[发明专利]用于预测衬底图像的方法和设备

说明书

本文中描述了一种用于训练机器学习模型的方法，所述机器学习模型被配置成预测对应于如经由量测工具所测量的衬底的印制图案的衬底图像，所述方法包括：获得训练数据集合，所述训练数据集合包括(i)用于对所述衬底的所述印制图案进行测量的所述量测工具的量测数据，和(ii)用于将所述印制图案成像到所述衬底上的掩模图案；以及基于所述训练数据集合来训练机器学习模型，以预测如由所述量测工具所测量的所述衬底的所述衬底图像，使得成本函数被改善；其中所述成本函数包括预测衬底图像与所述量测数据之间的关系。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年4月4日提交的美国申请62/829,270的优先权，所述申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本说明书涉及用于对与经受图案化过程的印制衬底相对应的图像进行检测、配准和高分辨率量化的方法和设备。

背景技术

光刻设备是一种将期望的图案施加到衬底的目标部分上的机器。例如，光刻设备可以用于集成电路(IC)的制造。在这种情况下，图案形成装置(可替代地被称为掩模或掩模版)可以用于产生与IC的单个层相对应的电路图案，并且所述图案可以被成像在具有一层辐射敏感材料(抗蚀剂)的衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如，包括管芯的部分、一个或几个管芯)上。通常，单个衬底将包括被连续曝光的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括所谓的步进器和所谓的扫描器，在步进器中，通过将整个图案一次性曝光到目标部分上来辐射每个目标部分，并且在所谓的扫描器中，通过所述束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案，同时沿与所述方向平行或反向平行的方向同步地扫描衬底来辐照每个目标部分。图案形成装置上的电路图案的不同部分渐进地转移到一个目标部分上。因为通常光刻投影设备将具有放大率因子M(通常＜1)，所以衬底被移动的速度F将是投影束扫描图案形成装置的速度的M倍。关于在此处描述的光刻装置的更多的信息可以例如参见美国专利No.6,046,792，在此处通过参考将其并入本文中。

在将电路图案从图案形成装置转印至衬底之前，衬底可以经历各种工序，诸如涂底漆、抗蚀剂涂覆和软焙烤。在曝光之后，衬底可能经受其它过程，诸如曝光后焙烤(PEB)、显影、硬焙烤，和转印后的电路图案的测量/检查。工序的这种阵列被用作制造例如IC的装置的单个层的基础。衬底随后可以经历各种过程，诸如蚀刻、离子植入(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等，所有过程都预期最终完成所述器件的单个层。如果在器件中需要若干层，则针对每个层重复整个工序或其变型。最终，在衬底上的每个目标部分中将存在器件。随后通过诸如切块或锯切之类的技术使这些器件彼此分离，由此可以将单独的器件安装在载体上、连接至针脚，等等。

如注意到的，微光刻术是集成电路的制造中的核心步骤，其中在衬底上形成的图案限定了IC的功能元件，诸如微处理器、存储器芯片等。类似的光刻技术也用于形成平板显示器、微机电系统(MEMS)以及其它器件。

随着半导体制造工艺持续进展，在数十年来，功能元件的尺寸被不断地降低，同时每一器件的功能元件(诸如晶体管)的数量一直遵循通常称为“摩尔定律”的趋势而稳步地增长。在现有技术的情形下，通过使用光刻投影设备来制造器件的层，该光刻投影设备使用来自深紫外照射源的照射将设计布局投影到衬底上，从而产生具有充分地低于100nm的尺寸的独立的功能元件，即该功能元件的尺寸小于照射源(例如，193nm照射源)的辐射的波长的一半。