[发明专利]控制光刻设备的方法和器件制造方法、用于光刻设备的控制系统及光刻设备

说明书

在一种控制光刻设备的方法中，使用历史性能测量值(512)计算与光刻过程相关的过程模型(PM)。测量设置在当前衬底上的多个对准标记的当前位置(502)且使用所述当前位置计算与当前衬底相关的衬底模型。另外，使用(530)在处理先前衬底时所获得的历史位置测量值(522)和历史性能测量值以计算模型映射(M)。应用(520)该模型映射以修改该衬底模型。一起使用过程模型和被修改的衬底模型(SM′)(PSM)来控制(508)该光刻设备。通过避免过程模型和衬底模型的相关分量的过校正或欠校正来改善重叠性能。模型映射可以是子空间映射，且可以在使用该模型映射之前减少该模型映射的维度。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年10月8日提交的欧洲申请15188943.3的优先权，并且通过引用而将其全文合并到本发明中。

技术领域

本发明涉及可以用于例如在通过光刻技术进行器件制造时执行量测的检查设备和方法。本发明进一步涉及一种用于这种检查设备中的照射系统，且进一步涉及使用光刻技术来制造器件的方法。本发明又进一步涉及用于实施这些方法的计算机程序产品。

背景技术

光刻设备是将所需的图案施加至衬底(通常为衬底的目标部分)上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造。在这种情况下，可替代地被称作掩模或掩模版的图案形成装置可以用于产生要在IC的单层上形成的电路图案。该图案可以被转移到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的一部分、一个或多个管芯)上。通常通过成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上实现图案的转移。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分的网络。

在使用光刻设备将图案施加至晶片之前，通常需要测量及模型化该晶片、以便在图案化期间适当地对准该晶片且校正晶片变形。光刻过程的关键性能量度为重叠：器件中的两个层中的特征的对准准确度(或同一层中通过两个图案化步骤而形成的特征之间的对准准确度)。具有多个颜色通道的对准传感器用于已知的光刻设备中，以在图案化之前尝试并获得最佳可能的位置测量。这些位置测量用以计算用于每一晶片的衬底模型。

为了改善重叠，对已经图案化的先前衬底执行额外测量，以识别和校正在图案化步骤和/或其它步骤中引入的偏差。用于进行这些测量的各种工具是已知的，包括用以测量诸如重叠等性能参数的扫描电子显微镜。

近来，已经开发了各种形式的散射仪用于光刻领域中，其允许大容量测量。通常，相比于可运用在图案化的过程中对当前晶片进行的对准测量而获得的空间细节，对许多之前衬底进行的这些测量提供大得多的空间细节。因此，测量的类型用于现代光刻生产设施的先进过程控制(APC)方法中。基于当前晶片的测量的衬底模型提供特定于晶片的校正，而过程模型(或多个模型)提供额外校正以校正机器中的系统性误差，例如对准误差。这些误差的原因常常在于其它处理步骤中，比如CMP(化学和机械抛光)和蚀刻，其造成对准标记的变形。标记的这种变形引起当在图案化之前在光刻设备中进行对准测量时在不同晶片间变化的对准误差。因为过程模型基于随着时间推移对许多晶片进行的取样，所以其也可以具备(例如)较大空间分辨率以及对许多其它变量的敏感度。

因为过程模型被设计为实施随着时间推移缓慢变化的变化，所以其对晶片间变化不敏感。对每一晶片进行的对准测量对晶片间变化敏感。通过除了使用衬底模型以外也使用过程模型，已有可能实现现代器件制造所需的高重叠性能。然而，仍不断地寻求甚至进一步改善光刻过程的性能。这是为了改善现有器件的良率和一致性，且允许在未来生产甚至更小的器件。

本发明人已认识到，两个模型之间的相关性可以在一些情况下引起误差的过校正或欠校正，使得原则上可校正的一些重叠误差继续存在。

发明内容

本发明旨在改善光刻过程中的重叠性能。一个目标将是消除或减小已知方法中的由衬底模型与过程模型之间的相关性引起的误差的过校正或欠校正。另一目标是将迄今为止已孤立地实施的不同类型的校正和优化整合或集成到一个方法中。