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TWI810749B - 監控微影製程之方法及相關裝置 - Google Patents

監控微影製程之方法及相關裝置 Download PDF

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TWI810749B
TWI810749B TW110147612A TW110147612A TWI810749B TW I810749 B TWI810749 B TW I810749B TW 110147612 A TW110147612 A TW 110147612A TW 110147612 A TW110147612 A TW 110147612A TW I810749 B TWI810749 B TW I810749B
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艾羅克 沃馬
羅伊 亞蘭希亞多
赫曼紐斯 艾德里亞諾斯 狄倫
德 山登 史帝芬 柯尼里斯 李歐朵魯斯 凡
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荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
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Abstract

本發明揭示一種監控一半導體製造製程之方法。該方法包含獲得可操作以自高解析度度量衡資料導出局域效能參數資料之至少一個第一經訓練模型，其中該局域效能參數資料描述一效能度量之一局域分量或其一或多個局域促成因素以及與已經受該半導體製造程序之至少一部分之至少一個基板相關的高解析度度量衡資料。使用該第一經訓練模型而根據該高解析度度量衡資料來判定局域效能參數資料。該第一經訓練模型可操作以基於僅包含在任何此蝕刻步驟之前執行之度量衡資料的該高解析度度量衡資料來判定該局域效能參數資料，就如同該局域效能參數資料已在至少緊接在前暴露之層上經受一蝕刻步驟一樣。

Description

監控微影製程之方法及相關裝置
本發明係關於可用以例如在藉由微影技術進行器件製造中執行度量衡的度量衡裝置及方法。本發明進一步係關於用於在微影製程中監控邊緣置放誤差或相關度量之此等方法。
微影裝置為將所要圖案塗佈至基板上(通常塗佈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(其替代地稱作遮罩或倍縮光罩)可用於生成待形成於IC之個別層上的電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包括晶粒之部分、一個或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而進行圖案之轉印。大體而言，單一基板將含有經順次地圖案化之相鄰目標部分之網路。
在微影製程中，需要頻繁地對所產生之結構進行量測，例如用於製程控制及驗證。用於進行此等量測之各種工具為吾人所知，包括通常用於量測臨界尺寸(CD)之掃描電子顯微鏡，及用以量測疊對(器件中兩個層之對準準確度)之特殊化工具。近來，已開發供微影領域中使用之各種形式之散射計。此等器件將輻射光束引導至目標上且量測散射輻射之 一或多個屬性-例如，隨波長變化的在單一反射角下之強度；隨反射角變化的在一或多個波長下之強度；或隨反射角變化的偏振-以獲得可供判定目標之所關注屬性的繞射「光譜(spectrum)」。
已知散射計之實例包括US2006033921A1及US2010201963A1中所描述之類型的角解析散射計。由此等散射計使用之目標為相對大(例如，40μm乘40μm)光柵，且量測光束產生小於光柵之光點(亦即，光柵填充不足)。可在國際專利申請案US20100328655A1及US2011069292A1中找到暗場成像度量衡之實例，該等國際專利申請案之文件特此以全文引用之方式併入。公開的專利公開案US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A、US20130271740A及WO2013178422A1中已描述該技術之進一步發展。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之方式併入本文中。
如今之圖案化效能係由邊緣置放誤差(EPE)驅動。特徵之邊緣之位置係由特徵側向位置(疊對)及特徵之大小(CD)判定。其中的部分在本質上極局部及隨機；例如取決於局域疊對(LOVL)及局域CD均一性(LCDU)。此外，線邊緣粗糙度(LER)及線寬粗糙度(LWR)可引起極局部之CD變化。此等皆可為EPE效能之重要促成因素。
目前，可使用CD-SEM檢測來量測EPE之此等局域促成因素。然而，此對於許多應用而言太慢。對於一些度量值，在SEM量測之前需要去封端，此為破壞性且浪費的，且因此成本較高。
將期望提供一種用於監控EPE及對其貢獻之參數的經改良 方法。
在第一態樣中，本發明提供一種用於監控一半導體製造製程之方法，該方法包含：獲得可操作以自該高解析度度量衡資料導出局域效能參數資料之至少一個第一經訓練模型，其中該局域效能參數資料描述一效能度量之一局域分量或其一或多個局域促成因素，該效能度量與使用該半導體製造製程之一蝕刻步驟而蝕刻至一基板上之一層中的一圖案相關聯；在該蝕刻步驟之前獲得與該圖案相關之高解析度度量衡資料；及使用該第一經訓練模型而根據該高解析度度量衡資料來判定局域效能參數資料，其中該局域效能參數及該高解析度度量衡資料具有高於用於監控該半導體製造製程之全域效能參數資料之一空間解析度，且其中該第一經訓練模型已針對訓練資料進行訓練，該訓練資料包含在該蝕刻步驟之前自一或多個訓練基板獲得之第一訓練高解析度度量衡資料以及在該蝕刻步驟之後自該一或多個訓練基板獲得之第二訓練高解析度度量衡資料。
本發明又進一步提供一種電腦程式產品，其包含用於使得一處理器執行該第一態樣之該方法之機器可讀指令，及相關聯度量衡裝置及微影系統。
下文參考隨附圖式來詳細描述本發明之另外特徵及優點，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。本文中僅出於說明性目的來呈現此等實施例。基於本文中所含之教示，額外實施例對於熟習相關技術者將為顯而易見的。
11:源
12:透鏡
13:孔徑板
13N:孔徑板
13S:孔徑板
14:透鏡
15:光束分光器
16:物鏡
17:第二光束分光器
18:光學系統
19:第一感測器
20:光學系統
21:第二孔徑光闌
22:光學系統
23:感測器
ACT:動作
AD:調整器
ADI2:顯影後檢測度量衡資料
AEI1:蝕刻後檢測AEI資料
AEI2:蝕刻後檢測AEI資料
AS:對準感測器
B:輻射光束
BD:光束遞送系統
BK:烘烤板
C:目標部分
CA:接觸面積
CP:校準階段
CH:冷卻板
CH1:下部層
CH2:上部層
CO:聚光器
DATCO:輪廓資料
DATPU:光瞳資料
DE:顯影器
eB MET:定期度量衡
EPE C&V:步驟
EPE PRED:預測步驟
EST YD:步驟
EXP:曝光站
GB:全域流動
GPP:全域效能參數資料
I:量測輻射射線
I/O1:輸入/輸出埠
I/O2:輸入/輸出埠
IF:位置感測器
IL:照明系統
IN:積光器
INS:導引檢測階段
LA:微影裝置
LACU:微影控制單元
LB:裝載底架
LC:微影單元
LO:局域流動
LPP:局域效能參數資料
LS:位階感測器
M1:遮罩對準標記
M2:遮罩對準標記
MA:圖案化器件
MEA:量測站
MET:度量衡系統
MO:監控階段
MOD1:模型
MOD2:第二模型
MT:支撐件/支撐結構
MW:監控晶圓
O:光軸
P1:基板對準標記
P2:基板對準標記
PM:第一定位器
PS:投影系統
PU:處理器
PW:第二定位器
RF:參考框架
RO:機器人
SC:旋塗器
SCS:監督控制系統
SO:輻射源
SPU MET:第二度量衡資料
SWA:側壁角
T:目標結構
TDDC:去封端訓練資料
TDDCGB:全域去封端訓練資料
TDDCLO:局域去封端訓練資料
TDGB:全域訓練資料
TDLO:局域訓練資料
Tlt:傾角
TN MOD 1:步驟
TN MOD2:步驟
TW:訓練晶圓
UD BUD:EPE預算
W:基板
WTa:基板台
WTb:基板台
X:方向
Y:方向
YD:良率
YD CAL:良率校準步驟
現在將參考隨附示意性圖式而僅作為實例來描述本發明之 實施例，在該等圖式中，對應參考標號指示對應部分，且在該等圖式中：圖1描繪微影裝置；圖2描繪其中可使用根據本發明之檢測裝置之微影製造單元(lithographic cell)或叢集(cluster)；圖3示意性地說明經調適以執行角度解析散射量測及暗場成像檢測方法的檢測裝置；圖4為(a)兩個層中接觸孔之理想形成；及(b)至(h)兩個層中由各別不同問題產生之接觸孔的各種非理想形成之圖示；及圖5為描述根據本發明之一實施例之監控方法的流程圖。
在詳細地描述本發明之實施例之前，有指導性的係呈現其中可實施本發明之實施例之實例環境。
圖1示意性地描繪微影裝置LA。該裝置包括：照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，UV輻射或DUV輻射)；圖案化器件支撐件或支撐結構(例如，遮罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，遮罩)MA，且連接至經組態以根據某些參數精確地定位該圖案化器件之第一定位器PM；兩個基板台(例如，晶圓台)WTa及WTb，其各自經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓)W，且各自連接至經組態以根據某些參數準確地定位該基板之第二定位器PW；及投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如，包括一或多個晶粒)上。參考框架RF連接各種組件，且充當用於設置及量測圖案化器件及基板之位置以及圖案化器件及基板上之特徵的位置之參考。
照明系統可包括用於導引、塑形或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
圖案化器件支撐件以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化器件是否固持於真空環境中)之方式來固持圖案化器件。圖案化器件支撐件可採取許多形式；圖案化器件支撐件可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統處於所要位置。
本文所使用之術語「圖案化器件」應廣泛地解譯為係指可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中產生圖案的任何器件。應注意，舉例而言，若賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂輔助特徵，則該圖案可不確切地對應於基板之目標部分中之所要圖案。通常，賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所產生之器件(諸如，積體電路)中之特定功能層。
如此處所描繪，該裝置屬於透射類型(例如，採用透射圖案化器件)。替代地，該裝置可屬於反射類型(例如，使用如上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或使用反射遮罩)。圖案化器件之實例包括遮罩、可程式化鏡面陣列及可程式化LCD面板。可認為本文中對術語「倍縮光罩」或「遮罩」之任何使用皆與更一般術語「圖案化器件」同義。術語「圖案化器件」亦可解譯為係指以數位形式儲存用於控制此可程式化圖案化器件之圖案資訊的器件。
本文所使用之術語「投影系統」應廣泛地解釋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。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用均與更通用之術語「投影系統」同義。
微影裝置亦可屬於以下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對較高的折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸潤液體施加至微影裝置中之其他空間，例如遮罩與投影系統之間的空間。浸潤技術在此項技術中被熟知用於增大投影系統之數值孔徑。
在操作中，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源為準分子雷射時，輻射源與微影裝置可為分離實體。在此等情況下，不認為輻射源形成微影裝置之部件，且輻射光束係藉助於包括(例如)合適導引鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當光源為水銀燈時，光源可為微影裝置之整體部件。輻射源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD在需要時可稱作輻射系統。
照明器IL可(例如)包括用於調整輻射光束之角強度分佈之調整器AD、積光器IN及聚光器CO。照明器可用於調節輻射光束，以在其橫截面中具有所需均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於固持於圖案化器件支撐件MT上之圖案化器件MA上，且由該圖案化器件圖案化。在已橫穿圖案化器件(例如，遮罩)MA之情況下，輻射光束B穿過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器PW及位置感測器IF(例如，干涉器件、線性編碼器、2D編碼器或電容式感測器)，可準確地移動基板台WTa或WTb，例如以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑 中。類似地，第一定位器PM及另一位置感測器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以(例如)在自遮罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件(例如，倍縮光罩/遮罩)MA。
可使用遮罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件(例如，倍縮光罩/遮罩)MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，但該等基板對準標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記稱為切割道對準標記)。類似地，在構圖器件(例如，遮罩)MA上提供一個以上晶粒的情況下，遮罩對準標記可位於晶粒之間。小對準標記亦可在器件特徵當中包括於晶粒內，在此情況下，需要使該等標記儘可能地小且相比於鄰近特徵無需任何不同成像或製程條件。下文進一步描述偵測對準標記之對準系統。
可在多種模式下使用所描繪裝置。在掃描模式中，在將賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描圖案化器件支撐件(例如，遮罩台)MT及基板台WT(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之(縮小率)放大率及影像反轉特性來判定基板台WT相對於圖案化器件支撐件(例如，遮罩台)MT之速度及方向。在掃描模式下，曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分之寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分之長度(在掃描方向上)。如在此項技術中為吾人所熟知，其他類型之微影裝置及操作模式係可能的。舉例而言，步進模式係已知的。在所謂的「無遮罩」微影中，可程式化圖案化器件保持靜止，但具有改變之圖案，且移動或掃描基板台WT。
亦可使用對上文所描述之使用模式之組合及/或變體或完全不同的使用模式。
微影裝置LA屬於所謂的雙載物台類型，其具有兩個基板台WTa、WTb及兩個站-曝光站EXP及量測站MEA-在該兩個站之間可交換該等基板台。在曝光站處曝光一個台上之一基板的同時，可在量測站處將另一基板裝載至另一基板台上且進行各種預備步驟。此情形實現裝置之產出率之相當巨大增加。預備步驟可包括使用位階感測器LS來映射基板之表面高度輪廓，及使用對準感測器AS來量測基板上之對準標記之位置。若位置感測器IF不能夠在基板台處於量測站以及處於曝光站時不能夠量測該基板台之位置，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相對於參考框架RF之位置。代替所展示之雙載物台配置，其他配置係已知且可用的。舉例而言，提供基板台及量測台之其他微影裝置為吾人所知。此等基板台及量測台在執行預備量測時銜接在一起，且接著在基板台經歷曝光時不銜接。
如圖2中所展示，微影裝置LA形成微影單元LC(有時亦稱作叢集)之部件，微影單元LC亦包括用以對基板執行曝光前程序及曝光後製程之裝置。習知地，此等裝置包括用以沈積抗蝕劑層之旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之顯影器DE、冷卻板CH，及烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取基板，在不同製程裝置之間移動基板，且隨後將基板遞送至微影裝置之裝載底架LB。通常統稱為塗佈顯影系統之此等器件係在自身受到監督控制系統SCS控制之塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下，該監督控制系統SCS亦經由微影控制單元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。
為了正確且一致地曝光由微影裝置曝光之基板，需要檢測 經曝光基板以量測諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等之屬性。因此，經定位有微影單元LC之製造設施亦包括度量衡系統MET，該度量衡系統MET收納已在微影製造單元中處理之基板W中的一些或全部。將度量衡結果直接地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進行檢測而使得同一批量之其他基板仍待曝光的情況下。此外，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其他曝光。
在度量衡系統MET內，使用檢測裝置來判定基板之屬性，且尤其是判定不同基板或同一基板之不同層之屬性如何在不同層間變化。檢測裝置可整合至微影裝置LA或微影單元LC中，或可為單獨器件。為了實現最快速量測，需要使檢測裝置緊接在曝光之後量測經曝光抗蝕劑層中之屬性。然而，抗蝕劑中之潛影具有極低對比度--在已曝光至輻射的抗蝕劑之部分與尚未曝光至輻射的抗蝕劑之部分之間僅存在極小折射率差--且並非所有檢測裝置皆具有足夠敏感度來進行潛影之有用量測。因此，可在曝光後烘烤步驟(PEB)之後進行量測，該曝光後烘烤步驟(PEB)通常為對經曝光基板執行之第一步驟且增加抗蝕劑之經曝光部分與未經曝光部分之間的對比度。在此階段，抗蝕劑中之影像可被稱作半潛影(semi-latent)。亦有可能對經顯影抗蝕劑影像進行量測--此時已移除抗蝕劑之經曝光部分或未經曝光部分--或在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後對經顯影抗蝕劑影像進行量測。後一可能性限制重工有缺陷基板之可能性，但仍可提供有用資訊。
圖3(a)中展示適合用於本發明之實施例的度量衡裝置。應注意，此為合適之度量衡裝置之僅一個實例。替代的適合度量衡裝置可使用諸如(例如)WO2017/186483A1中所揭示之EUV輻射。圖3(b)中較詳細地說明目標結構T及用於照明目標結構之量測輻射的繞射線。所說明之度量衡裝置屬於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中抑或微影單元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分光器15而引導至基板W上。此等透鏡以4F配置之雙重序列配置。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，且同時地允許存接取中間光瞳平面以用於空間頻率濾光。因此，可藉由在呈現基板平面之空間光譜之平面(此處稱作(共軛)光瞳平面)中界定空間強度分佈來選擇輻射入射於基板上之角度範圍。詳言之，可藉由在為物鏡光瞳平面之背向投影影像之平面中在透鏡12與14之間插入適合形式之孔徑板13來進行此選擇。在所說明實例中，孔徑板13具有不同形式(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。在第一照明模式下，孔徑板13N提供來自僅出於描述起見而指定為『北』之方向的離軸。在第二照明模式下，孔徑板13S用於提供類似照明，但提供來自標註為『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，此係因為在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3(b)中所展示，在基板W垂直於物鏡16之光軸O之情況下置放目標結構T。基板W可由支撐件(圖中未展示)支撐。自偏離軸O之 角度照射於目標結構T上之量測輻射射線I產生零階射線(實線0)及下文稱作一對互補繞射階之兩個第一階射線(點鏈線+1及雙點鏈線-1)。應注意，該對互補繞射階可為任何高階對；例如，+2、-2對等，且不限於第一階互補對。應記住，在填充過度之小目標結構的情況下，此等射線僅為覆蓋包括度量衡目標結構T及其他特徵之基板區域的許多平行射線中之一者。因為板13中之孔徑具有有限寬度(為接納有用量之光所必要)，所以入射射線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)，各階+1及-1將進一步跨越角度範圍擴散，而非如所展示之單一理想射線。應注意，可設計或調整目標結構之光柵間距及照明角度，以使得進入物鏡之一階射線與中心光軸緊密對準。圖3(a)及圖3(b)中所說明之射線展示為稍微離軸，以純粹地使其能夠在圖中被更容易地區分。
由基板W上之目標結構T繞射的至少0階及+1階由物鏡16收集，且引導返回穿過光束分光器15。返回至圖3(a)，藉由指定標註為北(N)及南(S)之完全相對孔徑來說明第一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，經標註為+1(N)之+1繞射射線進入物鏡16。相反，當使用孔徑板13S來應用第二照明模式時，-1繞射射線(標記為1(S))為進入透鏡16之繞射射線。
第二光束分光器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第一階繞射光束來在第一感測器19(例如，CCD或CMOS感測器)上形成目標結構之繞射光譜(光瞳平面影像)。各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。由感測器19俘獲之光瞳平面影像可用於聚焦度量衡裝置及/或正規化第一階光束之強度量測。光瞳平面影像亦可用於諸如重新建構之許多量測目的。
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)上形成目標結構T之影像。在第二量測分支中，在與光瞳平面共軛之平面中設置第二孔徑光闌21。孔徑光闌21用於阻擋零階繞射光束，使得目標之形成於感測器23上之影像係僅由-1或+1第一階光束形成。由感測器19及23俘獲之影像經輸出至處理影像之處理器PU，該處理器PU之功能將取決於正執行之量測之特定類型。應注意，在廣泛意義上使用術語『影像』。由此，若僅存在-1階及+1階中之一者，則將不形成光柵線之影像。
位置誤差可歸因於疊對誤差(通常稱作「疊對」)而出現。疊對為在第二曝光期間置放第二特徵相對於在第一曝光期間置放第一特徵之誤差。微影裝置藉由在圖案化之前將各基板與參考件準確地對準來最小化疊對誤差。此係藉由使用對準感測器量測基板上之對準標記之位置來完成。可在美國專利申請公開案第US 2010-0214550號中找到關於對準程序之更多資訊，該公開案係以全文引用之方式併入本文中。圖案尺寸標定(例如，CD)誤差可例如在基板相對於微影裝置之焦平面並未正確地定位時出現。此等焦點位置誤差可與基板表面之非平整度相關聯。微影裝置旨在藉由在圖案化之前使用位階感測器量測基板表面構形而最小化此等焦點位置誤差。在後續圖案化期間應用基板高度校正以有助於確保圖案化器件至基板上之正確成像(聚焦)。可在美國專利申請公開案第US 2007-0085991號中找到關於位準感測器系統之更多資訊，該公開案係以全文引 用之方式併入本文中。
除微影裝置LA及度量衡裝置MT以外，亦可在器件生產期間使用一或多個其他處理裝置。蝕刻站(圖中未展示)在圖案曝光至抗蝕劑中之後處理基板。蝕刻站將圖案自抗蝕劑轉印至抗蝕劑層下方之一或多個層中。通常，蝕刻係基於施加電漿介質。可例如使用基板之溫度控制或使用電壓控制環來引導電漿介質從而控制一或多個局部蝕刻特性。可在PCT專利申請公開案第WO 2011-081645號及美國專利申請公開案第US 2006-016561號中找到關於蝕刻控制之更多資訊，該等公開案係以全文引用之方式併入本文中。
在器件之製造期間，需要使供使用諸如微影裝置或蝕刻站之一或多個處理裝置處理基板之製程條件保持穩定，使得特徵之屬性保持在某些控制限度內。製程之穩定性對於諸如IC之電力器件的功能部分之特徵(亦稱作產品特徵)特別重要。為了有助於確保穩定處理，製程控制能力應就位。製程控制涉及監控處理資料及用於製程校正之構件之實施，例如基於處理資料之一或多個特性來控制處理裝置。製程控制可基於藉由度量衡裝置MT進行之週期性量測，通常稱為「進階製程控制」(亦進一步稱為APC)。可在美國專利申請公開案第US 2012-008127號中找到關於APC之更多資訊，該公開案係以全文引用之方式併入本文中。典型APC實施涉及對基板上之度量衡特徵之週期性量測，從而監控及校正與一或多個處理裝置相關聯之漂移。度量衡特徵反映了對產品特徵之製程變化之回應。與對產品特徵之敏感度相比，度量衡特徵對製程變化之敏感度可不同。在彼情況下，可判定所謂的「度量衡對器件」偏移(亦稱為MTD)。此MTD偏移之一個原因在於實際產品結構比散射量測或成像量測所需之目標結構的大 小小得多(數量級)，且此大小差可產生不同參數行為(例如，度量衡目標之圖案置放及所得疊對可不同於實際結構之圖案置放及所得疊對)。為了模仿產品特徵之行為，可使度量衡目標內之特徵較小(例如，具有與產品結構相當的大小，其可稱為依解析度疊對ARO)，併入經分段特徵、輔助特徵或具有特定幾何形狀及/或尺寸之特徵。謹慎設計之度量衡目標應以與對產品特徵作出回應類似之方式對製程變化作出回應。可在PCT專利申請公開案第WO 2015-101458號中找到關於度量衡目標設計之更多資訊，該公開案係以全文引用之方式併入本文中。
在另一方法中，可直接對產品結構執行度量衡。此可使用例如掃描電子顯微鏡(SEM)或電子束度量衡裝置來完成。然而，此等器件通常對於商業(大批量製造HVM)環境中之製程控制而言太慢。稱為器件內度量衡IDM之另一替代方案可包含使用基於散射計之度量衡裝置來直接量測產品結構(例如，其具有足夠正則化)。此產品結構可具有足夠正則化以使得其可充當有效繞射光柵。諸如圖3中所說明之現代散射量測工具具有量測(至少)此等小結構上基於不對稱性之量度(例如，疊對)的能力。
全域參數及局域參數兩者皆促成邊緣置放誤差(EPE)預算。全域參數可包括例如以下中之一或多者：全域疊對、全域臨界尺寸(CD)、全域傾角及全域接觸面積(contact area，CA)/連續層中之結構之間的全域EPE、臨界尺寸均一性(CDU)、線寬粗糙度(LWR)或線邊緣粗糙度(LER)。局域參數可包括以下中之一或多者：局域CD、局域疊對(LOVL)、局域接觸面積(CA)/局域EPE、局域傾角、局域側壁角(SWA)、局域線置放。特定言之，局域參數以空間尺度顯現，該等空間尺度過小而不能使用諸如散射計之一些相對較快速度量衡工具(例如，通常跨大於變 化之該空間尺度之區域(光點大小)整合信號且因此使用SEM(例如，電子束工具)進行當前監視之彼等度量衡工具)或類似工具進行量測。區域參數資料可係關於發生臨界尺寸或疊對變化之空間尺度。此空間尺度可小於例如150μm、小於100μm、小於70μm或小於50μm。空間尺度可小於基板上產品結構之間距之大小的15倍、10倍、8倍或5倍，高解析度度量衡資料(用於導出局域參數資料)係關於該基板。
獨立地量測/估計引起EPE之多個不同全域及局域參數，且將其朝向EPE度量組合。由於獨立地量測分量中之每一者，因此對應於各參數之敏感度、縮放及其他度量衡問題合計為總EPE估計中之較大誤差。將各項組合至EPE度量中係層特定或重要的。獨立地量測每一分量需要單獨的度量衡解決方案。
本文中揭示，提議將EPE預算劃分為全域項及局域項，而非量測促成EPE預算之個別參數。可直接量測全域項，同時可使用先驗地訓練之模型來估計局域項。一旦經量測/估計，則該等項可組合以計算EPE。在一實施例中，可使用光學度量衡器件(例如，散射計)而非使用SEM來量測全域項。
圖4說明相關較高階度量為兩個相鄰層CH1、CH2中之特徵(或接觸孔)之間的接觸面積CA之特定實例案例。可考慮包含局域及全域貢獻值兩者之任何較高階度量(例如，EPE相關度量)。此接觸面積CA度量可視為(例如，2D)EPE或EPE相關度量。局域及全域效應/參數兩者影響接觸面積CA；例如：局域及全域疊對X/Y、局域及全域CD X/Y、局域及全域傾角。
對於許多製程，諸如所說明之製程(接觸孔層之對準)，接觸面積CA或EPE(其可視為良率之代理)當前可僅在去封端(decapping)之 後使用SEM進行量測。去封端之缺點在於此通常為破壞性製程；例如，為了執行SEM量測，受檢測之器件將變得浪費(昂貴)。即使可在不進行去封端之情況下量測接觸面積CA/EPE，SEM量測亦對於頻繁量測而言太慢。
圖4(a)展示使下部層CH1之接觸孔結構與上部層CH2之接觸孔結構之間的接觸面積CA最大化之理想ID案例。此為經最佳化局域及全域效能參數，諸如局域及全域疊對、局域及全域CD、局域及全域傾角Tlt及局域及全域側壁角SWA之結果。圖4(b)展示接觸面積CA受與下部層CH1相關之疊對OV影響的一實例。圖4(c)展示接觸面積CA受與下部層CH1相關之CD影響的一實例。圖4(d)展示接觸面積CA受與上部層CH2相關之疊對OV影響的一實例。圖4之(e)展示接觸面積CA受與上部層CH2相關之CD影響的一實例。圖4(f)展示接觸面積CA受與上部層CH2相關之傾角影響的一實例。圖4(g)展示接觸面積CA受與上部層CH2相關之過大SWA影響的一實例。圖4(h)說明兩個層中之效應之組合的結果；其展示接觸面積CA受與上部層CH2相關之CD及傾角及與下部層CH1相關之疊對OV影響的一實例。當此等效能參數中之一或多者不合規格之影響引起為零(無接觸)或過小而不能良好連接之接觸面積時，接著該器件將有缺陷且將無良率。
提議開發一種方法，其中可僅在生產期間根據非破壞性量測來推斷指示良率之效能度量或高階度量(諸如EPE)及/或相關度量(諸如接觸面積CA)。此方法可使用在校準階段中經訓練之一或多個模型(例如，機器學習模型，諸如經訓練神經網路)。提議來自破壞性(去封端)度量衡之資料僅用於模型之訓練。該方法包含將全域效能參數(例如，高階度量之全域分量或其全域促成因素)與局域效能參數(例如，高階度量之局域分量或高階量度之促成因素局域效能參數)分開考慮。可經由常規光學度量衡(例 如，散射量測度量衡)來監控全域分量。可經由非破壞性電子束或SEM量測來監控(例如，以更低頻率)局域分量。各別模型可用於根據度量衡資料來判定全域分量及局域分量。可接著組合模型之輸出以判定高階度量。
該方法可包含訓練第一模型或局域模型以根據非破壞性度量衡(例如，電子束度量衡)來推斷局域(例如，EPE)效能參數資料，例如該局域效能參數資料係關於僅可根據破壞性度量衡來量測之一或多個效能參數。可訓練此模型以在根據顯影後檢測(ADI)度量衡資料及僅與一或多個下部層相關(視情況存在)之AEI度量衡資料來蝕刻頂部層之後，預測與結構相關之局域蝕刻後檢測(AEI)資料。換言之，可訓練局域模型以基於非破壞性(例如，電子束ADI)度量衡來預測局域度量衡資料，諸如可能由去封端SEM度量衡引起之局域度量衡資料。替代地或另外，亦可訓練第一模型以根據諸如散射量測資料之光學度量衡資料來推斷局域效能參數資料(例如，其中散射計具有足夠小以在解析局域參數所需之空間尺度下進行量測之量測點)。此外，散射量測資料可包含「光瞳」，亦即，自經量測結構散射之輻射之光瞳平面的圖示(例如，如由攝影機俘獲)，亦即，角解析光譜。
視情況地，該方法可包含獲得或訓練第二模型或全域模型以根據諸如散射量測資料之光學度量衡資料來推斷與一或多個全域參數相關之全域效能參數資料。舉例而言，散射量測資料可包含「光瞳」，亦即，自經量測結構散射之輻射之光瞳平面的圖示(例如，如由攝影機俘獲)，亦即，角解析光譜。第二模型可為例如基於物理之模型或機器學習(經訓練)模型。
在生產期間，第一經訓練模型可用於根據第一(高解析度) 度量衡(例如，基於電子束之度量衡，諸如SEM度量衡)資料來推斷局域效能參數資料，而第二模型可用於根據第二度量衡資料(例如，諸如散射計度量衡光瞳之光學度量衡資料)來推斷全域效能參數資料。可接著組合第一及第二模型之輸出以推斷高階度量(例如，EPE、CA)及/或經預測良率。應注意，散射量測度量衡將通常比局域度量衡更頻繁地執行，且可與最新局域度量衡資料或根據其推斷之局域效能參數資料組合。
第一度量衡資料及/或高解析度度量衡資料包含高於亦用於監控該半導體製造製程之全域效能參數資料的空間解析度。因此，高解析度度量衡資料可包含與局域參數之空間解析度相同或相似之空間解析度。舉例而言，高解析度度量衡資料可係關於出現臨界尺寸或疊對變化之空間尺度。此空間尺度可小於例如150μm、小於100μm、小於70μm或小於50μm。空間尺度可小於該基板上產品結構之間距之大小的15倍、10倍、8倍或5倍，高解析度度量衡資料係關於該基板。
圖5為展示劃分為校準階段(calibration phase,CP)、監控階段MO以及導引檢測階段INS之例示性方法的流程圖。將流動分成局域流動LO(上半部)及全域流動GB(下半部)。所描述之特定製程係關於諸如圖4中所說明之雙層製程，但概念可擴展至更複雜或不同的製程。
參考校準階段，此可包含訓練第一(局域)模型之步驟TN MOD 1以及訓練第二(全域)模型之步驟TN MOD2。訓練晶圓TW經DC去封端且經量測以獲得去封端訓練資料TDDC，其可劃分為局域去封端訓練資料TDDCLO及全域去封端訓練資料TDDCGB。
為了訓練第一模型，亦可量測訓練晶圓TW以獲得局域訓練資料TDLO，諸如分別蝕刻/處理層1及2之後的蝕刻後檢測AEI資料 AEI1、AEI2。局域訓練資料TDLO亦可包含來自層2之顯影後(亦即，蝕刻前或在抗蝕劑中)檢測度量衡資料ADI2。此ADI2量測資料使得有可能在第二蝕刻之後預測諸如CD及SWA之參數，且因此預測介面處之結構；此僅根據AEI2量測係不可能的，其中例如，各別層為幾μm厚(在通常情況下)。可自訓練晶圓上之(例如，非破壞性)電子束(SEM)度量衡獲得局域訓練資料TDLO。在一實施例中，局域訓練資料TDLO可包含輪廓資料DATCO或相關局域效能參數(例如，CD、CDU、線邊緣粗糙度、線寬粗糙度等中之一或多者)。
訓練資料亦可包含自訓練晶圓量測之全域訓練資料TDGB。此全域訓練資料TDGB可包含光瞳資料DATPU，例如如使用散射計(例如，使用器件內度量衡IDM技術(對產品上IDM目標進行量測，例如，在切割道中))所量測。全域訓練資料TDGB亦可包含其他散射計導出資料(例如，AEI或更具體言之，AEI2散射計資料或IDM資料)，諸如AEI疊對資料、AEI CD資料、AEI傾角資料或AEI CA資料中之一或多者。視情況地，全域訓練資料TDGB可包含散射量測(例如，IDM)ADI疊對資料。
訓練第一模型之步驟TN MOD1可包含：使用局域去封端訓練資料TDDCLO及/或根據其判定之局域效能參數資料LPP以及局域訓練資料TDLO或輪廓資料DATCO來訓練模型，使得模型MOD1在經訓練時可根據局域訓練或度量衡資料TDLO/輪廓資料DATCO來推斷局域效能參數資料LPP，例如如使用電子束工具(諸如SEM)或能夠量測局域參數之任何其他適合的度量衡工具所非破壞性地量測。局域效能參數資料LPP及/或局域去封端訓練資料TDDCLO可包含以下中之一或多者：輪廓資料、局域CD、局域CDU、線置放誤差(LPE)、局域傾角、局域疊對及局域接觸面 積重疊(局域CA)。
在一實施例中，經訓練第一模型可經訓練以直接預測局域CA(或其他高階或EPE度量)，或否則，經訓練第一模型可經訓練以預測促成CA(或其他EPE度量)之其他局域效能參數中之至少一些，使得可接著在後續步驟中預測CA/EPE/良率。
訓練第二模型之步驟TN MOD2可包含：使用全域去封端訓練資料TDDCGB及/或根據其判定之全域效能參數資料GPP以及全域訓練資料TDGB或光瞳資料DATPU來訓練該模型，使得該模型在經訓練時可根據全域訓練或度量衡資料TDGB/光瞳資料DATPU來推斷全域效能參數資料GPP。全域效能參數資料GPP/全域去封端訓練資料TDDCGB可包含以下中之一或多者：全域疊對資料、全域EPE資料、全域CA資料、全域傾角及全域CD及/或CDU資料。此第二模型MOD2在經訓練時可包含光瞳映射模型或度量衡配方輪廓，其可將經量測光瞳映射至全域效能參數資料GPP；例如EPE(或CA)之全域分量。舉例而言，訓練可輸出直接CA或EPE輪廓，其基於經量測光瞳資料而直接提供CA或EPE值。替代地或另外，此訓練可輸出用於全域疊對、傾角及CD中之一或多者之度量衡配方輪廓中之一或多者。
第一及第二模型之輸出可用於產生及驗證產生製程之EPE預算的步驟EPE C&V中。
在監控階段MO中，可量測一或多個監控晶圓。監控晶圓MW可包含如在生產裝置(例如，高量製造HVM裝置)中製造之實際產品晶圓。在此監控階段期間，將諸如AEI1及ADI2(及/或AEI2)度量衡之定期度量衡eB MET(例如，非破壞性電子束(SEM)度量衡)饋送至第一經訓練 模型MOD1以推斷局域效能參數資料LPP且因此推斷局域EPE/CA分量。將以不與全域項相同之頻率來量測局域項，因此對於總EPE(CA)重建構，暫時儲存之局域效能參數資料可經擷取以與較新的全域效能參數資料組合。可依據高階參數(亦即，局域EPE或CA分量)及/或其促成因素(例如，局域CD、局域疊對、局域傾角、局域SWA等中之一或多者)來描述局域效能參數資料。
在監控階段期間，可對監控晶圓執行頻繁散射量測(例如，IDM量測)，以獲得第二度量衡資料SPU MET(例如，來自根據晶圓上之結構散射之輻射的散射計光瞳資料/角解析光譜，及視情況存在之額外散射計資料)。可接著將此第二度量衡資料饋入至一或多個第二經訓練模型MOD2中，以輸出全域效能參數資料GPP且因此輸出全域EPE/CA分量。可依據高階參數(亦即，全域EPE或CA分量)及/或其促成因素(例如，全域CD、全域CDU、全域疊對、全域傾角、全域SWA等中之一或多者)來描述全域效能參數資料GPP。
可接著在預測步驟EPE PRED中將局域效能參數資料LPP及全域效能參數資料GPP組合以預測EPE或CA或指示良率之其他高階度量。基於此預測，良率可為經預測EST YD及所執行之動作ACT。在此最終階段為導引檢測階段INS之情況下，動作可包含執行導引檢測。舉例而言，預測為具有低良率之區域可經受包含破壞性去封端SEM或電子束度量衡之導引檢測。基於導引檢測結果，第一模型(局域預測模型)及第二模型(IDM配方輪廓)中之一或兩者可為經調整、更新或進一步訓練之UD MOD。替代地或另外，可使用導引檢測結果來更新EPE預算UD BUD及/或更新局域及全域項經組合以達成總EPE/CA之方式。
基於經預測EPE/CA來估計良率之步驟EST YD可基於例如去封端電子束/SEM資料與實際上量測之良率之間的先前建立關係。此關係可建立為良率校準步驟YD CAL之部分，其中基於來自訓練晶圓及去封端訓練資料TDDC之經量測良率YD來判定(或經訓練之額外模型)該關係。
概言之，所提議方法提供對EPE或相關度量之較簡單估計，該EPE或相關度量(在一些實施例中)不需要分解成促成因素參數(例如，疊對/CD等)而是分解成局域及全域分量。所提議分解可為層不可知的。該方法使得能夠(可能)在不需要破壞性度量衡(例如，除驗證預測及/或在初始校準中以外)之情況下識別問題區域(例如，全域項與局域項之組合引起高失敗機率之位置)。此等問題區域在經識別時可使用緩慢但極高解析度電子束進行檢測，藉此實現對可用電子束容量之最佳使用。
本文中所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋全部類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為或為約365、355、248、193、157或126nm之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在5至20nm之範圍內之波長)，以及粒子束，諸如離子束或電子束。
術語「透鏡」在內容背景允許之情況下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。
術語目標不應視為意謂僅出於度量衡之特定目的而形成之專用目標。術語目標應被理解為涵蓋具有適合於度量衡應用之性質的其他結構，包括產品結構。
對特定實施例之前述描述將因此充分地揭露本發明之一般性質：在不脫離本發明之一般概念的情況下，其他人可藉由應用熟習此項 技術者所瞭解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，而無需不當實驗。因此，基於本文所呈現之教示內容及指導，希望此等調適及潤飾屬於所揭示實施例之等效物的含義及範圍內。應理解，本文中之措辭或術語係出於藉由實例進行描述而非限制之目的，以使得本說明書之術語或措辭應由熟習此項技術者鑒於該等教示及該指導進行解譯。
在以下經編號條項之清單中揭示本發明之另外實施例：
1.一種用於監控一半導體製造製程之方法，該方法包含：獲得可操作以自該高解析度度量衡資料導出局域效能參數資料之至少一個第一經訓練模型，其中該局域效能參數資料描述一效能度量之一局域分量或其一或多個局域促成因素，該效能度量與使用該半導體製造製程之一蝕刻步驟而蝕刻至一基板上之一層中的一圖案相關聯；在該蝕刻步驟之前獲得與該圖案相關之高解析度度量衡資料；及使用該第一經訓練模型而根據該高解析度度量衡資料來判定局域效能參數資料，其中該局域效能參數及該高解析度度量衡資料具有高於用於監控該半導體製造製程之全域效能參數資料之一空間解析度，且其中該第一經訓練模型已針對訓練資料進行訓練，該訓練資料包含在該蝕刻步驟之前自一或多個訓練基板獲得之第一訓練高解析度度量衡資料以及在該蝕刻步驟之後自該一或多個訓練基板獲得之第二訓練高解析度度量衡資料。
2.如條項1之方法，其中該局域效能參數資料及/或該高解析度度量衡資料係關於在小於100μm之一空間尺度。
3.如條項1之方法，其中該局域效能參數資料及/或該高解析度度量衡資料係關於小於50μm之一空間尺度。
4.如條項1、2或3之方法，其中該局域效能參數資料及/或該高解析 度度量衡資料係關於小於該基板上產品結構之一間距之大小10倍的一空間尺度，該高解析度度量衡資料係關於該基板。
5.如任一前述條項之方法，其中該效能度量為指示該微影製程之良率之一度量。
6.如任一前述條項之方法，其中該高解析度度量衡資料包含已使用非破壞性度量衡獲得之資料。
7.如任一前述條項之方法，其中該高解析度度量衡資料包含與由藉由該微影製程形成於一或多個基板上之結構散射之輻射相關的散射計資料。
8.如條項7之方法，其中該散射計資料包含來自由該等結構散射之輻射的角解析光譜。
9.如任一前述條項之方法，其中該高解析度度量衡資料包含電子束度量衡資料，諸如掃描電子顯微鏡度量衡資料。
10.如任一前述條項之方法，其中該高解析度度量衡資料包含與藉由該微影製程形成之一或多個特徵或結構之一輪廓相關的輪廓資料。
11.如任一前述條項之方法，其中訓練該至少一個第一經訓練模型以使得該局域效能參數資料包含直接描述該效能度量之該局域分量之資料。
12.如條項1至10中任一項之方法，其中訓練該至少一個第一經訓練模型以使得該局域效能參數資料包含局域促成因素效能參數資料。
13.如條項12之方法，其中該局域促成因素效能參數資料係依據以下中之一或多者加以描述：局域臨界尺寸、局域疊對、藉由該微影製程形成之任何結構或特徵的局域傾角、藉由該微影製程形成之任何結構或特徵 之局域側壁角、局域線置放。
14.如任一前述條項之方法，其中該效能度量包含藉由該微影製程形成之兩個結構之間的邊緣置放誤差及/或接觸面積。
15.如任一前述條項之方法，其中該局域效能參數資料包含可僅藉由一破壞性度量衡技術直接量測之至少一些度量衡資料。
16.如任一前述條項之方法，其包含根據該局域效能參數資料與該全域效能參數資料之一組合來判定該效能度量。
17.如條項16之方法，其包含：獲得第二度量衡資料；獲得可操作以自該第二度量衡資料導出該全域效能參數資料之至少一個第二模型，其中該全域效能參數資料描述指示良率之該效能度量的一全域分量或其一或多個全域促成因素；及使用該至少一個第二模型以根據該第二度量衡資料來判定該全域效能參數資料。
18.如條項17之方法，其中該至少一個第二模型經訓練以使得該全域效能參數資料包含直接描述該效能度量之該全域分量之資料。
19.如條項17之方法，其中該至少一個第二經訓練模型經訓練以使得該全域效能參數資料包含全域促成因素效能參數資料。
20.如條項19之方法，其中該全域促成因素效能參數資料依據以下中之一或多者加以描述：全域臨界尺寸、全域疊對、藉由該微影製程形成之任何結構或特徵之全域傾角、藉由該微影製程形成之任何結構或特徵之全域側壁角、臨界尺寸均一性、線邊緣粗糙度。
21.如條項17至20中任一項之方法，其中已使用非破壞性度量衡獲得該第二度量衡資料。
22.如條項17至21中任一項之方法，其中該第二度量衡資料包含使 用一光學度量衡工具來量測之度量衡資料。
23.如條項17至22中任一項之方法，其中該第二度量衡資料包含與由藉由該微影製程形成於一或多個基板上之結構散射之輻射相關的散射計資料。
24.如條項23之方法，其中該第二度量衡資料包含來自由該等結構散射之輻射的角解析光譜。
25.如條項17至24中任一項之方法，其包含使用訓練資料來訓練該第二模型之步驟，該訓練資料包含自與該全域分量相關之破壞性度量衡獲得之破壞性度量衡資料及對應第二訓練資料。
26.如條項25之方法，其中該第二訓練資料包含與同該破壞性度量衡資料所涉及相同之訓練基板相關的訓練散射計資料。
27.如條項26之方法，其中該訓練散射計資料包含來自由該等訓練基板上之結構散射之輻射的角解析光譜。
28.如條項16至27中任一項之方法，其包含：獲得該效能度量與產量之間的一關係；及基於該經判定效能度量及該關係來判定該微影製程之良率。
29.如條項28之方法，其包含基於訓練良率資料及與該經判定效能度量相關之對應訓練資料來判定一校準中之該關係。
30.如條項16至29中任一項之方法，其包含基於該經判定效能度量執行一動作。
31.如條項30之方法，其中該動作包含對識別為具有指示不良效能及/或一缺陷之一經判定效能度量的一區域執行一導引檢測。
32.如條項31之方法，其中在一更新步驟中使用該導引檢測之結果 來更新至少該第一經訓練模型。
33.如條項32之方法，其中使用該導引檢測之該結果來更新一邊緣置放誤差預算及/或更新如何組合該局域分量及全域分量以判定該效能度量。
34.如任一前述條項之方法，其中該第二訓練高解析度度量衡資料包含自破壞性度量衡獲得之破壞性度量衡資料。
35.如條項34之方法，其包含使用與該局域分量相關之該第二訓練高解析度資料及對應的該第一訓練高解析度資料來訓練該第一經訓練模型。
36.如條項35之方法，其中該第一高解析度訓練資料包含訓練電子束度量衡資料或訓練掃描電子顯微鏡資料，其與該第二訓練高解析度度量衡資料所涉及相同之訓練基板相關。
37.如條項36之方法，其中該第一訓練高解析度度量衡資料包含與形成於該等訓練基板上之一或多個特徵或結構之一輪廓相關的輪廓資料。
38.一種包含處理器可讀指令之電腦程式，該等處理器可讀指令在運行於合適的處理器控制之裝置上時使得該處理器控制之裝置執行如條項1至37中任一項之方法。
39.一種電腦程式載體，其包含如條項38之電腦程式。
40.一種處理裝置，其包含：一處理器；及一電腦程式載體，其包含如條項38之電腦程式。
41.一種度量衡裝置，其包含如條項40之處理裝置。
42.一種微影曝光裝置，其包含如條項38之處理裝置。
本發明之範圍及範疇不應由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進行界定。
ACT:動作
ADI2:顯影後檢測度量衡資料
AEI1:蝕刻後檢測AEI資料
AEI2:蝕刻後檢測AEI資料
CP:校準階段
DATCO:輪廓資料
DATPU:光瞳資料
eB MET:定期度量衡
EPE C&V:步驟
EPE PRED:預測步驟
EST YD:步驟
GB:全域流動
GPP:全域效能參數資料
INS:導引檢測階段
LO:局域流動
LPP:局域效能參數資料
MO:監控階段
MOD1:模型
MOD2:第二模型
MW:監控晶圓
SPU MET:第二度量衡資料
TDDC:去封端訓練資料
TDDCGB:全域去封端訓練資料
TDDCLO:局域去封端訓練資料
TDGB:全域訓練資料
TDLO:局域訓練資料
TN MOD1:步驟
TN MOD2:步驟
TW:訓練晶圓
UD BUD:EPE預算
YD:良率
YD CAL:良率校準步驟

Claims (20)

  1. 一種監控一半導體製造製程之方法，該方法包含：獲得可操作以自高解析度度量衡資料導出局域效能參數資料之至少一個第一經訓練模型，其中該局域效能參數資料描述一效能度量之一局域分量或其一或多個局域促成因素，該效能度量與使用該半導體製造製程之一蝕刻步驟而蝕刻至一基板上之一層中的一圖案相關聯；在該蝕刻步驟之前獲得關於(relating to)該圖案之該高解析度度量衡資料；使用該至少一個第一經訓練模型而根據該高解析度度量衡資料來判定局域效能參數資料，其中該局域效能參數資料及該高解析度度量衡資料具有高於用於監控該半導體製造製程之全域效能參數資料之一空間解析度，且其中該至少一個第一經訓練模型已針對訓練資料進行訓練，該訓練資料包含在該蝕刻步驟之前自一或多個訓練基板獲得之第一訓練高解析度度量衡資料以及在該蝕刻步驟之後自該一或多個訓練基板獲得之第二訓練高解析度度量衡資料；及根據該局域效能參數資料與該全域效能參數資料之一組合來判定該效能度量。
  2. 如請求項1之方法，其中該局域效能參數資料及/或該高解析度度量衡資料係關於在小於100μm的一空間尺度下之製程變化。
  3. 如請求項1或2之方法，其中該局域效能參數資料及/或該高解析度度 量衡資料係關於在小於該基板上產品結構之一間距之大小10倍的一空間尺度下之製程變化，該高解析度度量衡資料係關於該基板。
  4. 如請求項1之方法，其中該效能度量為指示一微影製程之良率之一度量。
  5. 如請求項1之方法，其中該高解析度度量衡資料包含已使用非破壞性度量衡獲得之資料。
  6. 如請求項1之方法，其中該高解析度度量衡資料包含電子束度量衡資料，諸如掃描電子顯微鏡度量衡資料。
  7. 如請求項1之方法，其中該至少一個第一經訓練模型經訓練以使得該局域效能參數資料包含局域促成因素效能參數資料。
  8. 如請求項7之方法，其中該局域促成因素效能參數資料係依據以下中之一或多者加以描述：局域臨界尺寸、局域疊對、藉由一微影製程形成之任何結構或特徵之局域傾角、藉由該微影製程形成之任何結構或特徵之局域側壁角、局域線置放。
  9. 如請求項1之方法，其中該效能度量包含藉由一微影製程形成之兩個結構之間的邊緣置放誤差及/或接觸面積。
  10. 如請求項1之方法，其中該局域效能參數資料包含可僅藉由一破壞性度量衡技術直接量測之至少一些度量衡資料。
  11. 如請求項1之方法，其進一步包含獲得第二度量衡資料；獲得可操作以自該第二度量衡資料導出該全域效能參數資料之至少一個第二模型，其中該全域效能參數資料描述指示良率之該效能度量的一全域分量或其一或多個全域促成因素；及使用該至少一個第二模型以根據該第二度量衡資料來判定該全域效能參數資料。
  12. 如請求項11之方法，其中該第二度量衡資料包含使用一光學度量衡工具來量測之度量衡資料。
  13. 如請求項11之方法，其進一步包含對該基板之識別為具有指示不良效能及/或一缺陷之一經判定效能度量的一區域執行檢測。
  14. 如請求項13之方法，其中該檢測之結果用於更新該至少一個第一經訓練模型。
  15. 如請求項11之方法，其中該至少一個第二模型經訓練以使得該全域效能參數資料包含直接描述該效能度量之該全域分量之資料。
  16. 如請求項1之方法，其進一步包含獲得該效能度量與良率之間的一關係；及基於該經判定效能度量及該關係來判定一微影製程之良率。
  17. 一種包含處理器可讀指令之電腦程式產品，該等處理器可讀指令在運行於合適的處理器控制之裝置上時，使得該處理器控制之裝置執行：獲得可操作以自高解析度度量衡資料導出局域效能參數資料之至少一個第一經訓練模型，其中該局域效能參數資料描述一效能度量之一局域分量或其一或多個局域促成因素，該效能度量與使用一半導體製造製程之一蝕刻步驟而蝕刻至一基板上之一層中的一圖案相關聯；在該蝕刻步驟之前獲得關於該圖案之高解析度度量衡資料；使用該至少一個第一經訓練模型而根據該高解析度度量衡資料來判定局域效能參數資料，其中該局域效能參數資料及該高解析度度量衡資料具有高於用於監控該半導體製造製程之全域效能參數資料之一空間解析度，且其中該至少一個第一經訓練模型已針對訓練資料進行訓練，該訓練資料包含在該蝕刻步驟之前自一或多個訓練基板獲得之第一訓練高解析度度量衡資料以及在該蝕刻步驟之後自該一或多個訓練基板獲得之第二訓練高解析度度量衡資料；及根據該局域效能參數資料與該全域效能參數資料之一組合來判定該效能度量。
  18. 如請求項17之電腦程式產品，其進一步包含經組態以執行以下操作之指令：獲得第二度量衡資料； 獲得可操作以自該第二度量衡資料導出該全域效能參數資料之至少一個第二模型，其中該全域效能參數資料描述指示良率之該效能度量的一全域分量或其一或多個全域促成因素；及使用該至少一個第二模型以根據該第二度量衡資料來判定該全域效能參數資料。
  19. 如請求項17之電腦程式產品，其進一步包含用於識別該基板上具有指示不良效能及/或一缺陷之一經判定效能度量之一區域之指令。
  20. 如請求項19之電腦程式產品，其進一步包含基於檢測該基板上之該經識別區域之一結果而更新該至少一個第一經訓練模型之指令。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170177760A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-22 Asml Netherlands B.V. Optical metrology of lithographic processes using asymmetric sub-resolution features to enhance measurement
TW201812850A (zh) * 2016-09-06 2018-04-01 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 監控製程裝置的方法與裝置
US10241418B2 (en) * 2014-12-01 2019-03-26 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for obtaining diagnostic information relating to a lithographic manufacturing process, lithographic processing system including diagnostic apparatus
TW201921174A (zh) * 2017-09-04 2019-06-01 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 用於監測製程之方法及裝置、檢測裝置、微影系統及器件製造方法
WO2020193095A1 (en) * 2019-03-25 2020-10-01 Asml Netherlands B.V. Method for determining pattern in a patterning process
US20200319118A1 (en) * 2011-12-23 2020-10-08 Asml Netherlands B.V. Methods and Apparatus for Measuring a Property of a Substrate

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100610010B1 (ko) 2004-07-20 2006-08-08 삼성전자주식회사 반도체 식각 장치
US7791727B2 (en) 2004-08-16 2010-09-07 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
US7239371B2 (en) 2005-10-18 2007-07-03 International Business Machines Corporation Density-aware dynamic leveling in scanning exposure systems
NL1036245A1 (nl) 2007-12-17 2009-06-18 Asml Netherlands Bv Diffraction based overlay metrology tool and method of diffraction based overlay metrology.
NL1036351A1 (nl) 2007-12-31 2009-07-01 Asml Netherlands Bv Alignment system and alignment marks for use therewith cross-reference to related applications.
NL1036597A1 (nl) 2008-02-29 2009-09-01 Asml Netherlands Bv Metrology method and apparatus, lithographic apparatus, and device manufacturing method.
NL1036857A1 (nl) 2008-04-21 2009-10-22 Asml Netherlands Bv Inspection method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method.
NL2004094A (en) 2009-02-11 2010-08-12 Asml Netherlands Bv Inspection apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and inspection method.
CN102498441B (zh) 2009-07-31 2015-09-16 Asml荷兰有限公司 量测方法和设备、光刻系统以及光刻处理单元
SG178368A1 (en) 2009-08-24 2012-04-27 Asml Netherlands Bv Metrology method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and substrate comprising metrology targets
KR101841378B1 (ko) 2009-12-15 2018-03-22 램 리써치 코포레이션 Ｃｄ 균일성을 향상시키기 위한 기판 온도의 조절
US9177219B2 (en) 2010-07-09 2015-11-03 Asml Netherlands B.V. Method of calibrating a lithographic apparatus, device manufacturing method and associated data processing apparatus and computer program product
NL2007176A (en) 2010-08-18 2012-02-21 Asml Netherlands Bv Substrate for use in metrology, metrology method and device manufacturing method.
WO2012062858A1 (en) 2010-11-12 2012-05-18 Asml Netherlands B.V. Metrology method and apparatus, lithographic system and device manufacturing method
NL2010401A (en) 2012-03-27 2013-09-30 Asml Netherlands Bv Metrology method and apparatus, lithographic system and device manufacturing method.
NL2010458A (en) 2012-04-16 2013-10-17 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus, substrate and device manufacturing method background.
NL2010734A (en) 2012-05-29 2013-12-02 Asml Netherlands Bv Metrology method and apparatus, substrate, lithographic system and device manufacturing method.
CN105874388B (zh) 2013-12-30 2019-03-15 Asml荷兰有限公司 用于量测目标的设计的方法和设备
KR102429847B1 (ko) 2016-04-29 2022-08-04 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 구조체의 특성을 결정하는 방법 및 장치, 디바이스 제조 방법
US10409171B2 (en) * 2017-01-25 2019-09-10 Kla-Tencor Corporation Overlay control with non-zero offset prediction

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200319118A1 (en) * 2011-12-23 2020-10-08 Asml Netherlands B.V. Methods and Apparatus for Measuring a Property of a Substrate
US10241418B2 (en) * 2014-12-01 2019-03-26 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for obtaining diagnostic information relating to a lithographic manufacturing process, lithographic processing system including diagnostic apparatus
US20170177760A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-22 Asml Netherlands B.V. Optical metrology of lithographic processes using asymmetric sub-resolution features to enhance measurement
TW201812850A (zh) * 2016-09-06 2018-04-01 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 監控製程裝置的方法與裝置
TW201921174A (zh) * 2017-09-04 2019-06-01 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 用於監測製程之方法及裝置、檢測裝置、微影系統及器件製造方法
WO2020193095A1 (en) * 2019-03-25 2020-10-01 Asml Netherlands B.V. Method for determining pattern in a patterning process

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