TWI344671B - Method and arrangement for predicting thermally-induced deformation of a substrate, and a semiconductor device - Google Patents

Description

1344671 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於用於製造一器件之配置及方法，且係關於 一種器件。 、 【先前技術】 微影裝置為一種將所需之圖案施加至基板，通常施加至 基板之目標區的機器。微影裝置可用於（例如）積體電路 φ (IC)之製造中。在此情況下，圖案化器件（或稱作光罩或主 光罩）可用於產生待形成於冗之個別層上的電路圖案^此 圖案可轉移至-基板（例如，石夕晶圓）上之（例如包含一或若 干晶粒之部分的）目標區。通常經由在提供於基板上之輻 射敏感材料（抗蝕劑）之層上成像來轉移圖案。一般而言， 單一基板將含有經連續圖案化之相鄰目標區之網路。2知 微影裝置包括所謂步進機，其中藉由在某一時刻將整個圖 案曝光於目標區上來照射各目標區，及所謂掃描器，其中 • 經由輻射射束以給定方向（”掃描，，方向）掃描圖案而同時以 與此方向平行或反平行的方向掃描基板來照射各目標區。 亦可能藉由將圖案壓印於基板上來將圖案自圖案化器件轉 移至基板。 對於愈來愈小之半導體器件之需要驅使需要達成具有更 +關鍵尺寸之圖案特徵及輪廓的微影製造方法。此外，該 •以件可包含多個層，其需要連續層在—或多個先前層上乂 精確定位。在盡可能小的重合誤差（〇verlay e叫下持續複 製s玄等較小器件以產生高品質器件係至關重要的。 Π 5384.doc 1344671 然而，在微影製造過程期間存在眾多造成重合誤差並損 :曝光圖案品質之動作。特定言之，曝光之基板經受熱 此。在光微影裝置的情況下熱能基板 加熱可導致曝光下基 昜又形。在次，又式微影裝置中，藉由引起各場變形 之…又液蒸發而造成基板變形。該等受熱引起之變形會造 °接又之重合及聚焦誤差並顯著降低產品產量。 【發明内容】 • 需要提供—種用於預測待微影曝光之基板受熱引起之場 k形的方法，其蓉於先前技術具有改良之效能。 <為此目的’本發明提供—種用於預測待微影曝光之基板 文熱引起之場變形的方法，其包含： -提供預定之曝光資訊； 使用-模型基於預定曝光資訊來預測基板選定點處受 熱引起之場變形； 其中該模型係基於 • •當能a：遍及該基板傳輸時之時間衰變特性；及 -遥疋點與該基板邊緣之間的距離。 本發明進一步提供經由以上提及 仅次之方法生產的半導體器 件。 本發明進-步提供用於預測基板受熱引起之場變形的配 置，其特徵為： -經配置以接收預定曝光資訊之輸入埠； -連接至輸入蟑且經配置以採用—模型基於接收之預定 曝光資訊來預測待曝光基板選定點處受熱引起之場變 II5384.doc 1344671 形的處理器單元，其中該模型係基於 -當能量遇及該基板傳輸之時間衰變特性並基於預測 之受熱引起的場變形確定改良之曝光資訊；及 •選尺點與該基板邊緣之間的距離。 最後’本發明進一步係關於經由以上提及之配置生產的 半導體器件。 【實施方式】

圖I示意性描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。該 裝置包含： • 一照明系統（照明器，其經組態以調節輻射射束B(例 如uv輻射或Ευν輻射）。 • 一支撐結構（例如光罩台）ΜΤ，其經構造以支撐圖案化 器件（例如光罩）ΜΑ並連接至經組態以根據特定參數精確定 位圖案化器件之第一定位器ΡΜ ; -一基板台（例如晶圓臺，其經構造以固持一基板（例

如經U劑塗f之晶圓）W並連接至經組態以根據特定參數 精確定位基板之第二定位器pw ;及 二一投影系統（例如折射投影透鏡系統）ps，其經組態以將 楮由圖案化器件MA賦予輻射射束B之圖案投影於基板…之 目標區C(例如其包含_或多個晶粒）上^ 照明系統可包括不同類型之光學組件，諸如折射、反 射、磁性、電磁性、靜電或其他類型之光學經件或其任何 組s用以導向、成形或控制轄射。 该支撑結搆支擇圖案化器件（亦即承載其重量卜其以視 H5384.doc D/丄 案化态件之方向、微影裝 荦化器杜β 直之叹6十及其他條件（例如圖 系化裔件疋否固持於真空環 器件。古衣見下）而疋之方式固持圖案化 件支撐結構可使用機械、真*、雜雷七甘 來固持圖案化器件。支樓結構可^ ”他夹持技術 斗、 籌了為一（例如視需要可闳宁 或可移動之）框架或台β 見需要了固疋 (例如Μ#, 又梂結構可確保圓案化器件位於 術达,·Φ 4 本文中任何處所使用之 罩，，均可視為更一般之術語，，圖案化器件" 在之術語”圖案化器件"應廣泛理解為係指可用於 圖案^ 面^其圖案（諸如）在基板之目標區產生 勺括壬何益件。應注意，(例如)若賦予輻射射束之圓案 I括相移特徵或所謂之輔助特 則忒圖案可不完全符合 ^符心1°所需之》圖案。一般而言，賦予輻射射束之圖案 路二。於目標區之器件中的特定功能層(諸如積體電 圖案化ϋ件可具透紐或反純。㈣化器件之實例包 括光罩、可程式化鏡陣列及可程式化LCD面板。光罩在微 知中熟知’且包括諸如二元型、交變相移型及衰減相移型 :先罩類型以及多種混合式光罩類型。可程式化鏡陣列之 只例才木用小鏡之矩陣配置，其每一者可個別傾斜以便以不 同方向反射入射之輕射射束e傾斜鏡將圖案賦予藉由鏡矩 陣反射之輻射射束。 本文使用之術語，，投影系統"應廣泛理解為涵蓋任何類型 之U .統’右董子於所正經使用《曝光賴射或對於其他因 I J5384.doc 1344671 素（諸如浸沒液之使用或真空之使用）而言適當，則其包括 折射型、反射变、折反射型、磁型、電磁型及靜電型光學 系統或任何其組合。本文中任何處所使用之術語"投影透 鏡"可視為更一般之術語"投影系統"的同義詞。 如本文所描述，裝置為透光型（例如，採用透光光罩）β 或者，裝置可為反射型（例如採用如上提及類型之可程式 化鏡陣列，或採用反射光罩）。 微影裝置可為具有兩個（雙平臺）或兩個以上基板台（及/ 或兩個或兩個以上光罩台）之類型β在該"多平臺"機器中， 可並行使用額外的台，或可在一或多個臺上進行預備步 驟’而一或多個其他台則用於曝光λ 微影裝置亦可為其中至少—部分基板可由具有相對高折 射係數之液體（例如水）覆蓋以便填滿投影系統與基板之間 的二間之類型。浸沒液亦可施加於微影裝置中之其他空 間，例如光罩與投影系統之間的空間。浸沒技術在技術中 ’…头以乓加投影系統之數值孔徑。本文使用之術語”浸沒” 並不思明諸如基板之結構必須浸沒於液體中，而僅意謂在 曝光期間液體位於投影系統與基板之間。 參看圖1 ’照明器比接收來自輻射源SO之輻射射束。（例 如）當源為準分子雷射器時，源及微影裝置可為單獨實 體。在該蓉棺 寸^况下’不認為源形成微影裝置之部分，且輕 射射束在包含（例如）適當導向鏡及/或射束放大器之射束傳 遞系統BD的赪日λ τ*丄 J罕两助下自源SO傳遞至照明器IL。在其他情況 下，侈|] 士口告》:乐办工 W β' ^艰燈時，源可為微影裝置之整體部分。源 H5384.doc -!〇. 1344671 SO及照明器iL ,連同射束傳遞系統BD(若需要）可稱作輻射 系統。 照明盗IL可包含調節器AD以調節||射射束之角度強度 分佈。一般而言，至少可調節照明器瞳孔平面中強度分佈 之外徑及/或内徑範圍（通常分別稱作σ·外及σ-内）^此外， 照明益IL可包含多種其他組件，諸如積光器IN及聚光器

C0。照明器可用於調節輻射射束以獲得其橫戴面中所需 之均句度及強度分佈。 輻射射束B入射於固持於支撐結構（例如光罩台MT)之圖 案化器件（例如光罩MA)上，並藉由圖案化器件圖案化。在 經過光罩MA後，輻射射束b通過投影系統ps，該投影系統 將射束聚焦.於基板w之目標區C上。在第二定位器pw及 位置感應器IF(例如干涉器#，線性編碼器或電容式感應 器）之輔助下，基板台…丁可精確移動，（例如）以便將不同 目標區C定位於輻射射束3之路徑中。類似地，第一定位 器PM及另一位置感應器（圖1中未明確描繪）可用於在（例 如）自光罩庫以機械方式取得之後或在掃描期間關於輻射 射束B之路徑精確定位光罩MA。一般而言光罩台mt之移 動可在形成第一定位器PM之部分的長衝程模組（粗定位）及 短衝程模組（精定位）之輔助下實現。類似地，基板台wt之 移動可藉由使用形成第二定位器PW之部分的長衝程模組 及短衝程模組實現。在步進機（與掃描器相對）的情況下， 光罩台MT可僅連接至短衝程制動器或可固定。光罩μα及 基板w可使用光罩對準標記M1、㈣及基板對準標記、 Ϊ 15384.doc 1344671 P2加以對準。儘管如所說明之基板對準標記佔據專用 然：f可位於目標區之間的空間(該等標記稱為“ 道（咖^】叫料標記）。類似地，在其中-個以上晶^ 2供於^MA上的情形下，光罩對準標記可位於晶教之 所述之裝置可用於以下模式中之至少一者中： m進模式中’當某—時刻將料㈣射束之整 案才又衫於目標區c時，光罩台游及基板台资基本上 靜止（亦即單-靜態曝光）。接著基板台资以乂及^ =:可'光不同目標區°。在步進模式中，曝光場： 限制單―靜態曝光中成像之目標區c的尺寸。 2.在掃描模式中’當賦予輕射射束之整個圖案投影。 標區C上時’ „掃描光罩台逍及基板㈣了（亦即單 =光）。基板台wt相對於光罩台MT之速度及方向可藉由 U、統PS之縮小/擴大及影像反轉特性來加以確定 =描模式中，曝光場之最大尺寸限制單—動態曝光中之目 W的寬度（非掃描方向），而掃描運動之長度決定目標區 之高度（掃描方向）。 不·" 3·在另-模式中，光罩台逍基本上保持靜止以固持可程 式化圖案化器件，且當賦予輕射射束之圖案投影於目標= =時私動或掃招基板台WT。在此模式中，一般採用脈衝輻 =且在掃描期間基板台WT之各次移動後或連續輕射脈 間視需要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之無光罩微影，諸如以 115384.doc J2 1344671 上所提及類型之可程式化鏡陣列。 亦可採用如上所述之適用模式的組合及/或變化或完全 不同之適用模式。 已知不同方案以提供使用浸沒技術之微影裝置。已知之 用於提供液體的系統係使用一系統以使用液體限制系統僅 在基板W之局部區域及投影系統pl之最後元件FE與基板 W(基板W一般具有比投影系統Pl之最後孓件Fe大的表面

積）中間提供液體。已知之配置此系統的方式在圖2及3中 說明’其中液體藉由至少一個入口 In，較佳沿基板w相對 於最後元件FE之移動方向供應至基板W上，並在經過投影 系統PL下方之後藉由至少一個出口 Out移除。亦即，當在 凡件下方以-X方向掃描基板W時，液體於元件+χ側供應並 於-X側吸收。 在圖2示意性展示的配置中，液體經由入口 In供應並在 兀件另—側藉由連接至低壓源之出口 Out吸收。儘管在圖2

中液體沿基板〜相對於最後元件FE之移動方向供應，然而 此並非必須之情況。圍繞最後元件定位之入口及出口可能 具有不同的方向及數目。圖3中說明一實例，其中具有— 入口與位於其兩側之出口的四個組合以規則的圖案配置於 最終元件周圍。

已提議之另一方案為配置一密封部件於液體供應系統 中 达封#件沿投影系統PL之最後元件FE與基板台WT 之1的二間之至少一部分邊界延伸。該方案在圖4中說 明。密封部株待· μ 1 q , k s可在Z方向（光轴方向）存在一些相對運 115384.doc 1344671 動，然而其在XY平面上相對於投影系統大體上係靜止。 於密封部件與基板表面之間形成密封。該密封較佳為諸如 氣封之非接觸式密封。 在浸沒式配置中，將液體11抽入裝置之一側並自裝置另 一側抽出。如圖5所示，儲集層10對基板W形成圍繞投影 系統PL之影像場之非接觸之密封，使得液體受限制填滿基 板表面與投影系統PL之最後元件FE之間的空間。儲集層 10係由定位於投影系統pL之最後元件巧下方並圍繞該最 後元件FE的密封部件12形成。將液體η引入投影系統Pl以 下及密封部件12以内之空間。密封部件12略微延伸超出投 影系統之最後元件FE的下表面之上，且液面升至最後元件 FE以上，從而提供液體j〗之緩衝。密封部件12經液體填滿 之空間具有一内部緣周，其較佳在上端近似符合投影系統 PL或其最後元件FE之形狀且可為（例如）圓形。經液體填滿 之空間的内部緣周在底部近似符合影像場之形狀（例如矩 形）’然而此並非必須之情況。 密封部件12之底部與基板w表面之間的氣封16將液體u 限制於儲集層10中。氣封16藉由例如空氣或合成空氣之氣 體’較佳為N2或另-惰性氣體形成，該等氣體在壓力下經 由入口 15提供至密封部件12與基板w之間的間隙並經由第 出口 14抽出。氣體入口 15上之過壓力、第一出口 上之 車乂低C力(例如真空位準)及間隙之幾何形狀可經配置使得 存在向内流動之限制液體11的高速空氣。 所採用之將圖案投寻彡於| 4 仅t於基板w上之目標場c上之微影曝 115384.doc 14 1344671 光方法會由於曝光期間基板w對熱能之吸收或耗散而造成 圖案變形’如圖案移位。該等受熱引起之變形會導致不可 接受之基板w中的重合誤差。在非浸沒式微影曝光裝置 中’該等受熱誘導之變形源於局部加熱基板W之熱能吸 收。然而在浸沒式系統中，該等受熱引起之變形源於由浸 沒液11之揮發所致之基板w冷卻。 目標場變形可以不同形式發生。其包括平移變形（圖 6a)、放大變形（圖6b)、旋轉變形（圖6c)、形狀變形（圖6d) 及/或任何其組合（圖6e)。 圖7不意性展示先前技術之微影投影裝置中存在於投影 系統PL下基板W上之儲集層10於曝光期間的例示性軌線。 基板w包含大量目標場Ci(i=1，…，N)。貫穿此說明書，目標 %Q呈現為具有特定尺寸之區域且定位於基板|上之特定 位置。然而必須理解目標場心亦可係指除基板…外之不同 基板上的區域，例如係指一批中隨後之基板上的任何目標 區域，該目標區域具有與基板w上之Ci所具有之尺寸類似 的尺寸且位於類似位置。 影響目標場q之方式取決於早期曝光期間基板w之諸如 吸收、傳導、輪射等的熱性質及定位於基板W上之圖案的 類似熱性質。 目仏％ Ci之曝光亦可加熱目標場Q周圍之相鄰目標場 Ci + k δ隨後曝光連續相鄰目標場+ 】時，前述目標場發 生冷部旦亦可經歷某些歸因於目標場心之曝光的殘餘 加熱。因此’基板W上目標場^之尺寸、數目及相互間之 H5384.doc 15 1344671 間距為對於歸因於加熱所致之熱變形的重合誤差有影響的 重要參數。 此外’在浸沒式微影裝置中，當曝光目標場Ci時，基板 w可藉由水之蒸發而冷卻，其導致所有連續場Ci_Cn變 形。儘管目標場Ci之尺寸、數目及間距亦在藉由冷卻之熱 變形中起作用’然而對於冷卻過程而言曝光定序更為重 要。舉例而言，引入不同場尺寸會導致曝光定序改變之情 鲁 形。此改變引起另一熱變形效應。然而，若基板遵循之路 徑未改變，則不同場尺寸不一定導致不同變形圖案。應注 意此對於藉由曝光加熱之基板不同，此係由於在此情況下 場尺寸歸因於基板接收不同量之能量的事實而起重要作 用。 圖8示意性描繪根據本發明之特定實施例建構並操作之 熱校正過程100的普通發明概念流程圖。該校正過程始於 兩個動作，亦即動作1 〇2及動作J04。 • 在動作ι〇2中提供初始曝光配方。曝光配方指定藉由投 影射束PB聚焦於基板w之各目標場c 1 _Cn上的能量之量以 使曝光之圖案遵循製造商所規定的特徵及輪廓。曝光配方 可包括曝光時間，曝光能量，曝光座標定位及曝光定序。 在動作10 4中提供一模型來預測基板上複數個場之受熱 引起之％ ’臭形資訊。該模型可使用如動作1 所提供之預 疋曝光資汛。對受熱引起之變形資訊的預測可模擬為： 115384.doc -16·

I 1344671 其中 Δγ表示預測性時間依賴變形效應； 7；表示點i中之時序效應；且 A表示點i之空間效應。 如圓9所示，Δι*可表示為dXp及dyp之函數，亦即 = ’其中xp及yp為分別為X方向及y方向之預測性時 間依賴變形效應。 因此以下一組經計算之預測性暫時變形資訊可計算如 下： / 其中

I C表示以X方向曝光目標場C i之時序效應； 77表示以y方向曝光目標場C丨之時序效應： 表示藉由曝光之目標場C,内的點與當前待曝光之目標場 中的點之間的距離引起的X方向空間效應； W表示藉由曝光之目標場Ci内的點與當前待曝光之目標場 中的點之間的距離引起的y方向空間效應。 a.曝光加熱 在此情況下，受熱引起之變形資訊的預測顯著受到由施 加於先前曝光之晶粒上的能量所致之局部變形的影響°因 此在由目標場C,亦即晶粒由於微影曝光而加熱引起變形@ 情況下，[及A可表示為： T, = exp(其中Γ表示時間敏感常數，其取決於微影樣光 115384.doc 17 1344671 組件之熱性質； /表示絕對時間；且 ^表示目標場Ci曝光所歷經之時間。 及 A4exp(」^i)其中 巧表示目標場Ci上估算重合之點，該點位於填滿液體丨丨之 儲集層10所遵循的曝光途徑上； r表示當前正經曝光之基板％上的點； χ表示微影曝光組件（例如曝光夾盤，基板處理等）之空間 熱性質，且 灸表示比例常數，其取決於微影曝光組件之熱性質然而一 般對於一組給定組件將恆定。 當能量遍及基板w傳輸時，曝光目標場Ci之熱效應將隨 時間衰變。空間效應與曝光之目標場Ci與待曝光之目標場 之間的距離丨叫相關。 b.浸沒冷卻 在此情況下’受熱引起之變形資訊的預測顯著受到當曝 光先前晶粒時施加於基板W上之能量的影響。因此，以與 曝光加熱類似的方式模擬熱效應7；。然而以不同方式模擬 空間效應。相比於曝光加熱而言，熱變形不限於在特定時 間段期間曝光之場Ci。液體11覆蓋較大的區域，且液體u 之蒸發可遠離場，例如在儲集層10之圓周處適當發生。由 此冷卻現象所導致之點4上的熱變形現可由下式估算：

Il5384.doc •18· 1344671

一 N 戸(以)=_?itF〇)exp(，-F。丨/別卜。1其中 〜表示估算重合之點； 仍(F)表不投影系統PL之最終元件FE、儲集層1〇、液體1!及 密封部件12之組合，亦稱作”噴淋頭"SH ; ~表示基板曝光期間噴淋頭SH中 心之位置；且 #為積分估算所需之最大數字。 在基板W之曝光期間，噴淋頭δΗ遵循基板曝光途徑，亦即 如圖7所示。 因此基板W上之重合效應可藉由下式估算： )~5r,^T,J = Σ，η)exp(-1ti -tj\!T) 現可將A改寫為： 其中 地，0= J](r7 -7*)exp(- I r

i.rjeSH(r)rW J

n表示目標場Ci之點； r表示當前喷淋頭SH跟蹤之基板冒上的點； χ表示微影曝光組件之空間熱性質； #為積分估算所需之最大數字；且 F為基板。 因此對於每一 板上熱效應的總 聯。 對點之Α計算為沿喷淋頭半徑所截取之基 和且其中心位於一點上且與另一點相關 H5384.doc -19- ^44671 然而以上提及之熱分析不考慮由基板…邊緣效應所致之 任何額外受熱引起之變形。基板…在一邊緣上之變形較不 又限制，且因此在此位置處受熱引起之變形具有不同的性 質。 因此，在本發明之一實施例中，除了以上提及之基板内 相鄰晶粒之熱干擾’此模型中亦估算邊緣效應。此估算值 了翻·由包括以下一或多者來計算： ]•基板邊緣上之變形取決於能量源距基板邊緣之距離。 為估异邊緣效應，可考慮—點至邊緣的最小互巨離。 於圖ίο中示意性展示之至邊緣的距離計算如下： ^ ) = min(| a：( - I, + VFT]J I) y^) = min(j；；,_7F^|，U+^^D 其中 /表示至基板W邊緣x方向之距離； ，表示至基板W邊緣y方向之距離； 戋表示r,之？(座標； 少，表示座標；且 及表示基板W之半徑。 接著邊緣重合效應可估算為： ^}Sl/iP； + p^ 舰)=鐵ί/(心心:） 其中 M5384.doc •20. 1344671 及办(6)分別為X方向及y方向之邊緣重合效應的第一估 計值； 為帶有浸沒液11之投影系統pl所致之點$處的變形， 其中^及利认分別為X及y分量；且

Pl’2分別為藉由配合獲得之分別X及y方向之第一及第二來 數。

2 ·在浸沒冷卻的情況下’邊緣變形亦取決於自基板w轉移 至基板W與投影系統PL之間的浸沒液的能量之量。可判 斷此相關性可與浸沒液保持於基板W上之時間的對數成比 例。在此模型中可將其理解為： 收(ή) log(M) 办邊《tOiogW+i) l〇g(M) 其中 及dya*(f，）表示分別為X方向及y方向之邊緣重合效庳

的其他估計，其令考慮對儲集層10中之液體11所獲取之能 量之量的相關性。 7；表示根據曝光途徑正經曝光之點的指數；且 Μ表示點之總數。 可見當「愈來愈靠近基板w邊緣時如料⑻及dy將大 幅增長。為避免此發生，可引入最小邊緣距離校正，其可 具有以下形式： /(/巧）=11^(丨引,0.95以)其中 /(巧）表示最小邊緣距離校正。 I15384.doc ’二由此杈正，至基板w邊緣X方向及y方向之距離分別可 表示為： (丨x,/m卜丨，丨以卿+ ^^丨)及 接著一組總重合校正可表示為： 'dx(ri^i>c25X ,τ，P%P%2) = χ\χ%)χ -iC^dx^^^dfirXp^p*) ^ =dy("i^C'^C2y^χy^τy^P^P^ = C'd?(fi^λ^τy)y^dy4Jfj,dr^^^ 其中 '及dy;刀別表示在；·，點處χ方向及y方向之總重合校正； f及y分別表示x方向及y方向之時間敏感常數，其取決於 微影曝光組件之熱性質； 之及〆分別表示X方向及y方向微影曝光組件（例如曝光夾 盤、基板處理等）之空間熱性質；且

Cl/分別為分別x方向及y方向之第一及第二常數，其中第 一常數相應於歸因於本體效應之重合校正的相關項且第二 常數相應於歸因於邊緣效應之重合校正的相關項。 接著’熱校正過程100進行至動作106，亦即基於模型所 預測之受熱引起之變形資訊來修正預定曝光資訊。因此， 藉由預測當能量遍及晶圓基板W傳輸時熱效應如何使目標 場Ci變形’經預測之變形資訊可用於修正各目標場Ci_Cn 之預定曝光資訊以使減小場c i中之重合誤差幾率。經修正 H5384.doc •22- 1344671 之預定曝光資訊可包括經計曾之晛古 T ^之曝先位置偏移以調節曝光 座標位置或其他可調曝光參數。 在動作1〇8中，在預定曝光資訊在動作1〇6中經修正的情 況下，藉由選擇是否將曝光首次曝光而繼續熱校正過程 1 00。必須注意’在本發明之其他實施例中此選擇可更為 頻繁地應用且將不限於首次曝光。此外必須瞭解首次曝光 不限於特定基板之首次曝光。其亦可係指待曝光於一批基 板上之特疋圖案之首次曝光。若其為首次曝光，則熱校正 過程100繼續至動作;U0，亦即經由動作1〇6令所修正之預 疋曝光資訊來曝光基板…上之場C]_CN。因此目標場C】_Cn 中之每一者經由微影裝置根據修正之預定曝光資訊（包括 施加之心射里、曝光座標定位及曝光定序）以所需之圖案 加以曝光。必須瞭解可不存在動作1〇8。在此情況下，該 方法在動作106令修正預定曝光資訊後直接根據動作^繼 績曝光場》 最後’對於熟習此項技術者應明確，迄今所述之方法不 必要應用於一批中之所有基板。在基於由模型所預測之受 熱引起變形資訊來修正預定曝光資訊（亦即動作1〇6)之後， 在整批中所有預備經受相同曝光之基板可經由相同的經修 正之預定曝光資訊加以曝光。 完全有可能以上提及之修正不補償所有受熱引起之變 形。因此可能藉由在動作112中量測基板上曝光場之屬性 來進一步增強熱校正過程J 〇〇。該量測經組態為量測目標 場c,-CN及/或基板w之表示熱效應（如冷卻）的不同屬性及 ! 15384.doc -23· 1344671 綠作物。該等經量測之屬性可包括（例如）個別目標場以 尺寸、特定測試圖案、視層而定之對準標記、目標場⑽ 2之間的間隙、目標場之X及/或丫直徑、孔及/或杈等且可 藉由微影曝光裝置之内部機構或藉由外部器件來執行。 基於所量測之曝光目標場C】_CN之屬性，熱校正過程1〇〇 在動作114中確定校正資訊以修改預測受熱引起變形資 訊。此意謂藉由屬性量測所獲得之資訊可導致每—目標場 Ci中複數個選定點之組合預測性變形得以更新。 在動作116中可使用如動作114中所確定之各目標場心中 複數個選定點之更新組預測變形來調節已在動作1〇6中修 正之預定曝光資訊。接著校正資訊偏移反饋至經修正之預 定曝光資訊以加以調節，因此在動作11〇中，經修正並經 調節之預定曝光資訊可用於（例如）在隨後一批基板上之隨 後曝光。 必須瞭解，在動作110中可替代性地經由經修正之預定 資訊來曝光單一目標場Ci。接著在動作112中可量測此目 標場Ci之屬性’且在動作114中基於該等經量測之屬性可 確定校正資訊。接著’在動作116中可基於此校正資訊來 調節經修正之預定曝光資訊。最後，相同基板W上後續之 場Q可經由在動作11〇等中經修正並調節之預定曝光資訊 來曝光。 預定曝光資訊可包括曝光時間、曝光定序及曝光座標資 訊。熱校正過程100中之動作110、112、114、116可在（例 如）一批中之後續基板上重複若干次，直至基板上場Ci_Cn 115384.doc •24· 1344671 内曝光之圖案達成製造者藉由原始預定曝光資訊所規定之 所需特徵及輪廓》接著，後續之基板可藉由經修正並根據 重複過程之最後結果加以調節之預定曝光資訊來曝光。 ❿ 動作108與動作116之間的箭頭表示一批基板中之基板預 備經受如首片基板（前數片基板）相同之曝光，其分別基於 動作114及112中量測之屬性來確定校正資訊。當經修正之 預定曝光資訊已基於以上提及之校正資訊加以調節時，該 等基板在動作110中可經由後一曝光資訊直接曝光。 圖11描繪根據本發明之一實施例的微影裝置201 ^在此 實施例中將經由微影裝置20】曝光之基扳（藉由軌道式光阻 塗佈顯影機顯影後）轉移至量測站2〇2。該量測站202連接 至一包括處理器204及記憶體2〇5之處理器單元2〇3。該量 測站202量測配置於基板上之複數個場的屬性。量測站2〇2 經配置以獲得量測數據並將此等量測數據提供至處理器單 元203。在處理器單元203之記憶體2〇s中，可儲存關於將 曝光於基板w上之圖案的預定曝光資訊。處理器單元2〇3 之處理器2G4係用於破定-模型以藉由比較自量測站2〇2接 收之量測數據及記憶體205 t儲存之預定曝光資訊來預測 基板W之複數個場受熱引起之場變形資訊。經確定之模型 亦可儲存於記憶體205中。經由已確定之模型，處理器單 元203能夠預測受熱引起之場變形資訊並修正預定曝^資 處理H單元203可向微影裝㈣〗提供修正之預定曝光 ^訊。微影裝置2〇1可將此資訊用於隨後之基板w的曝光 中。 ϊ 15384.doc •25· 1344671 在本發明之替代性實施例中，該等參數之導出值不供應 至微影裝置2〇1而供應至如軌道式光阻塗佈顯影機、電腦 終端或顯示器之不同實體。在後—種情況下，接著負責操 作微影裝置2G1之操作者能夠檢查預測之重合誤差是否屬 於預設之重合要求中。 本發明之另-實施例中，數學模型可儲存於除了處理 器單元203外之不同實體中。在本發明之實施例中，微影 裝置2〇1與量測站202可連接至相同的軌道式光阻塗佈顯影 機以便有效控制微影裝置2〇2之參數。 儘管在此文本中可特定參考微影裝置於製造…中之用 途’然而應瞭解本文所述之微影裝置可具有其他應用，諸 如積體光學系統、用於磁嘴記憶體之導引及债測圖案、平 面顯示器' 液晶顯示器（LCD)、薄膜磁頭等之製造。熟習 此項技術者應瞭解，在該等替代性應用之情形中，本文中 任何處所使用之術語”晶圓，，或，，晶粒"分別可視作更—般化

之術語"基板'丨或”目栌p丨丨 > 门Μ β 丄 Χ日£之同義詞。本文所提及之基板可 在曝光前或後在例如軌道式光阻塗佈_機（―種通常將 抗蝕劑層施加至基板並使曝光之抗蝕劑顯影的工具卜計 量工具及/或檢測I具中加以處理。若適用，則本文揭^ 之物可施加至該等及其他基板處理工具。此外，可將基板 處理一次以上(例如)以便產生多層ic，使得本文所用：術 扣基板亦可制日已含有多個經處理之層的基板。 儘e以上已特定參考本發明之實施例於光微影情形中的 用途’然而應瞭解本發明可用於例如壓印微影之其他應用 115384.doc -26 - 1344671 中且右ί月形允許，其不限於光微影。在壓印微影中，圖 。案化器件中之構形界定產生於基板上之圖案。可將圖案化 : 構形[入供應至基板上的抗蝕劑層中，隨後抗飯劑 :由轭加電磁輻射、熱量、壓力或其組合而固化。在抗蝕 劑固化後’將圖案化器件移出抗蝕劑而將圓案留於其中。 儘Β以上已特定參考本發明之實施例於浸沒微影裝置中 、、你由液蒸發所致之冷卻的用途，然而必須瞭解本發

若干實知例亦可用於補償由基板歸因於習知光微影裝 置（亦即不存在浸沒液之光微影裝置）中之輻射而加熱所致 的受熱引起之變形。 本文所使用之術語"輻射"及•，射束"涵蓋所有類型之電磁 輕射’其包括紫外（UVm射（例如其具有或具有約如、 355、248、193、157或126 nm之波長）及遠紫外（EUV)輕射 (例如具有5-20 nm範圍内之波長）以及粒子射束，諸如離子 射束或電子射束。 若情形允許，則術語"透鏡"可係指多種類型之光學組件 (包括折射、反射、磁性、電磁性及靜電光學組件）中之任 一者或其組合。 儘管以上已描述本發明之特定實施例，然而應瞭解本發 明可在與所述者不同的情況下實踐。舉例而言，本發明可 採用含有-或多個序列描述以上所揭示之方法的機器可讀 指令之電腦程式形式或其中儲存有該電腦程式之資料儲存 媒體形式（例如半導體記憶體、磁碟或光碟）。 以上說明書意欲為說明性而非限制性。因此對於熟習此 IJ5384.doc -27- 項技術者應顯而易見的是：可在不偏離以下所述之申請專 利範圍之範疇的情況下對所述之本發明加以改動。 【圖式簡單說明】 圖1描繪根據本發明之一實施例的微影裝置； 圖2及3展示用於先前技術之微影投影裝置中的液體供應 系統； 圖4a及4b展示根據另一先前技術之微影投影裝置的液體 供應系統； 圖5展示根據先前技術之微影投影裝置之液體供應系統 的另一視圖； 圖6a-e說明不同受熱引起之目標場變形； 圖7示意性展示先前技術之微影投影裝置中投影系統關 於待曝光之基板的例示性軌線； 圖8示意性展示描述本發明之實施例的示意性功能流程 圖； 圖9示意性展示根據本發明之實施例的預測性時間依賴 變形效應之解析； 圖1 〇示意性展示如本發明之實施例所採用的基板邊緣距 離的解析；及 圖π展示根據本發明之實施例的配置。 【主要元件符號說明】 10 儲集層 11 液體/浸沒液 12 密封部件 Η 5384.doc 1/344671 / 14 15 16 100 102 104 106

108 110 112 114 116

201 202 203 204 205 C, Ci, 〇2, C3, Cn, C M 】，M2 Pl，P2 第一出口 氣體入口 氣封 熱校正過程 提供預定曝光資訊 提供一模型以預測基板上複數個 場之受熱引起之變形資訊 基於藉由模型預測之受熱引起變 形之資訊來修正預定曝光資訊 首次曝光？ 經由修正（及經調節之）之預定曝 光資訊曝光基板上之目標場Ci-CN 量測目標場C丨-CN之屬性 基於量測之屬性確定校正資訊 基於校正資訊調節修正之預定曝 光資訊 微影裝置 量測站 處理器單元 處理器 記憶體 目標區/目標場 光罩對準標記 基板對準標記 I15384.doc -29-

Claims (1)

134467‘095137724號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(99年1月） 十、申請專利範圍：

一種預測一將經微影曝光之基板受熱？丨起之場變形的方 法，其包含：

- 提供預定之曝光資訊； '基於該預定之曝光資訊使用一模型來預測該基板若 干選定點處受熱引起之場變形； 其中該模型係基於 ~ ¥ 量傳輸遍及s玄基板時之一時間衰變特性·及 該等選定點與該基板之一邊緣之間的一距離。 如請求項！之方法，其中該模型進—步係基於該等選定 點與一能量源之間的距離。 如請求項1或2之方法，其包含： '基於該預測之受熱引起之場變形來確定改良之曝光 資訊。

4·:請求項3之方法’其中該確定改良之曝光資訊包括調 節曝光場定序資訊。 5.如請求項3之方法，其進一步包含： 使用該改良之曝光資訊曝光複數個場。 6 ·如清求項5之方法， 選定點中之一或多者 7.如請求項5之方法， 含： 其中該複數個場之每一場具有該等 〇 其中該方法在該曝光後進—步包 收集關於該複數個場之第 測值； 一場之若干屬性的若干量 115384-990I26.doc 8. 第一場之變形； _基於該經評估之變形來確定校正資、. -基於該校正資訊來校正該改良資 如請求項6之方法，tΑ 九貝s1L 4 ^ ^ ^ 八 該模型中，預測若干選定點 處之變形稭由下列式表達： 办，？W ;及 dyP=gT7Df ;其中 7T表示曝光—目標 尸矣+通， 十X方向時序效應； ，表不曝光—目標場Ci之若 β表示藉由—曝光之目標4 ° B、序效應； 之目標場中的—點 ^丨的―點與—當前將曝光 應； 、距離引起的若干X方向空間效 W表示藉由一曝光之目 之目標場中的1之門心當前將曝光 應； 之間的距離引起的若干y方向空間效

dxp .表示預測之沿χ軸之變形；且 dyp .表示預測之沿y軸之變形； 且其中 7] = exp(---〔)其中 ?表示絕對時間； 心表示當目標場q曝光時 τ :表示時間敏感常數， 之時間； 其取決於各微 影曝光組件 之若 I15384-990126.doc -2. 巧外o/l fin.: ,，、 表示藉由一已曝光之場與一當前將曝光 之铋之間的距離|r,-叫引起的若干x*y方向效應； ^表示目標場Ci上之一點； ^表示當前正曝光之該基板w上的一點； X .表不各微影曝光組件之若干空間熱性質；

,表不比例常數，其取決於各微影曝光組件之若干熱 性質。 ’' 如吻求項1或2之方法，其中該預定曝光資訊包括曝光能 置資訊、曝光時間資訊、曝光場位置資訊、曝光場定序 資訊及曝光場變形資訊中之至少一者。 如吻求項1或2之方法，其中該模型進一步係基於第一期 間自該基板轉移至與該基板接觸之第一材料之能量的 量° 11. 如凊求項1 〇之方法，其中該能量之量經模擬為與該期間

干熱性質；且 D' =^eXp(-Lr,-叫) 之對數成比例。 12. 如請求項1〇之方法，其中該材料為浸沒液且該等受熱引 起之場變形係由於該浸沒液之蒸發所致之該基板之冷卻 而造成。 13.如請求項10之方法，其中在該模型中，基於一時間衰變 特性在該等選定點處之該變形預測藉由下列式表達‘·文 ;及 » 其中 115384-990126.doc 1344671 V表示曝光-目標場Ci之若干父方向時序效應；科Π 7表示曝光-目標場Ci之若干y方向時序效應’· 表示藉由-已曝光之目標場。内的'點：一 光之目標場中的-點之間的距離弓丨 ：則將曝 效應； 丁 x方向空間 W表示藉由一已曝光之目標場^内 ν ,·^ι5 ^ 光之目標場中的-點之間的距離弓丨起的若干：則將曝 效應； 卞y方向空間 dXp ’表示預測之沿X轴之變形；且 dy p ·表示預測之沿y轴之變形； 且其中 I =exp(-lziL)其中 ’表示絕對時間； r表示當目標場Ci曝光時之時間； 曝光組件之 工：表示時間敏感^，其取決於若干微影 若干熱性質；且 D(ri，f )=,; Σ、(，- i,) exp(-1 Fj — F, | / χ) / j F f i；rjeSH(r )nW 表示由距離所引 起之若干效應； 妨⑺：表示一投影系統之一 件並經配置由該浸沒液填滿 亦稱為"噴漭頭”； 最後元件、一具備一密封部 之儲集層之一組合，該組合 r,表示目標場C;上估計重合之_點； ，表示當前由該噴淋頭跟縱之該基板上的一點·且其中 χ .表不各微影曝光組件之若干空間熱性質； II5384-990I26.doc ^44671

〜為積分估算所需之最大數字；且 阶為該基板。 14. 一種半導體器件， 來生產。 其經由如上述請求項中任一 項之方法 15, ~種用於預測— 為： 基板受熱引起場變形的配置 其特徵 '一輸入埠，其經配置以接收預定曝光資訊； • -處理器單元，其連接至該輸人淳且經配置以採用 模型基於已接收之預定曝光資訊來預測將曝光之 該基板若干選定點處的受熱引起之場變形，其中該 模型係基於 ’、〇Λ •當能量傳輸遍及該基板時之一時間衰變特性並基 於所預測之受熱引起場變形來確定改良之曝光資 訊；及 -該等選定點與該基板之一邊緣之間的一距離。 16. 如請求項15之配置，其特徵為： -該配置包含一軌道式光阻塗佈顯影機。 17. 如請求項15或16之配置，其中該模型進—步係基於該等 經選定點與一能量源之間的距離。 18. 如請求項15或16之配置，其特徵為. -該處理器經配置以基於該經預測之受熱引起之場變 形來確定改良之曝光資訊。 19·如請求項18之配置，其特徵為： -該處理器經配置以藉由調節曝光場定序資訊來碟定 115384-990126.doc T344671

改良之曝光資訊。 20.如請求項1 9之配置，其特徵為： • 經配置以使用該經改良之曝光資訊曝光複數個場。 2 1,如清求項20之配置，其中該複數個場之每一場具有該等 選定點中之一或多者。 22.如請求項20之配置，其特徵為： • 一經配置以接收關於該複數個場之一經曝光之第一 場之若干屬性的各量測值的量測琿； "該處理器單元連接至該量測填並經配置以 -使用該等量測值來評估由該曝光之若干熱效應引 起的該第一場之變形； " 基於忒經評估之變形來確定校正資訊； -基於忒杈正資訊來校正該改良之曝光資訊。 23.如請求項22之配置’其特徵為： 里測站其連接至該量測埠並經配置以獲得關於 -經曝光之基板的量測數冑，該基板包含—使用該 預定曝光資訊曝光之圖案。 預測若干選定點 24·如請求項2 1之配置，其中在該模型中 處之變形藉由下列式表達： 化;及 I Jv :甘 i ✓ P I ^ I / f表示曝光一 7/表示曝光一 目標％Ci之若干y方向時^ 115384-990l26.doc • 6 - U44671 μ卜胗止: jy 主 _ Ί '\ '表示藉由一曝光之目標場C,内的—點 --------' >Q '興—當前將曝光 目標場中的一點之間的距離引起的其I 應. ^右干X方向空間效 W表示藉由一曝光之目標場Ci内的—點说 .n 點與一當前將曝光 义目標場中的一點之間的距離引起的芸工 應. 扪右干y方向空間效

dxP :表示預測之沿X軸之變形；且 dyp :表示預測之沿y轴之變形； 且其中 Τ', =exp(_izl) 其中 f表示絕對時間； f，表示當目標場Ci曝光時之時間；

τ:表示時間敏感常數，其取決於 干熱性質；且 A =/cexp(_lii__U):表示藉由一p 成止 b /糟由已曝先之場與-當前將曝光 ，場之間的距離丨”丨引起的若干方向效應； '表示目標場C i上之一點； r表不當前正曝光之該基板W上的—點； χ ‘表示各微影曝光組件之若干空間熱性質丨 k:表示一比例常數，其 熱性質。 、、、微影曝光組件之若干 各微影曝光組件之若 該預定曝光資訊包括曝光能 訊、曝光場位置資訊、曝光場 、曝光時間資 訊及曝光場變 i\53S4-990l26.doc 26 26 ，其中該模型進一步係基於苐一 一材料之能量的 形資訊中之至少一者 如請求項1 5或1 6之配置 期間自該基板轉移至與1 量。 27 28 29 •如請求項26之配置， 之對數成比例。 .如請求項26之配置， 其中該能量之量經模擬為與該期間 其特徵為： '該材料為浸沒液且該等受熱引起之場變形係由於該 浸沒液之蒸發所致之該基板之冷卻而造成。 如請求項28之配置，其中在該模型中， 砰間农變 特性在該等選定點處之該變形預測藉由下列式表達： 反 i 必=石W ;其中 K表不曝光一目標場Ci之若干乂方向時序效應； C表不曝光一目標場Ci之若干向時序效應； β表示藉由-已曝光之目標場Q内的_點與—當前將曝 先之目標場中的一點之間的距離引起的若切向空間 應， ^表示藉由—已曝光之目標場Ci内的-點與-當前將眠 光之目標場中的-點之間的距離引起的若干以向空； 效應； dXp :表示預測之沿x軸之變形；且 dyP:表示預測之沿y軸之變形； 115384-990126.doc 1344671 且其中 忑 sexpi-·^^·)其中 Z表示絕對時間； (表不當目標場C j曝光時之時間. τ:表示時間敏感常數，其取決於若干微影曝光組件之 若干熱性質；且 Ν Z(Fr〇exP(_lFr6l/；}r)/|F-Fi . * -丄 i.fjeSH(r)nlV J ^ I ·表 7F 由距離|r,-r丨所引

起之若干效應； 册⑺：表示-投影系統之-最後元件、—具備—密封部 件並經配置由該浸沒液填滿之儲集層之一組合，該組合 亦稱為”喷淋頭"； 口 C表示目標場Ci上估計重合之一點； r表示當前由該噴淋頭所跟蹤之該基板上的—點；且其中 χ :表示各微影曝光組件之若干空間熱性質；

々為積分估算所需之最大數字；且 W為該基板。 30. —種半導體器件，其係以如上述請求項^至^中任—項 之配置而產生。 、 115384-990126.doc