是在可足夠迅速地且快速地完成度量衡以使得同一批次之其他基板仍待曝光的情況下。又，已經曝光之基板可被剝離及重工以改良良率或被捨棄，藉此避免對已知有缺陷之基板執行進一步處理。在基板之僅一些目標部分有缺陷的狀況下，可僅對良好的彼等目標部分執行另外曝光。
圖1中亦展示度量衡裝置140，度量衡裝置140經提供以用於在製造程序中之所要時期對產品之參數進行量測。現代微影生產設施中之度量衡裝置的常見實例為散射計(例如，角解析散射計或光譜散射計)，且其可應用於在裝置122中之蝕刻之前量測在120處之經顯影基板之屬性。在使用度量衡裝置140的情況下，可判定例如諸如疊對或臨界尺寸(CD)之重要效能參數不滿足經顯影抗蝕劑中之指定準確度要求。在蝕刻步驟之前，存在經由微影叢集來剝離經顯影抗蝕劑且重新處理基板120之機會。亦眾所周知，藉由監督控制系統SCS及/或控制單元LACU 106隨著時間推移進行小調整，可使用來自度量衡裝置140之度量衡結果142在微影叢集中維持圖案化操作之準確效能，藉此最小化製得不合格產品且要求重工之風險。當然，度量衡裝置140及/或其他度量衡裝置(未展示)可經應用以量測經處理基板132、134及傳入基板130之屬性。
在微影製造程序之實例中，基板為半導體晶圓或其他基板(在圖案化步驟中將圖案施加至該等基板)，及藉由物理及化學處理步驟而形成之結構。
可將至少一個特徵160提供於基板120、132、132、134之表面上以實現基板之定位。特徵160可為意欲用於對準之特定特徵，或為可經量測以允許例如在曝光之前對準基板的任何其他特徵。可使用特徵160來實行基板之定位。定位包括以多種方式移動基板，包括將基板移動較大距離，及/或對基板之位置進行極小調整。特徵160展示於圖1之基板130中之每一者上，但可同樣在圖1所描繪之其他基板上被找到。可使用特徵160以將基板之層對準至已經曝光之基板的先前層。特徵160被展示為基板之表面上的單一特徵，但應理解，特徵160可為柵格圖案之部分，及/或任何單一基板層上可存在多個特徵160。量測特徵160之部位以確保在實行基板130之曝光時將基板定位於正確部位中。如已經描述，基板130之定位的任何誤差可導致疊對誤差，疊對誤差潛在地造成微影程序之良率損失。如上文所描述，用於縮減疊對誤差之已知方法為吾人所知，且諸如度量衡系統140及監督控制系統SCS之系統可能已經處於適當位置以最小化疊對誤差。
儘管儘可能準確地將特徵160置放於基板上，但在特徵160之曝光期間通常將會存在特徵160之置放的誤差。此誤差可被稱作置放誤差。置放誤差為特徵160之預期置放與特徵160之實際置放之間的差。此意謂未在所要部位處確切地印刷特徵160。因此，當使用特徵160以定位基板130且對準基板之後續層(或另外基板之層)時，該層將不會處於所預期之確切位置處。因此，基於對準量測之任何所得位置校正將含有置放誤差。
可以不同方式判定置放誤差。舉例而言，透鏡及/或圖案化器件MA失真可造成具有橫越場之某一指紋(場內指紋(intrafield fingerprint))的疊對誤差。疊對指紋為橫越基板之場之疊對誤差。疊對指紋可橫越場及/或基板而變化，此係因為疊對指紋取決於基板130、透鏡及/或圖案化器件MA之狀態，該狀態通常將在基板130之曝光期間改變。疊對指紋可在曝光期間歸因於基板130、圖案化器件MA及/或透鏡之(非均一)溫度增加而改變。場內之此等失真通常為高階，此意謂沒有必要使場之中心位移，但可使場之形狀失真。取決於特徵160預期置放於基板130上之何處，此將意謂存在每基板批次、每基板、每層及甚至每基板場而變化之置放誤差。
用以對準基板之層的特徵之置放誤差可導致疊對誤差。置放誤差意謂用以定位層之特徵的預期部位與用以定位層之特徵的實際部位之間的差。此等特徵之置放誤差可導致該等層中之每一者定位於略微不正確部位中以供曝光，因此導致疊對誤差。因為自動化程序控制(APC)系統將控制疊對誤差之靜態及漂移部分的部分，所以APC系統將設法考慮此誤差。然而，APC系統可能不能夠控制基板之間的疊對誤差變化。當疊對在基板之兩個層之間具決定性且彼等層對準至不同層中之對準標記物或使用不同對準模型時，此可引起疊對變化(亦即，疊對誤差)增加。此將縮減由微影裝置100生產之基板的良率。在使用相同對準模型及量測對準標記物之位置的系統之設定(例如，用以量測之輻射的波長及標記物被量測之次序)而將層對準至相同層中之對準標記物的情況下，有可能抵消置放誤差之效應而不影響疊對。然而，此抵消未不總是可能或合意的，且強加不真實的實體約束。實施例中所描述之方法具有較少約束且因此增加設計自由度。
在特徵160之置放期間的場之場內失真及/或平移及/或旋轉變化會在對準至彼特徵160之基板層的曝光期間引起變化。當量測特徵160之位置時，可將特徵之位移解譯為疊對誤差，且因此，將基於平移誤差而錯誤地「校正」場中心。因此，置放誤差可造成不正確「校正」，此會影響促成疊對誤差之基板對準。目前已知的系統不會充分考慮置放誤差。
在一實施例中，提供一種用於判定參照基板之特徵之位置的方法。該方法包含量測特徵之位置，其中特徵經組態以實現基板之定位。該方法進一步包含接收特徵之預期置放，及判定置放誤差之估計。置放誤差為特徵之預期置放與特徵之實際置放之間的差。可基於參照第一層之第一參考特徵相對於參照第二層之第二參考特徵的相對位置的知識而判定置放誤差，其中第一層及第二層在基板上。該方法進一步包含使用置放誤差之估計及特徵之經量測位置來判定用於特徵之經更新位置。參照基板130之特徵160可意謂特徵在基板130上，例如位於基板130之層上。分別參照第一層及第二層之第一參考特徵及第二參考特徵可意謂第一參考特徵在第一層上且第二參考特徵在第二層上。
藉由既使用特徵之經量測位置又判定置放誤差之估計，可判定特徵之較準確位置(亦即，經更新位置)。如所描述，不管上文所描述之用於校正及縮減定位誤差的已知系統如何，皆存在可在特徵形成於基板上時引入誤差的另外問題。使用上文所描述之方法會允許系統考慮在將特徵形成於基板上時之誤差(置放誤差)，其稍後用以定位基板。此在誤差可用作前饋及/或回饋系統之部分以分別較準確地定位基板之另外層及/或另外基板時係特別有益的。經更新位置可用於控制基板之位置。此可特別有用於例如圖案化基板之步驟。舉例而言，此可用於關於圖1所描述之類型的製造程序，諸如微影製造程序。
該方法允許考慮在將特徵160置放於基板130上時之誤差。可將特徵提供於圖1所展示之基板120、130、132、134中之任一者的層上。該方法允許將誤差判定為回饋迴路或前饋迴路之部分以用於定位包含特徵160的基板130之層，及/或同一基板130之另外層，及/或另外基板130之層。回饋迴路可使用經更新位置來判定用於另外基板之經更新位置。前饋迴路可使用經更新位置來曝光同一基板上之另外層，亦即，包含第一參考特徵及第二參考特徵之基板。因此，可將經更新位置用作回饋迴路及/或前饋迴路之部分。該方法甚至有益於包含特徵160的基板130之單一層，此係因為基板130經較準確地定位以用於曝光包含特徵160之層。對於每一特徵160，可能針對特徵160之置放誤差進行對應校正。
可將經更新位置用作用於上文所描述之對準模型的輸入。換言之，當量測特徵160之位置時，可將經更新位置用作用於對準模型而非特徵160之經量測位置的輸入。以此方式考慮置放誤差。使用經更新位置意謂置放誤差不會在基板130之層的曝光期間且亦在基板130之另外層及/或另外基板之曝光期間影響對準模型化及對準校正。因此，該方法可為使用經更新位置來判定另外層及/或基板之置放的前饋方法。
該方法有用於判定特徵之經更新位置，可以本文中所描述之各種方式使用經更新位置。最簡單地，可使用特徵160之經更新位置以基於特徵160之經更新位置而定位基板130。基板130可為包含第一層及第二層之基板130。可將特徵160定位於第一層或第二層上。因此，舉例而言，可將包含在第一層或第二層上之特徵160的基板130定位成視需要分別對準基板130之第一層或第二層。該方法可進一步包含將基板130之第一層曝光於經調節輻射。此意謂可較準確地定位第一層以考量用以對準基板130之特徵160的置放誤差。
替代地，特徵160可位於包含第一層及/或第二層的基板130之另一層上，亦即，特徵160可與第一參考特徵及第二參考特徵在同一基板130上，但在不同層上。因此，可使用該方法以基於針對先前層上之特徵160所計算的置放誤差而定位同一基板上之另外層。替代地，特徵160可在不同基板之層上，亦即，特徵160可在另外基板上，不針對另外基板執行第一參考特徵及第二參考特徵之量測。因此，可使用該方法以基於對先前基板所計算之置放誤差而定位另外基板。換言之，可在不同於與置放誤差之經判定估計相關聯之基板的基板上量測特徵之位置。因此，可使用針對一個基板所估計之誤差以更新另一基板上之特徵160之位置。
特徵160可在另外基板之第一層或第二層上。因此，可將特徵160置放於與第一層或第二層等效之層上，但在不同基板上。舉例而言，第一層事實上可為基板上待曝光之第四層，且因此，可將第一參考特徵置放於基板之第四層上，且可將特徵置放於另一基板之第四層上。替代地，此可適用於第二層而非第一層。應理解，可運用包括第一、第二、第三等等之任何層來替換第四層之實例。
可將置放誤差之估計應用於經選擇層及/或基板上之經選擇特徵。因此，有可能預選擇被應用置放誤差之特徵。例如，在一個批次或甚至若干批次中之所有基板之所有層的曝光期間，可應用經更新位置及/或置放誤差之估計。
如上文所描述，用於判定特徵160之經更新位置的方法可特別有用，此係因為可將該方法用於前饋系統或回饋系統中以判定另外層及/或另外基板之定位。此意謂可使用一個特徵160 (或基板130之一個層上的若干特徵)之置放誤差以較準確地定位一或多個基板上之另外層。此係有益的，此係因為沒有必要針對每一層或甚至針對每一基板判定置放誤差。此外，一旦已判定置放誤差，即使在已曝光包含特徵160之層之後，也就可使用置放誤差進行進一步對準。有利地，此意謂可能不需要對另外層及/或基板進行用以判定置放誤差之量測。縮減量測數目會縮減生產半導體器件(亦即，經充分處理之基板)所花費的時間，此係較佳的。一般而言，即使使用另外量測或模型，亦可使用置放誤差來判定另外特徵之置放誤差，且置放誤差仍可有益於縮減量測數目及/或判定另外置放誤差/經更新位置所需要之模型化的量。
可以各種不同方式判定置放誤差之估計。如已經描述，該估計係基於參照基板上之第一層之第一參考特徵相對於參照基板之第二層之第二參考特徵的相對位置的知識。換言之，使用來自基板之兩個不同層的特徵來計算置放誤差。如上文所指示，第一層及第二層可不同於特徵160所處之層。第一層為不同於第二層之層，使得可判定第一層與第二層之間的疊對。第一層與第二層可彼此鄰近，或可具有位於其之間的一或多個層。
第一參考特徵、第二參考特徵及/或特徵160可為光柵。特徵可另外被稱作標記。第一參考特徵及第二參考特徵可為類型彼此相同之特徵。第一參考特徵及第二參考特徵可能不屬於與置放誤差被估計之特徵160相同的類型。舉例而言，可能不使用或不能夠使用第一參考特徵及第二參考特徵來對準基板130。第一參考特徵及/或第二參考特徵可為用以量測疊對之特徵，例如，第一參考特徵及第二特徵可為可用以判定疊對誤差之光柵，視情況為疊對標記，或視情況為產品特徵。第一參考特徵及/或第二參考特徵可為經組態以將疊對回饋提供至APC系統之疊對標記。另外或替代地，特徵160可為光柵，例如對準標記。
該方法可包含量測第一參考特徵及第二參考特徵以判定第一層與第二層之間的疊對誤差。因此，該方法可包含直接量測第一參考特徵及第二參考特徵以判定置放誤差。可使用第一參考特徵及第二參考特徵以判定第一層與第二層之間的疊對誤差。因此，可在第一參考特徵及第二參考特徵之部位處有效地量測疊對誤差。此可例如由上文所描述之APC系統進行。舉例而言，可將與第一參考特徵及第二參考特徵之量測相關的結果146自度量衡裝置140發送至APC系統。該方法可使用經量測疊對誤差以判定置放誤差之估計。舉例而言，置放誤差之估計可與經量測疊對誤差相同，亦即，位置誤差及疊對誤差之估計可為一對一的。替代地，置放誤差之估計可隨經量測疊對誤差而變，或可包含經量測疊對誤差。可需要處理步驟以基於疊對誤差而判定置放誤差。疊對誤差可能不等於置放誤差，例如，此係歸因於特徵160及參考特徵關於程序條件及透鏡像差之變化的不同敏感度。
圖2中描繪根據一實施例之方法之例示性實施方案。在S10中，量測特徵160之位置。此步驟可在步驟S11之前、之後或與其同時實行。在S11中，如上文所描述而量測第一參考特徵及第二參考特徵。在S12中，可使用經量測之第一參考特徵及第二參考特徵以判定置放誤差之估計。在S13中，可使用來自S10的特徵之經量測位置及來自S12的置放誤差之估計以計算特徵之經更新位置。如先前所描述，特徵可在第一層或第二層中之一者上，特徵可在包含第一層及第二層的基板之另一層(亦即，同一基板之另外層)上，或特徵可在不包含第一層及第二層的基板之層(亦即，另外基板之層)上。因此，在S14中，可使用特徵160之經更新位置以定位包含特徵160之層中之任一者。
替代地，該方法可進一步包含模型化第一層與第二層之間的疊對誤差，及使用經模型化疊對誤差來判定第一特徵及第二特徵。該方法可包含使用疊對模型以判定橫越基板130之至少一部分的疊對誤差。可使用橫越基板130之經模型化疊對誤差以擷取第一特徵及第二特徵之經模型化位置。可以各種不同方式來模型化疊對誤差。舉例而言，該方法可包含接收內容背景資訊及/或微影裝置資訊，及使用內容背景資訊及/或微影裝置資訊以模型化疊對誤差。內容背景資訊及/或微影裝置資訊與基板、光罩及/或透鏡中之至少一者的經量測及/或經模型化變形相關。內容背景資訊及/或微影裝置資訊可包括來自度量衡系統140及/或來自微影裝置LA 100之量測的結果146。模型化疊對誤差可包含使用預定值。舉例而言，此可基於先前疊對資料、多個基板或基板批次之平均疊對誤差，或基板之特定層之間的平均疊對誤差。
該方法可使用經模型化疊對誤差以判定置放誤差之估計。量測可取自基板120上之便利量測部位。模型化疊對以判定第一參考特徵及第二特徵之位置具有如下另外優點：第一參考特徵及第二參考特徵之部位並不限於靠近特徵160，且第一參考特徵及第二參考特徵可位於遠離特徵160之其他處。該方法可使用經模型化疊對誤差以判定置放誤差之估計。舉例而言，置放誤差之估計可與經模型化疊對誤差相同，亦即，位置誤差及疊對誤差之估計可為一對一的。替代地，置放誤差之估計可隨經模型化疊對誤差而變，或可包含經模型化疊對誤差。可需要處理步驟以基於疊對誤差而判定置放誤差。
圖3中描繪根據一實施例之方法之例示性實施方案。在S20中，量測特徵160之位置。此步驟可在S21或S22中之步驟中的任一者之前、之後或與其同時實行。在S21中，可如上文所描述而接收內容背景資訊及/或微影裝置資訊，且在S22中，可使用內容背景資訊及/或微影裝置資訊以判定疊對誤差。判定疊對誤差可包含計算第一層與第二層之間的疊對誤差的模型，以計算第一參考特徵之經模型化位置及第二參考特徵之位置。接著，在S23中，可基於第一參考特徵及第二參考特徵之經模型化位置而判定置放誤差之估計。在S24中，可使用來自S20的特徵之經量測位置及來自S23的置放誤差之估計以計算特徵之經更新位置。如先前所描述，特徵160可在第一層或第二層中之一者上，特徵160可在包含第一層及第二層的基板之另一層(亦即，同一基板之另外層)上，或特徵160可在不包含第一層及第二層的基板之層(亦即，另外基板之層)上。因此，在S25中，可使用特徵160之經更新位置以定位包含特徵之層中之任一者。應注意，可分別以與圖2之對應步驟(例如，S10、S13及S14)相同的方式來實行圖3之某些步驟(例如，S20、S24、S25)。
進一步詳細地，針對每一經曝光批次，可在度量衡裝置140上僅選擇及量測若干基板以判定基板上之疊對目標的誤差。疊對目標可為與第一參考特徵及第二參考特徵相似之標記或特徵。可將此等量測輸入至APC系統以判定用於未來曝光之回饋疊對校正。因為每批次可僅量測若干疊對目標(例如，幾百個)，所以可使用外插及/或內插以估計用於每一基板之每一場的疊對指紋以作為用於APC系統之輸入。可藉由遍及經量測點擬合數學模型而進行自每基板幾百個點之外插及/或內插。可使用所得疊對指紋以判定經模型化之第一參考特徵位置及經模型化之第二參考特徵位置以用於判定特徵160。
疊對指紋可為現有APC系統之產品。可針對每一特徵160估計置放誤差之估計以作為局域疊對誤差之函數：f1 (OverlayFingerprint(x,y))。此可針對每一獨特疊對指紋提供置放誤差之獨特估計。取決於用以判定疊對指紋之疊對控制方法，每基板台(例如，因為APC系統針對特定基板台具有特定校正迴路)、每批次或每基板可存在獨特疊對指紋。如所描述，最簡單的函數將為乘以1，其中置放誤差之估計經估計為與疊對誤差相同。可藉由在實驗或模擬中使疊對誤差與置放誤差相關而判定f1 之較準確估計。可視情況藉由使用內容背景資訊及/或微影裝置資訊而改進疊對指紋，例如，可使用內容背景資訊及/或來自微影裝置LA 100之資訊f2 (內容背景資訊及/或微影裝置資訊)來改進f1 (OverlayFingerprint(x,y))之結果。舉例而言，該改進可引起每基板之置放誤差校正，其中每基板台及/或批次僅可使用疊對指紋資訊。改進亦可引起每特徵160之置放誤差的較準確估計。
為了縮減所需量測的量，通常可每批次或基板台而非每基板對疊對校正求平均。圖案化器件MA及/或透鏡之發熱被已知為增加誤差。如所描述，當形成特徵160時，此等誤差可引起置放誤差。可對每批次一或多個基板實行疊對量測，例如，每批次4個基板。為了改進結果，可使用函數f2 (內容背景資訊及/或微影裝置資訊)以外插疊對指紋，以判定何種指紋被預期為用於未經量測之其他層或基板。此計算之部分可使用上文所提及之內容背景資訊及/或微影裝置資訊，包括與圖案化器件MA及/或透鏡發熱相關之參數。此使能夠針對每基板每一特徵判定置放誤差之獨特估計，而僅量測4個基板。
替代地，可每基板判定校正，如本文中所描述。置放誤差與疊對指紋之間的相關性可取決於內容背景資訊及/或微影裝置資訊中所包括之參數。內容背景資訊及/或微影裝置資訊可包括但不限於基板台及/或透鏡動力學，及圖案化器件MA及/或透鏡及/或基板之發熱效應。可量測(亦即，記錄)或可模型化內容背景資訊及/或微影裝置資訊。僅舉例而言，特徵160很可能具有不同於第一參考特徵及第二參考特徵之設計。此意謂用以使特徵成像之光相較於用以使第一參考特徵及第二參考特徵成像之光可採取通過透鏡之不同路徑。因此，透鏡像差可對特徵160以及第一參考特徵及第二參考特徵產生不同效應。可針對若干像差及設計量測或模擬(亦即，模型化)不同效應。在曝光期間，可量測透鏡像差，且可將此資訊與經量測/經模型化內容背景資訊及/或微影裝置資訊組合以改進每特徵160之置放誤差的估計。
在一實施例中，提供一種包含處理器之系統，該系統經組態以判定參照基板之特徵之位置。處理器經組態以實行根據上述實施例中之任一者的方法。處理器可經組態以進行以下操作：量測特徵之位置，其中特徵經組態以實現基板之定位；接收特徵之預期置放；基於參照第一層之第一特徵相對於參照第二層之第二特徵的相對位置的知識而判定置放誤差之估計，其中置放誤差為特徵之預期置放與實際置放之間的差，其中第一層及第二層在基板上；及使用置放誤差之估計及特徵之經量測位置來判定用於特徵之經更新位置。處理器可為自動化程序控制(APC)系統及/或監督控制系統之部分，或連接至自動化程序控制(APC)系統及/或監督控制系統。
可使用含有機器可讀指令之一或多個序列的電腦程式來實施上述方法，該等機器可讀指令描述如上文所描述的組合程序模型值與量測值之方法。亦可提供儲存有此電腦程式之資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)。
在一實施例中，提供一種用於控制判定參照基板之特徵之位置的程式。程式可包含用於實行上文所描述之方法中之任一者之步驟的指令。程式可包含用於實行以下步驟之指令：量測特徵之位置，其中特徵經組態以實現基板之定位；接收特徵之預期置放；基於參照第一層之第一特徵相對於參照第二層之第二基板的相對位置的知識而判定置放誤差之估計，其中置放誤差為特徵之預期置放與實際置放之間的差，其中第一層及第二層在基板上；及使用置放誤差之估計及特徵之經量測位置來判定用於特徵之經更新位置。
電腦程式可例如在圖1之控制單元LACU內執行，或在例如包括度量衡裝置140之度量衡系統內之某一其他控制器內執行，或在進階程序控制系統或單獨諮詢工具中執行。可視情況將程式儲存於記憶體中，記憶體為自動化程序控制(APC)系統及/或監督控制系統之部分，或可由自動化程序控制(APC)系統及/或監督控制系統存取。
結論
總之，本發明提供一種產生用於參照基板之特徵之經更新位置的方法，可以各種不同方式使用該方法。此允許藉由處理步驟來縮減或取消在形成特徵時引入之誤差。
所揭示方法允許提供微影裝置及操作微影裝置之方法，其中可改良諸如疊對之效能參數，而無需額外量測，或甚至會縮減量測數目。可在使用或不使用額外內容背景資訊及/或微影裝置資訊的情況下執行第一參考特徵及第二參考特徵之判定。歸因於在無可能會以其他方式引起之效能損耗的情況下可定位基板(包括不可使用與第一參考特徵及第二參考特徵相關聯之量測資料的彼等基板)之準確度增加，故可維持及/或增加產出率。
可在任何合適處理裝置中執行將判定置放誤差之估計與判定經更新位置組合的步驟，該任何合適處理裝置可位於圖1之設施中的任何位置，或可實體地遠離設施。可在裝置之單獨部分中實行方法之步驟。
可在圖1之監督控制系統中或在微影工具控制單元LACU中計算經更新位置及/或經估計位置誤差。可在遠端系統中計算經更新位置及/或經估計位置誤差，且此後將經更新位置及/或經估計位置誤差傳達至設施。可單獨地將任何模型及量測資料遞送至處理裝置，接著組合任何模型及量測資料以作為計算位置誤差及/或經更新位置之估計的部分。
上述方法及變化被描述為使用微影裝置而實行。然而，可使用其他裝置。微影製造程序之圖案化步驟僅為可供應用本發明之原理的一個實例。微影程序之其他部分及其他類型之製造程序亦可得益於經修改估計之產生及以本文中所揭示之方式的校正。
熟習此項技術者可根據對本發明之考慮而設想此等以及其他修改及變化。本發明之廣度及範疇不應受到上述例示性實施例中之任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及其等效者而界定。
100‧‧‧微影裝置/微影工具
102‧‧‧量測站
104‧‧‧曝光站
106‧‧‧控制單元
108‧‧‧塗佈裝置
110‧‧‧烘烤裝置
112‧‧‧顯影裝置
120‧‧‧基板
122‧‧‧處理裝置
124‧‧‧處理裝置
126‧‧‧處理裝置/步驟
130‧‧‧基板
132‧‧‧基板
134‧‧‧基板
140‧‧‧度量衡裝置
142‧‧‧度量衡結果
146‧‧‧結果
160‧‧‧特徵
S10‧‧‧步驟
S11‧‧‧步驟
S12‧‧‧步驟
S13‧‧‧步驟
S14‧‧‧步驟
S20‧‧‧步驟
S21‧‧‧步驟
S22‧‧‧步驟
S23‧‧‧步驟
S24‧‧‧步驟
S25‧‧‧步驟
EXP‧‧‧曝光站
LA‧‧‧ 微影裝置
LACU‧‧‧微影裝置控制單元
MA‧‧‧圖案化器件/倍縮光罩
MEA‧‧‧量測站
MET‧‧‧度量衡系統
R‧‧‧變因資訊
SCS‧‧‧監督控制系統
W‧‧‧基板
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：
圖1描繪微影裝置以及形成用於半導體器件之生產設施的其他裝置以作為可供使用本發明之一實施例的系統之實例；
圖2為判定及使用基板之特徵之經更新位置的方法的流程圖；且
圖3為判定及使用基板之特徵之經更新位置的方法的流程圖。

Claims (16)

  1. 一種用於控制一基板之定位之方法，其包括： 於該基板之一層上提供之一第一標記及一第二標記，其中該第一標記係不同於該第二標記； 判定相對於該第二標記之該第一標記之一相對位移；及 基於該經判定相對位移控制該基板之該一層、該基板之一另外層(further layer)或一另外基板之一層之定位。
  2. 如請求項1之方法，其中在一投影系統中該第一標記及該第二標記對於一像差(aberration)具有不同敏感度，其中該投影系統用以將位於該基板上該第一標記及該第二標記曝光。
  3. 如請求項1之方法，其進一步包含：使用該經判定相對位移判定一投影系統誘發誤差(projection system induced error)，且使用該經判定投影系統誘發誤差控制該基板之該一層、該基板之一另外層或一另外基板之一層之定位。
  4. 如請求項1之方法，其進一步包含：量測該第一標記及該第二標記之位置且計算該第一標記及該第二標記之間之距離，且其中使用該第一標記及該第二標記之間之經計算距離及該第一標記及該第二標記之間之一預期距離以判定該相對位移。
  5. 如請求項1之方法，其中該經判定相對位移用以在一回饋迴路中控制一另外基板之一層之定位，及/或在一前饋迴路(feedforward loop)中控制該相同基板之一另外層之定位。
  6. 如請求項1之方法，其中該第一標記係一對準標記或一疊對標記，且其中該第二標記係一產品特徵或具有對於一投影系統誘發誤差與一產品特徵之反應相似之一特徵。
  7. 如請求項1之方法，其中該第一標與該第二標記疊對。
  8. 如請求項1之方法，其中該第一標記具有多個第一部分及該第二標記具有多個第二部分。
  9. 一種用於控制一基板之定位之方法，其包括： 於該基板之一第一層提供一第一標記及於該基板之一第二層提供一第二標記，該第二標記包括至少一第一部分及至少一第二部分； 判定該第一標記之位置； 判定相對於該至少一第二部分之該至少一第一部分之一相對位移； 基於該經判定位置及該經判定相對位移控制該基板之該第一層或一另外層、或一另外基板之任一層之定位。
  10. 如請求項9之方法，其中藉由量測該至少一第一部分之位置及該至少一第二部分之位置及/或使用一繞射基礎量測(diffraction based measurement)判定該相對位移。
  11. 如請求項9之方法，其中該第一標記具有多個第一部分及該第二標記具有多個第二部分。
  12. 如請求項11之方法，其中該等第一部分與該等第二部分交錯(interlaced)。
  13. 如請求項9之方法，其中該經判定位置及該相對位移用以判定一投影系統誘發誤差，且該投影系統誘發誤差用以控制該基板之該第一層或一另外層、或一另外基板之任一層之定位。
  14. 一種用於判定參照一基板之一特徵之一位置的方法，該方法包含： 獲得該特徵之一經量測位置，其中該特徵經組態以實現該基板之定位； 接收該特徵之一預期置放(intended placement )； 基於參照一第一層之一第一參考特徵相對於參照一第二層之一第二參考特徵的一相對位置的知識而判定一置放誤差之一估計，其中該置放誤差為該特徵之該預期置放與一實際置放之間的差，其中該第一層及該第二層在一基板上；且使用該置放誤差之該估計及該特徵之該經量測位置判定用於該特徵之一更新位置。
  15. 如請求項14之方法，其中該特徵位於該第一層或該第二層上。
  16. 如請求項14之方法，其中該特徵在具有該第一層及該第二層之一基板之一層上，且該特徵在不同於該第一層及該第二層之一層上。
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