[发明专利]用于获得与工业过程有关的诊断信息的方法和设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请与2013年10月2日递交的申请号为61/885,977的美国临时专利申请有关，其通过引用全文并入本文。

技术领域

本申请涉及获得与工业过程有关的诊断信息的方法。该方法被发展所用于的工业过程的一个示例是光刻过程，所述光刻过程包括一个或多个使用光刻设备将图案从图案形成装置转移到衬底上的步骤。本发明还涉及诊断设备、装置的制造方法，涉及用于工业过程的控制器，并且涉及用于使数据处理设备执行所描述的方法和设备的计算机程序产品。

背景技术

光刻过程是这样一种过程，即在该过程中光刻设备将所需图案应用到衬底上(通常应用到所述衬底的目标部分上)，在此之后各种化学处理和/或物理处理步骤作用于图案以形成复杂产品的功能性特征。图案在衬底上的精确定位对于降低电子元件和可以通过光刻术生产的其它产品的尺寸来说是一项主要的挑战。特别地，已经被提出的精确地测量衬底上的特征的挑战在如下方面是一步关键步骤，即在能够足够精确地定位叠加的特征的连续层以高产率地生产工作器件方面。在如今的亚微米半导体器件中，所谓的重叠通常应当被实现为在几十纳米的范围内，在大多数临界层中低至几纳米。

因此，现代的光刻设备在实际曝光或者以其他方式在目标位置图案化衬底的步骤之前包含广泛的测量或“绘图”操作。已经发展并且持续发展的所谓的高级的对准模型以更精确地模拟和修正晶片‘网格’的非线性失真，晶片‘网格’的非线性失真由处理步骤和/或光刻设备本身导致。然而，不是所有失真都是可修正的，并且追踪并减小尽可能多的所述失真的诱因是重要的。

现代的光刻过程和产品是非常复杂的以至于由于处理导致的问题很难追溯到根本原因。重叠和对准残差通常在(处理和/或光刻工具的)晶片上显示出图案。这可以被解释为关于预先限定的模型的不可修正量，而标志印记的视觉检查和详细分析可以给出原因和修正策略的指示。标志印记中的空间图案不用于量化标志印记，而多种原因可以同时示现在明显的标志印记中的观察结果也不用于量化标志印记。重叠测量通常对每一个单独的晶片是不可用的，并且与处理历史和情境的关系通常不是已知的或者不被使用。此外，对于手头的机器和过程列出所有可能的空间变化源是困难而且耗时的。

除了确定处理误差的成因的问题之外，已经实施了过程性能监视系统，其允许根据被处理的产品进行性能参数的测量，所述性能参数然后被用于计算用在处理后续产品中的修正。对目前的性能监视系统的限制是在时间量和专用于性能监视的仪器以及修正可被执行的速度和精度之间存在折中。

也将期望具有能够在早期阶段检测问题而不仅仅是当一些性能参数超过容许极限时检测它们的性能监视系统。

发明内容

发明人已经意识到根本原因的发现、晶片完整性的监测以及合适的修正策略的设计因此是主观的和费力的工作。本发明旨在提供解决上面确定的已知技术的一个或多个问题的自动化的支持。

在第一方面，本发明提供了一种涉及工业过程使用的诊断设备，所述设备包括数据处理设备，所述数据处理设备被编程以执行如下步骤：

-接收用于产品单元组的对象数据，所述产品单元组名义上已经经历相同的工业过程，用于每一个产品单元的对象数据代表在产品单元上、在跨产品单元空间分布的点处测量的一个或多个参数；

-限定多维空间，在所述多维空间中用于所述产品单元中的每一个产品单元的对象数据能够被表示为矢量；

-执行对对象数据的多变量分析以在所述多维空间中获得一个或多个分量矢量；和

-使用所述分量矢量提取关于工业过程的诊断信息。

在一些实施例中，所述多变量分析在对象数据的呈现上被执行，所述对象数据包括在所述多维空间中的矢量组，所述矢量中的每一个对应于所述产品单元(或一组产品单元)中的一个。该矢量可以具有代表在跨产品单元空间分布的所述点中的不同点处的测量的元素。在该实施方式中，先于所述多变量分析的对象数据和由所述多变量分析获得的分量矢量都被表达为在同一多维空间中的矢量。