TWI245976B - Adaptive lithographic critical dimension enhancement - Google Patents

Description

1245976 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明一般而言係關於微影曝光之微影系統及方法。 、【先前技術】 應將如本文將使用的術語圖案化設備廣泛地理解成涉及 可用來將圖案化橫截面賦予入射光束之設備，該圖案化橫 截面對應於一待創建在基板之目樣部分中之圖案。術語光 閥亦可用於此本文中。通常，該圖案將對應於正被創建於 目標部分中的設備中之特定功能層，諸如積體電路或其它 設備（見下文）。此等圖案化設備之實例包括： (a)光罩：光罩之概念在微影術中已為人所熟知，且其包 括諸如二元型、交變相移型、及衰減相移型、以及各種混 合光罩類型之光罩類型。根據光罩上之圖案，將此光罩置 放於韓射光束中會導致對撞擊於該光罩上的輻射之選擇性 透射（在透射光罩之情況下）或反射（在反射光罩之情況 下）。在光罩之情況下，支撐結構將通常為光罩台，其確保 忒光罩可固定在入射輻射束中的所要位置處，且若需要， 該光罩可相對於光束移動； (b)可私式化鏡面陣列：此設備之一實例為具有一黏彈性 控制層及一反射表面之矩陣可定址表面。此裝置之基本原 理為（例如）：反射表面之定址區域將人射光反射為繞射光， 而非定址區域將入射光反射為非繞射光。使用適當的濾光 器’可將非繞射光自反射光束中渡出，僅留下繞射光；以 此方式’光束變得根據矩陣可定址表面之定址圖案加以圖 95882.doc 1245976 案化的。可使用適當的電子構件來執行所需之矩陣定址。 可自（例如）美國專利第US 5,296,891號及第US 5,523，193號 收集關於此種鏡面陣列之更多資訊，肖等專利係以引料 方式併入本文中。在可程式化鏡面陣列之情況下，該支持 結構可具體化為框牟痞△(與办丨 > ' 木次口（舉例而a)，其可固定的或可移動 的（視需要）；及 ⑷可程式化LCD陣列：在美國專利第us 5,229,872號中給 出了此構造之-實例，該專利係以引用的方式併入本文。 :上’支持結構在此情況下可具體化為框架或台(舉例而 言P其可為固定的或可移動的（視需要）。 為了簡單之目的’此本文之其餘部分可（在某些位置處） 使其自身具體地針對涉及光罩及光罩台之實例，·然而，在 如上文所闡述之圖案化設備的廣泛情形中，應瞭解在此等 1·月況下所响a之晋遍原理。同樣，在下文中可將投影系統 稱為”透鏡，、然而，應將此術語廣泛地理解為包含各種類 型的投影系統，例如包括折射光學系統、反射光學系統、 及反射折射混合系統。輻射系統亦可包括用於指引、成形 或控制輻射之投影光束的根據此等設計類型之任一類型而/ 運作之組件，且此等組件在下文中亦可（共同地或單獨地） 被稱為透鏡。 Μ影曝光裝置可用於（例如）積體電路（IC)的製造中。在此 情況下，圖案化設備可產生對應於IC之個別層之電路圖 木且此圖案可成影像於一已塗覆有一層輻射敏感材料（抗 蝕劑）之基板（矽晶圓）上的目標部分（例如包含一或多個曰 95882.doc 1245976 粒）上。通常，單一晶圓將含有相鄰目標部分之整個網路， 該等相鄰目標部分係經由投影系統接連地加以照射（一次 一個）。 在當前裝置中，使用藉由光罩臺上之光罩來圖案化，可 在兩種不同類型的機器之間產生區別。在微影曝光裝置之 一類型中’藉由一口氣將整個光罩圖案曝光至目標部分上 來照射每一目標部分；此裝置一般被稱為晶圓步進器。在 一般被稱為步進掃描裝置之替代裝置中，藉由在沿給定的 蒼考方向（’’掃描”方向）漸進地掃描投影光束下之光罩圖案 同日^平行或逆平行於此方向同步地掃描基板台來照射每一 目軚部分。因為投影系統通常將具有放大率因子Μ(通常 <1)，所以掃描基板台之速度ν將係掃描光罩台之速度的因 子Μ倍。自（例如）美國專利第6,〇46,792號可收集到關於如此 處所描述之微影設備的更多資訊，該專利係以引用的方式 併入本文中。 應注意的是微影裝置亦可為具有兩個或兩個以上基板台 (及/或兩個或兩個以上光罩台）之類型。在此多級設備中 亚行使用額外台，或可在—或多個臺上進行預備步驟同時 一或多個#它台正用於曝丨。在(例#)美國專利第 5,969,44 i號及W0觀咖號中描述了雙級微影裝置，該等 專利係以引用的方式併入本文中。 、 其中’微影系統用於製造積體電路(IC)。此等系統—般 用-微影曝光裝置及一晶圓執道裝置。該微影曝光二 組態以經由-照射投影光束來將主光罩（例如，光罩）上之: 95882.doc 1245976 路圖案投影或曝光至-♦晶圓基板層之—目標域上。投影 光束可包含不同類型電磁輻射，該等電磁輻射包括但不限 於，紫外線輻射（uv)及極端紫外線輻射（EUV)、以及粒子 束，諸如離子束或電子束。 通常，先前用輻射敏感材料（例如，抗蝕劑）來塗覆矽晶圓 層，該輻射敏感材料與碰撞的投影光束相互作用以將光罩 電路圖案之基本資料及特徵複寫至晶圓基板目標域上。通 苇單曰曰圓層將含有被接連照射的鄰近目標域之整個網 路。 §础微影曝光裝置分成通用的兩類··步進器工具及步進 知描工具。在步進器中，藉由即刻將整個光罩圖案曝光至 目h邛刀來照射母一目標部份。在步進掃描工具中，藉由 沿給定參考方向漸進地掃描投影光束下的光罩電路圖案同 時同步地掃描基板來照射每一目標部份。 無關於所使用之工具，在曝光處理之前可使基板經受多 種處理。例如，如上文所指示，曝光之前一般將用抗蝕劑 處理基板。同樣，曝光之前，可使基板經受清洗、蝕刻、 離子植入（例如，摻雜金屬化、氧化、化學機械研磨、上 底漆、抗蝕劑塗覆、軟烘焙處理、及量測處理。 亦可使基板經受一系列後曝光處理，諸如（舉例而言），後 曝光烘培（PEB)、顯影、硬烘焙、蝕刻、離子植入（例如， 換雜）、金屬化、氧化、化學機械研磨、清洗、及量測處理。 並且’若需要若干層（通常為此情況），則必須將整個程序或 其中之變體重複用於每一新層。 95882.doc 1245976 此等前及後曝光處理係由設計用於其各自目的之台或模 組來執行。使基板以預先確定之序列經受此等處理模組以 及微影曝光裝置處理。在此配置中，基板晶圓在預先指定 的處理路徑中订進以獲得由可循執之特定處理模組所提供 之服務。可監視、記錄、控制該處理路徑，並將其限制為 特定路徑。 如示意性地描述微影系統100之圖1A中所指示，晶圓執道 裝置104使微影曝光裝置102與一系列前曝光處理模組 104、106及後曝光處理模組104、1〇8互相連接。該等前及 後曝光處理模組104、106、108可為晶圓執道裝置外部的裝 置或晶圓執迢裝置内部的模組。為考慮到（acc〇mm〇dak)基 板在此等處理步驟間之轉移，晶圓執道裝置1〇4亦可包括介 面部件，該介面部件經組態以將晶圓基板傳送至微影曝光 裝置102、前處理裝置ι〇6、後處理裝置1〇8並自該等裝置傳 送晶圓基板，且在晶圓執道裝置1 〇4内部的各種處理模組之 間傳送晶圓基板。晶圓執道外部的前曝光處理1 〇6可包括 (例如）清洗、钮刻、離子植入（例如，播雜）、金屬化、氧化、 化學機械研磨、及量測裝置。晶圓執道1〇4内部的前曝光處 理模組可包括（例如）晶圓供給、抗蝕劑塗覆、量測、及軟烘 焙模組。晶圓執道1 〇4内部的後曝光處理可包括（例如）後曝 光烘培（PEB)、顯影、硬烘培、及量測模組。晶圓執道外部 的後曝光處理108可包括（例如）清洗、蝕刻、離子植入（例 如，摻雜）、金屬化、氧化、化學機械研磨、及量測裝置。 不必說，盡可能精確地複寫曝光於晶圓基板層之目標域 95882.doc -10- 1245976 上的圖案之特徵及基本資料彳艮重要。為此目的，為了描述 圖案之特徵及基本資料並建立品質及一致性之基準水平， 製造者通常指定屬性，可將屬性共同地認為是曝光圖案之 關键尺寸（CD)。CD可包括（例如）特徵之間的間隙、孔及/或 柱之X及/或γ直徑、孔及/或柱之橢圓率、特徵之面積、特 徵側壁角度、特徵頂部處之寬度、特徵中部處之寬度、特 徵底部處之寬度、及線邊緣粗糙度。 然而，在微影製造期間存在許多影響關鍵尺寸一致性 (CDU)亚損害曝光圖案之品質的活動。確實，沿晶圓軌道裝 置提供（service)並處理基板晶圓的前及後曝光處理（諸如 (舉例而言）後曝光烘焙（PEB)處理模組）對CDU中之變化有 幫助。此等變化可發生於目標域上、晶圓上、及晶圓之間， 並最終導致產率損失。 【發明内容】 如本文所具體化並廣泛描述的，與本發明之原理一致的 系統、裝置及方法提供使用一曝光裝置及一執道裝置之微 影系統中的CD—致性之改良。在一實施例中，本發明量測 由微影系統處理的基板之屬性，基於預先指定的CD準則來 评估處理過的基板CD是否一致且回應判定該等CD不一致 而基於量測到的CD屬性適應性地計算校正性曝光資料。校 正性曝光資料經組態以藉由調節微影系統之曝光裝置中的 曝光劑量來校正基板中之不一致。然後藉由微影系統之曝 光裝置根據校正性曝光資料來曝光基板。 雖然在本文中可特定參考根據本發明之裝置在1C製造中 95882.doc 1245976 之使用，但應明確瞭解此裝置具有許多其它可能的應用。 例如，可在積體光學系統、用於磁域記憶體的引導及偵測 圖案、液晶顯示面板、薄膜磁頭等等之製造中使用該裝置。 【實施方式】 ’ 如上文所指出，處理基板晶圓之過程對CDU中之變化有 幫助，該等變化消極地影響曝光圖案之品質及效能。此等 不—致性可能發生於目標域上、晶圓上、及晶圓之間。此 外，此等不一致性亦可端視多種因素而改變，諸如基板晶 圓行進之特定路徑、排程不規則等等。如下文更詳盡描述， 本發明涵蓋使用適應性CD增強過程之微影系統，藉此消除 此等變化及不一致性以提供可接受的CDU水平。此過程開 I 了關於微景夕系統之資訊（例如，晶圓軌道處理資料、度量 衡貧料、及/或基板晶圓歷史紀錄資料）以反覆地達到及維持 改良總CDU效能之最佳校正劑量偏移。 圖1A示意性地描述了根據本發明之一特定實施例之微影 系統100。系統100包括經組態以將圖案曝光至基板晶圓上 的微影曝光裝置102、及經組態以在各種前及後曝光處理模 組之間傳送基板晶圓之晶圓軌道裝置丨〇4。 圖1B提供了微影裝置1〇2之更詳盡的說明。如圖1β中所 导曰示’彳政影t置102包括輻射源la及用以提供投影光束pb 之輻射系統IL、具有用於固定光罩MA(例如主光罩）之光罩 固持1§的第一物件台（例如光罩台、及用於將光罩MA 之照射過的部分成影像於基板w之目標部分列如，包含 一或多個晶粒之目標部分）上的投影系統如透鏡）。如 95882.doc •12- 1245976 所述彳政影裝置i 02為透射類^j卩立g 通常該n t , Up具有透射光軍）。然而， "亦可為（舉例而言）反射類型（呈有 且，或者，驻罢1 土 b、啕夂射先罩） " 彳使用另-種圖案化設備，諸如如上文 所指不之類型的可程式化鏡面陣列。 上文 微影裝置102進一步包括呈右爾认门 靖覆…m:其固定基板W(例如經抗 台)Μ;之夕曰曰®)之基板固持器的第二物件台(例如，基板 源LA產生ϋ射光束，該輕射光束直接地或在已穿過諸如 光束放大器ΕΧ(舉例而言）之調節機制之後被饋入照明系统 (例如，照明器HL中。照明㈣可包含用於設定光束中的強 度分佈之外部或内部徑向範圍(一般地分別被稱為^外徑 及内徑）的調整機制ΑΜ。另外，照明器化將通常包含各種 其它組件，諸如積光器IN及聚光器C0。以此方式，撞擊在 光罩MA上之光束PB具有所要截面一致性及強度分佈。 關於圖1B應注意的是，源LA可在微影曝光裝置1〇2之外 殼之内（此通常是當源LA為汞燈（舉例而言）時的情況）。然 而’當在準分子雷射源的情況下，源LA亦可遠離裝置102。 在此情況下，藉由適當的引導鏡將遠離的輻射光束引導至 裝置102中。本發明及申請專利範圍包含此等情況之二者。 光束PBk後與固定於光罩台mt上之光罩MA交切。橫穿 光罩MA之後，光束pb通過透鏡pl，該透鏡pl將光束PB聚 焦於基板W之目標部分C上。借助於第二定位機件（及干涉 量測機件IF)，可精確移動基板台WT(例如，使得將不同目 標部分C定位在光束PB之路徑中）。同樣地，可使用第一定 95882.doc •13- 1245976 I機件=相對於光束PB路徑之方式來精確定位光罩叫例 光罩庫以機械方式取得光罩MA之後，或在掃描期 間）。 / —通常’物件台町、资之移動將借助於-長衝程模組（粗 疋位）及&衝程模組（精定位）來實現，該等長衝程模組及 衝知模、，且未在圖【中明確描述。然而，在晶圓步進器（與 步進掃描儀相對）的情況下，可僅將光罩台MT連接至-短 衝程致動器，或可將其固定。 祕影I置102可用於兩種不同模式中： _ (a) 步進杈式··保持光罩台MT基本上固定，且一口氣（意

即單火衝擊於目標部分(^上）投影整個光罩影像。然後，在X 及/或y方向上移動基板台WT，使得不同目標部分c可由光 束PB照射到；及 _ (b) 掃式：除了在單次衝擊中不曝光給定目標部分c 之外，基本上是相同的情況。光罩台MT改為可以速度v在 給定方向（所謂的”可能方向”，例如y方向）上移動，使得導 _ 致投影光束PB掃描光罩影像。與此同時，基板台WT同時以 速度V - Mv在相同或相反方向上移動，其中M為透鏡pLi 放大率（通常，M=l/4或1/5)。以此方式，可曝光相對大的目 標部分C而不必在解析度上妥協。 圖2示意性地描述了適應性cd增強過程2〇〇之一般發明 性概念’该增強過程根據本發明之一特定實施例而建構並 操作。如圖2中所指示，增強過程2〇〇由程序任務p2〇2開始， 該任務202基於關聯的初始曝光資訊經由微影曝光裝置1〇2 95882.doc -14- 1245976 曝光基板晶圓w。此關聯的初始資訊可包括前曝光晶圓量 測資料、初始曝光劑量需求、可包括晶圓w將行進之預先 指定路徑的晶圓軌道處理資料、及度量衡資料（例如，參見 圖4)。 根據初始曝光資訊曝光晶圓w之後，在程序任務？2〇4中 篁測曝光過的晶圓w之屬性。量測任務P2〇4 測及評估-系列晶圓屬性及與⑶一致性相關的：：因里 素，諸如整個基板之平均特徵尺寸、個別目標域之尺寸、 抗蝕劑之厚度、抗反射塗層之厚度、特徵之間的間隙、孔 及/或柱之X及/或γ直徑、孔及/或柱之橢圓率、特徵之面 積、特徵頂部處之寬《、特m中間纟之寬I、特徵底部處 之寬度、特徵側壁角度、線邊緣粗糙度等等（例如，參見圖 4)。此等量測可由掃描電子顯微鏡（SEM)、分光式橢圓儀、 反射計 '電線寬度量測（ELM)、聚焦離子束（FBI)、電子束、 原子力顯微鏡（AFM)、散射儀、缺陷檢測工具、覆蓋量測 工具等等來執行。 基於曝光過的晶圓W之量測屬性，過程2〇〇在程序任務 P206中判定該晶圓是否充分一致。cdu之充分性可基於複 數個衡量標準或預先指定的基本資料特性，諸如（舉例而 言）CD範圍、CD標準差、域間平均cd範圍。若晶圓w如由 相關的衡量標準所指定的那樣充分一致，則程序任務P212 對存稽的校正對應表庫320進行存檔及更新以指示在曝光 劑量偏移中無需改變且後來的晶圓將由現有的曝光資訊來 處理。 95882.doc -15- 1245976 另一方面，若晶圓W並非充分一致，則過程200前進至程 序任務P208，其中程序任務P208藉由產生校正性曝光劑量 偏移圖來適應性地補償CDU之缺乏。此校正對應表調節由 微影曝光裝置102所使用的曝光水平以校正晶圓界之 之變化。如圖2中所指示，此校正對應表係存檔或儲存於校 正對應表庫320中，以有助於後來晶圓的增強處理。 在程序任務210中，用儲存於與晶圓歷史紀錄相關之校正 對應表庫320中之最近的校正性曝光劑量偏移來曝光後來 的晶圓W。曝光之後，過程2〇〇返回程序任務p2〇4以量測用 為特定晶圓歷史紀錄而建立的校正性劑量偏移來曝光之後 來的晶圓W之屬性（例如，CD)。然後，過程2〇〇重複至程序 任務P206以判定晶圓W之屬性是否充分一致，且若不一 致，則為每一特定晶圓歷史紀錄條件而產生校正性曝光劑 量偏移的更新圖，其具有控制限制以最小化過度或不足的 校正。過程200持續進行此重複過程直至後來之曝光過的晶 圓W達到所要CDU基本資料。每次重複，用最近的、更新 的校正曝光劑量偏移來修正校正對應表庫32〇，使得一旦達 到所要的CDU基本資料，則將用相同之更新校正對應表來 曝光所有後來的晶圓。過程2〇〇將持續監視CDU並基於量測 結果來更新校正（視需要）。 藉由適應性地調整校正性曝光劑量偏移，過程2〇〇有效地 收斂於最佳校正性劑量偏移以消除晶圓w之變化及不一致 性，導致改良的CDU水平。另外，過程2〇〇持續監視隨時間 變化之CDU水平且將視需要來計算並實施劑量調整。 95882.doc -16- 1245976 立圖3提供了詳細說明上述本發明之某些特徵及態樣的示 ^〖生功此方塊圖。如圖3中所描述，適應性增強過程利 ^一曝光增強模組330、一校正對應表庫增強模組31〇、及 别述杈正對應表庫320。此等模組以適應性方式合作以達到 最佳校正性劑量偏移。 、曝光增強模組330係關於曝光功能之特徵及態樣且包括 远輯機制33 5’該邏輯機制335(如下文更詳盡描述）經組態以 提供監視、核對、及校正功能。校正對應表庫增強模組31〇 係關於與計算校正性曝光劑量偏移及產生與更新校正對應 表有關之特徵及態樣。 如由圖3之功能塊B3〇2所指示，自晶圓執道裝置1〇4取得 基板晶圓W，由微影曝光裝置丨02根據相關聯之曝光資訊對 其進行曝光，導致如由功能塊B308所指示的曝光後的w。 將曝光資訊提供給邏輯機制335並由邏輯機制335對其進行 處理。如上文所論述且由功能塊B3〇4&B3〇6所示，此資訊 可包括含有晶圓歷史紀錄之晶圓軌道處理資料、已用以處 理晶圓之模組及裝置、將用以在曝光之後處理晶圓之模組 及裝置、薄膜厚度、及度量衡資料。曝光資訊亦可包括前 曝光晶圓量測資料、初始曝光劑量需求、及類似的微影資 料。圖4A、4B中說明了前曝光度量衡資料之實例。 遴輯機制335使晶圓歷史紀錄、當前基板資料、及曝光資 訊與儲存於校正對應表庫32〇中之資訊相關以判定將用於 曝光裝置102中之相應劑量校正對應表。因為沒有先前校正 對應表可用，對於初始晶圓光而言，除非經由使用者 95882.doc -17- 1245976 對應表之變化 介面B310輸入，邏輯機制335不施加劑量校正MW。初始 晶圓曝光之後’邏輯機制335使晶圓處理歷史紀錄與相餘 正對應表㈣，更新校正性劑量偏移，且監視並驗證校正 如由功能塊B308及B312所指示，在根據相關聯的曝光資 訊曝光晶圓w之後’量測曝光後的晶圓w之屬性，評估 CDU’計算校正性劑量偏移，且產生此等偏移至校正對應 表中。 Μ 、如由功能塊Β3 12所指示，量測到的屬性包括晶圓w之⑶ 以及個別目標域之CD。如上所述，亦可量測關於cdu之其 它屬性，諸如（舉例而言）抗蝕劑之厚度、抗反射塗層之厚 度、特徵之間的間隙、孔之乂及γ直徑、€〇侧壁角度Y頂^ CD、中間CD、底部CD、線邊緣粗糙度等等。此等量測可 由掃描電子顯微鏡（SEM)、分光式橢圓儀、反射計、電線寬 度量測(ELM)、聚焦離子束(FIB)、電子束、原子力顯微鏡 (AFM)、散射儀、缺陷檢測工具、覆蓋量測工具等等來執 行0 一旦已量測到相關屬性，則做出評估以根據預先指定的 基本資料特性或衡量標準（諸如（舉例而言）CD範圍、標準 差、域間平均CD範圍）來判定晶圓及/或個別目標域是否充 分一致。若晶圓w並非充分一致，則計算校正性曝光劑量 偏移以校正晶圓W之CDU中之變化。如上所述，校正性曝 光劑量偏移調節由微影曝光裝置i 02所使用之曝光劑量水 平。 95882.doc -18- 1245976 如由功旎塊B3 14及B3 16所指示，在計算校正性曝光劑量 偏私％使用已知校正偏移來執行預備計算以判定基線增 鹰口子藉由以校正性曝光劑量偏移曝光晶圓…來判定用 於k私之增显因子，該校正曝光劑量偏移由功能塊⑴14中 已知量值之固定劑量偏移之範圍所替代。圖4C說明了如功 能塊B3 14所指示之典型劑量布局及範圍。

%在B315中量測所得晶圓w且計算每單位曝光劑量之cD

變化（增益因子）。圖4D說明了如功能塊B315所計算之每單 位曝光劑量之典型CD變化。對於初始重複而言，如由功能 塊B3 16所指不’藉由用設定為零的曝光劑量偏移來曝光一 具有特定歷史紀錄之晶圓來判定初始劑量對應表。圖处說 明了如功能塊B316所指示之具有設定為零的劑量偏移之典 型劑量布局，1圖仆說明了具有設定為零的劑量偏移之晶 圓W之CD結果。

Ik後，如功能塊B318中指$，使校正對應表與相應晶圓

W之歷史紀錄相關，並監視及確定校正對應表之任何變 匕另外將相關的且經確定的校正對應表儲存在校正對 應表庫320中。 如圖3中所指示，將對應於每一晶圓路徑的所儲存之校 對應表提供給邏輯機制335 ’如上所示，使晶圓處理路 相應的校正對應表相關’且更新用於每-晶圓W路徑以 正對應表。然後將此資訊提供給微影曝光裝置⑽，用以日 光後來的晶圓。 如上所述，適應性CD增強過程反覆以漸進地產生修^ 95882.doc -19- 1245976 的校正性曝光劑量偏移值且更新校正對應表庫直至評估曝 光後的晶圓W具有所要CDU，指示已獲得最佳校正性劑量 偏移。圖4G說明了一典型最佳校正劑量布局，該布局係在 兩次反覆之後於功能塊B308處俘獲，於功能塊312處量測且 圖4H說明了具有最佳校正劑量布局之晶圓w之cd的結 果。在彼時間點，以相同的更新校正對應表來曝光後來的 晶圓且持續監視處理過的晶圓。若CDU偏離所要CDU，則 該過程將識別此情況，計算改良的劑量校正對應表，並且 將改良的劑量校正對應表應用於曝光以不斷地維持最佳 CDU。如由功能塊B310所指示，使在此過程期間所搜集之 資料及所作之決定電子地及/或視覺地為使用者可用，以允 許手動或自動監視該系統。另外，功能塊扪⑺允許使用者 輸入資訊’並最優化本發明之應用。 以此方式’適應性方法收斂最佳的校正劑量偏移，監視 該過程’並隨時間之流逝校正過程中的變化。如此做，可 有效地校正目標域上、晶圓上、及晶圓之間發生的晶圓w 變化及不一致性以產生所要的CDU基本資料。 下列詳盡描述參看說明了與本發明相一致之例示性實施 例之Ik附圖式。其它貫施例係可能的且在不脫離本發明之 精神及範驁的情況下可對該等實施例作出修改。例如，下 文描述之實施例可改為用圖中說明之實體中之軟體、韌 體、及硬體的不同實施例來實施。同樣地，將在瞭解該等 實施例之修改及變化係可能的情況下描述本發明之操作及 1*生貝，給疋本文中所出現的細節程度。因而，下列詳盡描 95882.doc 1245976 述不意味或希望限制本發明，確切地說，本發明之範疇係 由附加之專利申請範圍來界定。 【圖式簡單說明】 圖1A為一微影系統之圖解說明； 圖1B為一微影投影裝置之圖解說明； 圖2為描述本發明之一實施例之高級流程圖； 圖3為描述本發明之一實施例之示意性功能方塊圖； 圖4A、4B說明了前曝光度量衡資料之實例； 圖4C、4D分別說明了用以判定用於過程之增益因子的典 型劑量布局及每單位劑量之相應晶圓CD變化； 圖4E、4F分別§兒明了劑量偏移設定為零的典型劑量布局 及晶圓C D之相應結果；且 圖4G、4H分別說明了典型最佳校正劑量布局及晶圓cD 之相應結果。 在該等圖中’相應參考符號指示相應部分。 【主要元件符號說明】 100 微影糸統 102 微影曝光裝置 104 晶圓軌道裝置 106 前曝光處理模組 108 後曝光處理模組 200 增強處理過程 310 校正對應表庫產生及更新增強模組 320 校正對應表庫 95882.doc 1245976 330 曝光增強模組 335 邏輯機制 AM 調整機制 C 目標部分 CD 關鍵尺寸 CO 聚光器 EX 光束放大 IF 干涉量測機件 IL 照明器 IN 積光器 LA 輻射源 MA 光罩 MT 光罩台 Pl5 P2 非目標部分 PB 投影光束 PL 投影系統/透鏡 R 主光罩 W 晶圓 WT 基板台 95882.doc -22

Claims (1)

1245976 十、申請專利範圍： 1 · 一種改良由一微影系統處理的基板之一致性之方法，該 微影系統具有用以曝光基板之曝光裝置'用以在曝光前 處理基板之前曝光裝置、及用以在曝光後處理基板之後 曝光裝置，該方法包含： 量測由該微影系統處理的基板之屬性； 基於預先指定的基板基本資料資訊來評估該等量測到 的基板屬性是否一致； 一經判定該等量測到的基板屬性不一致，便基於該等 畺則到的基板屬性來計算校正性曝光資料，該等校正性 本光資料起L組怨以藉由調節該微影系統之該曝光裝置中 的曝光劑量來校正該等基板屬性之不一致；及 根據該等校正性曝光資料曝光基板。 步包括將該等校正性曝光資料 如請求項1之方法，其進一 之集合儲存為校正對應表。

判疋曝光劑量增益因子， ϋ寻先前虚踩的I 4c > ^ ^處理的基板之歷史紀錄，

模組資訊、 該度量衡資訊、 一校正對應表相關聯於該處理 、該基板歷史紀錄、該曝光劑 95882..d〇c 1245976 因子 '及該等量測到的基板屬性中至少一項， 基於該處理模組資訊、兮疮s^ 、 貝孔4度®衡資訊、該基板歷史紀 錄、該曝光劑量增益因子、及該等量測到的基板屬性中 至少-項來反覆計算並更新該等校正性曝光資料， 其中該反覆的校正性曝光資料計算及更新持續進行直 至判定該等基板屬性為一致。 4·如請求項3之方法，其進一步包括， 猎由-邏輯機制監視並驗證該等校正對應表相關性， 及 藉由該邏輯機制與該等校正對應表、該處理模組資 訊、該度量衡資訊、該基板歷史紀錄、該曝光劑量增益 因子、及該等量測到的基板屬性中至少一項通訊。 5·如請求項4之方法，其進一步包括， 一經判定該等基板屬性一致，便藉由該邏輯機制監視 該等基板屬性，及 一經判定該等基板屬性不再一致，便藉由該邏輯機制 起始對校正性曝光資料計算及更新之調用。 6·如請求項3之方法，其中該處理模組資訊進一步包括與由 該前曝光裝置及該後曝光裝置之該特定裝置所處理的該 等基板之處理路徑相關聯的資料。 7·如請求項5之方法，其中由該邏輯機制來控制該反覆的校 正性曝光資料計算及更新、對該等基板屬性之該監視、 及對校正性曝光資料計算及更新之調用之該起始。 8·如請求項3之方法，其中該判定曝光劑量增益因子包括判 95882.doc 1245976 疋每單位曝光劑量在該等基板之該等量測屬性中的變 化。 9.如明求項7之方法，其進一步包括提供一使用者介面以傳 達相關於該曝光裝置、該前曝光裝置、該後曝光裝置、 该等权正對應表、該處理模組資訊、該度量衡資訊、該 基板歷史紀錄、該曝光劑量增益因子、該等量測到的基 板屬性、及該邏輯機制中至少一項之資訊。 10·如請求項2之方法，其進一步包括， 基於用於處理該等基板之該前曝光裝置及該後曝光裝 置之特定裝置及處理路徑之資訊而獲得處理模組資訊， 獲得包括與用於處理該等基板之該前曝光裝置及該後 曝光I置之該特定裝置相關聯的資訊之度量衡資訊， 判定曝光劑量增益因子，包括計算每單位曝光劑量在 該等基板之該等量測到的屬性中的變化， 獲得先前處理的基板之歷史紀錄， 使該等校正對應表中每一校正對應表相關聯於該處理 模組資訊' 該度量衡資訊、該基板歷史紀錄、該曝光劑 量增益因子、及該等量測到的基板屬性中至少一項， 基於該處理模組資訊、該度量衡資訊、該基板歷史紀 錄、該曝光劑量增益因子、及該等量測到的基板屬性中 至乂 項來反覆什异及更新該等校正性曝光資料，及 提供一邏輯機制， 其中一經判定該等基板屬性一致，該邏輯機制便監 視、控制、並使該反覆的校正性曝光資料計算及更新持 95882.doc 1245976 續進行直至判定該等基板屬性為一致，且 其令一經判定該等基板屬性不再一致，該邏輯機制便 起始對校正性曝光資料計算及更新的調用。 1 1 · ~種改良基板之一致性的微影系統，其包含： 經組態以曝光基板之曝光裝置； 經組態以在曝光之前處理基板的前曝光裝置； 以運作方式耦合至該曝光裝置及複數個處理模組之執 道裝置； 經組態以在曝光之後處理基板的後曝光裝置； 一經組態以量測該等基板之屬性之量測設備；及 一校正性曝光模組，一經判定該等基板不一致其便基 於該等量測到的屬性來計算校正性曝光資料， 其中該等校正性曝光資料經組態以藉由調節該曝光裝 置中的曝光劑量來校正該等基板中之不一致，且 其中根據該等校正性曝光資料由該曝光裝置來曝光該 寻基板。 12. 如請求項丨丨之系統，其中該等校正性曝光資料之集合係 作為校正對應表儲存在一校正對應表庫中。 13. 如請求項12之系統，其中該校正性曝光模組之校正性曝 光資料之該計算包括， 基於用於處理該等基板的該前曝光裝置及該後曝光裝 置之特定裝置之資訊而獲得處理模組資訊， 獲得包括與用於處理該等基板之該前曝光裝置及該後 曝光裝置之該特定裝置相關聯的資訊之度量衡資訊， 95882.doc 1245976 判定曝光劑量增益因子， 獲得先前處理的基板之歷史紀錄， 使該等校正對應表中每一校正對應表相關聯於該處理 模組資訊、該度量衡資訊、該基板歷史紀錄、該曝光劑 量增益因子、及該等量測到的基板屬性中至少一項， 基於該處理模組資訊、該度量衡資訊、該基板歷史紀 錄、該曝光劑量增益因子、及該等量測到的基板屬性中 至少一項來反覆計算及更新該等校正性曝光資料， 其中該反覆的校正性曝光資料計算及更新持續進行直 至判定該等基板屬性為一致。 14. 15. 16. 17. 如睛求項13之系統，其進一步包括一邏輯機制以監視並 驗證該等校正對應表相關性，該邏輯機制經組態以與該 等枚正對應表、該處理模組資訊、該度量衡資訊、該基 板歷史紀錄、該曝光劑量增益因子、及該等量測到的基 板屬性中至少一項通訊。 如请求項14之系統，其中一經判定該等基板屬性一致， α亥㉔輯機制便監視該等基板屬性，且一經判定該等基板 屬性不再一致，便起始對校正性曝光資料計算及更新之 調用。 如請求項13之系統，其中該處理模組資訊進一步包括與 由該前曝光裝置及該後曝光裝置之該特定裝置所處理的 該等基板之處理路徑相關聯的資料。 如請求項15之系統，其中由該邏輯機制來控制該反覆的 校正性曝光資料計算及更新、對該等基板屬性之該監 95882.doc 1245976 視、及對校正性曝光資料計算及更新之調用之該起始。 18·如清求項13之系統，其中該判定曝光劑量增益因子包括 判疋每單位曝光劑量在該等基板之該等量測到的屬性中 之變化。 明求項1 7之糸統’其進一步包括一使用者介面以傳達 相關於該曝光裝置、該前曝光裝置、該後曝光裝置、該 等权正對應表、該處理模組資訊、該度量衡資訊、該基 板歷史紀錄、該曝光劑量增益因子、該等量測到的基板 屬性、及該邏輯機制中至少一項之資訊。 2〇·如請求項12之系統，其中對該校正性曝光模組之校正性 曝光資料之該適應性計算包括， 基於用於處理該等基板的該前曝光裝置及該後曝光裝 置的特定裝置及處理路徑之資訊而獲得處理模組資訊， 獲得包括與用於處理該等基板的該前曝光裝置及該後 曝光裝置之該特定裝置相關聯之資訊的度量衡資訊， 判定曝光劑量增益因子，包括計算每單位曝光劑量在 該等基板之該等量測到的屬性中之變化， 獲得先前處理過的基板之歷史紀錄， 使該等校正對應表中每一校正對應表相關聯於該處理 模組資訊、該度量衡資訊、該基板歷史紀錄、該曝光劑 量增益因子、及該等量測到的基板屬性中至少一項， 基於該處理模組資訊、該度量衡資訊、該基板歷史紀 錄、該曝光劑量增益因子、及該等量測到的基板屬性中 至少一項來反覆計算並更新該等校正性曝光資料，及 95882.doc 1245976 提供一邏輯機制， 、其中一經判定該等基板屬性一致，該邏輯機制便監 硯、控制、並使該反覆的校正性曝光資料計算及更新持 續進行直至判定該等基板屬性為一致，且 其中一經判定該等基板屬性不再一致，該邏輯機制便 起始對校正性曝光資料計算及更新的調用。 21· ~種電腦可讀程式儲存設備，其編碼有指令，在由一電 腦執行時，該電腦可讀程式儲存設備執行一改良由一微 影系統所處理的基板之一致性的過程，該微影系統具有 用以曝光基板之曝光裝置、用以在曝光前處理基板之前 曝光裝置、及用以在曝光後處理基板之後曝光裝置，該 過程包含： 量測由該微影系統處理的基板之屬性； 基於預先指定之基板基本資料資訊來評估該等量測到 的基板屬性是否一致； 經判定該等量測到的基板屬性不一致，便基於該等 Ϊ測到的基板屬性來計算校正性曝光資料，該等校正性 曝光資料經組態以藉由調節該微影系統之該曝光裝置中 之曝光劑量來校正該等基板屬性之不一致；及 根據該等校正性曝光資料來曝光基板。 22·如請求項21之電腦可讀程式儲存設備，其進一步包括將 該等校正性曝光資料之集合儲存為校正對應表。 23·如請求項22之電腦可讀程式儲存設備，其中對校正性曝 光貧料之該計算包括， 95882.doc 1245976 基於用於處理該等基板的該前曝光裝置及該後曝光裝 置之知·定裝置之資訊而獲得處理模組資訊， u亍^括與用於處理該等基板之該前曝光裝置及該後 曝光裝置之該特定裝置相關聯的資訊之度量衡資訊， 判定曝光劑量增益因子， 獲知先前處理過的基板之歷史紀錄， / 吏該等校正對應表之每—校正對應表相關聯於該處理 m ' ft度量„訊、該基板歷史紀錄、該曝光劑 罝增盈因子、及該等量測到的基板屬性中至少一項， 基於該處理模組資訊、該度量 ^ ^ 及反里衡貝汛、該基板歷史紀 錄、該曝光劑量增益因子、月 s U于及違寺Ϊ測到的基板屬性中 至少-項來反覆計算並更新該等校正性曝光資料， 其中該反覆的校正性曝光資料計算及更新持續進行直 至判定該等基板屬性為一致。 24. 如請求項23之電腦可讀程式儲存設備，其進一步包括， 藉由-邏輯機制監視並驗證該等校正對應表相關性， 及 藉由該邏輯機制與該等校 對應表、泫處理模組資 δΚ、该度篁衡資訊、該基g # 史紀錄、該曝光劑量增益 因子、及該等量測到的基板屬性中至少一項通訊。 25. 如請求項24之電腦可讀程式儲存設備，其進—步包括， 一經判定該等基板屬性一鉍 , ，便由該邏輯機制監視該 等基板屬性，及 一經判定該等基板屬性不再一 冉致，便由該邏輯機制起 95882.doc 1245976 始對彳父正性曝光資料計算及更新的調用。 •如清求項23之電腦可讀程式儲存設備，其中該處理模組 貝訊進一步包括與由該前曝光裝置及該後曝光裝置之該 寸疋衣置所處理的该等基板之處理路徑相關聯的資料。 27·如明求項25之電腦可讀程式儲存設備，其中由該邏輯機 制來控制該反覆的校正性曝光資料計算及更新、對該等 基板屬性之該監視、及對校正性曝光資料計算及更新之 調用之該起始。 28·如凊求項23之電腦可讀程式儲存設備，其中該判定曝光 Μ里增盈因子包括判定每單位曝光劑量在該等基板之該 等量測到的屬性中之變化。 29.如凊求項27之電腦可讀程式儲存設備，其進一步包括提 供-使用者介面以傳達相關於該曝光裝置、該前曝光裝 置、該後曝光裝置、該等校正對應表、該處理模組資訊、 該度量衡資訊、該基板歷史紀錄、該曝光劑量增益因子、 該寻置測到的基板屬十生、及該邏輯機制中至少—項的資 訊° ' 3〇·如請求項22之電腦可讀程式儲存設備，其進—步包括， 基於用於處理該等基板之該前曝光裝置及該後曝光裝 置之特定裝置及處理路徑之資訊而獲得處理模組資訊， 獲得包括與用於處理該等基板之該前曝光裝置及該後 曝光裝置之該特^裝置相關聯的資訊之度量衡資訊， 判定曝光劑量增益因子，包衽 α 一 丁 匕括什异母早位曝光劑量在 該等基板之該等量測到的屬性中的變化， 95882.doc 1245976 獲得先前處理的基板之歷史紀錄， 使該等校正對應表中每_栌 一 杈正對應表相關聯於該處理 模組資訊、該度量衡資却 ^ 一 又里銜貝汛、该基板歷史紀錄、該曝光劑 罝增盃因子、及該等量測到的基板屬性中至少一項， 基於該處理模組資訊、該度量衡資訊、該基板歷史紀 錄、該曝光劑量增益因子、及該等量測到的基板屬性中 至少一項來反覆計算並更新該等校正性曝光資料，及 提供一邏輯機制，

其中一經判定該等基板屬性一致，該邏輯機制便監 視、控制、並使該反覆的校正性曝光資料計算及更新持 續進行直至判定該等基板屬性為一致，且 其中一經判定該等基板屬性不再一致，該邏輯機制便 起始對校正性曝光資料計算及更新的調用。

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