用于确定感兴趣参数在至少一个衬底或其部分之上的空间分布的方法与流程

本发明涉及用于在光刻工艺中将图案施加到衬底的方法和装置。

背景技术：

1、光刻装置是将期望的图案施加到衬底上(通常施加到衬底的目标部分上)的机器。光刻装置可以被用于例如集成电路(ic)的制造中。在该实例中，图案形成设备(备选地被称为掩模或掩模版)可以被用于生成要被形成在ic的单独的层上的电路图案。该图案可以被转印到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括部分裸片、一个裸片或若干裸片)上。图案的转印通常经由成像到在衬底上提供的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来进行。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分的网络。已知的光刻装置包括所谓的步进器(其中每个目标部分通过将整个图案一次曝光到目标部分上来辐照)以及所谓的扫描仪(其中每个目标部分通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射束扫描图案来辐照，同时同步扫描平行或反平行于该方向的衬底。也可以通过将图案压印到衬底上来将图案从图案形成设备转印到衬底。

2、为了监测光刻工艺，图案化衬底的参数被测量。参数可以包括例如在图案化衬底中或上形成的连续层之间的套刻误差和显影光敏抗蚀剂的临界线宽(cd)。该测量可以对产品衬底和/或专用量测目标执行。存在各种技术用于测量在光刻工艺中形成的微观结构，包括使用扫描电子显微镜和各种专用工具。一种快速且非侵入形式的专用检查工具是散射仪，其中辐射束被引导到衬底表面上的目标上，并且散射或反射束的性质被测量。两种主要类型的散射仪是已知的。光谱散射仪将宽带辐射束引导到衬底上，并且测量散射到特定窄角范围中的辐射的光谱(根据波长的强度)。角分辨散射仪使用单色辐射束，并且根据角度测量散射辐射的强度。

3、已知散射仪的示例包括在us2006033921a1和us2010201963a1中描述的类型的角分辨散射仪。由这种散射仪使用的目标是相对较大(例如40μm x 40μm)的光栅，并且测量束会生成小于光栅的光斑(即，光栅未填充)。除了通过重构测量特征形状之外，基于衍射的套刻还可以使用这种装置来测量，如所发布的专利申请us2006066855a1中描述的。使用衍射阶的暗场成像的基于衍射的套刻量测可以在较小的目标上实现套刻测量。暗场成像量测的示例可以在国际专利申请wo 2009/078708和wo 2009/106279中找到，这些文档通过引用全部并入本文。该技术的进一步发展已在所发布的专利出版物us20110027704a、us20110043791a、us2011102753a1、us20120044470a、us20120123581a、us20130258310a、us20130271740a和wo2013178422a1中描述。这些目标可以小于照射光斑，并且可以被晶片上的产品结构包围。多个光栅可以使用复合光栅目标在一个图像中测量。所有这些申请的内容也通过引用并入本文。

4、在执行诸如光刻工艺等半导体制造工艺(诸如在衬底上施加图案或测量这种图案)时，工艺控制方法被用于监测和控制工艺。这种工艺控制技术通常被执行以获得用于控制半导体制造工艺的校正。期望改进这种工艺控制方法。特别地，工艺校正通常基于建模的量测数据，其中建模可以基于将基函数拟合到测量的数据。基于基函数的建模不是最优的，因为它不是基于领域知识/指纹的实际观察特性。这存在为量测数据拟合不正确或较差的模型(例如次优基函数)的风险。

技术实现思路

1、在本发明的第一方面中，提供了一种用于确定感兴趣参数在至少一个衬底或其部分之上的空间分布的方法，该至少一个衬底已经经受半导体制造工艺，该方法包括：获得描述所述空间分布的预期指纹分量的统计描述，以及描述与所述感兴趣参数相关联的预期测量噪声水平的噪声分量；获得与所述感兴趣参数相关的量测数据；以及使用所述统计描述作为先验并且使用所述量测数据作为观察值，经由贝叶斯推理推断感兴趣参数在至少一个衬底或其部分之上的所述空间分布。

2、本发明更进一步地提供了一种包括第一方面的计算机程序的处理装置、量测设备和光刻装置。

3、本发明的其他方面、特征和优点以及本发明的各种实施例的结构和操作在下面参照附图详细描述。要注意的是，本发明不被限于本文描述的具体实施例。这种实施例是仅出于说明性目的而在本文中呈现的。基于本文包含的教导，附加实施例对于(多个)相关领域的技术人员来说将是显而易见的。

技术特征：

1.一种用于确定感兴趣参数在至少一个衬底或其部分之上的空间分布的方法，所述至少一个衬底已经经受半导体制造工艺，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述感兴趣参数是与所述半导体制造工艺相关联的参数。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述预期指纹分量包括所述感兴趣参数的所述空间分布的多个形状分量。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述推断步骤包括：同时将所述多个形状分量中的每个形状分量拟合到所述量测数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述量测数据包括多个量测数据集，每个量测数据集与多个衬底中的相应的衬底相关，并且所述推断步骤包括：同时将所述预期指纹分量拟合到每个量测数据集。

6.根据权利要求3所述的方法，其中根据所述统计描述，所述多个形状分量中的一些或每个形状分量被预期是平滑的。

7.根据权利要求3所述的方法，其中所述多个形状分量中的一些或每个形状分量被预期为具有低弯曲能、散度或旋度。

8.根据权利要求3所述的方法，其中所述推断步骤包括将所述多个形状分量中的一个或多个形状分量拟合到所述量测数据，以将被预期为平滑的每个形状分量的弯曲能、散度或旋度最小化。

9.根据权利要求3所述的方法，其中所述推断步骤包括：将所述多个形状分量中的一个或多个形状分量拟合到所述量测数据，使得所述预期测量噪声水平被最小化。

10.根据权利要求3所述的方法，其中所述半导体制造工艺是光刻工艺，并且所述多个形状分量包括以下一项或多项：场间形状、场内形状、狭缝指纹、上扫描下扫描形状、左步进右步进形状、仅取决于半径的边缘滚降形状和每个曝光场的形状。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述量测数据包括除所述感兴趣参数之外和/或与除所述感兴趣参数之外的域相关的参数的测量结果的集合。

12.一种包括程序指令的计算机程序，当在合适的装置上运行时，所述程序指令能够操作以执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。

13.一种非瞬态计算机程序载体，包括根据权利要求12所述的计算机程序。

14.一种处理装置，包括：

15.一种量测设备，包括根据权利要求14所述的处理装置。

技术总结
公开了一种用于确定感兴趣参数在至少一个衬底或其部分之上的空间分布的方法，至少一个衬底已经经受半导体制造工艺，该方法包括：获得描述所述空间分布的预期指纹分量的统计描述以及描述与所述感兴趣参数相关联的预期测量噪声水平的噪声分量；获得与所述感兴趣参数相关的量测数据；以及使用所述统计描述作为先验并且使用所述量测数据作为观察值，经由贝叶斯推理推断所述感兴趣参数在至少一个衬底或其部分之上的空间分布。

技术研发人员：J·科特塔尔
受保护的技术使用者：ASML荷兰有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/18