本發(fā)明涉及一半導體方法，特別針對用于光刻的場內(nèi)過程控制技術提出改善。

背景技術：

在集成電路(ic)的制造期間，執(zhí)行半導體制造過程的多步序列以在工件上逐漸形成電子電路。一個此半導體制造過程為光刻。光刻為使用輻射(例如，光)將圖案從光罩轉(zhuǎn)印到工件的過程。

技術實現(xiàn)要素：

在一些實施例中，本發(fā)明涉及一種用于光刻工具的場內(nèi)過程控制的方法。所述方法包括接收第一基線映圖及第二基線映圖，其依據(jù)參考工件上的位置來描述跨越參考工件分布的參考特征對的未對準。所述方法進一步包括確定作為第一基線映圖與第二基線映圖之間的差的δ基線映圖。所述方法進一步包括接收生產(chǎn)映圖，其依據(jù)生產(chǎn)工件上的位置來描述跨越生產(chǎn)工件分布的生產(chǎn)特征對的未對準。所述方法進一步包括將δ基線映圖的曝光場變換為生產(chǎn)映圖的對應曝光場，且隨后將經(jīng)變換曝光場與生產(chǎn)映圖相加以形成最終生產(chǎn)映圖。所述方法進一步包括基于最終生產(chǎn)映圖更新光刻工具的參數(shù)。

附圖說明

當結(jié)合附圖閱讀時，從以下詳細描述最好地理解本發(fā)明的各方面。應注意，根據(jù)行業(yè)中的標準慣例，各種特征未按比例繪制。實際上，為了論述清楚起見，可任意增加或減小各種特征的尺寸。

圖1說明用于提供場內(nèi)過程控制的光刻系統(tǒng)的一些實施例的示意圖。

圖2說明經(jīng)配置以提供場內(nèi)過程控制的光刻工具的一些實施例的示意圖。

圖3說明用于提供場內(nèi)過程控制的光刻系統(tǒng)的較詳細實施例的示意圖。

圖4說明用于產(chǎn)生δ基線映圖的方法的一些實施例的示意圖。

圖5說明用于產(chǎn)生生產(chǎn)配方的方法的一些實施例的示意圖。

圖6說明用于驗證最終生產(chǎn)映圖的方法的一些實施例的示意圖。

圖7說明用于光刻工具的場內(nèi)過程控制的方法的一些實施例的框圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供用于實施本發(fā)明的不同特征的許多不同實施例或?qū)嵗Ｏ挛拿枋鼋M件及布置的特定實例以簡化本發(fā)明。當然，這些只是實例且并不意欲為限制性的。舉例來說，在以下描述中，第一特征在第二特征上方或上的形成可包含第一特征及第二特征直接接觸地形成的實施例，且還可包含額外特征可在第一特征與第二特征之間形成使得第一特征與第二特征可不直接接觸的實施例。另外，本發(fā)明可在各種實例中重復參考數(shù)字及/或字母。此重復是出于簡化及清楚的目的，且本身并不指定所論述的各種實施例及/或配置之間的關系。

此外，為了易于描述，可使用例如“在…下方”、“在…下”、“下部”、“在…上”、“上部”及其類似者的空間相關術語，以描述如圖中所說明的一個元件或特征相對于另一元件或特征的關系。除圖中所描繪的定向以外，空間相關術語意欲涵蓋在使用或操作中的器件的不同定向。裝置可以其它方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或處于其它定向)，且本文中所使用的空間相關描述詞同樣可相應地進行解釋。

浸沒式光刻為運用具有大于1的折射率的液體介質(zhì)來代替最終透鏡與工件之間的典型氣隙的光刻分辨率增強技術。運用液體介質(zhì)來代替氣隙將分辨率增加了與液體的折射率成比例的系數(shù)。浸沒式光刻掃描器一般包含照明構(gòu)件、曝光狹縫、透鏡或光罩，及將光從透鏡傳播到工件(例如，半導體晶片)的液體介質(zhì)。透鏡及工件通常相對于彼此移動且在工件上形成曝光場。一般來說，場涵蓋對應于單個集成電路或裸片的工件的曝光區(qū)域。針對單個工件利用多個曝光區(qū)域及場。

光刻系統(tǒng)或掃描器經(jīng)設計成以特定容差而重復地將光罩圖案轉(zhuǎn)印到工件。然而，光刻掃描器特性通常隨時間推移改變，從而造成出現(xiàn)場內(nèi)漂移。場內(nèi)改變造成曝光場不當?shù)馗泥徑毓鈭?。對于非浸沒式光刻掃描器，漂移緩慢發(fā)生。然而，浸沒式光刻掃描器非常易受漂移影響，從而可產(chǎn)生在容差以外的圖案且導致有缺陷的集成電路。因此，若圖案不符合規(guī)范，則通常需要返工。返工涉及測量所產(chǎn)生的圖案且確定其是否符合規(guī)范。若其不符合規(guī)范，則需要移除、再涂覆且再曝光光致抗蝕劑或輻射敏感材料。不幸的是，返工為成本高的且耗時的過程。

此外，起初在生產(chǎn)之前使用參考晶片來校準浸沒式光刻掃描器。所述校準調(diào)整掃描器的特性以補償工具變化且產(chǎn)生預期結(jié)果。然而，當在生產(chǎn)中使用掃描器時，可使用其它晶片大小。這些其它晶片大小被稱作生產(chǎn)晶片大小。生產(chǎn)晶片大小不同于參考晶片大小，且因此，可導致所產(chǎn)生圖案的另外變化。

在一些實施例中，本申請案涉及一種用于光刻工具的場內(nèi)過程控制的方法及系統(tǒng)。在一些實施例中，將參考圖案重復地轉(zhuǎn)印到參考工件的曝光場以形成重疊參考層對。測量重疊參考層之間的未對準以形成第一基線映圖及第二基線映圖。確定第一基線映圖與第二基線映圖之間的差以形成δ基線映圖。將生產(chǎn)圖案個別地轉(zhuǎn)印到生產(chǎn)工件的曝光場以形成在第一生產(chǎn)層上方進行布置且與第一生產(chǎn)層對準的第二生產(chǎn)層。測量第一生產(chǎn)層與第二生產(chǎn)層之間的未對準以形成生產(chǎn)映圖。將δ基線映圖的曝光場個別地變換為生產(chǎn)映圖的對應曝光場，且隨后與生產(chǎn)映圖相加，以形成最終生產(chǎn)映圖。基于最終生產(chǎn)映圖更新處理工具的參數(shù)。用于場內(nèi)過程控制的方法及系統(tǒng)減少歸因于漂移及校準的場內(nèi)變化。通過減少場內(nèi)變化，會減少返工，從而減少成本且增加產(chǎn)量。

圖1說明用于提供場內(nèi)過程控制的所揭示的光刻系統(tǒng)100的一些實施例。

光刻系統(tǒng)100包括經(jīng)配置以產(chǎn)生輻射的光刻工具102。在一些實施例中，光刻工具102可經(jīng)配置以輸出紫外線幅射(例如，具有大約193納米的波長)。在一些實施例中，光刻工具102可為浸沒式光刻工具。光刻工具102經(jīng)配置以根據(jù)參考光罩108曝光一或多個參考工件104以在參考工件104上形成多個參考曝光場106。所述多個曝光場包括對于參考曝光場106為個別的參考層對110。參考層對110包括根據(jù)第一參考圖案而圖案化的第一參考層及第二參考層，第二參考層是根據(jù)第二參考圖案而圖案化且在第一參考層上方進行布置且與第一參考層對準。

光刻工具102經(jīng)進一步配置以根據(jù)生產(chǎn)光罩124曝光一或多個生產(chǎn)工件118以在生產(chǎn)工件118上形成多個生產(chǎn)曝光場120。生產(chǎn)工件118可具有與參考工件104的大小不同的大小，且生產(chǎn)曝光場120可具有與參考曝光場106的大小及/或形狀不同的大小及/或形狀。生產(chǎn)曝光場120包括生產(chǎn)層對122，其具有根據(jù)第一參考圖案而圖案化的第一生產(chǎn)層及根據(jù)第二參考圖案而圖案化且在第一生產(chǎn)層上方進行布置并與第一生產(chǎn)層對準的第二生產(chǎn)層。

計量工具112經(jīng)配置以對參考工件104進行操作以測量參考層對110之間的未對準。從所述測量形成基線映圖114?；€映圖114對應于不同時間，且依據(jù)參考工件104上的位置來描述第一參考層與第二參考層之間的未對準。基于基線映圖114產(chǎn)生δ基線映圖116。δ基線映圖116為第一基線映圖與第二基線映圖的未對準的改變的映圖。在一些實施例中，基線映圖114及δ基線映圖116可存儲于存儲器元件115中。在各種實施例中，存儲器元件115可包括ram(例如，sram、ddram等等)、rom、eeprom、閃速存儲器、光學存儲裝置，或可用于以電子方式存儲信息的其它媒體。

計量工具112還被配置成對生產(chǎn)工件120進行操作以測量生產(chǎn)層對122的未對準以形成生產(chǎn)映圖126。生產(chǎn)映圖126依據(jù)所得生產(chǎn)工件118上的位置來描述第一生產(chǎn)層與第二生產(chǎn)層之間的未對準。在一些實施例中，生產(chǎn)映圖126還可存儲于存儲器元件115中或存儲于單獨存儲器元件中。

整合模塊128接收δ基線映圖118及最新生產(chǎn)映圖，且將δ基線映圖118與生產(chǎn)映圖126整合。個別地變換δ基線映圖116的曝光場以匹配生產(chǎn)映圖126的對應曝光場，這是由于參考曝光場106及生產(chǎn)曝光場120可具有不同形狀及/或大小。接著將經(jīng)變換曝光場與生產(chǎn)映圖126的對應曝光場相加以形成最終生產(chǎn)映圖?；谧罱K生產(chǎn)映圖，整合模塊產(chǎn)生校正由最終生產(chǎn)映圖描述的未對準的生產(chǎn)配方130。在一些實施例中，整合模塊128可包括一或多個處理單元。

生產(chǎn)配方130包括用于光刻工具102的過程參數(shù)的校正，其有利地校正來自漂移及/或校準的場內(nèi)變化。在一些實施例中，所述校正對于最終生產(chǎn)映圖的曝光場為個別的，以便校正來自個別曝光場內(nèi)的漂移及/或校準的場內(nèi)變化。

在產(chǎn)生生產(chǎn)配方130之后，光刻工具102可使用生產(chǎn)配方130以形成額外生產(chǎn)及/或參考層。此外，在生產(chǎn)配方130包括對于最終生產(chǎn)映圖的曝光場為個別的校正的一些實施例中，光刻工具102可取決于當前層被轉(zhuǎn)印到的曝光場而在校正之間切換。

圖2為說明使用經(jīng)修改生產(chǎn)配方的浸沒式光刻系統(tǒng)200的圖，經(jīng)修改生產(chǎn)配方解釋工具漂移及校準變化。

浸沒式光刻系統(tǒng)200包括經(jīng)配置以對半導體工件210執(zhí)行浸沒式光刻過程的浸沒式光刻掃描工具201。浸沒式光刻掃描工具201包含照明機構(gòu)202、光罩206及液體介質(zhì)208。照明機構(gòu)202可控地產(chǎn)生朝向工件210的輻射204。輻射204傳遞通過液體介質(zhì)208，液體介質(zhì)208基本上與半導體工件210的一部分接觸。液體介質(zhì)208在圖案到達且沖擊工件210上的曝光場212之前按比例調(diào)整圖案。一般來說，液體介質(zhì)208具有大于1的折射率。在一個實例中，液體介質(zhì)208具有在約1.5與1.8之間的高折射率。由透鏡226施加的圖案由液體介質(zhì)減小(例如)4x、5x或以其它方式被減小。

浸沒式光刻系統(tǒng)200可進一步包括旋涂模塊216，其經(jīng)配置以在感光材料(例如，光致抗蝕劑)被提供到浸沒式光刻掃描工具201之前將感光材料提供到工件上。

控制單元214經(jīng)配置以接收生產(chǎn)配方130且基于生產(chǎn)配方130控制浸沒式光刻掃描工具201及/或旋涂模塊216的操作參數(shù)。在各種實施例中，操作參數(shù)可包括輻射強度、曝光持續(xù)期間、輻射敏感材料的類型、掩模圖像等等。

參看圖3，提供用于控制光刻工具102中的場內(nèi)變化的方法的一些較詳細實施例的示意圖300。

如所說明，將參考工件104提供到光刻工具102。在一些實施例中，參考工件104可(例如)為半導體晶片。參考工件104包括在參考工件104的前側(cè)上進行布置的多個參考曝光場106。參考曝光場106對應于待個別地曝光于經(jīng)圖案化輻射的參考工件104的不同區(qū)域。

光刻工具102與包括特征的第一參考圖案及特征的第二參考圖案的一或多個參考光罩108相關聯(lián)。在一些實施例中，第一參考圖案與第二參考圖案可為相同的。此外，參考特征可(例如)跨越參考光罩108均勻地分布，及/或可為線形狀、方形形狀，或矩形形狀。

在光刻工具102處，將第一參考圖案個別地轉(zhuǎn)印到參考曝光場106以形成根據(jù)第一參考圖案而圖案化的第一參考層。隨后，將第二參考圖案個別地轉(zhuǎn)印到參考曝光場106以形成根據(jù)第二參考圖案而圖案化、在第一參考層上方且與第一參考層對準的第二參考層。可(例如)通過在參考曝光場106上方形成感光層、使輻射傳遞通過參考光罩108以根據(jù)參考圖案圖案化感光層以及顯影感光層而將參考圖案轉(zhuǎn)印到參考曝光場106。

所述轉(zhuǎn)印產(chǎn)生參考工件104，其包括對于參考曝光場106為個別的參考層對110。參考層對110包括根據(jù)第一參考圖案而圖案化的對應第一參考層。此外，參考層對110包括根據(jù)第二參考圖案而圖案化且在第一參考層上方進行布置并與第一參考層對準的對應第二參考層。

第一計量工具112a收納所得參考工件104且測量參考層對110的未對準。舉例來說，假設第一參考圖案與第二參考圖案相同，則可測量第一參考層及第二參考層中的對應參考特征之間的橫向位移?；谒鰷y量，計量工具112a形成及/或更新第一基線映圖302或第二基線映圖304。基線映圖302、304依據(jù)所得參考工件104的前側(cè)上的位置來描述第一參考層與第二參考層之間的未對準。

在形成及/或更新第一基線映圖302及/或第二基線映圖304之后，將δ基線映圖116計算為第一基線映圖302與第二基線映圖304的未對準的改變。可通過使用第一減法模塊307從第二基線映圖304減去第一基線映圖302來計算δ基線映圖116。

在一些實施例中，第一基線映圖302可緊接在對光刻工具102最后執(zhí)行預防性維護(pm)之后形成，且第二基線映圖304可在再次執(zhí)行pm之前形成。舉例來說，第一基線映圖302可在對光刻工具102執(zhí)行pm之后形成，且第二基線映圖304可每幾天后(例如，三天后)形成。通常每幾個月(例如，約每三個月)對光刻工具102執(zhí)行pm。在其它實施例中，第一基線映圖302可在pm之前形成，且第二基線映圖304可在pm之后形成。此外，可周期性地更新第一基線映圖302或第二基線映圖304及δ基線映圖116。舉例來說，在形成第一基線映圖302或第二基線映圖304之后，剝離工具306移除第一參考層及第二參考層。上述的過程接著重復以更新第一基線映圖302或第二基線映圖304。

還將生產(chǎn)工件118提供到光刻工具102。生產(chǎn)工件118可(例如)為其上形成一或多個層的半導體晶片。生產(chǎn)工件118包括一或多個第一生產(chǎn)層122，其在生產(chǎn)工件118的前側(cè)上經(jīng)布置成多個生產(chǎn)曝光場120。第一生產(chǎn)層122包括特征的一或多個第一生產(chǎn)圖案，例如，金屬線或墊及/或晶體管柵極。生產(chǎn)曝光場120對應于待個別地曝光于經(jīng)圖案化輻射的生產(chǎn)工件118的不同區(qū)域。此外，在一些實施例中，生產(chǎn)曝光場120在一對一基礎上對應于參考曝光場106，及/或?qū)诩呻娐?ic)裸片。

光刻工具102經(jīng)配置以將第二生產(chǎn)圖案轉(zhuǎn)印到生產(chǎn)曝光場120，以形成根據(jù)所述圖案而圖案化的第二生產(chǎn)層，生產(chǎn)曝光場120在第一生產(chǎn)層上方且與第一生產(chǎn)層對準?？赏ㄟ^在生產(chǎn)曝光場120上方形成感光層、使輻射傳遞通過生產(chǎn)光罩124以根據(jù)生產(chǎn)圖案圖案化輻射、將經(jīng)圖案化輻射聚焦在生產(chǎn)曝光場120上及顯影感光層而將生產(chǎn)圖案轉(zhuǎn)印到生產(chǎn)曝光場120。

所述轉(zhuǎn)印產(chǎn)生生產(chǎn)工件118，其包括對于生產(chǎn)曝光場120為個別的生產(chǎn)層對122。生產(chǎn)層對122包括對應第一生產(chǎn)層。此外，生產(chǎn)層對122包括根據(jù)第二生產(chǎn)圖案而圖案化且在第一生產(chǎn)層上方進行布置并與第一生產(chǎn)層對準的對應第二生產(chǎn)層。

第二計量工具112b收納所得生產(chǎn)工件118且測量生產(chǎn)層對122的未對準(例如，生產(chǎn)層之間的橫向位移)?；谒鰷y量，計量工具112b形成第一生產(chǎn)映圖308或第二生產(chǎn)映圖310。生產(chǎn)映圖308、310依據(jù)所得生產(chǎn)工件118的前側(cè)上的位置來描述第一生產(chǎn)層與第二生產(chǎn)層之間的未對準。在一些實施例中，第一計量工具112a與第二計量工具112b為相同的。

δ基線映圖116由變換模塊312變換，因此δ基線映圖116的參考曝光場106匹配第一生產(chǎn)映圖308中的對應生產(chǎn)曝光場120。在一些實施例中，所述變換使用圖像對齊以將參考曝光場106與對應生產(chǎn)曝光場120個別地對齊。圖像對齊可(例如)將個別參考曝光場106按比例調(diào)整為對應生產(chǎn)曝光場120的大小。

經(jīng)變換δ基線映圖314傳遞到加法模塊315，其中將經(jīng)變換δ基線映圖314與第一生產(chǎn)映圖308相加以形成最終生產(chǎn)映圖316。在一些實施例中，通過將第一生產(chǎn)映圖308及經(jīng)變換δ基線映圖314中的對應位移矢量相加來執(zhí)行所述加法。

最終生產(chǎn)映圖316傳遞到過程校正模型318，以形成校正由最終生產(chǎn)映圖316描述的未對準的生產(chǎn)配方130。在一些實施例中，過程校正模型318包含變換模塊312及/或加法模塊315。可周期性地更新生產(chǎn)映圖308及310以及生產(chǎn)配方130。舉例來說，新生產(chǎn)映圖可在生產(chǎn)圖案每隔幾次經(jīng)轉(zhuǎn)印到生產(chǎn)工件時形成。作為另一實例，較新生產(chǎn)映圖及/或δ基線映圖不論何時變得可用，即可形成新生產(chǎn)配方。

生產(chǎn)配方130描述用于光刻工具102的過程參數(shù)的校正，其校正最終生產(chǎn)映圖316中所描述的未對準。過程參數(shù)為光刻工具102的參數(shù)，其在光刻工具102的使用期間為可變的且控制光刻工具102如何執(zhí)行過程。過程參數(shù)的實例包含(例如)用以使用的輻射敏感材料或光致抗蝕劑的類型、掩模圖像、輻射強度、持續(xù)期間、容差值及其類似者。所述校正可為用于過程參數(shù)的絕對值(即，現(xiàn)有值的替代)或用于過程參數(shù)的δ值(即，現(xiàn)有值的改變)。此外，在一些實施例中，所述校正對于最終生產(chǎn)映圖316的曝光場為個別的以針對曝光場120個別地校正未對準。

生產(chǎn)配方130隨后由光刻工具102使用以用于圖案隨后轉(zhuǎn)印到工件。此外，當形成新生產(chǎn)映圖及/或基線映圖時，會周期性地更新生產(chǎn)配方130。

在一些實施例中，所述系統(tǒng)可經(jīng)配置以執(zhí)行生產(chǎn)配方130的驗證。在此類實施例中，將δ生產(chǎn)映圖320計算為第一生產(chǎn)映圖308與第二生產(chǎn)映圖310的未對準的改變?？赏ㄟ^使用第二減法模塊319從第二生產(chǎn)映圖310減去第一生產(chǎn)映圖308來計算δ生產(chǎn)映圖320。接著由比較模塊322比較δ生產(chǎn)映圖320與經(jīng)變換δ基線映圖314以量化差。基于所述比較，條件告警模塊324可在符合預定準則的情況下由光刻工具102產(chǎn)生告警及/或暫停處理。預定準則可(例如)包含超過一閾值的經(jīng)量化差的量值。

應了解，在各種實施例中，本文中所描述的模塊，例如與圖1及3有關的模塊(例如，模塊128、312、307、315、316、318、319、322、324等等)可由硬件實施，且在一些實施例中，軟件經(jīng)配置以執(zhí)行對應功能性。舉例來說，所述模塊可包含現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)或一些其它電路。此外，就所述模塊包含軟件來說，所述軟件由存儲器單元存儲且由一或多個處理單元執(zhí)行。所述處理單元可包括(例如)微控制器、微處理器或經(jīng)配置以執(zhí)行來自所述存儲器單元的軟件的專用集成電路(asic)。

參看圖4，提供用于產(chǎn)生δ基線映圖的方法的一些實施例的示意圖400。

如所說明，光刻工具102使用一或多個參考光罩108將第一參考圖案個別地轉(zhuǎn)印到參考工件104a的前側(cè)上的參考曝光場106以形成第一參考層。此外，光刻工具102使用參考光罩108將第二參考圖案個別地轉(zhuǎn)印到參考曝光場106以形成在第一參考層上方進行布置且與第一參考層對準的第二參考層。在一些實施例中，第一參考圖案與第二參考圖案為相同的。

所得參考工件104b包括跨越所得參考工件104b的前側(cè)分布的特征對402。特征對402包括第一參考層中的對應第一參考特征404，且進一步包括第二參考層中的對應第二參考特征406。歸因于漂移及/或校準變化，第一參考特征404與第二參考特征406可能未對準。舉例來說，對402的第一參考特征404與第二參考特征406可以一距離d橫向地位移。

計量工具112a收納所得參考工件104b且測量所得參考工件104b上的特征對402的未對準?；谒鰷y量，計量工具112a形成及/或更新第一基線映圖302或第二基線映圖304?；€映圖302、304依據(jù)所得參考工件104b的前側(cè)上的位置來描述第一參考特征404與第二參考特征406之間的未對準(例如，橫向位移)。在一些實施例中，基線映圖302、304將所得參考工件104b的前側(cè)上的空間位置映射到對應位移矢量408、410。位移矢量408、410描述對應空間位置處的第一參考特征404與第二參考特征406之間的橫向位移。

在形成及/或更新第一基線映圖302或第二基線映圖304之后，剝離工具306從所得參考工件104b移除或以其它方式剝離第一參考層及第二參考層，且上述的過程重復以再次形成及/或更新第一基線映圖302或第二基線映圖304。

當形成及/或更新第一基線映圖302及/或第二基線映圖304時，將δ基線映圖116計算為第一基線映圖302與第二基線映圖304的未對準的改變?？赏ㄟ^使用第一減法模塊307從第二基線映圖304減去第一基線映圖302來計算δ基線映圖116。在一些實施例中，如所說明，使用矢量減法完成所述減法。舉例來說，可從第二基線映圖304的對應第二矢量410減去第一基線映圖302的第一矢量408以形成δ基線矢量412。

在一些實施例中，當形成及/或更新第一基線映圖302及/或第二基線映圖304時，可使用基線校正模型414以形成基線配方416。基線配方416包括用于光刻工具102的設備參數(shù)的值418，其將光刻工具102恢復為基線。設備參數(shù)通常在光刻工具102的使用期間為不可變的，且包含(例如)濕蝕刻劑濃度及光學焦點?；€配方416隨后由光刻工具102使用以用于圖案隨后轉(zhuǎn)印到工件。

參看圖5，提供用于產(chǎn)生生產(chǎn)配方的方法的一些實施例的示意圖500。

如所說明，將包括多個第一生產(chǎn)特征502的生產(chǎn)工件118a提供到光刻工具102。第一生產(chǎn)特征502在多個生產(chǎn)曝光場120內(nèi)遍及生產(chǎn)工件118a的前側(cè)分布，且集體地界定根據(jù)第一生產(chǎn)圖案而圖案化的第一生產(chǎn)層122。光刻工具102使用一或多個生產(chǎn)光罩124將一或多個第二生產(chǎn)圖案轉(zhuǎn)印到生產(chǎn)曝光場120以形成在第一生產(chǎn)層122上方進行布置且與第一生產(chǎn)層122對準的第二生產(chǎn)層。

所得生產(chǎn)工件118b包括跨越所得生產(chǎn)工件118b的前側(cè)分布的生產(chǎn)特征對504，通常每曝光場120具有多對504。生產(chǎn)特征對504包括第一生產(chǎn)層122中的對應第一生產(chǎn)特征502，且進一步包括第二生產(chǎn)層中的對應第二特征506。歸因于漂移及/或校準變化，第一生產(chǎn)特征502與第二生產(chǎn)特征504可能未對準。舉例來說，對504的第一生產(chǎn)特征502與第二生產(chǎn)特征506可以一距離d橫向地位移。

計量工具112b收納所得生產(chǎn)工件118b且測量所得工件118b上的特征對504的未對準?；谒鰷y量，計量工具112b形成及/或更新第一或第二生產(chǎn)映圖308。生產(chǎn)映圖308依據(jù)所得生產(chǎn)工件118b的前側(cè)上的位置來描述第一生產(chǎn)特征502與第二生產(chǎn)特征504之間的未對準。在一些實施例中，生產(chǎn)映圖308將所得參考工件118b的前側(cè)上的空間位置映射到對應位移矢量508。位移矢量508描述對應空間位置處的第一生產(chǎn)特征502與第二生產(chǎn)特征506之間的橫向位移。

在形成及/或更新第一或第二生產(chǎn)映圖308之后，上述的過程運用另一生產(chǎn)工件及/或不同生產(chǎn)圖案再次重復以形成及/或更新第一或第二生產(chǎn)映圖308。

當形成及/或更新第一生產(chǎn)映圖308及/或δ基線映圖116時，δ基線映圖116由變換模塊312變換以匹配第一生產(chǎn)映圖308。也就是說，由于δ基線映圖116及第一生產(chǎn)映圖308的曝光場106、120可能具有不同大小及形狀，因此個別地變換δ基線映圖116的參考曝光場106以匹配第一生產(chǎn)映圖308的對應生產(chǎn)曝光場120。

所述變換包含將變換(例如，按比例調(diào)整變換)應用于δ基線映圖116的參考曝光場106的形狀及/或大小，以便匹配對應參考曝光場106的形狀及/或大小。此外，所述變換包含將相同變換應用于未對準測量(例如，橫向位移矢量)。在一些實施例中，所述變換使用圖像對齊以將參考曝光場106與對應生產(chǎn)曝光場120個別地對齊。

由加法模塊315將包括經(jīng)變換曝光場510的經(jīng)變換δ基線映圖314(包含經(jīng)變換未對準測量512)與第一生產(chǎn)映圖308相加。所述加法產(chǎn)生最終生產(chǎn)映圖317。在一些實施例中，如所說明，使用矢量加法完成所述加法。舉例來說，可將第一生產(chǎn)映圖308的第一矢量508與經(jīng)變換δ基線映圖314的對應第二矢量512相加以形成最終生產(chǎn)矢量514。

最終生產(chǎn)映圖316傳遞到過程校正模型318，其中其經(jīng)變換為生產(chǎn)配方130。生產(chǎn)配方130描述用于光刻工具102的過程參數(shù)的校正516，其校正最終生產(chǎn)映圖316中所描述的未對準。校正516可為用于過程參數(shù)的絕對值(即，現(xiàn)有值的替代)或用于過程參數(shù)的δ值(即，現(xiàn)有值的改變)。雖然校正516跨越生產(chǎn)曝光場120可為全局的，但在一些實施例中，校正516對于生產(chǎn)曝光場120為個別的以針對生產(chǎn)曝光場120個別地校正未對準。

生產(chǎn)配方130隨后由光刻工具102使用以用于圖案轉(zhuǎn)印到工件。此外，當形成新生產(chǎn)映圖及/或基線映圖時，會周期性地更新生產(chǎn)配方130。在生產(chǎn)配方130包含每曝光場若干校正的一些實施例中，光刻工具102經(jīng)配置以基于曝光場在校正參數(shù)之間切換。

參看圖6，提供用于驗證最終生產(chǎn)映圖的方法的一些實施例的示意圖600。

如所說明，提供第一生產(chǎn)映圖308及第二生產(chǎn)映圖310。第一生產(chǎn)映圖308及第二生產(chǎn)映圖310依據(jù)跨越前側(cè)的位置來描述生產(chǎn)工件的前側(cè)上的層之間的未對準。舉例來說，第一映圖308及第二映圖310可將前側(cè)上的空間位置映射到層之間的對應位移矢量508、602。在一些實施例中，第一生產(chǎn)映圖308緊接在對光刻工具最后執(zhí)行pm之后使用計量工具形成，而第二生產(chǎn)映圖此后在再次執(zhí)行pm之前由計量工具形成。

關于第一生產(chǎn)映圖308及第二生產(chǎn)映圖310，由第二減法模塊319從第二生產(chǎn)映圖310減去第一生產(chǎn)映圖308以形成δ生產(chǎn)映圖320。在一些實施例中，如所說明，使用矢量減法完成所述減法。舉例來說，可從第一生產(chǎn)映圖310的對應第二矢量602減去第一生產(chǎn)映圖308的第一矢量508以形成δ生產(chǎn)矢量604。

由比較模塊322比較δ生產(chǎn)映圖320與經(jīng)變換δ基線映圖314以量化δ生產(chǎn)映圖320與經(jīng)變換δ基線映圖314之間的差。理想地，δ生產(chǎn)映圖320與經(jīng)變換δ基線映圖314將匹配。然而，實際上，將存在尤其歸因于形成經(jīng)變換δ基線映圖314的誤差的差。

在一些實施例中，通過確定δ生產(chǎn)映圖320中的每一位移矢量與經(jīng)變換δ基線映圖314中的對應位移矢量之間的差來量化δ生產(chǎn)映圖320與經(jīng)變換δ基線映圖314之間的差。接著可對所述差進行求和，且可將所述總和除以差的數(shù)目。

基于所述比較，條件告警模塊324在符合某些準則的情況下產(chǎn)生告警。舉例來說，條件告警模塊324比較經(jīng)量化差與閾值且在超過閾值的情況下產(chǎn)生告警。還可暫停工件的處理以便允許技術員研究且在適當時校正告警的原因。

參看圖7，提供用于光刻工具的場內(nèi)過程控制的方法的一些實施例的框圖700。

在702處，使用光刻工具將參考圖案重復地且個別地轉(zhuǎn)印到參考工件的參考曝光場以形成根據(jù)參考圖案而圖案化的重疊參考層對。

在704處，測量重疊參考層之間的未對準以在不同時間形成第一基線映圖及第二基線映圖。第一基線映圖及第二基線映圖依據(jù)參考工件上的位置來描述未對準。

在706處，從第一基線映圖及第二基線映圖形成δ基線映圖。在一些實施例中，確定第一基線映圖與第二基線映圖之間的差以形成δ基線映圖。

在708處，使用光刻工具將生產(chǎn)圖案個別地轉(zhuǎn)印到生產(chǎn)工件的生產(chǎn)曝光場以形成根據(jù)生產(chǎn)圖案而圖案化且在第一生產(chǎn)層上方進行布置并與第一生產(chǎn)層對準的第二生產(chǎn)層。

在710處，測量第一生產(chǎn)層與第二生產(chǎn)層之間的未對準以形成依據(jù)生產(chǎn)工件上的位置來描述未對準的生產(chǎn)映圖。

在712處，個別地變換δ基線映圖的參考曝光場以匹配生產(chǎn)映圖的對應生產(chǎn)曝光場從而形成經(jīng)變換δ基線映圖。

在714處，將經(jīng)變換δ基線映圖與生產(chǎn)映圖相加以形成最終生產(chǎn)映圖。

在716處，使用過程校正模型從最終生產(chǎn)映圖形成生產(chǎn)配方。生產(chǎn)配方包括用于處理工具的過程參數(shù)的校正，其校正未對準。

在718處，微影工具與生產(chǎn)配方一起使用。

雖然所揭示的方法700在本文中經(jīng)說明且描述為一系列動作或事件，但應了解不應以限制意義來解譯此類動作或事件的所說明的排序。舉例來說，除本文中所說明及/或所描述的動作或事件之外，一些動作可與其它動作或事件以不同次序及/或同時出現(xiàn)。此外，并非需要所有所說明的動作來實施本文中的描述的一或多個方面或?qū)嵤├?，且可在一或多個單獨動作及/或階段中執(zhí)行本文中所描繪的動作中的一或多者。

因此，本發(fā)明涉及一種用于光刻工具的過程控制的方法及系統(tǒng)。

在一些實施例中，本發(fā)明涉及一種用于光刻工具的場內(nèi)過程控制的方法。所述方法包括接收第一基線映圖及第二基線映圖，其依據(jù)參考工件上的位置來描述跨越參考工件分布的參考特征對的未對準。所述方法進一步包括確定作為第一基線映圖與第二基線映圖之間的差的δ基線映圖。所述方法進一步包括接收生產(chǎn)映圖，其依據(jù)生產(chǎn)工件上的位置來描述跨越生產(chǎn)工件分布的生產(chǎn)特征對的未對準。所述方法進一步包括將δ基線映圖的曝光場變換為生產(chǎn)映圖的對應曝光場，且隨后將經(jīng)變換曝光場與生產(chǎn)映圖相加以形成最終生產(chǎn)映圖。所述方法進一步包括基于最終生產(chǎn)映圖更新光刻工具的參數(shù)。

在其它實施例中，本發(fā)明涉及一種用于光刻工具的場內(nèi)過程控制的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括一或多個存儲器元件，其經(jīng)配置以存儲依據(jù)參考工件上的位置來描述跨越參考工件分布的參考特征對的未對準的第一基線映圖及第二基線映圖，且經(jīng)進一步配置以存儲依據(jù)生產(chǎn)工件上的位置來描述跨越生產(chǎn)工件分布的生產(chǎn)特征對之間的未對準的生產(chǎn)映圖。所述系統(tǒng)進一步包括經(jīng)配置以確定作為第一基線映圖與第二基線映圖之間的差的δ基線映圖的減法模塊。所述系統(tǒng)進一步包括經(jīng)配置以將δ基線映圖與生產(chǎn)映圖整合以形成最終生產(chǎn)映圖的整合模塊，其中整合模塊經(jīng)配置以通過將δ基線映圖的曝光場個別地變換為生產(chǎn)映圖的對應曝光場且隨后將經(jīng)變換曝光場與生產(chǎn)映圖相加而將δ基線映圖與生產(chǎn)映圖整合。所述系統(tǒng)進一步包括經(jīng)配置以基于最終生產(chǎn)映圖更新光刻工具的參數(shù)的模型。

在又其它實施例中，本發(fā)明涉及一種用于光刻工具的場內(nèi)過程控制的方法。所述方法包括將參考圖案轉(zhuǎn)印到參考工件的曝光場以形成根據(jù)參考圖案而圖案化的重疊參考層對，及測量重疊參考層之間的未對準以形成第一基線映圖及第二基線映圖。所述方法進一步包括確定作為第一基線映圖與第二基線映圖之間的差的δ基線映圖。所述方法進一步包括將生產(chǎn)圖案轉(zhuǎn)印到生產(chǎn)工件的曝光場以形成根據(jù)生產(chǎn)圖案而圖案化且在對應第一生產(chǎn)層上方進行布置并與對應第一生產(chǎn)層對準的第二生產(chǎn)層。所述方法進一步包括測量第一生產(chǎn)層與第二生產(chǎn)層之間的未對準以形成生產(chǎn)映圖。所述方法進一步包括將δ基線映圖的曝光場個別地變換為生產(chǎn)映圖的對應曝光場，且隨后將經(jīng)變換曝光場與生產(chǎn)映圖相加以形成最終生產(chǎn)映圖，以及基于最終生產(chǎn)映圖更新光刻工具的參數(shù)。

前文概述若干實施例的特征使得所屬領域的技術人員可更好地理解本發(fā)明的各方面。所屬領域的技術人員應了解，其可易于使用本發(fā)明作為設計或修改用于執(zhí)行本文中所介紹的實施例的相同目的及/或獲得相同優(yōu)點的其它過程及結(jié)構(gòu)的基礎。所屬領域的技術人員還應認識到，此類等效構(gòu)造并不脫離本發(fā)明的精神及范圍，且其可在不脫離本發(fā)明的精神及范圍的情況下在本文中進行各種改變、取代及更改。