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TW202532974A - 判定取樣方案之方法及相關度量衡方法 - Google Patents

判定取樣方案之方法及相關度量衡方法

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TW202532974A
TW202532974A TW113136293A TW113136293A TW202532974A TW 202532974 A TW202532974 A TW 202532974A TW 113136293 A TW113136293 A TW 113136293A TW 113136293 A TW113136293 A TW 113136293A TW 202532974 A TW202532974 A TW 202532974A
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TW
Taiwan
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substrate
metrology
determining
lithography
variability
Prior art date
Application number
TW113136293A
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English (en)
Inventor
約里 賽倫
丁靜倩
馬克 霍特曼
羅伊 渥克曼
Original Assignee
荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
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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 TW202532974A publication Critical patent/TW202532974A/zh

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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
    • 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
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    • G03F7/70681—Metrology strategies
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

本發明揭露一種判定用於量測至少一個基板或其一部分之一取樣方案的方法，該基板經受一微影程序以使用一微影設備來曝光其上之結構，該微影設備包含：一量測站，其用於量測該基板；及一曝光站，其用於對該基板執行曝光。該方法包含：判定該量測站上之量測動作與該至少一個基板之經曝光部分之間的一相關性；依據該相關性來判定與該微影程序相關之一所關注參數之一預期可變性；及依據該預期可變性來判定該取樣方案。

Description

判定取樣方案之方法及相關度量衡方法
本發明係關於可用以例如在藉由諸如微影之圖案化程序製造裝置時維持效能之控制設備及控制方法。本發明進一步係關於使用微影技術來製造裝置之方法。本發明又進一步係關於用於實施此等方法之電腦程式產品。
微影程序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/或物理處理步驟通過圖案起作用以產生複雜產品之功能特徵的微影程序。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。具體言之，準確地量測已經被敷設之基板上之特徵的挑戰為能夠足夠準確地定位處於疊加之特徵之順次層而以高產率生產工作裝置時的關鍵步驟。一般而言，在當今之亞微米半導體裝置中，所謂的疊對應在幾十奈米內、在最臨界層中降至幾奈米來達成。
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目標部位處之基板之步驟之前的廣泛量測或「映射」操作。已開發且持續開發所謂的進階對準模型以更準確地模型化及校正由處理步驟及/或由微影設備自身造成的晶圓「柵格」之非線性失真。
通常使用微影設備內之對準感測器來量測對準。對準感測器量測週期性結構或對準標記之位置資訊(對準資料)，使得可將對準模型擬合至此對準資料。對準度量衡可與曝光依序應用(例如，在微影設備僅具有用於(對準)量測及用於曝光的單個載物台之情況下)，或至少部分地同時應用(例如，在微影設備具有單獨量測及曝光載物台之情況下)。
使用獨立對準站來執行對準度量衡亦係已知的。可線上(例如，在各晶圓曝光之前)及/或離線(例如，在經曝光晶圓之子集上)執行此獨立對準度量衡。
在此等微影程序以及其他製造程序中，需要頻繁地對所產生結構進行量測，例如，以用於程序控制及驗證。用於進行此等量測之各種工具為吾人所知，包括常常用於量測關鍵尺寸(CD)之掃描電子顯微鏡，及用以量測疊對(裝置中兩個層之對準準確度)之特殊化工具。近來，已開發供微影領域中使用之各種形式之散射計。
製造程序可為例如微影、蝕刻、沉積、化學機械平坦化、氧化、離子植入、擴散或其中之兩者或更多者之組合。
已知散射計之實例通常依賴於專用度量衡目標之佈建。舉例來說，方法可需要呈簡單光柵之形式的目標，該光柵足夠大以使得量測光束產生小於光柵之光點(亦即，光柵填充不足)。在所謂重建構方法中，可藉由模擬經散射輻射與目標結構之數學模型的互動來計算光柵之性質。調整該模型之參數直至經模擬互動產生類似於自真實目標觀測之繞射圖案的繞射圖案為止。
除了藉由重建構進行特徵形狀之量測以外，亦可使用此類設備來量測基於繞射之疊對，如已公佈專利申請案US2006066855A1中所描述。使用繞射階之暗場成像進行之基於繞射之疊對度量衡使得能夠對較小目標進行疊對量測。此等目標可小於照射光點且可由晶圓上之產品結構圍繞。可在諸如US2011102753A1及US20120044470A之眾多公開專利申請案中發現暗場成像度量衡之實例。可使用複合光柵目標而在一個影像中量測多個光柵。已知散射計趨向於使用在可見或近紅外線(IR)波範圍內之光，此要求光柵之間距比屬性實際上受到關注之實際產品結構粗略得多。可使用具有短得多的波長之深紫外線(DUV)、極紫外線(EUV)或X射線輻射來界定此類產品特徵。令人遺憾地，此等波長通常不可用於或不能用於度量衡。
疊對度量衡需要作出關於在一批次內量測哪些基板之決策，及/或每個經量測基板待量測之疊對目標的位置及數目。此應針對各產品與層組合進行。樣本方案之目的係為了以足夠準確度量測各場中之疊對，使得可準確地擬合所要疊對模型，且該等疊對模型表示彼產品與層組合之疊對指紋(fingerprint)。
將需要改良此等疊對度量衡方法。
根據本發明之第一態樣，提供一種判定用於量測至少一個基板或其一部分之一取樣方案的方法，該基板經受一微影程序以使用一微影設備來曝光其上之結構，該微影設備包含：一量測站，其用於量測該基板；及一曝光站，其用於對該基板執行曝光；該方法包含：判定該量測站上之量測動作與該至少一個基板之經曝光部分之間的一相關性；依據該相關性來判定與該微影程序相關之一所關注參數之一預期可變性；及依據該預期可變性來判定該取樣方案。
根據本發明之一第二態樣，提供一種電腦程式產品，其含有用於實施根據如上文所闡述之本發明之該第一態樣的方法中之計算步驟的一或多個機器可讀指令序列。
將根據對例示性實施例之以下描述及圖式之考慮而瞭解本文中所揭露之設備及方法之此等及其他態樣及優點。
在詳細地描述本發明之實施例之前，呈現可供實施本發明之實施例的示例性環境係具指導性的。
圖1示意性地描繪微影設備LA。該設備包括：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)；圖案化裝置支撐件或支撐結構(例如，遮罩台) MT，其經建構以支撐圖案化裝置(例如，遮罩) MA，且連接至經組態以根據某些參數而準確地定位圖案化裝置之第一定位器PM；兩個基板台WTa及WTb (例如，基板支撐件或基板/晶圓台)，其各自包含支撐表面上之複數個瘤節且各自經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓) W；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，包括一或多個晶粒)上。各基板台可連接至經組態以根據某些參數而準確地定位基板之第二定位器PW。參考框架RF連接各種組件，且充當用於設定及量測圖案化裝置及基板之位置以及圖案化裝置及基板上之特徵之位置的參考。
照射系統可包括用於引導、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。舉例而言，在使用極紫外線(EUV)輻射之設備中，通常將使用反射光學組件。
圖案化裝置支撐件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)之方式來固持圖案化裝置。圖案化裝置支撐件可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化裝置。圖案化裝置支撐件MT可為(例如)框架或台，其可視需要而固定或可移動。圖案化裝置支撐件可確保圖案化裝置(例如)相對於投影系統處於所要位置。
本文所使用之術語「圖案化裝置」應被廣泛地解譯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，若被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要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所產生之裝置(諸如，積體電路)中之特定功能層。
如此處所描繪，設備屬於透射類型(例如，採用透射圖案化裝置)。替代地，該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)。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。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。術語「圖案化裝置」亦可被解譯為係指以數位形式儲存用於控制此可程式化圖案化裝置之圖案資訊的裝置。
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」之任何使用均與更通用之術語「投影系統」同義。
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，遮罩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大投影系統之數值孔徑。
在操作中，照射器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源為準分子雷射時，輻射源與微影設備可為分離實體。在此類情況下，不認為源形成微影設備之部分，且輻射光束係藉助於包括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，舉例而言，當光源為水銀燈時，光源可為微影設備之整體部件。源SO及照射器IL連同光束遞送系統BD (在需要時)可稱為輻射系統。
照射器IL可(例如)包括用於調整輻射光束之角強度分佈之調整器AD、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要均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於固持於圖案化裝置支撐件MT上之圖案化裝置MA上，且由該圖案化裝置圖案化。在已橫穿圖案化裝置(例如，遮罩) MA之後，輻射光束B穿過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器PW及位置感測器IF (例如，干涉裝置、線性編碼器、2-D編碼器或電容式感測器)，可準確地移動基板台WTa或WTb，(例如)以便將不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。類似地，第一定位器PM及另一位置感測器(在圖1中未明確地描繪)可用於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(例如，遮罩) MA。
可使用遮罩對準結構或對準標記M1、M2及基板對準結構或對準標記P1、P2來對準圖案化裝置(例如，遮罩) MA及基板W。儘管所繪示之基板對準結構佔據專用目標部分，但該等基板對準結構可位於目標部分之間的空間中(此等基板對準結構被稱為切割道對準結構)。類似地，在多於一個晶粒設置於圖案化裝置(例如，遮罩) MA上之情境中，遮罩對準結構可位於該等晶粒之間。小對準結構亦可在裝置特徵當中包括於晶粒內，在此情況下，需要使標記儘可能地小，且無需與鄰近特徵不同的任何成像或程序條件。下文進一步描述偵測對準結構之對準系統。
可在多種模式中使用所描繪設備。在掃描模式中，同步地掃描圖案化裝置支撐件(例如，遮罩台) MT及基板台WT，同時將經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)。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相對於圖案化裝置支撐件(例如遮罩台) 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長度(在掃描方向上)。如在此項技術中為吾人所熟知，其他類型之微影設備及操作模式係可能的。舉例而言，步進模式係已知的。在所謂「無遮罩」微影中，可程式化圖案化裝置經保持靜止，但具有改變之圖案，且移動或掃描基板台WT。
亦可採用上文所描述之使用模式之組合及/或變體或完全不同的使用模式。
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、WTb以及兩個站——曝光側上之曝光站EXP及量測側上之量測站MEA，在該兩個站之間可交換基板台。在曝光站處曝光一個台上之一基板的同時，可在量測站處將另一基板裝載至另一基板台上且進行各種預備步驟。此情形實現設備之產出率之相當巨大增大。在單載物台設備上，針對各基板，需要依序對單載物台執行預備步驟及曝光步驟。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輪廓，及使用對準感測器AS來量測基板上之對準結構之位置。若位置感測器IF不能夠在基板台處於量測站以及處於曝光站時不能夠量測該基板台之位置，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相對於參考框架RF之位置。代替所展示之雙載物台配置，其他配置係已知且可用的。舉例而言，提供基板台及量測台之其他微影設備為吾人所知。此等基板台及量測台在執行預備量測時銜接在一起，且接著在基板台進行曝光時不銜接。
如圖2中所展示，微影設備LA形成微影製造單元LC，有時亦稱為微影單元或群集之部分，該微影製造單元亦包括用以對基板進行曝光前程序及曝光後程序之設備。習知地，此等裝置包括用以沉積抗蝕劑層之旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之顯影器DE、冷卻板CH，及烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取基板，在不同程序設備之間移動基板，且隨後將基板遞送至微影設備之裝載盤LB。常常被統稱為塗佈顯影系統(track)之此等裝置係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到監督控制系統SCS控制，該監督控制系統亦經由微影控制單元LACU而控制微影設備。因此，不同設備可經操作以最大化產出率及處理效率。
為了正確地且一致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屬性，諸如後續層之間的疊對、線厚度、關鍵尺寸(CD)等。因此，經定位有微影製造單元LC之製造設施亦包括度量衡系統MET，度量衡系統MET收納已在微影製造單元中處理之基板W中的一些或全部。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進行調整。
在度量衡系統MET內，使用檢測設備以判定基板之屬性，且尤其是判定不同基板或同一基板之不同層之屬性如何在不同層間變化。檢測設備可整合至微影設備LA或微影製造單元LC中，或可為單獨裝置。為了實現最快速的量測，可需要使檢測設備緊接地在曝光之後量測經曝光抗蝕劑層中之屬性。然而，並非所有檢測設備皆具有足夠敏感度以對潛影進行有用量測。因此，可在曝光後烘烤步驟(PEB)之後進行量測，曝光後烘烤步驟(PEB)通常為對經曝光基板執行之第一步驟且增大抗蝕劑之經曝光部分與未經曝光部分之間的對比度。在此階段，抗蝕劑中之影像可被稱作半潛影(semi-latent)。亦有可能對經顯影抗蝕劑影像進行量測——此時已移除抗蝕劑之經曝光部分或未經曝光部分。又，已經曝光之基板可被剝離及返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的情況下，可僅對良好的彼等目標部分執行其他曝光。
運用度量衡系統MET之度量衡步驟亦可在抗蝕劑圖案已被蝕刻至產品層中之後進行。後一可能性限制返工有缺陷之基板的可能性，但可提供關於製造程序之整體效能之額外資訊。
圖3繪示在圖1之雙載物台設備中曝光基板W上之目標部分(例如，晶粒)的步驟。首先將描述根據習知實務之程序。本發明決不限於所說明之類型的雙載物台設備。熟習此項技術者將認識到，在其他類型之微影設備(例如具有單一基板載物台及銜接度量衡載物台之微影設備)中執行類似操作。
在虛線框內之左側(量測側)為在量測站MEA處執行之步驟，而右側(曝光側)展示在曝光站EXP處執行之步驟。不時地，基板台WTa、WTb中之一者將在曝光站處，而另一者係在量測站處，如上文所描述。出於此描述之目的，假定基板W已經被裝載至曝光站中。在步驟200處，藉由未展示之機構將新基板W'裝載至設備。並行地處理此兩個基板以便增大微影設備之產出率。
最初參看新近裝載之基板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第一次曝光。然而，一般而言，所描述之微影程序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，且亦可經歷後續程序。尤其對於改良疊對效能之問題，任務應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之正確位置中。各圖案化步驟可在經施加圖案中引入位置偏差，而後續處理步驟在基板及/或施加至基板之圖案中漸進地引入失真，該等失真必須經量測及經校正以達成令人滿意的疊對效能。
可在其他微影設備中執行先前及/或後續圖案化步驟(如剛才所提及)，且可甚至在不同類型之微影設備中執行先前及/或後續圖案化步驟。舉例而言，裝置製造程序中之在諸如解析度及疊對之參數方面要求極高之一些層相比於要求較不高之其他層可在更先進微影工具中予以執行。因此，一些層可曝光於浸潤型微影工具中，而其他層曝光於「乾式」工具中。一些層可曝光於在DUV波長下工作之工具中，而其他層係使用EUV波長輻射予以曝光。一些層可藉由為對所說明微影設備中之曝光之替代或補充的步驟而圖案化。此等替代及補充技術包括(例如)壓印微影、自對準多重圖案化及定向自組裝。類似地，可對每層不同設備進行每層進行的其他處理步驟(例如，CMP及蝕刻)。
在202處，使用基板標記P1等及影像感測器(未展示)之對準量測係用於量測及記錄基板相對於基板台WTa/WTb之對準。另外，將使用對準感測器AS來量測跨越基板W'之若干對準結構。此等量測在一個實施例中用以建立基板模型(有時被稱作「晶圓柵格」)，基板模型極準確地映射橫越基板之標記之分佈，包括相對於標稱矩形柵格之任何失真。
在步驟204處，亦使用位階感測器LS來量測相對於X-Y位置之基板高度(Z)圖。主要地，高度圖僅用以達成經曝光圖案之準確聚焦。其可另外用於其他目的。
當裝載基板W'時，接收配方資料206，其界定待執行之曝光，且亦界定基板及先前產生之圖案及待產生於基板上之圖案之屬性。在基板上有對準結構之選擇的情況下，以及有對準感測器之設定之選擇的情況下，此等選擇係在配方資料206當中在對準配方中界定。因此，對準配方界定如何量測對準結構之位置，以及量測哪些標記。
在210處，調換基板W'與W，使得經量測基板W'變為進入曝光站EXP之基板W。在圖1之示例性設備中，藉由交換設備內之支撐件WTa與WTb來執行此調換，使得基板W、W'保持準確地被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。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202、204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212處，使用遮罩對準結構M1、M2來執行倍縮光罩對準。在步驟214、216、218中，將掃描運動及輻射脈衝施加於跨越基板W之順次目標位置處，以便完成數個圖案之曝光。
藉由在執行曝光步驟時使用在量測站處所獲得之對準資料及高度圖，使此等圖案相對於所要部位準確地對準，且尤其相對於先前放置於同一基板上之特徵準確地對準(亦即，以確保良好的疊對效能)。在步驟220處，自設備卸載現標記為W"之經曝光基板，以根據經曝光圖案使其經歷蝕刻或其他程序。
為監視疊對是否在規格內且提供程序控制校正，對經曝光結構(例如，對諸如疊對結構(疊對目標)之代理結構)執行疊對度量衡，但可對功能產品結構直接執行疊對度量衡；本文中所描述之方法適用於任一途徑。因而，本揭露之上下文中的目標可包含出於所關注參數(例如，疊對)度量衡之目的而特定地曝光的代理結構或用於所關注參數(例如，疊對)度量衡之任何結構。
在不存在疊對誤差(且假定完美目標)的情況下，DBO目標將對稱，且入射量測輻射將同樣繞射至一對互補繞射階中之各者中，使得該等繞射階在經量測時各自具有相同強度(或其他合適的量測參數)。任何疊對將導致繞射階不平衡。因而，可自此不平衡性(例如，依據+1繞射階與-1繞射階之強度差異或量測光瞳中之不對稱性)之判定來判定疊對。在實際實施中，經偏置DBO目標對可用以例如幫助區分疊對與目標中之其他不對稱性。
替代或互補疊對度量衡方法包含基於影像之疊對(IBO)。此方法通常使用成像技術來量測各別不同層中之結構的相對位置。IBO目標可例如包含盒中盒結構、光柵(在基板平面中空間分離)或任何其他合適結構。可瞭解，由於IBO目標並不依賴於繞射，因此無需光柵/週期性結構。
此等僅為疊對度量衡技術之實例，且可瞭解，本文中所揭露之概念適用於任何疊對度量衡技術或任何相關所關注參數度量衡技術。
對光微影設備或掃描器(諸如圖1中所繪示)執行之曝光遭受所謂的量測-曝光(M2E)串擾。量測側(量測站)夾盤之移動產生影響諸如曝光側(曝光站)處之透鏡之硬體元件的壓力波，其最終影響疊對。此疊對影響主要表現在疊對變化增大，且在量測側夾盤必須頻繁地加速及減速時，例如在精細晶圓對準(FIWA)量測期間，尤其明顯。
可瞭解，量測側上之定時並非靜態的，且具有一些固有可變性。舉例而言，可不可預測地或非常規地執行非預設量測，諸如程序相依性增益/偏移校正或全域層級輪廓量測。個別量測可能會不可預測地失敗，從而導致重做或回退。基板遞送至量測側可能具有延遲，其可引起量測序列之不同開始時間。可升級或改變機器硬體及/或軟體，從而產生具有不同定時之不同量測序列或較快階段。
疊對度量衡可依賴於待針對所有產品與層組合判定之合適樣本方案。樣本方案可描述用於特定場及/或基板之量測策略，例如，量測密度及/或量測位置。本樣本方案設定方案之缺點在於，其針對各產品與層組合需要高成本密集疊對度量衡。成熟的加工廠可能在相對較短時間段(例如，幾年)內運行數百種產品，各產品包含數十個層。此可能導致產品與層之數千個組合。取決於策略，可針對層中之各者(獨立於產品)至少一次且可能多次執行密集疊對度量衡，其中每個產品與層組合進行多個量測。此等樣本方案設定通常為一次性努力，且因此在任何事物改變每場之疊對變化(諸如對前一段落中所提及之機器的定時改變或升級)時不更新。
因此，本文中提議當在場曝光於微影設備之曝光側上時基於對微影設備之量測側之經執行量測動作而判定(例如針對基板之每場)樣本方案。基板上之各經曝光場可與量測側上之量測動作相關或相關聯。可接著基於與各曝光場相關聯之量測動作(例如，當曝光彼場時正執行之量測動作)而判定或選擇用於該場之取樣方案或量測方案。假定此基板接著經排程以進行疊對度量衡，則可根據針對其場中之各者(或至少一些)而判定之取樣方案來執行度量衡。
可藉由針對微影設備之各側比較微影設備定時資料(例如，如記錄於設備記錄檔內(掃描器記錄檔資料))或使其相關來執行量測動作與曝光場之相關性。因而，藉由組合量測動作及場曝光之定時，可直接判定在各量測動作期間曝光哪些場。
可基於各量測動作對疊對可變性之已知或經判定影響而選擇取樣方案。舉例而言，可較密集地量測與高疊對可變性相關聯之量測動作，而可(若有)稀疏地量測具有低疊對可變性之動作。此可藉由在數個晶圓之曝光期間執行(例如在單次校準階段中)各量測動作、量測此等晶圓中之各者及判定每量測動作的所得疊對可變性以判定校準可變性資料來進行評估。亦可自歷史微影設備及度量衡資料(歷史可變性資料)判定每量測動作之此疊對可變性。替代地或組合地，可基於例如專家知識來估計每量測動作之疊對可變性。舉例而言，可自與各量測動作相關聯之已知(夾盤)移動(例如，加速度/減速度之數目及/或加速度/減速度之量值)來估計疊對可變性。
在另一實例中，給定所要疊對模型、每個場之預期疊對變化及每個晶圓的疊對量測之總數目的預算，可使用現有技術(例如，使用諸如正規化模型不確定度之不確定度度量)來判定最佳樣本方案。具體言之，此類方法可包含在最佳化中最小化正規化模型不確定度，例如藉由最小化量測中之變化對模型預測中之變化所具有的影響。
可監視量測動作集合中之任何改變，且可使用已經描述之方法中的任一者來計算其影響。
描述一種樣本方案，其有效地最小化M2E對擬合至量測且用於疊對控制之模型之準確度的影響。此樣本方案可根據量測側上之量測動作或量測排程的任何改變而動態地(例如，即時地)改變。
在使用所揭露概念之情況下，每產品與層組合之高成本密集疊對量測不再必需，或可至少大大減少，此係由於所提議方法消除來自掃描器之疊對變化來源。在返工情境中，可使量測預算目標指向受益最大之處，例如，對雜訊抑制的需求最大之處。樣本方案可按實際量測側定時而產生，使得其自動地適應量測側上之任何定時變化。使用者可自由地實驗替代性量測側設定或掃描器升級，而不必重做樣本方案設定。
圖4示意性地指示本文中之概念。該圖展示包含多個場400、410、420、430、440、450之基板W。陰影指示在曝光各場時在量測側上發生何種情況。基板旁邊為根據對應量測動作用於各場之示例性樣本方案。舉例而言，白場450係在量測夾盤靜止時曝光之靜止場；其對應取樣方案SS在所繪示之取樣方案中係最稀疏的。在FIWA量測動作期間曝光之遮光場400經最密集地取樣。其他場410、420、430、440對應於場曝光期間發生之其他量測動作。此等動作尤其包括例如調平410、粗略晶圓對準(COWA) 420、編碼器量測系統不一致性(EMSI) 430及載物台對準440。亦展示針對此等場中之各者(例如，基於此等量測動作對此等場內之疊對可變性之估計影響)提議的例示性取樣方案SS。
具有M2E影響之另一量測動作可包含在量測側上(例如，緊接在批次之最終生產晶圓之後)裝載封閉晶圓。此封閉晶圓可為確保夾盤保持經裝載之虛設晶圓，此對於一些微影設備(例如，浸潤設備)係合乎需要的。此封閉晶圓可填充待由微影設備曝光之批量/批次或基板之末端中或末端處的間隙。然而，此等封閉晶圓可能歸因於M2E串擾而造成經曝光晶圓之顯著疊對變化。該效應可能足夠顯著，使得除了調適已描述之取樣方案以外，亦可關於可如何使用此類疊對資訊而作出其他決策。
舉例而言，若任何量測動作或任何其他動作之疊對影響足夠大、小或大體而言不同於不具代表性的常規量測動作(亦即，離群值)，則可能較佳地排除此類不具代表性之疊對量測被依賴以用於回饋控制。因而，可自處理控制迴路(例如進階程序控制(APC)迴路)排除預期離群值度量衡資料，以使APC保持表示批次生產內之晶圓效能。然而，例如，可能需要實際上量測此等離群值場以評估是否需要返工。
因此，適應性取樣方法可預測特定基板或其部分(例如一或多個場)是否很可能為離群值或不具代表性，例如具有特別高之估計疊對變化。可接著決定簡單地不量測此等基板及/或場，或將其指定為僅監視基板/場。僅監視基板/場將使其對應疊對資料僅用於監視以例如作出返工決策，且並不用於任何控制迴路或回饋控制。
因此，提議傳遞與在量測批次之前(亦即，曝光後度量衡，諸如疊對度量衡)來自微影設備之基板或其部分(例如，一或多個場)之曝光相關的所有微影設備資訊之方法。資訊可包含關於不同根本原因之細節，諸如尤其典型量測序列、所判定/相關量測序列(例如，使用上文所描述之方法)、所判定或估計之局部熱影響。該方法可包含估計基板及/或其上之任何場是否可預期具有離群值指紋變化。該方法可接著決定不包括與預期具有離群值指紋變化之基板及/或場相關之任何度量衡資料以免用於回饋控制。此可包含不量測此類基板及/或場，或將此類基板及/或場判定為僅監視，如已描述。
與微影設備及微影製造單元LC之硬體相關聯地，一實施例可包括含有機器可讀指令之一或多個序列之電腦程式，該等機器可讀指令用於致使微影製造系統之處理器實施如以上所描述之模型映射及控制之方法。可(例如)在用於影像計算/控制程序之單獨電腦系統中執行此電腦程式。替代地，可全部地或部分地在處理器、度量衡工具及/或圖1及圖2之控制單元LACU及/或監督控制系統SCS內進行計算步驟。亦可提供資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)，其具有儲存於其中之呈非暫態形式之此類電腦程式。
本發明之其他實施例揭露於以下提及之經編號條項清單中： 1.     一種判定用於量測至少一個基板或其一部分之一取樣方案的方法，該基板經受一微影程序以使用一微影設備來曝光其上之結構，該微影設備包含：一量測站，其用於量測該基板；及一曝光站，其用於對該基板執行曝光；該方法包含： 判定該量測站上之量測動作與該至少一個基板之經曝光部分之間的一相關性； 依據該相關性來判定與該微影程序相關之一所關注參數之一預期可變性；及 依據該預期可變性來判定該取樣方案。 2.     如條項1之方法，其中該判定一相關性包含判定在該至少一個基板之各經曝光部分由該曝光站曝光期間由該量測站執行哪些量測動作。 3.     如條項1或2之方法，其中該判定一相關性包含比較來自該微影設備之該量測站與該曝光站的定時資料。 4.     如前述條項中任一項之方法，其中用於基板或其部分之該樣本方案的取樣密度取決於該預期可變性。 5.     如任何前述條項中任一項之方法，其中該樣本方案之取樣密度針對增大的預期可變性而增大。 6.     如前述條項中任一項之方法，其中對於一所要所關注參數模型、每個區之一預期所關注參數變化及每個晶圓的參數量測之總數目的一預算： 判定各種樣本方案之一不確定度度量，及 判定該樣本方案為最小化該不確定度度量之方案。 7.     如條項6之方法，其中該不確定度度量為正規化模型不確定度。 8.     如前述條項中任一項之方法，其中該判定一預期可變性包含參考與該微影程序相關之歷史可變性資料及/或校準可變性資料來判定該預期可變性。 9.     如前述條項中任一項之方法，其中該判定一預期可變性包含基於與各量測動作相關聯之已知移動來判定該預期可變性。 10.   如前述條項中任一項之方法，其中該所關注參數為疊對。 11.   如前述條項中任一項之方法，其包含評估該預期可變性是具代表性還是為一離群值；及 排除與經評估為一離群值之一基板及/或其部分相關的任何度量衡資料而不用於該微影程序之回饋控制。 12.   如條項11之方法，其中該排除度量衡資料包含不量測經評估為一離群值之基板及/或其部分。 13.   如條項11之方法，其中該排除度量衡資料包含將經評估為一離群值之該基板及/或其部分指定為用於僅監視，使得該基板及/或其部分經量測，但所得度量衡資料不用於該微影程序之該回饋控制。 14.   如條項13之方法，其中評估該所得度量衡資料以判定該基板是否需要返工。 15.   如前述條項中任一項之方法，其中各該部分包含一曝光場。 16.   如前述條項中任一項之方法，其中在該微影程序期間即時地執行該方法，使得回應於對各基板執行之任何未排程量測動作或量測動作之一排程及/或定時的變化而動態地判定取樣方案。 17.   如前述條項中任一項之方法，其包含根據該取樣方案而量測該基板或其部分。 18.   一種在一或多個基板上進行度量衡之方法，各基板經受一微影程序以使用一微影設備在一微影程序中曝光其上之結構；該方法包含： 在該基板之曝光後量測之前獲得與該微影程序及/或微影設備相關之微影設備資訊； 依據該微影設備資訊判定一所關注參數之一預期可變性；及 包含評估該預期可變性是具代表性還是為一離群值；及 排除與經評估為一離群值之一基板及/或其部分相關的任何度量衡資料而不用於該微影程序之回饋控制。 19.   如條項18之方法，其中該排除度量衡資料包含不量測經評估為一離群值之基板及/或其部分。 20.   如條項18之方法，其中該排除度量衡資料包含將經評估為一離群值之該基板及/或其部分指定為用於僅監視，使得該基板及/或其部分經量測，但所得度量衡資料不用於該微影程序之該回饋控制。 21.   如條項18至20中任一項之方法，其中評估該所得度量衡資料以判定該基板是否需要返工。 22.   如條項18至21中任一項之方法，其中各該部分包含一曝光場。 23.   如條項18至22中任一項之方法，其中該所關注參數為疊對。 24.   一種電腦程式，其包含程式指令，該等程式指令可操作以在運行於一合適設備上時執行如前述條項中任一項之方法。 25.   一種非暫時性電腦程式載體，其包含如條項24之電腦程式。 26.   一種處理配置，其包含： 一電腦程式載體，其包含如條項25之電腦程式；及 一處理器，其可操作以執行該電腦程式。 27.   一種微影設備，其包含： 一量測站，其用於量測基板； 一曝光站，其用於對該基板執行曝光；及 處理配置，其可操作以執行如條項1至16中任一項之方法。 28.   一種微影製造單元，其包含： 如條項27之微影設備；及 一度量衡裝置，其可操作以執行如條項17之量測。
儘管上文可已特定地參考在光學微影之內容背景中的本發明之實施例的使用，但應瞭解，本發明可用於其他圖案化應用中，例如，用於壓印微影中。在壓印微影中，圖案化裝置中之形貌界定產生於基板上之圖案。可將圖案化裝置之形貌壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑係藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後將圖案化裝置移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
對特定實施例之前述描述將因此充分地揭露本發明之一般性質：在不脫離本發明之一般概念的情況下，其他人可藉由應用熟習此項技術者所瞭解之知識針對各種應用而容易地修改及/或調適此等特定實施例，而無需不當實驗。因此，基於本文所呈現之教示內容及指導，希望此等調適及潤飾屬於所揭露實施例之等效物的含義及範圍內。應理解，本文中之措辭或術語係出於藉由實例進行描述而非限制之目的，以使得本說明書之術語或措辭應由熟習此項技術者鑒於該等教示及該指導進行解譯。
本發明之廣度及範疇不應由上述例示性實施例中之任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及其等效者進行界定。
200:步驟 202:步驟/量測資訊 204:步驟/量測資訊 206:配方資料 210:步驟 212:步驟 214:步驟 216:步驟 218:步驟 220:步驟 400:場 410:場/調平 420:場/粗略晶圓對準 430:場/編碼器量測系統不一致性 440:場/載物台對準 450:場 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 EXP:曝光站 IF:位置感測器 IL:照射系統/照射器 IN:積光器 I/O1:輸入/輸出埠 I/O2:輸入/輸出埠 LA:微影設備 LACU:微影控制單元 LB:裝載盤 LC:微影製造單元 LS:位階感測器 M 1:對準標記/遮罩對準結構 M 2:對準標記/遮罩對準結構 MA:圖案化裝置 MEA:量測站 MET:度量衡系統 MT:圖案化裝置支撐件或支撐結構 P 1:基板對準結構或對準標記/基板標記 P 2:基板對準結構或對準標記 PM:第一定位器 PS:投影系統 PW:第二定位器 RF:參考框架 RO:基板處置器或機器人 SC:旋塗器 SCS:監督控制系統 SO:輻射源 SS:取樣方案 TCU:塗佈顯影系統控制單元 W:基板 W':基板 W":經曝光基板 WTa:基板台 WTb:基板台
現將參考隨附示意性圖式而僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應參考符號指示對應部分，且在該等圖式中： 圖1描繪適用於本發明之一實施例的微影設備； 圖2描繪其中可供使用根據本發明之檢測設備的之微影製造單元(lithographic cell)或群集(cluster)； 圖3示意性地繪示根據已知實務之圖1之設備中的量測及曝光程序；及 圖4在概念上繪示根據本發明之一實施例之方法。
400:場
410:場/調平
420:場/粗略晶圓對準
430:場/編碼器量測系統不一致性
440:場/載物台對準
450:場
SS:取樣方案
W:基板

Claims (15)

  1. 一種判定用於量測至少一個基板或其一部分之一取樣方案的方法，該基板經受一微影程序以使用一微影設備來曝光其上之結構，該微影設備包含：一量測站，其用於量測該基板；及一曝光站，其用於對該基板執行曝光；該方法包含： 判定該量測站上之量測動作與該至少一個基板之經曝光部分之間的一相關性； 依據該相關性來判定與該微影程序相關之一所關注參數之一預期可變性；及 依據該預期可變性來判定該取樣方案。
  2. 如請求項1之方法，其中該判定一相關性包含判定在該至少一個基板之各經曝光部分由該曝光站曝光期間由該量測站執行哪些量測動作。
  3. 如請求項1之方法，其中該判定一相關性包含比較來自該微影設備之該量測站與該曝光站的定時資料。
  4. 如請求項1之方法，其中用於基板或其部分之該樣本方案的取樣密度取決於該預期可變性。
  5. 如請求項1之方法，其中該樣本方案之取樣密度針對增大的預期可變性而增大。
  6. 如請求項1之方法，其進一步包含，對於一所要所關注參數模型、每個區之一預期所關注參數變化及每個晶圓的參數量測之總數目的一預算： 判定各種樣本方案之一不確定度度量，及 判定該樣本方案為最小化該不確定度度量之方案。
  7. 如請求項6之方法，其中該不確定度度量為正規化模型不確定度。
  8. 如請求項1之方法，其中該判定一預期可變性包含參考與該微影程序相關之歷史可變性資料及/或校準可變性資料來判定該預期可變性。
  9. 如請求項1之方法，其中該判定一預期可變性包含基於與各量測動作相關聯之已知移動來判定該預期可變性。
  10. 如請求項1之方法，其中該所關注參數為疊對。
  11. 如請求項1之方法，其包含評估該預期可變性是具代表性還是為一離群值；及排除與經評估為一離群值之一基板及/或其部分相關的任何度量衡資料而不用於該微影程序之回饋控制。
  12. 如請求項11之方法，其中該排除度量衡資料包含不量測經評估為一離群值之基板及/或其部分。
  13. 如請求項11之方法，其中該排除度量衡資料包含將經評估為一離群值之該基板及/或其部分指定為用於僅監視，使得該基板及/或其部分經量測，但所得度量衡資料不用於該微影程序之該回饋控制。
  14. 如請求項13之方法，其中評估該所得度量衡資料以判定該基板是否需要返工。
  15. 一種包含程式指令之電腦程式，該等程式指令可操作以在運行於一合適設備上時執行如請求項1至6中任一項之方法。
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