TW202409739A - 排程積體電路生產中的維修活動及/或相關參數之方法以及相關聯設備 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種最佳化一微影設備之維修的方法。該方法包含獲得與一微影設備之一生產力相關的生產力資料及與一維修活動對曝光效能之效應相關的誤差度量資料。該生產力資料及誤差度量資料用於判定以下中之一或兩者，此使得一生產力損失度量減小或最小化：在對該微影設備進行該維修活動之前在積體電路生產中待斜降之一層數，該等層使用該微影設備微影曝光於複數個基板中之各者上；及/或與該維修活動之執行頻率相關的一維修排程度量。

Description

排程積體電路生產中的維修活動及/或相關參數之方法以及相關聯設備

本發明係關於可用於例如藉由微影技術來製造裝置之方法及設備，且係關於使用微影技術來製造裝置之方法。

微影設備為將所要圖案塗覆至基板上，通常塗覆至基板之目標部分上之機器。微影設備可用於例如積體電路(IC)之製造中。在彼情況下，替代地稱為遮罩或倍縮光罩之圖案化裝置可用於產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。此圖案可轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如包括晶粒之部分、一個晶粒或多個晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上來進行圖案之轉印。通常地，單個基板將含有連續圖案化之鄰近目標部分之網路。此等目標部分通常稱為「場」。

在複雜裝置之製造中，通常執行許多微影圖案化步驟，藉此在基板上之順次層中形成功能性特徵。因此，微影設備之效能之關鍵態樣能夠相對於(藉由相同設備或不同微影設備)置於先前層中之特徵正確且準確地置放所塗佈圖案。出於此目的，該基板設置有一或多組對準標記。各標記為可稍後使用位置感測器(典型地為光學位置感測器)量測其位置之結構。微影設備包括一或多個對準感測器，可藉由該等感測器準確地量測基板上之標記之位置。不同類型之標記及不同類型之對準感測器來自不同製造商及同一製造商之不同產品為吾人所知。

在其他應用中，度量衡感測器用於量測基板上之曝光結構(或在抗蝕劑中及/或在蝕刻之後)。快速且非侵入性形式之特定檢測工具為散射計，其中將輻射光束導向至基板之表面上之目標上，且量測散射光束或反射光束之屬性。已知散射計之實例包括US2006033921A1及US2010201963A1中描述之類型的角解析散射計。除了藉由重新建構進行特徵形狀之量測以外，亦可使用此設備來量測基於繞射之疊對，如公開的專利申請案US2006066855A1中所描述。使用繞射階之暗場成像進行之基於繞射之疊對度量衡使得能夠對較小目標進行疊對量測。可在國際專利申請案WO 2009/078708及WO 2009/106279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圍繞。可使用複合光柵目標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方式併入本文中。

有必要常規地對微影執行維修活動以便替換劣化組件。可能有必要在維修活動之準備階段斜降(暫時停止生產)一或多層，此係因為在維修活動之前及之後曝光同一基板之不同層時，與經替換組件相比，替換組件之指紋(fingerprint)或影響可能會引起較大疊對誤差。

期望減輕此等維修活動對生產力之效應。

本發明在一第一態樣中提供一種最佳化一微影設備之維修的方法，該方法包含：獲得與一微影設備之一生產力相關的生產力資料；獲得與一維修活動對曝光效能之效應相關的誤差度量資料；及使用該生產力資料及誤差度量資料來判定以下中之一或兩者，此使得一生產力損失度量減小或最小化：在對該微影設備進行該維修活動之前在積體電路生產中待斜降之一層數，該等層使用該微影設備微影曝光於複數個基板中之各者上；及/或與該維修活動之執行頻率相關的一維修排程度量。

本發明在一第二態樣中提供一種判定與對一微影設備進行之一維修活動之排程相關的一維修排程度量的方法，該方法包含：獲得微影設備監測資料；獲得斜降與使用該微影設備微影曝光於複數個基板中之各者上的複數個層之生產所需的時間相關的層循環時間資料；使用一轉換模型將該微影設備監測資料轉換成誤差度量資料；使用用於該微影設備之一致動模型來判定該誤差度量資料之一不可校正分量；及基於一效能準則、該層循環時間資料及該誤差度量之該不可校正分量來判定該維修排程度量。

亦揭示一種電腦程式及微影設備，其可操作以執行該第一態樣或該第二態樣之該方法。

將根據對下文所描述之實例的考量理解本發明之以上及其他態樣。

相關申請案之交叉參考

本申請案主張2022年5月16日申請之歐洲專利申請案22173630.9、2022年5月18日申請之歐洲專利申請案22174095.4及2023年1月25日申請之歐洲專利申請案23153278.9的優先權，該等歐洲專利申請案以全文引用之方式併入本文中。

在詳細地描述本發明之實施例之前，呈現可實施本發明之實施例之實例環境係有指導性的。

圖1示意性地描繪微影設備LA。該設備包括：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)；圖案化裝置支撐件或支撐結構(例如，遮罩台) MT，其經建構以支撐圖案化裝置(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裝置之第一定位器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精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裝置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，且充當用於設定及量測圖案化裝置及基板之位置以及圖案化裝置及基板上之特徵之位置的參考。

照明系統可包括用於引導、塑形或控制輻射之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。

圖案化裝置支撐件MT以取決於圖案化裝置之定向、微影設備之設計及其他條件(諸如，是否將圖案化裝置固持於真空環境中)之方式來固持圖案化裝置。圖案化裝置支撐件可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化裝置。圖案化裝置支撐件MT可為例如可視需要固定或可移動之框架或台。圖案化裝置支撐件可確保圖案化裝置例如相對於投影系統處於所要位置。

本文中所使用之術語「圖案化裝置」應被廣泛地解釋為係指可用於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裝置。應注意，例如，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。大體而言，賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中產生之裝置(諸如，積體電路)中之特定功能層。

如此處所描繪，設備屬於透射類型(例如，採用透射圖案化裝置)。替代地，該設備可屬於反射類型(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)。圖案化裝置之實例包括遮罩、可程式化鏡面陣列及可程式化LCD面板。本文中對術語「倍縮光罩」或「遮罩」之任何使用可被視為與更一般術語「圖案化裝置」同義。術語「圖案化裝置」亦可解釋為係指以數位形式儲存用於控制此可程式化圖案化裝置之圖案資訊的裝置。

本文中所使用之術語「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」之任何使用與更一般的術語「投影系統」同義。

微影設備亦可屬於以下類型：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設備中之其他空間，例如遮罩與投影系統之間的空間。浸潤技術在此項技術中為吾人所熟知用於增加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，輻射源與微影設備可為單獨實體。在此等情況下，不認為輻射源形成微影設備之部分，且輻射光束藉助於包括例如合適引導鏡面及/或擴束器之光束遞送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當輻射源為汞燈時，輻射源可為微影設備之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD在必要時可稱為輻射系統。

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裝置支撐件MT上之圖案化裝置MA上，且由該圖案化裝置圖案化。在已橫穿圖案化裝置(例如，遮罩) MA之情況下，輻射光束B穿過投影系統PS，該投影系統將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器IF (例如干涉裝置、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)可用於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裝置(例如，遮罩) MA。

可使用遮罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置(例如，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，但該等標記其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，在將超過一個晶粒設置於圖案化裝置(例如，遮罩) MA上之情況下，遮罩對準標記可位於該等晶粒之間。較小對準標記亦可在裝置特徵當中包括於晶粒內，在此情況下，需要使標記物儘可能地小且無需與鄰近特徵不同的任何成像或程序條件。下文進一步描述偵測對準標記之對準系統。

所描繪設備可用於多種模式中。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，同步地掃描圖案化裝置支撐件(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之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於圖案化裝置支撐件(例如，遮罩台) MT之速度及方向。在掃描模式中，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，其他類型之微影設備及操作模式係可能的。舉例而言，步進模式為吾人所知。在所謂的「無遮罩」微影中，可程式化圖案化裝置保持靜止但具有變化圖案，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。

微影設備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-該等基板台可在該兩個站之間進行交換。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。此使得設備之產出量能夠實質上增加。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在其處於量測站處以及處於曝光站處時不能夠量測基板台之位置，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，其他配置為吾人所知且可用的。舉例而言，提供基板台及量測台之其他微影設備為吾人所知。此等基板台及量測台在執行預備量測時銜接在一起，且接著在基板台進行曝光時不銜接。

圖2繪示將目標部分(例如，晶粒)曝光於圖1之雙載物台設備中之基板W上之步驟。虛線框內之左側為在量測站MEA處執行之步驟，而右側展示在曝光站EXP處執行之步驟。有時，基板台WTa、WTb中之一者將位於曝光站處，而另一者位於量測站處，如上文所描述。出於此描述之目的，假定基板W已裝載至曝光站中。在步驟200處，藉由未展示之機制將新基板W'裝載至設備。並行地處理此等兩個基板以便增加微影設備之產出量。

首先參考重新裝載之基板W'，此基板可為先前未經處理之基板，其用新光阻製備以在設備中進行第一次曝光。然而，通常而言，所描述之微影程序將僅僅為一系列曝光及處理步驟中之一個步驟，使得基板W'已通過此設備及/或其他微影設備若干次，且亦可經歷後續程序。特別針對改良疊對效能之問題，任務為確保將新圖案確切地塗佈於已經受圖案化及處理之一或多個循環之基板上的正確位置中。此等處理步驟漸進地在基板中引入失真，該等失真必須經量測及校正以達成令人滿意的疊對效能。

可在其他微影設備中執行且可甚至在不同類型之微影設備中執行先前及/或後續圖案化步驟(如剛才所提及)。舉例而言，裝置製造程序中之在諸如解析度及疊對之參數方面要求極高的一些層與要求不高之其他層相比可在更進階微影工具中執行。因此，一些層可曝光於浸潤型微影工具中，而其他層曝光於『乾式』工具中。一些層可曝光於在DUV波長下工作之工具中，而其他層使用EUV波長輻射進行曝光。

在202處，使用基板標記P1等及影像感測器(未展示)之對準量測用於量測及記錄基板相對於基板台WTa/WTb之對準。另外，將使用對準感測器AS來量測跨越基板W'之若干對準標記。在一個實施例中，此等量測用於建立「晶圓柵格」，該晶圓柵格極準確地映射橫越基板之標記之分佈，包括相對於標稱矩形柵格之任何失真。

在步驟204處，亦使用位階感測器LS來量測相對於X-Y位置之晶圓高度(Z)映射。習知地，高度圖僅用以達成對經曝光圖案之準確聚焦。另外，其可用於其他目的。

當裝載基板W'時，接收配方資料206，其定義待執行之曝光，且亦定義晶圓及先前產生之圖案及待產生於該基板W'上之圖案之屬性。將在202、204處獲得之晶圓位置、晶圓柵格及高度圖之量測添加至此等配方資料，使得可將配方及量測資料208之完整集合傳遞至曝光站EXP。對準資料之量測例如包含以與為微影程序之產品的產品圖案成固定或標稱固定關係而形成之對準目標之X位置及Y位置。恰好在曝光之前獲得之此等對準資料用於產生具有將模型擬合至資料之參數之對準模型。此等參數及對準模型將在曝光操作期間用於校正當前微影步驟中所塗佈之圖案的位置。在使用中之模型內插經量測位置之間的位置偏差。習知對準模型可能包含四個、五個或六個參數，該等參數一起以不同尺寸界定『理想』柵格之平移、旋轉及按比例縮放。使用更多參數之進階模型為吾人所知。

在210處，調換晶圓W'與W，使得經量測基板W'變成基板W，從而進入曝光站EXP。在圖1之實例設備中，藉由交換設備內之支撐件WTa及WTb來執行此調換，使得基板W、W'保持準確地經夾持且定位於彼等支撐件上，以保留基板台與基板自身之間的相對對準。因此，一旦已調換該等台，則為了利用用於基板W (先前為W')之量測資訊202、204來控制曝光步驟，就必需判定投影系統PS與基板台WTb (先前為WTa)之間的相對位置。在步驟212處，使用光罩對準標記M1、M2來執行倍縮光罩對準。在步驟214、216、218中，將掃描運動及輻射脈衝施加於跨越基板W之順次目標位置處，以便完成數個圖案之曝光。

藉由在執行曝光步驟中使用量測站處所獲得之對準資料及高度圖，此等圖案相對於所要位置且尤其相對於先前置放於同一基板上之特徵準確地對準。在步驟220處自設備卸載現在經標註為W''之經曝光基板，以根據經曝光圖案使其經歷蝕刻或其他程序。

熟習此項技術者應知曉上述描述為真實製造情形之一個實例中所涉及之多個極詳細步驟的簡化概述。舉例而言，常常將存在使用相同或不同標記之粗略及精細量測之單獨階段，而非在單一遍次中量測對準。粗略及/或精細對準量測步驟可在高度量測之前或在高度量測之後執行，或交錯執行。

一微影設備或掃描器需要常規維修活動，例如以替換隨時間推移經受降級之硬體組件。舉特定實例而言，掃描器之晶圓台降級且需要週期性替換。此等硬體調換及/或維修活動可引起效能影響。

在圖3中概念地繪示此類效能影響。疊對為描述層相對於先前經曝光(下部)層之適當置放的重要參數。各晶圓台在夾持至其之基板上留下晶圓夾持影響(impact)或夾持指紋，應對該晶圓夾持影響或夾持指紋進行校正。然而，隨著晶圓台隨著時間推移磨損，相關聯之晶圓夾持影響受影響(通常變得更大)，此將影響經曝光結構在基板上之定位。因此，晶圓台(及其他組件)之降級將導致位置誤差；此等誤差可劃分成：較低頻率誤差或可校正誤差(CE)，其可在掃描器內經由程序校正迴路(例如，稱為進階程序校正或APC迴路)進行量測(使用合適度量衡工具)及校正；及較高頻率誤差或不可校正誤差(NCE)，其無法經由APC校正，此係因為誤差之效應無法使用足夠快的度量衡來量測，由用於表示度量衡資料之模型捕捉及/或因為所需校正無法在掃描器內致動。

在不存在晶圓台調換之情況下，晶圓夾持影響足夠緩慢地改變以使得在單一晶圓上之不同層之曝光之間基本上無顯著改變。因為疊對係兩個層之間的相對量測，因此由各層中之此影響引起之NCE在很大程度上自行抵消。參考圖3(a)，第一層L1及第二層L2之線表示降級晶圓台之晶圓柵格影響之高頻分量。儘管此降級引起各曝光層中之特徵之局部置放的相對較大量值干擾，但此等干擾在各層中通常足夠相似且在疊對中自身抵消(亦即，位置誤差在各層中相同，此意謂由此效應引起的層之間的未對準相對較小)。因此，由各層中之此晶圓台指紋引起之疊對NCE將較小。相比之下，圖3(b)概念地繪示在層L1與L2之曝光之間應存在晶圓台調換之情形。新台歸因於晶圓台缺陷而產生整體較小之晶圓柵格影響；然而，在層L1曝光中存在舊台之影響。因此，不再存在此影響之抵消，從而導致顯著較大之NCE疊對懲罰。此可歸因於此等指紋之差異而引起APC不可校正跳躍，其可足夠大以影響良率(誤差為不可校正之事實意謂無法經由重工復原此等晶圓)。

在晶圓處理期間(亦即，在曝光晶圓上之不同層之間)由硬體維修引起之此疊對懲罰通常稱為晶圓在製(wafer-in-process；WIP)影響。減輕此WIP影響之一個策略為在此維修活動之準備階段「斜降」若干層之曝光，以便在該活動時減少在製晶圓(僅一些所需層經曝光之晶圓)之數目。此斜降通常包含在維修活動之前的數週內停止曝光一或多個層，例如在各連續層之斜降之間每隔幾天至幾週(a couple/few weeks)停止自底層依次曝光各層。可能並非所有層均斜降，且最佳化待斜降之層數為本文中所揭示之方法中之至少一些的目標。層之此斜降表示相對於以開始斜降之前的速率繼續晶圓生產的生產力損失。

除斜降影響以外，在維修活動之後重新開始生產時將存在伴隨的斜升影響(亦即，相比於全生產速率)。舉例而言，需要重新開始生產在可開始生產堆疊中之較高層之前斜降的各層。另外，需要重新開始校正迴路或APC迴路，此係因為不存在(或不充足)用於維修後系統之度量衡資料。由於此情形，在維修活動後曝光之許多第一在製晶圓將不合規格地曝光且因此將需要重工(剝去經曝光抗蝕劑、重新覆蓋及重新曝光)。

此斜降及斜升時間之組合產生通常稱為C時間之時間：此等斜降及斜升週期相對於無斜升或斜降之時間影響。C時間為A時間(實際維修活動之標稱停工時間)及B時間(應用於A時間之裕度)以外的時間。

圖4為累積批次數#lots相對於時間之曲線圖，其展示包括斜降週期、維修活動及斜升週期之生產週期(實線)之生產速率。A+B時間為包括裕度之實際維修活動之週期，在此期間生產力為零(機器停工時間)。虛線表示在無斜降或斜升時間之情況下的標稱生產速率，且生產以恆定速率繼續直至到達維修活動，且在該活動之後立即重新開始生產。C時間為在完成斜升且生產已達到大致穩定速率之後兩個曲線圖之間的時間差。可瞭解，C時間通常遠大於A+B時間，亦大於此曲線圖中所繪示之時間。

存在用於處置維修活動之若干不同方法及策略。現將描述由圖5(a)及圖5(b)所繪示之兩個極端；已知目前使用此等兩個極端。其他當前策略包括兩個極端之間的策略。

圖5(a)為累積批次數#lots相對於時間之曲線圖，其展示第一極端策略之生產速率。此策略可將若干干預群集在一起，且僅以由最弱部分(例如，晶圓台)之預期最大使用壽命(例如，約2年)判定之速率執行維修活動MA。此方法通常將需要所有關鍵層在經擴展斜降週期內完全斜降，此係因為現已高度劣化之晶圓台(及可能的其他組件)將賦予與其替換物相比極其不同的晶圓柵格指紋。此情境受晶圓廠之循環時間(例如，總轉回時間TAT，其判定斜降速度，且因此判定斜升速度)限制。

圖5(b)為另一極端處之策略的等效曲線圖，其中相對頻繁地(例如，一年多次)執行維修活動MA，其中根本不存在層斜降。斜升時間亦將較短，且不受晶圓廠循環時間限制。然而，此策略將產生待完成之大量WIP批次(且特定APC線程將需要重設)，且同時產生APC需要重新開始之大量新批次。

此等極端中之任一者均不可能為最佳的(例如，產生最小化之C時間)。因此，提議最佳化或判定斜降及/或維修活動排程之位準以便發現最佳化(例如，最小化或減少)之C時間量的方法。此方法可基於C時間(或相關度量)成本函數之最佳化/判定。更特定而言，所提議方法可最佳化或判定待斜降之層數及/或維修活動排程，使得生產力損失(例如，根據生產力損失度量，諸如C時間，或損失之每天晶圓/批次)最小化或減少。取決於使用案例，此可意謂斜降時間或斜升時間中之任一者占主導地位。在一實施例中，最佳化可包含待斜降之層數與維修活動/維修活動頻率(例如，維修活動頻率度量)之間的時間的共同最佳化。替代地，維修活動之間的時間可為固定的，且針對給定維修活動排程最佳化待斜降之層數。在另一替代方案中，待斜降之層數可基於誤差度量及最佳化之維修活動之間的時間而計算。

成本函數之輸入參數可包含： ● 與斜降層之生產所需之時間相關的層循環時間資料。此可為所有層之平均值(例如，總轉回時間或斜降時間除以層數)，或另外可包含各層之各別層循環時間(實際上，各層將具有不同的相關聯斜降或循環時間)； ● 與任何斜降之前的基線生產速率(例如，就每天晶圓或批次而言)相關的基線產出量參數或基線速率參數。層循環時間及基線速率參數可統稱為生產力資料。 ● 誤差度量，諸如描述(或為其代理)各層之預期APC可校正程序跳躍(或更通常為可經由用於微影程序中之程序控制迴路校正之誤差度量之改變的程序跳躍)之可校正誤差度量 ，及/或描述(或為其代理)各層之預期APC不可校正程序跳躍(或更通常為不可經由用於微影程序中之程序控制迴路校正之誤差度量之改變的程序跳躍)之不可校正誤差度量 。此等誤差度量中之任一者可自來自先前干預之經驗判定及/或基於掃描器度量衡而預測/模型化，諸如由晶圓台根本原因引起之調平資料、由透鏡根本原因引起之透鏡量測。此掃描器資料可經量測且轉譯成由歸因於組件劣化之程序漂移引起之疊對影響，其將在替換劣化組件時被移除，從而引起程序跳躍。可按層判定此可校正及/或不可校正程序跳躍。下文將結合圖7來描述用於判定此(可校正及/或不可校正)誤差度量之新穎方法。 ● 維修排程度量，諸如維修活動(例如，硬體組件替換)之間的時間。替代地，此參數可經最佳化以用於結合最佳化待斜降之層數。

許多此資料為可量測的或可自掃描器資料(當前或歷史中之任一者)或虛擬計算平台獲得。當未經最佳化時，可由使用者選擇維修排程度量。

因此，目標函數可依據上文所列之輸入參數及描述待斜降之層數的度量建構。此函數之成本(例如，生產力損失度量)可就發現待斜降之最佳層數而言，且視情況亦就發現維修活動之間的最佳時間而言最小化。生產力損失度量可包含C時間或相關度量，諸如損失之每天晶圓(WPD)或損失之每天關鍵晶圓。每天關鍵晶圓係指例如為疊對關鍵之層上的晶圓曝光，且因此需要「清除」以便避免由WIP影響引起之良率劣化。通常觀測到此等層經斜降，其中「釋放的」掃描器容量用於曝光較低規格之層，使得總掃描器輸出保持穩定。因此，生產力損失度量可顯現為硬體調換之前/之後的關鍵WPD減少，其中總WPD保持相同。

純粹例示性成本函數可將在損失之每天晶圓或每天關鍵晶圓方面之成本 計算為： 其中： 為斜降之前的基線生產速率(例如，如圖4上之虛線所描述)， 為轉回時間或總斜降時間(參見圖4)， 為總層數， 為斜降之層數， TBA為維修活動之間的時間(參看圖5(b))， 為需要APC迴路重設之層數，其中 ， 為層 i之預期APC可校正跳躍，且 為各層之需要重工之晶圓數。若APC可校正跳躍大於可校正誤差臨限值 (例如，在0.1 nm與0.5 nm之間，在0.2 nm與0.4 nm之間或在0.25 nm與0.35 nm之間)，則僅APC迴路需要重設。此將判定針對APC重設，每層需要多少重工迭代。因此， 為諸如步階函數或海維賽(Heaviside)函數(亦即，0低於可校正誤差臨限值 ，且1等於且高於可校正誤差臨限值 )之函數。

可瞭解，第一項主要係關於斜降且第二項主要係關於斜升。第一項之因數2允許斜降亦將需要對應斜升之事實。

如已描述，成本 可在最佳化待斜降之層數 方面最小化，或經最小化以共同最佳化待斜降之層數 及維修活動之間的時間 TBA。

在一替代實施例中，成本 可在最佳化維修活動之間的時間 TBA方面最小化。在此實施例中，待斜降之層數 可基於誤差度量，更特定而言不可校正誤差度量而判定。在此方法中，待斜降之層數可判定為經計算以引起不可校正誤差之跳躍(例如，不可經由APC迴路校正)之所有層的數目，其高於指示不可校正誤差之可接受量值的不可校正誤差臨限值。因此，待斜降之層數可判定為 ，其中 為層 i之預期APC不可校正跳躍，且 為諸如步階函數或海維賽(Heaviside)函數(亦即，0低於不可校正誤差臨限值 ，且1等於且高於不可校正誤差臨限值 )之函數。

因此，所提議方法可用於在C時間方面做出關於調換之最佳時刻的決策及/或藉由平衡C時間斜升及/或斜降解決方案之增益與成本而最小化C時間。

圖6為C時間相對於待斜降之層數 的例示性曲線圖。所標繪之兩個白點係關於所描述之極端策略，亦即，零層斜降之頻繁維修活動及所有層斜降之維修活動之間的最大化時間。可見，此等策略在最小化C時間方面均不係最佳的。在此等兩個極端之間的點(黑點)處發現最小C時間，且其可使用本文中所揭示之方法判定。斜升時間在自此C時間最小點斜降之層數較低時占主導地位，且斜降時間在自此點斜降之層數較高時占主導地位。

圖7為繪示用於基於C時間預測而做出維修活動決策之替代實施例的流程圖。此方法提議基於諸如晶圓台品質評估資料、調平資料、透鏡模型漂移資料等之線內監測機構(掃描器監測資料700)而預測不可校正WIP影響。可使用諸如物理轉換模型(例如，自調平資料及像差敏感度判定失真誘發之疊對(其可使用微影模擬來計算)之『Z2XY』模型)的合適模型將此掃描器監測資料700轉譯710成疊對(或其他感興趣參數)影響。

在下一步驟中，使用掃描器之致動模型來計算720疊對影響之不可校正誤差部分。此步驟可包含將此不可校正影響組合成節點疊對效能之分解，以便在實際程序控制效能假定下預測總疊對影響。可使用用於在維修活動之前及之後跨越不同層收集之多個批次之常規生產資料來評定節點疊對效能。此資料可用於評定產品上可變性及其歸因於維修活動之改良(例如，新掃描器硬體)。因為使用常規生產資料，所以其不含有任何WIP影響。可接著將資料與基於掃描器資料(例如，Z2XY資料)而判定之預期WIP影響組合。此可藉助於在疊對影響方面之均方根判定，或藉由組合產品上可變性指紋與WIP影響指紋且接著使用規格中晶粒(dies-in-spec)統計方法確定潛在產率影響來達成。

基於當前每層效能準則(例如疊對規格)及層之量及總轉回時間或斜降時間730，可計算740所得生產力/C時間影響。基於將最終不合規格之層的量及總轉回時間，可作出關於是否應執行維修活動之決策750。

此方法允許直接預測對現狀之改良。舉例而言，在晶圓台調換之情況下，可藉由經由基於梯度之計算(Z2XY)將調平資料轉換成經預測疊對資料來預測WIP及C時間影響。

可瞭解，前一實施例之不可校正誤差度量可藉由執行此實施例之步驟700、710及720來判定。類似地，可瞭解，可藉由執行步驟700及710，接著執行步驟720之變體(計算疊對影響之可校正誤差部分(而非NCE部分))來判定前一實施例之可校正誤差度量。

圖8為示出圖7所描述之方法之擴展的流程圖。可將歷史掃描器監測資料800 (例如，與掃描器監測資料700為相同類型)饋送至機器學習模型810 (例如，遞回神經網路，諸如長短期記憶體LSTM模型)以預測疊對及/或NCE資料820 (例如，等效於前一實施例之步驟710及/或720之輸出)。此經預測疊對及/或NCE資料820可與歷史掃描器監測資料800一起用於預報830硬體劣化之『趨勢』及/或預測未來給定時間點處之NCE/C時間影響。

劣化之未來『趨勢』及C時間影響之此預報實現維修活動之最佳排程，此歸因於預期WIP/不可校正影響而需要層之部分斜降。此最佳排程可平衡斜降、斜升及APC重設以最小化WPD影響。

在一些情況下，微影設備內之組件的降級對誤差度量之效應可僅已知在全組件級別下且不在子組件級別下。舉例而言，投影透鏡系統內之個別透鏡元件(子組件)之降級或漂移對誤差度量(資料)之影響可能不會自通常獲取之資料導出，諸如藉由微影設備內之感測器量測的像差資料。所獲取(量測)資料通常係關於所有子組件(在此情況下為構成投影透鏡系統之全部透鏡元件)之總效應。

然而，有可能全組件之降級受子組件之降級主導，此通常亦為可替換的(可調換的)。舉例而言，個別透鏡元件可比其他元件更快速地劣化且因此判定整個投影透鏡系統之劣化速率為吾人所知的。由於透鏡元件對誤差度量(例如，像差及/或其誘發之疊對誤差)之直接影響並非為吾人所知的，因此提議在個別透鏡元件之多個降級階段執行透鏡系統之光學模擬或資料驅動模型化。藉由執行此模擬，有可能解除(disentangle)總(系統)效應及透鏡元件對誤差度量之特定影響。此解除係重要的，此係因為對誤差度量之影響為用於排程硬體(透鏡元件)調換及/或可減少WIP影響且因此改良C時間之任何斜降活動中之任一者的重要預測因子(predictor)。

因此，提議開發一種用於預測子組件之降級對誤差度量(像差位準及/或不可校正疊對誤差)之影響的方法，且將此預測用於排程任何其他活動。

所提議方法之第一階段係基於藉由利用以下資料來分離觀測到的全組件對誤差度量及子組件之影響：i)組件供應商資料；ii)由微影設備獲取之歷史及當前度量衡資料；及iii) 指示執行子組件之硬體調換的時間點之資料。供應商資料係關於某一子組件對全組件之效能的影響。舉例而言，投影透鏡系統之供應商可提供一或多個個別透鏡元件之降級模型及對整個投影透鏡系統之像差位準的影響，此通常基於實體模擬模型(例如，光線追蹤)之效能且較佳地基於表徵一或多個降級透鏡元件之(離線)量測資料。像差位準為由微影設備且藉由使此度量衡資料與指示調換一或多個透鏡元件之時間點的資料相關而獲取之歷史及當前度量衡資料之部分，有可能建構個別透鏡元件之調換在某一時間點將對像差位準有何影響的預測模型。

可藉由利用包含於微影設備之生產力資料內之(微影)使用方式資料來進一步改進子組件降級模型。在子組件為透鏡元件之實例中，使用方式資料可包含指示在微影設備之曝光操作期間所使用的曝光劑量、倍縮光罩透射及照明設定(光瞳形狀)之參數。所提及參數對與透鏡元件相關聯之降級機構具有明顯影響，且此等參數之知識可極大地改良透鏡元件降級模型之準確度。該降級模型可例如經組態以預測跨越微影設備之影像場的誤差度量之指紋。

因此，藉由使用生產力資料、組件供應商資料、度量衡資料或誤差度量資料(例如，在透鏡元件調換活動之前及之後的像差資料)及硬體交換資料，可建立可準確地預測某一透鏡元件調換在某一時間點對誤差度量(像差/疊對)資料之影響的像差位準或疊對預測模型。

在誤差度量資料為像差資料之情況下，在像差位準預測之後，將像差資料轉譯成對誤差度量(諸如不可校正產品上疊對)之影響可為有益的。在一實例中，此可藉由將所預測像差位準轉譯成在個別透鏡元件之調換之前及之後待由微影設備曝光之一或多個圖案的移位來達成。

因此，藉由使用透鏡元件降級模型且轉譯透鏡元件調換對產品上效能之預期影響，可判定在透鏡元件調換對例如疊對誤差之影響將變得過大而無法保證對WIP及/或C時間之可接受影響的時間點。因此，微影設備之使用者可對開始斜降一或多個(關鍵)層之較佳時刻作出明智評估，且為透鏡元件之實際調換做好準備。

儘管上文已描述本發明之特定實施例，但將瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。

在以下經編號條項之清單中揭示本發明之其他實施例： 1. 一種最佳化微影設備之維修的方法，該方法包含： 獲得與微影設備之生產力相關的生產力資料； 獲得與維修活動對曝光效能之效應相關的誤差度量資料；及使用該生產力資料及誤差度量資料來判定以下中之一或兩者，此使得一生產力損失度量減小或最小化：在對該微影設備進行該維修活動之前在積體電路生產中待斜降之層數，該等層使用微影設備微影曝光於複數個基板中之各者上；及/或與該維修活動之執行頻率相關的維修排程度量。 2. 如條項1之方法，其中該生產力資料包含： 與斜降各層之生產所需的時間相關的層循環時間資料；及 與基線生產速率相關的基線速率參數資料。 3. 如條項2之方法，其中該層循環時間資料包含各層之平均層循環時間值。 4. 如條項2之方法，其中該層循環時間資料包含用各層之各別層循環時間值。 5. 如條項2至4中任一項之方法，其中生產力損失度量包含相對於該基線生產速率損失之基板數、相對於該基線生產速率損失之關鍵基板數及/或相比於該基線生產速率歸因於該斜降及對應斜升而損失之時間。 6. 如任一前述條項之方法，其中該判定步驟包含最佳化使生產力損失度量與待斜降之該層數、生產力資料、維修排程度量及誤差度量資料相關的成本函數。 7. 如條項6之方法，其中該成本函數包含描述在該維修活動之前斜降層對該生產力損失度量之效應的斜降項，及描述在該維修活動之後斜升層對該生產力損失度量之效應的斜升項。 8. 如任一前述條項之方法，其包含：獲得微影設備監測資料；及自該微影設備監測資料判定該誤差度量資料。 9. 如任一前述條項之方法，其中該誤差度量資料用於判定校正迴路需要在該維修活動之後重設之層數。 10.    如條項9之方法，其中誤差度量資料包含了包含該誤差度量資料之可校正分量之可校正誤差度量資料。 11.    如條項10之方法，其包含將校正迴路需要重設之層數判定為經計算以引起該可校正誤差分量之跳躍的所有層，該跳躍高於指示可校正誤差之可接受量值的可校正誤差臨限值。 12.    如條項10或11之方法，其包含：獲得微影設備監測資料；使用轉換模型將該微影設備監測資料轉換成誤差度量資料；及使用用於微影設備之致動模型來判定誤差度量資料之可校正分量。 13.    如條項9至12中任一項之方法，其中該判定步驟包含將校正迴路需要重設之該經判定層數與需要歸因於維修活動之效應重工的基板之數目組合。 14.    如任一前述條項之方法，其中該判定步驟最佳化待斜降之層數，且進一步使用與該維修活動之執行頻率相關的所選擇維修排程度量。 15.    如條項1至13中任一項之方法，其中該判定步驟最佳化維修排程度量，且待斜降之層數目係基於誤差度量資料而判定。 16.    如條項15之方法，其中該誤差度量資料包含了包含該誤差度量資料之不可校正分量的不可校正誤差度量資料。 17.    如條項16之方法，其包含將待斜降之層數判定為經計算以引起該不可校正誤差分量之跳躍的所有層，該跳躍高於指示不可校正誤差之可接受量值的不可校正誤差臨限值。 18.    如條項16或17之方法，其包含：獲得微影設備監測資料；使用轉換模型將該微影設備監測資料轉換成誤差度量資料；及使用用於微影設備之致動模型來判定誤差度量資料之不可校正分量。 19.    如條項1至13中任一項之方法，其中該判定步驟包含將待斜降之該層數及維修排程度量共同最佳化。 20.    如條項14或19之方法，其進一步包含根據待斜降之最佳化層數執行該斜降。 21.    如條項15至19中任一項之方法，其進一步包含根據最佳化維修排程度量執行該維修活動。 22.    如任一前述條項之方法，其中該可校正誤差度量係關於疊對誤差。 23.    如任一前述條項之方法，其中該判定步驟使得生產力損失度量減小包含判定使得生產力損失度量最小化。 24.    一種判定與對微影設備進行之維修活動之排程相關的維修排程度量的方法，該方法包含：獲得微影設備監測資料；獲得斜降與使用微影設備微影曝光於複數個基板中之各者上的複數個層之生產所需的時間相關的層循環時間資料；使用轉換模型將該微影設備監測資料轉換成誤差度量資料；使用用於微影設備之致動模型來判定誤差度量資料之不可校正分量；基於效能準則、該層循環時間資料及該誤差度量之該不可校正分量來判定該維修排程度量。 25.    如條項24之方法，其中該微影設備監測資料包含歷史微影設備監視資料，且該轉換模型包含機器學習模型；且該方法進一步包含：使用該模型來預測以下中之一或兩者：該微影設備之硬體組件之劣化的未來趨勢，該維修活動與該硬體組件相關；及/或生產力損失度量及/或誤差度量之不可校正分量的未來趨勢。 26.    一種電腦程式，其包含可經操作以在運行於合適設備上時執行如條項1至25中任一項之方法的程式指令。 27.    一種非暫時性電腦程式載體，其包含如條項26之電腦程式。 28.    一種處理系統，其包含處理器及包含如條項26之電腦程式的儲存裝置。 29.    一種微影設備，其包含如條項28之處理系統。 30.    如條項29之微影設備，其進一步包含：用於支撐一圖案化裝置之一圖案化裝置支撐件；用於將圖案投影至圖案化裝置上之投影光學器件；及用於支撐基板之基板支撐件。 31.    如條項1之方法，其進一步包含： 獲得子組件之降級模型，該子組件為對誤差度量資料具有總體貢獻的組件之部分，其中降級模型預測該子組件之降級在複數個時間點內對該總體貢獻的貢獻；及 除生產力資料及誤差度量資料以外，使用降級模型來判定實施斜降層數及/或對該子組件執行維修活動之未來時間點。 32.    如條項31之方法，其進一步包含：獲得與影響該子組件之降級速率的該微影設備之一或多個特性相關的該微影設備之使用方式資料；及將該使用方式資料用作至所獲得降級模型之輸入以增強未來時間點之判定。 33.    如條項31或32之方法，其中降級模型係基於子組件及組件之實體模型。 34.    如條項33之方法，其中降級模型進一步基於與子組件相關聯，較佳地與一或多個降級位準相關的量測資料。 35.    如條項31至34中任一項之方法，其中降級模型經組態以預測該降級對微影設備之指紋的影響。

雖然上文可特定地參考在光學微影之上下文中本發明之實施例的使用，但將瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影)中，且在上下文允許之情況下不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化裝置中之構形(topography)定義在基板上產生之圖案。可將圖案化裝置之構形壓入至經供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑係藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後將圖案化裝置移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。

本文中所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為或約為365、355、248、193、157或126 nm)及極紫外線(EUV)輻射(例如具有在1至100 nm範圍內之波長)，以及粒子束，諸如離子束或電子束。

在上下文允許之情況下，術語「透鏡」可指各種類型之光學組件中之任一者或組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。反射組件有可能用於在UV及/或EUV範圍內操作之設備中。

本發明之廣度及範疇不應受上述例示性實施例中之任一者限制，但應僅根據以下申請專利範圍及其等效者來界定。

200:步驟 202:步驟/量測資訊 204:步驟/量測資訊 206:配方資料 208:量測資料 210:步驟 212:步驟 214:步驟 216:步驟 218:步驟 220:步驟 700:掃描器監測資料 710:步驟 720:步驟 730:步驟 740:步驟 750:決策 800:歷史掃描器監測資料 810:機器學習模型 820:NCE資料 830:步驟 AD:調整器 AS:對準感測器 B:輻射光束 BD:光束遞送系統 C:目標部分 CO:聚光器 EXP:曝光站 IF:位置感測器 IL:照明系統/照明器 IN:積光器 L1:第一層 L2:第二層 LA:微影設備 LS:位階感測器 M1:光罩對準標記 M2:光罩對準標記 MA:圖案化裝置/光罩/維修活動 MEA:量測站 MT:圖案化裝置支撐件/支撐結構 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 PW:第二定位器 RF:參考框架 SO:輻射源 W:基板 W'':基板 W':基板 WTa:基板台 WTb:基板台 X:方向 Y:方向 Z:晶圓高度

現將僅藉助於實例參考隨附圖式來描述本發明之實施例，在該等圖式中： 圖1描繪微影設備； 圖2示意性地繪示圖1之設備中之量測及曝光程序； 圖3(a)概念地繪示在不存在晶圓台調換之情況下各層中之晶圓台指紋之疊對的抵消效應，且圖3(b)概念地繪示此晶圓台調換之疊對的效能影響； 圖4為所產生晶圓之累積批次相對於時間的曲線圖，其繪示C時間之概念； 圖5(a)及圖5(b)各自展示針對兩種不同維修活動策略，所產生晶圓之累積批次相對於時間的曲線圖； 圖6為C時間相對於斜降之層數的曲線圖，其繪示本發明之一實施例； 圖7為描述根據一實施例之用於排程維修活動之方法的流程圖；且 圖8為圖7之方法的細化的流程圖。

Claims (20)

1. 一種最佳化一微影設備之維修的方法，該方法包含： 獲得與一微影設備之一生產力相關的生產力資料； 獲得與一維修活動對曝光效能之效應相關的誤差度量資料；及 使用該生產力資料及誤差度量資料來判定在對該微影設備進行該維修活動之前在積體電路生產中待斜降之一層數，此使得一生產力損失度量減小，該等層使用該微影設備微影曝光於複數個基板中之各者上。
2. 如請求項1之方法，其中該生產力資料及誤差度量資料進一步用於判定與該維修活動之執行頻率相關的一維修排程度量。
3. 如請求項1之方法，其中該生產力資料包含： 與斜降各層之生產所需的時間相關的層循環時間資料；及 與一基線生產速率相關的基線速率參數資料。
4. 如請求項3之方法，其中該層循環時間資料包含各層之一平均層循環時間值。
5. 如請求項3之方法，其中該層循環時間資料包含各層之一各別層循環時間值。
6. 如請求項3之方法，其中該生產力損失度量包含相對於該基線生產速率損失之一基板數、相對於該基線生產速率損失之關鍵基板數及/或相比於該基線生產速率歸因於該斜降及對應斜升而損失之時間。
7. 如請求項2之方法，其中該判定步驟包含最佳化使該生產力損失度量與待斜降之該層數、生產力資料、維修排程度量及誤差度量資料相關的一成本函數。
8. 如請求項7之方法，其中該成本函數包含描述在該維修活動之前斜降層對該生產力損失度量之效應的一斜降項，及描述在該維修活動之後斜升層對該生產力損失度量之效應的一斜升項。
9. 如請求項1之方法，其進一步包含：獲得微影設備監測資料；及自該微影設備監測資料判定該誤差度量資料。
10. 如請求項1之方法，其中該誤差度量資料用於判定一校正迴路需要在該維修活動之後重設之一層數。
11. 如請求項10之方法，其中該誤差度量資料包含了包含該誤差度量資料之一可校正分量之可校正誤差度量資料。
12. 如請求項11之方法，其包含將一校正迴路需要重設之該層數判定為經計算以引起該可校正誤差分量之一跳躍的所有層，該跳躍高於指示可校正誤差之一可接受量值的一可校正誤差臨限值。
13. 如請求項11之方法，其包含： 獲得微影設備監測資料； 使用一轉換模型將該微影設備監測資料轉換成誤差度量資料；及 使用用於該微影設備之一致動模型來判定該誤差度量資料之一可校正分量。
14. 如請求項2之方法，其中該判定步驟包含將待斜降之該層數及該維修排程度量共同最佳化。
15. 如請求項1之方法，其進一步包含： 獲得一子組件之一降級模型，該子組件為對該誤差度量資料具有一總體貢獻的一組件之部分，其中該降級模型預測該子組件之降級在複數個時間點內對該總體貢獻的一貢獻；及 除該生產力資料及誤差度量資料以外，使用該降級模型來判定實施斜降該層數之一未來時間點。
16. 如請求項2之方法，其進一步包含： 獲得一子組件之一降級模型，該子組件為對該誤差度量資料具有一總體貢獻的一組件之部分，其中該降級模型預測該子組件在複數個時間點內對該總體貢獻的一貢獻；及 除該生產力資料及誤差度量資料以外，使用該降級模型來判定實施對該子組件執行該維修活動之一未來時間點。
17. 如請求項15之方法，其進一步包含：獲得與影響該子組件之一降級速率的該微影設備之一或多個特性相關的該微影設備之使用方式資料；及將該使用方式資料用作至該所獲得降級模型之一輸入以增強實施斜降該層數之該未來時間點的該判定。
18. 如請求項16之方法，其進一步包含：獲得與影響該子組件之一降級速率的該微影設備之一或多個特性相關的該微影設備之使用方式資料；及將該使用方式資料用作至該所獲得降級模型之一輸入以增強實施對該子組件執行該維修活動之該未來時間點的該判定。
19. 一種電腦程式，其包含可操作以在運行於一合適設備上時執行如請求項1至18中任一項之方法的程式指令。
20. 一種非暫時性電腦程式載體，其包含如請求項19之電腦程式。