TWI704425B - 具有增加頻寬之度量衡方法及裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種最佳化用於一量測應用之量測照明之頻寬的方法，及一種相關聯度量衡裝置。該方法包含：運用具有一參考頻寬之參考量測照明來執行一參考量測；及執行一或多個最佳化量測，該一或多個最佳化量測中之每一者係運用具有一變化之候選頻寬之量測照明予以執行。比較該一或多個最佳化量測與該參考量測；及基於該比較選擇用於該量測應用之一最佳頻寬。
Description
本發明係關於可用於(例如)藉由微影技術進行器件製造之微影方法及裝置，且係關於使用微影技術來製造器件之方法。
微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)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。在微影程序中，需要頻繁地進行所產生結構之量測(例如)以用於程序控制及驗證。用於進行此類量測之各種工具係已知的，包括常常用以量測臨界尺寸(CD)之掃描電子顯微鏡，及用以量測疊對(器件中兩個層之對準準確度之量度)之特殊化工具。可依據兩個層之間的未對準程度來描述疊對，例如，對為1奈米之經量測疊對之參考可描述兩個層未對準達1奈米之情形。
近來，已開發供微影領域中使用的各種形式之散射計。此等器件將輻射光束導向至目標上且量測散射輻射之一或多個屬性——例如依據波長而變化的在單一反射角下之強度；依據反射角而變化的在一或多個波長下之強度；或依據反射角而變化的偏振——以獲得可供判定目標之所關注屬性之「光譜」。可藉由各種技術來執行所關注屬性之判定：例如，藉由諸如嚴密耦合波分析或有限元素方法之反覆途徑而進行的目標之重建構；庫搜尋；及主成份分析。
出於各種原因，例如為了最大化晶圓上之空間，目標變得愈來愈小。隨著目標縮小，變得難以確保足夠的照明(例如每量測光子之數目)從而確保良好的量測品質及信雜比特性。目標愈小，每秒將入射於目標上之光子愈少，且因而量測時間增加。需要減少此量測時間及/或解決前述問題中之一者。
在一第一態樣中，本發明提供一種最佳化用於一量測應用之量測照明之頻寬的方法，該方法包含：運用具有一參考頻寬之參考量測照明來執行一參考量測；執行一或多個最佳化量測，該一或多個最佳化量測中之每一者係運用具有一變化之候選頻寬之量測照明予以執行；比較該一或多個最佳化量測與該參考量測；及基於該比較選擇用於該量測應用之一最佳頻寬。
在一第二態樣中，本發明提供一種在一量測應用中使用量測照明執行一量測之方法，該方法包含最佳化用於該量測應用之該量測照明之頻寬。
本發明進一步提供一種度量衡裝置，其包含：一照明源，其可操作以提供量測照明；及一處理器，其可操作以最佳化用於每一量測應用之該量測照明之頻寬。
本發明進一步提供一種用於執行該第一態樣之該方法之度量衡裝置及非暫時性電腦程式產品。
下文參看隨附圖式詳細地描述本發明之另外特徵及優點，以及本發明之各種實施例之結構及操作。應注意，本發明不限於本文中所描述之特定實施例。本文中僅出於說明性目的而呈現此類實施例。基於本文中含有之教示，額外實施例對於熟習相關技術者而言將顯而易見。
在詳細地描述本發明之實施例之前，有指導性的是呈現可供實施本發明之實施例之實例環境。
圖1在200處將微影裝置LA展示為實施大容量微影製造程序之工業設施之部件。在本實例中，製造程序適用於在諸如半導體晶圓之基板上製造半導體產品(積體電路)。熟習此項技術者將瞭解，可藉由以此程序之變體處理不同類型之基板來製造廣泛多種產品。半導體產品之生產純粹用作現今具有大商業意義之實例。
在微影裝置(或簡言之，「微影工具(litho tool) 200)內，在202處展示量測站MEA且在204處展示曝光站EXP。在206處展示控制單元LACU。在此實例中，每一基板造訪量測站及曝光站以被施加圖案。舉例而言，在光學微影裝置中，投影系統用以使用經調節輻射及投影系統而將產品圖案自圖案化器件MA轉印至基板上。此轉印係藉由在輻射敏感抗蝕劑材料層中形成圖案之影像來完成。
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。圖案化器件MA可為將圖案賦予至由圖案化器件透射或反射之輻射光束的光罩或倍縮光罩。熟知操作模式包括步進模式及掃描模式。眾所周知，投影系統可以多種方式與用於基板及圖案化器件之支撐件及定位系統合作，以將所要圖案施加至橫越基板之許多目標部分。可使用可程式化圖案化器件來替代具有固定圖案之倍縮光罩。輻射(例如)可包括在深紫外線(DUV)波帶或極紫外線(EUV)波帶中之電磁輻射。本發明亦適用於其他類型之微影程序，例如，壓印微影及直寫微影(例如，藉由電子束)。
微影裝置控制單元LACU控制各種致動器及感測器之所有移動及量測以收納基板W及倍縮光罩MA且實施圖案化操作。LACU亦包括用以實施與裝置之操作相關之所要計算的信號處理及資料處理能力。實務上，控制單元LACU將被實現為許多子單元之系統，每一子單元處置裝置內之一子系統或組件之即時資料獲取、處理及控制。
在曝光站EXP處將圖案施加至基板之前，在量測站MEA處處理基板使得可進行各種預備步驟。該等預備步驟可包括使用位階感測器來映射基板之表面高度，及使用對準感測器來量測基板上之對準標記之位置。對準標記係以規則柵格圖案標稱地配置。然而，歸因於產生標記時之不準確度且亦歸因於基板之貫穿其處理而發生的變形，標記偏離理想柵格。因此，在裝置應以極高準確度在正確部位處印刷產品特徵的情況下，除了量測基板之位置及定向以外，對準感測器實務上亦必須詳細地量測橫越基板區域之許多標記之位置。裝置可屬於具有兩個基板台之所謂的雙載物台類型，每一基板台具有受到控制單元LACU控制之一定位系統。在曝光站EXP處曝光一個基板台上之一個基板的同時，可在量測站MEA處將另一基板裝載至另一基板台上，使得可進行各種預備步驟。因此，對準標記之量測極耗時，且提供兩個基板台會實現裝置之產出率的相當大增加。若在基板台處於量測站處以及處於曝光站處時位置感測器IF不能夠量測基板台之位置，則可提供第二位置感測器以使得能夠在兩個站處追蹤基板台之位置。微影裝置LA可例如屬於所謂的雙載物台類型，其具有兩個基板台以及兩個站-曝光站及量測站-在該兩個站之間可交換該等基板台。
在生產設施內，裝置200形成「微影製造單元」或「微影叢集」之部件，該「微影製造單元」或「微影叢集」亦含有塗佈裝置208以用於將感光性抗蝕劑及其他塗層塗覆至基板W以用於藉由裝置200進行圖案化。在裝置200之輸出側處，提供烘烤裝置210及顯影裝置212以用於將經曝光圖案顯影成實體抗蝕劑圖案。在所有此等裝置之間，基板處置系統負責支撐基板且將基板自一台裝置轉移至下一台裝置。常常被集體地稱作「塗佈顯影系統」之此等裝置係在塗佈顯影系統控制單元之控制下，塗佈顯影系統控制單元自身受到監督控制系統SCS控制，監督控制系統SCS亦經由微影裝置控制單元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。監督控制系統SCS接收配方資訊R，該配方資訊R極詳細地提供待執行以產生每一經圖案化基板之步驟的定義。
一旦已在微影製造單元中施加並顯影圖案，就將經圖案化基板220轉移至諸如在222、224、226處說明之其他處理裝置。廣泛範圍之處理步驟係由典型製造設施中之各種裝置來實施。出於實例起見，此實施例中之裝置222為蝕刻站，且裝置224執行蝕刻後退火步驟。在另外裝置226等中應用另外物理及/或化學處理步驟。可需要眾多類型之操作以製造實際器件，諸如材料沈積、表面材料特性改質(氧化、摻雜、離子植入等)、化學機械拋光(CMP)等等。實務上，裝置226可表示在一或多個裝置中執行之一系列不同處理步驟。
眾所周知，半導體器件之製造涉及此處理之許多重複，以在基板上逐層地建置具有適當材料及圖案之器件結構。因此，到達微影叢集之基板230可為新近製備之基板，或其可為先前已在此叢集中或在另一裝置中完全地被處理之基板。相似地，取決於所需處理，離開裝置226之基板232可經返回以用於同一微影叢集中之後續圖案化操作，其可經指定以用於不同叢集中之圖案化操作，或其可為待發送以供切塊及封裝之成品。
產品結構之每一層需要程序步驟之不同集合，且用於每一層處之裝置226可在類型方面完全不同。另外，即使在待由裝置226應用之處理步驟在大型設施中標稱地相同的情況下，亦可存在並行地工作以對不同基板執行步驟226之若干假設相同的機器。此等機器之間的小設置差異或疵點可意謂其以不同方式影響不同基板。即使對於每一層相對而言為共同的步驟，諸如蝕刻(裝置222)亦可由標稱地相同但並行地工作以最大化產出率之若干蝕刻裝置來實施。此外，實務上，不同層根據待蝕刻之材料的細節需要不同蝕刻程序，例如化學蝕刻、電漿蝕刻，且需要特定要求，諸如(例如)各向異性蝕刻。
可在如剛才所提及之其他微影裝置中執行先前及/或後續程序，且可甚至在不同類型之微影裝置中執行先前及/或後續程序。舉例而言，器件製造程序中之在諸如解析度及疊對之參數上要求極高的一些層相比於要求較不高之其他層可在更進階微影工具中來執行。因此，一些層可曝光於浸潤型微影工具中，而其他層曝光於「乾式」工具中。一些層可曝光於在DUV波長下工作之工具中，而其他層係使用EUV波長輻射來曝光。
為了正確地且一致地曝光由微影裝置曝光之基板，需要檢測經曝光基板以量測屬性，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等。因此，定位有微影製造單元LC之製造設施亦可包括一或多個度量衡系統。度量衡系統可包括單機度量衡裝置MET 240及/或整合式度量衡裝置IM 207。單機度量衡裝置MET 240收納已在微影製造單元中處理之基板W中之一些或全部以用於離線執行量測。整合式度量衡裝置IM 207執行線內量測且整合至塗佈顯影系統中以緊接在曝光之後收納及量測基板W中之一些或全部。將度量衡結果直接或間接地提供至監督控制系統(SCS) 238。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光進行調整，尤其是在可足夠迅速地且快速地完成度量衡以使得同一批量之其他基板仍待曝光的情況下。
現代微影生產設施中之度量衡裝置之常見實例為散射計，例如，角度解析散射計或光譜散射計，且其通常可經應用以在裝置222中之蝕刻之前量測在220處之經顯影基板之屬性。在使用單機度量衡裝置240及/或整合式度量衡裝置207的情況下，可判定(例如)諸如疊對或臨界尺寸(CD)之重要效能參數不滿足經顯影抗蝕劑中之指定準確度要求。在蝕刻步驟之前，存在經由微影叢集剝離經顯影抗蝕劑且重新處理基板220的機會。亦眾所周知，藉由監督控制系統SCS及/或控制單元LACU 206隨著時間推移進行小幅度調整，可使用來自裝置240之度量衡結果242以維持微影叢集中之圖案化操作之準確效能，藉此最小化製得不合格產品且需要重工之風險。當然，度量衡裝置240及/或其他度量衡裝置(圖中未繪示)可經應用以量測經處理基板232、234及引入基板230之屬性。
圖2之(a)展示度量衡裝置。單機度量衡裝置240及/或整合式度量衡裝置207可包含(例如)此度量衡裝置或任何其他合適度量衡裝置。圖2之(b)中更詳細地說明目標T及用以照明該目標之量測輻射之繞射射線。所說明之度量衡裝置屬於被稱為暗場度量衡裝置之類型。度量衡裝置可為單機器件，或併入於(例如)量測站處之微影裝置LA中抑或微影製造單元LC中。由點線O表示貫穿裝置具有若干分支之光軸。在此裝置中，由源11 (例如，氙氣燈)發射之光係經由光束分裂器15由包含透鏡12、14及物鏡16之光學系統導向至基板W上。此等透鏡係以4F配置之雙重序列進行配置。可使用不同透鏡配置，其限制條件為：該透鏡配置仍將基板影像提供至偵測器上，且同時地允許接取中間光瞳平面以用於空間頻率濾光。因此，可藉由定義在呈現基板平面之空間光譜之平面(此處被稱作(共軛)光瞳平面)中的空間強度分佈來選擇輻射入射於基板上之角度範圍。詳言之，可藉由在為物鏡光瞳平面之背向投影式影像之平面中在透鏡12與14之間插入合適形式之孔徑板13來進行此選擇。在所說明實例中，孔徑板13具有不同形式，被標註為13N及13S，從而允許選擇不同照明模式。本實例中之照明系統形成離軸照明模式。在第一照明模式中，孔徑板13N提供自僅出於描述起見被指明為「北」之方向之離軸。在第二照明模式中，孔徑板13S係用以提供相似照明，但提供來自被標註為「南」之相對方向之照明。藉由使用不同孔徑，其他照明模式係可能的。光瞳平面之其餘部分理想地暗，此係由於所要照明模式外部之任何不必要光將干涉所要量測信號。
如圖2之(b)中所展示，目標T經置放成使得基板W垂直於物鏡16之光軸O。基板W可由支撐件(圖中未繪示)支撐。與軸線O成一角度而照射於目標T上之量測輻射射線I引起一個零階射線(實線0)及兩個一階射線(點鏈線+1及雙點鏈點線-1)。應記住，在運用填充過度之小目標的情況下，此等射線僅僅為覆蓋包括度量衡目標T及其他特徵之基板區域的許多平行射線中之一者。由於板13中之孔徑具有有限寬度(為接納有用量之光所必要)，故入射射線I事實上將佔據一角度範圍，且繞射射線0及+1/-1將稍微散開。根據小目標之點散佈函數(point spread function)，每一階+1及-1將遍及一角度範圍而進一步散佈，而非如所展示之單一理想射線。應注意，目標之光柵間距及照明角度可經設計或經調整成使得進入物鏡之一階射線與中心光軸接近地對準。圖2之(a)及圖2之(b)中所說明之射線被展示為稍微離軸，以純粹地使其能夠在圖解中被更容易地區分。
由基板W上之目標T繞射之至少0階及+1階係由物鏡16收集，且被返回導向通過光束分裂器15。返回至圖2之(a)，藉由指明被標註為北(N)及南(S)之完全相反孔徑來說明第一照明模式及第二照明模式兩者。當量測輻射之入射射線I來自光軸之北側時(亦即，當使用孔徑板13N來應用第一照明模式時)，被標註為+1(N)之+1繞射射線進入物鏡16。與此對比，當使用孔徑板13S來應用第二照明模式時，-1繞射射線(標註為-1(S))為進入透鏡16之繞射射線。
第二光束分裂器17將繞射光束劃分成兩個量測分支。在第一量測分支中，光學系統18使用零階繞射光束及一階繞射光束而在第一感測器19 (例如，CCD或CMOS感測器)上形成目標之繞射光譜(光瞳平面影像)。每一繞射階射中感測器上之一不同點，使得影像處理可比較及對比若干階。由感測器19捕捉之光瞳平面影像可用於聚焦度量衡裝置及/或正規化一階光束之強度量測。亦可出於諸如重建構之許多量測目的來使用光瞳平面影像。
在第二量測分支中，光學系統20、22在感測器23 (例如CCD或CMOS感測器)上形成目標T之影像。在第二量測分支中，在與光瞳平面共軛之平面中提供孔徑光闌21。孔徑光闌21用以阻擋零階繞射光束，使得形成於感測器23上之目標之影像係僅由-1或+1一階光束形成。由感測器19及23捕捉之影像經輸出至處理影像之處理器PU，該處理器之功能將取決於正被執行之量測之特定類型。應注意，此處在廣泛意義上使用術語「影像」。因而，若存在-1階及+1階中之僅一者，則將不形成光柵線之影像。
圖2中所展示之孔徑板13及場光闌21之特定形式純粹為實例。在本發明之另一實施例中，使用目標之同軸照明，且使用具有離軸孔徑之孔徑光闌以將實質上僅一個一階繞射光傳遞至感測器。在又其他實施例中，代替一階光束或除了一階光束以外，亦在量測中使用二階光束、三階光束及高階光束(圖2中未繪示)。
為了使量測輻射可適應於此等不同類型之量測，孔徑板13可包含圍繞圓盤而形成之多個孔徑圖案，該圓盤旋轉以使所要圖案處於適當位置。應注意，孔徑板13N或13S可僅用以量測在一個方向(取決於設置而為X或Y)上定向之光柵。為了量測正交光柵，可實施達90°及270°之目標旋轉。上文所提及之先前已公佈申請案中描述此等孔徑板之使用以及裝置之眾多其他變化及應用。
在一些狀況下，度量衡裝置可允許選擇量測輻射之波長及/或頻寬。此設施通常用以最佳化用以增加量測敏感度之波長，此係由於量測敏感度通常以逐堆疊為基礎隨著波長而變化(常常被稱作擺動曲線)。通常，量測輻射之頻寬經維持為相當窄的或極窄的。已知較寬頻寬對量測品質有不利的影響且因此對量測準確度有負面效應。
通常對大小減小——例如減小至10微米乘10微米或5微米乘5微米(或甚至更小)之目標執行度量衡。此可出於多個原因來進行，例如使得目標可定位於產品特徵當中，而非定位於切割道中且最小化其在倍縮光罩或晶圓上佔據之面積。此類目標可大於(填充不足之量測)或小於(填充過度之量測)照明光點且可由晶圓上之產品結構環繞。此類目標可包含可在一個影像中量測之多個光柵。然而，隨著目標之大小減小，產出率成為問題。執行完整量測所花費的時間常常被稱作移動-獲取-量測(MAM)時間。此MAM時間之獲取部分將尤其取決於每秒入射於目標上之光子之數目(光子速率) (除了取決於諸如感測器之透射率及光柵之繞射效率之其他參數以外)。隨著目標大小減小(例如至5平方微米或更小)，光子速率亦減小，所有其他條件相等(例如針對給定照明強度及頻寬)，此係由於愈來愈小的照明光點用以適合在小目標內。在典型配置中，為了達成光瞳影像中之足夠的信雜比特性，可藉由增加積分時間來增加可用於量測之光子之數目，從而導致較高MAM時間及較低產出率。
用以解決此問題之方法可包含增加源之總體強度(亮度)、改良將量測輻射導向至目標及自目標導向量測輻射的光學件之透射率，或增加攝影機效率。然而，此等解決方案中無一者實施起來簡單或無關緊要，此係由於其需要相當大的支出及硬體改變。
因此，提議藉由增加量測輻射之頻寬而增加可用於量測之光子(光子速率)。然而，如已經提及，增加頻寬輻射可對量測品質有不利的效應。除了此情形以外，增加之頻寬影響量測品質之程度取決於應用；例如正被量測之結構/目標/堆疊屬性。因而，並不建議在不評估增加之頻寬對量測之影響的情況下簡單地增加頻寬。
因此提議最佳化在針對每一應用之量測中所使用的量測輻射之頻寬。就此而言，不同應用可指例如以下各者中之不同的一或多者：
· 所執行之量測之類型、
· 所使用之量測裝置之類型、
· 所使用之實際量測裝置(例如屬於特定類型；例如包含多個掃描器之製造位點內之實際掃描器)、
· 正被量測之目標或結構之類型、
· 正被量測之堆疊之屬性、
· 基板上之目標之位置、
· 用以自偵測到之輻射計算所關注參數之量測演算法、
· 任何其他量測輻射參數(例如中心波長、偏振、強度、相對於基板之入射角)。
此選擇頻寬(及可能波長)之能力可經實施為照明源之部分。舉例而言，量測裝置可具備輻射源，該輻射源允許選擇所選擇(及可選擇)的中心波長周圍之頻寬。在替代性配置中，WO 2017/153130 (以引用方式併入本文中)描述使能夠使用兩個邊緣通過LVF (一個為長波通LVF且一個為短波通LVF)之組合以產生可調諧的通帶來進行頻寬選擇之濾光器配置。此濾光器配置可與多波長源一起使用，多波長源例如包含波長之連續光譜的白光或多波長源。藉由將兩個濾光器移動在一起，可連續地調整中心波長，且藉由相對於彼此移動該等濾光器，亦可調諧組合式濾光器之頻寬。此等度量衡配置中之任一者或實現頻寬之選擇/最佳化的任何其他配置可用於本文中所描述之方法中。
最佳化每應用之量測輻射頻寬的主要益處為：在MAM時間及因此產出率方面存在潛在的益處。對於量測品質對增加之頻寬較不敏感之應用而言，狀況尤其如此。最佳化可基於多個準則中之一或多者。主要目標為儘可能地增加頻寬，同時將量測品質維持在可接受的位準，因此限定增加之頻寬之影響。
所提議概念可包含頻寬最佳化階段。頻寬最佳化階段可包含評估頻寬影響，其中頻寬影響為與使用較窄參考頻寬(例如通常在目前所使用，或較窄的頻寬)相比，針對一量測使用較寬頻寬照明對量測(例如量測品質及/或值)的影響。在特定實施例中，可將參考頻寬定義為窄於15奈米之頻寬、窄於10奈米之頻寬、窄於5奈米之頻寬，或在5奈米至15奈米之範圍內之頻寬。在特定實施例中，用於照明之較寬頻寬可為寬於10奈米之頻寬(假定參考頻寬窄於10奈米)、寬於15奈米之頻寬、寬於20奈米之頻寬、寬於30奈米之頻寬，或在20奈米至50奈米之範圍內之頻寬。
在一實施例中，方法可包含評估使用具有多個較寬頻寬之照明相對於使用具有參考頻寬之照明對量測的頻寬影響。可接著選擇頻寬影響可接受之最寬頻寬，例如頻寬影響滿足關鍵效能指示符(KPI)之最寬頻寬。一個KPI可為抑制臨限值，使得僅低於抑制臨限值之頻寬影響值被認為可接受的。每一頻寬影響值可包含使用對應較寬頻寬輻射之量測值與使用參考頻寬輻射之量測值之間的差。在此實施例中，抑制臨限值可包含抑制臨限值差。
更特定言之，此方法可包含運用增加頻寬之輻射執行相同的量測，直至頻寬影響值超過抑制臨限值。可接著選擇與緊接在超過抑制臨限值之前之量測相關的頻寬，作為用於執行針對彼特定應用之量測之最佳化頻寬。
可以多種方式評估頻寬影響。用於評估頻寬影響之一種方法可包含比較使用較寬頻寬照明所執行之量測與使用參考頻寬照明所執行之量測之間的原始或經濾光(例如經z濾光)偵測到之影像(例如光瞳平面影像或影像平面影像，此取決於度量衡方法)之差。在此實施例中，較寬頻寬照明之頻寬可增加，且針對偵測到之影像相對於參考影像(對應於參考頻寬)所獲得的對應差值可增加，直至該差超過臨限值差。
替代地，可對自偵測到之影像判定之參數值執行比較。舉例而言，可以在其他方面與影像比較相似之方式比較量測參數值(各自對應於正被評估之較寬頻寬)相對於參考參數值(對應於參考頻寬)之改變與臨限值參數值改變。純粹作為實例，量測參數值可為疊對、焦點、劑量、臨界尺寸或側壁角等。
在另一實施例中，可對量測集合進行全域比較(例如指紋比較，其比較較寬頻寬指紋與參考(窄頻帶)指紋)。舉例而言，可在不同的第一量測(各自對應於經評估之較寬頻寬)集合相對於參考量測(對應於參考頻寬且在與第一量測集合相同的部位處經量測)集合之間進行點對點比較以獲得正被評估之每一較寬頻寬之差異圖(頻寬影響圖)。舉例而言，此比較可為每基板、每場或每區(例如基板邊緣對基板中心且可能亦包括一或多個中間區)，以便分別獲得跨基板頻寬影響圖、跨場頻寬影響圖或跨區頻寬影響圖。最佳化可使得點對點比較評估每一點相對於其他點之頻寬影響，而非評估總體頻寬影響。此係由於對於一些應用，有可能橫越基板(或橫越場/區)之均一的影響(例如點對點差)比以不同方式影響每一點之非均一影響更可接受。因而，比較可包含變化度量比較，諸如標準偏差(例如3σ)比較。在與已經描述相似之方法中，此實施例可包含判定每一頻寬影響圖之變化度量是否超過臨限值，且選擇對應於不超過臨限值之頻寬影響圖的最寬頻寬。
視情況，除了最佳化頻寬以最小化較寬頻寬對量測之影響以外，亦提議量測判定(亦即，所使用之量測計算或演算法)考量較寬頻寬之影響。以此方式，可進一步減小及/或校正較寬頻寬之影響。替代地或另外，此類方法可提供用於在頻寬最佳化階段中增加頻寬的進一步範疇。舉例而言，減小較寬頻寬之實際影響可允許提高抑制臨限值，藉此允許在量測期間使用更寬的頻寬。
用於考量頻寬影響之一項實施例可包含使用與(至少一個)窄參考頻寬相關之參考資料以訓練量測演算法從而考量頻寬影響。任何合適的機器學習技術可用於訓練(例如合適的回歸分析)。參考資料可鏈接至對應的較寬頻寬量測。可接著獲悉參考資料與較寬頻寬量測之間的關係。接著，在實際量測期間(例如在生產設定中)，可將此關係(及基於其之校正)應用至實際上執行之較寬頻寬量測，以減輕較寬頻寬之效應；亦即，以使量測值更接近於在已使用窄頻帶輻射的情況下將已觀測到的量測值。
在另一實施例中，更特定言之在量測係以模型為基礎(例如使用重建構技術之量測)的情況下，考量頻寬影響可包含考量經模型化回應(例如經模型化繞射圖案、經模型化光瞳等)之模擬中之頻寬。此類以模型為基礎之量測係熟知的且可包含依據多個參數(例如一些參數固定且一些參數為變數)模型化正被量測之結構且模型化回應(亦即，偵測到之強度圖案)。可接著比較此經模型化回應與實際偵測到之強度圖案，其中使可變參數中之一或多者變化以最小化經量測回應與經模型化回應之間的差。當該差最小時之參數值可被視為經量測結構之實際值。若模型考量實際上用於量測中之量測輻射之(較寬)頻寬，則可執行較準確的重建構。在一實施例中，為了簡化及加速模擬，可藉由量測輻射近似有限頻寬多頻帶(例如連續)輻射，該量測輻射包含在量測輻射之實際頻寬範圍內延伸的兩個或多於兩個窄頻帶輻射源。在此特定內容背景內，窄頻帶可意謂不寬於10奈米或不寬於5奈米。因而，可將包含700奈米至730奈米之連續頻帶之量測輻射近似為處於700奈米及730奈米之兩個窄頻帶源。在一實施例中，經選擇為近似連續波長帶的實際(例如兩個)波長亦將取決於連續波長帶之形狀。
圖3為描述根據一實施例之方法的流程圖。在頻寬最佳化階段300中，可使用具有參考(例如窄)頻寬之輻射來進行(305)結構之至少一個參考量測。在步驟310處，使用具有比參考頻寬更寬的頻寬之輻射來進行結構之另一量測。在步驟315處，判定頻寬影響，例如作為在步驟305處進行之參考量測與在步驟310處進行之量測之間的差之量度。在步驟320處，判定頻寬影響是否超過抑制臨限值。若否，則頻寬進一步增加(步驟325)且重複步驟310至320直至頻寬影響超過抑制臨限值。當此情形發生時，選擇(步驟330)對應頻寬影響並不超過抑制臨限值之最寬頻寬作為彼應用之最佳化頻寬。接著，在對應於與頻寬最佳化階段300相同之應用的生產階段335，使用具有在步驟330處所選擇之最佳化頻寬之量測輻射來執行(340)量測。在步驟345處，接著自在步驟340處執行之量測判定量測值。視情況，此判定步驟345可包含考量量測值之計算中的頻寬影響。
本文所描述之方法可導致顯著更多光子在給定時間範圍內入射於給定目標上，同時維持可接受的量測品質。因而，相比於運用窄頻帶輻射執行量測，量測產出率可得以增加。
在以下編號條項中描述根據本發明之另外實施例：
1. 一種最佳化用於一量測應用之量測照明之頻寬的方法，該方法包含：
運用具有一參考頻寬之參考量測照明來執行一參考量測；
執行一或多個最佳化量測，該一或多個最佳化量測中之每一者係運用具有一變化之候選頻寬之量測照明予以執行；
比較該一或多個最佳化量測與該參考量測；及
基於該比較選擇用於該量測應用之一最佳頻寬。
2. 如條項1之方法，其中該比較步驟包含藉由比較該一或多個最佳化量測中之每一者與該參考量測來判定用於該一或多個最佳化量測中之每一者之一頻寬影響值。
3. 如條項2之方法，其中該選擇一最佳頻寬之步驟包含選擇該頻寬影響值滿足一效能指示符的該等候選頻寬之最寬頻寬。
4. 如條項3之方法，其中該效能指示符包含一抑制臨限值，使得該最佳頻寬對應於該頻寬影響值低於該抑制臨限值的最寬候選頻寬。
5. 如條項4之方法，其中執行該執行一或多個最佳化量測之步驟及該比較步驟，使得該變化之候選頻寬增加且進行該比較直至該頻寬影響值超過該抑制臨限值。
6. 如條項2至5中任一項之方法，其中每一頻寬影響值包含一最佳化量測與該參考量測之間的一差。
7. 如任一前述條項之方法，其中該變化之候選頻寬之每一候選頻寬比該參考頻寬更寬。
8. 如任一前述條項之方法，其中該比較步驟包含比較自該一或多個最佳化量測中之每一者所獲得的偵測到之影像與在該參考量測期間所獲得的一偵測到之影像。
9. 如條項1至7中任一項之方法，其中該比較步驟包含比較自該一或多個最佳化量測中之每一者計算之參數值與自該參考量測計算之一參數值。
10. 如條項1至7中任一項之方法，其中：
該參考量測包含在一基板上之多個不同部位處執行之一參考量測集合；
該一或多個最佳化量測中之每一者包含在該基板上之該多個不同部位處執行之一最佳化量測集合；且
該比較步驟包含在該一或多個最佳化量測集合中之每一者與該參考量測集合之間在該等部位中之每一者處之一點對點比較。
11. 如條項10之方法，其中該等部位遍及該基板、遍及一基板場或遍及一基板區而分佈。
12. 如條項10或11之方法，其中該比較包含一變化度量之一比較，該變化度量比較正被比較之每一量測集合中之變化之量。
13. 如任一前述條項之方法，其包含運用具有該最佳頻寬之最佳頻寬量測照明來執行一量測之步驟。
14. 如條項13之方法，其包含以下另外步驟：
自該量測判定用於一所關注參數之一參數值，同時減輕使用該最佳頻寬量測照明相對於使用具有該參考頻寬之量測照明的效應。
15. 如條項14之方法，其中該減輕使用該最佳頻寬量測照明之該效應包含自對應於該最佳頻寬之量測資料與對應於該參考頻寬之參考資料之間的一經判定關係判定對該參數值之一校正。
16. 如條項15之方法，其中已經由一機器學習方法判定該判定關係，該機器學習方法將對應於該參考頻寬之該參考資料與對應於該最佳頻寬之該量測資料鏈接。
17. 如條項14之方法，其中使用一經模擬量測以判定一經模型化回應來判定該參數值，且該減輕使用該最佳頻寬量測照明之該效應包含考量該最佳頻寬量測照明對該經模擬量測及該經模型化回應之效應。
18. 如條項17之方法，其中藉由模擬在橫越該最佳頻寬而分佈之波長下之兩個或多於兩個窄頻帶源的使用來近似該經模擬量測中之該最佳頻寬之該效應。
19. 一種在一量測應用中使用量測照明執行一量測之方法，該方法包含最佳化用於該量測應用之該量測照明之頻寬。
20. 如條項19之方法，其中該最佳化該量測照明之頻寬之步驟包含執行如條項1至18中任一項之方法。
21. 一種度量衡裝置，其包含：
一照明源，其可操作以提供量測照明；及
一處理器，其可操作以最佳化用於每一量測應用之該量測照明之頻寬。
22. 一種度量衡裝置，其可進一步操作以執行如條項1至18中任一項之方法。
23. 如條項21或22之度量衡裝置，其進一步包含：
用於一基板之一支撐件；及
一光學系統，其用於運用該量測照明量測該基板上之一結構。
24. 一種非暫時性電腦程式產品，其包含用於致使一處理器導致執行如條項1至18中任一項之方法的機器可讀指令。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例之使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如壓印微影)中，且在內容背景允許之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、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在5奈米至20奈米之範圍內之波長)；以及粒子束(諸如離子束或電子束)。
術語「透鏡」在內容背景允許時可指各種類型之光學組件中之任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
對特定實施例之前述描述將因此充分地揭露本發明之一般性質：在不脫離本發明之一般概念的情況下，其他人可藉由應用熟習此項技術者所瞭解之知識針對各種應用而容易地修改及/或調適此等特定實施例，而無需進行不當實驗。因此，基於本文中所呈現之教示及指導，此等調適及修改意欲在所揭示之實施例之等效者的涵義及範圍內。應理解，本文中之措辭或術語係出於例如描述而非限制之目的，以使得本說明書之術語或措辭待由熟習此項技術者按照該等教示及該指導進行解譯。
本發明之廣度及範疇不應受上述例示性實施例中之任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及其等效者進行界定。
0‧‧‧零階射線/繞射射線
+1‧‧‧一階射線/繞射射線
-1‧‧‧一階射線/繞射射線
+1(N)‧‧‧+1繞射射線
-1(S)‧‧‧-1繞射射線
11‧‧‧源
12‧‧‧透鏡
13‧‧‧孔徑板
13N‧‧‧孔徑板
13S‧‧‧孔徑板
14‧‧‧透鏡
15‧‧‧光束分裂器
16‧‧‧物鏡/透鏡
17‧‧‧第二光束分裂器
18‧‧‧光學系統
19‧‧‧第一感測器
20‧‧‧光學系統
21‧‧‧孔徑光闌/場光闌
22‧‧‧光學系統
23‧‧‧感測器
200‧‧‧微影裝置LA/微影工具
202‧‧‧量測站MEA
204‧‧‧曝光站EXP
206‧‧‧微影裝置控制單元LACU
207‧‧‧整合式度量衡裝置IM
208‧‧‧塗佈裝置
210‧‧‧烘烤裝置
212‧‧‧顯影裝置
220‧‧‧經圖案化基板
222‧‧‧處理裝置
224‧‧‧處理裝置
226‧‧‧處理裝置/步驟
230‧‧‧引入基板
232‧‧‧經處理基板
234‧‧‧經處理基板
240‧‧‧單機度量衡裝置MET
242‧‧‧度量衡結果
300‧‧‧頻寬最佳化階段
305‧‧‧步驟
310‧‧‧步驟
315‧‧‧步驟
320‧‧‧步驟
325‧‧‧步驟
330‧‧‧步驟
335‧‧‧生產階段
340‧‧‧步驟
345‧‧‧判定步驟
I‧‧‧量測輻射射線/入射射線
MA‧‧‧倍縮光罩
O‧‧‧光軸
PU‧‧‧處理器
R‧‧‧配方資訊
SCS‧‧‧監督控制系統
T‧‧‧度量衡目標
W‧‧‧基板
現在將參看隨附圖式僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中：
圖1描繪微影裝置連同形成用於半導體器件之生產設施的其他裝置；
圖2包含(a)供用於使用第一對照明孔徑來量測目標之暗場散射計的示意圖、(b)給定照明方向之目標光柵之繞射光譜的細節；及
圖3為描述根據本發明之一實施例之方法的流程圖。
300‧‧‧頻寬最佳化階段
305‧‧‧步驟
310‧‧‧步驟
315‧‧‧步驟
320‧‧‧步驟
325‧‧‧步驟
330‧‧‧步驟
335‧‧‧生產階段
340‧‧‧步驟
345‧‧‧判定步驟
Claims (15)
- 一種最佳化用於一量測應用之量測照明之頻寬的方法，該方法包含：運用具有一參考頻寬之參考量測照明來執行一參考量測；執行一或多個最佳化量測，該一或多個最佳化量測中之每一者係運用具有一變化之候選頻寬(varied candidate bandwidth)之量測照明予以執行；比較該一或多個最佳化量測與該參考量測；及基於該比較選擇用於該量測應用之一最佳頻寬。
- 如請求項1之方法，其中該比較步驟包含：藉由比較該一或多個最佳化量測中之每一者與該參考量測來判定用於該一或多個最佳化量測中之每一者之一頻寬影響值。
- 如請求項2之方法，其中該選擇一最佳頻寬之步驟包含：選擇該頻寬影響值(impact value)滿足一效能指示符(performance indicator)的該等候選頻寬之最寬頻寬。
- 如請求項3之方法，其中該效能指示符包含一抑制(rejection)臨限值，使得該最佳頻寬對應於該頻寬影響值低於該抑制臨限值的最寬候選頻寬。
- 如請求項4之方法，其中執行該執行一或多個最佳化量測之步驟及該比較步驟，使得該變化之候選頻寬增加且進行該比較直至該頻寬影響值超過該抑制臨限值。
- 如請求項2至5中任一項之方法，其中每一頻寬影響值包含一最佳化量測與該參考量測之間的一差。
- 如請求項1至5中任一項之方法，其中該變化之候選頻寬之每一候選頻寬比該參考頻寬更寬。
- 如請求項1至5中任一項之方法，其中該比較步驟包含：比較自該一或多個最佳化量測中之每一者所獲得的偵測到之影像與在該參考量測期間所獲得的一偵測到之影像。
- 如請求項1至5中任一項之方法，其中該比較步驟包含：比較自該一或多個最佳化量測中之每一者計算之參數值與自該參考量測計算之一參數值。
- 如請求項1至5中任一項之方法，其中：該參考量測包含在一基板上之多個不同部位處執行之一參考量測集合；該一或多個最佳化量測中之每一者包含在該基板上之該多個不同部位處執行之一最佳化量測集合；且 該比較步驟包含在該一或多個最佳化量測集合中之每一者與該參考量測集合之間在該等部位中之每一者處之一點對點比較。
- 如請求項10之方法，其中該等部位遍及(distributed over)該基板、遍及一基板場或遍及一基板區而分佈。
- 如請求項10之方法，其中該比較包含一變化度量(variation metric)之一比較，該變化度量比較正被比較之每一量測集合中之變化之量。
- 如請求項1至5中任一項之方法，其包含運用具有該最佳頻寬之最佳頻寬量測照明來執行一量測之步驟。
- 如請求項13之方法，其包含以下另外步驟：自該量測判定用於一所關注參數之一參數值，同時減輕使用該最佳頻寬量測照明相對於使用具有該參考頻寬之量測照明的效應。
- 如請求項14之方法，其中該減輕使用該最佳頻寬量測照明之該效應包含：自對應於該最佳頻寬之量測資料與對應於該參考頻寬之參考資料之間的一經判定關係判定對該參數值之一校正。
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