TWI623826B - 微影設備及器件製造方法 - Google Patents

微影設備及器件製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI623826B
TWI623826B TW105122457A TW105122457A TWI623826B TW I623826 B TWI623826 B TW I623826B TW 105122457 A TW105122457 A TW 105122457A TW 105122457 A TW105122457 A TW 105122457A TW I623826 B TWI623826 B TW I623826B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
alignment
alignment mark
deformation
mark
Prior art date
Application number
TW105122457A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201719299A (zh
Inventor
法蘭西斯科 哥登法蘭德斯 凱司柏 班捷恩
愛多 瑪莉亞 荷西布斯
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 TW201719299A publication Critical patent/TW201719299A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI623826B publication Critical patent/TWI623826B/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
    • 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
    • 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
    • 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
    • G03F7/70691—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
    • G03F9/7069—Alignment mark illumination, e.g. darkfield, dual focus
    • 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
    • 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
    • G03F9/7088—Alignment mark detection, e.g. TTR, TTL, off-axis detection, array detector, video detection

Abstract

本發明描述一種微影設備，該設備包含：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，其中該設備進一步包含一對準系統，其經組態以針對存在於該基板上之一或多個對準標記進行以下操作：- 藉由應用各別複數個不同對準量測參數而執行用於該對準標記之複數個對準標記位置量測，藉此獲得用於該對準標記之複數個經量測對準標記位置；該設備進一步包含一處理單元，該處理單元經組態以進行以下操作：- 針對該複數個對準標記位置量測中之每一者判定作為一經預期 對準標記位置與一經量測對準標記位置之間的一差之一位置偏差，該經量測對準標記位置係基於該各別對準標記位置量測予以判定；- 將一組函數定義為用於該等位置偏差之可能原因，該組函數包括表示該基板之一變形的一基板變形函數，及表示該一或多個對準標記之一變形的至少一個標記變形函數；- 產生一矩陣方程式PD=M*F，藉以將包含該等位置偏差之一向量PD設定為等於包含該基板變形函數及該至少一個標記變形函數之一向量F的由一權重係數矩陣M表示之一加權組合，藉以與該至少一個標記變形函數相關聯之權重係數取決於所應用對準量測而變化；- 判定用於該矩陣M之該等權重係數之一值；- 判定該矩陣M之一逆或偽逆矩陣，藉此獲得作為該等位置偏差之一加權組合的用於該基板變形函數之一值；- 應用該基板變形函數之該值以執行該目標部分與該經圖案化輻射光束之一對準。

Description

微影設備及器件製造方法
本發明係關於一種微影設備，及一種用於製造器件之方法。
微影設備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。微影設備可用於(例如)積體電路(IC)製造中。在此狀況下，圖案化器件(其被替代地稱作光罩或倍縮光罩)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，包括晶粒之部分、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。習知的微影設備包括：所謂的步進器，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；及所謂的掃描器，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，如所製造之積體電路包括含有不同圖案之複數個層，每一層係使用如上文所描述之曝光程序予以產生。為了確保經製造之積體電路之適當操作，需要使如連續地曝光之層彼此適當地對準。為了實現此對準，基板通常具備複數個所謂的對準標記(亦被稱作對準目 標)，藉以使用對準標記之位置以判定或估計經先前曝光圖案之位置。因而，在後續層之曝光之前，判定及使用對準標記之位置以判定經先前曝光圖案之位置。通常，為了判定此等對準標記之位置，應用對準感測器，其可(例如)經組態以將輻射光束投影至對準標記或目標上且基於經反射輻射光束而判定對準標記之位置。理想地，對準標記之經量測位置將對應於該標記之實際位置。然而，各種原因可引起對準標記之經量測位置與實際位置之間的偏差。詳言之，對準標記之變形可引起所提及之偏差。此變形可(例如)由微影設備外部之基板之處理造成，此處理(例如)包括蝕刻及化學機械拋光。
因此，後續層可投影或曝光於並不與經先前曝光圖案成一直線(亦即，並不與經先前曝光圖案對準)之位置上，從而引起所謂的疊對誤差。
需要提供一種用於量測基板上之對準標記之位置之量測方法，從而使能夠較準確地判定對準標記之實際位置。
在本發明之一第一態樣中，提供一種微影設備，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，其中該設備進一步包含一對準系統，其經組態以針對存在於該基板上之一或多個對準標記進行以下操作：- 藉由應用各別複數個不同對準量測參數而執行用於該對準標記 之複數個對準標記位置量測，藉此獲得用於該對準標記之複數個經量測對準標記位置；該設備進一步包含一處理單元，該處理單元經組態以進行以下操作：- 針對該複數個對準標記位置量測中之每一者判定作為一經預期對準標記位置與一經量測對準標記位置之間的一差之一位置偏差，該經量測對準標記位置係基於該各別對準標記位置量測予以判定；- 將一組函數定義為用於該等位置偏差之可能原因，該組函數包括表示該基板之一變形的一基板變形函數，及表示該一或多個對準標記之一變形的至少一個標記變形函數；- 產生一矩陣方程式PD=M*F，藉以將包含該等位置偏差之一向量PD設定為等於包含該基板變形函數及該至少一個標記變形函數之一向量F的由一權重係數矩陣M表示之一加權組合，藉以與該至少一個標記變形函數相關聯之權重係數取決於所應用對準量測而變化；- 判定用於該矩陣M之該等權重係數之一值；- 判定該矩陣M之一逆或偽逆矩陣，藉此獲得作為該等位置偏差之一加權組合的用於該基板變形函數之一值；- 應用該基板變形函數之該值以執行該目標部分與該經圖案化輻射光束之一對準。
300‧‧‧輪廓線
310‧‧‧箭頭
400‧‧‧對準標記
410‧‧‧垂直側壁
420‧‧‧水平底部部分
430‧‧‧斜置側壁
440‧‧‧傾斜底部部分
500‧‧‧對準標記
510‧‧‧堆疊
520‧‧‧輻射光束
530‧‧‧經反射光束/回應
600‧‧‧對準系統
610‧‧‧對準標記
620‧‧‧對準光束
630‧‧‧經反射光束
640‧‧‧透鏡系統
650‧‧‧偵測器
660‧‧‧光柵
670‧‧‧光瞳平面
680‧‧‧部位
A‧‧‧實際位置
AD‧‧‧調整器
AS‧‧‧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
E‧‧‧經預期位置
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明系統/照明器
IN‧‧‧積光器
M1‧‧‧光罩對準標記(圖1)/量測/經量測位置(圖2)
M2‧‧‧光罩對準標記(圖1)/量測/經量測位置(圖2)
M3‧‧‧量測/經量測位置
MA‧‧‧圖案化器件/光罩
MT‧‧‧光罩支撐結構/光罩台
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
PM‧‧‧第一定位器件
PS‧‧‧投影系統
PU‧‧‧處理單元
PW‧‧‧第二定位器件/第二定位器
SO‧‧‧輻射源
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台
α‧‧‧角度
β‧‧‧角度
現在將參考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，對應參考符號指示對應部分，且在該等圖式中：- 圖1描繪根據本發明之一實施例之微影設備；- 圖2(包含圖2之(a)、圖2之(b)及圖2之(c))描繪當應用不同量測參數時之若干可能對準量測結果；- 圖3描繪可能基板變形； - 圖4(包含圖4之(a)、圖4之(b)及圖4之(c))描繪對準標記及可能對準標記變形之橫截面；- 圖5描繪基板之堆疊之部分的模擬模型；- 圖6描繪實現不對稱量測之對準系統。
圖1示意性地描繪根據本發明之一個實施例之微影設備。該設備包括：照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，UV輻射或任何其他合適輻射)；光罩支撐結構(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件PM。該設備亦包括基板台(例如，晶圓台)WT或「基板支撐件」，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件PW。該設備進一步包括投影系統(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，包括一或多個晶粒)上。
照明系統可包括用於導向、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。
光罩支撐結構支撐(亦即，承載)圖案化器件。光罩支撐結構以取決於圖案化器件之定向、微影設備之設計及其他條件(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。光罩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。光罩支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動。光罩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「倍縮光罩」或「光罩」之任何使用皆與更一般之 術語「圖案化器件」同義。
本文中所使用之術語「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的輔助特徵，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，以及各種混合式光罩類型。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，以便使入射輻射光束在不同方向上反射。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。
本文中所使用之術語「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。可認為本文中對術語「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，該設備屬於透射類型(例如，使用透射光罩)。替代地，該設備可屬於反射類型(例如，使用如上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影設備可屬於具有兩個(雙載物台)或多於兩個基板台或「基板支撐件」(及/或兩個或多於兩個光罩台或「光罩支撐件」)之類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台或支撐件，或可對一或多個台或支撐件進行預備步驟，同時將一或多個其他台或支撐件用於曝光。
微影設備亦可屬於如下類型：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設備中之其他空間，例如，光罩與投影系統之間的空間。浸潤技術可用以增加投影系統之數值孔徑。如本文中所使用之術語「浸潤」並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，當源為準分子雷射時，源及微影設備可為分離的實體。在此等狀況下，不認為源形成微影設備之部分，且輻射光束係憑藉包括(例如)合適導向鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，舉例而言，當源為水銀燈時，源可為微影設備之整體部分。源SO及照明器IL連同光束傳遞系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包括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)。另外，照明器IL可包括各種其他組件，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入射於被固持於光罩支撐結構(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。憑藉第二定位器件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，第一定位器件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件PM之部分之長衝程模組(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之部分之長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT或「基板支撐件」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。儘管如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，在將多於一個晶粒提供於光罩MA上的情形中，光罩對準標記可位於該等晶粒之間。
所描繪設備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部分C上時，使光罩台MT或「光罩支撐件」及基板台WT或「基板支撐件」保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WT或「基板支撐件」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，曝光場之最大的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，同步地掃描光罩台MT或「光罩支撐件」及基板台WT或「基板支撐件」(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或「基板支撐件」相對於光罩台MT或「光罩支撐件」之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大的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或「光罩支撐件」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或「基板支撐件」。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT或「基板支撐件」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。此操作模式可容易地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/或變化或完全不同的使用模式。
根據本發明之一實施例，微影設備進一步包含對準系統AS，其經組態以判定存在於基板上之一或多個對準標記之位置。
根據本發明，如所應用之對準系統經組態以執行複數個不同對準量測，藉此獲得用於所考慮之對準標記之複數個經量測對準標記位置。在本發明之涵義內，執行用於特定對準標記之不同對準量測意謂使用不同量測參數或特性來執行對準量測。此等不同量測參數或特性可(例如)包括使用不同光學屬性以執行對準量測。作為一實例，如應用於根據本發明之微影設備中之對準系統可包括：對準投影系統，其經組態以將具有不同特性或參數之複數個對準光束投影至基板上之對準標記位置上；及偵測系統，其經組態以基於離開基板之經反射光束而判定對準位置。
在本發明之涵義內，如由對準系統所應用之不同量測參數或特性至少包括對準光束之偏振差或頻率含量差。
因此，根據本發明之對準系統可使用不同量測參數或特性(例如，使用具有不同色彩(亦即，頻率)之對準光束)來判定對準標記之位置。
一般而言，如由對準系統所執行之此等對準標記量測之目標係判定或估計下一曝光程序之目標部分(諸如圖1所展示之目標部分C)之位置。
為了判定此等目標部分位置，量測(例如)提供於環繞目標部分之切割道中的對準標記之位置。當如所量測之對準標記位置偏離於標稱或經預期位置時，吾人可假定應進行下一曝光之目標部分亦具有偏離位置。在使用對準標記之經量測位置的情況下，吾人可判定或估計目標部分之實際位置，因此確保可在適當位置處執行下一曝光，因此將下一曝光對準至目標部分。
在經量測對準標記位置偏離於經預期或標稱位置之狀況下，吾人將傾向於將此偏離歸因於基板之變形。基板之此變形可(例如)由基板所受到之各種程序造成。
當可得到複數個經量測對準標記位置且已判定位置偏差(亦即，經預期對準標記位置之偏差)時，可將此等偏差(例如)擬合至一函數以便描述基板之變形。此函數可(例如)為將偏差△(x,y)描述為(x,y)位置之函數的二維函數。在使用此函數的情況下，吾人可接著判定或估計下一層或圖案需要被投影的目標部分之實際位置。
一般而言，吾人將預期到，取決於所使用之量測特性，例如，所應用之對準光束類型，經量測對準標記位置將不偏離。
然而，本發明人已想到，如由對準系統所執行之對準位置量測可受到對準標記自身之變形或不對稱性干擾。換言之，歸因於對準標記之變形，與藉以對準標記未變形的情形相比較，可獲得偏離對準標記位置量測。在未採取措施之狀況下，此偏離對準標記位置量測可引起對準標記位置之錯誤判定。已進一步觀測到，此類型之偏差(亦即，由對準標記變形造成之偏離位置量測)取決於如所應用之量測特性。作為一實例，當使用不同量測特性(例如，使用具有不同頻率之對準光束)來量測對準標記位置時，此可導致不同結果，亦即，用於對準標記之不同經量測位置。
因而，當使用複數個不同量測特性(例如，使用具有不同頻率之 對準光束)來量測對準標記之位置時，獲得不同結果，例如，可基於該等量測而獲得複數個不同對準標記位置。
自上文將清楚的是，對準量測程序之結果應為實際基板變形之評估，亦即，對準標記之實際位置之評估，該評估可接著用以判定用於後續曝光之目標部分之實際位置。
鑒於所描述之效應，尤其是對準標記變形之效應，經量測對準標記位置(亦即，如自不同量測(亦即，使用不同量測特性)所導出之對準標記位置)既受到實際(未知)基板變形影響亦受到發生(未知)標記變形影響。兩個效應皆可導致經預期對準標記位置與經量測對準標記位置之間的偏差。因而，當觀測到位置偏差時，其可由實際基板變形造成或由對準標記變形造成或由其組合造成。
圖2示意性地描繪一些可能情境；假定執行三個量測M1、M2、M3以判定對準標記X之位置。圖2之(a)示意性地展示對準標記之標稱或經預期位置E以及經量測位置M1、M2、M3。圖2之(a)進一步展示對準標記之實際位置A。可看出，所執行之量測中無任一者提供實際位置偏差(E-A)之準確表示。
因此，如圖2之(a)所描繪之情境涉及對準標記之實際位移(實際對準標記位置A不同於經預期位置E)與造成偏離量測之標記變形的組合。
圖2之(b)展示一替代情境，藉以在量測(M1、M2、M3)中觀測到差，經量測位置不同於經預期位置E，而實際位置A被假定為與經預期位置E重合。在此情境中，量測將暗示存在對準標記之位置偏差，而實際上不存在對準標記之位置偏差，亦即，對準標記之位置並不受到基板變形影響。
圖2之(c)示意性地展示第三情境，藉以全部三個量測M1、M2、M3皆重合且與實際位置A重合。此情境可在不存在影響量測之對準標 記變形時發生。
自所描繪之各種情境將清楚的是，吾人需要能夠區分標記變形之效應與基板變形之效應，以便達成實際對準標記位置之適當評估。
本發明提供一種用以實現兩種效應之此分離之方法。在一實施例中，根據本發明之微影設備可包括用以執行所需操作以將兩種效應分離之處理單元PU(參見圖1)。此處理單元PU可因此包括處理器、微處理器、電腦或其類似者。
首先，本發明提供將對準標記量測連結至對準標記位置偏差之不同原因之般化公式化；偏差係指經量測對準標記位置(亦即，如自量測所導出之對準標記位置)與實際對準標記位置之間的差。
作為一般化公式化，本發明提議將如所觀測到之位置偏差(亦即，經量測對準標記位置與經預期位置之間的差)描述為一基板變形函數與一或多個標記變形函數之組合(例如，加權組合)。此等函數可(例如)為離散函數，其將基板變形或標記變形之效應描述為(經預期)標記位置之函數。
特此應用以下術語：SD用以代表基板變形函數；MD用以代表標記變形函數；PD係指位置偏差，亦即，對準標記之經預期位置與經量測對準標記位置之間的差。
MC係指如經應用以量測對準標記位置之量測參數或特性。
在使用此術語且假定一個基板變形函數SD及兩個標記變形函數MD1、MD2的情況下，提供於特定基板s上之特定標記m之位置偏差可在本發明之一實施例中被表達為：PD(m,s,MC)=SD(m,s)+C1,MC*MD1(m,s)+C2,MC*MD2(m,s) (1)
在方程式(1)中，如使用特定量測特性MC所量測的用於基板s上 之給定標記m之位置偏差PD被表達為基板變形函數SD與標記變形函數MD1及MD2之加權組合。標記變形函數MD1及MD2表示標記變形，且對於每一標記m及基板s可不同。此外，如上文已經指示，當應用不同量測條件時，標記變形對對準標記位置之量測的效應可不同。在方程式1中，此效應係由權重係數C1,MC及C2,MC表達。藉此，取決於所使用之量測特性MC，用於基板s上之給定標記m之位置偏差PD可具有不同值。在方程式(1)中可進一步看出，等於1之權重係數應用於基板變形函數SD；藉此，基板變形函數SD被假定為描述(對於基板s上之給定標記m)特定標記m之實際位置偏差。
如上文已經提及，此基板變形可由(例如)在兩個連續層之曝光之間對基板所執行之各種程序造成。
圖3示意性地展示如實務上可遇到之變形圖案，其可由二維基板變形函數SD描述。在圖3中，基板之輪廓線300經示意性地展示為與指示基板在特定位置處之變形的複數個箭頭310組合。此等特定變形圖案可(例如)由基板之非均一加熱或冷卻造成。
關於標記變形函數MD1、MD2(亦被稱作標記變形或標記不對稱性)，此等函數可(例如)表示標記變形之特定類型，例如，標記之底部部分與基板表面之平面成一角度而非平行於基板表面之平面，或例如，標記之一或多個側壁成<>90度之角度。
圖4中示意性地展示此等標記變形函數。
圖4示意性地展示對準標記400(之部分)之橫截面圖。
圖4之(a)示意性地展示不具有任何變形之對準標記400，亦即，具有實質上垂直側壁410及實質上水平底部部分420。
圖4之(b)示意性地展示具有斜置側壁430之對準標記400。此等斜置側壁可被視為標記變形，且可被描述為(例如)描述用於每一對準標記之側壁之實際角度的函數。
圖4之(c)示意性地展示具有傾斜底部部分440之對準標記400。此傾斜底部部分亦可被視為標記變形，且可被描述為(例如)描述對準標記之實際傾斜角的函數。
圖4之(b)及圖4之(c)因此說明可影響標記位置量測之兩個可能標記變形函數。
應注意，標記變形函數MD因此為描述一或多個基板上之標記或若干標記之實際實體變形的函數。如方程式(1)所展示之起初未知的權重係數C1,MC及C2,MC因此描述特定標記變形對標記位置量測之效應。權重係數C1,MC及C2,MC因此將特定變形轉譯為位置偏差。
作為一實例，特定標記變形函數(例如，標記變形函數MD1)可藉由指定變形角度而針對給定標記描述變形，變形角度(例如)對應於如圖4所指示之角度α或β。權重係數C1,MC可接著針對特定量測參數或特性描述每單位變形角度之位置偏差。
如上文所提及，特定標記變形(例如，如圖4之(b)及圖4之(c)所說明之標記變形)可取決於量測特性MC而引起不同對準標記位置量測。
為了進一步說明此情形，在應用三個不同量測特性MC之狀況下，可將方程式(1)表達為以下方程式集合，該等量測特性被稱作「紅」、「綠」、「藍」：PD(m,s，紅)=SD(m,s)+C1,red*MD1(m,s)+C2,red*MD2(m,s) PD(m,s，綠)=SD(m,s)+C1,green*MD1(m,s)+C2,green*MD2(m,s) PD(m,s，藍)=SD(m,s)+C1,blue*MD1(m,s)+C2,blue*MD2(m,s) (2)或
可進一步注意，在所描述之實施例中，基板變形函數SD被假定 為獨立於所使用之量測特性。在方程式(3)中，向量PD表示已知位置偏差(使用不同量測參數或特性而被判定為經量測對準標記位置(亦即，如自特定對準標記位置量測所導出之對準標記位置)與經預期或標稱對準標記位置之間的差)，向量F表示起初未知的基板及標記變形函數，且矩陣M被稱作未知權重係數矩陣(亦被稱作混合矩陣)，其描述不同變形函數如何促成向量PD之位置偏差，矩陣M包含前述權重係數。
作為更一般之公式化，如藉由應用NMC個不同量測特性MC而針對基板s上之特定標記m所導出的位置偏差可被公式化為：
其中PD為包含位置偏差PD(1)至PD(NMC)之向量，NMC為量測參數或特性MC之數目；F為包含基板變形函數SD及至少一個標記變形函數MD(1)至MD(NMD)之向量，NMD為標記變形函數之數目；且M表示包含權重係數m(i,j)之混合矩陣。
因此，方程式(3)或更一般之方程式(4)針對存在於特定基板s上之給定對準標記m將一組位置偏差(位置偏差為經預期對準標記位置與經量測對準標記位置之間的差，經量測對準標記位置係基於對準標記位置量測予以判定)描述為一組未知函數之未知加權組合，該組未知函數包括表示基板之變形的基板變形函數，及表示對準標記之變形的至少一個標記變形函數。
以矩陣形式，因此將包含如自對準標記位置量測所導出之該組位置偏差的向量PD設定為等於未知混合矩陣M與包含該組未知函數之向量F的矩陣相乘。
本發明之一目標係將實際基板變形與由發生標記變形造成之效應分離。為此，需要求解方程式(3)或更一般之方程式(4)以獲得由基板變形函數SD表示的實際基板變形之表達。
本發明提供用以實現此情形之若干方法。此等方法中之若干方法包含以下步驟：- 在第一步驟中，判定矩陣M之權重係數m(i,j)；- 在第二步驟中，判定矩陣M之逆或偽逆M-1。
一旦執行兩個步驟，就可將方程式(4)重寫為：M-1*PD=F (5)
在使用方程式(5)的情況下，基板變形SD可被表達為已知位置偏差之已知加權組合，逆或偽逆矩陣M-1之元素充當權重係數。
為了判定矩陣M之權重係數，本發明提供用以實現此情形之各種方式。
用以判定矩陣M之權重係數的第一方式係將待求解之方程式(亦即，方程式(3)或(4))視為盲源分離問題。盲源分離(BSS)問題在文獻中為吾人所知，且涉及一組源信號與一組混合觀測信號之分離，而不具有或具有很少的關於源信號或其被混合之方式的知識。盲源分離問題通常在很大程度上為欠定的。因而，為了達成所要解，可設定一或多個條件(該解必須滿足之條件)，因此限定可能解之數目。
求解此BSS問題之已知方法可(例如)基於所謂的主成分分析(PCA)或獨立成分分析(ICA)。PCA及ICA兩者皆對解提出不同條件，從而限定可能解。當使用PCA來求解BSS問題時，基本想法係找到混合矩陣係數及對應信號成分，藉以該等信號成分經選擇使得第一主成分具有最大可能方差(亦即，考量資料之儘可能多的變化性)，且每一後繼成分在其正交於先前成分(亦即，與先前成分不相關)之約束下依次具有最高可能方差。
在使用此等約束的情況下，PCA基本上等於奇異值分解。為了使PCA達成唯一解，隱含地作出以下假定：- 信號成分正交，亦即，不相關；- 混合矩陣M之行正交；本發明人已想到，儘管第一假定可為真，但第二假定極不可能的。因而，為了求解將基板變形之效應與如上文所描述之標記變形效應分離的問題，PCA可不為求解方程式(3)或(4)之較佳方式。
作為主成分分析之替代方案，亦可藉助於所謂的獨立成分分析(ICA)來求解盲源分離問題或其類似者。使用ICA作為用以判定權重係數矩陣或混合矩陣M之工具亦暗示某些假定：- 信號成分係統計上獨立的；- 信號成分係非高斯(non-Gaussian)分佈的。
鑒於待求解之前述問題，本發明人已想到，該等信號成分可為統計上獨立的，且該等信號成分可能為非高斯分佈的。
因而，在本發明之一實施例中，應用ICA以求解方程式(3)或(4)，尤其是判定混合矩陣M之權重係數。
為了應用ICA，需要可得到亦被稱作已知混合物之比較大數目個量測。因此，為了應用ICA，需要針對複數個對準標記執行對準量測。一般而言，此不會造成問題，此係因為通常在基板上可得到比較大數目個對準標記且使其經受量測，以便獲得實際基板變形之準確評估。
此外，為了改良ICA之穩固性，可使用多個基板之對準標記位置量測。
在應用ICA以判定權重係數矩陣M之權重係數的本發明之一實施例中，應用提供權重係數之較準確判定的額外約束或條件(應用約束或有條件ICA之此等實施例被縮寫為cICA方法或實施例)：在待求解 之方程式(亦即，方程式(4))之一般公式化中，混合矩陣M為(NMC×NMD+1)矩陣(NMC為如所應用之量測特性MC之數目，NMD為標記變形函數之數目且假定一個基板變形函數)，每一權重係數或矩陣元素係未知的。
然而，如上文所描述，實際基板變形(例如，由基板變形函數SD所描述)可被假定為獨立於如所應用之量測特性MC。換言之，與基板變形函數相關聯的混合矩陣M之行(例如，方程式(3)之混合矩陣M中之行1)的所有權重係數被發現為等於1。當應用此額外約束或條件時，可藉助於ICA來判定剩餘權重係數。在使用此途徑的情況下，已觀測到，可實現該基板變形函數與該或該等標記變形函數之較準確分離。就此而言，應注意，其他盲源分離演算法亦可被視為如所描述之cICA方法之替代方案。
用以判定混合矩陣M之權重係數之第二方式係藉助於使用所謂的堆疊資訊之模擬。在本發明之涵義內，堆疊係指施加於基板上之層集合，該等層具有不同光學或電磁屬性，例如，歸因於不同材料之使用。
當知道經量測對準標記之幾何形狀連同描述堆疊或堆疊之部分的光學及幾何資料時，可模擬某些對準標記變形(諸如圖4之(b)及圖4之(c)所展示之變形)之效應，因此提供用於與標記變形函數相關聯之權重係數之值。
圖5示意性地展示層堆疊510之部分的橫截面圖，該等層中之一者含有對準標記500。
為了獲得用於與標記變形函數相關聯之權重係數之值，因此可執行以下步驟：- 產生表示所應用堆疊之至少部分之模型，該模型包括對準標記及標記變形(圖5中未繪示)； - 當特定光束(例如，具有特定光學屬性)投影至堆疊上時模擬堆疊之回應；- 基於回應及所應用標記變形而判定一或多個權重係數。
作為一實例，可執行模擬以評估所描繪堆疊510對輻射光束520(例如，適合於執行對準量測之輻射光束)之回應。取決於輻射光束之光學屬性(例如，頻率或頻率含量)，輻射光束520之投影可引起特定回應，亦即，特定經反射光束530或光束集合。此特定回應530可至少部分地由應用於模型中之標記變形實現。
藉由在未模型化任何標記變形時比較回應530與對輻射光束520之回應，可量化變形之效應，從而提供混合矩陣M之權重係數中之一者之值。藉由針對各種不同輻射光束(亦即，對應於不同量測特性或參數之使用)重複所描述步驟，可針對複數個量測特性判定與特定標記變形相關聯之權重係數，因此提供用於混合矩陣M之特定行中之權重係數的值。
因而，可藉助於模擬來判定與一或多個標記變形函數相關聯之權重係數(亦即，方程式(4)中之行2至NMD+1中之權重係數)。
此外，如上文已經指示，可將與基板變形函數SD相關聯之權重係數(亦即，方程式(4)之矩陣M之行1中之權重係數)設定為等於1。
一替代方案係使用來自先前基板之疊對資料來判定方程式(5)中之逆或偽逆矩陣M-1之權重係數，該等先前基板已經歷與基板變形將被判定之基板所經歷之程序相同或相似的程序。由於此等資料不可用於基板變形將被判定之基板，故來自先前基板之疊對資料可與根據本發明所執行之對準標記位置量測組合地使用，以便判定混合矩陣M之權重係數。
方程式5可變為 F=M-1*PD=N*PD (5)
其中N被定義為方程式(4)中之M的逆或偽逆矩陣。
疊對資料可包括但不限於在垂直於圖案化基板之目標部分之輻射光束的方向上之位移。
一旦判定混合矩陣M之權重係數m(i,j)，就需要判定逆或偽逆矩陣M-1。
在混合矩陣M之行彼此獨立之狀況下，可展示混合矩陣M之偽逆矩陣提供將對準量測分解成可與標記變形隔離之基板變形的分解矩陣。
本發明人已進一步想到，可不要求混合矩陣M之所有行彼此獨立。
為了將基板變形與標記變形分離，可足夠的是與基板變形函數相關聯的矩陣M之行獨立於其他行，該等其他行係與一或多個標記變形函數相關聯。
在此狀況下，可沒有可能獲得標記變形函數之準確分離。然而，由於本發明之目標係將實際基板變形與標記變形之效應分離，故無需個別標記變形函數之實際分離。
在與基板變形函數相關聯的混合矩陣M之行相依於其他行的狀況下，沒有可能將基板變形與標記變形分離。
在注意到此相依性之狀況下，可藉由採取以下措施中之任一者來緩解此相依性；
- 使用額外不同量測參數或特性來增加每對準標記之對準量測數目。作為一實例，在使用具有不同色彩之兩個對準光束來執行對準量測將不充分的狀況下，可有利的是使用具有又一色彩之對準光束來添加第三量測。藉此，混合矩陣M之行可變得更線性地獨立。以相似方式，使用對準光束之不同偏振狀態來應用額外量測亦可為有益的。
- 執行較特定對準量測，尤其是不對稱性量測。
在本發明之涵義內，不對稱性量測係指在對準量測期間執行之特定額外量測。
圖6示意性地說明此對準量測。圖6示意性地展示對準系統600，其經組態以藉由將對準光束620投影至對準標記610上來判定對準標記610之位置。隨後經由透鏡系統640將經反射光束或若干經反射光束630提供至偵測器650，例如，經由光柵660或其類似者。基於如由偵測器650所偵測之強度，對準標記610與對準系統600之光柵660或偵測器650的相對位置可被判定。
如所判定之此相對位置可接著用以判定如(例如)應用於矩陣方程式(3)或(4)中之位置偏差PD。圖6進一步示意性地展示透鏡系統640之光瞳平面670，及可供量測經反射光束或若干經反射光束630之強度的兩個部位680。在一實施例中，該等部位可經選擇以使能夠量測經反射光束630之-1階及+1階。
本發明人已觀測到，在如所量測之對準標記610變形(例如，包含如圖4之(b)、圖4之(c)所展示之變形)的狀況下，可在如在光瞳平面中之不同部位(例如，部位680)處所量測之強度之間觀測到不對稱性。此不對稱性量測(例如，提供+1反射階之經觀測強度與-1反射階之經觀測強度之間的差)提供關於發生標記變形之額外資訊。
詳言之，在本發明之一實施例中，此等不對稱性量測包括於矩陣方程式(3)或(4)中。如同位置偏差PD，不對稱性量測或在對準系統之光瞳平面中之經觀測強度不對稱性可被視為由不同發生標記變形之加權組合或混合物造成。在自方程式(3)開始且假定對於每一色彩紅、綠、藍可得到不對稱性量測的情況下，可如下包括被稱作AM之不對稱性量測： 與方程式(3)相比較，不對稱性量測AM已被包括為使用標記變形函數MD1及MD2之權重係數am(i,j)的加權組合。應注意，如上文已經指示，認為基板變形SD不會促成如在對準系統600之光瞳平面中所感知的不對稱性。因此，針對不對稱量測AM將與基板變形函數SD相關聯之權重係數設定為零。
以與上文所描述之方式相似的方式，可藉由將方程式(6)視為表示盲源分離問題來判定該方程式之展開矩陣之權重係數，該盲源分離問題可(例如)使用獨立成分分析ICA予以求解。自方程式(6)可看出，藉由針對不對稱量測AM將與基板變形函數SD相關聯之權重因數設定為零，應用可促進使用ICA來判定權重係數之額外約束。
進一步值得注意的是，亦可藉助於模擬而以與上文關於權重係數m(i,j)所描述之方式相似的方式判定權重係數am(i,j)。
儘管在本文中可特定地參考微影設備在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影設備可具有其他應用，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，可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更一般之術語「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中所提及之基板。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。此外，可將基板處理多於一次，例如，以便產生多層IC，使得本文中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的使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影)中，且在內容背景允許的情況下不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化器件中之構形(topography)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，在該基板上，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。
本文中所使用之術語「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奈米之範圍內的波長)，以及粒子束，諸如離子束或電子束。
術語「透鏡」在內容背景允許的情況下可指各種類型之光學組件中之任一者或其組合，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而言將顯而易見，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。

Claims (13)

  1. 一種微影設備，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，其中該設備進一步包含一對準系統，其經組態以針對存在於該基板上之一或多個對準標記進行以下操作：藉由應用各別複數個不同對準量測參數而執行針對該對準標記之複數個對準標記位置量測，藉此獲得針對該對準標記之複數個經量測對準標記位置；該設備進一步包含一處理單元，該處理單元經組態以進行以下操作：針對該複數個對準標記位置量測中之每一者判定等同於一經預期(expected)對準標記位置與一經量測對準標記位置之間的一差之一位置偏差，該經量測對準標記位置係基於該各別對準標記位置量測予以判定；將一組函數定義為該等位置偏差之可能原因，該組函數包括表示該基板之一變形的一基板變形(deformation)函數，及表示該一或多個對準標記之一變形的至少一個標記變形函數；產生一矩陣方程式PD=M*F，藉以將包含該等位置偏差之一向量PD設定為等於包含該基板變形函數及該至少一個標記變形函數之一向量F的由一權重係數矩陣M表示之一加權組合，藉以與該至少一個標記變形函數相關聯之權重係數取決於所應用對準量測而變化；判定針對該矩陣M之該等權重係數之一值；判定該矩陣M之一逆(inverse)或偽逆(pseudo-inverse)矩陣，藉此獲得作為該等位置偏差之一加權組合的該基板變形函數之一值；應用該基板變形函數之該值以執行該目標部分與該經圖案化輻射光束之一對準。
  2. 如請求項1之微影設備，其中
    Figure TWI623826B_C0001
    其中：PD為包含該等位置偏差pd(1)至pd(NMC)之一向量，NMC為不同對準量測之數目；F為包含該基板變形函數SD及該至少一個標記變形函數MD(1)至MD(NMD)之一向量，NMD為標記變形函數之數目；M為包含權重係數m(i,j)之該權重係數矩陣。
  3. 如請求項1或2之微影設備，其中藉由應用具有不同光學屬性之對準量測光束來執行該複數個不同對準量測。
  4. 如請求項3之微影設備，其中該等對準光束之該等不同光學屬性包括不同偏振或不同頻率。
  5. 如請求項1或2之微影設備，其中藉助於ICA-獨立成分分析來判定該等權重係數。
  6. 如請求項5之微影設備，其中將與該基板變形函數SD相關聯的該混合矩陣M之該等權重係數設定為等於一常數值。
  7. 如請求項6之微影設備，其中該常數值為1。
  8. 如請求項1或2之微影設備，其中該等權重係數係基於模擬予以判定。
  9. 如請求項8之微影設備，其中該等模擬包含：產生表示該基板之一堆疊之至少部分的一模型，該部分包括一對準標記及一標記變形；模擬該堆疊對應用一對準量測參數之一對準標記位置量測的一回應；基於該回應及在該模型中所表示之該標記變形而判定該混合矩陣M之一或多個權重係數。
  10. 如請求項1或2之微影設備，其中該對準系統經進一步組態以針對該複數個對準標記位置量測中之每一者提供一不對稱性量測，該處理單元經組態以將該等不對稱性量測包括至該矩陣方程式中，藉此將該等不對稱性量測包括至該向量PD中，該等不對稱性量測經設定為等於該向量F之該一或多個標記變形函數之一加權組合。
  11. 一種微影設備，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，其中該設備進一步包含一對準系統，其經組態以針對存在於該基板上之一或多個對準標記進行以下操作：藉由應用各別複數個不同對準量測參數而執行針對該對準標記之複數個對準標記位置量測，藉此獲得針對該對準標記之複數個經量測對準標記位置；該設備進一步包含一處理單元，該處理單元經組態以進行以下操作：針對該複數個對準標記位置量測中之每一者判定等同於一經預期對準標記位置與一經量測對準標記位置之間的一差之一位置偏差，該經量測對準標記位置係基於該各別對準標記位置量測予以判定；將一組函數定義為該等位置偏差之可能原因，該組函數包括表示該基板之一變形的一基板變形函數，及表示該一或多個對準標記之一變形的至少一個標記變形函數；產生一矩陣方程式F=N*PD，藉以將一向量F設定為等於包含該等位置偏差之一向量PD的由一權重係數矩陣N表示之一加權組合，該向量F包含該基板變形函數及該至少一個標記變形函數，藉以與該至少一個標記變形函數相關聯之權重係數取決於所應用對準量測而變化；判定針對該矩陣N之該等權重係數之一值，藉此獲得作為該等位置偏差之一加權組合的該基板變形函數之一值，應用該基板變形函數之該值以執行該目標部分與該經圖案化輻射光束之一對準。
  12. 如請求項11之微影設備，其中來自已經歷之一程序與基板變形將被判定之該基板所經歷之該程序相似或相同之一或多個先前基板的疊對資料以及該等對準標記位置量測用以判定用於該矩陣M之該等權重係數之該值。
  13. 一種器件製造方法，其包含：使用一如請求項1至12中任一項之微影設備來對準一基板之一目標部分與一經圖案化輻射光束；及將該經圖案化輻射光束投影至該基板之該目標部分上。
TW105122457A 2015-07-16 2016-07-15 微影設備及器件製造方法 TWI623826B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
??15177117.7 2015-07-16
EP15177117 2015-07-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201719299A TW201719299A (zh) 2017-06-01
TWI623826B true TWI623826B (zh) 2018-05-11

Family

ID=53610828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105122457A TWI623826B (zh) 2015-07-16 2016-07-15 微影設備及器件製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10139740B2 (zh)
JP (1) JP6458173B2 (zh)
KR (1) KR102083234B1 (zh)
CN (1) CN107850861B (zh)
NL (1) NL2017120A (zh)
TW (1) TWI623826B (zh)
WO (1) WO2017009166A1 (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10607334B2 (en) * 2014-12-09 2020-03-31 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for image analysis
WO2016091534A1 (en) 2014-12-09 2016-06-16 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for image analysis
CN110799907B (zh) * 2017-06-26 2021-12-28 Asml荷兰有限公司 确定变形的方法
EP3454124A1 (en) * 2017-09-07 2019-03-13 ASML Netherlands B.V. Method to determine a patterning process parameter
EP3627228A1 (en) 2017-09-28 2020-03-25 ASML Netherlands B.V. Lithographic method
JP7038562B2 (ja) * 2018-02-13 2022-03-18 キヤノン株式会社 検出装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法
EP3531207A1 (en) * 2018-02-27 2019-08-28 ASML Netherlands B.V. Alignment mark positioning in a lithographic process
US10680717B2 (en) * 2018-06-08 2020-06-09 Maxim Integrated Products, Inc. Systems and methods for polarization control using blind source separation
KR20200040104A (ko) * 2018-10-08 2020-04-17 삼성전자주식회사 조합된 모델 함수를 산출하는 방법, 리소그래피 장치 세팅 방법, 리소그래피 방법, 리소그래피 장치
EP3702840A1 (en) * 2019-03-01 2020-09-02 ASML Netherlands B.V. Alignment method and associated metrology device
US11003164B2 (en) * 2019-08-30 2021-05-11 Micron Technology, Inc. Methods for aligning a physical layer to a pattern formed via multi-patterning, and associated systems
CN111900116A (zh) * 2020-06-22 2020-11-06 中国科学院微电子研究所 晶圆的对准方法及对准系统
CN114326337B (zh) * 2021-12-24 2023-07-28 粤芯半导体技术股份有限公司 光刻对准方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200305292A (en) * 2001-11-28 2003-10-16 Toshiba Kk Exposing method
TW201316135A (zh) * 2011-08-31 2013-04-16 Asml Netherlands Bv 判定對焦校正之方法、微影處理製造單元及元件製造方法
US20140185024A1 (en) * 2011-09-29 2014-07-03 Carl Zeiss Smt Gmbh Projection objective of a microlithographic projection exposure apparatus
WO2014117791A1 (en) * 2013-02-01 2014-08-07 Carl Zeiss Smt Gmbh Microlithographic projection exposure apparatus and method of operating same

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4734746A (en) * 1985-06-24 1988-03-29 Nippon Kogaku K. K. Exposure method and system for photolithography
JP3303551B2 (ja) * 1994-08-22 2002-07-22 ソニー株式会社 半導体装置の露光方法におけるアライメント法
JP3516546B2 (ja) * 1995-12-22 2004-04-05 株式会社ルネサステクノロジ 重ね合せ誤差の低減方法
US5877861A (en) * 1997-11-14 1999-03-02 International Business Machines Corporation Method for overlay control system
JP3394237B2 (ja) * 2000-08-10 2003-04-07 株式会社日立製作所 荷電粒子ビーム露光方法及び装置
US7190823B2 (en) * 2002-03-17 2007-03-13 United Microelectronics Corp. Overlay vernier pattern for measuring multi-layer overlay alignment accuracy and method for measuring the same
CN100480620C (zh) * 2002-05-02 2009-04-22 奥博泰克有限公司 采用非均匀修正的图像制造印刷电路板的系统和方法
SG120949A1 (en) * 2002-09-20 2006-04-26 Asml Netherlands Bv Alignment system and methods for lithographic systems using at least two wavelengths
US6915177B2 (en) * 2002-09-30 2005-07-05 Advanced Micro Devices, Inc. Comprehensive integrated lithographic process control system based on product design and yield feedback system
US20050105071A1 (en) * 2003-06-03 2005-05-19 Fusao Ishii Methods for patterning substrates having arbitrary and unexpected dimensional changes
EP1494077A3 (en) * 2003-07-02 2006-12-27 Fuji Photo Film Co., Ltd. Image forming apparatus and image forming method
US20050134816A1 (en) * 2003-12-22 2005-06-23 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, method of exposing a substrate, method of measurement, device manufacturing method, and device manufactured thereby
US7198964B1 (en) 2004-02-03 2007-04-03 Advanced Micro Devices, Inc. Method and apparatus for detecting faults using principal component analysis parameter groupings
US7403264B2 (en) 2004-07-08 2008-07-22 Asml Netherlands B.V. Lithographic projection apparatus and a device manufacturing method using such lithographic projection apparatus
US20060066649A1 (en) * 2004-09-30 2006-03-30 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method and apparatus for recording images on deformed image-recordable object
US7415319B2 (en) 2006-04-04 2008-08-19 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
CN101477315B (zh) * 2009-01-20 2010-10-20 上海微电子装备有限公司 掩模台扫描倾斜的测量方法及装置
US20100296074A1 (en) * 2009-04-30 2010-11-25 Nikon Corporation Exposure method, and device manufacturing method
JP5496041B2 (ja) * 2010-09-30 2014-05-21 大日本スクリーン製造株式会社 変位算出方法、描画データの補正方法、描画方法および描画装置
NL2008168A (en) * 2011-02-25 2012-08-28 Asml Netherlands Bv Method of calculating model parameters of a substrate, a lithographic apparatus and an apparatus for controlling lithographic processing by a lithographic apparatus.
NL2009345A (en) * 2011-09-28 2013-04-02 Asml Netherlands Bv Method of applying a pattern to a substrate, device manufacturing method and lithographic apparatus for use in such methods.
NL2009719A (en) * 2011-12-02 2013-06-05 Asml Netherlands Bv Alignment mark deformation estimating method, substrate position predicting method, alignment system and lithographic apparatus.
WO2014032833A1 (en) * 2012-08-29 2014-03-06 Asml Netherlands B.V. Deformation pattern recognition method, pattern transferring method, processing device monitoring method, and lithographic apparatus
WO2015031337A1 (en) * 2013-08-27 2015-03-05 Kla-Tencor Corporation Removing process-variation-related inaccuracies from scatterometry measurements
CN105765461B (zh) 2013-10-02 2018-01-05 Asml荷兰有限公司 用于获得与工业过程有关的诊断信息的方法和设备
CN103744214B (zh) * 2013-12-31 2016-08-17 深圳市华星光电技术有限公司 一种液晶显示器的玻璃基板的曝光方法
JP6543761B2 (ja) * 2015-08-27 2019-07-10 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィ装置及びデバイス製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200305292A (en) * 2001-11-28 2003-10-16 Toshiba Kk Exposing method
TW201316135A (zh) * 2011-08-31 2013-04-16 Asml Netherlands Bv 判定對焦校正之方法、微影處理製造單元及元件製造方法
US20140185024A1 (en) * 2011-09-29 2014-07-03 Carl Zeiss Smt Gmbh Projection objective of a microlithographic projection exposure apparatus
WO2014117791A1 (en) * 2013-02-01 2014-08-07 Carl Zeiss Smt Gmbh Microlithographic projection exposure apparatus and method of operating same

Also Published As

Publication number Publication date
CN107850861B (zh) 2020-08-07
US10139740B2 (en) 2018-11-27
NL2017120A (en) 2017-01-17
KR102083234B1 (ko) 2020-03-02
TW201719299A (zh) 2017-06-01
US20180196363A1 (en) 2018-07-12
KR20180018805A (ko) 2018-02-21
JP2018521354A (ja) 2018-08-02
JP6458173B2 (ja) 2019-01-23
CN107850861A (zh) 2018-03-27
WO2017009166A1 (en) 2017-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI623826B (zh) 微影設備及器件製造方法
US10133191B2 (en) Method for determining a process window for a lithographic process, associated apparatuses and a computer program
JP6543761B2 (ja) リソグラフィ装置及びデバイス製造方法
US9310698B2 (en) Method and apparatus for controlling a lithographic apparatus
JP5412528B2 (ja) 検査方法、検査システム、基板、およびマスク
TWI616716B (zh) 用於調適圖案化器件之設計的方法
US10444632B2 (en) Apparatus operable to perform a measurement operation on a substrate, lithographic apparatus, and method of performing a measurement operation on a substrate
JP5288808B2 (ja) 測定方法、検査装置およびリソグラフィ装置
TWI636334B (zh) 使用圖案化裝置形貌誘導相位之方法及設備
JP2007013192A (ja) 測定方法及び較正基板
KR102222149B1 (ko) 레벨 센서 장치, 기판에 걸친 토포그래피 변동을 측정하는 방법, 리소그래피 프로세스에 관련된 물리적 파라미터의 변동을 측정하는 방법, 및 리소그래피 장치
WO2010037472A2 (en) Method and system for determining a lithographic process parameter
KR20180095605A (ko) 스캐터로메트리에서의 편광 튜닝
JP6316432B2 (ja) 検査方法及び装置並びにリソグラフィ装置
US9069240B2 (en) Calibration of lithographic apparatus by exposing patterns on substrate positioned at different orientations
US8793099B2 (en) Calibration of lithographic apparatus