TWI833479B - 用於在微影設備中使用微影程序將圖案成像於基板上之標記設計的電腦實施方法 - Google Patents
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- 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
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Abstract
本發明描述一種用於設計一標記以用於在一微影設備中使用一微影程序將一圖案成像於一基板上的方法及系統。該方法包括:獲得一標記結構;獲得與該標記結構相關聯之一幾何形狀參數之一空間變化;及基於該空間變化及該標記之一空間位置而判定一標記之個別圖案的幾何形狀設計。
Description
本文中之描述係關於微影程序中之產品的度量衡,且更特定言之,係關於設計度量衡目標。
微影設備為經建構以將所需圖案應用至基板上之機器。微影設備可用於例如積體電路(IC)之製造中。微影設備可例如將圖案化裝置(例如,遮罩)之圖案(常常亦稱作「設計佈局」或「設計」)投影至設置於基板(例如,晶圓)上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。此製造程序可稱作圖案化程序或微影程序。舉例而言,智慧型手機中之IC晶片可如人的拇指甲般小,且可包括20億以上的電晶體。製作IC為複雜且耗時之程序,其中電路組件在不同層中且包括數百個個別步驟。甚至一個步驟中之誤差具有導致最終IC具有問題之可能,且可引起裝置失效。缺陷之存在可影響高程序良率及高晶圓產出量,尤其當需要操作員干預以用於檢查缺陷時。
在圖案化程序期間在各種步驟下使用度量衡程序以監控及/或控制程序。舉例而言,度量衡程序用以量測基板之一或多個特性,諸如在圖案化程序期間形成於基板上之特徵之相對位置(例如,對齊、疊對、對準等)或尺寸(例如,線寬、關鍵尺寸(critical dimension;CD)、厚度等),使得例如可自一或多個特性判定圖案化程序之效能。若一或多個特
性為不可接受的(例如,超出特性之預定範圍),則可例如基於一或多個特性之量測而設計或更改圖案化程序之一或多個變量使得由圖案化程序製造之基板具有可接受的特性。
在一些實施例中,提供一種具有指令之非暫時性電腦可讀媒體,在由電腦實行時,該指令使該電腦實行用於在微影設備中使用微影程序對基板上之圖案成像的標記設計之方法。該方法包括:獲得標記結構;獲得與標記結構相關聯之幾何形狀參數之空間變化,其中該空間變化與微影程序相關聯;及基於標記之空間變化而判定標記之個別圖案的幾何形狀設計。
在一些實施例中,提供一種用於在一微影設備中使用一微影程序對一基板上之一圖案成像之一標記設計的方法。該方法包括:獲得一標記結構;獲得與該標記結構相關聯之一幾何形狀參數之一空間變化,其中該空間變化與一微影程序相關聯;及基於該標記之該空間變化而判定一標記之個別圖案的幾何形狀設計。
在一些實施例中,提供一種用於在微影設備中使用微影程序對基板上之圖案成像之標記設計的設備。該設備包括:記憶體,其儲存指令集;及處理器,其經組態以實行該指令集以使設備執行以下之方法:獲得標記結構;獲得與該標記結構相關聯之幾何形狀參數之空間變化,其中空間變化與微影程序相關聯;及基於標記之空間變化而判定標記之個別圖案的幾何形狀設計。
11:輸出
12:透鏡
13:孔徑板
13E:孔徑板
13N:孔徑板
13NW:孔徑板
13S:孔徑板
13SE:孔徑板
13W:孔徑板
14:透鏡
15:稜境
16:物鏡
17:光束分光器
18:光學系統
19:第一感測器
20:光學系統
21:孔徑光闌
22:光學系統
23:感測器
31:量測點
32:週期性結構
33:週期性結構
34:週期性結構
35:週期性結構
41:圓形區域
42:矩形區域/分離影像
45:矩形區域/分離影像
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
110:儲存裝置
112:顯示器
114:輸入裝置
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
128:網際網路
130:伺服器
400:系統
402:全晶片設計佈局
404:微影程序資訊
406:空間位置
408:標記設計佈局
414:目標設計佈局
420:空間變化
424:標記設計
424':經調整標記設計
425:全晶片設計組件
434:光學量測參數
450:標記設計組件
475:模型
600:方法
602:標記結構
650:方法
651:成本函數
701:第一標記
702:空白空間
703:第二標記
1200:源模型
1210:投影光學器件模型
1220:圖案化裝置/設計佈局模型模組
1230:空中影像
1240:抗蝕劑模型
1250:抗蝕劑影像
1260:圖案轉印後程序模型模組
AD:調整器
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
DE:顯影器
I:照射射線
I/O1:輸入/輸出埠
I/O2:輸入/輸出埠
IF:位置感測器
IL:照射系統
IN:積光器
LA:微影設備
LACU:微影控制單元
LB:裝載區
LC:微影單元
M1:圖案化對準標記
M2:圖案化對準標記
MA:遮罩
MET:度量衡系統
MT:遮罩台
O:點線/光軸
P1:基板對準標記
P2:基板對準標記
P410:程序
P420:程序
P430:程序
P440:程序
P450:程序
P452:區塊
P454:區塊
P456:區塊
P458:區塊
P460:資料圖
P475:模擬檢視器工具
P480:設計佈局檢視器工具
P485:抗蝕劑輪廓檢視器工具
P490:幾何形狀檢視器工具
P495:光瞳檢視器工具
P601:程序
P602:程序
P603:程序
P651:程序
P652:程序
P653:程序
PM:第一定位器
PS:投影系統
PU:處理器及控制器
PW:第二定位器
RO:機器人
SC:旋塗器
SCS:監督控制系統
SO:輻射源
T:目標
TCU:塗佈顯影系統控制單元
W:基板
WT:基板台
圖1係根據實施例之微影投影設備的示意圖。
圖2示意性地描繪微影單元或群集之實施例。
圖3A係根據實施例之用於使用提供某些照射模式之第一對照射孔徑來量測目標的量測設備(例如,度量衡設備)之示意圖。
圖3B係根據實施例之用於給定照射方向之目標的繞射光譜之示意性細節。
圖3C係根據實施例之在使用用於基於繞射之疊對量測的量測設備時提供另外照射模式之第二對照射孔徑之示意圖。
圖3D係根據實施例之組合第一對孔徑與第二對孔徑之第三對照射孔徑的示意圖,該第三對照射孔徑在使用用於基於繞射之疊對量測之量測設備時提供另外照射模式。
圖3E描繪根據實施例之多重週期性結構(例如,多光柵)目標之形式及基板上的量測點之輪廓。
圖3F描繪在圖3A之設備中獲得之圖3E的目標之影像。
圖4A、圖4B及圖4C包含根據實施例之可用於設計本文中所揭示之目標的例示性目標設計方法之不同態樣之流程圖。
圖5係根據實施例之用於基於標記之局部幾何形狀而設計標記的系統之方塊圖。
圖6A及圖6B為根據實施例之用於基於標記之局部幾何形狀而設計標記的方法之流程圖。
圖7展示根據實施例之標記之實例虛擬化程序。
圖8係繪示可輔助實施本文中所揭示之系統及方法之電腦系統的方塊圖。
圖9展示根據實施例之用於微影程序或圖案化模擬方法的
流程。
度量衡係用於量測基板之一或多個特性,諸如在圖案化程序期間形成於基板上之特徵之相對位置(例如,對齊、疊對、對準等)或尺寸(例如,線寬、關鍵尺寸(CD)、厚度等)的程序,使得例如可自一或多個特性判定圖案化程序之效能。度量衡目標(亦稱作「度量衡標記」或「標記」),諸如疊對(OVL)標記、對準標記或另一標記(基準)可用於獲得量測。基於一或多個微影程序參數來建構或設計度量衡標記。度量衡標記中可具有多個個別圖案(例如,週期性結構,諸如光柵)。模擬模型可用於設計或最佳化度量衡標記,或判定度量衡標記之量測效能(例如,使用度量衡標記獲得之量測之準確度)。然而,設計度量衡標記之習知方法為低效的。舉例而言,習知方法在最佳化度量衡標記中使用標稱幾何形狀參數(例如,用於度量衡標記整體或僅用於度量衡標記之部分),而不考慮標記內幾何形狀變化或周圍圖案(例如,在度量衡標記之指定鄰近度內之圖案)。舉例而言,在由習知方法模擬之度量衡標記中,假設各個別圖案可具有相同幾何形狀參數,諸如側壁角度、蝕刻深度、CD、節距等。然而,在實踐中標記內之個別圖案之幾何形狀參數中存在變化。變化可由製造度量衡標記之一或多個製造程序引起,例如沈積、蝕刻、CMP、光微影等。個別圖案之幾何形狀參數之變化或周圍圖案之存在或不存在可對標記之量測效能具有顯著影響。因此,在無此類考慮之情況下設計之度量衡標記可具有非最佳設計,此可導致獲得不準確量測,此又可影響製造程序之良率。
根據本揭示內容,藉由考慮標記之局部幾何形狀(例如,標
記之個別圖案中之各者之幾何形狀參數之空間變化)來設計標記(例如,度量衡標記)。設計方法亦可考慮目標設計佈局(例如,全晶片設計佈局)內之標記之空間位置或標記之周圍圖案之存在或不存在。在一些實施例中,模擬模型用於設計標記、模擬標記之量測效能且基於量測效能而最佳化標記。舉例而言,基於微影程序之輸入目標設計佈局及程序參數而模擬目標設計佈局(例如,對於整個積體電路,亦稱作「全晶片設計佈局」)之模擬模型用於產生目標設計佈局。然而,模擬全晶片設計佈局中之度量衡標記可不基於標記內變化(例如,組成標記之個別圖案之幾何形狀參數的空間變化)而最佳化,此係由於其不被模擬模型考慮以用於全晶片設計佈局之最佳化。因此,在目標設計佈局中識別具有待最佳化之度量衡標記之粗網格,且內插粗糙網格以抽取度量衡標記之個別圖案中之各者之幾何形狀參數的空間變化。基於抽取幾何形狀參數、度量衡標記在目標設計佈局中之空間位置或度量衡標記之周圍圖案中之至少一者而重建構度量衡標記。量測模擬模型可模擬使用重建構度量衡標記(例如,將可以使用度量衡工具獲得)獲得之量測參數(例如,光學量測參數)。在一些實施例中,指示量測效能之關鍵效能指示符(KPI)係基於模擬量測參數計算,且反覆地最佳化度量衡標記直至最佳化KPI。在一些實施例中,調整度量衡標記包括調整標記之個別圖案之幾何形狀設計(例如,關鍵尺寸、節距或子分段)。
圖1示意性地描繪根據一或多個實施例之微影設備。設備包含:照射系統(照射器)IL,其經組態以調節輻射光束B(例如UV輻射或DUV輻射);第一物體固持器或支撐結構(例如,遮罩台)MT,其經建構以固持圖
案化裝置(例如,遮罩)MA且連接至經組態以根據某些參數準確地定位圖案化裝置之第一定位器PM;第二物體固持器,諸如基板固持器或基板台(例如,晶圓台)WT,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準確地定位基板之第二定位器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)上。
照射系統可包括用於導向、塑形或控制輻射之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,圖案化裝置是否固持於真空環境中)的方式固持圖案化裝置。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,其可視需要而固定或可移動。支撐結構可確保圖案化裝置例如相對於投影系統處於所需位置。可認為本文中對術語「倍縮光罩」或「遮罩」之任何使用皆與更一般術語「圖案化裝置」同義。
本文中所使用之術語「圖案化裝置」應廣泛地解釋為指可用於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,若賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂輔助特徵,則該圖案可不確切地對應於基板之目標部分中之所需圖案。通常,賦予至輻射光束之圖案將對應於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遮罩、可程式化鏡面陣列及可程式化LCD面板。遮罩在微影中為熟知的,且包括諸如二元、交變相移及衰減式相移之遮罩類型,以及各種混合遮罩類型。可程式化鏡面陣列之實例使用小鏡面之矩陣配置,其中之各者可個別地傾斜以便使入射輻射光束在不同方向上反射。傾斜鏡面將圖案賦予至由鏡面矩陣反射之輻射光束中。
本文中所使用之術語「投影系統」應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」之任何使用與更一般的術語「投影系統」同義。
如此處所描繪,設備屬於透射類型(例如,使用透射式遮罩)。替代地,設備可屬於反射類型(例如,使用上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列,或使用反射遮罩)。
微影設備可屬於具有兩個(雙載物台)或更多個基板台(及/或兩個或更多個支撐結構)之類型。在此類「多載物台」機器中,可並行地使用額外台/支撐結構,或可在一或多個其他台/支撐結構正用於曝光時在一或多個其他台/支撐結構上進行預備步驟。
參考圖1,照射器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,源與微影設備可為分離實體。在此等情況下,不認為源形成微影設備之部分,且輻射光束憑藉包含例如合適導向鏡面及/或擴束器之光束遞送系統BD而自源SO傳遞至照射器IL。在其他情況下,
例如當源為水銀燈時,源可為微影設備之整體部分。源SO及照射器IL連同光束傳遞系統BD(在需要時)可稱作輻射系統。
照射器IL可包含經組態以調整輻射光束之角強度分佈之調整器AD。通常,可調整照射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(通常分別稱作σ外部及σ內部)。另外,照射器IL可包含各種其他組件,諸如積光器IN及聚光器CO。照射器可用於調節輻射光束,以在其橫截面中具有所需均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於固持於支撐結構(例如遮罩台)MT上之圖案化裝置(例如遮罩)MA上,且由圖案化裝置圖案化。在已橫穿圖案化裝置MA的情況下,輻射光束B穿過將光束聚焦至基板W之目標部分C上之投影系統PS。憑藉第二定位器PW及位置感測器IF(例如,干涉量測裝置、線性編碼器或電容性感測器),基板台WT可準確移動例如以便將不同目標部分C定位在輻射光束B之路徑中。類似地,第一定位器PM及另一位置感測器(其並未明確地在圖1中描繪)可用以例如在自遮罩庫機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑準確地定位圖案化裝置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。類似地,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)之情況下,支撐結構MT可僅連接至短衝程致動器,或可固定。可使用圖案化裝置對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置MA及基板W。儘管如所繪示之基板對準標記佔據專用目標部分,但其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)。類似地,在多於一個晶粒設置於圖案化裝置MA上之情況中,圖案化
裝置對準標記可位於晶粒之間。
所描繪之設備可用於以下模式中之至少一者中:
1.在步進模式中,在將賦予至輻射光束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)時,使支撐結構MT及基板台WT基本上保持靜止。接著,使基板台WT在X及/或Y方向上偏移,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的目標部分C之大小。
2.在掃描模式中,在將賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上(亦即,單次動態曝光)時,同步地掃描支撐結構MT及基板台WT。可由投影系統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,在將賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時,固持可程式化圖案化裝置之支撐結構MT基本上保持靜止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之各移動之後或在掃描期間之連續輻射脈衝之間視需要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的可程式化鏡面陣列)之無遮罩微影。
亦可使用上文所描述之使用模式或完全不同的使用模式之組合及/或變化。
如圖2所展示,微影設備LA可形成微影單元LC(有時亦稱作微影單元(lithocell)或群集)之部分,該微影單元亦包括用以對基板執行
曝光前程序及曝光後程序之設備。習知地,此等包括用以沈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DE、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,將其在不同程序設備之間移動且將其遞送至微影設備之裝載區LB。常常統稱為塗佈顯影系統之此等設備在塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下,該塗佈顯影系統控制單元自身受監督控制系統SCS控制,該監督控制系統亦經由微影控制單元LACU控制微影設備。因此,可操作不同設備以最大化產出量及處理效率。
為了正確且一致地曝光由微影設備曝光之基板及/或為了監控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,裝置製造程序)之一部分,合乎需要的係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(其可例如介於疊對層中之結構之間或已由例如雙重圖案化程序單獨地提供至層之同一層中之結構之間)、線厚度、關鍵尺寸(CD)、焦點偏移、材料特性等。因此,微影單元LC所位於之製造設施通常亦包括度量衡系統MET,該度量衡系統量測已在微影單元中進行處理的基板W中之一些或所有或微影單元中之其他物件。度量衡系統MET可為微影單元LC之部分,例如,其可為微影設備LA之部分(諸如對準感測器AS)。
一或多個量測參數可包括:例如形成於經圖案化基板中或上之連續層之間的疊對、例如形成於經圖案化基板中或上之特徵之關鍵尺寸(CD)(例如,關鍵線寬)、光學微影步驟的聚焦或聚焦誤差、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
之目標執行此量測及/或對提供於基板上之專用度量衡目標執行此量測。可在抗蝕劑顯影後但在蝕刻前執行量測,或可在蝕刻後執行量測。
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,該等技術包括使用掃描電子顯微鏡、基於影像之量測工具及/或各種特定工具。如上文所論述,特定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,可判定基板的一或多個屬性。此可稱為基於繞射之度量衡。此基於繞射之度量衡的一個此類應用為量測目標內之特徵不對稱性。此可用作例如疊對之量測,但其他應用亦為已知的。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。此可如上文所描述來完成,且如例如以全文引用之方式併入本文中的美國專利申請公開案US 2006-0066855中所描述來完成。基於繞射之度量衡的另一應用為量測目標內之特徵寬度(CD)。此等技術可使用下文所描述之設備及方法。
因此,在裝置製造程序(例如,圖案化程序或微影程序)中,基板或其他物件可在程序期間或之後經受各種類型之量測。量測可判定特定基板是否有缺陷、可建立對程序及用於程序中之設備的調整(例如,將基板上之兩個層對準或將圖案化裝置對準至基板)、可量測程序及設備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、機械量測(例如,使用觸控筆之剖面探測、原子力顯微法(AFM)),及/或非光學成像(例如,掃描電子顯微法(SEM))。如全文以引用之方式併入本文中之美國專利第
6,961,116號中所描述的對準系統使用自參考干涉計,該自參考干涉計產生對準標記之兩個重疊且相對旋轉之影像,偵測致使影像之傅立葉變換(Fourier transform)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抽取位置資訊,該相位差顯現為干涉階中之強度變化。
可將度量衡結果直接地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次之一或多個其他基板仍待曝光之情況下)及/或經曝光基板之後續曝光進行調整。又,已曝光之基板可剝離及重新工作以改良良率,或捨棄,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情況下,可僅對良好的彼等目標部分執行另外曝光。
在度量衡系統MET內,度量衡設備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,度量衡設備可整合至微影設備LA或微影單元LC中,或可為單機裝置。
為了進行度量衡,一或多個度量衡目標(亦稱作「目標」、「度量衡標記」或「標記」)可設置於基板上。在實施例中,目標經專門設計且可包含週期性結構。在實施例中,目標為裝置圖案之一部分,例如裝置圖案之週期性結構。在實施例中,裝置圖案為記憶體裝置之週期性結構(例如,雙極電晶體(BPT)、位元線接點(BLC)等結構)。
在實施例中,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,週期性結構特徵由固體抗蝕劑線形成。在實施例中,目標可包含一或多個2-D週期性結構(例如,光
柵),其經印刷使得在顯影之後,一或多個週期性結構由抗蝕劑中之固體抗蝕劑柱或通孔形成。條、柱或通孔可替代地蝕刻至基板中(例如,蝕刻至基板上之一或多個層中)。
在實施例中,圖案化程序之所關注參數中之一者為疊對的。可使用暗場散射量測來量測疊對,其中阻擋零繞射階(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號中發現暗場度量衡之實例,該等專利申請公開案之全文特此以引用之方式併入。美國專利申請公開案US2011-0027704、US2011-0043791及US2012-0242970中已描述技術之進一步開發,該等美國專利申請公開案特此以全文引用之方式併入。使用繞射階之暗場偵測的基於繞射之疊對實現對較小目標之疊對量測。此等目標可小於照射光點且可由基板上之裝置產品結構環繞。在實施例中,可在一個輻射擷取中量測多個目標。
圖3A中示意性地展示適用於在實施例中用以量測例如疊對之度量衡設備。圖3B中更詳細地繪示目標T(包含諸如光柵之週期性結構)及繞射射線。度量衡設備可為獨立裝置或例如在量測站處併入於微影設備LA中,或併入於微影單元LC中。貫穿設備具有若干分支之光軸由點線O表示。在此設備中,由輸出11(例如,諸如雷射或氙氣燈之源,或連接至源之開口)發射之輻射由包含透鏡12、14及物鏡16之光學系統經由稜鏡15導向至基板W上。此等透鏡以4F配置之雙重序列配置。可使用不同透鏡配置,其限制條件為:透鏡配置仍將基板影像提供至偵測器上。
在實施例中,透鏡配置允許存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,此選擇可例如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與透鏡14之間插入合適形式之孔徑板13來進行。在所繪示之實例中,孔徑板13具有不同形式(標記為13N及13S),從而允許選擇不同照射模式。當前實例中之照射系統形成離軸照射模式。在第一照射模式中,孔徑板13N自僅出於描述起見而指定為『北』之方向提供離軸照射。在第二照射模式中,孔徑板13S用以提供類似照射,但自標記為『南』之相反方向提供照射。藉由使用不同孔徑,其他照射模式為可能的。光瞳平面之其餘部分理想上為暗的,此係由於所需照射模式之外之任何不必要輻射可干涉所需量測信號。
如圖3B中所展示,目標T經置放為使得基板W實質上垂直於物鏡16之光軸O。與軸線O偏離一角度而照射於目標T上之照射射線I產生零階射線(實線0)及兩個一階射線(點鏈線+1及雙點鏈線-1)。針對過度填充小目標T,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並行射線中之一者。由於板13中之孔徑具有有限寬度(為接納有用量之輻射所必要),因此入射射線I事實上將佔據角度範圍,且繞射射線0及+1/-1將稍微散開。根據一小目標之點散佈函數(point spread function),各階+1及-1將遍及一角度範圍進一步散佈,而非如所展示之單一理想射線。應注意,可設計或調整週期性結構節距及照射角度使得進入物鏡之一階射線與中心光軸緊密地對準。圖3A及圖3B中所繪示之射線展示為稍微離軸,以純粹地使其能夠在圖中較容易地區分。由基板W上之目標繞射的至少0階及+1階由物鏡16收集,且導向返回穿過稜鏡15。
返回至圖3A,藉由指定標記為北(N)及南(S)之完全相反孔
徑來繪示第一及第二照射模式兩者。當入射射線I來自光軸之北側時,亦即當使用孔徑板13N來應用第一照射模式時,標記為+1(N)之+1繞射射線進入物鏡16。相比之下,當使用孔徑板13S來應用第二照射模式時,-1繞射射線(標記為1(S))為進入透鏡16之繞射射線。因此,在一實施例中,藉由在某些條件下量測目標兩次(例如,在使目標旋轉或改變照射模式或改變成像模式以分別獲得-1繞射階強度及+1繞射階強度之後)來獲得量測結果。針對給定目標比較此等強度提供目標中之不對稱性之量測,且目標中之不對稱性可用作微影程序之參數之指示符,例如,疊對。在上文所描述之情形下,改變照射模式。
光束分光器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在第一感測器19(例如,一CCD或CMOS感測器)上形成目標之一繞射光譜(光瞳平面影像)。各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擷取之光瞳平面影像可用於聚焦度量衡設備及/或歸一化強度量測。光瞳平面影像亦可用於諸如重建構之其他量測目的,如下文進一步所描述。
在第二量測分支中,光學系統20、22在感測器23(例如,一CCD或CMOS感測器)上形成基板W上之目標之一影像。在第二量測分支中,將孔徑光闌21設置於與物鏡16之光瞳平面共軛之平面中。孔徑光闌21用以阻擋零階繞射光束,使得形成於感測器23上之目標之影像由-1或+1第一階光束形成。將關於由感測器19及23量測之影像之資料輸出至處理器及控制器PU,處理器及控制器之功能將取決於正執行之量測之特定類型。應注意,在廣泛意義上使用術語『影像』。若僅存在-1階及+1階中
之一者,則將不形成如此的週期性結構特徵(例如,光柵線)之影像。
圖3A中所展示之孔徑板13及光闌21之特定形式純粹為實例。在另一實施例中,使用目標之同軸照射,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輻射傳遞至感測器。在另外其他實施例中,代替一階光束或除一階光束之外,在量測中可使用2階、3階及高階光束(圖3A中未展示)。
為了使照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數個孔徑圖案,圓盤旋轉以使所需圖案處於適當位置。應注意,使用孔徑板13N或13S以量測在一個方向(取決於設置而為X或Y)上定向之目標的週期性結構。為了量測正交週期性結構,可實施目標達90°及270°之旋轉。圖3C及圖3D中展示不同孔徑板。圖3C繪示離軸照射模式之兩種另外類型。在圖3C之第一照射模式下,孔徑板13E提供來自僅出於描述起見而相對於先前所描述之『北』指定為『東』之方向的離軸照射。在圖3C之第二照射模式中,孔徑板13W用以提供相似照射,但來自標記為『西』之相對方向的照射。圖3D繪示離軸照射模式之兩種另外類型。在圖3D之第一照射模式中,孔徑板13NW來自如先前所描述之所指定『北』及『西』之方向之離軸照射。在第二照射模式中,孔徑板13SE用以提供相似照射,但來自如先前所描述之所標記『南』及『東』之相對方向之照射。舉例而言,上文所提及之先前公開之專利申請公開案中描述設備之此等及眾多其他變化及應用的使用。
圖3E描繪形成於基板上之實例複合度量衡目標T。複合目標包含緊密地定位在一起之四個週期性結構(在此情況下為光柵)32、33、34、35。在實施例中,可使週期性結構佈局小於量測點(亦即,週期性結
構佈局過度填充)。因此,在實施例中,週期性結構足夠緊密地定位在一起以使得其均在由度量衡設備之照射光束形成之量測點31內。在彼情況下,四個週期性結構因此皆同時照射且同時成像於感測器19及23上。在專用於疊對量測之實例中,週期性結構32、33、34、35自身為由疊對週期性結構形成之複合週期性結構(例如,複合光柵),亦即週期性結構在形成於基板W上之裝置之不同層中圖案化且使得一個層中之至少一個週期性結構與不同層中之至少一個週期性結構疊對。此類目標可具有在20μm×20μm內或在16μm×16μm內之外部尺寸。另外,所有週期性結構用於量測特定層對之間的疊對。為了促進目標能夠量測多於單一層對,週期性結構32、33、34、35可具有不同地偏執(biased)疊對偏移,以便促進對形成有複合週期性結構之不同部分的不同層之間的疊對之量測。因此,用於基板上之目標之所有週期性結構將用以量測一對層,且用於基板上之另一相同目標之所有週期性結構將用以量測另一對層,其中不同偏執促進區分層對。
返回至圖3E,週期性結構32、33、34、35亦可在其定向方面不同(如所展示),以便使入射輻射在X及Y方向上繞射在一個實例中,週期性結構32及34為分別具有+d、-d之偏執之X方向週期性結構。週期性結構33及35可為分別具有偏移+d及-d之Y方向週期性結構。雖然繪示四個週期性結構,但另一實施例可包括更大矩陣以獲得所需準確度。舉例而言,九個複合週期性結構之3×3陣列可具有偏執-4d、-3d、-2d、-d、0、+d、+2d、+3d、+4d。可在由感測器23擷取之影像中識別此等週期性結構之分離影像。
圖3F展示可使用來自圖3D之孔徑板13NW或13SE,使用
圖3A之設備中之圖3E之目標形成於感測器23上且由感測器23偵測的影像之實例。雖然感測器19不能解析不同的個別週期性結構32至35,但感測器23可這樣做。暗矩形表示感測器上之影像場,在影像場內,基板上之經照射點31成像至對應圓形區域41中。在此內,矩形區域42至45表示週期性結構32至35之影像。並非定位於切割道中或除了定位於切割道中以外,目標亦可定位於裝置產品特徵當中。若週期性結構位於裝置產品區域中,則在此影像場之周邊中亦可看見裝置特徵。處理器及控制器PU使用圖案辨識來處理此等影像以識別週期性結構32至35之分離影像42至45。以此方式,影像並非必須在感測器框架內之特定位置處極精確地對準,此極大地整體上改良量測設備之產出量。
一旦已經識別週期性結構之分離影像,就可例如藉由對識別區域內之選定像素強度值求平均值或求和而量測彼等個別影像之強度。可將影像之強度及/或其他屬性彼此進行比較。可組合此等結果以量測微影程序之不同參數。疊對效能為此類參數之實例。
在製造程序中,各種程序參數(亦稱作「幾何形狀參數」)之變化可對合適度量衡目標(或對準目標)之設計具有顯著影響以如實地反映裝置設計。可更改度量衡目標或對準目標之此類程序參數可包括但不限於側壁角度(由例如蝕刻或顯影程序判定)、(裝置層或抗蝕劑層之)折射率、(裝置層或抗蝕劑層之)厚度、入射輻射頻率、蝕刻深度、底面傾斜、輻射源之消光係數、塗佈不對稱性(對於抗蝕劑層或裝置層)、化學機械研磨程序期間之腐蝕之變化及其類似者。計算技術亦可用於經由度量衡系統模擬或在目標製造程序模擬(例如,包括使用微影程序曝光度量衡目標、顯影度量衡目標、蝕刻目標等)中來定義用於例如度量衡系統MET之度量
衡目標。用於設計度量衡目標之實例軟體平台包括用於控制之設計(稱作「DFC」),其在下文詳言描述。以類似方式,可定義對準目標。度量衡目標設計或對準目標設計可由各種參數表徵。對於度量衡目標,此等參數可為例如目標係數(TC)、堆疊靈敏度(SS)、疊對影響(OV),或其類似者。堆疊靈敏度可理解為由於目標(例如,光柵)層之間的繞射,信號之強度隨著疊對改變而改變多少之量測。目標係數可理解為針對特定量測時間由於由量測系統進行之光子收集之變化的信雜比之量測。在實施例中,目標係數亦可認為是堆疊敏感度對光子雜訊之比率;亦即,信號(亦即,堆疊靈敏度)可除以光子雜訊之量測以判定目標係數。疊對影響量測依據目標設計而變化的疊對誤差之改變。
度量衡目標設計佈局可為目標指定一或多個設計參數(例如,幾何形狀尺寸)且可為一或多個設計參數指定另外離散值或值範圍。此外,使用者及/或系統可基於例如所需目標之微影程序,在同一層或層之間對一或多個設計參數(例如,節距與溝槽寬度之間的關係、節距或溝槽寬度之限制、CD與節距之間的關係(例如,CD小於節距)等)施加一或多個約束。一或多個約束可替代地針對已指定離散值或範圍之一或多個設計參數或針對一或多個其他設計參數。可將潛在度量衡目標設計或對準目標設計輸入至模擬以判定例如一或多個目標設計之可行性及/或適合性。約束可包含度量衡參數約束。舉例而言,在一些度量衡系統中,系統之物理性質可施加(例如,系統中所使用之輻射的波長可約束目標設計之節距)約束。替代地,約束可為程序參數約束(例如,取決於蝕刻類型、顯影類型、抗蝕劑類型等之約束)。本文中所使用之術語『目標』、『目標光柵』及『目標結構』不要求為正在執行之量測特定提供結構。目標可包含光
柵,例如用於繞射量測技術,但亦可使用其他目標類型,諸如基於盒中盒影像之疊對目標。度量衡目標可用於判定疊對、CD、焦點、劑量等,且可使用諸如基於像素之資料結構或基於多邊形之資料結構的資料結構來定義度量衡目標設計佈局。基於多邊形之資料結構可例如使用在晶片製造工業中相當常見的GDSII資料格式予以描述。又,可在不脫離實施例之範疇的情況下使用任何合適資料結構或資料格式。
如上文所描述,度量衡目標設計平台(諸如DFC)可用於設計度量衡目標。在DFC方法中,將微影程序之個別步驟模型化成單一程序序列以模擬實體基板處理。彼程序序列驅使整體上產生裝置幾何形狀,而非逐元件「建置」裝置幾何形狀。在一些實施例中,DFC方法可為用於度量衡目標之自動產生之先進電腦輔助設計(CAD)工具。一旦微影程序序列模型化且添加為輸入,則可以有效方式(例如,以零或最少人工干預)設計任意數目個度量衡目標。度量衡目標之數目可在數千內或甚至在數百萬內。微影程序模型考量微影設備之特性。DFC使得使用者能夠執行步驟來設計度量衡目標,而無需DFC程序之創建者之干預。使適當圖形使用者介面(GUI)可用以設置、實行、檢查及使用DFC程序之特徵。通常,可不需要與製造工具之特殊介接,此係由於度量衡目標設計主要限於模擬域中而非限於實際裝置製造域中。
圖4A展示列出DFC方法之主要階段的流程圖。在程序P410中,選擇待用於微影程序中之材料。材料可選自經由適當GUI與DFC介接之材料庫。在程序P420中,藉由輸入程序步驟中之各者且建置用於整個程序序列之電腦模擬模型來定義微影程序。在程序P430中,定義度量衡目標,例如將目標中包括之各種特徵之尺寸及其他特性輸入至DFC程
序中。舉例而言,若結構中包括光柵,則必須定義光柵元件之數目、個別光柵元件之寬度、兩個光柵元件之間的節距等。在程序P440中,產生3D幾何形狀。此步驟亦考量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。此特徵實現多層目標設計。在程序P450中,視覺化設計目標之最終幾何形狀。如下文將更詳細地解釋,不僅視覺化最終設計,而且隨著設計者應用微影程序之各種步驟,他/她可視覺化3D幾何形狀如何形成及由於程序引發效果如何改變。舉例而言,抗蝕劑圖案化之後的3D幾何形狀與抗蝕劑去除及蝕刻之後的3D幾何形狀不同。
本揭示內容之重要態樣為:使得目標設計者能夠將方法之階段視覺化以促進其在模型化及模擬期間之感知及控制。稱作「檢視器」之不同視覺化工具建置至DFC軟體中。舉例而言,如圖4B中所展示,設計者可取決於所定義微影程序及目標而檢視材料圖P460(且亦可獲得執行時間估計圖)。一旦產生微影模型,設計者就可經由模型檢視器工具P475來檢視模型參數。設計佈局檢視器工具P480可用以檢視設計佈局(例如,GDS文件之視覺顯現)。抗蝕劑輪廓檢視器工具P485可用以檢視抗蝕劑中之圖案輪廓。幾何形狀檢視器工具P490可用於檢視晶圓上之3D結構。光瞳檢視器工具P495可用於檢視度量衡工具上之模擬回應。熟習此項技術者將理解,此等檢視工具可用以增強在設計及模擬期間設計者之理解。在DFC軟體之一些實施例中可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4C展示繪示DFC程序如何藉由降低針對微影程序之實際模擬而選擇之度量衡目標之數目而增加整體模擬程序中之效率的流程圖。如之前所提及,DFC使得設計者能夠設計數千或甚至數百萬設計。並非所
有此等設計可相對於處理步驟中之變化具有穩性。為了選擇可耐受程序變化之目標設計的子集,微影人員可有意地擾動所定義微影程序之一或多個步驟,如區塊P452中所示。擾動之引入相對於最初如何定義整個程序序列更改整個程序序列。因此,應用經擾動程序序列(區塊P454)亦會更改設計目標之3D幾何形狀。微影人員僅選擇展示原始設計目標中之非零更改之擾動且產生選定程序擾動之子集(區塊P456)。接著用程序擾動之此子集來模擬微影程序(區塊P458)。
在設計度量衡標記中,習知方法可考量度量衡標記之幾何形狀參數為均勻的,而未能考量標記內幾何形狀變化或周圍圖案。然而,自此類度量衡標記獲得之量測可不準確,此係由於個別圖案之幾何形狀參數的變化(例如,由於製造程序變化引起)或周圍圖案之存在或不存在可對標記之量測效能具有顯著影響。
以下段落至少參考圖5及圖6A至圖6B描述基於標記之局部幾何形狀而設計標記(例如,度量衡標記)。
圖5為根據本揭示內容之實施例之用於基於標記之局部幾何形狀而設計標記之例示性系統400的方塊圖。圖6A為根據實施例之用於基於標記之局部幾何形狀而設計標記之例示性方法600的流程圖。標記之局部幾何形狀可由標記內或周圍之幾何形狀參數的空間變化、標記之空間位置或標記之周圍圖案中之一或多者表徵。
在程序P601處,標記設計組件450獲得指定標記之標記結構602。在一些實施例中,指定標記可包括度量衡標記(例如,光學度量衡標記),諸如圖3E之目標T。在一些實施例中,標記結構602可與目標設計佈局414及標記設計佈局408中之指定標記之空間位置406相關聯。空間位
置406及標記設計佈局408可作為輸入例如由使用者或以任何其他方式提供至標記設計組件450。目標設計佈局414可對應於全晶片(例如,IC)之設計佈局,其包括數個標記(例如,指定標記為其中之一者)之最終幾何形狀設計。目標設計佈局414包括用於全晶片之標記之3D結構。
在一些實施例中,目標設計佈局414可由全晶片設計組件425產生,其可使用一或多個預測模型來實施,諸如使用參考圖4A描述之程序。在一些實施例中,全晶片設計組件425可將全晶片設計佈局402及微影程序資訊404作為輸入以產生目標設計佈局414。全晶片設計佈局402可呈基於多邊形之資料結構之形式,該基於多邊形之資料結構例如包括如多邊形之標記之設計且使用GDSII資料格式描述。微影程序資訊404包括描述微影程序之各種參數,諸如微影設備設置中之一或多者;用於微影程序之材料;堆疊資訊,諸如層數、層厚度、蝕刻深度等;使用者指定之設計約束,諸如CD、節距等;程序資訊;或程序變化。
在程序P602處,標記設計組件450獲得與標記結構相關聯之幾何形狀參數之空間變化420。在一些實施例中,幾何形狀參數包括層厚度t(x,y)、化學機械研磨凹陷高度d(x,y)、蝕刻側壁角度a(x,y)、微影蝕刻CD偏執b(x,y)、蝕刻底面傾斜s(x,y)或與微影程序相關聯之其他此類幾何形狀參數。在一些實施例中,標記設計組件450獲得指定標記內之幾何形狀參數之空間變化420。在一些實施例中,此類幾何形狀參數可在圖案當中變化。在一些實施例中,此類幾何形狀參數可在個別圖案內變化。舉例而言,若指定標記具有數個週期性結構,諸如圖3E之標記T之四個週期性結構(光柵)32至35,則標記設計組件450可獲得四個週期性結構中之各者中之各圖案的幾何形狀參數的空間變化420。在一些實施例中,空間變
化420為幾何形狀參數在對應於指定標記中圖案之座標之座標範圍(例如,(x1,y1)至(x2,y2))上的分佈。在一些實施例中,可自量測資料、經驗資料或實驗資料獲得幾何形狀參數之空間變化。其亦可藉由使用模型模擬微影程序來獲得,該等模型為諸如至少參考圖9描述之模型;經組態以判定蝕刻圖案、沈積圖案及各別圖案之特性值(例如,CD、圖案置放誤差(PPE)、邊緣置放誤差(EPE)等)之蝕刻模型、沈積模型或其他相關聯模型;經組態以模型化殘餘物之CMP模型;用於模擬抗蝕劑層之抗蝕劑顯影程序以獲得抗蝕劑層之顯影的特性之顯影模型或其他模型。模型可為機器學習(ML)模型或非ML模型(例如,物理模型、經驗模型、半經驗模型)。
在一些實施例中,標記設計組件450可基於目標設計佈局414(例如,由全晶片設計組件425產生)而判定幾何形狀參數。舉例而言,標記設計組件450可基於指定標記之空間位置406,藉由識別指定標記所位於之目標設計佈局414的網格來抽取幾何形狀參數,且接著獲得已識別網格內之幾何形狀參數之空間變化420。在一些實施例中,網格之大小(例如,區域)大於指定標記之大小。由於網格大小大於指定標記,因此標記設計組件450可內插網格(例如,使用已知內插方法)以獲得指定標記內之幾何形狀參數。幾何形狀參數可在標記之個別圖案當中變化。另外,標記設計組件450亦可獲得關於周圍圖案之資訊。舉例而言,資訊可包括指定標記之指定鄰近度內圖案(例如,度量衡標記或裝置圖案)之存在或不存在。在一些實施例中,周圍圖案之存在可對標記之量測效能具有顯著影響,且因此,標記設計組件450可在設計指定標記時使用周圍圖案資訊。
在程序P603處,標記設計組件450基於幾何形狀參數之空
間變化420而產生為指定標記之3D結構的標記設計424。在一些實施例中,產生標記設計424包括基於幾何形狀參數之空間變化420而判定指定標記之個別圖案的幾何形狀設計。幾何形狀設計包括指定標記之個別圖案之CD、節距或子分段中之一或多者。儘管標記設計424基於幾何形狀參數之空間變化420而產生,但標記設計組件450亦可在產生或最佳化標記設計424時考慮指定標記之周圍圖案或指定標記之空間位置。基於標記之局部幾何形狀(例如,標記中個別圖案之各圖案之幾何形狀參數的空間變化420、指定標記之周圍圖案或指定標記之空間位置)而設計的此類標記設計424與使用不考慮標記之局部幾何形狀之習知方法設計的標記相比具有較佳量測效能(較佳量測準確度)。在一些實施例中,產生標記設計424可包括模擬指定標記之量測效能及反覆地調整標記之設計直至量測效能滿足臨限值效能,如圖6B中所繪示。
圖6B為根據實施例之最佳化標記設計之例示性方法650的流程圖。在一些實施例中,方法650實行為圖6A之方法600的程序P603之部分。在程序P651處,標記設計組件450計算代表關鍵效能指示符(KPI)之成本函數651,其又指示指定標記之量測效能(例如,光學量測效能)。在一些實施例中,標記設計組件450可使用感測器預測模擬程序或預測標記之量測效能(例如,可實際上使用度量衡工具之感測器獲得的量測)之模型475來計算成本函數651。如上文所描述,模型475可模擬藉由安裝於獨立於處理設備或與處理設備分離之度量衡工具上或安裝於處理設備(例如光微影設備)上之感測系統執行之量測程序。舉例而言,標記設計組件450可將標記設計424(例如,指定標記之幾何形狀設計)輸入至感測器預測模型475,其在實行後可藉由量測指定標記自度量衡工具獲得之模擬光學量
測參數434。在一些實施例中,光學量測434可包括(例如,圖3A之度量衡設備的源之)輻射之強度、波長及/或相位、光瞳大小、光瞳中之輻射量等。標記設計組件450可基於光學量測434而產生一或多個KPI。舉例而言,一個KPI可為搖擺曲線或顏色至顏色偏執,其為使用不同源波長獲得之量測之間的差異。標記設計組件450可接著基於光學量測參數(例如,對於具體KPI)而計算成本函數651。
在程序P652處,在一些實施例中,標記設計組件450判定是否滿足終止條件。在一些實施例中,當成本函數651最小化或最大化時滿足終止條件。舉例而言,若成本函數為諸如顏色至顏色偏執之KPI,則接著在成本函數651最小化(或低於臨限值)時滿足終止條件。在一些實施例中,當滿足終止條件時,標記設計424之量測效能視為令人滿意,且方法650可藉由輸出標記設計424來結束。然而,若不滿足終止條件(例如,成本函數651不最小化或最大化),則標記設計組件450可行進至程序P653以調整標記設計424。
在程序P653處,標記設計組件450調整標記設計424以產生經調整標記設計424'。在一些實施例中,調整標記設計424包括調整諸如指定標記之圖案之CD、節距或子分段中之至少一者之幾何形狀設計。調整可或可不在標記之個別圖案當中不同。在一些實施例中,調整幾何形狀設計包括調整指定標記之空間位置(例如,改變指定標記在目標設計佈局414中之空間位置)。在一些實施例中,調整幾何形狀設計包括在兩個標記之間的空白空間中添加或調整標記(例如,以最小化由於空白空間引起的光學串擾或微影程序挑戰;此程序通常稱作「虛擬化」)。舉例而言,如圖7中所繪示,標記設計組件450可在第一標記701與第二標記703之間的
空白空間702中添加標記。
最佳化方法650可為反覆程序且可反覆地實行直至滿足終止條件。在一些實施例中,當(a)成本函數651最小化或最大化,(b)方法650(例如,操作P651至P653)實行預定反覆次數或(c)其他此類條件時,滿足終止條件。在方法650結束之後,控制可傳送至方法600之程序P603,其輸出經調整標記設計424'作為標記設計424。
儘管前述段落描述實施用於設計或最佳化標記之實施例,但除了最佳化給定標記之外或替代最佳化給定標記,實施例亦可實施以用於監測使用給定標記進行的量測。舉例而言,在基於標記之局部幾何形狀而重建構給定標記之標記設計之後(例如,如方法600之程序P603中所描述且未對標記之幾何形狀設計進行任何最佳化),標記設計組件450可基於由感測器預測模型475針對給定標記模擬之光學量測而產生一或多個KPI。標記設計組件450可接著判定KPI與KPI之臨限值之間的差異(例如,給定標記認為最佳化的值)。差異(例如,可計算為百分比)可判定為將應用至使用標記獲得(自度量衡工具)之任何實際量測以便獲得準確量測之校正的量。舉例而言,若基於使用標記獲得之量測而判定之實際KPI為X,且對KPI的校正判定為±Y%,則標記設計組件450可輸出校正KPI為X±Y%。
圖8為繪示可輔助實施本文中所揭示之系統及方法之電腦系統100的方塊圖。電腦系統100包括用於傳達資訊之匯流排102或其他通信機制及與匯流排102耦接以用於處理資訊之處理器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實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
他動態儲存裝置。主記憶體106亦可用於在實行待由處理器104實行之指令期間儲存暫時性變量或其他中間資訊。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或其他靜態儲存裝置。提供諸如磁碟或光碟之儲存裝置110,且可將該儲存裝置耦接至匯流排102以儲存資訊及指令。
電腦系統100可經由匯流排102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裝置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裝置為用於將方向資訊及命令選擇傳達至處理器104及用於控制顯示器112上之游標移動之游標控制件116,諸如滑鼠、軌跡球或游標方向按鍵。此輸入裝置通常兩個軸線(第一軸(例如,x)及第二軸(例如,y))上具有兩個自由度,從而允許裝置指定平面中之位置。觸控面板(螢幕)顯示器亦可用作輸入裝置。
根據實施例,可由電腦系統100回應於處理器104實行主記憶體106中含有之一或多個指令之一或多個序列而執行最佳化程序之部分。可將此類指令自另一電腦可讀媒體(諸如儲存裝置110)讀取至主記憶體106中。主記憶體106中含有之指令序列之實行使得處理器104執行本文中所描述的程序步驟。呈多處理配置之一或多個處理器亦可用以實行主記憶體106中含有之指令序列。在替代性實施例中,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。
如本文所使用之術語「電腦可讀媒體」指參與將指令提供
至處理器104以供實行之任何媒體。此媒體可呈許多形式,包括但不限於非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。舉例而言,非揮發性媒體包括光碟或磁碟,諸如儲存裝置110。揮發性媒體包括動態記憶體,諸如主記憶體106。傳輸媒體包括同軸電纜、銅線及光纖,其包括包含匯流排102之導線。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、軟性磁碟、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、如下文中所描述之載波,或可供電腦讀取之任何其他媒體。
各種形式之電腦可讀媒體可涉及將一或多個指令之一或多個序列攜載至處理器104以供實行。舉例而言,可初始地將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內,且使用數據機經由電話線來發送指令。在電腦系統100本端之數據機可接收電話線上之資料,且使用紅外傳輸器將資料轉化為紅外信號。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將資料載運至主記憶體106,處理器104自該主記憶體擷取並實行指令。由主記憶體106接收之指令可視情況在由處理器104實行之前或之後儲存於儲存裝置110上。
電腦系統100亦較佳包括耦接至匯流排102之通信介面118。通信介面118提供耦接至連接至區域網路122之網路鏈路120之雙向資料通信。舉例而言,通信介面118可為整合式服務數位網路(ISDN)卡或數據機以提供與對應類型之電話線的資料通信連接。試舉另一實例,通信
介面118可為一區域網路(LAN)卡以提供與相容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流的電信號、電磁信號或光學信號。
網路鏈路120通常經由一或多個網路將資料通信提供至其他資料裝置。例如,網路鏈路120可經由區域網路122向主機電腦124或向由網際網路服務提供者(ISP)126操作之資料裝備提供連接。ISP 126繼而經由全球封包資料通信網路,現在通常稱作「網際網路」128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流之電信號、電磁信號或光學信號。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之信號為輸送資訊的例示性形式之載波,該等信號將數位資料攜載至電腦系統100且自電腦系統100攜載數位資料。
電腦系統100可藉由網路、網路鏈路120及通信介面118發送訊息且接收資料,包括程式碼。在網際網路實例中,伺服器130可經由網際網路128、ISP 126、區域網路122及通信介面118傳輸用於應用程式之所請求程式碼。一個此類經下載之應用程式可提供例如實施例之照明最佳化。所接收程式碼可在其經接收時由處理器104實行,及/或儲存在儲存裝置110或其他非揮發性儲存器中以供稍後實行。以此方式,電腦系統100可獲得呈載波形式之應用程式碼。
圖9繪示用於模型化及/或模擬圖案化程序之部分的例示性流程圖。如將瞭解,該等模型可表示不同圖案化程序且不必包含下文所描述之所有模型。一源模型1200表示圖案化裝置之照明之光學特性(包括輻射強度分佈、頻寬及/或相位分佈)。源模型1200可表示照明之光學特性,其包括但不限於數值孔徑設定、照明標準差(σ)設定以及任何特定照明形
狀(例如,離軸輻射形狀,諸如環形、四極、偶極等),其中σ(或標準差)為照明器之外部徑向範圍。
投影光學器件模型1210表示投影光學器件之光學特性(包括由投影光學器件造成的輻射強度分佈及/或相位分佈之改變)。投影光學器件模型1210可表示投影光學器件之光學特性,包括像差、失真、一或多個折射率、一或多個實體大小、一或多個實體尺寸等。
圖案化裝置/設計佈局模型模組1220擷取設計特徵如何佈置於圖案化裝置之圖案中,且可包括圖案化裝置之詳細實體屬性之表示,如例如在以全文引用之方式併入之美國專利第7,587,704號中所描述。在實施例中,圖案化裝置/設計佈局模型模組1220表示設計佈局(例如,對應於積體電路、記憶體、電子裝置等之特徵之裝置設計佈局)之光學特性(包括由給定設計佈局造成的輻射強度分佈及/或相位分佈之改變),其為圖案化裝置上或由圖案化裝置形成之特徵配置之表示。由於可改變用於微影投影設備中之圖案化裝置,因此合乎需要的係使圖案化裝置之光學屬性與至少包括照明及投影光學器件的微影投影設備之其餘部分之光學屬性分離。模擬之目標常常為準確地預測例如邊緣置放及CD,該等邊緣置放及CD可接著與裝置設計比較。裝置設計一般定義為預OPC圖案化裝置佈局,且將以諸如GDSII或OASIS之標準化數位文件格式提供。
可自源模型1200、投影光學件模型1210及圖案化裝置/設計佈局模型模組1220模擬空中影像1230。空中影像(AI)為在基板層級處之輻射強度分佈。微影投影設備之光學屬性(例如,照明、圖案化裝置及投影光學器件之屬性)規定空中影像。
基板上之抗蝕劑層藉由空中影像曝光,且該空中影像轉印
至抗蝕劑層作為其中之潛在「抗蝕劑影像」(RI)。可將抗蝕劑影像(RI)定義為抗蝕劑層中之抗蝕劑之溶解度的空間分佈。可使用抗蝕劑模型1240自空中影像1230模擬抗蝕劑影像1250。可使用抗蝕劑模型以自空中影像計算抗蝕劑影像,其實例可在美國專利申請公開案第US 2009-0157360號中發現,該公開案之揭示內容特此以全文引用之方式併入。抗蝕劑模型通常描述在抗蝕劑曝光、曝光後烘烤(PEB)及顯影期間出現的化學程序之效應,以便預測例如形成於基板上之抗蝕劑特徵之輪廓,且因此其通常僅與抗蝕劑層之此等屬性(例如,在曝光、曝光後烘烤及顯影期間出現的化學程序之效應)相關。在實施例中,抗蝕劑層之光學屬性,例如折射率、膜厚度、傳播及偏振效應可作為投影光學件模型1210之部分擷取。
因此,一般而言,光學模型與抗蝕劑模型之間的連接為抗蝕劑層內之模擬空中影像強度,該模擬空中影像強度起因於輻射至基板上之投影、抗蝕劑介面處之折射及抗蝕劑膜堆疊中之多個反射。輻射強度分佈(空中影像強度)藉由入射能量之吸收而變為潛在「抗蝕劑影像」,其藉由擴散程序及各種負載效應予以進一步修改。足夠快以用於全晶片應用之有效率模擬方法藉由2維空中(及抗蝕劑)影像而近似抗蝕劑堆疊中之實際3維強度分佈。
在實施例中,抗蝕劑影像可用作至圖案轉印後程序模型模組1260之輸入。圖案轉印後程序模型模組1260定義一或多個抗蝕劑顯影後程序(例如,蝕刻、顯影等)之效能。
圖案化程序之模擬可例如預測抗蝕劑及/或經蝕刻影像中之輪廓、CD、邊緣置放(例如邊緣置放誤差)等。因此,模擬之目標為準確地預測例如印刷圖案之邊緣置放,及/或空中影像強度斜率,及/或CD等。
可將此等值與預期設計比較以例如校正圖案化程序,識別預測出現缺陷之地點等。預期設計通常定義為可以諸如GDSII或OASIS或其他文件格式之標準化數位文件格式而提供之預OPC設計佈局。
因此,模型公式化描述整體程序之大多數(若非全部)已知物理性質及化學方法,且模型參數中之各者理想地對應於相異物理或化學效應。因此,模型公式化設定關於模型可用以模擬整體製造程序之良好程度之上限。
雖然本文所揭示之概念可用於在諸如矽晶圓之基板上成像,但應理解,所揭示概念可供任何類型之微影成像系統使用,例如用於在除矽晶圓以外的基板上之成像的微影成像系統。
如本文所使用之術語「最佳化(optimizing)」及「最佳化(optimization)」指或意謂調整圖案化設備(例如,微影設備)、圖案化程序等,使得結果及/或程序具有更合乎需要之特徵,諸如基板上之設計圖案之更高投影準確度、更大程序窗等。因此,如本文中所使用之術語「最佳化(optimizing)」及「最佳化(optimization)」指或意謂識別用於一或多個參數之一或多個值的程序,該一或多個值相較於用於彼等一或多個參數之一或多個值之初始集合提供至少一個相關度量之改良,例如,局部最佳。「最佳」及其他相關術語應相應地予以解釋。在實施例中,可反覆地應用最佳化步驟,以提供一或多個度量之進一步改良。
可以任何方便形式實施本發明之態樣。舉例而言,可藉由一或多個適當電腦程序來實施實施例,該一或多個適當電腦程序可在可為有形載體媒體(例如,磁碟)或無形載體媒體(例如,通信信號)之適當載體媒體上進行。可使用可特定採取可程式化電腦之形式的合適設備來實施本
發明之實施例,該可程式化電腦運行經配置以實施如本文所描述之方法之電腦程序。因此,本揭示內容之實施例可以硬體、韌體、軟體或其任何組合予以實施。本揭示內容之實施例亦可實施為儲存於機器可讀媒體上之指令,其可由一或多個處理器讀取及實行。機器可讀媒體可包括用於儲存或傳輸以可由機器(例如,計算裝置)讀取之形式之資訊的任何機構。舉例而言,機器可讀媒體可包括唯讀記憶體(ROM);隨機存取記憶體(RAM);磁碟儲存媒體;光學儲存媒體;快閃記憶體裝置;電學、光學、聲學或其他形式之傳播信號(例如,載波、紅外信號、數位信號等);及其他媒體。另外,韌體、軟體、常式、指令可在本文中描述為執行某些動作。然而,應瞭解,此類描述僅僅出於方便起見,且此類動作事實上由計算裝置、處理器、控制器或實行韌體、軟體、常式、指令等之其他裝置引起。
可藉由以下條項進一步描述本揭示內容之實施例。
1.一種具有指令之非瞬時電腦可讀取媒體,當由電腦實行時,使得電腦實行一種用於在微影設備中使用微影程序對基板上之圖案成像之標記設計的方法,該方法包含:獲得標記結構;獲得與標記結構相關聯之幾何形狀參數之空間變化,其中空間變化與微影程序相關聯;及基於標記之空間變化而判定標記之個別圖案的幾何形狀設計。
2.如條項1之電腦可讀媒體,其中幾何形狀設計進一步基於標記之周圍圖案而判定。
3.如條項1之電腦可讀媒體,其中判定幾何形狀設計包括判定標記之個別圖案之關鍵尺寸、節距或子分段中之至少一者。
4.如條項1之電腦可讀媒體,其中判定幾何形狀設計包括判定標記在待印刷於基板上之目標設計中之空間位置。
5.如條項1之電腦可讀媒體,其中判定幾何形狀設計包括基於預測量測效能而反覆地調整幾何形狀設計。
6.如條項5之電腦可讀媒體,其中各反覆包括:(i)計算成本函數;(ii)判定成本函數是否滿足指定條件;及(iii)基於成本函數不滿足指定條件之判定而調整幾何形狀設計。
7.如條項5之電腦可讀媒體,其中反覆地調整幾何形狀設計包括調整標記之個別圖案之關鍵尺寸、節距或子分段中之至少一者或調整標記的空間位置。
8.如條項5之電腦可讀媒體,其中調整幾何形狀設計包括添加或調整環繞標記之一或多個圖案。
9.如條項5之電腦可讀媒體,其中成本函數包括指示標記之光學量測效能的一或多個效能指示符。
10.如條項5之電腦可讀媒體,其中計算成本函數包括:將標記之幾何形狀設計輸入至第一模擬模型,第一模擬模型經組態以模擬使用來自經組態以量測印刷於基板上之圖案之量測工具的標記獲得之光學量測參數;實行第一模擬模型以獲得光學量測參數;及基於光學量測參數而計算成本函數。
11.如條項1之電腦可讀媒體,其進一步包含:基於標記之空間位置而判定標記之個別圖案的幾何形狀設計。
12.如條項1之電腦可讀媒體,其中標記結構包含多個圖案且各圖案由個別圖案之關鍵尺寸、節距或子分段表徵。
13.如條項1之電腦可讀媒體,其中獲得標記結構包括:將微影程序之目標設計佈局及設計佈局變量輸入至第二模擬模型,該第二模擬模型經組態以產生對應於使用微影程序印刷於基板上之目標設計佈局的設計之三維(3D)表示;及實行第二模擬模型以獲得模擬結果,模擬結果包括設計之3D表示。
14.如條項13之電腦可讀媒體,其中獲得幾何形狀參數之空間變化包括:在目標設計佈局中識別具有標記之網格,其中網格之大小大於標記之大小;及自模擬結果獲得幾何形狀參數在網格上之空間變化。
15.如條項14之電腦可讀媒體,其中獲得空間變化包括內插網格以獲得標記之個別圖案中之各者的幾何形狀參數之空間變化。
16.如條項14之電腦可讀媒體,其中判定幾何形狀設計包括:基於幾何形狀參數之空間變化及標記設計佈局,使用模擬模型重建構標記之個別圖案。
17.如條項16之電腦可讀媒體,其中基於標記之周圍圖案之特徵進一步重建構個別圖案。
18.如條項1之電腦可讀媒體,其中幾何形狀參數之空間變化使用量測資料、經驗資料、或實驗資料中之至少一者獲得。
19.如條項1之電腦可讀媒體,其中幾何形狀參數包括層厚度、化學機械研磨凹陷高度、蝕刻側壁角度、微影蝕刻關鍵尺寸偏執或蝕刻底面
傾斜中之至少一者。
20.如條項1之電腦可讀媒體,其中幾何形狀參數在個別圖案內變化。
21.如條項1之電腦可讀媒體,其進一步包含:使用第一模擬模型獲得標記之量測效能;使用量測工具執行量測以獲得量測信號,量測信號包括使用標記獲得之光學量測參數集;及基於量測效能而調整量測信號。
22.如條項1之電腦可讀媒體,其中標記包括度量衡標記、疊對標記或對準標記中之至少一者。
23.如條項1之電腦可讀媒體,其進一步包含:基於標記而產生遮罩圖案,遮罩圖案包括對應於待印刷於基板上之目標設計佈局之圖案。
24.如條項23之電腦可讀媒體,其進一步包含:使用遮罩圖案來執行圖案化步驟以經由微影程序將圖案印刷於基板上。
25.一種用於在微影設備中使用微影程序對基板上之圖案成像之標記設計的電腦實施方法,該方法包含:獲得標記結構;獲得與標記結構相關聯之幾何形狀參數之空間變化,其中空間變化與微影程序相關聯;及基於標記之空間變化而判定標記之個別圖案的幾何形狀設計。
26.如條項25之方法,其中幾何形狀設計進一步基於標記之周圍圖
案而判定。
27.如條項25之方法,其中判定幾何形狀設計包括判定標記之個別圖案之關鍵尺寸、節距或子分段中之至少一者。
28.如條項25之方法,其中判定幾何形狀設計包括判定標記在待印刷於基板上之目標設計中之空間位置。
29.如條項25之方法,其中判定幾何形狀設計包括基於預測量測效能而反覆地調整幾何形狀設計。
30.如條項29之方法,其中各反覆包括:(iv)計算成本函數;(v)判定成本函數是否滿足指定條件;及(vi)基於成本函數不滿足指定條件之判定而調整幾何形狀設計。
31.如條項29之方法,其中反覆地調整幾何形狀設計包括調整標記之個別圖案之關鍵尺寸、節距或子分段中之至少一者或調整標記之空間位置。
32.如條項29之方法,其中調整幾何形狀設計包括添加或調整環繞標記之一或多個圖案。
33.如條項29之方法,其中成本函數包括為標記之光學量測效能之指示的一或多個效能指示符。
34.如條項29之方法,其中計算成本函數包括:將標記之幾何形狀設計輸入至第一模擬模型,第一模擬模型經組態以模擬使用來自經組態以量測印刷於基板上之圖案之量測工具的標記獲得之光學量測參數;實行第一模擬模型以獲得光學量測參數;及
基於光學量測參數而計算成本函數。
35.如條項25之方法,其進一步包含:基於標記之空間位置而判定標記之個別圖案的幾何形狀設計。
36.如條項25之方法,其中標記結構包含多個圖案且各圖案由個別圖案之關鍵尺寸、節距或子分段表徵。
37.如條項25之方法,其中獲得標記結構包括:將微影程序之目標設計佈局及設計佈局變量輸入至第二模擬模型,該第二模擬模型經組態以產生對應於使用微影程序印刷於基板上之目標設計佈局的設計之三維(3D)表示;及實行第二模擬模型以獲得模擬結果,模擬結果包括設計之3D表示。
38.如條項37之方法,其中獲得幾何形狀參數之空間變化包括:在目標設計佈局中識別具有標記之網格,其中網格之大小大於標記之大小;及自模擬結果獲得幾何形狀參數在網格上之空間變化。
39.如條項38之方法,其中獲得空間變化包括內插網格以獲得標記之個別圖案中之各者的幾何形狀參數之空間變化。
40.如條項38之方法,其中判定幾何形狀設計包括:基於幾何形狀參數之空間變化及標記設計佈局,使用模擬模型重建構標記之個別圖案。
41.如條項40之方法,其中基於標記之周圍圖案之特徵而進一步重建構個別圖案。
42.如條項25之方法,其中幾何形狀參數之空間變化使用量測資料、經驗資料、或實驗資料中之至少一者獲得。
43.如條項25之方法,其中幾何形狀參數包括層厚度、化學機械研磨凹陷高度、蝕刻側壁角度、微影蝕刻關鍵尺寸偏執或蝕刻底面傾斜中之至少一者。
44.如條項25之方法,其中幾何形狀參數在個別圖案內變化。
45.如條項25之方法,其進一步包含:使用第一模擬模型獲得標記之量測效能;使用量測工具執行量測以獲得量測信號,量測信號包括使用標記獲得之光學量測參數集;及基於量測效能而調整量測信號。
46.如條項25之方法,其中標記包括度量衡標記、疊對標記或對準標記中之至少一者。
47.如條項25之方法,其進一步包含:基於標記而產生遮罩圖案,遮罩圖案包括對應於待印刷於基板上之目標設計佈局之圖案。
48.如條項47之方法,其進一步包含:使用遮罩圖案來執行圖案化步驟以經由微影程序將圖案印刷於基板上。
49.一種用於在微影設備之掃描操作期間改良遮罩上之特徵至基板的成像之設備,該設備包含:記憶體,其儲存指令集;及處理器,其經組態以實行指令集以使得設備執行以下方法:獲得標記結構;獲得與標記結構相關聯之幾何形狀參數之空間變化,其中空間變化
與微影程序相關聯;及基於標記之空間變化而判定標記之個別圖案的幾何形狀設計。
在方塊圖中,所繪示之組件描繪為離散功能區塊,但實施例不限於本文中所描述之功能性如所繪示一般來組織的系統。由組件中之各者提供之功能性可由軟體或硬體模組提供,該等模組以與目前所描繪之方式不同之方式組織,例如,可摻和、結合、複寫、解散、分配(例如,在資料中心內或按地區),或另外以不同方式組織此軟體或硬體。本文中所描述之功能性可由實行儲存於有形的、非暫時性機器可讀媒體上之程式碼之一或多個電腦的一或多個處理器提供。在一些狀況下,第三方內容遞送網路可主控經由網路傳達之資訊中的一些或全部,在此狀況下,在據稱供應或以另外方式提供資訊(例如,內容)之情況下,可藉由發送指令以自內容遞送網路擷取彼資訊來提供該資訊。
除非另外具體陳述,否則如自論述顯而易見,應瞭解,貫穿本說明書,利用諸如「處理」、「計算」、「計算」、「判定」或其類似者之術語的論述指諸如專用電腦或類似專用電子處理/計算裝置之具體設備的動作或程序。
讀者應瞭解,本申請案描述若干發明。此等發明已經分組成單一文件,而非將彼等發明分離成多個單獨的專利申請案,此係由於該等發明之相關主題在應用程序中有助於經濟發展。但不應合併此類發明之相異優點及態樣。在一些情況下,實施例解決本文中所提及之所有不足,但應理解,發明為獨立地有用,且一些實施例僅解決此等問題之子集或提供其他未經提及之益處,該等益處對於熟習檢查本揭示內容之此項技術者將顯而易見。歸因於成本約束,目前可不主張本文中所揭示之一些發明,
且可在稍後申請案(諸如接續申請案或藉由修正申請專利範圍)中主張該等發明。相似地,歸因於空間約束,本發明文件之發明摘要及發明內容章節皆不應視為含有所有此等發明之全面清單或此等發明之所有態樣。
應理解,描述及圖式不意欲將本發明限制於所揭示之特定形式,但相反,意欲涵蓋屬於如由所附申請專利範圍所定義的本發明之精神及範疇內之所有修改、等效者及替代例。
鑒於此描述,本發明之各種態樣之修改及替代性實施例對於熟習此項技術者而言將顯而易見。因此,本說明書及圖式應理解為僅為繪示性的且出於教示熟習此項技術者進行本發明之一般方式之目的。應理解,本文中所展示且描述之本發明之形式應視為實施例的實例。元件及材料可替代本文中所繪示及描述之元件及材料,部分及程序可反轉或省略,可獨立利用某些特徵,且可組合實施例或實施例之特徵,此皆如熟習此項技術者在獲得此描述之益處之後將顯而易見。在不背離如在以下申請專利範圍中所描述之本發明之精神及範圍的情況下,可對本文中所描述之元件作出改變。本文中所使用之標題僅用於組織性目的,且不意欲用以限制本說明書之範疇。
如貫穿本申請案所使用,詞「可」在許可之意義(亦即,意謂有可能)而非強制性之意義(亦即,意謂必須)予以使用。詞「包括(include)」、「包括(including)」及「包括(includes)」及其類似者意謂包括但不限於。如貫穿本申請案所使用,單數形式「一(a)」、「一(an)」及「該(the)」包括複數個參照物,除非內容另有明確地指示。因此,舉例而言,對「元件(an element)」或「元件(a element)」之參考包括兩個或更多個元件之組合,儘管會針對一或多個元件使用其他術語及片語,諸如
「一或多個」。如本文所用,除非另有特定陳述,否則術語「或」涵蓋所有可能組合,除非不可行。舉例而言,若陳述組件可包括A或B,則除非另外特別陳述或不可行,否則組件可包括A,或B,或A及B。作為第二實例,若陳述組件可包括A、B或C,則除非另有特定說明或不可行,否則組件可包括A,或B,或C,或A及B,或A及C,或B及C,或A及B及C。
描述條件關係之術語,例如「回應於X,而Y」、「在X後,即Y」、「若X,則Y」、「當X時,Y」及其類似者涵蓋因果關係,其中前提為必要的因果條件,前提為充分的因果條件,或前提為結果的貢獻因果條件,例如「在條件Y獲得後,即出現狀態X」對於「僅在Y後,才出現X」及「在Y及Z後,即出現X」為通用的。此等條件關係不限於即刻遵循前提而獲得之結果,此係由於可延遲一些結果,且在條件陳述中,前提連接至其結果,例如,前提為與出現結果之似然性相關。除非另有指示,否則複數個屬性或功能經映射至複數個物件(例如,執行步驟A、B、C及D之一或多個處理器)之陳述涵蓋經映射至所有此類物件的所有此類屬性或功能及經映射至屬性或功能之子集的屬性或功能之子集兩者(例如,所有處理器各自執行步驟A至D,及其中處理器1執行步驟A、處理器2執行步驟B及步驟C之部分且處理器3執行步驟C之部分及步驟D之情況兩者)。另外,除非另外指示,否則一個值或動作係「基於」另一條件或值之陳述涵蓋條件或值為單獨因數之情況及條件或值為複數個因數當中之一個因數之情況兩者。除非另有指示,否則某一集合之「各」個例具有某一屬性的陳述不應解讀為排除較大集合之一些以其他方式相同或類似成員不具有該屬性(亦即,各自未必意謂每個都)之狀況。對自範圍選擇之提及包括範圍之端點。
在以上描述中,流程圖中之任何程序、描述或區塊應理解為表示程式碼之模組、片段或部分,其包括用於實施該程序中之特定邏輯功能或步驟之一或多個可實行指令,且替代實施包括於本發明進展之例示性實施例之範疇內,其中功能可取決於所涉及之功能性而不按照所展示或論述之次序實行,包括實質上同時或以相反次序執行,如熟習此項技術者將理解。
在某些美國專利、美國專利申請案或其他材料(例如論文)已經以引用方式併入之情況下,此等美國專利、美國專利申請案及其他材料之文字僅在此類材料與本文中所闡述之陳述及圖式之間不存在衝突之情況下以引用之方式併入。在存在此類衝突的情況下,在此類以引用方式併入的美國專利、美國專利申請案及其他材料中之任何此類衝突文字並不特定地以引用方式併入本文中。
雖然已描述某些實施例,但此等實施例僅藉助於範例呈現,且並不意欲限制本揭示內容之範圍。實際上,可以多種其他形式體現本文中所描述之新穎方法、設備及系統;此外,在不脫離本揭示內容之精神的情況下,可對本文中所描述之方法、設備及系統的形式進行各種省略、取代及改變。隨附申請專利範圍及其等效物意欲涵蓋將屬於本揭示內容之範圍及精神內之此類形式或修改。
400:系統
402:全晶片設計佈局
404:微影程序資訊
406:空間位置
408:標記設計佈局
414:目標設計佈局
420:空間變化
424:標記設計
425:全晶片設計組件
434:光學量測參數
450:標記設計組件
475:感測器預測模型
Claims (16)
- 一種用於在一微影設備中使用一微影程序將一圖案成像於一基板上之一標記設計(mark design)的電腦實施方法,該方法包含:獲得一標記結構;獲得與該標記結構相關聯之一幾何形狀參數(geometric parameter)之一空間變化(spatial variation),其中該空間變化與一微影程序相關聯;及基於該標記之該空間變化而判定一標記之個別圖案的幾何形狀設計。
- 如請求項1之方法,其中該幾何形狀設計進一步基於該標記之周圍圖案而判定。
- 如請求項1之方法,其中判定該幾何形狀設計包括判定該標記之該等個別圖案之一關鍵尺寸、節距(pitch)或子分段中之至少一者。
- 如請求項1之方法,其中判定該幾何形狀設計包括判定該標記在待印刷於該基板上之一目標設計中之該空間位置。
- 如請求項1之方法,其中判定該幾何形狀設計包括基於預測量測效能而反覆地(iteratively)調整該幾何形狀設計。
- 如請求項5之方法,其中各反覆包括: 計算一成本函數;判定該成本函數是否滿足指定條件;及基於該成本函數不滿足該指定條件之一判定而調整該幾何形狀設計。
- 如請求項6之方法,其中該成本函數包括指示該標記之光學量測效能之一或多個效能指示符。
- 如請求項1之方法,其中獲得該標記結構包括:將該微影程序之一目標設計佈局及設計佈局變量輸入至一第二模擬模型,該第二模擬模型經組態以產生對應於使用該微影程序印刷於該基板上之該目標設計佈局的一設計之一三維(3D)表示;及實行該第二模擬模型以獲得模擬結果,該模擬結果包括該設計之該3D表示。
- 如請求項1之方法,其中獲得該幾何形狀參數之該空間變化包括:在該目標設計佈局中識別具有該標記之一網格,其中該網格之一大小大於該標記之一大小;及自該模擬結果獲得該幾何形狀參數在該網格上之該空間變化。
- 如請求項9之方法,其中獲得該空間變化包括內插該網格以獲得該標記之該等個別圖案中之各者的該幾何形狀參數之空間變化。
- 如請求項1之方法,其中判定該幾何形狀設計包括:基於該幾何形狀參數之該空間變化及一標記設計佈局,使用該模擬模型重建構該標記之該等個別圖案。
- 如請求項11之方法,其中基於該標記之周圍圖案之一特性而進一步重建構該等個別圖案。
- 如請求項1之方法,其中使用量測資料、經驗資料、或實驗資料中之至少一者獲得該幾何形狀參數之該空間變化,且其中該幾何形狀參數包括一層厚度、一化學機械研磨凹陷高度、一蝕刻側壁角度、一微影蝕刻關鍵尺寸偏執或一蝕刻底面傾斜中之至少一者。
- 如請求項1之方法,其中該幾何形狀參數在一個別圖案內變化。
- 如請求1項之方法,其進一步包含:使用一第一模擬模型獲得該標記之一量測效能;使用一量測工具執行一量測以獲得一量測信號,該量測信號包括使用該標記獲得之一光學量測參數集;及基於該量測效能而調整該量測信號。
- 如請求項1之方法,其中該標記包括一度量衡標記、一疊對標記或一對準標記中之至少一者,其中該方法進一步包含基於該標記而產生一遮罩圖案,該遮罩圖案包括對應於待印刷於該基板上之一目標設計佈局之圖案。
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