用于无布局套刻控制的方法及系统技术方案

本发明专利技术的实施例提供了一种用于无布局套刻控制的方法。在一些实施例中，使用掩模来图案化覆盖工件的目标层。图案化形成了根据第一曝光场布局布置的多个曝光场。测量曝光场相对于工件的对准以产生位移矢量。使用位移矢量和参考场布局来训练场间模型和场内模型。转变该场内模型以用于第二曝光场布局，其中，第二曝光场布局不同于第一曝光场布局。基于训练的场间模型和转变的场内模型产生套刻校正。本发明专利技术的实施例还提供了一种用于套刻控制的系统。

【技术实现步骤摘要】
用于无布局套刻控制的方法及系统
本专利技术的实施例总体涉及半导体领域，更具体地，涉及用于套刻控制的方法和系统。
技术介绍
光刻是使用辐射将图案从掩模转印至工件的工艺并且在集成电路(IC)的制造期间重复地执行。此外，光刻包括套刻(overlay)控制，该套刻控制是用于通过使工件的第一对准结构与掩模的第二对准结构之间的套刻可变性最小化来使掩模与工件相对准的工艺。造成套刻可变性的因素包括例如工件的变形以及工具校准。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于套刻控制的方法，所述方法包括：使用掩模对覆盖工件的目标层进行图案化，其中，所述图案化形成根据第一曝光场布局而布置的多个曝光场；测量所述曝光场相对于所述工件的对准，以产生位移矢量；使用所述位移矢量和参考场布局来训练场间模型和场内模型；转变所述场内模型以用于第二曝光场布局，其中，所述第二曝光场布局不同于所述第一曝光场布局；以及基于训练的所述场间模型和转变的所述场内模型生成套刻校正。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于套刻控制的系统，所述系统包括：曝光工具，包括设备参数，其中，所述曝光工具被配置为将覆盖工件的感光层暴露于掩模的图案，使得根据所述掩模的曝光场布局在所述感光层中限定曝光场，并且所述曝光工具还被配置为基于套刻校正来更新所述设备参数；套刻工具，被配置为测量所述曝光场布局与所述工件之间的套刻误差，以在遍及所述工件的多个采样位置处生成套刻误差测量；以及套刻控制工具，被配置为使用所述套刻误差测量结果和参考场布局来训练场内模型和场间模型，以将训练的所述场内模型转变为用于将被所述曝光工艺使用的下一曝光场布局，并且根据训练的所述场间模型和转变的所述场内模型来更新所述套刻校正，其中，所述下一曝光场布局不同于所述曝光场布局。根据本专利技术的又一方面，提供了一种用于套刻控制的方法，所述方法包括：提供由感光层覆盖的工件，其中，所述工件包括第一对准结构；使用掩模图案化所述感光层，其中，所述图案化限定了根据第一曝光场布局而布置在所述感光层中的多个曝光场，并且所述图案化还限定了对应于所述感光层中的所述第一对准结构的第二对准结构；在多个采样位置处测量所述第二对准结构相对于所述第一对准结构的对准，以产生位移矢量；使用所述位移矢量和参考场布局来训练场间模型和场内模型，其中，所述训练生成用于场间套刻因子的值和用于场内套刻因子的值；转变所述场内套刻因子的值以用于与不同于所述第一曝光场布局的第二曝光场布局；基于所述场间套刻因子的值和所述场内套刻因子的转变值来生成套刻校正；以及使用另一个掩模和套刻校正来图案化另一个感光层，使得在所述另一个感光层中限定多个附加曝光场并且所述多个附加曝光场根据第二曝光场布局进行布置。附图说明当结合附图阅读时，从下面的详细描述可以最好地理解本专利技术的各个方面。应该强调的是，根据工业的标准实践，各个部件没有被按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以被任意增加或减小。图1示出了具有无布局套刻控制的光刻系统的一些实施例的框图。图2A和图2B示出了通过图1的曝光工具曝光之前的工件的一些实施例的各个视图。图3A和图3B示出了通过图1的曝光工具曝光之后的工件的一些实施例的各个视图。图4示出了图1的曝光场的采样位置的布局的一些实施例。图5示出了图1的曝光场内的采样位置的一些实施例的顶视图。图6示出了图1的曝光工具的一些实施例的框图。图7示出了图1的套刻工具的一些实施例的框图。图8A和图8B示出了图6或图7中的计量模块的各个实施例的框图。图9示出了图1的光刻系统的一些更详细的实施例的框图。图10A至图10D示出了由图1和图9的无布局套刻控制工具执行的方法的一些实施例的框图。图11示出了用于无布局套刻控制的方法的一些实施例的框图。具体实施方式以下公开内容提供了许多不同实施例或实例，用于实现所提供主题的不同特征。以下将描述组件和布置的特定实例以简化本专利技术。当然，这些仅是实例并且不意欲限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触的实施例，也可以包括形成在第一部件和第二部件之间的附加部件使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。另外，本专利技术可以在多个实例中重复参考标号和/或字符。这种重复是为了简化和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。此外，为了便于描述，本文中可以使用诸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…上面”、“上部”等空间关系术语以描述如图所示的一个元件或部件与另一元件或部件的关系。除图中所示的方位之外，空间关系术语意欲包括使用或操作过程中的器件的不同的方位。设备或装置可以以其它方式定位(旋转90度或在其他方位)，并且在本文中使用的空间关系描述符可同样地作相应地解释。甚至更多地，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅仅是通用标识符，并且因此在各个实施例中可以互换。例如，虽然在一些实施例中元件(例如，对准结构)可以被称为“第一”元件，但是在其他实施例中该元件可以被称为“第二”元件。扫描仪是用于进行光刻的处理工具。当工件根据曝光场布局步进或移动时，扫描仪将涂覆工件(例如，晶圆)的感光层反复暴露于掩模图案，以根据曝光场布局限定布置在工件上的曝光场。对于每次曝光，工件被步进或移动至新的曝光位置并且掩模图案扫描在新的曝光位置上。为了保持掩模图案与工件之间的适当对准，可以通过套刻控制产生套刻校正，并且将该套刻校正应用于扫描仪的设备参数。根据用于套刻控制的方法，在遍及工件的多个采样位置处测量套刻误差。随后所述测量结果被用于训练场间模型和场内模型。所述场间模型和场内模型描述了套刻误差与套刻因子(例如，工件旋转或非对称掩模放大)之间的关系并且被训练以确定套刻因子的值。套刻因子对应于扫描仪的设备参数，使得套刻因子的值可以用作套刻校正或用于确定套刻校正。上述套刻控制方法的挑战在于套刻校正是特定于曝光场布局的。此外，扫描器可以与多个曝光场布局一起使用。因此，对于每个曝光场布局维持单独的套刻校正。然而，仅在使用曝光场布局时才更新曝光场布局的套刻校正。虽然当在没有中间曝光场布局的情况下连续使用曝光场布局时可以得到良好的套刻控制，但是当在不同的曝光场布局之间变换时，可能导致差的套刻控制。例如，该曝光场布局的套刻校正可能在使用其它曝光场布局时变得陈旧，因为扫描仪可能漂移到校准之外。鉴于上述，本申请的各个实施例提供了一种无布局的套刻控制的方法。在一些实施例中，覆盖工件的目标层被图案化。图案化形成了根据第一曝光场布局布置的多个曝光场。曝光场相对于工件的对准被测量以产生位移矢量。使用位移矢量和参考场布局来训练场间模型和场内模型。转变该场内模型以用于第二曝光场布局，其中，第二曝光场布局不同于第一曝光场布局。基于训练的场间模型和转变的场内模型产生套刻校正。通过转变用于第二曝光场布局的场内模型，第二曝光场布局可以有利地基于最近的套刻测量而与套刻校正一起使用。此外，通过使用参考场布局训练场内模型，场内模型不限于曝光场布局并且可以例如有利地具有固定场布局。固定场布局又可以使维持的转变的数量最小化。参照图1，提供了具有无布局套刻控制的光刻系统的一些实施例的框图100。如图所示，曝光工具102被配置为从工件系列1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于套刻控制的方法，所述方法包括：使用掩模对覆盖工件的目标层进行图案化，其中，所述图案化形成根据第一曝光场布局而布置的多个曝光场；测量所述曝光场相对于所述工件的对准，以产生位移矢量；使用所述位移矢量和参考场布局来训练场间模型和场内模型；转变所述场内模型以用于第二曝光场布局，其中，所述第二曝光场布局不同于所述第一曝光场布局；以及基于训练的所述场间模型和转变的所述场内模型生成套刻校正。

【技术特征摘要】
2016.02.17 US 62/296,367;2017.01.24 US 15/413,7371.一种用于套刻控制的方法，所述方法包括：使用掩模对覆盖工件的目标层进行图案化，其中，所述图案化形成根据第一曝光场布局而布置的多个曝光场；测量所述曝光场相对于所述工件的对准，以产生位移矢量；使用所述位移矢量和参考场布局来训练场间模型和场内模型；转变所述场内模型以用于第二曝光场布局，其中，所述第二曝光场布局不同于所述第一曝光场布局；以及基于训练的所述场间模型和转变的所述场内模型生成套刻校正。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：使用另一掩模来图案化覆盖另一个工件的另一个目标层，使得形成附加曝光场，其中，所述附加曝光场形成为利用所述套刻校正与所述另一个工件对准并且形成为根据所述第二曝光场布局来布置。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工件包括第一对准结构，并且所述图案化包括：在所述目标层中形成对应于所述第一对准结构的第二对准结构，其中，所述测量包括测量所述第二对准结构相对于所述第一对准结构的未对准。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第二对准结构遍布在所述曝光场上，并且所述曝光场中的每个曝光场均具有相同数量和布局的对准结构。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图案化包括：当所述工件根据所述第一曝光场布局步进时，重复地将所述工件暴露于所述掩模的图案。6.根据权利要求1所述的方法，其中，使用以所述参考场布局的参考场的中心为中心的坐标系来训练所述场内模型。7.一种用于套刻控制的系统，所述系统包括：曝光工具，包括设备参数，其中，所述曝光工具被配置为将覆盖工件的感光层暴露于掩模的图案，使得根据所述掩模的曝光场布...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永尧，谢逸平，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71