TWI591447B - 用於獲得關於微影製造程序之診斷資訊的方法與裝置及包含診斷裝置的微影處理系統 - Google Patents
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Description
本發明係關於供工業程序中使用的診斷裝置。已產生裝置之工業程序之一實例為微影製造程序，其包含使用微影裝置將圖案自圖案化器件轉印至基板上之一或多個步驟。
微影程序為微影裝置將所要圖案應用至基板上(通常應用至基板之目標部分上)之製造程序。藉由微影裝置執行之圖案化步驟僅僅為在整個微影程序中對每一基板執行之處理步驟序列中的一個步驟。處理步驟大體上包含一或多個預圖案化程序步驟及一或多個圖案化後程序步驟。預圖案化步驟之實例包含用於應用或修改產品材料層或光罩材料層、應用基底抗反射塗層(BARC)及應用輻射敏感抗蝕劑之步驟。圖案化後程序步驟之實例包含使抗蝕劑顯影、根據圖案而蝕刻產品材料或光罩材料、移除抗蝕劑、清潔等等。每一基板可通過圖案化步驟及處理步驟之許多循環，以建置所要產品結構。除了步驟自身之化學程序及/或物理程序以外，該等步驟中之每一者亦涉及一或多個處置操作。此等處置操作中之任一者可將缺陷引入至基板，此情形影
響後續處理步驟之效能。缺陷可由對基板材料之損害或黏附至基板之污染物材料之粒子組成。污染可自基板轉移至基板支撐件或其他處置裝置，從而影響其他基板在適當時候之處理。
可藉由各種參數量測微影程序之效能。被稱為疊對誤差或簡單地被稱為「疊對」之一特定效能參數係關於足夠準確疊加地定位特徵之順次層而以高良率產生工作器件之能力。一般而言，在如今之亞微米半導體器件中應在數十奈米內下至最臨界層中之幾奈米來達成疊對。亦應最佳化諸如臨界尺寸(CD)或線寬之其他效能參數且使該等效能參數橫越基板而均一，以確保經製造器件之良好良率及效能。為了達成此等參數之良好效能，基板應在圖案化步驟期間穩定且扁平。通常，基板藉由夾持力而固持於基板支撐件上。通常，夾持係藉由吸入來達成。在使用極紫外線(EUV)輻射之最新微影工具中，在真空環境中進行圖案化操作。在彼狀況下，夾持力係藉由靜電吸引力來達成。
諸如對基板之反轉側之損害或污染之缺陷可使基板失真。詳言之，應理解，基板與基板支撐件之間的污染粒子可造成高度之局域偏差，此係直接的或因為其將局域偏差引入夾持力中。在圖案化步驟中通常量測且校正橫越基板之高度之一些變化，以便維持準確聚焦。然而，上文所描述的類型之缺陷可引入極局域化高度偏差，換言之，基板表面之曲率或「不平度」。並未藉由現有控制系統來校正此等偏差。如下文中更詳細地解釋，局域曲率可不僅影響聚焦效能而且影響定位(疊對)效能。
亦可出現關於圖案化器件(光罩或比例光罩)MA之缺陷且關於圖案化器件(光罩或比例光罩)MA之缺陷影響微影程序之效能。光罩亦經受處置操作，此係因為微影裝置係用以將不同圖案應用至不同基板且應用至同一基板上之不同層。因此，光罩以與圖案經應用至之基板相同的方式來經受損害及污染。在圖案化步驟期間亦藉由吸入及/或
靜電夾持力而固持光罩。光罩中之尤其局域曲率之失真可以與基板之局域曲率相同的方式導致疊對、CD等等之效能損耗。
因此，關於微影製造設施之操作員的主要問題應為偵測及消除污染或其他缺陷，此係因為該等污染或缺陷影響良率。另一方面，中斷昂貴設備之操作(無論是用於部件之檢測抑或清潔/替換)自身極其昂貴。不必要維護操作亦昂貴，此不僅由於對生產操作之中斷，而且因為該等維護操作可縮減組件之壽命。因此，操作員將不僅想要知曉所觀測效能問題是否係由缺陷造成，而且想要知曉哪些特定裝置及步驟為缺陷及其隨之而來效能問題的根本原因。令人遺憾的是，現代微影程序及產品如此複雜使得此等問題難以追蹤回至根本原因。
可識別並未藉由在圖案化操作中之量測及控制而校正的聚焦及/或定位及疊對中之誤差。此等所謂殘差通常具有遍及基板之空間分佈，該等空間分佈可被視為迄今為止應用於基板之程序之「指紋」。天然地，此程序指紋為基板迄今為止已經歷之每一處理操作及處置操作之個別指紋之組合。污染可自一個裝置轉移至自一或多個基板後退之另一裝置。因此，發現此損害或污染處於何處及/或其起源於何處所需之分析可耗時且困難。專家可藉由分佈之視覺檢測及詳細分析而給出可能原因及用於研究及校正之策略的指示。然而，典型缺陷圖將展示許多特徵，且大多數此等特徵將未必關於效能之有害效應。又，使基板經受此檢測自身係昂貴且破壞性的，且在吾人不知曉在尋找何者時可不含幫助。
相對容易且快速獲得一些量測，但該等量測可使得將污染源分類係困難的。作為一實例，吾人可使用來自作為圖案化步驟之部分而常規進行之量測之高度圖資料。以對產出率幾乎不具有或不具有影響而作為圖案化步驟之副產物獲得的此資料可被稱為「線內」資料。可在圖案化之後進行的諸如疊對或CD之效能參數之量測同樣適用。晶
圓(或光罩)反轉側之直接檢測允許缺陷之詳細映射。然而，在不具有顯著量測額外負擔的情況下未必可得到此資料。該資料可被稱為「離線」資料，此係因為與常式處置分離地獲得該資料。另外，可藉由離線檢測獲得的根本原因之診斷及適當校正動作之判定的資訊之剪切體積依賴於作出供研究之缺陷的謹慎選擇。將對基板或光罩之線內量測與離線缺陷檢測量測鏈接較有效。然而，通常由進行缺陷檢閱取樣的專家人工地進行該鏈接。因此，可在採取適當動作之前包含費一些時間來抵消污染。在最差狀況情境下，可需要規劃外的停工時間以處理背側污染的嚴重發生率。
在一第一態樣中，本發明提供一種供關於一微影程序中使用之診斷裝置，該診斷裝置包括一資料處理裝置，該資料處理裝置經程式化以自動執行如下步驟：接收第一量測資料，該第一量測資料表示經受該微影程序之一或多個基板的一特性之局域偏差的一分佈；接收第二量測資料，該第二量測資料表示在經受該相同微影程序之一或多個基板上或在一圖案化器件上觀測到的缺陷之一分佈，一圖案在該微影程序之一圖案化步驟中自該圖案化器件轉印至該等基板；識別該第二量測資料中表示之缺陷之該分佈與該第一量測資料中表示之局域偏差之該分佈之間的一相關性；及基於該經識別相關性而產生關於該微影程序之診斷資訊。
藉由找到不同類型之經量測資料之間的相關性，該裝置可比現有方法快得多地自動獲得診斷資訊。此診斷資訊之可用性可允許維護操作之較佳規劃以最大化良率及生產率。在實際上需要緊急干預的情況下，可快得多地識別此診斷資訊。同時，可避免對檢測及/或維護之不必要干預，從而縮減停工時間且延伸組件壽命。舉例而言，污染問題之早期警告可允許將某些維護操作提前至經排程停工時間中，而
非等待直至存在緊急情況為止。
在一些實施例中，該第一量測資料之該分佈表示具有一第一空間解析度之局域偏差之分佈，且該第二量測資料表示具有一第二空間解析度之缺陷之該分佈，該第二空間解析度高於該第一空間解析度。舉例而言，該裝置可操作以使用諸如可藉由微影工具(圖案化裝置)內之常規量測及/或常規效能監視而獲得的相對低解析度資料，與諸如可藉由晶圓背側之直接檢測而獲得的較高解析度資料。該第二量測資料可轉換成具有與該第一量測資料相同的空間解析度之形式，以用於識別相關性之該步驟。
在一些實施例中，接著擷取該較高解析度第二量測資料之部分以用於獲得該診斷資訊。以此方式，相關性結果可用以選擇該高解析度資料之哪些部分含有關於顯著缺陷來源之很可能線索。舉例而言，該裝置可經配置以識別第二量測資料中之缺陷之叢集。相關性結果可用以選擇落在經識別相關性區內之叢集。
該第一量測資料可(例如)基於表示作為該基板之一特性的表面高度之局域偏差之高度圖資料。一些高度圖資料通常經量測以用於該微影程序之一圖案化步驟。該高度圖資料可用以導出曲率(局域曲率)資訊以用作該第一量測資料。
在一特定實施例中，該第一量測資料係基於第一高度圖資料及第二高度圖資料，該第一高度圖資料及該第二高度圖資料係在該基板在該基板支撐件上經受不同夾持條件的情況下經量測。此情形允許獲得額外診斷資訊。該等不同夾持條件可包括夾持力之不同量值，及/或一靜電基板支撐件上之夾持電壓之不同極性。
可藉由比較自一第一基板量測之高度圖資料(呈一原始形式或經處理形式)與先前自一或多個參考基板量測之參考高度圖資料而獲得該第一量測資料，該等參考基板被視為不含缺陷。可替代地藉由對來
自經量測之該或該等基板之資料進行濾波而獲得參考資料。應理解，此量測無需應直接比較來自該基板與該參考基板之該原始高度圖資料。該高度圖資料可在被比較之前經處理為呈某衍生物形式，諸如，一曲率圖。
替代地或另外，該第一量測資料可包含在該圖案化步驟之後已自該基板支撐件移除該第一基板之後藉該圖案化裝置自一基板支撐件量測的資料。舉例而言，在此情形下之該第一量測資料可包含橫越該基板支撐件之靜電電壓變化之量測。
替代地或另外，該第一量測資料可包含在該基板之一前側上藉由一檢測裝置量測的在該圖案化步驟中應用至該基板之該等圖案之一或多個效能參數之量測，該檢測裝置例如，一光學檢測裝置，諸如，一顯微鏡或一散射計、一電子顯微鏡或其類似者。
在此情形下，該效能參數可為(例如)疊對或臨界尺寸。
在一實施例中，該處理器進一步具備缺陷指紋之一資料庫，每一缺陷指紋表示與該微影程序中之一或多個特定處置操作相關聯的缺陷之一空間分佈，且產生診斷資訊之該步驟包含自該經識別相關性辨識若存在的話該等缺陷指紋中之哪一者與相關於該第一量測資料中表示之局域偏差之該分佈的該第二量測資料中之缺陷之一空間分佈匹配。
該處理器可經配置以藉由演算該等經識別區中之缺陷之間的距離之一頻譜而辨識該等缺陷指紋中之哪一者與缺陷圖之該空間分佈匹配。
在一實施例中，該處理器經配置以藉由如下操作而識別該相關性：自該第一量測資料導出表示橫越該基板空間地分佈之多個區中之局域偏差之一分佈的一偏差圖；及自該第二量測資料導出表示在空間分佈上與該偏差圖之該等區對應之區中觀測到的缺陷之一密度之一缺
陷圖；及識別使該缺陷圖中之缺陷之該密度與該偏差圖中之局域偏差之密度相關的區。
在該第二量測資料具有比該第一量測資料高的一空間解析度的情況下，該處理器可經配置以產生該第二量測資料之一低解析度表示以用於識別與該第一量測資料之該相關性。在此實施例中，該處理器可接著使用該經識別相關性以識別該較高解析度第二量測資料之特定部分，且使用此等特定部分以獲得該診斷資訊。
較佳地，該裝置經調適以在該微影程序包含藉由不同個別處理裝置對不同個別基板執行該等處理步驟中之一或多者的情況下使用，且其中該處理器經配置以使用內容背景資料，該內容背景資料識別用於對該第一基板進行一給定處理步驟之該個別處理裝置。
在另一態樣中，本發明亦提供一種儲存有軟體之電腦程式產品或其他非暫時性記憶體器件，該軟體在執行於一電腦上時使該電腦進行如下步驟：接收第一量測資料，該第一量測資料表示經受微影程序之一或多個基板的一特性之局域偏差的一分佈；接收第二量測資料，該第二量測資料表示在經受該相同微影程序之一或多個基板上或在一圖案化器件上觀測到的缺陷之一分佈，一圖案在該微影程序之一圖案化步驟中自該圖案化器件轉印至該等基板；識別該第二量測資料中表示之缺陷之該分佈與該第一量測資料中表示之局域偏差之該分佈之間的一相關性；及基於該經識別相關性而產生關於該微影程序之診斷資訊。
該電腦程式產品可進一步含有用於特定實施上文所描述的該等選用特徵中之任一者之指令。
200‧‧‧微影裝置LA/微影工具
202‧‧‧量測站MEA
204‧‧‧曝光站EXP
208‧‧‧塗層裝置
210‧‧‧烘烤裝置
212‧‧‧顯影裝置
220‧‧‧經圖案化基板
222‧‧‧處理裝置
224‧‧‧處理裝置
226‧‧‧處理裝置/步驟
230‧‧‧基板
232‧‧‧經處理基板
234‧‧‧經處理基板
240‧‧‧光學度量衡裝置/光學檢測裝置
242‧‧‧處置操作
244‧‧‧基板背側檢測裝置
246‧‧‧光罩
248‧‧‧光罩檢測裝置
249‧‧‧光罩處置系統
250‧‧‧診斷裝置
252‧‧‧診斷資訊/線內資料
254‧‧‧離線資料
256‧‧‧資料
258‧‧‧指紋資料庫
262‧‧‧維護排程
264‧‧‧監督控制系統
266‧‧‧控制命令
300‧‧‧第一量測資料
302‧‧‧第二量測資料
304‧‧‧相關映射
306‧‧‧相關性結果
312-1‧‧‧參考指紋/指紋模板或影像
320‧‧‧組合掃描電子顯微法-能量分散X射線分析(SEM-EDX)與圖案辨識之結果
500‧‧‧第一量測資料
502‧‧‧第二量測資料
504‧‧‧交叉相關步驟
506‧‧‧相關性圖
508‧‧‧部分
508'‧‧‧區/部分
510‧‧‧部分
510'‧‧‧區/部分
520‧‧‧原始缺陷圖
600‧‧‧第一層
602‧‧‧基板
604‧‧‧第二層
606‧‧‧污染物粒子
608‧‧‧支撐件
700‧‧‧基板
700'‧‧‧基板
702‧‧‧夾具
704‧‧‧污染物粒子
706‧‧‧失真
706'‧‧‧特徵
802‧‧‧步驟
804‧‧‧步驟
806‧‧‧步驟
808‧‧‧步驟
810‧‧‧步驟
812‧‧‧步驟
814‧‧‧步驟
816‧‧‧步驟
818‧‧‧步驟
1227‧‧‧處理器
1229‧‧‧記憶體
1261‧‧‧硬碟
1262‧‧‧唯讀記憶體(ROM)
1263‧‧‧電可抹除可程式化唯讀記憶體(EEPROM)
1264‧‧‧隨機存取記憶體(RAM)
1265‧‧‧鍵盤
1266‧‧‧滑鼠
1267‧‧‧讀取單元
1268‧‧‧磁碟
1269‧‧‧CDROM
1270‧‧‧印表機
1271‧‧‧顯示器
1272‧‧‧通信網路
1273‧‧‧傳輸器/接收器
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
CDAT‧‧‧內容背景資料
CO‧‧‧聚光器
DPA‧‧‧資料處理裝置
EXP‧‧‧曝光站
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明系統/照明器
IN‧‧‧積光器
LA‧‧‧微影裝置
LACU‧‧‧微影裝置控制單元
LS‧‧‧位階感測器
M1‧‧‧光罩對準標記
M2‧‧‧光罩對準標記
MA‧‧‧圖案化器件/光罩
MEA‧‧‧量測站
MT‧‧‧支撐結構/光罩台/光罩支撐件
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/基板定位器
SO‧‧‧輻射源
W‧‧‧基板
WTa‧‧‧基板台
WTb‧‧‧基板台
現在將參看隨附示意性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描繪根據本發明之一實施例之微影裝置；圖2示意性地展示圖1之微影裝置連同形成用於半導體器件之微影生產系統之其他裝置的使用，該系統進一步包含根據本發明之實施例之診斷裝置；圖3示意性地描繪根據本發明之一實施例的用於利用診斷裝置之工作流程；圖4之(a)展示根據本發明之一實施例的第一量測資料之標繪圖；圖4之(b)展示用於正規化圖4之(a)之第一量測資料的加權函數；圖4之(c)展示基於展示在加權函數之應用之後之第一量測資料的無因次加權資料標繪圖；圖4之(d)展示用作診斷裝置中之第二量測資料的基板背側缺陷資料圖；圖4之(e)展示基於離線經量測資料之針對1微米至5微米缺陷大小範圍之缺陷密度的求和標繪圖；圖4之(f)展示基於與圖4之(d)之離線資料一起使用之累積高斯函數的無因次加權函數；圖4之(g)說明基於離線經量測資料及加權函數之在1微米至5微米之範圍內的加權缺陷密度；圖5說明識別第一量測資料與第二資料量測之間的相關性及視情況在診斷裝置之一項實施例中產生額外診斷資訊的步驟；圖6(包括圖6之(a)至圖6之(c))示意性地描繪基板之前側上之歸因於污染之存在之聚焦誤差及疊對誤差的產生；圖7(包括圖7之(a)至圖7之(g))說明獲得(例如)用作圖2至圖5之診斷裝置中之改良型第一量測資料之經濾波高度圖資料的方法；圖8為根據一項實施例之診斷裝置中之實例圖案匹配程序的流程圖；及
圖9示意性地說明可程式化以實施本發明之診斷裝置的資料處理硬體。
在描述為本發明之特定主題之技術之前，將有用的是呈現關於微影製造程序及其中出現的問題的一些背景資訊。實例將主要關於用於在半導體基板上進行功能器件產生的程序。相同原理可應用於其他類型之產品或基板。亦應瞭解，詳言之，相同原理可應用於諸如自身可在後續製造程序中使用之光罩之圖案化器件的製造中。因此，在下文中對基板之參考亦可被解釋為對待形成主控圖案之基板之參考，此隨後用於將功能器件圖案之應用至一系列基板。圖案化器件可為光學微影光罩，其在類型上透射或反射。圖案化器件可替代地為(例如)供壓印微影中使用之模板。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例之微影裝置LA。該裝置包括：- 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EUV輻射)；- 支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩)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器件之第一定位器PM；- 基板台WTa或WTb，其經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓)W，且連接至經組態以根據某些參數而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器件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。基板W或晶圓具有：一前側，其在處理期間定位於最上部，在該前側上伴隨有各種處理步驟；及一背側，其
與該前側相對且在處理期間與基板台WTa、WTb接觸。背側易受污染損壞，此可導致前側之失真，如下文所描述。
照明系統可包含用於導向、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。
支撐結構支撐(亦即，承載)圖案化器件。支撐結構以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化器件是否被固持於真空環境中)之方式來固持圖案化器件。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化器件。支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動。支撐結構可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統處於所要位置。可認為本文中對術語「比例光罩」或「光罩」之任何使用皆與更一般術語「圖案化器件」同義。
本文所使用之術語「圖案化器件」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器件。應注意，舉例而言，若被賦予至輻射光束之圖案包含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產生之器件(諸如，積體電路)中之特定功能層。
圖案化器件可為透射的或反射的。圖案化器件之實例包含光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影中為吾人所熟知，且包含諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜，以便使入射輻射光束在不同方向上反射。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。
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，包含折射、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」之任何使用皆與更一般之術語「投影系統」同義。
如此處所描繪，裝置屬於透射類型(例如，使用透射光罩)。替代地，裝置可屬於反射類型(例如，使用上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影裝置可屬於具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上光罩台)之類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，或可對一或多個台進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。可以單機方式來使用本文所揭示之本發明，但詳言之，本發明可在單載物台裝置抑或多載物台裝置之曝光前量測階段中提供額外功能。
微影裝置亦可屬於如下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對高折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸潤液體應用至微影裝置中之其他空間，例如，光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加投影系統之數值孔徑。本文所使用之術語「浸潤」不意謂諸如基板之結構必須浸沒於液體中，而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。
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，輻射源及微影裝置可為單獨實體。在此等狀況下，不認為輻射源形成微影裝置之部件，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，舉例而言，當輻射源為水銀燈時，輻射源可為微影裝置之整體部件。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可包括用於調整輻射光束之角強度分佈之調整器AD。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。另外，照明器IL可包括各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。照明器可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台MT)上之圖案化器件(例如，光罩MA)上，且係藉由該圖案化器件而圖案化。在已橫穿光罩MA的情況下，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS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，干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)，可準確地移動基板台WTa/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)在自光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光罩MA。一般而言，可憑藉形成第一定位器PM之部件之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現光罩台MT之移動。相似地，可使用形成第二定位器PW之部件之長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WTa/WTb之移動。在步進器(相對於掃描器)之狀況下，光罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準光罩MA及基板W。儘管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)。相似地，在一個以上晶粒提供於光罩MA上之情形中，光罩對準標記可位於該等晶粒之間。
所描繪裝置可用於以下模式中之至少一者中：
1. 在步進模式中，在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投
影至目標部分C上時，使光罩台MT及基板台WTa/WTb保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WTa/WTb在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中，曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中成像之目標部分C之大小。
2. 在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描光罩台MT及基板台WTa/WTb(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WTa/WTb相對於光罩台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高度(在掃描方向上)。
3. 在另一模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使光罩台MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WTa/WTb。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WTa/WTb之每一移動之後或在一掃描期間之順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如，上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可使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。
此實例中之微影裝置LA屬於所謂雙載物台類型，其具有兩個基板台WTa及WTb以及兩個站--曝光站及量測站--在該兩個站之間可交換基板台。在曝光站EXP處曝光一個基板台上之一個基板的同時，可在量測站MEA處將另一基板裝載至另一基板台上，使得可進行各種預備步驟。該等預備步驟可包含使用位階感測器LS來映射基板之表面高度，及使用對準感測器AS來量測基板上之對準標記之位置。對準標記係以規則柵格圖案標稱地配置。然而，歸因於產生標記
之不準確度且亦歸因於基板之貫穿其處理而發生的變形，標記偏離理想柵格。因此，除了量測基板之位置及定向以外，對準感測器實務上亦必須詳細地量測橫越基板區域之許多標記之位置(在裝置LA將以極高準確度印刷處於正確部位之產品特徵的情況下)。因此，對準標記之量測極耗時，且提供兩個基板台會實現裝置之產出率之相當大增加。若位置感測器IF在基板台處於量測站以及處於曝光站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能夠在兩個站處追蹤基板台之位置。本發明可應用於具有僅一個基板台或具有兩個以上基板台之裝置中。
裝置進一步包含控制所描述之各種致動器及感測器之所有移動及量測的微影裝置控制單元LACU。LACU亦包含用以實施相關於裝置之操作之所要演算之信號處理及資料處理能力。實務上，控制單元LACU將被實現為許多子單元之系統，每一子單元處置裝置內之一子系統或組件之即時資料獲取、處理及控制。舉例而言，一個處理子系統可專用於基板定位器PW之伺服控制。單獨單元可甚至處置粗略及精細致動器，或不同軸線。另一單元可能專用於位置感測器IF之讀出。裝置之總控制可受到中央處理單元控制，中央處理單元與此等子系統處理單元通信、與操作員通信，且與微影製造程序中涉及之其他裝置通信。
圖2在200處展示在用於半導體產品之工業生產設施之內容背景中的微影裝置LA。在微影裝置(或簡言之「微影工具」200)內，量測站MEA在202處被展示且曝光站EXP在204處被展示。控制單元LACU在206處被展示。在生產設施內，裝置200形成「微影製造單元」或「微影叢集」之部分，該「微影製造單元」或「微影叢集」亦含有塗層裝置208以用於將感光性抗蝕劑及其他塗層應用至基板W以用於藉由裝置200進行圖案化。在裝置200之輸出側處，提供烘烤裝置210及
顯影裝置212以用於將經曝光圖案顯影至實體抗蝕劑圖案中。
一旦已應用並顯影圖案，就將經圖案化基板220轉印至諸如在222、224、226處所說明之其他處理裝置。廣範圍之處理步驟係藉由典型製造設施中之各種裝置予以實施。出於實例起見，此實施例中之裝置222為蝕刻站，且裝置224執行蝕刻後退火步驟。將進一步物理及/或化學處理步驟應用於另外裝置226等等。可需要眾多類型之操作以製造真實器件，諸如，材料之沈積、表面材料特性之改質(氧化、摻雜、離子植入等等)、化學機械拋光(CMP)，等等。裝置226實務上可表示在一或多個裝置中執行的一系列不同處理步驟。
眾所周知，半導體器件之製造涉及此處理之許多重複，以在基板上逐層地建置具有適當材料及圖案之器件結構。因此，到達微影叢集之基板230可為新近製備之基板，或其可為先前已在此叢集中或在另一裝置中完全地被處理之基板。相似地，取決於所需處理，離開裝置226之基板232可返回以用於同一微影叢集中之後續圖案化操作，其可被預定用於不同叢集中之圖案化操作，或其可為成品產品而待發送用於切塊及封裝。
產品結構之每一層需要不同程序步驟集合，且用於每一層處之裝置226可在類型上完全不同。另外，即使在待由裝置226應用之處理步驟在大設施中標稱相同的情況下，亦可存在並行地工作以對不同基板執行步驟226之若干假設相同的機器。此等機器之間的設置或故障之小差異可意謂其以不同方式影響不同基板。甚至為每一層相對共有之步驟，諸如蝕刻(裝置222)可藉由標稱相同但並行地工作之若干蝕刻裝置予以實施，以最大化產出率。此外，實務上，不同層根據待蝕刻之材料之細節需要不同蝕刻程序，例如，化學蝕刻、電漿蝕刻，且需要特定要求，諸如，各向異性蝕刻。
可在其他微影裝置中執行先前及/或後續程序(如剛才所提及)，
且可甚至在不同類型之微影裝置中執行先前及/或後續程序。舉例而言，器件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先進微影工具中予以執行。因此，一些層可曝光於浸潤類型微影工具中，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波長輻射來曝光。
圖2亦展示度量衡裝置240，度量衡裝置240提供以用於進行在製造程序中在所要載物台處之產品之參數的量測。現代微影生產設施中之度量衡站之常見實例為散射計(例如，角度解析散射計或光譜散射計)，且其可應用於量測在裝置222中之蝕刻之前在220處之經顯影基板之屬性。在使用度量衡裝置240的情況下，其可判定出(例如)諸如疊對或臨界尺寸(CD)之重要效能參數並不符合經顯影抗蝕劑中之指定準確度要求。在蝕刻步驟之前，存在經由微影叢集剝離經顯影抗蝕劑且重新處理基板220之機會。亦眾所周知，來自裝置240之度量衡結果可用以藉由隨著時間推移進行小調整來維持微影叢集中之圖案化操作之準確效能，藉此最小化製造出不符合規範的產品之風險，且需要重工。當然，度量衡裝置240及/或其他度量衡裝置(圖中未繪示)可應用於量測經處理基板232、234及引入基板230之屬性。
除了量測關於經圖案化產品之效能參數以外，微影生產系統亦可包含特定用於識別基板及光罩之前側及/或後側中之缺陷的檢測裝置。可在微影程序中涉及之許多處置操作中之任一者中出現此等缺陷(諸如，黏附至基板之污染物粒子)。圖2中之實線箭頭示意性地指示藉由經自動化裝置在清潔室環境中執行的此等處置操作。為了易於識別，將此等處置操作中的幾個操作標註為242。缺陷亦可包含刮痕、凹痕或甚至基板之材料中之改質。檢測裝置240可用於對基板之前側之缺陷檢測，但一特定問題為由與各種處置裝置接觸引起的背側缺
陷。為了檢測此等背側缺陷，提供單獨背側檢測裝置244。出於此目的，常常使用諸如KLA-Tencor SP2或AMAT Uvision之市售器件。並不檢測每一基板，而是基於常規取樣或因為已識別特定問題而可將基板或若干批量(批次)基板轉向至此檢測裝置。可要求另外檢測裝置(圖2中未繪示)(例如)以應用電子顯微法或X射線繞射以分析詳細結構及/或材料組合物。詳言之，組合掃描電子顯微法(SEM)與能量分散X射線分析(EDX)之系統係市售的。在此等系統中，SEM提供樣本之詳細高解析度影像，而能量分散X射線分析器(EDX或EDA)亦用以提供元素識別及定量成份資訊。
如引言中所提及，圖案化器件(光罩或比例光罩)為經受處置操作之另一臨界組件，且光罩污染或其他缺陷可為圖案化中之不良效能之另一原因。通常不與基板230、232、234一樣頻繁地處置光罩246，但不論何時存在應用至基板(不同產品或不同層)之產品圖案之改變皆在微影裝置200中及外調換該等光罩246。_提供光罩檢測裝置248以用於直接檢測光罩之污染及其他缺陷。在249處示意性地指示光罩處置系統。對於透射光罩(諸如，圖1所展示之透射光罩)，夾持配置可接觸在前側及/或背側處的光罩之側部分。對於如用於EUV微影裝置中之反射光罩，則靜電夾具通常將用於該光罩之背側處。再次，污染或其他缺陷可在光罩上，或可在光罩支撐件MT上，且可在操作期間自該等器件中之一者轉移至另一者。
檢測裝置240、244及248中之每一者被展示為與微影裝置及系統之其他處理裝置分離的單元。此係僅出於實例起見，且此等檢測裝置中之任一者或全部可整合至(例如)微影裝置中。一些已知EUV微影裝置具有整合之光罩背側檢測，使得光罩無需離開真空環境以供檢測。
以下描述將集中於作為待分析之缺陷類型的基板背側污染。相同原理可易於應用於光罩缺陷之問題。實際上，所觀測到損耗效能是
可由基板污染造成抑或光罩污染造成可為系統操作員的問題。通常，有可能在基本階段判定缺陷是在光罩(或關聯支撐件)上抑或在基板(基板支撐件)上。此係因為光罩上之缺陷將造成橫越基板上之所有場之重複之相似效應，而基板上之缺陷將不造成相似效應。
為了提供用於分析微影生產系統中之背側污染之效應及根本原因之經自動化工具，現在揭示診斷裝置250之供應，如圖2之頂部處所說明。診斷裝置250為藉由電腦硬體及軟體之組合而實施的資料處理裝置，其經連接以自剛才所描述之製造系統接收資料。電腦硬體可實體地定位於與微影工具及其他裝置相同的位點上，或其可遠端地定位且由電信頻道及/或抽取式儲存器連接。診斷裝置250藉由找到關於同一基板或至少關於經歷相似處理之其他基板的不同類型之量測資料之間的相關性而操作。藉由該裝置輸出診斷資訊252。
在一些實施例中，吾人將此等不同類型之量測資料稱作「線內資料」及「離線資料」。此反映出：線內資料可基於在正常處理期間進行之量測，例如，使用微影裝置200中之感測器AS、LS而自基板獲得的對準或高度圖資料。(可自圖案化器件MA量測相似資料)。另一方面，離線資料可基於使用檢測裝置244或248進行之基板(或光罩)之缺陷的直接檢測。來自藉由檢測裝置240之量測之資料可被認為是離線或線內資料。看待不同類型之量測資料之另一方式為：第一量測資料可關於藉由諸如背側污染之缺陷造成的徵兆，而第二量測資料關於造成彼等徵兆之缺陷之觀測。在彼原因背後，在整個微影製造系統中之某處存在污染之根本原因。診斷資訊可特別有用於比在已知系統中更容易地識別彼根本原因。
區分不同類型之資料之另一方式應為將不同類型之量測資料認為是固有資料抑或外來資料。可藉由觀測基板(或光罩)自身(例如，背側檢測)而獲得固有資料。外來資料可表示僅在基板(或光罩)與基板支
撐件(光罩支撐件)互動時出現之效應。可(例如)自微影裝置中量測之高度圖導出外來資料，或自在將圖案應用於彼裝置中時獲得的疊對結果來導出外來資料。此外來資料可用作第一量測資料，而固有資料係用作第二量測資料。
在圖2所說明之系統中，由微影裝置200基於在量測站202中進行之量測供應線內資料252。可由基板背側檢測裝置244及/或光罩檢測裝置248供應離線資料254。取決於檢測之模式，可認為來自檢測裝置240之資料256為線內資料抑或離線資料。在引言及申請專利範圍之語言中，表示諸如疊對或CD之效能參數之局域偏差的資料256將用作第一量測資料(線內資料)。在裝置240待直接用於缺陷偵測的情況下，資料256可能用作第二量測資料(離線資料)。
診斷資訊260可採取許多形式。在一項實例中，可基於基板之缺陷及局域偏差而產生診斷圖，從而使能夠快速查明影響聚焦及/或造成夾具效能問題之粒子污染，而無需系統停工時間。診斷資訊可經進一步處理以識別作為污染或其他缺陷之根本原因的特定處置操作或處置裝置。可結合所謂內容背景資料CDAT來執行此操作。有用內容背景資料可(例如)描述特定基板之處理歷史，且甚至描述哪些特定裝置已用於彼等步驟之執行。另外，診斷裝置250可使用「指紋」資料庫258，如下文進一步所描述。
在一些實施例中，自動地或手動地使用診斷資訊以更新用於生產系統之維護排程262。在一些實施例中，將診斷資訊(例如，維護排程)直接及自動地應用於系統之監督控制系統264中。舉例而言，監督控制系統264可基於規劃抑或基於進一步操作將簡單地損壞經處理基板之緊急情況而使藉由一個或所有裝置進行之處理之中斷自動化。將控制命令266發佈給系統之各種裝置以實施所要維護。控制命令266可包含用以向操作員告警之警報。控制命令266可需要在實施之前人類
干預或確認。
圖3示意性地描繪根據本發明之一實施例的用於利用診斷裝置之工作流程。診斷裝置250係用於對順次基板執行之微影程序之監視及分析，該微影程序包括對每一基板執行之一序列處理步驟，該等處理步驟包含一圖案化裝置中執行之至少一圖案化步驟、一或多個預圖案化程序步驟及一或多個圖案化後程序步驟，且該等處理步驟中之每一者涉及一或多個處置操作。診斷裝置包括經程式化以自動執行若干步驟之資料處理裝置。獲得表示經受微影程序之一或多個基板之特性的局域偏差的第一量測資料。舉例而言，基板之特性可為：實體量，諸如，表面高度、表面粗糙度、紋理、溫度；表面或整體電量，諸如，電場、電流、電壓、電荷、磁場效應、光發射、發光度、應力或應變(雙折射)。
第一量測資料中表示之特性可為一或多個經量測屬性之衍生物，且無需為直接經量測屬性。舉例而言，特性可能為基板表面之局域曲率(不平坦度)，該局域曲率可直接以某種方式而量測或可自高度量測作為第二衍生物而獲得。基板之特性可替代地為微影程序之效能參數，諸如，疊對或CD。在一實務實施例中，診斷裝置之處理器可接收原始量測資料，需要處理器自該原始量測資料演算的局域偏差之任何形式之分佈。與第二量測資料相關使用的第一量測資料可為量測資料之經處理形式，且可甚至組合若干個別量測之結果。下文中將進一步說明此情形之實例。在任何情況下，意欲術語「量測資料」既不受到原始量測限定，亦不排除原始量測。
可使用任何合適量測技術來量測局域偏差。線內量測可為在基板之正常處理期間進行的量測，但第一量測資料可包含可量測之局域偏差之任何態樣。此量測資料可來自圖案化裝置，其中第一量測資料係自圖案化裝置(微影裝置LA 200)內之感測器而獲得。如已經提及，
位階感測器LS及/或對準件AS通常經操作以量測在為圖案化步驟準備時橫越基板之位置偏差。該等相同位置偏差可用作第一量測資料之基礎。替代地或另外，可在圖案化之前或之後操作相同感測器，以獲得特定用於診斷裝置250中之量測資料。
另外，在圖案化之前或之後，可發送選定基板以用於所謂離線量測。此等量測形成第二量測資料302之基礎，第二量測資料302表示在經受相同微影程序之一或多個基板上觀測到的缺陷之分佈。此可包括來自圖案化裝置外部之檢測裝置之量測。舉例而言，可使用由檢測裝置244獲得之背側缺陷圖。再次，第二量測資料可為原始量測資料，或其可經處理及/或與其他資料組合。詳言之，可以某種方式變換第一量測資料及第二量測資料中之一者或兩者以使其更直接地彼此可比得上。下文將描述此情形之實例。
在使用量測資料之兩個集合的情況下，診斷裝置250識別第二量測資料中表示之缺陷之分佈與第一量測資料中表示之局域偏差之分佈之間的相關性。可接著基於經識別相關性而產生關於微影程序之診斷資訊。換言之，第一量測資料及第二量測資料係用以識別第二量測資料中表示之缺陷與第一量測資料中表示之局域偏差之間的一或多個空間相關性。下文中提供執行相關性之實例。
診斷資訊可採取許多形式，且可以許多不同方式使用診斷資訊。在所說明實例中，經識別相關性係用以識別基板(或圖案化器件)之特定區以供進一步研究。基於相關性結果306，擷取且使用關於經識別區之第二量測資料之部分以獲得關於圖案化裝置及/或用於微影製造程序中之其他裝置的診斷資訊。理想地，處理器經進一步自動配置以更新關於用於微影製造程序中之裝置中之至少一者的維護排程。
自可包含於圖案化裝置內之線內量測裝置接收第一量測資料300。舉例而言，線內量測裝置可為圖1所展示之裝置之位階感測器
LS(高度感測器)。在另一實例中，第一量測資料係基於使用位階計或靜電伏特計(ESVM)而對基板台進行的量測。當使用位階感測器時，此情形實際上產生自基板之前側量測之高度圖資料。
如上文所提及，產生此第一量測資料之基板亦經發送以供(例如)使用檢測裝置244進行離線檢測。此等離線量測形成第二量測資料302之基礎，其可為基板背側缺陷圖。
第一量測資料具有第一空間解析度。第二量測資料具有第二空間解析度。歸因於用以獲得此資料之檢測裝置或感測器之極不同性質，第一量測資料與第二量測資料之空間解析度可極不同。在所說明實例中，第二空間解析度高於第一空間密度解析度。亦即，橫越基板之量測之取樣密度在離線資料(例如，詳細背側檢測結果)中比在線內資料(例如，高度圖)中更高。因此，在可比較資料之此兩個集合以識別相關性之前，需要一些預處理。亦可需要預處理以便選擇或至少強調徵兆之特定類別或缺陷之特定類別。為了在實務實例中說明此等選項，可比較第一量測資料300與第二量測資料302如下。
較高解析度第二量測資料包括處於固定或隨機位置之量測點，例如，規則像素柵格。遍及由(較低解析度)第一量測資料定義之柵格來將此資料積分。在(例如)高度圖資料之狀況下，藉由位階感測器LS之掃描路徑及取樣密度判定橫向(X,Y)解析度。Z資料含有經處理後之感測器輸出。自使用檢測裝置244而映射之缺陷之更詳細影像，遍及高度圖資料(第一量測資料)之較粗略柵格計算樣本的總數或將該等樣本平均化。以此方式，將資料之兩個集合映射至一共同空間樣本圖案(像素柵格)，且可識別資料之該兩個集合之間的空間相關性。在一實例中，將第二量測資料映射至第一量測資料之柵格。原則上，資料之集合兩者可映射至一不同的常見柵格。舉例而言，此情形可在待並行地考慮線內量測資料之不同集合的情況下受關注。
如所提及，第一量測資料及/或第二量測資料之預處理亦可包含不同特徵之選擇性。可針對不同缺陷大小間隔重複映射，以區分較小缺陷與較大缺陷。可使用加權函數(下文更詳細地予以論述)來進一步轉換資料以識別遍及某一臨限值之特性。可將第一量測資料及第二量測資料轉換至一共同尺度，以幫助比較。接著，藉由逐元素地使第一量測資料矩陣與第二量測資料矩陣相乘而使第一量測資料矩陣及第二量測資料矩陣交叉相關。視情況，可在分別在x及y方向上在該等矩陣之間應用增加之偏移之後重複此乘法。此情形產生對粒子之塗抹及粒子叢集效應更敏感之資料。若不能對兩個資料集內之位置之對應性作主觀估計，則以偏移及/或引入偏移而重複亦可有用。亦可預先知曉系統性偏移，或自所接收量測資料之相關性擷取系統性偏移。代替每次以許多不同偏移而重複，可作為校準之形式減去此等偏移以供後續量測。
可以不同方式使用所得相關性圖。舉例而言，在304處，使用識別相關性之區以選擇供使用諸如SEM-EDX之檢測裝置來進行進一步檢測及分析的基板之部分。另一方面，在306處，相關性圖304亦可用以擷取第二量測資料中之高解析度缺陷圖之最相關部分。此操作可用以使造成諸如散焦及/或夾具效能問題之徵兆的彼等缺陷與內部及外部基板處置系統之特定部分相關。進行彼操作之一種方式為使用含有不同處置裝置之指紋312-1至312-10之庫258。每一指紋係由處置裝置將與支撐件實體接觸及/或夾緊基板(或光罩)所處之彼等點界定。舉例而言，可自已在討論中之處理裝置之處置系統上方循環的特定監視晶圓之背側檢測而憑經驗獲得此指紋資料。替代地或另外，可自諸如裝置之設計之先前知識獲得指紋資料。
在一實例方法中，此等指紋係用於下文所描述之診斷裝置250內之圖案辨識PREC。視情況在320處組合SEM-EDX與圖案辨識之結果
的情況下，裝置可獲得關於影響總系統效能之彼等缺陷之根本原因的相當特定指示。
圖4示意性地說明使用根據本發明之裝置來產生交叉相關資料的方法。首先將論述第一量測資料。圖4之(a)展示第一量測資料之標繪圖。應瞭解，實務上可表示值之精細分級。該標繪圖已呈現為呈粗尺度，其中黑色影線及白色影線純粹用於順應專利形式。在此實例中，資料包括X-Y柵格上之靜電伏特計(electrostatic voltmeter；ESVM)資料。經突出顯示之區(單元)表示電壓V之局域增加。在另一實施例中，此等區可為高度(或曲率)值。可在自基板支撐件卸載基板之後執行此等量測，且此等量測將揭露污染可造成靜電夾持力之非均一性之區。在(b)處，吾人展示基於(例如)高斯曲線之加權函數。此加權函數係用於正規化EVSM資料(a)。此實例中之加權函數係對稱的及雙極的，此係因為EVSM電壓可為雙極的。在(c)處，吾人標繪基於在經受不對稱加權函數時之EVSM資料之組合的無因次加權資料VN。在此實例中，標繪圖(c)中突出顯示之僅有區為電壓超過藉由加權函數規定之臨限值的區。此實際上為偏差圖之產生，其中每區密度值在相關性步驟之前經受無因次加權函數以強調超過某一臨限值之值。以此方式經預處理之資料之值處於(例如)0至1之尺度。
圖4之(d)(第二頁面)展示第二量測資料之實例，在此狀況下為與x-y軸標繪圖相關的位置之標繪圖上的基板背側缺陷資料圖。第二量測資料包含藉由直接檢測基板之反轉側之檢測裝置244或其類似者量測之缺陷圖。資料(d)在空間解析度方面極詳細。其亦展示無足輕重的且將不為效能問題之原因的缺陷。實務上，資料(d)亦含有許多灰階資訊，但其出於此專利說明之目的已以二元形式呈現。指紋312-1等等之不同指紋之數個片段疊對於該資料中。亦存在眾多瘤節圓點及諸如刮痕之一個或兩個較大缺陷。
在(e)處，吾人看到缺陷密度DD之標繪圖，缺陷密度DD為在經設計為與圖4之(a)中之ESVM量測之柵格相同的粗略柵格之每一單元中計算總數的所觀測缺陷之數目。再次，可應用濾波或選擇以突出顯示特定缺陷大小。圖4之(e)(例如)展示基於離線經量測資料之針對1微米至5微米缺陷大小範圍之缺陷密度的求和標繪圖。再次，為了促進比較，應用基於累積高斯曲線之超過臨限值的無因次加權，如(f)處所說明。值DN處於(例如)為0至1之尺度。此情形引起圖4之(g)之缺陷密度標繪圖，圖4之(g)說明基於第二量測資料及加權函數之在1微米至5微米之範圍內的加權缺陷密度。可視需要針對缺陷大小之其他範圍來重複此程序。可變化加權函數之參數。
圖5說明比較第一量測資料500與第二量測資料502的交叉相關操作。第一量測資料500被展示為在圖4之(c)處，亦即，在預處理及至無因次尺度之轉換之後。相似地，第二量測資料502被展示為處於其經處理狀態中，其在與第一量測資料500相同的空間柵格上且在相同無因次尺度上。在504處，逐元素地使值之此兩個矩陣或陣列相乘以獲得相關性圖506。
可視需要藉由應用X及Y方向偏移以產生另外圖來重複交叉相關步驟504。
502處之缺陷圖由於要考慮許多缺陷而極「忙碌」，但將看到，相關性圖506僅展示若干極特定部分(單元之群組)，其中已識別線內資料與離線資料之間的相關性。在508及510處突出顯示此等部分。緊接著藉由產生諸如相關性圖506之診斷資訊而極大地簡化對經降低效能之原因的搜尋。當結合原始較高解析度量測而使用相關性圖時，獲得特定益處。
另外，在520處，吾人看到根據經識別相關性而在高解析度第二量測資料內之所關注區之選擇。此說明基板之前側，其中區508'、
510'被突出顯示，其中在(低解析度)相關性圖中在508及510處找到相關性。相比於第一量測資料及相關性圖自身之低空間解析度，來自此等區之高解析度資料允許指紋圖案之好得多的辨識。此外，常常一個指紋之缺陷之僅一(未必特定)分率貢獻於在操作期間之基板之局域偏差。舉例而言，在考慮來自處置裝置之基板接觸部分之材料變得黏附至經處理基板之背側之典型狀況的情況下，極不可能使來自所有部分之材料將在一天內突然轉移至一個基板。較可能之情境為：來自裝置之不同部分之材料遍及一時間段而逐漸轉移至不同基板。因此，在僅考量局域偏差的情況下，其起源將難以識別。將相關缺陷置於如本文所揭示之「指紋」內容背景中會允許識別受影響之處置裝置，從而最大限度地利用可用資料。如所提及，亦可需要產生用以進行在由第二量測資料及作為產生之診斷資訊之部分的經識別相關性指示之部位處之材料組合物之量測的指令。除了圖案辨識功能PREC以外，此情形亦可用以識別缺陷之潛在原因。舉例而言，在圖案辨識將兩個不同處置操作指示為污染之潛在原因的情況下，材料組合物可幫助判定彼等裝置中之哪一者為真正來源。
如所提及，光罩之污染可為經降級效能之原因，以及基板污染之原因。可運用來自光罩檢測裝置248之第二量測資料以識別第一量測資料中觀測到之徵兆與光罩上觀測到之缺陷之間的相關性來重複該同一方法。是否作為每一分析之部分而進行兩種類型之檢測及交叉相關或是否分離地進行光罩檢測及基板檢測為一種選擇問題。作為一選項，舉例而言，可在基板檢測尚未揭露很可能原因時將光罩檢測排序(藉由人類干預或自動藉由診斷裝置)。如上文所提及，光罩檢測將在第一量測資料中之局域偏差以與曝光於基板上之場相同的頻率及空間分佈重複時特別可取。相似地，可在與光罩檢測之相關性尚未識別出很可能原因時將基板檢測排序。可方便的是將光罩缺陷圖有效地視為
第三量測資料。在引言及申請專利範圍之語言中，基板缺陷圖抑或光罩缺陷圖可被視為第二量測資料。
在懷疑光罩缺陷且將光罩缺陷圖用作第二量測資料之狀況下，用以識別相關性之第一量測資料可表示整體上遍及基板之局域偏差之場內分量。舉例而言，可藉由將橫越基板之每一場(目標部分)之局域位置偏差平均化而獲得此場內分量。
如所提及，第一量測資料可包含應用至基板之圖案之一或多個效能參數的量測。可在基板之前側上藉由光學檢測/度量衡裝置240來量測此等效能參數。此效能參數可為疊對誤差，其為在兩個或兩個以上相異圖案化步驟(參見下文)中應用的特徵之間的位置偏差。可應用與上文所描述相同之處理。在一實務實施中，可並行處理不同類型之第一量測資料，且將結果組合以改良診斷資訊之品質。
圖6示意性地描繪在圖案化步驟中之歸因於基板背側上(或基板支撐件上)粒子污染之存在之聚焦誤差及疊對誤差的產生。在實例微影程序中，應用第一圖案以在基板602上之第一層600中形成產品特徵。接著應用第二圖案以在上覆第一層之第二層604中形成產品特徵。
圖6之(a)展示基板之完美平坦度的理想情形。良好地界定第一層600及基板602之橫向位置及高度(聚焦)。圖6之(b)展示在第二層604之圖案化期間位於基板與其支撐件608(例如在圖1中為WTa或WTb)之間的污染物粒子606之效應。基板代替處於扁平狀態而在粒子上方局域地凸出。當第二層604歸因於在基板602之背側與夾具(圖中未繪示)之間的粒子606上方之基板602之局域曲率而圖案化時，產生聚焦誤差f，其將使圖案化效能降級且影響(例如)CD。另外，在凸出之傾斜側上在第一層600與第二層604中之特徵之位置並未對齊。基板602及第一層600之邊緣歸因於基板602之局域曲率而與垂線成角度θ。
一旦已曝光第二層604且自夾具移除基板602，就顯而易見的是，
現在存在疊對誤差OV，如圖6之(c)所展示。此情形說明第二層604之特徵向內處於第一層600及基板602之邊緣，而非適當對齊。
現在參看圖7，現在揭示獲得呈區別為背側污染及藉由其他效應造成之偏差之效應的局域高度變化之形式的高度圖資料之方法。當量測基板高度圖(諸如，形成使用位階感測器而在線內產生的第一量測資料之基板高度圖)時，所得高度輪廓為如下若干貢獻之總和(僅舉幾例)：歸因於基板之背側上之粒子之存在的局域效應；歸因於具有非扁平表面之基板夾具之全域效應；歸因於基板之粗糙度及非扁平表面之全域及局域效應；歸因於基板在未由夾具支撐之區中之下垂；基板之邊緣周圍之局域效應及歸因於熱梯度之全域效應。理想地，對於由污染造成之效能問題之診斷，量測應僅展示歸因於基板之背側上之粒子之存在的彼等基板變形。此資料自身可有用，而且可用作上文所描述之診斷裝置中之良好品質第一量測資料。
本發明之發明人已認識到，有可能藉由使用預定義參考資料集來移除系統性效應及全域效應。可藉由使用在不同夾持條件下獲得之對應經濾波高度圖來進行此移除。舉例而言，不同夾持條件可為不同夾持壓力。在一靜電夾具中，可藉由使用具有相同量值但具有相反極性的夾持電壓來獲得不同夾持條件。
圖7之(a)示意性地展示在低夾持壓力下之基板的經量測表面高度圖。基板700固持於夾具(基板支撐件)702上，且污染物粒子704固持於基板700與接觸基板之背側的夾具702之間。粒子704之存在造成基板700之前側上之失真706。在自基板之前面量測之高度圖資料中記錄此失真。可在基板裝載於圖案化裝置中以用於微影程序之圖案化步驟時藉由該圖案化裝置量測此資料，或可圖案化步驟之後在自基板支撐件移除基板之後量測此資料。接著，在不自夾具702移除基板700的情況下，夾持條件改變。在一實例方法中，壓力增加。獲得在高夾持壓
力下之基板之經量測表面高度圖，包含偏差706，如圖7(b)示意性地所說明。在較高夾持壓力下，基板700上之粒子704之效應在低壓力下較小，此係因為(在此特定實例中)增加之壓力稍微壓縮粒子704。因此，在基板700在同一夾具702上時經受不同夾持力的情況下量測第一高度圖資料及第二高度圖資料。替代地，基板700可經受靜電支撐件上之夾持電荷之不同極性，以量測第一高度圖資料及第二高度圖資料。
下一步驟應為移除每一圖中之所有全域特徵。藉由自(a)及(b)處量測之圖減去預定義參考高度圖來進行此移除。參考圖被視為不含缺陷，且藉由(例如)在新系統之安裝及檢核之後量測極清潔基板支撐件(夾具)上之極清潔基板之高度圖而產生參考圖。在與分別在(a)及(b)處展示之高度圖確切相同的夾持條件下量測參考圖。從而產生在(c)及(d)處展示之參考圖。替代地，若不可得到此等參考圖，則可藉由組合來自在討論中的經變形基板之低通濾波之資料及高通濾波之資料的資料而產生該等參考圖。減去參考圖藉由移除歸因於基板夾具自身之效應之全域特徵而有效地對經量測高度圖中之每一者進行濾波。此情形產生在低壓力下之差或「差量」高度圖，如圖6之(e)示意性地所展示，及在高壓力下之差量高度圖，如圖6之(f)示意性地所展示。如在差量高度圖中由基板700'之扁平底側所說明，已藉由減去參考高度圖而抵消夾具702之高度變化。
此等差量圖中之每一者仍含有歸因於基板高度之局域變化之特徵及效應。歸因於邊緣效應及基板下垂之特徵亦存在於參考高度圖以及低壓力高度圖及高壓力高度圖中，且因此，在差量圖階段被移除。又藉由自低壓力差量高度圖減去高壓力差量高度圖之資料而對此等差量圖進一步濾波以移除局域基板高度特徵，此情形僅留下差量粒子圖，換言之，粒子污染。圖6之(g)中示意性地說明此情形，該圖6之
(g)示意性地展示使用圖6之(e)及圖6之(f)所描繪之差量高度圖而產生的差量粒子圖。
主要在量測期間藉由雜訊來判定差量圖之信雜比，且因此，有可能在差量粒子圖中以大約數奈米之高度揭露特徵706'。可以毫巴(mbar)為單位來表達已知裝置中之夾持壓力。在用於半導體晶圓之已知處置裝置中，大約100或幾百毫巴之夾持壓力係慣例的。此外，可遍及相當廣範圍而可調整夾持壓力，(例如)使得在量測(b)及(d)期間施加之「高」壓力可比在量測(a)及(c)期間施加之「低」壓力大兩倍、三倍或四倍。
甚至成微米大小之粒子將引起基板之大約幾奈米之彈性變形，且變化夾持壓力可引起為兩倍的大小差。可接著容易單獨基於差量粒子圖而判定實際粒子座標。除了X-Y座標以外，每一粒子之特徵可在於諸如高度、半徑/直徑之一或多個參數。此情形促進基板/光罩背側及基板/光罩支撐件之適當部分的目標性檢測及可能清潔。
另外，若將差量粒子圖在上文所揭示之診斷裝置中用作第一量測資料(來代替原始高度圖或曲率資料，或用作對原始高度圖或曲率資料的補充)，則第一量測資料係基於高度準確之線內量測程序。
返回至診斷裝置250自身，將看到，處理器可經配置以使用第一量測資料及第二量測資料以識別基板之某一特性之觀測到之缺陷局域偏差之間的相關性。可使用第一量測資料來產生表示橫越基板之某一特性或效能參數在空間地分佈之多個區中之局域偏差之分佈的偏差圖。可使用第二量測資料來產生表示在空間分佈上在與偏差圖之區對應的區中觀測到的缺陷之密度之缺陷圖。第一量測資料及第二量測資料可(例如)為如上文所定義之線內資料及離線資料。第一量測資料及第二量測資料可為如上文所定義的外來資料及固有資料。
在任何狀況下，可接著藉由診斷裝置識別使缺陷圖中之缺陷之
密度與偏差圖中之局域偏差之密度相關的區。在已識別相關性之後產生診斷資訊可包含：擷取關於自第二量測資料識別相關性之區的高解析度缺陷資料；及使用此高解析度缺陷資料以產生診斷資訊。偏差圖與缺陷圖之間的對應區之界定的變化之偏移可被允許作為相關性程序之部分。
吾人現在論述診斷裝置在基板自原生基板經處理至成品時在該基板之「生命週期」之內容背景中的應用。基板經歷之每一程序(氧化、清潔、度量衡、分類、聚焦及疊對缺陷之量測，甚至基板行進沿著之軌跡)留下唯一的且可儲存於經預分類資料庫(例如，庫258)中之污染之指紋。此情形使能夠使用圖案辨識演算法來識別污染之個別來源。當結合相關性圖而使用時，上述情形使能夠找到任何污染之根本原因。重要的是，本文所揭示之技術使能夠使此分析實質上自動化且比使用人類專家可能的速度快的速度來執行該等技術。
上文所揭示之診斷裝置可使用關於哪些缺陷被識別為與第一量測資料相關之資訊而將圖案辨識應用於缺陷圖。應瞭解，基板背側檢測將展示與由基板在其生產生命週期期間穿過的各種裝置使用的各種夾盤、夾具及銷釘匹配之巨大數目個缺陷。再次參看圖5中之高解析度缺陷圖中之突出顯示部分508'、510'，可特定應用圖案辨識以基於(例如)距離及距離之頻率之直方圖而識別彼等特定缺陷之原因。
所產生診斷資訊可識別微影程序中之特定處置步驟。使用圖案辨識及指紋途徑允許經識別相關性識別第二量測資料內之特定缺陷，且使用該等特定缺陷之特性以識別微影程序中之特定處置步驟。在進行此識別的情況下，可產生至少部分地關於圖案化裝置內之基板支撐件或光罩支撐件之清潔的經更新維護排程。替代地或另外，經更新維護排程262部分地與為微影製造程序之部分之處置操作中所涉及的處置裝置有關。
產生診斷資訊之步驟可包含在特定參考與第一量測資料中表示之局域偏差之分佈相關的特徵的情況下自經識別相關性辨識缺陷指紋中之哪一者(若存在)與第二量測資料中之缺陷之空間分佈匹配。處理器可經進一步配置以使用在微影處理涉及一個以上處理步驟之使用的情況下識別用於對基板進行一給定處理步驟之個別處理裝置的內容背景資料。另外，處理器可經進一步配置以對目標產生建議且自診斷資訊消除缺陷之經識別原因。
舉例而言，資料庫可含有十個不同指紋模板或影像312-1至312-10，針對圖2之處置操作中之每一者使用一個指紋模板或影像。每一缺陷指紋表示與微影程序中之一特定處置操作相關聯的缺陷之空間分佈。當檢視基板之缺陷檢測影像時，圖案辨識演算法可用以辨識哪些特定指紋存在於(或潛在存在於)基板之背側上。在一項實例中之演算法使用德郎奈三角量測與豪斯多夫距離之產生之組合，以判定該十個模板中之哪些模板與觀測到之缺陷匹配。可由熟習此項技術者基於本教示設想此技術之眾多實施。純粹借助於實例將描述一個可能的實施。
圖8為展示實例程序中之關鍵步驟的流程圖。在步驟802處，接收缺陷圖(第二量測資料)。在804處，在缺陷影像內識別缺陷之叢集，以識別資料內之大尺度特徵。舉例而言，在圖4之(d)之缺陷影像中，可在許多較精細細節當中辨識大尺度特徵，諸如，各種形狀及大小之環形標記。識別點之叢集允許辨識此等特徵及將此等特徵分類。可用於此操作之一個已知演算法為德郎奈(Delaunay)三角量測。在此技術中，資料處理裝置產生一系列點P之三角量測，其中三角量測中之每一三角形由一外接圓外接，且每一外接圓無點。換言之，將點之每一三角形中之最小角度最大化。可使用其他技術以識別叢集。可瞭解，一般而言，可相對於晶圓之定向而隨機旋轉一些處置裝置之指
紋，而其他處置裝置始終以良好界定之定向處置晶圓。演算法可經實施以考量此旋轉。
在806處，製造/擷取已獲得的第一量測資料與第二量測資料之間的相關性圖506，如圖5所說明。在808處，使用相關性圖以識別對應於已觀測到相關性之區的高解析度資料之部分(508'、510')。在808處，在第二量測資料(圖4之(d))之詳細形式內識別缺陷圖中之與經識別部分相交的點之叢集。雖然用以識別相關性之缺陷圖之版本在空間解析度方面及亦在臨限值方面相當粗略，但原始缺陷圖仍含有高解析度的精細分級之資料。在此高解析度資料內，亦以高解析度界定步驟804處識別之叢集。擷取與經識別部分(508、510')相交之彼等叢集使得可將全高解析度資料用於圖案辨識之下一步驟。
在810處，相對於裝置指紋庫而使用高解析度叢集資料以用於圖案辨識。對於此辨識任務，可使用豪斯多夫距離(或經修改豪斯多夫距離)以自經預分類指紋或模板影像之資料庫識別缺陷之來源。可在叢集步驟中及/或在辨識中使用反覆處理。每一頻譜分量識別一個別密度峰值，該個別密度峰值亦可用於圖案辨識之進一步改進中。
對於關於所提及技術之更多資訊，參見Huttenlocher等人之「Comparing Images Using the Hausdorff Distance」(IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence，第15卷第9號(1993年9月))；Dubuisson及Jain之「A Modified Hausdorff Distance for Object Matching」(Proc.International Conference on Pattern Recognition，Jerusalem，Israel，第566至568頁(1994年))；及Belongie等人之「Shape Matching and Object Recognition Using Shape Contexts」(IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence，第24卷第24號(2002年4月))。迄今為止，本發明之發明人察覺，此等技術之前尚未應用於辨識半導體基板上之特徵。
在812處，藉由相關性而產生診斷資訊，診斷資訊包含被暗指為顯著缺陷之來源的彼等指紋(亦即，彼等裝置或至少裝置類型)之識別。
出於實例起見，步驟814及816說明可應用於參考指紋312-1等等以為步驟810中之圖案匹配作準備的一些處理。可在與該方法之其他步驟不同的時間及地點執行步驟814及816。如上文所提及，庫258可能由表示特定處置裝置及程序工具之參考指紋之高解析度資料(相似於802)組成。可藉由經由在討論中之裝置循環測試基板達多次而憑經驗獲得該資料。替代地或另外，可自裝置之設計資料獲得該資料。在814處，接收參考指紋資料。在816處，以與步驟804中將叢集應用於(或將把叢集應用於)第二量測資料相同的方式將叢集應用於參考資料以識別較大尺度特徵。參考指紋通常由一或多個此等較大尺度特徵組成，且此等較大尺度特徵可藉由叢集而識別且記錄於庫258中以用於圖案匹配。
在圖案匹配步驟810中，可使用先前知識818使得可能僅選擇對應於基板之歷史的相關指紋。舉例而言，若在討論中之基板在其處理歷史中決不遭遇彼類型之處置裝置，則可自圖案匹配時之考慮因素排除指紋。接著，在810處，在選定候選指紋與含有與第一量測資料相關之缺陷之高解析度叢集(808)之間進行圖案匹配。替代地，可相對於所有指紋進行匹配，其中先前知識用以對結果進行濾波使得在步驟812處在報告中不暗指基板之歷史中未涉及的裝置。
應理解，圖8之流程圖中之步驟之序列並非僅有的可能序列。在一替代實施例中，可在步驟806之前執行步驟810。亦即，可在不參考相關性之結果的情況下相對於候選指紋範圍來執行圖案匹配。相關性結果可接著用以濾出看起來與觀測到之缺陷匹配之指紋，但未必貢獻於受關注之第一量測資料中之偏差。可視需要在圖案匹配之前及之後
使用相關性結果。
應理解，僅作為合適實例而呈現上文所提及之特定圖案匹配技術。若願意，則可應用以上技術之其他圖案匹配技術及修改。本發明之要點在於：相關性圖提供可結合圖案匹配而使用以自動識別與第一量測資料中觀測到之偏差相關的結果之額外密鑰。如上文所描述，相關性可用作用以判定應應用(任何種類)之圖案匹配之資料之彼等部分的濾波。替代地或另外，相關性結果可用作用以在已執行圖案匹配之後選擇相關結果的濾波。
甚至在圖8所說明之方法內，存在可在圖案辨識及整體上方法之詳細實施中進行的許多選項。舉例而言，可能在兩個階段中執行步驟810中之圖案辨識。首先，可基於個別叢集而執行辨識，而比較觀測到之叢集相對於組件特徵庫。一旦已自叢集辨識特徵，就可藉由參考經辨識特徵之集合及其空間關係來辨識較大處置裝置指紋。替代地，可在圖案匹配步驟810中整體上直接辨識每一裝置指紋。
在另一態樣中，本發明亦提供儲存有軟體之電腦程式產品，例如，非暫時性記憶體器件，該軟體在經執行於電腦上時使該電腦進行如下步驟：接收第一量測資料，第一量測資料表示經受微影程序之一或多個基板之特性之局域偏差的分佈；接收第二量測資料，該第二量測資料表示在經受該相同微影程序之一或多個基板上觀測到的缺陷之分佈；識別第二量測資料中表示之缺陷之分佈與第一量測資料中表示之局域偏差之分佈之間的相關性；及基於經識別相關性而產生關於微影程序之診斷資訊。可使用診斷資訊來產生診斷報告、維護排程或其他修復文件。指令可包含用於在微影製造程序中直接造成干預的指令。
可在任何通用資料處理硬體(電腦)內使上文所描述之方法之步驟自動化。裝置可與現有處理器(諸如，圖3之(a)所展示之處理單元
PU、圖1所展示之微影裝置控制單元LACU或總程序控制系統)整合。硬體可處於處理裝置之遠端，甚至定位於不同國家中。
圖9展示合適資料處理裝置(DPA)之組件。該裝置可經配置以用於載入包括電腦可執行程式碼之電腦程式產品。此情形可在電腦程式產品經下載時使得電腦總成能夠實施如上文所描述之檢測裝置之功能。
連接至處理器1227之記憶體1229可包括數個記憶體組件，比如，硬碟1261、唯讀記憶體(ROM)1262、電可抹除可程式化唯讀記憶體(EEPROM)1263，及隨機存取記憶體(RAM)1264。並非所有前述記憶體組件皆需要存在。此外，前述記憶體組件不必實體地極近接於處理器1227或彼此極近接。該等記憶體組件可定位成與處理器1227相隔一距離。
處理器1227亦可連接至某一種類之使用者介面，例如，鍵盤1265或滑鼠1266。亦可使用為熟習此項技術者所知之觸控式螢幕、軌跡球、語音轉換器或其他介面。
處理器1227可連接至讀取單元1267，讀取單元1267經配置以自資料載體(比如，磁碟1268或CDROM 1269)讀取(例如)呈電腦可執行程式碼之形式的資料，且在一些情況下將資料儲存於資料載體(比如，磁碟1268或CDROM 1269)上。亦可使用熟習此項技術者所知之DVD或其他資料載體。
處理器1227亦可連接至印表機1270以在紙張上列印出輸出資料，以及連接至顯示器1271，例如，監視器或液晶顯示器(Liquid Crystal Display；LCD)或熟習此項技術者所知的任何其他類型之顯示器。
處理器1227可藉由負責輸入/輸出(I/O)之傳輸器/接收器1273而連接至通信網路1272，例如，公眾交換式電話網路(PSTN)、區域網路
(LAN)、廣域網路(WAN)等等。處理器1227可經配置以經由通信網路1272而與其他通信系統通信。在本發明之一實施例中，外部電腦(圖中未繪示)(例如，操作員之個人電腦)可經由通信網路1272而登入至處理器1227中。
處理器1227可被實施為獨立系統或被實施為並行地操作之數個處理單元，其中每一處理單元經配置以執行較大程式之子任務。亦可將處理單元劃分成一或多個主處理單元與若干子處理單元。處理器1227之一些處理單元可甚至經定位成與其他處理單元相隔一距離且經由通信網路1272而通信。可使模組之間的連接為有線的或無線的。
電腦系統可為具有經配置以執行此處所論述之功能的類比及/或數位及/或軟體技術之任何信號處理系統。
儘管上文可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，本發明之實施例可用於其他應用(例如，壓印微影)中，且在內容背景允許時不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化器件中之構形(topography)界定產生於基板上之圖案。可將圖案化器件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，將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
本文所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包含紫外線(UV)輻射(例如，具有為或為約365奈米、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在5奈米至20奈米之範圍內之波長)，以及粒子束(諸如，離子束或電子束)。
電子束微影特別受關注，此係因為常常在產生在圖2之微影程序中用作圖案化器件的光罩之微影製造程序中使用電子束微影。藉由使用掃描電子束直接書寫來產生光罩上之圖案。本發明中所呈現之技術
可應用於在用於光罩製造之微影程序中之缺陷及其原因的分析，恰好與在用於使用彼等光罩進行功能器件之製造之用於程序中一樣。該製造程序實質上相同於圖2所說明之製造程序，惟藉由使用掃描電子束直接書寫來產生基板上之圖案(光罩空白)除外。
術語「透鏡」在內容背景允許時可指各種類型之光學組件中之任一者或其組合，包含折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
對特定實施例之前述描述將因此充分地揭露本發明之一般性質：在不脫離本發明之一般概念的情況下，其他人可藉由應用熟習此項技術者所瞭解之知識針對各種應用而易於修改及/或調適此等特定實施例，而無需進行不當實驗。因此，基於本文所呈現之教示及指導，此等調適及修改意欲在所揭示實施例之等效者的涵義及範圍內。應理解，本文中之措辭或術語係出於(例如)描述而非限制之目的，使得本說明書之術語或措辭待由熟習此項技術者按照該等教示及該指導進行解譯。
本發明包括如以下條項中界定之實施例：
1. 一種關於一微影程序而使用之診斷裝置，該診斷裝置包括一資料處理裝置，該資料處理裝置經程式化以自動執行如下步驟：- 接收第一量測資料，該第一量測資料表示經受該微影程序之一或多個基板的一特性之局域偏差的一分佈；- 接收第二量測資料，該第二量測資料表示在經受該相同微影程序之一或多個基板上或在一圖案化器件上觀測到的缺陷之一分佈，一圖案在該微影程序之一圖案化步驟中自該圖案化器件轉印至該等基板；- 識別該第二量測資料中表示之缺陷之該分佈與該第一量測資料中表示之局域偏差之該分佈之間的一相關性；及- 基於該經識別相關性而產生關於該微影程序之診斷資訊。
2. 如條項1之裝置，其中該第一量測資料之該分佈表示具有一第一空間解析度之局域偏差之分佈，且該第二量測資料表示具有一第二空間解析度之缺陷之該分佈，該第二空間解析度高於該第一空間解析度。
3. 如前述條項中任一項之裝置，其中該第一量測資料係基於表示作為該基板之一特性的表面高度之局域偏差之高度圖資料。
4. 如條項3之裝置，其中該第一量測資料係基於在該第一基板裝載至一圖案化裝置中之一基板支撐件上以用於該微影程序之一圖案化步驟時藉由一圖案化裝置量測之高度圖資料。
5. 如條項3或4之裝置，其中該第一量測資料係基於至少第一高度圖資料及第二高度圖資料，該第一高度圖資料及該第二高度圖資料係在該基板在該基板支撐件上經受不同夾持條件的情況下經量測。
6. 如條項5之裝置，其中該等不同夾持條件包含一靜電基板支撐件上之夾持電壓之不同極性。
7. 如條項5或6之裝置，其中該第一量測資料係藉由比較自一第一基板量測之高度圖資料與參考高度圖資料而獲得。
8. 如條項7之裝置，其中該參考高度圖資料為先前自一或多個參考基板量測之資料。
9. 如條項7之裝置，其中該參考高度圖資料至少部分地藉由對自該第一基板量測之該高度圖資料進行濾波而產生。
10. 如前述條項中任一項之裝置，其中該第一量測資料係藉由比較如下各者而獲得：(i)自該第一基板量測之第一高度圖資料，其中該第一基板在該圖案化裝置之一基板支撐件上經受第一夾持條件；(ii)表示經受該等相同第一夾持條件的不含缺陷之一基板之第一參考高度圖資料，該(該等)參考基板被視為不含缺陷；(iii)自該第一基板量測之第二高度圖資料，其中該第一基板經受不同於該第一夾持力的
第二夾持條件；及(iv)表示經受該等相同第二夾持條件的不含缺陷之一基板之第二參考高度圖資料。
11. 如條項1至3中任一項之裝置，其中該第一量測資料包含在一圖案化步驟之後已自該基板支撐件移除該第一基板之後藉由一圖案化裝置量測的資料。
12. 如條項11之裝置，其中該第一量測資料表示橫越該基板支撐件之靜電電荷之局域偏差。
13. 如前述條項中任一項之裝置，其中該第二量測資料表示藉由直接檢測該基板之一反轉側之一檢測工具觀測到的缺陷。
14. 如前述條項中任一項之裝置，其中該第一量測資料表示在該微影程序之一圖案化步驟中應用至該基板之圖案之一或多個效能參數的局域偏差。
15. 如條項13之裝置，其中該效能參數為一疊對誤差，其為在該微影程序之兩個或兩個以上相異圖案化步驟中應用之特徵之間的一位置偏差。
16. 如前述條項中任一項之裝置，其中該處理器進一步具備缺陷指紋之一資料庫，每一缺陷指紋表示與該微影程序中之一或多個特定處置操作相關聯的缺陷之一空間分佈，且其中產生診斷資訊之該步驟包含使用該經識別相關性以辨識若存在的話該等缺陷指紋中之哪一者與在該第二量測資料之相關部分中觀測到的缺陷之一空間分佈匹配。
17. 如條項16之裝置，其中該處理器經配置以藉由參考該等缺陷之間的距離之分佈中之空間頻率而辨識該等指紋。
18. 如條項16或17之裝置，其中該處理器經配置：- 以識別該第二量測資料中之缺陷點之叢集；- 以識別存在於藉由該經識別相關性指示之該第二量測資料
之部分中的彼等叢集作為相關叢集；及- 以將經識別為相關的該等叢集用於辨識該缺陷指紋。
19. 如前述條項中任一項之裝置，其中該處理器經配置以藉由如下操作而識別該相關性：- 自該第一量測資料導出表示橫越該基板空間地分佈之多個區中之局域偏差之一分佈的一偏差圖；及- 自該第二量測資料導出表示在空間分佈上與該偏差圖之該等區對應之區中觀測到的缺陷之一密度之一缺陷圖；及識別使該缺陷圖中之缺陷之該密度與該偏差圖中之局域偏差之密度相關的區。
20. 如條項19之裝置，其中該等缺陷密度圖及所得相關性係針對不同缺陷大小之間隔而產生。
21. 如條項19或20之裝置，其中該等量測圖經受加權函數以便依據可定製臨限值而將該資料正規化至特定值。
22. 如前述條項中任一項之裝置，其經調適以在該微影程序包含藉由不同個別處理裝置對不同個別基板執行該等處理步驟中之一或多者的情況下使用，且其中該處理器經配置以使用內容背景資料，該內容背景資料識別該等個別處理裝置中之哪一者已用於對該第一基板進行一給定處理步驟。
23. 一種微影處理系統，其包括一或多個微影圖案化裝置及具有關聯基板處置裝置之一或多個其他處理裝置，該微影系統進一步包括一如前述條項中任一項之診斷裝置。
24. 如條項23之微影處理系統，其中該診斷資訊識別該等處置裝置中之一特定處置裝置作為該等局域偏差之一疑似原因。
25. 如條項23或24之微影處理系統，其進一步包含作為該第二量測資料之一來源的一基板背側檢測裝置。
26. 如條項23或24之微影處理系統，其進一步包含作為該第二量測資料之一來源的一光罩背側檢測裝置。
27. 如條項23、24或25之微影處理系統，其中該診斷裝置經配置以與該微影處理系統之一控制系統通信使得至少部分地基於該診斷資訊而控制維護動作。
28. 一種儲存有軟體之電腦程式產品或其他非暫時性記憶體器件，該軟體在執行於一電腦上時使該電腦進行如下步驟：接收第一量測資料，該第一量測資料表示經受微影程序之一或多個基板的一特性之局域偏差的一分佈；接收第二量測資料，該第二量測資料表示在經受該相同微影程序之一或多個基板上或在一圖案化器件上觀測到的缺陷之一分佈，一圖案在該微影程序之一圖案化步驟中自該圖案化器件轉印至該等基板；識別該第二量測資料中表示之缺陷之該分佈與該第一量測資料中表示之局域偏差之該分佈之間的一相關性；及基於該經識別相關性而產生關於該微影程序之診斷資訊。
本發明之廣度及範疇不應由上述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進行界定。
202‧‧‧量測站MEA
240‧‧‧光學度量衡裝置/光學檢測裝置
244‧‧‧基板背側檢測裝置
248‧‧‧光罩檢測裝置
250‧‧‧診斷裝置
258‧‧‧指紋資料庫
300‧‧‧第一量測資料
302‧‧‧第二量測資料
304‧‧‧相關映射
306‧‧‧相關性結果
312-1‧‧‧參考指紋/指紋模板或影像
320‧‧‧組合掃描電子顯微法-能量分散X射線分析(SEM-EDX)與圖案辨識之結果
Claims (15)
- 一種關於一微影程序使用之診斷裝置(diagnostic)，該診斷裝置包括一資料處理裝置，該資料處理裝置經程式化以自動執行如下步驟：接收第一量測資料，該第一量測資料表示與一或多個基板及一基板支撐件之互動相關聯之一特性之局域偏差(local deviations)的一分佈；接收第二量測資料，該第二量測資料表示在經受(subjected to)該微影程序之一或多個基板上或在一圖案化器件上觀測到的缺陷之一分佈，一圖案在該微影程序之一圖案化步驟中自該圖案化器件轉印至該等基板；識別該第二量測資料中表示之缺陷之該分佈與該第一量測資料中表示之局域偏差之該分佈之間的一相關性；及基於該經識別相關性而產生關於該微影程序之診斷資訊。
- 如請求項1之診斷裝置，其中該第一量測資料之該分佈表示具有一第一空間解析度之局域偏差之分佈，且該第二量測資料表示具有一第二空間解析度之缺陷之該分佈，該第二空間解析度高於該第一空間解析度。
- 如請求項1或2之診斷裝置，其中該第一量測資料係基於表示作為該基板之一特性的表面高度之局域偏差之高度圖資料。
- 如請求項3之診斷裝置，其中該第一量測資料係基於在該第一基板裝載至一圖案化裝置中之該基板支撐件上以用於該微影程序之一圖案化步驟時藉由一圖案化裝置量測之高度圖資料。
- 如請求項3之診斷裝置，其中該第一量測資料係基於至少第一高度圖資料及第二高度圖資料，該第一高度圖資料及該第二高度 圖資料係在該基板在該基板支撐件上經受不同夾持條件的情況下經量測。
- 如請求項1或2之診斷裝置，其中該第一量測資料係藉由比較如下各者而獲得：(i)自該第一基板量測之第一高度圖資料，其中該第一基板在該圖案化裝置之該基板支撐件上經受第一夾持條件；(ii)表示經受該等相同第一夾持條件的不含缺陷之一基板之第一參考高度圖資料，該(該等)參考基板被視為不含缺陷；(iii)自該第一基板量測之第二高度圖資料，其中該第一基板經受不同於該第一夾持力的第二夾持條件；及(iv)表示經受該等相同第二夾持條件的不含缺陷之一基板之第二參考高度圖資料。
- 如請求項1或2之診斷裝置，其中該第一量測資料包含在一圖案化步驟之後已自該基板支撐件移除該第一基板之後藉由一圖案化裝置自該基板支撐件量測之資料。
- 如請求項7之診斷裝置，其中該第一量測資料表示橫越該基板支撐件之靜電充電之局域偏差。
- 如請求項1或2之診斷裝置，其中該第二量測資料表示藉由直接檢測該基板之一反轉側之一檢測工具觀測到的缺陷。
- 如請求項1或2之診斷裝置，其中該第一量測資料表示在該微影程序之一圖案化步驟中應用至該基板之圖案之一或多個效能參數的局域偏差。
- 如請求項10之診斷裝置，其中該效能參數為一疊對誤差，其為在該微影程序之兩個或兩個以上相異圖案化步驟中應用之特徵之間的一位置偏差。
- 如請求項1或2之診斷裝置，其中該處理器進一步具備缺陷指紋之一資料庫，每一缺陷指紋表示與該微影程序中之一或多個特定處置操作相關聯的缺陷之一空間分佈，且其中產生診斷資訊 之該步驟包含使用該經識別相關性以辨識若存在的話該等缺陷指紋中之哪一者與在該第二量測資料之相關部分中觀測到的缺陷之一空間分佈匹配。
- 如請求項1或2之診斷裝置，其經調適以在該微影程序包含藉由不同個別處理裝置對不同個別基板執行該等處理步驟中之一或多者的情況下使用，且其中該處理器經配置以使用內容背景資料，該內容背景資料識別該等個別處理裝置中之哪一者已用於對該第一基板進行一給定處理步驟。
- 一種微影處理系統，其包括一或多個微影圖案化裝置及具有關聯基板處置裝置之一或多個其他處理裝置，該微影系統進一步包括如前述請求項中任一項之一診斷裝置。
- 一種儲存有軟體之電腦程式產品或其他非暫時性記憶體器件，該軟體在執行於一電腦上時使該電腦進行如下步驟：接收第一量測資料，該第一量測資料表示與一或多個基板及一基板支撐件之互動相關聯之一特性之局域偏差的一分佈；接收第二量測資料，該第二量測資料表示在經受該微影程序之一或多個基板上或在一圖案化器件上觀測到的缺陷之一分佈，一圖案在該微影程序之一圖案化步驟中自該圖案化器件轉印至該等基板；識別該第二量測資料中表示之缺陷之該分佈與該第一量測資料中表示之局域偏差之該分佈之間的一相關性；及基於該經識別相關性而產生關於該微影程序之診斷資訊。
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