JP2013008967A - 光源と画像の安定性を確保するシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、ウェーハメトロロジとリソグラフィ装置特性の直接の測定が組み合わせられて、シミュレーションモデルを用いたリソグラフィ装置/プロセスの時間ドリフトの低減を達成する様々なシステム及びプロセスの実施形態を開示する。シミュレーションモデルは、サブコンポーネントを有していてもよい。例えば、サブモデルが光学条件の第1のセットを表し、別のサブモデルが光学条件の第2のセットを表していてもよい。光学条件の第1のセットは、照明条件の標準セットで、第2のセットは照明条件のカスタムセットであってもよい。サブモデル間の相互関係を用いて、ウェーハメトロロジを用いることなくカスタム照明条件下での安定性をより速く達成できる。
【選択図】図3
Description
・スキャナの生産性を犠牲にしない、様々なプロセス条件での長期焦点安定性
・スキャナの生産性を犠牲にしない、様々なプロセス条件での長期適合マシンオーバレイ安定性
・スキャナオーバレイ及び焦点をモニタする能力
・完全自動/半自動ステップへの効率的な統合
[0033] 本発明を説明する前に、設計全体及び結像プロセスについて簡潔に説明する。図1は、例示的リソグラフィ投影装置10を示す。主要なコンポーネントは、深紫外線エキシマレーザ放射源などの光源12と、部分的なコヒーレンスを定義し、また特定の光源整形光学系14、16a及び16bを含んでいてもよい照明光学系と、マスク又はレチクル18と、ウェーハ面22上にレチクルパターンの画像を生成する投影光学系16cである。瞳面の調整式フィルタ又はアパーチャ20はウェーハ面22に当たるビーム角度の範囲を制限することができ、可能な最大角度は投影光学系の開口数NA=sin(Θmax)を定義する。
[0036] 図3は、本発明のある実施形態によるプロセスフローの一例を示す。通常、リソグラファは、画像安定性の問題の主要な部分を照明制御に関連付ける。また、照明瞳の測定能力は、専門のツールを用いて比較的成熟している。製品製作効率の観点から、1つ以上の対象とする既知の照明設定(「標準設定」)の下でのプロセスの実行が有利である。これによって、テストパターンのセット、レジストプロセスのタイプ、及び測定条件を低減することで設定及びモニタロジスティクスを簡単化できるであろう。またこれは、パターンの印刷が堅牢かつ確実であることを確保する助けになり、予測可能/制御可能な堅牢なメトロロジレシピを用意する。フローチャート300のステップS302はこの動作を示す。
[0078] 図14は、本明細書に開示するパターン選択方法の具体化/実施を支援することができるコンピュータシステム100を示す例示的ブロック図である。コンピュータシステム100は、情報を送受信するバス102又はその他の通信機構と、情報を処理するバス102に結合された1つ以上のプロセッサ104(及び105)とを含む。コンピュータシステム100は、また、情報及びプロセッサ104によって実行される命令を記憶するためのバス102に結合されたランダムアクセスメモリ(RAM)又はその他のダイナミックストレージデバイスなどのメインメモリ106を含む。メインメモリ106は、またプロセッサ104によって実行される命令の実行中に、一時的変数又はその他の中間情報を記憶するために使用することができる。コンピュータシステム100は、さらにプロセッサ104のために静的情報及び命令を記憶するバス102に結合された読取専用メモリ(ROM)108又はその他のスタティックストレージデバイスを含む。磁気ディスク又は光ディスクなどのストレージデバイス110が提供され、バス102に結合され、情報及び命令を記憶する。
[0086] 図15は、本発明のテストパターン選択プロセスを用いて較正されたコンピュータリソグラフィモデルを用いて性能をシミュレート及び/又は最適化できる例示的リソグラフィ投影装置を概略的に示す。この装置は、以下のコンポーネントを含む。
[0087] −放射投影ビームBを供給する放射システムEx、IL。この例では、放射システムは放射源SOをさらに含む。
[0088] −マスクMA(例えば、レチクル)を保持するマスクホルダを備え、投影システムPSに対してマスクを正確に位置決めする第1の位置決め手段PMに接続された第1のオブジェクトテーブル(マスクテーブル)MT。
[0089] −基板W(例えば、レジストコートシリコンウェーハ)を保持する基板ホルダを備え、投影システムPSに対して基板を正確に位置決めする第2の位置決め手段PWに接続された第2のオブジェクトテーブル(基板テーブル)WT。
[0090] −基板Wのターゲット部分C(例えば、1つ以上のダイを含む)上にマスクMAの照射部分を結像する投影システム(「レンズ」)PS(例えば、屈折、反射光学、又は反射屈折光学システム)。
1.リソグラフィプロセスパラメータの時間ドリフトを低減してリソグラフィプロセス内の性能安定性を維持する方法であって、
(a)リソグラフィモデル内の前記リソグラフィプロセスのベースライン性能を定義するステップであって、第1のベースライン性能を定義する前記リソグラフィモデルの第1のサブモデルは第1の光学条件下で入手され、第2のベースライン性能を定義する前記リソグラフィモデルの第2のサブモデルは第2の光学条件下で入手されるステップと、
(b)前記第1の光学条件下での前記第1のベースライン性能に対する第1のリソグラフィプロセスパラメータの第1の時間ドリフトデータを測定するステップと、
(c)前記第2の光学条件下での前記第2のベースライン性能に対する第2のリソグラフィプロセスパラメータの第2の時間ドリフトデータを測定するステップと、
(d)前記第1及び第2のサブモデルの相互関係と、前記測定された第1及び第2の時間ドリフトデータとを用いて前記第1及び第2のリソグラフィプロセスパラメータの必要な調整を決定して前記リソグラフィプロセスを前記定義されたベースライン性能の範囲内、又は実質的にその近くに維持するステップであって、前記第1及び第2のサブモデルの相互関係は、リソグラフィプロセス応答の変化を前記第1及び第2のサブモデルの両方の光学条件の変化に関連付ける数学的関数を含むステップとを含む、方法。
2.前記第1の光学条件は、標準光学条件とカスタム光学条件の一方を含む、条項1に記載の方法。
3.前記第2の光学条件は、標準光学条件とカスタム光学条件の一方を含む、条項1に記載の方法。
4.前記標準光学条件は、1つ以上の標準照明モードを含み、前記カスタム光学条件は、1つ以上のカスタム照明モードを含む、条項2又は3のいずれかに記載の方法。
5.ステップ(b)は、ウェーハメトロロジ技術とリソグラフィ装置特性測定技術の一方又は両方を用いて実行される、条項1に記載の方法。
6.ステップ(c)は、リソグラフィ装置特性の直接測定を用いて実行される、条項1に記載の方法。
7.前記第1及び第2のリソグラフィプロセスパラメータは、前記リソグラフィプロセスを実行するために用いるリソグラフィ装置の設定を含む、条項1に記載の方法。
8.前記リソグラフィ装置の設定は、照明源特性、投影光学装置特性、レチクル特性、ウェーハ特性、又はそれらの任意の組合せの1つ以上を含む、条項7に記載の方法。
9.前記リソグラフィプロセスパラメータは、前記リソグラフィ装置の1つ以上の設定の変化に対する前記リソグラフィプロセスの応答を示すプロセス感度パラメータを含む、条項7に記載の方法。
10.前記プロセス感度パラメータは、クリティカルディメンション(CD)エラー、オーバレイエラー、側壁角度の変化、及びベストフォーカスオフセットを含む、条項9に記載の方法。
11.前記方法は、
ステップ(c)で、カスタム照明条件下で前記リソグラフィプロセスを実行するために使用されるリソグラフィ装置の照明源瞳特性の時間ドリフトを測定するステップと、
ステップ(d)で、前記照明源瞳の設定を調整して前記カスタム照明条件下で前記ベースライン性能を復旧するステップであって、前記照明源瞳特性と前記クリティカルディメンションとの相互関係のためにクリティカルディメンションもベースラインクリティカルディメンションに復旧するステップとを含む、条項1に記載の方法。
12.前記照明源瞳特性は、照明源強度の調整、照明源波長の調整、ビームポインティングの制御、及び照明源偏光の調整の1つ以上によって制御される、条項11に記載の方法。
13.投影光学装置特性は調整されて、照明源の前記第1のベースライン性能を定義するために用いる点源相互透過係数(TCC)関数の安定性が確保される、条項1に記載の方法。
14.ステップ(a)に先立って、複数のパターンは設計又は入手され、前記複数のパターンの第1のサブセットは、第1のリソグラフィプロセスパラメータの変化に対応し、前記複数のパターンの第2のサブセットは、第2のリソグラフィプロセスパラメータの変化に対応する、条項1に記載の方法。
15.前記パターンは、テストレチクル上のテストパターン、ターゲットレチクル上のテストパターン、又はターゲットレチクル上のターゲットパターンを含む、条項14に記載の方法。
16.ターゲットレチクル上のテストパターンは、スクライブライン、デザインレイアウトの1つ以上のエッジ、及びターゲットパターンに隣接する、又はターゲットパターンが点在するデザインレイアウト上の未使用のスペースを含む場所の1つ以上の上に位置する、条項15に記載の方法。
17.前記ベースライン性能のリソグラフィモデルは、既存の基準モデルへの一致又は適合によって導出される、条項1に記載の方法。
18.現在のリソグラフィプロセスを基準リソグラフィプロセスに一致させることで前記現在のリソグラフィプロセス内の安定性を制御する方法であって、
(a)リソグラフィモデル内の前記基準リソグラフィプロセスの基準性能を定義するステップであって、第1の基準性能を定義する前記リソグラフィモデルの第1のサブモデルは第1の照明条件下で入手され、第2の基準性能を定義する前記リソグラフィモデルの第2のサブモデルは第2の照明条件下で入手され、前記リソグラフィモデルは照明源瞳特性とリソグラフィプロセス応答パラメータの1つ以上を含むステップと、
(b)前記照明源瞳特性の第1の時間ドリフトデータを測定することで前記第1の照明条件下での前記現在のリソグラフィプロセス内の照明安定性をモニタし、前記第1の測定された時間ドリフトデータを用いて前記現在の照明源瞳特性を前記第1の基準性能の範囲内、又は実質的にその近くに維持するステップと、
(c)前記リソグラフィプロセス応答パラメータの第2の時間ドリフトデータを測定することで前記現在のリソグラフィプロセス内のリソグラフィプロセス応答安定性をモニタし、前記第2の測定された時間ドリフトデータを用いて前記現在のリソグラフィプロセス応答を前記第2の基準性能の範囲内、又は実質的にその近くに維持するステップとを含む、方法。
19.前記第1の照明条件は、標準照明条件とカスタム照明条件の一方を含む、条項18に記載の方法。
20.前記第2の照明条件は、標準照明条件とカスタム照明条件の一方を含む、条項18に記載の方法。
21.前記標準照明条件は、1つ以上の標準照明モードを含み、前記カスタム照明条件は、1つ以上のカスタム照明モードを含む、条項9及び20のいずれかに記載の方法。
22.ステップ(b)は、前記照明源瞳特性の直接測定を用いて実行される、条項18に記載の方法。
23.ステップ(c)は、ウェーハメトロロジ技術とリソグラフィ装置特性測定技術の一方又は両方を用いて実行される、条項18に記載の方法。
24.ステップ(b)及び(c)は、前記現在のリソグラフィプロセスを実行するために用いるリソグラフィ装置の設定を調整するステップを含む、条項18に記載の方法。
25.前記リソグラフィ装置の設定は、照明源特性、投影光学装置特性、レチクル特性、ウェーハ特性、又はそれらの任意の組合せの1つ以上を含む、条項24に記載の方法。
26.ステップ(c)で、前記リソグラフィプロセス応答パラメータは、前記リソグラフィ装置の1つ以上の設定の変化に対する前記リソグラフィプロセスの応答を示すパラメータを含む、条項24に記載の方法。
27.前記リソグラフィプロセス応答パラメータは、クリティカルディメンション(CD)エラー、オーバレイエラー、側壁角度の変化、及びベストフォーカスオフセットを含む、条項26に記載の方法。
28.前記照明源瞳特性は、照明源強度の調整、照明源波長の調整、ビームポインティングの制御、及び照明源偏光の調整の1つ以上によって制御される、条項18に記載の方法。
29.投影光学装置特性は調整されて、照明源の前記第1の基準性能を定義するために用いる点源相互透過係数(TCC)関数の安定性が確保される、条項18に記載の方法。
30.ステップ(a)に先立って、複数のパターンは設計又は入手され、前記複数のパターンの第1のサブセットは、第1のリソグラフィプロセスパラメータの変化に対応し、前記複数のパターンの第2のサブセットは、第2のリソグラフィプロセスパラメータの変化に対応する、条項18に記載の方法。
31.前記パターンは、テストレチクル上のテストパターン、ターゲットレチクル上のテストパターン、又はターゲットレチクル上のターゲットパターンを含む、条項30に記載の方法。
32.ターゲットレチクル上のテストパターンは、スクライブライン、デザインレイアウトの1つ以上のエッジ、及びターゲットパターンに隣接する、又はターゲットパターンが点在するデザインレイアウト上の未使用のスペースを含む場所の1つ以上の上に位置する、条項31に記載の方法。
33.リソグラフィプロセスの安定性を制御する方法であって、
(a)リソグラフィモデル内の前記リソグラフィプロセスで用いるリソグラフィ装置のベースライン性能を定義するステップであって、第1のベースライン性能を定義する前記リソグラフィモデルの第1のサブモデルは第1の照明条件下で入手され、第2のベースライン性能を定義する前記リソグラフィモデルの第2のサブモデルは第2の照明条件下で入手され、前記リソグラフィモデルは照明源瞳特性とリソグラフィプロセス応答パラメータの1つ以上を含むステップと、
(b)前記照明源瞳特性の第1の時間ドリフトデータを測定することで前記第1の照明条件下での前記リソグラフィ装置の照明安定性をモニタし、前記第1の測定された時間ドリフトデータを用いて前記照明源瞳特性を前記第1のベースライン性能の範囲内、又は実質的にその近くに維持するステップと、
(c)前記リソグラフィプロセス応答パラメータの第2の時間ドリフトデータを測定することで前記第2の照明条件下でのリソグラフィプロセス応答安定性をモニタし、前記第2の測定された時間ドリフトデータを用いて前記リソグラフィプロセス応答を前記第2のベースライン性能の範囲内、又は実質的にその近くに維持するステップとを含む、方法。
34.前記第2の照明条件は、標準照明条件とカスタム照明条件の一方を含む、条項33に記載の方法。
35.前記標準照明条件は、1つ以上の標準照明モードを含み、前記カスタム照明条件は、1つ以上のカスタム照明モードを含む、条項34に記載の方法。
36.ステップ(a)に先立って、複数のパターンは設計又は入手され、前記複数のパターンの第1のサブセットは、第1のリソグラフィプロセスパラメータの変化に対応し、前記複数のパターンの第2のサブセットは、第2のリソグラフィプロセスパラメータの変化に対応する、条項33に記載の方法。
37.前記パターンは、テストレチクル上のテストパターン、ターゲットレチクル上のテストパターン、又はターゲットレチクル上のターゲットパターンを含む、条項36に記載の方法。
38.ターゲットレチクル上のテストパターンは、スクライブライン、デザインレイアウトの1つ以上のエッジ、及びターゲットパターンに隣接する、又はターゲットパターンが点在するデザインレイアウト上の未使用のスペースを含む場所の1つ以上の上に位置する、条項37に記載の方法。
Claims (15)
- リソグラフィプロセスの安定性を制御する方法であって、
(a)リソグラフィモデル内の前記リソグラフィプロセスで用いるリソグラフィ装置のベースライン性能を定義するステップであって、第1のベースライン性能を定義する前記リソグラフィモデルの第1のサブモデルは第1の照明条件下で入手され、第2のベースライン性能を定義する前記リソグラフィモデルの第2のサブモデルは第2の照明条件下で入手され、前記リソグラフィモデルは、照明源瞳特性とリソグラフィプロセス応答パラメータの1つ以上を含むステップと、
(b)前記照明源瞳特性の第1の時間ドリフトデータを測定することで前記第1の照明条件下での前記リソグラフィ装置の照明安定性をモニタし、前記第1の測定された時間ドリフトデータを用いて前記照明源瞳特性を前記第1のベースライン性能の範囲内又は実質的にその近くに維持するステップと、
(c)前記リソグラフィプロセス応答パラメータの第2の時間ドリフトデータを測定することで前記第2の照明条件下でのリソグラフィプロセス応答安定性をモニタし、前記第2の測定された時間ドリフトデータを用いて前記リソグラフィプロセス応答を前記第2のベースライン性能の範囲内又は実質的にその近くに維持するステップと、
を含む、方法。 - 前記第1の照明条件は、標準照明条件とカスタム照明条件の一方を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記標準照明条件は、1つ以上の標準照明モードを含み、前記カスタム照明条件は、1つ以上のカスタム照明モードを含む、請求項2に記載の方法。
- ステップ(b)は、前記照明源瞳特性の直接測定を用いて実行される、請求項1に記載の方法。
- ステップ(c)は、ウェーハメトロロジ技術とリソグラフィ装置特性測定技術の一方又は両方を用いて実行される、請求項1に記載の方法。
- ステップ(b)及び(c)は、前記リソグラフィプロセスを実行するために用いる前記リソグラフィ装置の設定を調整するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記リソグラフィ装置の設定は、照明源特性、投影光学装置特性、レチクル特性、ウェーハ特性、又はそれらの任意の組合せの1つ以上を含む、請求項6に記載の方法。
- ステップ(c)で、前記リソグラフィプロセス応答パラメータは、前記リソグラフィ装置の1つ以上の設定の変化に対する前記リソグラフィプロセスの応答を示すパラメータを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記リソグラフィプロセス応答パラメータは、クリティカルディメンション(CD)エラー、オーバレイエラー、側壁角度変化及びベストフォーカスオフセットの1つ以上を含む、請求項8に記載の方法。
- 前記照明源瞳特性は、照明源強度の調整、照明源波長の調整、ビームポインティングの制御及び照明源偏光の調整の1つ以上によって制御される、請求項1に記載の方法。
- 投影光学装置特性は調整されて、照明源の前記第1のベースライン性能を定義するために用いる点源相互透過係数(TCC)関数の安定性が確保される、請求項1に記載の方法。
- ステップ(a)に先立って、複数のパターンは設計又は入手され、前記複数のパターンの第1のサブセットは、第1のリソグラフィプロセスパラメータの変化に対応し、前記複数のパターンの第2のサブセットは、第2のリソグラフィプロセスパラメータの変化に対応する、請求項1に記載の方法。
- 前記ベースライン性能のリソグラフィモデルは、既存の基準モデルへの一致又は適合によって導出される、請求項1に記載の方法。
- リソグラフィプロセスパラメータの時間ドリフトを低減してリソグラフィプロセス内の性能安定性を維持する方法であって、
(a)リソグラフィモデル内の前記リソグラフィプロセスのベースライン性能を定義するステップであって、第1のベースライン性能を定義するリソグラフィモデルの第1のサブモデルは第1の照明条件下で入手され、第2のベースライン性能を定義する前記リソグラフィモデルの第2のサブモデルは第2の照明条件下で入手される、ステップと、
(b)前記第1の光学条件下での前記第1のベースライン性能に対する第1のリソグラフィプロセスパラメータの第1の時間ドリフトデータを測定するステップと、
(c)前記第2の光学条件下での前記第2のベースライン性能に対する第2のリソグラフィプロセスパラメータの第2の時間ドリフトデータを測定するステップと、
(d)前記第1及び第2のサブモデルの相互関係と、前記測定された第1及び第2の時間ドリフトデータと、を用いて前記第1及び第2のリソグラフィプロセスパラメータの必要な調整を決定して前記リソグラフィプロセスを前記定義されたベースライン性能の範囲内又は実質的にその近くに維持するステップであって、前記第1及び第2のサブモデルの相互関係は、リソグラフィプロセス応答の変化を前記第1及び第2のサブモデルの両方の光学条件の変化に関連付ける数学的関数を含む、ステップと、
を含む、方法。 - 現在のリソグラフィプロセスを基準リソグラフィプロセスに一致させることで前記現在のリソグラフィプロセス内の安定性を制御する方法であって、
(a)リソグラフィモデル内の前記基準リソグラフィプロセスの基準性能を定義するステップであって、第1の基準性能を定義する前記リソグラフィモデルの第1のサブモデルは第1の照明条件下で入手され、第2の基準性能を定義する前記リソグラフィモデルの第2のサブモデルは第2の照明条件下で入手され、前記リソグラフィモデルは照明源瞳特性とリソグラフィプロセス応答パラメータの1つ以上を含む、ステップと、
(b)前記照明源瞳特性の第1の時間ドリフトデータを測定することで前記第1の照明条件下での前記現在のリソグラフィプロセス内の照明安定性をモニタし、前記第1の測定された時間ドリフトデータを用いて前記現在の照明源瞳特性を前記第1の基準性能の範囲内、又は実質的にその近くに維持するステップと、
(c)前記リソグラフィプロセス応答パラメータの第2の時間ドリフトデータを測定することで前記第2の照明条件下での前記現在のリソグラフィプロセス内のリソグラフィプロセス応答安定性をモニタし、前記第2の測定された時間ドリフトデータを用いて前記現在のリソグラフィプロセスの応答を前記第2の基準性能の範囲内又は実質的にその近くに維持するステップと、
を含む、方法。
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