TW202411786A - 用於判定微影系統上的失效事件的方法及相關的失效偵測模組 - Google Patents

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荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
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本發明揭示一種用於判定一微影系統上之一失效事件的方法。該方法包含：將在該微影系統內生成之至少一個信號分解成複數個分量信號，每一分量信號與一不同的各別頻率範圍相關；相對於標稱微影系統行為評估該等分量信號中之至少一者；及將該等分量信號中之至少一者與該標稱微影系統行為間的任何偏差識別為一失效事件。

Description

用於判定微影系統上的失效事件的方法及相關的失效偵測模組
本發明係關於例如可用於藉由微影技術製造裝置之方法及設備，且係關於使用微影技術製造裝置之方法。本發明更具體而言係關於用於此類裝置之失效偵測。
微影設備為將所要圖案施加至基板上(通常施加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，圖案化裝置(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。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。一般而言，單一基板將含有經順次地圖案化之相鄰目標部分之網路。此等目標部分通常被稱作「場」。
在複雜裝置之製造中，典型地執行許多微影圖案化步驟，藉此在基板上之連續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置於先前層中(藉由相同設備或不同微影設備)之特徵恰當且準確地置放所塗佈圖案。出於此目的，基板具備一或多組對準標記。各標記為稍後可使用位置感測器(通常為光學位置感測器)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係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露結構(或在抗蝕劑中及/或在蝕刻之後)。快速且非侵入之形式的特殊化檢測工具為散射計，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所描述之類型之角解析散射計。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，如公開專利申請案US2006066855A1中所描述。使用繞射階之暗場成像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，該等申請案之文件之全文特此以引用之方式併入。已公開專利公開案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。
當微影系統出現失效時，儘可能快地識別失效之原因係重要的。目前，此係藉由嘗試重現該問題來實現。失效偵測之觸發係基於時域信號。
需要改良此類失效事件偵測方法。
在一第一態樣中，本發明提供一種用於判定一微影系統上之一失效事件之方法，該方法包含：將在該微影系統內生成之至少一個信號分解成複數個分量信號，每一分量信號與一不同的各別頻率範圍相關；相對於標稱微影系統行為評估該等分量信號中之至少一者；及將該等分量信號中之至少一者與該標稱微影系統行為間的任何偏差識別為一失效事件。
在一第二態樣中，本發明提供一種可操作以判定一微影系統上之一失效事件之信號偏差偵測區塊，其包含：一或多個濾波器，其可操作以將在該微影系統內生成之一信號分解成複數個分量信號，每一分量信號與一不同的各別頻率範圍相關；及一處理器，其可操作以相對於標稱微影系統行為評估該等分量信號中之至少一者；及將該等分量信號中之至少一者與該標稱微影系統行為間的任何偏差識別為一失效事件。
亦揭示一種可操作以執行該第一態樣之方法之電腦程式。
本發明之以上及其他態樣將自以下所描述之實例之考慮因素而理解。
在詳細地描述本發明之實施例之前，有指導性的是呈現可供實施本發明之實施例之實例環境。
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，光罩台) 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來準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來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的位置之參考。
照明系統可包括用於導向、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以固持圖案化裝置。圖案化裝置支撐件MT可為(例如)框架或台，其可視需要而固定或可移動。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裝置。應注意，例如，若被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，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所創建之裝置(諸如，積體電路)中之特定功能層。
如此處所描繪，該設備屬於透射類型(例如，使用透射圖案化裝置)。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。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「圖案化裝置」同義。術語「圖案化裝置」亦可被解譯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。
本文所使用之術語「投影系統」應被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，輻射源與微影設備可為分離實體。在此等狀況下，不認為輻射源形成微影設備之部分，且輻射光束係憑藉包括(例如)合適導向鏡面及/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。在其他狀況下，例如，當輻射源為水銀燈時，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在需要時可被稱作輻射系統。
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。照明器可用以調節輻射光束，以在其截面中具有所要均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於被固持於圖案化裝置支撐件MT上之圖案化裝置MA上，且係由該圖案化裝置圖案化。在已橫穿圖案化裝置(例如，遮罩) MA的情況下，輻射光束B傳遞通過投影系統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。相似地，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，但該等標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。類似地，在圖案化裝置(例如，遮罩) MA上提供多於一個晶粒的情況下，遮罩對準標記可位於晶粒之間。小對準標記亦可在裝置特徵當中包括於晶粒內，在此狀況下，需要使標記儘可能地小且無需與鄰近特徵不同的任何成像或製程條件。下文進一步描述偵測對準標記之對準系統。
可在多種模式中使用所描繪設備。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，步進模式係已知的。在所謂「無遮罩」微影中，可程式化圖案化裝置經保持靜止，但具有改變之圖案，且移動或掃描基板台WT。
亦可採用對上文所描述之使用模式之組合及/或變化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以及兩個站-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基板台上之一個基板的同時，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。此情形實現設備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說明用以將目標部分(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。量測站MEA處所執行之步驟係在虛線框內之左側，而右側展示曝光站EXP處所執行之步驟。不時地，基板台WTa、WTb中之一者將在曝光站處，而另一者係在量測站處，如上文所描述。出於此描述之目的，假定基板W已經被裝載至曝光站中。在步驟200處，藉由圖中未展示之機制將新基板W'裝載至設備。並行地處理此兩個基板以便增加微影設備之產出率。
最初參看新近裝載之基板W'，此基板可為先前未經處理之基板，其係運用新光阻而製備以供在設備中第一次曝光。然而，一般而言，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'已經通過此設備及/或其他微影設備若干次，且亦可經歷後續程序。尤其對於改良疊對效能之問題，任務應為確保新圖案被確切地施加於已經經受圖案化及處理之一或多個循環之基板上之正確位置中。此等處理步驟逐漸地在基板中引入失真，該等失真必須被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先前及/或後續圖案化步驟(如剛才所提及)，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。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之一些層相比於要求較不高之其他層可在更進階微影工具中予以執行。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，而其他層係使用EUV波長輻射予以曝光。
在202處，使用基板標記P1等及影像感測器(未展示)之對準量測係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來量測橫越基板W'之若干對準標記。在一個實施例中，此等量測係用以建立「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)圖。通常，高度圖係僅用以達成經曝光圖案之準確聚焦。其可另外用於其他目的。
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晶圓上之圖案之屬性。向此等配方資料添加在202、204處進行之晶圓位置、晶圓柵格及高度圖之量測，使得可將配方及量測資料之一完整集合208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以產生一對準模型，該對準模型具有將模型擬合至該等資料之參數。此等參數及對準模型將在曝光操作期間使用以校正當前微影步驟中所應用之圖案之位置。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、旋轉及縮放。使用更多參數之進階模型係已知的。
在210處，調換晶圓W'與W，使得經量測基板W'變成基板W而進入曝光站EXP。在圖1之實例設備中，藉由交換該設備內之支撐件WTa與WTb來執行此調換，使得基板W、W'保持準確地被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，為了利用用於基板W (以前為W')之量測資訊202、204以控制曝光步驟，就必需判定投影系統PS與基板台WTb (以前為WTa)之間的相對位置。在步驟212處，使用遮罩對準標記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橫跨基板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，使此等圖案相對於所要位置準確地對準，且詳言之，相對於先前放置於同一基板上之特徵準確地對準。在步驟220處自該設備卸載現在被標註為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綜述。舉例而言，常常將存在不同階段之使用相同或不同標記之粗糙及精細量測，而非在單一遍次中量測對準。粗糙及/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。
在一微影系統中，對系統正常操作時間具有重大影響之一個重要問題為快速地且高效地偵測及/或診斷可指示不規律或異常行為之事件或趨勢(例如，失效事件)的能力。然而，此類系統極其複雜，其包含數個不同模組(例如，尤其包括投影光學件模組、晶圓載物台模組、倍縮光罩載物台模組、倍縮光罩遮蔽模組)，該等模組中之各者產生大量資料。由於缺乏失效事件的資料，涉及多個模組的複雜問題可為診斷的一個特殊挑戰。失效時的完整內容背景資訊(例如，來自所有模組的跡線)通常不可用。
為了解決此問題，一個當前方法嘗試重現該問題(失效事件)以便收集用於診斷之內容背景資訊。此係極其耗時的且導致較長的停機時間，特別對於(不可重現的)間歇性問題。另外，沒有可用的跨模組失效事件觸發；即使當重現問題時，亦僅可收集單個模組資訊。
此外，在當前診斷方法中，用於失效事件偵測之觸發係基於時域信號。通常當指定信號超過預定義臨限值時產生觸發。此通常為基於感測器信號幅度之時域異常偵測。因此，許多激發特定頻帶的失效未被捕捉。此可能會導致花費相當長的時間來查找根本原因，甚至無法識別根本原因。
為了解決此等問題中之一或多者，提出一種用於判定微影系統上之失效事件之方法。該方法包含以下步驟：將在微影系統內生成之信號分解成複數個分量信號，每一分量信號與不同的各別頻率範圍相關；相對於標稱微影系統行為評估該等分量信號中之每一者(例如，比較該等分量信號中之每一者與標稱微影系統行為之指示符)；及將該等分量信號中之至少一者與該標稱微影系統行為間的任何偏差識別為失效事件。舉例而言，該指示符可為分量信號或參考信號之臨限值。
圖3為根據一實施例之經提出失效事件觸發架構之高層級圖。每一微影系統模組MOD 1至MOD k具備各別失效偵測模組FD 1至FD k。微影系統模組MOD 1及其失效偵測模組FD 1相比於其他模組更詳細地展示。每一系統模組可產生數個可量測信號，例如，此處，第一微影系統模組MOD 1產生n個可量測信號V 1至V n(自每一微影系統模組MOD 1至MOD k輸出之信號之數量可改變)。在一實施例中，每一失效偵測模組FD 1至FD k可經組態以用於對由其各別微影系統模組MOD 1至MOD k產生的可量測信號之子集進行取樣。在所展示之實例中，由微影系統模組MOD 1產生的n個信號之小子集中之m個信號中的每一者係由失效偵測模組FD 1之各別信號偏差偵測區塊SDD 1至SDD m監測。經監測信號(例如，m)之子集可包含經產生信號(例如，n)的不到30%、不到10%、不到5%、不到2%或不到1%，及/或經監測信號之數量可為經產生信號之任何恰當子集。
可在每模組基礎上例如根據關於哪些信號與用於特定模組之系統動力學最相關的使用者或領域知識來選擇經監測信號之子集。替代地或另外，可基於特定系統狀態選擇經監測信號。舉例而言，可主要或僅在某些預定義系統狀態期間執行本文中所描述的監測。用於曝光狀態(例如，當該系統正執行曝光時)之相關信號可不同於用於「透射影像感測器(TIS)掃描」狀態(在此期間，量測經投影(TIS)倍縮光罩標記之光化空中影像)之信號。因此，可基於系統狀態選擇經監測信號(熟習此項技術者將認識到，存在比此處提供之兩個特定實例更多的系統狀態)。因而，由每一失效偵測模組監測之信號可例如基於由該系統執行之特定狀態或動作而為可組態的。
每一信號偏差偵測區塊SDD 1至SDD m可包含一或多個合適的濾波器，以界定來自由信號偏差偵測區塊監測之信號的複數個分量信號，每一分量信號與各別頻率範圍或頻率區間相關。因而，每一經監測信號之監測可在頻率區間內執行，使得例如若在一或多個頻率區間內偵測到偏差，則可產生事件觸發信號。可藉由比較信號分量之參數(例如，信號能量)與用於信號分量之各別臨限值來偵測偏差。以此方式，可在無複雜計算實施的情況下進行複雜的頻率分析。
信號偏差偵測區塊SDD 1至SDD m中之每一者的輸出例如經由合適的邏輯運算子而組合成單個輸出。舉例而言，或閘可用於對此等輸出進行閘控，使得若信號偏差偵測區塊中之一者(或多者)產生觸發TG SDD，則失效偵測模組產生對應的失效事件觸發TG FD。使用或閘僅為實例，且其他邏輯運算可為可能的。舉例而言，特定的兩個(或多於兩個)信號偏差偵測區塊可在適當情況下針對其各別信號進行及閘控；及閘之輸出接著可與其他信號偏差偵測區塊之輸出進行或閘控(或以其他方式組合)。此為單一特定實例，且熟習此項技術者將認識到，可使用任何類型、數目及組合之邏輯運算。
失效偵測模組之輸出可與合適的邏輯閘(例如，或閘或邏輯運算/閘之組合)類似地組合，以在(例如)失效偵測模組中之一者偵測到失效且產生FD觸發TG FD之情況下產生系統失效事件觸發信號TG SY。
圖4為根據一實施例之信號偏差偵測區塊之實例示意圖。在高層級下，信號偏差偵測區塊可包含信號分解器區塊SD、信號比較器區塊SC及邏輯區塊或健康檢查邏輯區塊HCL。
信號分解器區塊SD將輸入信號 S分解成複數個信號分量S d1至S dp，每一信號分量與不同的頻率範圍或頻率區間相關。更特定言之，輸入時域信號 S(t)使用濾波器組分解成多個時域信號 S i(t) ， i=1 、……、 p。每一信號 S i(t) ， i=1 、……、 p，包含來自特定頻率範圍中之原始信號 S(t)的資訊。視情況，信號 S i(t) ， i=1、 ……、 p中之一者可經由直通路徑獲得以監測全輸入信號 S(t) 。
信號比較器區塊比較每一信號分量S d1至S dp與標稱微影系統行為之各別指示符(例如臨限值或參考)，以便判定彼信號分量(且視情況，全信號)是否在規格內。各別比較輸出信號S c1至S cp針對每一信號分量S d1至S dp輸出。
健康檢查邏輯區塊根據一或多個邏輯運算組合比較輸出信號S c1至S cp，以便在適當時(例如，當比較輸出信號S c1至S cp中之至少一者指示信號分量S d1至S dp中之至少一者不合規格時)產生觸發TG SDD。如已經描述，邏輯運算可包含單個邏輯閘，例如單個或閘，或邏輯閘之更複雜的組合。
圖5展示可用於例如圖4中所說明的信號偏差偵測區塊中之信號分解器區塊SD的四個實例實施例。圖5(a)展示信號分解器區塊之實例，其使用高通濾波器HPF及低通濾波器LPF以獲得三個信號分量：高頻分量，其覆蓋藉由將高通濾波器HPF應用於輸入信號 S(t)而直接獲得之該輸入信號的較高頻率範圍；低頻分量，其覆蓋藉由將低通濾波器LPF應用於輸入信號 S(t)而直接獲得之該輸入信號的較低頻率範圍；及中頻分量，其覆蓋自輸入信號 S(t)移除該輸入信號之高頻分量及低頻分量而獲得之中頻範圍。以此方式，定義三個頻率區間以用於信號監測。如上文所提及，提供視情況選用之直通路徑以監測全輸入信號 S(t)。
圖5(b)展示信號分解器區塊之第二實例，且具體言之，展示用以實施此信號分解器區塊之實例濾波器阻。對於一些應用，取決於失效或系統行為之性質，可能有必要定義不同長度之頻率範圍。此處所展示之配置包含一或多個帶通濾波器BPF 1至BPF p-1，其可經提供以提供定義此類不同頻率範圍之靈活性。此等帶通濾波器可結合低通濾波器LPF及高通濾波器HPF實施，以定義最高頻率範圍及最低頻率範圍，且若需要，定義已經描述之直通路徑。
對於非時變信號(例如， ，其中 A為幅度， 為 2 π f且 ɸ為相位)，使用快速傅立葉變換(FFT)分析之頻域分析係充分的。在此狀況下，對於非時變信號，圖5(b)之信號分解器區塊能夠產生所需觸發。
然而，對於時變信號(例如， ，其中頻率含量隨時間變化而改變)，圖5(b)之信號分解器區塊可能並不充分。在此情境下，可替代地使用圖5(c)及圖5(d)中所說明之實例或其變化。此類似於基於小波係數產生觸發。在圖5(c)中，在每一層中，來自前一層之低通信號(或用於第一層之輸入信號)使用高通濾波器HPF及低通濾波器LPF劃分成兩個信號。此圖中展示所得頻率區間範圍(其中F s為取樣頻率)。圖5(d)展示一配置，其中每一層在前一層之每一分量上使用高通濾波器HPF及低通濾波器LPF來使信號分量之數量加倍。當然，可使用比此等圖中所展示的層更少或更多的層。
應瞭解，若在特定頻率下較佳監測某些失效，則此可使用合適的配置(例如，Goertzel演算法或經調諧帶通濾波器)來實現(例如，結合本文中所揭示及/或在本發明之範疇內的實例中之任一者)。
應用濾波器可即時地實現以實現在線診斷。
圖6為根據一實施例之信號偏差偵測區塊之特定實施。此展示信號分解器區塊SD (例如，圖5(a)中所展示之信號分解器區塊)、信號比較器區塊SC及健康檢查邏輯區塊HCL中之每一者的特定實施。如此處所展示的此等區塊中之每一者之特定實施可藉由如本文中所揭示及/或在本發明之範疇內的區塊之不同特定實施來實施。因而，此處所展示之特定信號分解器區塊SD可藉由信號比較器區塊及/或健康檢查邏輯區塊HCL之不同實例來實施，此處所展示之特定信號比較器區塊SC可藉由信號分解器區塊SD及/或健康檢查邏輯區塊HCL之不同實例來實施等等。
在信號比較器區塊SC中，監測度量計算區塊ENG可用於計算用於每一信號分量之特定監測參數。舉例而言，監測參數可包含各別信號分量之信號能量E L、E M、E H、E T。此等能量值E L、E M、E H、E T中之每一者可與例如可自能量參考值Ref (例如，下文之 , )定義之各別參考值B L、B M、B H、B T進行比較。
更一般而言，信號比較器區塊SC可用於評估經分解信號 S i(t) ， i=1、……、 p是否相對於用於標稱或健康行為之參考(或經分解信號之分量之子集)偏離。
經分解信號之能量 可藉由相對於信號 , .之偏移/偏差的平方和誤差來計算，其中N為來自 S i(t) 之整個量測的所關注樣本。
對應於健康機器之經分解信號之預期或參考能量 , 可藉由自健康機器收集資料來計算。當系統效能(例如，總系統效能)係在規格內時，健康機器可經定義為機器狀態。
相對於參考 , 之當前量測 中之偏差 可經計算為：
經分解信號能量 中之偏差的臨限值 可使用參考 , 經定義為： 其中 為相對於 , 之所允許最大相對偏差。舉例而言：若對於經分解信號S 1，所允許最大相對偏差相對於 , 為50%，則 為0.5，且若對於經分解信號S 2，所允許最大相對偏差相對於 , 為400%，則 為4。 當超過臨限值時，輸出比較器狀態 可經定義為1，否則為0，亦即：
應注意，監測參數可包含N個所關注樣本期間的最大值 Si(t) ，而非比較經分解信號 Si(t)之能量。
可瞭解，每一信號偏差偵測區塊將在系統操作期間即時地監測若干信號之信號健康。因此，需要使來自每一信號偏差偵測區塊之計算需求保持儘可能低。在一特定實例中，定義各別低通信號分量及高通信號分量 、 之計算上有效的一階低通濾波器及高通濾波器可藉由以下各者描述： 其中 為濾波器截止頻率，且 為取樣頻率。
總結言之，提供一種方法，其使用頻率分組來提供信號偏差偵測，該方法可捕捉使用現有方法未能捕捉的失效的較大集合。該等方法亦提供跨模組觸發，以自所有系統模組收集完整的內容背景資訊。
應瞭解，術語顏色與波長同義地用於整個本文中，且顏色可包括可見頻帶以外之彼等顏色(例如，紅外線或紫外線波長)。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。
儘管上文可能已特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例之使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如壓印微影)中，且在內容背景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)界定產生於基板上之圖案。可將圖案化裝置之構形壓入被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365 nm、355 nm、248 nm、193 nm、157 nm或126 nm之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如具有在1 nm至100 nm範圍內之波長)，以及粒子束，諸如離子束或電子束。
術語「透鏡」在內容背景允許的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。反射組件很可能用於在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文所描述之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來界定。
在以下編號條項中闡明本發明之其他態樣： 1. 一種用於判定一微影系統上之一失效事件之方法，該方法包含： 將在該微影系統內生成之至少一個信號分解成複數個分量信號，每一分量信號與一不同的各別頻率範圍相關； 相對於標稱微影系統行為評估該等分量信號中之至少一者；及 將該等分量信號中之至少一者與該標稱微影系統行為間的任何偏差識別為一失效事件。 2. 如條項1之方法，其中該評估步驟包含相對於標稱微影系統行為評估該等分量信號中之每一者。 3. 如條項1或2之方法，其中該評估步驟包含比較該等分量信號中之每一者與標稱微影系統行為之至少一個指示符。 4. 如條項3之方法，其中該至少一個指示符包含用於每一分量信號之一各別臨限值或參考信號。 5. 如任一前述條項之方法，其包含組合與每一分量信號相關的該等評估及識別步驟之輸出，以基於該等分量信號中之至少一者之任何偏差的該識別而生成用於該至少一個信號之一失效事件觸發信號。 6. 如條項5之方法，其包含： 針對與該微影系統之一微影系統模組相關的複數個信號中之每一信號單獨地執行該方法；及 組合用於與該微影系統模組相關的該複數個信號中之每一信號之該等失效事件觸發信號，以生成用於該微影系統模組之一失效事件觸發信號。 7. 如條項6之方法，其中該複數個信號包含由該微影系統模組生成的可量測信號之一子集。 8. 如條項7之方法，其包含基於以下各者中之一者或兩者來選擇可量測信號之該子集：領域知識，及該微影系統之一系統狀態。 9. 如條項6、7或8之方法，其包含： 針對與該微影系統相關的複數個微影系統模組中之每一微影系統模組單獨地執行該方法；及 組合與每一微影系統模組相關的該等失效事件觸發信號，以生成用於該微影系統之一失效事件觸發信號。 10.   如條項5至9中任一項之方法，其中，在該等組合步驟中之一或多者中，該等輸出使用一或多個邏輯運算子組合。 11.   如條項10之方法，其中該一或多個邏輯運算子包含至少一或運算子。 12.   如任一前述條項之方法，其中該分解步驟包含將一或多個高通、低通及/或帶通濾波器應用於該至少一個信號。 13.   如條項12之方法，其中該分解步驟包含將至少一低通濾波器及一高通濾波器之一或多個層應用於一前一層之一或多個信號。 14.   如條項11之方法，其中該分解步驟包含將至少一低通濾波器及一高通濾波器應用於該至少一個信號以便生成至少三個該等信號分量：一低頻分量，其覆蓋該至少一個信號之一較低頻率範圍；一高頻分量，其覆蓋該至少一個信號之一較高頻率範圍；及一中頻分量，其覆蓋在該較低頻率範圍與較高頻率範圍之間的該至少一個信號之一中頻範圍。 15.   如任一前述條項之方法，其中該分解步驟包含將至少一個Goertzel演算法或帶通濾波器應用於該至少一個信號以便在一特定頻率或特定頻率範圍下生成一信號分量。 16.   如任一前述條項之方法，其包含一以下步驟：相對於標稱微影系統行為評估未分解的該至少一個信號；且將該至少一個信號與該標稱微影系統行為間之任何偏差識別為一失效事件。 17.   如任一前述條項之方法，其中評估該等分量信號之該步驟包含評估該等分量信號之一信號能量。 18.   一種可操作以判定一微影系統上之一失效事件之信號偏差偵測區塊，其包含： 一或多個濾波器，其可操作以將在該微影系統內生成之一信號分解成複數個分量信號，每一分量信號與一不同的各別頻率範圍相關；及 一處理器，其可操作以相對於標稱微影系統行為評估該等分量信號中之至少一者，且將該等分量信號中之至少一者與該標稱微影系統行為間的任何偏差識別為一失效事件。 19.   如條項18之信號偏差偵測區塊，其中該處理器可操作以相對於標稱微影系統行為評估該等分量信號中之每一者。 20.   如條項18或19之信號偏差偵測區塊，其中該處理器可操作以比較該等分量信號中之每一者與標稱微影系統行為之至少一個指示符。 21.   如條項20之信號偏差偵測區塊，其中該至少一個指示符包含用於每一分量信號之一各別臨限值或參考信號。 22.   如條項18至21中任一項之信號偏差偵測區塊，其包含一或多個邏輯運算子，該一或多個邏輯運算子可操作以組合與每一分量信號相關的該等評估及識別步驟之輸出，以基於該等分量信號中之至少一者之任何偏差的該識別而生成用於該信號之一失效事件觸發信號。 23.   如條項22之信號偏差偵測區塊，其中該一或多個邏輯運算子包含至少一或運算子。 24.   如條項18至23中任一項之信號偏差偵測區塊，其中該一或多個濾波器包含一或多個高通、低通及/或帶通濾波器。 25.   如條項24之信號偏差偵測區塊，其中該一或多個濾波器包含至少一低通濾波器及一高通濾波器之一或多個層。 26.   如條項18至20中任一項之信號偏差偵測區塊，其中該一或多個濾波器包含經配置以生成以下至少三個該等信號分量之至少一低通濾波器及一高通濾波器：一低頻分量，其覆蓋該信號之一較低頻率範圍；一高頻分量，其覆蓋該信號之一較高頻率範圍；及一中頻分量，其覆蓋在該較低頻率範圍與較高頻率範圍之間的該信號之一中頻範圍。 27.   如條項18至26中任一項之信號偏差偵測區塊，其包含可操作在一特定頻率或特定頻率範圍下生成一信號分量之一Goertzel演算法或經調諧帶通濾波器。 28.   如條項18至27中任一項之信號偏差偵測區塊，其中該處理器進一步可操作以相對於標稱微影系統行為評估未分解的該信號；且將該信號與該標稱微影系統行為間之任何偏差識別為一失效事件。 29.   如條項18至28中任一項之信號偏差偵測區塊，其中該處理器可操作以評估該等分量信號之一信號能量。 30.   一種可操作以判定一微影系統上之一失效事件之失效偵測模組，其包含： 如條項18至29中任一項之複數個信號偏差偵測區塊，每一信號偏差偵測區塊可操作以針對與該微影系統之一微影系統模組相關的複數個信號中之一各別信號判定一失效事件；及 至少一個邏輯運算子，其可操作以組合每一信號偏差偵測區塊之輸出，以生成用於該微影系統模組之一失效事件觸發信號。 31.   如條項30之失效偵測模組，其中可操作以組合每一信號偏差偵測區塊之輸出之該至少一個邏輯運算子包含至少一或運算子。 32.   如條項30或31之失效偵測模組，其中該複數個信號包含由該微影系統模組生成的可量測信號之一子集。 33.   一種可操作以判定一微影系統上之一失效事件之失效偵測系統，其包含： 如條項30、31或32之複數個失效偵測模組，每一失效偵測模組可操作以針對該微影系統之一各別微影系統模組判定一失效事件； 至少一個邏輯運算子，其可操作以組合每一失效偵測模組之輸出，以生成用於該微影系統之一失效事件觸發信號。 34.   如條項33之失效偵測系統，其中可操作以組合每一失效偵測模組之輸出之該一或多個邏輯運算子包含至少一或運算子。 35.   一種電腦程式，其包含可操作以當在一合適的設備上運行時執行如條項1至15中任一項之方法的程式指令。 36.   一種非暫時性電腦程式載體，其包含如條項35之電腦程式。 37.   一種處理配置，其包含： 如條項36之非暫時性電腦程式載體；及 一處理器，其可操作以運行包含在該非暫時性電腦程式載體上之該電腦程式。 38.   一種微影系統，其包含如條項33或34之失效偵測系統。
200:步驟 202:步驟/量測資訊 204:步驟/量測資訊 206:配方資料 208:配方及量測資料之完整集合 210:步驟 212:步驟 214:步驟 216:步驟 218:步驟 220:步驟 AD:調整器 AS:對準感測器 B:輻射光束 BD:光束遞送系統 B L:參考值 B M:參考值 B H:參考值 B T:參考值 BPF 1:帶通濾波器 BPF 2:帶通濾波器 BPF p-1:帶通濾波器 C:目標部分 CO:聚光器 E L:信號能量 E M:信號能量 E H:信號能量 E T:信號能量 ENG:監測度量計算區塊 EXP:曝光站 FD 1:失效偵測模組 FD 2:失效偵測模組 FD k:失效偵測模組 F s:取樣頻率 HCL:邏輯區塊或健康檢查邏輯區塊 HPF:高通濾波器 IF:位置感測器 IL:照明系統 IN:積光器 LA:微影設備 LPF:低通濾波器 LS:位階感測器 MA:圖案化裝置 MEA:量測站 MOD 1:微影系統模組 MOD 2:微影系統模組 MOD k:微影系統模組 MT:圖案化裝置支撐件或支撐結構 M 1:遮罩對準標記 M 2:遮罩對準標記 PM:第一定位器 PS:投影系統 PW:第二定位器 P 1:基板對準標記 P 2:基板對準標記 Ref:能量參考值 RF:參考框架 S:輸入信號 S 1:經分解信號 S 2:經分解信號 S c1:比較輸出信號 S c2:比較輸出信號 S c3:比較輸出信號 S c4:比較輸出信號 S cp:比較輸出信號 S d1:信號分量 S d2:信號分量 S d3:信號分量 S d4:信號分量 S d5:信號分量 S d6:信號分量 S d7:信號分量 S d8:信號分量 S d(p-2):信號分量 S d(p-1):信號分量 S dp:信號分量 SC:信號比較器區塊 SD:信號分解器區塊 SDD 1:信號偏差偵測區塊 SDD 2:信號偏差偵測區塊 SDD m:信號偏差偵測區塊 SO:輻射源 S(t):輸入時域信號 S i(t):時域信號 TG FD:失效事件觸發 TG SDD:觸發 TG SY:系統失效事件觸發信號 V 1:可量測信號 V 2:可量測信號 V n:可量測信號 W:基板 W':新基板 W'':經曝光基板 WTa:基板台 WTb:基板台
現在將參看隨附圖式而僅作為實例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示意性地說明圖1之設備中之量測及曝光程序； 圖3為根據一實施例之包含複數個失效偵測模組之失效偵測系統的示意圖；且 圖4為根據第一實施例之失效偵測模組之信號偏差偵測區塊的示意圖； 圖5(a)、圖5(b)、圖5(c)及圖5(d)各自包含根據不同實施例之信號偏差偵測區塊之信號分解器區塊的示意圖；且 圖6為根據第二實施例之失效偵測模組之信號偏差偵測區塊的示意圖。
FD1:失效偵測模組
FD2:失效偵測模組
FDk:失效偵測模組
MOD1:微影系統模組
MOD2:微影系統模組
MODk:微影系統模組
SDD1:信號偏差偵測區塊
SDD2:信號偏差偵測區塊
SDDm:信號偏差偵測區塊
TGFD:失效事件觸發
TGSDD:觸發
TGSY:系統失效事件觸發信號
V1:可量測信號
V2:可量測信號
Vn:可量測信號

Claims (22)

  1. 一種用於判定一微影系統上之一失效事件之方法，該方法包含： 將在該微影系統內生成之至少一個信號分解成複數個分量信號，每一分量信號與一不同的各別頻率範圍相關； 相對於標稱微影系統行為評估該等分量信號中之至少一者；及 將該等分量信號中之至少一者與該標稱微影系統行為間的任何偏差識別為一失效事件。
  2. 如請求項1之方法，其中該評估步驟包含相對於標稱微影系統行為評估該等分量信號中之每一者。
  3. 如請求項1或2之方法，其包含組合與每一分量信號相關的該等評估及識別步驟之輸出，以基於該等分量信號中之至少一者之任何偏差的該識別而生成用於該至少一個信號之一失效事件觸發信號。
  4. 如請求項3之方法，其包含： 針對與該微影系統之一微影系統模組相關的複數個信號中之每一信號單獨地執行該方法；及 組合用於與該微影系統模組相關的該複數個信號中之每一信號之該等失效事件觸發信號，以生成用於該微影系統模組之一失效事件觸發信號。
  5. 如請求項4之方法，其中該複數個信號包含由該微影系統模組生成的可量測信號之一子集。
  6. 如請求項5之方法，其包含基於以下各者中之一者或兩者來選擇可量測信號之該子集：領域知識，及該微影系統之一系統狀態。
  7. 如請求項4之方法，其包含： 針對與該微影系統相關的複數個微影系統模組中之每一微影系統模組單獨地執行該方法；及 組合與每一微影系統模組相關的該等失效事件觸發信號，以生成用於該微影系統之一失效事件觸發信號。
  8. 如請求項4之方法，其中，在該等組合步驟中之一或多者中，該等輸出使用一或多個邏輯運算子組合。
  9. 如請求項1或2之方法，其中該分解步驟包含將一或多個高通、低通及/或帶通濾波器應用於該至少一個信號。
  10. 如請求項1或2之方法，其中該分解步驟包含將至少一個Goertzel演算法或帶通濾波器應用於該至少一個信號以便在一特定頻率或特定頻率範圍下生成一信號分量。
  11. 如請求項1或2之方法，其中評估該等分量信號之該步驟包含評估該等分量信號之一信號能量。
  12. 一種可操作以判定一微影系統上之一失效事件之信號偏差偵測區塊，其包含： 一或多個濾波器，其可操作以將在該微影系統內生成之一信號分解成複數個分量信號，每一分量信號與一不同的各別頻率範圍相關；及 一處理器，其可操作以相對於標稱微影系統行為評估該等分量信號中之至少一者，且將該等分量信號中之至少一者與該標稱微影系統行為間的任何偏差識別為一失效事件。
  13. 如請求項12之信號偏差偵測區塊，其中該處理器可操作以相對於標稱微影系統行為評估該等分量信號中之每一者。
  14. 如請求項12或13之信號偏差偵測區塊，其包含一或多個邏輯運算子，該一或多個邏輯運算子可操作以組合與每一分量信號相關的該等評估及識別步驟之輸出，以基於該等分量信號中之至少一者之任何偏差的該識別而生成用於該信號之一失效事件觸發信號。
  15. 如請求項12或13之信號偏差偵測區塊，其包含可操作以在一特定頻率或特定頻率範圍下生成一信號分量之一Goertzel演算法或經調諧帶通濾波器。
  16. 如請求項12或13之信號偏差偵測區塊，其中該處理器可操作以評估該等分量信號之一信號能量。
  17. 一種可操作以判定一微影系統上之一失效事件之失效偵測模組，其包含： 複數個如請求項12至16中任一項之信號偏差偵測區塊，每一信號偏差偵測區塊可操作以針對與該微影系統之一微影系統模組相關的複數個信號中之一各別信號判定一失效事件；及 至少一個邏輯運算子，其可操作以組合每一信號偏差偵測區塊之輸出，以生成用於該微影系統模組之一失效事件觸發信號。
  18. 一種可操作以判定一微影系統上之一失效事件之失效偵測系統，其包含： 複數個如請求項17之失效偵測模組，每一失效偵測模組可操作以針對該微影系統之一各別微影系統模組判定一失效事件； 至少一個邏輯運算子，其可操作以組合每一失效偵測模組之輸出，以生成用於該微影系統之一失效事件觸發信號。
  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11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。
  21. 一種處理配置，其包含： 如請求項20之非暫時性電腦程式載體；及 一處理器，其可操作以運行包含在該非暫時性電腦程式載體上之該電腦程式。
  22. 一種微影系統，其包含如請求項18之失效偵測系統。
TW112118860A 2022-05-31 2023-05-22 用於判定微影系統上的失效事件的方法及相關的失效偵測模組 TW202411786A (zh)

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