TWI587101B - 微影裝置及曝光方法 - Google Patents

微影裝置及曝光方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI587101B
TWI587101B TW104117218A TW104117218A TWI587101B TW I587101 B TWI587101 B TW I587101B TW 104117218 A TW104117218 A TW 104117218A TW 104117218 A TW104117218 A TW 104117218A TW I587101 B TWI587101 B TW I587101B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
pattern
substrate
alignment mark
mathematical model
alignment
Prior art date
Application number
TW104117218A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201610614A (zh
Inventor
皮耶特 雅各 克拉默
羅吉爾 吉利詹姆西
尼爾斯 拉姆斯
唐恩 毛瑞斯 史拉特伯恩
Original Assignee
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 Ａｓｍｌ荷蘭公司 filed Critical Ａｓｍｌ荷蘭公司
Publication of TW201610614A publication Critical patent/TW201610614A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI587101B publication Critical patent/TWI587101B/zh

Links

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
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • 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
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/42—Alignment or registration features, e.g. alignment marks on the mask substrates
    • 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
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70141—Illumination system adjustment, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of illumination system
    • 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
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70208—Multiple illumination paths, e.g. radiation distribution devices, microlens illumination systems, multiplexers or demultiplexers for single or multiple projection systems
    • 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
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70258—Projection system adjustments, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of projection system
    • 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
    • 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
    • G03F7/70525—Controlling normal operating mode, e.g. matching different apparatus, remote control or prediction of failure
    • 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
    • G03F7/70591—Testing optical components
    • G03F7/706—Aberration measurement
    • 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
    • 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
    • G03F7/70633—Overlay, i.e. relative alignment between patterns printed by separate exposures in different layers, or in the same layer in multiple exposures or stitching
    • 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
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70775—Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position
    • 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
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7046—Strategy, e.g. mark, sensor or wavelength selection
    • 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
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7049—Technique, e.g. interferometric
    • 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
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7073—Alignment marks and their environment

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

微影裝置及曝光方法
本發明係關於一種微影裝置及一種曝光方法。詳言之，本發明係關於一種供在微影裝置之曝光程序期間使用之對準方法。
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，圖案化器件(其替代地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器件轉印至基板。
通常，積體電路之製造需要將多個圖案順序地施加至基板，藉以使該多個圖案堆疊於彼此之頂部上。當因此隨後將多個圖案轉印至基板時，可需要使後續圖案相對於彼此而對準(亦即，當施加新圖案時，此圖案應與下部層中之圖案對準)。為了將後續圖案與先前經轉 印圖案對準，重要的是知曉先前經轉印圖案之部位。為了判定晶圓上之圖案之部位，將對準標記轉印至基板上之預定義位置作為該圖案之部分。藉由量測對準標記之位置，可獲得可用以相對於先前經轉印圖案將後續圖案轉印至基板之資訊。
因此，需要自對準標記之位置量測導出相對於先前經轉印圖案準確地轉印後續圖案所需要之先前經轉印圖案之位置資訊。通常，並非全部圖案區域皆可用以置放對準標記；因此，通常將對準標記置放於圖案之邊緣處或沿著圖案之圓周置放於所謂切割道中。因而，對準標記量測可提供關於先前經轉印圖案之邊緣之位置資訊，而重要的是使用以製造積體電路之圖案之中心區相對於彼此而對準。
為了解決此情形，可使一模型擬合至對準標記之測定位置。此模型可接著用以估計先前經轉印圖案之位置資訊。先前經轉印圖案之此位置資訊(亦即，存在於下部層中)可被認為是用於後續圖案之目標位置，且因此可用以相對於先前經轉印圖案將後續圖案準確地轉印於所要(目標)位置。
此等模型可(例如)用以表示諸如平移誤差、旋轉誤差或放大率誤差之效應。
為了基於對準標記之測定位置較準確地估計先前經轉印圖案之實際位置，亦實施諸如高階模型之較複雜模型。
然而，使用此高階模型具有以下不利效應中之一或多者：
- 通常，(例如)應用高階多項式或基底函數之高階模型可含有需求判定之比較大數目個參數。判定此大數目個參數需要量測比較大數目個對準標記。此情形可耗時，因此不利地影響裝置之產出率。
- 經施加模型愈複雜且因此應用之參數愈多可造成關於模型之準確度之風險；高階模型引入大數目個自由度且可引入參數誘發雜訊。
將需要提供一種如(例如)由一微影裝置運用一更有效對準方法應用的曝光程序。根據本發明之一態樣，提供一種曝光方法，其包含如下步驟：a)將一第一圖案轉印至一基板之複數個目標部分中每一者上，該第一圖案包括至少一對準標記；b)量測在步驟a)期間轉印之各別複數個對準標記之複數個位置，且將用於該各別複數個對準標記之複數個對準標記位移(dx,dy)判定為該對準標記之一各別預定標稱位置與該對準標記之該各別測定位置之間的一差；c)使一數學模型擬合至該複數個對準標記位移以獲得一經擬合數學模型；d)基於該經擬合數學模型判定該複數個目標部分中每一者中之該第一圖案之一位置；e)使用該複數個目標部分中每一者中之該第一圖案之該經判定位置而將一第二圖案轉印至該複數個目標部分中每一者上，其中該數學模型包含多項式Z1及Z2：在極座標(r,θ)中，Z1=r 2 cos(2θ) Z2=r 2 sin(2θ)，或在笛卡爾座標(x,y)中，Z1=x 2-y 2 Z2=xy。
根據本發明之另一態樣，提供一種微影裝置，其包含：一照明系統，其經組態以調節一輻射光束；一支撐件，其經建構以支撐一圖案化器件，該圖案化器件能夠在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束；一基板台，其經建構以固持一基板；一投影系統，其經組態以將該經圖案化輻射光束投影至該基板 之一目標部分上；一對準系統，其經組態以量測一對準標記之一位置；一控制單元，其用於控制該微影裝置之一操作，其中該投影系統經組態以將一第一經圖案化輻射光束投影至該基板之複數個目標部分上，藉此將一第一圖案轉印至該基板之該等目標部分中每一者上，該第一圖案包括至少一對準標記；其中該對準系統經組態以量測複數個對準標記之一位置，且將用於該複數個對準標記中每一者之一對準標記位移(dx,dy)判定為該對準標記之一各別預定標稱位置與該對準標記之該各別測定位置之間的一差；其中該控制單元經組態以使一數學模型擬合至該複數個對準標記位移以獲得一經擬合數學模型，且基於該經擬合數學模型判定該複數個目標部分中每一者中之該第一圖案之一位置，該數學模型包含多項式Z1及Z2：在極座標(r,θ)中，Z1=r 2 cos(2θ) Z2=r 2 sin(2θ)，或在笛卡爾座標(x,y)中，Z1=x 2-y 2 Z2=xy
且其中，該投影系統經組態以使用該複數個目標部分中每一者中之該第一圖案之該經判定位置而將一第二經圖案化輻射光束投影至該基板之該複數個目標部分上。
100‧‧‧經轉印圖案之標稱位置/圖案之隅角之標稱位置
110‧‧‧對準標記之標稱位置
150‧‧‧經轉印圖案之實際位置
152‧‧‧經轉印圖案之隅角之實際位置
154‧‧‧經轉印圖案之隅角之實際位置
156‧‧‧經轉印圖案之隅角之實際位置
158‧‧‧經轉印圖案之隅角之實際位置
160‧‧‧對準標記之實際位置
200‧‧‧基板之輪廓
210‧‧‧線段/對準標記位移
220‧‧‧圓形區
400‧‧‧基板
410‧‧‧橫截面線
AD‧‧‧調整器
AS‧‧‧對準感測器/對準系統
B‧‧‧輻射光束
BD‧‧‧光束遞送系統
C‧‧‧目標部分
CO‧‧‧聚光器
d1‧‧‧位移
d2‧‧‧位移
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明系統/照明器
IN‧‧‧積光器
LA‧‧‧微影裝置
LACU‧‧‧微影裝置控制單元
LS‧‧‧位階感測器
M1‧‧‧光罩對準標記
M2‧‧‧光罩對準標記
MA‧‧‧圖案化器件/光罩
MT‧‧‧支撐結構/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/基板定位器
SO‧‧‧輻射源
W‧‧‧基板
WTA‧‧‧基板台
WTB‧‧‧基板台
現在將參看隨附示意性圖式而僅作為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部件，且在該等圖式中：
- 圖1描繪根據本發明之一實施例之微影裝置。
- 圖2描繪一經轉印圖案之標稱位置及該經轉印圖案之實際位置。
- 圖3描繪說明雙渦旋圖案之對準標記位移的2D曲線圖。
- 圖4描繪沿著基板之橫截面之線性應力分佈。
- 圖5至圖7描繪如應用於本發明中使用之數學模型中的方程式。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例之微影裝置。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)WTa或WTb，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。
照明系統可包括用於導向、塑形及/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，圖案化器件是否被固持於真空環境中)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以固持圖案化器件。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 「比例光罩」或「光罩」之任何使用皆與更一般術語「圖案化器件」同義。
本文所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解譯為係指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)中之特定功能層。
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」應被廣泛地解譯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」之任何使用皆與更一般之術語「投影系統」同義。
如此處所描繪，裝置屬於透射類型(例如，使用透射光罩)。替代地，裝置可屬於反射類型(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)。
微影裝置可屬於具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上光罩台)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。圖1之實例中之兩個基板台WTa及WTb為此情形之 說明。可以單獨方式來使用本文所揭示之本發明，但詳言之，本發明可在單載物台裝置抑或多載物台裝置之曝光前量測階段中提供額外功能。
微影裝置亦可屬於如下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對高折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸潤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的空間。浸潤技術在此項技術中被熟知用於增加投影系統之數值孔徑。本文所使用之術語「浸潤」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部件，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部件。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可包含用於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)。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。
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，且係由該圖案化器件而圖案化。在已橫穿光罩MA的情況下，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，干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)，可進確地移動基板台WTa/WTb，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光罩MA。一般而言，可憑藉形成第一定位器PM之部件之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現光罩台MT之移動。相似地，可使用形成第二定位器PW之部件之長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WTa/WTb之移動。在步進器(相對於掃描器)之狀況下，光罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。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，使光罩台MT及基板台WTa/WTb保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WTa/WTb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，同步地掃描光罩台MT及基板台WTa/WTb(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WTa/WTb相對於光罩台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WTa/WTb。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WTa/WTb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，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。
微影裝置LA屬於所謂雙載物台類型，其具有兩個基板台WTa及WTb以及兩個站--曝光站及量測站--在該兩個站之間可交換基板台。在曝光站處曝光一個基板台上之一個基板的同時，可在量測站處將另一基板裝載至另一基板台上，使得可進行各種預備步驟。該等預備步驟可包括使用位階感測器LS來映射基板之表面，及使用對準感測器AS來量測基板上之對準標記之位置。此情形實現裝置之產出率之相當大增加。若位置感測器IF在基板台處於量測站以及處於曝光站時不能夠量測基板台之位置，則可提供第二位置感測器以使能夠在兩個站處追蹤基板台之位置。
裝置進一步包括控制所描述之各種致動器及感測器之所有移動及量測的微影裝置控制單元LACU。LACU亦包括用以實施與裝置之操作有關之所要計算的信號處理及資料處理能力。實務上，控制單元LACU將被實現為許多子單元之系統，每一子單元處置裝置內之一子系統或組件之即時資料獲取、處理及控制。舉例而言，一個處理子系統可專用於基板定位器PW之伺服控制。分離單元可甚至處置粗略致動器及精細致動器，或不同軸線。另一單元可能專用於位置感測器IF之讀出。裝置之總控制可受到中央處理單元控制，中央處理單元與此 等子系統處理單元通信、與操作者通信，且與微影製造程序中涉及之其他裝置通信。
根據本發明之一實施例，微影裝置LA經組態以執行根據本發明之曝光方法。詳言之，投影系統PS可經組態以將第一經圖案化輻射光束((例如)由照明系統IL調節之輻射光束)投影至基板W之複數個目標部分C上，藉此將第一圖案轉印至基板之目標部分C中每一者上，該第一圖案包括至少一對準標記。因而，藉由將第一圖案轉印至複數個目標部分C上，亦轉印複數個對準標記，此係因為第一圖案被假定為包括至少一對準標記。
微影裝置LA之對準系統AS可經組態以對於複數個對準標記中每一者量測在基板上之位置(例如，x位置、y位置或(x,y)位置，XY平面平行於基板之表面)。因而，獲得各別複數個對準標記(憑藉第一經圖案化輻射光束轉印)之複數個位置。隨後，可將用於各別複數個對準標記之複數個對準標記位移(dx,dy)判定(例如，藉由對準系統AS或微影裝置控制單元LACU)為對準標記之各別預定標稱位置與對準標記之各別測定位置之間的差。
微影裝置控制單元LACU可經組態以使數學模型擬合至複數個對準標記位移以獲得經擬合數學模型，且基於該經擬合數學模型判定複數個目標部分C中每一者中之第一圖案之位置。
根據本發明，應用包含如由圖5之方程式(501)描述的以下多項式Z1及Z2之數學模型。
多項式Z1及Z2可被認為是二階任尼克多項式。
一旦目標部分C中每一者中之第一圖案之位置為吾人所知，投影系統PS就可經組態以使用該複數個目標部分中每一者中之該第一圖案之經判定位置而將第二經圖案化輻射光束((例如)由照明系統IL調節之輻射光束)投影至基板W之複數個目標部分C上。
現在將更詳細地解釋根據本發明之曝光方法。
根據本發明之曝光方法包括使數學模型擬合至一組對準標記量測(對先前經轉印圖案執行該等量測)以便判定用於後續圖案之目標位置之步驟。
在本發明之涵義中，「後續圖案」係指待提供於先前經轉印圖案之頂部上之圖案，亦即，通常存在於下部層中之圖案。
一般而言，在使用微影裝置進行IC製造期間，使用曝光程序將複數個圖案轉印於基板上之目標部分上。為了確保IC之適當操作，需要將如所轉印之圖案相對於彼此準確地定位。詳言之，假定基板具備第一(先前經轉印)圖案(基板之平面被稱作X,Y平面)。需要使後續圖案在相對於先前經轉印圖案之特定x,y位置投影於該先前經轉印圖案之頂部上。因此，在將後續圖案轉印於目標部分上之前，先前經轉印圖案之位置需要為吾人所知。一旦此位置為吾人所知，就可由定位器件(諸如，定位器PW及PM)之控制單元使用此資訊以將包含需要轉印之圖案之光罩MA及基板W相對於彼此準確地定位。
為了判定晶圓上之圖案之部位，將對準標記轉印至基板上之預定義位置，而作為經轉印或經投影之圖案之部分。藉由量測對準標記之位置，可獲得可用以相對於先前經轉印圖案將後續圖案轉印至基板之資訊。通常沿著經轉印圖案之圓周(例如，在切割道中)提供此等對準標記。在基板上之先前所產生層上，可存在大數目(例如，20至200)個此等對準標記。
可使用對準感測器來判定此等對準標記之準確位置。一般而言，當判定出此等對準標記之位置時，將觀測到此等位置偏離預期標稱位置(xc,yc)。藉由比較對準標記之測定位置與該對準標記之標稱位置(xc,yc)，可判定該對準標記自標稱位置之位移(dx,dy)。此等對準標記位移可由在圖案及對準標記之轉印期間存在的基板之變形造 成。為了判定在另一點處之位移，可進行至包含一或多個參數之數學模型之擬合。
在本發明之涵義中，特徵「數學模型」係用以表示包括待判定之一或多個參數之一組一或多個數學關係(在極座標或笛卡爾座標中)。
在本發明之涵義中，特徵「使數學模型擬合至複數個(或一組)對準標記位移」係用以表示使用對準標記位置之測定值判定一組一或多個數學關係之一或多個參數之值的程序。
一旦已使數學模型擬合至經判定對準標記位移(dx,dy)，亦即，一旦已判定一組一或多個數學關係之參數，吾人就可使用該經擬合數學模型來估計或預測基板上之任何其他點處之位移且因此判定後續圖案之目標位置。
在本發明之涵義中，特徵「經擬合數學模型」係用以表示所使用之數學模型，其中一或多個參數具有如在數學模型至對準標記位移之擬合期間判定之特定值。
作為一實例，對準標記位移可用以藉由包括描述平移、放大率及旋轉之一組參數之數學函數來模型化或描述經轉印至基板之目標部分上的先前經轉印圖案之位移(相對於標稱或預期位置)。為了判定一組參數之值，使數學模型擬合至對準標記位移。此擬合可(例如)包括應用最小平方法或另一最佳化配方。
在以上實例中，一組對準標記位移因此可用以模型化特定(先前經轉印)圖案之位置及形狀。就此而言，可注意，當比較先前經轉印圖案之實際位置與該圖案之預期或標稱位置時，吾人亦可注意到：實際經轉印圖案相比於預期形狀變形(亦即，具有不同形狀)。在已知模型中，可(例如)憑藉相對於預期位置之平移、放大率及旋轉而模型化特定圖案之特定部分之位置，因此亦考量經轉印圖案之可能變形(更 多細節參見圖2)。可隨後由定位器件之控制單元(該控制單元(例如)併入於如圖1中所展示之微影裝置控制單元LACU中)使用此經擬合數學模型，以在與先前經轉印圖案對準的後續圖案之轉印期間定位基板。
為了針對基板上之需要曝光之目標部分中每一者判定在此目標部分中之經轉印圖案之實際位置或形狀的適當模型化(或自預期位置之偏差之模型化)，吾人可考慮針對每一目標部分使用一組專用對準標記。在此狀況下，吾人可(例如)針對每一目標部分基於此組專用對準標記之量測而將目標部分中之經轉印圖案之平移及變形特性化，該組對準標記(例如)提供於環繞經轉印圖案之切割道中。
然而，此途徑將需要量測大量對準標記。此對準量測將相當耗時且因此將不利地影響裝置之產出率，該產出率指示每時間單位處理之基板之數目。
藉由僅執行比較小數目個對準標記量測而使憑藉(例如)平移、放大率及旋轉之先前經轉印圖案之位移之前述模型化係可能的。以下方程式描述6參數模型，該6參數模型可用以描述在平移C、放大率M及旋轉R方面之對準標記位移。對於一個對準標記之每一量測，可形成如圖5中所展示之方程式(502)。
其中Cx為在x方向上之平移、Cy為在y方向上之平移、Mx為在x方向上之放大率、My為在y方向上之放大率、Rx為x軸圍繞z軸之旋轉、Ry為y軸圍繞z軸之旋轉，且dx、dy為對準標記分別在x及y方向上自標稱位置(xc,yc)之位移。方程式(1)可被認為是可藉由用對準標記之標稱位置(xc,yc)及由於對應對準標記位移之(dx,dy)替換(x,y)而對參數Cx、Cy、Mx、My、Rx、Ry求解之一組方程式。就此而言，然而應注意，在本發明之涵義中，對準標記未必需要提供在兩個度(例如，x方向及y方向)中之位置資訊。亦可考慮僅提供在一個度中之位置資訊之對準標記。此一維對準標記可(例如)僅提供用於dx或用於dy 之值，而非用於dx及dy兩者之值。
圖2示意性地說明經轉印圖案之標稱(或預期)位置100(包括兩個對準標記之標稱(或預期)位置110)及經轉印圖案之實際位置150及對準標記之實際位置160。如自比較圖案之標稱位置100與圖案之實際位置150可看出，藉由經轉印圖案之標稱位置100之僅僅平移不可獲得圖案之實際位置150。實情為，在比較經轉印圖案之隅角之實際位置(152、154、156、158)與圖案之隅角之標稱位置100的情況下，吾人可注意到在x方向及y方向兩者上之正平移，在比較線段154-156或152-158之長度與標稱位置100中之對應長度的情況下，吾人可注意到經轉印圖案具有正放大率My。以相似方式，吾人可觀測到實質上為零之放大率Mx、順時針旋轉Ry(藉由比較線段154-156或152-158之定向與標稱位置100中之定向)及逆時針旋轉Rx。基於考慮到諸如圖2中之位移d1及d2之多個對準標記位移，可判定經轉印圖案之位移及/或變形，如下文中更詳細地解釋。
為了判定模型之參數(Cx、Cy、Mx、My、Rx及Ry)，需要至少3個對準標記量測(提供測定dx值及dy值)。一般而言，更多量測將可用。此情形導致對一組超定方程式求解。可使用眾所周知之最小平方方法找到用於此組方程式之解。
在另一簡化中，放大率Mx與My可被假定為相等：Mx=My=M，及/或旋轉Rx與Ry可被假定為相等：Rx=Ry=R。
然而，此比較簡單模型可引起為了獲得後續層之間的所要匹配，經轉印至目標部分上之圖案之位移的模型化並不充分準確。結果，可發生後續層之間的不準確對準。特徵可在於疊對誤差之此不準確對準可不利地影響所製造之IC之操作。
為了處理此情形，過去已提議使用包括比較大數目個參數(通常在20至40之範圍內)之較複雜高階模型來模型化對準標記位移。
此等模型可(例如)包括高階多項式或大數目個數學關係，諸如，徑向基底函數。儘管此等模型理論上適於模型化任何可能類型之失真或變形(藉由選擇具有充分大數目個變數或參數之模型)，但此等廣泛模型之使用存在若干缺點。
- 由於需要進行求解之比較大數目個參數，需要執行大數目個量測(對準標記量測)以便判定高階模型之參數。
- 複合高階模型之使用可進一步歸因於比較大數目個參數而未必需要引起改良型準確度。在需要對一組大方程式求解之狀況下，所導出參數之準確度可不利地受影響。因為每一量測在某種程度上引入量測誤差，所以在考慮較多量測時可縮減所導出參數之準確度。
因此，將需要僅使用比較低數目個對準標記量測來獲得每一經轉印圖案之位置或形狀之準確模型或特性化。
在本發明中，此係藉由以下考慮因素實現。
本發明人已觀測到，當考慮如所感知之對準標記之位置偏差時，吾人可注意到此等偏差含有特定圖案。可藉由量測大數目個對準標記且在X,Y平面中藉由一向量表示每一標記之測定位置偏差來觀測此等圖案。
當觀測到此圖案時，吾人可能夠判定描述此特定圖案之數學函數。可(例如)藉由小數目個參數(例如，2至5個)來特性化或描述此數學函數。
相比於已知高階模型，如應用於本發明中之模型係基於所觀測變形圖案。此觀測允許選擇描述此圖案之特定數學函數或模型，來代替在高階模型中應用大數目個參數。
歸因於用以特性化或描述此特定數學函數之有限數目個參數，(例如)相比於執行至包含高階多項式之複合模型之映射，僅執行比較小數目個對準標記量測可足夠。
詳言之，當在2D曲線圖中顯示對準標記位移時，已注意到可發生雙渦旋圖案。
在圖3中，示意性地展示此2D曲線圖。在圖3中，示意性地展示與複數個線段210組合之基板之輪廓200，該複數個線段210表示如可自對準標記量測導出之對準標記位移，亦即，自標稱位置之位置偏差。
本發明人已設計：可藉由僅使用如圖5中所展示之兩個二階多項式Z1、Z2(方程式(501))而模型化此雙渦旋圖案。
更具體言之，當根據如圖5中所展示之方程式(503)來描述對準標記位移(dx,dy)時，可觀測到雙渦旋圖案。
為了將一組對準標記位移(dx,dy)映射至包括前述多項式之數學模型上，吾人可考慮所觀測圖案(亦即，如(例如)圖3中所展示之雙渦旋圖案)具有某一定向及某一振幅。
因此，在根據本發明之曝光方法之一實施例中，針對多項式Z1、Z2中每一者引入兩個參數以達成根據圖5之方程式(504)之對準標記位移(dx,dy)之模型化，藉以： μx、μy表示多項式之振幅，且αx、αy表示用於模型中之多項式之徑向定向。
在一實施例中，藉由使用對準標記位移dx執行最小平方擬合而判定參數μx及αx，且藉由使用對準標記位移dy執行最小平方擬合而判定參數μy及αy。因此，此情形構成根據方程式(504)之4參數擬合。通常，所量測之對準標記之數目可在10至20之範圍內，從而引起一組超定方程式。在此狀況下，可(例如)使用最小平方法或任何其他類型之資料擬合方法來判定參數μx、μy、αx、αy。
在本發明之一實施例中，作出以下假定：μx=μy=μ且αx=αy=α。在此實施例中，因此假定dx資料僅不同於dy資料90°角。
因此，用於此實施例中以用於擬合至對準標記位移(dx,dy)之數學模型僅具有需要判定之兩個參數(μ,α)，如自圖5之方程式(505)可看出。
應注意，r及θ在方程式(505)中為吾人所知，此係因為其係指對準標記之標稱位置。因此，(μ,α)在方程式(505)中為僅有未知數(在給出一組對準標記位移(dx,dy)的情況下)。
一般而言，藉由用對準標記之標稱位置(rc,θc)及由於對應對準標記位移之(dx,dy)替換(r,θ)而對方程式(504)及(505)求解。
用以對方程式(505)求解之可能方式如下：可將方程式(505)重寫至圖6之方程式(601)。
藉由根據圖6之方程式(602)引入參數C1及C2，可將圖6之方程式(601)重寫至圖6之方程式(603)。
在假定進行N個dx量測及M個dy量測的情況下，方程式(603)因此表示可根據圖6之方程式(604)以矩陣式而制定的一組N+M個方程式： 自所使用之對準標記之位置資訊導出矩陣Ax及Ay。
作為一實例，(r1,θ1)可表示與對準標記位移(dx(1),dy(1))相關聯之對準標記之標稱位置。
可隨後(例如)使用最小平方法而對方程式(604)之未知參數C1及C2求解。一旦判定C1及C2，就可根據如圖6中所展示之方程式(605)判定參數(μ,α)。
如上文所提及，如應用於本發明之一實施例中之數學模型僅需要對4個參數(方程式(504))或2個參數(方程式(505))求解。
因而，僅需要執行有限數目個對準標記量測，以便判定所需參數。
為了改良擬合步驟之準確度，可有利的是選擇具有比較大位移之一組對準標記。在考慮圖3時，吾人可看出，對準標記位移210在基 板之(例如)被界定為半徑等於基板200之半徑之一半的圓形區220的內部區中比較小。因此，可有利的是在該區外部選擇對準標記供量測。
在本發明之一實施例中，有利的是，所應用之數學模型(亦即，包含多項式Z1及Z2)可與方程式(502)中所描述之前述6參數模型組合。
就此而言，值得注意的是，方程式(502)之6參數模型與根據方程式(504)或(505)之模型正交。
在根據本發明之方法之一實施例中，將兩個模型組合為映射至對準標記位移(dx,dy)之一個模型，其可由圖7之方程式(701)描述。
方程式(701)具有可以如上文所論述之相似方式而判定之10個未知參數。可藉由應用圖7中所展示之方程式(702)之約束中的一或多者而進一步縮減應用於方程式(701)中之模型之參數之數目。
歸因於該等模型正交，亦可對方程式(502)及(504)或(505)順序地求解。因而，在本發明之一實施例中，使數學模型擬合至對準標記位移之步驟可包含：- 藉由對方程式(502)求解而使數學模型之第一數學模型擬合至對準標記位移，- 將對準標記位移中每一者之殘差(dx',dy')判定為對準標記位移與使用經擬合第一數學模型之一組經計算對準標記位移之間的差，- 使對準標記位移中每一者之殘差(dx',dy')擬合至數學模型之第二數學模型，其中該第二數學模型包含多項式Z1及Z2。
關於已在對準標記位移之曲線圖中觀測到之前述雙渦旋圖案，值得提及的是，本發明人亦已導出此變形之基礎原因。其可展示：基板變形可在基板經受線性應力分佈時包含雙渦旋圖案，如(例如)圖3中所展示。圖4中示意性地說明此線性應力分佈，藉以圖4之(a)示意性地展示基板400及判定應力σ而沿著的橫截面線410的俯視圖。圖4之 (b)示意性地展示沿著線410之應力σ。該應力被假定為在Y方向上實質上恆定。此應力分佈之可能根本原因為(例如)遍及基板表面之線性溫度分佈或在諸如烘烤程序之處理期間之發生之變形。在此處理期間，發生之變形可變成基板之永久性變形。可(例如)歸因於基板與沈積於基板上之膜之熱膨脹係數之失配及比較快冷卻之施加而發生此變形。
因而，在本發明中，同時應用不同途徑以確保基板上之兩個連續圖案之間的適當對準；而非應用適於實際上模型化任何任意變形之複合數學模型，本發明中所遵守之途徑應分析變形圖案或應力分佈且應用描述此等以實際使用為基礎的變形圖案之專用數學函數。結果，可顯著縮減需要判定之參數之數目。
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。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例之使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影)中，且在內容背景允許時不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化器件中之構形界定產生於基板上之圖案。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，抗蝕劑係藉由施加電磁輻射、 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。
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)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在5奈米至20奈米之範圍內之波長)；以及粒子束(諸如，離子束或電子束)。
術語「透鏡」在內容背景允許時可指各種類型之光學組件中任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
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。
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。
200‧‧‧基板之輪廓
210‧‧‧線段/對準標記位移
220‧‧‧圓形區

Claims (13)

  1. 一種曝光方法，其包含如下步驟：a)將一第一圖案轉印至一基板之複數個目標部分中每一者上，該第一圖案包括至少一對準標記；b)量測在步驟a)期間轉印之各別複數個對準標記之複數個位置，且將用於該各別複數個對準標記之複數個對準標記位移(dx,dy)判定為該對準標記之一各別預定標稱位置與該對準標記之該各別測定位置之間的一差；c)使一數學模型擬合至該複數個對準標記位移以獲得一經擬合數學模型；d)基於該經擬合數學模型判定該複數個目標部分中每一者中之該第一圖案之一位置；e)使用該複數個目標部分中每一者中之該第一圖案之該經判定位置而將一第二圖案轉印至該複數個目標部分中每一者上，其中該數學模型包含多項式Z1及Z2：在極座標(r,θ)中，Z1=r 2 cos(2θ) Z2=r 2 sin(2θ)，或在笛卡爾座標(x,y)中，Z1=x 2-y 2 Z2=xy。
  2. 如請求項1之曝光方法，其中該數學模型至該等對準標記位移(dx,dy)之該擬合包括對如下方程式求解： 其中參數μx及μy表示該等多項式Z1及Z2之一振幅及參數αx及αy表示該等多項式Z1及Z2之一徑向定向。
  3. 如請求項2之曝光方法，其中μx=μy且αx=αy。
  4. 如請求項1之曝光方法，其中該數學模型包括表示一放大率M、一旋轉R或一平移T之一函數。
  5. 如請求項4之曝光方法，其中使該數學模型擬合至該等對準標記位移之該步驟包含：藉由對如下方程式求解而使該數學模型之一第一數學模型擬合至該等對準標記位移：dx=Mx．x-Ry．y+Cx dy=Rx．x-My．y+Cy其中Mx、My表示分別在x、y方向上之一放大率；Cx、Cy表示分別在x、y方向上之一平移；且Rx、Ry表示分別為該x軸圍繞z軸、該y軸圍繞z軸之一旋轉；將該等對準標記位移中每一者之一殘差(dx',dy')判定為該等對準標記位移與使用該經擬合第一數學模型之一組經計算對準標記位移之間的一差；使該等對準標記位移中每一者之該殘差(dx',dy')擬合至該數學模型之一第二數學模型，其中該第二數學模型包含該等多項式Z1及Z2。
  6. 如請求項5之曝光方法，其中Mx=My且Rx=Ry。
  7. 如請求項1至6中任一項之曝光方法，其中在該基板之一內部區外部選擇該複數個該等對準標記。
  8. 如請求項7之曝光方法，其中該內部區為一半徑等於該基板之一半徑之一半的一圓形區。
  9. 一種微影裝置，其包含：一照明系統，其經組態以調節一輻射光束；一支撐件，其經建構以支撐一圖案化器件，該圖案化器件能夠在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以形成一 經圖案化輻射光束；一基板台，其經建構以固持一基板；及一投影系統，其經組態以將該經圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上，該裝置經進一步組態以執行如請求項1至8中任一項之曝光方法。
  10. 一種微影裝置，其包含：一照明系統，其經組態以調節一輻射光束；一支撐件，其經建構以支撐一圖案化器件，該圖案化器件能夠在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束；一基板台，其經建構以固持一基板；一投影系統，其經組態以將該經圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上；一對準系統，其經組態以量測一對準標記之一位置；一控制單元，其用於控制該微影裝置之一操作，其中該投影系統經組態以將一第一經圖案化輻射光束投影至該基板之複數個目標部分上，藉此將一第一圖案轉印至該基板之該等目標部分中每一者上，該第一圖案包括至少一對準標記；其中該對準系統經組態以量測複數個對準標記之一位置，且將用於該複數個對準標記中每一者之一對準標記位移(dx,dy)判定為該對準標記之一各別預定標稱位置與該對準標記之該各別測定位置之間的一差；其中該控制單元經組態以使一數學模型擬合至該複數個對準標記位移以獲得一經擬合數學模型，且基於該經擬合數學模型判定該複數個目標部分中每一者中之該第一圖案之一位置，該 數學模型包含多項式Z1及Z2：在極座標(r,θ)中，Z1=r 2 cos(2θ) Z2=r 2 sin(2θ)，或在笛卡爾座標(x,y)中，Z1=x 2-y 2 Z2=xy且其中，該投影系統經組態以使用該複數個目標部分中每一者中之該第一圖案之該經判定位置而將一第二經圖案化輻射光束投影至該基板之該複數個目標部分上。
  11. 如請求項10之微影裝置，其中該控制單元經組態以藉由對如下方程式求解而使該數學模型擬合至該等對準標記位移(dx,dy)： 其中參數μx及μy表示該等多項式Z1及Z2之一振幅及參數αx及αy表示該等多項式Z1及Z2之一徑向定向。
  12. 如請求項11之微影裝置，其中μx=μy且αx=αy。
  13. 如請求項10至12中任一項之微影裝置，其中該數學模型包括表示一放大率M、一旋轉R或一平移T之一函數。
TW104117218A 2014-06-12 2015-05-28 微影裝置及曝光方法 TWI587101B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14172053 2014-06-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201610614A TW201610614A (zh) 2016-03-16
TWI587101B true TWI587101B (zh) 2017-06-11

Family

ID=50927996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104117218A TWI587101B (zh) 2014-06-12 2015-05-28 微影裝置及曝光方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10095131B2 (zh)
EP (1) EP3155483A1 (zh)
JP (1) JP6322297B6 (zh)
KR (1) KR101890793B1 (zh)
CN (1) CN106462089B (zh)
IL (1) IL249046B (zh)
NL (1) NL2014799A (zh)
TW (1) TWI587101B (zh)
WO (1) WO2015189001A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10303153B2 (en) * 2016-08-04 2019-05-28 Kla-Tencor Corporation Method and computer program product for controlling the positioning of patterns on a substrate in a manufacturing process
KR102682048B1 (ko) * 2018-11-26 2024-07-04 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 패터닝 디바이스 또는 기판에 걸친 마크 레이아웃 결정 방법
JP7336201B2 (ja) * 2019-02-18 2023-08-31 キヤノン株式会社 形成方法、パターン形成システム、および物品の製造方法
US20220276575A1 (en) * 2019-05-03 2022-09-01 Asml Netherlands B.V. Method for determining an alignment model based on an oblique fitting technique
WO2022224845A1 (ja) * 2021-04-23 2022-10-27 株式会社ニコン 解析方法、解析装置、計測方法、計測装置、露光方法、および露光装置
CN113534602B (zh) * 2021-07-16 2024-05-14 长鑫存储技术有限公司 光罩的制备方法及光罩
CN117492336B (zh) * 2024-01-02 2024-04-09 天府兴隆湖实验室 对准标记及图形对准方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070026325A1 (en) * 2005-07-29 2007-02-01 Asml Netherlands B.V. Substrate distortion measurement
TW201015250A (en) * 2008-10-07 2010-04-16 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method
TW201042404A (en) * 2009-03-13 2010-12-01 Asml Netherlands Bv Level sensor arrangement for lithographic apparatus and device manufacturing method
US20110196646A1 (en) * 2008-07-14 2011-08-11 Asml Netherlands B.V. Alignment System, Lithographic System and Method

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63232424A (ja) * 1987-03-20 1988-09-28 Canon Inc 位置合せ方法
US6064486A (en) * 1998-05-21 2000-05-16 Leland Stanford Junior University Systems, methods and computer program products for detecting the position of a new alignment mark on a substrate based on fitting to sample alignment signals
JP4143614B2 (ja) * 2000-03-21 2008-09-03 キヤノン株式会社 計測方法
JP2001345243A (ja) * 2000-05-31 2001-12-14 Nikon Corp 評価方法、位置検出方法、露光方法及びデバイス製造方法
US7261985B2 (en) * 2004-03-12 2007-08-28 Litel Instruments Process for determination of optimized exposure conditions for transverse distortion mapping
JP2006126078A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Nikon Corp マーク位置検出装置及び設計方法及び評価方法
US7598006B1 (en) * 2004-12-08 2009-10-06 Litel Instruments Method and apparatus for embedded encoding of overlay data ordering in an in-situ interferometer
CN102037312B (zh) * 2008-05-22 2014-01-22 麦克罗尼克迈达塔有限责任公司 用于工件上先后形成的层之间的重叠补偿的方法和装置
KR101675380B1 (ko) * 2010-02-19 2016-11-14 삼성전자주식회사 오버레이 보정방법 및 그를 이용한 반도체 제조방법
US9360858B2 (en) * 2011-08-08 2016-06-07 Globalfoundries Inc. Alignment data based process control system
WO2013178404A2 (en) * 2012-05-29 2013-12-05 Asml Netherlands B.V. A method to determine the usefulness of alignment marks to correct overlay, and a combination of a lithographic apparatus and an overlay measurement system
JP6006420B2 (ja) * 2012-08-29 2016-10-12 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． 変形パターン認識手法、パターン転写方法、処理デバイスモニタリング方法、及びリソグラフィ装置
NL2011276A (en) * 2012-09-06 2014-03-10 Asml Netherlands Bv Inspection method and apparatus and lithographic processing cell.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070026325A1 (en) * 2005-07-29 2007-02-01 Asml Netherlands B.V. Substrate distortion measurement
US20110196646A1 (en) * 2008-07-14 2011-08-11 Asml Netherlands B.V. Alignment System, Lithographic System and Method
TW201015250A (en) * 2008-10-07 2010-04-16 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method
TW201042404A (en) * 2009-03-13 2010-12-01 Asml Netherlands Bv Level sensor arrangement for lithographic apparatus and device manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170003698A (ko) 2017-01-09
US10095131B2 (en) 2018-10-09
IL249046A0 (en) 2017-01-31
EP3155483A1 (en) 2017-04-19
JP6322297B2 (ja) 2018-05-09
CN106462089A (zh) 2017-02-22
NL2014799A (en) 2016-03-31
KR101890793B1 (ko) 2018-08-22
WO2015189001A1 (en) 2015-12-17
JP6322297B6 (ja) 2018-07-11
IL249046B (en) 2021-10-31
TW201610614A (zh) 2016-03-16
JP2017524960A (ja) 2017-08-31
US20170108783A1 (en) 2017-04-20
CN106462089B (zh) 2018-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI564678B (zh) 估計圖案化器件之變形及／或其位置之改變
TWI587101B (zh) 微影裝置及曝光方法
JP5816772B2 (ja) オーバレイの補正に対するアライメントマークの有用性を決定するための方法、および、リソグラフィ装置とオーバレイ測定システムとの組み合わせ
TWI390366B (zh) 平台系統，包含該平台系統的微影裝置及修正方法
JP4792285B2 (ja) モデル・パラメータを使用して自動プロセス補正を行うための方法及びシステム、並びにこのような方法及びシステムを使用したリソグラフィ機器
JP2012178562A (ja) 基板のモデルパラメータを計算する方法、リソグラフィ装置、およびリソグラフィ装置によってリソグラフィ処理を制御する装置
JP2010123997A (ja) リソグラフィ装置における格子変形の処理レシピを修正するための格子モデルの選択方法及び該方法を使用したリソグラフィ・アセンブリ
JP4405462B2 (ja) 較正用基板およびリソグラフィ装置の較正方法
US11194258B2 (en) Method and apparatus for determining a fingerprint of a performance parameter
KR20150053998A (ko) 정량적 레티클 왜곡 측정 시스템
TWI390365B (zh) 元件製造方法、微影設備和電腦程式產品
TW201608346A (zh) 物件定位系統、控制系統、微影設備、物件定位方法及裝置製造方法
EP3270225A1 (en) Method and apparatus for determining a fingerprint of a performance parameter
TWI725322B (zh) 獲得具有對準標記的基板的高度圖的方法，基板對準量測裝置及微影裝置
JP6606620B2 (ja) リソグラフィ装置内での基板処理方法および基板処理装置
TW202132899A (zh) 基板、圖案化裝置及微影設備