TWI411887B - 判定曝光設定的方法、微影曝光裝置、電腦程式及資料載體 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種用於判定曝光設定之方法、一種微影曝光裝置、一種電腦程式及一種資料載體。本申請案為全文以引用之方式併入本文中之US 61/006,950的接續申請案。
微影曝光裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標場上)的機器。微影曝光裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在通常用於積體電路之製造中的微影投影裝置中，圖案化器件(其或者被稱作光罩或主光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標場(例如，包含晶粒之一部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常，藉由使用用於將圖案化器件上之圖案成像至提供於由晶圓台所支撐之基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上的投影系統來進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有經順次圖案化之鄰近目標場的網路。
在自US 2007/0263191已知之用於晶圓的微影曝光過程中，以經配置以同時以一列M偵測點(光點)進行量測之多點AF系統來判定目標場(部分)在投影系統之光軸方向上的位置。不同光點以垂直於掃描方向Y之方向X上的不同位置來形成線性陣列。此等位置量測用以將目標場帶入投影曝光系統之焦點中。
晶圓包含藉由切割道而彼此分離之複數個目標場。將在稍後處理步驟期間在切割道處切割晶圓。
線性光點陣列以圍繞晶圓之寬度所設定之長度來形成狹長偵測區域。
偵測點各自與多點AF感測器之感測器相關聯。藉由使用多點AF感測器來量測CD條狀物之位置且組合量測與定位於狹長偵測區域之兩側上的Z感測器而校準多點AF感測器之感測器之間的偏移。偏移對應於在某X位置處(及因此在某偵測點處)所量測之值與Z感測器之量測之間的線性內插之間的偏差。
另外，執行橫向Z移動校正。此係避免晶圓台在曝光期間由於由用以量測及控制晶圓台之位置之編碼器所產生的量測誤差之不精確定位。在橫向Z移動校正期間，在具有預定距離之偵測點處以多點AF感測器來偵測表面資訊時使用Z偵測器來量測晶圓台之位置。因為較早已校準多點AF感測器之感測器之間的偏移，所以當多點AF感測器之兩個感測器量測同一點時，其應獲得同一值。同一點處之量測之間的差反映晶圓台之位置的差(亦以Z感測器進行量測)及不精確度。接著，校準Z感測器以補償此等不精確度。
根據該方法，步驟包含焦點映射。在焦點映射期間，穿過晶圓台之中心(其大體上與晶圓之中心重合)之平行於Y軸的直線(中心線)與經由複數個編碼器之直線LV重合。在Y方向上掃描晶圓台，此使用Z感測器來控制其位置。在掃描期間，多點AF感測器以預定取樣時間間隔進行量測。
最後，使用焦點映射來判定在曝光期間在使來自焦點映射之量測與投影系統之最佳焦點位置相關之後藉由將晶圓台保持於Z感測器控制下而掃描晶圓台。
如較早所敍述，偵測點(光點)以垂直於掃描方向Y之方向X上的不同位置來形成線性陣列。此係防止偵測點之間的串音。在偵測點之間，目標區域之位置可針對偵測點自身處之位置而不同。此意謂：在偵測點之間，不可能判定最佳焦點位置，其因此導致針對目標場之更低總焦點控制。
本發明之目標係提供一種具有更佳焦點控制之方法。
根據本發明之一態樣，提供一種用於在微影曝光過程中判定基板上之目標場之曝光設定的方法，其包含
‧藉由在相對於校準場之位置之第二方向及第三方向上的複數個校準位置處判定校準場在第一方向上之位置來提供校準資料；
‧藉由以下步驟來提供生產資料
o在第二方向及第三方向上建立目標場之基板上之位置；及
o在相對於曝光場在第二方向及第三方向上之位置的至少一量測位置處量測曝光場在第一方向上之位置；
‧執行至少一第一相對量測位置與複數個相對校準位置之間的比較；及
‧基於曝光場在第一方向上之經量測位置及校準資料而使用比較來判定曝光設定，其中校準資料與不同於至少一相對量測位置之至少一相對校準位置相關。
根據本發明之另一態樣，提供一種用於曝光目標場之微影曝光裝置，其經配置以儲存包含校準場之在相對於校準場之位置之第二方向及第三方向上的複數個校準位置處所判定之位置的校準資料，且其包含
-對準感測器，對準感測器經配置以量測目標場在第二方向及第三方向上之位置；
-感測器，感測器用以在相對於目標場在第二方向及第三方向上之位置的至少一量測位置處量測目標場在第一方向上之位置。
微影曝光裝置進一步包含單元，單元經配置以執行至少一第一相對量測位置與複數個校準位置之間的比較；且基於目標場在第一方向上之經量測位置及校準資料而使用比較來判定曝光設定，其中校準資料與不同於至少一相對量測位置之至少一相對校準位置相關。
根據本發明之一態樣，提供一種電腦程式，其在載入於處理配置上時經配置以執行根據本發明之方法中的任一者。
根據本發明之一態樣，提供一種資料載體，其包含根據本發明之電腦程式。
現將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應參考符號指示對應部分。
根據本發明之微影曝光裝置(圖1)包含：
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EUV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精確地定位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，塗覆抗蝕劑之晶圓)W且連接至經組態以根據某些參數來精確地定位基板之第二定位器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之目標場C(例如，包含一或多個晶粒)上。
照明系統可包括用於引導、成形或控制輻射之各種類型的光學組件，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。
支撐結構支撐(亦即，承載)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，圖案化器件是否固持於真空環境中)的方式來固持圖案化器件。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件。支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而為固定或可移動的。支撐結構可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統而處於所要位置。可認為本文對術語"主光罩"或"光罩"之任何使用均與更通用之術語"圖案化器件"同義。
本文所使用之術語"圖案化器件"應被廣泛地解釋為指代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場中形成圖案的任何器件。應注意，例如，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵，則圖案可能不會精確地對應於基板之目標場中的所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標場中所形成之器件(諸如，積體電路)中的特定功能層。
圖案化器件可為透射或反射的。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。光罩在微影術中為熟知的，且包括諸如二元交變相移及衰減相移之光罩類型，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，以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜鏡面將圖案賦予於由鏡面矩陣所反射之輻射光束中。
本文所使用之術語"投影系統"應被廣泛地解釋為涵蓋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，其適合於所使用之曝光輻射，或適合於諸如浸沒液體之使用或真空之使用的其他因素。可認為本文對術語"投影透鏡"之任何使用均與更通用之術語"投影系統"同義。
如此處所描繪，裝置為透射類型(例如，使用透射光罩)。或者，裝置可為反射類型(例如，使用如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影裝置可為具有兩個(雙平台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上光罩台)的類型。在該等"多平台"機器中，可並行地使用額外台，或可在一或多個台上進行預備步驟(諸如，以位準感測器之量測，如稍後將解釋)，同時將一或多個其他台用於曝光。
微影裝置亦可為如下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對較高折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸沒液體施加至微影裝置中之其他空間，例如，光罩與投影系統之間。浸沒技術在此項技術中被熟知用於增加投影系統之數值孔徑。如本文所使用之術語"浸沒"不意謂諸如基板之結構必須浸漬於液體中，而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。
參看圖1，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器時，輻射源與微影裝置可為單獨實體。在該等情況下，不認為輻射源形成微影裝置之一部分，且輻射光束借助於包含(例如)適當引導鏡面及/或光束放大器之光束傳送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當輻射源為汞燈時，輻射源可為微影裝置之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束傳送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包含用於調整輻射光束之角強度分布的調整器AD。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分布的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)。此外，照明器IL可包含各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。照明器可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分布。
輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台MT)上之圖案化器件(例如，光罩MA)上，且由圖案化器件圖案化。在橫穿光罩MA後，輻射光束B穿過投影系統PS，投影系統PS將光束聚焦至基板W之目標場C上。借助於第二定位器PW及位置感測器IF(例如，干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)，基板台WT可精確地移動，例如，以便在輻射光束B之路徑中定位不同目標場C。位置感測器IF可(例如)為干涉量測器件，或線性編碼器，其中偵測器固定於基板台WT、第二定位器PW上或固定至度量衡框架(MF)。類似地，第一定位器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輻射光束B之路徑來精確地定位光罩MA。另一位置感測器可(例如)為如針對位置感測器IF所提及之相同類型中之任一者。一般而言，可借助於形成第一定位器PM之一部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現光罩台MT之移動。類似地，可使用形成第二定位器PW之一部分的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(與掃描器相對)之情況下，光罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準光罩MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔用專用目標場，但其可位於目標場之間的空間中(此等被稱為切割道對準標記)。類似地，在一個以上晶粒提供於光罩MA上之情形中，光罩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場C上時，使光罩台MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單重靜態曝光)。接著，使基板台WT在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標場C。在步進模式中，曝光目標場之最大尺寸限制單重靜態曝光中所成像之目標場C的尺寸。
2.在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標場C上時，同步地掃描光罩台MT及基板台WT(亦即，單重動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於光罩台MT之速度及方向。在掃描模式中，曝光目標場之最大尺寸限制單重動態曝光中之目標場的寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標場之高度(在掃描方向上)。
3.在另一模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標場C上時，使光罩台MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WT。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT之每一移動之後或在掃描期間的順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如，如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影術。
亦可使用對以上所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。
在整個文件中，將參考基板座標系統。圖2中描繪基板座標系統。在基板座標系統中，x及y方向平行於基板(W)之表面(1)。z方向垂直於基板(W)之表面(1)，其中正值係在基板(W)之如下側上：輻射光束自該側到達以曝光基板(W)。
基板(W)包含複數個相等目標場，其藉由切割道而彼此分離，使得目標場之行形成於基板(W)上。將在稍後處理步驟期間在切割道處切割基板(W)。目標場具有其自己的座標系統，其中x'方向及y'方向與基板(W)之x方向及y方向對準。每一目標場座標系統之原點對應於基板(W)之座標系統中之具有最小或最負x及y座標的位置。經由一行中之目標場的原點，存在y參考線。
在本發明之一實施例中，微影曝光裝置進一步包含如EP1037117A1第27頁第26行至第31頁第14行中關於EP1037117A1之圖14A至圖14G及圖15及圖15A所描述的位準感測器。位準感測器經配置以量測基板(W)上之目標場或基板台上之區域的高度。高度表示第一方向上之位置。如下(圖3a及圖3b)最佳地解釋位準感測器之工作原理。高度待量測之表面(1)經帶入參考位置(2)中且以量測輻射光束(3)進行照明(圖3a)。量測輻射光束在小於90度之角度下撞擊於待量測表面上。在量測輻射光束(3)撞擊於表面上時，形成量測光點。因為入射角等於反射角，所以以相同角度而自表面反射回量測輻射光束以形成經反射輻射光束(4)。量測輻射光束(3)及經反射輻射光束(4)界定垂直於表面(1)之量測平面。位準感測器量測在量測平面中經反射輻射光束(4)之位置。
若表面(1)在量測輻射光束(3)之方向上移動至新位置(5)且進行另一量測(圖3b)，則量測光點保留於表面之相同位置上。然而，反射量測輻射光束(3)以形成經移位反射光束(6)。當表面在參考位置(2)中時，在與經反射光束(4)相同之方向上反射經移位反射光束(6)。然而，在表面(1)在新位置(5)中的情況下所形成之經移位反射輻射光束(6)相對於在表面(1)在參考位置(2)中的情況下所形成之經反射輻射光束(4)而移位。在量測平面中經反射光束(4)與經移位反射光束(6)之間的移位用作表面之移動的量測。
在正常操作期間，待量測表面具有未知高度。在校準感測器以給出某值之零高度之後量測表面之高度。
在一實施例中，位準感測器提供九個平行量測光束以在線性陣列中形成在x方向上具有不同位置之九個量測光點，且經配置以同時量測九個對應位置。在其他實施例中，使用不同數目之量測光束。量測光點無需均在一個線上或均在x方向上具有不同位置。量測光點一起形成在x方向上具有全部寬度之狹長偵測區域(7)。
微影曝光裝置經配置以在執行位準感測器量測時在平行於基板(W)之表面(1)的方向(y方向)上移動基板。此將被稱作執行位準感測器掃描。該掃描用以獲得基板(W)之目標場之不同位置的高度資料。高度為基板之表面在垂直於其表面(1)之方向上(亦即，在z方向上)的位置。在一實施例中，基板(W)在由基板台(WT)支撐時藉由第二定位器(PW)而移動，使得基板座標系統中之不同x、y位置的位準感測器量測儘可能地恆定(例如，為零)。此係藉由基於其他x、y位置之量測來校正基板台WT之z位置而進行，使得可預期以下位準感測器量測將再次為零。
在下一章節中，描述根據基板W之曝光過程之態樣之方法之一實施例的不同步驟。該實施例包含焦點映射、對準、校準、曝光設定判定及曝光之步驟。儘管通常在該方法期間稍後執行焦點映射，但將在校準之前對其加以解釋。
根據該方法之步驟，以對準感測器來判定基板(W)上之對準標記的位置。自(例如)EP 0906590、EP 1 372 040及US2007/0263191A1獲知該對準感測器。在對準期間，判定(例如)16個對準標記之位置，且使用彼等位置來判定基板(W)上之所有目標場在x及y方向上(亦即，在平行於基板表面之平面中)的位置。將所有目標場之位置儲存為生產資料。
在對準步驟中判定目標場之位置之後，使用位準感測器來掃描衝程中之基板目標場。當掃描目標場時，以9個x'座標之9個光點來量測高度。在基板在y方向(及因此y'方向)上以恆定速度而移動時，位準感測器以固定時間間隔進行量測。因此，位準感測器同樣在y'方向上以固定時間間隔進行量測。結果，對於第一目標場，在目標場之座標系統(x'、y')中之第一目標場量測座標集合處獲得第一目標場量測集合。
執行位準感測器掃描，使得為掃描完整基板所需要之‘衝程’(由箭頭指示)之數目最小化(圖4)，以最佳化微影曝光裝置之生產能力或產出率。此意味：在第一衝程期間，狹長偵測區域(7)中之位準感測器量測光點在x'中具有9個衝程座標之第一集合。少許光點可在晶圓外部且被廢棄。在第二衝程期間，狹長偵測區域(7)中之位準感測器量測光點在x'中具有9個衝程座標之第二集合。當‘衝程’具有不同於目標場之行之間的間距之間距時，x'中之第一衝程座標集合與第二衝程座標集合不同。換言之，獨立於基板上之目標場的布局來收集位準感測器資料。此被稱作布局獨立調平。
為了進一步最小化焦點映射之時間(且因此最佳化微影曝光裝置之生產能力或產出率)，在整個衝程中(亦即，在量測行中之若干目標場時)以恆定速度來移動基板。當位準感測器以固定時間間隔進行量測時，其在y'方向上以固定距離進行量測。目標場之間的間距(y'方向上之尺寸加y'方向上之切割道寬度)不為y'方向上之固定距離的整數倍數。因此，在第一y'座標集合處獲得第一目標場中之位準感測器量測，且在第二y'座標集合處獲得第二目標場中之位準感測器量測。
此外，在兩個鄰近衝程之間反向掃描方向，此導致量測之另外y'座標集合。因此，存在高數目之x'-y'組合，針對其而在焦點映射期間獲得量測。對於每一目標場，在該目標場之座標系統中存在目標場量測座標集合。
將經量測高度連同其對應x'及y'座標同樣儲存為生產資料。或者，稍後或同時執行對準，且儲存經量測高度連同其在基板座標系統中之對應x及y座標。在該方法之稍後步驟中，將x及y座標耦合至基板上之目標場的位置，且將在目標場之x'及y'座標系統中獲知對應於經量測高度之量測位置。
因為位準感測器量測不由基板上之目標場的布局約束，所以可使用位準感測器之全部寬度。基於全部寬度來選擇基板上之‘衝程’的圖案以最小化進行位準感測器量測所花費之時間，以改良微影曝光裝置之生產能力(產出率)。此在基板之存在衝程之‘側’處特別重要，其中若應用布局相依調平(亦即，焦點映射相對於每一行之參考線而相等地定位衝程(由箭頭指示))(圖5)，則使用極小數目之感測器光點(例如，5個)來獲取資料。在圖5中，有效狹長區域(8)具有小於狹長區域(7)(未圖示)之全部寬度的寬度以反射減少數目之光點。
事實上，目標場之寬度係由於建置投影系統(PS)之曝光光學器件為昂貴且困難而受限制。對比而言，位準感測器為更簡單的器件。建置寬位準感測器更為可行。藉由建置寬位準感測器且應用布局獨立調平，甚至在相對較寬之曝光目標場的情況下，亦可減少衝程之數目。因此，甚至在具有相對較寬之目標場之布局上，當使用布局獨立調平時，亦可減少調平時間。
因此，圖4展示與圖5所示之基板相同的基板W。然而，在與圖4相關之實施例中，使用經配置以同時以9個光點進行量測之位準感測器來執行布局獨立調平。在參看圖5所解釋之布局相依情況下，僅使用5個光點。在布局獨立調平的情況下，使用全部9個光點。又，定位衝程以最佳化其在基板之‘側’處的使用。
在校準期間，位準感測器用以在校準場中之複數個位置處量測基板表面(1)之高度。校準場為針對校準所選擇之目標場。
在焦點映射期間所應用之目標場座標系統中之每一可能座標中以位準感測器光點而將校準場掃描至少一次。因此，對於在焦點映射期間獲得量測所針對之所有x'-y'組合，進行校準量測以判定高度。
或者，將校準場量測多次，且在校準場內針對對應x'-y'座標而平均化結果。或者或另外，自第二校準場獲得校準量測。校準場在不同基板上之不同行中。其他變型(諸如，在同一基板上之不同行中，等等)亦為可能的。
因此，校準傳送包含校準量測及對應校準座標之校準資料。因為在基板上可存在數百個目標場，所以校準場通常不在基板(W)上之與使用校準資料所針對之目標場相同的位置上。當然，預期至少目標場在基板(W)上具有與校準場相同的位置。
在一實施例中，使用校準機構來產生強固量測集合以用作為用於校準之輸入。自校準廢棄具有最高標準偏差值(亦即，目標場中之校準量測之間的變化)之目標場。可逐點平均化(剩餘)目標場以形成校準資料(指紋資料)。或者，(例如)藉由在相同校準座標處將第一校準場量測複數次或在相同校準座標處量測複數個校準場，針對校準座標而執行複數個校準量測。接著，在每一校準座標中判定平均校準量測及標準偏差。圍繞平均校準量測來計算信賴時間間隔。廢棄具有在信賴時間間隔外部之值的校準量測，且再次計算平均校準量測。將平均校準量測用於校準資料。
在一實施例中，校準值不由位準感測器量測。實情為，其係由模型預測。模型自身可將量測用作輸入，但可(例如)預測基板上之層的處理效應。或者，以位準感測器來進行目標場量測，且以第二感測器來量測校準量測。第二感測器可為不同類型，例如，基板上之層之材料的相依性不同於位準感測器上之層之材料的相依性所針對之類型。位準感測器由於表觀表面而取決於基板之層的材料。第二感測器可為(諸如)US7472580中所描述之氣壓計。氣壓計作用於氣體壓力且因此作用於不同量測原理。
在曝光期間，藉由基板台來支撐基板。根據諸如設定點之曝光設定來掃描基板台。設定點一起形成基板在曝光期間將具有之位置群組。藉由最小化投影系統(PS)之曝光狹縫之平面與基板(W)之高度之間的差來進行判定設定點。此(例如)描述於EP1037117中。
應注意，曝光狹縫可彎曲，此導致對應設定點群組。或者或另外，基板可以不能由設定點匹配以配合至(彎曲)曝光狹縫之方式而彎曲。在該情況下，存在不可校正誤差。
將第一目標場量測座標集合與校準場之校準量測為可用之位置(校準座標)進行比較。使用座標對應於第一目標場量測座標集合之校準量測來計算第一校準設定點值集合。
另外，使用所有校準量測來計算最佳校準設定點值集合。最佳校準設定點值集合係基於校準場中之更多座標處的校準量測。因此，可更精確地執行最小化曝光狹縫之平面與基板(W)之高度之間的差。
自最佳校準設定點值集合減去第一校準設定點值集合以給出校正值集合。
另外，使用第一目標場量測集合及對應第一目標場量測座標集合來計算第一量測設定點值集合。藉由添加校正值集合來校正第一量測設定點值集合。
藉由校正量測設定點值集合，使用在整個所有校準量測中所獲得之資訊。因為其係在焦點映射期間所應用之目標場座標系統中之每一可能座標中被獲得，而第一目標場之目標場量測僅為彼等可能座標之子集，所以添加關於目標場量測座標之間的目標場之高度的資訊。因此，設定點值改良該方法之焦點控制。
另外，該方法在以部分地落入第一目標場中且部分地落入切割道中之一光點來執行焦點映射的情況下為有利的。在此情形中，熟習此項技術者將清楚地看出，以至邊緣之最近距離之量測為下一x'座標或先前或下一y'座標處之量測。在一實施例中，選擇校準座標，使得光點精確地落入目標場之邊緣內。此可(例如)在獲得精確對準資料且判定校準場之精確位置之後或藉由以極密集柵格來掃描校準場且判定哪些校準量測在光點之一部分在量測時落入切割道中時為無效而進行。藉由該校準資料，將更接近於目標場之邊緣的高度資訊用於判定曝光設定。
在判定曝光設定之後，將目標場曝光至經圖案化輻射光束以在基板(W)上之感光性材料層中形成圖案。
或者，校準量測不在目標場座標系統中之每一可能座標中。實情為，使用密集校準座標柵格。
再次，使用所有校準量測來計算最佳校準設定點值集合。
將第一目標場量測座標集合與校準座標柵格進行比較。藉由線性內插，使用校準量測來判定對應於第一目標場量測座標集合之座標處的虛構校準量測。
使用虛構校準量測及第一目標場量測座標集合來判定虛構設定點值集合。自最佳校準設定點值集合減去虛構設定值集合。
又，使用第一目標場量測集合及對應第一目標場量測座標集合來計算第一量測設定點值集合。藉由添加虛構校正值集合來校正第一量測設定點值集合。
在又一實施例中，藉由校正量測值來判定經改良設定點值。在該實施例中，(例如)在密集柵格處或在焦點映射期間所應用之目標場座標系統中之每一可能座標處獲得校準量測。使用校準資料以藉由校準座標之間的校準量測之線性內插來計算對應於第一目標場量測座標集合之座標處的虛構目標場量測。另外，使用校準資料來計算對應於第二目標場之第二目標場量測座標集合之座標處的另外虛構目標場量測。此再次係藉由線性內插而進行。自另外虛構目標場量測減去虛構目標場量測以給出量測校正值。接著，將量測校正值添加至目標場量測值以給出經校正量測值。經校正量測值現表示在位準感測器在第二目標場量測座標集合處進行量測時其在焦點映射期間量測之值。接著，基於經校正量測值及第二目標場量測座標集合來判定經最佳化設定點值集合。
此具有優於不在布局獨立調平(基於相同量測座標針對第一目標場及第二目標場而計算設定點)期間校正量測值之優點。因此，補償第一目標場與第二目標場之間的焦點效能變化。若實情為應用布局相依調平(其強制以相同目標場量測座標來量測每一目標場以防止焦點效能變化)，則將需要更多時間以確保焦點效能，此使產出率下降。因此，該實施例改良在無校準之情況下相對於布局獨立調平在基板(W)上之曝光的可靠性，因為對於每一目標，可達成相同焦點效能，同時達成比在應用布局相依調平時之速度高的速度。
在一實施例中，藉由計算圖案化器件之移動的設定來達成焦點效能。或者，改變投影系統(PS)之設定，使得曝光狹縫以圖案化器件之恆定位置而調適至目標場之位置。或者，計算圖案化器件之移動、投影系統設定及基板之組合。
在一實施例中，藉由在曝光期間計算晶圓台之高度設定及/或傾斜設定來達成焦點效能。在一實施例中，此係以在步進模式中之微影曝光裝置而應用。
在一實施例中，首先執行校準及焦點映射。將校準量測及目標場量測與其在基板座標系統中之座標一起儲存。在執行對準且判定基板上之目標場的位置且因此判定基板座標系統中之目標場座標系統的原點之後，執行曝光設定之判定。
因此，提供一種計算待根據曝光焦點資料而曝光於微影裝置中之基板之目標場之曝光焦點資料的方法，方法包含：
a)在目標場上執行提供目標場之位準感測器資料的位準感測器掃描，其中在相對於目標場之相對位置處執行位準感測器掃描，其中方法進一步包含：
b)使用位準感測器資料及預定校準資料以校正位準感測器掃描相對於目標場之相對位置來判定經校正曝光焦點資料。
此實施例允許校正相對於目標場之相對位置。此相對位置影響位置感測器資料(例如，由於目標場上之拓撲)，且因此影響經計算曝光焦點資料。為了校正此差，可使用如所提供之方法。
熟習此項技術者將清楚地看出，本發明同樣涵蓋其他實施例(諸如，獲得校準資料以僅在一方向(x'或y'方向)上進行校準)，且已可藉由使用具有不同於目標場量測座標之座標的校準量測來獲得某改良。
在根據本發明之微影曝光裝置中，在包含電腦系統之單元中執行曝光設定之判定。電腦系統經由資料載體而饋入有電腦程式，電腦程式經配置以執行根據本發明之一實施例的方法。
在一實施例中，量測由其他目標場所圍繞之目標場，且在該等其他目標場上進行某些目標場量測。可將其他目標場上之目標場量測用作額外校準資料。在一實施例中，狹長偵測區域(7)跨越基板(W)之完整寬度且同時在不同x座標處取樣。因為目標場實務上具有不同於量測光點之間的間距之間距，所以目標場量測包含關於不同目標場x'座標之資訊。將在整個基板(W)中之目標場量測用作校準資料。無需單獨校準掃描。所有目標場量測均與其各別x'座標及y'座標相關，且被視為校準場中之彼等座標的校準量測。以此方式，在每一目標場中，以如先前所解釋之校準資料之形式來使用來自所有其他目標場之資料。
根據本發明之方法可連同其他目標場校準被使用。此包括過程相依偏移校準(針對(例如)與電路圖案之存在或缺少相關的由高度經量測之基板之材料組合物之差所導致的在經量測高度之間的偏移之校正)，及過程相依增益校正(針對(例如)與電路圖案之存在或缺少相關的針對基板之不同材料組合物在相等高度下經量測強度之差的校正)。
若在布局獨立調平衝程中存在重疊或未使用之感測器，則可出於焦點效能原因而調整衝程位置以最佳化取樣。用以匹配在基板邊緣處目標場之位置之更多焦點敏感位置或特殊量測位置處的多個樣本為兩個可能性。
將調平量測校準為獨立於布局具有另外可能產出率優點。當需要調平量測具有相對於布局之精確位置時，則在調平量測之前需要足夠精確度之對準操作。若可將調平校準為獨立於位置(其係根據本發明而完成)，則可廢除在調平之前執行對準之約束。約束之此緩和提供減少在基板量測序列期間所花費之時間且去耦該方法之步驟被執行之次序的另外機會。舉例而言，可在已開始調平量測時處理對準結果。另外，可能不必要具有在開始焦點映射或校準之前可用之經校準對準感測器。
以上實施例可用於雙平台微影曝光裝置中。在雙平台微影曝光裝置中，存在用於支撐待曝光至輻射之基板的兩個平台。在裝載、卸載或量測一基板時，曝光另一基板。以上實施例亦可用於匯接平台微影曝光裝置中。在該曝光裝置中，存在用於支撐待曝光之基板之第一平台。又，存在未經配置以在基板曝光期間支撐基板之第二平台。第二平台可包含感測器，且可用於控制(例如)浸沒液體以使得在第一平台在用於裝載及卸載基板之位置中時浸沒液體不洩漏。
儘管在此本文中可特定地參考微影曝光裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文所描述之微影曝光裝置可具有其他應用，諸如，製造積體光學系統、用於磁域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，在該等替代應用之情境中，可認為本文對術語"晶圓"或"晶粒"之任何使用分別與更通用之術語"基板"或"目標場"同義。可在曝光之前或之後在(例如)軌道(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/或檢測工具中處理本文所提及之基板。適用時，可將本文之揭示應用於該等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，(例如)以便形成多層IC，使得本文所使用之術語基板亦可指代已經含有多個經處理層之基板。此等經處理層包含待在對準期間讀取之對準標記。
儘管以上可特定地參考在光學微影術之情境中對本發明之實施例的使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影術)中，且在情境允許時不限於光學微影術。在壓印微影術中，圖案化器件中之構形界定形成於基板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。量測表面之高度可經應用以在將基板曝光至圖案化器件期間設定區域溫度或壓力。
本文所使用之術語"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奈米、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及遠紫外線(EUV)輻射(例如，具有在為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)。
術語"透鏡"在情境允許時可指代各種類型之光學組件之任一者或組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
儘管以上已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，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，本發明可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如以上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)，其具有儲存於其中之該電腦程式。
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而言將顯而易見的為，可在不脫離以下所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修改。
1．．．表面
2．．．參考位置
3．．．輻射光束
4．．．經反射光束
5．．．新位置
6．．．經移位反射光束
7．．．狹長偵測區域
8．．．有效狹長區域
AD．．．調整器
B．．．輻射光束
BD．．．光束傳送系統
C．．．目標場
CO．．．聚光器
IF．．．位置感測器
IL．．．照明器
IN．．．積光器
M1．．．光罩對準標記
M2．．．光罩對準標記
MA．．．光罩
MT．．．光罩台
P1．．．基板對準標記
P2．．．基板對準標記
PM．．．第一定位器
PS．．．投影系統
PW．．．第二定位器
SO．．．輻射源
W．．．基板
WT．．．基板台
X．．．方向
Y．．．方向
Z．．．方向
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置；
圖2示意性地描繪基板座標系統；
圖3(包含圖3a及圖3b)示意性地描繪用於本發明之一實施例中的位準感測器；
圖4示意性地描繪根據布局獨立調平的位準感測器在基板上之掃描的衝程；
圖5示意性地描繪根據布局相依調平的位準感測器在基板上之掃描的衝程。
7．．．狹長偵測區域
W．．．基板
Claims (12)
- 一種用於在一微影曝光過程中判定一基板上之一目標場(target field)之曝光設定的方法，其包含在相對於一校準場之位置之一第二方向及一第三方向上的複數個校準位置處，決定包含具有該校準場在一第一方向上之該位置之該複數個校準位置的校準資料，其中該校準資料係藉由僅使用一單一位準感測器所量測；藉由在該第二方向及該第三方向上建立該基板上之該目標場之位置，以決定產生資料(production data)；在相對於該目標場在該第二方向及該第三方向上之位置之至少一量測位置處，量測該目標場在該第一方向上之位置；比較該至少一量測位置與該複數個校準位置；基於該校準資料，決定一第一組曝光設定，其中該校準資料與不同於該至少一量測位置之該複數個校準位置之至少一者相關；基於該目標場之已量測位置，決定一第二組曝光設定；及基於該比較與該第一組曝光設定，校正該第二組曝光設定，以決定該曝光設定。
- 如請求項1之方法，其中使用一第二感測器來量測該目標場在該第一方向上之該位置，且其中該單一感測器與 該第二感測器係基於一不同量測原理。
- 如請求項1之方法，其中一校準基板上之該校準場的位置不同於該基板上之該校準場的該位置。
- 如請求項3之方法，其中該校準基板與該基板為不同基板。
- 如請求項1之方法，其中該等曝光設定包含一集合之至少一成員，該集合包含在曝光該目標場期間用於支撐包含該目標場之該基板之一支撐件的高度設定、傾斜設定及掃描設定點。
- 如請求項1之方法，其進一步包含：基於該比較及該校準資料來校正該目標場之該經量測位置；及基於該經校正量測位置來判定該等曝光設定。
- 如請求項1之方法，其中提供該產生資料包含：在量測該目標場之該第一方向上的該位置時，在相對於該目標場之位置的至少一位置處量測該另一目標場在該第一方向上之位置。
- 如請求項1之方法，其中：至該複數個位置中之至少一位置之該校準場之一第一邊緣的距離小於至該至少一位置之該目標場之對應邊緣的距離。
- 如請求項1之方法，其中提供該校準資料包含：在相對於一另一校準場之位置之該第二方向及該第三方向上的另外複數個位置處判定該另一校準場在該第一方向上之 位置。
- 如請求項1之方法，其包含根據經判定曝光資料來曝光該目標場。
- 一種用於曝光一目標場之微影曝光裝置，其包含：一儲存裝置，其經組態以儲存包含一校準場之在相對於該校準場之位置之一第二方向及一第三方向上的複數個校準位置處所判定之該位置的校準資料，其中該校準資料係藉由僅使用一單一位準感測器所量測；一對準感測器(alignment sensor)，該對準感測器經配置以量測該目標場在該第二方向及該第三方向上之位置；一感測器，該感測器用以在相對於該目標場在該第二方向及該第三方向上之該位置的至少一量測位置處量測該目標場在該第一方向上之位置；及一單元，該單元經組態以：比較該至少一量測位置與該複數個校準位置；基於該校準資料，決定一第一組曝光設定，其中該校準資料與不同於該至少一量測位置之該複數個校準位置之至少一者相關；基於該目標場之已量測位置，決定一第二組曝光設定；及基於該比較與該第一組曝光設定，校正該第二組曝光設定，以決定該曝光設定。
- 一種非暫態電腦可讀取媒體，其具有儲存於其中之多個 指令，若一電腦裝置執行該等指令，則使該電腦裝置執行一種包含下列步驟之方法：在相對於一校準場之位置之一第二方向及一第三方向上的複數個校準位置處，決定包含具有該校準場在一第一方向上之該位置之該複數個校準位置的校準資料，其中該校準資料係藉由僅使用一單一位準感測器所量測；藉由在該第二方向及該第三方向上建立該基板上之該目標場之位置，以決定產生資料；在相對於該目標場在該第二方向及該第三方向上之位置之至少一量測位置處，量測該目標場在該第一方向上之位置；比較該至少一量測位置與該複數個校準位置；基於該校準資料，決定一第一組曝光設定，其中該校準資料與不同於該至少一量測位置之該複數個校準位置之至少一者相關；基於該目標場之已量測位置，決定一第二組曝光設定；及基於該比較與該第一組曝光設定，校正該第二組曝光設定，以決定該曝光設定。
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