优化方法和光刻单元的制作方法

专利名称：优化方法和光刻单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种优化方法和一种光刻单元。
背景技术：
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例 如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模 或掩模版的图案形成装置用于生成在所述IC的单层上待形成的电路图案。可以将该图案 转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。 通常，图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行 的。通常，单个衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括 所谓的步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一 个目标部分；和所谓的扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向("扫描"方向)扫 描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步地扫描所述衬底来辐射每一个目 标部分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底上的方式从图案形成装置将图案转 移到衬底上。 集成电路(IC)芯片的制造涉及许多层的制造。为了产生更细节的图案，多个光刻 或蚀刻处理步骤可用于制造每个层这被称为两次图案化。其中的第一种方式为光刻-蚀 刻-光刻-蚀刻，其中第一图案被曝光和蚀刻。之后，特征位于第一图案的特征之间的空间 中的第二图案被曝光和蚀刻。因而可以产生更大频率的图案。另一类似的两次图案化技术 为光刻-冷冻-光刻-蚀刻。在抗蚀剂中曝光图案，其之后被冷冻。之后也可将第二图案 蚀刻在抗蚀剂中，之后将上述两个图案蚀刻到衬底上。另一两次图案化方法为间隔物方法。 在所述间隔物方法中，将抗蚀剂放到衬底上，之后将间隔物放置到衬底的顶部上。所获得的 图案被蚀刻到衬底中。 例如曝光剂量等不同的变量影响曝光步骤中获得的特征。然而，在例如两次图案 化等多步骤过程中，来自每个过程步骤的变量也影响随后步骤中的特征的特性。因此，用于 控制每一过程步骤的变量彼此相互影响并且影响最终特征的特性。

发明内容
期望提供一种用于优化两次图案化方法的方法。 根据本发明的第一实施例，提供了一种优化光刻过程的方法，其包括以下步骤。执 行具有至少第一变量的第一制造步骤，所述第一制造步骤导致了第一中间特征。测量所述 第一中间特征的第一特性。执行具有至少一个第二变量的第二制造步骤，所述第二制造步 骤导致第二中间特征。测量所述第二中间特征的第二特性。基于所述第一和第二变量以及 所述第一和第二特性中的至少一个特性对最终特征的最终特性进行模型化。测量所述最终 特性。比较所模型化的最终特性和所测量的最终特性并且更新所述模型。修改所述第一变 量和所述第二变量中的至少一个变量来优化所述最终特性。使用所修改的第一和第二变量中的至少一个变量来执行所述第一和第二制造步骤。 根据本发明的另一实施例，提供了一种处理器，其被配置以基于所述第一特性 或一第二特性对特征的最终特性进行模型化，比较所测量的最终特性和所模型化的最终特 性，更新所述模型以及基于所更新的模型确定所述第一和第二制造步骤中的至少一个制造 步骤的优化变量。可替代地，第一和第二特性可以用于确定优化变量。 根据本发明的一个方面，提供了包括以下特征的光刻设备。照射系统被配置以调 节辐射束。支撑件被构造以支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够在其横截面上将图 案赋予辐射束，以形成图案化的辐射束。衬底台被构造以保持衬底。投影系统被配置以将 图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上。处理器被配置以基于所述第一特性或所述第 二特性来对特征的最终特性进行模型化，比较所测量的最终特性和所模型化的最终特性， 更新所述模型以及基于所更新的模型确定对于第一和第二制造步骤中的至少一个制造步 骤的优化变量。再次，第一和第二特性还可以用于确定优化变量。 本发明的另外的特征和优点以及本发明的各个实施例的结构和操作在下文参考 附图进行了详细描述。注意到，本发明不限于此处描述的特定实施例。此处显示出的这些 实施例仅用于说明性的目的。基于包含在此处的教导，附加实施例对于相关领域的技术人 员来说是显然的。


此处所包含的且形成说明书的一部分的附图与文字描述一起阐明本发明，还用于
说明本发明的原理和使得相关领域的技术人员能够制造和使用本发明。
图1示出根据本发明实施例的光刻设备。 图2示出多步骤光刻过程中所涉及的步骤和变量。 图3示出多步骤光刻过程中的可测量的特性。 图4示出在所述过程的不同阶段中在衬底上的扰动的变化。 图5A和5B示出所述装置的最终特征的临界尺寸的变化。 当结合附图时，从下文阐述的详细描述中，本发明的特征和优点将变得更加清楚， 其中在附图中相类似的参考标记自始至终表示对应的元件。在附图中，通常，类似的参考标 记表示相同的、功能上类似的和/或结构上类似的元件。第一次出现元件的附图由对应的 参考标记中的最左侧的数字来显示。
具体实施例方式
本说明书公开了包含本发明的特征的一个或更多个实施例。所公开的实施例仅示 例性地说明本发明。本发明的范围不受限于所公开的实施例。本发明由此处所附的权利要 求来限定。 所描述的实施例和在说明书中对"一个实施例"、"实施例"、"示例性实施例"等的 参考表明所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但每一实施例可以不必包括 特定的特征、结构或特性。此外，这样的措词不必涉及同一实施例。另外，在相关于实施例 对特定的特征、结构或特性进行描述时，应当理解不管是否明确地进行描述，结合其它的实 施例来实施这样的特征、结构或特性是在本技术领域的技术人员的知识范围内的。
可以在硬件、固件、软件或它们的任意组合中实施本发明的实施例。本发明的实施 例还可以作为储存在机器可读介质上的指令来实施，其可以通过一个或更多个处理器来读 取和执行。机器可读介质可以包括用于以机器可读的形式存储或传送信息的任何机构(例 如，计算装置)。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM);随机存取存储器(RAM);
磁盘存储介质；光学存储介质；闪速存储器(flash memory)装置；电学、光学、声学或其它 形式的传播信号(例如载波、红外信号、数字信号等)以及其它的介质。另外，在执行特定的 动作时，在此处可以对固件、软件、例行程序(routine)、指令进行描述。然而，应当理解，这 样的描述仅是为了简便，实际上，这样的动作由计算装置、处理器、控制器或用于执行固件、 软件、例行程序、指令等的其它装置来产生。 然而，在更加详细地描述这样的实施例之前，说明性地显示出本发明的实施例可 以执行的示例性环境。 图1示意地示出了根据本发明的一个实施例的光刻设备。所述光刻设备包括照 射系统(照射器)IL，其配置用于调节辐射束B(例如，紫外(UV)辐射或极紫外(EUV)辐 射)；支撑结构(例如掩模台)MT，其构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA，并与配置 用于根据确定的参数精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连；衬底台(例如晶片 台)WT，其构造成用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据确定的参 数精确地定位衬底W的第二定位装置PW相连；和投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS， 其配置成用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如 包括一根或多根管芯)上。 照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静
电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。 所述支撑结构支撑图案形成装置，即承受图案形成装置的重量。支撑结构以依赖
于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置是否保持在真空环境中等
其他条件的方式保持图案形成装置。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它
夹持技术保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固
定的或可移动的。所述支撑结构可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投
影系统)。在这里任何使用的术语"掩模版"或"掩模"都可以认为与更上位的术语"图案形
成装置"同义。 这里所使用的术语"图案形成装置"应该被广义地理解为表示能够用于将图案在 辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应当注意， 被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分上的所需图案完全相符(例如如果该图 案包括相移特征或所谓辅助特征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器 件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。 图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编 程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如 二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩 模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地 倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜 矩阵反射的辐射束。
这里使用的术语"投影系统"应该广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折 射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使 用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。这 里任何使用的术语"投影透镜"可以认为是与更上位的术语"投影系统"同义。
如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备 可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。
所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的掩模 台)的类型。在这种"多台"机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在一个或更多个台 上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于曝光。 光刻设备还可以是这样的类型，其中衬底的至少一部分可以被具有相对高的折射 率的液体(例如水)来覆盖，以便填充投影系统和衬底之间的空间。浸没液体还可以施加 到光刻设备中的其它空间上，例如掩模和投影系统之间。浸没技术用于提高投影系统的数 值孔径在本领域是公知的。在此处使用的术语"浸没"并不是指例如衬底等结构必须浸没 到液体中，而是仅指在曝光期间液体位于投影系统和衬底之间。 参照图l，所述照射器IL接收从辐射源S0发出的辐射束。该源和所述光刻设备可 以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源考虑成形成 光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD的 帮助，将所述辐射束从所述源S0传到所述照射器IL。在其它情况下，所述源可以是所述光 刻设备的组成部分(例如当所述源是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如 果需要时设置的所述束传递系统BD —起称作辐射系统。 所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD。通常，可 以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围( 一般分别 称为o-外部和o-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如 积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需 的均匀性和强度分布。 所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台MT)上的所述图案形成装置 (例如，掩模MA)上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。已经穿过掩模MA之后，所述 辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统PS将辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。 通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的 帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的 路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装 置PM和另一个位置传感器(图1中未明确示出)用于相对于所述辐射束B的路径精确地 定位掩模MA。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位) 和短行程模块(精定位)的帮助来实现掩模台MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二 定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机 的情况下(与扫描器相反)，掩模台MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以 使用掩模对准标记Ml、 M2和衬底对准标记Pl、 P2来对准掩模MA和衬底W。尽管所示的衬 底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间(这些公知为划 线对准标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在掩模MA上的情况下，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。
可以将所示的设备用于以下模式中的至少一种中 1.在步进模式中，在将掩模台MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所 述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底 台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的 最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。 2.在扫描模式中，在对掩模台MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所 述辐射束的图案投影到目标部分C上(S卩，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于掩模台MT 的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(縮小)放大率和图像反转特征来确定。在扫 描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分C的宽度(沿非扫描方 向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分的高度(沿所述扫描方向)。
3.在另一个模式中，将用于保持可编程图案形成装置的掩模台MT保持为基本静 止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标 部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、 或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模 式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的 无掩模光刻术中。 也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。
图2示出光刻_蚀刻_光刻_蚀刻过程和所涉及的控制变量中的一些(例如剂量 和焦距)。图3示出在过程中的每一步骤处测量的特性，例如临界尺寸或侧壁角。本发明提 供了使用测量的特性来优化控制变量的方法(在图2中示出的)。 本发明的第一实施例是在模型中使用测量的特性，所述模型之后将模拟最终的特 性，例如图案的最终临界尺寸。可以用实验方法来获得所述模型，这样的一个例子是聚焦曝 光矩阵，其基于聚焦剂量确定特征的特性。可替代地，可以由模拟来获得所述模型。
通过使用所述模型来输入控制变量和计算最终的特性。这与使用相同的控制变量 的实际测量的特性进行比较。最终特性的测量值和模型化的值之间的差别用于更新模型。 可以通过改变模型来改变不同的组成部件之间的相互作用。可替代地，可以估计测量值和 模型化的值之间的扰动，并且将其跨越衬底绘制。所述过程的每一步骤的扰动可以被绘制， 且其在图4中被示出。在这个图中，示出在第一光刻步骤之后在衬底上的扰动，E工示出 在第一蚀刻步骤之后在衬底上的扰动。在这个图中，！^示出在第二光刻步骤之后在衬底上 的扰动，^示出在第二蚀刻步骤之后在衬底上的扰动。诸如卡尔曼(Kalman)滤波器等不同 的滤波器可以用于扰动的估计。 本发明的另一实施例是例如控制剂量和临界尺寸等控制变量的变化，用于控制最 终特征的特性。可以改变每一变量，和评估对最终特性的影响。为此，所述变量中的一个或 更多个通常保持处于恒定的值，而其它变量被改变。 例如，可以使用两次图案化的间隔物方法。在两次图案化的间隔物方法中，可以被 控制的变量包括在衬底上的曝光剂量、在衬底上的平均剂量、对于第一蚀刻的临界尺寸和 对于目标的临界尺寸。 图5A示出在整个衬底上测量所获得的沟道和线的临界尺寸。如所看到的，它们在衬底上既不相等也不一致。在这个例子中，限制了在衬底上的平均剂量，改变了其它变量(例如在衬底上的剂量变化和第一蚀刻的临界尺寸)。 一旦这些已经被改变和优化，就可以在图5B中看到结果。如所看到的，沟道和线更均等并且整体上在衬底上是一致的。
在上文的例子中，控制光刻和蚀刻步骤。然而，可以使用本发明的方法来控制和操纵诸如沉积过程和曝光后烘烤等其它步骤。实际上，作为两次图案化技术的一部分的任何过程步骤可以使用本发明的实施例的方法来控制。 根据本发明的还一实施例，影响线和空间的变量被优化。特别是，使用参数模型来对特征的指纹(fingerprint)进行描述。不同的过程噪声可以导致不同的空间和线的不同的变化。例如，影响第一空间的噪声可以不同于影响第二空间的噪声。为了获得最佳的图案，跨越多个特性的噪声应当被最小化。在两次图案化中，空间Sl和S2中的每一个的临界尺寸可以通过最小化Sl-S2来进行优化，例如通过最小化a**(Sl_S2)，其中a是权重因子。因此，优化的参数指纹基于临界尺寸均一性的目标函数。根据本发明，a由系统变化和衬底上的随机噪声来获得。因此，优化的参数指纹基于与临界尺寸均一性的目标函数结合的随机平衡因子。例如，^(cr^,ew-^2,^+^7^々)/20";^，其中，。sLest2是空间S l的估
计的过程噪声，o S2, est2是空间S2的估计的过程噪声，o sys,」是特征Ll和L2的临界尺寸的变化。这用于优化制造过程中的变量。例如，优化的参数指纹可以用于控制在衬底上的曝光剂量或沉积量。 虽然此处给出的示例使用特性Sl和S2，但是还可使用诸如Ll和L2等其它模型特性。例如，还可最小化WSl)+a、(Ll+L2)且将使用类似的方差权重因子。权重因子a可以基于历史数据并且可被自适应地调整。还可以对于不同的特征宽度对Sl和S2进行模型化。虽然使用方差在上文对系统噪声进行了描述，但是这不是完全准确的，还可以使用反映系统噪声的不同函数。特别是，可以使用涉及临界尺寸的一半范围的因子。
虽然使用两次图案化技术的特定类型给出了示例，但是本发明不限于所使用的两次图案化技术。另外，虽然我们已经讨论了单个最终特性的测量，但是应当清楚还可以使用多个最终特性。 技术人员应当清楚，本发明涉及最小化(或优化)用于两次图案化的随机模型内的变量。同样地，它可以应用至用于任何两次图案化技术的随机模型中的任何变量。
虽然在本文中详述了将光刻设备用于制造IC(集成电路)，但是应该理解到这里所述的光刻设备可以有制造具有微米尺度、甚至纳米尺度的特征的部件的其他的应用，例如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器、薄膜磁头等。本领域技术人员应该认识到，在这种替代应用的情况中，可以将这里使用的任何术语"晶片"或"管芯"分别认为是与更上位的术语"衬底"或"目标部分"同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如为产生多层IC，使得这里使用的所述术语"衬底"也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。 尽管以上已经做出了具体的参考，在光学光刻术的情况中使用本发明的实施例，但应该理解的是，本发明可以用于其他应用中，例如压印光刻术，并且只要情况允许，不局限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的拓扑限定了在衬底上产生的图案。可以将所述图案形成装置的拓扑印刷到提供给衬底的抗蚀剂层中，在其上通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来使抗蚀剂固化。在抗蚀剂固化之后，图案形成装置从抗蚀剂上移走，并在抗蚀剂中留下图案。 这里使用的术语"辐射"和"束"包含全部类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如具有约365、355、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有5-20nm范围内的波长)，以及粒子束，例如离子束或电子束。 在允许的情况下，术语"透镜"可以表示不同类型的光学部件中的任何一种或其组合，包括折射式、反射式、磁性式、电磁式和静电式的光学部件。 尽管以上已经描述了本发明的具体实施例，但应该认识到，本发明可以以与上述不同的方式来实现。例如，本发明可以采用包含用于描述一种如上面公开的方法的一个或更多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或具有存储其中的计算机程序的数据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。
总结 应当理解，"具体实施方式
"部分而不是"发明内容"和"摘要"部分，意图用于解释权利要求。"发明内容"和"摘要"部分可以阐明如发明人设想的本发明的示例性实施例中的一个或更多个，但不能阐明所有的示例性实施例，并且因此并非意图以任何方式来限制本发明和随附的权利要求。 在说明特定功能的实现及其关系的功能结构块的帮助下，在上文对本发明进行了描述。为了简便描述，在此处任意地限定了这些功能结构块的界限。只要能适当地执行特定的功能和它们的关系，就可以限定可替代的界限。 特定的实施例的上述描述如此全面地揭示了本发明的一般性质，使得其它人通过应用本技术领域中的知识，在没有过度的试验、在没有偏离本发明的总体构思的情形下易于为各种应用修改和/或改造这样的特定的实施例。因此，基于此处给出的教导和引导，这样的改造和修改意图处于所公开的实施例的等价物的意义和范围内。应当理解，此处的措
词或术语是为了描述的目的，而不是限制性的，使得本领域技术人员鉴于所述教导和引导来解释本发明的术语或措词。 本发明的宽度和范围应当不受任何上述的示例性实施例的限制，而应当仅根据所附的权利要求和它们的等价物来限定。
1权利要求
一种优化光刻过程的方法，其包括步骤执行具有至少一个第一变量的第一制造步骤，所述第一过程步骤导致第一中间特征；测量所述第一中间特征的第一特性；执行具有至少一个第二变量的第二制造步骤，所述第二过程步骤导致第二中间特征；测量所述第二中间特征的第二特性；基于所述第一和第二变量以及所述第一和第二特性中的至少一个对最终特征的最终特性进行模型化；测量所述最终特性；比较所模型化的最终特性和所测量的最终特性，以及更新所述模型；修改所述第一变量和所述第二变量中的至少一个来优化所述最终特性；和使用所述第一和第二变量中的所修改的至少一个来执行所述第一和第二制造步骤。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述比较和更新的步骤包括基于所述第一和第 二制造步骤的模型来估计对于所述第一和第二制造步骤在所述衬底上的扰动。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述估计步骤包括使用卡尔曼滤波器来估计所 述扰动。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述修改步骤包括限制所述至少一个第一变量 和所述至少一个第二变量中的至少一个。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一和第二制造步骤中的每一个步骤包括 光刻步骤和蚀刻步骤。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一制造步骤包括光刻步骤和冷冻步骤，所 述第二制造步骤包括光刻步骤和蚀刻步骤。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一制造步骤包括光刻步骤和蚀刻步骤，所 述第二制造步骤包括蚀刻步骤。
8. —种光刻单元，包括光刻设备，其被配置以将来自图案形成装置的图案投影到衬底上； 测量系统，其被配置以测量在第一制造步骤之后测量的所述衬底的第一特性、在第二 制造步骤之后测量的所述衬底的第二特性以及所述衬底的最终特性；控制器，其被配置以基于所述第一特性和所述第二特性中的至少一个对特征的最终 特性进行模型化，比较所测量的最终特性和模型化的最终特性，更新所述模型和基于所更 新的模型确定对于所述第一和第二制造步骤中的至少一个步骤的优化变量。
9. 一种优化光刻过程的方法，其包括步骤制造多个第一特征和第二特征，所述第二特征和所述第一特征交替，由第一空间将每 个所述第二特征与第一特征分离开，由第二空间将每个第一特征与第二特征分离开，所述 第一特征具有临界尺寸Ll，所述第二特征具有临界尺寸L2，所述第一空间具有临界尺寸Sl 以及所述第二空间具有临界尺寸S2，其中Ll、 L2、 Sl和S2是特性，所述制造过程具有影响 所述特征和所述空间的特性的变量；测量至少两个特性V1、V2 ;通过最小化乘以权重因子a的两个所述特性之间的关系来优化所述变量； 使用优化的变量来制造多个第一和第二特征，其中，所述权重因子a由VI和V2的方差来确定。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中，通过最小化a**(Sl_S2)且 "=(c^,e,, -^j2,e,, +^;力)/2^7;、力来优化所述变量，其中，o S1,est2是SI的标准偏差，o S2,est2 是S2的标准偏差，o sys,^2是所述特征LI和L2的临界尺寸的标准偏差。
11. 根据权利要求10所述的方法，其中，a是通过使用历史数据来确定的。
12. 根据权利要求10所述的方法，其中a不是0.5。
13. —种方法，其包括步骤执行具有至少一个第一变量的第一制造步骤，所述第一制造步骤导致第一中间特征； 测量所述第一中间特征的第一特性；执行具有至少一个第二变量的第二制造步骤，所述第二制造步骤导致第二中间特征； 测量所述第二中间特征的第二特性；基于所述第一和第二变量以及所述第一和第二特性中的至少一个对最终特征的最终 特性进行模型化；测量所述最终特性；比较所述模型化的最终特性和所述测量的最终特性以及更新所述模型； 修改所述第一变量和所述第二变量中的至少一个来优化所述最终特性；禾口 使用所述第一和第二变量中的所修改的至少一个来执行所述第一和第二制造步骤。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中，所述比较和所述更新步骤包括基于所述第一 和第二制造步骤的模型来估计对于所述第一和第二制造步骤在所述衬底上的扰动。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中，所述估计步骤包括使用卡尔曼滤波器来估计 所述扰动。
16. 根据权利要求13所述的方法，其中，所述修改步骤包括限制所述至少一个第一变 量和所述至少一个第二变量中的至少一个。
17. 根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一和第二制造步骤中的每一个步骤包 括光刻步骤和蚀刻步骤。
18. 根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一制造步骤包括光刻步骤和冷冻步骤， 所述第二制造步骤包括光刻步骤和蚀刻步骤。
19. 根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一制造步骤包括光刻步骤和蚀刻步骤， 所述第二制造步骤包括蚀刻步骤。
20. —种光刻单元，包括光刻设备，其被配置以将来自图案形成装置的图案投影到衬底上； 测量系统，其被配置以测量在第一制造步骤之后测量的所述衬底的第一特性、在第二 制造步骤之后测量的所述衬底的第二特性以及所述衬底的最终特性；控制器，其被配置以基于所述第一特性和所述第二特性中的至少一个对特征的最终特性进行模型化，比较所测量的最终特性和模型化的最终特性，更新所述模型和基于所更 新的模型确定对于所述第一和第二制造步骤中的至少一个步骤的优化变量。
21. —种方法，其包括步骤制造多个第一特征和第二特征，所述第二特征和所述第一特征交替，由第一空间将每 个所述第二特征与第一特征分离开，由第二空间将每个第一特征与第二特征分离开，所述第一特征具有临界尺寸Ll，所述第二特征具有临界尺寸L2，所述第一空间具有临界尺寸SI以及所述第二空间具有临界尺寸S2，其中Ll、 L2、 Sl和S2是特性，所述制造过程具有影响所述特征和所述空间的特性的变量；测量至少两个特性V1、V2 ;通过最小化乘以权重因子a的两个所述特性之间的关系来优化所述变量；使用所优化的变量来制造多个第一和第二特征，其中，所述权重因子a由VI和V2的方差来确定。
22. 根据权利要求21所述的方法，其中，通过最小化a**(Sl-S2)且-^k纽+《^)/2《^来优化所述变量，其中，° S1,est2是Sl的标准偏差，o S2,est2是S2的标准偏差，o sys,^2是所述特征Ll和L2的临界特征的标准偏差。
23. 根据权利要求21所述的方法，其中，a是通过使用历史数据来确定的。
24. 根据权利要求21所述的方法，其中，a不是0. 5。
全文摘要
本发明公开了一种优化方法和一种光刻单元。在所述优化方法中，记录了两次图案化光刻过程中的每一步骤中的变量，测量了两次图案化过程中的中间特征的特性。之后对最终特征进行模型化，和优化变量的值。
文档编号G03F7/20GK101762988SQ20091026227
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月22日 优先权日2008年12月24日
发明者C·G·M·德莫尔, E·C·摩斯, J·M·芬德尔, M·杜萨, S·A·米德莱布鲁克斯, 王李冬梓 申请人:Asml荷兰有限公司