TWI797362B - 針對模擬系統之用於判定晶圓之層的蝕刻輪廓的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明描述一種用於判定一蝕刻輪廓之方法。該方法包含判定一起始遮蔽層輪廓。判定負載資訊。該負載資訊指示該遮蔽層輪廓之一蝕刻速率對所蝕刻的材料之一數量及圖案的相依性。判定通量資訊。該通量資訊指示該蝕刻速率對入射於該遮蔽層輪廓上之輻射的一強度及一散佈角之相依性。判定重新沈積資訊。該重新沈積資訊指示該蝕刻速率對自該遮蔽層輪廓移除且重新沈積回到該遮蔽層輪廓上之材料的一量之相依性。該晶圓之該層的輸出蝕刻輪廓基於該負載資訊、該通量資訊及/或該重新沈積資訊而判定。

Description

針對模擬系統之用於判定晶圓之層的蝕刻輪廓的方法
本文中之描述大體上係關於光罩製造及圖案化製程。更特定而言，描述係關於一種裝置及一種針對模擬系統之用於判定晶圓之層的蝕刻輪廓的方法。
微影投影裝置可用於例如積體電路(IC)之製造中。在此情況下，圖案化器件(例如，光罩)可含有或提供對應於IC之個別層的圖案(「設計佈局」)，且此圖案可藉由諸如經由圖案化器件上之圖案照射目標部分的方法來轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包含一或多個晶粒)上，該目標部分已塗佈有一層輻射敏感材料(「抗蝕劑」)。一般而言，單個基板含有複數個鄰近目標部分，圖案藉由微影投影裝置順次地轉印至該複數個鄰近目標部分，一次一個目標部分。在一種類型之微影投影裝置中，將整個圖案化器件上之圖案一次性轉印至一個目標部分上；此類裝置通常稱為步進器。在通常稱為步進掃描裝置之替代裝置中，投影光束在給定參考方向(「掃描」方向)上遍及圖案化器件進行掃描，同時平行或反平行於此參考方向而同步地移動基板。圖案化器件上之圖案之不同部分逐漸地轉印至一個目標部分。一般而言，因為微影投影裝置將具有減 小比率M(例如，4)，因此移動基板之速度F將為投影光束掃描圖案化器件之速度的1/M倍。可例如自以引用方式之併入本文中的US 6,046,792搜集到關於如本文中所描述之微影器件的更多資訊。
在將圖案自圖案化器件轉印至基板之前，基板可經歷各種工序，諸如上底漆、抗蝕劑塗佈及軟烘烤。在曝光之後，基板可經受其他工序(「曝光後工序」)，諸如曝光後烘烤(PEB)、顯影、硬烘烤及對經轉印圖案之量測/檢測。此工序陣列用作製作器件(例如IC)之個別層的基礎。基板可隨後經歷諸如蝕刻、離子植入(摻雜)、金屬化、氧化、化學機械拋光等各種製程，該等製程皆意欲精整器件之個別層。若在器件中需要若干層，則針對每一層來重複整個工序或其變體。最終，在基板上之每一目標部分中將存在器件。隨後藉由諸如切割或鋸割之技術來使此等器件彼此分離，由此，可將個別器件安裝於載體上、連接至銷釘等。
因此，製造諸如半導體器件之器件通常涉及使用多個製作製程來處理基板(例如半導體晶圓)以形成該等器件之各種特徵及多個層。通常使用例如沈積、微影、蝕刻、化學機械拋光及離子植入來製造及處理此類層及特徵。可在基板上之複數個晶粒上製作多個器件，且隨後將該等器件分離成個別器件。可將此器件製造製程視為圖案化製程。圖案化製程涉及圖案化步驟，諸如使用微影裝置中之圖案化器件來將圖案化器件上的圖案轉印至基板之光學及/或奈米壓印微影，且圖案化製程通常但視情況涉及一或多個相關圖案處理步驟，諸如藉由顯影裝置進行抗蝕劑顯影、使用烘烤工具來烘烤基板、使用蝕刻裝置使用圖案進行蝕刻等。
如所提及，微影為在諸如IC之器件之製造時的中心步驟，其中形成於基板上之圖案界定器件之功能元件，諸如微處理器、記憶體晶 片等。類似微影技術亦用於形成平板顯示器、微機電系統(MEMS)及其他器件。
隨著半導體製造製程繼續進步，幾十年來，功能元件之尺寸已不斷地減小，而每器件的諸如電晶體之功能元件之量已在穩固地增加，此遵循通常稱為「莫耳定律(Moore's law)」之趨勢。在當前技術狀態下，使用微影投影裝置來製造器件之層，該等微影投影裝置使用來自深紫外照明源之照明將設計佈局投影至基板上，從而產生尺寸遠低於100nm(亦即小於來自照明源(例如，193nm照明源)之輻射的波長之一半)的個別功能元件。
供印刷尺寸小於微影投影裝置之經典解析度限制之特徵的此製程根據解析度公式CD=k1×λ/NA而通常稱為低k1微影，其中λ為所採用的輻射之波長(當前在大多數情況下為248nm或193nm)，NA為微影投影裝置中之投影光學件的數值孔徑，CD為「臨界尺寸(critical dimension)」(一般為所印刷之最小特徵大小)，且k1為經驗解析度因數。一般而言，k1愈小，則在基板上再現類似於由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，將複雜微調步驟應用於微影投影裝置、設計佈局或圖案化器件。此等步驟包括例如但不限於NA及光學相干設定之最佳化、定製照明方案、相移圖案化器件之使用、設計佈局中的光學近接校正(OPC，有時亦稱為「光學及製程校正」)，或一般定義為「解析度增強技術」(RET)之其他方法。如本文中所使用之術語「投影光學件」應廣泛地解釋為涵蓋各種類型的光學系統，例如包括折射光學件、反射光學件、孔徑及反射折射光學件。術語「投影光學件」亦可包括根據此等設計類型中之任一者操作以用於共同地 或單個地導向、塑形或控制投影輻射光束的組件。術語「投影光學件」可包括微影投影裝置中之任何光學組件，而不管光學組件位於微影投影裝置的光學路徑上之何處。投影光學件可包括用於在來自源之輻射通過圖案化器件之前塑形、調整及/或投影該輻射的光學組件，及/或用於在該輻射通過圖案化器件之後塑形、調整及/或投影該輻射的光學組件。投影光學件一般不包括源及圖案化器件。
根據一實施例，本發明提供一種針對一模擬系統之用於判定一晶圓之一層的一蝕刻輪廓的方法。該方法包含判定該晶圓之該層的一起始遮蔽層輪廓。該方法包含至少部分地基於該遮蔽層輪廓來判定該遮蔽層輪廓之負載資訊。該負載資訊指示該遮蔽層輪廓之一蝕刻速率對所蝕刻的材料之一數量及圖案的相依性。該方法包含至少部分地基於該遮蔽層輪廓來判定該遮蔽層輪廓之通量資訊。該通量資訊指示該遮蔽層輪廓之該蝕刻速率對入射於該遮蔽層輪廓上之輻射的一強度及一散佈角之相依性。該方法包含至少部分地基於該遮蔽層輪廓來判定該遮蔽層輪廓之重新沈積資訊。該重新沈積資訊指示該遮蔽層輪廓之該蝕刻速率對自該遮蔽層輪廓移除且重新沈積回到該遮蔽層輪廓上之材料的一量之相依性。該方法包含基於該遮蔽層輪廓之該負載資訊、該通量資訊及/或該重新沈積資訊來判定該晶圓的該層之一輸出蝕刻輪廓。
在一實施例中，該方法進一步包含基於該輸出蝕刻輪廓來判定深度資訊以供在疊對判定期間使用。
在一實施例中，反覆地執行判定該負載資訊、判定該通量資訊、判定該重新沈積資訊及/或判定該輸出蝕刻輪廓，直至該深度資訊 對應於一實體晶圓之一相應層的一影像之深度為止。
在一實施例中，該方法進一步包含基於該深度資訊產生該晶圓的該層之一電子描繪以促進該電子描繪與該實體晶圓之該相應層的該影像之間的一視覺比較。
在一實施例中，該方法進一步包含基於該深度資訊產生該晶圓的該層之一電子描繪以促進該電子描繪之尺寸量測，以用於與獲自該實體晶圓的該相應層之該影像的尺寸相比較。
在一實施例中，該方法進一步包含基於來自一實體晶圓及/或一模擬晶圓的一相應層之一度量衡系統的資訊來校準該方法之操作參數。舉例而言，校準可能涉及藉由使實體晶圓上之度量衡系統的輸出(量測)與模擬晶圓上之模擬度量衡輸出的輸出之間的差異最小化來調校該等參數。該度量衡系統可為例如一SEM(在下文更詳細地解釋)或一散射量測系統(光學工具)。
在一實施例中，該方法進一步包含基於來自該模擬晶圓的該相應層之該度量衡系統的資訊來校準該方法之操作參數，且該校準進一步包含調整該模擬晶圓的晶圓模擬參數。換言之，該校準可能涉及進一步調校判定該遮蔽層輪廓之該模型的該等參數。舉例而言，該遮蔽層可為一光阻層，且判定該遮蔽層之該系統可為一微影模型，且該等參數為用於該微影模型之該等參數(在下文更詳細地解釋)。
在一實施例中，針對該晶圓之該層的一關注區域來執行判定該遮蔽層輪廓、判定該負載資訊、判定該通量資訊、判定該重新沈積資訊及/或判定該輸出蝕刻輪廓。
在一實施例中，該晶圓的該層之該遮蔽層輪廓包含一圖案 化後輪廓。
在一實施例中，該晶圓的該層之該遮蔽層輪廓包含顯影檢測後(ADI)尺寸。
在一實施例中，判定該晶圓的該層之該遮蔽層輪廓包含獲得、設計或量測該遮蔽層輪廓的尺寸中之一或多者。
在一實施例中，該方法進一步包含根據一修整配方模擬對該遮蔽層輪廓的一修整操作。模擬對該遮蔽層輪廓之該修整操作可包含修改該遮蔽層輪廓的尺寸。
在一實施例中，模擬對該遮蔽層輪廓之該修整操作包含調整一光罩臨界尺寸(CD)偏移。
在一實施例中，判定該遮蔽層輪廓之該負載資訊包含調整一蝕刻速率常數、一短程負載因數或一長程負載因數中之一或多者。
在一實施例中，判定該遮蔽層輪廓之該通量資訊包含調整該入射輻射的一離子強度、一中性強度或一散佈角中之一或多者。
在一實施例中，判定該遮蔽層輪廓的該重新沈積資訊包含調整該遮蔽層輪廓之一重新沈積速率。
在一實施例中，判定該負載資訊包含判定遍及該遮蔽層輪廓之個別部位處的該蝕刻速率對該等個別部位處之所蝕刻的材料之一數量及圖案的相依性；判定該通量資訊包含判定遍及該遮蔽層輪廓之該等個別部位處的該蝕刻速率對在該等個別部位處入射於該遮蔽層輪廓上之輻射的一強度及一散佈角之相依性；且判定該重新沈積資訊包含判定遍及該遮蔽層輪廓的該等個別部位處之該蝕刻速率對在該等個別部位處自該遮蔽層輪廓移除且在該等個別部位處重新所沈積回到該遮蔽層輪廓上的材料之一量 的該相依性。
在一實施例中，判定遍及該遮蔽層輪廓之該等個別部位處之該蝕刻速率的該相依性包含判定該個別部位的個別負載因數。
在一實施例中，一個別負載因數基於一個別部位處之一光罩圖案的一布爾(Boolean)函數來判定。
在一實施例中，該通量資訊基於對應於個別部位之一或多個偏置常數、一或多個擬合常數、短程負載因數及長程負載因數來判定。
在一實施例中，該重新沈積資訊基於對應於個別部位之一或多個偏置常數、長程擬合因數及長程負載因數來判定。
根據另一實施例，提供一電腦程式產品。該電腦程式產品包含一非暫時性電腦可讀媒體，該非暫時性電腦可讀媒體其上記錄有指令，該等指令在由一電腦執行時實施上文所描述的該方法。
根據另一實施例，提供一種用以產生一度量衡目標設計之蝕刻模型應用之方法。該方法包含使用來自基於該蝕刻模型所產生之一實體晶圓之一層的實驗橫截面輪廓資訊來校準該蝕刻模型。該方法包含基於該經校準蝕刻模型來預測一經模型化晶圓之一層的一蝕刻深度輪廓。該方法包含在嚴密耦合波分析(RCWA)中使用該所預測之蝕刻深度輪廓以增強該度量衡目標設計。
在一實施例中，基於該經校準蝕刻模型來預測該經模型化晶圓之該層的該蝕刻深度輪廓包含：判定(i)該晶圓之該層的一起始抗蝕劑輪廓及(ii)一抗蝕劑修整蝕刻配方；根據該抗蝕劑修整蝕刻配方藉由模擬對該起始抗蝕劑輪廓之一修整操作來判定一經修整抗蝕劑輪廓，至少部分地基於該經修整抗蝕劑輪廓：判定該經修整抗蝕劑輪廓之負載資訊，該負 載資訊指示該經修整抗蝕劑輪廓的一蝕刻速率對所蝕刻之材料的一數量及圖案化之相依性；及/或判定該經修整抗蝕劑輪廓之通量資訊，該通量資訊指示該經修整抗蝕劑輪廓的該蝕刻速率對入射於該經修整抗蝕劑輪廓上之輻射之一強度及一散佈角的相依性；及/或判定該經修整抗蝕劑輪廓之重新沈積資訊，該重新沈積資訊指示該經修整抗蝕劑輪廓之該蝕刻速率對自該經修整抗蝕劑輪廓移除且重新沈積回到該經修整抗蝕劑輪廓上的材料之一量之相依性；及基於該經修整抗蝕劑輪廓的該負載資訊、該通量資訊及/或該重新沈積資訊來判定該晶圓之該層的一輸出蝕刻深度輪廓。
在一實施例中，增強該度量衡目標設計包含調整該度量衡目標設計之一或多個尺寸及/或一圖案。
在一實施例中，該實驗橫截面輪廓資訊包含該實體晶圓之該層的一電子影像與使用該模型所產生之該層的一相應電子描繪之間的視覺或尺寸比較。
根據另一實施例，提供一電腦程式產品。該電腦程式產品包含一非暫時性電腦可讀媒體，該非暫時性電腦可讀媒體其上記錄有指令，該等指令在由一電腦執行時實施緊接上文所描述的該方法。
根據另一實施例，提供一種用以校準用於光學近接校正(OPC)應用之一雙尺寸蝕刻模型的蝕刻模型應用之方法。該方法包含使用來自基於該蝕刻製程所產生之一模擬晶圓的一層之橫截面輪廓、SEM及散射量測術(例如，使用光學工具)量測之任何組合來校準該蝕刻模型。該方法包含基於該經校準蝕刻模型來預測一經模型化晶圓之一層中的複數個圖案之該等蝕刻偏置。該方法包含使用該等所預測之蝕刻偏置來校正一光罩(例如，OPC應用)、驗證該蝕刻後製程窗(OPC驗證或微影可製造性檢查 (LMC))或使該微影源及光罩共最佳化(例如，使用一源光罩最佳化(SMO)應用)。
根據另一實施例，提供一電腦程式產品。該電腦程式產品包含一非暫時性電腦可讀媒體，該非暫時性電腦可讀媒體其上記錄有指令，該等指令在由一電腦執行時實施緊接上文所描述的該方法。
根據另一實施例，提供一種用以校準用於預測一遍佈晶圓之蝕刻指紋作為對晶圓檢測或圖案化控制操作之輸入的一蝕刻模型之蝕刻模型應用之方法。該方法包含用描述該蝕刻製程之遍佈晶圓的變化之參數使用來自基於該蝕刻製程所產生之一模擬晶圓的一層之遍佈晶圓的橫截面輪廓、SEM及散射量測術量測之任何組合來校準該蝕刻模型。該方法包含基於該經校準蝕刻模型來預測一經模型化晶圓之一層的複數個圖案之該蝕刻偏置。該方法包含使用該所預測之蝕刻偏置指紋作為用於一檢測系統之缺陷預測(例如，一經導引晶圓缺陷檢測應用，諸如一圖案保真性度量衡(PFM)應用)或對一晶圓製造製程控制系統(例如，一圖案保真性控制(PFC)系統)的輸入以改良遍及晶圓之圖案化效能(例如，使用一晶圓製造製程控制應用)。
根據另一實施例，提供一電腦程式產品。該電腦程式產品包含一非暫時性電腦可讀媒體，該非暫時性電腦可讀媒體其上記錄有指令，該等指令在由一電腦執行時實施緊接上文所描述的該方法。
2:寬頻帶(白光)輻射投影儀
4:光譜儀偵測器
10:光譜
11:背向投影式焦平面
12:透鏡系統
13:干涉濾光器
14:參考鏡面
15:物鏡/透鏡系統/接物鏡
16:部分反射表面
17:偏振器
18:偵測器
21:輻射光束
22:琢面化場鏡面器件
24:琢面化光瞳鏡面器件
26:經圖案化光束
28:反射元件
30:目標/目標圖案
32:反射元件
100:電腦系統
102:匯流排
104:處理器
105:處理器
106:主記憶體
108:唯讀記憶體
110:儲存器件
112:顯示器
114:輸入器件
116:游標控制件
118:通信介面
120:網路鏈路
122:區域網路
124:主機電腦
126:網際網路服務提供者
128:網際網路
130:伺服器
210:EUV輻射發射電漿
211:源腔室
212:收集器腔室
220:圍封結構
221:開口
230:氣體障壁或污染物截留器/污染物截留器或污染物障壁/污染物截留器
240:光柵光譜濾光器
251:上游輻射收集器側
252:下游輻射收集器側
253:掠入射反射器
254:掠入射反射器
255:掠入射反射器
606:參數化模型
608:所量測輻射分佈
610:數值馬克士威求解程序
612:輻射分佈
710:階段
720:階段
730:階段
740:階段
750:階段
752:區塊
754:區塊
756:區塊
758:區塊
760:材料曲線
775:模型檢視器工具
780:設計佈局檢視器工具
785:抗蝕劑輪廓檢視器工具
790:幾何形狀檢視器工具
795:光瞳檢視器工具
800a:方法
800b:方法
802:操作
804:操作
806:操作
808:操作
810:操作
812:操作
814:操作
816:操作
818:操作
820:光罩臨界尺寸偏移
822:蝕刻速率常數
824:短程負載因數/短程因數
826:長程負載因數/長程因數
830:離子強度
832:中性強度
834:散佈角
840:重新沈積速率
850:模型參數
852:對準標記設計
854:疊對目標設計
856:蝕刻模型
858:晶圓對準模擬
860:晶圓疊對模擬
862:疊對量測
864:對準量測
866:模型參數校準
900:關注區域
902:溝槽區域
904:光罩區域
906:方框
1000:裝置
1010:說明
1020:說明
1025:輻射
1026:輻射
1030:光罩材料
1040:蝕刻材料
1050:可蝕刻點
1060:可蝕刻點
1070:影像
1072:通量強度
1074:x方向
1075:區域
1076:y方向
1077:區域
1080:影像
1100:電子描繪
1102:電子描繪
1108:深度
1110:平面尺寸
1112:凹處
1113:經模型化晶圓
1120:弓形
1122:深度輪廓
AD:調整構件
AM:調整器/調整機構
AS:對準感測器
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
CO:聚光器/輻射收集器/收集器/收集器光學件
DE:顯影器
Ex:光束擴展器
h:高度
IF:中間焦點
IL:照明系統/照明器/照射器/照明光學件單元
IN:積光器
IT:項目
IT2:項目
I/O1:輸入/輸出埠
I/O2:輸入/輸出埠
LA:微影裝置
LACU:微影控制單元
LB:裝載匣
LC:微影製造單元/微影單元
LS:位階感測器
M1:圖案化器件對準標記
M2:圖案化器件對準標記
MA:圖案化器件
MET:度量衡系統
MT:支撐結構/光罩台/圖案化器件台/物件台
O:光軸
P1:基板對準標記
P2:基板對準標記
PB:光束
PL:透鏡
PM:第一***
PS:投影系統
PU:處理器/單元
PW:第二***
RF:參考框架
RO:機器人
S:光點
SC:旋塗器
SCS:監督控制系統
SO:輻射源/源/源收集器模組
t:厚度
TCU:塗佈顯影系統控制單元
W:基板
w:寬度
WT:基板台
WTa:基板台
WTb:基板台
α:側壁角
對於一般熟習此項技術者而言，在結合附圖而檢閱特定實施例之以下描述後，上文態樣及其他態樣及特徵將變得顯而易見，其中：圖1示意性地描繪根據實施例之微影裝置。
圖2示意性地描繪根據實施例之微影製造單元或叢集之實施例。
圖3示意性地描繪根據實施例之實例檢測裝置及度量衡技術。
圖4示意性地描繪根據實施例之實例檢測裝置。
圖5說明根據實施例之檢測裝置的照射光點與度量衡目標之間的關係。
圖6示意性地描繪根據實施例之基於量測資料導出複數個關注變數之製程。
圖7A為展示根據實施例之「用於控制之設計」製程流程之各種階段的流程圖。
圖7B為展示根據實施例的用於觀測之各種階段的方塊圖。
圖7C為展示「用於控制之設計」製程如何判定相對於製程擾動而穩固之度量衡目標設計的流程圖。
圖8a說明根據實施例的針對模擬系統之用於判定晶圓之層的蝕刻輪廓的方法。
圖8b說明根據實施例的針對模擬系統之用於判定晶圓之層的蝕刻輪廓但無需修整相關之操作的類似方法。
圖8c為使用疊對及對準系統之組合進行校準的替代方法之圖式。
圖9說明根據實施例的判定晶圓之層之關注區域的負載資訊之態樣。
圖10提供根據實施例之與判定通量資訊相關的兩種說明。
圖11說明根據實施例之使用本文中所描述的系統及方法所產生之兩種不同深度輪廓的電子描繪及實體晶圓之相應掃描電子顯微鏡(SEM)影像。
圖12為根據實施例之實例電腦系統的方塊圖。
圖13為根據實施例的類似圖1之微影投影裝置的示意圖。
圖14為根據實施例的圖13中之裝置的更詳細視圖。
圖15為根據實施例的圖13及圖14之裝置之源收集器模組SO的更詳細視圖。
本文中之描述大體上係關於光罩製造及圖案化製程。更特定而言，描述係關於針對模擬系統之用於判定晶圓之層的蝕刻輪廓的裝置或方法。僅作為一個實例，此等模擬系統可在對準度量衡目標設計期間或在其他操作中使用所判定之蝕刻輪廓。如下文更詳細地描述，疊對為晶圓之當前層與前一層之間的相對移位之指示。疊對通常基於包括於切割道中之度量衡標記的光學回應來判定。度量衡標記及光學回應通常在實體地製造晶圓之前使用諸如ASML Design 4 Control(D4C)及YieldStar之軟體工具來模型化以促進晶圓製造配方及度量衡標記設計的最佳化(例如，以減少疊對及/或出於其他目的)。
幾何模型針對圖案化製程定義用於當前疊對及度量衡標記設計(例如，以模型化或以其他方式判定蝕刻輪廓)。舉例而言，D4C或其他類似工具需要蝕刻輪廓(在許多其他製程相關之輸入中)以建構模型化實際晶圓以饋送回嚴密耦合波分析(RCWA)中以供準確模擬的「堆疊」。然而，幾何模型過度簡化(例如，模型使用恆定蝕刻深度、側壁角、堆疊中 之材料之二元可蝕刻或不可蝕刻描述等)。諸如微負載效應、曲折等的對晶圓之蝕刻效應未藉由幾何模型較好描述，其降低模擬準確度且通常導致模擬疊對量測與實際疊對量測之間的不良相關。YieldStar(例如)或其他掃描器度量衡標記信號對經模型化蝕刻後輪廓(尤其此類輪廓之深度敏感)。經模型化輪廓與實際輪廓之間的蝕刻輪廓差異通常由幾何模型不可能準確考慮局域圖案特徵(諸如密度及抗蝕劑輪廓)及全域效應(諸如化學及物理不均一性)引起。
舉例而言，在堆疊之一些層中，度量衡標記經分段以增強製程均一性。然而，YieldStar疊對標記可具有約500-800nm之主要間距，且其他掃描器對準標記可能需要約1.6μm的間距以產生繞射信號以判定疊對或對準位置。圖案密度由於製程設計及度量衡約束兩者可在度量衡標記區域中顯著地變化。舉例而言，通常在度量衡標記區域中觀測到蝕刻微負載效應。
使用下文所描述的系統及方法，局域負載效應使用可視性角度、圖案密度及其他參數來模型化。因此，更準確之模擬蝕刻輪廓可饋送至D4C軟體(或其他類似工具)中，其可幫助更準確地模擬YieldStar信號或其他掃描器度量衡標記信號之回應，以實現對疊對或其他參數的更準確預測。
本發明系統及方法之半經驗模型(與先前幾何模型相反)使用多個參數來表示電漿物理學及材料行為，且藉由捕捉局域蝕刻負載效應來重構蝕刻後輪廓，該局域蝕刻負載效應由圖案大小及密度引起。在本發明系統及方法中，全域負載效應藉由添加電場分佈及其他擾動引入以模擬化學及物理不均一性。另外，本發明系統及方法之模型可基於橫截面二次 電子顯微鏡(SEM)影像來校準以確保本文中所描述的經模型化製程步驟準確地反映特定蝕刻製程。
以下段落描述系統及/或相關系統之若干組件以及針對模擬系統之用於判定晶圓之層的蝕刻輪廓的方法。如上文所描述，此等模擬系統例如在對準度量衡目標設計期間或在其他操作期間可使用所判定之蝕刻輪廓。
儘管在本文中可特定參考積體電路(IC)之製造，但應理解，本文中之描述具有許多其他可能的應用。舉例而言，該描述可用於製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、液晶顯示面板、薄膜磁頭等。熟習此項技術者將瞭解，在此類替代應用之內容背景中，本文中對術語「倍縮光罩」、「晶圓」或「晶粒」之任何使用應視為可分別與更一般的術語「光罩」、「基板」及「目標部分」互換。
圖1示意性地描繪微影裝置LA之實施例。裝置包含：- 照明系統(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)；- 支撐結構(例如光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(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圖案化器件之第一***PM；- 基板台(例如晶圓台)WT(例如，WTa、WTb或兩者)，其經組態以固持基板(例如經抗蝕劑塗佈之晶圓)W且耦接至經組態以根據某些參數準確地定位基板的第二***PW；及- 投影系統(例如折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將藉由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W的目標部分C(例如包含一 或多個晶粒且通常稱為場)上。投影系統支撐於參考框架(RF)上。
如此處所描繪，裝置屬於透射型(例如採用透射性光罩)。可替代地，裝置可屬於反射型(例如採用如上文所提及之類型的可程式規劃鏡面陣列，或採用反射性光罩)。
照射器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，在源為準分子雷射時，源及微影裝置可為分離的實體。在此類情況下，不認為源形成微影裝置之部分，且輻射光束憑藉包含例如適合之導向鏡面及/或光束擴展器的光束遞送系統BD而自源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，舉例而言，在源為水銀燈時，源可為裝置之整體部分。源SO及照明器IL，必要時連同光束遞送系統BD可稱為輻射系統。
照明器IL可更改光束之強度分佈。照明器可經配置以限制輻射光束之徑向範圍，以使得在照明器IL之光瞳平面中的環形區內之強度分佈為非零的。另外地或可替代地，照明器IL可操作以限制光束在光瞳平面中之分佈，以使得在光瞳平面中之複數個等間隔區段中的強度分佈為非零的。輻射光束在照明器IL之光瞳平面中之強度分佈可稱為照明模式。
照明器IL可包含經組態以調整光束之(角度/空間)強度分佈之調整器AM。一般而言，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈之至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別稱為σ外部及σ內部)。照明器IL可操作以使光束之角度分佈變化。舉例而言，照明器可操作以更改強度分佈為非零的光瞳平面中之區段之數目及角度範圍。藉由調整光束在照明器之光瞳平面中之強度分佈，可達成不同照明模式。舉例而言，藉由限制照明器IL之光瞳平面中之強度分佈的徑向及角度範圍，強度分佈可具有多極分佈，諸如(例如)偶極、四極或六極分佈。可例如藉由將提供彼照明模 式之光學件***至照明器IL中或使用空間光調變器來獲得所要照明模式。
照明器IL可操作以更改光束之偏振且可操作以使用調整器AM來調整偏振。遍及照明器IL之光瞳平面之輻射光束的偏振狀態可稱為偏振模式。使用不同偏振模式可允許在形成於基板W上之影像中達成較大對比度。輻射光束可為非偏振的。可替代地，照明器可經配置以使輻射光束線性地偏振。輻射光束之偏振方向可遍及照明器IL之光瞳平面而變化。輻射之偏振方向在照明器IL之光瞳平面中之不同區域中可不同。可取決於照明模式來選擇輻射之偏振狀態。針對多極照明模式，輻射光束之每一極之偏振可大體上垂直於照明器IL的光瞳平面中之彼極的位置向量。舉例而言，針對偶極照明模式，輻射可在基本上垂直於平分偶極之兩個相對區段之線的方向上線性地偏振。輻射光束可在可稱為X偏振狀態及Y偏振狀態之兩個不同正交方向中之一者上偏振。針對四極照明模式，每一極之區段中之輻射可在基本上垂直於平分彼區段的線之方向上線性地偏振。此偏振模式可稱為XY偏振。類似地，針對六極照明模式，每一極之區段中之輻射可在基本上垂直於平分彼區段的線之方向上線性地偏振。此偏振模式可稱為TE偏振。
另外，照明器IL一般包含各種其他組件，諸如積光器IN及聚光器CO。照明系統可包括用於導向、塑形或控制輻射之各種類型的光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
因此，照明器提供在橫截面中具有所要均一性及強度分佈的經調節輻射光束B。
支撐結構MT以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設 計及其他條件(諸如圖案化器件是否固持於真空環境中)的方式來支撐圖案化器件。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件。支撐結構可為例如可視需要而固定或可移動之框架或台。支撐結構可確保圖案化器件例如相對於投影系統處於所要位置。可認為本文中對術語「倍縮光罩」或「光罩」之任何使用與更一般的術語「圖案化器件」同義。
本文中所使用之術語「圖案化器件」應廣泛地解釋為係指可用於在基板的目標部分中賦予圖案之任何器件。在一實施例中，圖案化器件為可用於在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中產生圖案的任何器件。應注意，舉例而言，若賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵，則該圖案可能不確切地對應於基板之目標部分中的所要圖案。一般而言，賦予至輻射光束之圖案將對應於器件之目標部分中所產生的器件(諸如積體電路)中之特定功能層。
圖案化器件可為透射或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式規劃鏡面陣列及可程式規劃LCD面板。光罩在微影中為吾人所熟知，且包括諸如二元、交變相移及衰減式相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式規劃鏡面陣列之實例採用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜以便使入射輻射光束在不同方向上反射。傾斜鏡面將圖案賦予至藉由鏡面矩陣反射之輻射光束中。
本文中所使用之術語「投影系統」應經廣泛地解釋為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤液體的使用或真空之使用之其他因數的任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統，或其任何組合。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使 用與更一般的術語「投影系統」同義。
投影系統PS具有可非均一且可影響成像於基板W上之圖案之光學轉印函數。對於非偏振輻射，此等效應可由兩個純量映像極佳地描述，該等兩個純量映像描述依據射出投影系統PS之輻射的光瞳平面中之位置而變的該輻射之透射(變跡)及相對相位(像差)。可將可稱為透射映像及相對相位映像之此等純量映像表達為基底函數全集之線性組合。一特別適宜的集合為任尼克(Zernike)多項式，其形成單位圓上所定義之正交多項式集合。每一純量映像之判定可涉及判定此展開式中之係數。因為任尼克多項式在單位圓上正交，所以可藉由依次計算所量測的純量映像與每一任尼克多項式之內積且將此內積除以彼任尼克多項式之范數的平方來判定任尼克係數。
透射映像及相對相位映像係場及系統相依的。亦即，一般而言，每一投影系統PS將針對每一場點(亦即，針對投影系統PS之影像平面中之每一空間部位)具有一不同任尼克展開式。可藉由將例如來自投影系統PS之物件平面(亦即，圖案化器件MA之平面)中的點狀源之輻射投影通過投影系統PS且使用剪切干涉計以量測波前(亦即，具有相同相位之點的軌跡)來判定投影系統PS在其光瞳平面中之相對相位。剪切干涉計係共同路徑干涉計且因此，有利地，無需二次參考光束來量測波前。剪切干涉計可包含投影系統(亦即，基板台WT)之影像平面中之繞射光柵，例如二維柵格，且偵測器經配置以偵測與投影系統PS的光瞳平面共軛之平面中之干涉圖案。干涉圖案與輻射之相位相對於在剪切方向上的光瞳平面中之座標的導數相關。偵測器可包含感測元件陣列，諸如(例如)電荷耦合器件(CCD)。
微影裝置之投影系統PS可能不產生可見條紋，且因此，可使用相位步進技術(諸如(例如)移動繞射光柵)來增強波前之判定之準確度。可在繞射光柵之平面中及在垂直於量測之掃描方向的方向上執行步進。步進範圍可為一個光柵週期，且可使用至少三個(均一地分佈)相位步進。因此，舉例而言，可在y方向上執行三個掃描量測，每一掃描量測針對在x方向上之一不同位置來執行。繞射光柵之此步進將相位變化有效地變換成強度變化，從而允許判定相位資訊。光柵可在垂直於繞射光柵之方向(z方向)上步進以校準偵測器。
可在兩個垂直方向上依序地掃描繞射光柵，該等兩個垂直方向可與投影系統PS之座標系統之軸線(x及y)重合或可與此等軸線成諸如45度的角度。可在整數個光柵週期(例如一個光柵週期)內執行掃描。掃描使在一個方向上之相位變化達到平均數，從而允許重構在另一方向上之相位變化。此允許依據兩個方向來判定波前。
可藉由將(例如)來自投影系統PS之物件平面(亦即，圖案化器件MA之平面)中的點狀之輻射投影通過投影系統PS且使用偵測器來量測與投影系統PS之光瞳平面共軛的平面中之輻射強度來判定投影系統PS在其光瞳平面中之透射(變跡)。可使用與用於量測波前以判定像差之偵測器相同的偵測器。
投影系統PS可包含複數個光學(例如透鏡)元件且可進一步包含調整機構AM，該調整機構經組態以調整光學元件中之一或多者以便校正像差(遍及貫穿場之光瞳平面的相位變化)。為達成此情形，調整機構可操作來以一或多種不同方式操控投影系統PS內之一或多個光學(例如，透鏡)元件。投影系統可具有座標系統，其中該投影系統之光軸在z方向上 延伸。調整機構可操作以進行以下之任何組合：使一或多個光學元件位移；使一或多個光學元件傾斜；及/或使一或多個光學元件變形。光學元件之位移可在任何方向(x、y、z或其組合)上進行。光學元件之傾斜通常藉由圍繞在x及/或y方向上之軸線旋轉在垂直於光軸的平面之外進行，但對於非旋轉對稱之非球面光學元件，可使用圍繞z軸之旋轉。光學元件之變形可包括低頻形狀(例如散光)及/或高頻形狀(例如自由形式非球面)。可例如藉由使用一或多個致動器以對光學元件之一或多個側面施加力及/或藉由使用一或多個加熱元件以加熱光學元件的一或多個所選擇區域來執行光學元件之變形。一般而言，不可能調整投影系統PS以校正變跡(遍及光瞳平面之透射變化)。在設計用於微影裝置LA之圖案化器件(例如，光罩)MA時，可使用投影系統PS之透射映像。使用計算微影技術，圖案化器件MA可經設計以至少部分地校正變跡。
微影裝置可屬於具有兩個(雙載物台)或多於兩個台(例如，兩個或多於兩個基板台WTa、WTb、兩個或多於兩個圖案化器件台、在無專用於(例如)促進量測及/或清潔等之基板的情況下在投影系統下方之基板台WTa及台WTb)之類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，或可對一或多個台實施預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。舉例而言，可進行使用對準感測器AS之對準量測及/或使用位階感測器LS之位階(高度、傾角等)量測。
微影裝置亦可屬於以下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對高折射率之液體(例如水)覆蓋，以填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸潤液體施加至微影裝置中之其他空間，例如圖案化器件與投影系統之間的空間。浸潤技術在此項技術中為吾人所熟知用於增大投影系 統之數值孔徑。本文中所使用之術語「浸潤」並不意謂諸如基板之結構必須浸沒於液體中，而僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。
在微影裝置之操作中，輻射光束經調節且由照明系統IL提供。輻射光束B入射於固持在支撐結構(例如，光罩台)MT上之圖案化器件(例如，光罩)MA上，且由該圖案化器件圖案化。在已橫穿圖案化器件MA之情況下，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，該投影系統將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二***PW及位置感測器(例如，干涉量測器件、線性編碼器、2D編碼器或電容式感測器)，可準確地移動基板台WT，例如，以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。類似地，例如在自光罩庫機械擷取之後，或在掃描期間，可使用第一***PM及另一位置感測器(圖1中未明確描繪)以相對於輻射光束B之路徑準確地定位圖案化器件MA。一般而言，可憑藉形成第一***PM之部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現支撐結構MT之移動。類似地，可使用形成第二***PW之部分的長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT之移動。在步進器(相對於掃描器)之情況下，支撐結構MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。可使用圖案化器件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，但該等基板對準標記可位於目標部分之間的空間中(此等基板對準標記稱為切割道對準標記)。類似地，在將多於一個晶粒設置於圖案化器件MA上之情況下，圖案化器件對準標記可位於該等晶粒之間。
所描繪裝置可在以下模式中之至少一者下使用：
1.在步進模式下，在將賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標 部分C上時，使支撐結構MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。隨後，使基板台WT在X及/或Y方向上移位，以使得可曝光不同目標部分C。在步進模式下，曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中所成像的目標部分C之大小。
2.在掃描模式下，在將賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描支撐結構MT及基板台WT(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於支撐結構MT之速度及方向。在掃描模式下，曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分的寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。
3.在另一模式下，在將賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構MT保持基本上靜止，從而固持可程式規劃圖案化器件，且移動或掃描基板台WT。在此模式下，一般採用脈衝式輻射源，且在基板台WT之每一移動之後或在掃描期間的順次輻射脈衝之間視需要更新可程式規劃圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式規劃圖案化器件(諸如，如上文所提及之類型之可程式規劃鏡面陣列)的無光罩微影。
亦可採用上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。熟習此項技術者將瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更一般的術語「基板」 或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑的工具)或度量衡或檢測工具中處理本文中所提及之基板。在適用時，可將本文中之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理多於一次，例如以便產生多層IC，以使得本文中所使用之術語基板亦可指已經含有多個經處理層之基板。
本文中所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)或深紫外線(DUV)輻射(例如，具有365、248、193、157或126nm的波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有介於5-20nm之範圍內的波長)，以及粒子束(諸如，離子束或電子束)。
圖案化器件上或由圖案化器件提供之各種圖案可具有不同製程窗，亦即，將產生在規格內之圖案所根據的處理變數之空間。關於潛在系統性缺陷之圖案規格之實例包括檢查頸縮、線拉回、線薄化、CD、邊緣置放、重疊、抗蝕劑頂部損耗、抗蝕劑底切及/或橋接。可藉由合併每一個別圖案之製程窗(例如，使該等製程窗重疊)來獲得圖案化器件或其區域上之圖案的製程窗。一組圖案之製程窗之邊界包含個別圖案中之一些的製程窗之邊界。換言之，此等個別圖案限制該組圖案之製程窗。此等圖案可稱為「熱點」或「製程窗限制圖案(PWLP)」，「熱點」與「製程窗限制圖案」在本文中可互換地使用。在控制圖案化製程之一部分時，集中於熱點為可能且經濟的。在熱點並無缺陷時，最有可能的為，其他圖案無缺陷。
如圖2中所展示，微影裝置LA可形成微影製造單元LC(有時亦稱為微影單元或叢集)之部分，該微影製造單元亦包括用以對基板執 行曝光前製程及曝光後製程之裝置。習知地，此等裝置包括用以沈積一或多個抗蝕劑層之一或多個旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之一或多個顯影器DE、一或多個冷卻板CH及/或一或多個烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取一或多個基板，在不同製程裝置之間移動基板且將基板遞送至微影裝置之裝載匣LB。通常統稱為塗佈顯影系統之此等裝置處於塗佈顯影系統控制單元TCU的控制下，該塗佈顯影系統控制單元自身受監督控制系統SCS控制，該監督控制系統亦經由微影控制單元LACU來控制微影裝置。因此，不同裝置可經操作以最大化產出率及處理效率。
為正確且一致地曝光由微影裝置曝光之基板，且/或為監測包括至少一個圖案轉印步驟(例如，光學微影步驟)之圖案化製程(例如，器件製造製程)的一部分，需要檢測基板或其他物件以量測或判定一或多個屬性，諸如對準、疊對(其可例如在上覆層中之結構之間或在已藉由例如雙重雙重圖案化製程分離地提供至該層之同一層中的結構之間)、線厚度、臨界尺寸(CD)、聚焦偏移、材料屬性等。因此，定位有微影單元LC之製造設施通常亦包括度量衡系統MET，該度量衡系統量測已在該微影單元中處理的基板W中之一些或全部或該微影單元中之其他物件。度量衡系統MET可為微影單元LC之部分，舉例而言，其可為微影裝置LA之部分(諸如對準感測器AS)。
一或多個所量測參數可包括：例如形成於經圖案化基板中或上之順次層之間的疊對、例如形成於經圖案化基板中或上之特徵之臨界尺寸(CD)(例如，臨界線寬)、光學微影步驟的聚焦或聚焦誤差、光學微影步驟之劑量或劑量誤差、光學微影步驟之光學像差等。可對產品基板自 身之目標及/或對設置於基板上之專用度量衡目標執行此量測。可在抗蝕劑顯影後但在蝕刻前執行量測，或可在蝕刻後執行量測。
存在用於對在圖案化製程中形成之結構進行量測的各種技術，包括使用掃描電子顯微鏡、以影像為基礎之量測工具及/或各種特殊化工具。如上文所論述，特殊化度量衡工具之快速及非侵入性形式為輻射光束經導向至基板之表面上的目標上且量測經散射(經繞射/經反射)光束之屬性的度量衡工具。藉由評估由基板散射之輻射之一或多個屬性，可判定基板的一或多個屬性。此可稱為以繞射為基礎之度量衡。此以繞射為基礎之度量衡之一個此類應用係在目標內的特徵不對稱性之量測中。此特徵不對稱性之量測可用作例如疊對之量度，但其他應用亦係已知的。舉例而言，可藉由比較繞射光譜之相對部分(例如，比較週期性光柵之繞射光譜中的-1階與+1階)來量測不對稱性。此量測可如上文所描述來完成，且如例如全文以引用方式併入本文中之美國專利申請公開案US 2006-066855中所描述來完成。以繞射為基礎之度量衡之另一應用係在目標內之特徵寬度(CD)的量測中。此等技術可使用下文所描述之裝置及方法。
因此，在器件製作製程(例如，圖案化製程或微影製程)中，基板或其他物件可在製程期間或之後經受各種類型之量測。量測可判定特定基板是否有缺陷，可建立對製程及用於製程中之裝置的調整(例如將基板上之兩個層對準或將圖案化器件對準至基板)，可量測製程及裝置之效能或可用於其他目的。量測之實例包括光學成像(例如，光學顯微鏡)、非成像光學量測(例如，基於繞射之量測，諸如ASML YieldStar度量衡工具、ASML SMASH度量衡系統)、機械量測(例如，使用觸控筆之剖面探測、原子力顯微法(AFM))及/或非光學成像(例如，掃描電子顯微法 (SEM))。如以全文引用之方式併入本文中之美國專利第6,961,116號中所描述的SMASH(智慧型對準感測器混合式)系統採用自參考干涉計，該自參考干涉計產生對準標記之兩個重疊且相對旋轉之影像，偵測在使影像的傅立葉變換進行干涉之光瞳平面中之強度，且自兩個影像的繞射階之間的相位差提取位置資訊，該相位差表現為經干涉階中之強度變化。
可將度量衡結果直接地或間接地提供至監督控制系統SCS。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光(尤其在可足夠迅速且快速完成檢測使得該批次之一或多個其他基板仍待曝光的情況下)及/或經曝光之基板之後續曝光進行調整。此外，已曝光之基板可經剝離及再加工以改良良率，或經捨棄，由此避免對已知有缺陷之基板執行進一步處理。在基板之僅一些目標部分有缺陷之情況下，可僅對滿足規格之彼等目標部分執行進一步曝光。
在度量衡系統MET內，度量衡裝置用於判定基板之一或多個屬性，且詳言之，判定不同基板的一或多個屬性如何變化或同一基板之不同層在不同層間如何變化。如上文所提及，度量衡裝置可整合至微影裝置LA或微影單元LC中，或可為單機器件。
為實現度量衡，可在基板上提供一或多個目標。在一實施例中，目標經專門設計且可包含週期性結構。在一實施例中，目標為器件圖案之一部分，例如為器件圖案之週期性結構。在一實施例中，器件圖案為記憶體器件之週期性結構(例如，雙極電晶體(BPT)、位元線接點(BLC)等結構)。
在一實施例中，基板上之目標可包含一或多個1-D週期性結構(例如，光柵)，其經印刷成使得在顯影之後，週期性結構特徵由固體 抗蝕劑線形成。在一實施例中，目標可包含一或多個2-D週期性結構(例如，光柵)，其經列印成使得在顯影之後，一或多個週期性結構由抗蝕劑中之固體抗蝕劑導柱或通孔形成。桿體、導柱或通孔可替代地經蝕刻至基板中(例如經蝕刻至基板上之一或多個層中)。
在一實施例中，圖案化製程之關注參數中之一者為疊對。可使用暗場散射量測來量測疊對，其中阻擋零階繞射(對應於鏡面反射)，且僅處理高階。可在PCT專利申請公開案第WO 2009/078708號及第WO 2009/106279號中找到暗場度量衡之實例，該等專利申請公開案以全文引用之方式併入本文中。美國專利申請公開案US2011-0027704、US2011-0043791及US2012-0242970中已描述該技術之進一步開發，該等美國專利申請公開案以全文引用之方式併入本文中。使用繞射階之暗場偵測的以繞射為基礎之疊對實現對較小目標之疊對量測。此等目標可小於照明光點且可由基板上之器件產品結構包圍。在一實施例中，可在一次輻射捕捉中量測多個目標。
圖3描繪實例檢測裝置(例如，散射計)。該檢測裝置包含將輻射投影至基板W上之寬頻帶(白光)輻射投影儀2。經重導向輻射傳遞至光譜儀偵測器4，其量測鏡面反射輻射之光譜10(依據波長而變之強度)，如例如在圖3的左下方中之曲線圖中所展示。根據此資料，可藉由處理器PU例如藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸或藉由與如圖3之右下方處所展示之模擬光譜的比較來重構產生偵測到之光譜的結構或輪廓。一般而言，對於重構，結構之一般形式為吾人所知，且根據供製得結構之製程的知識來假定一些變數，從而僅留下結構之若干變數以自所量測的資料予以判定。此檢測裝置可經組態為正入射檢測裝置或斜入射檢測裝置。
在圖4中展示可使用之另一檢測裝置。在此器件中，由輻射源2發射之輻射使用透鏡系統12來準直且透射通過干涉濾光器13及偏振器17、由部分反射表面16反射且經由物鏡15而聚焦至基板W上之光點S中，該物鏡具有高數值孔徑(NA)，理想地為至少0.9或至少0.95。浸潤檢測裝置(使用相對高折射率之流體，諸如水)甚至可具有超過1之數值孔徑。
如在微影裝置LA中，可在量測操作期間提供一或多個基板台以固持基板W。該等基板台可在形式上與圖1之基板台WT相似或相同。在檢測裝置與微影裝置整合之實例中，該等基板台可甚至為相同基板台。可將粗略***及精細***提供至第二***PW，該第二***經組態以相對於量測光學系統來準確地定位基板。提供各種感測器及致動器例如以獲取關注目標之位置，且將關注目標帶入至物鏡15下方之位置。通常，將對遍及基板W之不同部位處之目標進行許多量測。可在X及Y方向上移動基板支撐件以獲取不同目標，且可在Z方向上移動基板支撐件以獲得目標相對於光學系統之焦點之所要部位。舉例而言，在實務上光學系統可保持基本上靜止(通常在X及Y方向上，但可能亦在Z方向上)且僅基板移動時，適宜將操作考慮並描述為如同將物鏡帶入至相對於基板之不同部位。假設基板與光學系統之相對位置正確，則以下情況原則上無關緊要：基板及光學系統中之哪一者在真實世界中移動，或兩者皆移動，或光學系統的一部分之組合移動(例如，在Z及/或傾斜方向上)，而光學系統之剩餘部分靜止且基板移動(例如，在X及Y方向上，但亦視情況在Z及/或傾斜方向上)。
由基板W重導向之輻射隨後通過部分反射表面16傳遞至偵 測器18中以便使光譜被偵測到。偵測器18可位於背向投影式焦平面11處(亦即，位於透鏡系統15之焦距處)，或平面11可用輔助光學件(未展示)來再成像至偵測器18上。該偵測器可為二維偵測器，以使得可量測基板目標30之二維角度散射光譜。偵測器18可為(例如)CCD或CMOS感測器陣列，且可使用(例如)每圖框40毫秒之積分時間。
參考光束可用以(例如)量測入射輻射之強度。為進行此量測，在輻射光束入射於部分反射表面16上時，使輻射光束之部分通過部分反射表面16作為參考光束而朝向參考鏡面14透射。隨後將參考光束投影至同一偵測器18之不同部分上或可替代地投影至不同偵測器(未展示)上。
一或多個干涉濾光器13可用以選擇在比如405-790nm或甚至更低，諸如200-300nm之範圍內的關注波長。干涉濾光器可為可調諧的，而非包含不同濾光器之集合。可使用光柵代替干涉濾波器。孔徑光闌或空間光調變器(未展示)可提供於照明路徑中以控制目標上之輻射之入射角的範圍。
偵測器18可量測在單一波長(或窄波長範圍)下之經重導向輻射之強度、分離地在多個波長下的經重導向輻射之強度，或在一波長範圍內整合之經重導向輻射的強度。此外，偵測器可分離地量測橫向磁偏振輻射及橫向電偏振輻射之強度及/或橫向磁偏振輻射與橫向電偏振輻射之間的相位差。
基板W上之目標30可為1-D光柵，其經印刷成使得在顯影之後，桿體由固體抗蝕劑線形成。目標30可為2-D光柵，其經印刷成使得在顯影之後，光柵由抗蝕劑中之固體抗蝕劑導柱或通孔形成。桿體、導柱或通孔可經蝕刻至基板中或上(例如經蝕刻至基板上之一或多個層中)。圖 案(例如，桿體、導柱或通孔之圖案)對圖案化製程中之處理改變(例如，微影投影裝置(特定而言，投影系統PS)中的光學像差、焦點改變、劑量改變等)敏感，且將以經印刷光柵之變化來表現。因此，經印刷光柵之所量測資料用於重構光柵。可根據印刷步驟及/或其他檢測製程之知識，可將1-D光柵之一或多個參數(諸如，線寬及/或形狀)或2-D光柵的一或多個參數(諸如，導柱或通孔寬度或長度或形狀)輸入至由處理器PU執行之重構製程。
除藉由重構來進行參數之量測以外，角度解析散射量測亦適用於產品及/或抗蝕劑圖案中之特徵的不對稱性之量測。不對稱性量測之特定應用係用於疊對之量測，其中目標30包含疊置於另一組週期性特徵上的一組週期性特徵。使用圖3或圖4之儀器的不對稱性量測之概念描述例如於美國專利申請公開案US2006-066855中，該美國專利申請公開案之全文併入本文中。簡單而言，雖然目標之繞射光譜中之繞射階的位置僅藉由目標之週期性來判定，但繞射光譜中之不對稱性指示構成目標的個別特徵中之不對稱性。在圖4之儀器中(其中偵測器18可為影像感測器)，繞射階中之此不對稱性直接呈現為由偵測器18所記錄的光瞳影像中之不對稱性。此不對稱性可藉由單元PU中之數位影像處理來量測，且可對照已知疊對值來校準。
圖5說明典型目標30之平面圖及圖4之裝置中的照明光點S之範圍。為獲得擺脫來自包圍結構之干涉的繞射光譜，在一實施例中，目標30為大於照明光點S之寬度(例如，直徑)之週期性結構(例如，光柵)。光點S之寬度可小於目標之寬度及長度。換言之，目標由照明「填充不足」，且繞射信號基本上不含來自目標自身外部之產品特徵及其類似者之 任何信號。照明配置2、12、13、17(圖4)可經組態以提供遍及接物鏡15之背焦平面之均一強度的照明。可替代地，藉由例如在照明路徑中包括孔徑，照明可限於同軸或離軸方向。
圖6示意性地描繪基於使用度量衡獲得之量測資料來進行目標圖案30之一或多個關注變數的值之判定的實例製程。由偵測器18偵測到之輻射提供用於目標30之所量測輻射分佈608。針對給定目標30，可使用例如數值馬克士威求解程序(numerical Maxwell solver)610自參數化模型606計算/模擬輻射分佈612。參數化模型606展示構成目標及與該目標相關聯的各種材料之實例層。參數化模型606可包括用於在考慮中的目標之部分的特徵及層之變數中的一或多者，其可變化且經導出。如圖6中所展示，變數中之一或多者可包括一或多個層之厚度t、一或多個特徵的寬度w(例如，CD)、一或多個特徵之高度h及/或一或多個特徵之側壁角α。儘管未展示，但變數中之一或多者可進一步包括但不限於：層中之一或多者的折射率(例如，真折射率或複折射率、折射率張量等)、一或多個層之消光係數、一或多個層之吸收率、顯影期間的抗蝕劑損耗、一或多個特徵之基腳及/或一或多個特徵的線邊緣粗糙度。變數之初始值可為針對所量測之目標所預期的值。隨後在612處比較所量測輻射分佈608與經計算輻射分佈612以判定兩者之間的差。若存在差，則可使參數化模型606之變數中之一或多者的值變化，計算新的經計算輻射分佈612且將其與所量測輻射分佈608相比較，直至在所量測輻射分佈608與經計算輻射分佈612之間存在充分匹配為止。彼時，參數化模型606之變數之值提供實際目標30的幾何形狀之良好或最佳匹配。在一實施例中，在所量測輻射分佈608與經計算輻射分佈612之間的差在容許臨限值內時，存在充分匹配。
圖7A展示列舉「控制之設計」(D4C)方法的主要階段之流程圖。在階段710中，選擇待用於微影製程中之材料。材料可選自經由適當GUI與D4C介接之材料庫。在階段720中，藉由鍵入製程步驟中之每一者且建置用於整個製程序列之電腦模擬模型來界定微影製程。在階段730中，界定度量衡目標，亦即，將包括於目標中之各種特徵之尺寸及其他特性鍵入至D4C程式中。舉例而言，若在結構中包括光柵，則必須界定光柵元件之數目、個別光柵元件的寬度、兩個光柵元件之間的間隔等。在階段740中，產生3D幾何形狀。此步驟亦考量是否存在與多層目標設計相關之任何資訊，例如，不同層之間的相對移位。此特徵實現多層目標設計。在階段750中，觀測所設計目標之最終幾何形狀。如下文將更詳細地解釋，不僅觀測最終設計，而且隨著設計者應用微影製程之各種步驟，設計者可將3D幾何形狀如何形成及由於製程誘發之效應而改變視覺化。舉例而言，抗蝕劑圖案化之後的3D幾何形狀與抗蝕劑移除及蝕刻之後的3D幾何形狀不同。
本發明之重要態樣為：使目標設計者能夠觀測方法之階段以促進其在模型化及模擬期間的感知及控制。稱為「檢視器」之不同觀測工具經建置至D4C軟體中。舉例而言，如圖7B中所展示，設計者可取決於所界定之微影製程及目標來檢視材料曲線760(且亦可獲得運行時間估計曲線)。一旦產生微影模型，設計者就可通過模型檢視器工具775來檢視模型參數。設計佈局檢視器工具780可用於檢視設計佈局(例如，GDS檔案之視覺呈現)。抗蝕劑輪廓檢視器工具785可用於檢視抗蝕劑中之圖案輪廓。幾何形狀檢視器工具790可用於檢視基板上之3D結構。光瞳檢視器工具795可用於檢視對度量衡工具之模擬回應。熟習此項技術者將理解，此 等檢視工具可用以增強在設計及模擬期間設計者之理解。在D4C軟體之一些實施例中可不存在此等工具中之一或多者，且在一些其他實施例中可存在額外檢視工具。
圖7C展示說明D4C製程如何藉由減少為了微影製程之實際模擬而選擇之度量衡目標的數目而提高總體模擬製程中之效率的流程圖。如之前所提及，D4C使得設計者能夠設計數千或甚至數百萬個設計。並非所有此等設計相對於製程步驟中之變化皆可穩固。為選擇可耐受製程變化之目標設計之子集，微影工可有意地擾動所界定微影製程的一或多個步驟，如區塊752中所展示。擾動之引入相對於最初如何界定整個製程序列來更改整個製程序列。因此，應用經擾動製程序列(區塊754)亦會更改設計目標之3D幾何形狀。微影工僅選擇展示初始設計目標中之非零更改之擾動且產生所選擇製程擾動之子集(區塊756)。隨後用製程擾動之此子集來模擬微影製程(區塊758)。
使用微影製程(或一般而言圖案化製程)來製造或製作基板通常涉及製程變化。製程變化並非遍及基板係均一的。舉例而言，在沈積製程中，膜往往在基板之中心處較厚而在接近於邊緣時較薄。此等系統性變化通常在量測資料中反映為「指紋」，其為基板基於已知製程條件之特性。換言之，基板上存在具有依據基板座標而變之空間變化的堆疊。堆疊包含在圖案化製程期間形成於基板上之多個層以在基板上形成所選擇圖案(例如，設計圖案)。堆疊之每一層可與厚度、材料屬性及特徵以及圖案化製程之相關參數(例如，CD、間距、疊對等)相關聯。
圖8a說明針對模擬系統或出於其他目的之用於判定晶圓之層的蝕刻輪廓的方法800a。圖8b說明針對模擬系統之用於判定晶圓之層 的蝕刻輪廓但無需修整相關之操作的類似方法。在下文在度量衡標記對準之內容背景中描述方法800a及800b，但此不意欲為限制性的。方法800a及800b一般可應用於蝕刻輪廓判定為適用之多個不同製程。判定蝕刻輪廓之模擬系統可包括模擬度量衡或檢測系統對蝕刻輪廓之回應的模擬系統或其他模擬系統。舉例而言，經測定蝕刻輪廓/模擬系統可用於來校準用光學系統或SEM所量測的OPC模型，該經測定蝕刻輪廓/模擬系統可用於模擬來自度量衡系統之遍及晶圓指紋或出於其他目的。方法800a及800b為促進蝕刻輪廓之更準確模型化及/或判定的經增強(相對於先前技術系統)蝕刻輪廓測定方法。舉例而言，儘管涵蓋其他目的，但蝕刻輪廓之此更準確模型化及/或判定可增強晶圓的當前層與前一層之間(疊對)的相對移位之判定。如上文所描述，疊對通常基於包括於切割道中之度量衡標記的光學回應來判定。在一些實施例中，方法800a及800b產生更準確(相對於先前技術系統)度量衡目標模型，其又促進疊對或其他參數之更準確(相對於先前技術系統)判定。在800a及800b中，局域負載效應使用可視性角度、圖案密度及其他參數來模型化。除了其他因數之外，此半經驗模型(與先前幾何模型相反)使用多個參數來表示電漿物理學及材料行為，且藉由捕捉局域蝕刻負載效應來重構蝕刻後輪廓，該局域蝕刻負載效應由圖案大小及密度引起。藉由添加電場分佈及其他擾動引入全域負載效應以模擬化學及物理不均一性。另外，本發明裝置及方法之模型可藉由橫截面二次電子顯微鏡(SEM)影像來校準以準確地描述特定蝕刻製程。
方法800a及800b包含判定802晶圓之層的起始遮蔽層輪廓。方法800a包括判定804抗蝕劑修整蝕刻配方及判定806修整遮蔽層輪廓(此等操作不包括於方法800b中)。方法800a及800b包含判定808負載資 訊、判定810通量資訊、判定重新沈積資訊812、判定814晶圓之層的輸出蝕刻輪廓及基於輸出蝕刻輪廓來判定816深度資訊以供模擬系統(例如，在度量衡目標設計及/或其他操作期間)使用。判定814晶圓之層的輸出蝕刻輪廓係基於負載資訊、通量資訊、重新沈積資訊及/或如本文中所描述之其他資訊。在一實施例中，針對晶圓之層的關注區域執行判定802起始遮蔽層輪廓、判定或以其他方式模擬804、806修整操作、判定808負載資訊、判定810通量資訊、判定812重新沈積資訊及/或判定814輸出蝕刻輪廓。在一實施例中，反覆地執行818判定負載資訊、判定通量資訊、判定重新沈積資訊及/或判定輸出蝕刻輪廓，直至深度資訊對應於實體晶圓之相應層的影像之深度為止。此等操作中之每一者在下文依次論述。
應注意，圖8a及/或8b中所展示且在下文所論述的操作802-818之次序、配置、輸入及輸出不意欲為限制性的。舉例而言，圖8a說明判定802起始遮蔽層輪廓，該起始遮蔽層輪廓用作判定804抗蝕劑修整蝕刻配方及判定806修整遮蔽層輪廓之輸入。然而，圖8b根本不包括此等操作。作為另一實例，在圖8a中，判定804抗蝕劑修整蝕刻配方可包括自並非本發明系統之部分的外部資源經由配方參數之使用者輸入或選擇通過使用者介面或通過其他操作來接收抗蝕劑修整蝕刻配方或與抗蝕劑修整蝕刻配方相關之資訊。在此實例中，遮蔽層輪廓可使用所接收抗蝕劑修整蝕刻配方來修改以產生經修整遮蔽層輪廓。作為另一實例，圖8a說明用作負載資訊判定808及通量資訊判定810但不用作重新沈積資訊判定812之輸入的經修整遮蔽層輪廓(且圖8b說明起始遮蔽層輪廓)。在一實施例中，此等三個操作可並行地(或以其他配置)執行且(在圖8a中)經修整遮蔽層輪廓(及若在圖8b中，則起始遮蔽層輪廓)可用作所有三個判定之輸入。在此實例 中，來自所有三個此等操作之輸出可直接地流動至輪廓判定814步驟中。涵蓋針對圖8a及圖8b中所說明之判定的各種次序、配置、輸入及輸出之眾多其他實例。
如圖8a及圖8b中所展示，方法800a及800b包含判定802晶圓之層的起始遮蔽層輪廓。起始遮蔽層輪廓可為及/或包括諸如微影光阻輪廓之抗蝕劑輪廓、諸如硬式光罩之通用遮蔽層或其他遮蔽層輪廓。一般而言，起始遮蔽層輪廓可為用作方法800a及800b之輸入的任何圖案設計。圖案設計可指示將蝕刻晶圓之哪些部分且將不蝕刻晶圓之哪些部分。圖案設計可指示此等蝕刻及不蝕刻區之尺寸、材料屬性及其他特性。在一實施例中，晶圓的層之起始遮蔽層輪廓包含圖案化後輪廓。在一實施例中，晶圓的層之起始遮蔽層輪廓包含顯影檢測後(ADI)尺寸。ADI通常在光阻曝光及顯影之後執行。在一實施例中，判定晶圓的層之起始遮蔽層輪廓包含獲得、設計或量測起始遮蔽層輪廓的尺寸或其他特徵中之一或多者。
舉例而言，獲得起始遮蔽層輪廓之尺寸或其他特徵可包括以電子方式經由一或多個外部計算系統的資料庫來存取此資訊、在局域電子儲存裝置中存取此資訊、經由網路通信接收或存取此資訊、經由上傳、下載或其他電子檔案傳送自非暫時性儲存媒體及/或其他電子儲存裝置源來接收此資訊或藉由其他方法獲得此資訊。作為另一實例，起始遮蔽層輪廓之所設計尺寸及/或其他特徵可藉由或以其他方式與使用者經由與設計軟體(例如，D4C)或其他資源相關聯之使用者介面通信來鍵入或選擇。作為第三實例，起始遮蔽層輪廓之尺寸或其他特徵可作為方法800a及800b之一部分量測。舉例而言，可對經過製作製程之實體或經模型化晶圓的緊 接之前一層進行此等量測。在一些實施例中，起始遮蔽層輪廓亦可基於由設計者、系統或其他源做出之假定來建置。舉例而言，圖8a及圖8b中所展示之模型/方法可隨後使用來自橫截面輪廓影像及/或散射量測術量測之資料將起始遮蔽層輪廓校準至準確形狀。
方法800a包含判定804抗蝕劑修整蝕刻配方。抗蝕劑修整蝕刻配方可指明各種修整蝕刻參數或修整準則。修整蝕刻參數或修整準則可包括修整時間、目標尺寸、蝕刻氣體、蝕刻氣體比率、蝕刻速率(側向及豎直)、蝕刻氣壓、偏置功率、源極功率、溫度及其他參數。在一實施例中，舉例而言，判定抗蝕劑修整蝕刻配方可包括以電子方式經由一或多個外部計算系統的資料庫來存取此資訊、在局域電子儲存裝置中存取此資訊、經由網路通信接收或存取此資訊、經由上傳、下載或其他電子檔案傳送自非暫時性儲存媒體及/或其他電子儲存裝置源來接收此資訊或藉由其他方法獲得此資訊。在一實施例中，修整蝕刻參數或修整準則可藉由或以其他方式與使用者經由與設計軟體(例如，D4C)或其他資源相關聯之使用者介面通信來鍵入或選擇。在一些實施例中，「修整」為與經印刷ADI尺寸不同之臨界尺寸(CD)的修改之通用描述。在一些實施例中，修整操作可能涉及例如804至814之另一模型化循環。
方法800a包含藉由根據抗蝕劑修整蝕刻配方來模擬對起始遮蔽層輪廓之修整操作來判定806修整遮蔽層輪廓。在一實施例中，模擬對起始遮蔽層輪廓之修整操作包含基於起始遮蔽層輪廓之尺寸及/或其他特性、蝕刻修整配方中之修整蝕刻參數或修整準則或其他資訊來修改起始遮蔽層輪廓的尺寸或其他特性。在一實施例中，模擬對遮蔽層輪廓之修整操作包含調整光罩臨界尺寸(CD)偏移820。在一實施例中，調整光罩臨界 尺寸偏移820包含手動地調校光罩臨界尺寸偏移820(例如，藉由使用者經由使用者介面及相關聯之軟體工具)、基於實體晶圓之影像或量測來校準光罩臨界尺寸偏移820或其他調整。在一實施例中，在調整光罩臨界尺寸偏移820之後，可重複根據抗蝕劑修整蝕刻配方模擬對起始遮蔽層輪廓之修整操作的製程。舉例而言，此製程可反覆地重複，直至滿足一或多個經修整遮蔽層輪廓準則(例如，尺寸、表面特性等)為止。
方法800a及800b包含至少部分地基於經修整遮蔽層輪廓(800a)或起始遮蔽層輪廓(800b)來判定808遮蔽層輪廓之負載資訊。負載資訊指示遮蔽層輪廓之蝕刻速率對所蝕刻材料之數量及圖案、圖案的哪些部分經覆蓋或未經覆蓋、周圍環境或其他因數之相依性。在一實施例中，判定遮蔽層輪廓之負載資訊包含調整蝕刻速率常數822、短程負載因數824、長程負載因數826或其他可調整參數中之一或多者。在一實施例中，調整蝕刻速率常數822、短程負載因數824、長程負載因數826或其他可調整參數包含：手動地調校蝕刻速率常數822、短程負載因數824、長程負載因數826等(例如，藉由使用者經由使用者介面及相關聯軟體工具)，基於實體晶圓之影像或量測來校準蝕刻速率常數822、短程負載因數824、長程負載因數826等，或其他調整。在一實施例中，在調整蝕刻速率常數822、短程負載因數824、長程負載因數826等之後，可重複判定808負載資訊之製程。
在一實施例中，判定808負載資訊包含判定遍及遮蔽層輪廓之個別部位處之蝕刻速率的相依性。此等判定可基於在個別部位處所蝕刻之材料的數量及圖案、圖案之哪些部分經覆蓋或未經覆蓋、周圍環境或其他因數來進行。在一實施例中，判定遍及遮蔽層輪廓之個別部位處之蝕刻 速率的相依性包含判定個別部位的個別負載因數。
藉助於非限制性實例，圖9說明判定遮蔽層輪廓之關注區域900之負載資訊的的態樣。在一實施例中，圖9及以下論述可描述本發明系統及方法之圖案密度模型。圖案密度模型可偵測或以其他方式模型化關注區域中之個別樣品點的周圍光罩圖案。如圖9中所展示，關注區域900包括溝槽區域902及光罩區域904(此不意欲為限制性的)。在一實施例中，判定808(圖8a及圖8b)負載資訊包括判定遍及區域900之個別X-Y部位處的蝕刻速率之相依性。在一實施例中，判定個別X-Y部位處之蝕刻速率的相依性包括判定個別部位處之個別負載因數。在一實施例中，個別負載因數基於個別部位處之光罩圖案的布爾函數或其他資訊來判定。舉例而言，個別X-Y部位之個別負載因數p可基於方程式1來判定。
p(x,y,r)=b(x,y,r)* M(x,y) (1)
其中x及y指示關注區域900內之評估點的座標，r為範圍因數，M(x,y)指示關注區域900內之總體光罩圖案(例如，溝槽區域902及光罩區域904的圖案)，且b(x,y,r)為光罩圖案之布爾函數及高斯分佈(Gaussian distribution)函數之組合。在此實例中，p(x,y,r)為判定個別負載因數p之個別X-Y部位或區域，且藉由圖9中的方框906表示。在此實例中，b(x,y,r)內之布爾函數在溝槽區域902中為0且在光罩區域904中為1。在與高斯函數組合之後，布爾函數將為0與1之間的值。
返回至圖8a及圖8b，方法800a及800b包含至少部分地基於經修整遮蔽層輪廓(800a)或起始遮蔽層輪廓(800b)來判定810遮蔽層輪廓之通量資訊。通量資訊指示遮蔽層輪廓之蝕刻速率對入射於遮蔽層輪廓上之輻射的強度及散佈角或其他資訊之相依性。在一實施例中，判定遮蔽層 輪廓之通量資訊包含調整入射輻射的離子強度830、中性強度832、散佈角834或其他特性中之一或多者。在一實施例中，調整入射輻射之離子強度830、中性強度832、散佈角834或其他特性包含：手動地調校入射輻射的離子強度830、中性強度832、散佈角834或其他特性(例如，藉由使用者經由使用者介面及相關聯軟體工具)，基於實體晶圓之影像或量測來校準入射輻射的離子強度830、中性強度832、散佈角834或其他特性，或其他調整。在一實施例中，在調整入射輻射之離子強度830、中性強度832、散佈角834或其他特性之後，可重複判定810通量資訊的製程。
在一實施例中，該通量資訊基於對應於個別部位之一或多個偏置常數、一或多個擬合常數、短程負載因數及長程負載因數來判定。舉例而言，中性強度832可藉由下文所展示之方程式2來描述。
f neutral =co+(c1 * p1)+(c2 * p2) (2)
在方程式2中，co為偏置常數，c1及c2為短程及長程擬合因數，且p1及p2為短程及長程負載因數。舉例而言，離子強度830可藉由類似方程式來描述。一或多個偏置常數、一或多個擬合因數、短程負載因數及長程負載因數可在製造本發明系統時判定，藉由本發明系統自電子儲存裝置或其他源獲得，藉由使用者經由與本文中所描述的系統相關聯之使用者介面鍵入、選擇或調整，或以其他方式判定。
在一實施例中，判定810通量資訊包含判定遍及遮蔽層輪廓之個別部位處之蝕刻速率對入射於個別部位處的遮蔽層輪廓上之輻射之強度、散佈角或其他特性的相依性。在一實施例中，此可為本發明系統及方法之可視性蝕刻模型或其部分。舉例而言，針對關注區域(例如，圖9中所展示之區域900)中之個別可蝕刻點，可視性蝕刻模型可使用收集角度相對 於預先界定的入射(離子及中性)輻射角度來判定蝕刻速率(例如，蝕刻速率向量)。在本發明系統及方法中，不將蝕刻速率假定成如先前技術系統中一樣。判定810通量資訊(例如，可視性蝕刻模型)可包括模型化關注區域中之可蝕刻點朝向入射輻射的移動，基於在小時間區段內之離子及中性分佈判定蝕刻比率，在個別可蝕刻點處重複此等操作，且根據下文所展示的方程式3反覆。
Figure 108125920-A0305-02-0042-1
f(x)術語來自上文方程式2。系塔(Θ)表示入射角。
藉助於非限制性實例，圖10提供與判定(例如，來自圖8a及圖8b之810)通量資訊相關的兩種說明1010及1020。說明1010展示入射於光罩材料1030及蝕刻材料1040上之輻射1025、1026。隨著關注區域中之可蝕刻點1050、1060相對於入射輻射1025、1026經模型化移動，入射輻射1025、1026與光罩材料1030及蝕刻材料1040的相互作用改變。舉例而言，在說明1010中，與入射輻射1026相比，入射輻射1025之角度α不同。作為另一實例，輻射1025藉由光罩材料1030切斷或阻擋，而輻射1026則不。說明1020展示相對於先前技術系統或方法，本發明系統或方法如何更好地考慮此等相互作用。舉例而言，在對應於先前技術系統如何模型化入射於說明1010中所展示之光罩材料1030及蝕刻材料1040上的輻射之「先前」影像1070中，即使光罩材料1030可阻擋或至少影響入射輻射，但通量強度1072在x方向1074上或在y方向1076上不受影響。在對應於本發明系統及方法如何模型化入射於說明1010中所展示之光罩材料1030及蝕刻材料1040上之輻射的「之後」影像1080，通量強度1072在區域1075中在x方向1074上及在區域1077中在y方向1076上經截斷。本發明 系統及方法經組態成使得產生此截斷，此係因為模型能夠考慮光罩材料1030阻擋或至少影響入射輻射。
返回至圖8a及圖8b，方法800a及800b包含至少部分地基於經修整遮蔽層輪廓(圖8a)或起始遮蔽層輪廓(圖8b)來判定812遮蔽層輪廓之重新沈積資訊。重新沈積資訊指示遮蔽層輪廓之蝕刻速率對自遮蔽層輪廓移除且重新沈積回到遮蔽層輪廓上之材料的量之相依性。在一實施例中，判定遮蔽層輪廓的重新沈積資訊包含調整遮蔽層輪廓之重新沈積速率840。在一實施例中，調整重新沈積速率840包含：手動地調校重新沈積速率840(例如，藉由使用者經由使用者介面及相關聯軟體工具)，基於實體晶圓之影像或量測來校準重新沈積速率840，或其他調整。在一實施例中，在調整重新沈積速率840之後，可重複判定812重新沈積資訊的製程。在一實施例中，判定重新沈積資訊包含判定遍及遮蔽層輪廓之個別部位處的蝕刻速率對在個別部位處自遮蔽層輪廓移除且在個別部位處重新沈積回到遮蔽層輪廓上之材料之量的相依性。
在一實施例中，該重新沈積資訊基於對應於個別部位之一或多個偏置常數、長程擬合因數及長程負載因數來判定。舉例而言，重新沈積速率840可藉由下文所展示之方程式4來描述。
F redep =c3+c4 * p3 (4)
在方程式4中，c3及c4為常數及短程擬合因數，且p3為短程負載因數。一或多個擬合因數及不同範圍負載因數可在製造本發明系統時判定，藉由本發明系統自電子儲存裝置或其他源獲得，藉由使用者經由與本文中所描述的系統相關聯之使用者介面鍵入、選擇或調整，或以其他方式判定。
方法800a及800b包含判定814晶圓之層的輸出蝕刻輪廓。晶圓之層的輸出蝕刻輪廓基於(經修整或起始)遮蔽層輪廓之負載資訊、通量資訊、重新沈積資訊或其他資訊來判定。在一實施例中，舉例而言，判定814輸出蝕刻輪廓可使用與本文中所描述的使用D4C判定輸出蝕刻輪廓之方法類似或相同的方法來執行。然而，如上文所描述，本發明系統及方法使用負載資訊、通量資訊及重新沈積資訊代替使用先前技術簡化幾何模型來判定輸出蝕刻輪廓。
在一實施例中，方法800a及800b包含基於輸出蝕刻輪廓判定816深度資訊以供模擬系統(例如，在度量衡目標設計中之疊對判定期間及/或在其他操作期間)使用。在一實施例中，舉例而言，判定816深度資訊可使用與本文中所描述的使用D4C判定深度資訊之方法類似或相同的方法來判定。
在一實施例中，方法800a及800b之一或多個(參數之)操作可藉由將模擬深度輪廓使用掃描電子顯微鏡(SEM)或其他工具擬合至實體晶圓的相應橫截面來校準。在SEM中，初級電子束自電子源發射且藉由聚光器透鏡彙聚，且隨後穿過光束偏轉器、E x B偏轉器及物鏡以在焦點處照射基板台上之基板。在用電子束照射基板時，自基板產生二次電子。二次電子藉由E x B偏轉器偏轉且由二次電子偵測器偵測。二維電子束影像可藉由與以下操作同步地偵測自樣品產生之電子而獲得：例如藉由光束偏轉器對電子束進行二維掃描或藉由光束偏轉器對電子束在X或Y方向上重複掃描，以及藉由基板台在X或Y方向中之另一者上連續移動基板。由二次電子偵測器偵測之信號藉由類比/數位(A/D)轉換器轉換為數位信號，且將數位信號發送至影像處理系統。在一實施例中，影像處理系統可具有用 以儲存以供處理單元處理之數位影像的全部或部分之記憶體。處理單元(例如，經專門設計之硬體或硬體與軟體之組合或包含軟體的電腦可讀媒體)經組態以將數位影像轉換或處理成表示數位影像之資料集。在一實施例中，處理單元經組態或經程式化以使得執行本文中所描述之方法。此外，影像處理系統可具有經組態以將數位影像及相應資料集儲存於參考資料庫中之儲存媒體。顯示器件可與影像處理系統連接，以使得操作者可藉助於圖形使用者介面進行設備之必要操作。
在一實施例中，方法800a及800b進一步包含基深度資訊產生晶圓之層之電子描繪(例如，模型、電子影像等)以促進電子描繪與實體晶圓的相應層之影像之間的視覺比較。電子描繪可為影像(例如，SEM影像)、模型及/或其他電子描繪。電子描繪可為橫截面影像、非橫截面影像、表示層之數字或程式碼(例如，根本並非影像)或形成電子描繪的其他資訊。在一實施例中，方法進一步包含基於深度資訊產生晶圓的層之電子描繪以促進電子描繪之尺寸量測，以用於與獲自實體晶圓的相應層之影像的尺寸相比較。在一實施例中，方法800a及800b之一或多個(參數之)操作可基於來自任何度量衡系統(例如，散射計等)的資訊來校準。在一實施例中，本發明系統可包括包含蝕刻模型(例如，方法800a及/或800b)之非相依型校準系統及度量衡系統。在一實施例中，可量測或模擬光罩層(例如，微影模擬器可產生輪廓輸出)。校準可包括光罩層模型中之參數(例如，影響微影模型的抗蝕劑輪廓之參數)之校準。
如上文所描述，方法800a及800b之一或多個操作可藉由將模擬深度輪廓(例如，電子描繪)擬合至實體或經模型化晶圓的相應橫截面來校準。校準可包括基於模擬深度輪廓(或其他電子描繪)與實體晶圓之相 應橫截面之間的類似性或差異來調整上文所描述的一或多個參數(例如，光罩臨界尺寸偏移820、蝕刻速率常數822、短程因數824、長程因數826、離子強度830、中性強度832、散佈角834、重新沈積速率840或其他參數)。經校準方法(例如，模型)可用於預測(僅作為一個實例，度量衡目標設計之)蝕刻輪廓，可將該蝕刻輪廓饋送至諸如D4C之模擬系統(或其他類似設計軟體)以預測Yieldstar(上文所描述)或其他對準信號效能。在一實施例中，反覆地執行818判定負載資訊、判定通量資訊、判定重新沈積資訊、判定輸出蝕刻輪廓及/或校準，直至深度資訊對應於實體晶圓之相應層之影像及/或其他電子描繪(例如，模型)的深度為止。
圖8c為使用疊對及對準系統之組合進行校準的替代方法之圖式。舉例而言，疊對及對準系統可經光學臨界尺寸(OCD)系統(例如，另一散射量測系統)或SEM或電子束系統置換。不同量測系統亦可為組合系統(例如，基於橫截面資料、OCD資料及/或SEM資料之校準)。如圖8c中所展示，將模型參數850、對準標記設計852及疊對目標設計854饋送至蝕刻模型856中。蝕刻模型856輸出晶圓對準模擬858及晶圓疊對模擬860。此等與模型參數校準866之疊對量測862資料(基於疊對目標設計854)及對準量測864資料(基於對準標記設計852)組合使用。經校準模型參數850饋送回模型856中。
圖11說明使用上文所描述的方法800a或800b所產生之兩個不同深度輪廓之電子描繪1100及1102。如圖11中所展示，反射遍及經模型化晶圓1113之平面尺寸1110的各個凹處1112之深度1108的變化。反射使用本文中所描述且在中電子描繪1102中所展示之系統或方法所模型化之深度輪廓1122的底部邊緣處之弓形1120。
圖12為說明可輔助實施本文中所揭示之方法、流程或系統的電腦系統100之方塊圖。電腦系統100包括用於傳達資訊之匯流排102或其他通信機制及與匯流排102耦接以供處理資訊之處理器104(或多個處理器104及105)。電腦系統100亦包括耦接至匯流排102以用於儲存待由處理器104執行之資訊及指令的主記憶體106，諸如隨機存取記憶體(RAM)或其他動態儲存器件。主記憶體106亦可用於在待由處理器104執行之指令之執行期間儲存暫時性變數或其他中間資訊。電腦系統100進一步包括耦接至匯流排102以用於儲存用於處理器104之靜態資訊及指令的唯讀記憶體(ROM)108或其他靜態儲存器件。提供諸如磁碟或光碟之儲存器件110，且該儲存器件耦接至匯流排102以用於儲存資訊及指令。
電腦系統100可經由匯流排102耦接至用於向電腦使用者顯示資訊之顯示器112，諸如陰極射線管(CRT)或平板顯示器或觸控面板顯示器。包括文數字按鍵及其他按鍵之輸入器件114耦接至匯流排102以用於將資訊及命令選擇傳達至處理器104。另一類型之使用者輸入器件為用於將方向資訊及命令選擇傳達至處理器104且用於控制顯示器112上之游標移動的游標控制件116，諸如，滑鼠、軌跡球或游標方向按鍵。此輸入器件通常具有在兩個軸線(第一軸(例如，x)及第二軸(例如，y))上之兩個自由度，從而允許該器件指明平面中之位置。觸控面板(螢幕)顯示器亦可用作輸入器件。
根據一個實施例，本文中所描述之一或多種方法的部分可藉由電腦系統100回應於處理器104執行主記憶體106中所含有之一或多個指令的一或多個序列來執行。可將此等指令自另一電腦可讀媒體(諸如儲存器件110)讀取至主記憶體106中。主記憶體106中所含有之指令序列的 執行促使處理器104執行本文中所描述之製程步驟。呈多處理配置之一或多個處理器亦可用於執行主記憶體106中所含有之指令序列。在一替代實施例中，可代替或結合軟體指令來使用硬連線電路。因此，本文中之描述不限於硬體電路與軟體之任何特定組合。
如本文中所使用之術語「電腦可讀媒體」係指參與將指令提供至處理器104以供執行之任何媒體。此媒體可呈許多形式，包括但不限於非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。非揮發性媒體包括例如光碟或磁碟，諸如儲存器件110。揮發性媒體包括動態記憶體，諸如主記憶體106。傳輸媒體包括同軸電纜、銅線及光纖，其包括包含匯流排102之電線。傳輸媒體亦可呈聲波或光波之形式，諸如在射頻(RF)及紅外線(IR)資料通信期間所產生之聲波或光波。電腦可讀媒體之常見形式包括例如軟碟、軟性磁碟、硬碟、磁帶、任何其他磁性媒體、CD-ROM、DVD、任何其他光學媒體、打孔卡、紙帶、具有孔圖案之任何其他實體媒體、RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片或卡匣、如在下文中所描述之載波或可供電腦讀取之任何其他媒體。
各種形式之電腦可讀媒體可涉及將一或多個指令之一或多個序列攜載至處理器104以供執行。舉例而言，最初可將指令承載於遠端電腦之磁碟上。遠端電腦可將指令負載至其動態記憶體中，且使用數據機經由電話線來發送指令。在電腦系統100本端之數據機可接收電話線上之資料，且使用紅外線傳輸器將資料轉換為紅外線信號。耦接至匯流排102之紅外線偵測器可接收紅外線信號中所攜載之資料且將資料置放於匯流排102上。匯流排102將資料攜載至主記憶體106，處理器104自該主記憶體擷取及執行指令。由主記憶體106接收之指令可視情況在由處理器104執 行之前或之後儲存於儲存器件110上。
電腦系統100亦可包括耦接至匯流排102之通信介面118。通信介面118提供與網路鏈路120之雙向資料通信耦合，該網路鏈路連接至區域網路122。舉例而言，通信介面118可為整合服務數位網路(ISDN)卡或數據機以提供與相應類型之電話線的資料通信連接。作為另一實例，通信介面118可為區域網路(LAN)卡以提供與相容LAN之資料通信連接。亦可實施無線鏈路。在任何此實施中，通信介面118發送且接收攜載表示各種類型之資訊之數位資料流的電信號、電磁信號或光學信號。
網路鏈路120通常通過一或多個網路將資料通信提供至其他資料器件。舉例而言，網路鏈路120可通過區域網路122提供與主機電腦124或與由網際網路服務提供者(ISP)126操作之資料設備之連接。ISP126又通過全球封包資料通信網路(現在通常稱為「網際網路」128)來提供資料通信服務。區域網路122及網際網路128皆使用攜載數位資料流之電信號、電磁信號或光學信號。通過各種網路之信號及在網路鏈路120上且通過通信介面118之信號為輸送資訊的例示性載波形式，該等信號將數位資料攜載至電腦系統100且自該電腦系統攜載數位資料。
電腦系統100可通過網路、網路鏈路120及通信介面118發送訊息且接收包括程式碼之資料。在網際網路實例中，伺服器130可通過網際網路128、ISP 126、區域網路122及通信介面118來傳輸用於應用程式之所請求程式碼。舉例而言，一個此類經下載應用程式可提供本文中所描述之方法的全部或部分。所接收程式碼可在接收其時由處理器104執行，且/或儲存於儲存器件110或其他非揮發性儲存裝置中以供稍後執行。以此方式，電腦系統100可獲得呈載波形式之應用程式碼。
圖13示意性地描繪結合可利用之本文中所描述之技術的例示性微影投影裝置。裝置包含：-照明系統IL，其用以調節輻射光束B。在此特定狀況下，照射系統亦包含輻射源SO；-第一物件台(例如，圖案化器件台)MT，其具有用以固持圖案化器件MA(例如，倍縮光罩)之圖案化器件固持器，且連接至用以相對於項目IT來準確地定位圖案化器件之第一***；-第二物件台(基板台)WT，其具有用以固持基板W(例如，抗蝕劑塗佈矽晶圓)之基板固持器，且連接至用以相對於項目IT2來準確地定位基板之第二***；-投影系統(「透鏡」)PS(例如，折射、反射或反射折射光學系統)，其用以將圖案化器件MA之經照射部分成像至基板W之目標部分C(例如，包含一或多個晶粒)上。
如本文中所描繪，裝置屬於透射型(亦即，具有透射圖案化器件)。然而，一般而言，舉例而言，裝置亦可屬於反射型(具有反射圖案化器件)。裝置可採用與經典光罩不同種類之圖案化器件；實例包括可程式規劃鏡面陣列或LCD矩陣。
源SO(例如，水銀燈或準分子雷射、雷射產生電漿(LPP)EUV源)產生輻射光束。舉例而言，此光束直接地抑或在已橫穿諸如光束擴展器Ex之調節構件之後饋送至照明系統(照明器)IL中。照明器IL可包含調整構件AD以用於設定光束中之強度分佈的外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別稱為σ外部及σ內部)。另外，該照明器一般包含各種其他組件，諸如積光器IN及聚光器CO。以此方式，照射於圖案化器件MA上 之光束B在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
關於圖13應注意，源SO可在微影投影裝置之外殼內(此常常為在源SO為例如水銀燈時之情況)，但其亦可在微影投影裝置的遠端，其產生之輻射光束經導引至該裝置中(例如，憑藉適合導向鏡面)；此後一情形常常為在源SO為準分子雷射(例如，基於KrF、ArF或F2雷射作用)時之情況。
光束PB隨後截取固持於圖案化器件台MT上之圖案化器件MA。在已橫穿圖案化器件MA的情況下，光束B穿過透鏡PL，該透鏡將光束B聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位構件(及干涉量測構件)，可準確地移動基板台WT，例如以便使不同目標部分C定位於光束PB之路徑中。類似地，第一定位構件可用於例如在自圖案化器件庫機械擷取圖案化器件MA之後或在掃描期間相對於光束B之路徑來準確地定位圖案化器件MA。一般而言，將憑藉未明確地描繪之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現物件台MT、WT之移動。然而，在步進器(與步進掃描工具相反)之情況下，圖案化器件台MT可僅連接至短衝程致動器，或可經固定。
可在兩種不同模式下使用所描繪工具：-在步進模式下，將圖案化器件台MT保持基本上靜止，且將整個圖案化器件影像一次性投影(亦即，單次「閃光」)至目標部分C上。隨後在x及/或y方向上使基板台WT移位，以使得不同目標部分C可由光束PB照射；-在掃描模式下，除了單次「閃光」中不曝光給定目標部分C之外，基本上相同情形適用。取而代之，圖案化器件台MT可在給定方向(所謂的 「掃描方向」，例如，y方向)上以速度v移動，以使得使投影光束B遍及圖案化器件影像進行掃描；同時，基板台WT以速度V=Mv在相同或相對方向上同時地移動，其中M為透鏡PL之放大率(通常，M=1/4或1/5)。以此方式，可在不必損害解析度的情況下曝光相對大目標部分C。
圖14更詳細地展示裝置1000，其包括源收集器模組SO、照明系統IL及投影系統PS。源收集器模組SO經建構及配置成使得可在源收集器模組SO之圍封結構220中維持真空環境。可由放電產生電漿源形成EUV輻射發射電漿210。可藉由氣體或蒸汽(例如，Xe氣體、Li蒸汽或Sn蒸汽)來產生EUV輻射，其中產生極熱電漿210以發射在電磁光譜之EUV範圍內之輻射。舉例而言，藉由產生至少部分離子化電漿之放電來產生極熱電漿210。為了輻射之高效產生，可能需要分壓為例如10Pa之Xe、Li、Sn蒸汽或任何其他適合氣體或蒸汽。在一實施例中，提供經激發錫(Sn)電漿以產生EUV輻射。
由熱電漿210發射之輻射經由定位於源腔室211中之開口中或後方的視情況選用的氣體障壁或污染物截留器230(在一些情況下，亦稱為污染物障壁或箔片截留器)而自源腔室211傳遞至收集器腔室212中。污染物截留器230可包括通道結構。污染物截留器230亦可包括氣體障壁或氣體障壁與通道結構之組合。如此項技術中已知，本文中進一步指示之污染物截留器或污染物障壁230至少包括通道結構。
收集器腔室211可包括可為所謂的掠入射收集器之輻射收集器CO。輻射收集器CO具有上游輻射收集器側251及下游輻射收集器側252。橫穿收集器CO之輻射可自光柵光譜濾光器240反射以沿著由點虛線「O」指示之光軸聚焦於虛擬源點IF中。虛擬源點IF通常稱為中間焦點， 且源收集器模組經配置成使得中間焦點IF位於圍封結構220中之開口221處或附近。虛擬源點IF為輻射發射電漿210之影像。
隨後，輻射橫穿照明系統IL，該照明系統可包括琢面化場鏡面器件22及琢面化光瞳鏡面器件24，該琢面化場鏡面器件及琢面化光瞳鏡面器件經配置以提供在圖案化器件MA處的輻射光束21之所要角度分佈以及在圖案化器件MA處的輻射強度之所要均一性。在由支撐結構MT固持之圖案化器件MA處反射輻射光束21後，隨即形成經圖案化光束26，且經圖案化光束26藉由投影系統PS經由反射元件28、32成像至由基板台WT固持之基板W上。
比所展示元件多的元件一般可存在於照明光學件單元IL及投影系統PS中。取決於微影裝置之類型，可視情況存在光柵光譜濾光器240。另外，可存在比諸圖中所展示之鏡面多的鏡面，例如，在投影系統PS中可存在比圖20中所展示之反射元件多1至6個的額外反射元件。
將如圖14中說明之收集器光學件CO描繪為具有掠入射反射器253、254及255的巢套式收集器，僅作為收集器(或收集器鏡面)之實例。掠入射反射器253、254及255經安置為圍繞光軸O軸向對稱，且此類型之收集器光學件CO可與通常稱為DPP源之放電產生電漿源組合使用。
可替代地，源收集器模組SO可為如圖15中所展示之LPP輻射系統之部分。雷射LA經配置以將雷射能量存放至諸如氙(Xe)、錫(Sn)或鋰(Li)之燃料中，從而產生具有數10eV之電子溫度的高度離子化電漿210。在此等離子之去激發及再結合期間所產生之高能輻射自電漿發射，由近正入射收集器光學件CO收集，且聚焦至圍封結構220中的開口221上。
可使用以下條項來進一步描述實施例：
1.一種針對模擬系統之用於判定晶圓之層的蝕刻輪廓的方法，該方法包含：判定晶圓之層的起始遮蔽層輪廓；至少部分地基於遮蔽層輪廓來：判定遮蔽層輪廓之負載資訊，該負載資訊指示遮蔽層輪廓的蝕刻速率對所蝕刻之材料的數量及圖案之相依性；及/或判定遮蔽層輪廓之通量資訊，該通量資訊指示遮蔽層輪廓的蝕刻速率對入射於遮蔽層輪廓上之輻射的強度及散佈角之相依性；及/或判定遮蔽層輪廓之重新沈積資訊，該重新沈積資訊指示遮蔽層輪廓的蝕刻速率對自遮蔽層輪廓移除且重新沈積回到遮蔽層輪廓上之材料之量的相依性；以及基於遮蔽層輪廓之負載資訊、通量資訊及/或重新沈積資訊來判定晶圓的層之輸出蝕刻輪廓。
2.如條項1之方法，其進一步包含基於輸出蝕刻輪廓來判定深度資訊以供在疊對判定期間使用。
3.如條項2之方法，其中反覆地執行判定負載資訊、判定通量資訊、判定重新沈積資訊及/或判定輸出蝕刻輪廓，直至深度資訊對應於實體晶圓之相應層的影像之深度為止。
4.如條項3之方法，其進一步包含基於深度資訊產生晶圓的層之電子描繪以促進電子描繪與實體晶圓之相應層的影像之間的視覺比較。
5.如條項3之方法，其進一步包含基於深度資訊產生晶圓的層之電子描繪以促進電子描繪之尺寸量測，以用於與獲自實體晶圓的相應層之影像 的尺寸相比較。
6.如條項1之方法，其進一步包含基於來自實體晶圓及/或模擬晶圓的相應層之度量衡系統之資訊來校準方法的操作參數。
7.如條項6之方法，其包含基於來自模擬晶圓的相應層之度量衡系統的資訊來校準方法之操作參數，其中校準進一步包含調整模擬晶圓的晶圓模擬參數。
8.如條項1至7中任一項之方法其中針對晶圓之層的關注區域來執行判定遮蔽層輪廓、判定負載資訊、判定通量資訊、判定重新沈積資訊及/或判定輸出蝕刻輪廓。
9.如條項1至8中任一項之方法，其中晶圓的層之遮蔽層輪廓包含圖案化後輪廓。
10.如條項1至9中任一項之方法，其中晶圓的層之遮蔽層輪廓包含顯影檢測後(ADI)尺寸。
11.如條項1至10中任一項之方法，其中判定晶圓的層之遮蔽層輪廓包含獲得、設計或量測遮蔽層輪廓的尺寸中之一或多者。
12.如條項1至11中任一項之方法，其進一步包含根據修整配方模擬對遮蔽層輪廓的修整操作，其中模擬對遮蔽層輪廓之修整操作包含修改遮蔽層輪廓的尺寸。
13.如條項12之方法，其中模擬對遮蔽層輪廓之修整操作包含調整光罩臨界尺寸(CD)偏移。
14.如條項1至13中任一項之方法，其中判定遮蔽層輪廓的負載資訊包含調整蝕刻速率常數、短程負載因數或長程負載因數中之一或多者。
15.如條項1至14中任一項之方法，其中判定遮蔽層輪廓的通量資 訊包含調整入射輻射之離子強度、中性強度或散佈角中之一或多者。
16.如條項1至15中任一項之方法，其中判定遮蔽層輪廓的重新沈積資訊包含調整遮蔽層輪廓之重新沈積速率。
17.如條項1至16中任一項之方法，其中：判定負載資訊包含基於在個別部位處所蝕刻之材料的數量及圖案來判定遍及遮蔽層輪廓之個別部位處的蝕刻速率之相依性；判定通量資訊包含基於入射於個別部位處之遮蔽層輪廓上之輻射的強度及散佈角來判定遍及遮蔽層輪廓之個別部位處之蝕刻速率的相依性；以及判定重新沈積資訊包含基於在個別部位處自遮蔽層輪廓移除且在個別部位處重新沈積回到遮蔽層輪廓上之材料之量來判定遍及遮蔽層輪廓的個別部位處之蝕刻速率的相依性。
18.如條項17之方法，其中判定遍及遮蔽層輪廓的個別部位處之蝕刻速率的相依性包含判定個別部位的個別負載因數。
19.如條項18之方法，其中個別負載因數基於個別部位處之光罩圖案的布爾函數來判定。
20.如條項17之方法，其中通量資訊基於對應於個別部位之一或多個偏置常數、一或多個擬合常數、短程負載因數及長程負載因數來判定。
21.如條項17之方法，其中重新沈積資訊基於對應於個別部位之一或多個偏置常數、長程擬合因數及長程負載因數來判定。
22.一種電腦程式產品，其包含其上記錄有指令之非暫時性電腦可讀媒體，該等指令在由電腦執行時實施如條項1至21中任一項之方法。
23.一種用以產生度量衡目標設計之蝕刻模型應用之方法，該方法 包含：使用來自基於蝕刻模型所產生之實體晶圓之層的實驗橫截面輪廓資訊來校準蝕刻模型；基於經校準蝕刻模型來預測經模型化晶圓之層的蝕刻深度輪廓；以及在嚴密耦合波分析(RCWA)中使用所預測之蝕刻深度輪廓以增強度量衡目標設計。
24.如條項23之方法，其中基於經校準蝕刻模型來預測經模型化晶圓之層的蝕刻深度輪廓包含：判定(i)晶圓之層的起始抗蝕劑輪廓及(ii)抗蝕劑修整蝕刻配方；根據抗蝕劑修整蝕刻配方藉由模擬對起始抗蝕劑輪廓的修整操作來判定修整抗蝕劑輪廓，至少部分地基於經修整抗蝕劑輪廓來：判定經修整抗蝕劑輪廓之負載資訊，該負載資訊指示經修整抗蝕劑輪廓之蝕刻速率對所蝕刻的材料之數量及圖案之相依性；及/或判定經修整抗蝕劑輪廓之通量資訊，該通量資訊指示經修整抗蝕劑輪廓的蝕刻速率對入射於經修整抗蝕劑輪廓上之輻射的強度及散佈角之相依性；及/或判定經修整抗蝕劑輪廓之重新沈積資訊，該重新沈積資訊指示經修整抗蝕劑輪廓的蝕刻速率對自經修整抗蝕劑輪廓移除且重新所沈積回到經修整抗蝕劑輪廓上之材料之量的相依性；以及基於經修整抗蝕劑輪廓之負載資訊、通量資訊及/或重新沈積資訊來判定晶圓的層之輸出蝕刻深度輪廓。
25.如條項23至24中任一項之方法，其中增強度量衡目標設計包含調整度量衡目標設計之一或多個尺寸及/或圖案。
26.如條項23至25中任一項之方法，其中實驗橫截面輪廓資訊包含實體晶圓之層的電子影像與使用模型所產生之層的相應電子描繪之間的視覺或尺寸比較。
27.一種電腦程式產品，其包含其上記錄有指令之非暫時性電腦可讀媒體，該等指令在由電腦執行時實施如條項23至26中任一項之方法。
28.一種用以校準用於光學近接校正應用之雙尺寸蝕刻模型的蝕刻模型應用之方法，該方法包含：使用來自基於相應蝕刻製程所產生之模擬晶圓的層之橫截面輪廓、掃描電子顯微鏡及散射量測術量測的任何組合來校準蝕刻模型；基於經校準蝕刻模型來預測經模型化晶圓之層中的複數個圖案之蝕刻偏壓；以及使用所預測之蝕刻偏壓來校正光罩、驗證蝕刻後製程窗或使微影源及光罩共最佳化。
29.一種電腦程式產品，其包含其上記錄有指令之非暫時性電腦可讀媒體，該等指令在由電腦執行時實施如條項28之方法。
30.一種用以校準用於預測遍佈晶圓之蝕刻指紋作為對晶圓檢測或圖案化控制操作之輸入的蝕刻模型之蝕刻模型應用之方法，該方法包含：用描述相應蝕刻製程之遍佈晶圓的變化之參數使用來自基於蝕刻製程所產生之模擬晶圓的層之遍佈晶圓的橫截面輪廓、掃描電子顯微鏡及散射量測術量測之任何組合來校準蝕刻模型；基於經校準蝕刻模型來預測經模型化晶圓之層的複數個圖案之蝕刻 偏壓；以及使用所預測的蝕刻偏置作為用於檢測系統之缺陷預測或對圖案保真性控制系統的輸入以改良遍及晶圓之圖案化效能。
31.一種電腦程式產品，其包含其上記錄有指令之非暫時性電腦可讀媒體，該等指令在由電腦執行時實施如條項30之方法。
本文中所揭示之概念可模擬或數學上模型化用於使子波長特徵成像之任何通用成像系統，且可尤其適用於能夠產生愈來愈短波長之新興成像技術。已經在使用中之新興技術包括能夠藉由使用ArF雷射來產生193nm波長且甚至能夠藉由使用氟雷射來產生157nm波長之極紫外線(EUV)、DUV微影。此外，EUV微影能夠藉由使用同步加速器或藉由用高能電子撞擊材料(固體或電漿)來產生在20-5nm之範圍內的波長，以便產生在此範圍內之光子。
雖然本文中所揭示之概念可用於在諸如矽晶圓之基板上的成像，但應理解，所揭示之概念可與任何類型之微影成像系統一起使用，例如，用於在不同於矽晶圓的基板上之成像的微影成像系統。
上文描述意欲為說明性，而非限制性的。因此，熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所陳述之申請專利範圍之範疇的情況下如所描述進行修改。
1100:電子描繪
1102:電子描繪
1108:深度
1110:平面尺寸
1112:凹處
1113:經模型化晶圓
1120:弓形
1122:深度輪廓

Claims (15)

  1. 一種針對一模擬系統(simulation system)之用於判定一晶圓之一層的一蝕刻輪廓(etch profile)的方法，該方法包含：判定該晶圓之該層的一遮蔽層輪廓(masking layer profile)，其中該遮蔽層輪廓係對應於一目標輪廓之一顯影後檢測輪廓(after-development inspection profile)；至少部分地基於該遮蔽層輪廓來：判定該遮蔽層輪廓之負載資訊(loading information)，該負載資訊指示該遮蔽層輪廓的一蝕刻速率對所蝕刻之材料的一數量及圖案之相依性(dependence)；及/或判定該遮蔽層輪廓之通量資訊(flux information)，該通量資訊指示該遮蔽層輪廓的該蝕刻速率對入射於該遮蔽層輪廓上之輻射的一強度及一散佈角(spread angle)之相依性；及/或判定該遮蔽層輪廓之重新沈積資訊(re-deposition information)，該重新沈積資訊指示該遮蔽層輪廓的該蝕刻速率對自該遮蔽層輪廓移除且重新沈積回到該遮蔽層輪廓上之材料之一量的相依性；以及基於該遮蔽層輪廓之該負載資訊、該通量資訊及/或該重新沈積資訊來判定該晶圓的該層之一輸出蝕刻輪廓。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含基於該輸出蝕刻輪廓判定深度資訊以供在疊對判定期間使用，以及/或其中反覆地執行判定該負載資訊、判定該通量資訊、判定該重新沈 積資訊及/或判定該輸出蝕刻輪廓，直至該深度資訊對應於一實體晶圓之一相應層的一影像之深度為止。
  3. 如請求項2之方法，其進一步包含基於該深度資訊產生該晶圓的該層之一電子描繪以促進該電子描繪與該實體晶圓之該相應層的該影像之間的一視覺比較。
  4. 如請求項2之方法，其進一步包含基於該深度資訊產生該晶圓的該層之一電子描繪以促進該電子描繪之尺寸量測，以用於與獲自該實體晶圓的該相應層之該影像的尺寸相比較。
  5. 如請求項1之方法，其進一步包含基於來自一實體晶圓及/或模擬晶圓的一相應層之一度量衡系統的資訊來校準該方法之操作參數，其中該校準進一步包含調整該模擬晶圓的晶圓模擬參數。
  6. 如請求項1之方法，其中針對該晶圓之該層的一關注區域來執行判定該遮蔽層輪廓、判定該負載資訊、判定該通量資訊、判定該重新沈積資訊及/或判定該輸出蝕刻輪廓。
  7. 如請求項1之方法，其中該晶圓的該層之該遮蔽層輪廓包含一圖案化後輪廓。
  8. 如請求項1之方法，其中該顯影後檢測輪廓係藉由量測或圖案化製程 模擬來獲得。
  9. 如請求項1之方法，其進一步包含根據一修整配方模擬對該遮蔽層輪廓的一修整操作，其中模擬對該遮蔽層輪廓之該修整操作包含：修改該遮蔽層輪廓的尺寸，以及其中模擬對該遮蔽層輪廓之該修整操作包含調整一光罩臨界尺寸(CD)偏移及/或粗糙度修整。
  10. 如請求項1之方法，其中判定該遮蔽層輪廓的該負載資訊包含：調整一蝕刻速率常數、一短程負載因數或一長程負載因數中之一或多者。
  11. 如請求項1之方法，其中判定該遮蔽層輪廓的該通量資訊包含：調整該入射輻射之一離子強度、一中性強度或一散佈角中之一或多者，以及其中判定該遮蔽層輪廓的該重新沈積資訊包含調整該遮蔽層輪廓之一重新沈積速率。
  12. 如請求項1之方法，其中該顯影後檢測輪廓係獲自之一抗蝕劑影像，該抗蝕劑影像係自關於(with regard to)該目標輪廓所執行之一圖案化製程模擬所獲得。
  13. 如請求項12之方法，其中該顯影後檢測輪廓係基於自該抗蝕劑影像提取(extracted)之一輪廓所建構。
  14. 如請求項1之方法，其進一步包含：藉由使用該輸出蝕刻輪廓來建構 一器件堆疊(device stack)；以及將經建構之該堆疊饋送至一度量衡模擬製程來預測一度量衡信號。
  15. 如請求項14之方法，其進一步包含基於經預測之該度量衡信號來判定一疊對之一設計及/或一對準記號。
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