TWI711888B - 用於微影的場內製程控制 - Google Patents

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Abstract

在一些實施例中，本申請案係關於一種用於一微影工具之製程控制之方法及系統。該方法將一參考圖案轉印至一參考工件之曝光場以形成重疊參考層對。量測該等重疊參考層之間的未對準以形成第一基線映圖及第二基線映圖，且自該第一基線映圖及該第二基線映圖形成一△基線映圖。將一生產圖案轉印至一生產工件之曝光場以形成在第一生產層上方進行配置且與第一生產層對準之第二生產層。量測該第一生產層與該第二生產層之間的未對準以形成一生產映圖。變換該△基線映圖且隨後與該述生產映圖相加，以形成一最終生產映圖。

Description

用於微影的場內製程控制
本揭露係關於一種半導體方法，特別針對用於微影之場內製程控制技術提出改善。
在積體電路(IC)之製造期間，執行半導體製造製程之多步序列以在工件上逐漸形成電子電路。一個此半導體製造製程為微影。微影為使用輻射(例如，光)將圖案自光罩轉印至工件之製程。
在一些實施例中，本揭露係關於一種用於微影工具之場內製程控制之方法。該方法包含接收第一基線映圖及第二基線映圖，其將分佈於一參考工件之參考特徵對之未對準描述成該參考工件上位置之函數。該方法進一步包含判定作為第一基線映圖與第二基線映圖之間的差的△基線映圖。該方法進一步包含接收一生產映圖，其將分佈於一生產工件之生產特徵對之未對準描述成該生產工件上位置之函數。該方法進一步包含將該△基線映圖之曝光場個別地變換成該生產映圖之對應曝光場，且隨後將該等經變換曝光場加入該生產映圖，以形成一最終生產映圖。該方法進一步包含基於最終生產映圖更新微影工具之參數。
100‧‧‧微影系統
102‧‧‧微影工具
104‧‧‧參考工件
104a‧‧‧參考工件
104b‧‧‧參考工件
106‧‧‧參考曝光場
108‧‧‧參考光罩
110‧‧‧參考層對
112‧‧‧計量工具
112a‧‧‧第一計量工具
112b‧‧‧第二計量工具
114‧‧‧基線映圖
115‧‧‧記憶體元件
116‧‧‧△基線映圖
118‧‧‧生產工件
118a‧‧‧生產工件
118b‧‧‧生產工件
120‧‧‧生產曝光場
122‧‧‧生產層對/第一生產層
124‧‧‧生產光罩
126‧‧‧生產映圖
128‧‧‧整合模組
130‧‧‧生產配方
200‧‧‧浸沒式微影系統
201‧‧‧浸沒式微影掃描工具
202‧‧‧照明機構
204‧‧‧輻射
206‧‧‧光罩
208‧‧‧液體介質
210‧‧‧半導體工件
212‧‧‧曝光場
214‧‧‧控制單元
216‧‧‧旋塗模組
300‧‧‧示意圖
302‧‧‧第一基線映圖
304‧‧‧第二基線映圖
306‧‧‧剝離工具
307‧‧‧第一減法模組
308‧‧‧第一生產映圖
310‧‧‧第二生產映圖
312‧‧‧變換模組
314‧‧‧經變換△基線映圖
315‧‧‧加法模組
316‧‧‧最終生產映圖/模組
318`‧‧‧製程校正模型/模組
319‧‧‧第二減法模組
320‧‧‧△生產映圖
322‧‧‧比較模組
324‧‧‧條件告警模組
400‧‧‧示意圖
402‧‧‧特徵對
404‧‧‧第一參考特徵
406‧‧‧第二參考特徵
408‧‧‧第一向量/位移向量
410‧‧‧第二向量/位移向量
412‧‧‧△基線矢量
414‧‧‧基線校正模型
416‧‧‧基線配方
418‧‧‧值
500‧‧‧示意圖
502‧‧‧第一生產特徵
504‧‧‧生產特徵對/第二生產特徵
506‧‧‧第二生產特徵
508‧‧‧位移向量/第一向量
510‧‧‧經變換曝光場
512‧‧‧第二向量
514‧‧‧經變換未對準量測
516‧‧‧校正
600‧‧‧示意圖
602‧‧‧位移向量/第二向量
604‧‧‧△生產向量
700‧‧‧方法/方塊圖
702‧‧‧步驟
704‧‧‧步驟
706‧‧‧步驟
708‧‧‧步驟
710‧‧‧步驟
712‧‧‧步驟
714‧‧‧步驟
716‧‧‧步驟
718‧‧‧步驟
D‧‧‧距離
當結合附圖閱讀時，自以下詳細描述最佳地理解本揭露之各態 樣。應注意，根據行業中之標準慣例，各種特徵未按比例繪製。實際上，為了論述清楚起見，可任意增加或減小各種特徵之尺寸。
圖1說明用於提供場內製程控制之微影系統之一些實施例的示意圖。
圖2說明經組態以提供場內製程控制之微影工具之一些實施例的示意圖。
圖3說明用於提供場內製程控制之微影系統之較詳細實施例的示意圖。
圖4說明用於產生△基線映圖之方法之一些實施例的示意圖。
圖5說明用於產生生產配方之方法之一些實施例的示意圖。
圖6說明用於驗證最終生產映圖之方法之一些實施例的示意圖。
圖7說明用於微影工具之場內製程控制之方法之一些實施例的方塊圖。
本揭露提供用於實施本揭露之不同特徵之許多不同實施例或實例。下文描述組件及配置之特定實例以簡化本揭露。當然，此等組件及配置僅為實例且並不意欲為限制性的。舉例而言，在以下描述中，第一特徵在第二特徵上方或上之形成可包括第一特徵及第二特徵直接接觸地形成之實施例，且亦可包括額外特徵可在第一特徵與第二特徵之間形成使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸之實施例。另外，本揭露可在各種實例中重複參考數字及/或字母。此重複係出於簡化及清楚之目的，且本身並不指定所論述之各種實施例及/或組態之間的關係。
此外，為了易於描述，可使用諸如「在...下方」、「在...下」、「下部」、「在...上」、「上部」及其類似者之空間相關術語，以描述如圖中所說明之一個元件或特徵相對於另一元件或特徵之關係。除圖中所描 繪之定向以外，空間相關術語意欲涵蓋在使用或操作中之器件之不同定向。裝置可以其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向)，且本文中所使用之空間相關描述詞同樣可相應地進行解釋。
浸沒式微影為運用具有大於1之折射率之液體介質來代替最終透鏡與工件之間的典型氣隙之微影解析度增強技術。運用液體介質來代替氣隙將解析度增加了與液體之折射率成比例之係數。浸沒式微影掃描器一般包括照明構件、曝光隙縫、透鏡或光罩，及將光自透鏡傳播至工件(諸如，半導體晶圓)之液體介質。透鏡及工件通常相對於彼此移動且在工件上形成曝光場。一般而言，場涵蓋對應於單個積體電路或晶粒之工件之曝光區域。針對單個工件利用複數個曝光區域及場。
微影系統或掃描器經設計成以特定容差而重複地將光罩圖案轉印至工件。然而，微影掃描器特性通常隨時間推移改變，從而造成出現場內漂移。場內改變造成曝光場不當地更改鄰近曝光場。對於非浸沒式微影掃描器，漂移緩慢發生。然而，浸沒式微影掃描器極易受漂移影響，從而可產生在容差以外之圖案且導致有缺陷的積體電路。因此，若圖案不符合規範，則通常需要重工。重工涉及量測所產生之圖案且判定其是否符合規範。若其不符合規範，則需要移除、再塗覆且再曝光光致抗蝕劑或輻射敏感材料。不幸的是，重工為成本高的且耗時的製程。
此外，起初在生產之前使用參考晶圓來校準浸沒式微影掃描器。該校準調整掃描器之特性以補償工具變化且產生預期結果。然而，當在生產中使用掃描器時，可使用其他晶圓大小。此等其他晶圓大小被稱作生產晶圓大小。生產晶圓大小不同於參考晶圓大小，且因此，可導致所產生圖案之另外變化。
在一些實施例中，本申請案係關於一種用於微影工具之場內製程控制之方法及系統。在一些實施例中，將參考圖案重複地轉印至參考 工件之曝光場以形成重疊參考層對。量測重疊參考層之間的未對準以形成第一基線映圖及第二基線映圖。判定第一基線映圖與第二基線映圖之間的差以形成△基線映圖。將生產圖案個別地轉印至生產工件之曝光場以形成在第一生產層上方進行配置且與第一生產層對準之第二生產層。量測第一生產層與第二生產層之間的未對準以形成生產映圖。將△基線映圖之曝光場個別地變換為生產映圖之對應曝光場，且隨後與生產映圖相加，以形成最終生產映圖。基於最終生產映圖更新處理工具之參數。用於場內製程控制之方法及系統減少歸因於漂移及校準之場內變化。藉由減少場內變化，會減少重工，從而減少成本且增加產量。
圖1說明用於提供場內製程控制之所揭示的微影系統100之一些實施例。
微影系統100包含經組態以產生輻射之微影工具102。在一些實施例中，微影工具102可經組態以輸出紫外線幅射(例如，具有大約193奈米之波長)。在一些實施例中，微影工具102可為浸沒式微影工具。微影工具102經組態以根據參考光罩108曝光一或多個參考工件104以在參考工件104上形成複數個參考曝光場106。該複數個曝光場包含對於參考曝光場106為個別的參考層對110。參考層對110包含根據第一參考圖案而圖案化之第一參考層及第二參考層，第二參考層係根據第二參考圖案而圖案化且在第一參考層上方進行配置且與第一參考層對準。
微影工具102經進一步組態以根據生產光罩124曝光一或多個生產工件118以在生產工件118上形成複數個生產曝光場120。生產工件118可具有與參考工件104之大小不同之大小，且生產曝光場120可具有與參考曝光場106之大小及/或形狀不同之大小及/或形狀。生產曝光場120包含生產層對122，其具有根據第一參考圖案而圖案化之第一生產 層及根據第二參考圖案而圖案化且在第一生產層上方進行配置並與第一生產層對準之第二生產層。
計量工具112經組態以對參考工件104進行操作以量測參考層對110之間的未對準。從該等量測形成基線映圖114。基線映圖114對應於不同時間，且將分佈於參考工件104之第一參考層與第二參考層之間的未對準描述成參考工件104上之位置之函數。基於基線映圖114產生△基線映圖116。△基線映圖116為第一基線映圖與第二基線映圖之未對準的改變之映圖。在一些實施例中，基線映圖114及△基線映圖116可儲存於記憶體元件115中。在各種實施例中，記憶體元件115可包含RAM(例如，SRAM、DDRAM等等)、ROM、EEPROM、快閃記憶體、光學儲存裝置，或可用於以電子方式儲存資訊之其他媒體。
計量工具112亦被組態成對生產工件118進行操作以量測生產層對122之未對準以形成生產映圖126。生產映圖126將分佈於所得生產工件118之第一生產層與第二生產層之間的未對準描述成所得生產工件118上之位置之函數。在一些實施例中，生產映圖126亦可儲存於記憶體元件115中或儲存於單獨記憶體元件中。
整合模組128接收△基線映圖116及最新生產映圖，且將△基線映圖116與生產映圖126整合。個別地變換△基線映圖116之曝光場以匹配生產映圖126之對應曝光場，此係由於參考曝光場106及生產曝光場120可具有不同形狀及/或大小。接著將經變換曝光場與生產映圖126之對應曝光場相加以形成最終生產映圖。基於最終生產映圖，整合模組產生校正由最終生產映圖描述之未對準之生產配方130。在一些實施例中，整合模組128可包含一或多個處理單元。
生產配方130包含用於微影工具102之製程參數的校正，其有利地校正來自漂移及/或校準之場內變化。在一些實施例中，該等校正對於最終生產映圖之曝光場為個別的，以便校正來自個別曝光場內之漂 移及/或校準之場內變化。
在產生生產配方130之後，微影工具102可使用生產配方130以形成額外生產及/或參考層。此外，在生產配方130包含對於最終生產映圖之曝光場為個別的校正之一些實施例中，微影工具102可取決於當前層被轉印至的曝光場而在校正之間切換。
圖2為說明使用經修改生產配方之浸沒式微影系統200的圖，經修改生產配方解釋工具漂移及校準變化。
浸沒式微影系統200包含經組態以對半導體工件210執行浸沒式微影製程之浸沒式微影掃描工具201。浸沒式微影掃描工具201包括照明機構202、光罩206及液體介質208。照明機構202可控地產生朝向工件210之輻射204。輻射204傳遞通過液體介質208，液體介質208實質上與半導體工件210之一部分接觸。液體介質208在圖案到達且衝擊工件210上之曝光場212之前按比例調整圖案。一般而言，液體介質208具有大於1之折射率。在一個實例中，液體介質208具有在約1.5與1.8之間的高折射率。由透鏡226施加之圖案由液體介質減小(例如)4x、5x或以其他方式被減小。
浸沒式微影系統200可進一步包含旋塗模組216，其經組態以在感光材料(例如，光致抗蝕劑)被提供至浸沒式微影掃描工具201之前將感光材料提供至工件上。
控制單元214經組態以接收生產配方130且基於生產配方130控制浸沒式微影掃描工具201及/或旋塗模組216之操作參數。在各種實施例中，操作參數可包含輻射強度、曝光持續期間、輻射敏感材料之類型、光罩影像等等。
參看圖3，提供用於控制微影工具102中之場內變化之方法之一些較詳細實施例的示意圖300。
如所說明，將參考工件104提供至微影工具102。在一些實施例 中，參考工件104可(例如)為半導體晶圓。參考工件104包含在參考工件104之前側上進行配置之複數個參考曝光場106。參考曝光場106對應於待個別地曝光於經圖案化輻射之參考工件104之不同區域。
微影工具102與包含特徵之第一參考圖案及特徵之第二參考圖案的一或多個參考光罩108相關聯。在一些實施例中，第一參考圖案與第二參考圖案可為相同的。此外，參考特徵可(例如)均勻分佈於參考光罩108，及/或可為線形狀、方形形狀，或矩形形狀。
在微影工具102處，將第一參考圖案個別地轉印至參考曝光場106以形成根據第一參考圖案而圖案化之第一參考層。隨後，將第二參考圖案個別地轉印至參考曝光場106以形成根據第二參考圖案而圖案化、在第一參考層上方且與第一參考層對準之第二參考層。可(例如)藉由在參考曝光場106上方形成感光層、使輻射傳遞通過參考光罩108以根據參考圖案圖案化感光層以及顯影感光層而將參考圖案轉印至參考曝光場106。
該轉印產生參考工件104，其包含對於參考曝光場106為個別之參考層對110。參考層對110包含根據第一參考圖案而圖案化之對應第一參考層。此外，參考層對110包含根據第二參考圖案而圖案化且在第一參考層上方進行配置並與第一參考層對準之對應第二參考層。
第一計量工具112a收納所得參考工件104且量測參考層對110之未對準。舉例而言，假設第一參考圖案與第二參考圖案相同，則可量測第一參考層及第二參考層中之對應參考特徵之間的橫向位移。基於該等量測，計量工具112a形成及/或更新第一基線映圖302或第二基線映圖304。基線映圖302、304將分佈於所得參考工件104之第一參考層與第二參考層之間的未對準描述成所得參考工件104前側上之位置之函數。
在形成及/或更新第一基線映圖302及/或第二基線映圖304之後， 將△基線映圖116計算為第一基線映圖302與第二基線映圖304之未對準之改變。可藉由使用第一減法模組307自第二基線映圖304減去第一基線映圖302來計算△基線映圖116。
在一些實施例中，第一基線映圖302可緊接在對微影工具102最後執行預防性維護(PM)之後形成，且第二基線映圖304可在再次執行PM之前形成。舉例而言，第一基線映圖302可在對微影工具102執行PM之後形成，且第二基線映圖304可每幾天後(例如，三天後)形成。通常每幾個月(諸如，約每三個月)對微影工具102執行PM。在其他實施例中，第一基線映圖302可在PM之前形成，且第二基線映圖304可在PM之後形成。此外，可週期性地更新第一基線映圖302或第二基線映圖304及△基線映圖116。舉例而言，在形成第一基線映圖302或第二基線映圖304之後，剝離工具306移除第一參考層及第二參考層。上述製程接著重複以更新第一基線映圖302或第二基線映圖304。
亦將生產工件118提供至微影工具102。生產工件118可(例如)為其上形成一或多個層之半導體晶圓。生產工件118包含一或多個第一生產層122，其在生產工件118的前側上經配置成複數個生產曝光場120。第一生產層122包含特徵之一或多個第一生產圖案，例如，金屬線或墊及/或電晶體閘極。生產曝光場120對應於待個別地曝光於經圖案化輻射之生產工件118之不同區域。此外，在一些實施例中，生產曝光場120在一對一基礎上對應於參考曝光場106，及/或對應於積體電路(IC)晶粒。
微影工具102經組態以將第二生產圖案轉印至生產曝光場120，以形成根據該(等)圖案而圖案化之第二生產層，生產曝光場120在第一生產層上方且與第一生產層對準。可藉由在生產曝光場120上方形成感光層、使輻射傳遞通過生產光罩124以根據生產圖案圖案化輻射、將經圖案化輻射聚焦在生產曝光場120上及顯影感光層而將生產圖案 轉印至生產曝光場120。
該等轉印產生生產工件118，其包含對於生產曝光場120為個別之生產層對122。生產層對122包含對應第一生產層。此外，生產層對122包含根據第二生產圖案而圖案化且在第一生產層上方進行配置並與第一生產層對準之對應第二生產層。
第二計量工具112b收納所得生產工件118且量測生產層對122之未對準(例如，生產層之間的橫向位移)。基於該等量測，計量工具112b形成第一生產映圖308或第二生產映圖310。生產映圖308、310將分佈於所得生產工件118之第一生產層與第二生產層之間的未對準描述成所得生產工件118前側上之位置之函數。在一些實施例中，第一計量工具112a與第二計量工具112b為相同的。
△基線映圖116由變換模組312變換，因此△基線映圖116之參考曝光場106匹配第一生產映圖308中之對應生產曝光場120。在一些實施例中，該變換使用影像對齊以將參考曝光場106與對應生產曝光場120個別地對齊。影像對齊可(例如)將個別參考曝光場106按比例調整為對應生產曝光場120之大小。
經變換△基線映圖314傳遞至加法模組315，其中將經變換△基線映圖314與第一生產映圖308相加以形成最終生產映圖316。在一些實施例中，藉由將第一生產映圖308及經變換△基線映圖314中之對應位移向量相加來執行該加法。
最終生產映圖316傳遞至製程校正模型318，以形成校正由最終生產映圖316描述之未對準之生產配方130。在一些實施例中，製程校正模型318包括變換模組312及/或加法模組315。可週期性地更新生產映圖308及310以及生產配方130。舉例而言，新生產映圖可在生產圖案每隔幾次經轉印至生產工件時形成。作為另一實例，較新生產映圖及/或△基線映圖不論何時變得可用，即可形成新生產配方。
生產配方130描述用於微影工具102之製程參數的校正，其校正最終生產映圖316中所描述之未對準。製程參數為微影工具102之參數，其在微影工具102之使用期間為可變的且控制微影工具102如何執行製程。製程參數之實例包括(例如)用以使用之輻射敏感材料或光致抗蝕劑之類型、光罩影像、輻射強度、持續期間、容差值及其類似者。該等校正可為用於製程參數之絕對值(亦即，現有值之替代)或用於製程參數之△值(亦即，現有值之改變)。此外，在一些實施例中，該等校正對於最終生產映圖316之曝光場為個別的以針對曝光場120個別地校正未對準。
生產配方130隨後由微影工具102使用以用於圖案隨後轉印至工件。此外，當形成新生產映圖及/或基線映圖時，會週期性地更新生產配方130。
在一些實施例中，該系統可經組態以執行生產配方130之驗證。在此類實施例中，將△生產映圖320計算為第一生產映圖308與第二生產映圖310之未對準之改變。可藉由使用第二減法模組319自第二生產映圖310減去第一生產映圖308來計算△生產映圖320。接著由比較模組322比較△生產映圖320與經變換△基線映圖314以量化差。基於該比較，條件告警模組324可在符合預定準則的情況下由微影工具102產生告警及/或暫停處理。預定準則可(例如)包括超過一臨限值之經量化差之量值。
應瞭解，在各種實施例中，本文中所描述之模組，例如與圖1及圖3有關的模組(例如，模組128、312、307、315、316、318、319、322、324等等)可由硬體實施，且在一些實施例中，軟體經組態以執行對應功能性。舉例而言，該等模組可包括場可程式化閘陣列(FPGA)或一些其他電路。此外，就該等模組包括軟體而言，該軟體由記憶體單元儲存且由一或多個處理單元執行。該(等)處理單元可包 含(例如)微控制器、微處理器或經組態以執行來自該(等)記憶體單元之軟體的特殊應用積體電路(ASIC)。
參看圖4，提供用於產生△基線映圖之方法之一些實施例的示意圖400。
如所說明，微影工具102使用一或多個參考光罩108將第一參考圖案個別地轉印至參考工件104a之前側上之參考曝光場106以形成第一參考層。此外，微影工具102使用參考光罩108將第二參考圖案個別地轉印之參考曝光場106以形成在第一參考層上方進行配置且與第一參考層對準之第二參考層。在一些實施例中，第一參考圖案與第二參考圖案為相同的。
所得參考工件104b包含均勻分佈所得參考工件104b之前側之特徵對402。特徵對402包含第一參考層中之對應第一參考特徵404，且進一步包含第二參考層中之對應第二參考特徵406。歸因於漂移及/或校準變化，第一參考特徵404與第二參考特徵406可能未對準。舉例而言，對402之第一參考特徵404與第二參考特徵406可以一距離D橫向地位移。
計量工具112a收納所得參考工件104b且量測所得參考工件104b上之特徵對402之未對準。基於所述量測，計量工具112a形成及/或更新第一基線映圖302或第二基線映圖304。基線映圖302、304將所得參考工件104b之第一參考特徵404與第二參考特徵406之間的未對準描述成所得參考工件104b前側上之位置(例如，橫向位移)之函數。在一些實施例中，基線映圖302、304將所得參考工件104b之前側上之空間位置映射至對應位移向量408、410。位移向量408、410描述對應空間位置處之第一參考特徵404與第二參考特徵406之間的橫向位移。
在形成及/或更新第一基線映圖302或第二基線映圖304之後，剝離工具306自所得參考工件104b移除或以其他方式剝離第一參考層及 第二參考層，且上述製程重複以再次形成及/或更新第一基線映圖302或第二基線映圖304。
當形成及/或更新第一基線映圖302及/或第二基線映圖304時，將△基線映圖116計算為第一基線映圖302與第二基線映圖304之未對準之改變。可藉由使用第一減法模組307自第二基線映圖304減去第一基線映圖302來計算△基線映圖116。在一些實施例中，如所說明，使用向量減法完成該減法。舉例而言，可自第二基線映圖304之對應第二向量410減去第一基線映圖302之第一向量408以形成△基線向量412。
在一些實施例中，當形成及/或更新第一基線映圖302及/或第二基線映圖304時，可使用基線校正模型414以形成基線配方416。基線配方416包含用於微影工具102之設備參數之值418，其將微影工具102恢復為基線。設備參數通常在微影工具102之使用期間為不可變的，且包括(例如)濕蝕刻劑濃度及光學焦點。基線配方416隨後由微影工具102使用以用於圖案隨後轉印至工件。
參看圖5，提供用於產生生產配方之方法之一些實施例的示意圖500。
如所說明，將包含複數個第一生產特徵502之生產工件118a提供至微影工具102。第一生產特徵502在複數個生產曝光場120內遍及生產工件118a之前側分佈，且集體地界定根據第一生產圖案而圖案化之第一生產層122。微影工具102使用一或多個生產光罩124將一或多個第二生產圖案轉印至生產曝光場120以形成在第一生產層122上方進行配置且與第一生產層122對準之第二生產層。
所得生產工件118b包含分佈所得生產工件118b之前側之生產特徵對504，通常每曝光場120具有多對504。生產特徵對504包含第一生產層122中之對應第一生產特徵502，且進一步包含第二生產層中之對應第二特徵506。歸因於漂移及/或校準變化，第一生產特徵502與第二 生產特徵504可能未對準。舉例而言，對504之第一生產特徵502與第二生產特徵506可以一距離D橫向地位移。
計量工具112b收納所得生產工件118b且量測所得工件118b上之特徵對504之未對準。基於該等量測，計量工具112b形成及/或更新第一或第二生產映圖308。生產映圖308將所得生產工件118b之前側上之第一生產特徵502與第二生產特徵504之間的未對準描述成生產工件118b上之位置之函數。在一些實施例中，生產映圖308將所得生產工件118b之前側上之空間位置映射至對應位移向量508。位移向量508描述對應空間位置處之第一生產特徵502與第二生產特徵506之間的橫向位移。
在形成及/或更新第一或第二生產映圖308之後，上述製程運用另一生產工件及/或不同生產圖案再次重複以形成及/或更新第一或第二生產映圖308。
當形成及/或更新第一生產映圖308及/或△基線映圖116時，△基線映圖116由變換模組312變換以匹配第一生產映圖308。亦即，由於△基線映圖116及第一生產映圖308之曝光場106、120可能具有不同大小及形狀，因此個別地變換△基線映圖116之參考曝光場106以匹配第一生產映圖308之對應生產曝光場120。
該變換包括將變換(例如，按比例調整變換)應用於△基線映圖116之參考曝光場106之形狀及/或大小，以便匹配對應參考曝光場106之形狀及/或大小。此外，該變換包括將相同變換應用於未對準量測(例如，橫向位移向量)。在一些實施例中，該變換使用影像對齊以將參考曝光場106與對應生產曝光場120個別地對齊。
由加法模組315將包含經變換曝光場510之經變換△基線映圖314(包括經變換未對準量測512)與第一生產映圖308相加。該加法產生最終生產映圖317。在一些實施例中，如所說明，使用向量加法完成該 加法。舉例而言，可將第一生產映圖308之第一向量508與經變換△基線映圖314之對應第二向量512相加以形成最終生產向量514。
最終生產映圖316傳遞至製程校正模型318，其中其經變換為生產配方130。生產配方130描述用於微影工具102之製程參數的校正516，其校正最終生產映圖316中所描述之未對準。校正516可為用於製程參數之絕對值(亦即，現有值之替代)或用於製程參數之的△值(亦即，現有值之改變)。雖然校正516可全域的分佈於生產曝光場120，但在一些實施例中，校正516對於生產曝光場120為個別的以針對生產曝光場120個別地校正未對準。
生產配方130隨後由微影工具102使用以用於圖案轉印至工件。此外，當形成新生產映圖及/或基線映圖時，會週期性地更新生產配方130。在生產配方130包括每曝光場若干校正之一些實施例中，微影工具102經組態以基於曝光場在校正參數之間切換。
參看圖6，提供用於驗證最終生產映圖之方法之一些實施例的示意圖600。
如所說明，提供第一生產映圖308及第二生產映圖310。第一生產映圖308及第二生產映圖310將分佈於生產工件前側上之層之間的未對準描述成生產工件上之位置之函數。舉例而言，第一映圖308及第二映圖310可將前側上之空間位置映射至層之間的對應位移向量508、602。在一些實施例中，第一生產映圖308緊接在對微影工具最後執行PM之後使用計量工具形成，而第二生產映圖此後在再次執行PM之前由計量工具形成。
關於第一生產映圖308及第二生產映圖310，由第二減法模組319自第二生產映圖310減去第一生產映圖308以形成△生產映圖320。在一些實施例中，如所說明，使用向量減法完成該減法。舉例而言，可自第二生產映圖310之對應第二向量602減去第一生產映圖308之第一 向量508以形成△生產向量604。
由比較模組322比較△生產映圖320與經變換△基線映圖314以量化△生產映圖320與經變換△基線映圖314之間的差。理想地，△生產映圖320與經變換△基線映圖314將匹配。然而，實際上，將存在尤其歸因於形成經變換△基線映圖314之誤差的差。
在一些實施例中，通過判定△生產映圖320中之每一位移向量與經變換△基線映圖314中之對應位移向量之間的差來量化△生產映圖320與經變換△基線映圖314之間的差。接著可對該等差進行求和，且可將該總和除以差之數目。
基於該比較，條件告警模組324在符合某些準則的情況下產生告警。舉例而言，條件告警模組324比較經量化差與臨限值且在超過臨限值的情況下產生告警。亦可暫停工件之處理以便允許技術員研究且在適當時校正告警之原因。
參看圖7，提供用於微影工具之場內製程控制之方法之一些實施例的方塊圖700。
在702處，使用微影工具將參考圖案重複地且個別地轉印至參考工件之參考曝光場以形成根據參考圖案而圖案化之重疊參考層對。
在704處，量測重疊參考層之間的未對準以在不同時間形成第一基線映圖及第二基線映圖。第一基線映圖及第二基線映圖將分佈於參考工件上之未對準描述成參考工件上之位置之函數。
在706處，自第一基線映圖及第二基線映圖形成△基線映圖。在一些實施例中，判定第一基線映圖與第二基線映圖之間的差以形成△基線映圖。
在708處，使用微影工具將生產圖案個別地轉印至生產工件之生產曝光場以形成根據生產圖案而圖案化且在第一生產層上方進行配置並與第一生產層對準之第二生產層。
在710處，量測第一生產層與第二生產層之間的未對準以形成將分佈於生產工件上之未對準描述成生產映圖。
在712處，個別地變換△基線映圖之參考曝光場以匹配生產映圖之對應生產曝光場從而形成經變換△基線映圖。
在714處，將經變換△基線映圖與生產映圖相加以形成最終生產映圖。
在716處，使用製程校正模型自最終生產映圖形成生產配方。生產配方包含用於處理工具之製程參數之校正，其校正未對準。
在718處，微影工具與生產配方一起使用。
雖然所揭示之方法700在本文中經說明且描述為一系列動作或事件，但應瞭解不應以限制意義來解譯此類動作或事件之所說明之排序。舉例而言，除本文中所說明及/或所描述之動作或事件之外，一些動作可與其他動作或事件以不同次序及/或同時出現。此外，並非需要所有所說明之動作來實施本文中之描述的一或多個態樣或實施例，且可在一或多個單獨動作及/或階段中執行本文中所描繪之動作中之一或多者。
因此，本揭露係關於一種用於微影工具之製程控制之方法及系統。
在一些實施例中，本揭露涉係關於一種用於微影工具之場內製程控制之方法。該方法包含接收第一基線映圖及第二基線映圖，其將分佈於一參考工件之參考特徵對之未對準描述成該參考工件上位置之函數。該方法進一步包含判定作為第一基線映圖與第二基線映圖之間的差之△基線映圖。該方法進一步包含接收一生產映圖，其將分佈於一生產工件之生產特徵對之未對準描述成該生產工件上位置之函數。該方法進一步包含將該△基線映圖之曝光場個別地變換成該生產映圖之對應曝光場，且隨後將該等經變換曝光場加入該生產映圖，以形成一 最終生產映圖。該方法進一步包含基於最終生產映圖更新微影工具之參數。
在其他實施例中，本揭露係關於一種用於微影工具之場內製程控制之系統。該系統包含一或多個記憶體元件，其經組態以儲存將分佈於一參考工件之參考特徵對之未對準的第一基線映圖及第二基線映圖描述成該參考工件上位置之函數，且經進一步組態以儲存將生產工件上之位置來描述分佈生產工件之生產特徵對之間的未對準之生產映圖。該系統進一步包含經組態以判定作為第一基線映圖與第二基線映圖之間的差之△基線映圖之減法模組。該系統進一步包含經組態以將△基線映圖與生產映圖整合以形成最終生產映圖之整合模組，其中整合模組經組態以藉由將△基線映圖之曝光場個別地變換為生產映圖之對應曝光場且隨後將經變換曝光場與生產映圖相加而將△基線映圖與生產映圖整合。該系統進一步包含經組態以基於最終生產映圖更新微影工具之參數之模型。
在又其他實施例中，本揭露係關於一種用於微影工具之場內製程控制之方法。該方法包含將參考圖案轉印至參考工件之曝光場以形成根據參考圖案而圖案化之重疊參考層對，及量測重疊參考層之間的未對準以形成第一基線映圖及第二基線映圖。該方法進一步包含判定作為第一基線映圖與第二基線映圖之間的差之△基線映圖。該方法進一步包含將生產圖案轉印至生產工件之曝光場以形成根據生產圖案而圖案化且在對應第一生產層上方進行配置並與對應第一生產層對準之第二生產層。該方法進一步包含量測第一生產層與第二生產層之間的未對準以形成生產映圖。該方法進一步包含將△基線映圖之曝光場個別地變換為生產映圖之對應曝光場，且隨後將經變換曝光場與生產映圖相加以形成最終生產映圖，以及基於最終生產映圖更新微影工具之參數。
前文概述若干實施例之特徵使得熟習此項技術者可較佳地理解本揭露之各態樣。熟習此項技術者應瞭解，其可易於使用本揭露作為設計或修改用於執行本文中所介紹之實施例之相同目的及/或獲得相同優點的其他製程及結構之基礎。熟習此項技術者亦應認識到，此類等效構造並不脫離本揭露之精神及範疇，且其可在不脫離本揭露之精神及範疇的情況下在本文中進行各種改變、取代及更改。
100‧‧‧微影系統
102‧‧‧微影工具
104‧‧‧參考工件
106‧‧‧參考曝光場
108‧‧‧參考光罩
110‧‧‧參考層對
112‧‧‧計量工具
114‧‧‧基線映圖
115‧‧‧記憶體元件
116‧‧‧△基線映圖
118‧‧‧生產工件
120‧‧‧生產曝光場
122‧‧‧生產層對/第一生產層
124‧‧‧生產光罩
126‧‧‧生產映圖
128‧‧‧整合模組
130‧‧‧生產配方

Claims (10)

  1. 一種用於微影工具之場內製程控制之方法，該方法包含：接收第一基線映圖及第二基線映圖，其分別依據參考工件上之位置來描述跨越該參考工件分佈之相同對參考特徵之未對準；判定作為該第一基線映圖與該第二基線映圖之間的差之△基線映圖；接收生產映圖，其依據生產工件上之位置來描述跨越該生產工件分佈之生產特徵對之未對準；將該△基線映圖之曝光場個別地變換為該生產映圖之對應曝光場，且隨後將該經變換曝光場與該生產映圖相加，以形成最終生產映圖；及基於該最終生產映圖更新微影工具之參數。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含：使用該微影工具將參考圖案轉印至該參考工件之曝光場以形成該相同對參考特徵；量測該相同對參考特徵之未對準以形成該第一基線映圖及該第二基線映圖；使用該微影工具將生產圖案轉印至該生產工件之曝光場以形成該生產特徵對；及量測該生產特徵對之未對準以形成該生產映圖，其中使用浸沒式微影將該參考圖案及該生產圖案分別轉印至該 參考工件及該生產工件。
  3. 如請求項1之方法，其進一步包含：量測該相同對參考特徵中之該參考特徵之間的橫向位移；及形成將該對參考特徵之位置映射至該橫向位移的該第一基線映圖或該第二基線映圖。
  4. 如請求項1之方法，其中個別地變換該△基線映圖之該曝光場包含：按比例調整該△基線映圖之該曝光場的大小及形狀以匹配該生產映圖之該對應曝光場之大小及形狀。
  5. 如請求項1之方法，其進一步包含：形成將該生產工件上之位置映射至特徵對之間的未對準之對應位移向量之該最終生產映圖；形成包含校正由該最終生產映圖描述的未對準之該參數的校正之生產配方；及運用該生產配方更新該參數。
  6. 如請求項1之方法，其進一步包含：緊接在對該微影工具執行預防性維護(PM)之後形成該第一基線映圖；在對該微影工具再次執行PM之前，在形成該第一基線映圖之後形成該第二基線映圖；及 緊接在對該微影工具執行PM之後形成該生產映圖。
  7. 一種用於微影工具之場內製程控制之系統，該系統包含：一或多個記憶體元件，其經組態以儲存依據參考工件上之位置來描述跨越該參考工件分佈之參考特徵對的未對準之第一基線映圖及第二基線映圖，且經進一步組態以儲存依據生產工件上之位置描述跨越該生產工件分佈之生產特徵對之間的未對準之生產映圖；減法模組，其經組態以判定作為該第一基線映圖與該第二基線映圖之間的差之△基線映圖；整合模組，其經組態以整合該△基線映圖與該生產映圖以形成最終生產映圖，其中該整合模組經組態以藉由將該△基線映圖之曝光場個別地變換為該生產映圖之對應曝光場且隨後將該經變換曝光場與該生產映圖相加而整合該△基線映圖與該生產映圖，其中個別地變換該△基線映圖之該曝光場包含按比例調整該△基線映圖之該曝光場的大小及形狀以匹配該生產映圖之對應曝光場之大小及形狀；及模型，其經組態以基於該最終生產映圖更新微影工具之參數。
  8. 如請求項7之系統，其進一步包含：該微影工具，其經組態以將參考圖案轉印至該參考工件之曝光場以形成該參考特徵對，且經進一步組態以將生產圖案轉印至該生產工件之曝光場以形成該生產特徵對；及一或多個度量衡工具，其經組態以量測該參考特徵對之未對準以形成該第一基線映圖及該第二基線映圖且量測該生產特徵對之未對準以形成該生產映圖； 其中該微影工具為浸沒式微影工具。
  9. 如請求項8之系統，其中該微影工具及該一或多個度量衡工具經組態以：緊接在對該微影工具執行預防性維護(PM)之後形成該第一基線映圖；在對該微影工具再次執行PM之前，在形成該第一基線映圖之後形成該第二基線映圖；及緊接在對該微影工具執行PM之後形成該生產映圖。
  10. 一種用於微影工具之製程控制之方法，其包含：接收分別描述跨越參考工件分佈之相同對參考特徵之未對準之第一基線映圖及第二基線映圖；判定作為該第一基線映圖與該第二基線映圖之間的差之△基線映圖；接收描述跨越生產工件分佈之生產特徵對之未對準之生產映圖；及將該△基線映圖之曝光場個別地變換為該生產映圖之對應曝光場，且隨後將該經變換曝光場與該生產映圖相加，以形成最終生產映圖。
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