发明名称 利用参数可变性来决定焦距中心
摘要 为一刻版印刷的工具决定其焦距中心与程序控制之方法。绕射识别标志系由众多数位于多个不同焦距设定场域内之衍射结构所获得。随同各个场域之绕射识别标志的可变性被决定出来,其系藉由直接分析或是与某一资讯库比较而得。为所有,或一子集合,位在各个场域之衍射结构的选定外貌尺寸之可变性或一致性被计算出。该可变性或一致性可能以任何量测计量表现出来,包括标准偏差量或是该选定外貌尺寸值的范围,或是该等绕射识别标志本身的可变性或一致性,例如由RMS(均方根)差异或强度范围。本方法可能用来作程序控制及焦距漂移之监测所用,其系藉由在一系列晶圆中衍射结构之绕射识别标志的内部-跨场域决定其可变性或一致性之变动程度。
申请公布号 TWI231358 申请公布日期 2005.04.21
申请号 TW093109722 申请日期 2004.04.08
申请人 安格盛光电科技股份有限公司 发明人 麦克E. 力陶;克里斯多夫J. 雷蒙
分类号 G01B9/00;G03F7/20 主分类号 G01B9/00
代理机构 代理人 詹景尧 高雄市前金区中正四路143号6楼之2
主权项 1.一种测量和刻版印刷设备有关参数的方法,该方 法包括了以下步骤: 提供一种包含着衆多数场域之衬底,各场域已经于 不同焦距値曝光,并包含衆多数衍射结构其以刻版 印刷程序利用该刻版印刷设备形成于该衬底上者; 以一种辐射源为基础的工具为在衆多数场城内衆 多数各个衍射结构测量其绕射识别标志; 为各个场域决定其由位于该场域内衆多数衍射结 构测量所获该绕射识别标志之可变性;并且 比较与该等场域相关联之可变性,以决定该刻版印 刷设备的一个欲求之参数。 2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该等衍射 结构为单周期性、双-周期性、多-周期性,或非-周 期性之构造。 3.如申请专利范围第2项所述之方法,其中该衍射结 构包括格栅。 4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该衬底包 含一半导体晶圆。 5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该辐射源 为基本之工具包括一种以光线光源为基本之工具 。 6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该以光线 光源为基本之工具包含一入射雷射光束源,一种光 学系统将雷射光束聚焦并扫描经过某范围的入射 角,以及一种检测器以检测对整个量测角度所形成 之绕射识别标志。 7.如申请专利范围第6项所述之方法,其中该光线光 源为基本之工具包含一种以角度-分割解析之散射 计。 8.如申请专利范围第5项所述之方法,其中该光线光 源为基本之工具包含衆多数雷射光束源。 9.如申请专利范围第5项所述之方法,其中该光线光 源为基本之工具包含一种入射宽频谱光线源,一种 光学系统将光线聚焦并以某范围的入射波长发光, 以及一种检测器以检测对整个量测波长所形成之 绕射识别标志。 10.如申请专利范围第5项所述之方法,其中该光线 光源为基本之工具包含一种入射光线源,其构成部 份为变化S与P极化之幅度与相位者,一种光学系统 将光线聚焦并以某范围之入射相位发光,以及一种 检测器以检测所形成绕射识别标志之相位。 11.如申请专利范围第1项所述之方法,其中测量某 一绕射识别标志包含以一种宽频谱幅射源为基本 的工具作相位量测,其操作于某一固定角度、某一 可变入射角度或某一可变扫描角度。 12.如申请专利范围第1项所述之方法,其中测量某 一绕射识别标志包含以一种单一波长幅射源为基 本的工具作相位量测,其操作于某一固定角度、某 一可变入射角度或某一可变扫描角度。 13.如申请专利范围第1项所述之方法,其中测量某 一绕射识别标志包含以一种分离式多波长幅射源 为基本的工具作相位量测。 14.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该绕射 识别标志是一种反射的绕射识别标志。 15.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该绕射 识别标志是一种传导的绕射识别标志。 16.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该绕射 识别标志是一种反射阶的绕射识别标志。 17.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该绕射 识别标志是一种较高阶的绕射识别标志。 18.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该绕射 识别标志是一般光线散射或绕射的某一量测量値 。 19.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该欲求 之参数为焦距中心。 20.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该欲求 之参数为一种剂量。 21.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该刻版 印刷装置的欲求参数之値,系由与具有该绕射识别 标志最小可变性的场域相关联之欲求参数数値决 定之。 22.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该决定 步骤包括为每一场域测量其绕射识别标志之强度 范围,其识别标志系由衆多数位于该场域内量测得 之绕射识别标志所获得。 23.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该决定 步骤包括计算该可变性之统计量测数。 24.如申请专利范围第23项所述之方法,其中该统计 量测数为该绕射识别标志的均方根(root mean square) 误差。 25.如申请专利范围第1项所述之方法,该方法更包 括于所知的不同焦距设定及所知的不同剂量设定 处形成衆多数衍射结构,并且决定其剂量对于焦距 的效应。 26.如申请专利范围第25项所述之方法,其中该衆多 数衍射结构包含与所知不同焦距设定相同之衍射 结构套组,该等套组随所知的不同剂量设定而变化 。 27.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该决定 步骤包括 提供一种由理论衍射结构产生的理论绕射识别标 志资讯库; 于该资讯库中为每一量测得之绕射识别标志决定 一最佳适配之理论绕射识别标志; 将该最佳适配理论绕射识别标志之某一选定外貌 尺寸与该量测得之绕射识别标志相关联;并且 为每一场域决定其与位在该场域内衆多数衍射结 构相关联的选定外貌尺寸之可变性。 28.如申请专利范围第27项所述之方法,其中该选定 外貌尺寸为关键尺寸(CD)。 29.如申请专利范围第27项所述之方法,其中该选定 外貌尺寸为一断面面积。 30.如申请专利范围第27项所述之方法,其中该选定 外貌尺寸为一断面体积。 31.如申请专利范围第27项所述之方法,其中该选定 外貌尺寸为该提供和理论绕射识别标志相配之理 论衍射结构的二或更多外貌尺寸之乘积。 32.如申请专利范围第27项所述之方法,其中该测定 步骤包括为每一场域测量其与衆多数位于该场域 内量测得之衍射结构造相关联的选定外貌尺寸之 范围。 33.如申请专利范围第27项所述之方法,其中该测定 步骤包括计算其可变性之统计量测量値。 34.如申请专利范围第33项所述之方法,其中该统计 量测量値为该选定外貌尺寸之标准偏差量(standard deviation)。 35.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该衍射 结构包含潜在图像衍射结构。 36.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该衬底 尚未经受一显影程序。 37.一种于一刻版印刷设备内焦距中心之程序控制 方法,该方法包含以下步骤: 依据申请专利范围第19项所述之方法决定该刻版 印刷设备之焦距中心;以及 将该刻版印刷设备之焦距设定调整到所决定之焦 距中心。 38.如申请专利范围第37项所述之方法,其中该调整 步骤系利用一种以电脑为基本的控制系统。 39.如申请专利范围第37项所述之方法,其中该调整 步骤包含一种自动对焦控制系统,其中至少有一自 动对焦控制系统的输入系包含一种有关于最小可 变性之量测量値。 40.如申请专利范围第37项所述之方法,其中该调整 步骤包含对于时间测量其由位于选定场域内衆多 数衍射结构所获之量测绕射识别标志的可变性。 41.如申请专利范围第40项所述之方法,其中该选定 之场域系先前经决定位于焦距中心者。 42.如申请专利范围第40项所述之方法,其中假如其 可变性超过某预先决定之控制限度,则该刻版印刷 设备之焦距即被调整。 43.一种于刻版印刷设备内程序控制的方法,该方法 包含以下步骤: 将衆多数衍射结构并同该刻版印刷设备于某一场 域中在一系列晶圆上曝光; 以一种辐射源为基本之工具为衆多数于某一场域 中在一系列晶圆上各个衍射结构测量其绕射识别 标志; 为各个晶圆决定其由衆多数衍射结构所获得该测 量绕射识别标志之可变性;并且 比较与该等晶圆相关联之可变性,以控制该刻版印 刷设备的某一个欲求之参数。 44.如申请专利范围第43项所述之方法,另外包括调 整该刻版印刷设备的至少一个欲求参数,以回应与 晶圆相关联之比较过的可变性之步骤。 45.如申请专利范围第44项所述之方法,其中该调整 步骤包括与以经验方式决定的可变性极限作比较 。 46.如申请专利范围第44项所述之方法,其中该调整 步骤包括与以理论方式决定的可变性极限作比较 。 47.如申请专利范围第44项所述之方法,其中该至少 一个欲求参数包含焦距或剂量。 48.如申请专利范围第43项所述之方法,其中该等衍 射结构为单周期性、双-周期性、多-周期性,或非- 周期性之构造。 49.如申请专利范围第48项所述之方法,其中该等衍 射结构包含格栅。 50.如申请专利范围第43项所述之方法,其中该等晶 圆包含半导体晶圆。 51.如申请专利范围第43项所述之方法,其中该幅射 源为基本之工具包括一种以光线光源为基本之工 具。 52.如申请专利范围第51项所述之方法,其中以光线 光源为基本之工具包含一入射雷射光束源,一种光 学系统将雷射光束聚焦并扫描经过某范围的入射 角,以及一种检测器以检测对整个量测角度所形成 之绕射识别标志。 53.如申请专利范围第52项所述之方法,其中以光线 光源为基本之工具包含以角度-分割解析之散射计 。 54.如申请专利范围第51项所述之方法,其中以光线 光源为基本之工具包含衆多数雷射光束源。 55.如申请专利范围第51项所述之方法,其中以光线 光源为基本之工具包含一种入射宽频谱光线源,一 种光学系统将光线聚焦并以某范围的入射波长发 光,以及一种检测器以检测对整个量测波长所形成 之绕射识别标志。 56.如申请专利范围第51项所述之方法,其中以光线 光源为基本之工具包含一种入射光线源,其构成部 份为变化S与P极化之幅度与相位者,一种光学系统 将光线聚焦并以某范围之入射相位发光,以及一种 检测器以检测所形成绕射识别标志之相位。 57.如申请专利范围第43项所述之方法,其中量测某 一绕射识别标志包含以一种宽频谱幅射源为基本 的工具之相位量测,而操作于某一固定角度、某一 可变入射角度或某一可变扫描角度。 58.如申请专利范围第43项所述之方法,其中量测某 一绕射识别标志包含以一种单一波长幅射源为基 本的工具之相位量测,而操作于某一固定角度、某 一可变入射角度或某一可变扫描角度。 59.如申请专利范围第43项所述之方法,其中量测某 一绕射识别标志包含以一种分离式多波长幅射源 为基本的工具之相位量测。 60.如申请专利范围第43项所述之方法,其中该绕射 识别标志是一种反射的绕射识别标志。 61.如申请专利范围第43项所述之方法,其中该绕射 识别标志是一种传导的绕射识别标志。 62.如申请专利范围第43项所述之方法,其中该绕射 识别标志是一种反射阶的绕射识别标志。 63.如申请专利范围第43项所述之方法,其中该绕射 识别标志是一种较高阶的绕射识别标志。 64.如申请专利范围第43项所述之方法,其中该绕射 识别标志为一般光线散射或绕射的某一量测量値 。 65.如申请专利范围第43项所述之方法,其中该决定 步骤包含为每一晶圆测量其绕射识别标志之强度 范围,其识别标志系由衆多数位于该场域内晶圆上 量测得之绕射识别标志所获得。 66.如申请专利范围第43项所述之方法,其中该决定 步骤包含计算该可变性之统计量测量値。 67.如申请专利范围第66项所述之方法,其中该统计 量测量値为该绕射识别标志之均方根(root mean square)误差。 68.如申请专利范围第43项所述之方法,其中该决定 步骤包含 提供一种由理论衍射结构产生的理论绕射识别标 志资讯库; 于该资讯库中为各个量测得之绕射识别标志决定 一最佳适配之理论绕射识别标志; 将该最佳适配理论绕射识别标志之某一选定外貌 尺寸与该量测得之绕射识别标志相关联;并且 为各个晶圆决定其与位于该场域内晶圆上衆多数 衍射结构相关联的选定外貌尺寸之可变性。 69.如申请专利范围第68项所述之方法,其中该选定 外貌尺寸为关键尺寸(CD)。 70.如申请专利范围第68项所述之方法,其中该选定 外貌尺寸为一断面面积。 71.如申请专利范围第68项所述之方法,其中该选定 外貌尺寸为一断面体积。 72.如申请专利范围第68项所述之方法,其中该选定 外貌尺寸是提供与理论绕射识别标志适配之理论 衍射结构的二或更多外貌尺寸之乘积。 73.如申请专利范围第68项所述之方法,其中该决定 步骤包含为各个晶圆测量其与位于该场域内晶圆 上衆多数衍射结构造相关联的选定外貌尺寸之范 围。 74.如申请专利范围第68项所述之方法,其中该决定 步骤包含计算该可变性之统计量测量値。 75.如申请专利范围第74项所述之方法,其中该统计 量测量値为该选定外貌尺寸之标准偏差量(standard deviation)。 76.如申请专利范围第43项所述之方法,其中该衍射 结构包含潜在图像衍射结构。 77.如申请专利范围第43项所述之方法,其中该晶圆 尚未经受一显影程序。 图式简单说明: 图1A描绘出某一晶圆带有一些场域而于不同焦距 値曝光者; 图1B描绘图1A的场域之一,而包括一些衍射结构; 图2为各场域衍射结构之量测关键尺寸(CD)之标准 偏差量曲线图; 图3A-3E系以图形描绘出依据本发明范例1中各不同 场域的CD値变动程度; 图4为依据范例1中各场域的所有CD量测値的标准偏 差量曲线图; 图5为图4之曲线图,加上依据范例1中各场域更多可 变的量测CD値子集合之标准偏差量曲线图; 图6为依据范例1中各场域的所有量测CD値的变化幅 度曲线图; 图7为一曲线图说明其依据范例2中不同焦距的场 域之绕射识别标志的比较结果;而 图8为一曲线图说明其依据范例3之程序控制量测 量値。
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