TWI803728B - 判定用於微影製程的控制參數之方法及設備、包含指令之電腦程式、度量衡設備及微影設備 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種判定用於一微影製程的一控制參數之方法，該方法包含：界定用於表示橫跨一基板的一製程參數指紋特徵之一基板模型，該基板模型經界定為基底函數之一組合，該等基底函數包括適合於表示基板及/或基板之批量之間的該製程參數指紋特徵的變化之至少一個基底函數；接收對橫跨至少一個基板的該製程參數之量測；使用該等量測及該等基底函數計算基板模型參數；及基於該等基板模型參數及該至少一個基底函數與基板及/或基板之批量之間的一製程參數指紋特徵變化之相似度判定該控制參數。

Description

判定用於微影製程的控制參數之方法及設備、包含指令之電腦程式、度量衡設備及微影設備
本發明係關於用於控制微影製程之方法及設備，且係關於用於實施此方法及設備的電腦程式產品。
微影製程為微影設備將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)，在此之後各種處理化學及/或物理處理步驟經由圖案起作用以產生複雜產品之功能特徵的微影製程。圖案於基板上之準確置放為用於減小電路組件及可藉由微影產生之其他產品之大小的主要挑戰。特定而言，準確地量測基板上已經被放下之特徵的挑戰為能夠足夠準確地定位處於疊加之特徵的順次層而以高良率產生工作裝置時的關鍵步驟。一般而言，所謂的疊對應在如今之亞微米半導體裝置中在數十奈米下至最臨界層中之幾奈米內來達成。
因此，現代微影設備涉及在實際上曝光或以其他方式圖案化處於目標部位之基板的步驟之前的廣泛量測或「映射」操作。在以下論述中，為方便起見將基板稱作「晶圓」，而不意指對可使用本發明處理的基板之類型的任何限制。進階的基板模型(例如對準模型)已經且繼續發展為模型且更準確地校正由處理步驟及/或微影設備自身引起的晶圓柵格之非線性失真。表達晶圓柵格用以指代藉由晶圓處之(所量測)對準標記所形成的座標系統。舉例而言，晶圓柵格由晶圓之切割道中之對準標記形成，該等對準標記在理想情況下形成正交柵格。
計算對準、疊對或聚焦模型參數以便使基板模型擬合基板上之結構之量測。可借助於此等基板模型來描述依據晶圓上之位置而變化的生產晶圓上之疊對、聚焦及對準誤差。此等基板模型在批次間(前饋)基礎上用於自動製程控制(APC)系統中以控制微影製程(批次為一或多個基板或晶圓之批量)。然而，通常，用於建立基板模型之量測資料包含展現批次間波動之空間內容。因此，通常觀測到基於量測資料之基板模型參數亦展現批次間的變化。在控制微影製程中使用基板模型參數接著可導致微影製程之不穩定性，此係由於對微影製程的校正接著基於過時的基板模型參數資料(例如基於與先前批次相關聯的量測，該等先前批次不代表後續批次，例如後續批次為在校正下之批次)而判定。因此，需要一種用於判定經組態以通過穩健且穩定的方式控制微影製程的基板模型參數之方法。
本發明人已認識到，對微影製程之控制可在沒有不恰當地增加計算或量測開銷的情況下藉由減小批次間或基板間的變化之影響來改良，該等變化包含於用於判定基板模型參數之量測資料內。
本發明提供一種判定用於一微影製程的一控制參數之方法，該方法包含：界定用於表示橫跨一基板的一製程參數指紋特徵(fingerprint)之一基板模型，該基板模型經界定為基底函數之一組合，該等基底函數包括適合於表示基板及/或基板之批量之間的該製程參數指紋特徵的變化之至少一個基底函數；接收對橫跨至少一個基板的該製程參數之量測；使用該等量測及該等基底函數計算基板模型參數；及基於該等基板模型參數及該至少一個基底函數與基板及/或基板之批量之間的一製程參數指紋特徵變化之相似度判定該控制參數。
在本發明之另一態樣中，提供一種模型化與橫跨經受一製程之一基板的一製程參數之值之一空間分佈相關聯的量測資料之方法，該方法包含：獲得該量測資料；使用一傅立葉變換操作將該量測資料變換至一頻域；使用經組態以至少部分地移除與已知雜訊特性及/或該製程之一控制設施的限制相關聯的空間頻率分量的一空間濾波器濾波經變換量測資料；使用一反向傅立葉變換操作以獲得經濾波量測資料，從而將該頻域中之經濾波量測資料變換至一空間域；及模型化經濾波量測資料以為該製程之該控制設施提供輸入。
下文參考隨附圖式詳細地描述本發明之其他特徵及優點，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具體實施例。本文中僅出於說明性目的呈現此類實施例。基於本文中所含有之教示，額外實施例對於熟習相關技術者將為顯而易見的。
圖1示意性地描繪微影設備LA。該設備包含： -  照明系統(照明器) IL，其經組態以調節輻射光束B (例如UV輻射或EUV輻射)； -  支撐結構(例如光罩台) MT，其經建構以支撐圖案化裝置(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裝置之第一定位器PM； -  基板台(例如晶圓台) WTa或WTb，其經建構以固持基板(例如抗蝕劑塗佈晶圓) W，且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該基板之第二定位器PW；及 -  投影系統(例如折射投影透鏡系統) PS，其經組態以將由圖案化裝置MA向輻射光束B賦予之圖案投影至基板W之目標部分C (例如包含一或多個晶粒)上。
照明系統可包括用於導向、塑形或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
支撐結構支撐(亦即，承載)圖案化裝置之重量。支撐結構以取決於圖案化裝置之定向、微影設備之設計及其他條件(諸如圖案化裝置是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化裝置。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化裝置。支撐結構可為例如框架或台，其可視需要為固定的或可移動的。支撐結構可確保圖案化裝置例如相對於投影系統處於所要位置。本文中可將對術語「倍縮光罩」或「光罩」之任何使用視為與更一般術語「圖案化裝置」同義。
本文中所使用之術語「圖案化裝置」應被廣泛地解釋為係指可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中產生圖案的任何裝置。應注意，舉例而言，若向輻射光束賦予之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵，則該圖案可能不確切地對應於基板之目標部分中的所要圖案。一般而言，向輻射光束賦予之圖案將對應於在目標部分中產生之裝置(諸如積體電路)中之特定功能層。
圖案化裝置可為透射的或反射的。圖案化裝置之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列及可程式化LCD面板。光罩在微影中為吾人所熟知，且包括諸如二元、交變相移及衰減式相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之實例採用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜以便使入射輻射光束在不同方向上反射。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。
本文中所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解釋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數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。本文中可將對術語「投影透鏡」之任何使用視為與更一般術語「投影系統」同義。
如此處所描繪，設備屬於透射類型(例如採用透射光罩)。可替代地，該設備可屬於反射類型(例如採用如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列，或採用反射光罩)。
微影設備可屬於具有兩個(雙載物台)或更多個基板台(及/或兩個或更多個光罩台)之類型。在此類「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，或可對一或多個台執行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。
微影設備亦可屬於以下類型：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，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸潤液體施加至微影設備中之其他空間，例如光罩與投影系統之間的空間。浸潤技術在此項技術中為吾人所熟知用於增大投影系統之數值孔徑。本文中所使用之術語「浸潤」並不意謂諸如基板之結構必須浸沒於液體中，而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。
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，源及微影設備可為分離實體。在此類情況下，並未將源視為形成微影設備之部分，且輻射光束藉助於包含(例如)合適導向鏡面及/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。在其他情況下，舉例而言，當源為水銀燈時，源可為微影設備之整體部分。可將源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD (在需要時)稱作輻射系統。
照明器IL可包含用於調整輻射光束之角強度分佈之調整器AD。一般而言，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別稱作σ外部及σ內部)。此外，照明器IL可包含各種其他組件，諸如積光器IN及聚光器CO。照明器可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要之均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如光罩台MT)上之圖案化裝置(例如光罩MA)上，且由該圖案化裝置進行圖案化。在已橫穿光罩MA之情況下，輻射光束B穿過投影系統PS，該投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器PW及位置感測器IF (例如干涉量測裝置、線性編碼器或電容式感測器)，可準確地移動基板台WTa/WTb (例如)以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。相似地，第一定位器PM及另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪)可用於(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光罩MA。一般而言，可藉助於形成第一定位器PM之部分之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現光罩台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WTa/WTb之移動。就步進器(相對於掃描器)而言，光罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可被固定。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準光罩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，但該等標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記稱為切割道對準標記)。相似地，在將多於一個晶粒設置於光罩MA上之情形中，光罩對準標記可位於該等晶粒之間。
所描繪的設備可用於以下模式中之至少一者下：
1. 在步進模式下，使光罩台MT及基板台WTa/WTb保持基本上靜止，同時將向輻射光束賦予之整個圖案一次性投影至目標部分C上(亦即，單次靜態曝光)。接著使基板台WTa/WTb在X方向及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。在步進模式下，曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中所成像的目標部分C之大小。
2. 在掃描模式下，在將向輻射光束賦予之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描光罩台MT及基板台WTa/WTb (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WTa/WTb相對於光罩台MT之速度及方向。在掃描模式下，曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分的寬度(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. 在另一模式下，在將向輻射光束賦予之圖案投影至目標部分C上時，使光罩台MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化裝置，且移動或掃描基板台WTa/WTb。在此模式下，通常採用脈衝式輻射源，且在基板台WTa/WTb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來更新可程式化圖案化裝置。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化裝置(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。
亦可採用對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。
此實例中之微影設備LA屬於所謂的雙載物台類型，其具有兩個基板台WTa及WTb以及兩個站--曝光站及量測站--在該兩個站之間可交換基板台。當在曝光站EXP處曝光一個基板台上之一個基板時，可在量測站MEA處將另一基板裝載至另一基板台上，使得可執行各種預備步驟。該等預備步驟可包括使用位階感測器LS來映射基板之表面高度，及使用對準感測器AS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，歸因於在產生標記時之不準確性且亦歸因於基板貫穿其處理而發生之變形，標記偏離理想柵格。因此，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跨基板區域之許多標記之位置(在設備LA將以極高準確度印刷處於正確部位之產品特徵的情況下)。因此，對準標記之量測極為耗時，且提供兩個基板台使得能夠顯著增加設備之輸送量。若位置感測器IF在基板台處於量測站處以及處於曝光站處時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。
該設備進一步包括微影設備控制單元LACU，該微影設備控制單元LACU控制所描述之各種致動器及感測器之所有移動及量測。LACU亦包括用以實施與設備之操作相關的所要計算之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，該等子單元各自處置該設備內之子系統或組件的即時資料獲取、處理及控制。舉例而言，一個處理子系統可專用於基板定位器PW之伺服控制。分離單元甚至可處置粗略致動器及精細致動器，或不同軸線。另一單元可專用於位置感測器IF之讀出。設備之總控制可受到中央處理單元控制，中央處理單元與此等子系統處理單元通信、與操作員通信，且與微影製造製程中涉及之其他設備通信。
圖2在200處展示在用於半導體產品之工業生產設施之內容脈絡中的微影設備LA。在微影設備(或簡言之「微影工具」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。在生產設施內，設備200形成「微影單元」或「微影叢集」之部分，該「微影單元」或「微影叢集」亦含有塗佈設備208以用於將感光性抗蝕劑及其他塗層施加至基板W以供設備200進行圖案化。在設備200之輸出側處，提供烘烤設備210及顯影設備212以用於將經曝光圖案顯影至實體抗蝕劑圖案中。
一旦已施加並顯影圖案，則將經圖案化基板220轉印至諸如在222、224、226處所說明之其他處理設備。廣泛範圍之處理步驟係藉由典型製造設施中之各種設備予以實施。出於實例起見，此實施例中之設備222為蝕刻站，且設備224執行蝕刻後退火步驟。將其他物理及/或化學處理步驟應用於其他設備226等中。可需要眾多類型之操作以製作實際裝置，諸如材料之沈積、表面材料特性之改質(氧化、摻雜、離子植入等)、化學機械拋光(CMP)等。實務上，設備226可表示在一或多個設備中執行之一系列不同處理步驟。
眾所周知，半導體裝置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裝置結構。因此，到達微影叢集之基板230可為最新製備之基板，或其可為先前已在此叢集中或在另一設備中完全地經處理之基板。相似地，取決於所需處理，離開設備226上之基板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，或其可為待發送以用於切割及封裝之成品。
產品結構之每一層需要製程步驟之不同集合，且用於每一層處之設備226可在類型方面完全不同。另外，即使在待由設備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。此等機器之間的設定或故障之較小差異可意謂其以不同方式影響不同基板。即使為每一層相對所共有的步驟，諸如蝕刻(設備222)亦可藉由標稱地相同但並行地工作以最大化輸送量之若干蝕刻設備來實施。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製程，例如化學蝕刻、電漿蝕刻，且需要特殊要求，諸如(例如)各向異性蝕刻。
可在如剛才所提及之其他微影設備中執行先前及/或後續製程，且甚至可在不同類型之微影設備中執行先前及/或後續製程。舉例而言，裝置製造製程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之微影工具中執行。因此，一些層可經曝光於浸潤型微影工具中，而其他層經曝光於「乾式」工具中。一些層可經曝光於在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。
圖2中亦展示度量衡設備240，該度量衡設備240經提供以用於在製造製程中對在所要載物台處之產品進行參數量測。現代微影生產設施中之度量衡站的常見實例為散射計(例如角解析散射計或光譜散射計)，且其可應用於在設備222中之蝕刻之前量測在220處之經顯影基板的性質。在使用度量衡設備240的情況下，可判定出(例如)諸如疊對或臨界尺寸(CD)之重要效能參數並不符合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。眾所周知，來自設備240之量衡結果242可用以藉由控制單元LACU 206隨著時間推移進行小幅調整來維持微影叢集中之圖案化操作之準確執行，藉此最小化產品不合規格且需要重工之風險。當然，度量衡設備240及/或其他度量衡設備(未展示)可應用於量測經處理基板232、234及入射基板230之性質。
圖3說明用以將目標部分(例如晶粒)曝光於圖1之雙載物台設備中之基板W上之步驟。
在虛線框內之左側為在量測站MEA處所執行之步驟，而右側展示在曝光站EXP處所執行之步驟。不時地，基板台WTa、WTb中之一者將在曝光站處，而另一者在量測站處，如上文所描述。出於此描述之目的，假定基板W已裝載至曝光站中。在步驟300處，藉由未展示之機構將新基板W'裝載至設備。並行地處理此等兩個基板以便增加微影設備之輸送量。
最初參看最新裝載之基板W'，此基板可為先前未經處理之基板，其係運用新光阻而製備以供在設備中之第一次曝光。然而，一般而言，所描述之微影製程將僅僅為一系列曝光及處理步驟中之一個步驟，使得基板W'已經通過此設備及/或其他微影設備若干次，且亦可經歷後續製程。特別針對改良疊對效能之問題，任務為確保新圖案被確切地施加於已經經受圖案化及處理之一或多個循環之基板上的正確位置中。此等處理步驟逐漸地在基板中引入失真，該等失真必須經量測及校正以達成令人滿意的疊對效能。
在302處，使用基板標記P1等及感測器(未展示)之對準量測用以量測及記錄基板相對於基板台WTa/WTb之對準。此外，將使用對準感測器AS來量測橫跨基板W'之若干對準標記。此等量測用於一個實施例中以建立所謂的晶圓柵格，該晶圓柵格極準確地映射橫跨基板之對準標記之空間分佈，包括相對於標稱矩形柵格之任何失真。換言之，量測記錄基板上之點之相對於其理想部位的位置偏差。
在步驟304處，亦使用位階感測器LS來量測相對於X-Y位置之晶圓高度(Z)圖。高度圖用以達成經曝光圖案之準確聚焦。另外，量測記錄基板上之點相對於理想(平坦)基板在Z方向上之位置偏差。
當裝載基板W'時，接收配方資料306，該配方資料306界定待執行之曝光，且亦界定晶圓及先前產生之圖案及待產生於該基板W'上之圖案之性質。配方資料306亦可包括自前述度量衡量測中獲得的高階對準模型參數。將在302、304處獲得的晶圓位置、晶圓柵格及高度圖之量測添加至此等配方資料，使得可將配方資料及量測資料308之完整集合傳遞至曝光站EXP。對準資料之量測例如包含以與作為微影製程之產品的產品圖案成固定或標稱固定關係而形成之對準目標之X位置及Y位置。恰好在曝光之前採取之此等對準資料經組合且內插以提供對準模型之參數。此等參數及對準模型將在曝光操作期間用以校正當前微影步驟中所施加之圖案之位置。習知對準模型可能包含四個、五個或六個參數，該等參數共同以不同尺寸界定「理想」柵格之平移、旋轉及按比例縮放。如US 2013230797A1中進一步所描述，使用較多參數之進階模型係已知的。
就此而言，本描述主要係指所謂的「場間」基板模型，該等基板模型描述作為橫跨基板之部位之特性的位置偏差。在實際製程中，作為每一場內之部位(目標部分C)之特性的模型「場內」變化亦為常見的。為判定施加圖案之最終位置，場間模型及場內模型可以熟知方式組合。
在310處，晶圓W'與晶圓W經調換，以使得經量測基板W'發揮如先前所論述之待曝光之基板W的作用，進入曝光站EXP。在圖1之實例設備中，藉由交換設備內之支撐件WTa及WTb來執行此調換，使得基板W、W'保持準確地經夾持且定位於彼等支撐件上，以保留基板台與基板自身之間的相對對準。移除實際上已曝光之晶圓W且相關支撐件將接收新基板(未展示)以用於經受量測。因此，一旦已調換該等台，為了利用用於基板W (以前為W')之量測資訊302、304以控制曝光步驟，就必需判定投影系統PS與基板台WTb (以前為WTa)之間的相對位置。在步驟312處，使用光罩對準標記M1、M2來執行倍縮光罩對準。在步驟314、316、318中，將掃描動作及輻射脈衝施加於橫跨基板W之順次目標部位處，以便完成多個圖案之曝光。
藉由在執行曝光步驟中使用量測站處所獲得的對準資料及高度圖，將此等圖案相對於所要部位準確地對準，且特定而言，相對於先前放於同一基板上之特徵準確地對準。在步驟320處自設備卸載現在經標註為W"之經曝光基板，以根據經曝光圖案使其經歷蝕刻或其他製程。
圖4A至4C說明可用以校正如由晶圓(基板) W上之先前層中之對準標記(目標) 400上的對準感測器AL所量測的晶圓柵格失真之對準資訊之形式。如圖4A中所展示，每一目標具有標稱位置，通常相對於規則矩形柵格402以軸線X及Y予以界定。參看圖4B，每一目標之實際位置404之量測顯露與標稱柵格之偏差。對準標記可提供於基板之裝置區域內，及/或其可提供於裝置區域之間的所謂的「切割道」區域中。
參看圖4C，所有目標之經量測位置404可經數值地處理以設定用於此特定晶圓之經失真晶圓柵格406的模型。此對準模型用於圖案化操作中以控制施加至基板之圖案之位置。在所說明的實例中，標稱柵格之直線已變為曲線。對於此情況，高階(進階)對準模型可代替線性對準模型而使用。不言而喻，相比於實際情形，誇示了所說明之失真。
即使當使用進階對準模型時，誤差亦不可避免地保持於微影設備之疊對效能中。個別微影設備亦可以與處理同一基板之其他微影設備不同的方式來執行。為了恰當且持續地曝光由微影設備曝光之基板，需要檢測經曝光基板以量測效能參數，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)、聚焦(誤差)等。
因此，檢測設備用以獨立於對準感測器AS來判定基板之性質，且特定而言，判定不同基板或同一基板之不同層的性質在各層間如何變化。檢測設備(圖3中未展示，但在圖2中之240處展示)可經整合至微影設備LA或微影單元LC中或可為單機裝置。其可為散射計，例如已公開美國專利申請案US2006033921A1中所描述之當時的角解析散射計。
檢測設備亦可用於進階製程控制(APC)系統中以校準個別微影設備且允許更可互換地使用不同工具。近來已藉由實施穩定性模組，從而導致用於給定特徵大小及晶片應用之經最佳化製程窗，從而使能夠繼續產生更小更進階晶片來達成對設備之聚焦及疊對(層間對準)均一性之改良。在一個實施例中，穩定性模組以規則時間間隔(例如每日)將系統自動重設至預先界定之基線。可在US2012008127A1中發現併入有穩定性模組之微影及度量衡方法之更多細節。已知實例實施三個主製程控制迴路。第一迴路使用穩定性模組及監視晶圓來提供微影設備之局域控制。第二(APC)迴路係用於對產品之局域掃描器控制(判定關於產品晶圓之聚焦、劑量及疊對)。
第三控制迴路將允許度量衡整合至第二(APC)迴路中(例如用於雙重圖案化)。除了在圖3之實際圖案化操作期間進行之量測以外，所有此等迴路亦使用由圖2中之檢測設備240進行之量測。
如上文所提及，標準對準模型可具有六個參數(實際上，每方向X與方向Y三個)且另外存在更多進階對準模型。另一方面，對於當前在使用中且在開發中的要求最高製程，為達成所要疊對效能需要晶圓柵格之更詳細校正。雖然標準模型可能使用少於十個參數，但進階對準模型通常使用超過15個參數，或超過30個參數。進階模型之實例為高階晶圓對準(HOWA)模型、以區帶對準(ZA)及徑向基底函數(RBF)為基礎之對準模型。HOWA為基於二階、三階及高階多項式函數之已公開技術。舉例而言，在Huang等人之「Overlay improvement by zone alignment strategy」(Proc. SPIE 6922，69221G (2008年))中描述區帶對準。RBF模型化經描述於公開的美國專利申請案2012/0218533中。進階模型產生在目標層之曝光期間經校正之晶圓柵格之複雜描述。RBF及HOWA之最新版本提供基於數十個參數之特別複雜描述。此情形暗示為獲得具有足夠細節之晶圓柵格需要許多量測。
對準及疊對(基板)模型可模型化位置偏差。模型亦適用於其他微影圖案化特性(諸如但不限於臨界尺寸(CD)、聚焦及側壁角(SWA))，此係因為此等特性之基板邊緣相關之干擾具有相似根本原因。因此，本發明參考基板模型，該等基板模型包括對準模型、CD模型、聚焦模型及SWA模型。基板模型用於微影處理中引入的模型干擾，且可表示特定微影製程或橫跨基板之製程步驟之干擾之「指紋特徵」或圖案。此等干擾包括但不限於對準(基板之平面中的位置偏差)、高度偏差(垂直於平面)、CD、聚焦及SWA。
在所提出的擴展模型中，場間疊對干擾可就自晶圓中心所見的其徑向與切向(R&T)組件，而非其中遞送量測之傳統笛卡爾(Cartesian) (X&Y)定向而言予以描述。
半導體晶圓大體為圓形，儘管其可具有用於對準之較小扁平區段或凹口(例如圖4中所見)。若R 為自晶圓之中心至邊緣之距離且r 為點距晶圓之中心之距離，則使t = R - r 為距任何給定曝光場之晶圓邊緣的距離。更一般而言，本發明之原理可應用於處理矩形基板，或其他非圓形基板。取決於基板形狀及待經模型化之處理效應，可採用不同座標系統來表達距基板邊緣之距離。
根據本發明之原理，將一或多個具體邊緣相關的基底函數添加至經設計以更能夠描述邊緣效應之場間基板模型。因此，使用基底函數之組合計算基板模型參數，該等基底函數包括與基板邊緣相關之至少一個邊緣基底函數。
使u(t) 為邊緣基底函數(通常單位為奈米)。可將各種函數視為適用作與基板邊緣相關之邊緣基底函數。指數衰減函數可經界定如下：u (t ) =C · 2-t /λ 其中λ為半衰期衰減距離或衰減範圍參數且C 為邊緣處之振幅。
另一實例為有理函數：u (t ) =C 1 /t +C 2 /t 2 其中C1 及C2 為形狀常數。
如上文第二實例中，當將有理函數用作基底函數時，應當謹慎以避免「除數為零」誤差。使用上文之簡單公式，當「t」接近零時，u(t)將無窮大。因此，在實務實施中，公式之一些修改用以避免過度值，且避免計算誤差情況。在一個此實施中，吾人使用術語C/(t + δ)形式代替C/t，其中δ為可有效地避免晶圓邊緣處除數為零之小偏差。(可替代地且等效地，吾人可參照稍微大於基板之真實半徑之半徑R計算t。)可替代地，吾人可應用規則，藉此有理函數僅用於比大於零之最小值δ大之「t」的值。可設想多種量測。
在另一實例中，可將δ用作邊緣效應模型之可變參數中之一者。舉例而言，函數u (t ) =C 1 / (t +δ) 可設想發揮形狀常數之作用的C1 及δ。
應注意，此等實例邊緣基底函數為具有就距晶圓邊緣之距離t 而言表達的一或多個比重的基底函數。在指數衰減函數中，一或多個術語具有作為指數之距邊緣的距離。在實例有理函數中，一或多個術語在分母中具有距邊緣之距離。可組合此等形式及/或可使用其他邊緣基底函數。此等實例之特徵為其效應可受限於基板之任意窄邊緣區域，亦即，受限於以基板之周長為邊界的且具有比基板之半徑小得多的徑向寬度的基板之表面積。因此，邊緣基底函數使得能夠考慮僅與靠近基板之邊緣的基板之區域相關的干擾中之具體一者之空間相依性。以此方式，其並不破壞作為整體之橫跨基板之場間模型的界定及擬合。亦應注意，每一實例僅為模型引入兩個額外自由度。因此，額外計算複雜度經最小化，且避免了額外量測負擔。
本發明人已觀測到，在一些製程中，對準及/或疊對誤差指紋特徵展現基板及/或基板之批量(例如批次)之間的顯著變化。相同情形對於其他製程參數(比如CD、聚焦或其他導出製程度量(比如邊緣置放誤差))可適用。通常，指紋特徵內之低階空間內容展展示相對較大的批次間之變化，而高階項保持相對穩定。舉例而言，在基板之邊緣區域處與疊對、對準或聚焦行為相關聯的基板模型參數可針對引入疊對、對準或聚焦參數之明顯邊緣效應的某些製程顯著改變。舉例而言，針對第一基板，疊對誤差可在幅度方面朝向晶圓之邊緣急劇增加，而針對第二基板，幅度可不太明顯，或甚至正負號相反。圖5展示兩個不同實例產品中之未經校正的疊對誤差之標繪圖502及504。箭頭指示對準誤差之方向。誤差之方向可為向內或向外，此取決於根本原因及/或量測定則(例如上層至下層對準或反之亦然)。在圖5中，邊緣效應清晰可見。
本發明人已瞭解，當前自動製程控制(APC)系統將不能夠處置此類邊緣指紋特徵變化，因此將不足夠校正此等邊緣干擾。因此，使用APC系統改良邊緣晶粒之良率之能力受此邊緣效應之不利影響。
簡單解決方案將係省略對包含於量測資料內之變化敏感的基板模型之基底函數。然而，當在擬合量測資料之前自基板模型移除基底函數時，存在量測資料內的變化將影響對與歸因於串話效應而剩餘的基底函數相關聯之基板模型參數的判定之風險。量測資料內的變化可在此情況(其中有意地將獲取變化的一或多個基底函數排除在擬合演算法之外)下以不可預測之方式影響剩餘基板模型參數之值。
因此，提出了界定經組態以表示量測資料之基板模型，包括製程參數變化指紋特徵之至少一部分。基板模型用於判定描述在擬合基板模型時使用的量測資料之基板模型參數。其僅在基於基板模型參數與包含於量測資料內的指紋特徵之基板間或批次間(批次為基板之批量)變化的(經判定、假設或預測)相似度來應用其在控制微影製程中的使用之選擇性修改的基板模型參數之判定之後。以此方式，無製程參數指紋特徵變化資訊轉印至用於控制微影製程之基板模型參數；將量測資料擬合於基底函數，包括與製程參數指紋特徵變化的至少一個基底函數共用相似度(例如適合於表示疊對參數之邊緣指紋特徵變化的指數徑向基底函數)。至少一個基底函數「吸收」基板間或批次間之指紋特徵變化，其減小在用於控制微影製程所採用的其他基板模型參數中觀測到的變化之量。因此，目前可基於更穩定的基板模型參數(例如排除與類似於製程參數指紋特徵變化之基底函數相關聯的基板模型參數之基板模型參數)來控制微影製程。
修改可涉及例如在後續用於控制微影製程之前將包含變化內容的基板模型參數減少至零之移除操作。接著可基於與不類似於製程參數指紋特徵變化之基底函數相關聯的基板模型參數排他地判定用於微影製程之控制參數。
可替代地，修改可涉及基於基板模型參數之相關聯基底函數與製程參數指紋特徵的批次間或基板間變化的相似度對該等基板模型參數進行加權。控制參數接著可為基板模型參數之加權函數。
可替代地，修改可涉及基於基板模型參數與量測資料變化內容的相似度將與APC控制框架之指數加權移動平均EWMA濾波器功能性相關聯的不同平滑因數與個別基板模型參數相關聯。舉例而言，與對邊緣指紋特徵波動不敏感的基板模型參數相比，與獲取波動邊緣變化之基底函數相關聯的基板模型參數可藉由橫跨基板之更多批次求平均值而更加平滑(例如選擇較大平滑因數拉姆達(lambda))。
雖然為了控制微影製程僅使用穩定基板模型參數，但為了監視微影製程，所有基板模型參數仍然可用，且因此可用於監視目的。
此外，可判定基板模型參數且隨後將其同與量測資料相關聯之內容脈絡資訊相關。舉例而言，可將描述製程參數之邊緣指紋特徵變化的基板模型參數(比如疊對)與某一微影製程性質(例如用於微影製程之處理或具體設定的具體裝置)相關。藉由將基板模型參數與內容脈絡資訊相關，基板模型參數(預測)模型之內容脈絡可經界定，該內容脈絡允許判定用於校正與待經曝光基板(內容脈絡資訊至少部分地可用於該待經曝光基板)相關聯的製程參數之校正資訊。
可使用追蹤量測資料之演進的學習模型及判定基板模型參數之適當修改以達成對微影製程之穩定控制來自動完成基板模型參數之修改。
在實施例中，揭示一種判定用於微影製程的控制參數之方法，該方法包含：界定用於表示橫跨基板的製程參數指紋特徵之基板模型，該基板模型經界定為基底函數之組合，該等基底函數包括適合於表示基板及/或基板之批量之間的製程參數的變化之至少一個基底函數；接收對橫跨至少一個基板的製程參數之量測；使用量測及基底函數之組合計算基板模型參數；及基於基板模型參數及至少一個基底函數與基板及/或基板之批量之間的製程參數指紋特徵變化之相似度判定控制參數。
在另一實施例中，至少一個基底函數適合於表示基板及/或基板之批量之間的邊緣指紋特徵變化。
在另一實施例中，基底函數為多項式。
在另一實施例中，多項式為任尼克(Zernike)多項式。
在另一實施例中，控制參數為基板模型參數之加權函數，其中權數係基於與基板模型參數相關聯的基底函數與基板及/或基板之批量之間的製程參數指紋特徵變化之相似度。
在另一實施例中，類似於基板及/或基板之批量之間的製程參數指紋特徵變化的與基底函數相關聯的基板模型參數之權數為空值。
在另一實施例中，控制參數為APC參數，例如與包含於用於自動製程控制(APC)策略中之模型內的指數加權移動平均EWMA濾波器相關聯之平滑參數。
在另一實施例中，控制參數為經組態以在逐基板之基礎上控制微影設備之晶圓級控制(WLC)參數。
在另一實施例中，個別基板模型參數與用於提供量測資料的與基板相關聯之內容脈絡資訊相關。
在另一實施例中，與基板模型參數相關聯之權數藉由使用追蹤量測資料之演進的學習模型及判定基板模型參數權數之適當修改以達成對微影製程之穩定控制來更新。
圖6為展示如由本發明之一些實施例執行之用於判定用於微影製程之控制參數的方法步驟之流程圖。在步驟601處，獲得用於表示橫跨基板的製程參數指紋特徵之基板模型。如上文所解釋，基板模型經界定為基底函數之組合，該等基底函數包括適合於表示基板及/或基板之批量(批次)之間的製程參數指紋特徵之變化的至少一個基底函數。在步驟602處，接收對橫跨至少一個基板的製程參數之量測。在步驟603處，模型用以使用量測及基底函數來判定基板模型參數。在步驟604處，基於基板模型參數來判定控制參數。在一些實施例中，判定可係基於至少一個基底函數與基板及/或基板之批量之間的製程參數指紋特徵變化之相似度。舉例而言，至少一個基底函數可為描述邊緣效應之函數。在一些實施例中，判定可係基於基板模型參數之加權值。與至少一個基底函數相關聯的基板模型參數之值具有經減小加權。
圖7A為說明目前可如何將參數指紋特徵捕獲應用於晶圓或晶圓之批量(批次)之微影處理的流程圖。在步驟701處，針對第一晶圓/批次(批次1)獲得量測資料。舉例而言，用於批次1之量測資料可包含疊對資料。在步驟702處，調用用於表示橫跨晶圓/基板的製程參數指紋特徵之基板模型。在步驟703處，模型用以擬合針對批次1獲得的資料。模型藉此提供對參數指紋特徵之估計，該參數指紋特徵可用於例如批次2及後續批次之基板的曝光校正中。然而，指紋特徵亦可用作控制參數以幫助設定針對批次1自身的曝光校正(所謂的「重工」)。此展示於其中將針對批次2之量測資料輸入至模型的步驟704處及展示於其中將自批次1之模型估計獲得的參數應用於批次2的步驟705處。最後，在步驟706處，輸出針對批次2之殘差。可使用殘差以做出例如用於判定大量晶圓之曝光校正的重工決策。可在例如用於監視SPC趨勢之統計製程控制(SPC)中使用殘差。可例如經由曝光校正控制製程，以獲得低於預定臨限值之殘差。臨限值可為特殊應用的且基於特定基板之要求而判定。
圖7B為說明根據本發明之實施例的可如何應用參數指紋特徵捕獲之流程圖。在步驟711處，對於圖7A之方法中的步驟701，針對第一晶圓/批次(批次1)獲得量測資料。步驟712及713亦基本上與圖7A之步驟702及703相同。應注意，此時之模型化較佳地包括所有基底函數，該等基底函數被發現在微影製程之此階段為基板提供對參數指紋特徵之最佳估計。在步驟714處，經修訂或經修改的參數指紋特徵藉由移除或剝離出參數估計之彼等部分來判定，該等部分已知或已預定用以產生在將參數指紋特徵用作控制參數(亦即，用於下一批次、批次2的處理，而非用於批次1之後續處理)時使參數指紋特徵失真的「雜訊」。在控制情形實施中，步驟715至717與批次2相關。在步驟715中，可將批次2與使用在步驟714中判定之經修改的參數指紋特徵的參數一起經曝光，其中可能已經移除雜訊效應。此經修改的參數指紋特徵亦可稱作控制參數指紋特徵。在步驟716中，可量測批次2。在步驟717中，批次2量測及控制參數指紋特徵接著可用以判定批次2殘差。有可能在不考慮及/或移除雜訊效應(亦即，跳過步驟714)之情況下執行參數指紋特徵捕獲之方法。然而，此方法可導致針對橫跨基板的其他參數之干擾擬合。
下表1中提供晶圓之處理中的疊對量測資料，其中比較了判定控制參數指紋特徵的三種方法。所展示之資料包括針對橫跨基板的正交x及y方向之以奈米為單位的疊對量測OvX及OvY。資料係來自在基板上進行的大量量測的統計分析之結果，且針對x方向及y方向二者包括：99.7%之資料較小之值(99.7)；最大值(Max)；對應於比平均值高平均+3標準差的值(m+3sd)及3個標準差之量值(3sd)。在實例實施中，由平均值加上比平均值高三個標準差(m+3sd)之值組成的資料可用於估計控制參數。展示針對批次1之量測資料，且此已由基板模型用於估計控制參數，接著已藉由三種方法中之每一者將該等控制參數應用於批次2之處理。在方法1中，已在不使用任何指數邊緣模型(基底函數)來考慮接近於基板之邊緣的效應的情況下應用該模型。在方法2中，已運用應用於批次2之處理的指數邊緣模型及完整參數指紋特徵來應用該模型。在方法3中，已將指數邊緣模型應用於對參數指紋特徵之估計中，但已出於將控制參數指紋特徵應用於批次2之處理中的目的移除邊緣模型之效應。應注意，方法1及方法3之控制參數指紋特徵不相同，此係由於在完整參數指紋特徵估計中使用指數邊緣模型化影響該模型之其他部分(亦即，其他基底函數)在判定參數估計時如何表現。隨後在方法3中移除指數邊緣模型之效應不會產生與如在方法1中不在初始模型估計中使用指數邊緣模型相同的參數指紋特徵。 表1
      OvX nm OvY nm
批次 1 99.7 4.72 3.19
最大 6.60 3.89
m + 3s 2.68 2.05
3sd 2.64 2.02
批次 2 方法 1 99.7 5.27 6.79
最大 16.27 10.48
m + 3s 3.47 3.48
3sd 3.30 3.21
批次 2 方法 2 99.7 5.20 7.59
最大 16.39 10.38
m + 3s 3.54 3.70
3sd 3.36 3.44
批次 2 方法 3 99.7 5.19 5.61
最大 16.45 10.26
m + 3s 3.28 2.91
3sd 3.10 2.64
表1展示當存在用於擬合針對批次1之資料的指數邊緣模型且針對批次2使用所得未經修改的控制參數指紋特徵時，與在不使用指數邊緣模型(模型1)時相比，此導致針對批次2 (模型2)的平均值+3個標準差(m+3s)疊對值OvX及OvY之增加--與3.47nm及3.48nm相比，3.54nm及3.70nm。然而，當使用其中在初始模型估計之後移除指數邊緣模型之雜訊效應的模型3時，疊對值最小--3.28及2.91。
圖8為說明應用於晶圓或晶圓之批量之微影處理的參數指紋特徵捕獲之方法的應用之流程圖，該方法利用模型判定包括至少一個控制參數的操作參數。微影製程涉及對一系列基板執行之複數個處理步驟。在801處，在製程中之第一步驟之後，獲得對橫跨基板的量測參數之量測。在802處，將該等量測作為輸入提供給模型以判定對橫跨基板之操作參數的完整指紋特徵估計。在此階段，較佳地，被發現提供對參數指紋特徵之最佳估計的所有基底函數用於該模型中。在803處，在基板之第二處理步驟處使用完整指紋特徵估計來應用操作參數。此外，在804處，修改完整指紋特徵估計以考慮到預定對至少一個控制參數具有失真效應的效應，藉此獲得基板之控制參數指紋特徵估計。在805處，針對微影製程之第一步驟，將控制參數指紋特徵估計應用於此系列基板中的後續基板之處理中。
每一晶圓之另一使用或每一批次擬合結果可用以獲得逐內容脈絡之指紋特徵。內容脈絡資料為與產品單元及/或影響產品單元之製程相關的資料。舉例而言，內容脈絡資料可包含與微影設備LA相關的資料，例如設備ID、設備參數。內容脈絡資料亦可包含與用於圖案化由設備執行之產品單元的製程相關之度量衡資料，例如獲得了溫度、壓力、時間/日期輸入資料。內容脈絡資料可固持不存在於分佈資料中之一些資訊且可幫助預測。舉例而言，每一設備及夾盤可具有影響多維資料之唯一指紋特徵。知曉晶圓經曝光於具體設備或夾盤上例如可幫助模型較佳地捕獲感興趣的參數。內容脈絡資料可例如由於使用用於圖案化基板的特定夾盤或設備而與存在於經圖案化基板上的預先界定之結構相關。舉例而言，使用第一夾盤經圖案化的產品單元可與使用第二夾盤經圖案化之產品單元具有不同性質。對與預先界定之結構相關的在產品單元上的目標結構之預測可係基於所提供內容脈絡資料。舉例而言，可添加內容脈絡變量作為微影處理之前饋態樣之部分。
可對批次執行逐內容脈絡之指紋特徵判定，該等批次在內容脈絡變量上產生最佳化指紋特徵分解，該最佳化指紋特徵分解可用於例如逐內容脈絡之控制(在具體微影處理設備(例如蝕刻器)上或在掃描器上)。
量測資料可在任何後續模型化發生之前進一步經濾波。通常，雜訊分量存在於量測資料內，該量測資料可基於經模型化量測資料平衡以改良製程為目標的控制動作。為了防止雜訊影響模型化及/或受到不利控制，提出了移除具有超過某一臨限值的空間頻率之量測資料內的週期性內容。在此等製程控制能力不擴展至高於該臨限值的空間頻率之情況下，臨限值可例如係基於製程控制能力。在實施例中，獲得與效能資料之空間指紋特徵相關的量測資料，空間指紋特徵經變換至應用了頻率濾波器(例如低通濾波器)的頻域(傅立葉變換)。隨後藉由將反向傅立葉變換應用於經濾波資料來將經濾波資料變換至空間域。經濾波量測資料經模型化且充當用於製程控制動作(例如APC控制)之輸入。
濾波器參數(截止頻率，頻率濾波器之函數表達)可基於學習方法，例如基於比較電子束度量衡資料(掃描電子束顯微鏡，SEM)與感興趣的量測資料(通常基於散射量測資料，諸如疊對、聚焦或臨界尺寸(CD)資料)。
在實施例中，獲得量測資料，諸如疊對、聚焦或CD資料。隨後使用空間濾波之方法處理量測資料，其中界定用於空間濾波中之濾波器的參數係基於包含於量測資料內之雜訊分量之空間頻率特性上的製程控制能力及/或預知識(pre-knowledge)。
在實施例中，界定濾波器之參數係基於使用第一度量衡設備獲得的第一量測資料與使用第二度量衡設備獲得的第二量測資料之間的比較。
在實施例中，使用本文件中所揭示之模型化的任何方法模型化經濾波量測資料。
在實施例中，出於製程控制之目的(例如控制微影設備之疊對、CD或聚焦)使用經模型化的經濾波量測資料。
在以下經編號條項之清單中揭示本發明之其他實施例： 1. 一種判定用於一微影製程的一控制參數之方法，該方法包含： 獲得用於表示橫跨一基板的一製程參數指紋特徵之一基板模型，該基板模型經界定為基底函數之一組合，該等基底函數包括適合於表示基板及/或基板之批量之間的該製程參數指紋特徵的變化之至少一個基底函數； 接收對橫跨至少一個基板的該製程參數之量測； 使用該等量測及該等基底函數判定基板模型參數；及 基於該等基板模型參數及該至少一個基底函數與基板及/或基板之批量之間的一製程參數指紋特徵變化之一相似度判定該控制參數。 2.     如條項1之方法，其中該至少一個基底函數適合於表示基板及/或基板之批量之間的一邊緣指紋特徵變化。 3.     如條項1或2之方法，其中該等基底函數是多項式，例如任尼克多項式。 4.     如任一前述條項之方法，其中該控制參數為該等基板模型參數之一加權函數，其中權數係基於與該等基板模型參數相關聯的該等基底函數與基板及/或基板之批量之間的製程參數指紋特徵變化之該相似度。 5.     如條項4之方法，其中超過與基板及/或基板之批量之間的一製程參數指紋特徵變化的相似度之一量測的與一基底函數相關聯的一基板模型參數之該權數為空值。 6.     如任一前述條項之方法，其中該控制參數為一自動製程控制APC模型參數，例如與用於該APC模型中之一指數加權移動平均EWMA濾波器相關聯之一平滑參數。 7.     如條項6之方法，其中該APC模型包含複數個平滑參數，且該複數個平滑參數中之至少兩個平滑參數與該等基板模型參數具有一不同函數相依性。 8.     如條項1至5之方法，其中該控制參數為一晶圓級控制WLC參數，其經組態以在逐基板的基礎上控制一微影設備。 9.     如任一前述條項之方法，其中個別基板模型參數與用於提供該量測資料的與該等基板相關聯之內容脈絡資訊相關。 10.   如任一前述條項之方法，其進一步包含藉由使用追蹤量測資料之演進的一學習模型及判定該控制參數之適當修改以達成對該微影製程之穩定控制來使該控制參數保持最新。 11.    一種判定用於一微影製程的一控制參數之方法，該方法包含： 獲得用於表示橫跨一基板的一製程參數指紋特徵之一基板模型，該基板模型經界定為基底函數之一組合，該等基底函數包括適合於表示基板及/或基板之批量之間的該製程參數指紋特徵的變化之至少一個基底函數； 接收對橫跨至少一個基板的該製程參數之量測； 使用該等量測及該等基底函數判定基板模型參數；及 基於該等基板模型參數之加權值判定該控制參數，其中與該至少一個基底函數相關聯的基板模型參數之值具有一經減小加權。 12.   一種利用一模型判定用於一微影製程的包括至少一個控制參數之操作參數之方法，該微影製程涉及對一系列基板執行的複數個處理步驟，該方法包含： 在該製程中的一第一步驟之後，獲得對橫跨至少一個基板的一量測參數之量測； 將該等量測應用於該模型以判定對橫跨該基板之該等操作參數的一完整指紋特徵估計； 在該基板之一第二處理步驟中利用該完整指紋特徵估計來應用該等操作參數； 修改該完整指紋特徵估計以考慮到預定對該至少一個控制參數具有一失真效應的效應，藉此獲得該基板之一控制參數指紋特徵估計；及 在該第一步驟處，在該系列之基板中的至少一個後續基板之該處理中應用該控制參數指紋特徵估計。 13.   如條項12之方法，其中修改該完整指紋特徵估計以考慮到預定對該至少一個控制參數具有一失真效應的效應係基於在一控制策略設定相位期間判定之已知指紋特徵行為。 14.   如條項12或條項13之方法，其中該模型中所使用的該等操作參數藉由調諧一指數加權移動平均EWMA濾波器以為該等參數中的每一者提供一半衰期衰減距離或衰減範圍參數λ值來選擇。 15.   如任一前述條項之方法，其中該控制參數指紋特徵估計用以判定與在該微影製程中採用的一具體設備相關之一逐內容脈絡指紋特徵。 16.   一種包含指令之電腦程式，該等指令在至少一個處理器上執行時使得該至少一個處理器執行如條項1至15中任一項之方法。 17.   一種用於判定用於一微影製程的一控制參數之設備，該設備包含一或多個處理器，該一或多個處理器經組態以執行電腦程式碼以進行如條項1至15中任一項所陳述的方法。 18.   一種度量衡設備，其包含如條項17之設備。 19.   一種檢測設備，其包含如條項17之設備。 20.   一種微影設備，其包含如條項17之設備。 21.   一種模型化與在經受一製程之橫跨一基板的一製程參數之值之一空間分佈相關聯的量測資料之方法，該方法包含： 獲得該量測資料； 使用一傅立葉變換操作將該量測資料變換至一頻域； 使用經組態以至少部分地移除與已知雜訊特性及/或該製程之一控制設施的限制相關聯的空間頻率分量的一空間濾波器濾波經變換量測資料； 使用一反向傅立葉變換操作以獲得經濾波量測資料，從而將該頻域中之經濾波量測資料變換至一空間域；及 模型化經濾波量測資料以為該製程之一控制設施提供輸入。
上文所描述的方法之步驟可在任何通用資料處理硬體(電腦)中自動化，只要其可存取量測資料即可。設備可與諸如圖2中所展示之微影設備控制單元LACU或總製程控制系統之現有處理器整合。硬體可處於處理設備之遠端，甚至定位於不同國家。圖6中展示合適資料處理設備(DPA)之組件。該設備可經配置以用於裝載包含電腦可執行碼之電腦程式產品。此情形可在下載電腦程式產品時使電腦總成能夠實施如上文所描述之PCA設備及/或RCA設備之功能。
參看圖9，連接至處理器927之記憶體929可包含多個記憶體組件，比如硬碟961、唯讀記憶體(ROM) 962、電可抹除可程式化唯讀記憶體(EEPROM) 963及/或隨機存取記憶體(RAM) 964。並不需要所有前述記憶體組件皆存在。此外，前述記憶體組件不必以實體方式非常接近於處理器927或彼此非常接近。其可經定位成相隔一定距離。
處理器927亦可連接至某種使用者介面，例如鍵盤965或滑鼠966。亦可使用為熟習此項技術者所知之觸控式螢幕、軌跡球、語音轉換器或其他介面。
處理器927可連接至讀取單元967，該讀取單元967經配置以自資料載體(比如軟碟968或CDROM 969)讀取例如呈電腦可執行碼之形式的資料，且在一些情況下將資料儲存於資料載體(比如軟碟968或CDROM 969)上。亦可使用DVD或為熟習此項技術者所知之其他資料載體。
處理器927亦可連接至用以在紙張上印出輸出資料的印表機970，以及連接至為熟習此項技術者所知的任何其他類型之顯示器的顯示器971，例如，監視器或液晶顯示器(LCD)。
處理器927可藉助於負責輸入/輸出(I/O)之傳輸器/接收器973而連接至通信網路972，例如公眾交換電話網路(PSTN)、區域網路(LAN)、廣域網路(WAN)等。處理器927可經配置以經由通信網路972而與其他通信系統通信。在本發明之實施例中，外部電腦(未展示) (例如操作員之個人電腦)可經由通信網路972而登入至處理器927中。
處理器927可實施為獨立系統或實施為並行地操作之多個處理單元，其中每一處理單元經配置以執行較大程式之子任務。亦可將處理單元劃分成一或多個主處理單元與若干子處理單元。處理器927之一些處理單元甚至可經定位成與其他處理單元相隔一定距離且經由通信網路972而通信。可使模組之間的連接為有線的或無線的。
電腦系統可為經配置以執行本文中所論述之功能的具有類比及/或數位及/或軟體技術之任何信號處理系統。
儘管在本文中可具體地參考微影設備在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影設備可具有其他應用，諸如製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。如已經提及，本發明可應用於與微影完全分離之工業處理應用中。實例可能在光學組件之生產、汽車製造、構造--存在呈以遍及產品之某一空間分佈進行之量測之形式的物件資料之任何數目個應用中。如在微影之實例中。儘管上文可具體地參考在光學微影之內容脈絡中對本發明之實施例之使用，但應瞭解，本發明可用於其他類型之微影(例如壓印微影)中，且在內容脈絡允許時不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化裝置中之構形(topography)界定基板上產生之圖案。可將圖案化裝置之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在該基板上，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裝置移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
本文中所使用的術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如具有為或約為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5-20 nm之範圍內之波長)，以及粒子束，諸如離子束或電子束。
以上描述意欲為說明性的，而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離在此隨附之申請專利範圍之精神及範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。此外，應瞭解，本文中之任一實施例中所展示或描述之結構特徵或方法步驟亦可用於其他實施例中。
200:微影工具 202:量測站 204:曝光站 206:控制單元 208:塗佈設備 210:烘烤設備 212:顯影設備 220:經圖案化基板 222:處理設備 224:處理設備 226:處理設備 230:基板 232:基板 234:入射基板 240:度量衡設備 242:度量衡結果 300:步驟 302:量測資訊 304:量測資訊 306:配方資料 308:量測資料 310:步驟 312:步驟 314:步驟 316:步驟 318:步驟 320:步驟 400:對準標記 402:規則矩形柵格 404:實際位置 406:經失真晶圓柵格 502:標繪圖 504:標繪圖 601:步驟 602:步驟 603:步驟 604:步驟 701:步驟 702:步驟 703:步驟 704:步驟 705:步驟 706:步驟 711:步驟 712:步驟 713:步驟 714:步驟 715:步驟 716:步驟 717:步驟 801:步驟 802:步驟 803:步驟 804:步驟 805:步驟 927:處理器 929:記憶體 961:硬碟 962:唯讀記憶體 963:電可抹除可程式化唯讀記憶體 964:隨機存取記憶體 965:鍵盤 966:滑鼠 967:讀取單元 968:軟碟 969:CDROM 970:印表機 971:顯示器 972:通信網路 973:傳輸器/接收器 AD:調整器 AL:對準感測器 AS:對準感測器 B:輻射光束 BD:光束遞送系統 C:目標部分 CO:聚光器 EXP:曝光站 IF:位置感測器 IL:照明系統 IN:積光器 LA:微影設備 LC:微影單元 LACU:微影設備控制單元 LS:位階感測器 M1:光罩對準標記 M2:光罩對準標記 MA:圖案化裝置 MEA:量測站 MT:支撐結構 P1:基板對準標記 P2:基板對準標記 PM:第一定位器 PS:投影系統 PW:第二定位器 SO:輻射源 W:基板 W':基板 W":基板 WTa:基板台 WTb:基板台 X:位置 Y:位置 Z:晶圓高度
現在將參考隨附示意性圖式僅藉助於實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中： 圖1描繪根據本發明之實施例的微影設備； 圖2示意性地展示圖1之微影設備連同形成用於半導體裝置的生產設施之其他設備的使用； 圖3示意性地說明圖1之設備中之量測及曝光製程； 圖4A至4C說明用以校正晶圓柵格失真之對準資訊； 圖5說明兩個實例多晶圓批次之對準誤差及殘差之實例，箭頭指示對準誤差之方向； 圖6為說明根據本發明之實施例的方法步驟之流程圖； 圖7A為說明應用指紋特徵捕獲以控制微影基板製程之已建立方法的應用之流程圖，而圖7B為說明根據本發明之實施例的對應方法之流程圖； 圖8為說明根據本發明之微影處理方法中所應用的方法步驟之流程圖；及 圖9示意性地說明可程式化以實施本發明之實施例之設備的資料處理硬體。
601:步驟
602:步驟
603:步驟
604:步驟

Claims (16)

  1. 一種判定用於一微影製程的一控制參數之方法，該方法包含：獲得用於表示橫跨一基板的一製程參數指紋特徵(process parameter fingerprint)之一基板模型，該基板模型經界定為基底函數(basis functions)之一組合，該等基底函數包括適合於表示基板及/或基板之批量(batches of substrates)之間的該製程參數指紋特徵的變化之至少一個基底函數；接收對橫跨至少一個基板的該製程參數之量測；使用該等量測及該等基底函數判定基板模型參數，該等基底函數包括與一基板邊緣相關之至少一個邊緣基底函數；及基於該等基板模型參數及該至少一個基底函數與基板及/或基板之批量之間的一製程參數指紋特徵變化之一相似度判定該控制參數。
  2. 如請求項1之方法，其中該至少一個基底函數適合於表示基板及/或基板之批量之間的一邊緣指紋特徵變化。
  3. 如請求項1之方法，其中該等基底函數為多項式。
  4. 如請求項3之方法，其中該等多項式為任尼克(Zernike)多項式。
  5. 如請求項1之方法，其中該控制參數為該等基板模型參數之一加權函數，其中權數係基於與該等基板模型參數相關聯的該等基底函數與基板及 /或基板之批量之間的製程參數指紋特徵變化之該相似度。
  6. 如請求項5之方法，其中超過與基板及/或基板之批量之間的一製程參數指紋特徵變化的相似度之一量測的與一基底函數相關聯的一基板模型參數之該權數減小或為空值。
  7. 如請求項1之方法，其中該控制參數為一自動製程控制(APC)模型參數。
  8. 如請求項7之方法，其中該APC模型參數為與用於該APC模型中之一指數加權移動平均(EWMA)濾波器相關聯之一平滑參數。
  9. 如請求項7之方法，其中該APC模型包含複數個平滑參數，且該複數個平滑參數中之至少兩個平滑參數與該等基板模型參數具有一不同函數相依性。
  10. 如請求項1之方法，其中該控制參數經組態以在逐基板的基礎上控制一微影設備。
  11. 如請求項1之方法，其中個別基板模型參數係與內容脈絡資訊相關，該內容脈絡資訊與用於提供該量測資料的該等基板相關聯。
  12. 如請求項1之方法，其進一步包含藉由使用追蹤量測資料之演進的一 學習模型及判定該控制參數之適當修改以達成對該微影製程之穩定控制來使該控制參數保持最新。
  13. 一種包含指令之電腦程式，該等指令在至少一個處理器上經執行時使得該至少一個處理器執行如請求項1之方法。
  14. 一種用於判定用於一微影製程的一控制參數之設備，該設備包含一或多個處理器，該一或多個處理器經組態以執行電腦程式碼以進行如請求項1至12中任一項所述之方法。
  15. 一種度量衡設備，其包含如請求項14之設備。
  16. 一種微影設備，其包含如請求項14之設備。
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