TW202032286A - 用於度量衡最佳化之方法 - Google Patents

用於度量衡最佳化之方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202032286A
TW202032286A TW108147296A TW108147296A TW202032286A TW 202032286 A TW202032286 A TW 202032286A TW 108147296 A TW108147296 A TW 108147296A TW 108147296 A TW108147296 A TW 108147296A TW 202032286 A TW202032286 A TW 202032286A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
metrology
substrate
measurements
measurement
program
Prior art date
Application number
TW108147296A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI783197B (zh
Inventor
薩米 烏爾 拉赫曼
艾納諾斯堤斯 柴特瑪司
瑟爾吉 塔拉賓
納馬拉 艾略特 葛雷德 麥克
保羅 克利絲丁安 希尼
Original Assignee
荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
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 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 filed Critical 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
Publication of TW202032286A publication Critical patent/TW202032286A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI783197B publication Critical patent/TWI783197B/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70625—Dimensions, e.g. line width, critical dimension [CD], profile, sidewall angle or edge roughness
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/705—Modelling or simulating from physical phenomena up to complete wafer processes or whole workflow in wafer productions
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/70516—Calibration of components of the microlithographic apparatus, e.g. light sources, addressable masks or detectors
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps

Abstract

本發明提供一種用以計算一度量衡程序之一模型的方法，該方法包括：接收一半導體程序之一參數的眾多SEM量測；接收一半導體程序之該參數的眾多光學量測；判定一度量衡程序之一模型，其中使用一迴歸演算法將半導體程序之該參數的該等光學量測映射至該半導體程序之該參數的該等SEM量測。

Description

用於度量衡最佳化之方法
本說明書係關於用以判定程序之參數(諸如疊對、臨界尺寸或焦點)例如以在基板上產生一圖案及判定哪一經判定參數可用以設計、監控、調整等與處理相關之一或多個變數的方法及裝置。
微影裝置為將所要圖案塗佈至基板上(通常塗佈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)或經設計為功能性的其他器件之製造中。在彼情況下，圖案化器件(其替代地被稱作光罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於經設計為功能性的器件之個別層上的電路圖案。此圖案可轉印至基板(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。已知微影裝置包括：所謂的步進器，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；及所謂的掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射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。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。
製造諸如半導體器件之器件通常涉及使用數個製造程序來處理基板(例如半導體晶圓)以形成該等器件之各種特徵且常常形成多個層。通常使用例如沈積、微影、蝕刻、化學機械拋光及離子植入來製造及處理此類層及/或特徵。可在基板上之複數個晶粒上製作多個器件，且接著將該等器件分離成個別器件。此器件製造程序可被視為圖案化程序。圖案化程序涉及圖案轉印步驟，諸如使用微影裝置之光學及/或奈米壓印微影，以在基板上提供圖案且通常但(視情況)涉及一或多個相關圖案處理步驟，諸如藉由顯影裝置之抗蝕劑顯影、使用烘烤工具烘烤基板、藉由蝕刻裝置蝕刻圖案等等。另外，在圖案化程序中涉及一或多個度量衡程序。
在圖案化程序期間在各種步驟下使用度量衡程序以監控及/或控制該程序。舉例而言，度量衡程序用以量測基板之一或多個特性，諸如在圖案化程序期間形成於基板上之特徵之相對部位(例如，對齊、疊對、對準等)或尺寸(例如，線寬、臨界尺寸(CD)、厚度等)，使得(例如)可自該一或多個特性判定圖案化程序之效能。若一或多個特性係不可接受的(例如，在特性之預定範圍之外)，則可(例如)基於該一或多個特性之量測而設計或變更圖案化程序之一或多個變數使得藉由圖案化程序製造之基板具有可接受的特性。
幾十年來，隨著微影及其他圖案化程序技術之改進，功能元件之尺寸已不斷地減小，而每器件功能元件(諸如電晶體)之量已穩定地增加。同時，對在疊對、臨界尺寸(CD)等方面之準確度要求已變得愈來愈嚴格。勢必將在圖案化程序中產生誤差，諸如疊對之誤差、CD之誤差等。舉例而言，可自光學像差、圖案化器件加熱、圖案化器件誤差及/或基板加熱產生成像誤差，且可依據(例如)疊對、CD等來特徵化成像誤差。另外或替代地，可將誤差引入圖案化程序之其他部分中，諸如引入蝕刻、顯影、烘烤等中，且類似地可依據(例如)疊對、CD等來特徵化該等誤差。該誤差可造成在器件之運行方面之問題，包括器件運行之故障，或運行器件之一或多個電氣問題。因此，需要能夠表徵一或多個此等誤差且採取步驟以設計、修改、控制等等圖案化程序以減少或最小化此等誤差中之一或多者。
在一態樣中，提供一種用以計算一度量衡程序之一模型的方法，該方法包含：接收一半導體程序之一參數的眾多SEM量測；接收一半導體程序之該參數的眾多光學量測；判定一度量衡程序之一模型，其中使用一迴歸演算法將半導體程序之該參數的該等光學量測映射至該半導體程序之該參數的該等SEM量測。
在一態樣中，提供一種方法，其包含：接收半導體程序之一參數的一量測；接收用以產生一度量衡程序之一模型的一組量測；評估一半導體程序之該參數的該量測與用以產生一度量衡程序之一模型的該組量測之一統計表示之間的一距離；及若該半導體程序之該參數的該量測與該統計表示之間的該距離大於一臨限值，則擴增用以產生一度量衡程序之該模型的該組量測。
在一實施例中，提供一種系統，其包含：一硬體處理器系統；及一非暫時性電腦可讀儲存媒體，其經組態以儲存機器可讀指令，其中該等機器可讀指令在經執行時促使該硬體處理器系統執行如本文中所描述之一方法。
在詳細地描述實施例之前，有指導性的是呈現可供實施實施例之實例環境。
圖1示意性地描繪微影裝置LA。該裝置包含： 一照明系統(照明器) IL，其經組態以調節輻射光束B (例如UV輻射或DUV輻射)；
支撐結構(例如光罩台) MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如光罩) MA，且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該圖案化器件之第一定位器PM；
基板台(例如，晶圓台) WT，其經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓) W，且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該基板之第二定位器PW；及
投影系統(例如，折射投影透鏡系統) PS，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C (例如，包含一或多個晶粒)上，該投影系統支撐於參考框架(RF)上。
照明系統可包括用於導向、塑形或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
支撐結構以視圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如圖案化器件是否經固持於真空環境中)而定的方式來支撐圖案化器件。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化器件。支撐結構可為例如框架或台，其可視需要而固定或可移動。支撐結構可確保圖案化器件(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」之任何使用與更一般術語「圖案化器件」同義。
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基板之目標部分中賦予圖案的任何器件。在一實施例中，圖案化器件為可用以在輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中產生圖案的任何器件。應注意，舉例而言，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂輔助特徵，則該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所產生之器件(諸如積體電路)中的特定功能層。
該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、交變相移及衰減式相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例採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。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。
本文中所使用之術語「投影系統」應經廣泛地解釋為涵蓋適於所使用之曝光輻射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。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用可與更一般術語「投影系統」同義。
投影系統PS具有可非均一且可影響成像於基板W上之圖案之光學傳遞函數。對於非偏振輻射，此類影響可由兩個純量映射極佳地描述，該兩個純量映射描述作為其光瞳平面中之位置的函數而射出投影系統PS之輻射的透射(變跡)及相對相位(像差)。可將可被稱作透射映射及相對相位映像之此等純量映射表達為基底函數之全集之線性組合。一特別適宜的集為任尼克(Zernike)多項式，其形成單位圓上所定義之一組正交多項式。每一純量映射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測定純量映射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。
透射映射及相對相位映射係場及系統相依的。亦即，一般而言，各投影系統PS將針對各場點(亦即針對其影像平面中之各空間位置)具有不同任尼克展開式。可藉由將例如來自投影系統PS之物件平面(亦即，圖案化器件MA之平面)中之類點源之輻射投影通過投影系統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。剪切干涉計為共同路徑干涉計，且因此，有利地，無需次級參考光束來量測波前。剪切干涉計可包含投影系統(亦即，基板台WT)之影像平面中的繞射光柵(例如二維柵格)及經配置以偵測與投影系統PS之光瞳平面共軛之平面中之干涉圖案的偵測器。干涉圖案與輻射之相位相對於在剪切方向上的光瞳平面中之座標的導數相關。偵測器可包含感測元件陣列，諸如，電荷耦合器件(CCD)。
微影裝置之投影系統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)來增強波前判定之準確度。可在繞射光柵之平面中及在垂直於量測之掃描方向的方向上執行步進。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(例如)來自投影系統PS之物件平面(亦即，圖案化器件MA之平面)中之類點源之輻射投影通過投影系統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)。可使用與用於量測波前以判定像差之偵測器相同的偵測器。
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AM，該調整機構經組態以調整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)。為達成此情形，調整機構可操作來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。該投影系統可具有座標系統，其中該投影系統之光軸在z方向上延伸。調整機構可操作以進行以下各者之任何組合：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藉由圍繞在x及/或y方向上之軸線旋轉在垂直於光軸之平面之外進行，但對於非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/或高頻形狀(例如自由形式非球面)。可例如藉由使用一或多個致動器以對光學元件之一或多個側施加力及/或藉由使用一或多個加熱元件以加熱光學元件之一或多個選定區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)。當設計用於微影裝置LA之圖案化器件(例如，光罩) MA時，可使用投影系統PS之透射映射。使用計算微影技術，圖案化器件MA可經設計以至少部分地校正變跡。
如此處所描繪，裝置屬於透射類型(例如，採用透射光罩)。替代地，該裝置可屬於反射類型(例如，採用如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列，或採用反射光罩)。
微影裝置可屬於具有兩個(雙載物台)或多於兩個台(例如，兩個或多於兩個基板台WTa、WTb、兩個或多於兩個圖案化器件台、在無專用於(例如)促進量測及/或清潔等之基板的情況下在投影系統下方之基板台WTa及台WTb)之類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，或可對一或多個台實施預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。舉例而言，可進行使用對準感測器AS之對準量測及/或使用位階感測器LS之位階(高度、傾角等等)量測。
微影裝置亦可屬於以下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對高折射率之液體覆蓋，例如由水覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸潤液體施加至微影裝置中之其他空間，例如圖案化器件與投影系統之間的空間。浸潤技術在此項技術中為吾人所熟知用於增加投影系統之數值孔徑。本文中所使用之術語「浸潤」並不意謂諸如基板之結構必須浸沒於液體中，而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。
參考圖1，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，源與微影裝置可為分離實體。在此情況下，不認為源形成微影裝置之部分，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，源可為微影裝置之整體部件。源SO及照明器IL連同光束傳遞系統BD (在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包含經組態以調整輻射光束之角強度分佈之調整器AD。一般而言，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈之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可包含各種其他組件，諸如積光器IN及聚光器CO。照明器可用於調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要之均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於固持在支撐結構(例如，光罩台) MT上之圖案化器件(例如，光罩) MA上，且係由圖案化器件圖案化。在已橫穿圖案化器件MA之情況下，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，該投影系統PS將光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器IF (例如，干涉量測器件、線性編碼器、2-D編碼器或電容性感測器)，可準確地移動基板台WT，例如，以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。類似地，例如在自光罩庫機械擷取之後，或在掃描期間，可使用第一定位器PM及另一位置感測器(圖1中未明確描繪)以相對於輻射光束B之路徑準確地定位圖案化器件MA。一般而言，可憑藉形成第一定位器PM之部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現支撐結構MT之移動。類似地，可使用形成第二定位器PW之部分之長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT之移動。在步進器(相對於掃描器)之情況下，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。儘管如所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。類似地，在多於一個晶粒被提供於圖案化器件MA上之情形中，圖案化器件對準標記可位於該等晶粒之間。
所描繪裝置可用於以下模式中之至少一者中：
1. 在步進模式中，在將被賦予至輻射光束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方向及/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的目標部分C之大小。
2. 在掃描模式下，掃描同步地支撐結構MT及基板台WT，同時將賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之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，支撐結構MT保持基本上靜止以固持可程式化圖案化器件，且在將賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上的同時移動或掃描基板台WT。在此模式中，一般而言，採用脈衝式輻射源，且在基板台WT之各移動之後或掃描期間的連續輻射脈衝之間根據需要更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於使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。
亦可採用對上文所描述之使用模式之組合及/或變體或完全不同的使用模式。
如圖2所展示，微影裝置LA可形成微影單元LC (有時亦被稱作微影製造單元或叢集)之部件，微影單元LC亦包括用以對基板執行曝光前程序及曝光後程序之裝置。習知地，此等裝置包括用以沈積一或多個抗蝕劑層之一或多個旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之一或多個顯影器DE、一或多個冷卻板CH及/或一或多個烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取一或多個基板，將其在不同程序裝置之間移動且將其遞送至微影裝置之裝載匣LB。常常被集體地稱作塗佈顯影系統之此等裝置係在塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下，塗佈顯影系統控制單元TCU自身受到監督控制系統SCS控制，監督控制系統SCS亦經由微影控制單元LACU而控制微影裝置。因此，不同裝置可經操作以使產出率及處理效率最大化。
為了正確地且一致地曝光由微影裝置曝光之基板，需要檢測經曝光基板以量測或判定一或多個屬性，諸如疊對(其可(例如)在上覆層中之結構之間，或在同一層中之已藉由(例如)雙重圖案化程序分離地提供至該層之結構之間)、線厚度、臨界尺寸(CD)、焦點偏移、材料屬性等。因此，微影製造單元LC位於其中之製造設施通常亦包括度量衡系統MET，度量衡系統MET收納已在微影製造單元中經處理之基板W中的一些或全部。度量衡系統MET可為微影製造單元LC之部件，例如，其可為微影裝置LA之部件。
可將度量衡結果直接地或間接地提供至監督控制系統SCS。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光(尤其在可足夠迅速且快速完成檢測使得該批次之一或多個其他基板仍待曝光的情況下)及/或經曝光之基板之後續曝光進行調整。又，已曝光之基板可被剝離及重工以改良良率，或被捨棄，藉此避免對已知有疵點之基板執行進一步處理。在基板之僅一些目標部分有缺陷之情況下，可僅對良好的彼等目標部分執行另外曝光。
在度量衡系統MET內，度量衡裝置用以判定基板之一或多個屬性，且尤其判定不同基板之一或多個屬性如何變化或同一基板之不同層在不同層間如何變化。度量衡裝置可整合至微影裝置LA或微影製造單元LC中，或可為單機器件。為了實現快速量測，需要使度量衡裝置緊接在曝光之後量測經曝光抗蝕劑層中之一或多個屬性。然而，抗蝕劑中之潛影具有低對比度-在已曝光至輻射之抗蝕劑之部分與尚未曝光至輻射之抗蝕劑之部分之間僅存在極小折射率差-且並非所有度量衡裝置皆具有足夠敏感度以進行潛影之有用量測。因此，可在曝光後烘烤步驟(PEB)之後進行量測，曝光後烘烤步驟通常為對經曝光之基板進行之第一步驟且增加抗蝕劑之經曝光之部分與未經曝光之部分之間的對比度。在此階段，抗蝕劑中之影像可被稱作半潛像。亦有可能對經顯影抗蝕劑影像進行量測-此時已移除抗蝕劑之經曝光部分或未經曝光部分-或在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後對經顯影光阻影像進行量測。後者可能性限制重工有缺陷基板之可能性，但仍可提供有用資訊。
為了實現度量衡，可在基板上提供一或多個目標。在一實施例中，目標經專門設計且可包含週期性結構。在一實施例中，目標為器件圖案之一部分，例如為器件圖案之週期性結構。在一實施例中，器件圖案為記憶體器件之週期性結構(例如，雙極電晶體(BPT)、位元線接點(BLC)等等結構)。
在一實施例中，基板上之目標可包含一或多個1-D週期性結構(例如，光柵)，其經印刷成使得在顯影之後，週期性結構特徵係由固體抗蝕劑線形成。在一實施例中，目標可包含一或多個2-D週期性結構(例如光柵)，其經印刷成使得在顯影之後，該一或多個週期性結構由抗蝕劑中之固體抗蝕劑導柱或通孔形成。長條、導柱或通孔可替代地經蝕刻至基板中(例如經蝕刻至基板上之一或多個層中)。
在一實施例中，圖案化程序之所關注參數中之一者為疊對。可使用暗場散射量測來量測疊對，其中阻擋零階繞射(對應於鏡面反射)，且僅處理高階。可在PCT專利申請公開案第WO 2009/078708號及第WO 2009/106279號中發現暗場度量衡之實例，該等專利申請公開案之全文係特此以引用之方式併入。美國專利申請公開案US2011-0027704、US2011-0043791及US2012-0242970中已描述該技術之進一步開發，該等專利申請公開案之全文係特此此以引用之方式併入。使用繞射階之暗場偵測的以繞射為基礎之疊對實現對較小目標之疊對量測。此等目標可小於照明光點且可由基板上之器件產品結構圍繞。在一實施例中，可在一次輻射俘獲中量測多個目標。
圖3A中示意性地展示適用於在實施例中用以量測例如疊對之度量衡裝置。圖3B中更詳細地說明目標T (包含諸如光柵之週期性結構)及繞射射線。度量衡裝置可為獨立器件，或併入於例如量測台處之微影裝置LA中或併入於微影單元LC中。貫穿裝置具有若干分枝之光軸係由點線O表示。在此裝置中，由輸出11 (例如，諸如雷射或氙氣燈之源，或連接至源之開口)發射之輻射係由包含透鏡12、14及物鏡16之光學系統經由稜鏡15而導向至基板W上。此等透鏡係以4F配置之雙重序列而配置。可使用不同透鏡配置，其限制條件為：該透鏡配置仍將基板影像提供至偵測器上。
在一實施例中，透鏡配置允許接取中間光瞳平面以用於空間頻率濾光。因此，可藉由定義在呈現基板平面之空間光譜之平面(此處被稱作(共軛)光瞳平面)中的空間強度分佈來選擇輻射入射於基板上之角度範圍。詳言之，此選擇可(例如)藉由在為物鏡光瞳平面之背向投影式影像之平面中在透鏡12與透鏡14之間插入合適形式之孔徑板13來進行。在所說明之實例中，孔徑板13具有不同形式(被標註為13N及13S)，從而允許選擇不同照明模式。本實例中之照明系統形成離軸照明模式。在第一照明模式中，孔徑板13N自僅出於描述起見而經指定為「北」之方向提供離軸照明。在第二照明模式中，孔徑板13S用以提供類似照明，但提供來自相反方向(標註為「南」)之照明。藉由使用不同孔徑，其他照明模式為可能的。光瞳平面之其餘部分理想地暗，此係因為所要照明模式外部之任何不必要輻射可干涉所要量測信號。
如圖3B所展示，目標T經置放為使得基板W實質上垂直於物鏡16之光軸O。與軸線O成一角度而照射於目標T上之照明射線I引起一個零階射線(實線0)及兩個一階射線(點鏈線+1及雙點鏈點線-1)。在運用填充過度之小目標T的情況下，此等射線僅僅為覆蓋包括度量衡目標T及其他特徵之基板區域的許多平行射線中之一者。因為板13中之孔徑具有有限寬度(為接納有用量之輻射所必要)，所以入射射線I事實上將佔據一角度範圍，且繞射射線0及+1/-1將稍微散開。根據小目標之點散佈函數，各階+1及-1將跨越角度範圍進一步散佈，而非如所展示之單個理想射線。應注意，週期性結構間距及照明角度可經設計或經調整成使得進入物鏡之一階射線與中心光軸緊密地對準。圖3A及圖3B中所說明之射線被展示為稍微離軸，以純粹地使其能夠在圖解中被較容易地被區分。由基板W上之目標繞射的至少0階及+1階係由物鏡16收集，且被導向回穿過稜鏡15。
返回至圖3A，藉由指明被標註為北(N)及南(S)之完全相反孔徑來說明第一照明模式及第二照明模式兩者。當入射射線I係來自光軸之北側時，亦即，當使用孔徑板13N來應用第一照明模式時，被標註為+1(N)之+1繞射射線進入物鏡16。相比之下，當使用孔徑板13S應用第二照明模式時，-1繞射射線(經標註為-1(S))為進入透鏡16之繞射射線。因此，在一實施例中，藉由在某些條件下量測目標兩次(例如在使目標旋轉或改變照明模式或改變成像模式以分別獲得-1繞射階強度及+1繞射階強度之後)來獲得量測結果。針對給定目標比較此等強度會提供該目標中之不對稱性之量測，且該目標中之不對稱性可用作微影程序之參數，例如疊對之指示符。在上文所描述之情形下，改變照明模式。
光束分裂器17將繞射光束劃分成兩個量測分支。在第一量測分支中，光學系統18使用零階繞射光束及一階繞射光束而在第一感測器19 (例如，CCD或CMOS感測器)上形成目標之繞射光譜(光瞳平面影像)。每一繞射階射中感測器上之不同點，使得影像處理可比較及對比若干階。由感測器19俘獲之光瞳平面影像可用於聚焦度量衡裝置及/或正規化強度量測。光瞳平面影像亦可用於諸如重建構之其他量測目的，如下文進一步所描述。
在第二量測分支中，光學系統20、22在感測器23(例如，CCD或CMOS感測器)上形成基板W上之目標之影像。在第二量測分支中，將孔徑光闌21提供於與物鏡16之光瞳平面共軛之平面中。孔徑光闌21用以阻擋零階繞射光束以使得形成於感測器23上之目標的影像由-1或+1一階光束形成。將關於由感測器19及23量測之影像的資料輸出至處理器及控制器PU，處理器及控制器PU之功能將取決於正被執行之量測之特定類型。應注意，此處在廣泛意義上使用術語「影像」。若僅存在-1階及+1階中之一者，則將不形成如此的週期性結構特徵(例如，光柵線)之影像。
圖3中所展示之孔徑板13及光闌21之特定形式純粹為實例。在另一實施例中，使用目標之同軸照明，且使用具有離軸孔徑之孔徑光闌以將實質上僅一個一階繞射輻射傳遞至感測器。在另外其他實施例中，代替一階光束或除了一階光束以外，在量測中亦可使用二階光束、三階光束及高階光束(圖3中未展示)。
為了使照明可適應於此等不同類型之量測，孔徑板13可包含圍繞一盤碟而形成之數個孔徑圖案，該盤碟旋轉以使所要圖案處於適當位置。應注意，使用孔徑板13N或13S以量測在一個方向(取決於設置而為X或Y)上定向之目標的週期性結構。為了量測正交週期性結構，可能實施達90°及270°之目標旋轉。在圖3C及圖3D中展示不同孔徑板。圖3C說明離軸照明模式之另外兩個類型。在圖3C之第一照明模式中，孔徑板13E提供來自僅出於描述起見而相對於先前所描述之「北」指定為「東」之方向的離軸照明。在圖3C之第二照明模式中，孔徑板13W用以提供類似照明，但提供來自被標註為「西」之相對方向的照明。圖3D說明離軸照明模式之另外兩種類型。在圖3D之第一照明模式中，孔徑板13NW提供來自經指明為如先前所描述之「北」及「西」之方向的離軸照明。在第二照明模式中，孔徑板13SE用以提供類似照明，但提供來自被標註為如先前所描述之「南」及「東」之相對方向的照明。舉例而言，上文所提及之先前公開之專利申請公開案中描述裝置之此等及眾多其他變體及應用的使用。
圖4描繪形成於基板上之實例複合度量衡目標T。該複合目標包含緊密定位在一起之四個週期性結構(在此情況下，為光柵) 32、33、34、35。在一實施例中，可使週期性結構佈局小於量測光點(亦即週期性結構佈局填充過度)。因此，在一實施例中，週期性結構足夠緊密地定位在一起，以使得其均在由度量衡裝置之照明光束形成之量測光點31內。在彼情況下，四個週期性結構因此均同時經照明且同時成像於感測器19及感測器23上。在專用於疊對量測之實例中，週期性結構32、33、34、35自身為由疊對週期性結構形成之複合週期性結構(例如，複合光柵)，亦即，週期性結構在形成於基板W上之器件之不同層中被圖案化且使得一個層中之至少一個週期性結構與不同層中之至少一個週期性結構疊對。此類目標之外部尺寸可在20 µm×20 µm內或在16 µm×16 µm內。另外，所有週期性結構用以量測一特定層對之間的疊對。為了促進目標能夠量測多於單一層對，週期性結構32、33、34、35可具有經不同偏置之疊對偏移，以便促進經形成有複合週期性結構之不同部分的不同層之間的疊對之量測。因此，用於基板上之目標之所有週期性結構將用以量測一對層，且用於基板上之另一相同目標之所有週期性結構將用以量測另一對層，其中不同偏置促進區分該等層對。
返回至圖4A，週期性結構32、33、34、35亦可在其定向方面不同(如所展示)，以便使入射輻射在X方向及Y方向上繞射。在一個實例中，週期性結構32及34為分別具有+d、-d之偏置之X方向週期性結構。週期性結構33及35可為分別具有偏移+d及-d之Y方向週期性結構。雖然說明四個週期性結構，但另一實施例可包括更大矩陣以獲得所要準確度。舉例而言，九個複合週期性結構之3×3陣列可具有偏置-4d、-3d、-2d、-d、0、+d、+2d、+3d、+4d。可在由感測器23俘獲之影像中鑑定此等週期性結構之分離影像。
圖5展示在使用來自圖3D之孔徑板13NW或13SE的情況下在圖3之裝置中使用圖4之目標而可形成於感測器23上且由感測器23偵測的影像之實例。雖然感測器19不能解析不同個別週期性結構32至35，但感測器23可解析不同個別週期性結構32至35。暗矩形表示感測器上之影像場，在該影像場內，基板上之經照明光點31成像至對應圓形區域41中。在此場內，矩形區域42至45表示週期性結構32至35之影像。並非定位於切割道中或除了定位於切割道中以外，目標亦可定位於器件產品特徵當中。若週期性結構位於器件產品區域中，則在此影像場之周邊中亦可看見器件特徵。處理器及控制器PU使用圖案識別來處理此等影像以鑑定週期性結構32至35之分離影像42至45。以此方式，影像並不必須在感測器框架內之特定部位處極精確地對準，此情形極大地改良量測裝置整體上之產出率。
一旦已經鑑定週期性結構之分離影像，就可例如藉由對鑑定區域內之選定像素強度值求平均值或求和而量測彼等個別影像之強度。可將影像之強度及/或其他屬性彼此相比較。可組合此等結果以量測微影程序之不同參數。疊對效能為此參數之實例。
在一實施例中，圖案化程序之所關注參數中之一者為特徵寬度(例如CD)。圖6描繪可實現特徵寬度判定之高度示意性實例度量衡裝置(例如，散射計)。其包含將輻射投影至基板W上之寬頻帶(白光)輻射投影儀2。重新導向之輻射傳遞至光譜儀偵測器4，該光譜儀偵測器量測鏡面反射輻射之光譜10 (強度依據波長而變化)，如例如在左下方的曲線圖中所展示。根據此資料，可藉由處理器PU，例如藉由嚴密耦合波分析及非線性迴歸或藉由與圖6之右下方所展示之經模擬光譜庫的比較來重建構導致偵測到之光譜的結構或剖面。一般而言，對於重建構，結構之一般形式為吾人所知，且根據供製造結構之程序之知識來假定一些變數，從而僅留下結構之少許變數以自經量測資料予以判定。此度量衡裝置可經組態為正入射度量衡裝置或斜入度量衡裝置。此外，除了藉由重建構進行參數之量測以外，角度解析散射量測亦有用於產品及/或抗蝕劑圖案中之特徵之不對稱性量測。不對稱性量測之一特定應用係針對疊對之量測，其中目標包含疊置於另一組週期性特徵上的一組週期性特徵。舉例而言，美國專利申請公開案US2006-066855中描述以此方式之不對稱性量測之概念，該專利申請公開案以其全文併入本文中。
隨著半導體器件變得愈來愈小，半導體器件製造程序之效果變得與所述器件之缺陷來源愈來愈相關。此導致度量衡程序之較高不確定度，此係因為由程序變化所引起的器件缺陷呈現為度量衡方法之妨害。然而，基於光學方法(諸如基於繞射(DBO)或基於影像(IBO))之度量衡似乎對於達到其固有速度及準確度的高量製造係較佳解決方案。光學度量衡工具需要不定期校正或最佳化，此係因為度量衡工具特定誤差(諸如工具漂移)導致過時度量衡測定設計方法(recipe)，亦即度量衡工具之偏振、波長、孔徑、晶圓旋轉、及/或任何其他參數的選擇。應用所述校正之傳統方式係運用基於SEM之工具(其量測諸如具有準確度之臨界尺寸(CD)的器件特性)進行度量衡。此類型度量衡之主要問題為其固有的緩慢，此使得基於SEM之度量衡並不適合於高量製造。
此外，小型化情況亦出現過多的器件設計，半導體器件變得愈來愈特殊應用。對於度量衡，此意謂眾多度量衡測定設計方法經設計用於各種器件及應用。鑒於度量衡工具之問題(諸如漂移)，持續校準度量衡測定設計方法變得麻煩。大約已知的解決方案涉及度量衡方法之機器學習模型化。此類實例描述於公開案WO2016086138、US公開案US20160313551或歐洲專利申請案EP 17203287中，該等案全文特此以引用的方式併入。
本發明之目的係提供一種光學度量衡方法，其包含使用SEM量測來訓練度量衡方法之模型。在一實施例中，半導體程序之參數為臨界尺寸(CD)。用以計算度量衡程序之模型的方法包含在圖7A之步驟701處接收半導體程序之參數的眾多SEM量測。在此步驟處，對包含器件的多種晶圓執行SEM量測，需要針對該等器件更新及最佳化度量衡測定設計方法。步驟702描繪如運用SEM工具所量測的相同器件及/或目標之量測，但在此情況下該等量測係運用光學度量衡工具執行。在一實施例中，該等量測係自圖3之感測器19獲得，亦即光瞳量測。因此，步驟702提供接收半導體程序之參數的眾多光學量測。另外，在步驟703處，判定度量衡程序之模型，其中使用迴歸演算法將半導體程序之參數的光學量測映射至半導體程序之SEM量測。此步驟允許使用作為輸入的SEM量測來形成光學構件之度量衡的模型。在一實施例中，全部此等量測經執行為度量衡程序之校準步驟。
圖7A之眾多資料可分組為各種資料集，且在判定圖7A中描繪之模型時之不同階段處進一步使用此等集中之每一者。在一實施例中，該等SEM量測及/或該等光學量測形成一組量測。在另一實施例中，該組量測包含一訓練集或一驗證集或一測試集。訓練集為用以基於機器學習演算法產生模型的集。在產生模型時之驗證步驟處，使用驗證集。測試集為與模型之結果相比較的集。
本發明之目的係提供一方法至光學度量衡程序中所需要的測定設計方法。該方法包含如圖7B中所描繪的步驟701B，其中在多種目標上使用光學度量衡工具獲得量測集，例如一組量測，如圖8A、圖8B及/或圖9中所描繪。在另一步驟702B中，獲得一組量測，此組量測用以產生度量衡程序之模型。此類模型允許CD量測，且其允許形成在高製造程序中所需要的度量衡測定設計方法。在步驟703B中，獲得半導體程序之參數的量測與用以產生度量衡程序之模型的一組量測之統計表示之間的距離。在步驟703B處，比較度量衡步驟之漂移與度量衡程序之模型的預測。若此距離大於臨限值(藉由度量衡程序中所需要的準確度指示的臨限值)，則在步驟704B處擴增用以產生度量衡程序之模型的該組量測且重新訓練新的模型。新的模型保證光學度量衡程序之量測在所述度量衡程序之所需準確度內執行。在一實施例中，擴增步驟保留先前使用之一組量測。
用於獲得圖7A及/或圖7B中所描述的多組量測的目標可分佈於實驗設計(DOE)晶圓上。此類晶圓常規地用於度量衡程序之離線校準。DOE晶圓之缺點係可不在大量度量衡程序期間使用校準的事實，此係因為眾多SEM量測將不可接受地減緩大量環境中所需要的度量衡程序。
因此且本發明之目的係提供適合於獲得圖7A及/或圖7B中描繪之方法所必要的一組量測的目標。在一實施例中，在圖8A中描繪目標8000。目標8000由相等寬度之線空間光柵(801A及802A相同)組成，光柵具有間距800。用於此類目標之工作循環為50%。在一實施例中，在圖8B中描繪目標8000'。目標8000'由不同寬度之線空間光柵組成。此類目標之工作循環為例如10%，其中元件802B小於元件800之50%或其中元件802B大於元件800之50%。目標8000及8000'僅僅為適合於在圖7A及/或圖7B中描述的度量衡方法的目標之實例。舉例而言，在切割道中形成包含不同工作循環之分佈的此類目標之組合。
另外，藉由類似於8000或8000'的目標之各種組合形成的叢集分佈於晶圓上，如圖9中進一步描繪。目標8000或8000'之叢集的分佈可如此以提供對半導體程序之其他瞭解。在一實施例中，叢集901環繞晶圓等距地分佈，因此允許整個晶圓之量測。叢集902環繞晶圓之邊緣分佈，因此允許邊緣效應之量測。叢集903主要分佈在晶圓的中心，因此允許特定針對於晶圓中心的效應之量測。在一實施例中，每一組叢集可針對在圖7A及/或圖7B中描繪之方法之步驟中必要的不同組量測。以此方式，吾人可能夠獲得特定針對於晶圓之不同部分的度量衡程序之模型。
參看圖10，展示電腦系統3900。電腦系統3900包括用於傳達資訊之匯流排3902或其他通信機構，及與匯流排3902耦接以用於處理資訊之處理器3904 (或多個處理器3904及3905)。電腦系統3900亦包括耦接至匯流排3902以用於儲存待由處理器3904執行之資訊及指令的主記憶體3906，諸如隨機存取記憶體(RAM)或其他動態儲存器件。主記憶體3906亦可用於在待由處理器3904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3900進一步包括耦接至匯流排3902以用於儲存用於處理器3904之靜態資訊及指令的唯讀記憶體(ROM) 3908或其他靜態儲存器件。提供諸如磁碟或光碟之儲存器件3910，且儲存器件3910耦接至匯流排3902以用於儲存資訊及指令。
電腦系統3900可經由匯流排3902耦接至用於向電腦使用者顯示資訊之顯示器3912，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3914耦接至匯流排3902以用於將資訊及命令選擇傳達至處理器3904。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3904且用於控制顯示器3912上之游標移動的游標控制件3916，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(例如，x)及第二軸(例如，y))上之兩個自由度，從而允許該器件指定平面中之位置。觸控面板(螢幕)顯示器亦可被用作輸入器件。
電腦系統3900可適合於回應於處理器3904執行主記憶體3906中含有之一或多個指令之一或多個序列而充當本文中之處理單元。可將此等指令自另一電腦可讀媒體(諸如儲存器件3910)讀取至主記憶體3906中。主記憶體3906中含有之指令序列之執行促使處理器3904執行本文中所描述之程序。多處理配置中之一或多個處理器亦可用於執行主記憶體3906中含有之指令序列。在替代實施例中，硬連線電路可替代軟體指令或與軟體指令組合使用。因此，實施例不限於硬體電路與軟體之任何特定組合。
如本文所使用之術語「電腦可讀媒體」指代參與將指令提供至處理器3904以供執行之任何媒體。此媒體可呈許多形式，包括但不限於非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。舉例而言，非揮發性媒體包括光碟或磁碟，諸如儲存器件3910。揮發性媒體包括動態記憶體，諸如主記憶體3906。傳輸媒體包括同軸纜線、銅線及光纖，包括包含匯流排3902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)資料通信期間所產生之聲波或光波。電腦可讀媒體之常見形式包括(例如)軟性磁碟、可撓性磁碟、硬碟、磁帶、任何其他磁媒體、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、如下文所描述之載波，或可供電腦讀取之任何其他媒體。
各種形式之電腦可讀媒體可涉及將一或多個指令之一或多個序列攜載至處理器3904以供執行。舉例而言，初始地可將該等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來發送指令。在電腦系統3900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將資料轉換成紅外線信號。耦接至匯流排3902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3902上。匯流排3902將資料攜載至主記憶體3906，處理器3904自該主記憶體擷取及執行指令。由主記憶體3906接收之指令可視情況在由處理器3904執行前或後儲存於儲存器件3910上。
電腦系統3900亦可包括耦接至匯流排3902之通信介面3918。通信介面3918提供對網路鏈路3920之雙向資料通信耦合，網路鏈路3920連接至區域網路3922。舉例而言，通信介面3918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3918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。在任何此實施中，通信介面3918發送且接收攜載表示各種類型之資訊之數位資料流的電信號、電磁信號或光學信號。
網路鏈路3920通常經由一或多個網路將資料通信提供至其他資料器件。舉例而言，網路鏈路3920可經由區域網路3922而向主電腦3924或向由網際網路服務提供者(ISP) 3926操作之資料裝備提供連接。ISP 3926隨後經由全球封包資料通信網路(現在通常被稱作「網際網路」3928)而提供資料通信服務。區域網路3922及網際網路3928兩者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3920上且經由通信介面3918之信號為輸送資訊的例示性形式之載波，該等信號將數位資料攜載至電腦系統3900且自電腦系統3900攜載數位資料。
電腦系統3900可經由網路、網路鏈路3920及通信介面3918發送訊息並接收資料，包括程式碼。在網際網路實例中，伺服器3930可經由網際網路3928、ISP 3926、區域網路3922及通信介面3918而傳輸用於應用程式之所請求程式碼。根據一或多個實施例，一個此類經下載應用程式提供如(例如)本文中所揭示之方法。所接收程式碼可在其被接收時由處理器3904執行，及/或儲存於儲存器件3910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3900可獲得呈載波形式之應用程式碼。
本發明之一實施例可採取以下各者之形式：電腦程式，其含有描述如本文中所揭示之方法之機器可讀指令的一或多個序列；或資料儲存媒體(例如半導體記憶體、磁碟或光碟)，其中儲存有此電腦程式。此外，可在兩個或多於兩個電腦程式中體現機器可讀指令。該兩個或多於兩個電腦程式可儲存於一或多個不同記憶體及/或資料儲存媒體上。
本文所描述之任何控制器可在一或多個電腦程式由位於微影裝置之至少一個組件內之一或多個電腦處理器讀取時各自或組合地可操作。控制器可各自或組合地具有用於接收、處理及發送信號之任何合適組態。一或多個處理器經組態以與該等控制器中之至少一者通信。舉例而言，每一控制器可包括用於執行包括用於上文所描述之方法之機器可讀指令的電腦程式之一或多個處理器。控制器可包括用於儲存此類電腦程式之資料儲存媒體，及/或用以收納此媒體之硬體。因此，該等控制器可根據一或多個電腦程式之機器可讀指令而操作。
儘管在本文中可特定地參考度量衡裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之度量衡裝置及程序可具有其他應用，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、平板顯示器、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)、度量衡工具及/或一或多個各種其他工具中處理本文中所提及之基板。在適用情況下，可將本文中之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。此外，可將基板處理多於一次，(例如)以便產生多層IC，使得本文所使用之術語「基板」亦可指已經含有多個經處理層之基板。
儘管在上文可已特定地參考在光學微影之內容背景中之本發明之實施例的使用，但應理解，本發明可用於其他應用 (例如，奈米壓印微影)中，且在內容背景允許的情況下不限於光學微影。在奈米壓印微影之情況下，圖案化器件為壓印模板或模具。
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(例如具有為或為約365 nm、355 nm、248 nm、193 nm、157 nm或126 nm之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如具有在5 nm至20 nm之範圍內之波長)，以及粒子束，諸如離子束或電子束。
術語「透鏡」在內容背景允許的情況下可指各種類型之光學組件中之任一者或組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
本文中對超越或超過臨限值之參考可包括具有低於特定值或低於或等於特定值之某物、具有高於特定值或高於或等於特定值之某物、基於(例如)參數而排名高於或低於其他某物(通過(例如)分類)的某物，等等。
本文中對校正誤差或誤差之校正之參考包括消除誤差或將誤差減小至容許範圍內。
如本文中所使用，術語「最佳化(optimizing及optimization)」係指或意謂調整微影裝置、圖案化程序等，使得微影或圖案化處理之結果及/或程序具有更好所需特性，諸如設計佈局投影於基板上的較高準確度、較大程序窗等。因此，如本文中所使用之術語「最佳化(optimizing及optimization)」係指或意謂鑑定用於一或多個變數之一或多個值的程序，該一或多個值相比於用於彼等一或多個變數之初始的一組一或多個值提供在至少一個相關度量方面的改良，例如局部最佳。因此，「最佳」及其他相關術語應予以解釋。在一實施例中，最佳化步驟可反覆應用，以提供一或多個度量之進一步改良。
在一系統之最佳化程序中，可將該系統或程序之優值(figure of merit)表示為成本函數。最佳化程序歸結為尋找最佳化(例如，最小化或最大化)成本函數之系統或程序之一組參數(設計變數)的程序。成本函數可取決於最佳化之目標而具有任何適合的形式。舉例而言，成本函數可為系統或程序之某些特性(評估點)相對於此等特性之預期值(例如理想值)之偏差的加權均方根(RMS)；成本函數亦可為此等偏差之最大值(亦即，最差偏差)。本文中之術語「評估點」應被廣泛地解譯為包括系統或程序之任何特性。歸因於系統或程序之實施的實務性，系統之設計變數可限於有限範圍及/或可相互相依。在微影裝置或圖案化程序之情況下，約束常常與硬體之物理屬性及特性(諸如，可調諧範圍及/或圖案化器件可製造性設計規則)相關聯，且評估點可包括基板上之抗蝕劑影像上之實體點，以及諸如劑量及聚焦之非物理特性。
雖然上文已描述本發明之具體實施例，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。舉例而言，本發明可呈含有描述如上文所揭示之方法之機器可讀指令之一或多個序列之電腦程式或其中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)形式。
在方塊圖中，所說明之組件被描繪為離散功能區塊，但實施例不限於本文中所描述之功能性如所說明一般來組織的系統。由組件中之每一者所提供之功能性可由軟體或硬體模組提供，該等模組以與目前所描繪之方式不同的方式來組織，例如此類軟體或硬體可經摻和、結合、複寫、分解、分佈(例如在資料中心內或按地區)，或另外以不同方式組織。本文中所描述之功能性可由執行儲存於有形的、非暫時性機器可讀媒體上之程式碼之一或多個電腦的一或多個處理器提供。在一些情況下，第三方內容遞送網路可主控經由網路傳達之資訊中的一些或全部，在此情況下，在據稱供應或以另外方式提供資訊(例如，內容)之情況下，可藉由發送指令以自內容遞送網路擷取彼資訊提供該資訊。
除非另外特定陳述，否則如自論述顯而易見，應瞭解，貫穿本說明書，利用諸如「處理」、「計算(computing/calculating)」、「判定」或其類似者之術語的論述係指諸如專用電腦或類似專用電子處理/計算器件之特定裝置的動作或程序。
讀者應瞭解，本申請案描述若干發明。申請人已將此等發明分組成單一文件，而非將彼等發明分離成多個經隔離專利申請案，此係因為該等發明之相關主題可在應用程序中有助於經濟發展。但不應合併此等發明之相異優點及態樣。在一些情況下，實施例解決本文中所提及之所有不足，但應理解，該等發明係獨立地有用，且一些實施例僅解決此等問題之子集或提供其他未經提及之益處，該等益處對於檢閱本發明之熟習此項技術者將顯而易見。歸因於成本約束，目前可能不主張本文中所揭示之一些發明，且可在稍後申請案(諸如，接續申請案或藉由修正本發明技術方案)中主張該等發明。類似地，歸因於空間限制，本文件之[發明摘要]及[發明內容]章節皆不應視為含有所有此等發明之全面列舉或此等發明之所有態樣。
應理解，本說明書及圖式並不意欲將本發明限於所揭示之特定形式，而正相反，本發明意欲涵蓋屬於如由所附申請專利範圍所界定之本發明之精神及範疇的所有修改、等效物及替代方案。
鑒於本說明書，本發明之各種態樣之修改及替代實施例將對於熟習此項技術者而言顯而易見。因此，本說明書及圖式應被理解為僅為說明性的且係出於教示熟習此項技術者進行本發明之一般方式之目的。應理解，本文中所展示及描述之本發明之形式應被視為實施例之實例。元件及材料可替代本文中所說明及描述之元件及材料，部分及程序可被反轉或被省略，可獨立利用某些特徵，且可組合實施例或實施例之特徵，此皆如對熟習此項技術者在獲得本發明之本說明書之益處之後將顯而易見的。在不背離如在以下申請專利範圍中所描述之本發明之精神及範圍的情況下，可對本文中所描述之元件作出改變。本文中所使用之標題僅為達成組織性目的，且不意欲用以限制本說明書之範疇。
如貫穿本申請案所使用，詞「可」係在許可之意義(亦即，意謂有可能)而非強制性之意義(亦即，意謂必須)予以使用。詞「包括(include/including/includes)」及其類似者意謂包括但不限於。如貫穿本申請案所使用，單數形式「a/an/the」包括複數個參照物，除非內容另有明確地指示。因此，例如，對「一(an或a)」元件之參考包括兩個或多於兩個元件之組合，但會針對一或多個元件使用其他術語及片語，諸如「一或多個」。除非另有指示，否則術語「或」係非獨占式的，亦即，涵蓋「及」與「或」兩者。描述條件關係之術語，例如「回應於X，而Y」、「在X後，即Y」、「若X，則Y」、「當X時，Y」及其類似者涵蓋因果關係，其中前提為必要的因果條件，前提為充分的因果條件，或前提為結果的貢獻因果條件，例如「在條件Y獲得後，即出現狀態X」對於「僅在Y後，才出現X」及「在Y及Z後，即出現X」為通用的。此等條件關係不限於即刻遵循前提而獲得之結果，此係由於可延遲一些結果，且在條件陳述中，前提連接至其結果，例如，前提係與出現結果之可能性相關。除非另有指示，否則複數個屬性或功能經映射至複數個物件(例如，執行步驟A、B、C及D之一或多個處理器)之陳述涵蓋所有此等屬性或功能經映射至所有此等物件及屬性或功能之子集經映射至屬性或功能之子集兩者(例如，所有處理器各自執行步驟A至D，及其中處理器1執行步驟A，處理器2執行步驟B及步驟C之一部分，且處理器3執行步驟C之一部分及步驟D之情況)。另外，除非另外指示，否則一個值或動作係「基於」另一條件或值之陳述涵蓋條件或值為單獨因數之情況及條件或值為複數個因數當中之一個因數之情況兩者。除非另外指示，否則某一集合之「各」個例具有某一屬性的陳述不應被理解為排除更大集合中之一些另外相同或類似成員不具有該屬性的情況，亦即，各不一定意味著每一及每個。
在某些美國專利、美國專利申請案或其他材料(例如論文)已經以引用方式併入之情況下，此等美國專利、美國專利申請案及其他材料之文字僅在此材料與本文中所闡述之陳述及圖式之間不存在衝突之情況下以引用之方式併入。在存在此類衝突之情況下，在此類以引用方式併入的美國專利、美國專利申請案及其他材料中之任何此類衝突文字並不特定地以引用方式併入本文中。
以上描述意欲為說明性，而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之精神及範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
2:寬頻帶(白光)輻射投影儀 4:光譜儀偵測器 10:光譜 11:輸出 12:透鏡 13:孔徑板 13E:孔徑板 13N:孔徑板 13NW:孔徑板 13S:孔徑板 13SE:孔徑板 14:透鏡 15:稜鏡 16:物鏡 17:光束分裂器 18:光學系統 19:第一感測器 20:光學系統 21:孔徑光闌 22:光學系統 23:感測器 31:量測光點 32:週期性結構 33:週期性結構 34:週期性結構 35:週期性結構 41:圓形區域 42:矩形區域 43:矩形區域 44:矩形區域 45:矩形區域 701:步驟 701B:步驟 702:步驟 702B:步驟 703:步驟 703B:步驟 704B:步驟 800:間距/元件 801A:線空間光柵 802A:線空間光柵 802B:元件 901:叢集 902:叢集 903:叢集 3900:電腦系統 3902:匯流排 3904:處理器 3905:處理器 3906:主記憶體 3908:唯讀記憶體(ROM) 3910:儲存器件 3912:顯示器 3914:輸入器件 3916:游標控制件 3918:通信介面 3920:網路鏈路 3922:區域網路 3924:主電腦 3926:網際網路服務提供者(ISP) 3928:網際網路 3930:伺服器 8000:目標 8000':目標 AD:調整器 AM:調整機構 AS:對準感測器 B:輻射光束 BD:光束遞送系統 BK:烘烤板 C:目標部分 CH:冷卻板 CO:聚光器 DE:顯影器 IF:位置感測器 IL:照明系統/照明器 IN:積光器 I/O1:輸入/輸出埠 I/O2:輸入/輸出埠 LA:微影裝置 LACU:微影控制單元 LB:裝載匣 LC:微影單元/微影製造單元 LS:位階感測器 MA:圖案化器件 MET:度量衡系統 MT:支撐結構/光罩台 M1:圖案化器件對準標記 M2:圖案化器件對準標記 N:北 O:點線/光軸 PM:第一定位器 PS:投影系統 PU:處理器及控制器 PW:第二定位器 P1:基板對準標記 P2:基板對準標記 RF:參考框架 RO:機器人 S:南 SC:旋塗器 SCS:監督控制系統 SO:源 T:目標 TCU:塗佈顯影系統控制單元 W:基板 WTa:基板台 WTb:基板台
現在將參考附圖而僅作為實例來描述實施例，在該等圖式中： 圖1示意性地描繪微影裝置之一實施例； 圖2示意性地描繪微影製造單元或微影叢集之實施例； 圖3A為用於使用提供某些照明模式之第一對照明孔徑來量測根據一實施例之目標的量測裝置之示意圖； 圖3B為用於給定照明方向之目標的繞射光譜之示意性細節； 圖3C為在使用量測裝置以用於以繞射為基礎之疊對量測時提供另外照明模式之第二對照明孔徑之示意性說明； 圖3D為在使用量測裝置以用於以繞射為基礎之疊對量測時提供另外照明模式的組合第一對孔徑與第二對孔徑之第三對照明孔徑的示意性說明； 圖4示意性地描繪基板上之多重週期性結構(例如，多重光柵)目標之形式及量測光點之輪廓； 圖5示意性地描繪圖3之裝置中獲得的圖4之目標的影像； 圖6示意性地描繪實例度量衡裝置及度量衡技術； 圖7A示意性地描繪度量衡方法之步驟； 圖7B示意性地描繪另一度量衡方法之步驟； 圖8A描繪適合於圖7A及圖7B中所描述之方法的目標； 圖8B描繪適合於圖7A及圖7B中所描述之方法的目標； 圖9描繪圖8A及圖8B中所描述的目標之晶圓上的各種分佈。 圖10示意性地描繪可實施本發明之實施例之電腦系統。
901:叢集
902:叢集
903:叢集

Claims (5)

  1. 一種用以計算一度量衡程序之一模型的方法，其包含 接收一半導體程序之一參數的眾多SEM量測， 接收一半導體程序之該參數的眾多光學量測， 判定一度量衡程序之一模型，其中 使用一迴歸演算法將半導體程序之該參數的該等光學量測映射至該半導體程序之該參數的該等SEM量測。
  2. 如請求項1之方法，其中 該等SEM量測及/或該等光學量測形成一組量測。
  3. 如請求項2之方法，其中 該組量測包含一訓練集或一驗證集或一測試集。
  4. 一種方法，其包含 接收半導體程序之一參數的一量測， 接收用以產生一度量衡程序之一模型的一組量測， 評估一半導體程序之該參數的該量測與用以產生一度量衡程序之一模型的該組量測之一統計表示之間的一距離，及 若該半導體程序之該參數的該量測與該統計表示之間的該距離大於一臨限值，則擴增用以產生一度量衡程序之該模型的該組量測。
  5. 如請求項4之方法，其中 該擴增步驟保留先前使用之一組量測。
TW108147296A 2018-12-31 2019-12-24 用於度量衡最佳化之方法 TWI783197B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862787204P 2018-12-31 2018-12-31
US62/787,204 2018-12-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202032286A true TW202032286A (zh) 2020-09-01
TWI783197B TWI783197B (zh) 2022-11-11

Family

ID=68987677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108147296A TWI783197B (zh) 2018-12-31 2019-12-24 用於度量衡最佳化之方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220082944A1 (zh)
TW (1) TWI783197B (zh)
WO (1) WO2020141049A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI825933B (zh) * 2021-08-26 2023-12-11 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 判定量測配方之方法及其相關設備

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7791727B2 (en) 2004-08-16 2010-09-07 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
NL1036245A1 (nl) 2007-12-17 2009-06-18 Asml Netherlands Bv Diffraction based overlay metrology tool and method of diffraction based overlay metrology.
NL1036597A1 (nl) 2008-02-29 2009-09-01 Asml Netherlands Bv Metrology method and apparatus, lithographic apparatus, and device manufacturing method.
KR101429629B1 (ko) 2009-07-31 2014-08-12 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 계측 방법 및 장치, 리소그래피 시스템, 및 리소그래피 처리 셀
WO2011023517A1 (en) 2009-08-24 2011-03-03 Asml Netherlands B.V. Metrology method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and substrate comprising metrology targets
WO2012062501A1 (en) 2010-11-12 2012-05-18 Asml Netherlands B.V. Metrology method and apparatus, and device manufacturing method
US20130245985A1 (en) * 2012-03-14 2013-09-19 Kla-Tencor Corporation Calibration Of An Optical Metrology System For Critical Dimension Application Matching
EP3081143A4 (en) 2014-06-02 2018-02-28 Olympus Corporation Illumination device
KR102521159B1 (ko) 2014-11-25 2023-04-13 피디에프 솔루션즈, 인코포레이티드 반도체 제조 공정을 위한 개선된 공정 제어 기술
WO2019200015A1 (en) * 2018-04-10 2019-10-17 Lam Research Corporation Optical metrology in machine learning to characterize features

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI825933B (zh) * 2021-08-26 2023-12-11 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 判定量測配方之方法及其相關設備

Also Published As

Publication number Publication date
US20220082944A1 (en) 2022-03-17
WO2020141049A1 (en) 2020-07-09
TWI783197B (zh) 2022-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11733610B2 (en) Method and system to monitor a process apparatus
TWI721298B (zh) 度量衡方法及相關之電腦程式產品
US11506566B2 (en) Method of processing data, method of obtaining calibration data
TWI749355B (zh) 用於校正圖案化程序之度量衡資料之方法及相關的電腦程式產品
CN110998454A (zh) 用于确定图案化过程参数的方法
US10571363B2 (en) Method of determining an optimal focus height for a metrology apparatus
US20220404718A1 (en) Matching pupil determination
TWI712870B (zh) 最佳化度量衡製程之方法
US20230221652A1 (en) Process window based on failure rate
US20190214318A1 (en) Method and apparatus to monitor a process apparatus
TWI643028B (zh) 二維或三維形狀之階層式表示
US10585048B2 (en) Method of determining a value of a parameter of interest of a target formed by a patterning process
TWI783197B (zh) 用於度量衡最佳化之方法
US11016396B2 (en) Method, substrate and apparatus to measure performance of optical metrology
KR102665204B1 (ko) 매칭 퓨필 결정
WO2021130315A1 (en) Method of determining a value of a parameter of interest of a target formed by a patterning process
KR20240059632A (ko) 매칭 퓨필 결정