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TWI865583B - 判定用於微影設備之控制設定之方法及相關電腦程式產品 - Google Patents

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TWI865583B
TWI865583B TW109127464A TW109127464A TWI865583B TW I865583 B TWI865583 B TW I865583B TW 109127464 A TW109127464 A TW 109127464A TW 109127464 A TW109127464 A TW 109127464A TW I865583 B TWI865583 B TW I865583B
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哈帝 亞古比薩德
金珉錫
崔影超
唐恩 摩帝司 史拉特伯恩
朴柾泫
吉榮 柯達爾
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荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
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Abstract

本發明揭示一種判定用於一微影設備之一控制設定之方法。該方法包含：基於與一或多個先前基板相關聯之第一度量衡資料獲得針對一當前基板上之一當前層之一第一校正；及獲得針對該當前基板上之該當前層之一第二校正。該第二校正係基於一殘差而獲得，該殘差係基於與該當前基板上之一前一層相關聯的第二度量衡資料而判定。該方法進一步包含藉由組合該第一校正及該第二校正而判定用於圖案化該當前基板上之該當前層的該微影設備之該控制設定。

Description

判定用於微影設備之控制設定之方法及相關電腦程式產品
本發明係關於一種用於控制用於半導體裝置之製造的基板上之圖案化層中所使用之微影設備之方法。特定言之，本發明係關於判定用於微影設備之一或多個控制設定。
微影設備為經建構以將所要圖案施加至基板上之機器。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(例如光罩)處之圖案(亦經常被稱作「設計佈局」或「設計」)投影至提供於基板(例如晶圓)上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。
為了將圖案投影於基板上，微影設備可使用電磁輻射。此輻射之波長判定可形成於基板上之特徵之最小大小。當前在使用中之典型波長為365nm(i線)、248nm、193nm及13.5nm。相比於使用例如具有193nm之波長之輻射的微影設備，使用具有在4nm至20nm之範圍內之波長(例如6.7nm或13.5nm)之極紫外線(EUV)輻射的微影設備可用以在基板上形成較小特徵。
低k1微影可用以處理尺寸小於微影設備之經典解析度極限的特徵。在此製程中，可將解析度公式表達為CD=k1×λ/NA，其中λ為所使用輻射之波長、NA為微影設備中之投影光學件之數值孔徑、CD為 「臨界尺寸」(通常為經印刷之最小特徵大小，但在此狀況下為半節距)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電路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，可將複雜微調步驟應用至微影投影設備及/或設計佈局。此等步驟包括例如但不限於：NA之最佳化、自訂照明方案、使用相移圖案化裝置、設計佈局之各種最佳化，諸如設計佈局中之光學近接校正(OPC，有時亦被稱作「光學及製程校正」)，或通常被定義為「解析度增強技術」(RET)之其他方法。替代地，用於控制微影設備之穩定性之嚴格控制迴路可用以改良在低k1下之圖案之再生。
常常有必要排列全面的度量衡量測基礎設施以連續量測經受製程之基板的及應用至該等基板之特徵的特性。通常將度量衡資料饋送至經組態以使微影設備穩定之製程監測及製程控制設備中。
使用微影製程而圖案化之基板可分組成多個批次。一批次包含在相似微影條件下曝光之複數個基板。對先前批次之基板執行之度量衡可用以判定校正。可接著對藉由微影設備進行之未來曝光實施此等校正。使用微影設備控制及/或監測半導體製造製程之當前方法係基於例如疊對之每批次校正，而不考量基板間可變性。
本發明之一目標為藉由考量基板間變化而改良對疊對誤差之控制。
根據本發明之一態樣，提供一種判定用於一微影設備之一控制設定之方法。該方法包含：基於與一或多個先前基板相關聯之第一度量衡資料獲得針對一當前基板上之一當前層之一第一校正；基於一殘差獲 得針對該當前基板上之該當前層之一第二校正，該殘差係基於與該當前基板上之一前一層相關聯的第二度量衡資料而判定；及藉由組合該第一校正及該第二校正而判定用於圖案化該當前基板上之該當前層的該微影設備之該控制設定。
視情況，該第一度量衡資料可包含用於至少一個先前基板上之一當前層之疊對資料。
視情況，該疊對資料可包含對複數個疊對標記執行之疊對量測。
視情況，該殘差可為該第二度量衡資料之一基板特定分量。
視情況，該第二度量衡資料可包含用於該當前基板上之該前一層之對準資料。
視情況，該對準資料可包含該當前基板上之該前一層上之複數個對準標記的位置量測。
視情況，該殘差可包含該當前基板上之該前一層之一殘餘對準誤差。
視情況，該殘差可基於該微影設備之一控制特性而判定。
視情況，該控制特性可與該微影設備在校正位置誤差方面的一能力有關，該等位置誤差係自應用至用於曝光該當前基板上之該前一層的一微影設備之控制設定之校正導出。
視情況，判定該殘差可包含基於該第一度量衡資料與該第二度量衡資料之間對該微影設備之一或多個特性之敏感度的一預期差異來修改該第二度量衡資料。
視情況，該微影設備之該一或多個特性可包含以下各者中之一或多者：像差位準、動態效能、劑量及焦點；且其中該等敏感度可自針對該等特性之複數個值模擬或量測第一度量衡資料及第二度量衡資料而導出。
視情況，該第二度量衡資料可包含該當前基板上之該前一層之疊對資料。
視情況，該殘差可包含該當前基板上之該前一層之一殘餘疊對誤差。
視情況，判定該第二校正可包含：判定針對該前一層之一疊對誤差；基於該第一疊對誤差判定該殘差；及將該第二校正判定為該殘差之一分數。
視情況，該殘差之該分數可實質上為該殘差的一半。
視情況，該方法可進一步包含判定用於該當前基板上之該前一層之該第一疊對誤差中的一或多個可校正分量，及將該殘差判定為該第一疊對誤差減去該等可校正分量。
視情況，該第一校正可經組態為被應用至複數個基板之該當前層。
視情況，該第一校正可包含一進階製程控制(APC)校正。
視情況，該第二校正可經組態為針對複數個當前基板中之每一者而分離地判定。
視情況，該當前基板可包含複數個曝光場。
視情況，判定一控制設定可包含判定用於該當前基板之複數個曝光場中之每一者的一控制設定。
視情況，該第一校正可為一曝光場特定校正。
視情況，該第一校正可為與該當前基板相關聯之一高階製程校正。
視情況，該第一校正可包含與該當前基板上之一或多個曝光場相關聯的一高階場內製程校正。
視情況，該第二校正可為一曝光場特定校正，且其中以每曝光場為基礎計算該殘差。
根據本發明之另一態樣，提供一種用於判定一微影設備之一控制設定之設備，該設備包含經組態以執行如上文所描述之方法中之任一者的一或多個處理器。
根據本發明之另一態樣，提供一種度量衡設備，其包含如上文所描述之一設備。
根據本發明之另一態樣，提供一種檢測設備，其包含如上文所描述之一設備。
根據本發明之另一態樣，提供一種微影設備，其包含如上文所描述之一設備。
根據本發明之另一態樣，提供一種微影製造單元，其包含如上文所描述之一設備。
在本發明之另一態樣中，可提供一種控制一微影設備之方法。該方法可包含：基於與一或多個先前基板相關聯之第一度量衡資料獲得針對一當前基板上之一當前層之一第一校正；基於一殘差獲得針對該當前基板上之該當前層之一第二校正，該殘差係自與該當前基板上之一前一層相關聯的第二度量衡資料以及該微影設備之一控制特性而計算出；及藉 由組合該第一校正及該第二校正而判定用於在該當前基板上之該當前層之圖案化期間控制該微影設備之一設定。
400:圖案化製程
402:當前批次基板
405:每基板之經修改殘差資料
407:資料及計算
409:處理程序控制器
410:微影設備
412:基板
414:基板
415:度量衡工具
500:第一曲線
505:晶圓
510:曲線
515:晶圓
520:曲線
600:判定
602:判定
604:判定
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
CL:電腦系統
DE:顯影器
IF:位置量測系統
IL:照明系統/照明器
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:裝載匣
LC:微影製造單元
M1:光罩對準標記
M2:光罩對準標記
MA:圖案化裝置
MT:光罩支撐件/度量衡工具
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
RO:基板處置器或機器人
SC:旋塗器
SC1:第一標度
SC2:第二標度
SC3:第三標度
SCS:監督控制系統
SO:輻射源
TCU:塗佈顯影系統控制單元
W:基板
W1:晶圓
W2:晶圓
Wn:晶圓
WT:基板支撐件
現在將僅作為實例參看隨附示意性圖式來描述本發明之實施例，在該等圖式中：- 圖1描繪微影設備之示意性綜述；- 圖2描繪微影製造單元之示意性綜述；- 圖3描繪整體微影之示意性表示，其表示用以最佳化半導體製造之三種關鍵技術之間的合作；- 圖4描繪根據本發明之一實施例之控制架構；- 圖5a描繪根據先前技術之基板製程流程；- 圖5b描繪根據本發明之一實施例之基板製程流程；- 圖6描繪判定用於微影設備之控制設定之方法中之步驟的流程圖。
在本發明之文件中，術語「輻射」及「光束」用以涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線輻射(例如具有為365nm、248nm、193nm、157nm或126nm之波長)及極紫外線輻射(EUV，例如具有在約5nm至100nm之範圍內之波長)。
本文中所使用之術語「倍縮光罩」、「光罩」或「圖案化裝置」可被廣泛地解譯為係指可用以向入射輻射光束賦予經圖案化橫截面之通用圖案化裝置，該經圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生之圖案。在此內容背景中，亦可使用術語「光閥」。除經典光罩(透射或反射；二元、相移、混合式等)以外，其他此類圖案化裝置之實例包括可程 式化鏡面陣列及可程式化LCD陣列。
圖1示意性地描繪微影設備LA。該微影設備LA包括：照明系統(亦被稱作照明器)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)；光罩支撐件(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MA之第一定位器PM；基板支撐件(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來準確地定位基板支撐件之第二定位器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。
在操作中，照明系統IL例如經由光束遞送系統BD自輻射源SO接收輻射光束。照明系統IL可包括用於引導、塑形及/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、靜電及/或其他類型之光學組件，或其任何組合。照明器IL可用以調節輻射光束B，以在圖案化裝置MA之平面處在其橫截面中具有所要空間及角強度分佈。
本文所使用之術語「投影系統」PS應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射及/或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的各種類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、合成、磁性、電磁及/或靜電光學系統，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」PS同義。
微影設備LA可屬於如下類型：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PS與基板W之間的空間-此亦被稱作浸潤微影。以引用方式併入本文中之US6952253 中給出關於浸潤技術之更多資訊。
微影設備LA亦可屬於具有兩個或多於兩個基板支撐件WT(又名「雙載物台」)之類型。在此「多載物台」機器中，可並行地使用基板支撐件WT，及/或可對位於基板支撐件WT中之一者上的基板W進行準備基板W之後續曝光的步驟，同時將另一基板支撐件WT上之另一基板W用於在該另一基板W上曝光圖案。
除了基板支撐件WT以外，微影設備LA亦可包含量測載物台。量測載物台經配置以固持感測器及/或清潔裝置。感測器可經配置以量測投影系統PS之屬性或輻射光束B之屬性。量測載物台可固持多個感測器。清潔裝置可經配置以清潔微影設備之部分，例如投影系統PS之部分或提供浸潤液體之系統之部分。量測載物台可在基板支撐件WT遠離投影系統PS時在投影系統PS下方移動。
在操作中，輻射光束B入射於被固持於光罩支撐件MT上之圖案化裝置(例如光罩)MA上，且藉由存在於圖案化裝置MA上之圖案(設計佈局)而圖案化。在已橫穿光罩MA的情況下，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及位置量測系統IF，可準確地移動基板支撐件WT，例如以便使不同目標部分C在輻射光束B之路徑中定位於經聚焦且對準之位置處。相似地，第一定位器PM及可能另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪)可用以相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化裝置MA。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記P1、P2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。當基板對準標記P1、P2位於目標部分C之間 時，此等基板對準標記P1、P2被稱為切割道對準標記。
如圖2所展示，微影設備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(微影)叢集)之部分，微影製造單元LC常常亦包括用以對基板W執行曝光前製程及曝光後製程之設備。通常，此等設備包括用以沈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、例如用於調節基板W之溫度(例如用於調節抗蝕劑層中之溶劑)之冷卻板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W、在不同製程設備之間移動基板W且將基板W遞送至微影設備LA之裝載匣LB。微影製造單元中常常亦被集體地稱作塗佈顯影系統之裝置通常係在塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下，塗佈顯影系統控制單元TCU自身可受到監督控制系統SCS控制，監督控制系統SCS亦可例如經由微影控制單元LACU而控制微影設備LA。
為了正確且一致地曝光由微影設備LA曝光之基板W，需要檢測基板以量測經圖案化結構之屬性，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等。出於此目的，可在微影製造單元LC中包括檢測工具(圖中未繪示)。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光或對待對基板W執行之其他處理步驟進行例如調整，尤其是在同一批量或批次之其他基板W仍待曝光或處理之前進行檢測的情況下。
亦可被稱作度量衡設備之檢測設備係用以判定基板W之屬性，且尤其判定不同基板W之屬性如何變化或與同一基板W之不同層相關聯之屬性在層與層間如何變化。檢測設備可替代地經建構以識別基板W上之缺陷，且可例如為微影製造單元LC之部分，或可整合至微影設備LA中，或可甚至為單機裝置。檢測設備可量測潛影(在曝光之後在抗蝕劑層 中之影像)上之屬性，或半潛影(在曝光後烘烤步驟PEB之後在抗蝕劑層中之影像)上之屬性，或經顯影抗蝕劑影像(其中抗蝕劑之曝光部分或未曝光部分已被移除)上之屬性，或甚至經蝕刻影像(在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後)上之屬性。
通常微影設備LA中之圖案化製程為在處理中之最具決定性步驟中的一者，其需要基板W上之結構之尺寸標定及置放之高準確度。為了確保此高準確度，可將三個系統組合於所謂的「整體」控制環境中，如圖3示意性地所描繪。此等系統中之一者為微影設備LA，其(實際上)連接至度量衡工具MT(第二系統)且連接至電腦系統CL(第三系統)。此「整體」環境之關鍵在於最佳化此三個系統之間的合作以增強總體製程窗且提供嚴格控制迴路，從而確保由微影設備LA執行之圖案化保持在製程窗內。製程窗界定製程參數(例如劑量、焦點、疊對)之範圍，在該製程參數範圍內特定製造製程得到所界定結果(例如功能半導體裝置)-通常在該製程參數範圍內，微影製程或圖案化製程中之製程參數被允許變化。
電腦系統CL可使用待圖案化之設計佈局(之部分)以預測使用哪種解析度增強技術且執行運算微影模擬及計算以判定哪種光罩佈局及微影設備設定達成圖案化製程之最大總體製程窗(在圖3中由第一標度SC1中之雙箭頭描繪)。通常，解析度增強技術經配置以匹配於微影設備LA之圖案化可能性。電腦系統CL亦可用以偵測在製程窗內何處微影設備LA當前正操作(例如使用來自度量衡工具MT之輸入)以預測歸因於例如次佳處理是否可存在缺陷(在圖3中由第二標度SC2中之指向「0」之箭頭描繪)。
度量衡工具MT可將輸入提供至電腦系統CL以實現準確模擬及預測，且可將回饋提供至微影設備LA以識別例如微影設備LA之校準 狀態中的可能漂移(在圖3中由第三標度SC3中之多個箭頭描繪)。
微影設備LA經組態以將圖案準確地再生至基板上。所施加之特徵之位置及尺寸需要在某些容許度內。位置誤差可歸因於疊對誤差(常常被稱作「疊對」)而出現。疊對為在第一曝光期間置放第一特徵相對於在第二曝光期間置放第二特徵時之誤差。微影設備藉由在圖案化之前將每一晶圓與參考件準確地對準而最小化疊對誤差。此係藉由使用對準感測器量測基板上之對準標記之位置來完成。可在以引用方式併入本文中之美國專利申請公開案第US20100214550號中找到關於對準工序之更多資訊。圖案尺寸標定(CD)誤差可例如在基板相對於微影設備之焦平面並未正確地定位時發生。此等焦點位置誤差可與基板表面之非扁平度相關聯。微影設備藉由在圖案化之前使用位階感測器量測基板表面構形而最小化此等焦點位置誤差。在後續圖案化期間應用基板高度校正以確保圖案化裝置至基板上之正確成像(聚焦)。可在以引用方式併入本文中的美國專利申請公開案第US20070085991號中找到關於位階感測器系統之更多資訊。
除微影設備LA及度量衡設備MT以外，在IC生產期間亦可使用其他處理設備。蝕刻站(圖中未繪示)在圖案曝光至抗蝕劑中之後處理基板。蝕刻站將圖案自抗蝕劑轉印至抗蝕劑層下方之一或多個層中。通常，蝕刻係基於施加電漿介質。可例如使用基板之溫度控制或使用電壓控制環來導引電漿介質從而控制局部蝕刻特性。可在以引用方式併入本文中之國際專利申請公開案第WO2011081645號及美國專利申請公開案第US 20060016561號中找到關於蝕刻控制之更多資訊。
在IC之製造期間，極為重要的係使用處理設備(諸如微影設備或蝕刻站)處理基板的製程條件保持穩定以使得特徵之屬性保持在某 些控制限度內。製程之穩定性對於IC之功能性部分之特徵(產品特徵)尤其重要。為了保證穩定處理，製程控制能力需要就位。製程控制涉及監測處理資料及用於製程校正之構件之實施，例如基於處理資料之特性控制處理設備。製程控制可基於藉由度量衡設備MT進行之週期性量測，常常被稱作「進階製程控制」(亦進一步被稱作APC)。可在以引用方式併入本文中之美國專利申請公開案第US20120008127號中找到關於APC之更多資訊。典型APC實施涉及對基板上之度量衡特徵之週期性量測，從而監測及校正與一或多個處理設備相關聯之漂移。度量衡特徵反映了對產品特徵之製程變化之回應。度量衡特徵對製程變化之敏感度與產品特徵對製程變化之敏感度相比可不同。在彼狀況下，可判定所謂的「度量衡對裝置」偏移(另外亦被稱作MTD)。為了模仿產品特徵之行為，度量衡目標可併有分段特徵、輔助特徵或具有特定幾何形狀及/或尺寸之特徵。謹慎設計之度量衡目標應以與產品特徵對製程變化作出回應相似之方式對製程變化作出回應。可在以引用方式併入本文中之國際專利申請公開案第WO 2015101458號中找到關於度量衡目標設計之更多資訊。
度量衡目標存在及/或經量測的橫越基板及/或圖案化裝置的位置之分佈常常被稱作「取樣方案」。通常，基於相關製程參數之預期指紋來選擇取樣方案；在基板上之預期到製程參數會波動的區域相比於預期到製程參數恆定之區域通常更密集地被取樣。另外，可基於度量衡量測對微影製程之產出量之可允許的影響而執行之度量衡量測之數目存在限制。謹慎選定之取樣方案對於準確控制微影製程而不影響產出量及/或將倍縮光罩或基板上之過大區域指派給度量衡特徵而言係重要的。與最佳定位及/或量測度量衡目標相關之技術常常被稱作「方案最佳化」。可在以引 用方式併入本文中的國際專利申請公開案第WO 2015110191號及歐洲專利申請案(申請號為EP16193903.8)中找到關於方案最佳化之更多資訊。
除了度量衡量測資料以外，內容脈絡資料亦可用於製程控制。內容脈絡資料可包含與以下各者中之一或多者相關的資料：選定處理工具(來自處理設備池)、處理設備之特定特性、處理設備之設定、電路圖案之設計，及與處理條件相關的量測資料(例如，晶圓幾何形狀)。出於製程控制目的而使用內容脈絡資料之實例可在以引用之方式併入本文中的歐洲專利申請案第EP16156361.4號及國際專利申請案第PCT/EP2016/072363號中找到。在內容脈絡資料係與在當前控制之製程步驟之前執行之製程步驟有關的狀況下，可使用內容脈絡資料而以前饋方式控制或預測處理。內容脈絡資料常常與產品特徵屬性在統計上相關。鑒於達成最佳的產品特徵屬性，此實現處理設備之內容脈絡驅動控制。亦可組合內容脈絡資料及度量衡資料例如以將稀疏度量衡資料豐富至更詳細(密集)資料變得可用之程度，此對於控制及/或診斷目的更有用。可在以引用之方式併入本文中的美國專利臨時申請案第62/382,764號中找到關於組合內容脈絡資料及度量衡資料之更多資訊。
如上所述，監測製程係基於獲取與製程相關之資料。所需資料取樣率(每批次或每基板)及取樣密度取決於圖案再生之所需程度之準確度。對於低k1微影製程，即使小的基板間製程變化亦可為重要的。內容脈絡資料及/或度量衡資料接著需要以每基板為基礎實現製程控制。另外，當製程變化導致引起跨越基板之特性變化時，內容脈絡及/或度量衡資料需要橫越基板足夠密集地分佈。然而，鑒於製程之所需產出量，可用於度量衡(量測)之時間受到限制。此限制強加了度量衡工具可僅對選定基 板及橫越基板之選定位置進行量測。判定需要量測哪些基板之策略進一步描述於以引用之方式併入本文中的歐洲專利申請案第EP16195047.2號及第EP16195049.8號中。
實務上，常常有必要自與製程參數(橫越一基板或複數個基板)有關的稀疏量測值集合導出與基板相關聯之值的更密集映圖。通常，量測值之此密集映圖可自稀疏量測資料結合與製程參數之預期指紋相關聯的模型導出。可在以引用之方式併入本文中的國際專利申請公開案第WO 2013092106號中找到關於模型化量測資料之更多資訊。
更現代的製程控制架構可基於至少兩個度量衡資料輸入流。第一度量衡資料流通常基於頻繁量測(每批次量測2至4個基板，每一批次通常含有25個基板)之基板，且另一度量衡資料流係基於以更低頻率量測之資料(並非針對每一批次，而是通常每10至30個批次一次)。第一度量衡資料流通常包含稀疏量測資料，例如橫越一基板均勻分佈之疊對誤差之200個資料點。通常，第一資料流可與對在至少曝光及抗蝕劑顯影步驟期間形成之度量衡標記執行的度量衡量測相關聯。此資料被稱作顯影後檢測(ADI)資料，其通常用作用於以逐批次為基礎判定製程校正之主力；ADI度量衡資料可經模型化且用以導出對於即將到來的待處理基板批次之校正(控制動作)。然而，第一度量衡資料流通常未被密集地量測且因此較不適合於導出旨在校正橫越基板上之較小區(諸如基板上之個別(曝光)場)之偏離製程行為的製程校正。
除了第一度量衡資料流以外，度量衡資料之另一流常常可被提供至製程控制及/或監測基礎設施。該另一度量衡資料流通常可每5至30個批次針對若干基板僅量測一次，但通常包含橫越基板分佈之疊對誤差 之400至2000個資料點。該另一度量衡資料流更適合於導出旨在在空間尺度下校正疊對誤差之控制動作，該等疊對誤差未由自第一度量衡資料導出之控制動作拾取。第一度量衡資料流可被稱作稀疏疊對度量衡資料，且另一度量衡資料流可被稱作密集疊對度量衡資料。
密集疊對度量衡資料亦可為ADI資料，但亦可為蝕刻後檢測(AEI)度量衡資料。密集疊對度量衡資料可基於對產品特徵而非度量衡標記執行之量測。
通常在APC校正期間應用旨在橫越整個基板校正疊對誤差(基於第一及/或第二度量衡資料)之控制動作及旨在橫越基板上之晶粒、場或其他區校正疊對誤差(基於第二度量衡資料)之控制動作，其中稀疏疊對度量衡資料可經模型化且用於全局基板指紋校正，且密集疊對度量衡資料可經模型化為場特定指紋校正(每曝光之校正CPE)。
用以描述稀疏疊對度量衡資料(每基板)之模型通常為經組態以描述橫越基板之疊對誤差之全局形狀的全局模型。用以描述密集疊對度量衡資料(每基板上之區)之模型通常為經組態以描述用於一或多個特定曝光場之疊對誤差之場內(局部)高階指紋的高階模型。
當前，以每批次為基礎定義疊對控制動作，例如APC控制配方可同樣應用於一批次基板內之所有基板。疊對校正可基於與先前批次之先前基板相關聯之疊對量測。通常，對包含基板上之當前層內之第一特徵及基板上之前一層內之第二特徵之疊對標記執行疊對量測。導致第一特徵與第二特徵之間的相對位置移位之疊對誤差可藉由橫越基板之表面之度量衡設備來偵測，自該等疊對誤差可導出每基板之疊對指紋。可針對基板上之不同層判定不同的疊對指紋。通常，可首先使用高階基板及/或高階 場內模型來模型化疊對資料，而不可模型化之高階內容(通常為殘差)用以定義一或多個CPE校正。通常，可藉由諸如散射計之度量衡工具執行疊對量測。
亦可被稱作疊對校正之疊對控制動作可基於歷史資料(例如與一或多個先前批次相關聯之疊對資料)予以判定。基於與一或多個先前批次基板相關聯之疊對資料而判定之控制動作可用以在當前批次之當前基板上之當前層的圖案化期間控制微影設備。可將疊對校正前饋至未來批次之基板。
如以上段落中所描述之疊對控制動作並不考量基板間變化。可將基於與先前批次基板相關聯之歷史資料之相同控制動作應用至當前批次中之基板中的每一者，此係因為歷史資料不能夠考量當前批次中之基板之間的變化。然而，在一批次中之不同基板之間可發生疊對誤差之基板間變化。
因此，提議使用與當前基板有關之資料判定用於曝光當前基板上之當前層之控制設定。在一項實例中，資料可包含用於當前基板之對準資料。可藉由基板對準量測識別/拾取平面內基板變形(歸因於例如處理)，其可指示當前批次中之基板之間的顯著變化。若控制動作不考量關於當前基板之資料，則此等差異可被認為不可校正的內容。在另一實例中，資料可包含用於當前基板之疊對資料。當前基板之一或多個先前層之疊對量測可用以推斷當前基板上之前一層上之殘餘圖案化誤差。所推斷之圖案化誤差可經前饋以判定用於圖案化當前基板上之當前層之控制設定。
本發明提供用於判定用於微影設備之控制設定的方法，如例如圖6之流程圖中所說明。該方法可包含判定600針對當前基板上之當 前層之第一校正。第一校正可基於與一或多個先前基板(例如如上文所描述之先前批次基板)相關聯之第一度量衡資料。該方法進一步包含判定602針對當前基板上之當前層之第二校正，其中該第二校正係基於當前基板上之前一層之殘餘誤差。可基於與當前基板上之前一層相關聯的第二度量衡資料來判定殘差。可接著藉由組合第一校正及第二校正而判定604用於圖案化當前基板上之當前層的微影設備之控制設定。
基於該基於歷史資料之第一校正及基於當前基板之資料之第二校正判定控制設定意謂可應用基板特定校正。此方法之優點可為：其允許控制設定考量使用與先前基板相關聯之歷史資料可能未校正的殘餘誤差。結果，此方法可使能夠判定及應用基板特定校正，作為用於曝光當前基板上之當前層的微影設備之控制設定之部分。
如上文所描述，第一校正可與基於歷史資料之校正有關，歷史資料例如來自前一批次之經曝光基板之稀疏及/或密集疊對度量衡資料。第一校正可並非基板特定的，且可將相同第一校正應用至當前批次基板中之每一基板。第一度量衡資料可包含自存在於先前基板上之一或多個疊對度量衡標記獲得之度量衡資料。
第二校正可與針對當前基板上之前一層所判定之殘差有關。該殘差可為當前基板上之前一層之圖案化誤差的不可模型化分量。殘差可為在已應用處理校正(例如基於對準之載物台及/或透鏡控制校正、基於先前批次疊對量測之APC控制校正等)之後繼續存在的誤差。殘差對於每一基板可為特定的。可基於與當前基板上之至少一個先前層有關之知識來計算殘差。該知識可包含與用於當前基板上之前一層之一或多個曝光特性(例如對準、疊對)有關的度量衡資料。可藉由組合當前基板上之先前層 中之至少一者之知識與關於當前基板之其他資訊來判定殘差。此資訊可例如包含用於先前層之微影設備之一或多個控制特性。先前層可為緊接在當前基板上之待曝光之當前層下方的微影曝光層。控制特性可包含例如控制架構之屬性、致動器之空間解析度(例如對準及/或疊對之空間變化之控制限度)、致動器之時間限制(例如致動器之速度及/或滯後)、微影設備之組態，諸如軟體組態(例如一些套裝軟體可能不能夠實施所有類型之校正，諸如(例如)高階校正)。
在第一實施中，當前基板上之前一層之對準資料可用以判定針對當前基板上之當前層之校正，及用於經組態以曝光當前基板上之當前層的微影設備之關聯控制設定。用以圖案化包含於當前批次內之基板上之前一層的微影設備通常提供所謂的對準殘差。此等殘差表示在由微影設備應用之校正之後的剩餘位置誤差(指紋)。可能發生以下情形：基板變形具有無法藉由致動器(在空間及時間上致動的投影透鏡操控器及倍縮光罩/晶圓載物台控制)完全校正之幾何形狀。因此殘差可在基板之間變化，所以在提供當前層(可能藉由不同微影設備)期間不可能最佳地校正該等殘差，此係因為疊對校正並不區分當前批次內之個別基板。針對當前基板上之前一層所量測之對準殘差可被認為係不可校正的誤差或殘餘對準誤差，亦即，在用於曝光當前基板上之前一層的微影設備之控制設定中並未校正的對準誤差之分量。
因此提議藉由將與前一層之對準相關聯的殘差前饋至提供當前層時所使用之微影設備之控制器來提供更進階的APC控制架構。控制器基於以每批次為基礎之歷史疊對量測而進一步接收製程控制輸入且合併(組合)每批次(疊對誤差)及每基板(對準殘差)校正，以導出用於圖案化當 前基板上之當前層之每基板最佳化校正。
常常可藉由圖案化當前基板之前一層之微影設備之對準量測系統來執行對準量測。對準量測系統量測橫越基板分佈之複數個對準標記之位置資訊。與包含於疊對標記內之第二特徵相比，對準標記常常可展現對微影設備之特性不同的敏感度，諸如投影透鏡像差、載物台動力學參數、劑量誤差、聚焦誤差。因此，可較佳的是基於對準標記與疊對標記之第二特徵相比對微影設備之該等特性之變化之敏感度的差異來修改對準量測資料。敏感度之差異與關於特性(例如微影設備之像差位準)之值之資訊組合可用以導出經修改之對準殘差資料，其與疊對標記讀取更佳地相關且因此與疊對控制動作(校正)資料更相容。
圖4中說明改良之控制架構。微影設備410經排程以用於圖案化當前批次基板402上之當前層。前一批次之基板414(亦包含基板412)經受了藉由度量衡工具415之疊對量測。處理程序控制器409自度量衡工具415接收疊對校正輸入以及每基板之經修改殘差資料405以用於在圖案化當前批次基板402期間提供對微影設備之最佳化控制，該等基板402經受了圖案化製程400，該圖案化製程經組態以在當前批次基板402上提供前一層。對與對準標記相關聯之殘差資料之修改可進一步基於資料及計算407，包含組合例如對準標記以及疊對標記之底部光柵對投影透鏡像差的位置敏感度之差異以及在圖案化製程400期間所使用之微影設備之投影透鏡的實際像差位準，以獲得較佳匹配之對準殘差集合(在該集合與疊對量測資料更相容的意義上較佳匹配)。
圖5a描繪與根據先前技術之製程控制架構一致的情形，例如其中製程校正係批次特定的，而非基板特定的。當前層之基板特定位置 校正僅基於與該當前層相關聯之每基板可用的對準量測資料。圖5a描繪第一曲線500，其描述表示橫越複數個基板(晶圓W1，W2，…Wn)之前一層之特徵之定位誤差殘差的輪廓。殘差輪廓變化係以簡化方式由在曲線500之頂部上所繪製之晶圓特定線之方向描繪。曲線510描繪與晶圓殘差輪廓變化相似的晶圓，但現在與當前層相關聯。自與曲線500及510相交之線之方向，可導出：吾人預期將發生顯著的疊對誤差；橫越晶圓之位置殘差輪廓在當前層與前一層之間並不匹配。在圖5a之實例中，度量衡工具將僅量測用於晶圓505之疊對資料。關於此等晶圓，疊對誤差並不代表整個批次(歸因於殘餘對準誤差之預期疊對誤差在批次中之不同晶圓(基板)之間顯著變化)，基於批次之APC校正將並非最佳的。
圖5b描繪根據本發明之一實施例之情形。曲線500及與該曲線相交之線與如圖5a中所展示之曲線500相同。曲線520展現了在前一層之殘餘位置誤差(對準資料)經前饋的狀況下與當前層相關聯的殘餘位置誤差指紋。基於每批次校正及每基板(殘餘)校正之組合的控制設定提供了當前層與前一層之定位誤差輪廓之間的好得多的匹配。因此，針對包含於當前批次內之大多數或所有晶圓(基板)，預期疊對誤差將顯著減低。因為針對批次中之不同基板，疊對誤差更相似，所以自對晶圓515之疊對量測所導出之疊對校正則將具有較小的侵入性(歸因於每晶圓對準殘差前饋之注入，層已經較佳地匹配)且在使用本發明之控制架構來圖案化當前及未來批次之基板的狀況下更代表該等當前及未來批次之基板。
在本發明之一實施例中，提供一種控制微影設備之方法，該方法可包含：基於與一或多個先前基板相關聯之第一度量衡資料獲得針對當前基板上之當前層之第一校正；基於殘差獲得針對當前基板上之當前 層之第二校正，該殘差係自與當前基板上之前一層相關聯的第二度量衡資料以及微影設備之控制特性而計算出；及藉由組合該第一校正及該第二校正而判定用於在當前基板上之當前層之圖案化期間控制微影設備之設定。
在一實施例中，第一度量衡資料包含當前層與前一層之間的疊對誤差之值。
在一實施例中，第二度量衡資料包含對準標記之位置量測之值，且控制特性與微影設備在校正自第二度量衡資料導出之位置誤差方面的能力有關。可在前一層之曝光期間自來自微影設備之校正(內部及/或外部)導出位置誤差。位置誤差可為在已應用校正之後保持於曝光中的殘餘誤差。
在一實施例中，第一校正經組態為被應用至與當前基板相關聯的一批次基板中之所有基板上的當前層。
在一實施例中，第一校正係進階製程控制(APC)校正。
在一實施例中，第二校正經組態為特定被應用至當前基板上之當前層。
在一實施例中，當前及一或多個基板包含複數個曝光場。
在一實施例中，用於控制微影設備之設定對於來自當前晶圓上之複數個曝光場之曝光場係特定的。
在一實施例中，第一校正係與當前基板相關聯之高階製程校正。
在一實施例中，第一校正係與當前基板上之一或多個曝光場相關聯的高階場內製程校正。
在一實施例中，第一校正經組態為曝光場特定校正。
在一實施例中，第一度量衡資料係與對疊對標記執行之疊對量測相關聯，疊對標記包含提供至前一層之第一特徵及提供至當前層之第二特徵，且第二度量衡資料係與對提供至前一層之第三特徵執行之位置量測相關聯。
在一實施例中，位置量測可自微影設備獲得且疊對量測可自度量衡工具獲得。
在一實施例中，方法進一步包含基於第三特徵之位置對微影設備之一或多個特性之變化的敏感度相比於第一特徵之位置對微影設備之一或多個特性之變化的敏感度之預期差異來修改第二度量衡資料。
在一實施例中，修改包含計算第三特徵相對於第一特徵之位置偏移且將所計算位置偏移加至位置量測。
在一實施例中，特性為以下各者中之一或多者：像差位準、動態效能、劑量、焦點，且敏感度可自在該等特性之複數個值下模擬或量測第一及第三特徵之位置而導出。
在一實施例中，組合第一及第二校正係以每基板為基礎。
在一實施例中，第二校正係以每曝光場為基礎，且以每曝光場為基礎計算殘差。
在判定如本文中所描述之微影設備之控制設定之方法的第二實施中，第二度量衡資料可包含當前基板上之至少一個先前層之疊對資料。當前基板上之前一層與當前層之間的疊對誤差可為彼等層中之每一者上之個別圖案化誤差之結果。圖案化誤差可能由針對前一層之圖案化製程之任何步驟中的誤差引起，例如在微影曝光中及/或在蝕刻製程中的誤差。
在一實例實施中，第一層經圖案化為具有疊對誤差P1，且曝光於第一層之頂部上之第二層經圖案化為具有疊對誤差P2。若不應用控制或校正，則第一層與第二層之間的疊對誤差可等於P2-P1。為了減低此誤差，可有益的是在曝光第二層之前估計P2-P1之值，使得可將校正C應用至第二層(P2+C)，以便減小疊對誤差P2-P1+C之大小。在應用校正C之後繼續存在的疊對誤差，亦即P2-P1+C，可被稱作第一層與第二層之間的殘餘疊對誤差。
為了判定向校正C設定之值，可在已曝光第二層之後量測疊對誤差P2-P1。較佳地，在已完成用於第二層之所有處理步驟(例如蝕刻、顯影)之後量測疊對誤差，使得可在量測中包括並考量針對所有處理步驟對疊對誤差之貢獻。可將此疊對值提供至不同基板之未來曝光。然而，判定校正C之值之此方法係基於來自先前基板之歷史資料，而並不考量基板特定疊對誤差。
例如歸因於設備及製程屬性隨著時間推移之漂移、在微影設備、圖案化工具(例如沈積工具、蝕刻器腔室、夾盤等)中出現的隨機的不可預測的誤差，可出現基板特定疊對誤差。或許有可能估計或判定關於每一個別工具及設備之屬性以考量此變化。然而，疊對誤差仍可能包含隨機分量，該隨機分量可能不會被模型及/或其他基板之量測捕捉到。舉例而言，疊對誤差之隨機分量可包含掃描器再現性。掃描器再現性可包含指示微影設備LA能夠一致地遞送所請求參數值(例如在X、Y及/或Z方向上之載物台位置、焦點、劑量、像差位準等)之良好程度的度量。舉例而言，度量可包含遍及複數個所獲得參數值之(3)均方偏差值，及/或最大混合(Max-Mix)值。然而應瞭解，其他值可被判定為再現性之度量。
如上文所描述，可使用與當前基板上之一或多個先前層有關之對準資料以將基板特定校正應用至用於微影設備之控制設定。然而，對準度量衡資料及疊對度量衡資料可對微影設備之特性具有不同的敏感度。舉例而言，對準量測對像差之敏感度可不同於疊對量測對彼等像差之敏感度。此外，可基於對準標記而獲得對準度量衡資料，對準標記可具有與經圖案化產品特徵不同的尺寸。基板上之對準標記之量可有限，此係因為由對準標記佔據之空間不可用於產品特徵。
因此，本文中提議使用與當前基板上之一或多個先前層有關之疊對資料，以計算對於當前基板上之當前層之曝光的校正。該校正可意欲校正殘餘疊對誤差，例如疊對誤差之不可預測的基板特定分量。如上文所描述，P1可表示第一層之圖案化誤差，且P2可表示第二層之圖案化誤差，其中第一及第二層屬於同一基板。第二層可為當前層，亦即，待由微影設備曝光且控制設定經判定的下一層。第一層可為前一層，亦即，當前基板上之恰好在當前層下方的層。
可使用疊對資料以推斷當前基板上之前一層之圖案化誤差P1。該前一層可為緊接在待曝光之當前層下方的微影圖案化層。疊對資料可為疊對度量衡資料，其可自存在於基板上之前一(多個)層上之疊對標記來量測。所推斷之圖案化誤差可接著用以判定用於當前基板上之當前層之微影曝光的一或多個控制設定。
前一層之疊對量測可表示由前一層之圖案化誤差P1及前一層下方之層之圖案化誤差P0引起的疊對誤差P1-P0。因為該等層作為同一圖案化製程之部分而被微影曝光，因此可假定圖案化誤差P0及P1具有相似量值。
如本文中所揭示，可應用當前基板上之前一層之加權疊對誤差w*(P1-P0)作為對當前層之疊對之校正C，亦即，校正C=w*(P1-P0)。當前層之殘餘疊對誤差接著變為：P2-P1+C=P1+w(P1-P0)
權重w可為正的實數因子。
由權重w應用之因子可為一半(0.5)，使得當前層之殘餘疊對誤差變為：
Figure 109127464-A0305-02-0027-12
因為P0及P1表示隨機誤差，所以
Figure 109127464-A0305-02-0027-2
僅具有P1之方差(平方標準偏差)的一半。此意謂與無校正(P2-P1)之殘餘疊對誤差相比，殘餘疊對誤差可顯著減小。應用用於當前基板上之前一層之疊對誤差的一半作為對用於微影曝光當前層之控制設定之校正的優點為：可自當前層上之殘餘疊對誤差移除前一層之圖案化誤差的實質上一半貢獻。
有可能應用除0.5之外的權重因子。舉例而言，為0.25之權重因子可導致項
Figure 109127464-A0305-02-0027-3
之方差為0.625，低於針對未經加權狀況之方差1。理論上，為0.5之權重可提供最低方差，且因此提供殘餘誤差之最大程度的減小。然而實務上，稍微偏離0.5(較高或較低)之權重值w可提供微影設備LA之較佳良率。可以實驗方式，例如基於使用不同權重值所執行之複數個測試來判定導致殘差之最佳減小的權重值w。
在以下編號條項之清單中揭示其他實施例：
1.一種判定用於一微影設備之一控制設定之方法，該方法包含：基於與一或多個先前基板相關聯之第一度量衡資料獲得針對一當前基板上之一當前層之一第一校正； 基於一殘差獲得針對該當前基板上之該當前層之一第二校正，該殘差係基於與該當前基板上之一前一層相關聯的第二度量衡資料而判定；及藉由組合該第一校正及該第二校正而判定用於圖案化該當前基板上之該當前層的該微影設備之該控制設定。
2.如條項1之方法，其中該第一度量衡資料包含用於至少一個先前基板上之一當前層之疊對資料。
3.如條項2之方法，其中該疊對資料包含對複數個疊對標記執行之疊對量測。
4.如前述條項中任一項之方法，其中該殘差係該第二度量衡資料之一基板特定分量。
5.如前述條項中任一項之方法，其中該第二度量衡資料包含用於該當前基板上之該前一層之對準資料。
6.如條項5之方法，其中該對準資料包含該當前基板上之該前一層上之複數個對準標記的位置量測。
7.如條項5至6中任一項之方法，其中該殘差包含該當前基板上之該前一層之一殘餘對準誤差。
8.如條項5至7中任一項之方法，其中該殘差係基於該微影設備之一控制特性而判定。
9.如條項8之方法，其中該控制特性與該微影設備在校正位置誤差方面的一能力有關，該等位置誤差係自應用至用於曝光該當前基板上之該前一層的一微影設備之控制設定之校正導出。
10.如條項5至9中任一項之方法，其中判定該殘差包含基於該第一度量衡資料與該第二度量衡資料之間對該微影設備之一或多個特性之敏感 度的一預期差異來修改該第二度量衡資料。
11.如條項10之方法，其中該微影設備之該一或多個特性包含以下各者中之一或多者：像差位準、動態效能、劑量及焦點；且其中該等敏感度可自針對該等特性之複數個值模擬或量測第一度量衡資料及第二度量衡資料而導出。
12.如前述條項中任一項之方法，其中該第二度量衡資料包含該當前基板上之該前一層之疊對資料。
13.如前述條項中任一項之方法，其中該殘差包含該當前基板上之該前一層之一殘餘疊對誤差。
14.如條項12至13中任一項之方法，其中判定該第二校正包含：判定針對該前一層之一疊對誤差；基於該第一疊對誤差判定該殘差；及將該第二校正判定為該殘差之一分數。
15.如條項14之方法，其中該殘差之該分數實質上為該殘差的一半。
16.如條項14至15中任一項之方法，其進一步包含判定針對該當前基板上之該前一層之該第一疊對誤差中的一或多個可校正分量，及將該殘差判定為該第一疊對誤差減去該等可校正分量。
17.如前述條項中任一項之方法，其中該第一校正經組態為被應用至複數個基板之該當前層。
18.如條項17之方法，其中該第一校正包含一進階製程控制(APC)校正。
19.如前述條項中任一項之方法，其中該第二校正經組態為針對複數個當前基板中之每一者而分離地判定。
20.如前述條項中任一項之方法，其中該當前基板包含複數個曝光場。
21.如條項20之方法，其中判定一控制設定包含判定用於該當前基板之複數個曝光場中之每一者的一控制設定。
22.如條項20至21中任一項之方法，其中該第一校正係一曝光場特定校正。
23.如條項21之方法，其中該第一校正係與該當前基板相關聯之一高階製程校正。
24.如條項23之方法，其中該第一校正包含與該當前基板上之一或多個曝光場相關聯的一高階場內製程校正。
25.如條項20至24中任一項之方法，其中該第二校正係一曝光場特定校正，且其中以每曝光場為基礎計算該殘差。
26.一種用於判定一微影設備之一控制設定之設備，該設備包含經組態以執行如條項1至25之方法中任一項之一或多個處理器。
27.一種度量衡設備，其包含如條項26之設備。
28.一種檢測設備，其包含如條項26之設備。
29.一種微影設備，其包含如條項26之設備。
30.一種微影製造單元，其包含如條項26之設備。
31.一種電腦程式產品，其包含電腦可讀指令，該等電腦可讀指令經組態以在經執行於一合適設備上時執行如條項1至25中任一項之方法。
儘管可在本文中特定地參考在IC製造中微影設備之使用，但應理解，本文中所描述之微影設備可具有其他應用。可能之其他應用包括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。
儘管可在本文中特定地參考在微影設備之內容背景中之本發明之實施例，但本發明之實施例可用於其他設備中。本發明之實施例可形成光罩檢測設備、度量衡設備或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或光罩(或其他圖案化裝置)之物件之任何設備之部分。此等設備通常可被稱作微影工具。此微影工具可使用真空條件或環境(非真空)條件。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例之使用，但應瞭解，本發明在內容背景允許之情況下不限於光學微影且可用於其他應用(例如壓印微影)中。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述方式不同之其他方式來實踐本發明。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對所描述之本發明進行修改。
600:判定
602:判定
604:判定

Claims (15)

  1. 一種判定用於一微影設備之一控制設定之方法，該方法包含：基於與一或多個先前基板相關聯之第一度量衡資料獲得針對一當前(current)基板上之一當前層之一第一校正；基於一殘差(residual)獲得針對該當前基板上之該當前層之一第二校正，該殘差係基於與該當前基板上之一前一層相關聯的第二度量衡資料而判定，其中該第二校正經組態為針對來自複數個當前基板中之每一基板而分離地判定；及藉由組合該第一校正及該第二校正而判定用於圖案化該當前基板上之該當前層的該微影設備之該控制設定。
  2. 如請求項1之方法，其中該第一度量衡資料包含用於至少一個先前基板上之一當前層之疊對資料，且其中該第二度量衡資料包含用於該當前基板上之該前一層之對準資料，且其中該殘差包含該當前基板上之該前一層之一殘餘對準誤差。
  3. 如請求項1之方法，其中該殘差係該第二度量衡資料之一基板特定分量。
  4. 如請求項1之方法，其中該殘差係基於該微影設備之一控制特性而判定。
  5. 如請求項4之方法，其中該控制特性與該微影設備在校正位置誤差方面的一能力有關，該等位置誤差係自應用至用於曝光該當前基板上之該前一層的一微影設備之控制設定之校正導出。
  6. 如請求項1之方法，其中判定該殘差包含：基於該第一度量衡資料與該第二度量衡資料之間對該微影設備之一或多個特性之敏感度的一預期差異來修改該第二度量衡資料。
  7. 如請求項6之方法，其中該微影設備之該一或多個特性包含以下各者中之一或多者：像差位準、動態效能、劑量及焦點；且其中該等敏感度可自針對該等特性之複數個值模擬或量測第一度量衡資料及第二度量衡資料而導出。
  8. 如請求項1之方法，其中該殘差包含該當前基板上之該前一層之一殘餘疊對誤差。
  9. 如請求項8之方法，其中判定該第二校正包含：判定針對該前一層之一第一疊對誤差；基於該第一疊對誤差判定該殘差；及將該第二校正判定為該殘差之一分數。
  10. 如請求項9之方法，其中該殘差之該分數實質上為該殘差的一半。
  11. 如請求項9或10之方法，其進一步包含：判定用於該當前基板上之該 前一層之該第一疊對誤差中的一或多個可校正分量；及將該殘差判定為該第一疊對誤差減去該等可校正分量。
  12. 如請求項1之方法，其中該第一校正經組態為被應用至複數個基板之該當前層，該第一校正為一進階製程控制(APC)校正。
  13. 如請求項1之方法，其中該第二校正係一曝光場特定校正，且其中以每曝光場為基礎計算該殘差。
  14. 如請求項1之方法，其中該當前基板包含複數個曝光場，且其中判定一控制設定包含判定用於該當前基板之複數個曝光場中之每一者的一控制設定，其中該第一校正係一曝光場特定校正。
  15. 一種電腦程式產品，其包含電腦可讀指令，該等電腦可讀指令經組態以在經執行於一合適設備上時執行如請求項1之方法。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020263391A1 (en) * 2019-06-26 2020-12-30 Kla Corporation Systems and methods for feedforward process control in the manufacture of semiconductor devices
KR102730208B1 (ko) * 2019-09-12 2024-11-13 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 매칭 성능의 결정
US12300552B2 (en) * 2022-01-24 2025-05-13 Texas Instruments Incorporated Process control system including process condition determination using attribute-relative process condition
WO2025242415A1 (en) * 2024-05-24 2025-11-27 Asml Netherlands B.V. Systems, methods, and software for model-based combined alignment and overlay metrology

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200521631A (en) * 2003-12-25 2005-07-01 Promos Technologies Inc Photolithographic parameter feed back system and control method
CN102200692A (zh) * 2010-03-26 2011-09-28 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 曝光能量的控制方法
TW201841071A (zh) * 2017-01-25 2018-11-16 美商克萊譚克公司 具有非零偏移預測之疊加控制

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100470367C (zh) 2002-11-12 2009-03-18 Asml荷兰有限公司 光刻装置和器件制造方法
KR100610010B1 (ko) 2004-07-20 2006-08-08 삼성전자주식회사 반도체 식각 장치
US7239371B2 (en) 2005-10-18 2007-07-03 International Business Machines Corporation Density-aware dynamic leveling in scanning exposure systems
DE102007038702A1 (de) * 2006-08-31 2008-07-31 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Verfahren und System zum Reduzieren der Überlagerungsfehler in Belichtungsfeldern mittels APC-Steuerungsstrategien
NL1036351A1 (nl) 2007-12-31 2009-07-01 Asml Netherlands Bv Alignment system and alignment marks for use therewith cross-reference to related applications.
KR101841378B1 (ko) 2009-12-15 2018-03-22 램 리써치 코포레이션 Ｃｄ 균일성을 향상시키기 위한 기판 온도의 조절
US8655469B2 (en) * 2010-06-14 2014-02-18 Kla-Tencor Corporation Advanced process control optimization
US9177219B2 (en) 2010-07-09 2015-11-03 Asml Netherlands B.V. Method of calibrating a lithographic apparatus, device manufacturing method and associated data processing apparatus and computer program product
NL2009853A (en) 2011-12-23 2013-06-26 Asml Netherlands Bv Methods and apparatus for measuring a property of a substrate.
US9946165B2 (en) 2013-10-02 2018-04-17 Asml Netherlands B.V. Methods and apparatus for obtaining diagnostic information relating to an industrial process
CN105874388B (zh) 2013-12-30 2019-03-15 Asml荷兰有限公司 用于量测目标的设计的方法和设备
WO2015104074A1 (en) * 2014-01-10 2015-07-16 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, device manufacturing method and associated data processing apparatus and computer program product
NL2013677A (en) 2014-01-24 2015-07-29 Asml Netherlands Bv Method of determining a measurement subset of metrology points on a substrate, associated apparatus and computer program.
US10509329B2 (en) * 2014-09-03 2019-12-17 Kla-Tencor Corporation Breakdown analysis of geometry induced overlay and utilization of breakdown analysis for improved overlay control
KR20180066147A (ko) 2015-10-08 2018-06-18 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 산업 공정을 제어하는 장치 및 방법들
WO2017060054A1 (en) * 2015-10-08 2017-04-13 Asml Netherlands B.V. Method of controlling a lithographic apparatus and device manufacturing method, control system for a lithographic apparatus and lithographic apparatus
WO2017108453A1 (en) * 2015-12-24 2017-06-29 Asml Netherlands B.V. Methods of controlling a patterning process, device manufacturing method, control system for a lithographic apparatus and lithographic apparatus
US10545410B2 (en) 2016-02-18 2020-01-28 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, device manufacturing method and associated data processing apparatus and computer program product
CN112255892B (zh) 2016-02-22 2023-07-18 Asml荷兰有限公司 对量测数据的贡献的分离
EP3309617A1 (en) 2016-10-14 2018-04-18 ASML Netherlands B.V. Selecting a set of locations associated with a measurement or feature on a substrate
EP3312672A1 (en) 2016-10-21 2018-04-25 ASML Netherlands B.V. Methods of determining corrections for a patterning process, device manufacturing method, control system for a lithographic apparatus and lithographic apparatus
KR102450492B1 (ko) * 2016-10-21 2022-09-30 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 패터닝 프로세스용 보정 결정 방법
EP3312693A1 (en) 2016-10-21 2018-04-25 ASML Netherlands B.V. Methods & apparatus for controlling an industrial process
EP3396458A1 (en) * 2017-04-28 2018-10-31 ASML Netherlands B.V. Method and apparatus for optimization of lithographic process

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200521631A (en) * 2003-12-25 2005-07-01 Promos Technologies Inc Photolithographic parameter feed back system and control method
CN102200692A (zh) * 2010-03-26 2011-09-28 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 曝光能量的控制方法
TW201841071A (zh) * 2017-01-25 2018-11-16 美商克萊譚克公司 具有非零偏移預測之疊加控制

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Publication number Publication date
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KR20220034902A (ko) 2022-03-18

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