CN110312967B - 具有非零偏移预测的叠加控制 - Google Patents

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Abstract

本发明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。

Description

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(Mike Adel)、阿姆农·玛纳森(Amnon Manassen)、比尔·皮尔森(Bill Pierson)、埃迪·莱维(Ady Levy)、拉蒂普·苏布拉曼杨(Pradeep Subrahmanyan)、李然·耶路莎米(LiranYerushalmi)、崔东秀(Dongsub Choi)、许浩英(Hoyoung Heo)、德罗尔·阿鲁姆(DrorAlumot)及约翰罗宾逊(John·Robinson)为发明人的标题为“叠加控制中的非零偏移预测(NON ZERO OFFSET PREDICTION IN OVERLAY CONTROL)”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。
技术领域
本发明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。
背景技术
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。
发明内容
本发明揭示一种根据本发明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。
本发明揭示一种根据本发明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。
本发明揭示一种根据本发明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。
本发明揭示一种根据本发明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，所述方法包含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用于制造至少一个生产样本的所述当前层的光刻工具的控制参数的值。在另一说明性实施例中，所述控制参数将所述当前层与所述一或多个先前层之间的叠加误差维持在所选择的公差内。在另一说明性实施例中，所述方法包含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。
应理解，前文一般描述及以下具体实施方式两者都仅为示范性的及解释性的，且不一定限制如所主张的本发明。并入于本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施例且结合一般描述一起用以说明本发明的原理。
附图说明
所属领域的技术人员通过参考附图可更好理解本发明的众多优点，在附图中：
图1A是说明根据本发明的一或多个实施例的半导体装置系统的概念图。
图1B是说明根据本发明的一或多个实施例的光刻子系统的概念图。
图1C是说明根据本发明的一或多个实施例的计量子系统的概念图。
图1D是说明根据本发明的一或多个实施例的计量子系统的概念图。
图2是说明根据本发明的一或多个实施例的工艺控制的流程图，其包含用于当前层的制造控制的ADI及AEI数据收集。
图3是说明根据本发明的一或多个实施例的工艺控制的流程图，其包含工艺敏感ADI旗标数据以扩增用于当前层的制造控制的ADI及AEI数据收集。
图4是说明根据本发明的一或多个实施例的NZO预测器的训练阶段的流程图，其利用ADI旗标数据、ADI叠加数据及AEI叠加数据用于当前层的制造控制。
图5是说明根据本发明的一或多个实施例的工艺控制器的运行时间阶段的流程图，其利用ADI旗标数据、ADI叠加数据及来自NZO预测器的输出用于当前层的制造控制。
图6是说明根据本发明的一或多个实施例的NZO预测器的训练阶段的流程图，其利用ADI旗标数据、ADI叠加数据、AEI旗标数据及AEI叠加数据用于当前层的制造控制。
图7是说明根据本发明的一或多个实施例的工艺控制器的运行时间阶段的流程图，其利用ADI旗标数据、ADI叠加数据、AEI旗标数据及来自NZO预测器的输出用于当前层的制造控制。
图8是说明在根据本发明的一或多个实施例的工艺控制方法中执行的步骤的流程图。
具体实施方式
现将详细参考在附图中说明的所揭示标的物。已关于某些实施例及其特定特征特别展示且描述本发明。本文中陈述的实施例被视为说明性的而非限制性的。所属领域的一般技术人员应容易明白，可在不背离本发明的精神及范围的情况下进行形式及细节的各种改变及修改。
本发明的实施例涉及一种用于将当前层与样本上的一或多个先前层之间的叠加维持在所选择的公差内同时减小与来自不同计量工具的控制数据相关联的NZO的工艺控制系统。如在本发明各处使用，术语“样本”大体上指代由半导体或非半导体材料形成的衬底(例如，晶片或类似物)。例如，样本可包含(但不限于)单晶硅、砷化镓及磷化铟。此外，材料层可包含各种材料，例如(但不限于)抗蚀剂、电介质材料、导电材料或半导电材料。样本进一步可包含多个裸片，每一裸片具有可重复图案化特征。
在本文中认识到，半导体装置可形成为衬底上的多个经图案化或未经图案化材料层。可通过一系列过程步骤(例如(但不限于)，一或多个材料沉积步骤、一或多个光刻步骤或一或多个蚀刻步骤)制造每一印刷层。此外，通常必须在所选择的公差内制造每一印刷层以恰当地构造最终装置。例如，必须良好地特性化且控制与印刷元件在样本上的放置相关联的图案放置误差(PPE)。此外，还必须严格控制正制造的当前层与先前制造的层之间的配准误差(例如，叠加误差)。
叠加误差可通过不同来源引入。例如，叠加误差可因在一或多个曝光场的曝光步骤期间与光罩与样本的对准相关联的栅格误差而产生。光刻工具(例如，步进器、扫描仪或类似物)通常可具有小于全样本的视野(FOV)，且因此可将样本划分为可单独曝光的一系列曝光场(下文中称为场)(例如，其栅格)。因此，栅格误差可包含针对曝光栅格中的每一场光罩与样本的未对准(例如，栅格误差)，其可表现为针对每一场当前层的曝光图案相对于样本上的标称位置的移位。通过另一实例，叠加误差可因工艺误差而产生。工艺误差可包含(但不限于)与基于曝光图案制造样本上的三维结构相关联的误差。例如，工艺误差可包含(但不限于)在光刻期间曝光图案的变形、蚀刻诱发的误差或与样本中的变化相关联的误差。
通常使用叠加计量工具在一或多个过程步骤特性化叠加。此外，可在跨样本的不同位置(例如(但不限于)经制造装置结构或叠加目标)处测量叠加。例如，可通过比较经制造结构的一部分与预期结构而测量叠加。通过另一实例，可在包含定位于所关注层上的经制造特征的叠加计量目标上测量叠加，所述经制造特征经放置以提供对层之间的叠加误差的敏感指示。
叠加计量工具可利用多种技术来确定样本层的叠加。例如，基于图像的叠加计量工具可捕获样本的一部分(例如，装置结构、先进成像计量(AIM)目标、盒中盒计量目标或类似物)的图像。因此，可通过测量所成像特征的相对位置而确定叠加。通过另一实例，基于散射测量的过度计量工具可照明样本的一部分(例如，装置结构、光栅上方光栅(grating-over-grating)计量目标或类似物)且捕获包含从样本发出的与照明光束的衍射、散射及/或反射相关联的辐射的角分布的叠加信号。因此，可基于照明光束与叠加目标相互作用的模型而确定叠加。
情况可为叠加可在空间上跨特定样本变化。例如，针对光刻工具的每一曝光场，栅格及/或工艺误差可不同。在此方面，可在跨样本的代表性位置处测量叠加，且可对叠加进行建模以提供叠加分布。情况也可为给定位置处(例如，给定曝光场处)的叠加可在时间上从一个样本到下一样本或从一批样本到下一批样本变化。
本发明的额外实施例涉及一种用于调整一或多个制造工具(例如，光刻工具或类似物)的控制参数(例如，设置)以将叠加误差维持在所选择的公差内的工艺控制系统。例如，工艺控制系统可基于来自叠加计量工具的反馈及/或前馈叠加数据而产生制造工具的控制参数(或对控制参数的校正)。可基于当前层的制造的先前生产运行而产生用于当前层的制造工具的控制的反馈数据。可基于在样本的一或多个先前层上或在先前批次中制造的装置或叠加计量目标而产生前馈数据。
本发明的额外实施例涉及一种并有基于在不同制造阶段及/或由不同计量工具产生的多个叠加估计的叠加数据(例如，作为反馈及/或前馈数据)以调整制造工具控制参数的工艺控制系统。
例如，可通过非破坏性ADI计量工具以高处理量及低移动获取测量(move-acquire-measure)时间(MAMtime)产生ADI数据。在此方面，ADI计量工具可在制造期间在时间上接近显影步骤时直接在样本上捕获叠加数据而不损坏样本。此外，在此阶段识别潜在问题可有利于在耗时的且不可逆的蚀刻步骤之前重新加工当前或未来批次中的样本以校正所述问题。在一个实施例中，ADI计量工具包含以高精度及高取样率提供非破坏性测量的光学计量工具。光学ADI计量工具可(但不要求)操作成像模式或散射测量模式。然而，情况可为光学ADI计量工具可能归因于基于照明源的波长的光学分辨率限制而未完全分辨装置特征。因此，光学ADI计量工具可测量(但不要求测量)来自具有可光学分辨特征的叠加计量目标的叠加。
通过另一实例，可在蚀刻步骤之后由AEI计量工具产生AEI数据。在此方面，AEI数据可并有在任何工艺步骤(例如(但不限于)沉积步骤、曝光步骤、显影步骤或蚀刻)期间产生的叠加误差。此外，AEI计量工具可具有足以分辨装置特征或具有装置级特征的叠加目标的分辨率。在一个实施例中，AEI计量工具包含基于粒子的计量工具，例如(但不限于)电子束计量工具或离子束计量工具。情况可为：尤其在装置特征无法由ADI计量工具清楚地分辨时，在装置特征或具有装置级特征的叠加目标上产生的AEI数据与ADI数据相比可提供对当前层相对于先前层的叠加误差的更准确特性化。然而，基于粒子的AEI计量工具与ADI工具相比可遭受较低处理量及较低取样率，此可降低整个制造线的处理量。此外，在此阶段识别的实质问题可能无法始终得以减轻且可能导致样本损耗。
本文进一步认识到，并有来自不同制造阶段及/或由不同工具引起的叠加数据可将不稳定性引入到工艺控制系统，此可负面地影响性能。出于本发明的目的，NZO可指代在不同制造阶段及/或由不同工具产生的叠加数据之间的差。例如，NZO可指代(但不要求指代)ADI叠加数据与AEI叠加数据之间的差。
本发明的额外实施例涉及通过运用对制造工艺中的变化及/或先前层的物理变化敏感的额外测量(例如，旗标测量)扩增叠加数据来减小NZO。本文中认识到，此类变化可为NZO(尤其与在不同制造阶段测量的叠加相关联的NZO)的根源。在此方面，扩增叠加数据可减轻NZO且提供增大的性能。
叠加测量通常是设计为对层之间的配准误差敏感，但对其它工艺变化(例如(但不限于)层厚度、特征高度或可起因于工艺步骤(例如，蚀刻步骤、化学机械平坦化(CMP)步骤或类似物)期间的偏差的特征不对称性)不敏感。在此方面，在一个阶段的稳健叠加测量可对在测量之时并未直接影响样本上的叠加的工艺偏差最低限度地敏感。然而，这些工艺偏差可影响最终制造的特征，及因此影响在稍后制造阶段测量的叠加，此可导致稍后阶段的NZO。本发明的额外实施例涉及运用对补偿工艺变化敏感的旗标数据来扩增叠加数据，以在每一制造阶段提供稳健叠加测量且最小化NZO。
本发明的额外实施例涉及基于来自不同制造阶段的叠加数据及旗标数据来预测一个制造阶段处的NZO。例如，NZO预测器可接受ADI叠加数据及ADI旗标数据作为输入，且预测与后续AEI叠加数据相关联的NZO。例如，NZO预测可为(但不要求)基于由实际数据或模拟数据训练的机器学习算法。
本发明的另外实施例涉及一种基于来自一个制造阶段的叠加数据及旗标数据以及预测NZO来提供对制造工具控制参数的调整的工艺控制系统。在此方面，在多个制造阶段的实际计量对于将叠加维持在所选择的公差内可为不必要的。
例如，可在显影步骤之后使用光学ADI计量工具来测量叠加数据及旗标数据，且NZO预测器可预测经测量ADI叠加与可在蚀刻步骤之后使用AEI计量工具测量的实际叠加之间的任何差。本文中认识到，NZO预测可对工艺控制提供多个优点。例如，NZO预测可基于ADI数据提供对经完全制造层的准确叠加预测。此又可降低或消除对低处理量叠加计量工具(例如，常用于AEI的基于粒子的计量工具)的需求。例如，归因于相对较高处理量测量，可针对全部批次产生ADI数据，而通常可针对样本或批次的较小子集产生AEI数据。因此，相对于AEI数据，工艺控制系统通常可运用ADI数据提供较高频率控制。此外，ADI测量有利于在不可逆蚀刻步骤之前响应于经识别问题进行批次处置。
可在制造工艺的任何阶段产生额外旗标数据。例如，高处理量计量工具(例如，光学计量工具)可用以在蚀刻步骤之后产生旗标数据(例如，AEI旗标数据)以进一步扩增ADI叠加数据。例如，AEI旗标数据可用以训练NZO预测器或直接扩增ADI叠加数据。一旦在当前层上完成蚀刻步骤便可产生此AEI旗标数据，或可通过前馈环路使用来自先前批次上的样本的数据来产生此AEI旗标数据。
现参考图1A到8，描述用于工艺控制且具有NZO减轻的系统及方法。
图1A是说明根据本发明的一或多个实施例的半导体装置系统100的概念图。在一个实施例中，系统100包含根据本发明的一或多个实施例的用于将一或多个图案(例如，装置特征、叠加目标特征或类似物)光刻地印刷到样本的光刻子系统102。光刻子系统102可包含所属领域中已知的任何光刻印刷工具。例如，光刻子系统102可包含(但不限于)扫描仪或步进器。在另一实施例中，系统100包含用以特性化样本上的一或多个印刷图案的计量子系统104。例如，计量子系统104可使用所属领域中已知的任何方法来测量任何计量度量(例如，叠加误差、CD、侧壁角度或类似物)。在一个实施例中，计量子系统104包含基于产生样本122的一或多个图像而测量计量数据的基于图像的计量工具。在另一实施例中，计量子系统104包含基于光从样本的散射(反射、衍射、漫散射或类似物)而测量计量数据的基于散射测量的计量系统。
系统100进一步可包含一个以上光刻子系统102。例如，可由不同光刻子系统使不同层曝光。通过另一实例，单个层可由多个光刻子系统曝光于不同曝光量。类似地，系统100进一步可包含一个以上计量子系统104。例如，系统100可包含用于在任何制造阶段提供计量测量的一或多个光学计量工具及一或多个基于粒子的计量工具(例如，扫描电子显微镜或类似物)。
在另一实施例中，系统100包含控制器106。在另一实施例中，控制器106包含经配置以执行保存在存储器媒体110上的程序指令的一或多个处理器108。在此方面，控制器106的一或多个处理器108可执行在本发明各处描述的各个过程步骤中的任一者。
控制器106的一或多个处理器108可包含所属领域中已知的任何处理元件。在此意义上，一或多个处理器108可包含经配置以执行算法及/或指令的任何微处理器型装置。在一个实施例中，一或多个处理器108可由以下各者组成：桌面计算机、主计算机系统、工作站、图像计算机、并行处理器，或经配置以执行如在本发明各处描述的经配置以操作系统100的程序的任何其它计算机系统(例如，网络计算机)。进一步认识到，术语“处理器”可广泛地定义为涵盖具有执行来自非暂时性存储器媒体110的程序指令的一或多个处理元件的任何装置。此外，可由单个控制器106或替代地多个控制器实行在本发明各处描述的步骤。另外，控制器106可包含容置于共享外壳中或多个外壳内的一或多个控制器。以此方式，任何控制器或控制器组合可单独地封装为适于集成到系统100中的模块。
存储器媒体110可包含所属领域中已知的适于存储可由相关联一或多个处理器108执行的程序指令的任何存储媒体。例如，存储器媒体110可包含非暂时性存储器媒体。通过另一实例，存储器媒体110可包含(但不限于)只读存储器、随机存取存储器、磁性或光学存储器装置(例如，磁盘)、磁带、固态磁盘及类似物。进一步应注意，存储器媒体110可容置于与一或多个处理器108的共享控制器外壳中。在一个实施例中，存储器媒体110可相对于一或多个处理器108及控制器106的物理位置远程地定位。例如，控制器106的一或多个处理器108可存取可通过网络(例如，因特网、内部网络及类似物)存取的远程存储器(例如，服务器)。因此，上文描述不应被解释为对本发明的限制，而是仅为说明。
图1B是说明根据本发明的一或多个实施例的光刻子系统102的概念图。在一个实施例中，光刻子系统102包含经配置以产生一或多个照明光束114的照明源112。一或多个照明光束114可包含一或多个所选择的波长的光，包含(但不限于)紫外(UV)辐射、可见辐射或红外(IR)辐射。在另一实施例中，照明源112可产生具有所属领域中已知的任何图案的一或多个照明光束114。例如，照明源112可包含(但不限于)单极照明源、双极照明源、C-Quad照明源、类星体(Quasar)照明源或自由形式照明源。
在另一实施例中，光刻子系统102包含掩模支撑装置116。掩模支撑装置116经配置以固定图案掩模118。在另一实施例中，光刻子系统102包含一组投影光学器件120，其经配置以将由一或多个照明光束114照明的图案掩模118的图像投影到安置于样本载台124上的样本122的表面上。例如，所述组投影光学器件120可经配置以将图案掩模118的图像投影到样本122上的抗蚀剂层126上，以在抗蚀剂层126上产生(例如，曝光或类似物)对应于图案掩模118上的图案元件的印刷图案元件(例如，计量图案)。在另一实施例中，掩模支撑装置116可经配置以致动或定位图案掩模118。例如，掩模支撑装置116可将图案掩模118致动到相对于系统100的投影光学器件120的所选择的位置。
可在所属领域中已知的任何成像配置中(例如，由光刻子系统102)利用图案掩模118。例如，图案掩模118可为正掩模(例如，亮场掩模)，其中图案元件正像成像(positivelyimaged)为样本122的抗蚀剂层126的印刷图案元件。通过另一实例，图案掩模118可为负掩模(例如，暗场掩模)，其中图案掩模118的图案元件形成样本122的抗蚀剂层126的负印刷图案元件(例如，间隙、空间或类似物)。
图1C是说明根据本发明的一或多个实施例的计量子系统104的概念图。例如，图1C可表示(但不限于表示)光学计量工具。
在一个实施例中，计量子系统104包含产生计量照明光束130的计量照明源128。在另一实施例中，计量照明源128与照明源112相同。在另一实施例中，计量照明源128是经配置以产生单独计量照明光束130的单独照明源。计量照明光束130可包含电磁辐射束或粒子束。例如，计量照明光束130可包含一或多个所选择的波长的电磁辐射，包含(但不限于)X射线辐射、紫外(UV)辐射、可见辐射或红外(IR)辐射。通过另一实例，计量照明光束130可包含电子束、离子束、中性粒子束或类似物。
在另一实施例中，计量照明源128经由照明路径132将计量照明光束130引导到样本122。照明路径132可包含一或多个照明路径透镜134。此外，照明路径132可包含适于修改及/或调节计量照明光束130的一或多个额外光学组件136。例如，一或多个光学组件136可包含(但不限于)一或多个偏光器、一或多个滤光片、一或多个光束分离器、一或多个漫射器、一或多个均质器、一或多个变迹器或一或多个光束整形器。
在一个实施例中，照明路径132包含光束分离器138。在另一实施例中，计量子系统104包含将计量照明光束130聚焦到样本122上的物镜140。
在另一实施例中，计量子系统104包含经配置以通过收集路径144捕获从样本122发出的辐射的一或多个检测器142。收集路径144可包含(但不限于)用于收集来自样本122的辐射的一或多个收集路径透镜146。例如，检测器142可经由一或多个收集路径透镜146接收从样本122反射或散射(例如，经由镜面反射、漫反射及类似物)的辐射。通过另一实例，检测器142可接收由样本122产生的辐射(例如，与计量照明光束130的吸收相关联的发光或类似物)。通过另一实例，检测器142可接收来自样本122的一或多个衍射级的辐射(例如，0级衍射、±1级衍射、±2级衍射及类似物)。
检测器142可包含所属领域中已知的适于测量从样本122接收的辐射的任何类型的检测器。例如，检测器142可包含(但不限于)CCD检测器、TDI检测器、光电倍增管(PMT)、雪崩光二极管(APD)或类似物。通过另一实例，检测器142可包含适于识别从样本122发出的辐射的波长的光谱检测器。通过另一实例，检测器142可包含适于检测响应于计量照明光束130而从样本122发出的粒子(例如，二次电子、反向散射电子或类似物)的粒子检测器。此外，计量子系统104可包含多个检测器142(例如，与由一或多个光束分离器产生的多个光束路径相关联)以有利于由计量子系统104进行多次计量测量。
应理解，计量子系统104的透镜(例如，照明路径透镜134、物镜140、收集路径透镜146或类似物)可包含适于操纵电磁辐射及/或粒子束的组件的任何组合。例如，计量子系统104可包含适于操纵电磁辐射的折射及/或衍射透镜。通过另一实例，计量子系统104可包含适于操纵粒子束的静电、磁性、单电势及/或双电势透镜。
图1D是说明根据本发明的一或多个实施例的计量子系统104的概念图。例如，图1C可表示(但不限于表示)基于粒子的计量工具的柱148。计量子系统104可包含任何数目个柱148。
在一个实施例中，柱148的照明路径132包含布置为单个聚焦元件或复合聚焦元件的一或多个粒子聚焦元件(例如，照明路径透镜134或类似物)。例如，一或多个粒子聚焦元件可包含(但不限于)适于将计量照明光束130引导到样本122的单个粒子聚焦元件或形成复合系统的一或多个粒子聚焦元件。此外，包含多个柱148的计量子系统104可包含用于柱148的单个计量照明源128或用于一或多个柱148的专用计量照明源128。
在另一实施例中，计量子系统104包含用以成像或以其它方式检测从样本122发出的粒子及/或电磁辐射的一或多个偏移检测器142。例如，检测器142可包含电子收集器(例如，二次电子收集器、反向散射电子检测器或类似物)。通过另一实例，检测器142可包含用于检测来自样本表面的电子及/或光子的光子检测器(例如，光检测器、x射线检测器、耦合到光电倍增管(PMT)检测器的闪烁元件，或类似物)。
图2是说明根据本发明的一或多个实施例的工艺控制的流程图200，其包含用于当前层的制造控制的ADI及AEI数据收集。在一个实施例中，样本层包含最终形成经制造装置的功能组件的装置元件，以及适于用作计量目标(例如，叠加目标或类似物)的目标元件。此外，在流程图200中，通过光刻步骤及蚀刻步骤描绘样本层的制造。应理解，流程图200中的描述仅经提供用于说明性目的且不应解释为限制性的。例如，样本层的制造可包含流程图200中未描绘的额外步骤，例如(但不限于)材料沉积、曝光、显影或CMP步骤。通过另一实例，样本层的制造可包含光刻及蚀刻步骤的多次反复(例如，用于双重图案化、三重图案化或类似物)。
制造线可在一次生产运行中产生大量相同样本。此外，可将样本分批。在一个实施例中，可在批次中的全部样本上制造每一样本层以制造后续层。例如，可在当前层光刻步骤206及当前层蚀刻步骤208之前针对批次中的全部样本执行先前层光刻步骤202及先前层蚀刻步骤204。接着，可针对后续批次重复过程。
控制器106(例如，工艺控制器)可动态地调整制造工具(例如(但不限于)光刻子系统102)的控制参数以将经制造层之间的叠加维持在所选择的公差内。可基于在制造工艺中的任何阶段产生的计量数据而产生控制参数或对控制参数的调整。在一个实施例中，控制器106可从ADI计量工具(例如，计量子系统104)接收ADI计量数据210。例如，可如流程图200中展示那样从计量目标及/或从装置测量(未展示)产生ADI计量数据210。在另一实施例中，控制器106可从AEI计量工具(例如，额外计量子系统104)接收AEI叠加数据212。例如，可如流程图200中展示那样从装置测量及/或从计量目标测量(未展示)产生AEI叠加数据212。
此外，可将计量数据(例如，ADI计量数据210或AEI叠加数据212)提供为反馈及/或前馈数据。例如，可至少部分基于来自当前批次中的先前样本或先前批次的当前层的反馈计量数据(例如，叠加数据或类似物)而产生用于制造特定样本的当前层的制造工具控制参数。在此方面，反馈数据可用以补偿生产工艺中的逐渐漂移。通过另一实例，可至少部分基于来自先前层的前馈计量数据而产生用于制造特定样本的当前层的制造工具控制参数。在此方面，前馈数据可补偿与制造先前层相关联的突然移位。
控制器106可以任何频率调整制造工具控制参数。例如，控制器106可每样本(例如，在每一裸片之后)多次、在每一或多个样本之后或在一或多批样本之后从光学ADI计量工具接收ADI计量数据210。通过另一实例，控制器106可归因于相对于光学计量工具的低处理量而在一或多个批次从基于粒子的AEI计量工具接收AEI叠加数据212。因此，与ADI计量数据210的频率相比，控制器106可以较低频率将AEI叠加数据212并入到制造控制参数调整中。
如本文中先前描述，情况可为基于ADI计量数据210的叠加测量可不同于基于AEI叠加数据212的叠加测量，且对应NZO可将不稳定性引入到控制系统中。因此，由控制器106产生的制造工具控制参数的值可波动。此外，情况可为控制器106可未能将当前层与先前层之间的叠加维持在所选择的公差内。
图3是说明根据本发明的一或多个实施例的工艺控制的流程图300，其并有工艺敏感ADI旗标数据以扩增ADI及AEI数据收集。
本文中认识到，先前层中的工艺变化可为NZO的重要根源。如本文中先前描述，在当前层光刻步骤206之后使用ADI测量的叠加通常可经设计以提供基于对先前层中的工艺变化(例如(但不限于)一或多个层(例如，当前层或先前层)的厚度、先前层上的结构的经制造特征高度或先前层上的特征不对称性)相对不敏感的曝光图案的稳健测量。然而，先前层中的这些工艺变化最终可影响在完全制造当前层之后使用AEI测量的叠加，且因此可在将ADI及AEI叠加测量并入到工艺控制中时导致NZO。
在一个实施例中，在当前层光刻步骤206之后产生的ADI计量数据210包含ADI叠加数据302及ADI旗标数据304两者。例如，ADI叠加数据302可包含对先前层上的工艺变化不敏感的叠加测量，而ADI旗标数据304可包含对先前层的工艺变化敏感的装置目标及/或计量目标的测量。因此，在当前层光刻步骤206之后取得的ADI旗标数据304可指示在先前层蚀刻步骤204之后呈现的工艺变化。在此方面，工艺敏感ADI旗标数据304可扩增工艺不敏感ADI叠加数据302以减小或在一些情况中消除NZO。例如，控制器106可产生用于当前层的制造工具控制参数，其补偿由ADI旗标数据304捕获的先前层中的工艺偏差。
可使用多种技术来产生ADI旗标数据304。在一个实施例中，可通过分析跨样本分布的计量目标(例如，成像叠加目标或类似物)的一或多个方面而产生ADI旗标数据304。计量目标可基于目标度量(例如，旗标)分类及/或排序。例如，可将周期性计量结构(举例来说，例如发现于AIM目标上的计量结构，或类似物)的图像分解为具有三个分量的核心：周期性分量、线性趋势分量及随机噪声分量。因此，旗标可用以描述图像的各个方面，例如(但不限于)周期性信号的强度、线性分量的强度、噪声分量(例如，所关注噪声区旗标)的强度、周期性信号强度对噪声分量的比(例如，周期比旗标)、对比度(例如，对比精度旗标)、一或多个质量度量(例如，Q-merit旗标)、离焦叠加(through-focus-overlay)，或类似物。此外，可将图像划分为多个所关注区，使得可针对每一所关注区或相关的多个所关注区产生旗标。例如，核心3西格玛(3-sigma)旗标可通过比较周期性结构内的多个所关注区的对称中心而提供对周期性结构的对称性的测量。在另一实施例中，可通过分析从样本接收的辐射的分布(例如，在基于散射测量的计量系统中)而产生ADI旗标数据304。例如，旗标可用以描述光瞳平面分布的各种方面，例如(但不限于)光瞳信号的对称性、光瞳信号的平坦度(例如，指示经接收信号的稳健性)、跨光瞳的经计算叠加的方差(例如，光瞳3西格玛旗标)、光瞳信号内弧光(例如，谐振或类似物)的存在(例如，光瞳R旗标、基于规则的检验(RBI)旗标或类似物)，或目标对叠加变化的敏感度。
然而，应理解，旗标数据的上文描述仅经提供用于说明性目的且不应解释为限制性的。旗标数据的使用大体上描述于标题为“在成像叠加计量中利用叠加非配准误差估计(Utilizing Overlay Misregistration Error Estimations in Imaging OverlayMetrology)”且在2017年10月22日申请的第PCT/US17/57767号PCT申请案中，所述案以全文引用的方式并入本文中。此外，ADI旗标数据304可包含与指示与NZO相关的工艺变化的计量测量相关联的任何数据。
在一个实施例中，使用专用工艺敏感计量目标来产生ADI旗标数据304。例如，工艺敏感计量目标可包含其中一或多个物理属性(例如，样本上位置、侧壁角度或类似物)按已知关系受工艺变化影响的特征。在此方面，ADI旗标数据304可包含对物理属性的计量测量。通过另一实例，工艺敏感计量目标可包含模拟叠加目标使得叠加计量工具可产生按已知关系受工艺变化影响的叠加度量的特征。在此方面，ADI旗标数据304可包含叠加度量。在另一实施例中，使用对所关注工艺变化敏感的实际叠加目标来产生ADI旗标数据304。在此方面，ADI旗标数据304可包含经测量工艺敏感叠加值。
此外，可基于任何层中的特征来产生ADI旗标数据304。例如，具有先前层上的特征的工艺敏感计量目标的测量可提供与可为NZO的根源的先前层的制造有关的信息。对于一些目标设计(例如(但不限于)基于成像的目标)，先前层上的特征在当前层光刻步骤206之后的ADI计量期间可为可见的。例如，先前层上的特征可通过当前层的透明部分或通过当前层中的间隙而可见。在此方面，在当前层光刻步骤206之后产生的ADI旗标数据304可在制造先前层期间提供关于工艺变化的独立信息。对于一些目标设计(例如(但不限于)用于散射测量分析的光栅上方光栅目标)，当前层中的经显影特征可与先前层的特征重叠。在此方面，在制造先前层期间的工艺变化可被耦合到当前层内的特征。
ADI旗标数据304可额外地包含可使用ADI计量工具来测量的任何参数。例如，ADI旗标数据304可包含形状叠加数据、对准不准确数据(例如，对准标记不对称度量)，或类似物。
在另一实施例中，可使用适用于ADI叠加测量的叠加目标的所选择的部分来产生ADI旗标数据304。例如，计量目标可包含多个单元，其中一些单元经设计为对工艺变化不敏感(例如，适于产生ADI叠加数据302)，且其中一些单元设计为对工艺变化敏感(例如，适于产生ADI旗标数据304)。
可使用所属领域中已知的任何取样方案来产生ADI叠加数据302及ADI旗标数据304。例如，可在跨样本的所选择的位置处产生ADI叠加数据302及ADI旗标数据304，以提供代表性数据集。此外，取样模型可用以将ADI计量数据210及AEI叠加数据212的值外推到全部位置。在此方面，可开发出提供所要级别的数据准确度，同时维持所要取样处理量的取样方案。
可使用描述测量参数的任何数目个测量配方来产生ADI叠加数据302及ADI旗标数据304。例如，测量配方可包含样本上应执行计量测量之处的位置。此外，测量配方可包含(但不限于)照明波长、适于检测的从样本发出的辐射的波长、样本上的照明光点大小、入射照明的角度、入射照明的偏光、叠加目标上的入射照明光束的位置、叠加目标在叠加计量工具的聚焦体积中的位置，或类似物。因此，叠加配方可包含用于产生适于确定两个或两个以上样本层的叠加的叠加信号的一组测量参数。
在一个实施例中，使用共同测量配方来产生ADI叠加数据302及ADI旗标数据304。在此方面，可基于对共同计量目标的不同单元的测量而产生ADI叠加数据302及ADI旗标数据304。在另一实施例中，使用复合测量配方来产生ADI叠加数据302及ADI旗标数据304，其中单独定义用于ADI叠加数据302及ADI旗标数据304的测量位置。例如，与ADI叠加数据302相比，可(但不要求)在较少位置处产生ADI旗标数据304。在此方面，额外旗标测量的影响可受限制。
现参考图4到7，描述使用NZO预测的工艺控制。在一些实施例中，系统100包含适于基于来自单个制造阶段的计量数据而预测在不同制造阶段产生的叠加之间的NZO的NZO预测器402。
在一个实施例中，NZO预测器402包含经配置以执行保持在存储器媒体上的程序指令的一或多个处理器。此外，NZO预测器402可集成于控制器106内或与控制器106分离。在一个实施例中，控制器106包含NZO预测器402。在另一实施例中，NZO预测器402及控制器106可为各自具有单独处理器及/或存储器的经通信耦合的控制器。
图4是说明根据本发明的一或多个实施例的NZO预测器402的训练阶段的流程图400，其利用ADI旗标数据、ADI叠加数据及AEI叠加数据用于当前层的制造控制。
在一个实施例中，NZO预测器402使用机器学习算法来基于来自单个制造阶段的计量数据预测在不同制造阶段产生的叠加之间的NZO。NZO预测器402可利用所属领域中已知的适于预测NZO的任何机器学习算法，例如(但不限于)神经网络、深度生成建模、主分量分析、信号响应计量或类似物。
在一个实施例中，可通过提供ADI计量数据210(包含ADI叠加数据302及ADI旗标数据304两者)作为输入训练数据且提供AEI叠加数据212作为输出训练数据而训练NZO预测器402以基于机器学习算法预测NZO。接着，NZO预测器402可分析数据且识别可将输入训练数据中可观测的特性(例如，以估计可能性)链接到输出训练数据的特性的一或多个图案。在此方面，NZO预测器402可识别足以预测NZO的ADI叠加数据302及ADI旗标数据304中的图案。
图5是说明根据本发明的一或多个实施例的工艺控制器的运行时间阶段的流程图500，其利用ADI旗标数据、ADI叠加数据及来自NZO预测器402的输出用于当前层的制造控制。
在流程图400中描绘的训练阶段之后，控制器106可仅基于在当前层光刻步骤206之后产生的ADI计量数据210而提供对制造工具控制参数的调整。例如，可将ADI叠加数据302及ADI旗标数据304作为输入提供到NZO预测器402，所述NZO预测器402可在当前层蚀刻步骤208之后产生与预测AEI叠加测量相关联的预测NZO。
因此，控制器106可在与ADI测量相同的时间尺度产生对制造工具控制参数的校正。例如，光学ADI计量工具可放置为在时间及空间上紧密接近光刻工具，以提供具有有限处理量影响的快速计量测量。例如，光学ADI计量工具可提供对给定样本的多个测量或对所选择的样本的测量。
此外，ADI旗标数据304及NZO预测器402的组合使用可有利于对实际叠加的准确估计。例如，ADI旗标数据304及NZO预测器402可有利于准确地估计将由高分辨率AEI计量工具在当前层蚀刻步骤208之后测量的叠加，而无需运用AEI计量工具对样本进行实际测量。在单个制造步骤提供来自单个源的计量数据(例如，在当前层光刻步骤206之后的ADI)额外地消除实际NZO且因此减轻NZO诱发的不稳定性。
可循序或同时实施在流程图400中描绘的训练阶段及在流程图500中描绘的运行时间阶段。在一个实施例中，在运行时间之前对一或多个训练样本执行训练阶段。例如，可用一或多个工艺偏离样本来训练NZO预测器402，所述一或多个工艺偏离样本经设计以提供一系列系统性变化的处理变化(例如，变化的薄膜厚度、变化的特征高度、CMP分离、蚀刻分离、光刻焦点及/或剂量分离、光学色散分离、薄膜组合物变化或类似物)。在此方面，NZO预测器402可确定每一工艺变化的独立影响以及多个同时工艺变化的影响。
在另一实施例中，可与运行时间阶段同时执行训练阶段。例如，在生产运行或批次运行开始时，系统100可实施AEI计量工具以产生待馈送到用于训练的NZO预测器402及用于控制制造工具控制参数的控制器106两者中的AEI叠加数据212。在此方面，可比较基于AEI叠加数据212的叠加与来自NZO预测器402的预测NZO。接着，可随着NZO预测的准确度的增大而逐步淘汰且可能消除AEI叠加数据212的使用。
现参考图6及7，控制器106可利用在当前层蚀刻步骤208之后产生的工艺敏感旗标数据(例如，AEI旗标数据602)。例如，可由光学计量(例如，计量子系统104的版本)工具产生AEI旗标数据602以提供高处理量测量。
图6是说明根据本发明的一或多个实施例的NZO预测器402的训练阶段的流程图600，其利用ADI旗标数据、ADI叠加数据、AEI旗标数据及AEI叠加数据用于当前层的制造控制。图7是说明根据本发明的一或多个实施例的工艺控制器的运行时间阶段的流程图700，其利用ADI旗标数据、ADI叠加数据、AEI旗标数据及来自NZO预测器402的输出用于当前层的制造控制。
AEI旗标数据602的并入可通过在当前层蚀刻步骤208之后提供叠加数据而进一步有利于NZO的预测，所述叠加数据并有可促成NZO的当前层的工艺变化。
在一个实施例中，针对每一样本在当前层蚀刻步骤208之后产生AEI旗标数据602。接着，控制器106可产生对制造工具控制参数的调整以可供后一次使用。本文中认识到，相对于使用基于粒子的计量工具产生的AEI叠加数据212，使用光学计量工具产生的AEI旗标数据602可提供增大的处理量及因此较高频率控制回路。
在另一实施例中，将来自先前批次的ADI旗标数据(例如，作为前馈数据)提供为当前批次中的AEI旗标数据602的替代。如本文中先前描述，在当前层的光刻步骤之后测量的ADI旗标数据可对先前层中的工艺变化敏感，且因此可提供否则可在先前层蚀刻步骤之后使用AEI获得的信息。在此方面，来自先前批次的ADI旗标数据可提供当前批次中的AEI旗标数据602的替代。应认识到，此方法可不受限于与单独AEI测量相关联的等待时间，且因此可仅基于ADI数据提供高频率控制回路。
在另一实施例中，在样本上制造多层叠加目标以有利于产生前馈ADI数据。适合多层叠加目标可包含(但不限于)具有三个或三个以上层的AIM目标。例如，考虑包含m个层li,i＝1…m的制造工艺。在此实例中，当前批次中的当前层ln的AEI旗标数据602可由先前批次中的层ln+1的ADI旗标数据取代。
此外，控制器106可利用任何ADI测量作为反馈及/或前馈数据以提供对制造工具控制参数的调整。例如，可在训练阶段或运行时间阶段期间将形状叠加数据提供为前馈或反馈数据以根据形状参数基于批次内的分组提供样本间控制。通过另一实例，可在训练阶段或运行时间阶段期间将对准不准确数据(例如，与对准标记不对称度量相关联)提供为反馈或前馈数据。
图8是说明在根据本发明的一或多个实施例的工艺控制方法800中执行的步骤的流程图。申请人提及，在系统100的上下文中，本文中先前描述的实施例及使能技术应解释为扩展到方法800。然而，进一步应注意，方法800不限于系统100的架构。
在一个实施例中，方法800包含步骤802：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。例如，ADI数据可指示所制造的半导体装置的当前层与一或多个先前层之间的叠加误差。此外，ADI数据可包含指示在制造一或多个层期间的工艺偏差的ADI旗标数据。
在一个实施例中，使用适于将ADI数据快速提供到工艺控制器以有利于高频率控制回路的高处理量计量工具来产生ADI数据。例如，可使用光学计量工具来产生ADI数据，所述光学计量工具例如(但不限于)基于图像的计量工具或基于散射测量的计量工具。
在另一实施例中，方法800包含步骤804：在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。此外，非零偏移可对应于从ADI数据与从AEI叠加数据确定的叠加误差之间的差。
在一个实施例中，使用高准确度计量工具(例如(但不限于)扫描电子计量工具)来产生AEI数据。在此方面，与ADI计量工具相比，AEI计量工具可展现较高分辨率但可能展现较低处理量。
在另一实施例中，方法800包含步骤806：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。本文中认识到，与在给定层的ADI及AEI期间测量的叠加之间的差相关联的非零偏移可诱发控制系统中的不稳定性。因此，NZO预测器可接受任意ADI数据作为输入且可提供对NZO(或者AEI数据)的预测。
步骤806可包含使用所属领域中已知的任何类型的机器学习算法来训练NZO预测器，所述机器学习算法例如(但不限于)神经网络、深度生成建模、主分量分析、信号响应计量或类似物。
在另一实施例中，方法800包含步骤808：使用来自一或多个先前生产样本的ADI数据及由非零偏移预测器基于来自一或多个先前生产样本的ADI数据产生的非零偏移来产生用于制造至少一个生产样本的当前层的光刻工具的控制参数的值。因此，控制参数可将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公差内。
在一个实施例中，在步骤804中训练的NZO预测器在运行时间阶段中通过接受当前层的ADI输入且预测与使用AEI计量工具进行的叠加测量相关联的NZO而操作。在此方面，可无需实际AEI测量。因此，工艺控制器可按ADI数据采集的频率更新制造工具(例如，光刻工具)的控制参数。
在另一实施例中，方法800包含步骤810：将控制参数的值提供到用于制造至少一个生产样本上的当前层的光刻工具。例如，可将控制参数(或对控制参数的调整)传输到用于制造当前层的光刻工具。
本文中描述的标的物有时说明含于其它组件内或与其它组件连接的不同组件。应理解，此类所描绘架构仅为示范性的，且事实上可实施实现相同功能性的许多其它架构。在概念意义上，实现相同功能性的组件的任何布置经有效“相关联”使得实现所要功能性。因此，本文中经组合以实现特定功能性的任两个组件可被视为彼此“相关联”使得实现所要功能性，而与架构或中间组件无关。同样地，如此相关联的任两个组件还可被视为彼此“连接”或“耦合”以实现所要功能性，且能够如此相关联的任两个组件还可被视为彼此“可耦合”以实现所要功能性。可耦合的特定实例包含(但不限于)可物理交互及/或物理交互的组件、及/或可无线交互及/或无线交互的组件，及/或可逻辑交互及/或逻辑交互的组件。
据信，通过前文描述将理解本发明及本发明的许多伴随优点，且将明白，可在不背离所揭示标的物或不牺牲其全部材料优点的情况下对组件的形式、构造及布置进行各种改变。所描述的形式仅为解释性的，且所附权利要求书希望涵盖且包含此类改变。此外，应理解，本发明由所附权利要求书定义。

Claims (39)

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：
将所述一或多个所关注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工具具有高于所述AEI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工具具有高于所述ADI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，其中所述复合计量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叠加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ADI数据产生的非零偏移来产生所述控制参数的值。
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值；及
以低于所述第一频率的第二频率，基于所述AEI叠加数据来更新所述控制参数的值。
21.根据权利要求18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。
22.根据权利要求21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值进一步包括：
至少部分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ADI旗标数据来产生所述光刻工具的所述控制参数的值。
23.根据权利要求18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ADI旗标数据。
24.根据权利要求23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：
将所述一或多个所关注区中的至少一者分解为周期性分量、线性分量，及噪声分量。
25.根据权利要求24所述的工艺控制系统，其中所述目标度量进一步包括：
所述周期性分量的强度、所述周期性分量的强度对所述噪声分量的强度的比中的至少一者。
26.根据权利要求23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。
27.根据权利要求18所述的工艺控制系统，其中所述ADI工具具有高于所述AEI工具的处理量。
28.根据权利要求18所述的工艺控制系统，其中所述AEI工具具有高于所述ADI工具的分辨率。
29.根据权利要求18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。
30.根据权利要求29所述的工艺控制系统，其中所述复合计量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。
31.根据权利要求30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。
32.根据权利要求18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。
33.根据权利要求18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。
34.根据权利要求18所述的工艺控制系统，其中所述ADI工具包括：
光学计量工具。
35.根据权利要求18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。
36.根据权利要求35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。
37.一种工艺控制系统，其包括：
显影后检验ADI工具；
蚀刻后检验AEI工具；
光刻工具，用于制造当前层；及
控制器，其经配置以通信地耦合到所述ADI工具、所述AEI工具，及所述光刻工具，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，从所述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，从所述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。
38.一种非零偏移预测器，其包括：
控制器，其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：
接收训练数据，所述训练数据包含：
在当前层的光刻步骤之后，来自显影后检验ADI工具的ADI数据，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，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，来自蚀刻后检验AEI工具的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数据及所述训练数据来预测所述非零偏移的值；
将所述非零偏移提供到工艺控制器，以调整用于制造至少一个生产样本上的所述当前层的光刻工具的控制参数的值。
39.一种工艺控制方法，其包括：
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，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，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ADI数据产生的非零偏移来产生用于制造至少一个生产样本的所述当前层的光刻工具的控制参数的值，其中所述控制参数将所述当前层与所述一或多个先前层之间的叠加误差维持在所选择的公差内；及
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