TW202403460A - 用於判定在至少一基板或其部分上之一所關注參數之一空間分佈之方法 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種用於判定在至少一個基板或其部分上之一所關注參數之一空間分佈的方法，該至少一個基板已經受一半導體製造程序，該方法包含：獲得描述該空間分佈之一預期指紋分量之一統計描述及描述與該所關注參數相關聯的量測雜訊之一預期位準之一雜訊分量；獲得與該所關注參數相關之度量衡資料；以及使用該統計描述作為一先驗及使用該度量衡資料作為一觀測結果經由貝葉斯推斷來推斷在該至少一個基板或其部分上之該所關注參數的該空間分佈。
Description
本發明係關於用於在微影程序中將圖案施加至基板之方法及裝置。
微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)之機器。微影裝置可用於例如積體電路(IC)之製造中。在彼情況下，圖案化器件(其替代地被稱作遮罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包含晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上來進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有經順次地圖案化之鄰近目標部分之網路。已知的微影裝置包括：所謂的步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分；及所謂的掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來輻照每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。
為了監測微影程序，量測經圖案化基板之參數。舉例而言，參數可包括形成於經圖案化基板中或上之順次層之間的疊對誤差，及經顯影感光性抗蝕劑之臨界線寬(CD)。可對產品基板及/或對專用度量衡目標執行此量測。存在用於進行在微影程序中形成之顯微結構之量測的各種技術，包括使用掃描電子顯微鏡及各種特殊化工具。特殊化檢測工具之快速且非侵入性形式為散射計，其中輻射光束經引導至基板之表面上之目標上，且量測散射或反射光束之屬性。兩種主要類型之散射計係已知的。光譜散射計將寬頻帶輻射光束引導至基板上且量測散射至特定窄角度範圍中之輻射之光譜(依據波長而變化的強度)。角度解析散射計使用單色輻射光束且量測依據角度而變化的散射輻射之強度。
已知散射計之實例包括US2006033921A1及US2010201963A1中所描述的類型之角度解析散射計。由此類散射計使用之目標為相對較大(例如，40 μm乘40 μm)光柵，且量測光束產生小於光柵之光點(亦即，光柵填充不足)。除了藉由重建構進行特徵形狀之量測以外，亦可使用此裝置來量測以繞射為基礎之疊對，如已公佈專利申請案US2006066855A1中所描述。使用繞射階之暗場成像的以繞射為基礎之疊對度量衡實現對較小目標之疊對量測。可在國際專利申請案WO 2009/078708及WO 2009/106279中找到暗場成像度量衡之實例，該等申請案之文件之全文特此係以引用方式併入。已公佈專利公開案US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A、US20130271740A及WO2013178422A1中已描述該技術之進一步開發。此等目標可小於照明光點且可由晶圓上之產品結構環繞。可使用複合光柵目標而在一個影像中量測多個光柵。所有此等申請案之內容亦以引用方式併入本文中。
在執行諸如微影程序(諸如將圖案施加於基板上或量測此圖案)之半導體製造程序時，使用程序控制方法以監測及控制該程序。通常執行此類程序控制技術以獲得對半導體製造程序之控制之校正。將需要改良此類程序控制方法。特定言之，程序校正通常係基於模型化度量衡資料，其中模型化可基於基底函數與經量測資料之擬合。基於基底函數之模型化並非最佳的，此係因為其並不基於指紋之域知識/實際觀測到之特性。此情形有擬合用於度量衡資料之不正確或不良模型(例如次佳基底函數)的風險。
在本發明之一第一態樣中，提供一種用於判定在至少一個基板或其部分上之一所關注參數之一空間分佈的方法，該至少一個基板已經受一半導體製造程序，該方法包含：獲得描述該空間分佈之一預期指紋分量之一統計描述及描述與該所關注參數相關聯的量測雜訊之一預期位準之一雜訊分量；獲得與該所關注參數相關之度量衡資料；以及使用該統計描述作為一先驗及使用該度量衡資料作為一觀測結果經由貝葉斯推斷來推斷在該至少一個基板或其部分上之該所關注參數的該空間分佈。
本發明又進一步提供一種包含該第一態樣之電腦程式之處理配置、度量衡器件及微影裝置。
下文參考隨附圖式來詳細地描述本發明之另外態樣、特徵及優點，以及本發明之各種實施例之結構及操作。應注意，本發明不限於本文中所描述之特定實施例。本文中僅出於繪示性目的而呈現此類實施例。基於本文中含有之教示，額外實施例對於熟習相關技術者而言將顯而易見。
在詳細地描述本發明之實施例之前，有指導性的是呈現可供實施本發明之實施例之實例環境。
圖1在200處將微影裝置LA展示為實施大容量微影製造程序之工業生產設施之部件。在本實例中，製造程序經調適以用於在諸如半導體晶圓之基板上製造半導體產品(積體電路)。熟習此項技術者將瞭解，可藉由以此程序之變體處理不同類型之基板來製造廣泛多種產品。半導體產品之生產純粹用作現今具有大商業意義之實例。
在微影裝置(或簡言之，「微影工具」200)內，在202處展示量測站MEA且在204處展示曝光站EXP。在206處展示控制單元LACU。在此實例中，每一基板訪問量測站及曝光站以被施加圖案。舉例而言，在光學微影裝置中，投影系統係用以使用經調節輻射及投影系統將產品圖案自圖案化器件MA轉印至基板上。此轉印係藉由在輻射敏感抗蝕劑材料層中形成圖案之影像來完成。
本文所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素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。圖案化MA器件可為將圖案賦予至由圖案化器件透射或反射之輻射光束的遮罩或倍縮光罩。熟知操作模式包括步進模式及掃描模式。眾所周知，投影系統可以多種方式與用於基板及圖案化器件之支撐件及定位系統合作，以將所要圖案施加至橫越基板之許多目標部分。可使用可程式化圖案化器件來替代具有固定圖案之倍縮光罩。輻射(例如)可包括深紫外線(DUV)或極紫外線(EUV)波帶中之電磁輻射。本發明亦適用於其他類型之微影程序，例如(例如)藉由電子束之壓印微影及直寫微影。
微影裝置控制單元LACU控制各種致動器及感測器之所有移動及量測以收納基板W及倍縮光罩MA且實施圖案化操作。LACU亦包括用以實施與裝置之操作相關之所要計算的信號處理及資料處理能力。實務上，控制單元LACU將被實現為許多子單元之系統，每一子單元處置裝置內之一子系統或組件之即時資料獲取、處理及控制。
在曝光站EXP處將圖案施加至基板之前，在量測站MEA處處理基板，使得可進行各種預備步驟。預備步驟可包括使用位階感測器來映射基板之表面高度，及使用對準感測器來量測基板上之對準標記之位置。對準標記係以規則柵格圖案標稱地配置。然而，歸因於產生標記之不準確度且亦歸因於基板之貫穿其處理而發生的變形，標記偏離理想柵格。因此，除了量測基板之位置及定向以外，對準感測器實務上亦必須詳細地量測橫越基板區域之許多標記之位置(在裝置將以極高準確度印刷正確部位處之產品特徵的情況下)。裝置可屬於具有兩個基板台之所謂的雙載物台類型，每一基板台具有受到控制單元LACU控制之一定位系統。在曝光站EXP處曝光一個基板台上之一個基板的同時，可在量測站MEA處將另一基板裝載至另一基板台上，使得可進行各種預備步驟。因此，對準標記之量測極耗時，且提供兩個基板台會實現裝置之產出量的相當大增加。若在基板台處於量測站處以及處於曝光站處時位置感測器IF不能夠量測基板台之位置，則可提供第二位置感測器以使得能夠在兩個站處追蹤基板台之位置。微影裝置LA可(例如)屬於所謂的雙載物台類型，其具有兩個基板台以及兩個站-曝光站及量測站-在該兩個站之間可交換該等基板台。
在生產設施內，裝置200形成「微影單元(litho cell)」或「微影叢集(litho cluster)」之部分，該「微影單元」或「微影叢集」亦含有塗佈裝置208以用於將感光性抗蝕劑及其他塗層施加至基板W以供裝置200進行圖案化。在裝置200之輸出側處，提供烘烤裝置210及顯影裝置212以用於將經曝光圖案顯影至實體抗蝕劑圖案中。在所有此等裝置之間，基板處置系統負責支撐基板且將基板自一台裝置轉移至下一台裝置。通常被集體地稱作塗佈顯影系統(track)之此等裝置係在塗佈顯影系統控制單元之控制下，塗佈顯影系統控制單元自身受監督控制系統SCS控制，監督控制系統SCS亦經由微影裝置控制單元LACU控制微影裝置。因此，不同裝置可經操作以最大化產出量及處理效率。監督控制系統SCS接收配方資訊R，該配方資訊極詳細地提供待執行以產生每一經圖案化基板之步驟的定義。
一旦已在微影單元中施加並顯影圖案，就將經圖案化基板220轉移至諸如在222、224、226處所繪示之其他處理裝置。廣泛範圍之處理步驟係由典型製造設施中之各種裝置來實施。出於實例起見，此實施例中之裝置222為蝕刻站，且裝置224執行蝕刻後退火步驟。將另外物理及/或化學處理步驟應用於另外裝置226等。可需要眾多類型之操作以製造真實器件，諸如，材料之沈積、表面材料特性之改質(氧化、摻雜、離子植入等)、化學機械研磨(CMP)，等等。實務上，裝置226可表示在一或多個裝置中執行之一系列不同處理步驟。作為另一實例，可提供用於實施自對準多重圖案化之裝置及處理步驟，以基於藉由微影裝置敷設之前驅圖案而產生多個較小特徵。
眾所周知，半導體器件之製造涉及此處理之許多重複，以在基板上逐層地建置具有適當材料及圖案之器件結構。因此，到達微影叢集之基板230可為新近製備之基板，或其可為先前已在此叢集中或在另一裝置中完全地被處理之基板。類似地，取決於所需處理，離開裝置226之基板232可經返回以用於同一微影叢集中之後續圖案化操作，其可經指定以用於不同叢集中之圖案化操作，或其可為待發送以供切塊及封裝之成品。
產品結構之每一層需要程序步驟之不同集合，且用於每一層處之裝置226可在類型方面完全不同。另外，即使在待由裝置226應用之處理步驟在大設施中標稱地相同的情況下，亦可存在並行地工作以對不同基板執行步驟226之若干假設相同的機器。此等機器之間的設置或故障之小差異可意謂其以不同方式影響不同基板。即使對於每一層相對而言為共同的步驟，諸如蝕刻(裝置222)亦可由標稱地相同但並行地工作以最大化產出量之若干蝕刻裝置來實施。此外，實務上，不同層根據待蝕刻之材料的細節需要不同蝕刻程序，例如化學蝕刻、電漿蝕刻，且需要特殊要求，諸如(例如)各向異性蝕刻。
可在如剛才所提及之其他微影裝置中執行先前及/或後續程序，且可甚至在不同類型之微影裝置中執行先前及/或後續程序。舉例而言，器件製造程序中之在諸如解析度及疊對之參數上要求極高的一些層相比於要求較不高之其他層可在更進階微影工具中來執行。因此，一些層可曝光於浸潤型微影工具中，而其他層曝光於「幹式」工具中。一些層可曝光於在DUV波長下工作之工具中，而其他層使用EUV波長輻射來曝光。
為了正確地且一致地曝光由微影裝置曝光之基板，需要檢測經曝光基板以量測屬性，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、關鍵尺寸(CD)等。因此，經定位有微影單元LC之製造設施亦包括收納已在微影單元中被處理之基板W中之一些或全部的度量衡系統。將度量衡結果直接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進行調整，尤其是在可足夠迅速地且快速地完成度量衡以使得同一批量之其他基板仍待曝光的情況下。又，已經曝光之基板可被剝離及重工以改良良率或被捨棄，藉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的狀況下，可僅對良好的彼等目標部分執行進一步曝光。
圖1中亦展示度量衡裝置240，該度量衡裝置經提供以用於在製造程序中之所要階段處進行產品之參數的量測。現代微影生產設施中之度量衡站之常見實例為散射計，例如暗場散射計、角度解析散射計或光譜散射計，且其可經應用以在裝置222中之蝕刻之前量測在220處之經顯影基板之屬性。在使用度量衡裝置240之情況下，可判定出例如諸如疊對或關鍵尺寸(CD)之重要效能參數並不滿足經顯影抗蝕劑中之指定準確度要求。在蝕刻步驟之前，存在經由微影叢集剝離經顯影抗蝕劑且重新處理基板220的機會。藉由監督控制系統SCS及/或控制單元LACU 206隨著時間推移進行小幅度調整，可使用來自裝置240之度量衡結果242以維持微影叢集中之圖案化操作之準確效能，藉此最小化製得不合格產品且需要重工之風險。
另外，度量衡裝置240及/或其他度量衡裝置(圖中未繪示)可經應用以量測經處理基板232、234及傳入基板230之屬性。可在經處理基板上使用度量衡裝置以判定諸如疊對或CD之重要參數。
圖2之(a)中展示適合用於本發明之實施例中的度量衡裝置。圖2之(b)中更詳細地繪示目標T及用以照明該目標之量測輻射之繞射射線。所繪示之度量衡裝置屬於被稱為暗場度量衡裝置之類型。度量衡裝置可為單機器件，或併入於例如量測站處之微影裝置LA中或併入於微影單元LC中。貫穿裝置具有若干分支之光軸係由點線O表示。在此裝置中，由源11 (例如氙氣燈)發射之光係由包含透鏡12、14及物鏡16之光學系統經由光束***器15而引導至基板W上。此等透鏡係以4F配置之雙重序列進行配置。可使用不同透鏡配置，其限制條件為：該透鏡配置仍將基板影像提供至偵測器上，且同時地允許存取中間光瞳平面以用於空間頻率濾光。因此，可藉由定義在呈現基板平面之空間光譜之平面(此處被稱作(共軛)光瞳平面)中的空間強度分佈來選擇輻射入射於基板上之角度範圍。特定言之，此可藉由在為物鏡光瞳平面之背向投影式影像之平面中在透鏡12與透鏡14之間***合適形式之孔徑板13來進行此選擇。在所繪示之實例中，孔徑板13具有不同形式，被標註為13N及13S，從而允許選擇不同照明模式。本實例中之照明系統形成離軸照明模式。在第一照明模式中，孔徑板13N提供自僅出於描述起見被指明為「北」之方向之離軸。在第二照明模式中，孔徑板13S用以提供類似照明，但提供自被標註為「南」之相反方向之照明。藉由使用不同孔徑，其他照明模式係可能的。光瞳平面之其餘部分理想地暗，此係因為所要照明模式外部之任何不必要光將干涉所要量測信號。
如圖2之(b)中所展示，目標T經置放成使得基板W垂直於物鏡16之光軸O。基板W可由支撐件(圖中未繪示)支撐。與軸線O成一角度而照射於目標T上之量測輻射射線I引起一個零階射線(實線0)及兩個一階射線(點鏈線+1及雙點鏈點線-1)。應記住，在運用填充過度之小目標的情況下，此等射線僅僅為覆蓋包括度量衡目標T及其他特徵之基板區域的許多平行射線中之一者。由於板13中之孔徑具有有限寬度(為接納有用量之光所必要)，因此入射射線I事實上將佔據一角度範圍，且繞射射線0及+1/-1將稍微散開。根據小目標之點散佈函數(point spread function)，每一階+1及-1將遍及一角度範圍而進一步散佈，而非如所展示之單一理想射線。應注意，目標之光柵節距及照明角度可經設計或調整成使得進入物鏡之一階射線與中心光軸接近地對準。圖2之(a)及圖2之(b)中所繪示之射線被展示為稍微離軸，以純粹地使其能夠在圖式中被更容易地區分。
由基板W上之目標T繞射之至少0階及+1階係由物鏡16收集，且被返回引導通過光束***器15。返回至圖2之(a)，藉由指明被標註為北(N)及南(S)之完全相反孔徑來繪示第一照明模式及第二照明模式兩者。當量測輻射之入射射線I來自光軸之北側時，亦即，當使用孔徑板13N來應用第一照明模式時，被標註為+1(N)之+1繞射射線進入物鏡16。與此對比，當使用孔徑板13S來應用第二照明模式時，-1繞射射線(標註為-1(S))為進入透鏡16之繞射射線。
第二光束***器17將繞射光束劃分成兩個量測分支。在第一量測分支中，光學系統18使用零階繞射光束及一階繞射光束而在第一感測器19 (例如，CCD或CMOS感測器)上形成目標之繞射光譜(光瞳平面影像)。每一繞射階射中感測器上之一不同點，使得影像處理可比較及對比若干階。可將由感測器19捕捉之光瞳平面影像用於許多量測目的，諸如在本文中所描述之方法中使用的重建構。光瞳平面影像亦可用於聚焦度量衡裝置及/或正規化一階光束之強度量測。
在第二量測分支中，光學系統20、22在感測器23 (例如CCD或CMOS感測器)上形成目標T之影像。在第二量測分支中，在與光瞳平面共軛之平面中提供孔徑光闌21。孔徑光闌21用以阻擋零階繞射光束，使得形成於感測器23上之目標之影像係僅由-1或+1一階光束形成。由感測器19及23捕捉之影像經輸出至處理影像之處理器PU，該處理器之功能將取決於正被執行之量測之特定類型。應注意，此處在廣泛意義上使用術語「影像」。因而，若存在-1階及+1階中之僅一者，則將不形成光柵線之影像。
圖2中所展示之孔徑板13及場光闌21之特定形式純粹為實例。在本發明之另一實施例中，使用目標之同軸照明，且使用具有離軸孔徑之孔徑光闌以將實質上僅一個一階繞射光傳遞至感測器。在又其他實施例中，代替一階光束或除了一階光束以外，亦在量測中使用二階光束、三階光束及高階光束(圖2中未繪示)。
目標T可包含多個光柵，該等光柵可具有經不同偏置之疊對偏移以便促進對供形成複合光柵之不同部分的層之間的疊對之量測。該等光柵亦可在其定向方面不同，以便使入射輻射在X方向及Y方向上繞射。在一項實例中，目標可包含具有偏置疊對偏移+d及-d之兩個X方向光柵，以及具有偏置疊對偏移+d及-d之Y方向光柵。可在由感測器23捕捉之影像中識別此等光柵之單獨影像。一旦已識別光柵之單獨影像，就可例如藉由平均化或求和經識別區域內之經選擇像素強度值來量測彼等個別影像之強度。可將該等影像之強度及/或其他屬性彼此進行比較。可組合此等結果以量測微影程序之不同參數。
用於微影程序之控制方法通常依賴於在晶圓或其部分(例如，曝光場)上之多個點處量測指示品質且因此指示所製造之電路之功能性/良率的所關注參數。此等量測可經模型化以在量測點之間的位置處內插用於所關注參數之值，其中該值實際上係已知的。經模型化之量測可被稱作指紋，其為在晶圓或晶圓其部分上之所關注參數(或另一參數)之空間分佈。替代地，其可包含時間或內容脈絡分佈。所關注參數可為指示器件功能性/良率或與器件功能性/良率相關之任何參數。常見實例為疊對、對準或定位參數(晶圓柵格之柵格位置/模型化)、每層之位置參數，諸如邊緣置放誤差(EPE)、關鍵尺寸(CD)、位階量測參數(例如晶圓表面之高度)、蝕刻參數、任何其他處理參數及產生度量衡指紋之任何度量衡參數。此指紋可用於例如微影程序之診斷及控制(在應用最佳化之後，例如將指紋轉譯成掃描器致動參數之後)。
關於模型化所關注參數指紋之主要問題為在給出所關注參數量測點之有限集合的情況下，找到估計晶圓(或其一部分)上之各處之所關注參數的最佳方法。藉由將(在模型設置期間選擇的)基底函數之預定義集合擬合至經量測資料來模型化經量測所關注參數資料係已知的。可接著在任何位置評估基底函數以獲得完整晶圓預測。計算度量衡係具有相同基本途徑之另一方法，但其使用不同類型之額外資料(來自不同域之資料)以改良所關注參數預測(例如其中所關注參數係疊對，額外資料可為經掃描器報告之對準、位階量測及/或伺服誤差資料中之一或多者)。
當前在此類估計方法中觀測到的限制在於每個晶圓大於約500個點的取樣佈局的效能差。當量測比此少的點時，基於基底函數之估計模型令人滿意地執行。然而，當取樣大於500個點時，其效能被不進行全域估計且執行每場(例如每曝光校正或CPE)模型化的模型所超越。晶圓指紋之大多數物理原因並不與曝光場相關，且因而其指紋將不展示任何每場行為。因此，不應預期CPE模型給出實際最佳效能，此意謂此處對於此＞500點範圍應存在更好的估計模型。
當前途徑之基本限制為其並不直接基於物理知識。作為特定實例，已觀測到，本估計模型對常常出現在3D-NAND結構中之類環形指紋表現不佳。此藉由實施更好地適合於捕捉此等指紋之新基底函數成功地解決。然而，必須設計此類新的基底函數，在出現環指紋之基本物理知識上添加了非物理內容之附加層。
為了解決此問題，提議用於指紋判定之新模型化途徑，其依賴於所關注參數指紋或空間分佈之實際物理知識。更特定言之，所提議方法係基於貝葉斯近似或貝葉斯推斷。
貝葉斯推斷為統計推斷之方法，在該方法中，貝葉斯定理用以隨著更多證據或資訊變得可用而更新假設之機率。貝葉斯推斷由於兩個前提而導出後驗機率：先驗機率及自統計模型或針對所觀測(量測)資料之描述導出的「似然函數」。結果為連續更新之估計或指紋，每當新資料可用時就更新該估計或指紋。
所提議方法可使用所關注參數(包括雜訊)之指紋被預期表現如何的形式化、統計描述(先驗)，及度量衡資料；例如，至少所關注參數度量衡資料包含所關注參數之量測集合。度量衡資料可視情況亦包括與所關注參數不同類型之其他度量衡資料(例如尤其是對準資料、位階量測資料、伺服誤差資料、顯影後檢測(ADI)疊對對蝕刻後檢測(AEI)疊對資料、EPE資料)。因而，先驗可包括除所關注參數之外的元素或參數。
圖3為此方法之概念流程圖。將統計描述SD用作貝葉斯先驗，其由求解器SLV基於新度量衡資料MD (觀測結果)而更新。基於此兩個輸入SD、MD，求解器SLV判定哪一組根本原因最可能解釋觀測結果(亦即，度量衡資料MD)。此為形式化的數學問題且可經提出，其限制條件為滿足某些準則(亦即，先驗中之所有分佈係高斯且先驗中之參數與觀測結果之間的關係係線性的)，以便僅需要單個矩陣求逆進行求解。輸出可包含連續更新之所關注參數指紋CFP。
統計描述或先驗可包含所關注參數之任何已知預期行為，例如基於先前觀測結果、已知物理及/或專家知識。舉例而言，先驗可包含一或多個預期所關注參數空間分佈(指紋)形狀。作為疊對實例，已知疊對量測為至少以下形狀相關分量之總和：
• 場間形狀，其被預期係平滑的。
• 場內形狀，其被預期係平滑的。
• 隙縫指紋，其被預期係平滑的。
• 向上掃描向下掃描形狀，其被預期係平滑的。
• 向左步進向右步進形狀，其被預期係平滑的。
• 僅取決於半徑之邊緣滾降形狀，其被預期係平滑的。
• 每曝光場形狀，其被預期係平滑的。
• 量測雜訊，其被預期係小的。
因而，對疊對之統計描述可包含上文剛剛所列之(形狀)分量中的任一或多者、兩者或多於兩者、三者或多於三者、四者或多於四者、五者或多於五者、六者或多於六者或全部。因此，先驗可基於先前觀測到之疊對形狀而自任何數目個此類形狀分量予以建構。因為先驗可包含統計分佈(例如，空間分佈連同表示空間分佈之誤差槓之量測雜訊分量)，所以可直接從中進行取樣。此等(形狀)分量中之至少一些可適用於其他所關注參數，諸如邊緣置放誤差。
在此等(形狀)分量中之每一者中，除了雜訊之外，分佈分量或指紋分量形狀被預期為平滑的。在此內容背景中，平滑度可藉由模型之彎曲能量予以量化，特別針對給定形狀
：
概念上，在其中
描述金屬之薄板之高度的實體設定中，此功能性實際上與與板彎曲相關之彎曲能量成比例。
可替代彎曲能量使用的平滑度之替代定義包括分佈分量或指紋分量(例如向量場)之旋度或發散度。
當形狀被預期以某種方式表現(例如「被預期係平滑的」)時，此為統計陳述。此與如上文所描述求解器找到最可能的解有關。因而，求解器找到使先驗中所包括之分量中之每一者的彎曲能量最小化的解。以此方式，不同於典型模型中之選擇(例如，選擇要擬合之多項式之階)，模型中之調諧參數(例如，預期該等形狀有多平滑及預期量測雜訊有多大)具有物理意義。此外，分解成物理效應極適用於診斷。
應瞭解，求解器可同時擬合所有前述形狀分量。因而，在使用給出之疊對實例的情況下，求解器可藉由同時最小化先驗中所包括之形狀分量中之每一者的彎曲能量及(在包括之情況下)藉由最小化量測雜訊分量來擬合指紋模型。
另外，可同時對所有經量測晶圓執行擬合，而非如更典型地對每晶圓執行擬合。此情形在晶圓不具有共同取樣方案時引起改良得多的效能；所有晶圓皆可用來尋找共同形狀。相同結果無法藉由首先平均化來達成，此係由於則每晶圓之全域內容會洩漏至此平均晶圓中。因而，可以高效方式使用改變每場或每晶圓之取樣。舉例而言，已展示可根據在向上掃描場及向下掃描場兩者中之極少點之取樣來判定準確的SUSD指紋。
應注意，貝葉斯近似之概念不限於以上之實例統計描述。特定言之，有可能可運用更特定知識來擴展或改良統計描述；舉例而言，可藉由包括以下各者中之一或多者來改良描述：晶圓加熱資料、晶圓高度Z至X-Y位置之映圖、伺服誤差資料、掃描器柵格變形、圖案移位資料、加熱資料(例如，透鏡加熱資料、倍縮光罩加熱資料、晶圓加熱資料中之一或多者)、漂移資料(例如，晶圓內漂移資料、批次內漂移資料、長期漂移資料)、標記印刷誤差、ADI-清潔檢測後(after clean inspection；ACI)匹配資料、徑向內部晶圓模型、變化模式(例如，作為主分量分析(PCA)之部分)、高級程序校正資料、場內蝕刻影響資料。又，可隨著知識改變而改良先驗；例如，不同於所描述之全域形狀及平滑度之量化的其他全域形狀及其他平滑度量化可證明在未來更好。
在一實施例中，可在掃描器內在每晶圓基礎上(例如，緊接在量測對準資料之後或在量測對準資料之後不久)使用求解器。
可瞭解，所提議方法可以直接了當的方式用新的物理效應進行擴展，此係因為可將任何新效應添加至統計描述，而無需提供/判定新的模型化流程。
在以下經編號條項之清單中揭示了本發明之另外實施例：
1. 一種用於判定在至少一個基板或其部分上之一所關注參數之一空間分佈的方法，該至少一個基板已經受一半導體製造程序，該方法包含：獲得描述該所關注參數之一預期特性之一統計描述；獲得與該所關注參數相關之度量衡資料；以及使用該統計描述作為一先驗及使用該度量衡資料作為一觀測結果經由貝葉斯推斷來推斷在該至少一個基板或其部分上之該所關注參數的該空間分佈。
2. 如條項1之方法，其中統計描述描述了與該半導體製造程序相關聯之一分佈。
3. 如條項2之方法，其中該分佈包含一空間、時間或內容脈絡分佈。
4. 如前述條項中任一項之方法，其中該統計描述包含該所關注參數之該空間分佈之至少一個預期分量。
5. 如條項4之方法，其中至少一個預期分量包含該所關注參數之該空間分佈之複數個預期分量；且
該推斷步驟包含將該等預期分量中之每一者同時擬合至該度量衡資料。
6. 如條項4或5之方法，其中該度量衡資料包含複數個度量衡資料集，每一度量衡資料集與複數個基板中之一各別基板相關，且該推斷步驟包含將每個該至少一個預期分量同時擬合至每個該度量衡資料集。
7. 如條項6之方法，其中用於每個該度量衡資料集之量測取樣遍及該等度量衡資料集而變化。
8. 如條項4至7中任一項之方法，其中該至少一個預期分量包含該所關注參數之該空間分佈之一或多個預期形狀分量。
9. 如條項8之方法，其中該統計描述包含該所關注參數之該空間分佈之複數個該等預期形狀分量。
10. 如條項8或9之方法，其中根據該統計描述，該一或多個預期形狀分量中之一些或每一者各自被預期為平滑的。
11. 如條項10之方法，其中預期該一或多個預期形狀分量中之每一者具有一低彎曲能量、發散度或旋度。
12. 如條項11之方法，其中該推斷步驟包含將該一或多個分量擬合至該度量衡資料以便最小化預期為平滑的每一形狀分量之彎曲能量、發散度或旋度。
13. 如條項8至12中任一項之方法，其中該半導體製造程序係一微影程序，且該一或多個預期形狀分量中之每一者包含以下各者中之一或多者：一場間形狀、一場內形狀、一隙縫指紋、一向上掃描向下掃描形狀、一向左步進向右步進形狀、僅取決於半徑之一邊緣滾降形狀以及每曝光場之一形狀。
14. 如條項8至12中任一項之方法，其中該一或多個預期形狀分量中之每一者包含以下各者中之兩者或多於兩者：一場間形狀、一場內形狀、一隙縫指紋、一向上掃描向下掃描形狀、一向左步進向右步進形狀、僅取決於半徑之一邊緣滾降形狀以及每曝光場之一形狀。
15. 如條項8至12中任一項之方法，其中該一或多個預期形狀分量中之每一者包含以下各者中之三者或多於三者：一場間形狀、一場內形狀、一隙縫指紋、一向上掃描向下掃描形狀、一向左步進向右步進形狀、僅取決於半徑之一邊緣滾降形狀以及每曝光場之一形狀。
16. 如條項8至12中任一項之方法，其中該一或多個預期形狀分量中之每一者包含以下各者中之每一者：一場間形狀、一場內形狀、一隙縫指紋、一向上掃描向下掃描形狀、一向左步進向右步進形狀、僅取決於半徑之一邊緣滾降形狀以及每曝光場之一形狀。
17. 如條項4至16中任一項之方法，其中每個該至少一個預期分量包含在該基板或其部分上之一統計空間分佈。
18. 如條項4至17中任一項之方法，其中該至少一個預期分量包含描述預期量測雜訊之一雜訊分量。
19. 如條項18之方法，其中預期量測雜訊之該描述包含預期該量測雜訊為小的。
20. 如條項18或19之方法，其中該推斷步驟包含將該一或多個分量擬合至該度量衡資料使得該量測雜訊經最小化。
21. 如條項4至20中任一項之方法，其中該至少一個預期分量包含與以下各者中之一或多者之一形狀或其他特性相關的一或多個分量：晶圓加熱資料、晶圓高度Z至X-Y位置之映圖、伺服誤差資料、掃描器柵格變形、圖案移位資料、加熱資料、漂移資料、標記印刷誤差、ADI-ACI匹配資料、徑向內部晶圓模型、作為主分量分析之部分的變化模式、高級程序校正資料及場內蝕刻影響資料。
22. 如前述條項中任一項之方法，其中該度量衡資料包含該所關注參數之一量測集合。
23. 如前述條項中任一項之方法，其中該度量衡資料包含除該所關注參數之外的及/或與除該所關注參數之域之外之一域相關的一參數之一量測集合。
24. 如前述條項中任一項之方法，其中每當新度量衡資料變得可用時就重複該方法。
25. 如前述條項中任一項之方法，其包含在每一基板執行一半導體製造曝光程序之前對每一基板執行該方法。
26. 如條項25之方法，其包含在對每一基板執行一對準程序與一微影曝光程序之間執行該方法。
27. 如前述條項中任一項之方法，其進一步包含控制一微影裝置，該微影裝置經組態以在使用該所關注參數之該空間分佈之一微影程序中將產品結構提供至一基板。
28. 一種電腦程式，其包含可操作以在經運行於一合適裝置上時執行如條項1至27中任一項之方法的程式指令。
29. 一種非暫時性電腦程式載體，其包含如條項28之電腦程式。
30. 一種處理配置，其包含：
一電腦程式載體，其包含如條項29之電腦程式；及
一處理器，其可操作以運行該電腦程式。
31. 一種度量衡器件，其包含如條項30之處理配置。
32. 一種微影裝置，其包含如條項30之處理配置。
33. 一種用於判定在至少一個基板或其部分上之一所關注參數之一空間分佈的方法，該至少一個基板已經受一半導體製造程序，該方法包含：獲得描述該空間分佈之一預期指紋分量之一統計描述及描述與該所關注參數相關聯的量測雜訊之一預期位準之一雜訊分量；獲得與該所關注參數相關之度量衡資料；以及使用該統計描述作為一先驗及使用該度量衡資料作為一觀測結果經由貝葉斯推斷來推斷在該至少一個基板或其部分上之該所關注參數的該空間分佈。
34. 如條項33之方法，其中該所關注參數為與該半導體製造程序相關聯之一參數。
35. 如條項33或34之方法，其中該預期指紋分量包含該所關注參數之該空間分佈之複數個形狀分量。
36. 如條項35之方法，其中該推斷步驟包含將出自該複數個形狀分量之每一形狀分量同時擬合至該度量衡資料。
37. 如條項33至36中任一項之方法，其中該度量衡資料包含複數個度量衡資料集，每一度量衡資料集與複數個基板中之一各別基板相關，且該推斷步驟包含將該預期指紋分量同時擬合至每一度量衡資料集。
38. 如條項35至37中任一項之方法，其中根據該統計描述，預期出自該複數個形狀分量之一些或每一形狀分量係平滑的。
39. 如條項35之方法，其中預期出自該複數個形狀分量之一些或每一形狀分量具有一低彎曲能量、發散度或旋度。
40. 如條項35之方法，其中該推斷步驟包含將出自該複數個形狀分量之一或多個形狀分量擬合至該度量衡資料，以便最小化預期為平滑的每一形狀分量之彎曲能量、發散度或旋度。
41. 如條項35至40中任一項之方法，其中該推斷步驟包含將出自該複數個形狀分量之一或多個形狀分量擬合至該度量衡資料使得量測雜訊之該預期位準經最小化。
42. 如條項35至41中任一項之方法，其中該半導體製造程序係一微影程序，且該複數個形狀分量包含以下各者中之一或多者：一場間形狀、一場內形狀、一隙縫指紋、一向上掃描向下掃描形狀、一向左步進向右步進形狀、僅取決於半徑之一邊緣滾降形狀以及每曝光場之一形狀。
43. 如條項33至42中任一項之方法，其中該度量衡資料包含除該所關注參數之外的及/或與除該所關注參數之域之外之一域相關的一參數之一量測集合。
44. 一種電腦程式，其包含可操作以在經運行於一合適裝置上時執行如條項33至43中任一項之方法的程式指令。
45. 一種非暫時性電腦程式載體，其包含如條項44之電腦程式。
46. 一種處理配置，其包含：一電腦程式載體，其包含如條項45之電腦程式；及一處理器，其可操作以運行該電腦程式。
47. 一種度量衡器件，其包含如條項46之處理配置。
關於微影裝置所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為或約365 nm、355 nm、248 nm、193 nm、157 nm或126 nm之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如具有在5 nm至20 nm範圍內之波長)，以及粒子束，諸如離子束或電子束。
術語「透鏡」在內容背景允許時可指各種類型之光學組件中之任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
特定實施例之前述描述將充分地揭露本發明之一般性質，使得在不脫離本發明之一般概念的情況下，其他人可藉由應用此項技術之技能範圍內之知識針對各種應用而容易地修改及/或調適此等特定實施例，而無需進行不當實驗。因此，基於本文中所呈現之教示及指導，此等調適及修改意欲在所揭示實施例之等效者的涵義及範圍內。應理解，本文中之措辭或術語係出於(例如)描述而非限制之目的，以使得本說明書之術語或措辭待由熟習此項技術者按照該等教示及該指導進行解譯。
因此，本發明之廣度及範疇不應受上述例示性實施例中之任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及其等效者來界定。
0:零階射線/繞射射線
+1:一階射線/繞射射線
-1:一階射線/繞射射線
+1(N):+1繞射射線
-1(S):-1繞射射線
11:源
12:透鏡
13:孔徑板
13N:孔徑板
13S:孔徑板
14:透鏡
15:光束***器
16:物鏡/透鏡
17:第二光束***器
18:光學系統
19:第一感測器
20:光學系統
21:孔徑光闌/場光闌
22:光學系統
23:感測器
200:微影裝置LA/微影工具
202:量測站MEA
204:曝光站EXP
206:控制單元LACU
208:塗佈裝置
210:烘烤裝置
212:顯影裝置
220:經圖案化基板
222:其他處理裝置
224:其他處理裝置
226:其他處理裝置/步驟
230:基板
232:基板
234:基板
240:度量衡裝置
242:度量衡結果
CFP:連續更新之所關注參數指紋
I:量測輻射射線/入射射線
MA:圖案化器件/倍縮光罩
MD:新度量衡資料/輸入
O:光軸
PU:處理器
R:配方資訊
SCS:監督控制系統
SD:統計描述/輸入
SLV:求解器
T:度量衡目標
W:基板
現在將參考隨附圖式作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中：
圖1描繪微影裝置連同形成用於半導體器件之生產設施的其他裝置；
圖2(包括圖2之(a)及圖2之(b))包含根據本發明之實施例的用於量測目標之散射計的示意圖；
圖3為描述根據一實施例之方法的流程圖。
CFP:連續更新之所關注參數指紋
MD:新度量衡資料/輸入
SD:統計描述/輸入
SLV:求解器
Claims (15)
- 一種用於判定在至少一個基板或其部分上之一所關注參數之一空間分佈的方法，該至少一個基板已經受一半導體製造程序，該方法包含： 獲得描述該空間分佈之一預期指紋分量之一統計描述及描述與該所關注參數相關聯的量測雜訊之一預期位準之一雜訊分量； 獲得與該所關注參數相關之度量衡資料；及 使用該統計描述作為一先驗及使用該度量衡資料作為一觀測結果經由貝葉斯推斷來推斷在該至少一個基板或其部分上之該所關注參數的該空間分佈。
- 如請求項1之方法，其中該所關注參數為與該半導體製造程序相關聯之一參數。
- 如請求項1之方法，其中該預期指紋分量包含該所關注參數之該空間分佈之複數個形狀分量。
- 如請求項3之方法，其中該推斷步驟包含將出自該複數個形狀分量之每一形狀分量同時擬合至該度量衡資料。
- 如請求項1之方法，其中該度量衡資料包含複數個度量衡資料集，每一度量衡資料集與複數個基板中之一各別基板相關，且該推斷步驟包含將該預期指紋分量同時擬合至每一度量衡資料集。
- 如請求項3之方法，其中根據該統計描述，預期出自該複數個形狀分量之一些或每一形狀分量係平滑的。
- 如請求項3之方法，其中預期出自該複數個形狀分量之一些或每一形狀分量具有一低彎曲能量、發散度或旋度。
- 如請求項3之方法，其中該推斷步驟包含將出自該複數個形狀分量之一或多個形狀分量擬合至該度量衡資料，以便最小化預期為平滑的每一形狀分量之彎曲能量、發散度或旋度。
- 如請求項3之方法，其中該推斷步驟包含將出自該複數個形狀分量之一或多個形狀分量擬合至該度量衡資料使得量測雜訊之該預期位準經最小化。
- 如請求項3之方法，其中該半導體製造程序係一微影程序，且該複數個形狀分量包含以下各者中之一或多者：一場間形狀、一場內形狀、一隙縫指紋、一向上掃描向下掃描形狀、一向左步進向右步進形狀、僅取決於半徑之一邊緣滾降形狀以及每曝光場之一形狀。
- 如請求項1之方法，其中該度量衡資料包含除該所關注參數之外的及/或與除該所關注參數之域之外之一域相關的一參數之一量測集合。
- 一種電腦程式，其包含可操作以在經運行於一合適裝置上時執行如請求項1至11中任一項之方法的程式指令。
- 一種非暫時性電腦程式載體，其包含如請求項12之電腦程式。
- 一種處理配置，其包含： 一電腦程式載體，其包含如請求項13之電腦程式；及 一處理器，其可操作以運行該電腦程式。
- 一種度量衡器件，其包含如請求項14之處理配置。
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
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