TWI457721B - 控制微影裝置的方法、元件製造方法、微影裝置、電腦程式產品及改善微影程序的數學模型之方法 - Google Patents

控制微影裝置的方法、元件製造方法、微影裝置、電腦程式產品及改善微影程序的數學模型之方法 Download PDF

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Description

控制微影裝置的方法、元件製造方法、微影裝置、電腦程式產品及改善微影程序的數學模型之方法
本發明係關於一種控制微影裝置之方法、一種元件製造方法、一種微影裝置、一種用於控制微影裝置之電腦程式產品，及一種改善微影程序之數學模型之方法。
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)之製造中。在彼情況下，圖案化元件(其或者被稱作光罩或比例光罩)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，包含晶粒之部分、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)層上而進行圖案之轉印。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元件轉印至基板。
已提議將微影投影裝置中之基板浸潤於具有相對高折射率之液體(例如，水)中，以便填充在投影系統之最終器件與基板之間的空間。在一實施例中，液體為蒸餾水，但可 使用另一液體。將參考液體來描述本發明之一實施例。然而，另一流體可合適，特別是濕潤流體、不可壓縮流體，及/或相比於空氣具有較高折射率(理想地，相比於水具有較高折射率)之流體。排除氣體之流體特別地理想。此情形之要點係實現較小特徵之成像，此係因為曝光輻射在液體中將具有較短波長。(液體之效應亦可被視為增加系統之有效數值孔徑(NA)且亦增加聚焦深度)。已提議其他浸潤液體，包括經懸浮有固體粒子(例如，石英)之水，或具有奈米粒子懸浮液(例如，最大尺寸高達10奈米之粒子)之液體。懸浮粒子可能具有或可能不具有相似於或相同於經懸浮有該等粒子之液體之折射率的折射率。可合適之其他液體包括烴，諸如，芳族、氟代烴及/或水溶液。
在微影中為吾人所知的是，圖案化元件之照明方式(尤其是曝光輻射入射於圖案化元件上之角度)影響印刷於基板上之影像。通常，且最便利地，藉由描述照明系統中為圖案化元件平面之傅立葉(Fourier)變換之光瞳平面中的輻射分佈來描述照明模式。因此，光瞳平面中之位置對應於圖案化元件平面處之角度。所謂習知照明在光瞳平面中具有以原點為中心之輻射圓盤，且引起用在以法線為中心之角度範圍下到達之輻射來照明圖案化元件。環形照明在光瞳平面中具有輻射環帶。通常，離軸多極配置具有圍繞原點對稱地配置之兩個或四個極(在X軸及Y軸上或外)。此等不同模式已知適於待成像之不同圖案類型。然而，複雜圖案可能需要用於最佳成像之複雜照明模式。
可提供為定製且在與圖案化元件共軛但相比於光瞳平面較接近於源之平面中置放於照明系統之繞射光學器件(diffractive optical element,DOE)，以便在光瞳平面中界定任何所要照明分佈。然而，繞射光學器件之設計及製造昂貴且耗時。因此，可提供用以使能夠使用可程式化個別可調整微鏡面陣列來產生任何所要照明模式之配置。對於待照明之圖案化元件之給定圖案，使用被稱為源光罩最佳化(source-mask optimization,SMO)之程序以判定用於彼圖案之最佳照明模式。
為了輔助開發微影程序，已開發微影裝置及微影程序之數個數學模型或模擬。在給出待成像之圖案(或通常，來自圖案之選定特徵)及微影裝置之所要設定(例如，照明模式)的情況下，可計算所成像之圖案之預測。藉由逆預測，或在反覆程序中，有可能調整圖案或微影設定以改善經預測影像。以此方式，可最佳化微影程序。微影模型通常分類成兩個類型。空中影像模型產生將藉由投影系統投影之影像之預測。抗蝕劑模型預測將形成於經顯影抗蝕劑中之圖案且因此包括抗蝕劑及顯影程序之參數。
一旦已開發用於成像所要圖案之最佳程序，隨即執行最佳程序以製造實際元件(通常以極大量)。因此，通常不使用確切地相同於可能已用於開發該程序之裝置的裝置來執行製造。因此，有必要確保用於製造之裝置匹配於用於開發之裝置之效能。在已建立此匹配之情況下，亦有必要偵 測及校正用於製造之裝置中之任何漂移。為此，在每一裝置被視為適於使用之前，對每一裝置執行所謂合格性測試。此等測試確認該裝置產生與所應用設定一致之輸出。合格性測試可包括印刷測試圖案陣列，及量測系統(諸如，當選擇給定照明模式時所實現之實際照明光瞳)之參數。可週期性地及/或在顯著維護操作之後重複合格性測試或其子集。此等合格性或校準測試耗時且中斷該裝置針對生產工作之使用。
亦有可能藉由進行實際地印刷至基板上之圖案之量測來監視微影裝置之效能。可採取實際元件圖案之量測，或包括於晶粒之未用區域中之測試圖案之量測。然而，不能在實際成像程序期間執行此等量測。甚至在整合至微影製造單元(lithocell)中之快速度量衡工具(諸如，散射計)之情況下，在基板之曝光與可得到之量測結果之間仍存在顯著延遲。因此，此等量測結果通常不能用以改善同一批量中之甚至後續基板之成像，但可應用於經應用有同一程序之後續批量。
舉例而言，需要提供一種用於控制微影裝置(尤其是允許線上即時量測回饋控制(inline feedback control))及/或控制不能容易被直接地量測之元件圖案之參數的改善型方法及裝置。
根據本發明之一態樣，提供一種控制一微影裝置之方法，該微影裝置具有經配置以用輻射來照明一圖案化元件之一照明系統，及經配置以將該圖案化元件之一影像投影 至基板上之一投影系統，該方法包含：設定該照明系統以實現一選定照明模式；量測該裝置之一第一參數之一值；使用該微影裝置之一模型及該第一參數之該經量測值來計算包含複數個特徵之一測試圖案之一特徵的一經投影影像之一第二參數之一值；及藉由改變該裝置之一控制設定而參考該第二參數之該經計算值來控制該微影裝置。
根據本發明之一態樣，提供一種使用一微影裝置之元件製造方法，該微影裝置具有經配置以照明一圖案化元件之一照明系統，及經配置以將該圖案化元件之一影像投影至基板上之一投影系統，該方法包含：設定該照明系統以實現一選定照明模式；使用該照明模式及該投影系統將一圖案化元件之圖案成像至該基板上，該圖案包含複數個特徵；量測該裝置之一第一參數之一值；使用該微影裝置之一模型及該第一參數之該經量測值來計算該圖案之一特徵的一經投影影像之一第二參數之一值；及參考該第二參數之該經計算值來控制該微影裝置。
根據本發明之一態樣，提供一種經配置以將包含複數個特徵之一圖案成像至一基板上之微影裝置，該微影裝置包含：一支撐件，其係用於一圖案化元件； 一可控制照明系統，其經配置以照明該圖案化元件；一投影系統，其經配置以將該圖案化元件之一影像投影至該基板上；及一控制系統，其經配置以：設定該照明系統以實現一選定照明模式；量測該裝置之一第一參數之一值；使用該微影裝置之一模型及該第一參數之該經量測值來計算包含複數個特徵之一測試圖案之一特徵的一經投影影像之一第二參數之一值；及參考該第二參數之該經計算值來控制該微影裝置。
根據本發明之一態樣，提供一種包含一電腦可讀儲存媒體之電腦程式產品，該電腦可讀儲存媒體在其上經儲存有用於執行控制一微影裝置之一方法之指令，該微影裝置具有經配置以用輻射來照明一圖案化元件之一可程式化照明系統，及經配置以將該圖案化元件之一影像投影至基板上之一投影系統，該方法包含：設定該照明系統以實現一選定照明模式；量測該裝置之一第一參數之一值；使用該微影裝置之一模型及該第一參數之該經量測值來計算包含複數個特徵之一測試圖案之一特徵的一經投影影像之一第二參數之一值；及參考該第二參數之該經計算值來控制該微影裝置。
根據本發明之一態樣，提供一種改善一微影程序之一數學模型之方法，該方法包含： 將一第一參數之一設定應用於一微影裝置；量測藉由該微影裝置採用的該第一參數之一值；參考該第一參數之該經量測值而使用該數學模型以獲得在一圖案將曝光於一基板上時該圖案之一影像之一第二參數之一經預測值；使用該微影裝置以將該圖案曝光於一基板上；使用一度量衡工具以獲得曝光於該基板上之該圖案之該第二參數之一經量測值；及參考該第二參數之該經量測值及該第二參數之該經預測值來調適該數學模型。
現在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，對應元件符號指示對應零件。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。該裝置包含：-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、DUV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元件(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元件之第一定位器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 藉由圖案化元件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。
照明系統可包括用於引導、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MT固持圖案化元件。支撐結構MT以取決於圖案化元件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化元件是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化元件。支撐結構MT可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化元件。支撐結構MT可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動。支撐結構MT可確保圖案化元件(例如)相對於投影系統處於所要位置。可認為本文對術語「比例光罩」或「光罩」之任何使用皆與更通用之術語「圖案化元件」同義。
本文所使用之術語「圖案化元件」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部分中創製圖案的任何元件。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，則圖案可能不會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創製之元件(諸如，積體電路)中之特定功能層。
圖案化元件可為透射的或反射的。圖案化元件之實例包括光罩、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。傾斜鏡面在藉由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。
本文所使用之術語「投影系統」應被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。可認為本文對術語「投影透鏡」之任何使用皆與更通用之術語「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，使用上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影裝置可為具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上圖案化元件台)之類型。在此等「多載物台」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，同時將一或多個其他台用於曝光。
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時，輻射源及微影裝置可為分離實體。在此等狀況下，不認為輻射源形成微影裝置之零件，且輻射光束係憑藉包含(例如)合適引導鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器 IL。在其他狀況下，舉例而言，當輻射源為水銀燈時，輻射源可為微影裝置之整體零件。輻射源SO及照明器IL連同光束遞送系統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。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈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佈。相似於輻射源SO，可能認為或可能不認為照明器IL形成微影裝置之零件。舉例而言，照明器IL可為微影裝置之整體零件，或可為與微影裝置分離之實體。在後一狀況下，微影裝置可經組態以允許照明器IL安裝於其上。視情況，照明器IL係可拆卸的，且可被分離地提供(例如，由微影裝置製造商或另一供應商提供)。
輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台)MT上之圖案化元件(例如，光罩)MA上，且係藉由該圖案化元件而圖案化。在已橫穿圖案化元件MA之情況下，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板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，干涉量測元件、線性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。相似地，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之路徑來準確地定位圖案化元件MA。一般而言，可憑藉形成第一定位器PM之零件之長衝程模組(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。相似地，可使用形成第二定位器PW之零件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)之狀況下，支撐結構MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。可使用圖案化元件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化元件MA及基板W。儘管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)。相似地，在一個以上晶粒提供於圖案化元件MA上之情形中，圖案化元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之目標部分C之大小。
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部分C上時，同步地掃描支撐結構MT及基板台WT(亦即，單次動態曝光)。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，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化元件，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一掃描期間之順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化元件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化元件(諸如，上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可使用對上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同之使用模式。
在許多微影裝置中，流體(尤其是液體)提供於投影系統之最終器件之間以實現較小特徵之成像及/或增加裝置之有效數值孔徑(NA)。下文參考此浸潤裝置來進一步描述本發明之一實施例，但可同等地以非浸潤裝置來體現本發明之一實施例。用於在投影系統之最終器件與基板之間提供液體之配置可分類成至少三種通用種類。此等種類為浴類型配置、所謂局域化浸潤系統及全濕潤配置。在浴類型配置中，基板之實質上全部及(視情況)基板台之部分被浸沒於液體浴中。所謂局域化浸潤系統使用液體供應系統，其中液體僅提供至基板之局域化區域。在後一種類中，藉由液體填充之空間在平面圖上小於基板之頂部表面，且經填 充有液體之區域相對於投影系統保持實質上靜止，而基板在彼區域下方移動。本發明之一實施例所針對之另外配置為全濕潤解決方案，其中液體係未受限制的。在此配置中，基板之實質上整個頂部表面及基板台之全部或部分被覆蓋於浸潤液體中。覆蓋至少基板之液體之深度小。液體可為在基板上之液體膜(諸如，薄膜)。
已提議之一配置係提供具有液體限制部件之液體供應系統，液體限制部件沿著在投影系統之最終器件與基板台之間的空間之邊界之至少一部分而延伸。圖2中說明此配置。液體限制部件在XY平面中相對於投影系統實質上靜止，但在Z方向上(在光軸之方向上)可存在某相對移動。密封件形成於液體限制件與基板之表面之間。在一實施例中，密封件形成於液體限制結構與基板之表面之間，且可為諸如氣體密封件之無接觸密封件。美國專利申請公開案第US 2004-0207824號中揭示此系統。
流體處置結構12使在投影系統PS之最終器件與基板W之間的空間11中至少部分地含有液體。可圍繞投影系統之影像場形成對基板W之無接觸密封件16，使得液體受限制於在基板W之表面與投影系統PS之最終器件之間的空間內。空間係藉由定位於投影系統PS之最終器件下方且環繞投影系統PS之最終器件的流體處置結構12至少部分地形成。藉由液體入口13將液體帶入至在投影系統下方且在流體處置結構12內之空間中。可藉由液體出口13來移除液體。
許多其他類型之液體供應系統係可能的。本發明之一實 施例不限於任何特定類型之液體供應系統，亦不限於浸潤微影。本發明之一實施例可同等地應用於任何微影中。
控制系統500控制微影裝置之總操作，且尤其執行下文進一步所描述之最佳化程序。控制系統500可被體現為經合適程式設計之一般用途電腦，其包含中央處理單元以及揮發性儲存構件及非揮發性儲存構件。該電腦可進一步包含輸入及輸出元件(諸如，鍵盤及螢幕)、至網路之連接件，及至微影裝置之各種零件之介面。應瞭解，在控制電腦與微影裝置之間的一對一關係不係必要的。在本發明之一實施例中，一個電腦可控制多個微影裝置。在本發明之一實施例中，多個網路連接式電腦可用以控制一個微影裝置。控制系統500可經組態以亦控制微影製造單元或叢集(微影裝置形成微影製造單元或叢集之零件)中之一或多個關聯程序元件及基板處置元件。控制系統500可經組態為從屬於微影製造單元或叢集之監督控制系統及/或工廠(fab)之總控制系統。
在論述本發明之一實施例之前，提供關於微影模擬及成像程序之簡要論述。在微影模擬系統中，可藉由分離之功能模組來描述微影裝置之主要系統組件，例如，如圖3所說明。參看圖3，功能模組包括：設計佈局模組26，其定義目標設計佈局；圖案化元件佈局模組28，其定義待用於成像程序中之圖案化元件；圖案化元件模型模組30，其定義待用於模擬程序期間之圖案化元件佈局之模型；光學模型模組32，其定義微影系統之光學組件之效能；及抗蝕劑 模型模組34，其定義用於給定程序中之抗蝕劑之效能。舉例而言，模擬程序之結果在結果模組36中產生經預測輪廓及CD。
更具體而言，應注意，在光學模型32中俘獲照明及投影光學件之屬性，光學模型32包括(但不限於)NA及Σ(σ)設定以及任何特定照明源形狀，其中σ(或Σ)為照明之外部徑向範圍。塗佈於基板上之光阻層之光學屬性(亦即，折射率、膜厚度、傳播及極化效應)亦可被俘獲為光學模型32之部分。圖案化元件模型30俘獲圖案化元件(例如，光罩)之設計特徵，且亦可包括圖案化元件之詳細物理屬性之表示。最後，抗蝕劑模型34描述發生於抗蝕劑曝光、曝光後烘烤(PEB)及顯影期間之化學程序之效應，以便預測(例如)形成於基板上之抗蝕劑特徵之輪廓。模擬之目的係準確地預測(例如)邊緣置放及臨界尺寸(CD)，其可接著與目標設計進行比較。目標設計通常被定義為光學近接校正(OPC)前圖案化元件佈局，且將以諸如GDSII或OASIS之標準化數位檔案格式予以提供。熟習此項技術者應理解，可使用任何輸入檔案格式。
圖4為說明可輔助體現及/或實施本文所揭示之圖案選擇方法之電腦系統500的例示性方塊圖。電腦系統500包括用以傳達資訊之匯流排502或其他通信機構，及與匯流排502耦接以處理資訊之一或多個處理器504(及505)。電腦系統500亦包括耦接至匯流排502以儲存待藉由處理器504執行之資訊及指令之主記憶體506，諸如，隨機存取記憶體 (RAM)或其他動態儲存元件。主記憶體506可用以在待藉由處理器504執行之指令之執行期間儲存暫時變數或其他中間資訊。電腦系統500可進一步包括耦接至匯流排502以儲存用於處理器504之資訊及指令之唯讀記憶體(ROM)508或其他靜態儲存元件。諸如磁碟或光碟之儲存元件510可經提供且耦接至匯流排502以儲存資訊及指令。
電腦系統500可經由匯流排502而耦接至顯示器512，諸如，用以向電腦使用者顯示資訊之陰極射線管(CRT)或平板或觸控面板顯示器。包括文數字按鍵及其他按鍵之輸入元件514可耦接至匯流排502以將資訊及命令選擇傳達至處理器504。另一類型之使用者輸入元件可為游標控制件516，諸如，滑鼠、軌跡球，或用以將方向資訊及命令選擇傳達至處理器504且用以在顯示器512上控制游標移動之游標方向按鍵。此輸入元件通常具有在兩個軸線(第一軸線(例如，x )及第二軸線(例如，y ))上之兩個自由度，其允許該元件在一平面中指定位置。觸控面板(螢幕)顯示器可用作輸入元件。
根據本發明之一實施例，可回應於處理器504執行主記憶體506中所含有之一或多個指令之一或多個序列而藉由電腦系統500來執行模擬程序之部分。此等指令可自諸如儲存元件510之另一電腦可讀媒體被讀取至主記憶體506中。主記憶體506中所含有之指令序列之執行會使處理器504執行本文所描述之程序步驟。可使用呈多處理配置之一或多個處理器以執行主記憶體506中所含有之指令序 列。在一實施例中，可代替或結合軟體指令而使用硬連線電路以實施本發明之一實施例。因此，本發明之實施例不限於硬體電路及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504以供執行之任何媒體。此媒體可採取許多形式，包括(但不限於)非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。非揮發性媒體包括(例如)諸如儲存元件510之光碟或磁碟。揮發性媒體包括諸如主記憶體506之動態記憶體。傳輸媒體包括同軸電纜、銅線及光纖，其包括包含匯流排502之導線。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。普通形式之電腦可讀媒體包括(例如)軟碟、可撓性碟、硬碟、磁帶、任何其他磁性媒體、CD-ROM、DVD、任何其他光學媒體、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、DRAM、SRAM、任何其他記憶體晶片或晶匣、如在下文中所描述之載波，或可供電腦讀取之任何其他媒體。
可在將一或多個指令之一或多個序列攜載至處理器504以供執行時涉及各種形式之電腦可讀媒體。舉例而言，最初可將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經由廣域網路(例如，網際網路)而發送指令。在電腦系統500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以將資料轉換成紅外線信號。耦接至匯流排502之紅外線偵測器可接收攜載於紅外 線信號中之資料且將資料置放於匯流排502上。匯流排502將資料攜載至主記憶體506，處理器504自主記憶體506擷取及執行指令。藉由主記憶體506接收之指令可視情況在藉由處理器504之執行之前或之後儲存於儲存元件510上。
電腦系統500可包括耦接至匯流排502之通信介面518。通信介面518提供對連接至區域網路522之網路鏈路520之雙程資料通信耦接。舉例而言，通信介面518可為用以提供對對應類型之電話線之資料通信連接的整合服務數位網路(ISDN)卡或數據機。作為另一實例，通信介面518可為用以提供對相容LAN之資料通信連接之區域網路(LAN)卡。可實施無線鏈路。在任何此類實施中，通信介面518發送及接收攜載表示各種類型之資訊之數位資料串流的電信號、電磁信號或光學信號。
網路鏈路520通常經由一或多個網路而向其他資料元件提供資料通信。舉例而言，網路鏈路520可經由區域網路522而向主機電腦524或向由網際網路服務提供者(ISP)526所操作之資料設備提供連接。ISP 526又經由網際網路528而提供資料通信服務。區域網路522及網際網路528兩者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520上且經由通信介面518之信號(其將數位資料攜載至電腦系統500及自電腦系統500攜載數位資料)為輸送資訊的例示性形式之載波。
電腦系統500可經由該(該等)網路、網路鏈路520及通信介面518而發送訊息且接收資料，包括程式碼。在網際網 路實例中，伺服器530可能經由網際網路528、ISP 526、區域網路522及通信介面518而傳輸用於應用程式之經請求程式碼。舉例而言，根據本發明之一實施例，一種此類經下載應用程式提供該實施例之測試圖案選擇。經接收程式碼可在其被接收時藉由處理器504執行，及/或儲存於儲存元件510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500可獲得呈載波之形式之應用程式碼。
為了監視微影程序，量測經圖案化基板之一或多個參數。該等參數可包括(例如)在形成於經圖案化基板中或上之順次層之間的疊對誤差，及/或經顯影感光性抗蝕劑之臨界線寬。可對產品基板及/或對專用度量衡目標執行此量測。存在用於進行在微影程序中所形成之顯微結構之量測的各種技術，包括掃描電子顯微鏡及各種專門工具之使用。快速且非侵入形式之專門檢測工具為散射計，其中將輻射光束引導至基板之表面上之目標上，且量測散射或反射光束之屬性。藉由比較光束在其已藉由基板反射或散射之前與之後的屬性，可判定基板之屬性。可(例如)藉由比較反射光束與儲存於與已知基板屬性相關聯之已知量測庫中之資料來進行此判定。兩種主要類型之散射計為吾人所知。光譜散射計將寬頻帶輻射光束引導至基板上且量測經散射至特定窄角範圍中之輻射之光譜(作為波長之函數的強度)。角解析散射計使用單色輻射光束且量測作為角度之函數的散射輻射之強度。
以影像為基礎之疊對度量衡當前為主流疊對度量衡技 術。然而，隨著針對較好精確度之需要增加，以繞射為基礎之疊對(DBO)在半導體製造商處之勁勢及接受度愈來愈大。
使用檢測裝置以判定基板之一或多個屬性，且尤其是判定不同基板或同一基板之不同層之一或多個屬性如何在層與層之間變化。檢測裝置可整合至微影裝置或微影製造單元中，或可為單獨元件。為了實現快速量測，需要使檢測裝置在曝光之後立即量測經曝光抗蝕劑層中之屬性。然而，抗蝕劑中之潛影具有極低對比度(在已曝光至輻射的抗蝕劑之部分與尚未曝光至輻射的抗蝕劑之部分之間僅存在極小折射率差)，且並非所有檢測裝置皆具有對進行潛影之有用量測之足夠敏感度。因此，可在曝光後烘烤步驟(PEB)之後採取量測，曝光後烘烤步驟(PEB)通常為對經曝光基板所進行之第一步驟且增加在抗蝕劑之經曝光部分與未經曝光部分之間的對比度。在此階段時，抗蝕劑中之影像可被稱作半潛像(semi-latent)。亦有可能進行經顯影抗蝕劑影像之量測(此時，抗蝕劑之經曝光部分或未經曝光部分已被移除)，或在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後進行經顯影抗蝕劑影像之量測。後者可能性限制重做有缺陷基板之可能性，但仍可提供有用資訊。
圖5中展示可與本發明之一實施例一起使用之散射計。在此元件中，藉由輻射源202發射之輻射係使用透鏡系統212予以準直且透射通過干涉濾光器213及極化器217、藉由部分反射表面216反射且經由顯微鏡接物鏡215而聚焦至 基板W上，顯微鏡接物鏡215具有高數值孔徑(NA)，理想地為至少0.9且至少0.95。浸潤散射計可甚至具有超過1之數值孔徑。反射輻射接著通過部分反射表面216而透射至偵測器218中，以便使散射光譜被偵測。偵測器可位於處於透鏡系統215之焦距F之背向投影式光瞳平面211中，然而，該光瞳平面可代替地用輔助光學件(圖中未繪示)再成像至偵測器上。光瞳平面為輻射之徑向位置界定入射角且角位置界定輻射之方位角的平面。偵測器理想地為二維偵測器，使得可量測基板目標230之二維角散射光譜。偵測器218可為(例如)CCD或CMOS感測器陣列，且可使用為(例如)每圖框40毫秒之積分時間。
舉例而言，常常使用參考光束以量測入射輻射之強度。為了進行此量測，當輻射光束入射於光束分裂器216上時，輻射光束之部分朝向參考鏡面214作為參考光束而透射通過該光束分裂器。參考光束接著投影至同一偵測器218之不同零件上，或者，投影至不同偵測器(圖中未繪示)上。
干涉濾光器213之集合可用以選擇在為(比如)405奈米至790奈米或甚至更低(諸如，200奈米至300奈米)之範圍內之所關注波長。干涉濾光器可為可調諧的，而非包含不同濾光器之集合。可使用光柵以代替干涉濾光器。
偵測器218可量測散射光在單波長(或窄波長範圍)下之強度、分離地在多個波長下之強度，或遍及一波長範圍而積分之強度。此外，偵測器可分離地量測橫向磁極化輻射 及橫向電極化輻射之強度，及/或橫向磁極化輻射與橫向電極化輻射之間的相位差。
使用寬頻帶光源(亦即，具有寬輻射頻率或波長範圍(且因此具有寬顏色範圍)之光源)係可能的，其給出大光展量(etendue)，從而允許多個波長之混合。寬頻帶中之複數個波長理想地各自具有為△λ之頻寬及為至少2△λ(亦即，為頻寬之兩倍)之間隔。若干輻射「源」可為已使用光纖束而分裂的延伸型輻射源之不同部分。以此方式，可並行地在多個波長下量測角度解析散射光譜。可量測3-D光譜(波長及兩個不同角度)，其相比於2-D光譜含有更多資訊。此情形允許量測更多資訊，其增加度量衡程序穩固性。歐洲專利申請公開案第EP 1,628,164號中更詳細地描述此情形。
基板W上之目標230可為1-D光柵，其經印刷成使得在顯影之後，條狀物(bar)係由固體抗蝕劑線形成。目標230可為2-D光柵，其經印刷成使得在顯影之後，光柵係由抗蝕劑中之固體抗蝕劑導柱或導通孔形成。或者，條狀物、導柱或導通孔可被蝕刻至基板中。此圖案對微影投影裝置(特別是投影系統PL)中之色像差敏感，且照明對稱性及此等像差之存在將使其自身表現為經印刷光柵之變化。因此，使用經印刷光柵之散射量測資料以重新建構光柵。自印刷步驟及/或其他散射量測程序之知識，可將1-D光柵之參數(諸如，線寬及形狀)或2-D光柵之參數(諸如，導柱或導通孔寬度或長度或形狀)輸入至藉由處理單元PU執行之 重新建構程序。
如上文所描述，目標係在基板之表面上。此目標將常常採取在光柵中之一系列線之形狀或在2-D陣列中之實質上矩形結構之形狀。度量衡嚴密光學繞射理論之目的有效地為計算自目標所反射之繞射光譜。換言之，針對CD(臨界尺寸)均一性及疊對度量衡來獲得目標形狀資訊。疊對度量衡為供量測兩個目標之疊對以便判定基板上之兩個層是否對準的量測系統。CD均一性簡單地為用以判定微影裝置之曝光系統如何運行的光譜上之光柵之均一性之量測。具體而言，CD為「書寫」於基板上之物件之寬度且為微影裝置物理上能夠在基板上書寫之極限。
在結合目標結構(諸如，目標230)及其繞射屬性之模型化而使用上文所描述之散射計中之一者的情況下，可以數種方式執行該結構之形狀及其他參數之量測。在第一類型之程序中，計算基於目標形狀(第一候選結構)之第一估計之繞射圖案，且比較該繞射圖案與經觀測繞射圖案。接著系統地變化模型之參數且以一系列反覆重新計算繞射，以產生新候選結構且因此達到最好擬合。在第二類型之程序中，預先計算針對許多不同候選結構之繞射光譜以創製繞射光譜「庫」。接著，比較自量測目標所觀測之繞射圖案與經計算光譜庫以找到最好擬合。可一起使用兩種方法：可自庫獲得粗略擬合，繼之以進行反覆程序以找到最好擬合。
圖6中展示根據本發明之一實施例的最佳化成像程序之 方法。在一實施例中，該方法之步驟係自動化的，但可允許在一或多個步驟中之手動干預。在本發明之一實施例中，經最佳化程序配方及在本發明之一實施例之方法內的最佳化步驟之輸出無需為全域最佳解決方案。相反地，術語「最佳化」在本文中用以指代識別成像參數之如下值之程序：該等值相比於彼等參數之初始值集合提供至少一相關量度之改善(例如，局域最佳)。應相應地解釋「最佳」及其他有關術語。在本發明之一實施例中，可反覆地應用最佳化步驟以提供一或多個量度之進一步改善。藉由實例，本發明之一實施例中之最佳化可提供選自由以下各者組成之群組之一或多個量度之改善：特徵置放準確度、最好聚焦差、Bossung傾角、圖案不對稱性、經由聚焦之圖案不對稱性、CD、CD均一性、經由聚焦之CD均一性，及/或頂底差。
可自美國專利第7,015,491號、第6,337,662號、第7,525,642號及美國專利申請公開案第2009-0174877號搜集關於使用繞射光學器件或反射器件以在照明系統之光瞳平面中創製照明形狀之額外資訊，該等專利及該公開案之內容之全文以引用的方式併入本文中。
在習知微影裝置中，可用成像效能指示符之子集(諸如，照明光瞳之狀態、輻射光束之極化、源之頻寬、脈衝重複率、諸如像差及雜散輻射之投影系統設定、圖案化元件(例如，光罩)載物台及基板載物台之動態狀態、有效焦點位置，及劑量)被手動地監視(若真的存在的話)。其他效 能指示符僅在合格性及週期性重新校準程序期間被查核。所監視之彼等效能指示符之手動監視耗時且因此可能不被足夠地執行以滿足藉由減低臨界尺寸及程序窗強加之要求(例如，現在被需求)。詳言之，照明光瞳正變得對於成像效能日益關鍵。在藉由(例如)繞射光學器件或可程式化元件定義之更複雜光瞳的情況下，也許不再有可能使用小數目個易於理解之參數來定義照明光瞳。因此，難以監視所實現之實際光瞳是否為所欲光瞳。即使可識別自所欲光瞳之偏差，亦可能難以判定此等偏差對最終形成之元件之效應。投影系統中之可程式化相位控制元件可具有相似問題。
因此，本發明之一實施例提供一種旨在允許快速地識別成像中之問題以及量化其對輸出元件之效應且儘可能地識別根本原因並減輕其效應的新控制方法及裝置。
在圖6所描繪的本發明之一實施例中，選擇(S1)待成像之圖案且判定(S2)裝置設定(例如，照明模式)。將設定應用(S3)於裝置。接下來，量測(S4)針對成像所設置的微影裝置之第一參數之值。將此值提供至微影裝置或程序之數學模型或模擬，接著使用數學模型或模擬以計算(S5)待成像之圖案或形成於基板上之圖案的空中影像之第二參數之值。接著使用經計算值以控制微影裝置來改善成像。舉例而言，可比較(S6)經計算值與所要值，且若比較令人滿意，則成像繼續進行(S7)。若比較不令人滿意，則採取矯正動作(S8)且重複設置等等步驟。藉由使用合適快速之量 測技術及模擬，以此方式有可能在基板或基板批量之曝光期間實現線上即時量測控制。
在一特定實施例中，第一參數為使用整合至微影裝置之照明系統中之干涉量測感測器系統所量測的照明光瞳。第二參數(其值被計算)為形成於抗蝕劑中之圖案之臨界尺寸(CD)。在一實施例中，第二參數為CD均一性。微影家可立即理解臨界尺寸或臨界尺寸均一性之值，且可立即判斷任何成像問題之嚴重性。可經由模型(例如，藉由具有變化輸入之重複模擬)且使用諸如散射計之複雜度量衡而識別任何成像問題之根本原因。
模型之使用會提供顯著優點。詳言之，可足夠快速地執行模型模擬以允許在同一基板或基板批量內實現校正，從而縮減有缺陷曝光之數目。本發明之一實施例之優點在於：模型可用以預測在裝置中實際地有關之成像條件對可能不易於可量測之特徵或特徵參數的效應。
待在偵測成像問題之情況下採取之矯正動作將取決於本發明之該實施例以及所識別之特定問題。可採取之矯正動作之實例為以下各者之調整：可程式化照明元件之設定；變焦旋轉三稜鏡設定；雜散輻射補償設定；劑量控制元件(尤其是允許控制沿著照明隙縫之長度之劑量的劑量控制元件)之設定；照明系統中之極化控制元件之設定；投影系統中之可程式化相位控制元件之設定；及/或微影裝置之其他標準控制。在一些情況下，將可直接地自影像預測來導出所應用之校正之量，在其他狀況下，可藉由反覆模 擬或模型化來找到所應用之校正之量。
在本發明之一實施例中，在將圖案實際地印刷於基板上之後，在經曝光基板中量測(S9)第二參數。在一實施例中，使用散射計以量測第二參數之值。必要時，藉由自度量衡元件之輸出之計算(S10)來設計第二參數之值，而非直接地提供第二參數之值。散射計理想地整合至含有微影裝置之微影製造單元中，以便縮減量測延遲。在已獲得第二參數之經量測值之情況下，比較(S11)此經量測值與第二參數之經計算值。此比較允許校準及改善(S12)微影裝置或程序之數學模型。在本發明之一實施例中，在主控制迴路中使用來自闡述基板之檢查之度量衡資料。
需要選擇在本發明之一實施例中用於模型化之一或若干特徵，其對所關注之成像參數之變化敏感。可藉由模型化所關注之成像參數之變化對標準測試圖案及/或元件特徵庫的效應來選擇合適特徵。在本發明之一實施例中，所使用之特徵為具有CD及/或間距之各種值之線空間圖案。線端特徵及具有裂口之線亦可用於本發明之實施例中。圖14中展示一些合適測試圖案及所成像之此等圖案之掃描電子顯微鏡影像的實例。
圖7中描繪本發明之一實施例。微影裝置100包括用以控制圖案化元件(此圖中未繪示)之照明之調整器AD。在一實施例中，調整器AD包括用以在照明系統之光瞳平面中界定照明輻射之強度分佈的可程式化元件，諸如，鏡面陣列。微影裝置具有柯勒(Kohler)照明設置，使得照明系統 之光瞳平面中之位置對應於圖案化元件處之照明角度。微影裝置100亦包括用以量測光瞳平面中之實際強度分佈之整合干涉量測感測器系統110。投影系統PS將圖案化元件之影像投影至基板上。
將整合干涉量測感測器110之輸出回饋至可程式化照明界定元件AD以提供對強度分佈之回饋控制且儘可能地最小化自所要分佈之變化。然而，實務上，將發生此等差。在本發明之一實施例中，亦將整合干涉量測感測器系統110之輸出提供至控制器500，控制器500包括用於儲存此輸出及其他資料之儲存元件510。儲存元件510可根據需要而被體現為硬碟或其他電腦可讀儲存元件。將光瞳強度分佈之資料傳遞至處理器560，處理器560應用微影裝置及微影程序之數學模型563且輸出指示圖案之經預測影像之臨界尺寸(CD)的資料400。在自動化控制系統中使用或由微影家手動地使用CD資料400，以控制微影裝置100之參數來改善成像。
當執行成像時，將已經曝光且視情況經顯影之基板傳遞至用於量測第二參數之值之度量衡工具200。在一實施例中，度量衡工具200為量測臨界尺寸及/或側壁角度(SWA)之散射計。沒有必要量測所有經曝光基板；可量測基板之樣本及在基板之樣本內的特徵之樣本。亦將實際經量測資料傳遞至儲存元件510，且比較實際經量測資料與對應經預測結果以校準或改善數學模型563。亦將預測之結果提供至光瞳恢復控制器300，光瞳恢復控制器300計算待對可 程式化照明界定元件AD進行之調整以改善其操作。
來自量測經曝光基板之程序之資料可能不會可用持續一或多天，使得儲存元件510應具有足夠能力以儲存自裝置100之若干天操作所導出之必要資料。處理器560為一般用途計算元件。需要最佳化此元件以執行用於微影模擬之計算，此在此項技術中為吾人所知。
圖8說明用以改善用於微影程序之照明設定的本發明之一實施例。作為輸入，將初始目標強度分佈350(例如，呈位元圖(bitmap)之形式)輸入至鏡面指派元件140。鏡面指派元件判定可程式化強度分佈元件之鏡面待設定至之位置以儘可能接近地實現目標強度分佈。使用均方根(rms)最小化常式以判定最佳指派。將所得鏡面指派提供至實現鏡面至所要位置之設定之鏡面控制區段130。鏡面控制系統130包括用以最小化指派誤差之局域化回饋及校準系統。
整合干涉量測感測器110量測光瞳平面中之實際強度分佈。局域回饋控制器120計算用以使實際強度分佈儘可能地接近於由鏡面指派引起之分佈之校正，且將此等校正提供至鏡面控制區段130。將實際經量測強度分佈提供至處理器560，處理器560應用數學模型563以計算對實際強度分佈之臨界尺寸及/或臨界尺寸均一性之效應。輸出自此模擬所獲得之CD資料400以用於控制微影裝置及/或判定其是否已通過合格性測試。如上文所描述，此程序使用經選擇為對強度分佈之變化敏感之一或多個測試特徵。
圖9說明在程序開發及大量製造中的本發明之一實施例 之使用。在程序開發中，使用微影裝置及程序之經完全特徵化數學模型560A。此經完全特徵化數學模型與第一微影裝置100A及第一程序塗佈顯影系統600A交換資料。在一程序之模型化之後，進行及測試實際曝光，直至達成所要程序為止。此時，在微影叢集控制器500中將資料自開發模型560A轉移至生產模型560B。此生產模型560B為開發模型560A之縮減版本，其僅含有用以預測待監視之參數的經完全特徵化模型之彼等態樣。此縮減模型可更快速地操作或使用較不強大之處理器而操作。在本發明之一實施例中，使用完全模型。相似地，將微影裝置設置資料(例如，照明模式及圖案化元件，等等)自開發裝置100A轉移至微影裝置100B。將抗蝕劑及其他程序配方自開發塗佈顯影系統600A轉移至生產塗佈顯影系統600B。在此實施例中，控制器500經配置以控制複數個生產微影裝置100B，且儲存元件510儲存藉由該等受控制微影裝置中每一者產生之量測資料。根據需要而藉由微影裝置100B及微影控制器500來輸出識別成像問題之報告400、410。
圖10更詳細地展示本發明之一實施例的模型化配置之架構。在此實施例中，與微影裝置100分離地提供模擬器560，且提供微影伺服器590以調解微影裝置100與模擬器560之間的通信。以此方式，模擬器560可伺服多個微影裝置100。目標光瞳350係經由微影伺服器590而提供至微影裝置100及模擬器560兩者。其他模擬設置資料360(包括經監視參數(例如，CD)之可允許變化之規格)亦係經由微影 伺服器590而提供至模擬器560。此資料係先前(例如)在用於待成像之元件圖案之顯影程序期間產生。
圖11說明在根據本發明之一實施例之方法中監視及控制照明光瞳的方法。該方法始於程序開發800，程序開發800將設計光瞳810、模擬程序設置資料830、合格性結構資料840(例如，呈圖形資料信號格式)及CD控制極限資料820提供為輸出。在實際製造中，藉由排程器111驅動之感測器110量測光瞳。將經量測光瞳資料112傳遞至控制器500中之資料儲存元件510。亦將模擬程序設置資料830及合格性結構資料840儲存於資料儲存元件510中。將此等項目及照明資料112傳遞至產生CD資料400之模擬器563。將CD資料400儲存於資料儲存器510中且在必要時傳遞至工廠資料控制器700。工廠資料控制器700包括資料解譯器710，資料解譯器710自程序開發800接收CD控制極限資料820且判定(720)是否需要矯正動作。若需要矯正動作，則在125處計算且在微影裝置100中實現對照明光瞳之調整。若無需修正，則製造繼續。
圖12中說明本發明之一另外實施例。程序之第一部分為基於經輸入程序資料1310之設置1300，經輸入程序資料1310定義待應用之配方，例如，包括待在成像之後應用之抗蝕劑程序。基於此資料，選擇(1320)成像設定、選擇(1330)CDU量測且選擇(1340)成像模組量測。將此資料供應至開發微影裝置200a，且進行測試曝光。藉由生產度量衡元件(例如，散射計)200b量測測試曝光之特徵，且使用 結果1390來產生模型資料1380以形成所要程序之模擬模型。亦使用輸入程序資料以判定控制極限1360及用於成像程序之相關參數之量測的方案1370。將設置程序之結果形成為傳遞至大量製造之輸入檔案1400。
一旦大量製造開始，生產微影裝置100隨即曝光基板W之序列，該等基板中之一些被傳遞至度量衡元件200(例如，散射計)。整合感測器110亦提供在曝光期間有關之實際條件之資料。將此資料及度量衡元件200之輸出提供至使用度量衡模型以分析任何成像問題之原因之分析器560。將任何經識別原因傳遞至判定待進行之適當矯正動作之控制器1410。亦在趨勢分析報告及警告程序中使用來自生產程序之資料輸出1450。基於原始輸入檔案及來自生產程序之資料，此程序提供CDU場內變化1451、CDU場間變化1452、CDU貫穿間距1453、根本原因識別1454、早期警告指示符1455及程序修改建議1456之資料1450。
圖13中示意性地描繪本發明之一實施例。在此實施例中，將微影裝置100之經量測參數之資料(例如，經量測照明光瞳)供應至模型563。將自度量衡元件200所提供之實際經曝光基板之經量測資料亦供應至模型563。在初始預測步驟S20中操作該模型以預測藉由度量衡元件200量測之影像參數之值。比較經預測值與經量測值，以便驗證模型之準確度。若模型準確度被視為足夠，則在第二預測步驟S21中，模型化更複雜元件特徵且使用模型化之結果以控制微影裝置。在經模擬參數值與經量測參數值之比較指示 模型準確度不足夠的情況下，藉由調整相關參數來改善(S22)模型。
應瞭解，上文所描述之特徵中任一者可與任何其他特徵一起使用，且其不僅僅為本申請案中所涵蓋的明確地描述之彼等組合。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文所描述之微影裝置可在製造具有微米尺度或甚至奈米尺度特徵之組件時具有其他應用，諸如，製造整合光學系統、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/或檢測工具中處理本文所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，例如，以便創製多層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。
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、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)。
術語「透鏡」在內容背景允許時可指代各種類型之光學組件中任一者或其組合，包括折射及反射光學組件。
雖然上文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，本發明之實施例可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如上文所揭示之方法的機器可讀指令之一或多個序列；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此電腦程式。另外，可以兩個或兩個以上電腦程式來體現機器可讀指令。可將兩個或兩個以上電腦程式儲存於一或多個不同記憶體及/或資料儲存媒體上。
上文所描述之控制器可具有用於接收、處理及發送信號之任何合適組態。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之電腦程式的一或多個處理器。該等控制器可包括用於儲存此等電腦程式之資料儲存媒體，及/或用以收納此媒體之硬體。
可使用以下條項來進一步描述本發明：
1.一種控制一微影裝置之方法，該微影裝置具有經配置以用輻射來照明一圖案化元件之一照明系統，及經配置以將該圖案化元件之一影像投影至基板上之一投影系統，該方法包含：設定該照明系統以實現一選定照明模式；量測該裝置之一第一參數之一值；使用該微影裝置之一模型及該第一參數之該經量測值來計算包含複數個特徵之一測試圖案之一特徵的一經投影影像之一第二參數之一值；及 藉由改變該裝置之一控制設定而參考該第二參數之該經計算值來控制該微影裝置。
2.如條項1之方法，其中該第二參數為選自由以下各者組成之群組之一或多者：臨界尺寸；臨界尺寸均一性；及臨界尺寸貫穿間距。
3.如條項1或2之方法，其中該第一參數為選自由以下各者組成之群組之一或多者：該照明系統之一光瞳平面中之一或多個位置處之強度；該輻射之頻寬；該投影系統之切趾；及該輻射之極化。
4.如條項1至3中任一項之方法，其中計算該第二參數之一值包含計算該測試圖案之該複數個特徵中之一各別特徵的該第二參數之值，該複數個特徵包括在間距或定向或間距及定向兩者上不同之特徵。
5.如條項1至4中任一項之方法，其中改變該控制設定會影響該第一參數。
6.如條項1至5中任一項之方法，其中該模型為選自由以下各者組成之群組之一或多者：一空中影像模型；及一抗蝕劑模型。
7.如條項1至6中任一項之方法，其進一步包含：將該測試圖案之一曝光執行至一基板上；量測形成於該基板上之一圖案中的該第二參數之一值；及比較該第二參數之該經計算值與該第二參數之該經量測值。
8.如條項7之方法，其進一步包含參考該第二參數之該經計算值與該第二參數之該經量測值之間的該比較來調整該微影裝置之該模型。
9.如條項7或8之方法，其中使用一散射計來執行量測該第二參數之該值。
10.如前述條項中任一項之方法，其中該照明模式界定橫越該圖案化元件之照明方向之強度分佈。
11.如條項10之方法，其中該照明系統包含經配置以將輻射引導至該圖案化元件之複數個照明方向中之一可程式化元件。
12.如條項11之方法，其中該可程式化元件包含一個別可控制鏡面陣列。
13.如條項12之方法，其進一步包含參考該第二參數之該經計算值來調整應用於該等個別可控制鏡面中至少一者之一偏移值。
14.如前述條項中任一項之方法，其中參考該第二參數之該經計算值來控制該微影裝置包含使用該經計算值以判定選自以下各者之一或多者之一設定：用以界定該照明模式之一可程式化鏡面陣列中之一鏡面之一位置；一變焦旋轉三稜鏡元件之一設定；一劑量控制元件之一設定，諸如，依據沿著一照明隙縫之位置而控制劑量之一元件之一設定；一輻射源之一設定，諸如，一雷射之一強度、一脈衝重 複率、一頻寬或一極化狀態；一投影系統之一設定，諸如，一像差控制件、一可程式化相位控制元件或一透鏡加熱控制件之一設定；及該圖案化元件或該基板之一支撐件之一設定，諸如，一位置、速度或加速度設定點。
15.如前述條項中任一項之方法，其中在將該裝置用於元件生產之前執行該方法。
16.如前述條項中任一項之方法，其中週期性地執行該方法。
17.一種使用一微影裝置之元件製造方法，該微影裝置具有經配置以照明一圖案化元件之一照明系統，及經配置以將該圖案化元件之一影像投影至基板上之一投影系統，該方法包含：設定該照明系統以實現一選定照明模式；使用該照明模式及該投影系統將一圖案化元件之圖案成像至該基板上，該圖案包含複數個特徵；量測該裝置之一第一參數之一值；使用該微影裝置之一模型及該第一參數之該經量測值來計算該圖案之一特徵的一經投影影像之一第二參數之一值；及參考該第二參數之該經計算值來控制該微影裝置。
18.如條項17之方法，其中該第二參數為選自由以下各者組成之群組之一或多者：臨界尺寸；臨界尺寸均一性；及臨界尺寸貫穿間距。
19.如條項17或18之方法，其中該第一參數為選自由以下各者組成之群組之一或多者：該照明系統之一光瞳平面中之一或多個位置處之強度；輻射之頻寬；該投影系統之切趾；及該輻射之極化。
20.如條項17至19中任一項之方法，其中計算該第二參數之一值包含計算該複數個特徵中之一各別特徵的該第二參數之值，該複數個特徵包括在間距或定向或間距及定向兩者上不同之特徵。
21.如條項17至20中任一項之方法，其中控制該微影裝置會影響該第一參數。
22.如條項17至21中任一項之方法，其中該模型為選自由以下各者組成之群組之一或多者：一空中影像模型；及一抗蝕劑模型。
23.如條項17至22中任一項之方法，其進一步包含：將該圖案之一曝光執行至一基板上；量測形成於該基板上之一圖案中的該第二參數之一值；及比較該第二參數之該經計算值與該第二參數之該經量測值。
24.如條項23之方法，其進一步包含參考該第二參數之該經計算值與該第二參數之該經量測值之間的該比較來調整該微影裝置之該模型。
25.如條項23或24之方法，其中使用一散射計來執行量測該第二參數之該值。
26.如條項17至25中任一項之方法，其中該照明模式界定 橫越該圖案化元件之照明方向之強度分佈。
27.如條項26之方法，其中該照明系統包含經配置以將輻射引導至該圖案化元件之複數個照明方向中之一可程式化元件。
28.如條項27之方法，其中該可程式化元件包含一個別可控制鏡面陣列。
29.如條項28之方法，其進一步包含參考該第二參數之該經計算值來調整應用於該等個別可控制鏡面中至少一者之一偏移值。
30.如條項17至29中任一項之方法，其中參考該第二參數之該經計算值來控制該微影裝置包含使用該經計算值以判定選自以下各者之一或多者之一設定：用以界定該照明模式之一可程式化鏡面陣列中之一鏡面之一位置；一變焦旋轉三稜鏡元件之一設定；一劑量控制元件之一設定，諸如，依據沿著一照明隙縫之位置而控制劑量之一元件之一設定；一輻射源之一設定，諸如，一雷射之一強度、一脈衝重複率、一頻寬或一極化狀態；一投影系統之一設定，諸如，一像差控制件、一可程式化相位控制元件或一透鏡加熱控制件之一設定；及該圖案化元件或該基板之一支撐件之一設定，諸如，一位置、速度或加速度設定點。
31.一種經配置以將包含複數個特徵之一圖案成像至一基 板上之微影裝置，該微影裝置包含：一支撐件，其係用於一圖案化元件；一可控制照明系統，其經配置以照明該圖案化元件；一投影系統，其經配置以將該圖案化元件之一影像投影至該基板上；及一控制系統，其經配置以：設定該照明系統以實現一選定照明模式；量測該裝置之一第一參數之一值；使用該微影裝置之一模型及該第一參數之該經量測值來計算包含複數個特徵之一測試圖案之一特徵的一經投影影像之一第二參數之一值；及參考該第二參數之該經計算值來控制該微影裝置。
32.如條項31之裝置，其中該第二參數為選自由以下各者組成之群組之一或多者：臨界尺寸；臨界尺寸均一性；及臨界尺寸貫穿間距。
33.如條項31或32之裝置，其中該第一參數為選自由以下各者組成之群組之一或多者：該照明系統之一光瞳平面中之一或多個位置處之強度；輻射之頻寬；該投影系統之切趾；及該輻射之極化。
34.如條項31至33中任一項之裝置，其中該控制系統經配置以藉由計算該測試圖案之該複數個特徵中之一各別特徵的該第二參數之值來計算該第二參數之一值，該複數個特徵包括在間距或定向或間距及定向兩者上不同之特徵。
35.如條項31至34中任一項之裝置，其中該微影裝置之該 控制會影響該第一參數。
36.如條項31至35中任一項之裝置，其中該模型為選自由以下各者組成之群組之一或多者：一空中影像模型；及一抗蝕劑模型。
37.如條項31至36中任一項之裝置，其中該控制系統經進一步配置以：將該測試圖案之一曝光執行至一基板上；量測形成於該基板上之一圖案中的該第二參數之一值；及比較該第二參數之該經計算值與該第二參數之該經量測值。
38.如條項37之裝置，其中該控制系統經進一步配置以參考該第二參數之該經計算值與該第二參數之該經量測值之間的該比較來調整該微影裝置之該模型。
39.如條項37或38之裝置，其中該控制系統經進一步配置以控制一散射計來量測該第二參數之該值。
40.如條項31至39中任一項之裝置，其中該照明模式界定橫越該圖案化元件之照明方向之強度分佈。
41.如條項40之裝置，其中該照明系統包含經配置以將輻射引導至該圖案化元件之複數個照明方向中之一可程式化元件。
42.如條項41之裝置，其中該可程式化元件包含一個別可控制鏡面陣列。
43.如條項42之裝置，其中該控制系統經進一步配置以參 考該第二參數之該經計算值來調整應用於該等個別可控制鏡面中至少一者之一偏移值。
44.如條項31至43中任一項之裝置，其中該控制系統經進一步配置以判定選自以下各者之一或多者之一設定：用以界定該照明模式之一可程式化鏡面陣列中之一鏡面之一位置；一變焦旋轉三稜鏡元件之一設定；一劑量控制元件之一設定，諸如，依據沿著一照明隙縫之位置而控制劑量之一元件之一設定；一輻射源之一設定，諸如，一雷射之一強度、一脈衝重複率、一頻寬或一極化狀態；一投影系統之一設定，諸如，一像差控制件、一可程式化相位控制元件或一透鏡加熱控制件之一設定；及該圖案化元件或該基板之一支撐件之一設定，諸如，一位置、速度或加速度設定點。
45.一種包含一電腦可讀儲存媒體之電腦程式產品，該電腦可讀儲存媒體在其上經儲存有用於執行控制一微影裝置之一方法之指令，該微影裝置具有經配置以用輻射來照明一圖案化元件之一可程式化照明系統，及經配置以將該圖案化元件之一影像投影至基板上之一投影系統，該方法包含：設定該照明系統以實現一選定照明模式；量測該裝置之一第一參數之一值；使用該微影裝置之一模型及該第一參數之該經量測值來 計算包含複數個特徵之一測試圖案之一特徵的一經投影影像之一第二參數之一值；及參考該第二參數之該經計算值來控制該微影裝置。
46.一種改善一微影程序之一數學模型之方法，該方法包含：將一第一參數之一設定應用於一微影裝置；量測藉由該微影裝置採用的該第一參數之一值；參考該第一參數之該經量測值而使用該數學模型以獲得在一圖案將曝光於一基板上時該圖案之一影像之一第二參數之一經預測值；使用該微影裝置以將該圖案曝光於一基板上；使用一度量衡工具以獲得曝光於該基板上之該圖案之該第二參數之一經量測值；及參考該第二參數之該經量測值及該第二參數之該經預測值來調適該數學模型。
47.如條項46之方法，其中該第一參數為選自由以下各者組成之群組之一或多者：照明系統之一光瞳平面中之一或多個位置處之強度；輻射之頻寬；投影系統之切趾；及該輻射之極化。
48.如條項46或47之方法，其中該第二參數為選自由以下各者組成之群組之一或多者：臨界尺寸；臨界尺寸均一性；及臨界尺寸貫穿間距。
49.如條項46至48中任一項之方法，其中該度量衡工具為一散射計。
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範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
11‧‧‧空間
12‧‧‧流體處置結構
13‧‧‧液體入口/液體出口
16‧‧‧無接觸密封件
26‧‧‧設計佈局模組
28‧‧‧圖案化元件佈局模組
30‧‧‧圖案化元件模型模組/圖案化元件模型
32‧‧‧光學模型模組/光學模型
34‧‧‧抗蝕劑模型模組/抗蝕劑模型
36‧‧‧結果模組
100‧‧‧微影裝置
100A‧‧‧第一微影裝置/開發裝置
100B‧‧‧生產微影裝置
110‧‧‧整合干涉量測感測器系統/整合干涉量測感測器
111‧‧‧排程器
112‧‧‧經量測光瞳資料/照明資料
120‧‧‧局域回饋控制器
125‧‧‧計算步驟
130‧‧‧鏡面控制區段/鏡面控制系統
140‧‧‧鏡面指派元件
200‧‧‧度量衡工具/度量衡元件
200a‧‧‧開發微影裝置
200b‧‧‧生產度量衡元件
202‧‧‧輻射源
211‧‧‧背向投影式光瞳平面
212‧‧‧透鏡系統
213‧‧‧干涉濾光器
214‧‧‧參考鏡面
215‧‧‧顯微鏡接物鏡/透鏡系統
216‧‧‧部分反射表面/光束分裂器
217‧‧‧極化器
218‧‧‧偵測器
230‧‧‧基板目標
300‧‧‧光瞳恢復控制器
350‧‧‧初始目標強度分佈/目標光瞳
360‧‧‧其他模擬設置資料
400‧‧‧臨界尺寸資料/報告
410‧‧‧報告
500‧‧‧控制系統/電腦系統/微影叢集控制器/微影控制器
502‧‧‧匯流排
504‧‧‧處理器
505‧‧‧處理器
506‧‧‧主記憶體
508‧‧‧唯讀記憶體
510‧‧‧資料儲存元件/資料儲存器
512‧‧‧顯示器
514‧‧‧輸入元件
516‧‧‧游標控制件
518‧‧‧通信介面
520‧‧‧網路鏈路
522‧‧‧區域網路
524‧‧‧主機電腦
526‧‧‧網際網路服務提供者
528‧‧‧網際網路
530‧‧‧伺服器
560‧‧‧處理器/模擬器/分析器
560A‧‧‧經完全特徵化數學模型/開發模型
560B‧‧‧生產模型
563‧‧‧數學模型
590‧‧‧微影伺服器
600A‧‧‧第一程序塗佈顯影系統/開發塗佈顯影系統
600B‧‧‧生產塗佈顯影系統
700‧‧‧工廠資料控制器
710‧‧‧資料解譯器
720‧‧‧判定步驟
800‧‧‧程序開發
810‧‧‧設計光瞳
820‧‧‧臨界尺寸控制極限資料
830‧‧‧模擬程序設置資料
840‧‧‧合格性結構資料
1300‧‧‧設置
1310‧‧‧經輸入程序資料
1320‧‧‧選擇步驟
1330‧‧‧選擇步驟
1340‧‧‧選擇步驟
1360‧‧‧控制極限
1370‧‧‧用於成像程序之相關參數之量測的方案
1380‧‧‧模型資料
1390‧‧‧結果
1400‧‧‧輸入檔案
1410‧‧‧控制器
1450‧‧‧資料輸出/資料
1451‧‧‧CDU場內變化
1452‧‧‧CDU場間變化
1453‧‧‧CDU貫穿間距
1454‧‧‧根本原因識別
1455‧‧‧早期警告指示符
1456‧‧‧程序修改建議
AD‧‧‧調整器/可程式化照明界定元件
B‧‧‧輻射光束
BD‧‧‧光束遞送系統
C‧‧‧目標部分
CO‧‧‧聚光器
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明系統/照明器
IN‧‧‧積光器
M1 ‧‧‧圖案化元件對準標記
M2 ‧‧‧圖案化元件對準標記
MA‧‧‧圖案化元件
MT‧‧‧支撐結構
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
PU‧‧‧處理單元
PW‧‧‧第二定位器
SO‧‧‧輻射源
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台
圖1描繪根據本發明之一實施例的微影裝置；圖2描繪供微影投影裝置中使用之液體供應系統；圖3描繪微影模擬裝置；圖4描繪可用於本發明之一實施例中的電腦系統；圖5描繪可用於本發明之一實施例中的度量衡元件；圖6為最佳化元件製造方法之根據本發明之一實施例的方法之流程圖；圖7描繪根據本發明之一實施例的微影裝置之控制系統；圖8描繪根據本發明之一實施例的微影裝置之控制系統；圖9描繪根據本發明之一實施例的用於微影製造方法之配方之開發；圖10描繪根據本發明之一實施例的分析裝置；圖11描繪根據本發明之一實施例的微影裝置之控制系統；圖12描繪根據本發明之一實施例的元件製造方法；圖13描繪根據本發明之一實施例的元件製造方法；及圖14描繪可用於本發明之實施例中的一些測試圖案及對應CD-SEM影像。

Claims (15)

  1. 一種控制一微影裝置之方法，該微影裝置具有經配置以用輻射來照明一圖案化元件之一照明系統，及經配置以將該圖案化元件之一影像投影至基板上之一投影系統，該方法包含：設定該照明系統以實現一選定照明模式；量測該裝置之一第一參數之一值；使用該微影裝置之一模型及該第一參數之該經量測值來計算包含複數個特徵之一測試圖案之一特徵的一經投影影像之一第二參數之一值；及藉由改變該裝置之一控制設定而參考該第二參數之該經計算值來控制該微影裝置。
  2. 如請求項1之方法，其中該第二參數為選自由以下各者組成之群組之一或多者：臨界尺寸；臨界尺寸均一性；及臨界尺寸貫穿間距。
  3. 如請求項1之方法，其中該第一參數為選自由以下各者組成之群組之一或多者：該照明系統之一光瞳平面中之一或多個位置處之強度；該輻射之頻寬；該投影系統之切趾；及該輻射之極化。
  4. 如請求項1之方法，其中改變該控制設定會影響該第一參數。
  5. 如請求項1之方法，其中該模型為選自由以下各者組成之群組之一或多者：一空中影像模型；及一抗蝕劑模型。
  6. 如請求項1之方法，其進一步包含：將該測試圖案之一曝光執行至一基板上；量測形成於該基板上之一圖案中的該第二參數之一值；及比較該第二參數之該經計算值與該第二參數之該經量測值。
  7. 如請求項1之方法，其中該照明模式界定橫越該圖案化元件之照明方向之強度分佈。
  8. 如請求項7之方法，其中該照明系統包含經配置以將輻射引導至該圖案化元件之複數個照明方向中之一可程式化元件。
  9. 如請求項8之方法，其中該可程式化元件包含一個別可控制鏡面陣列。
  10. 如請求項1之方法，其中參考該第二參數之該經計算值來控制該微影裝置包含使用該經計算值以判定選自以下各者之一或多者之一設定：用以界定該照明模式之一可程式化鏡面陣列中之一鏡面之一位置；一變焦旋轉三稜鏡元件之一設定；一劑量控制元件之一設定，諸如，依據沿著一照明隙縫之位置而控制劑量之一元件之一設定；一輻射源之一設定，諸如，一雷射之一強度、一脈衝重複率、一頻寬或一極化狀態；一投影系統之一設定，諸如，一像差控制件、一可程 式化相位控制元件或一透鏡加熱控制件之一設定；及該圖案化元件或該基板之一支撐件之一設定，諸如，一位置、速度或加速度設定點。
  11. 如請求項1之方法，其中在以下各者中至少一者中執行該方法：將該裝置用於元件生產之前；及週期性地。
  12. 一種使用一微影裝置之元件製造方法，該微影裝置具有經配置以照明一圖案化元件之一照明系統，及經配置以將該圖案化元件之一影像投影至基板上之一投影系統，該方法包含：設定該照明系統以實現一選定照明模式；使用該照明模式及該投影系統將一圖案化元件之圖案成像至該基板上，該圖案包含複數個特徵；量測該裝置之一第一參數之一值；使用該微影裝置之一模型及該第一參數之該經量測值來計算該圖案之一特徵的一經投影影像之一第二參數之一值；及參考該第二參數之該經計算值來控制該微影裝置。
  13. 一種經配置以將包含複數個特徵之一圖案成像至一基板上之微影裝置，該微影裝置包含：一支撐件，其係用於一圖案化元件；一可控制照明系統，其經配置以照明該圖案化元件；一投影系統，其經配置以將該圖案化元件之一影像投影至該基板上；及一控制系統，其經配置以： 設定該照明系統以實現一選定照明模式；量測該裝置之一第一參數之一值；使用該微影裝置之一模型及該第一參數之該經量測值來計算包含複數個特徵之一測試圖案之一特徵的一經投影影像之一第二參數之一值；及參考該第二參數之該經計算值來控制該微影裝置。
  14. 一種包含一電腦可讀儲存媒體之電腦程式產品，該電腦可讀儲存媒體在其上經儲存有用於執行控制一微影裝置之一方法之指令，該微影裝置具有經配置以用輻射來照明一圖案化元件之一可程式化照明系統，及經配置以將該圖案化元件之一影像投影至基板上之一投影系統，該方法包含：設定該照明系統以實現一選定照明模式；量測該裝置之一第一參數之一值；使用該微影裝置之一模型及該第一參數之該經量測值來計算包含複數個特徵之一測試圖案之一特徵的一經投影影像之一第二參數之一值；及參考該第二參數之該經計算值來控制該微影裝置。
  15. 一種改善一微影程序之一數學模型之方法，該方法包含：將一第一參數之一設定應用於一微影裝置；量測藉由該微影裝置採用的該第一參數之一值；參考該第一參數之該經量測值而使用該數學模型以獲得在一圖案將曝光於一基板上時該圖案之一影像之一第 二參數之一經預測值；使用該微影裝置以將該圖案曝光於一基板上；使用一度量衡工具以獲得曝光於該基板上之該圖案之該第二參數之一經量測值；及參考該第二參數之該經量測值及該第二參數之該經預測值來調適該數學模型。
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