TWI636338B - 用於疊對控制之方法及系統 - Google Patents

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TWI636338B
TWI636338B TW106104494A TW106104494A TWI636338B TW I636338 B TWI636338 B TW I636338B TW 106104494 A TW106104494 A TW 106104494A TW 106104494 A TW106104494 A TW 106104494A TW I636338 B TWI636338 B TW I636338B
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李永堯
謝逸平
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台灣積體電路製造股份有限公司
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    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
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Abstract

本揭示提供一種用於無佈局疊對控制的方法。在一些實施例中，使用光罩來圖案化覆蓋工作件的目標層。此圖案化形成根據第一曝光場域佈局配置的多個曝光場域。量測曝光場域相對於工作件的對準以產生位移向量。使用位移向量和基準場域佈局來調整曝光區域間模型和曝光區域內模型。轉換曝光區域內模型以便用於第二曝光場域佈局，其中第二曝光場域佈局不同於第一曝光場域佈局。基於所調整的曝光區域間模型和所轉換的曝光區域內模型來產生多個疊對校正。

Description

用於疊對控制之方法及系統
本揭露是有關於一種用於疊對控制之方法及系統。
光微影為使用輻射自光罩至工作件傳遞圖案的一種製程，且可在積體電路(integrated circuit；IC)的製造期間重複進行。另外，光微影包含疊對控制，此疊對控制為藉由最小化在工作件的第一對準結構與光罩的第二對準結構之間的疊對變動性來將光罩對準至此工作件的一種製程。對疊對變動性的貢獻包含例如工作件的形變和工具校準。
本揭露提出一種用於無佈局疊對控制的方法，此方法包含：使用光罩來圖案化覆蓋工作件之目標層，此圖案化形成根據第一曝光場域佈局來配置的多個曝光場域；量測曝光場域相對於工作件的對準以產生位移向量；使用位移向量和基準場域佈局來調整曝光區域間(inter-field)模型及曝光區域內(intra-field)模型；轉換曝光區域內模型以便與第二曝光場域佈局一起使用，其中第二曝光場域佈局不 同於第一曝光場域佈局；以及基於所調整的曝光區域間模型和所轉換的曝光區域內模型來產生多個疊對校正。
本揭露另提出一種用於疊對控制的系統，此系統包含曝光工具、疊對工具和疊對控制工具。曝光工具包含設備參數且經配置以將覆蓋工作件的光敏層曝光於光罩的圖案，使得多個曝光場域根據光罩的曝光場域佈局來定義在光敏層中，且曝光工具進一步經配置以基於多個疊對校正更新設備參數。疊對工具經配置以量測在曝光場域佈局與工作件之間的疊對誤差，以在跨越工作件而分佈的多個取樣位置產生多個疊對誤差量測。疊對控制工具經配置以使用此些疊對誤差量測和基準場域佈局來調整曝光區域內模型和曝光區域間模型，且轉換所調整之曝光區域內模型以便與由曝光工具使用的下一曝光場域佈局一起使用，且疊對控制工具經配置以更新來自所調整之曝光區域間模型和所轉換之曝光區域內模型的疊對校正，其中下一曝光場域佈局不同於此曝光場域佈局。
本揭露另提出一種用於疊對控制的方法，此方法包含：提供由光敏層覆蓋的工作件，此工作件包含多個第一對準結構；使用光罩來圖案化光敏層，此圖案化定義根據第一曝光場域佈局配置在光敏層中的多個曝光場域，且此圖案化將對應於此些第一對準結構的多個第二對準結構定義在光敏層中；在多個取樣位置量測此些第二對準結構相對於此些第一對準結構的對準以產生位移向量；使用位移向量和基準場域佈局調整曝光區域間模型和曝光區域內模型，此調 整產生多個曝光區域間疊對因子值和多個曝光區域內疊對因子值；轉換此些曝光區域內疊對因子值以便與不同於第一曝光場域佈局的第二曝光場域佈局一起使用；基於此些曝光區域間疊對因子值和此些曝光區域內疊對因子所轉換的值來產生多個疊對校正；以及使用另一光罩和此些疊對校正來圖案化另一光敏層，使得多個額外曝光場域被定義在其他光敏層中且根據第二曝光場域佈局來擺置(arranged)。
100、600、700、800A、800B、900、1000A、1000B、1000C、1000D、1100‧‧‧方塊圖
102‧‧‧曝光工具
104、124、202、302、604、704、808‧‧‧工作件
106‧‧‧工作件系列
108、126、206、304、602、706、806‧‧‧光敏層
110‧‧‧疊對校正
112、306、404、626、708‧‧‧曝光場域
114‧‧‧疊對工具
116‧‧‧位移映射
118‧‧‧資料庫
120、120a、120b、506、1016‧‧‧位移向量
122‧‧‧無佈局疊對控制工具
200A、200B、300A、300B‧‧‧視圖
204、308‧‧‧積體電路晶粒
400‧‧‧佈局
402、910、1014‧‧‧取樣位置
406‧‧‧第一中心線
408‧‧‧第二中心線
500‧‧‧俯視圖
502‧‧‧第一對準結構
504‧‧‧第二對準結構
606、902‧‧‧光罩
608、702‧‧‧工作件台
610‧‧‧光罩台
612‧‧‧輻射源
614‧‧‧輻射遮罩
616‧‧‧透鏡
618、714‧‧‧控制器
620、916‧‧‧量測模組
622‧‧‧輻射
624‧‧‧曝光狹縫
710‧‧‧疊對量測模組
712‧‧‧形貌量測模組
802‧‧‧發射器
804‧‧‧入射光束
810‧‧‧收集器
812‧‧‧反射光束
814‧‧‧氣壓計
816‧‧‧氣體
904‧‧‧光罩組
906‧‧‧凹口
908‧‧‧相同佈局
912‧‧‧顯影工具
914‧‧‧取樣選擇模組
918‧‧‧預測模組
920‧‧‧位移向量選擇模組
922‧‧‧無佈局模型模組
924‧‧‧轉換模組
926、928‧‧‧無佈局曝光區域間模型
930‧‧‧光罩曝光區域內模型
932‧‧‧下一光罩
1002‧‧‧第一位移映射
1004‧‧‧第一曝光場域佈局
1006‧‧‧第一曝光場域
1008‧‧‧基準場域佈局
1010‧‧‧取樣位置
1012‧‧‧基準場域
1018‧‧‧第二位移映射
1020‧‧‧第二曝光場域佈局
1022‧‧‧第二曝光場域
1102、1104、1106、1108、1110、1112‧‧‧方塊
結合圖式來閱讀下面的詳細描述以最完整理解本揭露。需要強調的是，依據在工業上的標準實施，各種特徵未按照比例繪製。事實上，為了清楚討論，各種特徵的尺寸可任意增加或減少。為了更完整了解實施例及其優點，現參照結合所附圖式所做之下列描述，其中：〔圖1〕繪示一些實施例之具有無佈局疊對控制之微影系統的方塊圖；〔圖2A〕和〔圖2B〕繪示一些實施例之在藉由〔圖1〕之曝光工具曝光前之工作件的各種視圖；〔圖3A〕和〔圖3B〕繪示一些實施例之在藉由〔圖1〕之曝光工具曝光後之工作件的各種視圖；〔圖4〕繪示一些實施例之〔圖1〕之曝光場域的取樣位置佈局；〔圖5〕繪示一些實施例之〔圖1〕之曝光區域內之取樣位置的俯視圖；〔圖6〕繪示一些實施例之〔圖1〕之曝光工具的方塊圖； 〔圖7〕繪示一些實施例之〔圖1〕之疊對工具的方塊圖；〔圖8A〕和〔圖8B〕繪示各種實施例之〔圖6〕和/或〔圖7〕之量測模組的方塊圖；〔圖9〕繪示一些更詳細實施例之〔圖1〕之微影系統的方塊圖；〔圖10A〕至〔圖10D〕繪示一些實施例之藉由〔圖1〕和〔圖9〕之無佈局疊對控制工具進行之方法的方塊圖；以及〔圖11〕繪示一些實施例之用於無佈局疊對控制之方法的方塊圖。
本揭示為實施本揭示之不同特徵提供許多不同實施例或實例。下文描述之組件及排列之特定之實例為了簡化本揭示。當然，此等僅僅為實例且不意指限制。舉例而言，在後續的描述中，在第二特徵上方或在第二特徵上之第一特徵的形成可包含第一和第二特徵形成為直接接觸的實施例，且亦可包含額外特徵可形成在第一和第二特徵之間，使得第一和第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本揭示在各實例中可重複元件符號和/或字母。此重複為出於簡單清楚的目的，且本身並不指示所論述之各實施例和/或結構之間的關係。
進一步地，為了方便描述，本文可使用空間相對術語(例如「之下」、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」和類似者)來描述圖式中所繪示之一個元件或特徵與另一元件(或多個元件)或特徵(或多個特徵)的關係。 除圖式中描繪的方向外，空間相對術語意指包含裝置在使用或操作中的不同方向。裝置或設備可為不同定向(旋轉90度或在其他方向)，且在此使用的空間相對描述詞可因此作同樣的解釋。更甚者，術語「第一」、「第二」、「第三」、「第四」等僅為通用識別字，且因而可在各種實施例中互換。例如，雖然元件(例如對準結構)在一些實施例中可稱為「第一」元件，但此元件在其他實施例中可稱為「第二」元件。
掃描器為用於進行光微影之製程工具。掃描器在工作件根據曝光場域佈局而步進或移動時，將塗覆光敏層的工作件(例如晶圓)重複地曝光於光罩(reticle)圖案，以定義根據曝光場域佈局配置在此工作件上的曝光場域。對於每一次的曝光，工作件步進或移動至新的曝光位置，且將光罩圖案掃描經過新的曝光位置。為維持在光罩圖案與工作件之間的正確對準，可藉由疊對控制來產生多個疊對校正，且將此些疊對校正應用至掃描器之設備參數。
根據用於疊對控制的方法，在跨越工作件的多個取樣位置量測疊對誤差。隨後，此量測用以調整曝光區域間(inter-field)模型和曝光區域內(intra-field)模型。曝光區域間模型和曝光區域內模型描述在疊對誤差與多個疊對因子(例如工作件轉動或非對稱光罩放大倍率)之間的關係，且經調整以決定此些疊對因子的值。此些疊對因子對應於掃描器的設備參數，使得此些疊對因子的值可用作或用以決定此些疊對校正。
上述用於疊對控制之方法的挑戰在於此些疊對校正特定於曝光場域佈局。另外，掃描器可與多個曝光場域佈局一起使用。因此，對於每一曝光場域佈局維持多個分離的疊對校正。然而，曝光場域佈局的此些疊對校正僅在使用曝光場域佈局時更新。雖然此可在連續使用曝光場域佈局而不插入曝光場域佈局時達到良好的疊對控制，但此在不同曝光場域佈局之間交替時可能導致不良的疊對控制。舉例而言，因為掃描器可能漂移至無法校準，故曝光場域佈局的此些疊對校正在使用其他曝光場域佈局時可能變為失效。
由上述觀點看來，本揭示的各實施例提供一種可用於無佈局(layoutless)疊對控制的方法。在一些實施例中，圖案化覆蓋工作件的目標層。此圖案化形成根據第一曝光場域佈局配置的多個曝光場域。量測曝光場域相對於工作件的對準以產生位移向量。使用位移向量和基準場域佈局來調整曝光區域間模型和曝光區域內模型。轉換曝光區域內模型以便與第二曝光場域佈局一起使用，其中第二曝光場域佈局不同於第一曝光場域佈局。基於所調整的曝光區域間模型和所轉換的曝光區域內模型來產生多個疊對校正。
藉由轉換曝光區域內模型以便與第二曝光場域佈局一起使用，第二曝光場域佈局可有利地與基於最新疊對量測的多個疊對校正一起使用。另外，藉由使用基準場域佈局來調整曝光區域內模型，曝光區域內模型不被綁定至曝光場域佈局且可例如有利地具有固定場域佈局。固定場域佈局又可最小化所維持的轉換數。
參照圖1，其提供一些實施例之具有無佈局疊對控制之微影系統的方塊圖100。如圖所示，曝光工具102經配置以接收來自工作件系列106的工作件104(例如工作件W1)。為了清楚起見，工作件系列106分別標示為W1至WL，其中L為工作件的數目。工作件104由光敏層108覆蓋且包含跨越工作件104而分佈的第一對準結構(圖未繪示)。
曝光工具102進一步經配置以使用光罩(圖未繪示)來圖案化光敏層108且可例如為步進器或掃描器。光罩具有光罩圖案和曝光場域佈局。另外，光罩具有跨越光罩而分佈且對應於第一對準結構的第二對準結構。在一些實施例中，曝光工具102進一步經配置以在圖案化光敏層108時產生Z映射時量測光敏層108的形貌(topography)。Z映射描述光敏層108的高度為位置函數。
為工作件104和光罩被裝載至曝光工具102中，以使用光罩來圖案化光敏層108。隨後，藉由基於疊對校正110調整曝光工具102的設備參數來使工作件104對準光罩。在工作件104對準光罩下，當工作件104根據曝光場域佈局而步進或移動時，光敏層108重複曝光於光罩圖案，從而在光敏層108中定義多個曝光場域112。此些曝光場域112係根據曝光場域佈局配置，且每一者具有光罩圖案和第二對準結構。
疊對工具114經配置為量測且在一些實施例中在工作件104之多個取樣位置預測疊對誤差。在一些實施例中，在取樣位置量測疊對誤差前顯影光敏層108。取樣位置 為第一對準結構和對應於第一對準結構之第二對準結構所在的位置，且在取樣位置的疊對誤差為在第一對準結構與第二對準結構之間的失準(misalignment)位移向量。在產生Z映射的一些實施例中，疊對工具114進一步經配置以量測光敏層108的形貌，使得疊對工具114產生Z映射而非曝光工具102。
量測的位移向量和在一些實施例中預測的位移向量定義位移映射(displacement map)116。位移映射116將疊對誤差描述為取樣位置的函數且儲存在資料庫118中。為了清楚起見，位移映射116的實例和多個表示位移向量120的點被示出，其中位移映射116的上方有曝光場域112覆蓋。
無佈局疊對控制工具122經配置為使用位移映射116更新疊對校正110。詳細而言，基準場域佈局在忽略曝光場域佈局時被對映至位移映射116。除了不被綁定至光罩或任何其他光罩外，基準場域佈局相似於曝光場域佈局，使得無佈局疊對控制工具122被稱為「無佈局」。隨後，使用位移映射116和基準場域佈局來調整無佈局曝光區域間模型和無佈局曝光區域內模型。在一些實施例中，Z映射進一步用以調整無佈局曝光區域間模型和無佈局曝光區域內模型。
無佈局曝光區域間模型描述曝光區域間疊對誤差(例如工作件對準誤差)與多個曝光區域間疊對因子(例如工作件轉動)之間的關係。相似地，無佈局曝光區域內模 型描述曝光區域內疊對誤差(例如光罩對準誤差)與多個曝光區域內疊對因子(例如非對稱光罩放大倍率)之間的關係。無佈局曝光區域間模型和無佈局曝光區域內模型的調整產生此些曝光區域間和曝光區域內疊對因子的值且可由例如最小平方迴歸(least square regression)分析來進行。
在無佈局曝光區域間模型和無佈局曝光區域內模型被調整下，無佈局曝光區域內模型被轉換為光罩曝光區域內模型。光罩曝光區域內模型為已被轉換為與被設置為與曝光工具102一起使用之下一光罩(圖未繪示)之曝光場域佈局一起使用之無佈局曝光區域內模型的版本。與光罩相似，下一光罩具有光罩圖案、曝光場域佈局和第二對準結構。下一光罩的曝光場域佈局可例如為不同於光罩的曝光場域。此轉換可由例如根據在無佈局曝光區域內模型與光罩曝光區域內模型之間的預定關係轉換此些曝光區域內疊對因子的值來進行。另外，在一些實施例中，可使用Z映射來進行轉換。
隨後，此些曝光區域間疊對因子的值及此些曝光區域內疊對因子之經轉換的值被用為疊對校正110或用以更新疊對校正110。另外，曝光工具102使用下一光罩和疊對校正110來圖案化來自工作件系列106的下一工作件124(例如工作件W2)，且上述流程直到工作件系列106中的最終工作件(例如工作件WL)處理完前重複進行。與工作件104相似，下一工作件124由光敏層126覆蓋且包含對應於下一光罩之第二對準結構的第一對準結構(圖未繪示)。
藉由使用無佈局模型，不論下一光罩是否具有與此光罩相同或不同的曝光場域佈局，無佈局疊對控制工具122可有利地更新下一工作件124的疊對校正110。例如，假定此光罩使用曝光場域佈局A且下一光罩使用曝光場域佈局B，疊對校正110仍被更新以用於下一工作件。另外，因為疊對校正110為基於最新的疊對量測，故以此方式更新疊對校正110可有利地允許高度的疊對控制。
如上所述的各種控制和計算功能(例如無佈局模型化和疊對控制)在一些實施例中可以硬體、軟體或此兩者的組合進行。例如，可在經配置以進行運作的特殊應用元件(例如特殊應用積體電路(application-specific integrated circuit；ASIC))中實施至少一些控制和計算功能。作為另一實例，非暫態處理器可讀媒體可儲存實施至少一些控制和計算功能的處理器可執行指令，且處理器可經配置以進行處理器可執行指令以進行運作。
雖然曝光工具102、疊對工具114和無佈局疊對控制工具122在圖1中顯示為分離的，但在一些實施例中，曝光工具102、疊對工具114和無佈局疊對控制工具122可以各種組合方式整合。例如，曝光工具102可與疊對工具114整合。另外，雖然疊對工具114被描述為使用光敏層108量測疊對誤差，但在其他實施例中，可使用直接在光敏層108下方的層來量測疊對誤差。例如，可將光敏層108的圖案轉換至下層(例如藉由蝕刻製程)，且可在量測疊對誤差之前剝離光敏層108。
參照圖2A及圖2B，其提供在藉由圖1的曝光工具102曝光之前之工作件202之一些實施例的各種視圖200A和200B。詳細而言，圖2A提供工作件202的俯視圖200A，且圖2B提供在圖2A中沿直線A-A'之工作件202的剖面圖200B。工作件202可例如表示圖1的工作件104和/或圖1的下一工作件124。另外，工作件202可例如表示圖1之工作件系列106中的每一工作件。
如圖所示，工作件202包含多個在生產製造下的積體電路(IC)晶粒204。工作件202可例如由半導體基板(圖未繪示)、在半導體基板上或在半導體基板中的半導體元件層(圖未繪示)、堆疊在半導體基板上方的介電層和/或導電材料層、或上述的組合所組成。半導體基板可例如為單晶矽或一些其他半導體的塊狀晶圓(bulk wafer)、絕緣體上半導體(semiconductor-on-insulator；SOI)晶圓、或一些其他類型的晶圓。半導體元件可例如為電晶體、電容、影像感測器、微機電系統(microelectromechanical systems；MEMS)元件、記憶體單元、一些其他類型半導體元件、或上述的組合。介電層和/或導電材料層可例如定義金屬線和通孔的後段製程(back-end-of-line；BEOL)互連結構，其覆蓋半導體元件和半導體基板。
光敏層206經配置為覆蓋在工作件202上，且用以圖案化一或多個下層(圖未繪示)。舉例而言，介電層和/或導電材料層可包含毗鄰光敏層206的第一後段製程金屬 化層，使得光敏層206可用以圖案化此第一後段製程金屬化層。為促進一或多個下層的圖案化，光敏層206為將圖案化的輻射(例如光)轉化至實體遮罩的感光材料。感光材料可例如為光阻。在將圖案化的輻射轉化至實體遮罩後，實體遮罩接著可用以圖案化一或多個下層。舉例而言，可用適當位置的實體遮罩對一或多個下層進行蝕刻，從而將實體遮罩的圖案轉移至此一或多個下層。
參照圖3A和圖3B，其提供在藉由圖1之曝光工具102曝光之後之工作件302之一些實施例的各種視圖300A和300B。詳細而言，圖3A提供工作件302的俯視圖300A，且圖3B提供在圖3A中沿直線B-B'之工作件302的剖面圖300B。工作件302可例如表示圖1之工作件104和/或圖1的下一工作件124。另外，工作件302可例如表示圖1之工作件系列106中的每一工作件。
如圖所示，光敏層304覆蓋工作件302且包含多個曝光場域306。曝光場域306根據用以形成曝光場域306之光罩的曝光場域佈局配置，且每一者具有此光罩的光罩圖案。為便於說明，光罩圖案未在曝光場域306中被示出。在一些實施例中，每一曝光場域306覆蓋一或多個積體電路(IC)晶粒308。舉例而言，每一曝光場域可覆蓋四個積體電路晶粒。在其他實施例中，每一曝光場域306覆蓋單一積體電路晶粒且/或具有與單一積體電路晶粒相同的大小和/或形狀。
參照圖4，其提供一些實施例之曝光場域404之取樣位置402的佈局400。曝光場域404可例如表示圖1的每一曝光場域112，使得每一曝光場域112具有取樣位置相同的佈局。
如圖所示，佈局400包含散佈在曝光場域404上的多個取樣位置402。舉例而言，佈局400可包含7個、11個或12個取樣位置。每一取樣位置402為工作件的第一對準結構和光敏層的第二對準結構所在的位置。在一些實施例中，取樣位置402沿曝光場域404的邊界、曝光場域404的第一中心線406、曝光場域404的第二中心線408(其垂直於第一中心線406)、或上述的組合配置。
雖然圖4繪示取樣位置的單一佈局，但應理解的是，其他取樣位置佈局是可能的。另外，應理解的是，不同光罩可產生具有不同取樣位置佈局的曝光場域。例如，第一光罩可產生具有第一取樣位置佈局的曝光場域，而第二光罩可產生具有第二取樣位置佈局的曝光場域。
參照圖5，其提供一些實施例之在圖1之曝光場域112內之取樣位置的俯視圖500。取樣位置可例如表示在圖1之曝光場域112內的每一取樣位置。如圖所示，取樣位置包含工作件的第一對準結構502，且進一步包含覆蓋工作件之光敏層的第二對準結構504。第一對準結構502和第二對準結構504便於疊對誤差的量測。詳細而言，可量測在第一對準結構502與第二對準結構504之間的失準，以決定x疊對誤差和y疊對誤差的位移向量506。
在一些實施例中，第一對準結構502和第二對準結構504為方框，且第二對準結構504小於第一對準結構502並與第一對準結構502重疊。在一些此類的實施例中，位移向量506自第一對準結構502的中心延伸至第二對準結構504的中心。另外，在一些此類的實施例中，藉由量測在x及y維度上的第一對準結構502與第二對準結構504的鄰近側壁之間的位移來決定位移向量506。例如，位移x1和位移x2以及位移y1和位移y2可在鄰近側壁之間量測到並用以計算位移向量506為。在其他實施例中，第一對準結構502和第二對準結構504具有不同結構。例如，第一對準結構502和第二對準結構504的每一者可由一或多個光柵組成，例如兩個正交光柵。
參照圖6，其提供一些實施例之圖1之曝光工具102的方塊圖600。如圖所示，曝光工具102為經配置以使用光罩606來圖案化覆蓋工作件604之光敏層602的掃描器。光敏層602及工作件604可例如如在圖2A和圖2B中所描述。曝光工具102包含工作件台608、光罩台610、輻射源612、輻射遮罩614、透鏡616和控制器618。另外，在一些實施例中，曝光工具102包含量測模組620。
工作件台608支撐工作件604且經配置以橫向移動工作件604。光罩台610在工作件台608上方且支撐光罩606。另外，光罩台610經配置以橫向移動光罩606。輻射源612經配置以產生在穿過光罩606後撞擊光敏層602的輻射622(例如光)。輻射遮罩614經配置以在輻射622撞 擊光敏層602前使用曝光狹縫624選擇性地阻斷輻射622。透鏡616經配置以將輻射聚焦在光敏層602上。另外，在一些實施例中，透鏡616經配置以減少和/或準直(collimate)輻射622。例如，透鏡616可減小輻射622撞擊在光敏層602上的面積4或5倍。
量測模組620經配置以量測疊對誤差和/或光敏層602的形貌。舉例而言，曝光工具102可與圖1的疊對工具114合併在一起，使得量測模組620可經配置以量測疊對誤差且產生圖1的位移映射116。作為另一實例，量測模組620可經配置以量測光敏層的形貌且產生Z映射。
控制器618經配置以基於來自無佈局疊對控制工具122的疊對校正110來更新曝光工具102的設備參數。另外，控制器618經配置以在工作件604根據光罩606的曝光場域佈局而步進或移動時重複地將光敏層602曝光於光罩606之光罩圖案，從而定義根據曝光場域佈局配置在工作件604上的多個曝光場域。特別地，控制器618控制工作件台608以根據曝光場域佈局而在曝光位置之間步進。另外，在每一曝光位置，控制器618控制輻射源612、光罩台610和工作件台608，以將光罩圖案傳遞至曝光位置。舉例而言，控制器618致能輻射源612，且接著以相反方向移動光罩台610和工作件台608，以在曝光位置的上方逐步掃描光罩圖案，從而逐漸形成曝光場域626。更甚者，在一些實施例中，控制器618經配置以控制量測模組620，以產生圖1之位移映射116和/或產生Z映射。
控制器618可以硬體、軟體或此兩者的組合實現。在一些實施例中，控制器618為經配置以進行控制器618之運作的特殊應用積體電路。在其他實施例中，控制器618由非暫態處理器可讀媒體和電子處理器組成。在此些實施例中，非暫態處理器可讀媒體儲存實現運作的處理器可進行指令，且電子處理器經配置以進行處理器可進行指令來進行運作。
參照圖7，其提供一些實施例之圖1之疊對工具114的方塊圖700。如圖所示，工作件台702支撐工作件704且經配置以橫向移動工作件704。工作件704由光敏層706所覆蓋，且光敏層706包含多個曝光場域708。工作件704和光敏層706可例如如在圖3A和圖3B中所描述。
在一些實施例中，疊對量測模組710和形貌量測模組712在工作件704上方。疊對量測模組710經配置以量測在工作件704的第一對準結構與光敏層706的第二對準結構之間的疊對誤差。疊對量測模組710可例如使用基於圖像的量測和/或基於繞射的量測來量測疊對誤差。第一對準結構和第二對準結構可例如如圖5所示。形貌量測模組712經配置以量測光敏層706的形貌以產生Z映射。如以下更詳細地描述，形貌量測模組712可例如使用輻射的聚焦光束和/或氣壓機(gas press)來量測形貌。
控制器714經配置以控制工作件台702和疊對量測模組710，以在跨越工作件704分佈的取樣位置量測疊對誤差。例如，控制器714可控制工作件台702以在取樣位 置之間移動工作件704。另外，在每一取樣位置，控制器714可控制疊對量測模組710以在取樣位置量測疊對誤差。圖4提供曝光場域708之取樣位置的示例性佈局。在一些實施例中，控制器714進一步經配置以量測可能取樣位置的子集且預測剩餘的取樣位置。更甚者，在一些實施例中，控制器714進一步經配置以控制形貌量測模組712，以在量測疊對誤差時產生Z映射。Z映射可例如被產生為具有大於取樣位置之解析度的解析度。
控制器714可以硬體、軟體或此兩者的組合實現。在一些實施例中，控制器714為經配置以進行控制器714之運作的特殊應用積體電路。在其他實施例中，控制器714由非暫態處理器可讀媒體和電子處理器組成。在此些實施例中，非暫態處理器可讀媒體儲存實現運作的處理器可進行指令，並且電子處理器經配置以進行處理器可進行指令來進行運作。
雖然疊對量測模組710和形貌量測模組712顯示為分離的，但在其他實施例中，疊對量測模組710和形貌量測模組712可整合在一起。另外，雖然疊對工具顯示為與圖6的曝光工具102分離，但疊對工具可與曝光工具102整合。例如，控制器714可與圖6的控制器618整合，且疊對量測模組710和形貌量測模組712可整合在圖6的量測模組620中或者取代圖6之量測模組620。
參照圖8A，其提供一些實施例圖6和/或圖7之量測模組620的方塊圖800A。如圖所示，發射器802經配置 以在相對於向量N(即正向(normal)於表面)的第一角度φ上將聚焦輻射的入射光束804發射至光敏層806的表面。光敏層806覆蓋工作件808，且光敏層806和工作件808可例如如在圖2A和圖2B中或在圖3A和圖3B中所描述。入射光束804以相對於向量N的第二角度θ自光敏層806的表面發射出且由收集器810所接收。光敏層806的形貌可基於入射光束804和反射光束812來量測。舉例而言，可量測並使用第一角度φ和/或第二角度θ來計算在表面的高度。
參照圖8B，其提供其他實施例之圖6和/或圖7之量測模組620和712的方塊圖800B。如圖所示，氣壓計814經配置以將氣體816局部排出在光敏層806的表面上，且用以偵測作為沿表面之位置之函數之氣體816的壓力變化。光敏層806的形貌可基於氣壓變化來量測。
參照圖9，其提供一些更詳細實施例圖1之微影系統的方塊圖900。如圖所示，曝光工具102經配置以接收來自工作件系列106的工作件104(例如工作件W1)。為了清楚起見，工作件系列106分別標示為W1至WL，其中L為工作件的個數。工作件104由光敏層108(例如光阻層)所覆蓋且包含跨越工作件104而分佈的第一對準結構(圖未繪示)。另外，工作件104可包含例如半導體基板、在半導體基板上的半導體元件、堆疊在半導體基板上方的介電層和/或導電材料層、或上述的組合。圖2A及圖2B繪示工作件104的實例。
曝光工具102進一步經配置以使用來自光罩組904的光罩902(例如光罩R1)來圖案化光敏層108，且其可例如為步進器或掃描器。為了清楚起見，光罩組904分別標示為R1至RK，其中K為光罩的數目。光罩902具有光罩圖案和曝光場域佈局。另外，光罩902具有跨越光罩902而分佈且對應於第一對準結構的第二對準結構。
工作件104和光罩902被裝載至曝光工具102中，以使用光罩902來圖案化光敏層108。舉例而言，可將工作件W1和光罩R1裝載至曝光工具102中。隨後，工作件104被對準至光罩902。此對準包含粗略對準(coarse alignment)和精確對準(fine alignment)。粗略對準包含使用工作件104的特徵(例如在工作件104之側面的凹口906)來將工作件104對準至光罩902。精確對準包含基於疊對校正110來調整曝光工具102的設備參數。
在已對準工作件104下，當工作件104根據曝光場域佈局而步進或移動時，光敏層108重複曝光於光罩圖案，從而在工作件104上定義多個曝光場域112。曝光場域112根據曝光場域佈局配置，且每一者具有取樣位置910的相同佈局908。取樣位置為第一對準結構和第二對準結構所在的位置。
對於每次曝光而言，工作件104步進或移動至新的曝光位置，且光敏層108曝光於光罩圖案。詳細而言，輻射(例如光)穿過光罩902且根據光罩圖案選擇性地撞擊光敏層108，從而在新的曝光位置定義此些曝光場域112的 一者。在曝光工具102為步進器的實施例中，新的曝光位置一次性曝光於整個光罩圖案。在曝光工具102為掃描器的實施例中，當跨越新的曝光位置掃描光罩圖案時，新的曝光位置逐漸地曝光於光罩圖案。圖3A及圖3B繪示經曝光後之工作件104的實例。
在一些實施例中，曝光工具102進一步經配置以量測光敏層108的形貌以產生Z映射。舉例而言，此量測可在圖案化光敏層108時產生。Z映射描述作為位置函數之光敏層108的高度。高度和位置可例如定義在具有X、Y和Z維度的三維笛卡兒坐標系(Cartesian coordinate system)中。X和Y維度可例如實質平行於光敏層108的頂部表面，且Z維度可例如實質垂直於此頂部表面。另外，位置可例如藉由在X和Y維度中的x和y坐標來定義，且高度可例如藉由在Z維度中的Z坐標來定義。在一些實施例中，Z映射以大於取樣位置之解析度的解析度產生。
顯影工具912經配置以在曝光後接收工作件104並顯影光敏層108。詳細而言，顯影工具912將化學溶液(即顯影劑)塗覆在工作件104以根據光罩圖案選擇性地自光敏層108移除材料。顯影劑基於輻射線撞擊之光敏層108的區域與輻射線不撞擊之光敏層108的區域之間的化學特性差異選擇性地自光敏層108移除材料。
疊對工具114經配置以在光敏層108的顯影後量測疊對誤差。在一些實施例中，疊對工具114進一步經配置以量測光敏層108的形貌，使得疊對工具114(而非曝光 工具102)產生Z映射。疊對工具114包含取樣選擇模組914和量測模組916。
取樣選擇模組914經配置以選擇出取樣位置組來量測疊對誤差。在取樣位置的疊對誤差為在工作件104的第一對準結構與光敏層108的第二對準結構之間的失準位移向量。取樣位置和位移向量可例如定義在具有X和Y維度的二維笛卡兒坐標系中。X和Y維度可例如實質平行於光敏層108的頂部表面。另外，取樣位置可例如藉由在X及Y維度中的x及y坐標來定義，且位移向量可例如藉由X和Y維度中的x及y位移來定義。
選擇出的取樣位置跨越工作件104而分佈，且可例如包含用於每一曝光場域112的多個取樣位置。在一些實施例中，所有可能的取樣位置被選擇出。在其他實施例中，因為量測所有可能的取樣位置會降低產量，故僅有可能之取樣位置的子集被選擇出。另外，在一些實施例中，對每一曝光場域選擇出至少三個取樣位置，以識別曝光區域內疊對誤差，或對每一曝光場域選擇出至少一個取樣位置，以識別曝光區域間疊對誤差。
量測模組916經配置以在選擇出的取樣位置量測在第一對準結構與第二對準結構之間的疊對誤差。詳細而言，在選擇出的每一取樣位置，量測模組916在取樣位置量測在第一對準結構與第二對準結構之間的失準以產生位移向量。在一些實施例中，量測模組916使用基於圖像的量測或基於繞射的量測來進行量測。舉例而言，量測模組916可 經配置以使用照像機擷取選擇出之取樣位置的圖像且用以分析圖像以決定在第一對準結構與第二對準結構之間的失準。在此些實施例中，量測組件916進一步經配置以量測光敏層108的形貌且產生Z映射。Z映射可例如在量測疊對誤差時產生。
由量測模組916所量測的位移向量120a共同定義位移映射116。然而，在僅選出可能取樣位置之子集的實施例中，位移映射116為不完全的。因此，在一些此類的實施例中，疊對工具114包含預測模組918。預測模組918經配置以在剩餘取樣位置預測位移向量120b以完成位移映射116。
在一些實施例中，為了在剩餘取樣位置預測位移向量120b，預測模組918調整描述疊對誤差與多個疊對因子之間之關係的模型，從而決定此些疊對因子的值。此調整可例如由具有所量測之位移向量120a的最小平方迴歸分析來進行。此些疊對因子可包含例如工作件平移(translation)、工作件轉動、工作件放大倍率、工作件非正交性(non-orthogonality)、對稱光罩轉動、非對稱光罩轉動、對稱光罩放大倍率、非對稱光罩放大倍率、或上述的組合。在此模型被調整後，可在剩餘取樣位置藉由將剩餘取樣位置輸入至此模型中來預測位移向量120b。
位移映射116(無論為完全的或是不完全的)儲存在資料庫118中。另外，在產生Z映射的一些實施例中，Z映射儲存在資料庫118中。為了清楚起見，位移映射116 的實例與覆蓋在位移映射116上的曝光場域112以及曝光場域112之一者的放大倍率視圖一起被示出。所量測的位移向量120a由實線箭頭標示，且所預測的位移向量120b由虛線箭頭標示。另外，如在資料庫118中顯示，位移映射116可儲存為一列的N個坐標(例如(x，y))和N個量測值(例如<△x，△y>)，其中N大於0。
在一些實施例中，無佈局疊對控制工具122經配置以使用位移映射116和Z映射來更新疊對校正110。舉例而言，在一些實施例中，位移映射116和Z映射可用以模型化疊對誤差與疊對校正110的參數之間的關係。無佈局疊對控制工具122包含位移向量選擇模組920、無佈局模型模組922和轉換模組924。
位移向量選擇模組920經配置以從位移映射116選擇出位移向量組。在一些實施例中，所有的位移向量被選擇出。在其他實施例中，僅可能位移向量之子集被選擇出。舉例而言，僅有所量測的位移向量120a被選擇出。另外，在一些實施例中，選擇出位移向量包含選擇出用於識別曝光區域內疊對誤差的位移向量和選擇出用於識別曝光區域間疊對誤差的位移向量。例如，可將基準場域佈局映射至工作件104。隨後，可對每一基準場域選擇出至少三個位移向量，以識別曝光區域內疊對誤差，和/或對每一基準場域選擇出至少一個位移向量，以識別曝光區域間疊對誤差。
基準場域佈局由相似於曝光場域112的基準場域組成。然而，當不同曝光場域與微影系統一起使用時，基 準場域佈局可例如保持固定。舉例而言，對於光罩組904中的光罩，基準場域佈局可固定至曝光場域佈局。另外，基準場域佈局可例如與光罩組904中的光罩無關。基準場域可例如以一對一的對應關係或一對多的對應關係來對應於曝光場域112。另外，基準場域可例如具有與曝光場域112不同的大小和/或形狀。更甚者，基準場域可例如與工作件104之積體電路晶粒重疊並以一對一的對應關係或一對多的對應關係來對應於工作件104的積體電路晶粒。
無佈局模型模組922經配置以使用選擇出的位移向量和基準場域佈局調整無佈局曝光區域間模型926及無佈局曝光區域內模型928。無佈局曝光區域間模型926描述在曝光區域間疊對誤差(例如工作件對準誤差)與多個曝光區域間疊對因子之間的關係。此些曝光區域間疊對因子的實例包含例如工作件平移、工作件轉動、工作件放大倍率和工作件非正交性。相似地，無佈局曝光區域內模型928描述曝光區域內疊對誤差(例如光罩對準誤差)與多個曝光區域內疊對因子之間的關係。此些曝光區域內疊對因子的實例包含例如對稱光罩轉動、非對稱光罩轉動、對稱光罩放大倍率和非對稱光罩放大倍率。
在一些實施例中，無佈局曝光區域間模型926由以下等式定義：(1) d X =T X -(R W +N)*Y+M X *X；以及(2) d Y =T Y +R W *X+M Y *Y。 如在等式(1)及等式(2)中所使用，d x 和d Y 為在曝光區域間坐標系之x和y維度中的曝光區域間疊對誤差，X和Y為在x和y維度中的坐標，T x 和T Y 為在x和y維度中的工作件平移，R w 為工作件轉動，N為工作件非正交性，且M x 和M y 為在x和y維度中的工作件放大倍率。曝光區域間坐標系以工作件104的中心處為中心且為笛卡兒坐標系。另外，曝光區域間坐標系的x和y維度可例如實質平行於光敏層108的頂部表面。
在一些實施例中，無佈局曝光區域內式928由以下等式定義：(3) d x =T X -(R s +R a )*y+(M s +M a )*x；以及(4) d y =T Y +(R s -R a )*x+(M s -M a )*y。如在等式(3)及等式(4)中使用，d x 和d y 為在曝光區域內坐標系之x和Y維度中的間曝光區域內疊對誤差，x和y為x和y維度中的坐標，T x 和T y 為在x和y維度內的光罩平移，R s 和R a 為對稱和非對稱光罩轉動，M s 和M a 為對稱和非對稱光罩放大倍率。曝光區域內坐標系以基準場域的中心點為中心且為笛卡兒坐標系。另外，曝光區域內坐標系的x和y維度可例如實質平行於光敏層108的頂部表面。
用於最小化位移映射116之預測疊對誤差(例如，d x +d x 及d y +d y )與疊對誤差之間之誤差的此些曝光區域間疊對因子(例如T x 、T y 、R w 、N、M x 和M y )和此些曝光區域內疊對因子(例如T x 、T y 、R s 、R a 、M s 和M a )的值被決定，以調整無佈局曝光區域間模型926和無佈局曝光區域內模型928。在一些實施例中，最小平方迴歸分析用以決 定此些曝光區域間疊對因子值和此些曝光區域內疊對因子值。舉例而言，因位移映射116不能區別出曝光區域間疊對誤差與曝光區域內疊對誤差，故等式(1)和等式(3)可相加在一起且等式(2)和等式(3)可相加在一起。隨後，可使用選擇出的位移向量和對應位置來對等式組進行最小平方迴歸。
雖然上文未示出，但在一些實施例中，無佈局模型模組922進一步經配置以使用Z映射來調整無佈局曝光區域間模型926和無佈局曝光區域內模型928。舉例而言，等式(1)、等式(2)、等式(3)和等式(4)可經更新以產生形貌(即用以包含Z坐標)。在調整無佈局曝光區域間模型926和無佈局曝光區域內模型928的期間，則可使用選擇出的位移向量位置來從Z映射獲得Z坐標。或者，在其他實施例中，無佈局模型模組922經配置以調整無佈局曝光區域間模型926和無佈局曝光區域內模型928(如上所述)，且隨後使用Z映射來校正此些曝光區域間和曝光區域內疊對因子。
轉換模組924經配置以將無佈局曝光區域內模型926轉換至特定於與曝光工具102一起使用之下一光罩932(例如光罩R2)之曝光場域佈局的光罩曝光區域內模型930中。與光罩902相同，下一光罩932屬於光罩組904，且其具有光罩圖案及曝光場域佈局。下一光罩932的曝光場域佈局可例如與光罩902的曝光場域佈局相同或不同。另外，下一光罩932具有跨越下一光罩932而分佈且對應於下一工作件124之第一對準結構的第二對準結構。與工作件104相 同，下一工作件124由光敏層126(例如光阻層)覆蓋。圖2A及圖2B繪示下一工作件124的實例。
此些曝光區域內疊對因子值根據在無佈局曝光區域內模型926與光罩曝光區域內模型930之間的預定關係而轉換曝光場域，以將無佈局曝光區域內模型926轉換至光罩曝光區域內模型930。舉例而言，此些曝光區域內疊對因子值可根據預定關係來縮放曝光場域。在一些實施例中，預定關係由在相同位移映射上調整光罩曝光區域內模型930和無佈局曝光區域內模型926且隨後比較模型926與模型930來決定。光罩曝光區域內模型930可例如以如上所述之用於無佈局曝光區域內模型926的相同方式調整(例如使用等式(1)至等式(4))，除了使用下一光罩932之曝光場域佈局替代基準場域佈局以外。
隨後，此些曝光區域間疊對因子的值及此些曝光區域內疊對因子的轉換值用為疊對校正110或用以更新疊對校正110。另外，曝光工具102使用下一光罩932和疊對校正110，以圖案化下一工作件124，且上述製程重複進行，直到工作件系列106中的最終工作件(例如工作件WL)處理完。例如，可以以下順序來進行處理：工作件W2和光罩R2；工作件W3和光罩R2；工作件W4和光罩R1；工作件W5和光罩RK；以及工作件WL和光罩R2。
雖然上文所述之疊對工具114具有預測模組918且無佈局模型模組122具有位移向量選擇模組920，但在一些實施例中，預測模組918和位移向量選擇模組920可 省略。在一些此類的實施例中，無佈局模型模組922可例如使用位移映射116的所有向量，且/或取樣選擇模組914可例如使用基準場域佈局替代光罩902的曝光場域佈局來選擇出取樣位置。另外，雖然曝光工具102、疊對工具114和無佈局疊對控制工具122在圖1中顯示為分離的工具，但在一些實施例中，曝光工具102、疊對工具114和無佈局疊對控制工具122可以各種組合方式整合。更甚者，雖然疊對工具114經描述為使用光敏層108來量測疊對誤差，但在其他實施例中，可使用緊靠光敏層108的下層來量測疊對誤差。
參照圖10A至圖10D，其提供一些實施例之藉由圖1及圖9之無佈局疊對控制工具122進行之方法的方塊圖1000A至1000D。如圖10A之方塊圖1000A圖示，第一曝光場域佈局1004接收第一位移映射1002。第一位移映射1002由位移向量(未單獨標示)組成，且第一曝光場域佈局1004由第一曝光場域1006組成。隨後，第一曝光場域1004被移除或在此方法的後續動作中被忽略。
如圖10B的方塊圖1000B所繪示，將基準場域佈局1008映射至第一位移映射1002，且至少一個取樣位置1010從用於模型化曝光區域間疊對誤差的每一基準場域1012中選擇出。取樣位置為第一位移映射1002之位移向量的所在位置。與圖10A的第一曝光場域佈局1004不同，基準場域佈局1008不被綁定至光罩。如以一來，基準場域1012可例如具有與光罩無關之大小和/或形狀無關之大小 和/或形狀，和/或可例如具有與第一曝光場域1006之大小和/或形狀無關之大小和/或形狀。
如圖10C之方塊圖1000C所繪示，至少三個取樣位置1014從用於模型化曝光區域內疊對誤差的每一基準場域1012中選擇出。如上所述，取樣位置1014為第一位移映射1002之位移向量1016的所在位置。有利地，在曝光區域內模型化使用以場域的中心點為中心的實施例中，無論曝光場域佈局為何，使用基準場域1012造成相同坐標系。舉例而言，即使圖10A之第一曝光場域佈局1004由曝光場域佈局A、曝光場域佈局B或曝光場域佈局C組成，曝光區域內模型化的坐標系為相同。
如圖10D之方塊圖1000D所繪示，無佈局曝光區域間模型和無佈局曝光區域內模型在選擇出的取樣位置1010和取樣位置1014上調整且用以預測第二曝光場域佈局1020的第二位移映射1018。第二位移映射1018由位移向量(未單獨標示)所組成，且第二曝光場域佈局1020由第二曝光場域1022所組成。第一曝光場域佈局1004和第二曝光場域佈局1020可例如為相同或不同。
在一些實施例中，無佈局曝光區域內模型和無佈局曝光區域間模型被結合，且接著使用最小平方迴歸分析來調整。隨後，無佈局曝光區域內模型基於無佈局曝光區域內模型與光罩曝光區域內模型之間的已知關係而轉換至與第二曝光場域佈局1020一起使用的光罩曝光區域內模型。
參照圖11，其提供一些實施例之用於無佈局疊對控制之方法的方塊圖1100。此方法可例如藉由圖1和圖9的微影系統來進行。
在方塊1102處，使用光罩圖案化覆蓋工作件的目標層，其中此圖案化形成根據第一曝光場域佈局配置的多個曝光場域。舉例而言，見圖6和/或在圖1和圖9中的曝光工具102。目標層可例如為光敏層或已藉由蝕刻製程將光敏層的圖案傳遞至其的介電質層、半導體層或導電層。
在方塊1104處，量測曝光場域相對於工作件的對準以產生位移向量。舉例而言，見圖7和/或在圖1和圖9中的疊對工具114。對準可使用工作件的第一對準結構和目標層的第二對準結構來量測。
在方塊1106處，使用位移向量和基準場域佈局來調整曝光區域間模型和曝光區域內模型。舉例而言，見圖1和圖9的無佈局疊對控制工具122。
在方塊1108處，轉換曝光區域內模型以便與第二曝光場域佈局一起使用，其中第二曝光場域佈局不同於第一曝光場域佈局。舉例而言，見圖1和圖9的無佈局疊對控制工具122。
在方塊1110處，基於所調整的曝光區域間模型和所轉換的曝光區域內模型來產生疊對校正。舉例而言，見圖1和圖9的無佈局疊對控制工具122。
在方塊1112處，使用另一光罩來圖案化覆蓋另一工作件的另一目標層，使得多個額外曝光場域被形成，其 中此些額外曝光場域為使用疊對校正形成為與其他工作件對準且根據第二曝光場域佈局來擺置(arranged)。
雖然圖11的方塊圖1100經繪示並在本文描述為一系列的動作或事件，但應理解的是，所繪示之動作或事件的順序不應以限制意義來解釋。舉例而言，一些動作可以不同順序發生和/或與除了本文所繪示和/或描述的動作或事件之外的其他動作或事件同時發生。此外，實施本文所描述的一或多個態樣或實施例不一定需要所有繪示的動作，且本文描繪之動作中的一或多者可在一或多個分離的動作和/或階段中進行。
由上述觀點來看，本揭示的一些實施例提供一種可用於無佈局疊對控制的方法。使用光罩來圖案化覆蓋工作件之目標層。此圖案化形成根據第一曝光場域佈局來配置的多個曝光場域。量測曝光場域相對於工作件的對準以產生位移向量。使用位移向量和基準場域佈局來調整曝光區域間模型及曝光區域內模型。轉換曝光區域內模型以便與第二曝光場域佈局一起使用，其中第二曝光場域佈局不同於第一曝光場域佈局。基於所調整的曝光區域間模型和所轉換的曝光區域內模型來產生多個疊對校正。
另外，本申請案的其他實施例提供一種疊對控制系統。曝光工具包含設備參數且經配置以將覆蓋工作件的光敏層曝光於光罩的圖案，使得多個曝光場域根據光罩的曝光場域佈局來定義在光敏層中。另外，曝光工具經配置以基於多個疊對校正更新設備參數。疊對工具經配置以量測在曝 光場域佈局與工作件之間的疊對誤差，以在跨越工作件而分佈的多個取樣位置產生多個疊對誤差量測。疊對控制工具經配置以使用此些疊對誤差量測和基準場域佈局來調整曝光區域內模型和曝光區域間模型，且轉換所調整之曝光區域內模型以便與由曝光工具使用的下一曝光場域佈局一起使用。另外，疊對控制工具經配置以更新來自所調整之曝光區域間模型和所轉換之曝光區域內模型的疊對校正。下一曝光場域佈局不同於此曝光場域佈局。
另外，本申請案的其他實施例提供另一種用於疊對控制的方法。提供由光敏層覆蓋的工作件，此工作件包含多個第一對準結構。使用光罩來圖案化光敏層。此圖案化定義根據第一曝光場域佈局配置在光敏層中的多個曝光場域。另外，此圖案化將對應於此些第一對準結構的多個第二對準結構定義在光敏層中。在多個取樣位置量測此些第二對準結構相對於此些第一對準結構的對準以產生位移向量。使用位移向量和基準場域佈局調整曝光區域間模型和曝光區域內模型。此調整產生多個曝光區域間疊對因子值和多個曝光區域內疊對因子值。轉換此些曝光區域內疊對因子值以便與不同於第一曝光場域佈局的第二曝光場域佈局一起使用。基於此些曝光區域間疊對因子值和此些曝光區域內疊對因子所轉換的值來產生多個疊對校正。使用另一光罩和此些疊對校正來圖案化另一光敏層，使得多個額外曝光場域被定義在其他光敏層中且根據第二曝光場域佈局來擺置。
上文概述若干實施例之特徵，使得熟習此項技術者可更好地理解本揭示之態樣。熟習此項技術者應瞭解，可輕易使用本揭示作為設計或修改其他製程及結構的基礎，以便實施本文所介紹之實施例的相同目的和/或實現相同優勢。熟習此項技術者亦應認識到，此類等效結構並未脫離本揭示之精神及範疇，且可在不脫離本揭示之精神及範疇的情況下產生本文的各種變化、替代及更改。

Claims (10)

  1. 一種用於疊對控制之方法，該方法包含：使用一光罩圖案化來覆蓋一工作件之一目標層，其中該圖案化形成根據一第一曝光場域佈局配置之複數個曝光場域；量測該些曝光場域相對於該工作件之對準以產生位移向量；使用該些位移向量及一基準場域佈局來調整一曝光區域間(inter-field)模型及一曝光區域內(intra-field)模型；轉換該曝光區域內模型以便與一第二曝光場域佈局一起使用，其中該第二曝光場域佈局不同於該第一曝光場域佈局；以及基於該調整之曝光區域間模型及該轉換之曝光區域內模型來產生複數個疊對校正。
  2. 如請求項1所述之方法，更包含：使用另一光罩來圖案化覆蓋另一工作件之另一目標層，以形成複數個額外曝光場域，其中該些額外曝光場域係使用該些疊對校正而形成為與該另一工作件對準，且該些額外曝光場域係根據該第二曝光場域佈局來擺置(arranged)；以及在該圖案化之前形成覆蓋該工作件之該目標層，其中該目標層係作為光阻而形成。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該工作件包含複數個第一對準結構，且該圖案化之步驟包含：形成對應於該目標層中之該些第一對準結構的複數個第二對準結構，其中該量測之步驟包含量測該些第二對準結構分別相對於該些第一對準結構之失準(misalignment)；其中該些第二對準結構係跨越該些曝光場域而分佈，且其中每一該些曝光場域具有相同數目及佈局之對準結構。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該圖案化之步驟包含：當該工作件根據該第一曝光場域佈局而步進時，將該工作件重複曝光於該光罩之一圖案中。
  5. 如請求項1所述之方法，其中該曝光區域內模型係使用以該基準場域佈局之一基準場域之一中心點為中心的一坐標系來調整；其中該曝光區域間模型定義在曝光區域間疊對誤差與複數個曝光區域間疊對因子之間之一關係，其中該曝光區域內模型定義在曝光區域內疊對誤差與複數個曝光區域內疊對因子之間之一關係，且其中該調整之步驟產生該些曝光區域間疊對因子之值及該些曝光區域內疊對因子之值。
  6. 如請求項5所述之方法，其中該些曝光區域間疊對因子包含工作件平移(translation)、工作件轉動、工作件非正交性及工作件放大倍率，或者該些曝光區域內疊對因子包含光罩平移、對稱光罩轉動、非對稱光罩轉動、對稱光罩放大倍率及非對稱光罩放大倍率；其中該轉換之步驟包含基於分別在該第二曝光場域佈局與該基準場域佈局之曝光區域內模型之間之一預定關係來轉換該些曝光區域內疊對因子之值以便與該第二曝光場域佈局一起使用。
  7. 一種用於疊對控制之系統，該系統包含：一曝光工具，該曝光工具包含設備參數，其中該曝光工具經配置以將覆蓋一工作件之一光敏層曝光於一光罩之一圖案，使得複數個曝光場域根據該光罩之一曝光場域佈局而定義在該光敏層中，且其中該曝光工具進一步經配置以基於複數個疊對校正來更新該設備參數；一疊對工具，該疊對工具經配置以量測在該曝光場域佈局與該工作件之間之疊對誤差，以在跨越該工作件而分佈之複數個取樣位置產生複數個疊對誤差量測；以及一疊對控制工具，該疊對控制工具經配置以使用該些疊對誤差量測及一基準場域佈局來調整一曝光區域內模型及一曝光區域間模型，以轉換該調整之曝光區域內模型為與將由該曝光工具使用之一下一曝光場域佈局一起使用且更新來自該調整之曝光區域間模型和該轉換之曝光區域內 模型的疊對校正，其中該下一曝光場域佈局不同於該曝光場域佈局。
  8. 如請求項7所述之系統，其中該曝光工具為一微影掃描器或一微影步進器，該曝光工具進一步經配置以使用另一光罩將覆蓋另一工作件之另一光敏層曝光於一圖案，使得其他曝光場域根據該下一曝光場域佈局在該其他光敏層中被定義；其中該疊對控制工具進一步經配置以使用以該基準場域佈局之一基準場域之一中心點為中心的一坐標系來調整該曝光區域間模型及該曝光區域內模型；其中該曝光區域間模型定義在曝光區域間疊對誤差與複數個曝光區域間疊對因子之間之一關係，其中該曝光區域內模型定義在曝光區域內疊對誤差與複數個曝光區域內疊對因子之間之一關係，且其中該疊對控制工具經配置以調整該曝光區域間模型及該曝光區域內模型以使用迴歸分析產生該些曝光區域間疊對因子之值及該些曝光區域內疊對因子之值。
  9. 一種用於疊對控制之方法，該方法包含：提供由一光敏層所覆蓋之一工作件，其中該工作件包含複數個第一對準結構；使用一光罩來圖案化該光敏層，其中該圖案化之步驟定義根據一第一曝光場域佈局配置在該光敏層中之複數個 曝光場域，且其中該圖案化之步驟進一步定義對應於該光敏層中之該些第一對準結構之複數個第二對準結構；在複數個取樣位置量測該些第二對準結構相對於該些第一對準結構之對準以產生位移向量；使用該位移向量及一基準場域佈局調整一曝光區域間模型及一曝光區域內模型，其中該調整之步驟產生複數個曝光區域間疊對因子之值及複數個曝光區域內疊對因子之值；轉換該些曝光區域內疊對因子之值以與不同於該第一曝光場域佈局之一第二曝光場域佈局一起使用；基於該些曝光區域間疊對因子之值及該些曝光區域內疊對因子之該轉換之值產生複數個疊對校正；以及使用另一光罩及該些疊對校正來圖案化另一光敏層，使得複數個額外曝光場域定義在該其他光敏層中並根據該第二曝光場域佈局來擺置。
  10. 如請求項9所述之方法，其中圖案化該光敏層之步驟包含：當該工作件根據該第一曝光場域佈局而步進時，將該工作件重複曝光於該光罩之一圖案中；其中圖案化該光敏層之步驟形成該些曝光場域，每一該些曝光場域具有與該些第二對準結構相同的數目及佈局，且其中該量測之步驟為對每一曝光場域在該些第二對準結構之處量測對準； 其中該調整之步驟為使用最小平方迴歸分析產生該些曝光區域間疊對因子之值及該些曝光區域內疊對因子之值。
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