具有非零偏移预测的叠加控制制造技术

本发明专利技术涉及一种工艺控制系统，其可包含控制器，其经配置以：在当前层的光刻步骤之后，从显影后检验ADI工具接收ADI数据；在所述当前层的曝光步骤之后，从蚀刻后检验AEI工具接收AEI叠加数据；运用ADI数据及AEI叠加数据来训练非零偏移预测器，以从输入ADI数据预测非零偏移；使用ADI数据及由所述非零偏移预测器产生的非零偏移来产生光刻工具的控制参数的值；及将所述控制参数的所述值提供到用于制造至少一个生产样本上的所述当前层的所述光刻工具。

Superposition control with non-zero migration prediction

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有非零偏移预测的叠加控制相关申请案的交叉参考本申请案根据35U.S.C.§119(e)规定，主张2017年1月25日申请的以麦克·爱迪尔(MikeAdel)、阿姆农·玛纳森(AmnonManassen)、比尔·皮尔森(BillPierson)、埃迪·莱维(AdyLevy)、拉蒂普·苏布拉曼杨(PradeepSubrahmanyan)、李然·耶路莎米(LiranYerushalmi)、崔东秀(DongsubChoi)、许浩英(HoyoungHeo)、德罗尔·阿鲁姆(DrorAlumot)及约翰罗宾逊(John·Robinson)为专利技术人的标题为“叠加控制中的非零偏移预测(NONZEROOFFSETPREDICTIONINOVERLAYCONTROL)”的序列号为62/450,454的美国临时申请案的权益，所述案以全文引用的方式并入本文中。
本专利技术大体上涉及叠加控制，且更特定来说，涉及使用非零偏移预测的叠加控制。
技术介绍
半导体装置通常包含多个图案化材料层，其中每一连续层必须在严格公差内与先前层对准。因此，制造线可利用并有反馈及/或前馈控制数据的工艺控制系统来监测且调整制造工具的设置，以将叠加误差(例如，层之间的叠加配准误差)维持在所选择的公差内。提供严格叠加控制的先进工艺控制系统通常集成由多种类型的设备在制造工艺中的多个步骤产生的控制数据。例如，通常可使用光学计量工具来产生显影后检验(ADI)数据以提供高处理量分析。通过另一实例，通常可由电子束计量工具来提供蚀刻后检验(AEI)数据以提供较高分辨率但较低处理量分析。然而，在不同制造阶段及/或由不同计量工具测量的叠加误差可能不同。用作控制数据的偏移误差测量之间的此差称为非零偏移(NZO)且可在空间上跨特定样本及/或在时间上跨相同或不同批次中的多个样本变化。在此方面，NZO可将不稳定性引入到工艺控制系统中且可降低性能。因此，期望发展出解决例如上文识别的缺陷的缺陷的系统及方法。
技术实现思路
本专利技术揭示一种根据本专利技术的一或多个说明性实施例的工艺控制系统。在一个说明性实施例中，所述工艺控制系统包含控制器，所述控制器经配置以通信地耦合到制造当前层的光刻工具以提供控制参数，以将所述当前层与一或多个先前层之间的叠加误差维持在所选择的规格内。在另一说明性实施例中，所述控制器经配置以在所述当前层的光刻步骤之后从显影后检验(ADI)工具接收ADI数据。在另一说明性实施例中，所述ADI数据包含指示所述当前层与所述一或多个先前层之间的叠加误差的ADI叠加数据，及指示在制造所述一或多个先前层期间的工艺偏差的ADI旗标数据。在另一说明性实施例中，所述控制器经配置以在所述当前层的曝光步骤之后从蚀刻后检验(AEI)工具接收AEI叠加数据，所述AEI叠加数据指示所述当前层与所述一或多个先前层之间的叠加误差，其中非零偏移对应于从ADI数据与从AEI叠加数据确定的叠加误差之间的差。在另一说明性实施例中，所述控制器经配置以运用来自一或多个训练样本的ADI数据及AEI叠加数据训练非零偏移预测器以从ADI数据预测非零偏移。在另一说明性实施例中，所述控制器经配置以使用来自一或多个先前生产样本的ADI数据及由所述非零偏移预测器基于来自所述一或多个先前生产样本的所述ADI数据产生的非零偏移来产生制造至少一个生产样本的所述当前层的所述光刻工具的所述控制参数的值。在另一说明性实施例中，所述控制器经配置以将所述控制参数的所述值提供到用于制造所述至少一个生产样本上的所述当前层的所述光刻工具。本专利技术揭示一种根据本专利技术的一或多个说明性实施例的工艺控制系统。在一个说明性实施例中，所述工艺控制系统包含控制器，所述控制器经配置以通信地耦合到制造当前层的光刻工具以提供控制参数，以将所述当前层与一或多个先前层之间的叠加误差维持在所选择的规格内。在另一说明性实施例中，所述控制器经配置以在所述当前层的光刻步骤之后从显影后检验(ADI)工具接收ADI数据。在另一说明性实施例中，所述ADI数据包含指示所述当前层与所述一或多个先前层之间的叠加误差的ADI叠加数据，及指示在制造所述一或多个先前层期间的工艺偏差的ADI旗标数据。在另一说明性实施例中，所述控制器经配置以在所述当前层的曝光步骤之后从蚀刻后检验(AEI)工具接收AEI叠加数据。在另一说明性实施例中，所述AEI叠加数据指示所述当前层与所述一或多个先前层之间的叠加误差。在另一说明性实施例中，非零偏移对应于从ADI数据与从AEI叠加数据确定的叠加误差之间的差。在另一说明性实施例中，所述控制器经配置以使用来自一或多个先前生产样本的ADI数据及AEI数据来产生制造至少一个生产样本的所述当前层的所述光刻工具的所述控制参数的值。在另一说明性实施例中，所述控制器经配置以将所述控制参数的所述值提供到用于制造所述至少一个生产样本上的所述当前层的所述光刻工具。本专利技术揭示一种根据本专利技术的一或多个说明性实施例的工艺控制系统。在一个说明性实施例中，所述工艺控制系统包含显影后检验(ADI)工具。在另一说明性实施例中，所述工艺控制系统包含蚀刻后检验(AEI)工具。在另一说明性实施例中，所述工艺控制系统包含用于制造当前层的光刻工具。在另一说明性实施例中，所述工艺控制系统包含控制器。在另一说明性实施例中，所述控制器经配置以在所述当前层的光刻步骤之后从显影后检验(ADI)工具接收ADI数据。在另一说明性实施例中，所述ADI数据包含指示所述当前层与一或多个先前层之间的叠加误差的ADI叠加数据，及指示在制造所述一或多个先前层期间的工艺偏差的ADI旗标数据。在另一说明性实施例中，所述控制器经配置以在所述当前层的曝光步骤之后从蚀刻后检验(AEI)工具接收AEI叠加数据，所述AEI叠加数据指示所述当前层与所述一或多个先前层之间的叠加误差，其中非零偏移对应于从ADI数据与从AEI叠加数据确定的叠加误差之间的差。在另一说明性实施例中，所述控制器经配置以运用来自一或多个训练样本的ADI数据及AEI叠加数据训练非零偏移预测器以从ADI数据预测非零偏移。在另一说明性实施例中，所述控制器经配置以使用来自一或多个先前生产样本的ADI数据及由所述非零偏移预测器基于来自所述一或多个先前生产样本的所述ADI数据产生的非零偏移来产生制造至少一个生产样本的所述当前层的所述光刻工具的控制参数的值。在另一说明性实施例中，所述控制器经配置以将所述控制参数的所述值提供到用于制造所述至少一个生产样本上的所述当前层的所述光刻工具。本专利技术揭示一种根据本专利技术的一或多个说明性实施例的工艺控制方法。在一个说明性实施例，所述方法包含在所述当前层的光刻步骤之后从显影后检验(ADI)工具接收ADI数据，所述ADI数据包含指示当前层与一或多个先前层之间的叠加误差的ADI叠加数据，其中所述ADI数据进一步包含指示在制造所述一或多个先前层期间的工艺偏差的ADI旗标数据。在另一说明性实施例中，所述方法包含在所述当前层的曝光步骤之后从蚀刻后检验(AEI)工具接收AEI叠加数据，其中所述AEI叠加数据指示所述当前层与所述一或多个先前层之间的叠加误差。在另一说明性实施例中，非零偏移对应于从ADI数据与从AEI叠加数据确定的叠加误差之间的差。在另一说明性实施例中，所述方法包含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工艺控制系统，其包括：控制器，其经配置以通信地耦合到制造当前层的光刻工具，以提供用以将所述当前层与一或多个先前层之间的叠加误差维持在所选择的规格内的控制参数，所述控制器包含经配置以执行程序指令的一或多个处理器，所述程序指令经配置以引起所述一或多个处理器：在所述当前层的光刻步骤之后，从显影后检验ADI工具接收ADI数据，所述ADI数据包含指示所述当前层与所述一或多个先前层之间的叠加误差的ADI叠加数据，所述ADI数据进一步包含指示在制造所述一或多个先前层期间的工艺偏差的ADI旗标数据；在所述当前层的曝光步骤之后，从蚀刻后检验AEI工具接收AEI叠加数据，所述AEI叠加数据指示所述当前层与所述一或多个先前层之间的叠加误差，其中非零偏移对应于从ADI数据与从AEI叠加数据确定的叠加误差之间的差；运用来自一或多个训练样本的ADI数据及AEI叠加数据来训练非零偏移预测器，以从ADI数据预测非零偏移；使用来自一或多个先前生产样本的ADI数据及由所述非零偏移预测器基于来自所述一或多个先前生产样本的所述ADI数据产生的非零偏移来产生制造至少一个生产样本的所述当前层的所述光刻工具的所述控制参数的值；及将所述控制参数的所述值提供到用于制造所述至少一个生产样本上的所述当前层的所述光刻工具。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.25 US 62/450,454;2018.01.10 US 15/867,4851.一种工艺控制系统，其包括：控制器，其经配置以通信地耦合到制造当前层的光刻工具，以提供用以将所述当前层与一或多个先前层之间的叠加误差维持在所选择的规格内的控制参数，所述控制器包含经配置以执行程序指令的一或多个处理器，所述程序指令经配置以引起所述一或多个处理器：在所述当前层的光刻步骤之后，从显影后检验ADI工具接收ADI数据，所述ADI数据包含指示所述当前层与所述一或多个先前层之间的叠加误差的ADI叠加数据，所述ADI数据进一步包含指示在制造所述一或多个先前层期间的工艺偏差的ADI旗标数据；在所述当前层的曝光步骤之后，从蚀刻后检验AEI工具接收AEI叠加数据，所述AEI叠加数据指示所述当前层与所述一或多个先前层之间的叠加误差，其中非零偏移对应于从ADI数据与从AEI叠加数据确定的叠加误差之间的差；运用来自一或多个训练样本的ADI数据及AEI叠加数据来训练非零偏移预测器，以从ADI数据预测非零偏移；使用来自一或多个先前生产样本的ADI数据及由所述非零偏移预测器基于来自所述一或多个先前生产样本的所述ADI数据产生的非零偏移来产生制造至少一个生产样本的所述当前层的所述光刻工具的所述控制参数的值；及将所述控制参数的所述值提供到用于制造所述至少一个生产样本上的所述当前层的所述光刻工具。2.根据权利要求1所述的工艺控制系统，其中所述一或多个处理器进一步经配置以执行程序指令，所述程序指令经配置以引起所述一或多个处理器：接收来自先前批次中的至少一个生产样本上的一或多个后续层的ADI旗标数据，在所述先前批次中的所述当前层上方，制造所述一或多个后续层；及运用来自所述一或多个后续层的所述ADI旗标数据来训练所述非零偏移预测器。3.根据权利要求2所述的工艺控制系统，其中产生所述光刻工具的所述控制参数的所述值进一步包括：至少部分基于由所述非零偏移预测器基于来自所述先前批次中的所述至少一个生产样本上的所述一或多个后续层的所述ADI旗标数据产生的非零偏移来产生所述光刻工具的所述控制参数的所述值。4.根据权利要求1所述的工艺控制系统，其中通过基于目标度量分析计量目标的一或多个所关注区来产生所述计量目标的所述ADI旗标数据。5.根据权利要求4所述的工艺控制系统，其中所述计量目标包含周期性结构，其中所述目标度量包括：将所述一或多个区中的至少一者分解为周期性分量、线性分量，及噪声分量。6.根据权利要求5所述的工艺控制系统，其中所述计量目标度量进一步包括：所述周期性分量的强度、所述周期性分量的所述强度对所述噪声分量的强度的比中的至少一者。7.根据权利要求4所述的工艺控制系统，其中所述计量目标包含周期性结构，其中所述目标度量包括：所述一或多个所关注区的对称性的测量。8.根据权利要求1所述的工艺控制系统，其中所述ADI计量工具具有高于所述AEI计量工具的处理量。9.根据权利要求1所述的工艺控制系统，其中所述AEI计量工具具有高于所述ADI计量工具的分辨率。10.根据权利要求1所述的工艺控制系统，其中使用复合计量配方来产生所述ADI叠加数据及所述ADI旗标数据。11.根据权利要求10所述的工艺控制系统，其中所述复合配方包含用于测量所述ADI叠加数据的第一组取样位置，及用于测量所述ADI旗标数据的第二组取样位置。12.根据权利要求11所述的工艺控制系统，其中所述第一组取样位置大于所述第二组取样位置。13.根据权利要求1所述的工艺控制系统，其中在不同计量目标上产生所述ADI叠加数据及所述ADI旗标数据。14.根据权利要求1所述的工艺控制系统，其中在共同计量目标的不同单元上产生所述ADI叠加数据及所述ADI旗标数据。15.根据权利要求1所述的工艺控制系统，其中所述ADI工具包括：光学计量工具。16.根据权利要求1所述的工艺控制系统，其中所述AEI工具包括：粒子束计量工具。17.根据权利要求16所述的工艺控制系统，其中所述粒子束计量工具包括：电子束计量工具或离子束计量工具中的至少一者。18.一种工艺控制系统，其包括：控制器，其经配置以通信地耦合到制造当前层的光刻工具，以提供用以将所述当前层与一或多个先前层之间的叠加误差维持在所选择的规格内的控制参数，所述控制器包含经配置以执行程序指令的一或多个处理器，所述程序指令经配置以引起所述一或多个处理器：在所述当前层的光刻步骤之后，从显影后检验ADI工具接收ADI数据，所述ADI数据包含指示所述当前层与所述一或多个先前层之间的叠加误差的ADI叠加数据，所述ADI数据进一步包含指示在制造所述一或多个先前层期间的工艺偏差的ADI旗标数据；在所述当前层的曝光步骤之后，从蚀刻后检验AEI工具接收AEI叠加数据，所述AEI叠加数据指示所述当前层与所述一或多个先前层之间的叠加误差，其中非零偏移对应于从ADI数据与从AEI叠加数据确定的叠加误差之间的差；使用来自一或多个先前生产样本的ADI数据及AEI数据来产生制造至少一个生产样本的所述当前层的所述光刻工具的所述控制参数的值；及将所述控制参数的所述值提供到用于制造所述至少一个生产样本上的所述当前层的所述光刻工具。19.根据权利要求18所述的工艺控制系统，其中使用来自所述一或多个先前生产样本的ADI数据及AEI数据来产生制造所述至少一个生产样本的所述当前层的所述光刻工具的所述控制参数的所述值包括：运用来自一或多个训练样本的ADI数据及AEI叠加数据来训练非零偏移预测器，以从ADI数据预测非零偏移；及基于来自所述一或多个先前生产样本的ADI数据及由所述非零偏移预测器基于来自所述一或多个先前生产样本的所述ADI数据产生的非零偏移来产生所述控制参数的所述值。20.根据权利要求18所述的工艺控制系统，其中使用来自所述一或多个先前生产样本的ADI数据及AEI叠加数据来产生制造所述至少一个生产样本的所述当前层的所述光刻工具的所述控制参数的所述值包括：以第一频率，基于所述ADI数据来更新所述控制参数的所述值；及以低于...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·阿德尔，A·玛纳森，W·皮尔逊，A·莱维，P·苏布拉马尼扬，L·叶鲁舍米，崔东燮，H·浩，D·阿鲁穆特，J·鲁滨逊，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US