TWI660235B - 判定一經圖案化基板之一參數的方法及非暫時性電腦程式產品 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種方法，其包括：使用一設計佈局之特性及一圖案化程序之特性來模擬一影像或其特性；判定該影像或其特性與該設計佈局或其特性之間的偏差；基於該等偏差使自一經圖案化基板獲得之一度量衡影像與該設計佈局對齊，其中該經圖案化基板包括使用該圖案化程序自該設計佈局產生的一圖案；及自與該設計佈局對齊之該度量衡影像判定一經圖案化基板之一參數。

Description

判定一經圖案化基板之一參數的方法及非暫時性電腦程式產品
本發明係關於一種用於量測基板上藉由圖案化程序而形成之圖案之方法及裝置。
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)或其他器件之製造中。在彼情況下，圖案化器件(其替代地被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)層上來進行圖案之轉印。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。
為了監視圖案化程序(亦即，涉及微影之器件製造程序，包括例如抗 蝕劑處理、蝕刻、顯影、烘烤等)之一或多個步驟，檢測經圖案化基板且判定經圖案化基板之一或多個參數。舉例而言，該一或多個參數可包括邊緣置放誤差(EPE)，其為形成於基板上之圖案之邊緣與該等圖案之所欲設計之對應邊緣之間的距離。可對產品基板自身之圖案及/或對提供於基板上之專用度量衡目標執行此量測。存在用於對在圖案化程序中形成之微觀結構進行量測的各種技術，包括使用掃描電子顯微鏡(SEM)及/或各種特殊化工具。
在一態樣中，提供一種方法，其包含：使用一設計佈局之特性及一圖案化程序之特性來模擬一影像或其特性；判定該影像或其特性與該設計佈局或其特性之間的偏差；基於該等偏差使自一經圖案化基板獲得之一度量衡影像與該設計佈局對齊，其中該經圖案化基板包含使用該圖案化程序自該設計佈局產生的圖案；及自與該設計佈局對齊之該度量衡影像判定一經圖案化基板之一參數。
根據一實施例，該方法進一步包含基於該參數而調整該設計佈局、包含該設計佈局之一圖案化器件或該圖案化程序。
根據一實施例，模擬該影像或其特性進一步包含使用一解析度增強技術之特性或一圖案化器件之特性。
根據一實施例，該解析度增強技術經組態以將一輔助特徵置放至該設計佈局中。
根據一實施例，該圖案化器件之該等特性包含該圖案化器件上之圖案之一變形。
根據一實施例，該偏差係介於該設計佈局之映射參考物與該影像之 對應映射參考物之間。
根據一實施例，該等映射參考物包含一輪廓中之一邊緣。
根據一實施例，該影像為一空中影像、一抗蝕劑影像或一經蝕刻影像。
根據一實施例，該等偏差包含一邊緣置放誤差。
根據一實施例，該度量衡影像為一掃描電子顯微法影像。
根據一實施例，該度量衡影像為一像素化影像。
根據一實施例，對齊該度量衡影像與該設計佈局包含自該度量衡影像識別輪廓。
根據一實施例，對齊該度量衡影像與該設計佈局包含：基於該等偏差之特性判定該等偏差之權重；運算特性化該等偏差中之至少一些且為該設計佈局與該度量衡影像之間的一映射之一函數的一成本函數；基於該成本函數調整該映射；及使用該映射來對齊該度量衡影像與該設計佈局。
根據一實施例，該等偏差之該等特性包含該等偏差之一量值。
根據一實施例，基於該成本函數調整該映射包含調整該映射使得最小化或最大化該成本函數。
根據一實施例，該等權重中之至少一些為零。
根據一實施例，該映射表示該度量衡影像與該設計佈局之間的一或多個相對變形。
在一態樣中，提供一種包含機器可讀指令之非暫時性電腦程式產品，該等機器可讀指令用於致使一處理器導致執行該等以上方法中之任一者。
31‧‧‧源模型
32‧‧‧投影光學件模型
35‧‧‧圖案化器件模型
36‧‧‧空中影像
37‧‧‧抗蝕劑模型
38‧‧‧抗蝕劑影像
39‧‧‧蝕刻模型
40‧‧‧蝕刻影像
100‧‧‧電腦系統
102‧‧‧匯流排
104‧‧‧處理器
105‧‧‧處理器
106‧‧‧主記憶體
108‧‧‧唯讀記憶體(ROM)
110‧‧‧儲存器件
112‧‧‧顯示器
114‧‧‧輸入器件
116‧‧‧游標控制件
118‧‧‧通信介面
120‧‧‧網路鏈路
122‧‧‧區域網路
124‧‧‧主機電腦
126‧‧‧網際網路服務業者(ISP)
128‧‧‧網際網路
130‧‧‧伺服器
2010‧‧‧影像
2020‧‧‧輪廓
2030‧‧‧設計佈局/部分
2040A‧‧‧對齊
2040B‧‧‧對齊
3010‧‧‧設計佈局
3020‧‧‧解析度增強技術(RET)後佈局
3021‧‧‧輔助特徵
3030‧‧‧圖案化器件
3040‧‧‧圖案化程序
3050‧‧‧影像
3052‧‧‧輪廓
3060‧‧‧設計佈局
3070‧‧‧輪廓
5011‧‧‧設計佈局或其特性
5012‧‧‧圖案化程序
5013‧‧‧解析度增強技術(RET)
5014‧‧‧圖案化器件
5020‧‧‧模擬程序
5030‧‧‧特性
5040‧‧‧工序
5045‧‧‧偏差
5048‧‧‧度量衡影像
5050‧‧‧工序
5051‧‧‧工序
5052‧‧‧權重
5053‧‧‧工序
5054‧‧‧工序
5055‧‧‧工序
5060‧‧‧工序
5065‧‧‧參數
AD‧‧‧調整器
AS‧‧‧對齊感測器
B‧‧‧輻射光束
BD‧‧‧光束遞送系統
BK‧‧‧烘烤板
C‧‧‧目標部分
CH‧‧‧冷卻板
CO‧‧‧聚光器
DE‧‧‧顯影器
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明系統/照明器
IN‧‧‧積光器
I/O1‧‧‧輸入/輸出埠
I/O2‧‧‧輸入/輸出埠
LA‧‧‧微影裝置
LACU‧‧‧微影控制單元
LB‧‧‧裝載匣
LC‧‧‧微影製造單元
LS‧‧‧位階感測器
M1‧‧‧圖案化器件對齊標記
M2‧‧‧圖案化器件對齊標記
MA‧‧‧圖案化器件
MET‧‧‧度量衡系統
MT‧‧‧支撐結構
P1‧‧‧基板對齊標記
P2‧‧‧基板對齊標記
PM‧‧‧第一定位器
PS‧‧‧投影系統
PW‧‧‧第二定位器
RF‧‧‧參考框架
RO‧‧‧基板處置器或機器人
SC‧‧‧旋塗器
SCS‧‧‧監督控制系統
SO‧‧‧輻射源
TCU‧‧‧塗佈顯影系統控制單元
W‧‧‧基板
WTa‧‧‧基板台
WTb‧‧‧基板台
圖1示意性地描繪微影裝置之實施例。
圖2示意性地描繪微影製造單元或叢集之實施例。
圖3示意性地展示將影像對齊至設計佈局之一部分的程序。
圖4示意性地展示模擬流程圖。
圖5A及圖5B示意性地展示根據一實施例的使用模擬以判定度量衡影像與設計佈局之間的映射之實例。
圖6A示意性地展示用於根據一實施例的將設計佈局之一部分與自經圖案化基板獲得之度量衡影像對齊之方法的流程圖。
圖6B示意性地展示圖6A之工序5050之細節。
圖7為實例電腦系統之方塊圖。
在詳細地描述實施例之前，有指導性的是呈現可供實施實施例之實例環境。
圖1示意性地描繪微影裝置LA。該裝置包含：- 照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如UV輻射、DUV輻射或EUV輻射)；- 支撐結構(例如光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(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，該投影系統被支撐於參考框架(RF)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。
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)的方式來支撐圖案化器件。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件。支撐結構可為例如框架或台，其可視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)中的特定功能層。
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。光罩在微影中係熟知的，且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合式光罩類型。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，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)或多於兩個台(例如兩個或多於兩個基板台WTa、WTb、兩個或多於兩個圖案化器件台、在無專用於例如促進量測及/或清潔等之基板的情況下在投影系統下方之基板台WTa及台WTb)之類型。在此類「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，或可對一或多個台進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。舉例而言，可進行使用對齊感測器AS之對齊量測及/或使用位階感測器LS之位階(高度、傾角等)量測。
微影裝置亦可屬於以下類型：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，例如圖案化器件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大投影系統之數值孔徑。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，源及微影裝置可為單獨實體。在此類狀況下，不認為源形 成微影裝置之部分，且輻射光束係憑藉包含例如合適導向鏡及/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，源可為微影裝置之整體部分。源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD在需要時可被稱作輻射系統。
照明器IL可包含經組態以調整輻射光束之角強度分佈之調整器AD。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。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。在已橫穿圖案化器件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(例如干涉器件、線性編碼器、2D編碼器或電容式感測器)，可準確地移動基板台WT例如以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。相似地，第一定位器PM及另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪)可用以例如在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件MA。一般而言，可憑藉形成第一定位器PM之部分之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現支撐結構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之移動。在步進器(相對於掃描器)之狀況下，支撐結構MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。可使用圖案化器件對齊標記M1、M2及基板對齊標記P1、P2來對齊圖案化器件MA及基板W。儘管如所說明之基 板對齊標記佔據專用目標部分，但該等基板對齊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齊標記)。相似地，在多於一個晶粒被提供於圖案化器件MA上之情形中，圖案化器件對齊標記可位於該等晶粒之間。
所描繪裝置可用於以下模式中之至少一者中：
1.在步進模式中，在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使支撐結構MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WT在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中，曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中成像之目標部分C之大小。
2.在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描支撐結構MT及基板台WT(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於支撐結構MT之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分之寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。
3.在另一模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WT。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT之每一移動之後或在掃描期間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。
如圖2中所展示，微影裝置LA可形成微影製造單元LC(有時亦被稱作微影製造單元(lithocell)或叢集)之部分，微影製造單元LC亦包括用以對基板執行曝光前程序及曝光後程序之裝置。通常，此等裝置包括用以沈積一或多個抗蝕劑層之一或多個旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之一或多個顯影器DE、一或多個冷卻板CH及/或一或多個烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取一或多個基板，在不同程序裝置之間移動基板且將基板遞送至微影裝置之裝載匣LB。常常被集體地稱作塗佈顯影系統(track)之此等裝置由塗佈顯影系統控制單元TCU控制，塗佈顯影系統控制單元TCU自身受監督控制系統SCS控制，監督控制系統SCS亦經由微影控制單元LACU而控制微影裝置。因此，不同裝置可經操作以最大化產出率及處理效率。
為了如此正確且一致地進行由微影裝置圖案化之基板，需要檢測經圖案化基板以量測一或多個屬性，諸如EPE、線厚度、臨界尺寸(CD)等。因此，微影製造單元LC位於其中之製造設施亦通常包括度量衡系統MET，該度量衡系統MET收納已在微影製造單元中處理之基板W中的一些或全部。度量衡系統MET可為微影製造單元LC之部分，舉例而言，其可為微影裝置LA之部分。
可將度量衡結果直接或間接地提供至監督控制系統SCS。若偵測到誤差，則可對後續基板之圖案化進行調整(尤其是在可足夠迅速地且快速地完成檢測以使得批量之一或多個其他基板仍待圖案化的情況下)及/或對經圖案化基板之後續圖案化進行調整。又，已經圖案化之基板可被剝離及重工以改良產率，或被捨棄，藉此避免對已知有缺陷之基板執行進一步處 理。在基板之僅一些目標部分有缺陷之狀況下，可僅對良好的彼等目標部分執行進一步圖案化。
在度量衡系統MET內，檢測裝置係用以判定基板之一或多個屬性，且尤其判定不同基板之一或多個屬性如何變化或同一基板之不同層在不同層間如何變化。檢測裝置可整合至微影裝置LA或微影製造單元LC中，或可為單機器件。為了實現快速量測，需要使檢測裝置緊接在圖案化之後量測經圖案化抗蝕劑層中之一或多個屬性。然而，舉例而言，抗蝕劑中之潛影具有低對比度-在已經曝光至輻射之抗蝕劑之部分與尚未曝光至輻射之抗蝕劑之部分之間之間僅存在極小折射率差-且並非所有檢測裝置皆具有足夠敏感度以進行潛影之有用量測。因此，可在曝光後烘烤步驟(PEB)之後採取量測，曝光後烘烤步驟(PEB)通常為對經曝光基板進行之第一步驟且增大抗蝕劑之經曝光部分與未經曝光部分之間的對比度。在此階段，抗蝕劑中之影像可被稱作半潛像(semi-latent)。亦有可能對經顯影之抗蝕劑影像進行量測-此時，抗蝕劑之經曝光部分抑或未經曝光部分已被移除-或在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後對經顯影抗蝕劑影像進行量測。後者可能性限制重工有缺陷基板之可能性，但仍可提供有用資訊。
圖案化程序中圖案化之基板之檢測可涉及捕捉該基板之影像(例如掃描電子顯微法影像)。可單獨自影像提取經圖案化基板之一些參數，然而可需要比較其他參數與其他資料，其他資料諸如形成於基板上之圖案之設計佈局。
比較設計佈局與影像並非總是直接的。影像可必須在比較之前對齊至設計佈局。對齊中之誤差可導致由度量衡系統量測之經圖案化基板之參數中的誤差。
圖3示意性地展示將影像對齊至設計佈局之一部分的程序。舉例而言，自度量衡系統之檢測裝置獲得影像2010。影像2010可為使用圖案化程序自設計佈局之部分形成於基板上的圖案之度量衡影像。影像2010可為像素化影像，諸如SEM圖像。可使用合適邊緣偵測演算法自影像2010識別輪廓2020。輪廓2020表示基板上之圖案之邊緣。輪廓2020及設計佈局2030之部分用以判定該設計佈局2030之該部分與影像2010之間的映射，以用於對齊該設計佈局2030之該部分與該影像2010。此處之詞「映射」可表示相對平移、相對旋轉、相對按比例調整、相對緯斜或其他相對變形，其可在影像2010與設計佈局2030之部分對齊之前應用至該影像2010。可存在皆為合理的多個映射，其引起設計佈局2030之部分與影像2010之多個不同對齊(例如2040A及2040B)。在該等不同對齊中，由度量衡系統量測之經圖案化基板之參數可具有不同值。參數之值之差為對齊不確定度之結果。
可存在使用輪廓2020及設計佈局2030之部分以判定其之間的映射之多種方式。舉例而言，可定義成本函數以特性化輪廓2020中及設計佈局2030之部分中的對應映射參考物(例如邊緣、隅角)之偏差。如本文中所使用之術語「映射參考物」意謂設計佈局或影像之部分，基於其判定設計佈局與影像之間的映射。在一實例中，可將成本函數表達為
其中m為映射且f p (m)可為映射m之函數。舉例而言，f p (m)可為輪廓2020中之映射參考物與設計佈局2030之部分中之對應映射參考物之間的偏差。此處之偏差可包括相對平移、相對旋轉、相對按比例調整、相對緯斜或其他相對變形。w p 為與f p (m)相關聯之權重常數。EPE為f p (m)之一個實 例。不同f p (m)可具有相等權重w p ，尤其在沒有理由相對於其他項來支持某f p (m)時。當然，CF(m)不限於方程式1中之形式。CF(m)可呈任何其他合適形式。映射m可為最小化或最大化成本函數CF(m)之映射。
設計佈局之並非所有映射參考物皆可藉由圖案化程序以相等準確度產生於基板上。設計佈局之映射參考物中之一些可具有自產生於基板上之圖案之對應映射參考物的大偏差。該等偏差可哦具有多個起源。一個起源可為解析度增強技術(RET)。為了相對齊確地產生尺寸小於微影投影裝置之經典解析度極限的圖案，可將複雜微調步驟應用至微影投影裝置及/或設計佈局。RET可包括例如但不限於：NA及光學相干性設定之最佳化、自訂照明方案、使用輔助特徵、使用相移圖案化器件、設計佈局中之光學近接校正(OPC)等。RET可並非完美的且可貢獻於該等偏差。
另一起源可為圖案化器件之不準確度(有時被稱為「光罩誤差」)。在藉由RET修改設計佈局之後，設計佈局可形成於圖案化器件上或由圖案化器件形成。此程序可具有誤差。即，作為RET之結果之圖案可並未準確地形成於圖案化器件上或由圖案化器件準確地形成。舉例而言，形成於圖案化器件上或由圖案化器件形成之圖案可具有變形，諸如，相對於設計佈局或RET後佈局的圖案之邊緣之平移、圖案之平移、圖案之邊緣之旋轉、圖案之按比例調整及/或圖案之緯斜。
又一起源可為圖案化程序，包括用於其中之微影投影裝置。圖案化程序可具有各種誤差。誤差之實例可包括：用於基板上之抗蝕劑之顯影速率高於正常顯影速率、輻射源輸出低於正常輻射源輸出、投影光學件中之組件歸因於加熱而變形及/或光子散粒雜訊之隨機效應。
設計佈局之映射參考物與產生於基板上之圖案之對應映射參考物之 間的偏差之至少一部分可使用一或多個模型基於圖案化程序(包括微影裝置)及設計佈局之特性進行模擬。該模擬可提供可用以判定度量衡影像(例如影像2010)與設計佈局(例如部分2030)之間的映射之資訊。
圖4示意性地展示模擬流程圖。源模型31表示照明之一或多個光學特性(包括輻射強度分佈及/或相位分佈)。投影光學件模型32表示投影光學件之一或多個光學特性(包括由投影光學件引起的輻射強度分佈及/或相位分佈之改變)。圖案化器件模型35表示圖案化器件之一或多個光學特性(包括由圖案化器件上所表示之給定設計佈局引起的輻射強度分佈及/或相位分佈之改變)。可自源模型31、投影光學件模型32及圖案化器件模型35模擬空中影像36。可使用抗蝕劑模型37而自空中影像36模擬抗蝕劑影像38。抗蝕劑模型37表示抗蝕劑之物理及化學屬性(例如抗蝕劑在曝光、曝光後烘烤及顯影中之行為)。可使用蝕刻模型39而自抗蝕劑影像38模擬蝕刻影像40。蝕刻模型39表示基板之蝕刻程序之特性。
更具體言之，源模型31可表示照明之一或多個光學特性，其包括但不限於：數值孔徑設定、照明均方偏差(σ)設定及/或特定照明形狀(例如諸如環形、四極、偶極等之離軸照明)。投影光學件模型32可表示投影光學件之一或多個光學特性，包括像差、失真、一或多個折射率、一或多個實體大小、一或多個實體尺寸等。圖案化器件模型35可表示實體圖案化器件之一或多個實體屬性，如例如全文以引用方式併入之美國專利第7,587,704號中所描述。蝕刻模型39可表示蝕刻程序之一或多個特性，諸如氣體成份、(微波)功率、持續時間、基板之一或多個材料等。
源模型31、投影光學件模型32、圖案化器件模型35及蝕刻模型39可模型化圖案化程序對空中影像、抗蝕劑影像或經蝕刻影像與設計佈局之偏 差之貢獻。圖案化器件模型35可模型化RET及圖案化器件之不準確度對空中影像、抗蝕劑影像或經蝕刻影像與設計佈局之偏差之貢獻。可自實驗資料至少部分地獲得各種模型。
模擬並不必須模擬空中影像、抗蝕劑影像或經蝕刻影像之一部分；其可模擬空中影像、抗蝕劑影像或經蝕刻影像之一部分之一或多個各種特性。舉例而言，模擬可模擬空中影像、抗蝕劑影像或經蝕刻影像中之映射參考物之一或多個幾何特性(位置、定向或大小)。
儘管模擬在其不可預測藉由圖案化程序產生於基板上之圖案之每一細節的意義上可並非完美的，但其仍可提供關於產生於基板上之圖案之一或多個映射參考物相對於設計佈局之偏差的資訊。如藉由模擬預測的與設計佈局有大偏差之一或多個映射參考物應在度量衡影像(例如影像2010)與設計佈局(例如部分2030)之對齊方面發揮較小作用。
圖5A及圖5B示意性地展示根據一實施例的使用模擬以判定度量衡影像與設計佈局之間的映射之實例。RET(例如OPC)將設計佈局3010改變成RET後佈局3020。設計佈局3010中之圖案中的一些可變更，且輔助特徵(例如3021)可藉由RET添加。RET後佈局3020接著在圖案化器件3030上形成或由圖案化器件3030形成，該圖案化器件可具有相對於RET後佈局3020之不準確度。在圖5A中所展示之此實例中，如形成於圖案化器件3030上或由圖案化器件3030形成之輔助特徵小於RET後佈局3020中的輔助特徵。將圖案化器件3030用於圖案化程序3040中。模擬可使用資訊(例如經由模型31、32及35)且在影像(例如空中影像、抗蝕劑影像或經蝕刻影像)3050中產生輪廓3052或該等影像之一或多個特性。可比較輪廓3052與設計佈局3010以判定設計佈局之一或多個映射參考物與輪廓3052之對應 一或多個映射參考物之間的偏差。設計佈局之邊緣(作為映射參考物之實例)中之一或多者具有大偏差且在3060中以十字形進行標記。度量衡影像與設計佈局之具有大偏差的此等一或多個映射參考物之對應的一或多個映射參考物(若在度量衡影像與設計佈局之間的映射之判定時被嚴重依賴)可引起大對齊誤差。因此，在判定映射時，與該設計佈局之一或多個其他映射參考物相比，設計佈局之具有大偏差的此等一或多個映射參考物可在較小程度上(例如具有較小權重)被依賴，或根本不被依賴(亦即具有為零之權重)。
圖5B示意性地展示以下實例：其中自度量衡影像識別之設計佈局及輪廓3070與設計佈局之在模擬中具有大偏差的一或多個映射參考物對齊，與一或多個其他映射參考物相比，該一或多個映射參考物在較小程度上被依賴。
圖6A示意性地展示根據一實施例的將設計佈局之一部分與自經圖案化基板獲得之度量衡影像對齊之方法的流程圖。經圖案化基板包含使用圖案化程序而自設計佈局產生之圖案。用於產生經圖案化基板的設計佈局5011之特性、圖案化程序5012之特性、視情況一或多個RET 5013之特性及視情況圖案化器件5014之不準確度之特性用於模擬程序5020中，該模擬程序產生影像(例如空中影像、抗蝕劑影像或經蝕刻影像)或其一或多個特性5030。在工序5040中，判定經模擬影像或其一或多個特性5030與設計佈局5011或其特性之間的一或多個偏差5045(例如設計佈局5011之一或多個映射參考物與經模擬影像之對應一或多個映射參考物之間的一或多個偏差)。在工序5050中基於一或多個偏差5045而將度量衡影像5048與設計佈局5011對齊。在工序5060中，自與設計佈局5011對齊之度量衡影像 5048判定經圖案化基板之一或多個參數(例如EPE)5065。可基於參數5065調整設計佈局、RET、圖案化器件及/或圖案化程序。
圖6B示意性地展示根據一實施例的工序5050之細節，其中度量衡影像5048與設計佈局5011基於經模擬影像或其特性5030與設計佈局或其特性5011之間的一或多個偏差5045而對齊。在工序5051中，基於一或多個偏差5045之一或多個特性(例如量值)而判定用於一或多個偏差5045(例如設計佈局與經模擬影像之對應映射參考物之間的偏差)之一或多個權重5052。舉例而言，用於具有較大量值的彼等偏差5040之權重可較小。舉例而言，若偏差5040中之一或多者之量值超過臨限值，則彼等一或多個偏差可在判定設計佈局5011與度量衡影像5048之間的映射時被完全忽略(亦即，具有為零之權重)。在工序5053中，使用權重5052來運算特性化設計佈局5011與度量衡影像5048之間的偏差中之至少一些且為映射之函數的成本函數(例如方程式1)。在工序5054中，基於成本函數而調整設計佈局5011與度量衡影像5048之間的映射(例如使得最小化或最大化成本函數)。在工序5055中，使用該映射來對齊度量衡影像5048與設計佈局5011。
圖7為說明可輔助實施本文中所揭示之方法及流程之電腦系統100的方塊圖。電腦系統100包括用於傳達資訊之匯流排102或其他通信機構，及與匯流排102耦接以用於處理資訊之一處理器104(或多個處理器104及105)。電腦系統100亦包括耦接至匯流排102以用於儲存待由處理器104執行之資訊及指令的主記憶體106，諸如隨機存取記憶體(RAM)或其他動態儲存器件。主記憶體106亦可用於在待由處理器104執行之指令之執行期間儲存暫時性變數或其他中間資訊。電腦系統100進一步包括耦接至匯流 排102以用於儲存用於處理器104之靜態資訊及指令的唯讀記憶體(ROM)108或其他靜態儲存器件。提供諸如磁碟或光碟之儲存器件110，且儲存器件110耦接至匯流排102以用於儲存資訊及指令。
電腦系統100可經由匯流排102而耦接至用於向電腦使用者顯示資訊之顯示器112，諸如陰極射線管(CRT)或平板顯示器或觸控面板顯示器。包括文數字按鍵及其他按鍵之輸入器件114耦接至匯流排102以用於將資訊及命令選擇傳達至處理器104。另一類型之使用者輸入器件為用於將方向資訊及命令選擇傳達至處理器104且用於控制顯示器112上之游標移動的游標控制件116，諸如滑鼠、軌跡球或游標方向按鍵。此輸入器件通常具有在兩個軸線(第一軸線(例如x)及第二軸線(例如y))中之兩個自由度，其允許該器件指定在平面中之位置。觸控面板(螢幕)顯示器亦可用作輸入器件。
根據一項實施例，可由電腦系統100回應於處理器104執行主記憶體106中含有的一或多個指令之一或多個序列而執行本文中之程序之部分。可將此類指令自另一電腦可讀媒體(諸如儲存器件110)讀取至主記憶體106中。主記憶體106中所含有之指令序列之執行致使處理器104執行本文中所描述之程序步驟。呈多處理配置之一或多個處理器亦可用以執行主記憶體106中含有之指令序列。在一替代實施例中，可代替或結合軟體指令而使用硬連線電路系統。因此，本文中之描述不限於硬體電路系統及軟體之任何特定組合。
本文中所使用之術語「電腦可讀媒體」係指參與將指令提供至處理器104以供執行之任何媒體。此媒體可採取許多形式，包括但不限於非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。非揮發性媒體包括例如光碟或磁碟， 諸如儲存器件110。揮發性媒體包括動態記憶體，諸如主記憶體106。傳輸媒體包括同軸纜線、銅線及光纖，包括包含匯流排102之電線。傳輸媒體亦可採取聲波或光波之形式，諸如在射頻(RF)及紅外線(IR)資料通信期間產生之聲波或光波。電腦可讀媒體之常見形式包括例如軟碟、可撓性磁碟、硬碟、磁帶、任何其他磁性媒體、CD-ROM、DVD、任何其他光學媒體、打孔卡、紙帶、具有孔圖案之任何其他實體媒體、RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片或卡匣、如下文所描述之載波，或可供電腦讀取之任何其他媒體。
可在將一或多個指令之一或多個序列攜載至處理器104以供執行時涉及電腦可讀媒體之各種形式。舉例而言，最初可將該等指令承載於遠端電腦之磁碟上。遠端電腦可將指令載入至其動態記憶體中，且使用數據機經由電話線而發送指令。在電腦系統100本端之數據機可接收電話線上之資料，且使用紅外線傳輸器以將資料轉換成紅外線信號。耦接至匯流排102之紅外線偵測器可接收紅外線信號中所攜載之資料且將資料置放於匯流排102上。匯流排102將資料攜載至主記憶體106，處理器104自該主記憶體106擷取及執行指令。由主記憶體106接收之指令可視情況在由處理器104執行之前或之後儲存於儲存器件110上。
電腦系統100亦可包括耦接至匯流排102之通信介面118。通信介面118提供對網路鏈路120之雙向資料通信耦合，網路鏈路120連接至區域網路122。舉例而言，通信介面118可為整合式服務數位網路(ISDN)卡或數據機以提供至對應類型之電話線的資料通信連接。作為另一實例，通信介面118可為區域網路(LAN)卡以提供對相容LAN之資料通信連接。亦可實施無線鏈路。在任何此類實施中，通信介面118發送且接收攜載表示各種 類型之資訊之數位資料串流的電信號、電磁信號或光信號。
網路鏈路120通常經由一或多個網路而向其他資料器件提供資料通信。舉例而言，網路鏈路120可經由區域網路122而向主機電腦124或向由網際網路服務業者(ISP)126操作之資料設備提供連接。ISP 126又經由全球封包資料通信網路(現在通常被稱作「網際網路」)128而提供資料通信服務。區域網路122及網際網路128兩者皆使用攜載數位資料串流之電信號、電磁信號或光信號。經由各種網路之信號及在網路鏈路120上且經由通信介面118之信號(該等信號將數位資料攜載至電腦系統100及自電腦系統100攜載數位資料)為輸送資訊的載波之例示性形式。
電腦系統100可經由網路、網路鏈路120及通信介面118而發送訊息及接收資料，包括程式碼。在網際網路實例中，伺服器130可能經由網際網路128、ISP 126、區域網路122及通信介面118而傳輸用於應用程式之經請求程式碼。舉例而言，一個此類經下載應用程式可提供如本文中所描述之方法。所接收程式碼可在其被接收時由處理器104執行，及/或儲存於儲存器件110或其他非揮發性儲存器中以供稍後執行。以此方式，電腦系統100可獲得呈載波形式之應用程式碼。
可使用以下條項來進一步描述實施例：
1.一種方法，其包含：使用一設計佈局之特性及一圖案化程序之特性來模擬一影像或其一或多個特性；判定該影像或其一或多個特性與該設計佈局或其一或多個特性之間的一偏差；基於該偏差使自一經圖案化基板獲得之一度量衡影像與該設計佈局 對齊，其中該經圖案化基板包含使用該圖案化程序自該設計佈局產生的一圖案；及自與該設計佈局對齊之該度量衡影像判定一經圖案化基板之一參數。
2.如條項1之方法，其進一步包含基於該參數而調整該設計佈局、包含該設計佈局之一圖案化器件及/或該圖案化程序。
3.如條項1或條項2之方法，其中模擬該影像或其一或多個特性進一步包含使用一解析度增強技術之一或多個特性或一圖案化器件之一或多個特性。
4.如條項3之方法，其中該解析度增強技術經組態以將一輔助特徵置放至該設計佈局中。
5.如條項3之方法，其中該圖案化器件之該一或多個特性包含該圖案化器件上之一圖案之一變形。
6.如條項1至5中任一項之方法，其中該偏差係介於該設計佈局之一或多個映射參考物與該影像之對應一或多個映射參考物之間。
7.如條項6之方法，其中該一或多個映射參考物包含一輪廓中之一邊緣。
8.如條項1至7中任一項之方法，其中該影像為一空中影像、一抗蝕劑影像或一經蝕刻影像。
9.如條項1至8中任一項之方法，其中該偏差包含一邊緣置放誤差。
10.如條項1至9中任一項之方法，其中該度量衡影像為一掃描電子顯微法影像。
11.如條項1至10中之任一者之方法，其中該度量衡影像為一像素化影像。
12.如條項1至11中任一項之方法，其中對齊該度量衡影像與該設計佈局包含自該度量衡影像識別一輪廓。
13.如條項1至12中任一項之方法，其中對齊該度量衡影像與該設計佈局包含：基於該等偏差之一特性判定複數個偏差之權重；運算特性化該等偏差中之至少一些且為該設計佈局與該度量衡影像之間的一映射之一函數的一成本函數；基於該成本函數調整該映射；及使用該映射來對齊該度量衡影像與該設計佈局。
14.如條項13之方法，其中該等偏差之該特性包含該等偏差之一量值。
15.如條項13或條項14之方法，其中基於該成本函數調整該映射包含調整該映射使得該成本函數得以最小化或最大化。
16.如條項13至15中任一項之方法，其中該等權重中之至少一者為零。
17.如條項13至16中任一項之方法，其中該映射表示該度量衡影像與該設計佈局之間的一或多個相對變形。
18.一種包含機器可讀指令之非暫時性電腦程式產品，該等機器可讀指令用於致使一處理器導致執行如條項1至17中任一項之方法。
儘管在本文中可特定參考在用以檢測或量測與例如光學微影及/或IC製造相關聯之項目的度量衡或檢測裝置之內容背景中對實施例的使用，但 應瞭解，本文中所描述之方法及裝置可用於其他應用中，例如壓印微影、使用或製造整合式光學系統、使用或製造用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、使用或製造平板顯示器、使用或製造液晶顯示器(LCD)、使用或製造薄膜磁頭等。
可在曝光/圖案化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圖案化/經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示內容應用於此類及其他基板處理工具。另外，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或未處理層之基板。
儘管上文可已特定地參考在光學微影之內容背景中之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。
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(例如具有小於約400奈米且大於約20奈米或約365奈米、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)、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之任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及/或靜電光學組件。
雖然上文已描述特定實施例，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，實施例可採取以下形式：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 其中儲存有此電腦程式的非暫時性資料儲存媒體(例如半導體記憶體、磁碟或光碟)；或其中有此電腦程式之暫時性媒體。另外，可以兩個或多於兩個電腦程式體現機器可讀指令。可將該兩個或多於兩個電腦程式儲存於一或多個不同資料儲存媒體上。
以上描述意欲為說明性，而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。

Claims (15)

  1. 一種判定一經圖案化基板之一參數的方法，其包含：使用一設計佈局之特性及一圖案化程序之特性來模擬一影像或其一或多個特性；判定該影像或其一或多個特性與該設計佈局或其一或多個特性之間的一偏差；基於該偏差使自該經圖案化基板獲得之一度量衡影像與該設計佈局對齊，其中該經圖案化基板包含使用該圖案化程序自該設計佈局產生的一圖案；及自與該設計佈局對齊之該度量衡影像判定該經圖案化基板之該參數。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含基於該參數而調整該設計佈局、包含該設計佈局之一圖案化器件及/或該圖案化程序。
  3. 如請求項1之方法，其中模擬該影像或其一或多個特性進一步包含：使用一解析度增強技術之一或多個特性或一圖案化器件之一或多個特性。
  4. 如請求項3之方法，其中該解析度增強技術經組態以將一輔助特徵置放至該設計佈局中。
  5. 如請求項3之方法，其中該圖案化器件之該一或多個特性包含該圖案化器件上之一圖案之一變形。
  6. 如請求項1之方法，其中該偏差係介於該設計佈局之一或多個映射參考物與該影像之對應一或多個映射參考物之間。
  7. 如請求項6之方法，其中該一或多個映射參考物包含一輪廓中之一邊緣。
  8. 如請求項1之方法，其中該偏差包含一邊緣置放誤差。
  9. 如請求項1之方法，其中該度量衡影像為一掃描電子顯微法影像，及/或其中該度量衡影像為一像素化影像。
  10. 如請求項1之方法，其中對齊該度量衡影像與該設計佈局包含：自該度量衡影像識別一輪廓。
  11. 如請求項1之方法，其中對齊該度量衡影像與該設計佈局包含：基於該等偏差之一特性判定複數個偏差之權重；運算特性化該等偏差中之至少一些且為該設計佈局與該度量衡影像之間的一映射之一函數的一成本函數；基於該成本函數調整該映射；及使用該映射來對齊該度量衡影像與該設計佈局。
  12. 如請求項11之方法，其中該等偏差之該特性包含該等偏差之一量值。
  13. 如請求項11之方法，其中該等權重中之至少一者為零。
  14. 如請求項11之方法，其中該映射表示該度量衡影像與該設計佈局之間的一或多個相對變形。
  15. 一種判定一經圖案化基板之一參數的非暫時性電腦程式產品，其包含機器可讀指令，該等機器可讀指令用於致使一處理器導致執行如請求項1之方法。
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