TWI765277B - 用於在半導體製造程序中應用沉積模型之方法 - Google Patents

用於在半導體製造程序中應用沉積模型之方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI765277B
TWI765277B TW109120155A TW109120155A TWI765277B TW I765277 B TWI765277 B TW I765277B TW 109120155 A TW109120155 A TW 109120155A TW 109120155 A TW109120155 A TW 109120155A TW I765277 B TWI765277 B TW I765277B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
deposition
profile
substrate
predicted
target
Prior art date
Application number
TW109120155A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202117454A (zh
Inventor
馬克辛 帕薩瑞可
德 斯加 毛瑞斯 凡
張懷辰
雷爾 瑪莉 克萊爾 凡
Original Assignee
荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 filed Critical 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
Publication of TW202117454A publication Critical patent/TW202117454A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI765277B publication Critical patent/TWI765277B/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/705—Modelling or simulating from physical phenomena up to complete wafer processes or whole workflow in wafer productions
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70633—Overlay, i.e. relative alignment between patterns printed by separate exposures in different layers, or in the same layer in multiple exposures or stitching
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70681—Metrology strategies
    • G03F7/70683—Mark designs
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7073—Alignment marks and their environment
    • G03F9/708—Mark formation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

本發明描述一種用於在一半導體製造程序中應用一沉積模型之方法。該方法包含：使用該沉積模型預測一基板之一沉積輪廓；及使用該經預測沉積輪廓以增強一度量衡目標設計。使用來自一實體晶圓之一層之實驗橫截面輪廓資訊來校準該沉積模型。在一些實施例中，該沉積模型係一機器學習模型，且校準該沉積模型包含訓練該機器學習模型。該度量衡目標設計可包含例如一對準度量衡目標設計或一疊對度量衡目標設計。

Description

用於在半導體製造程序中應用沉積模型之方法
本文中之描述大體而言係關於光罩製造及圖案化程序。更特定言之，本描述係關於在半導體製造程序中應用沉積模型。
微影投影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。圖案化器件(例如光罩)可包括或提供對應於IC (「設計佈局」)之個別層之圖案，且可藉由諸如經由圖案化器件上之圖案來輻照已經塗佈有輻射敏感材料(「抗蝕劑」)層之基板(例如矽晶圓)上之目標部分(例如包含一或多個晶粒)之方法而將此圖案轉印至該目標部分上。一般而言，單一基板包括複數個鄰近目標部分，圖案係由微影投影裝置順次地轉印至該複數個鄰近目標部分，一次一個目標部分。在一種類型之微影投影裝置中，在一個操作中將整個圖案化器件上之圖案轉印至一個目標部分上。此裝置通常被稱作步進器。在通常被稱作步進掃描裝置(step-and-scan apparatus)之替代裝置中，投影光束在給定參考方向(「掃描」方向)上遍及圖案化器件進行掃描，同時平行或反平行於此參考方向而同步地移動基板。圖案化器件上之圖案之不同部分逐漸地轉印至一個目標部分。一般而言，由於微影投影裝置將具有縮減比率M (例如4)，因此基板被移動之速率F將為投影光束掃描圖案化器件之速度的1/M倍。可例如自以引用方式併入本文中之US 6,046,792搜集到關於如本文中所描述之微影器件的更多資訊。
在將圖案自圖案化器件轉印至基板之前，基板可經歷各種工序，諸如，上底漆、抗蝕劑塗佈及軟烘烤。在曝光之後，基板可經受其他工序(「曝光後工序」)，諸如曝光後烘烤(PEB)、顯影、硬烘烤，及經轉印圖案之量測/檢測。此工序陣列係用作製造一器件(例如IC)之個別層的基礎。基板接著可經歷各種程序，諸如，蝕刻、離子植入(摻雜)、金屬化、氧化、沉積、化學機械拋光等，該等程序皆意欲精整器件之個別層。若在器件中需要若干層，則針對每一層來重複整個工序或其變體。最終，在基板上之每一目標部分中將存在一器件。接著藉由諸如切塊或鋸切之技術來使此等器件彼此分離，使得可將個別器件安裝於載體上、連接至銷釘等。
因此，製造諸如半導體器件之器件通常涉及使用多個製作程序來處理基板(例如半導體晶圓)以形成該等器件之各種特徵及多個層。通常使用例如沉積、微影、蝕刻、沉積、化學機械拋光及離子植入來製造及處理此等層及特徵。可在一基板上之複數個晶粒上製作多個器件，且接著將其分離成個別器件。此器件製造程序可被認為是圖案化程序。圖案化程序涉及使用微影裝置中之圖案化器件進行圖案化步驟，諸如光學及/或奈米壓印微影，以將圖案化器件上之圖案轉印至基板，且圖案化程序通常但視情況涉及一或多個相關圖案處理步驟，諸如藉由顯影裝置進行抗蝕劑顯影、使用烘烤工具來烘烤基板、使用蝕刻裝置而使用圖案進行蝕刻、沉積等。
如所提及，微影為在諸如IC之器件之製造時的中心步驟，其中形成於基板上之圖案界定器件之功能元件，諸如微處理器、記憶體晶片等。相似微影技術亦用於形成平板顯示器、微機電系統(MEMS)及其他器件。
隨著半導體製造程序繼續進步，幾十年來，功能元件之尺寸已不斷地減小，而每器件的諸如電晶體之功能元件之量已在穩固地增加，此遵循通常被稱作「莫耳定律(Moore's law)」之趨勢。在目前先進技術下，使用微影投影裝置來製造器件之層，該等微影投影裝置使用來自深紫外線照明源之照明將設計佈局投影至基板上，從而產生尺寸充分地低於100 nm、亦即小於來自照明源(例如193 nm照明源)之輻射之波長之一半的個別功能元件。
供印刷尺寸小於微影投影裝置之經典解析度極限之特徵的此程序根據解析度公式CD=k1 ×λ/NA而通常被稱為低k1 微影，其中λ為所使用輻射之波長(當前在大多數狀況下為248 nm或193 nm)，NA為微影投影裝置中之投影光學件之數值孔徑，CD為「臨界尺寸」(通常為所印刷之最小特徵大小)，且k1 為經驗解析度因數。一般而言，k1 愈小，則在基板上再生類似於由設計者規劃之形狀及尺寸以便達成特定電功能性及效能的圖案變得愈困難。為了克服此等困難，將複雜微調步驟應用至微影投影裝置、設計佈局或圖案化器件。此等步驟包括(例如但不限於) NA及光學相干設定之最佳化、自訂照明方案、相移圖案化器件之使用、設計佈局中之光學近接校正(OPC，有時亦被稱作「光學及程序校正」)，或通常被定義為「解析度增強技術」(RET)之其他方法。如本文所使用之術語「投影光學件」應被廣泛地解譯為涵蓋各種類型之光學系統，包括例如折射光學件、反射光學件、孔徑及反射折射光學件。術語「投影光學件」亦可包括用於集體地或單個地導向、塑形或控制投影輻射光束的根據此等設計類型中之任一者而操作之組件。術語「投影光學件」可包括微影投影裝置中之任何光學組件，而不論光學組件位於微影投影裝置之光學路徑上之何處。投影光學件可包括用於在來自源之輻射通過圖案化器件之前塑形、調整及/或投影該輻射的光學組件，及/或用於在輻射通過圖案化器件之後塑形、調整及/或投影該輻射的光學組件。投影光學件通常排除源及圖案化器件。
根據一實施例，提供一種用於在一半導體製造程序中應用一沉積模型之方法。該方法包含：使用該沉積模型預測一基板之一沉積輪廓；及使用該經預測沉積輪廓以增強一度量衡目標設計。
在一實施例中，該方法進一步包含使用來自一實體晶圓之一層之實驗橫截面輪廓資訊來校準該沉積模型。
在一實施例中，該沉積模型係一機器學習模型，且校準該沉積模型包含訓練該機器學習模型。
在一實施例中，該實驗橫截面輪廓資訊包含該基板之一電子影像與使用該模型所產生之該基板之一對應電子描繪之間的視覺或尺寸比較。
在一實施例中，該度量衡目標設計包含一對準度量衡目標設計或一疊對度量衡目標設計。
在一實施例中，使用該經預測沉積輪廓以增強一度量衡目標設計包含預測一對準度量衡目標設計之一信號強度且基於該經預測信號強度增強該對準度量衡目標設計。
在一實施例中，增強該對準度量衡目標設計包含調整該對準度量衡目標設計之一或多個尺寸及/或一圖案及/或調整一沉積材料以最大化該經預測信號強度。
在一實施例中，使用該經預測沉積輪廓以增強一度量衡目標設計包含預測一疊對度量衡目標設計之一信號強度且基於該經預測信號強度增強該疊對度量衡目標設計。
在一實施例中，增強該疊對度量衡目標設計包含調整該疊對度量衡目標設計之一或多個尺寸及/或一圖案及/或調整一沉積材料以最大化該經預測信號強度。
在一實施例中，該方法進一步包含使用該經預測沉積輪廓以判定由不對稱性引起的該經預測沉積輪廓與一目標輪廓之偏差，及使用該偏差以預測一經量測度量衡目標信號之一不對稱性分量。
在一實施例中，該方法進一步包含使用該偏差以校正不對稱性誘發之掃描器偏移。在一實施例中，該校正包含移除該經量測度量衡目標信號之該不對稱性分量。在一實施例中，移除該經量測度量衡目標信號之該不對稱性分量包含自該經量測度量衡目標信號減去該不對稱性分量。
在一實施例中，基於該經預測沉積輪廓與該目標輪廓之該偏差預測該度量衡目標信號之該不對稱性分量。
在一實施例中，該方法包含基於該增強型度量衡目標設計預測疊對及/或對準。
根據另一實施例，提供一種半導體製造程序模型化方法。該方法包含：基於一沉積模型預測一基板之一沉積輪廓；使用該經預測沉積輪廓以增強一度量衡目標設計；基於該增強型度量衡目標設計判定一或多個光微影程序參數；及基於該一或多個經判定之光微影程序參數判定對一光微影裝置之一調整。
在一實施例中，該一或多個經判定之光微影程序參數包含疊對或對準中之一或多者。
在一實施例中，該方法進一步包含基於該疊對或該對準將一度量衡目標設計自一第一度量衡目標設計調整為一第二度量衡目標設計。
在一實施例中，該度量衡目標設計包含一對準度量衡目標設計或一疊對度量衡目標設計。
在一實施例中，該方法進一步包含使用該經預測沉積輪廓以判定由不對稱性引起的該經預測沉積輪廓與一目標輪廓之偏差，及使用該偏差以校正一不對稱性誘發之掃描器偏移。
在一實施例中，該方法進一步包含基於該經判定調整來調整該光微影裝置。
在一實施例中，該方法進一步包含使用來自一實體晶圓之一層之實驗橫截面輪廓資訊來校準該沉積模型。
根據另一實施例，提供一電腦程式產品。該電腦程式產品包含其上經記錄有指令之一非暫時性電腦可讀媒體，該等指令在由一電腦執行時實施以上所描述之該(該等)方法。
本文中之描述大體而言係關於光罩製造及圖案化程序。更特定言之，本描述係關於用於在半導體製造程序中應用沉積模型之裝置或方法。該等裝置或方法可包括或相關聯於模擬系統，該等模擬系統經組態以基於用於對準及/或疊對度量衡目標設計(僅作為一個實例)或在其他操作中之沉積模型預測或以其他方式判定沉積輪廓。如下文更詳細地描述，疊對及/或對準為基板(例如晶圓)之當前層與前一層之間的相對移位的及/或兩個或多於兩個設計特徵相對於彼此之相對位置的指示。常常基於包括於切割道中及/或其他部位中之度量衡標記之光學回應來判定疊對及/或對準。通常使用軟體工具(諸如ASML用於控制之設計(D4C)及YieldStar)來模型化度量衡標記及光學回應，以有助於在實體地製造半導體器件之前最佳化基板(例如晶圓)製造配方及度量衡標記設計(例如以減少疊對、增強對準及/或用於其他目的)。
在用於半導體製造程序定義之當前疊對、對準及/或其他度量衡標記設計中使用幾何模型(例如以模型化或以其他方式判定蝕刻、沉積及/或其他輪廓)。舉例而言，D4C或其他相似工具需要沉積輪廓、蝕刻輪廓及/或其他輪廓(在許多其他程序相關輸入當中)，以建構模型化實際基板(例如晶圓)以回饋至嚴密耦合波分析(RCWA)中以用於準確模擬之「堆疊」。然而，幾何模型過度簡化(例如，模型不模擬沉積、模型使用恆定蝕刻深度、側壁角、堆疊中之材料之二元可蝕刻或不可蝕刻描述等)。基板(例如晶圓)上之沉積(及/或蝕刻)效應並未由幾何模型良好描述，此減低了模擬準確度，且常常導致經模擬對準及/或疊對量測與實際對準及/或疊對量測之間的不良相關性。YieldStar (例如)或其他掃描器度量衡標記信號對模型化沉積後輪廓敏感。經模型化輪廓與實際輪廓之間的沉積後輪廓差異常常係由幾何模型不能夠準確地考量局部圖案特徵(諸如密度及抗蝕劑輪廓)及全局效應(諸如化學及物理非均一性)引起。
運用下文所描述之系統及方法，將沉積模型化。因此，可將較準確之經模擬輪廓饋送至D4C軟體(或其他相似工具)中，其可幫助更準確地模擬YieldStar信號或其他掃描器度量衡標記信號之回應，以實現對對準、疊對或其他參數之更準確預測。
當前系統及方法之沉積模型(與先前幾何模型形成對比)使用多個參數以表示在沉積期間之物理學及材料行為，且藉由捕捉各種沉積效應來重建構沉積後輪廓。另外，可基於橫截面掃描電子顯微鏡(SEM)影像及/或其他量測來校準當前系統及方法之模型，以確保本文中所描述之經模型化程序步驟準確地反映特定沉積程序。
以下段落描述一系統及/或相關系統之若干組件，以及用於判定用於模擬系統之基板之沉積輪廓的方法。如上文所描述，此等模擬系統可在例如對準及/或疊對度量衡目標設計期間或在其他操作期間使用經判定之沉積輪廓。
儘管在本文中可特定參考積體電路(IC)之製造，但應理解，本文中之描述具有許多其他可能的應用。舉例而言，本文中之描述可用於製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、液晶顯示面板、薄膜磁頭等。熟習此項技術者應瞭解，在此類替代應用之內容背景中，本文中對術語「倍縮光罩」、「晶圓」或「晶粒」之任何使用應被認為分別與更一般之術語「光罩」、「基板」及「目標部分」可互換。
圖1示意性地描繪微影裝置LA之實施例。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) WT (例如，WTa、WTb或此兩者)，其經組態以固持基板(例如經抗蝕劑塗佈之晶圓) W且耦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且常常被稱作場)上，該投影系統被支撐於參考框架(RF)上。
如所描繪，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，使用如上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
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。在此等狀況下，不認為源形成微影裝置之部件，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，源可為裝置之整體部件。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可變更光束之強度分佈。照明器可經配置以限制輻射光束之徑向範圍，使得在照明器IL之光瞳平面中之環形區內的強度分佈為非零。另外或替代地，照明器IL可操作以限制光束在光瞳平面中之分佈使得在光瞳平面中之複數個同等間隔之區段中的強度分佈為非零。輻射光束在照明器IL之光瞳平面中之強度分佈可被稱作照明模式。
照明器IL可包含經組態以調整光束之(角度/空間)強度分佈之調整器AM。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈之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)。照明器IL可操作以變化光束之角度分佈。舉例而言，照明器可操作以變更強度分佈為非零的光瞳平面中之區段之數目及角度範圍。藉由調整光束在照明器之光瞳平面中之強度分佈，可達成不同照明模式。舉例而言，藉由限制照明器IL之光瞳平面中之強度分佈之徑向及角度範圍，強度分佈可具有多極分佈，諸如(例如)偶極、四極或六極分佈。可(例如)藉由將提供彼照明模式之光學件插入至照明器IL中或使用空間光調變器來獲得所要照明模式。
照明器IL可操作以變更光束之偏振且可操作以使用調整器AM來調整偏振。橫越照明器IL之光瞳平面之輻射光束的偏振狀態可被稱作偏振模式。使用不同偏振模式可允許在形成於基板W上之影像中達成較大對比度。輻射光束可為非偏振的。替代地，照明器可經配置以使輻射光束線性地偏振。輻射光束之偏振方向可橫越照明器IL之光瞳平面而變化。輻射之偏振方向在照明器IL之光瞳平面中之不同區中可不同。可取決於照明模式來選擇輻射之偏振狀態。對於多極照明模式，輻射光束之每一極之偏振可大體上垂直於照明器IL之光瞳平面中之彼極的位置向量。舉例而言，對於偶極照明模式，輻射可在大體上垂直於將偶極之兩個對置區段二等分之線的方向上線性地偏振。輻射光束可在可被稱作X偏振狀態及Y偏振狀態之兩個不同正交方向中之一者上偏振。對於四極照明模式，每一極之區段中之輻射可在大體上垂直於將彼區段二等分之線之方向上線性地偏振。此偏振模式可被稱作XY偏振。相似地，對於六極照明模式，每一極之區段中之輻射可在大體上垂直於將彼區段二等分之線之方向上線性地偏振。此偏振模式可被稱作TE偏振。
另外，照明器IL通常包含各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。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。
因此，照明器提供在橫截面中具有所要均一性及強度分佈的經調節輻射光束B。
支撐結構MT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(例如)圖案化器件是否被固持於真空環境中)之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。可認為本文中對術語「倍縮光罩」或「光罩」之任何使用皆與更一般術語「圖案化器件」同義。
本文中所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解譯為係指可用以在基板之目標部分中賦予圖案的任何器件。在一實施例中，圖案化器件為可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以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器件(諸如積體電路)之目標部分中所產生之器件中的特定功能層。
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。
投影系統PS具有可非均一且可影響成像於基板W上之圖案之光學轉移功能。對於非偏振輻射，此等效應可由兩個純量圖相當良好地描述，該兩個純量圖描述依據射出投影系統PS之輻射之光瞳平面中之位置而變化的該輻射之透射(變跡)及相對相位(像差)。可將可被稱作透射圖及相對相位圖之此等純量圖表達為基底函數全集之線性組合。特別適宜的集合為任尼克(Zernike)多項式，其形成單位圓上所定義之正交多項式集合。每一純量圖之判定可涉及判定此展開式中之係數。由於任尼克多項式在單位圓上正交，故可藉由依次演算經量測純量圖與每一任尼克多項式之內積且將此內積除以彼任尼克多項式之範數之平方來判定任尼克係數。
透射圖及相對相位圖係場及系統相依的。亦即，一般而言，每一投影系統PS將針對每一場點(亦即，針對投影系統PS之影像平面中之每一空間部位)具有一不同任尼克展開式。可藉由將例如來自投影系統PS之物件平面(亦即，圖案化器件MA之平面)中之類點源之輻射投影通過投影系統PS且使用剪切干涉計以量測波前(亦即，具有相同相位之點之軌跡)來判定投影系統PS在其光瞳平面中之相對相位。剪切干涉計係共同路徑干涉計且因此，有利的是，無需次級參考光束來量測波前。剪切干涉計可包含：繞射光柵，例如投影系統之影像平面(亦即基板台WT)中之二維柵格；及偵測器，其經配置以偵測與投影系統PS之光瞳平面共軛的平面中之干涉圖案。干涉圖案係與輻射之相位相對於在剪切方向上之光瞳平面中之座標的導數相關。偵測器可包含感測元件陣列，諸如(例如)電荷耦合器件(CCD)。
微影裝置之投影系統PS可不產生可見條紋，且因此，可使用相位步進技術(諸如(例如)移動繞射光柵)來增強波前判定之準確度。可在繞射光柵之平面中且在垂直於量測之掃描方向之方向上執行步進。步進範圍可為一個光柵週期，且可使用至少三個(均一地分佈)相位步進。因此，舉例而言，可在y方向上執行三個掃描量測，在x方向上針對一不同位置執行每一掃描量測。繞射光柵之此步進將相位變化有效地變換成強度變化，從而允許判定相位資訊。光柵可在垂直於繞射光柵之方向(z方向)上步進以校準偵測器。
可在兩個垂直方向上依序掃描繞射光柵，該兩個垂直方向可與投影系統PS之座標系之軸線(x及y)重合或可與此等軸線成諸如45度之角度。可遍及整數個光柵週期(例如，一個光柵週期)執行掃描。掃描使在一個方向上之相位變化達到平均數，從而允許重新建構在另一方向上之相位變化。此情形允許依據兩個方向來判定波前。
可藉由將例如來自投影系統PS之物件平面(亦即，圖案化器件MA之平面)中之類點源之輻射投影通過投影系統PS且使用偵測器來量測與投影系統PS之光瞳平面共軛的平面中之輻射強度來判定投影系統PS在其光瞳平面中之透射(變跡)。可使用與用以量測波前以判定像差的偵測器同一個偵測器。
投影系統PS可包含複數個光學(例如透鏡)元件且可進一步包含一調整機構AM，該調整機構經組態以調整光學元件中之一或多者以校正像差(橫越貫穿場之光瞳平面之相位變化)。為了達成此調整，調整機構可操作而以一或多種不同方式操控投影系統PS內之一或多個光學(例如透鏡)元件。投影系統可具有座標系，其中該投影系統之光軸在z方向上延伸。調整機構可操作以進行以下各項之任何組合：使一或多個光學元件位移；使一或多個光學元件傾斜；及/或使一或多個光學元件變形。光學元件之位移可在任何方向(x、y、z或其組合)上進行。光學元件之傾斜通常在垂直於光軸之平面外，藉由圍繞在x及/或y方向上之軸線旋轉而進行，但對於非旋轉對稱之非球面光學元件可使用圍繞z軸之旋轉。光學元件之變形可包括低頻形狀(例如像散)及/或高頻形狀(例如，自由形式非球面)。可(例如)藉由使用一或多個致動器以對光學元件之一或多個側施加力及/或藉由使用一或多個加熱元件以加熱光學元件之一或多個選定區來執行光學元件之變形。一般而言，沒有可能調整投影系統PS以校正變跡(橫越光瞳平面之透射變化)。可在設計用於微影裝置LA之圖案化器件(例如光罩) MA時使用投影系統PS之透射圖。使用計算微影技術，圖案化器件MA可經設計為用以至少部分地校正變跡。
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)有助於量測及/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。在此等「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，可進行使用對準感測器AS之對準量測及/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較高折射率之液體(例如水)覆蓋，以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加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。
在微影裝置之操作中，輻射光束經調節且由照明系統IL提供。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之情況下，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準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，但該等基板對準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準標記)。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，圖案化器件對準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所成像之目標部分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。
可在曝光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曝光抗蝕劑之工具)或度量衡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包括多個經處理層之基板。
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)或深紫外線(DUV)輻射(例如具有365 nm、248 nm、193 nm、157 nm或126 nm之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如具有在5 nm至20 nm之範圍內的波長)，以及粒子束，諸如離子束或電子束。
圖案化器件上或由圖案化器件提供之各種圖案可具有不同程序窗。亦即，將產生符合規格之圖案所根據之處理變數之空間。關於潛在系統性缺陷之圖案規格之實例包括檢查頸縮、線拉回、線薄化、CD、邊緣置放、重疊、抗蝕劑頂部損耗、抗蝕劑底切及/或橋接。可藉由合併圖案化器件或其區域上之每一個別圖案之程序窗(例如，使該等程序窗重疊)來獲得該等圖案之程序窗。圖案群組之程序窗之邊界包含個別圖案中之一些的程序窗之邊界。換言之，此等個別圖案限制圖案群組之程序窗。此等圖案可被稱作「熱點」或「程序窗限制圖案(PWLP)」，「熱點」與「程序窗限制圖案(PWLP)」在本文中可互換地使用。當控制圖案化程序之一部分時，有可能且經濟的是集中於熱點。當熱點並未有缺陷時，最有可能的是，其他圖案未有缺陷。
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，此等裝置包括用以沉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、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。
為了正確且一致地曝光由微影裝置曝光之基板及/或為了監測包括至少一個圖案轉印步驟(例如，光學微影步驟)之圖案化程序(例如，器件製造程序)之一部分，需要檢測基板或其他物件以量測或判定一或多個屬性，諸如對準、疊對(其可例如在上覆層中之結構之間或在已例如藉由雙重圖案化程序而分別提供至該層之同一層中的結構之間)、線厚度、臨界尺寸(CD)、焦點偏移、材料屬性等。因此，經定位有微影製造單元LC之製造設施通常亦包括度量衡系統，該度量衡系統量測已在該微影製造單元中處理的基板W (圖1)中之一些或全部或微影製造單元中之其他物件。度量衡系統可為微影製造單元LC之部分，舉例而言，其可為微影裝置LA之部分(諸如對準感測器AS (圖1))。
舉例而言，一或多個所量測參數可包括：形成於經圖案化基板中或上之順次層之間的對準、疊對、(例如)形成於經圖案化基板中或上之特徵之臨界尺寸(CD) (例如，臨界線寬)、光學微影步驟之聚焦或聚焦誤差、光學微影步驟之劑量或劑量誤差、光學微影步驟之光學像差，等。可對產品基板自身之目標及/或對提供於基板上之專用度量衡目標執行此量測。可在抗蝕劑顯影之後但在蝕刻之前、在蝕刻之後、在沉積之後及/或在其他時間執行量測。
存在用於對在圖案化程序中形成之結構進行量測的各種技術，包括使用掃描電子顯微鏡、以影像為基礎之量測工具及/或各種特殊化工具。如上文所論述，特殊化度量衡工具之快速及非侵入性形式為輻射光束經導向至基板之表面上之目標上且量測經散射(經繞射/經反射)光束之屬性的度量衡工具。藉由評估由基板散射之輻射之一或多個屬性，可判定基板之一或多個屬性。此可被稱為以繞射為基礎之度量衡。此以繞射為基礎之度量衡之一個此類應用係在目標內之特徵不對稱性之量測中。此特徵不對稱性之量測可用作例如疊對之量度，但其他應用亦係已知的。舉例而言，可藉由比較繞射光譜之相對部分(例如，比較週期性光柵之繞射光譜中之-1階與+1階)而量測不對稱性。此量測可如以上所描述來完成，且如例如全文以引用方式併入本文中之美國專利申請公開案US2006-066855中所描述來完成。以繞射為基礎之度量衡之另一應用係在目標內之特徵寬度(CD)之量測中。此等技術可使用下文所描述之裝置及方法。
因此，在器件製作程序(例如圖案化程序或微影程序)中，可使基板或其他物件在該程序期間或之後經受各種類型之量測。量測可判定一特定基板是否有缺陷、可建立對程序及用於程序中之裝置之調整(例如，將基板上之兩個層對準或將圖案化器件對準至基板)、可量測程序及裝置之效能，或可用於其他目的。量測之實例包括光學成像(例如光學顯微鏡)、非成像光學量測(例如，基於繞射之量測，諸如ASML YieldStar度量衡工具、ASML SMASH度量衡系統)、機械量測(例如，使用觸控筆之輪廓探測、原子力顯微法(AFM))，及/或非光學成像(例如掃描電子顯微法(SEM))。如全文以引用方式併入本文中之美國專利第6,961,116號中所描述之智慧型對準感測器混合式(SMASH)系統使用自參考干涉計，該自參考干涉計產生對準標記物之兩個重疊且相對旋轉之影像、偵測在使影像之傅立葉變換進行干涉之光瞳平面中之強度，且自兩個影像之繞射階之間的相位差提取位置資訊，該相位差表現為經干涉階中之強度變化。
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，則可對後續基板之曝光(尤其在可足夠迅速且快速完成檢測使得該批量之一或多個其他基板仍待曝光之情況下)及/或對經曝光基板之後續曝光進行調整。又，已經曝光之基板可被剝離及重工以改良良率，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，可僅對符合規格的彼等目標部分執行進一步曝光。
在度量衡系統MET內，度量衡裝置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。如上文所提及，度量衡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。
為了實現度量衡，可在基板上提供一或多個目標。在一實施例中，目標經專門設計且可包含週期性結構。在一實施例中，目標為器件圖案之部分，例如為器件圖案之週期性結構。在一實施例中，器件圖案為記憶體器件之週期性結構(例如雙極電晶體(BPT)、位元線接點(BLC)等結構)。
在一實施例中，基板上之目標可包含一或多個1-D週期性結構(例如光柵)，其經印刷成使得在顯影之後，週期性結構特徵係由固體抗蝕劑線形成。在一實施例中，目標可包含一或多個2-D週期性結構(例如光柵)，其經印刷成使得在顯影之後，該一或多個週期性結構係由抗蝕劑中之固體抗蝕劑導柱或通孔形成。長條、導柱或通孔可替代地經蝕刻至基板中(例如經蝕刻至基板上之一或多個層中)。
在一實施例中，圖案化程序之所關注參數中之一者為疊對。可使用暗場散射量測來量測疊對，其中阻擋零階繞射(對應於鏡面反射)，且僅處理高階。可在PCT專利申請公開案第WO 2009/078708號及第WO 2009/106279號中找到暗場度量衡之實例，該等專利申請公開案之全文特此以引用方式併入。美國專利申請公開案US2011-0027704、US2011-0043791及US2012-0242970中已描述該技術之進一步開發，該等專利申請公開案之全文特此以引用方式併入。使用繞射階之暗場偵測的以繞射為基礎之疊對實現對較小目標之疊對量測。此等目標可小於照明光點且可由基板上之器件產品結構環繞。在一實施例中，可在一個輻射捕捉中量測多個目標。
圖3描繪實例檢測裝置(例如散射計)。該檢測裝置包含將輻射投影至基板W上之寬頻帶(白光)輻射投影儀2。重導向輻射傳遞至光譜儀偵測器4，該光譜儀偵測器量測鏡面反射輻射之光譜(依據波長而變化的強度)，如(例如)在圖3之左下方的曲線圖中所展示。根據此資料，可藉由處理器PU (例如)藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸或藉由與圖3之右下方所展示之經模擬光譜庫的比較來重建構導致偵測到之光譜的結構或輪廓。一般而言，對於重建構，結構之一般形式係已知的，且自供製造結構之程序之知識來假定一些變數，從而僅留下結構之少許變數以自經量測資料予以判定。此檢測裝置可經組態為正入射檢測裝置或斜入射檢測裝置。
圖4中展示可使用之另一檢測裝置。在此器件中，由輻射源2發射之輻射係使用透鏡系統12而準直且透射通過干涉濾光器13及偏振器17、由部分反射表面16反射且經由物鏡15而聚焦至基板W上之光點S中，該物鏡具有高數值孔徑(NA)，理想地為至少0.9或至少0.95。浸潤檢測裝置(使用相對高折射率之流體，諸如水)甚至可具有大於1之數值孔徑。
如在微影裝置LA中，可在量測操作期間提供一或多個基板台以固持基板W。該等基板台可在形式上與圖1之基板台WT相似或相同。在檢測裝置與微影裝置整合之實例中，該等基板台可甚至為相同基板台。可將粗略定位器及精細定位器提供至第二定位器PW，該第二定位器經組態以相對於量測光學系統來準確地定位基板。提供各種感測器及致動器例如以獲取所關注目標之位置，且將所關注目標帶入至物鏡15下方之位置中。通常將對橫越基板W之不同部位處之目標進行許多量測。可在X及Y方向上移動基板支撐件以獲取不同目標，且可在Z方向上移動基板支撐件以獲得目標相對於光學系統之焦點之所要部位。舉例而言，當實務上光學系統可保持大體上靜止(通常在X及Y方向上，但可能亦在Z方向上)且僅基板移動時，方便地將操作考慮並描述為如同物鏡被帶入至相對於基板之不同部位。倘若基板及光學系統之相對位置正確，則原則上無關緊要的是，基板與光學系統中之哪一者在真實世界中移動，或其兩者皆移動，抑或光學系統之一部分之組合移動(例如在Z方向及/或傾斜方向上)，其中光學系統之其餘部分靜止且基板移動(例如在X及Y方向上，且視情況亦在Z方向及/或傾斜方向上)。
由基板W重導向之輻射接著通過部分反射表面16傳遞至偵測器18中以便使光譜被偵測。偵測器18可位於背向投影式焦平面11處(亦即，位於透鏡系統15之焦距處)，或平面11可運用輔助光學件(圖中未繪示)而再成像至偵測器18上。偵測器可為二維偵測器，使得可量測基板目標30之二維角度散射光譜。偵測器18可為(例如) CCD或CMOS感測器陣列，且可使用為(例如)每圖框40毫秒之積分時間。
參考光束可用以(例如)量測入射輻射之強度。為進行此量測，當輻射光束入射於部分反射表面16上時，輻射光束之部分通過部分反射表面16作為參考光束而透射朝向參考鏡面14。接著將參考光束投影至同一偵測器18之不同部分上或替代地投影至不同偵測器(圖中未繪示)上。
一或多個干涉濾光器13可用以選擇在例如405 nm至790 nm之範圍內或甚至更低(諸如200 nm至300 nm)之所關注波長。干涉濾光器可為可調諧的，而非包含不同濾光器之集合。可使用光柵來代替干涉濾光器。孔徑光闌或空間光調變器(圖中未繪示)可提供於照明路徑中以控制輻射在目標上之入射角之範圍。
偵測器18可量測在單一波長(或窄波長範圍)下之重導向輻射之強度、分離地在多個波長下之重導向輻射之強度，或遍及一波長範圍而積分之重導向輻射之強度。此外，偵測器可分離地量測橫向磁偏振輻射及橫向電偏振輻射之強度，及/或橫向磁偏振輻射與橫向電偏振輻射之間的相位差。
基板W上之目標30可為1-D光柵，其經印刷成使得在顯影之後，長條係由固體抗蝕劑線(例如其可由沉積層覆蓋)形成。目標30可為2-D光柵，其經印刷成使得在顯影之後，光柵係由抗蝕劑中之固體抗蝕劑導柱或通孔形成。長條、導柱或通孔可經蝕刻至基板中或上(例如蝕刻至基板上之一或多個層中)、由沉積層覆蓋及/或具有其他屬性。(例如長條、導柱或通孔之)圖案對在圖案化程序中之處理之改變(例如，微影投影裝置(特別是投影系統PS)中之光學像差、焦點改變、劑量改變等)敏感，且將顯現為經印刷光柵之變化。因此，經印刷光柵之經量測資料用以重建構光柵。可根據印刷步驟及/或其他檢測程序之知識，將1-D光柵之一或多個參數(諸如，線寬及/或形狀)或2-D光柵之一或多個參數(諸如，導柱或通孔寬度或長度或形狀)輸入至由處理器PU執行之重建構程序。
除了藉由重建構進行參數之量測以外，角度解析散射量測亦用於產品及/或抗蝕劑圖案中之特徵之不對稱性量測。不對稱性量測之一特定應用係用於疊對之量測，其中目標30包含疊置於另一組週期性特徵上的一組週期性特徵。舉例而言，在美國專利申請公開案US2006-066855中描述使用圖3或圖4之器具進行之不對稱性量測之概念，該公開案之全文併入本文中。簡單地陳述，雖然目標之繞射光譜中之繞射階的位置僅藉由目標之週期性予以判定，但繞射光譜中之不對稱性指示構成目標之個別特徵中的不對稱性。在圖4之器具中(其中偵測器18可為影像感測器)，繞射階之此不對稱性直接呈現為由偵測器18記錄之光瞳影像中之不對稱性。可藉由單元PU中之數位影像處理來量測此不對稱性，且相對於已知疊對值來校準此不對稱性。
圖5說明典型目標30之平面圖，及圖4之裝置中之照明光點S的範圍。為了獲得擺脫來自環繞結構之干涉的繞射光譜，在一實施例中，目標30為大於照明光點S之寬度(例如，直徑)之週期性結構(例如，光柵)。光點S之寬度可小於目標之寬度及長度。換言之，目標係由照明「填充不足」，且繞射信號基本上不含來自目標自身外部之產品特徵及其類似者之任何信號。照明配置2、12、13、17 (圖4)可經組態以提供橫越接物鏡15之背焦平面之均一強度的照明。替代地，藉由(例如)在照明路徑中包括孔徑，照明可限於同軸方向或離軸方向。
圖6示意性地描繪基於使用度量衡所獲得之量測資料而判定目標圖案30之一或多個所關注變數之值的實例程序。由偵測器18偵測到之輻射提供用於目標30之經量測輻射分佈608。對於給定目標30，可使用(例如)數值馬克士威求解程序610自參數化模型606計算/模擬輻射分佈612。參數化模型606展示構成目標的及與目標相關聯的各種材料之實例層。參數化模型606可包括用於在考慮中的目標之部分之特徵及層之變數中的一或多者，其可變化且被導出。如圖6中所展示，該等變數中之一或多者可包括一或多個層之厚度t 、一或多個特徵之寬度w (例如CD)、一或多個特徵之高度h 及/或一或多個特徵之側壁角α。儘管圖中未繪示，但變數中之一或多者可進一步包括但不限於：層中之一或多者之折射率(例如真折射率或複折射率、折射率張量等)、一或多個層之消光係數、一或多個層之吸收率、在顯影期間之抗蝕劑損耗、一或多個特徵之基腳，及/或一或多個特徵之線邊緣粗糙度。該等變數之初始值可為針對經量測之目標所預期的值。接著在612處比較經量測輻射分佈608與所計算輻射分佈612以判定該兩者之間的差。若存在差，則可變化參數化模型606之變數中之一或多者之值，演算新的所計算輻射分佈612且將其與經量測輻射分佈608比較直至在經量測輻射分佈608與所計算輻射分佈612之間存在足夠匹配為止。彼時，參數化模型606之變數之值提供實際目標30之幾何形狀的良好或最佳匹配。在一實施例中，當經量測輻射分佈608與所計算輻射分佈612之間的差在容許臨限值內時存在足夠匹配。
圖7A展示列出「用於控制之設計」(D4C)方法之主要階段的流程圖。在階段710中，選擇待用於微影程序中之材料。該等材料可選自經由適當GUI而與D4C介接之材料庫。在階段720中，藉由輸入程序步驟中之每一者且建置用於整個程序序列之電腦模擬模型來界定微影程序。在階段730中，界定度量衡目標，亦即，將包括於目標中之各種特徵之尺寸及其他特性輸入至D4C程式中。舉例而言，若在一結構中包括光柵，則必須界定光柵元件之數目、個別光柵元件之寬度、兩個光柵元件之間的間距等。在階段740中，產生3D幾何形狀。此步驟亦考慮是否存在與多層目標設計相關之任何資訊，例如，不同層之間的相對移位。此特徵啟用多層目標設計。在階段750中，使經設計目標之最終幾何形狀視覺化。如下文將更詳細地解釋，不僅最終設計被視覺化，而且隨著設計者應用微影程序之各種步驟，設計者可將3D幾何形狀如何形成及由於程序誘發之效應而改變視覺化。舉例而言，在抗蝕劑圖案化之後之3D幾何形狀不同於在抗蝕劑移除及蝕刻之後之3D幾何形狀。
本發明之一重要態樣為：使目標設計者能夠將方法之階段視覺化以有助於其在模型化及模擬期間之感知及控制。被稱作「檢視器」之不同視覺化工具經建置至D4C軟體中。舉例而言，如圖7B中所展示，設計者可取決於所界定微影程序及目標而檢視材料標繪圖760 (且亦可獲得執行時間估計標繪圖)。一旦產生微影模型，設計者就可經由模型檢視器工具775來檢視模型參數。設計佈局檢視器工具780可用以檢視設計佈局(例如，GDS檔案之視覺呈現)。抗蝕劑輪廓檢視器工具785可用以檢視抗蝕劑中之圖案輪廓。幾何形狀檢視器工具790可用以檢視基板上之3D結構。光瞳檢視器工具795可用以檢視對度量衡工具之經模擬回應。熟習此項技術者應瞭解，此等檢視工具可用以在設計及模擬期間增強設計者之理解。在D4C軟體之一些實施例中可能不存在此等工具中之一或多者，且在一些其他實施例中可存在額外檢視工具。
圖7C展示說明D4C程序如何藉由減少為了微影程序之實際模擬而選擇之度量衡目標之數目而增加總體模擬程序中之效率的流程圖。如之前所提及，D4C使得設計者能夠設計數千或甚至數百萬個設計。並非所有此等設計相對於程序步驟中之變化皆可穩固。為了選擇可耐受程序變化之目標設計之子集，微影工可有意擾動所界定微影程序之一或多個步驟，如區塊752中所展示。擾動之引入在其最初被如何定義方面變更了整個程序序列。因此，應用經擾動程序序列(區塊754)亦會變更經設計目標之3D幾何形狀。微影工僅選擇展示原始設計目標中之非零變更之擾動且產生選定程序擾動之子集(區塊756)。接著運用程序擾動之此子集來模擬微影程序(區塊758)。
使用微影程序(或一般而言圖案化程序)來製造或製作基板通常涉及程序變化。橫越基板之程序變化並不均一。舉例而言，在沉積程序中，膜趨向於在基板之中心處較厚而在接近於邊緣時較薄。此等系統性變化通常在量測資料中被反映為「指紋」，其為基於已知程序條件之基板之特性。換言之，基板上存在具有依據基板座標而變之空間變化的堆疊。堆疊包含在圖案化程序期間形成於基板上之多個層，以在基板上形成選定圖案(例如，設計圖案)。堆疊之每一層可與厚度、材料屬性及特徵以及圖案化程序之相關參數(例如，CD、節距、疊對等)相關聯。
如本文中所描述，沉積為現代半導體製造中之重要程序步驟。沉積係用以將材料層沉積於經圖案化或未經圖案化表面之頂部上。沉積通常發生在蝕刻之後及化學機械拋光(CMP)之前。沉積被說明為圖8中之典型淺溝槽隔離(STI)程序流程800之部分。視圖802說明運用矽晶圓804、襯墊氧化物806、氮化物層808及抗蝕劑810之堆疊及溝槽蝕刻。視圖812說明襯墊氧化物806側蝕。視圖814說明襯套氧化物816。在視圖818中論證沉積步驟，其中使用化學氣相沉積以運用氧化物820填充間隙。當新材料經沉積時，底部表面822之構形被部分轉移至頂部表面824。舉例而言，新構形將影響晶粒內圖案之幾何形狀以及與疊對及/或對準量測相關的度量衡目標。可靠的沉積模型(如本文中所描述)對於此等及其他構形變化之預測及校正係重要的。視圖830說明化學機械拋光，且視圖832說明氮化物剝離步驟。
圖9說明用於根據本發明之一實施例的在半導體製造程序中應用沉積模型之例示性方法900。在一些實施例中，方法900包含產生及/或校準沉積模型902、將程序資訊輸入至沉積模型904中、預測沉積輪廓906、使用908經預測沉積輪廓以(1)增強度量衡目標設計，及/或(2)判定由不對稱性引起的經預測沉積輪廓與目標輪廓之偏差，及/或其他操作。先前系統並不利用與方法900相似及/或相同之方法來利用用於掃描器及/或其他度量衡工具之經校準沉積模型之預測能力。舉例而言，度量衡目標之傳統設計並不考慮沉積之效應。下文在度量衡標記之內容背景中描述方法900，但此並非意欲為限制性的。方法900通常可應用於沉積輪廓判定係有用的多個不同程序。判定蝕刻輪廓之模擬系統可包括模擬度量衡或檢測系統對蝕刻輪廓之回應的模擬系統或其他模擬系統。舉例而言，經判定沉積輪廓/模擬系統可用於校準運用光學系統或SEM量測之OPC模型，其可用以模擬來自度量衡系統之交叉晶圓指紋或用於其他目的。
方法900為有助於基於沉積輪廓更準確地模型化及/或判定參數之增強型(相對於先前技術系統)方法。基於沉積輪廓之此更準確模型化及/或判定可增強對例如晶圓之當前層與前一層之間的相對移位——疊對之判定，但預期了其他目的(例如對準等)。如上文所描述，常常基於包括於切割道中及/或其他部位中之度量衡標記之光學回應來判定疊對及/或對準。在一些實施例中，方法900產生較準確的(相對於先前技術系統)度量衡目標模型，該度量衡目標模型繼而有助於較準確地(相對於先前技術系統)判定對準、疊對或其他參數。
操作902包含產生及/或校準沉積模型。在一些實施例中，產生沉積模型可基於與目前基板(例如先前基板之先前經模型化、經製造及/或經量測輪廓)相似的基板(例如晶圓之層及/或層之部分，及/或其他基板)之起始輪廓。可將此資訊儲存於例如資料庫中，及/或其他部位中。起始輪廓可為及/或包括諸如微影光阻輪廓、用於諸如硬式光罩之物件之通用遮蔽層，或其他遮蔽層輪廓、蝕刻輪廓之輪廓及/或其他輪廓。一般而言，起始輪廓可為用作用於建置沉積模型之輸入之任何圖案設計。圖案設計可指示將在基板(例如晶圓)之哪些部分上沉積材料，及基板(例如晶圓)之哪些部分將不使材料被沉積。圖案設計可指示此等區域之尺寸、材料屬性及其他特性。在一實施例中，用於基板之起始輪廓包含圖案化後輪廓。在一實施例中，用於基板之起始輪廓包含顯影後檢測(ADI)尺寸、蝕刻後檢測(AEI)尺寸及/或其他尺寸。舉例而言，ADI常常在光阻曝光及顯影之後執行。在一實施例中，判定用於基板之起始輪廓包含獲得、設計或量測起始輪廓之尺寸或其他特徵中的一或多個操作。
舉例而言，獲得起始輪廓之尺寸或其他特徵可包括：經由一或多個外部計算系統之資料庫以電子方式存取此資訊、在局域電子儲存器中存取此資訊、經由網路通信接收或存取此資訊、經由上傳、下載或其他電子檔案傳送自非暫時性儲存媒體及/或其他電子儲存源來接收此資訊或藉由其他方法獲得此資訊。作為另一實例，可經由與設計軟體(例如D4C)或其他資源相關聯之使用者介面，由使用者輸入或選擇起始輪廓之經設計尺寸及/或其他特徵或自使用者以其他方式傳達起始輪廓之經設計尺寸及/或其他特徵。作為第三實例，可量測起始輪廓之尺寸或其他特徵。舉例而言，可對經歷製作程序之實體或經模型化晶圓的緊接先前(例如在沉積之前)層進行此等量測。在一些實施例中，亦可基於由設計者、系統或其他源做出之假定來建置起始輪廓。
在一些實施例中，產生沉積模型可基於沉積配方(例如描述用於化學氣相沉積之程序參數)及/或其他資訊。在一些實施例中，可針對基板之一或多個所關注區(例如晶圓之層、晶圓之整個層、堆疊及/或其他區)產生沉積模型。
在一些實施例中，產生沉積模型可包含產生執行本文中所描述之方法之操作的經驗模型。經驗模型可基於各種輸入之間的相關性預測輸出(例如光罩或晶圓影像之一或多個特性、設計佈局之一或多個特性、圖案化器件之一或多個特性、沉積程序之一或多個特性)。
作為一實例，經驗模型可為機器學習模型及/或任何其他參數化模型。在一些實施例中，機器學習模型(例如)可為及/或包括數學方程式、演算法、標繪圖、圖表、網路(例如神經網路)，及/或其他工具及機器學習模型組件。舉例而言，機器學習模型可為及/或包括具有一輸入層、一輸出層及一或多個中間或隱藏層之一或多個神經網路。在一些實施例中，一或多個神經網路可為及/或包括深度神經網路(例如，在輸入層與輸出層之間具有一或多個中間或隱藏層的神經網路)。
作為一實例，該一或多個神經網路可基於大的神經單元(或人工神經元)集合。該一或多個神經網路可不嚴格地模仿生物大腦工作之方式(例如，經由由軸突連接之大的生物神經元叢集)。神經網路之每一神經單元可與該神經網路之許多其他神經單元連接。此類連接可加強或抑制其對所連接之神經單元之激活狀態之影響。在一些實施例中，每一個別神經單元可具有將所有其輸入之值組合在一起之求和函數。在一些實施例中，每一連接(或神經單元自身)可具有臨限值函數使得信號在其被允許傳播至其他神經單元之前必須超出臨限值。此等神經網路系統可為自學習及經訓練，而非經明確程式化，且與傳統電腦程式相比，可在某些問題解決領域中顯著更佳地執行。在一些實施例中，一或多個神經網路可包括多個層(例如，其中信號路徑自前端層橫穿至後端層)。在一些實施例中，可由神經網路利用反向傳播技術，其中使用前向刺激以對「前端」神經單元重設權重。在一些實施例中，對一或多個神經網路之刺激及抑制可更自由流動，其中連接以較混亂且複雜之方式相互作用。在一些實施例中，一或多個神經網路之中間層包括一或多個迴旋層、一或多個重現層及/或其他層。
在一些實施例中，可使用來自基板(例如實體晶圓之層)之實驗橫截面輪廓資訊來校準沉積模型。實驗橫截面輪廓資訊包含實體晶圓之層之電子影像與使用沉積模型所產生之層的對應電子描繪之間的視覺或尺寸比較。舉例而言，可藉由橫截面掃描電子顯微鏡(SEM)影像校準模型以準確地描述特定沉積程序。
在一實施例中，可藉由使用SEM或其他工具將經模擬沉積輪廓擬合至基板(例如實體晶圓)之對應橫截面來校準沉積模型(之一或多個參數)。在SEM中，初級電子束自電子源發射且由聚光透鏡會聚，且接著穿過光束偏轉器、E×B偏轉器及物鏡以在焦點處輻照基板台上之基板。當運用電子束輻照基板時，自基板產生二次電子。該等二次電子係由E×B偏轉器偏轉且由二次電子偵測器偵測。二維電子束影像可藉由以下操作獲得：偵測自樣本產生之電子，而與(例如)由光束偏轉器對電子束之二維掃描同步或與由光束偏轉器在X或Y方向上對電子束之重複掃描同步，以及由基板台在X或Y方向中之另一者上連續移動基板。由二次電子偵測器偵測到之信號係由類比/數位(A/D)轉換器轉換成數位信號，且該數位信號被發送至影像處理系統。在一實施例中，影像處理系統可具有記憶體以儲存數位影像之全部或部分以供處理單元處理。處理單元(例如經專門設計之硬體或硬體與軟體之組合或包含軟體之電腦可讀媒體)經組態以將數位影像轉換或處理成表示數位影像之資料集。在一實施例中，處理單元經組態或經程式化以致使執行本文中所描述之方法。另外，影像處理系統可具有經組態以將數位影像及對應資料集儲存於參考資料庫中之儲存媒體。顯示器件可與影像處理系統連接，使得操作者可藉助於圖形使用者介面進行設備之必需操作。
在一些實施例中，操作902可包含產生基板(例如晶圓之層)之電子描繪(例如模型、電子影像等)以有助於該電子描繪與對應基板(例如實體晶圓之層)之影像之間的視覺比較。電子描繪可為影像、模型及/或其他電子描繪。電子描繪可為橫截面影像、非橫截面影像、表示層之數字或程式碼(例如，根本並非影像)或形成電子描繪之其他資訊。在一實施例中，操作902可包括產生基板(例如晶圓之層)之電子描繪以有助於對電子描繪之尺寸量測，以用於與獲自對應基板(例如實體晶圓之層)之SEM影像的尺寸進行比較。
在一實施例中，可基於來自任何度量衡系統(例如散射計等)之資訊來校準沉積模型之一或多個參數。校準可包括校準光罩層模型中之參數(例如，影響微影模型之沉積輪廓之參數)。舉例而言，校準可包括基於實體晶圓之經模擬輪廓與對應橫截面之間的相似性或差異來調整一或多個參數(諸如光罩臨界尺寸偏移、沉積速率、沉積材料或其他參數。校準方法(例如模型)可用以預測(度量衡目標設計(僅作為一個實例)之)沉積輪廓，該沉積輪廓可經饋送至諸如D4C (或其他相似設計軟體)之模擬系統以預測Yieldstar (以上所描述)或其他疊對及/或對準信號效能。在一實施例中，反覆地執行校準操作直至經模型化沉積輪廓對應於實體晶圓之對應層之影像及/或其他電子描繪(例如模型)中的沉積輪廓。
在一些實施例中，如上文所描述，沉積模型為機器學習模型(例如包含一或多個神經網路)，且校準沉積模型包含訓練機器學習模型。可使用訓練資料之集合來訓練一或多個神經網路(亦即判定其之參數)。訓練資料可包括訓練樣本之集合。每一樣本可為包含輸入物件(通常為向量，其可被稱為特徵向量)及所要輸出值(亦被稱為監督信號)之一對。訓練演算法分析訓練資料且藉由基於訓練資料調整神經網路之參數(例如一或多個層之權重)來調整神經網路之行為。舉例而言，在給出形式為
Figure 02_image001
之N個訓練樣本之集合使得xi 為第i實例之特徵向量且yi 為其監督信號之情況下，訓練演算法尋找神經網路
Figure 02_image003
，其中X為輸入空間且Y為輸出空間。特徵向量為表示某物件(例如如以上實例中之晶圓設計、剪輯等)之數值特徵之n維向量。與此等向量相關聯之向量空間常常被稱為特徵空間。在訓練之後，神經網路可用於使用新樣本來進行預測。
操作904包含將程序資訊輸入至沉積模型中。舉例而言，操作904可包括將程序資訊提供至經訓練機器學習模型，該經訓練機器學習模型包括神經網路作為輸入。舉例而言，程序資訊可包括基板(例如晶圓之層)之起始輪廓。起始輪廓可為用作用於沉積模型之輸入之任何圖案設計。圖案設計可指示將在基板之哪些部分上沉積材料，及基板之哪些部分將不使材料被沉積。圖案設計可指示此等區域之尺寸、材料屬性及其他特性。在一些實施例中，程序資訊可包括特定沉積配方(例如描述用於化學氣相沉積程序之程序參數)及/或其他資訊。
操作906包含預測沉積輪廓906。經預測沉積輪廓可為使用沉積模型之基板之經預測沉積輪廓。預測沉積輪廓可包含根據沉積程序配方在給定起始輪廓上模擬沉積操作。在一實施例中，在起始輪廓上模擬沉積操作可包括判定用於橫越基板表面之個別部位之一或多個沉積速率。舉例而言，該一或多個沉積速率可取決於經沉積之材料之數量及圖案、圖案之哪些部分被覆蓋或未覆蓋、周圍環境或其他因素。在一實施例中，在起始輪廓上模擬沉積操作包含基於沉積程序參數、沉積模型參數及/或權重、一或多個沉積速率及/或其他資訊來修改起始輪廓之尺寸或其他特性。舉例而言，可反覆地重複預測沉積輪廓之此程序，直至滿足一或多個沉積輪廓準則(例如尺寸、表面特性等)為止。
操作908包含使用經預測沉積輪廓以(1)增強度量衡目標設計，及/或(2)判定由不對稱性引起的經預測沉積輪廓與目標輪廓之偏差，及/或其他操作。舉例而言，操作908可包含預測度量衡(例如對準、疊對等)目標設計之信號敏感度，因此有助於(對準、疊對等)度量衡目標之最佳設計。度量衡目標之幾何形狀與原始設計之經預測偏差(標記不對稱性)可用以校正例如不對稱性誘發之掃描器及Yieldstar偏移，及/或用於其他目的。
在一些實施例中，操作908可包括：基於增強型度量衡目標設計及/或經預測沉積輪廓與目標輪廓之偏差判定一或多個光微影程序參數；基於一或多個經判定之光微影程序參數判定對光微影裝置之調整；及/或其他操作。舉例而言，一或多個經判定之光微影程序參數可包含疊對或對準中之一或多者。調整光微影裝置可基於經判定之調整及/或其他資訊。在一些實施例中，操作908可包括基於疊對或對準將度量衡目標設計自第一度量衡目標設計調整為第二度量衡目標設計。度量衡目標設計可包含對準度量衡目標設計、疊對度量衡目標設計及/或其他設計。
在一些實施例中，度量衡目標設計包含對準度量衡目標設計、疊對度量衡目標設計及/或其他度量衡目標設計。在一些實施例中，使用經預測沉積輪廓以增強度量衡目標設計包含預測對準度量衡目標設計之信號強度且基於該經預測信號強度增強該對準度量衡目標設計。增強對準度量衡目標設計可包含調整對準度量衡目標設計之一或多個尺寸及/或圖案、調整沉積材料及/或調整其他參數以最大化經預測信號強度。
在一些實施例中，使用經預測沉積輪廓以增強度量衡目標設計包含預測疊對度量衡目標設計之信號強度且基於該經預測信號強度增強該疊對度量衡目標設計。增強疊對度量衡目標設計可包含調整疊對度量衡目標設計之一或多個尺寸及/或圖案、調整沉積材料及/或調整其他參數以最大化經預測信號強度。
作為一非限制性實例且如上文所描述，一旦已校準沉積模型，該沉積模型就可用以產生可靠的預測。在此實例中，經校準沉積模型可由以下方程式描述：
Figure 02_image005
其中D 表示沉積模型、po 表示校準模型(例如沉積)參數、x 為在沉積之前的(例如晶圓之層之)幾何形狀，且y 為經預測幾何形狀(例如在沉積之後的晶圓層輪廓)。在一項實施例中，校準模型之預測能力可用以設計使在沉積之後由感測器量測的度量衡目標之信號強度最大化的度量衡目標(之幾何形狀)(由x 描述)。
將疊對用作一實例，圖10說明具有沉積於底部光柵1056 (之頂部)上之光學不透明材料1054的疊對目標1052之堆疊1050。為了量測疊對，底部光柵1056之構形需要被轉移至不透明材料1054之(頂部)表面1058。對於更強的疊對度量衡標記信號，可使底部光柵1056之構形之振幅最大化(例如使得頂部表面1058在沉積之後具有大體上相同的特徵)。本發明方法及/或沉積模型可用以設計底部光柵1056以使底部光柵1056之構形之振幅最大化。舉例而言，將沉積模型耦合至感測器模型，可將光柵/目標最佳化問題公式化為：
Figure 02_image007
。 在以上方程式中，S可表示感測器模型、OVL可表示疊對信號、argmaxx 可為待最大化之實例成本函數，且xo 可為最佳底部光柵設計。舉例而言，可使用此方程式來使來自度量衡標記構形之信號之信號強度最大化。最佳底部光柵設計xo 可與最大化之信號強度相關聯。Argmax可包含指示緊隨在argmax之後的表達式之最大化的符號，且返回使該表達式最大化的下標(在此狀況下為x)中之參數之值。此等實例並不意欲為限制性的。舉例而言，此等相同原理可應用於對準度量衡標記最佳化，及/或其他設計經歷沉積、蝕刻及/或其他微影程序之任何其他晶圓特徵。
圖11說明根據本發明之一實施例的用於度量衡(例如對準、疊對等)目標設計之方法1100的概述。可將與度量衡標記(及/或晶圓之其他部分)相關聯的晶圓層及/或堆疊幾何形狀1102提供1104至沉積模型(例如本文中所描述之沉積模型)，該沉積模型模擬沉積程序1106且預測1108沉積輪廓1110。舉例而言，沉積模型可預測自底部光柵至晶圓層之頂部表面之經轉移構形。可將經預測沉積輪廓1110提供1112至感測器模擬器(例如D4C)，該感測器模擬器經組態以預測與沉積輪廓1110相關聯的信號強度。底部光柵之幾何形狀可經調整以改良例如度量衡標記信號之強度及/或其他特性。可反覆地重複圖11中所展示之操作以改良度量衡標記。可反覆地重複圖11中所展示之操作直至例如滿足停止條件。停止條件可包含重複數目、信號強度臨限值、與重複相關聯之成本、與重複相關聯之時間及/或其他條件。在一些實施例中，可例如在晶圓製作期間即時地或接近即時地執行圖11中所展示之操作中的一或多者。
返回至圖9之操作908，在一些實施例中，使用經預測沉積輪廓以判定由不對稱性引起的經預測沉積輪廓與目標輪廓之偏差進一步包含使用該偏差以預測經量測度量衡目標信號之不對稱性分量。該偏差可用以校正不對稱性誘發之掃描器偏移及/或用於其他用途。舉例而言，校正可包含移除經量測度量衡目標信號之不對稱性分量。在一些實施例中，移除經量測度量衡目標信號之不對稱性分量包含自經量測度量衡目標信號減去不對稱性分量。在一些實施例中，可基於經預測沉積輪廓與目標輪廓之偏差預測度量衡目標信號之不對稱性分量。
作為非限制性實例，在給出初始基板幾何形狀的情況下，經校準沉積模型經組態以在沉積(例如沉積輪廓)之後預測最終度量衡目標幾何形狀，包括根據以下方程式之任何可能的不對稱性：
Figure 02_image009
， 其中ypred 為在沉積之後之經預測幾何形狀。可將該經預測目標幾何形狀ypred 作為輸入提供至感測器模型以便根據以下方程式獲得經預測不對稱性指紋：
Figure 02_image011
， 其中zasym 為不對稱性指紋。可根據以下方程式自經量測信號zmeas (例如)減去該不對稱性指紋，以獲得經校正信號：
Figure 02_image013
， 其中zcorr 為經校正信號。此實例並非意欲為限制性的，且應注意，此途徑可適用於任何不對稱性敏感之感測器，諸如掃描器中之對準感測器、疊對感測器(例如Yieldstar中)及/或其他感測器。
圖12為說明可輔助實施本文所揭示之方法、流程或系統之電腦系統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所描述之一或多個方法之部分。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，其包括包含匯流排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提供者(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。一個此類經下載應用程式可提供例如本文中所描述之方法之全部或一部分。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可獲得呈載波之形式的應用程式碼。
圖13示意性地描繪可與本文中所描述之技術結合使用的與圖1中所展示之裝置相似及/或相同的例示性微影投影裝置。該裝置包含： - 照明系統IL，其用以調節輻射光束B。在此特定狀況下，照明系統亦包含輻射源SO； - 第一物件台(例如，圖案化器件台) MT，其具備用以固持圖案化器件MA (例如，倍縮光罩)之圖案化器件固持器，且連接至用以相對於項目PS來準確地定位該圖案化器件之第一定位器； - 第二物件台(基板台) WT，其具備用以固持基板W (例如，抗蝕劑塗佈矽晶圓)之基板固持器，且連接至用以相對於項目PS來準確地定位該基板之第二定位器； - 投影系統(「透鏡」) PS (例如折射、反射或反射折射光學系統)，其用以將圖案化器件MA之經輻照部分成像至基板W之目標部分C (例如包含一或多個晶粒)上。
如本文中所描繪，裝置屬於透射類型(亦即，具有透射圖案化器件)。然而，一般而言，其亦可屬於反射類型，例如(具有反射圖案化器件)。裝置可使用與經典光罩不同種類之圖案化器件；實例包括可程式化鏡面陣列或LCD矩陣。
源SO (例如，水銀燈或準分子雷射、雷射產生電漿(LPP) EUV源)產生輻射光束。舉例而言，此光束係直接地或在已橫穿諸如光束擴展器Ex之調節構件之後饋入至照明系統(照明器) IL中。照明器IL可包含調整構件AD以用於設定光束中之強度分佈之外部徑向範圍及/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通常將包含各種其他組件，諸如積光器IN及聚光器CO。以此方式，照射於圖案化器件MA上之光束B在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
關於圖13應注意，源SO可在微影投影裝置之外殼內(舉例而言，此常常為源SO為水銀燈時之狀況)，但源SO亦可遠離微影投影裝置，源SO所產生之輻射光束被引導至該裝置中(例如，憑藉合適導向鏡)；此後一情境常常為源SO為準分子雷射(例如基於KrF、ArF或F2 雷射作用)時之狀況。
光束PB隨後截取被固持於圖案化器件台MT上之圖案化器件MA。在已橫穿圖案化器件MA的情況下，光束B傳遞通過透鏡PL，該透鏡將光束B聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位構件(及干涉量測構件IF)，可準確地移動基板台WT，例如以便使不同目標部分C定位於光束PB之路徑中。相似地，第一定位構件可用以(例如)在自圖案化器件庫機械地擷取圖案化器件MA之後或在掃描期間相對於光束B之路徑來準確地定位圖案化器件MA。一般而言，將憑藉未被明確地描繪之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現物件台MT、WT之移動。然而，在步進器(相對於步進掃描工具)之狀況下，圖案化器件台MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。
可在兩種不同模式中使用所描繪工具： - 在步進模式中，將圖案化器件台MT保持基本上靜止，且將整個圖案化器件影像一次性投影(亦即，單次「閃光」)至目標部分C上。接著使基板台WT在x方向及/或y方向上移位，使得可由光束PB輻照不同目標部分C； - 在掃描模式中，基本上相同情境適用，惟單次「閃光」中不曝光給定目標部分C除外。取而代之，圖案化器件台MT可在給定方向(所謂「掃描方向」，例如，y方向)上以速率v移動，使得造成投影光束B遍及圖案化器件影像進行掃描；同時發生地，基板台WT以速率V = Mv在相同或相對方向上同時地移動，其中M為透鏡PL之放大率(通常，M = 1/4或1/5)。以此方式，可在不必損害解析度的情況下曝光相對較大目標部分C。
圖14更詳細地展示裝置1000，其包括源收集器模組SO、照明系統IL及投影系統PS。源收集器模組SO經建構及配置成使得可將真空環境維持於源收集器模組SO之圍封結構220中。可由放電產生電漿源形成EUV輻射發射電漿210。可藉由氣體或蒸氣(例如Xe氣體、Li蒸氣或Sn蒸氣)而產生EUV輻射，其中產生極熱電漿210以發射在電磁光譜之EUV範圍內之輻射。舉例而言，藉由造成至少部分離子化電漿之放電來產生極熱電漿210。為了輻射之高效產生，可需要為例如10帕斯卡之分壓之Xe、Li、Sn蒸汽或任何其他合適氣體或蒸汽。在一實施例中，提供受激發錫(Sn)電漿以產生EUV輻射。
由熱電漿210發射之輻射係經由經定位於源腔室211中之開口中或後方的選用氣體障壁或污染物截留器230 (在一些狀況下，亦被稱作污染物障壁或箔片截留器)而自源腔室211傳遞至收集器腔室212中。污染物截留器230可包括通道結構。污染截留器230亦可包括氣體障壁，或氣體障壁與通道結構之組合。如在此項技術中已知，本文中進一步所指示之污染物截留器或污染物障壁230至少包括通道結構。
收集器腔室211可包括可為所謂的掠入射收集器之輻射收集器CO。輻射收集器CO具有上游輻射收集器側251及下游輻射收集器側252。橫穿收集器CO之輻射可自光柵光譜濾光器240反射以沿著由點虛線「O」指示之光軸而聚焦於虛擬源點IF中。虛擬源點IF通常被稱作中間焦點，且源收集器模組經配置以使得中間焦點IF位於圍封結構220中之開口221處或附近。虛擬源點IF為輻射發射電漿210之影像。
隨後，輻射橫穿照明系統IL，照明系統IL可包括琢面化場鏡面器件22及琢面化光瞳鏡面器件24，琢面化場鏡面器件22及琢面化光瞳鏡面器件24經配置以提供在圖案化器件MA處輻射光束21之所要角度分佈，以及在圖案化器件MA處之輻射強度之所要均一性。在由支撐結構MT固持之圖案化器件MA處的輻射光束21之反射後，即形成經圖案化光束26，且由投影系統PS將經圖案化光束26經由反射元件28、30而成像至由基板台WT固持之基板W上。
比所展示之元件更多的元件通常可存在於照明光學件單元IL及投影系統PS中。取決於微影裝置之類型，可視情況存在光柵光譜濾光器240。另外，可存在比諸圖所展示之鏡面多的鏡面，例如，在投影系統PS中可存在比圖13所展示之反射元件多1至6個的額外反射元件。
如圖14中所說明之收集器光學件CO被描繪為具有掠入射反射器253、254及255之巢套式收集器，僅僅作為收集器(或收集器鏡面)之實例。掠入射反射器253、254及255經安置成圍繞光軸O軸向地對稱，且此類型之收集器光學件CO可結合放電產生電漿源(其常常被稱為DPP源)而使用。
替代地，源收集器模組SO可為如圖15中所展示之LPP輻射系統之部分。雷射LA經配置以將雷射能量沉積至諸如氙(Xe)、錫(Sn)或鋰(Li)之燃料中，從而產生具有數十電子伏特之電子溫度之高度離子化電漿210。在此等離子之去激發及再結合期間產生之高能輻射係自電漿發射、由近正入射收集器光學件CO收集，且聚焦至圍封結構220中之開口221上。
本發明之實施例可由以下條項進一步描述。 1.     一種半導體製造程序模型化方法，該方法包含： 基於一沉積模型預測一基板之一沉積輪廓； 使用該經預測沉積輪廓以增強一度量衡目標設計； 基於該增強型度量衡目標設計預測一或多個光微影程序參數；及 基於該一或多個經判定之光微影程序參數判定對一光微影裝置之一調整。 2.     如條項1之方法，其中該一或多個經判定之光微影程序參數包含與該基板之一或多個層相關聯的疊對或對準中之一或多者。 3.     如條項2之方法，其中增強該度量衡目標設計包含基於該疊對或該對準將一度量衡目標設計自一第一度量衡目標設計調整為一第二度量衡目標設計。 4.     如條項1之方法，其中該度量衡目標設計包含一對準度量衡目標設計或一疊對度量衡目標設計。 5.     如條項1之方法，其中該經預測沉積輪廓用以判定由不對稱性引起的該經預測沉積輪廓與目標輪廓之偏差，且其中該偏差用以校正一不對稱性誘發之掃描器偏移。 6.     如條項1之方法，其進一步包含基於該經判定調整來調整該光微影裝置，其中該調整包含調整該光微影裝置之一劑量、一焦點或一光瞳中之一或多者。 7.     如條項6之方法，其中調整該光微影裝置之該劑量、該焦點或該光瞳中之一或多者包含調整一源輻射光束之一強度、調整一投影系統透鏡之一位置或調整一投影系統孔徑之一大小中的一或多者，以改良該度量衡目標設計之一形狀及/或減低由不對稱性引起的該經預測沉積輪廓與一目標沉積輪廓之偏差。 8.     如條項1之方法，其進一步包含使用來自一實體晶圓之一層之實驗橫截面輪廓資訊來校準該沉積模型。 9.     如條項1之方法，其中預測該沉積輪廓包含：接收一預沉積基板輪廓及沉積配方參數；及基於該等沉積配方參數在該預沉積基板輪廓上模擬一沉積程序以產生該經預測沉積輪廓。 10.   如條項1之方法，其中該不對稱性包含橫越該基板之對應特徵之尺寸之差。 11.   一種用於在一半導體製造程序中應用一沉積模型之方法，該方法包含： 使用該沉積模型預測一基板之一沉積輪廓；及 使用該經預測沉積輪廓以增強一度量衡目標設計。 12.   如條項11之方法，其進一步包含使用來自一實體晶圓之一層之實驗橫截面輪廓資訊來校準該沉積模型。 13.   如條項12之方法，其中該沉積模型係一機器學習模型，且校準該沉積模型包含訓練該機器學習模型。 14.   如條項12之方法，其中該實驗橫截面輪廓資訊包含該基板之一電子影像與使用該模型所產生之該基板之一對應電子描繪之間的視覺或尺寸比較。 15.   如條項11至14中任一項之方法，其中該度量衡目標設計包含一對準度量衡目標設計或一疊對度量衡目標設計。 16.   如條項11至15中任一項之方法，其中使用該經預測沉積輪廓以增強一度量衡目標設計包含預測一對準度量衡目標設計之一信號強度，及基於該經預測信號強度增強該對準度量衡目標設計。 17.   如條項16之方法，其中增強該對準度量衡目標設計包含調整該對準度量衡目標設計之一或多個尺寸及/或一圖案及/或調整一沉積材料以最大化該經預測信號強度。 18.   如條項11至15中任一項之方法，其中使用該經預測沉積輪廓以增強一度量衡目標設計包含預測一疊對度量衡目標設計之一信號強度，及基於該經預測信號強度增強該疊對度量衡目標設計。 19.   如條項18之方法，其中增強該疊對度量衡目標設計包含調整該疊對度量衡目標設計之一或多個尺寸及/或一圖案及/或調整一沉積材料以最大化該經預測信號強度。 20.   如條項11至19中任一項之方法，其進一步包含使用該經預測沉積輪廓以判定由不對稱性引起的該經預測沉積輪廓與一目標輪廓之一偏差，及使用該偏差以預測一經量測度量衡目標信號之一不對稱性分量。 21.   如條項20之方法，其進一步包含使用該偏差以校正不對稱性誘發之掃描器偏移。 22.   如條項21之方法，該校正包含移除該經量測度量衡目標信號之該不對稱性分量。 23.   如條項22之方法，其中移除該經量測度量衡目標信號之該不對稱性分量包含自該經量測度量衡目標信號減去該不對稱性分量。 24.   如條項20至23中任一項之方法，其中該度量衡目標信號之該不對稱性分量係基於該經預測沉積輪廓與該目標輪廓之該偏差來預測。 25.   如條項11之方法，其進一步包含基於該增強型度量衡目標設計預測疊對及/或對準。 26.   一種電腦程式產品，其包含其上經記錄有指令之一非暫時性電腦可讀媒體，該等指令在由一電腦執行時實施如條項1至25中任一項之方法。 27.   一種半導體製造程序模型化方法，該方法包含： 獲得一基板之一沉積輪廓；及 使用該沉積輪廓以調整一度量衡目標設計。 28.   如條項27之方法，其進一步包含基於該經調整度量衡目標設計預測一或多個光微影程序參數。 29.   如條項27之方法，其進一步包含基於該一或多個經判定之光微影程序參數來判定對一光微影裝置之一調整。 30.   如條項27之方法，其中該獲得該沉積輪廓包含藉由使用一沉積模型產生一經預測沉積輪廓。 31.   如條項29之方法，其中該度量衡目標設計包含一對準度量衡目標設計或一疊對度量衡目標設計，且 其中該一或多個經判定之光微影程序參數包含與該基板之一或多個層相關聯的疊對或對準中之一或多者。 32.   如條項27之方法，其中調整該度量衡目標設計包含： 預測該度量衡目標設計之一信號強度；及 基於該經預測信號強度修改該度量衡目標設計。 33.   如條項32之方法，其中修改該度量衡目標設計包含調整該度量衡目標設計之一或多個尺寸及/或一圖案及/或調整一沉積材料以最大化該經預測信號強度。 34.   如條項30之方法，其中該經預測沉積輪廓用以判定由不對稱性引起的該經預測沉積輪廓與一目標輪廓之偏差，且其中該偏差用以校正一不對稱性誘發之掃描器偏移。 35.   如條項29之方法，其中該經判定調整包含調整該光微影裝置之一劑量、一焦點或一光瞳中之一或多者，其中該調整該光微影裝置之該劑量、該焦點或該光瞳中之一或多者包含：調整一源輻射光束之一強度、調整一投影系統透鏡之一位置或調整一投影系統孔徑之一大小中的一或多者，以改良該度量衡目標設計之一形狀及/或減低由不對稱性引起的該經預測沉積輪廓與一目標沉積輪廓之偏差。 36.   如條項30之方法，其中該產生該經預測沉積輪廓包含使用來自一實體晶圓之一程序層之實驗橫截面輪廓資訊來校準該沉積模型。 37.   如條項30之方法，其中產生該經預測沉積輪廓包含：接收一預沉積基板輪廓及沉積配方參數；及基於該等沉積配方參數在該預沉積基板輪廓上模擬一沉積程序以產生該經預測沉積輪廓。 38.   如條項34之方法，其中該不對稱性包含橫越該基板之對應特徵之尺寸之差。 39.   如條項36之方法，其中該沉積模型係一機器學習模型，且校準該沉積模型包含訓練該機器學習模型。 40.   如條項30之方法，其進一步包含：使用該經預測沉積輪廓以判定由不對稱性引起的該經預測沉積輪廓與一目標輪廓之一偏差；及使用該偏差以預測一經量測度量衡目標信號之一不對稱性分量；及校正該不對稱性誘發之掃描器偏移，其中該校正包含移除該經量測度量衡目標信號之該不對稱性分量。 41.   一種電腦程式產品，其包含其上經記錄有指令之一非暫時性電腦可讀媒體，該等指令在由一電腦執行時實施如條項27至40中任一項之方法。
本文中之揭示內容可模擬或數學上模型化用於使子波長特徵成像之任何通用成像系統，且可尤其供能夠產生愈來愈短波長之新興成像技術使用。已經在使用中之新興技術包括能夠藉由使用ArF雷射來產生193 nm波長且甚至能夠藉由使用氟雷射來產生157 nm波長之極紫外線(EUV)、DUV微影。此外，EUV微影能夠藉由使用同步加速器或藉由運用高能電子來撞擊材料(固體或電漿)而產生在20 nm至5 nm之範圍內的波長，以便產生在此範圍內之光子。
雖然本文中之揭示內容可用於在諸如矽晶圓之基板上進行成像，但應理解，所揭示本發明可與任何類型之微影成像系統一起使用，例如，用於在除了矽晶圓之外的基板上進行成像之微影成像系統。另外，所揭示元件之組合及子組合可包含單獨的實施例。舉例而言，使用經預測沉積輪廓以(1)增強度量衡目標設計，及/或(2)判定由不對稱性所引起的經預測沉積輪廓與目標輪廓之偏差可包含單獨的實施例，及/或可將此等特徵一起用於同一實施例中。
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如所描述進行修改。
2:寬頻帶輻射投影儀/輻射源 4:光譜儀偵測器 11:背向投影式焦平面 12:透鏡系統 13:干涉濾光器 14:參考鏡面 15:物鏡/透鏡系統 16:部分反射表面 17:偏振器 18:偵測器 21:輻射光束 22:琢面化場鏡面器件 24:琢面化光瞳鏡面器件 26:經圖案化光束 28:反射元件 30:基板目標/目標圖案/反射元件 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:網際網路服務提供者(ISP) 128:網際網路 130:伺服器 210:極紫外線(EUV)輻射發射電漿/極熱電漿/高度離子化電漿 211:源腔室 212:收集器腔室 220:圍封結構 221:開口 230:選用氣體障壁或污染物截留器/污染物障壁 240:光柵光譜濾光器 251:上游輻射收集器側 252:下游輻射收集器側 253:掠入射反射器 254:掠入射反射器 255:掠入射反射器 606:參數化模型 608:經量測輻射分佈 610:數值馬克士威求解程序 612:所計算輻射分佈 710:階段 720:階段 730:階段 740:階段 750:階段 752:區塊 754:區塊 756:區塊 758:區塊 760:材料標繪圖 775:模型檢視器工具 780:設計佈局檢視器工具 785:抗蝕劑輪廓檢視器工具 790:幾何形狀檢視器工具 795:光瞳檢視器工具 800:典型淺溝槽隔離程序流程 802:視圖 804:矽晶圓 806:襯墊氧化物 808:氮化物層 810:抗蝕劑 812:視圖 814:視圖 816:襯套氧化物 818:視圖 820:氧化物 822:底部表面 824:頂部表面 830:視圖 832:視圖 900:方法 902:操作 904:操作 906:操作 908:操作 1000:裝置 1050:堆疊 1052:疊對目標 1054:光學不透明材料 1056:底部光柵 1058:頂部表面 1100:方法 1102:晶圓層及/或堆疊幾何形狀 1104:提供 1106:沉積程序 1108:預測 1110:沉積輪廓 1112:提供 AD:調整構件 AS:對準感測器 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 h:高度 IF:位置感測器/干涉量測構件/虛擬源點/中間焦點 IL:照明系統/照明器/照明光學件單元 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:圖案化器件對準標記 M2:圖案化器件對準標記 MA:圖案化器件 MT:支撐結構/第一物件台/圖案化器件台 O:光軸 P1:基板對準標記 P2:基板對準標記 PM:第一定位器 PS:項目/投影系統/透鏡 PU:處理器 PW:第二定位器 RF:參考框架 RO:基板處置器或機器人 S:照明光點 SC:旋塗器 SCS:監督控制系統 SO:輻射源/源收集器模組 t:厚度 TCU:塗佈顯影系統控制單元 W:基板 w:寬度 WT:基板台/第二物件台 WTa:基板台 WTb:基板台 α:側壁角
對於一般熟習此項技術者而言，在結合附圖而檢閱特定實施例之以下描述後，以上態樣以及其他態樣及特徵就將變得顯而易見，在該等圖中：
圖1示意性地描繪根據一實施例之微影裝置。
圖2示意性地描繪根據一實施例的微影製造單元或叢集之實施例。
圖3示意性地描繪根據一實施例之實例檢測裝置及度量衡技術。
圖4示意性地描繪根據一實施例之實例檢測裝置。
圖5說明根據一實施例的檢測裝置之照明光點與度量衡目標之間的關係。
圖6示意性地描繪根據一實施例的基於量測資料導出複數個所關注變數之程序。
圖7A為展示根據一實施例的「用於控制之設計」程序流程之各個階段的流程圖。
圖7B為展示根據一實施例的用於視覺化之各個階段的方塊圖。
圖7C為展示根據一實施例的「用於控制之設計」程序如何判定相對於程序擾動而穩固的度量衡目標設計的流程圖。
圖8說明根據一實施例的作為典型淺溝槽隔離(STI)程序流程之部分的沉積。
圖9說明用於根據一實施例的在半導體製造程序中應用沉積模型之方法。
圖10說明根據一實施例的具有沉積於底部光柵之頂部上之光學不透明材料的疊對目標之堆疊。
圖11說明根據一實施例的用於度量衡(例如對準、疊對等)目標設計之方法的概述。
圖12為根據一實施例的實例電腦系統之方塊圖。
圖13為根據一實施例的類似於圖1之微影投影裝置的示意圖。
圖14為根據一實施例的圖13中之裝置之更詳細視圖。
圖15為根據一實施例的圖13及圖14之裝置之源收集器模組SO的更詳細視圖。
1100:方法
1102:晶圓層及/或堆疊幾何形狀
1104:提供
1106:沉積程序
1108:預測
1110:沉積輪廓
1112:提供

Claims (15)

  1. 一種半導體製造程序模型化方法，該方法包含： 獲得一基板之一沉積輪廓；及 使用該沉積輪廓以調整一度量衡目標設計。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含基於該經調整度量衡目標設計預測一或多個光微影程序參數。
  3. 如請求項2之方法，其進一步包含基於該一或多個經判定之光微影程序參數來判定對一光微影裝置之一調整。
  4. 如請求項1之方法，其中該獲得該沉積輪廓包含藉由使用一沉積模型來產生一經預測沉積輪廓。
  5. 如請求項3之方法，其中該度量衡目標設計包含一對準度量衡目標設計或一疊對度量衡目標設計，且 其中該一或多個經判定之光微影程序參數包含與該基板之一或多個層相關聯的疊對或對準中之一或多者。
  6. 如請求項1之方法，其中調整該度量衡目標設計包含： 預測該度量衡目標設計之一信號強度；及 基於該經預測信號強度修改該度量衡目標設計。
  7. 如請求項6之方法，其中修改該度量衡目標設計包含：調整該度量衡目標設計之一或多個尺寸及/或一圖案及/或調整一沉積材料以最大化該經預測信號強度。
  8. 如請求項4之方法，其中該經預測沉積輪廓用以判定由不對稱性引起的該經預測沉積輪廓與一目標輪廓之偏差，且其中該偏差用以校正一不對稱性誘發之掃描器偏移。
  9. 如請求項3之方法，其中該經判定調整包含調整該光微影裝置之一劑量、一焦點或一光瞳中之一或多者，其中該調整該光微影裝置之該劑量、該焦點或該光瞳中之一或多者包含：調整一源輻射光束之一強度、調整一投影系統透鏡之一位置或調整一投影系統孔徑之一大小中的一或多者，以改良該度量衡目標設計之一形狀及/或減低由不對稱性引起的該經預測沉積輪廓與一目標沉積輪廓之偏差。
  10. 如請求項4之方法，其中該產生該經預測沉積輪廓包含：使用來自一實體晶圓之一程序層之實驗橫截面輪廓資訊來校準該沉積模型。
  11. 如請求項4之方法，其中產生該經預測沉積輪廓包含：接收一預沉積基板輪廓及沉積配方參數；及基於該等沉積配方參數在該預沉積基板輪廓上模擬一沉積程序以產生該經預測沉積輪廓。
  12. 如請求項8之方法，其中該不對稱性包含橫越該基板之對應特徵之尺寸之差。
  13. 如請求項10之方法，其中該沉積模型係一機器學習模型，且校準該沉積模型包含訓練該機器學習模型。
  14. 如請求項4之方法，其進一步包含：使用該經預測沉積輪廓以判定由不對稱性引起的該經預測沉積輪廓與一目標輪廓之一偏差；及使用該偏差以預測一經量測度量衡目標信號之一不對稱性分量，及校正該不對稱性誘發之掃描器偏移，其中該校正包含移除該經量測度量衡目標信號之該不對稱性分量。
  15. 一種電腦程式產品，其包含其上經記錄有指令之一非暫時性電腦可讀媒體，該等指令在由一電腦執行時實施以下方法： 獲得一基板之一沉積輪廓；及 使用該沉積輪廓以調整一度量衡目標設計。
TW109120155A 2019-07-03 2020-06-16 用於在半導體製造程序中應用沉積模型之方法 TWI765277B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962870432P 2019-07-03 2019-07-03
US62/870,432 2019-07-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202117454A TW202117454A (zh) 2021-05-01
TWI765277B true TWI765277B (zh) 2022-05-21

Family

ID=71016516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109120155A TWI765277B (zh) 2019-07-03 2020-06-16 用於在半導體製造程序中應用沉積模型之方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20220350254A1 (zh)
EP (1) EP3994526A1 (zh)
JP (1) JP7482910B2 (zh)
KR (1) KR20220016960A (zh)
CN (1) CN114026500A (zh)
TW (1) TWI765277B (zh)
WO (1) WO2021001109A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220147672A (ko) * 2020-04-02 2022-11-03 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 반도체 제조 프로세스에서 기판들의 그룹에 대한 검사 전략을 결정하기 위한 방법
US11532525B2 (en) 2021-03-03 2022-12-20 Applied Materials, Inc. Controlling concentration profiles for deposited films using machine learning
CN113051863B (zh) * 2021-03-12 2023-02-24 广东省大湾区集成电路与系统应用研究院 半导体建模方法、装置、存储介质及计算机设备
US11604420B2 (en) 2021-05-03 2023-03-14 Kla Corporation Self-calibrating overlay metrology
CN113471093B (zh) * 2021-06-08 2024-06-04 广东省大湾区集成电路与系统应用研究院 一种用于半导体器件的薄膜形貌预测方法及装置
WO2023033884A1 (en) * 2021-09-02 2023-03-09 Sandisk Technologies Llc Implementation of deep neural networks for testing and quality control in the production of memory devices
US20230078146A1 (en) * 2021-09-15 2023-03-16 Applied Materials, Inc. Virtual measurement of conditions proximate to a substrate with physics-informed compressed sensing
US20230350394A1 (en) * 2022-04-27 2023-11-02 Applied Materials, Inc. Run-to-run control at a manufacturing system using machine learning

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080007740A1 (en) * 2006-07-10 2008-01-10 Tokyo Electron Limited Optimizing selected variables of an optical metrology model
US20130080984A1 (en) * 2011-09-23 2013-03-28 Kla-Tencor Corporation Process aware metrology
TW201821899A (zh) * 2016-12-14 2018-06-16 台灣積體電路製造股份有限公司 目標最佳化方法

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0824722B1 (en) 1996-03-06 2001-07-25 Asm Lithography B.V. Differential interferometer system and lithographic step-and-scan apparatus provided with such a system
US6077756A (en) * 1998-04-24 2000-06-20 Vanguard International Semiconductor Overlay target pattern and algorithm for layer-to-layer overlay metrology for semiconductor processing
US7382447B2 (en) * 2001-06-26 2008-06-03 Kla-Tencor Technologies Corporation Method for determining lithographic focus and exposure
DE60319462T2 (de) 2002-06-11 2009-03-12 Asml Netherlands B.V. Lithographischer Apparat und Verfahren zur Herstellung eines Artikels
US20050209818A1 (en) * 2004-03-17 2005-09-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. System and method for predicting a parameter for a lithography overlay first lot
US7791727B2 (en) 2004-08-16 2010-09-07 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
US7925486B2 (en) * 2006-03-14 2011-04-12 Kla-Tencor Technologies Corp. Computer-implemented methods, carrier media, and systems for creating a metrology target structure design for a reticle layout
JP2008034714A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Fujitsu Ltd デバイス製造支援装置、そのシミュレーション方法、デバイス製造装置
US7873504B1 (en) * 2007-05-07 2011-01-18 Kla-Tencor Technologies Corp. Computer-implemented methods, carrier media, and systems for creating a metrology target structure design for a reticle layout
NL1036245A1 (nl) 2007-12-17 2009-06-18 Asml Netherlands Bv Diffraction based overlay metrology tool and method of diffraction based overlay metrology.
NL1036597A1 (nl) 2008-02-29 2009-09-01 Asml Netherlands Bv Metrology method and apparatus, lithographic apparatus, and device manufacturing method.
WO2010117626A2 (en) * 2009-03-31 2010-10-14 Christophe Pierrat Lithography modelling and applications
CN102498441B (zh) 2009-07-31 2015-09-16 Asml荷兰有限公司 量测方法和设备、光刻系统以及光刻处理单元
EP2470960A1 (en) 2009-08-24 2012-07-04 ASML Netherlands BV Metrology method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and substrate comprising metrology targets
US8473271B2 (en) * 2010-03-12 2013-06-25 Synopsys, Inc. Fast photolithography process simulation to predict remaining resist thickness
NL2007425A (en) 2010-11-12 2012-05-15 Asml Netherlands Bv Metrology method and apparatus, and device manufacturing method.
US8601407B2 (en) * 2011-08-25 2013-12-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Geometric pattern data quality verification for maskless lithography
US10151986B2 (en) 2014-07-07 2018-12-11 Kla-Tencor Corporation Signal response metrology based on measurements of proxy structures
WO2016078861A1 (en) * 2014-11-17 2016-05-26 Asml Netherlands B.V. Process based metrology target design
US10430719B2 (en) * 2014-11-25 2019-10-01 Stream Mosaic, Inc. Process control techniques for semiconductor manufacturing processes
KR102355347B1 (ko) * 2014-11-26 2022-01-24 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 계측 방법, 컴퓨터 제품 및 시스템
WO2016096309A1 (en) 2014-12-15 2016-06-23 Asml Netherlands B.V. Optimization based on machine learning
US9823585B2 (en) * 2015-03-31 2017-11-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. EUV focus monitoring systems and methods
KR102377411B1 (ko) * 2015-04-10 2022-03-21 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 검사와 계측을 위한 방법 및 장치
US9646127B2 (en) * 2015-05-14 2017-05-09 Synopsys, Inc. 3D resist profile aware etch-bias model
EP3290911A1 (en) * 2016-09-02 2018-03-07 ASML Netherlands B.V. Method and system to monitor a process apparatus
US11681849B2 (en) * 2016-10-24 2023-06-20 Asml Netherlands B.V. Method for optimizing a patterning device pattern
US10698320B2 (en) * 2016-12-14 2020-06-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method for optimized wafer process simulation
US10409171B2 (en) * 2017-01-25 2019-09-10 Kla-Tencor Corporation Overlay control with non-zero offset prediction
US10133838B2 (en) * 2017-01-30 2018-11-20 Dongfang Jingyuan Electron Limited Guided defect detection of integrated circuits
US10474042B2 (en) * 2017-03-22 2019-11-12 Kla-Tencor Corporation Stochastically-aware metrology and fabrication
EP3454123A1 (en) * 2017-09-06 2019-03-13 ASML Netherlands B.V. Metrology method and apparatus
US10657214B2 (en) * 2018-10-09 2020-05-19 Applied Materials, Inc. Predictive spatial digital design of experiment for advanced semiconductor process optimization and control

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080007740A1 (en) * 2006-07-10 2008-01-10 Tokyo Electron Limited Optimizing selected variables of an optical metrology model
US20130080984A1 (en) * 2011-09-23 2013-03-28 Kla-Tencor Corporation Process aware metrology
TW201821899A (zh) * 2016-12-14 2018-06-16 台灣積體電路製造股份有限公司 目標最佳化方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP7482910B2 (ja) 2024-05-14
EP3994526A1 (en) 2022-05-11
US20220350254A1 (en) 2022-11-03
JP2022537741A (ja) 2022-08-29
KR20220016960A (ko) 2022-02-10
CN114026500A (zh) 2022-02-08
TW202117454A (zh) 2021-05-01
WO2021001109A1 (en) 2021-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI765277B (zh) 用於在半導體製造程序中應用沉積模型之方法
TWI797362B (zh) 針對模擬系統之用於判定晶圓之層的蝕刻輪廓的方法
TWI721298B (zh) 度量衡方法及相關之電腦程式產品
TW201812443A (zh) 監控製程裝置之方法及系統
KR102481755B1 (ko) 가이드 패터닝 디바이스 검사
US20230244151A1 (en) Method for adjusting a target feature in a model of a patterning process based on local electric fields
TW202107198A (zh) 用於圖案化製程模型化的方法
TWI779674B (zh) 基於失效率之製程窗
TWI643028B (zh) 二維或三維形狀之階層式表示
KR102665204B1 (ko) 매칭 퓨필 결정
US20220404711A1 (en) Process monitoring and tuning using prediction models
KR102685425B1 (ko) 패터닝 공정에서의 웨이퍼 거동을 결정하기 위해 이미지 패턴들을 그룹화하는 장치 및 방법
TWI750933B (zh) 光學判定結構中之不同層中之金屬特徵之間的電接觸
TW202326791A (zh) 使用帶電粒子檢測系統之圖案化參數判定