[发明专利]获得测量的方法、用于执行过程步骤的设备和计量设备

说明书

在执行光刻过程步骤之前或之后，从衬底(W')上的位置获得测量。这种测量的示例包括在将图案应用到衬底之前进行的对准测量，以及在已经应用图案之后诸如套刻之类的性能参数的测量。从所有可能的测量位置(302)之中选择测量位置集合(606、606'或606”)。响应于使用初步选择的测量位置(610)所获得的测量，动态地选择(202c)所选测量位置的至少一个子集。高度的初步测量可以被用来选择用于对准的测量位置。在本公开的另一方面中，基于诸如高度测量或历史数据之类的补充数据来检测异常值测量。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年5月12日提交的EP申请EP16169384、2016年9月12日提交的EP申请EP16188380和2017年3月29日提交的EP申请EP17163586的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及从一个或多个衬底上的位置获得测量的方法。本发明可以应用于例如光刻设备或计量设备中。本发明进一步涉及使用这种光刻设备来制造器件的方法以及涉及用于实现这种方法的各部分的数据处理设备和计算机程序产品。

背景技术

光刻设备是一种将期望的图案应用到衬底上、通常应用到衬底的目标部分上的机器。例如，光刻设备可以在集成电路(IC)的制造中被使用。在那种情况下，图案化装置可替代地被称为掩模或掩模版，其可以被用来生成要在IC的个别层上形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分裸片、一个裸片或若干裸片)上。图案的转移通常经由成像到衬底上提供的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含连续图案化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，其中通过一次将整个图案曝光在目标部分上来照射每个目标部分；以及所谓的扫描仪，其中通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射束扫描图案同时与该方向平行或反平行地扫描衬底来照射每个目标部分。

光刻工艺的关键性能参数是套刻(overlay)误差。此误差通常被简称为“套刻”)，该误差是将产品特征相对于先前层中所形成的特征而放置在正确位置中的误差。随着器件结构变得越来越小，套刻规格变得越来越严格。

在光刻设备内，传统上基于在衬底上提供的对准标记的测量来应用晶片对准模型，该测量被作为每个图案化操作的预备步骤。现在，对准模型包括更高阶模型，以校正晶片的非线性失真。还可以扩展对准模型以考虑其他测量和/或计算的效果，诸如在图案化操作期间的热变形。然而，每个晶片可用的时间不允许测量所有对准标记，并且不可避免地必须在速度和精度之间进行折衷。

目前，借助于诸如例如在US2012008127A1中描述的高级过程控制(APC)以及例如在US2013230797A1中描述的晶片对准模型之类的方法来控制和校正套刻误差。先进的过程控制技术近年来已被引入并且使用应用于衬底的计量目标的测量以及所应用的器件图案。检查设备可以与光刻设备分离，或者可以集成在光刻设备中。

虽然对准模型和高级过程控制已经大大减小了套刻，但并非所有错误都得到校正。例如，这些误差中的一些误差可能是不可校正的噪声，但是其他误差在理论上使用可用技术是可校正的，但在实践中在经济上是不可校正的。例如，人们可以设想更高阶的模型，但这些模型又需要位置测量的更高的空间密度。再次，即使存在可能的测量位置的高空间密度，实际测量这样的多个测量位置也会不利地影响计量设备的光刻过程的生产量。

因此，从改进诸如套刻之类的关键性能参数的观点来看，定义捕获衬底的最重要特征的测量“配方”是常见的。如果已知某种类型的处理在经历该过程的衬底的失真中产生特定的“指纹”，则可以选择该测量位置集合以在图案化步骤中将校正它的机会最大化的方式捕获该指纹。然而，出现的问题是，即使使用单组次晶片，过程指纹也会变化相当广泛。针对一个晶片给出了良好套刻性能的测量位置集合可能无法针对下一个晶片给出良好的套刻性能。相同的原理适用于在已经经受过光刻过程的衬底上在计量应用中对测量位置的选择。