[发明专利]使用预测模型的过程监控和调节

说明书

描述一种用于监测制造过程的性能的方法。所述方法包括：接收传递与由所述制造过程所产生的衬底的几何形状有关的信息的一个或更多个输入信号；和利用预测模型、基于所述一个或更多个输入信号，确定所述制造过程中的变化。也描述一种用于预测与制造过程相关联的衬底几何形状的方法。所述方法包括：接收输入信息，所述输入信息包括衬底的几何形状信息和制造过程信息；和使用机器学习预测模型、基于所述输入信息，预测输出衬底几何形状。所述方法还包括调节所预测的输出衬底几何形状。所述调节包括：将所述输出衬底几何形状与相对应的实体衬底测量结果和/或来自不同的非机器学习预测模型的预测结果进行比较；基于所述比较来产生损失函数；以及优化所述损失函数。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年10月2日递交的美国申请62/909,668的优先权，所述美国申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本文中的描述总体涉及用于使用预测模型进行制造过程监控和调节的系统和方法。

背景技术

光刻投影设备可以用于(例如)集成电路(IC)的制造中。在这样的情况下，图案形成装置(例如，掩模)可以提供与IC(“设计布局”)的单层对应的图案，并且这种图案可以通过诸如穿过所述图案形成装置上的图案照射已涂覆有辐射敏感材料(“抗蚀剂”)层的(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括一个或更多个管芯)的方法而被转印至所述衬底的所述目标部分上。通常，单个衬底包括由光刻投影设备连续地、一次一个目标部分地将所述图案转印到其上的多个相邻目标部分。在一种类型的光刻投影设备中，在一个操作中，整个图案形成装置上的图案被转印到一个目标部分上。这种设备通常被称作步进器。在一种替代的设备(通常称为步进扫描设备)中，投影束沿给定的参考方向(“扫描”方向)在图案形成装置之上扫描，同时沿与所述参考方向平行或反向平行的方向同步移动衬底。图案形成装置上的图案的不同部分被逐渐地转印到一个目标部分上。因为通常光刻投影设备将具有缩减比率M(例如，4)，所以衬底被移动的速率F将是投影束扫描图案形成装置的速率的1/M倍。可以例如从以引用方式并入本文中的US 6,046,792搜集到关于如本文中所描述的光刻装置的更多信息。

在将所述图案从图案形成装置转印至衬底之前，衬底可能经历各种工序，诸如涂底料、抗蚀剂涂覆以及软焙烤。在曝光之后，衬底可能经历其它工序(“曝光后工序”)，诸如曝光后焙烤(PEB)、显影、硬焙烤以及对所转印的图案的测量/检查。这一系列的工序被用作为制造器件(例如IC)的单个层的基础。之后衬底可能经历各种过程，诸如蚀刻、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等，所有的这些过程都旨在最终完成器件的单个层。如果器件需要多个层，则针对每一层重复整个工序或其变形。最终，器件将设置在衬底上的每一目标部分中。之后通过诸如切片或切割等技术，将这些器件互相分开，据此单独的器件可以安装在载体上，连接至引脚等。

制造器件(诸如半导体器件)通常涉及使用多个制造过程来处理衬底(例如，半导体晶片)以形成器件的各种特征和多个层。这些层和特征通常使用例如淀积、光刻、蚀刻、化学机械抛光、和离子注入来制造和处理。可在衬底上的多个管芯上制造多个器件，且然后将其分成单独的器件。此器件制造过程可以被认为是图案化过程。图案化过程涉及图案形成步骤，诸如在光刻设备中使用图案形成装置的光学和/或纳米压印光刻，以将图案形成装置上的图案转印到衬底上，并且通常但可选地涉及到一个或更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、使用烘焙工具的衬底烘焙、使用蚀刻设备而使用图案进行蚀刻等。另外，通常在所述图案化过程中涉及一个或更多个量测过程。

光刻是制造器件(诸如IC)中的步骤，其中，形成于衬底上的图案限定器件的功能元件，诸如微处理器、存储器芯片等。类似的光刻技术也用于形成平板显示器、微机电系统(MEMS)和其它器件。