TWI335493B - Method of characterization, method of characterizing a process operation, and device manufacturing method - Google Patents

Description

5 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於特性化之方法、特性化一加工操作的方 法，及使用微影設備之裝置製造方法。 【先前技術】 微影設備為將所要圖案應用至基板之一目標區的機器。 微影設備可用於（例如）製造積體電路（1C)。在該情況下，可 使用諸如遮罩之圖案化結構來產生對應於ic之個別層的電 路圖案’且此圖案可成像至具有一賴射敏感材料（抗钱劑） 層之基板（例如’_晶圓）上之目標區上（例如，包含一或若 干日日粒之。卩刀）。般而言，單個基板將含有相繼曝光之相 鄰目標區之網路°已知微影設備包括所謂步進機，其中 藉由-次曝光-整個圖案至目標區上而照射每—目標區； 及所謂掃描器’其中藉由在一給定方向("掃描"方向)上經由 投影束掃描圖案的同時在平行或反平行於此反向上同步掃 描基板而照射每一目標區。 ,藉由微影製程製造典型裝置通常包括許多步驟之複數次 循％此等步驟可包括將基板塗覆有光敏材料（或另外，將 光敏材料應用至基板之—或多個表面）、將—轉投射至光 敏材料上、顯影光敏材料及加工基板(可包括將基板覆蓋一 新的材料層）。微影製程可能遇利問題之-為相繼層益法 精確成像於彼此頂部，使得存在所謂重疊誤差。為了避免 在已存在對組件效能有害之重疊誤差時繼續後續步驟，可 在每次循環後量測重疊誤差。若重疊誤差過大，則可移除 I09884.doc 6 1335493 最新一層且在進行下一步驟以前重複該步驟。 為使重疊誤差最小化，基板一般具備複數個參考標記以 使得在曝光#作以前可極精確地量測投影設備中基^臺上 之基板的位置。以此方式，因為微影設備中之基二、=前 應用之圖案化層及遮罩的位置係已知的，所以可使曝光操 作之準確度最大化。 多循％微影製程之另一問題是應用特定層及/或特定圖 案時可能發生的基板變形。變形包括（例如）局部三維變形、 參考標記變形（形狀或深度）或沉積於晶圓上之層性能及厚 度之變化。化學機械研磨（CMP)由於造成基板變形而聲名= 藉。藉由使用300 mm或更大直徑之基板晶圓，預期晶圓變 • 形將成為更重要的因素。為了使變形最小化，可能需要盡 可能使基板之整個面積上之加工均勻。基板晶圓變形可導 . 致晶圓成像中之誤差，從而導致需要重複特定操作。而且， 在藉由微影製造特定組件之製程的研發期間，該製程可經 φ 優化以使基板變形量最小化或至少保持在限度以内。減少 重疊誤差或由於基板變形導致之誤差，或至少在早期偵測 此等誤差可獲得改良之良率。 【發明内容】 根據本發明之一實施例，一種特性化對一其上具有複數 個參考標記之基板執行之加工操作的方法包含：為若干量 測％及每一場之若干量測位置量測在該基板上之位置；至 少基於該若干個量測場、該每一場之若干量測位置及若干 板型參數來計算估計變異數；及將該計算之估計變異數與 I09884.doc 7 71335493 -臨限值量相比較以判定該基板之一狀態。 其他實她例包括裝置製造方法及包括描述此等方法之機 器可執行指令組的資料儲存媒體。 【實施方式】 本發明之實施例包括改良良率之裝置製造方法。 u S本文中特定參考微影設備在製造IC中之使用，但是 C瞭解，本X中所描述之微影設備亦可具有其他應用，諸 如製k積體光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖 案液Ba顯示器（LCD)、薄臈磁頭等等。熟練的技術工人將 瞭解.在此等替代應用之情形下，可認為本文中術語"晶圓" 或"晶粒”之任何使用分別與更概括術語"基板"或"目標區" 同義。本文中所指之基板可於曝光之前或之後，利用一軌 跡（一種通常將一抗蝕劑層塗覆於基板上且使經曝光之抗 蝕劑顯影的工具）或度量或檢測工具加工。若適合，則可將 本文之揭示内容應用於該等及其他基板加工工具。此外， T不止次地加工基板（例如）以便產生一多層IC，使得本文 中所使用之術語"基板"亦可指已含有多個經加工的層的基 板。 本文所使用之術語"輻射"及"射束"涵蓋各種類型之電磁 輻射，包括紫外線（uv)輻射（例如，具有365 nm、248 nm、 193 nm、157 nm或126 nm之波長）及遠紫外線（EUV)輻射（例 如，波長範圍在5_20nm内），以及諸如離子束或電子束之粒 子束。 本文中所使用之術語"圖案化結構"應廣泛解譯為指可用 109884.doc 以將圖案賦予投影束之橫截 索66 έ士技 ％ 土你·心曰知&上產生圖 案的…構。應注意：賦予投影 板之目標區卡所要圖案。 賦凡王對應於基 對應於妒署由“ Χ而。，賦予投影束之圖案將 路。、、 於目標區中的特定功能層，例如積體電 例透射性的或反射性的，化構件之實 罩在微 W化鏡轉収可以化咖面板。遮 術中已為熟知，且包括諸如二^、《變相移型 二目移型之遮軍類型以及各種混合遮罩類型。可程 化鏡面陣列之__音办 ^ — t Η木用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面 母者可個別傾斜以便在；Ρ1古A L e 6 束，以.… # 乂便在不同方向上反射入射輻射 ' ’反射束得關案化。在圖案化結構之每一 二’支撑結構可為(例如)框架或台，其可視需要為固定 ㈣的且可確保圖案化構件(例如相 處於一所要位置。可料本文中術語”主光罩”或”遮軍^ 何使用與更概括之術語”圖案化結構，，係同義的。 本文中所使用之術語”投影系統"應廣泛地解譯為 用於（例如）所使用之曝光轄 ^ 飞。^如使用次沒流體或使用 糸:η目素的各種類型之投影系統，包括折射式光學 反射式光學系統及折反射式光學系統。可認為本文 術5吾透鏡，,之任何使用與更概括的術語•，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：導 與成形或控制投影㈣束之折射式、反射式及折 且在下文中亦可將此等組件全體或單個地稱為 I09884.doc 9 91335493 "透鏡”。 #影設備可為具有兩個(雙平臺)或更多基板台(及/或兩 個或兩個以i遮罩台)之類型。在此等"多平臺"機器中，可 平打使用額外卜或在使用-或多個台用於曝光時，可於 一或多個其他臺上執行預備操作。 、 微影設備亦可為-種其中基板浸沒於具有相對高的折射 率的液體（例如’纟）中以填充投影系統之最終元件與基板之 間的空間的類型。亦可將浸沒液體應用至微影設備中之其 他空間’例如遮罩與投影系統之第—組件之間。浸沒技術 在此項技術中是熟知的用以增加投影系統之數值孔後的技 術。 在歐'州專利公開案第Ep 0 794 465 A2號中，發明者發現 對於一微影方法之描述，其中自對選自一批之晶圓所進行 之重豐量測中得到一對準校正值且將該對準校正值用於曝 光相同或後續批之其他晶圓。 在美國專利申晴公開案第2002/012482 A1號中，發明者 發現一種用於在晶圓廠（fab)中製造且使用參考晶圓來判定 晶圓級配準效能之方法的描述。 在美國專利第5,252,414號中，發明者發現一種評估一抗 蝕劑塗層之方法的描述，其中將一第二抗蝕劑層塗覆於一 第一圖案化抗蝕劑層之頂部。該第一與該第二抗蝕劑層中 之圖案之間的重疊精確度給出抗蝕劑塗層之定量評估。 在美國專利第5,863,680號中，發明者發現一種裝置製造 方法之描述，其中使用有關早先加工層之間之重疊誤差及 109884.doc 1335493 曝光條件的資訊來校正後續11 圖1圖解騎根據本發明之—特定實 設備包含：- 倣〜叹備。該 明器）IL ’其用於提供投影

或EUV輕射）束PB; ⑼如UV 一第―切結構（例如，—遮罩台）Μτ， ::構(例如’-遮罩)™第-定位裝置。=: 於物。〇 PL精確定位圖案化結構； ， 如一塗基 =(例如，一晶圓臺)W T ’其用於固持-基板(例 如’塗覆抗餘劑之晶圓，且連接至第二定位裝置pw 於物品PL精確定位基板；及 一投影系統（例如’―反射式投影透鏡）pL，其用於辭 由圖案化結構難賦予投影束PB之圖案成像至基.板W之二 目標區C(例如，包含一或多個晶粒）上。 曰如此處所描綠’該設備為反射式類型(例如，採用了上文 提及之反射式遮罩或可程式化鏡面陣列之類型）。或者，該 設備可為透射式類型（例如，採用透射式遮罩）。 " 照明B自-㈣源so接收輻射束。該源與該微影設備 可為獨立的實體（例如，當光源為電毁放電源時）。在此等情 形下’不將該源視為形成微影設備之_部分且㈣束通^ 係借助於包含⑼如）適當聚光鏡及/或光譜純度㈣器之輕 射收集器而自源SO傳遞至照明器IL。在其他情形下，該源 可為設備之—組成部分（例如，當該源4汞燈時）。可將該源 SO及照明器IL稱為一輻射系統。 I09884.doc • 10- 1335493 只?、明器IL可包含調整結構，皇用於$敕^ & 再’、用於调整射束之角強度分 2。一般而言，至少可調整照明器之瞳孔平面中之強度分 佈的外部及/或内部的禋向範圍(通常分別稱為。外部及a_ 内部）。照明器提供-經調節之輕射束（稱為投影束ρΒ),在 其橫截面上具有所要均勻性及強度分佈。

投影束ΡΒ入射於固持在遮罩台奶上之遮罩财上。在經 遮罩ΜΑ反射後，投影束叩穿過透鏡凡，該透飢將射束 聚焦於基板W之一目標區c上。借助於第二定位裝置崎 位置感測器IF2(例如’干涉量測裝置)，基板台wt可精確移 動，（例如）以便將不同目標區定位在射束pB之路徑中。類 似地，例如在自遮罩庫機械擷取以後或於掃描期間，第一 定位裝置PM及位置感測器IF1可用於相對於射束pB之心 而精確定位裝置MA。-般而言，载物台赃及资之移動將 借助於形成定位裝置或裝置讀及續之一#分的長衝程模 組（粗糙定位）及短衝程模組（精細定位）而實現。然而，在步 進機（相對於掃描器）之狀況下，遮罩$MT可僅連接至一^ 衝程致動器’ <可為固定的。可使用遮罩對準標記^⑽ 及基板對準標記PI、P2而對準遮罩μα與基板W。 所描繪之裝置可用於下列較佳模式： 1 ·在步進模式中，在將賦予投影束之整個圖案一次性投 影至一目標區C上時，使遮罩台ΜΤ及基板台WT實質上保持 靜止（意即，單次靜態曝光）。然後在X及/或Υ方向上位移基 板台WT，使得可曝光不同目標區c。在步進模式中，曝光 場之最大尺寸限制單次靜態曝光中成像之目標區C的尺寸。 I09884.doc 12 1335493 2.在掃描模式中，在將賦予投影束之圖案投影至一目標 上時，同步掃描遮罩台MT及基板台冒丁（意即，單次^ …光）可藉由投影系統pL之放大/縮小率及成像反轉特 性決定基板台WT相對於遮罩台MT之速度及方向。在掃描 。、式中#光场之最大尺寸限制在一單次動態曝光令目標 & =寬度（在非掃描方向上），而掃描運動之長度決定目標區 之尚度（在掃描方向上）。

3.在另—模式中，基本使遮罩台町保持靜止固持—可程 式化圖案化結構，且在將賦予投影束之圖案投影至一目標 區c上時，移動或掃描基板台WT。在此模式中，一般採用 一脈衝韓㈣且在基板台WT之每次移動後，或在掃描期間 之連續輻射脈衝之間，視需要更新可程式化圖案化結構。 此#作換式可容易地應用於利用可程式化圖案化結構（諸 上文所提及之一類型之可程式化鏡面陣列)之無遮罩微 影技術中。 亦可採用上文所描述之㈣模式的組合及 全不同之使用模式。 圖2以平面圖形式說明具有複數個已應用至上表面之參 考標記2G之基板W。在—雙平臺微影投影設備中，參考標 記20之數目可在每基板料25個之範圍内。當使用此設備 來精確量測該等參考標記2〇中之每—者在基板w上之相對 位置時，需要花費大量時間在量測操作上。 圖3說明該方法之操作1方法之第一操作為量測摔作 S卜其中量測該等參考標記2〇中之每一、若干或所有參考 I09884.doc 13 1335493 標記在基板w上的相對位置。此操作可 執行，其中可量測在基板w與基板台^對準二 一站況下，会本4» i 旧平里測之 饪狀况下，參考標記20之位置，或 中執行。用；、目，丨e 次此刼作可在單獨機器 T轨仃用於里測刼作S 1中之機考可在 兩連續層之間之對準的重聂驗 里’則基板…上 4一 $驗證之相同機器。此重疊驗噔 刼作S3將在下文中描述。 且驗。旦

量測操作S1期Μ ’量測系統在-控制器之控制下量測 複數個參考標記20基板w上之相 從旦.a, c， ι 便用—處理器來 •里d〗之結果與資料庫中之資訊/值進行比較。 二測結果與資料庫中健存之資訊之間的比較結果而 疋一子在違方法之若干變化係可能的。舉例而言，若比較 顯不基板w變形超出預定極限’則可啟動一操作員警報器 _m〇r alerter)。此警報器可包括（例如）光或聲:指二 ''或在電腦屏幕或控制站上之訊息。或者，控制器可使 用該比較結果來控制基板w之後續曝光。在任一狀況下， 里測操作之結果及比較操作之結果均可自動保存於資料庫 中以幫助建立在基板加工期間其變形如何發生改變的歷史 且該等結果可添加至該資訊。無論是作為特定基板之歷史 抑或用於比較不同基板如何隨時間發生變形，此均為有用 的。 在量測操作s 1之後，使晶圓於微影投影設備中曝光且隨 後顯影（圖3中之操作S2)。通常，參考標記2〇在曝光及顯影 #作S2結東時是未經覆蓋的（或若可透過重疊層看見，則可 保持覆蓋）’使得藉由使用彼等參考標記20可執行進—步量 l09884.d〇c -13· 14 141335493 /則’包括其中評估重疊精確度的重疊驗證S3。 下一操作S4為圖案轉印操作，其可涉及將一層沉積於基 板之未被光鉸材料覆蓋（意即’在顯影期間移除）的區域上， 或對該區域進行摻雜（例如，藉由離子輻射）或蝕刻。在微影 =影設備中之下一曝光以前，可使用參考標記2〇相對於支 撐圖案化結構（其自身用以將輻射系統所產生之一投影束 圖案化為所要圖案）之支撐結構來量測基板W之位置及方 位。投影束可由投影系統投影至基板〜之一目標區上。 在-實施例中’使用一前授迴路FF來控制曝光及顯影操 作S2之曝光操作以考慮操作81中之量測變形及比較結果。 在曝光及顯影操作S2以後，執行對準量測操作s3，其中 量測在連續循環期間沉積於基板w上之兩個後續層的對 準。此操作確保在最新形成之層與其先前層之對準不令人 滿意時’可移除最新層且沉積一新層，使得即使在所偵測 之層之間的不對準將使此基板變得無用時，亦不必做任何 不必要的努力來將進一步後續層應用至基板…上。 圖3展示其中相對於彼此量測參考標記之位置且將該 寻結果與資料庫中之資訊相比較的另外或額外量測操作 S5。在某些類型之設備中同時執行對準量測操作s3及量測 操作S5可為有利的，以便釋放微影投f彡設備來曝光已量測 之基板（以虛線展示）°或者’量測操作S3可在操作S4以後 但是獨立於操扣而執行4可能對曝光操作以進行前授 控制（圖3中標註為AFF)。隨後在操作si中僅量測該等參考 仏。己20中之乂數參考標記2()以用於相對於投影㈣中之遮 I09884.doc 14 15丄幻5493 罩對準基板w之位置可為充分的β 量測、曝光、顯影、對準量測及圖案轉印操作S1、s2、 S3、S4形成一循環，該循環可根據基板冒上之所要結構視 而要執行複數次。每一量測操作§1、S5之結果均可由自動 儲存器自動儲存於資料庫中。以此方式，gp可在基板敎 加工期間創建其變形的歷史。此允許加工工程師識別複數

個曝光、顯影及加工操作S2、以中之哪一者導致了基板w 之不允許的變形量。 可執行已曝光基板w之前之第一量測操作而無需與資料 庫進仃比較。在此情況下，因為未進行任何曝光或加工， 所以不會發生由於曝光或加工而引起的基板W之任何變 隹系t情況下，在比較操作中 W之基板w的資料〇儲存之值是有利的。因為不同^ =

==定曝光、顯影及加工操作可以不同方式反應， ㈣之啟動=批次基板之值將形成有效比較。操作員警 報益之啟動可指示操作員微 板W已經“ A㈣彡。 又備之叹疋的漂移或基 =料庫中之值可為考㈣之對料 作S1、S5的值。若—比較展示層間或 的變形，則操作員警報器可啟 。匕預心值 S2以解決變形。 < 控制益控制曝光操作 u 4由訾不刼作員進行丰 仃手動扠正)或更高階變形(意 I09884.doc 161335493 即’非線性變形）。 圖4展示如何使用在若干批 如’循環η)有'關的指紋資料、 基板上求平均值的基板資料來 結果。 識別差別懸殊基板之統計方 回歸分析：

。丨殘差 其令，△為量測位置與預期位置（在x，y,z)之Μ的差值。） 體而言，此模型擬合不完善’其會使每一量測產生一殘差 此殘差可視為由兩個分量組成：—所謂的不可校正分. (^n-C〇n*ectable c〇mp〇nem)及—隨機分量。該不可校正矣 量為一常數’根據定義，其不可由所應用之模型來描述。 該隨機分量（亦可稱為量測雜訊）由真實量測裝置相關之雜 訊及（例如）量測目標之品質的隨機變化組成。

上求平均值之與特定循環（例 及在以給定批（例如，m批）之 預估給定批上之特定循環的 法使用基於以下模型之線性 可，量測雜訊之變異數（σ2)用作估計模型參數之可靠度 的度量。此外，雜訊位準亦影響量測品f。因此，本發明 者已判定：藉由估計該變異數及判定該變異數對改變之條 件的敏感度，可獲得一有用的測度。 實務上，將多個線性回歸應用於若干個實體，其中一實 體可為每批次或每批含有多個基板之多個對 板。因此，模型化基板資料將導致每一量測位置之殘差。 藉由在所有基板上求每一量測之殘差之平均值，可獲得該 位置之不可校正誤差之估計值。在加工改變時，諸如基板 I09884.doc -16· 17 ^35493 不可校正誤差之圖案 室上之粒子或層與層之間相互作用、 的誤差亦將發生改變且可被偵測到。 在一特定實施例中，可獲得旦 值丄 了&侍里刺雜訊之變異數的估計 值舉例而έ ,此數值可藉由對來自 干個量，. 對來自母-量測場⑻中之若 广心母者的殘差-變異數求和，將结 除以卜㈣）而加以估計， 才及將’口果 數的個赵# 、 k 1為用於該模型中之參 的個數。將res(vS義為場j中 2 议置’處之殘差，用於估外

σ-2之公式如下； '左用孓怙冲 σ2 = ^Σ~ΐΣ V /** res, m Σ Λ res i，k 估計標準偏差（估計變異數 T m +方根）之可靠度或信賴區 間可表達如下： ，α/2· =1±, 其中’ 4估計標㈣差，續表信賴水準（例如，α=〇〇5 、不95%之信賴水準），〜為機率作〜）等於卜_之2值， 該機率可自標準常態分佈表獲得，且c係由c = 判定。 主j上表達式在隨機分量近似常態之情況下成立。然而， 退著刀佈I得越來越平闊（意即，分佈不同於常態，而峰度 相對軚小，其_峰度為自平均值及σ得出之參數），隨後c傾 〇 ;更丨且以上疋義之可靠度傾向於更接近於'，1"。 ‘例而5 ,對於44個量測場、每場25個點及三個模型參 數而言，c近似等於0.023 » I09884.doc 18 181335493 藉由在與第二基板上之曝光操作同時執行第一美 測的雙平臺微影投影設備令使用根據本發明之至=^量 例的方法，可監控製造期間之基板變形=實施 此係因為量測參考標記之相對位置 夕出， ^作比^操作花f 時間少，且在某些情況下需要在任何 、 丨月/儿下進行以 曝光操作中所使用之協定而校準基板之位置。1 η ; 於允許在用於圖案化之微影設備中監控對其用 加工操作的效應。 八 行之 若比較結果大於預定最大值’則可警告操作員。 變形超過-定量的基板將在執行進—步曝光、顯影及加工 操作以前被拒絕，故此可為客戶改良良率。而且，在使用 微影術製造裝置之多操作加工的顯影期間，可在早期階段 識別彼等造成不可接受之基板變形的操作^本發明之= 例可用於在設備漂移使得製造出次標準基板時警告設備: 用者。請注意：在本發明之實施例之以下實例中，圖域 圖5b中所展示之資料為模擬的及/或模型化的，且不必反映 實際量測及測試。 實例1 曰如圖5a及圖5b中所示’本發明之估計變異數方法可對於 量測量上之微小變化非常敏感。圖5a說明一批次i 〇，_個模 擬實驗’纟中每—實驗包括量和個場、每場h個量測點 及三個模型參數。如自圖中可見，標準偏差σ約為lnn^c 約為0.0229。在圖5b中，該批次已修改為在每一實驗中包 括25個偏移誤差。如自圖中可見，第二批次具有約““m 109884.doc 191335493 之σ且c為約Ο · 〇 2 6 9。結果，可相當容易地辨別兩批次且實 際上，兩曲線根本不重疊。因此，此實例證明：假設測試 設計適當（意>，選擇適當數目之場、每場之點及模型參 數），則&之解足夠用於分解測試結果。 實例2

圖6a及6b為根據本發明之一實施例之已在每場25個點上 量測44個場的一批次25個晶圓分別說明在X與Y上的標準 偏差。對於圖6a及圖6b中所繪製之每一點’指示一對應於3σ 或99.7%之信賴區間的誤差杠。根據X曲線，晶圓4、6及22 皆达超出範數，而在Υ曲線上’晶圓4、6、9及22皆遠超出 範數。此等發現由圖7a及圖7b中所示之殘差圖證實。

圖7a說明晶圓1之殘差圖。如圖中可見，晶圓1上之殘差 向量相對較短，此指示良好的重疊效能。相比之下，圖7b 說明晶圓22之類似圖。如圖中可見，在χ=1〇〇 nm及γ=25 口爪 之區域令存在不連續性，其可能為（例如）晶圓上之一汙斑或 其他來源之重疊問題。在任何狀況下，圖6a及圖讣中所示 之測度可很容易料量區另良好晶圓i與差晶圓22且為操 作員或電腦控制器提供適當的加工反饋。 實例3 在替代性實施例中，本發明可應用於生產環境卜在此 環境中’ T將晶圓對準與量測及模型化一重疊場相比較， 且可將由多個晶圓對準組成之—批次與—重疊晶圓相比 較。因此，可估計每一批次 曰 心里州雜訊。為了促進此分析， 董測之對準標記應為逐晶圓 ^ 双的。如圖8 a中所示，對 I09884.doc -19. 20 201335493 各25個晶圓且使用12個劃線主標記對（SpM對）的丨丨批次而 &，選擇二個參數模型，且設定c=〇〇48，該等值（在信賴區 間内）係在玫包擬合線之約〇 . 1 nm的範圍内。相比之下，如 圖8b中所示，添加30 nm偏移至批次號7之一個晶圓的—個 標記允許清楚且容易地使之與其他批次區分，此係由於其 位於距表示11批次之平均值的線約〇.5 nm處。 一種類型之生產瑕疵為晶圓臺之夾盤上存在粒子。此粒 子將傾向於導致晶圓對準上之系統變化，從而降低本文所 描述之基於變異數分析之有效性。然而，藉由追蹤系統變 化上之改變’理論上可判定彼等誤差之來源或監控改變之 加工條件。 實例4 可藉由使用本發明之一實施例而監控模型本身之品質。 特定言之，對於給定參數a而言，可定義一信賴區間 ，其中估計參數之標準誤差為&、每一場之量測 點之數目及彼等點之位置（在乂與y上）之一函數。信賴區間之 其他係數~,β/2係自用於卜分佈之表或計算器獲得且根據自由 度（V)及所要信賴水準（α)而改變。舉例而言，對於95%之信 賴水準及每一場許多點而言，\α/2近似於2(意即，信賴區間 約為標準誤差之兩倍）。藉由使用信賴極限（±/一^ )，可判 定估計參數是否在統計上等於（或不等於）零，此資訊可用於 (例如）更新微影裝置中之機器常數。 因此，若給定量測雜訊之精確估計值或度量，則可獲得 參數A之信賴區間。已知各種參數之信賴區間可允許參數 109884.doc -20· 21 此外’ I基騎場之估計結果Μ算每—減之標準偏 、，在進仃此什算時，若注意到與相應標準誤差之顯著偏 f貝J可將此處訊用於判定是否存在另一導致變異數之顯 :機制：舉例而言，由於量測雜訊，因此隨機曝光誤差將 生相對於標準偏差之期望值而升高的標準偏差。 實例s

藉由使用本發明之另一實施例，可量 此實施例中，與前述實施例相同，每— 量測之場可對應於微影裝置之曝光場， 另外，每一場内之標記的布局應為連續 不可杈正誤差大體上逐個場為恆定的，從 期目的之有效測度。 、 v此啡伏乃法：馮藉由仓

中之某些參數由於不可靠而被（例如）廢除’或可如上所述導 致判定應研究系統誤差及/或更改機器常數。 化晶圓圖資料。在 場進行若干量測。 但此並非必需的。 的。此等限制確保 而確保J為用於預 用殘差分析而擴展回歸模型。圖9提佴 # π + ^ 促供在一共同夾盤上量淨 j rmse 五個奈米(n m)為單位之均方根誤差 2^(Δ< ~β〇 - β\χί -Kyd1 ~ ^ 係繪製於圖9之圖表之y軸上。如圖 中可見’場7、28、36及57各似具有較大不規則性。—旦移 ^此等場，則可將回歸模型中之二次項及交叉項考慮在内 叶具新的平均殘差’藉此傾向於 △=凡+/^2少+尔^/+知少+殘差移除 、 lnp . ^ 除不可杈正之誤差。圖 〇展不根據擴展模型繪製之相同資料 7寸如圖中可見，資料 10^884 ,d〇〇 21 22 221335493 大致更平滑，大的不規則性比起圖9中更突出，且平均值比 圖9中更小。在本實例中，最大的不規則性（場28)係與晶圓 識別標記有Λ。若掃描區域之幾何形狀更改為避免此標記 (例如藉由限制掃描直徑為例如，140 mm)，則資料變得更 為均勻。如圖11中可見，由於該改變，在場57處自其餘者 突出一單個大的不規則性。圖U為包括場57之晶圓圖，該 場57在圖之右上角可見且一般指示於1〇〇處（其中25〇 nm高 之聚焦斑點位於該處）。至於先前實例，本發明之方法允許 一容易辨別之指示器指示特定場中存在誤差。如先前所提 及，此判定可隨後允許操作員或控制系統進一步研究以判 定誤差之可能來源，或控制微影過程將其考慮在内。 圖13說明具有或不具有聚焦斑點之量測雜訊（分別為上 部線與下部線）。發明者已判定：標準偏差中之差值係部分 歸因於斑點之高度且部分歸因於其他通常較小不規則性。 量測之資訊可包含一般與基板及/或有關特定層相關之 任何種類之資料以及統計量數。舉例而言，資訊可包含： 原始位置=貝料，指不基板標誌之原始感測器資料；及/或對 該資料行諸如放大、平移、旋轉之計算的計算結果或個 別度置相對於參數描述之參考柵的差值。 右儲存在資料庫中之資訊包括先前量測操作之結果，則 可此視’、平均里測結果之偏差而接受或拒絕一基板，或可 能強調^條件之改變或設備或加卫條件之問題。在此情 ^下“較仏包括對相同批次基板之基板進行先前量測 钻作的H以使得已知彼等基板已全部經歷了相同的加 I09884.doc -22· 23 23 工 當然’可作其他比較。舉例而言 之資訊可為來自不同批次晶圓中之相同=中用於比較 批為經受相同操作之—組晶圓。 a 。-批次或 較佳地，根據本發明之一實施例 測及/或比較操作之結果儲存於該 中=動將該量 :果之歷史得以保存"…以優化二的:：鳴 疋加工之工程師的診斷工具可為有用的。而研九特 因Γ=Γ環之比較操作之循環來控制曝光操作。 二此曝α作可經控制為將經量測之基板的變 =此確保曝光操作以考慮基板中存在之 ；; 雖然上文已描述了本發明之具體實施例，但是庫瞭解. 本發明之實施方法亦可不同於本文所描述之實施方法。本 發明之實施例亦包括電腦程式(例如，一或多組或序列之指 令）來控制微影設備執行本文所描述之方法，及以機器可^ 形式儲存一或多個此程式之儲存媒體（例如，磁碟、半導2 記憶體）。此發明說明不欲限制本發明。 【圖式簡單說明】 圖1描繪根據本發明之一實施例之微影投影設備； 圖2描繪具有一典型參考標記圖案的基板晶圓； 圖3為展示根據本發明之一實施例之方法的各種操作的 圖解說明； 圖4展示使用循環指紋資料及基板資料進行預測； 圖5a及5b為根據本發明之一實施例之模擬實驗的量測讀 I09884.doc •23· 24 241335493 讯的分佈； 圖6a及6b為根據本發明之一實施例之一實驗的量洌雜訊 的標準偏差高； 圖7a及7b為圖6a及6b群之晶圓的殘差圖； 圖8a及8b為根據本發明之一實施例量測及分析之若干批 次晶圓的量測雜訊圖； 圖9為根據本發明之一實施例之量測及分析之右干場的 均方根誤差圖； 圖1 0為根據本發明之一擴展模型實施例量測及分析之若 干場的均方根誤差圖； 圖1 1為根據本發明之一實施例量測及分析之若干場的均 方根誤差圖； 圖12為圖9-11中之量測之晶圓的晶圓圖；及 圖1 3說明圖9-12中量測之晶圓的量測雜訊。 在圖式中，相應參考符號指示相應部分。 【主要元件符號說明】 20 參考標記 AFF 前授控制 FF 前授迴路 FF 前授迴路 IF1 位置感測器 IF2 位置感測器 IL 照明器 Ml > M2 遮罩對準標記 i09884.doc •24· 1335493 ΜΑ 圖案化結構/遮罩 ΜΤ 遮罩台 Ρ1 — 基板對準標記 Ρ2 基板對準標記 ΡΒ 射束 PL 透鏡/投影系統 ΡΜ 第一定位裝置 PW 第二定位裝置 S1 量測操作 S2 曝光及顯影操作 S3 重疊驗證 S4 圖案轉印操作 S5 量測操作 SO 輻射源 WT 基板台 W 基板 109884.doc -25-

Claims (1)

1335493 η料月％修正本 第095118698號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(99年8月） 十、申請專利範圍： 1. 一種特性化一基板之方法，該方法包含： 為若干個量測場及每一場之若干個量測位置量測在該 基板上之位置； 至少基於該若干個量測場的數目、該每一場之若干個 里測位置的數目，及一用於識別一差別的基板之一數值 杈型之不同參數量來計算一估計統計變異數，其中計算 该估計統計變異數不涉及實際計算該統計變異數；及 將该计算之估計統計變異數與一臨限值量相比較以判 定該基板之一狀態。 2.如請求項1之方法，其進一步包含： 藉由對複數個基板進行該量測及計算以判定複數個個 別估計變異數來判定該臨限值量；且 其中，該比較包含將該等個別估計變異數中之一者與 該複數個基板之一平均估計變異數相比較。 3·如請求項2之方法，其進一步包含： 計算每一估計變異數之一信賴區間；且 其中，該比較進一步包含使該等個別估計變異數中之 5亥一者加或減去該信賴區間以產生一估計變異數範圍， 且將該估計變異數範圍與該臨限值量相比 4·如請求項丨之方法，其進一步包含： /十算之估§十變異數超過該臨限值量時，採取一選 由下^行為組成之群的行為：產生一警告訊號、改變 一加工變數、進-步檢測—對應基板或丢棄該對應基板。 109884-990827.doc 2 &月求項1之方法，其中所量測之該等位置對應於在一微 影=產過程中印刷在該基板上之數個結構的位置。 月长項5之方法，其中該等結構包含若干對準標記。 青长項5之方法，其甲該等結構包含一微電子裝置之若 干部分。 '月长項7之方法，其中該電磁裝置係選自由下列各物組 成之群積體電路、積體光學系統、磁缚記憶體、液晶 顯示器，或薄膜磁頭。 9· 一種特性化一批次基板之方法，該方法包含： 為若干個量測場及每一場之若干個量測位置量測在來 自複數個批次基板中之每一基板上的位置； 至；基於該若干個量測場的數目、該每一場之若干個 量測位置的數目，及一用於識別一差別的基板之一數值 杈型之不同參數量來計算一估計統計變異數，其中計算 該估計統計變異數不涉及實際計算該統計變異數；及 將該計算之估計統計變異數與一臨限值量相比較以判 定該批次之一狀態。 1〇_如請求項9之方法，其中該臨限值量為該等批次之該等估 計變異數的一平均值。 11. 如請求項10之方法，其中該比較包含將加上或減去一信賴 區間之每一批次的該估計變異數與該臨限值量相比較。 12. 如請求項1〇之方法，其進一步包含，識別該估計變異數與 該臨限值量相差超過一選定信賴區間的任何批次。 13. —種監控一模型之品質以量測在一基板上之位置的方 109884-990827.doc -2- 31335493 法，其包含： 選擇一待監控之參數、一自由度及一所要信賴水準； 為若干個量測場及每一場之若干個量測位置量測在該 基板上之位置； 至少基於該若干個量測場的數目 '該每一場之若干個 量測位置的數目，及一用於識別一差別的基板之一數值 模型之不同參數量來計算一估計統計變異數，其中計算 該估計統計變異數不涉及實際計算該統計變異數；

基於該自由度、該所要信賴水準及該估計統計變異數 來判定該參數之一信賴區間； 將該信賴區間與一臨限值相比較；及 基於該比較來控制一微影設備。 14. 一種裝置製造方法，其包含： 使用圖案化結構將一圖案賦予一輻射束之橫截面中， 該圖案包括對準標記及一裝置層之功能部分；

將該圖案化射束投影至一基板之一目標區上以產生一 潛在圖案； 顯影該潛在圖案； 加工該基板， 為若干個量測場及每一場之若干個量測位置量測在該 基板上之該圖案的若干部分的相對位置； 至少基於該若干個量測場的數目、該每一場之若干個 量測位置的數目’及一用於識別一差別的基板之一數值 模型之不同參數量來計算一估計統計變異數，其中計算 I09884-990827,doc 4 41335493 該估計統計變異數不涉及實際計算該統計變異數；及 將該計算之估計統計變異數與一臨限值相比較以判定 該基板之一狀態。 I09884-990827.doc