用于监测光刻制造过程的方法和设备技术

公开了用于监测光刻过程的方法和相关联的光刻设备。所述方法包括：获得与由衬底支撑件支撑的衬底相关的高度变化数据，和通过所述高度变化数据拟合回归，所述回归近似于所述衬底的形状；确定所述高度变化数据和所述回归之间的残差数据；和监测所述残差数据随时间的变化。可以基于衬底支撑件的已知特征对所述残差数据去卷积。

Method and equipment for monitoring photolithography manufacturing process

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监测光刻制造过程的方法和设备相关申请的交叉引用本申请要求于2017年2月17日提交的欧洲申请17156769.6的优先权，该欧洲申请通过引用全文并入本文。
本专利技术涉及用于工业过程的监测方法和设备。该设备已被开发所针对的工业过程的示例是光刻制造过程，所述光刻制造过程包括使用光刻设备将图案从图案形成装置转印到衬底上的一个或更多个步骤。
技术介绍
光刻过程是一种如下的制造过程：在该制造过程中，光刻设备将所期望的图案施加到衬底(通常是在衬底的目标部分)上。由光刻设备执行的图案化步骤仅是在整个光刻过程中对每个衬底执行的一系列处理步骤中的一个步骤。处理步骤通常包括一个或更多个预图案化过程步骤和一个或更多个后图案化过程步骤。预图案化步骤的示例包括施加或改变产品材料或掩模材料层、施加底部抗反射涂层(BARC)和施加辐射敏感抗蚀剂的步骤。后图案化过程步骤的示例包括显影抗蚀剂、根据图案蚀刻产品材料或掩模材料、去除抗蚀剂、清洁等。每个衬底可能经过许多轮的图案化步骤和处理步骤，以建立期望的产品结构。可以通过各种参数来测量光刻过程的性能。被称为重叠误差或简称为“重叠”的特定性能参数涉及以足够准确的方式定位叠加地连续的特征层而产生具有高产出的工作器件的能力。一般来说，重叠应该达到在如今的亚微米半导体器件中数十纳米内，下至最关键层中的几纳米内。诸如临界尺寸(CD或线宽)的其它性能参数也应该被优化，并且这些气体性能参数横跨衬底是均一的，以确保所制造的器件的良好产出和性能。为了在这些参数中获得良好的性能，衬底在图案化步骤期间应该是稳定且平坦的。典型地，通过夹持力将衬底保持在衬底支撑件上。通常通过抽吸来实现夹持。在使用极紫外(EUV)辐射的最新光刻工具中，图案化操作在真空环境中进行。在这种情况下，通过静电吸引实现夹持力。当衬底移动通过光刻设备时，将利用衬底对准和调平量测术来测量这些衬底的位置。这在衬底被夹持到衬底支撑件上之后并且恰好在曝光之前发生。目的是表征任何独特的衬底间(substrate-to-substrate)的偏差。偏差可能来自多个来源；由衬底放置到衬底支撑件上的误差，先前调平的过程如何使衬底表面成形，或者衬底背面是否存在污染。因为衬底被夹在衬底支撑件上，所以衬底背面和衬底保持器表面之间的任何污染或任何不均匀的支撑特性都可能影响衬底表面形貌。在操作中时，控制光刻设备的衬底间的调整的物理模型使用对准和调平量测术来一致地正确地定位每个衬底，以便实现衬底的准确图案化。诸如在夹持期间对衬底支撑件的损坏之类的缺陷可能导致衬底变形。特别地，应当理解，由于衬底支撑件的支撑表面和衬底的背面之间的摩擦和/或化学品的影响(在一个或更多个处理步骤期间用于处理衬底)，衬底支撑件将随时间劣化。该支撑表面可典型地包括多个突起或突节，主要是为了减轻介于衬底和支撑件之间的污染物颗粒的影响。这些突节中的一个或更多个、或衬底支撑件的其它方面(特别是在边缘处)可能受到这种劣化的影响，导致其形状随时间的变化，这将影响夹在其上的衬底的形状。现有的控制系统可能无法校正衬底支撑件的这种劣化的影响。
技术实现思路
期望在生产过程中实时监测衬底支撑件的劣化。本专利技术第一方面提供了一种用于监测光刻过程的方法，包括：获得与由衬底支撑件支撑的衬底相关的高度变化数据；通过所述高度变化数据拟合回归，所述回归近似所述衬底的形状；确定表示所述高度变化数据和所述回归之间的差的残差数据；和监测所述残差数据随时间的变化。本专利技术第二方面提供了一种光刻设备，包括：水平传感器，所述水平传感器能够操作以测量与衬底相关的高度变化数据；衬底支撑件，所述衬底支撑件能够操作以支撑所述衬底；和处理器，所述处理器能够操作以：通过所述高度变化数据拟合回归，所述回归近似所述衬底的形状；确定表示所述高度变化数据和所述回归之间的差的残差数据；和监测所述残差数据随时间的变化。本专利技术的另一方面还提供了一种计算机程序产品或其它非暂时性存储装置，其上储存有软件，当运行计算机时，所述软件使得所述计算机执行第一方面的方法。所述计算机程序产品还可以包含用于特定地实施上面描述的可选的特征中任一个的指令。附图说明现在将参考附图仅通过举例的方式描述本专利技术的实施例，在附图中：图1描绘了根据本专利技术的实施例的光刻设备；图2示意性地显示了图1的光刻设备与构成用于半导体器件的光刻生产系统的其它设备一起的应用，该系统还包括根据本专利技术的实施例的诊断设备；图3显示了(a)来自高度变化数据的回归的残差数据和根据该平均残差数据去卷积的标识(signature)，包括(b)边缘标识、(c)中心突节标识和(d)中心其它标识；图4是y轴上的距离量值d相对于x轴上的时间t的标绘图，其显示了衬底支撑件的去卷积的标识随时间的变化率；和图5是描述根据本专利技术的实施例的流程图。具体实施方式在描述作为本公开内容的特定主题的技术之前，提供关于光刻制造过程和其中出现的问题的一些背景信息将是有用的。这些示例主要涉及在半导体衬底上生成功能器件的过程。相同的原理可以应用于其他类型的产品或衬底。还应该特别理解的是，相同的原理可以应用于制造图案形成装置，诸如掩模版，其本身可以用于随后的制造过程中。因此，以下对衬底的参考也可以解释为对其上要形成主图案的衬底的参考，该主图案随后被用于将功能器件图案施加到一系列衬底上。图案形成装置可以是光学光刻掩模版，其可以是透射型或反射型。可替代地，图案形成装置可以是例如用于压印光刻术的模板。图1示意性地描绘了根据本专利技术的一个实施例的光刻设备LA。所述设备包括：-照射系统(照射器)IL，配置成调节辐射束B(例如UV辐射或EUV辐射)；-支撑结构(例如掩模台)MT，构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA，并与配置成根据某些参数准确地定位图案形成装置的第一定位器PM相连；-衬底保持器(例如，晶片台)WTa或WTb，构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的衬底)W，并与配置成根据某些参数准确地定位衬底的第二定位器PW相连；和-投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一个或更多个管芯)上。衬底W或晶片具有：正面，所述正面在处理期间被定位在最上部，各种处理步骤发生在所述正面上；和与正面相反的背面，所述背面在处理期间与衬底支撑件WTa、WTb接触。背面易遭受污染，其可导致正面变形，如下文所述。照射系统可以包括各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。支撑结构支撑(即承载)图案形成装置的重量。支撑结构以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计和诸如例如图案形成装置是否保持在真空环境中的其他条件的方式保持图案形成装置。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构可以确保图案形成装置(例如相对于投影系统)位于所期望的位置上。本专利技术使用的任何术语“掩模版”或“掩模”可以被认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。这里使用的术语“图案形成装置”应该被广义地解释为表示能够用于在辐射束的横截面上赋予辐射束图案、以在衬本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监测光刻过程的方法，包括：获得与由衬底支撑件支撑的衬底相关的高度变化数据；通过所述高度变化数据拟合回归，所述回归近似所述衬底的形状；确定表示所述高度变化数据和所述回归之间的差的残差数据；和监测所述残差数据随时间的变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.17 EP 17156769.61.一种用于监测光刻过程的方法，包括：获得与由衬底支撑件支撑的衬底相关的高度变化数据；通过所述高度变化数据拟合回归，所述回归近似所述衬底的形状；确定表示所述高度变化数据和所述回归之间的差的残差数据；和监测所述残差数据随时间的变化。2.根据权利要求1所述的方法，包括基于所述衬底支撑件的已知特征对所述残差数据去卷积，以获得去卷积的残差数据，所述监测步骤包括监测所述去卷积的残差数据。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述去卷积的残差数据包括与衬底边缘相关的至少一个子组和与衬底中心相关的至少一个子组。4.根据权利要求3所述的方法，其中，将所述与所述衬底中心相关的至少一个子组去卷积成与所述衬底支撑件上的突节的部位相关的第一中心子组和与所述衬底中心的残差数据的剩余部分相关的第二中心子组。5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述对所述残差数据去卷积的步骤包括将至少一个滤波器应用于所述残差数据。6.根据权利要求1所述的方法，包括基于所述监测所述残差数据随时间的变化安排维护动作的步骤。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述维护动作包括更换所述衬底支撑件。8.根据权利要求6所述的方法，包括：在所述残差数据中观察到指示污染的事件的情况下，所述维护动作包括清...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·P·施密特威尔，K·巴塔查里亚，W·T·特尔，弗兰克·斯塔尔斯，L·M·勒瓦斯尔，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL