[发明专利]用于监视工艺设备的方法和系统

说明书

一种方法涉及通过从衬底的特性的值中去除光刻设备对所述特性的贡献以及一个或多个光刻前工艺设备对所述特性的贡献，来确定在已经由一个或多个工艺设备根据图案化工艺处理所述衬底之后的所述一个或多个工艺设备对所述衬底的所述特性做出的贡献。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年9月2日提交的欧洲申请16187040.7的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本说明书涉及一种用于监视和/或调节与衬底的处理有关的一个或多个衬底制造变量的方法和系统。

背景技术

光刻设备是一种将所期望图案施加到衬底上(通常施加到衬底的目标部分上)的机器。例如可以在集成电路(IC)或被设计为有功能的其他器件的制造中使用光刻设备。在那种情况下，可以使用图案化器件(其备选地被称为掩模或掩模版)来生成要在被设计为有功能的器件的个体层上形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分的、一个或若干裸片)上。图案的转移通常经由成像到衬底上所提供的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含相继被图案化的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括所谓的步进器和所谓的扫描器，在步进器中，通过一次将整个图案曝光到目标部分上来照射每个目标部分，在扫描器中，通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射光束扫描图案而与该方向平行或反平行地同时扫描衬底来照射每个目标部分。通过将图案压印到衬底上来将图案从图案化器件转移到衬底也是可能的。

发明内容

制造诸如半导体器件的器件通常涉及使用多种制造工艺来处理衬底(例如，半导体晶片)以形成各种特征并且通常是多层器件。通常使用例如沉积、光刻、蚀刻、化学机械抛光和离子注入来制造和处理这些层和特征。可以在衬底上的多个裸片上制造多个器件，然后将其分离成单独的器件。该器件制造工艺可以被认为是图案化工艺。图案化工艺涉及诸如使用光刻设备的光学和/或纳米压印光刻之类的图案化步骤，以在衬底上提供图案，并且通常但是可选地涉及一个或多个相关的图案处理步骤，诸如通过显影设备的抗蚀剂显影、使用烘烤工具的衬底烘烤、通过蚀刻设备使用图案进行蚀刻等。此外，在图案化工艺中涉及一个或多个量测工艺。

在图案化工艺期间的各个步骤处使用量测工艺来监视和/或控制该工艺。例如，量测工艺被用来测量衬底的一个或多个特性，诸如在图案化工艺中在衬底上形成的特征的相对位置(例如，对齐、套刻、对准等)或尺寸(例如，线宽、临界尺寸(CD)、厚度等等)，使得例如可以从一个或多个特性确定图案化工艺的性能。如果一个或多个特性是不可接受的(例如，超出针对(一个或多个)特性的预定范围)，则可以例如基于一个或多个特征的测量来改变图案化工艺的一个或多个变量。这样，通过图案化工艺制造的其它衬底具有(一个或多个)可接受的特性。

数十年来，随着光刻和其他图案化工艺技术的进步，功能元件的尺寸不断减小，而每器件的功能元件诸如晶体管的数量已稳定地增加。同时，对在套刻、临界尺寸(CD)等等方面的精度要求变得越来越严格。在图案化工艺中将不可避免地产生诸如套刻误差、CD误差等等之类的误差。例如，成像误差可以从光学像差、图案化器件加热、图案化器件误差和/或衬底加热中产生，并且可以在例如套刻误差、CD误差等等方面被表征。附加地或备选地，误差可以在图案化工艺的其他部分中(诸如在蚀刻、显影、烘烤等等中)被引入，并且类似地可以在例如套刻误差、CD误差等等方面被表征。该误差可能直接导致器件功能方面的问题，包括器件功能故障或功能器件的一个或多个电气问题。

光刻基线器(baseliner)系统可以被用来监视光刻设备随时间的性能。当光刻设备的性能偏离可接受的标准时，可以采取动作，诸如重新校准、修复、关闭等。此外，光刻基线器系统可以通过例如修改光刻设备的一个或多个设置(变量)来及时实现对光刻设备的控制。因此，光刻基线器系统可以实现例如高容量制造(HVM)中的稳定性能。