TWI687780B - 評估極紫外光微影設備焦距控制之方法、控制極紫外光微影製程之方法、及極紫外光微影設備 - Google Patents

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Abstract

一種評估極紫外光(EUV)微影設備焦距控制之方法，包括準備藉由使用極紫外光微影設備來曝光的晶圓。晶圓包括由光阻所形成的測試圖案、及藉由不同曝光焦距之極紫外光多次曝光所製備之圓形島狀物或孔洞。上述方法更包括測量測試圖案之粗糙度參數，並估算代表粗糙度參數對焦距之相關性之函數。基於函數之極值估算最佳焦距。隨後藉由具有最佳焦距之極紫外光對包括測試圖案的曝光晶圓進行曝光。定期測量曝光晶圓上之測試圖案之粗糙度參數，測試圖案係藉由在最佳焦距下曝光曝光晶圓所獲得。隨後基於測量到之粗糙度參數及函數決定焦距異常性。

Description

評估極紫外光微影設備焦距控制之方法、控制極紫外光微影製程之方法、及極紫外光微影設備
本揭露實施例係關於一種用以控制微影設備的方法以及微影設備。
半導體積體電路(integrated circuit，IC)工業經歷了指數增長。積體電路材料及設計的技術改進已產生了數個世代的積體電路，每一世代的積體電路都具有比上一世代更小及更複雜的電路。在積體電路進化過程中，功能密度(單位晶片面積的互聯裝置數量)通常隨著幾何尺寸(使用製造製程可以創建的最小元件或線)下降而增加。這種微縮化的過程通常可提高生產效率和降低相關成本。這種微縮化亦增加了製造及生產積體電路的複雜度。
舉例來說，隨著執行更高解析度微影製程的需求增長，一種微影技術是極紫外光微影(extreme ultraviolet lithography ，EUVL)。極紫外光微影採用使用極紫外光(extreme ultraviolet，EUV)區域的光(波長約1-100nm)的掃描儀。一些極紫外光掃描儀提供縮小4倍的投影印刷，其類似於一些光學掃描儀，除了極紫外光掃描儀係使用反射光學元件而非折射光學元件以外(即以反射鏡代替透鏡)。此外，與浸沒式微影(immersion lithography)不同，極紫外光微影掃描儀係在真空中運行。使用氣壓計或其他類似機構的傳統技術可能不適合用以監控極紫外光掃描儀中的焦距。因此，需要用於監測和維持極紫外光曝光焦距的替代技術。
在本揭露一些實施例中，提供一種評估極紫外光(EUV)微影設備焦距控制之方法，包括：準備晶圓，上述晶圓係藉由上述極紫外光微影設備來曝光。晶圓包括測試圖案、及圓形島狀物或孔洞，測試圖案係由光阻所形成，圓形島狀物或孔洞係藉由使用不同曝光焦距之極紫外光曝光所製備。上述方法更包括測量測試圖案之粗糙度參數，並估算代表粗糙度參數與焦距之相關性之函數。基於函數之極值估算最佳焦距。藉由具有最佳焦距之極紫外光對曝光晶圓進行曝光。曝光晶圓包括測試圖案。定期測量曝光晶圓上之測試圖案之粗糙度參數，測試圖案係藉由在最佳焦距下曝光曝光晶圓所獲得。隨後基於測量到之粗糙度參數及上述函數決定焦距異常性。在前述或下述實施例中的一或多者中，上述粗糙度參數包括上述圓形島狀物或孔洞之周長之標準差。
在本揭露另一些實施例中，提供一種控制極紫外光(EUV)微影製程之方法，包括在包括極紫外光源之極紫外光微影設備之操作中測量曝光晶圓上之測試圖案之粗糙度參數。測試圖案包括圓形島狀物或孔洞。粗糙度參數包括圓形島狀物或孔洞之周長之標準差。上述方法更包括基於測量到之粗糙度參數決定極紫外光源之曝光焦距是否在可接受之焦距範圍內。響應於當決定焦距在可接受之焦距範圍之外時進行控制任務。控制任務包括(a)停止極紫外光微影製程，或(b)藉由重複地改變曝光焦距，測量粗糙度參數並決定粗糙度參數是否在可接受之粗糙度參數範圍內，從而在可接受之焦距範圍內獲得焦距。
在本揭露又一些實施例中，提供一種極紫外光(EUV)微影設備，包括極紫外光輻射源、晶圓固持件、控制器、計量單元、以及非暫時性電腦可讀取儲存器。晶圓固持件係配置以固持晶圓，以藉由來自上述極紫外光輻射源之極紫外光輻射曝光上述晶圓。控制器係配置以基於曝光晶圓之焦距之品質來控制極紫外光微影設備。計量單元係可操作地連接到控制器，且配置以測量晶圓上之圖案之尺寸。非暫時性電腦可讀取儲存器包括指令，配置以讓控制器使計量單元測量由光阻形成之測試圖案之粗糙度參數，測試圖案係藉由在不同曝光焦距下以極紫外光曝光上述光阻多次而製備，並估算代表粗糙度參數對焦距之相關性之函數。指令更包括基於函數之極值估算最佳焦距。指令隨後使計量單元定期地測量晶圓上之測試圖案之粗糙度參數，測試圖案係藉由最佳焦距曝光晶圓所獲得。操作隨後使控制器基於測量到之粗糙度參數及函數以決定焦距異常性。
應理解的是，以下公開許多不同的實施方法或是範例來實行所提供之標的之不同特徵，以下描述具體的元件及其排列的實施例以闡述本發明。當然這些實施例僅用以例示，且不該以此限定本發明的範圍。舉例來說，在說明書中提到第一特徵部件形成於第二特徵部件之上，其包括第一特徵部件與第二特徵部件是直接接觸的實施例，另外也包括於第一特徵部件與第二特徵部件之間另外有其他特徵的實施例，亦即，第一特徵部件與第二特徵部件並非直接接觸。為了簡單和清楚起見，可以不同比例任意繪製各種特徵部件。此外，在不同實施例中可能使用重複的標號或標示，這些重複僅為了簡單清楚地敘述本發明，不代表所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。
此外，其中可能用到與空間相關用詞，例如“在…下方”、“下方”、“較低的”、“上方”、“較高的”及類似的用詞，這些空間相關用詞係為了便於描述圖示中一個(些)元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係，這些空間相關用詞包括使用中或操作中的裝置之不同方位，以及圖式中所描述的方位。當裝置被轉向不同方位時(旋轉90度或其他方位)，則其中所使用的空間相關形容詞也將依轉向後的方位來解釋。此外，術語“由...構成”可以表示“包含”或“由......組成”。
本揭露一般係關於極紫外光(extreme ultraviolet，EUV)微影設備(系統)和方法。更具體來說，本揭露係關於用於在極紫外光微影製程期間監測和維持焦距品質的方法和設備。在微影製程中，當晶圓曝光於極紫外光時，將來自極紫外光源的輻射聚焦在晶圓表面上，以確保來自罩幕的圖案精確再現於晶圓上。然而，隨著圖案化製程繼續，上述焦距可能由於各種原因改變而遠離晶圓表面，上述原因包括但不限於晶圓的移動、及由於反射光學元件的移動或加熱而導致的輻射路徑的變化。此外，焦距可能會因晶圓而異。因此，維持大批晶圓的焦距是具有挑戰性的。焦距的變化通常會造成圖案的劣化，例如降低邊緣保真度(edge fidelity)和增加關鍵尺寸(critical dimension)。本揭露的目的之一係關於測量焦距品質，使得極紫外光微影設備能夠在焦距劣化到會降低產量之前採取預防措施。上述極紫外光微影設備的一般配置、操作及/或功能係在美國專利公開號2016/0320708和US 2016/029753中描述，上述兩者的全部內容藉由引用併入本文。
目前描述的微影設備(系統)是極紫外光(EUV)微影設備(系統)，其被設計為藉由極紫外光(或極紫外光輻射)以曝光阻劑層。阻劑層是對極紫外光敏感的材料。極紫外光微影設備採用極紫外光輻射源產生極紫外光，例如波長範圍在約1nm和約100nm之間的極紫外光。在一個特定範例中，上述極紫外光輻射源產生具有以波長中心約13.5nm的極紫外光。
第1圖是極紫外光微影設備100的示意圖。極紫外光微影設備100包括輻射源裝置SO、配置成用以調節輻射光束EB(例如極紫外光輻射)的照明系統(照明器)EIL、構造成用以支撐圖案化裝置(例如罩幕(mask)或倍縮光罩(reticle))MA並連接到配置成用以精確定位圖案化裝置的第一定位器PM的支撐結構(例如罩幕桌)MT、構造成用於固持基板(例如塗覆有阻劑的晶圓)W的基板桌(例如晶圓桌)WT，且上述基板桌WT連接到配置以精確地定位基板W的第二定位器PW、以及投影系統(例如反射投影系統)PS，配置以將圖案化裝置MA的圖案提供給輻射光束EB，再將輻射光束EB投射到基板W的目標部分(例如包括一或多個晶粒)上。
支撐結構MT以取決於圖案化裝置MA的方向、微影設備的設計、及其他條件(例如圖案化裝置MA是否在真空環境中)固持的方式來固持圖案化裝置MA。在各種實施例中，支撐結構MT使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化裝置MA。在一些實施例中，根據需求，支撐結構MT是固定的或可移動的框架或桌子。在一些實施例中，支撐結構MT確保圖案化裝置MA相對於投影系統PS位於期望的位置。
在本揭露中，罩幕(mask)、光罩(photomask)和倍縮光罩(reticle)等術語可互換使用，並且上述術語應該廣泛地解釋為可以施加在剖面中有圖案的輻射光束，以例如用以在基板的目標部分中產生圖案的任何裝置。
圖案化裝置的範例包括罩幕和可程式化反射鏡陣列(programmable mirror arrays)。罩幕在微影中是眾所周知的，並且包括如二元(binary)、交替相移(alternating phase-shift)和衰減相移(attenuated phase-shift)的罩幕類型、以及各種混合罩幕類型。可程式化反射鏡陣列的一個範例係採用小反射鏡的矩陣佈置，每個小反射鏡可以單獨傾斜，以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜的反射鏡在輻射光束中賦予圖案，輻射光束係由反射鏡矩陣所反射。
應注意的是，賦予輻射光束的圖案可能並非精確對應於基板的目標部分中的期望圖案，例如圖案會包括相移特徵(phase-shift feature)或所謂的輔助特徵。通常來說，賦予輻射光束的圖案將對應於在目標部分中產生的裝置中的特定功能層，例如積體電路。
在一些實施例中，上述罩幕是反射罩幕。反射罩幕的一個示例性結構包括由合適材料形成的基板，例如低熱膨脹材料或熔融石英。在各種範例中，上述材料包括摻雜TiO2 的SiO2 、或具有低熱膨脹的其他合適材料。在一些實施例中，罩幕包括沉積在基板上的多個多層反射層(multiple reflective layers，ML)。在一些實施例中，上述多層反射層包括多對膜對(film pair)，例如鉬-矽(Mo/Si)膜對(舉例來說，在每對膜對中，一鉬層係位在一矽層之上或之下)。在其他實施例中，多層反射層可包括鉬-鈹(Mo/Be)膜對，或配置成高度反射極紫外光的其他合適材料。在一些實施例中，上述罩幕更包括設置在多層反射層上用於保護的覆蓋層，例如釕(Ru)。在一些實施例中，上述罩幕更包括沉積在多層反射層上方的吸收層，例如氮化鉭(TaBN)層。將吸收層圖案化，以定義一層積體電路(IC)。在一些實施例中，可以在上述多層反射層上方沉積另一反射層，並將另一反射層圖案化以定義一層積體電路，從而形成極紫外光相移罩幕(EUV phase shift mask)。
在極紫外光微影設備100的一些實施例中，上述投影系統PS包括各種反射光學元件(例如凸面鏡/凹面鏡/平面鏡)、包括罩幕載台的罩幕固持機構、以及晶圓固持機構。由上述輻射源SO產生的極紫外光輻射由反射光學元件引導到固定在罩幕載台MT上的罩幕上。在一些實施例中，罩幕載台MT包括靜電吸座(electrostatic chuck，e-chuck)以固定圖案化裝置MA。由於氣體分子吸收極紫外光，極紫外光微影設備100係維持在真空或低壓環境中以極紫外光進行微影圖案化，以避免極紫外光的強度損失。
在一些實施例中，極紫外光微影設備100具有兩個或更多個基板支撐結構(例如基板載台或基板桌)及/或兩個或更多個用於圖案化裝置的支撐結構。在具有多個基板載台的這種系統中，所有基板載台可以是相等的和可互換的。在一些實施例中，多個基板載台中的至少一者特別適合於曝光操作，並且多個基板載台中的至少一者特別適合於測量或準備操作。在一些實施例中，由測量載台代替多個基板載台中的一或多者。測量載台包括一或多個感測器系統的至少一部分，例如感測元件(sensor detector)及/或感測器系統的目標，但不支撐基板。測量載台可在投影光束中定位，以代替用於圖案化裝置的基板載台或支撐結構。在這種設備中，可以並行使用額外的載台，或者可以在一或多個載台上執行預備操作，且同時使用其他一或多個載台進行曝光。
參考第1圖，極紫外光照明器EIL接收來自輻射源SO的極紫外光輻射光束。在一些實施例中，極紫外光照明器EIL包括調節器(adjuster)以調節輻射光束EB的角度強度分佈(angular intensity distribution)。通常來說，至少可以調節照明器的光瞳平面(pupil plane)中的強度分佈的外部及/或內部徑向範圍(通常分別稱為σ-outer和σ-inner)。此外，在一些實施例中，極紫外光照明器EIL包括各種其他部件，例如多稜面場(facetted field)和光瞳鏡裝置。在各種實施例中，極紫外光照明器EIL係用於調節輻射光束EB，以使輻射光束EB的剖面中具有期望的均勻性和強度分佈。
輻射光束EB入射在圖案化裝置(例如罩幕)MA上，圖案化裝置MA係被固持在支撐結構(例如罩幕桌)MT上，並且輻射光束EB被圖案化裝置MA圖案化。輻射光束EB在從圖案化裝置MA反射之後穿過投影系統PS，投影系統PS將輻射光束EB聚焦到基板W的目標部分上。借助於第二定位器PW和位置感測器PS2(例如干涉定位裝置(interferometric device)、線性編碼器(linear encoder)或電容感測器(capacitive sensor))，可以精確地移動基板桌WT，例如以便將不同的目標部分定位在輻射光束EB的路徑中。類似地，第一定位器PM和另一個位置感測器PS1可相對於輻射光束EB的路徑來精確地定位圖案化裝置(例如罩幕)MA。在一些實施例中，係使用罩幕對準標記M1、M2和基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置(例如罩幕)MA和基板W。
除了用於期望的積體電路和對準標記的圖案之外，在各種實施例中，上述目標部分包括設計用於便於計量的測試圖案。在一些實施例中，上述測試圖案包括1-D光柵、2-D光柵、圓形或其他形狀、或任何這些形狀的組合。在各種實施例中的測試圖案係設計為對投影系統PS的特定參數敏感，例如焦距、色差或劑量。上述測試圖案還可以設計為用以提供關於測試圖案的實際關鍵尺寸(critical dimensions，CD)、CD均勻性和放置資訊(可能相對於另一個目標)的資訊。舉例來說，在一些實施例中，使用光學繞射理論，從上述測試圖案的繞射光譜中來獲取關於CD的信息。舉例來說，測試圖案包括但不限於1-D光柵，其被印刷使得在顯影之後，由實心阻劑線段形成棒狀物。在一些實施例中，測試圖案是2-D光柵或圓形物的陣列。在一些實施例中，在上述測試圖案包括圓形物陣列的情況下，上述圓形物具有不同的直徑並且彼此間隔開不同的距離。此外，具有圓形物陣列的圖案被設計成在一些實施例中產生陣列、島狀物、或孔洞陣列。
在一些實施例中，極紫外光微影設備100更包括檢驗單元，例如計量單元MTU。在一些實施例中，上述檢驗單元係配置以檢驗(inspect)或檢查(examine)印刷在由圖案化裝置MA生產的晶圓上的圖案。為了監控微影製程，對圖案化的基板進行檢驗，並測量圖案化基板的一或多個參數。上述圖案化基板包括具有阻劑層的半導體基板，在上述阻劑層中或其上已使用極紫外光微影製程形成圖案。在各種實施例中，上述阻劑層係由對極紫外光輻射敏感的材料形成。在各種實施例中，上述一或多個參數包括例如在圖案化基板中或上形成的連續層之間的重疊誤差及/或顯影後的光敏感光阻的臨界線寬。用於測量在上述微影製程中形成的微觀結構的各種技術包括使用掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscopy)及/或各種專用工具。
散射儀(scatterometer)是一種快速且非侵入式的專用檢驗工具，其中輻射光束被引導到基板表面上的目標上方，並且散射儀會對散射或反射光束的特性進行測量。藉由比較上述光束被基板反射或散射之前和之後的一或多種特性，可以決定上述基板的一或多種特性。已知兩種主要類型的散射儀。光譜散射儀(spectroscopic scatterometer)將寬頻帶(broadband)的輻射光束引導到基板上方，並測量散射到特定窄角度範圍內的輻射的光譜(以強度作為波長的函數)。角度分辨散射儀(angularly resolved scatterometer)使用相對窄頻帶(narrowband)的輻射光束，並測量作為入射角的函數的散射輻射的強度。
對於層中的所有獨立的結構，可以定義與上述獨立的結構相關的輸出參數值的可接受範圍。這種輸出參數包括結構的CD。當上述獨立的結構在上述輸出參數值的可接受範圍內變化時，上述獨立的結構預期來說不會造成上述裝置具有缺陷。“散焦窗口(Defocus window)”定義了當獨立的結構的輸出參數值保持在可接受的範圍內時，可以在上述範圍內變化焦距的範圍。應注意的是，焦距僅是影響微影製程的許多製程參數的其中之一。
用於表示微影製程特徵的一個輸出參數例如是對於給定技術來說在給定製程層上，被圖案化的最小特徵的寬度。上述最小尺寸通常稱為“關鍵尺寸(critical dimension)”或者是CD。雖然關鍵尺寸實際上係旨在表示三維的阻劑的輪廓，但術語CD通常與穿過阻劑的線條的一維切片(one dimensional slice)相關(也稱為線寬)。在更寬鬆的定義中，術語CD通常用於表示上述裝置特定層的最小特徵的寬度，甚至是指任何線寬的測量，即使它不是裝置上的最小尺寸。對本揭露的目的來說，除非另外明確指出，否則“關鍵尺寸”或“CD”並不限於最小特徵。
當使用微影設備照射或印刷晶圓或其他基板時，理想上來說晶圓的光敏層(阻劑層)應放置在投影光學元件的焦平面處，或者放置在遠離焦平面的指定位置處。然而，許多因素會影響光敏層相對於焦平面的位置。例如局部的基板高度變化、曝光期間的基板傾斜、和微影設備的不完美機械控制會影響光敏層相對於焦平面的相對位置。因此，焦平面的位置與光敏層在基板上的實際位置之間通常存在小偏差。上述偏差稱為散焦值(defocus value)、聚焦值(focus value)、或有時僅稱為“散焦(defocus)”，並且可以由通常在奈米範圍內(例如50nm或更小)的距離單位來表示。上述散焦值可以是在成像路徑中引入了額外的缺陷的局部數值(例如由於基板高度變化和傾斜)。當發生散焦時，被圖案化的晶圓特徵的尺寸可能與設計的尺寸不完全匹配。
第2A-2C圖繪示當利用極紫外光微影設備獲得的焦距偏離最佳焦距時對線條圖案的影響，第2D-2F圖繪示當焦距偏離最佳焦距對圓孔或島狀圖案的影響。從第2B圖和第2C圖中所示，與最佳數值(第2A圖中所示)偏離50nm(分別為偏離正和負50nm)的散焦可導致所得圖案的CD值實質增加。類似地，散焦可導致圓形圖案的直徑的實質增加。第2D-2G圖額外繪示和在其他方向上相比，散焦可以在一個維度上增大(第2G圖中描繪)圓形圖案(在第2F圖中描繪為具有最佳焦距)，從而產生橢圓形圖案而非圓形圖案，或者造成可在顯影過程中剝落的圖案(如第2E圖所示)。
典型的積體電路需要數次微影操作，並且如第2A-2G圖所示，焦距的偏差會導致圖案的不完美印刷。如果焦距的偏差夠大，即使僅發生在微影的其中一個操作中，則所得圖案中的尺寸可能會顯著地偏離設計尺寸。在特定的裝置或電路圖案中，這種偏差可能會導致災難性的故障，例如相鄰導體的短路或導體的遺漏(omission)，進而導致所得到的裝置或電路無法運作。換句話說，如果焦距偏差係大於特定值(或不在可接受的焦距範圍內)，即使僅在曝光的其中一個操作中，也會不利地影響產量。
為了決定最好(或最佳)的焦距，通常會使用包含測量到的CD對實際測量的焦距值的曲線圖。在半導體產業界中，對於特定的曝光劑量來說，測量到的焦距的CD值的變化通常遵循二階多項式函數的趨勢曲線，也稱為“伯桑曲線(Bossung curve)”。最佳焦距值通常位於藉由焦距所測量的CD的最小值(對於罩幕上的透明結構來說)或最大值(對於罩幕上的不透明結構來說)。傳統上係使用CD來獲得伯桑曲線。第3A圖繪示使用商業上可獲得的浸沒式極紫外光微影設備，所獲得的不透明線條圖案的模擬伯桑曲線。第3B圖繪示根據本揭露的使用極紫外光微影設備，所獲得的用於不透明線條的模擬伯桑曲線。
或者，在一些實施例中，係由實際測量的焦距值(未繪示)來代替初始設定的焦距值，使得沿水平軸的點的分佈更分散。為了測量這種實施例中的實際焦距值，所使用的CD目標還具有緊鄰CD目標的特定目標，上述特定目標係用於局部測量如在這些CD目標(未繪示)的微影製程期間所實際發生的焦距值。在其他實施例中使用其他除了CD以外的輸出參數以決定特定趨勢線，且使用了其他製程參數而非改變焦距。對於本領域技術人士來說顯而易見的是，使用實際焦距測量而不是初始設定焦距測量來決定改進的“伯桑曲線”可以具有更廣泛的用途並且可以在本揭露的範圍之內和之外使用，並且因此可在本揭露中描述的決定的製程窗口之內和之外使用。
對於浸沒式微影來說，有時使用圖像對數斜率(image log slope，ILS)來獲得伯桑曲線。圖像對數斜率是各個線條邊緣銳度(sharpness)的指標。當線條越銳利，則線條邊緣圖像的對比度越大，且圖像對數斜率越大。從第3A圖中可以看出，對於浸沒式微影來說，使用圖像對數斜率所獲得的缺陷窗口(或可接受的散焦窗口)與使用CD所獲得的缺陷窗口大致相同。
然而，如在第3B圖中可看出，對於極紫外光微影來說，使用圖像對數斜率獲得的焦距窗口(或可接受的散焦窗口)比使用CD所獲得的焦距窗口窄。第3B圖繪示雖然例如100nm的散焦可得到可接受的CD，但是100nm的散焦的圖像對數斜率可能過低而無法接受。換句話說，對於極紫外光來說，CD可能不是用以獲得可接受的散焦窗口的最佳參數。
因此對用於獲得最佳焦距和可接受的散焦窗口的替代參數進行了探索。這些替代參數應該提供更準確的可接受的散焦窗口以及在微影操作期間監測焦距的機制。在測試圖案包括1-D光柵關鍵尺寸的變化的實施例中，測試圖案的尺寸可以由包括線陣列的測試圖案的線寬粗糙度(line width roughness，LWR)表示。因此，LWR可以是用於獲得更準確的散焦窗口的有用參數。
第4A圖繪示如何計算包括線條陣列的測試圖案的LWR。首先，在沿線條的各個點處測量給定線條的寬度。給定線條(圖案的第i行)的LWR(i)係定義為在使用下述方程式1所計算的在各個點處所測量的寬度的方均根(root-mean-square，RMS)值的3倍(3-σ)：
Figure 02_image001
–方程式1 接下來，藉由計算測試圖案中所有線條的LWR(i)值的方均根值來計算測試圖案的LWR：
Figure 02_image003
–方程式2 因此，LWR(i)的方均根值可以近似於LWR(i)值的平均值。
第5A圖繪示根據本揭露，使用CD和LWR所獲得的用於極紫外光微影設備的伯桑曲線。從第5A圖中可以明顯看出，LWR提供比CD更窄的散焦窗口。舉例來說，在第5A圖所示的實施例中，雖然-0.042的散焦看起來造成可接受的CD值，但散焦-0.042的LWR會過高而不可接受。換句話說，對於-0.042的散焦來說，即使可以接受線條的寬度，寬度的變化也可能過高而不可接受。隨著特徵尺寸的減小，線寬的大變化可能潛在地導致裝置的災難性故障，從而降低生產製程的總產量。因此，使用LWR而非CD作為參數來監控散焦可以更精確地監控焦距。
在一些實施例中，上述測試圖案包括圓形島狀物或孔洞。在這種實施例中，測試圖案的關鍵尺寸(即圓形島狀物或孔洞的直徑)的變化係由圓形島狀物或孔洞的周長的方均根值(Cir-3s)來表示。本領域技術人士將理解，因為圓形圖案是二維的，所以在這種實施例中，需要測量關鍵尺寸在兩個方向上的變化。換句話說，在這種情況下，CD包括兩個值(每個維度一個值)，並且周長的方均根值表示這兩個值的變化。
第4B圖繪示如何計算包括圓形島狀物或孔洞的測試圖案的Cir-3s。首先，針對各個圖案測量圓形圖案(即島狀物或孔洞)的周長(Cir)。然後藉由使用下述方程式3計算所有圖案上的周長的3倍方均根值，以計算Cir-3s：
Figure 02_image005
– 方程式3 第4B圖繪示其他參數，即1D-CDU和2D-CDU，分別是在第一方向和與第一方向正交的第二方向上的圓直徑的3倍方均根值，其使用下述方程式4：
Figure 02_image007
– 方程式4。
第5B圖顯示使用CD、Cir-3s、1D-CDU和2D-CDU所獲得的伯桑曲線之間的比較。從第5B圖中可以明顯看出，Cir-3s提供比CD、1D-CDU或2D-CDU中的任何一者更窄的散焦窗口。
第6圖繪示根據本揭露一些實施例的決定極紫外光微影設備的焦距品質的方法的流程圖。根據一些實施例，一種決定極紫外光(EUV)微影設備的焦距品質的方法包括：在S610中準備由極紫外光微影設備曝光的測試晶圓。上述測試晶圓包括阻劑測試圖案。在各種實施例中，上述測試晶圓包括塗覆有對極紫外光輻射敏感的阻劑層的基板。上述基板可以是在製造半導體中所使用的任何基板，並且可以具有或不具有塗覆在其上的額外層，只要頂層是阻劑層即可。舉例來說，在一些實施例中，上述基板是矽晶圓或絕緣體上矽(silicon-on-insulator，SOI)晶圓。在各種實施例中，上述測試晶圓可以包括或不包括除測試圖案之外的圖案。在各種實施例中，上述阻劑測試圖案包括圓形島狀物或孔洞。
上述方法更包括在S620中，測量藉由改變曝光焦距而製備的測試圖案的粗糙度參數，並估算代表粗糙度參數對焦距的相關性的函數。選擇粗糙度參數，以作為表示測試圖案的關鍵尺寸的變化的參數。舉例來說，如果上述測試圖案是線條陣列，則選擇線寬粗糙度(LWR)作為粗糙度參數。決定LWR的一種方法在第4A圖中繪示並在本文其他部分討論。舉例來說，計算線條圖案的LWR，其中LWR是線條圖案中線的單線粗糙度(single-line roughness)值的方均根(RMS)，其中單線粗糙度包括在給定線上的不同點處測量的上述給定線段寬度值(CD)的標準差。
相似地，如果測試圖案包括圓形的圖案(即島狀物或孔洞)，則選擇圓形圖案的周長的標準差作為粗糙度參數。決定圓形圖案的周長的標準差的方法在第4B圖中繪示，並在本文其他部分討論。
在S630中，基於函數的極值來估算最佳焦距。在一些實施例中，取決於所選擇的粗糙度參數，上述函數包括二次多項式。
然後繼續進行上述方法到S640，其中係以最佳焦距對曝光晶圓進行曝光。上述曝光晶圓包括測試圖案。在各種實施例中，上述曝光晶圓上包括的測試圖案與包括在S610中的測試晶圓的測試圖案相同。在一些實施例中，曝光晶圓上可包括額外的測試圖案。舉例來說，在一些實施例中，測試晶圓上的測試圖案包括圓形圖案(即島狀物或孔洞)，而曝光晶圓上的測試圖案包括相同的圓形圖案及線段陣列、或多個同心的且尺寸漸增的“+”標記，或在裝置圖案中代表關鍵特徵的其他圖案。
在各種實施例中，上述曝光晶圓額外包括裝置圖案。在各種實施例中，上述曝光晶圓上的裝置圖案與測試圖案同時(或在相同的製程操作中)被曝光。與測試晶圓相似，曝光晶圓是在半導體生產製程所中使用的晶圓，並且包括基板和作為頂層的阻劑層。在一些實施例中，阻劑層對極紫外光輻射敏感。在一些實施例中，在基板和阻劑層之間存在多層其他層。在一些實施例中，上述基板是矽晶圓或SOI晶圓(或任何其他半導體基板晶圓)。
上述方法更包括在S650中，對以最佳焦距對曝光晶圓進行曝光，而獲得的曝光晶圓上的測試圖案的粗糙度參數週期性地進行測量。在各種實施例中，一次對曝光晶圓之每一者執行粗糙度參數測量，或者一次對一批曝光晶圓執行粗糙度參數測量。在一些實施例中，粗糙度參數的測量係將曝光的光阻顯影之後，藉由例如掃描式電子顯微鏡，對所形成的圖案進行成像來進行。可思及用以測量粗糙度參數的其他方法，例如掃描式探針顯微鏡（scanning probe microscopy）、X光散射儀（X-ray scatterometry）、消散場激發成像（evanescent field excitation imaging）等。
然後在S660中，基於量測的粗糙度參數及函數，以決定焦距的異常。本文所使用的“異常”是指意外或未預料到的焦距改變或變化。可接受的焦距範圍定義了可接受的散焦窗口。因此，如果焦距的改變(或焦距的異常)係在可接受的散焦窗口內，則不需要對系統進行改變。換句話說，焦距異常的決定不一定需要在所有情況下進行校正。在其他情況下，焦距的異常係在可接受的範圍之外，或在散焦窗口之外。在這種情況下，可能需要對系統進行適當的校正。可否接受上述焦距異常係基於所測量到的粗糙度參數是否在可接受的範圍內所決定。
舉例來說，第7圖繪示根據本揭露一些實施例的散焦窗口的範例，其代表基於測量的LWR值的可接受的焦距範圍。當測量的LWR小於預定的閥值(threshold value)時的焦距異常被認為是可接受的。換句話說，在這種情況下，焦距係位於散焦窗口內。另一方面，當測量的LWR大於預定閥值時的焦距異常被認為是不可接受的。換句話說，在這種情況下的焦距位於散焦窗口之外並且需要適當的校正。
在各種實施例中，為了響應當測量到的粗糙度參數係在可接受的範圍之外的決定，將提供警告信號以警告用戶極紫外光微影設備的焦距已經移動到散焦窗口之外。在一些實施例中，為了響應警告信號，將執行額外的預定動作。舉例來說，在一些實施例中，為了響應警告信號，將停止使用極紫外光系統的製造。在其他實施例中，採取在可接受的焦距範圍內獲得焦距的行動。在各種實施例中，在上述可接受的焦距範圍內(即在散焦窗口內)獲得焦距的動作包括重複改變焦距、測量粗糙度參數、及決定上述粗糙度參數是否在可接受的粗糙度參數範圍內的製程。在各種實施例中，取決於待曝光的裝置圖案中的特徵尺寸和形狀，可接受的粗糙度參數範圍為約0.05nm至約5nm。
第8圖繪示根據本揭露一些實施例的控制極紫外光微影製程的方法的流程圖。在一些實施例中，上述方法包括，在S810中，測量極紫外光微影設備中由極紫外光曝光的曝光晶圓上的測試圖案的粗糙度參數。如本文其他部分所述，在一些實施例中，上述測試圖案包括圓形島狀物或孔洞，並且其係藉由計算圓形島狀物或孔洞的周長的標準差來計算粗糙度參數。在一些實施例中，測試圖案可選地或額外地包括線條圖案。藉由計算線條圖案的線寬粗糙度(LWR)以計算線條圖案的粗糙度參數，LWR是線條圖案中線的單線粗糙度值的方均根(RMS)。上述單線粗糙度包括在給定線上的不同點處測量的給定線的寬度值(CD)的標準差。
在各種實施例中，使用如掃描式電子顯微鏡(SEM)、掃描式探針顯微鏡、X光散射儀、消散場激發成像等技術以測量粗糙度參數。
在S820中，基於測量到的粗糙度參數以決定極紫外光源的曝光焦距是否在可接受的焦距範圍內。在各種實施例中，取決於在曝光晶圓上曝光的裝置圖案的尺寸和形狀，可接受的粗糙度參數係在約0.05nm至約5nm的範圍內。
在一些實施例中，藉由將測試晶圓上的測試圖案在不同的曝光焦距下曝光、測量上述不同曝光焦距每一者的粗糙度參數、並根據函數的極值估算最佳焦距，以估算代表粗糙度參數對焦距的相關性的函數，進而決定極紫外光源的曝光焦距是否在可接受的焦距範圍內。然後以估算的最佳焦距對曝光晶圓進行曝光，並且週期性地測量曝光晶圓上的測試圖案的粗糙度參數。然後基於測量到的粗糙度參數及上述函數以決定曝光的焦距。在各種實施例中，代表粗糙度參數對焦距的相關性的函數包括二次多項式。在一些實施例中，上述測量曝光晶圓的焦距的週期係一次對曝光晶圓之每一者進行，或一次對一批曝光晶圓進行。
如果決定焦距係在可接受的焦距範圍內，則在S830中繼續極紫外光微影設備的操作，而不進行任何校正。另一方面，如果決定焦距係在可接受的焦距範圍之外，則在S840中執行控制任務。在各種實施例中，上述控制任務包括停止極紫外光微影製程。在其他實施例中，上述控制任務包括在可接受的焦距範圍內獲得焦距。在一些實施例中，其係藉由重複地改變焦距、測量粗糙度參數、並決定粗糙度參數是否在可接受的粗糙度參數範圍內來實現。
第9圖示意性地描繪根據本揭露一些實施例的用於極紫外光微影的設備。在一些實施例中，上述設備包括極紫外光輻射源910、晶圓固持座920、控制器930、計量單元940、及電腦可讀取儲存器950。晶圓固持座920係配置以固持將曝光於極紫外光輻射源910的極紫外光輻射的晶圓。控制器930係配置為基於晶圓上的曝光焦距品質以控制設備。計量單元940係可操作地連接到控制器，並且配置以測量晶圓上的圖案的參數。
為了簡化描述，在下述討論中應理解的是，極紫外光輻射源910包括聚焦光學元件。聚焦光學元件的細節已在本文其他部分描述。相似地，極紫外光輻射源910和晶圓固持座920的細節也已在本文其他部分描述。計量單元940係配置以測量參數(例如本文其他部分討論的粗糙度參數)。在各種實施例中，計量單元940使用成熟的技術(例如SEM、SPM、X光散射儀等)來執行這些測量。其中計量單元940可以使用如非傳統的技術來執行這些測量，例如消散場激發成像，為了簡潔，省略了用以執行這種非傳統技術的設備的細節，因為它們不是本揭露的主題。換句話說，計量單元940的細節並不限於本揭露，只要計量單元940能夠可靠地測量參數(例如本文所述的粗糙度參數)即可。
在各種實施例中，控制器930包括一或多個處理器(processor)和一或多個收發器(transceiver)，其被配置為從可操作地連接到控制器930的設備的其他單元發送及/或接收信號，上述設備包括但不限於極紫外光輻射源910、晶圓固持座920、計量單元940和電腦可讀取儲存器950，如第9圖所示。在一些實施例中，控制器930包括適當地編程的通用電腦(suitably-programmed general purpose computer)，其包括中央處理單元。在其他實施例中，控制器930包括適當地編程以執行某些指令的專用電腦。
電腦可讀取儲存器950包括配置為讓控制器930使計量單元940測量藉由改變晶圓上的曝光焦距而準備的測試圖案的粗糙度參數，並且估算代表粗糙度參數對焦距相關性的函數的指令。然後使控制器930基於函數的極值來估算最佳焦距。上述指令還使計量單元940週期性地測量藉由以最佳焦距曝光晶圓而獲得的晶圓上的測試圖案的粗糙度參數。然後，上述指令使控制器930基於測量到的粗糙度參數及上述函數以決定焦距異常。
如本文其他部分所討論的，在各種實施例中，上述測試圖案包括圓形島狀物或孔洞。在這種情況下，粗糙度參數包括圓形島狀物或孔洞的周長的標準差。在一些實施例中，測試圖案可選地及/或額外地包括線條圖案。在這種情況下的粗糙度參數包括線條圖案的線寬粗糙度(LWR)，LWR是線條圖案中線的單線粗糙度值的方均根(RMS)。單線粗糙度包括在給定線上的不同點處測量的給定線的寬度值(CD)的標準差。
在一些實施例中，電腦可讀取儲存器950中包括配置成使控制器930響應於測量到的粗糙度參數是否在可接受的粗糙度參數範圍之外的決定，而執行預定動作的額外的指令。上述預定動作在一些實施例中包括使上述設備停止。在其他實施例中，上述預定動作包括藉由藉由重複地改變焦距、測量粗糙度參數、並決定粗糙度參數是否在可接受的粗糙度參數範圍內來獲得可接受的焦距範圍內的焦距。
使用本揭露一些實施例的方法和設備，可以藉由監測焦距的變化和品質來改善使用極紫外光微影的半導體生產製程的良率，並且如果必要的話，在適當的時間進行干預，以校正不可接受的焦距變化。
應理解的是，並非所有優點都必須在本文中討論，所有實施例或範例都不需要特定的優點，並且其他實施例或範例可以提供不同的優點。
在本揭露一些實施例中，提供一種評估極紫外光(EUV)微影設備焦距控制之方法，包括：準備晶圓，上述晶圓係藉由上述極紫外光微影設備來曝光。上述晶圓包括測試圖案、及圓形島狀物或孔洞，上述測試圖案係由光阻所形成，上述圓形島狀物或孔洞係藉由使用不同曝光焦距之極紫外光曝光所製備。上述方法更包括測量測試圖案之粗糙度參數，並估算代表上述粗糙度參數與焦距之相關性之函數。基於上述函數之極值估算最佳焦距。隨後藉由具有最佳焦距之極紫外光對曝光晶圓進行曝光。上述曝光晶圓包括上述測試圖案。定期測量上述曝光晶圓上之上述測試圖案之上述粗糙度參數，上述測試圖案係藉由在上述最佳焦距下曝光上述曝光晶圓所獲得。隨後基於測量到之粗糙度參數及上述函數決定焦距異常性。在前述或下述實施例中的一或多者中，上述粗糙度參數的計算包括計算上述圓形島狀物或孔洞之周長之標準差。在一些實施例中，上述測試圖案更包括線條圖案。在這種實施例中，上述粗糙度參數係藉由計算更包括線條圖案之線寬粗糙度(LWR)來計算，LWR係為上述線條圖案中之單線粗糙度值之方均根(RMS)。上述單線粗糙度包括在給定線條上不同點處測量之給定線條之寬度數值(CD)之標準差。在一些實施例中，上述函數包括二次多項式。在一些實施例中，上述方法更包括響應於當決定測量到之粗糙度參數在可接受之粗糙度參數範圍之外時提供警告信號。在一些實施例中，上述方法更包括響應於上述警告信號進行預定動作。在一些實施例中，上述預定動作包括(a)停止製造，或(b)藉由重複地改變曝光焦距，測量粗糙度參數並決定上述粗糙度參數是否在可接受之粗糙度參數範圍內，從而在上述可接受之焦距範圍內獲得焦距。在各種實施例中，上述可接受之粗糙度參數範圍係介於0.05nm到5nm。在一些實施例中，測量上述粗糙度參數的步驟係一次對曝光晶圓之每一者進行，或一次對一批曝光晶圓進行。
在本揭露另一些實施例中，提供一種控制極紫外光(EUV)微影製程之方法，包括在包括極紫外光源之極紫外光微影設備之操作中測量曝光晶圓上之測試圖案之粗糙度參數。上述測試圖案包括圓形島狀物或孔洞。上述粗糙度參數包括上述圓形島狀物或孔洞之周長之標準差。上述方法更包括在操作極紫外光設備時基於測量到之粗糙度參數決定極紫外光源之曝光焦距是否在可接受之焦距範圍內。響應於當決定焦距在可接受之焦距範圍之外時進行控制任務。上述控制任務包括(a)停止極紫外光微影製程，或(b)藉由重複地改變曝光焦距，測量粗糙度參數並決定粗糙度參數是否在可接受之粗糙度參數範圍內，從而在可接受之焦距範圍內獲得焦距。在前述或下述實施例中的一或多者中，上述方法更包括藉由不同曝光焦距在晶圓上曝光測試圖案，並測量藉由不同曝光焦距曝光的測試圖案每一者之粗糙度參數，以估算代表粗糙度參數對焦距之相關性之函數。最佳焦距隨後係根據上述函數之極值所估算。在一些實施例中，上述方法更包括以估算之最佳焦距以對曝光晶圓進行曝光。在一些實施例中，決定曝光焦距是否在可接受之焦距範圍內的步驟包括在極紫外光微影設備之操作中定期測量曝光晶圓上之測試圖案之粗糙度參數，以及在極紫外光微影設備之操作中基於測量之粗糙度參數及函數以決定曝光焦距。在各種實施例中，測量粗糙度參數的步驟係一次對曝光晶圓之每一者進行，或一次對一批曝光晶圓進行。在一些實施例中，上述函數包括二次多項式。在一些實施例中，上述可接受之粗糙度參數範圍係介於0.05nm到5nm。在各種實施例中，上述測試圖案更包括線條圖案。在這種實施例中，上述粗糙度參數係藉由線條圖案之線寬粗糙度(LWR)計算，上述LWR係上述線條圖案中之線條之單線粗糙度值之方均根(RMS)。上述單線粗糙度包括在給定線條上之不同點處測量之給定線條之寬度值(CD)之標準差。
在本揭露又一些實施例中，提供一種極紫外光(EUV)微影設備，包括極紫外光輻射源、晶圓固持件，配置以固持晶圓，晶圓以藉由來自上述極紫外光輻射源之極紫外光輻射進行曝光，控制器係配置以基於曝光晶圓之焦距之品質來控制極紫外光微影設備、計量單元，可操作地連接到控制器，且配置以測量晶圓上之圖案之參數、以及電腦可讀取儲存器。上述電腦可讀取儲存器包括指令，配置成使控制器讓計量單元測量藉由在不同曝光焦距以極紫外光多次曝光而製備的測試圖案的粗糙度參數，並估算代表粗糙度參數對焦距的相關性的函數。上述指令還使控制器基於函數的極值估算最佳焦距。隨後上述指令藉由以最佳焦距曝光晶圓，讓控制器使計量單元週期性地測量由光阻形成之測試圖案之粗糙度參數，上述指令隨後使上述計量單元定期地測量晶圓上之測試圖案之粗糙度參數，上述測試圖案係藉由最佳焦距曝光晶圓所獲得。上述操作隨後使控制器基於測量到之粗糙度參數及函數以決定焦距異常性。在前述或下述實施例中的一或多者中，上述測試圖案包括圓形島狀物或孔洞，且上述粗糙度參數包括上述圓形島狀物或孔洞之周長之標準差。在一些實施例中，上述測試圖案更包括線條圖案。在這種實施例中，上述粗糙度參數更包括上述線條圖案之線寬粗糙度(LWR)，上述LWR是上述線條圖案中之線條之單線粗糙度值之方均根(RMS)。上述單線粗糙度包括在給定線條上之不同點處測量之上述給定線條之寬度值(CD)之標準差。在一些實施例中，上述電腦可讀取儲存器更包括配置以使控制器響應於當決定測量到之粗糙度參數在可接受之粗糙度參數範圍之外時進行預定行動的指令。上述預定行動包括：(a)停止設備，或(b)藉由重複地改變曝光焦距，測量粗糙度參數並決定粗糙度參數是否在可接受之粗糙度參數範圍內，從而在可接受之焦距範圍內獲得焦距。在各種實施例中，測量上述粗糙度參數的步驟係一次對曝光晶圓之每一者進行，或一次對一批曝光晶圓進行。在一些實施例中，上述函數包括二次多項式。
上述內容概述許多實施例的特徵，因此任何所屬技術領域中具有通常知識者，可更加理解本揭露之各面向。任何所屬技術領域中具有通常知識者，可能無困難地以本揭露為基礎，設計或修改其他製程及結構，以達到與本揭露實施例相同的目的及/或得到相同的優點。任何所屬技術領域中具有通常知識者也應了解，在不脫離本揭露之精神和範圍內做不同改變、代替及修改，如此等效的創造並沒有超出本揭露的精神及範圍。
100‧‧‧極紫外光微影設備910‧‧‧極紫外光輻射源920‧‧‧晶圓固持座930‧‧‧控制器940‧‧‧計量單元950‧‧‧電腦可讀取儲存器CD‧‧‧關鍵尺寸EB‧‧‧輻射光束EIL‧‧‧極紫外光照明器M1、M2‧‧‧罩幕對準標記MA‧‧‧圖案化裝置MT‧‧‧支撐結構MTU‧‧‧計量單元P1、P2‧‧‧基板對準標記PM‧‧‧第一定位器PS‧‧‧投影系統PS1、PS2‧‧‧位置感測器PW‧‧‧第二定位器SO‧‧‧輻射源W‧‧‧晶圓WT‧‧‧基板台S610、S620、S630、S640、S650、S660、S810、S820、S830、S840‧‧‧操作
以下將配合所附圖式詳述本揭露之實施例。應注意的是，依據在業界的標準做法，多種特徵並未按照比例繪示且僅用以說明例示。事實上，可能任意地放大或縮小元件的尺寸，以清楚地表現出本揭露的特徵。 第1圖是根據本揭露一些實施例的極紫外光微影設備的示意圖。 第2A圖繪示在最佳焦距處獲得的線條圖案。 第2B圖繪示在-50單位的散焦(defocus)處獲得的線條圖案。 第2C圖繪示在+50單位的散焦處獲得的線條圖案。 第2D圖繪示在最佳焦距處獲得的圓形圖案的範例。 第2E圖繪示散焦對第2D圖中所示的圓形圖案的影響。 第2F圖繪示在最佳焦距處獲得的圓形圖案的另一範例。 第2G圖繪示散焦對第2F圖中所示的圓形圖案的影響。 第3A圖繪示表示圖像對數斜率(image log slope，ILS)對市面上的浸沒式微影系統中的焦距偏離最佳焦距的值的變化的模擬結果的範例。 第3B圖繪示根據本揭露一些實施例的表示在極紫外光微影設備中圖像對數斜率對極紫外光微影設備中的焦距偏離最佳焦距的值的變化的模擬結果的範例。 第4A圖繪示根據本揭露一些實施例的用於測量使用極紫外光微影設備獲得的線條圖案的線寬粗糙度(line-width roughness， LWR)的方法。 第4B圖繪示根據本揭露一些實施例的用於測量使用極紫外光微影設備獲得的圓形島狀物/孔洞圖案的圓周長的標準差的方法。 第5A圖繪示根據本揭露一些實施例的伯桑曲線(Bossung curve)的範例，其代表在極紫外光微影設備中LWR的變化對焦距偏離最佳焦距的值的關係。 第5B圖繪示根據本揭露一些實施例的伯桑曲線的範例，其代表在極紫外光微影設備中，圓周長的標準差的變化對焦距偏離最佳焦距的值的關係。 第6圖繪示根據本揭露一些實施例的決定極紫外光微影設備的焦距品質的方法的流程圖。 第7圖繪示根據本揭露一些實施例的代表極紫外光微影設備的可接受的焦距範圍的散焦窗口的範例。 第8圖繪示根據本揭露一些實施例的控制極紫外光微影製程的方法的流程圖。 第9圖示意性地描繪根據本揭露一些實施例的用於極紫外光微影的設備。
S610、S620、S630、S640、S650、S660‧‧‧操作

Claims (10)

  1. 一種評估一極紫外光(EUV)微影設備之焦距控制之方法，包括：準備一晶圓，該晶圓係藉由該極紫外光微影設備來曝光，該晶圓包括複數測試圖案、及複數圓形島狀物或孔洞，該等測試圖案係由一光阻所形成，該等圓形島狀物或孔洞係藉由使用不同曝光焦距之複數極紫外光曝光所製備；測量由該等極紫外光曝光所製備的該等測試圖案之一粗糙度參數，並估算代表該粗糙度參數與該等焦距之一相關性之一函數，其中該粗糙度參數包括該等圓形島狀物或孔洞之周長之一標準差；基於該函數之一極值估算一最佳焦距；藉由極紫外光以該最佳焦距曝光複數曝光晶圓，其中該等曝光晶圓包括該等測試圖案；定期測量該等曝光晶圓上之該等測試圖案之該粗糙度參數，其中該等測試圖案係藉由在該最佳焦距下曝光該等曝光晶圓所獲得；以及基於測量到之該粗糙度參數及該函數決定一焦距異常性。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之評估極紫外光微影設備之焦距控制之方法，其中該等測試圖案更包括複數線條圖案，且該粗糙度參數更包括該等線條圖案之一線寬粗糙度(LWR)，該線寬粗糙度係藉由下述之方程式1所計算：
    Figure 107134092-A0305-02-0028-1
     該線寬粗糙度係為該等線條圖案中之複數線條之一單線粗糙度值之一方均根(RMS)，其中該單線粗糙度包括在一給定線條上不同點處測量之該給定線條之寬度值(CD)之一標準差，該標準差係藉由下述之方程式2計算：
    Figure 107134092-A0305-02-0028-2
  3. 如申請專利範圍第1項所述之評估極紫外光微影設備之焦距控制之方法，更包括響應於當決定測量到之該粗糙度參數在一可接受之粗糙度參數範圍之外時提供一警告信號。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之評估極紫外光微影設備之焦距控制之方法，更包括響應於該警告信號進行一預定動作，其中該預定動作包括(a)停止製造，或(b)藉由重複地改變該曝光焦距，測量該粗糙度參數並決定該粗糙度參數是否在一可接受之粗糙度參數範圍內，從而在該可接受之焦距範圍內獲得該焦距。
  5. 一種控制極紫外光(EUV)微影製程之方法，包括：在包括一極紫外光源之一極紫外光微影設備之操作中測量一曝光晶圓上之一測試圖案之一粗糙度參數，該測試圖案係由一光阻所製成，該測試圖案包括複數圓形島狀物或孔洞，且該粗糙度參數包括由該等極紫外光曝光所製備的該等圓形島狀物或孔洞之周長之一標準差；基於測量到之該粗糙度參數，決定在該曝光晶圓上的該極紫外光源之一曝光焦距是否在一可接受之焦距範圍內；以及響應於當決定該曝光焦距在該可接受之焦距範圍之外時進行一控制任務，該控制任務包括(a)停止該極紫外光微影製程，或(b)藉由重複地改變該曝光焦距，測量該粗糙度參數並決定該粗糙度參數是否在一可接受之粗糙度參數範圍內，從而獲得在該可接受之焦距範圍內之一焦距。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之控制極紫外光微影製程之方法，更包括：藉由不同之複數曝光焦距在一晶圓上曝光該測試圖案，並測量藉由該等曝光焦距曝光之該測試圖案每一者之該等粗糙度參數，以估算代表該粗糙度參數對該等曝光焦距之相關性之一函數；以及 根據該函數之一極值估算一最佳焦距。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之控制極紫外光微影製程之方法，更包括以估算之該最佳焦距曝光該曝光晶圓。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之控制極紫外光微影製程之方法，其中該測試圖案更包括一線條圖案，且該粗糙度參數包括該線條圖案之一線寬粗糙度(LWR)，該線寬粗糙度係該線條圖案中之複數線條之一單線粗糙度值之一方均根(RMS)，其中該單線粗糙度包括在一給定線條上之不同點處測量之該給定線條之寬度值(CD)之一標準差。
  9. 一種極紫外光(EUV)微影設備，包括：一極紫外光輻射源；一晶圓固持件，配置以固持一晶圓，該晶圓以藉由來自該極紫外光輻射源之一極紫外光進行曝光；一控制器，配置以基於曝光該晶圓之一焦距之品質來控制該極紫外光微影設備；一計量單元，可操作地連接到該控制器，且配置以測量該晶圓上之一圖案之參數；以及一非暫時性電腦可讀取儲存器，包括複數指令，該等指令係配置以使該控制器執行以下操作：使該計量單元測量由一光阻形成之複數個測試圖案之一粗糙度參數，該粗糙度參數包括複數個圓形島狀物或孔洞之周長的一標準差，該測試圖案係藉由在不同之曝光焦距下以該極紫外光曝光該光阻多次而製備，並估算代表該粗糙度參數對該焦距之相關性之一函數；基於該函數之一極值估算一最佳焦距；使該計量單元定期地測量該晶圓上之該測試圖案之該粗糙度參數，其中該 測試圖案係藉由該最佳焦距曝光該晶圓所獲得；以及基於測量到之該粗糙度參數及該函數以決定一焦距異常性。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之極紫外光微影設備，其中該測試圖案更包括一線條圖案，且該粗糙度參數更包括該線條圖案之一線寬粗糙度(LWR)，該線寬粗糙度係該線條圖案中之複數線條之一單線粗糙度值之一方均根(RMS)，其中該單線粗糙度包括在一給定線條上之不同點處測量之該給定線條之寬度值(CD)之一標準差。
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