專利名稱：將圖案應用至襯底的方法、器件制造方法以及用于這些方法的光刻設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用光刻設備將圖案從圖案形成裝置轉移到襯底上的方法和器件制 造方法。本發(fā)明還涉及構造并布置成執(zhí)行所述方法的光刻設備，以及用于控制光刻設備實 施所述方法的步驟的計算機程序產(chǎn)品。
背景技術：
光刻設備是一種將所需圖案應用到襯底上，通常是襯底的目標部分上的機器。例 如，可以將光刻設備用在集成電路(ICs)的制造中。在這種情況下，可以將可選地稱為掩模 或掩模版的圖案形成裝置用于生成待形成在所述IC的單層上的電路圖案?？梢詫⒃搱D案 轉移到襯底(例如，硅晶片)上的目標部分(例如，包括一部分管芯、一個或多個管芯)上。 所述圖案的轉移通常是通過將圖案成像到提供到襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。 通常，單個襯底將包含連續(xù)形成圖案的相鄰目標部分的網(wǎng)絡。公知的光刻設備包括所謂的 步進機，在所述步進機中，通過將整個圖案一次曝光到所述目標部分上來輻射每一個目標 部分；以及所謂的掃描器，在所述掃描器中，通過輻射束沿給定方向(“掃描”方向)掃描所 述圖案、同時沿與該方向平行或反向平行的方向掃描所述襯底來輻射每一個目標部分。也 可能通過將圖案壓印(imprinting)到襯底的方式從圖案形成裝置將圖案轉移到襯底上。
不管采用哪種類型的設備，襯底上圖案的精確定位是用于減小可以通過光刻技術 制造的電路部件和其他產(chǎn)品的尺寸的主要挑戰(zhàn)。具體地，精確地測量已經(jīng)布置在襯底上的 特征的挑戰(zhàn)是能夠在重疊位置上足夠精確地定位特征的連續(xù)層以形成具有高產(chǎn)率的工作 器件的關鍵步驟。在如今的亞微米半導體器件中通常應該在幾十納米范圍內、在最臨界層 中細到幾納米范圍內實現(xiàn)所謂的重疊。
因此，現(xiàn)代光刻設備涉及在實際曝光步驟之前或在目標位置處圖案化襯底的步驟 之前的大量的測量或“繪圖”操作。這些操作是消耗時間的，限制了光刻設備的生產(chǎn)率，并 因此增加半導體產(chǎn)品或其他產(chǎn)品的單位成本?，F(xiàn)有技術中已經(jīng)采取多種步驟來消除這些延 遲。但是，仍然會造成管理費用，其限制了可以實現(xiàn)的生產(chǎn)率。
因為圖案特征變得越來越小并且重疊性能要求變得更加苛刻，所以所謂的先進對 準模型已經(jīng)并持續(xù)發(fā)展以更加精確地對晶片“格子”的非線性變形進行模型化和校正。然 而這些先進模型依賴于測量跨過晶片的增加的數(shù)量的目標，這自然是更花費時間的，并且 在整體上進一步限制了光刻過程的生產(chǎn)率。為了達到產(chǎn)品節(jié)點(例如28nm及以下)，可以 認為過程引入的晶片格子變形將對于重疊誤差變成更加重要的貢獻者。因此，任何臨界層 的重疊應該理想地使用先進對準模型來控制。同時，已知使用先進對準模型提高對對準信 息的要求，并降低生產(chǎn)率，僅因為必須測量更多的對準標記(目標)以確保足夠的數(shù)據(jù)作為 復雜的所應用的對準模型的輸入。因而附加的測量成本威脅到減少實現(xiàn)最高重疊性能的生 產(chǎn)率。
附加地，當使用先進對準(以滿足重疊要求)時，隨后的層必須遵循這種由每個晶片對準所引入的晶片格子校正以滿足重疊規(guī)范。這將對所有隨后的產(chǎn)品層持續(xù)實施，直到 重疊可以不導致?lián)p失為止。發(fā)明內容
本段是為了總結本發(fā)明的一些方面并簡要引入一些優(yōu)選的實施例。使用簡化或省 略是為了避免使本節(jié)的目的不清楚。這些簡化或省略不是為了限制本發(fā)明的范圍。
因此期望進一步降低光刻過程中的測量成本，同時保持較高階校正的性能優(yōu)點。 在本發(fā)明的第一方面，提供一種將圖案從圖案形成裝置轉移至襯底上的方法，所述方法包 括
(a)在光刻設備中設置圖案化子系統(tǒng)用于將圖案從圖案形成裝置應用至保持在圖 案化位置處的襯底的至少一部分；
(b)將襯底裝載在光刻設備內的襯底支撐結構上；
(C)在步驟(b)之后測量襯底上的多個對準標記的位置；和
(d)在步驟(C)之后操作光刻設備以在襯底上的一個或更多個期望的位置處應用 所述圖案，
其中步驟(d)包括使用校正信息以限定圖案所應用的位置，其中校正信息包括
-基于測量步驟(C)的結果的第一校正信息，和
-基于在⑴相同襯底和(ii)多個相似襯底中的至少一者上的對準標記的位置的 在步驟(b)之前執(zhí)行的測量的第二校正信息。
第一和第二校正信息一起可以比由測量步驟(C)可用的更詳細地限定局部位置 校正。第一校正可以包括具有不超過十個、可選地不超過六個參數(shù)的格子校正模型。第二 校正信息可以包括具有多于15或多于30個參數(shù)的格子校正模型。第一和第二校正信息尤 其與襯底以及如何將襯底安裝在設備中相關。通常第一和第二校正信息將與過程校正結合 使用，過程校正與由光刻設備以及整個光刻過程中其他步驟引入的變形相關。
在一個實施例中，第一校正信息限定由測量步驟(C)的結果計算的第一組位置校 正，第二校正信息限定至少部分地基于在步驟(b)之前執(zhí)行的測量結果計算的第二組位置 校正，并且在步驟(d)的執(zhí)行過程中組合地應用第一和第二組位置校正。
在一些已知的光刻設備中，一組位置校正可以被存儲并應用作為“每次曝光的校 正”(CPE)條件手段(recipe),并且被加入到其他校正中。在Chang等人Proc. SPIE 7140, 714043 (2008)上的文章“Throughput improvement from routing reduction by using CPE (correction per exposure)(通過使用CPE (校正每次曝光)由工藝行程減少帶來的產(chǎn) 出提高”中描述應用CPE條件手段以校正特定形式的變形的示例。根據(jù)摘要，手動生成的重 疊校正被應用作為“工作區(qū)”以改善邊緣場內的重疊，同時避免附加的測量時間。這些校正 將基于在光刻過程已經(jīng)用于施加兩個圖案層之后測量的在襯底上重疊誤差的測量。
在另一實施例中，測量步驟(C)的結果與在步驟(b)之前的測量結果結合并用于 計算包含第一和第二校正信息的單組位置校正。
第二校正信息可以包括多項式對準模型、區(qū)域對準模型以及徑向基函數(shù)模型中的一個。
在本發(fā)明的一種應用中，第二校正信息至少部分地基于同一襯底上對準標記的位置測量，所述測量在將先前的圖案應用至襯底的同時執(zhí)行。以此方式，在第一臨界層中使用 的先進對準模型可以在對第二層應用圖案過程中重新使用，而不需要相同的測量成本。
在本發(fā)明的另一種應用中，第二校正信息至少部分地基于同一圖案先前所已經(jīng)應 用至的一個或更多個襯底上對準標記的位置的先前執(zhí)行的測量。以此方式，由較早襯底測 量的信息可以被積累以支持先進對準模型的使用，而不用對每個襯底產(chǎn)生增加的測量成 本。
與先前執(zhí)行的測量的結果一起進行步驟(C)中執(zhí)行的測量以產(chǎn)生增強的第二校 正信息用于將圖案應用至隨后的襯底。
在上面的實施例中，先前執(zhí)行的測量的收集以及第二校正信息的產(chǎn)生、存儲和獲 取可以通過光刻設備的計算化的控制器自動地執(zhí)行。
本發(fā)明還提供一種器件制造方法，包括通過如前述方法將圖案從圖案形成裝置轉 移到襯底上，和根據(jù)所應用的圖案來處理襯底以形成產(chǎn)品特征。
本發(fā)明還提供一種光刻設備，布置成將圖案從圖案形成裝置轉移到襯底上，所述 設備包括
圖案化子系統(tǒng)，用于接納圖案形成裝置和將圖案施加至保持在圖案化位置處的襯 底的一部分；
襯底支撐結構，用于在施加圖案的同時保持襯底；
測量子系統(tǒng)，用于測量在襯底上的對準標記相對于設備的參照框架的位置；和
控制器，用于操作光刻設備以在保持在襯底支撐結構上的襯底上的一個或更多個 期望位置處施加圖案，所述控制器布置成在將襯底裝載到襯底支撐結構上之后基于測量子 系統(tǒng)所測量的對準標記的位置產(chǎn)生第一校正信息，以便從數(shù)據(jù)存儲器中獲取基于在裝載襯 底之前執(zhí)行的對準標記的測量的第二校正信息，并且組合地使用第一和第二校正信息以將 所應用的圖案定位在期望的位置。
所述設備可以適配成用于實施本發(fā)明關于上述方法給出的實施例和應用。
控制器可以布置成至少部分地基于使用同一圖案先前所已經(jīng)施加至的一個或更 多個襯底上的標記的位置的測量子系統(tǒng)執(zhí)行的測量自動地產(chǎn)生并存儲第二校正信息。
控制器可以布置成自動地將在襯底被裝載之后執(zhí)行的測量和先前執(zhí)行的測量結 果一起處理，以產(chǎn)生并存儲用于將圖案施加至隨后的襯底的過程中的增強的第二校正信 肩、O
光刻設備可以包括至少兩個襯底支撐結構，并且其中控制器布置成使用一個襯底 支撐結構在一個襯底上執(zhí)行圖案化，同時使用另一個襯底支撐結構在另一襯底上執(zhí)行對準 標記的位置測量。
本發(fā)明還提供一種計算機程序產(chǎn)品，包含用于控制一個或更多個光刻設備的一個 或更多個機器可讀指令序列，所述指令適于控制所述設備以執(zhí)行如上面本發(fā)明的實施例和 方面中任一個所述的方法。
本發(fā)明還提供一種計算機程序產(chǎn)品，包含用于引起數(shù)據(jù)處理單元應用上面本發(fā)明 的實施例和方面中任一個所述的光刻設備的控制器的一個或更多個機器可讀指令序列。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種計算機程序產(chǎn)品，包含用于控制光刻設備的一 個或更多個機器可讀指令序列，所述指令適于控制如上面本發(fā)明的實施例和方面中提出的方法的測量和定位步驟。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點以及本發(fā)明不同實施例的結構和操作將在下文中參照 附圖進行描述。應該注意，本發(fā)明不限于這里所描述的具體實施例。在這里給出的這些實 施例僅是示例性用途?；谶@里包含的教導，其他的實施例對本領域技術人員將是顯而易 見的。


現(xiàn)在參照隨附的示意性附圖，僅以舉例的方式，描述本發(fā)明的實施例，其中，在附 圖中相應的附圖標記表示相應的部件，且其中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的光刻設備；
圖2示意地示出根據(jù)已知的實踐、圖1中的設備中測量和曝光過程中的平臺。
圖3示意地示出根據(jù)本發(fā)明特定實施例的在圖1中的設備中的測量和曝光過程中 的平臺；
圖4和5示出在本發(fā)明的實施例中應用的先進對準測量和晶片格子校正的原理；
圖6不出形成本發(fā)明的第一應用不例和實施例的光刻過程；
圖7示出形成本發(fā)明的第二應用示例和實施例的光刻過程；
圖8示出本發(fā)明的第二應用示例和實施例的修改；和
圖9示出在實施圖3至8中示出的過程中有用的計算機系統(tǒng)硬件。
結合附圖通過下面詳細的說明，本發(fā)明的特征和優(yōu)點將變得更加清楚，在附圖中 相同的附圖標記在全文中表示對應元件。在附圖中，相同的附圖標記通常表示相同的、功能 相似的和/或結構相似的元件。元件第一次出現(xiàn)的附圖用相應的附圖標記中最左邊的數(shù)字 表不。
具體實施方式
通過下文中本發(fā)明的不同“實施例”的描述將更好地理解本發(fā)明。因此，具體的“實 施例”是為了了解本發(fā)明，但是每個實施例本身并不代表本發(fā)明的全部。在許多情況下，一 個特定實施方式的單個元件在執(zhí)行相似的或對應的功能的其他實施例中可以用不同的元 件代替。應當理解，本領域技術人員通過這里提供的教導將認識到在本發(fā)明有主要應用的 范圍和附加領域內的多個實施例以及附加的修改和應用。
圖1示意地示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的光刻設備LA。所述設備包括
-照射系統(tǒng)(照射器)IL，其配置用于調節(jié)輻射束B(例如紫外(UV)輻射或極紫外 (EUV)輻射)。
-支撐結構(例如掩模臺)MT，其構造用于支撐圖案形成裝置(例如掩模)MA，并與 配置用于根據(jù)特定的參數(shù)精確地定位圖案形成裝置的第一定位裝置PM相連；
-襯底臺(例如晶片臺)WTa或WTb，其構造用于保持襯底(例如涂覆有抗蝕劑的 晶片)W，并與配置用于根據(jù)特定的參數(shù)精確地定位襯底的第二定位裝置PW相連；和
-投影系統(tǒng)(例如折射式投影透鏡系統(tǒng))PS，其配置成用于將由圖案形成裝置MA 賦予輻射束B的圖案投影到襯底W的目標部分C(例如包括一根或更多根管芯)上。
照射系統(tǒng)可以包括各種類型的光學部件，例如折射型、反射型、磁性型、電磁型、靜電型或其它類型的光學部件、或其任意組合，以引導、成形、或控制輻射。
所述支撐結構MT支撐圖案形成裝置，即承載圖案形成裝置的重量。支撐結構MT 以依賴于圖案形成裝置的方向、光刻設備的設計以及諸如圖案形成裝置是否保持在真空環(huán) 境中等其他條件的方式保持圖案形成裝置。所述支撐結構MT可以采用機械的、真空的、靜 電的或其它夾持技術保持圖案形成裝置。所述支撐結構MT可以是框架或臺，例如，其可以 根據(jù)需要成為固定的或可移動的。所述支撐結構MT可以確保圖案形成裝置位于所需的位 置上(例如相對于投影系統(tǒng))。這里使用的術語“掩模版”或“掩模”可以看作與更為上位 的術語“圖案形成裝置”同義。
這里所使用的術語“圖案形成裝置”應該被廣義地理解為表示能夠用于將圖案在 輻射束的橫截面上賦予輻射束、以便在襯底的目標部分上形成圖案的任何裝置。應該注意 的是，賦予輻射束的圖案可能不與襯底的目標部分上的所需圖案精確地對應(例如，如果 圖案包括相移特征或所謂的輔助特征)。通常，被賦予輻射束的圖案將與在目標部分上形成 的器件中的特定的功能層相對應，例如集成電路。
圖案形成裝置可以是透射型的或反射型的。圖案形成裝置的示例包括掩模、可編 程反射鏡陣列以及可編程LCD面板。掩模在光刻術中是熟知的，并且包括諸如二元掩模類 型、交替型相移掩模類型、衰減型相移掩模類型和各種混合掩模類型之類的掩模類型。可編 程反射鏡陣列的示例采用小反射鏡的矩陣布置，每一個小反射鏡可以獨立地傾斜，以便沿 不同方向反射入射的輻射束。所述已傾斜的反射鏡將圖案賦予由所述反射鏡矩陣反射的輻 射束。
這里使用的術語“投影系統(tǒng)”可以廣義地解釋為包括任意類型的投影系統(tǒng)，包括折 射型、反射型、反射折射型、磁性型、電磁型和靜電型光學系統(tǒng)、或其任意組合，如對于所使 用的曝光輻射所適合的、或對于諸如使用浸沒液或使用真空之類的其他因素所適合的。這 里任何使用的術語“投影透鏡”可以認為是與更上位的術語“投影系統(tǒng)”同義。
如這里所示的，所述設備是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述設備 可以是反射型的(例如，采用如上所述類型的可編程反射鏡陣列，或采用反射式掩模)。
光刻設備可以是具有兩個(雙臺)或更多襯底臺(和/或兩個或更多的掩模臺) 的類型。在這種“多臺”機器中，可以并行地使用附加的臺，或可以在一個或更多個臺上執(zhí)行 預備步驟的同時，將一個或更多個其它臺用于曝光。此處公開的本發(fā)明可以以單獨的方式 應用，但是尤其地，其可以在單平臺設備或多平臺設備的預曝光測量臺中提供附加的功能。
所述光刻設備還可以是這種類型，其中襯底的至少一部分可以由具有相對高的折 射率的液體覆蓋(例如水)，以便填充投影系統(tǒng)和襯底之間的空間。浸沒液體還可以施加到 光刻設備的其他空間中，例如掩模和投影系統(tǒng)之間的空間。浸沒技術用于提高投影系統(tǒng)的 數(shù)值孔徑在本領域是熟知的。這里使用的術語“浸沒”并不意味著必須將結構(例如襯底) 浸入到液體中，而僅意味著在曝光過程中液體位于投影系統(tǒng)和該襯底之間。
照射器IL接收來自輻射源SO的輻射束。所述源和光刻設備可以是分立的實體 (例如當該源為準分子激光器時)。在這種情況下，不會將該源考慮成形成光刻設備的一部 分，并且通過包括例如合適的定向反射鏡和/或擴束器的束傳遞系統(tǒng)BD的幫助，將所述輻 射束從所述源SO傳到所述照射器IL。在其它情況下，所述源可以是所述光刻設備的組成部 分(例如當所述源是汞燈時)?？梢詫⑺鲈碨O和所述照射器IL、以及如果需要時設置的所述束傳遞系統(tǒng)BD —起稱作福射系統(tǒng)。
所述照射器IL可以包括用于調整所述輻射束的角強度分布的調整器AD。通常，可以對所述照射器IL的光瞳平面中的強度分布的至少所述外部和/或內部徑向范圍(一般分別稱為σ-外部和ο-內部)進行調整。此外，所述照射器IL可以包括各種其它部件， 例如積分器IN和聚光器CO?？梢詫⑺稣丈淦鱅L用于調節(jié)所述輻射束，以在其橫截面中具有所需的均勻性和強度分布。
所述輻射束B入射到保持在支撐結構(例如，掩模臺MT)上的所述圖案形成裝置 (例如，掩模MA)上，并且通過所述圖案形成裝置MA來形成圖案。在已經(jīng)穿過掩模MA之后， 所述輻射束B通過投影系統(tǒng)PS，所述投影系統(tǒng)將輻射束聚焦到所述襯底W的目標部分C上。 通過第二定位裝置PW和位置傳感器IF(例如，干涉儀器件、線性編碼器或電容傳感器)的幫助，可以精確地移動所述襯底臺WTa/WTb，例如以便將不同的目標部分C定位于所述輻射束B的路徑中。類似地，例如在從掩模庫的機械獲取或在掃描期間，可以將所述第一定位裝置PM和另一個位置傳感器IF(在圖1中沒有明確地示出)用于相對于所述輻射束B的路徑精確地定位掩模MA。通常，可以通過形成所述第一定位裝置PM的一部分的長行程模塊 (粗定位)和短行程模塊(精定位)的幫助來實現(xiàn)掩模臺MT的移動。類似地，可以采用形成所述第二定位裝置PW的一部分的長行程模塊和短行程模塊來實現(xiàn)所述襯底臺WTa/WTb 的移動。在步進機的情況下(與掃描器相反)，掩模臺MT可以僅與短行程致動器相連，或可以是固定的?？梢允褂醚谀蕵擞汳l、M2和襯底對準標記P1、P2來對準掩模MA和襯底 W。盡管所示的襯底對準標記占據(jù)了專用目標部分，但是他它們可以位于目標部分之間的空間(這些公知為劃線對齊標記)中。類似地，在將多于一個的管芯設置在掩模MA上的情況下，所述掩模對準標記可以位于所述管芯之間。
可以將所示的設備用于以下模式中的至少一種中
1.在步進模式中，在將掩模臺MT和襯底臺WTa/WTb保持為基本靜止的同時，將賦予所述輻射束的整個圖案一次投影到目標部分C上(S卩，單一的靜態(tài)曝光)。然后將所述襯底臺WTa/WTb沿X和/或Y方向移動，使得可以對不同目標部分C曝光。在步進模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單一的靜態(tài)曝光中成像的所述目標部分C的尺寸。
2.在掃描模式中，在對掩模臺MT和襯底臺WTa/WTb同步地進行掃描的同時，將賦予所述輻射束的圖案投影到目標部分C上(即，單一的動態(tài)曝光)。襯底臺WTa/WTb相對于掩模臺MT的速度和方向可以通過所述投影系統(tǒng)PS的(縮小)放大率和圖像反轉特征來確定。在掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了單一的動態(tài)曝光中的所述目標部分的寬度 (沿非掃描方向)，而所述掃描移動的長度確定了所述目標部分的高度(沿所述掃描方向)。
3.在另一模式中，將用于保持可編程圖案形成裝置的掩模臺MT保持為基本靜止狀態(tài)，并且在將賦予所述輻射束的圖案投影到目標部分C上的同時，對所述襯底臺WTa/WTb 進行移動或掃描。在這種模式中，通常采用脈沖輻射源，并且在所述襯底臺WTa/WTb的每一次移 動之后、或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間，根據(jù)需要更新所述可編程圖案形成裝置。 這種操作模式可易于應用于利用可編程圖案形成裝置(例如，如上所述類型的可編程反射鏡陣列)的無掩模光刻中。
也可以采用上述使用模式的組合和/或變體，或完全不同的使用模式。
在本示例中的光刻設備LA是所謂的雙臺型光刻設備，其具有兩個襯底臺WTa和WTb和兩個站,曝光站和測量站,襯底臺可以在曝光站和測量站之間交換。當在一個襯底臺 上的一個襯底在曝光站EXP處曝光時，另一個襯底可以被裝載到測量站MEA處的另一襯底 臺上使得可以執(zhí)行不同的準備步驟。準備步驟可以包括使用水平傳感器LS對襯底的表面 進行繪圖和使用對準傳感器AS測量襯底上的對準標記的位置。這使得設備的生產(chǎn)率得以 顯著的提高。如果位置傳感器IF在其位于測量站以及曝光站時不能測量襯底臺的位置，則 可以提供第二位置傳感器以允許在兩個站處跟蹤襯底臺的位置。本發(fā)明可以應用于僅具有 一個襯底臺或具有多于兩個襯底臺的設備中。
所述設備還包括光刻設備控制單元LACU，其控制不同的致動器和所述的傳感器的 所有測量和移動。LACU還包括信號處理和數(shù)據(jù)處理能力以執(zhí)行與設備操作相關的期望的計 算。在實際應用中，控制單元LACU將被實現(xiàn)作為多個子單元的系統(tǒng)，每一個子單元處置設 備內子系統(tǒng)或部件的實時數(shù)據(jù)采集、處理和控制。例如，一個處理子系統(tǒng)可以專用于襯底定 位器PW的伺服控制。分立的單元甚至可以處置粗和精致動器，或不同的軸線。另一單元可 以專用于位置傳感器IF的讀取。通過中心處理單元可以控制設備的整體控制，中央處理單 元與這些子系統(tǒng)處理單元、操作器以及與光刻制造過程相關的其他設備通信。
圖2示出在圖1的雙平臺設備中曝光襯底W上的目標部分(例如管芯)的已知的 步驟。在左手邊點線方框內的是在測量站MEA處執(zhí)行的步驟，而在右手邊示出在曝光站EXP 處執(zhí)行的步驟。不時地，襯底臺WTa、WTb中的一個將處于曝光站，同時另一個在測量站，如 上所述。為了描述的目的，假定襯底W已經(jīng)被裝載到曝光站中。在步驟200處，新的襯底W’ 通過未示出的機構被裝載至所述設備。這兩個襯底被并行地處理以便提高光刻設備的生產(chǎn) 率。首先看新裝載的襯底W’，其可以是先前未處理的襯底，已經(jīng)準備有在設備中用于第一次 曝光的新的光致抗蝕劑。然而，通常，所述的光刻過程將僅是一系列的曝光和處理步驟中的 一個步驟，使得襯底r多次通過所述設備和/或其他光刻設備，并且可以還經(jīng)歷隨后的多 次處理。
如剛提到的那樣，可以在其他光刻設備中執(zhí)行先前的工藝和/或隨后的過程，并 且甚至可以在不同類型的光刻設備中執(zhí)行。例如，在器件制造過程中在諸如分辨率和重疊 等參數(shù)方面要求非常苛刻的某些層可以在比那些要求不苛刻的其他層在更先進的光刻工 具中執(zhí)行。因而，某些層可以在浸沒型光刻工具中曝光，而另一些層在“干”的工具中曝光。 某些層可以在DUV波長條件下工作的工具中曝光，而另一些層使用EUV波長輻射曝光。
在步驟202，使用襯底標記Pl (圖1)等的對準測量和圖像傳感器(未示出)被用 于測量和記錄襯底相對于襯底臺WTa/WTb的對準。附加地，將測量跨過襯底r的多個對準 標記以建立“晶片格子”，其非常精確地對跨過襯底r的標記的分布進行繪圖，包括相對于 名義矩形格子的任何變形。在步驟204，晶片高度對X-Y位置的繪圖也被測量用于曝光圖案 的精確聚焦。
當襯底W’被裝載時，接收限定將要執(zhí)行的曝光的條件手段(recipe)數(shù)據(jù)206，以 及還接收晶片的性質以及先前執(zhí)行的和將要施加到晶片上的圖案。這些條件手段數(shù)據(jù)被加 入到在步驟202、204執(zhí)行的晶片位置測量、晶片格子以及高度繪圖，使得一組完整的條件 手段和測量數(shù)據(jù)208可以傳遞至曝光平臺。對準數(shù)據(jù)的測量例如包括與光刻過程的產(chǎn)品的 產(chǎn)品圖案以固定的或名義上固定的關系形成的對準目標的X和Y位置。這些恰好在曝光之 前獲取的對準數(shù)據(jù)被結合并插值以提供對準模型的參數(shù)。這些參數(shù)和對準模型將在曝光操作期間用以校正在當前光刻步驟中施加的圖案的位置。常規(guī)的對準模型可能包括四個、五 個或六個參數(shù)，它們一起限定“理想”格子在不同維度上的平移、旋轉以及縮放。正如下文 描述的，使用更多的參數(shù)的先進的模型是已知。
在步驟210，晶片r和W被交換，使得被測量的襯底r變成進入曝光站EXP的襯 底W。這種交換過程通過在設備內互換支撐結構WTa和WTb執(zhí)行，使得襯底W、W’保持被精 確地夾持和定位在那些支撐結構上，以保持襯底臺和襯底本身之間的相對對準。因此，一旦 臺被交換，確定投影系統(tǒng)PS和襯底臺WTb (以前是WTa)之間的相對位置必須使用在曝光步 驟的控制過程中用于襯底W(以前是W’)的測量信息202、204。在步驟212，使用掩模對準 標記Ml、M2執(zhí)行掩模版對準。在步驟214、216、218，在跨過襯底W的連續(xù)的目標位置處施以 掃描動作和輻射脈沖，以便完成多個圖案的曝光。通過使用在執(zhí)行曝光步驟過程中在測量 站處獲得的對準數(shù)據(jù)和高度分布圖，相對于期望的位置精確地對準這些圖案，并且尤其地， 相對于先前放置在同一襯底上的特征精確地對準這些圖案。此時，標記W”的被曝光的襯底， 在步驟220從設備卸載，以根據(jù)曝光圖案經(jīng)歷蝕刻或其他處理。
先講對準樽型
通過采用獨立的襯底臺WTa、WTb，設備在通過曝光平臺的襯底生產(chǎn)率方面的性能 被保持，同時允許執(zhí)行一組標準測量以表征每個晶片和先前施加至其上的圖案。當前標準 的對準模型具有六個參數(shù)(有效地在每個X、Y方向上有三個)，并且附加地具有更多個先 進的對準模型。另一方面，對于當前發(fā)展條件下最苛刻的工藝，為了獲得期望的重疊性能， 要求更加詳細的晶片格子校正。為此目的，已經(jīng)研制了先進對準模型。在這種情況下，“先 進”對準模型指的是具有比標準的六參數(shù)更大的復雜度的所有類型的模型。標準模型可能 使用少于十個參數(shù)，而先進對準模型通常使用超過15個參數(shù)，或多于30個參數(shù)。先進模型 的示例是較高階的晶片對準(HOWA)模型、區(qū)域對準(ZA)和基于徑向基函數(shù)(RBF，radial basis function)的對準模型。HOWA是基于第三階和更高階多項式函數(shù)的已經(jīng)公布的技術。 在例如 Huang 等人的 Proc. SPIE 6922,69221G(2008)上的文章 “Overlay improvement by zone alignment strategy (通過區(qū)域對準策略改善重疊)”中描述區(qū)域對準。在2011年2 月25日遞交的本申請人的共同未決的美國專利申請61/446，797中描述了 RBF模型?？梢?設計這些先進模型的不同的版本和擴展形式。先進模型得出在目標層的曝光期間被校正的 晶片格子的復雜的描述。RBF和最新版本的HOWA提供基于數(shù)十個參數(shù)的特別復雜的描述。 這暗示需要大量的測量來獲得具有足夠細節(jié)的晶片格子。
甚至在具有多個襯底臺WTa/WTb的實施例中，在每個晶片上用以獲得用于先進對 準的足夠測量結果的時間最終影響生產(chǎn)率。減少每一測量的時間容易降低每一測量的精確 度，使得對生產(chǎn)率的沖擊難以避免。另外，一旦在一個層中使用先進對準模型施加校正，則 相同水平的細節(jié)應該被應用在隨后的層，或在第一層中的校正變成在隨后的層的重疊的誤 差源。因此，制造商難以選擇是接受進一步的由于在隨后的層中使用先進模型帶來的測量 成本，還是遭受由于在隨后的層回到較簡單的對準模型、測量較少的標記帶來的重疊損失。
對準數(shù)據(jù)的存儲和重新使用
為了理解下面描述的新穎的步驟，應該注意到，在步驟202在晶片W上測量的晶片 格子信息在晶片W被曝光之后被丟棄。因此，每個晶片W、r、W”需要對于每次曝光執(zhí)行相 似的測量。類似地，每個晶片w在其再次被曝光以形成隨后的產(chǎn)品層之前需要再次被測量。發(fā)明人認識到，存在重新使用在對準測量(步驟202)期間獲得的晶片格子信息的多次機 會。這種構思的一種應用是允許使用先進對準模型改善精確度，而不會直接提高正常情況 下與這種模型相關的測量成本。
圖3示出圖2的過程的一些修改，其可以用于提供更加詳細的晶片格子信息而不 會帶來預期的生產(chǎn)率的損失。步驟300-320基本上類似于已知過程的步驟200-220。第一 種修改如330處點線數(shù)據(jù)路徑所示。在步驟202中晶片W上測量的晶片格子信息沒有被拋 棄，而是被存儲用于與隨后的晶片W’一起使用。只要晶片是相似的，具有相同的產(chǎn)品圖案和 處理歷史，例如在晶片格子中存在的變形的大的部分在晶片與晶片之間應該是一致，至少 在一堆(批次)內是一致的。通過重新使用這種信息的該部分，可以在不對每個晶片重復 相同測量的情況下應用對準的校正。在隨后的晶片上的測量可以較少，或它們可以被不同 的測量替代，由此積累更加詳細的模型或在每次曝光處變形的“特征標識(fingerprint) ”。 所積累的模型可以在晶片(場間)特征標識和/或場內變形方面更加詳細。
所述過程的另一修改用數(shù)據(jù)路徑332和334表示。在數(shù)據(jù)路徑332處，在晶片 W”(例如)上測量的晶片格子信息在晶片被曝光之后被輸出和存儲。在數(shù)據(jù)路徑334，所存 儲的數(shù)據(jù)被輸入并用作在同一晶片W’上隨后的層的晶片格子信息的一部分。這些數(shù)據(jù)可 以用于減少在相同或相似批次中隨后的晶片上花費的測量時間，數(shù)據(jù)330也一樣。當校正 的晶片至晶片的圖案從一批至另一批是一致的時，該數(shù)據(jù)可以用于在跨過不同批次中每個 晶片施加校正。例如，特定格子變形可以是每批中第二晶片(晶片2)的特性，并且可以被存 儲并用作每批中晶片2的校正，而不同的校正或不同的校正組合被應用于其他的晶片。替 換地，或附加地，當曝光同一晶片(或一批晶片)上的隨后的層時該輸出的數(shù)據(jù)可以被用作 晶片格子信息。在數(shù)據(jù)路徑334輸入的數(shù)據(jù)隨后可以被輸入到相似的光刻工具或非常不同 類型的光刻工具。只要所存儲的數(shù)據(jù)可以將晶片格子的變形與所用的不同工具和過程的特 征標識的變形區(qū)分，其就可以被重新使用以獲得良好的對準和重疊性能，而不用重復在正 常情況下獲得這些性能所需要的測量。
上面所描述的原理可以以多種方式應用，現(xiàn)在通過示例描述其中一些應用。
應用示例來自先前的層的格子信息的重新使用
圖4和5示出可以用于校正通過對準傳感器AL在晶片(襯底)W上的先前層中的 對準標記(目標)400上測量的晶片格子變形的對準信息的形式。每個目標具有名義位置， 通常用具有X和Y軸的規(guī)則的矩形格子402限定。每個目標的真實位置404的測量揭示與 名義格子的偏差。
如圖5所示，所有的目標的測量位置404可以以數(shù)值方式處理以為該特定晶片建 立變形的晶片格子406的模型。(在圖示的示例中，名義格子的直線已經(jīng)變成曲線，這表明 使用了較高階(先進)的對準模型。不用說，圖示的變形與真實情形相比被夸大)。對準是 光刻過程的獨特部分，因為校正機制能夠校正每個被曝光的晶片中的偏差(變形)。在當前 層曝光期間的對準測量在先前的層中形成的對準目標的位置。然而，目前現(xiàn)有光刻技術的 狀態(tài)是在不重新使用為任何先前層的曝光所測量的格子信息的情況下執(zhí)行對準。
當在連續(xù)層中使用的對準模型是同樣復雜時，它們的校正將通常一致并且獲得良 好的重疊性能。然而當對準模型在層之間不是同樣復雜時，由使用那些模型所應用的不同 的校正直接帶來額外的重疊損失。其原因在于，如果對于特定產(chǎn)品層已經(jīng)應用先進對準模型，則直接與該產(chǎn)品層對準并具有臨界的重疊(例如至柵極的觸點)的隨后的層也必須應 用相同的或甚至更加先進的對準模型。這是因為，對先前層應用的晶片格子校正意味著在 該層應用的特征與通過使用先進對準模型施加的包括曲線或其他較高階變形的變形的格 子406對準。
為了達到產(chǎn)品節(jié)點(例如28nm及以下)，可以認為過程引入的晶片格子變形將變 成對重疊誤差更重要的貢獻因素。因此，任何臨界層的重疊應該理想地用先進對準模型控 制。同時，已經(jīng)知道，使用先進對準模型增加對對準信息的要求并降低生產(chǎn)率，僅是因為必 須測量更多的對準標記以使得確保足夠的數(shù)據(jù)作為所應用的復雜的對準模型的輸入。
當使用先進對準(以滿足重疊要求)時，隨后的層必須遵循每個晶片對準引入的 晶片格子校正以滿足重疊規(guī)范。對所有隨后的產(chǎn)品層將繼續(xù)這個過程，直到重疊可以承受 損失為止。因而，一些問題為
·當在隨后的層不使用(同樣地)先進的對準模型時的重疊損失。
這僅在隨后的層沒有苛刻的重疊要求時是可接受的。
·當為使用相同或更先進的對準模型測量許多對準標記時的可能的生產(chǎn)率的損 失。所應用的對準測量方案必須滿足先進對準模型在將要測量的對準標記的數(shù)量和位置方 面的要求。
·在曝光連續(xù)的層之間的時間很重要且因此光刻設備的對準傳感器和其他部分的 性能在層之間已經(jīng)顯著漂移時也存在可能的重疊損失。為了解決這種類型的誤差，已經(jīng)研 制過程校正和反饋掃描器控制機構。這些機構本身是熟知的，它們基于使用獨立的測量設 備(圖1中未示出)對先前處理過的襯底的測量提供附加校正。
圖6示出器件制造方法的一部分，其中在第一層應用先進對準模型，同時避免在 隨后的層中需要應用(同等地)先進對準模型。這可以通過重新使用當測量第一層時由設 備產(chǎn)生的信息完成。這將避免生產(chǎn)率的損失，和經(jīng)歷校正同時發(fā)生的任何漂移的其他機制， 其在對隨后的層使用先進對準模型時實現(xiàn)相同的重疊性能?？傊斚冗M對準模型已經(jīng)應 用在先前的層中時，來自先前層中的對準標記的信息被用于構造晶片格子校正，該晶片格 子校正被存儲并在隨后層的曝光期間以對每個晶片每次曝光(CPE)條件手段校正的形式 被使用。這不但對類似HOWA的“簡單的”先進模型是有效的，而且對于當前研制或采用的 非常復雜的模型(例如RBF)也是有效的。已知的光刻設備提供一定范圍的過程校正的校 正條件手段，因而設計的問題在于為了實施本申請公開的改進提供附加的CPE分量。
圖6中示出的過程包括下列步驟
600 :在當前晶片或當前批的晶片曝光之前，光刻設備和相關的處理設備已經(jīng)以已 知的方式建立、校準、使用、監(jiān)測以及使用來自測試晶片、產(chǎn)品晶片及類似物的混合的數(shù)據(jù) 重新校準?？梢允褂锚毩⒌牧繙y設備MET測量重疊和其他性能參數(shù)。該校準和控制工作的 最終結果是過程校正條件手段CPE-P (過程CPE)，其存儲在設備的數(shù)據(jù)庫602中。正如本領 域技術人員理解的，將校正表示為單個條件手段是極大的簡化。在實際應用中校正被修改 以適應光刻設備的類型、具體的光刻設備、襯底的性質、抗蝕劑材料、顯影步驟、將要應用的 圖案的屬性，它們的性能參數(shù)將要被優(yōu)化等。對這些不同變量的具體化的許多子條件手段 被形成并結合。為了說明，子條件手段可以被稱為單個條件手段CPE-P，其是圖3中示出的 條件手段數(shù)據(jù)306的一部分。
610 :當曝光晶片W上的第一臨界層(LI)時使用對準傳感器AS執(zhí)行先進對準模型 的測量(圖3中示出的曝光過程的測量步驟302)。
612 :由先進對準模型所應用的晶片格子校正被存儲作為數(shù)據(jù)庫614中每個晶片 CPE條件手段CPE-W，使得其可以被重新用于特定晶片W。(圖3中數(shù)據(jù)路徑332對應)
616 :當時間到達曝光同一晶片W上的隨后的臨界層(L2)時，測量對于標準對準模 型足夠的對準標記，其比在層LI上使用的先進模型中的對準標記少很多。替代地，測量對 “簡單的”先進模型足夠的對準標記。原理簡單，層L2的模型比在層LI上使用的模型需要 較少的測量。例如，即使對兩層使用HOWA模型，對層L2可以減小多項式的階數(shù)，而不改變 模型的基本形式。對于本示例，可以假定，對層L2應用標準的6參數(shù)模型，并且這些校正在 圖中用6PAR表示。
618 :為了曝光第二臨界層L2，獲取所存儲的校正條件手段CPE-P和CPE-W，并且與 剛被測量的較簡單的校正6PAR結合以獲得一組完整校正620。
622 :在光刻設備曝光過程中應用完整的校正以將期望的圖案應用至晶片W的目 標部分，由此在先前層LI的特征的頂部形成層L2的期望的特征。
為了容易使用，圖示的過程可以是自動的。通過采用先進對準模型而沒有預期的 生產(chǎn)率損失、通過將對于良好的重疊需要的格子校正存儲作為子條件手段而不是通過每次 依賴于新的對準信息，來減少重疊。對準傳感器的測量性能將可以隨時間漂移。這種漂移 通常將主要具有較低階(第零階以及第一階)的項，并且可以通過自動過程控制系統(tǒng)(未 不出)來進行補償。
新的過程在實際應用中的附加優(yōu)點包括在相同的設備簇和與光刻直接相關的控 制計算機中提供自動的格子校正，并且不需要涉及太多的獨立的“性能控制”簇。
要注意的是，每個晶片校正CPE-W與過程因素基本上無關或可以形成為與過程因 素無關，僅是因為(期望地)過程校正CPE-P與晶片具體效果無關。這允許所存儲的先進 對準校正不僅應用在相同的光刻設備上，而且應用在可能在整個器件制造過程中用于不同 產(chǎn)品層的其他設備上。適于不同的光刻曝光技術(例如EUV/EUV，浸沒/干式的)的校正可 以與晶片校正子條件手段結合以適于每次曝光，而不用在每個機器中重復先進對準所需的 詳細的測量。
應用示例晶片之間的格子信息的重新使用
圖3中示出的原理也可以應用以獲得晶片之間的對準數(shù)據(jù)的更加靈活的收集和 使用，以更好地描述和校正晶片格子。尤其地，這可以應用以改善一組或“批”相似的產(chǎn)品 晶片的整體對準(重疊)性能。本發(fā)明人認識到，傳統(tǒng)的對準應用具有下面的缺點
生產(chǎn)率考慮通常將被測量的標記數(shù)量限制為幾十個標記對(一個標記對測量X和 Y位置)。使用如此多的標記對，晶片僅被部分地表征。通常需要更多的標記對以完全地表 征晶片。例如，可能需要80-300標記對以充分利用潛在的先進校正模型。
即使格子校正“特征標識”對于所述批或子組的全部晶片是相似的，僅使用僅一個 晶片的對準數(shù)據(jù)對描述特征標識可能是不精確的，并且不被當前控制軟件所支持。
重復地測量整個批次的不同晶片上的同一子組的標記并不增加格子的信息。
通常，這些缺點限制現(xiàn)代“前饋”校正技術用以改善產(chǎn)品上的重疊的效率。工業(yè)發(fā) 展趨勢是使用越來越多的前饋校正。例如，當前掩模度量設備提供用于表征記錄和CD掩模的特征標識的數(shù)據(jù)。這允許在隨后的襯底的曝光期間場內校正的前饋產(chǎn)生。本申請示例能 夠實現(xiàn)通過使用光刻設備的對準傳感器作為度量傳感器獲得前饋和反饋校正的優(yōu)點。
圖7示出利用在測量側上執(zhí)行在線對準以產(chǎn)生在曝光側上應用的場間校正的過 程?？梢蕴砑訄鰞刃Ｕ鳛檫@種構思的延伸。校正的間隔尺寸可以是針對每批次的，下至 多批次內或跨過多批次的每個晶片的校正。
廣義地，步驟700等與圖6中的對應的步驟600等在概念上是相同的。但是圖6 的示例是應用從同一襯底(晶片)上先前的層測量的校正，本示例示出與圖3中數(shù)據(jù)路徑 330對應的、從同一批次內不同晶片測量的校正的收集和/或重新使用。這種構思甚至可以 擴展至同一產(chǎn)品線內的不同批次。為了簡單起見，在圖7的示例中，假定圖7指的是整個器 件制造過程中單層的處理。當考慮多層時，如果需要的話，圖6和7中的技術可以結合在一 起。
針對一批晶片與傳統(tǒng)的對準和曝光次序相關的改變如下。在所述批次內第一晶片 或第一幾個或多個晶片與所述批次內其他晶片不同地處理。不同地處理的晶片的數(shù)量是通 過設計和實驗確定的問題，正如下文解釋的。
在步驟710，第一幾個或多個晶片(Wl+)被詳細地對準同時通過圖3中的過程曝 光。在所有場內或在場的較大子集(例如30%)內測量每個場的所有對準標記。作為這種 概念可能的延伸，在每個場可用多個標記的情況下，可以執(zhí)行足夠的測量用于精確的場內 校正以及晶片尺度(場間)校正。
在步驟710中測量的晶片的數(shù)量首先依賴于用以消除晶片特定的相差所需的平 均化。如果存在一些由處理引入的批次內的分布，則可以期望更多的測量。例如，如果已知 該批次的隨后的處理將在兩個蝕刻室之間被分開，則可以預期統(tǒng)計學上的雙峰分布。在下 面的說明書中，所提到的“批次”，說明的是在實際應用中它指的是可以是制造批次(通常 是25個晶片)的子集的“處理子集”，和/或可以包括來自多于一個制造批次的晶片(如果 它們的性質足夠相似)。在步驟712中，在第一幾個或多個晶片上的詳細測量被統(tǒng)計地結 合以獲得每個曝光條件手段CPE-L的校正，其可以統(tǒng)計地應用于該批次的剩余晶片(Wm+)。 該條件手段被存儲在數(shù)據(jù)庫714內。
在第一晶片上的詳細對準的額外的時間被補償，其中第一幾個或多個晶片被詳細 對準和校正，最小化重新加工的需要，重新加工通常在批次的開始出現(xiàn)。要說明的是，如果 以前已經(jīng)對準和曝光相似的批次，則可以減少這種詳細對準。通過先前批次的測量產(chǎn)生的 批次校正條件手段CPE-L可以用作對于當前批次的校正的第一估計。將這種技術與圖6中 示出的結合，批次校正條件手段可以基于先前層執(zhí)行的測量。
在716處，對剩余的晶片(Wm+)的傳統(tǒng)的測量-曝光循環(huán)開始。這些剩余晶片中 的每一個僅被測量以足以產(chǎn)生其晶片格子的較簡單的模型，例如6參數(shù)模型。在718處，所 存儲的批次校正條件手段CPE-L被獲取并與較簡單的模型結合以獲得用于將要曝光的晶 片的一組完整的校正720。過程校正子條件手段CPE-P也如前面一樣被結合。
在光刻工具具有在曝光側上的具體的特征標識的實施例(例如浸沒或向上掃描 向下掃描(SUSD)或向左步進向右步進(SLSR))中，這種特征標識被較早表征，并被添加到 在測量側上限定的格子的頂部。這可以是過程校正條件手段CPE-P的一部分。
應用圖7的過程可以帶來以下優(yōu)點
整個批次中的更好的重疊和潛在的改進的重疊，因為由從晶片I向前和/或從批次到批次校正變得更好。
更好的重疊，因為可以更細的校正間隔尺寸，直到校正每個晶片為止。
新產(chǎn)品不需要“提前發(fā)送”晶片，因為第一晶片的完全對準能夠實現(xiàn)第一次正確的場間和場內校正。
在光刻設備被包含在真空環(huán)境中的EUV(極紫外)光刻技術中最后的優(yōu)點可能是尤其有利的。甚至對于新產(chǎn)品，也不需要晶片離開系統(tǒng)。
圖8示出這種應用示例的修改的版本，其中步驟800至822大體對應于圖7中類似編號的步驟700至722。除了下面描述的差別，上面對原理、實施方式和可選的特征的全部描述如應用于圖7 —樣應用于圖8。然而，對于第一個差別，圖7中由第一新的晶片的對準數(shù)據(jù)產(chǎn)生先進校正條件手段CPE-L并且隨后將先進校正條件手段CPE-L存儲在數(shù)據(jù)庫714 中，而在圖8中對準數(shù)據(jù)本身被存儲在數(shù)據(jù)庫814中，并且在曝光時產(chǎn)生先進校正條件手段 CPE-L0這涉及處理成本，與僅將校正條件手段計算一次不同，但是這種成本沒有對每個晶片Wi應用先進校正模型所造成的成本大。如果這是測量成本，而不是使用繁冗的先進模型的處理成本，則處理成本不是問題。
基于第一個差別，可以添加第二個差別，其通過批次的曝光而日益增多地提高模型化和校正的精確度。如數(shù)據(jù)路徑824所示，在每一次隨后的曝光期間實施的對準測量的結果可以與先前的測量結合以在數(shù)據(jù)庫814中產(chǎn)生一組增強的測量數(shù)據(jù)。這種增強的數(shù)據(jù)組又可以用于計算增強的校正條件手段，其通過圖示的方式表示為CPE-L’。也就是說，對隨后的晶片整體地或部分地重新計算校正條件手段允許校正條件手段響應于在每個晶片上或(如果愿意)在晶片的子集上執(zhí)行的新的測量而逐步改進。在一個實施例中，步驟816 中的對準標記選擇從晶片到晶片是不同的，以便逐步地完整地表征(平均)晶片格子。在步驟816和步驟810在晶片之間這也可以是對的。因為對于每個晶片測量幾十個標記對， 所以標記位置的改變不會負面地影響重疊，也不會影響生產(chǎn)率。替代地，在816的測量可以與在先前晶片上的測量一樣簡單重復相同的測量，并且改進統(tǒng)計的精確度。然而，添加不同的標記選擇的機會允許更充裕地表征格子，而不會慣常地增加每個晶片的測量成本。如果需要，最老的數(shù)據(jù)可以從模型抹掉。
在圖8中示出的方法版本中，在步驟816中收集的測量數(shù)據(jù)可以單獨地使用作為單獨用于較高階變形的先進校正的基礎的部分，并且整體地作為標示為6PAR的標準校正和第一階變形的基礎，標準校正對在襯底支撐結構WTa/WTb上的晶片的位置進行校正。在先進模型中使用數(shù)據(jù)應該以這樣的方式完成，使得由標準模型進行的校正也不通過被包含在先進模型條件手段中而被復制(即，過校正)。一種用于此的技術是在將標準模型校正 (6PAR)加入用于先進模型的測量的數(shù)據(jù)庫中之前從測量中減去標準模型校正。另一種技術不是獨立地計算標準模型校正^PAR)和先進條件手段，而是基于所有的收集的數(shù)據(jù)來計算單個的先進模型。
圖6至8中示出的步驟和數(shù)據(jù)流不是為了限制實際實施方式，而是為了示出這里公開的新技術的原理。例如，存儲在數(shù)據(jù)庫814中用于以條件手段CPE-L、CPE-L’等重新使用的數(shù)據(jù)可以是由對準標記測量的原始的位置信息，其可以是已完成的或最終的校正條件手段或其可以是中間(半處理)數(shù)據(jù)。本領域技術人員容易選擇具體的實施方式。
圖7和8中大體地表示的應用示例是可適應的并且可以有利地在下面的情形中執(zhí) 行由于多處理室?guī)淼木哂卸喾N模式分布的批次；引入局部晶片變形作為重疊的主要貢 獻者的類型的處理步驟。
執(zhí)行方式
上述方法的步驟可以在如圖1所示的光刻設備控制單元LA⑶中自動地執(zhí)行，這種 單元LA⑶可以包括如圖9所示的計算機組件。該計算機組件可以是在根據(jù)本發(fā)明的組件 的實施例中的控制單元形式的專用的計算機，或替換地，是用于控制光刻投影設備的中央 計算機。計算機組件可以布置用于裝載包括計算可執(zhí)行編碼的計算機程序產(chǎn)品。這可以允 許計算機組件在計算機程序產(chǎn)品被下載時，控制具有水平和對準傳感器AS、LS的實施例的 光刻設備的前述使用。
連接至處理器1227的存儲器1229可以包括多個存儲器部件，例如硬盤1261、只讀 存儲器(ROM) 1262、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM) 1263以及隨機存取存儲器(RAM)。 不是所有前面提到的存儲部件都需要存在。此外，前面提到的存儲部件不必在物理上靠近 處理器1227或彼此靠近。它們可以位于一定距離以外。
處理器1227還可以連接至某些類型的用戶接口，例如鍵盤1265或鼠標1266。也 可以使用觸摸屏、軌跡球、語言轉換器或其他本領域技術人員已知的接口。
處理器1227可以連接至讀取單元1267，其布置用以從例如軟盤1268或⑶ROM 1269等數(shù)據(jù)載體上讀取計算機可執(zhí)行編碼形式的數(shù)據(jù)，在某些情況下將計算機可執(zhí)行編碼 形式的數(shù)據(jù)存儲在所述數(shù)據(jù)載體上。此外，可以使用本領域技術人員已知的DVD或其他數(shù) 據(jù)載體。
處理器1227還可以連接至打印機1270以在紙上以及本領域技術已知的任何類型 的(例如監(jiān)視器或LCD(液晶顯示器))顯示器1271上打印出輸出數(shù)據(jù)。
處理器1227可以通過可響應輸入/輸出(I/O)的發(fā)射器/接收器1273連接至通 信網(wǎng)絡1272，例如公用電話網(wǎng)(PSTN)、局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)等。處理器1227可以布 置成經(jīng)由通信網(wǎng)絡1272與其他通信系統(tǒng)連通。在本發(fā)明的一個實施例中，例如操作者的個 人電腦等外部計算機(未示出)可以經(jīng)由通信網(wǎng)絡1272登錄入處理器1227。
處理器1227可以應用作為獨立的系統(tǒng)或作為并行地操作的多個處理單元，其中 每個處理單元布置成執(zhí)行較大程序的子任務。處理單元還可以分成一個或更多個具有多個 子處理單元的主處理單元。處理器1227的一些處理單元甚至可以位于其他處理單元的一 定距離外并且經(jīng)由通信網(wǎng)絡1272通信。模塊之間的連接可以是有線的或無線的。
計算機系統(tǒng)可以是具有布置用以執(zhí)行這里所說的功能的模擬和/或數(shù)字和/或軟 件技術的任何信號處理系統(tǒng)。
雖然在本文中詳述了光刻設備用在制造IC(集成電路)，但是應該理解到，這里所 述的光刻設備可以有其他應用，例如制造集成光學系統(tǒng)、磁疇存儲器的引導和檢測圖案、平 板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。本領域技術人員應該認識到，在這種替代應用的 情況中，可以將這里使用的任何術語“晶片”或“場” / “管芯”分別認為是與更上位的術語 “襯底”或“目標部分”同義。這里所指的襯底可以在曝光之前或之后進行處理，例如在軌道 (一種典型地將抗蝕劑層涂到襯底上，并且對已曝光的抗蝕劑進行顯影的工具)、量測工具 和/或檢驗工具中。在可應用的情況下，可以將所述公開內容應用于這種和其他襯底處理工具中。另外，所述襯底可以處理一次以上，例如為產(chǎn)生多層1C，使得這里使用的所述術語 “襯底”也可以表示已經(jīng)包含多個已處理層的襯底。
雖然上面詳述了本發(fā)明的實施例在光學光刻術中的應用，應該注意到，本發(fā)明可 以有其它的應用，例如壓印光刻術，并且只要情況允許，不局限于光學光亥|J。在壓印光刻中， 圖案形成裝置中的拓撲限定了在襯底上產(chǎn)生的圖案?？梢詫⑺鰣D案形成裝置的拓撲印刷 到提供給所述襯底的抗蝕劑層中，在其上通過施加電磁輻射、熱、壓力或其組合來使所述抗 蝕劑固化。在所述抗蝕劑固化之后，所述圖案形成裝置從所述抗蝕劑上移走，并在抗蝕劑中 留下圖案。
這里使用的術語“輻射”和“束”包含全部類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射 (例如具有約365、248、193、157或126nm的波長)和極紫外(EUV)輻射(例如具有5_20nm 范圍的波長)，以及粒子束，例如離子束或電子束。
在允許的情況下，術語“透鏡”可以表示不同類型的光學部件中的任何一種或其組 合，包括折射式的、反射式的、磁性的、電磁的以及靜電的光學部件。
盡管以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實施例，但應該認識到，本發(fā)明可以以與上述 不同的方式來實現(xiàn)。例如，本發(fā)明可以采用包含用于描述一種如上面公開的方法的一個或 更多個機器可讀指令序列的計算機程序的形式，或具有存儲其中的所述計算機程序的數(shù)據(jù) 存儲介質(例如半導體存儲器、磁盤或光盤)的形式。
上述本說明書是示例性的而不是限制的。因此，本領域技術人員清楚在不脫離所 附權利要求的范圍的情況下可以對本發(fā)明進行修改。此外，應該認識到，這里任一實施例中 示出或描述的結構特征或方法步驟也可以用于其他實施例中。
權利要求
1.一種將圖案從圖案形成裝置轉移到襯底上的方法，所述方法包括步驟 (a)在光刻設備中設置圖案化子系統(tǒng)用于將圖案從圖案形成裝置應用至保持在圖案化位置處的襯底的至少一部分； (b)將襯底裝載在光刻設備內的襯底支撐結構上； (C)在步驟(b)之后測量襯底上的多個對準標記的位置；和 (d)在步驟(C)之后操作光刻設備以在襯底上的一個或更多個期望的位置處應用所述圖案， 其中步驟(d)包括使用校正信息以限定應用圖案的位置，其中校正信息包括 -基于測量步驟(C)的結果的第一校正信息，和 -基于在(i)同一襯底和(ii)多個相似的襯底中的至少ー個上的對準標記的位置的在步驟(b)之前執(zhí)行的測量結果的第二校正信息。
2.如權利要求1所述方法，其中第一和第二校正信息一起比由測量步驟(c)可獲得的測量結果更詳細地限定局部位置校正。
3.如權利要求1或2所述方法，其中第一校正信息限定由測量步驟(c)的結果計算的第一組位置校正并且第二校正信息限定至少部分地基于在步驟(b)之前執(zhí)行的測量結果計算的第二組位置校正，并且在步驟(d)的執(zhí)行過程中組合地應用第一和第二組位置校正。
4.如權利要求1或2所述方法，其中測量步驟(c)的結果與在步驟(b)之前的測量結果結合并用于計算包含第一和第二校正信息的單組位置校正。
5.如權利要求4所述方法，其中第二校正信息包括多項式對準模型、區(qū)域對準模型以及徑向基函數(shù)模型中的ー個。
6.如前述權利要求中任一項所述方法，其中第二校正信息至少部分地基于相同村底上對準標記的位置測量，所述測量在將先前的圖案應用至襯底的同時執(zhí)行。
7.如前述權利要求中任一項所述方法，其中第二校正信息至少部分地基于同一圖案先前所已經(jīng)應用至的在一個或更多個襯底上對準標記的位置的先前執(zhí)行的測量。
8.如權利要求7所述方法，其中與先前執(zhí)行的測量的結果一起進行步驟(c)中執(zhí)行的測量以產(chǎn)生增強的第二校正信息用于將圖案應用至隨后的襯底。
9.如前述權利要求中任一項所述方法，其中通過光刻設備的計算機化的控制器自動地執(zhí)行先前執(zhí)行的測量的收集和第二校正信息的產(chǎn)生、存儲以及獲取。
10.如前述權利要求中任一項所述方法，其中光刻設備包括至少兩個襯底支撐結構，并且其中使用一個襯底支撐結構在一個襯底上執(zhí)行圖案化步驟(d)時，使用另ー襯底支撐結構在另一村底上同時地執(zhí)行步驟(C)。
11.一種器件制造方法，包括通過如前述權利要求中任一項所述方法將圖案從圖案形成裝置轉移到襯底上，和根據(jù)所應用的圖案處理襯底以形成產(chǎn)品特征。
12.—種光刻設備，布置成將圖案從圖案形成裝置轉移到襯底上，所述設備包括 圖案化子系統(tǒng)，用于將圖案從圖案形成裝置應用至保持在圖案化位置處的襯底的一部分； 襯底支撐結構，用于在應用圖案時保持襯底； 測量子系統(tǒng)，用于測量襯底上的對準標記相對于所述設備的參照框架的位置；和控制器，用于操作光刻設備以在保持在襯底支撐結構上的襯底上一個或更多個期望的位置處應用圖案，所述控制器布置成在將襯底裝載到襯底支撐結構上之后基于由測量子系統(tǒng)測量的對準標記的位置產(chǎn)生第一校正信息，以便從數(shù)據(jù)存儲中獲取基于在裝載襯底之前執(zhí)行的對對準標記的測量的第二校正信息，并且組合地使用第一和第二校正信息以將所應用的圖案定位在期望的位置。
13.如權利要求12所述設備，其中第一和第二校正信息一起比由將襯底裝載在襯底支撐結構上之后執(zhí)行的測量可獲得的測量結果更詳細地限定局部位置校正。
14.如權利要求13所述設備，其中第二校正信息包括多項式對準模型、區(qū)域對準模型以及徑向基函數(shù)模型中的ー個。
15.如權利要求11至14中任ー項所述設備，其中控制器布置成自動地產(chǎn)生并存儲至少部分地基于在將先前的圖案應用至同一襯底時使用測量子系統(tǒng)執(zhí)行的測量的第二校正信
16.如權利要求11至15中任ー項所述設備，其中控制器布置成自動地產(chǎn)生并存儲至少部分地基于使用同一圖案先前所已經(jīng)應用至的一個或更多個襯底上的標記的位置的測量子系統(tǒng)執(zhí)行的測量的第二校正信息。
17.如權利要求16所述設備，其中控制器布置成將在襯底被裝載之后執(zhí)行的測量與先前執(zhí)行的測量結果一起自動地處理以產(chǎn)生并存儲用于將圖案應用至隨后的襯底的過程中的增強的第二校正信息。
18.如權利要求11至17中任ー項所述設備，其中光刻設備包括至少兩個襯底支撐結構，并且其中控制器布置成使用一個襯底支撐結構在一個襯底上執(zhí)行圖案化，同時使用另一個襯底支撐結構在另ー襯底上執(zhí)行對準標記的位置測量。
19.一種計算機程序產(chǎn)品，包含用于控制一個或更多個光刻設備的一個或更多個機器可讀指令序列，所述指令適于控制所述設備以執(zhí)行如權利要求1-10中任一項所述的方法。
20.一種計算機程序產(chǎn)品，包含用于使數(shù)據(jù)處理單元實現(xiàn)如權利要求11-18中任ー項所述的光刻設備的控制器的一個或更多個機器可讀指令序列。
全文摘要
本發(fā)明公開了將圖案應用至襯底的方法、器件制造方法以及用于這些方法的光刻設備。襯底被裝載到光刻設備的襯底支撐結構上，之后設備測量襯底對準標記的位置。這些測量限定第一校正信息，由此允許設備在襯底上的一個或更多個期望的位置應用圖案。使用附加的第二校正信息增強圖案定位精確度，尤其是校正名義對準格子的較高階變形。第二校正信息可以基于在應用先前的圖案至相同襯底時所執(zhí)行的對準標記的位置測量。第二校正信息可以替代地或附加地基于在當前襯底之前已經(jīng)被圖案化的相似襯底上執(zhí)行的測量。
文檔編號G03F7/20GK103034067SQ20121035953
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權日2011年9月28日
發(fā)明者S·C·T·范德山登, R·J·F·范哈恩, H·J·G·西蒙斯, R·D·M·埃德阿特, 魏秀虹, M·庫比斯, I·里尤利納 申請人:Asml荷蘭有限公司