CN101622581A - 工艺、设备和器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光刻设备，其包括构造成调节辐射束的照射系统、用于图案形成装置的支撑结构、用于衬底的衬底台、投影系统和控制系统。图案形成装置能够将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束以形成图案化的辐射束。投影系统构造成将图案化的辐射束作为图像沿扫描路径投射到衬底的目标部分上。扫描路径由光刻设备的曝光场的扫描方向上的轨迹限定。控制系统耦合到支撑结构、衬底台和投影系统上用于分别控制支撑结构、衬底台和投影系统的动作。控制系统构造成通过在沿扫描路径的区域中临时的图像调节来校正该区域内的图像的局部变形。

Description

工艺、设备和器件
技术领域
本发明涉及一种工艺和一种设备以及一种器件。本申请要求于2006年12月1日递交的美国专利申请11/607,098的优先权，通过引用将该专利申请的全文合并于此。
背景技术
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成在所述IC的单层上待形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单独的衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括：所谓步进机，在所述步进机中，通过将全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步地扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底上的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。
通常，掩模是通过电子束光刻术制造的，通过控制电子束对掩模上的光敏感层的曝光(e-束写入工艺)，在掩模的光敏感层上形成所需的掩模图案。在光敏感层中的图案随后被转移到掩模图案层，掩模图案层通常是配置在透明掩模基层上的金属层。
已经知道，由于光刻工艺，所形成的掩模图案层会出现一些变形或缺陷。通常，缺陷的原因是例如应力引起的(掩模图案层的)变形，e-束写入工艺过程中加热引起的变形或由放置在掩模上的薄膜引起的变形。
IC的形成涉及在目标部分上形成彼此重叠的大量的图案。彼此重叠的图案通常已经用分别在不同掩模上的不同掩模图案形成。每个掩模图案具有其自身的变形或缺陷。在将掩模图案转移到目标部分上的过程中，这些变形将会随着掩模图案被转移到形成在目标部分上的图案中。因而，目标部分上的重叠图案通常与导致在目标部分内的重叠误差的不同变形有关。这种重叠误差常常被称为内场重叠误差。
发明内容
本发明旨在提供一种设备和一种工艺，其能够减少或校正掩模图案变形或缺陷对曝光图案的变形的贡献。
根据本发明的一方面，提供一种用于在衬底的目标场上形成交叠图案的工艺，包括：
在所述交叠图案之间提供重叠误差，所提供的重叠误差对应根据所述工艺的模型的至少一个工艺参数的每一个的建议值控制所述工艺；
通过将所述模型与包括所提供的重叠误差和所述至少一个工艺参数的每一个的建议值的数据匹配，为对应最小重叠误差的所述至少一个工艺参数的每一个确定一个值；
形成交叠图案，以此根据所述至少一个工艺参数的每一个的所确定的值控制所述工艺；
其特征在于：
根据所述至少一个工艺参数的每一个的第一确定值形成交叠图案中的一个图案的第一部分和根据所述至少一个工艺参数的每一个的第二确定值形成交叠图案中的一个图案的第二部分，其中所述第一值与所述第二值不同。
根据本发明的一方面，提供一种设备，其配置成通过将用于在衬底上形成交叠图案的工艺的模型与包括工艺参数的建议值和交叠图案之间的估计重叠误差的数据匹配，确定所述工艺的所述工艺参数的值，所述估计重叠误差对应于根据工艺参数的建议值对所述工艺的控制，因而所述工艺参数的所述确定的值对应于最小重叠误差；其特征在于：
所述设备配置成确定用于在所述目标场的第一区域内形成所述交叠图案中的一个图案的第一部分的所述工艺参数的第一值和用于形成所述交叠图案中的一个图案的第二部分的所述工艺参数的第二值，其中所述第一值与所述第二值不同。
根据本发明的一方面，提供一种用于在衬底上形成几个交叠图案的第一图案的设备，其包括用以保持衬底的衬底台，并包括：
形成装置，用以在目标场的第一区域形成第一图案的第一部分并在目标场的第二区域形成第一图案的第二部分，其中所述第一部分与所述第二部分不同，所述第一区域与所述第二区域；
控制器，其连接到所述形成装置和衬底台，并且配置成基于一组工艺参数的值通过控制衬底台和形成装置来控制所述几个交叠图案的第一图案和第二图案之间的重叠；其特征在于
所述设备配置成根据所述工艺参数组的第一工艺参数的第一值形成所述第一部分并且根据所述第一工艺参数的第二值形成所述第二部分。
根据本发明的一方面，提供一种通过权利要求1至16中任一项所述的工艺制造的器件。
附图说明
下面仅通过示例的方式，参考附图对本发明的实施例进行描述，其中示意性附图中相应的标记表示相应的部件，在附图中：
图1示出根据本发明实施例的光刻设备；
图2示出目标部分上的第一掩模图案和第二掩模图案的重叠；
图3示出残余掩模图案变形的示例；
图4a、4b、4c示出用于掩模图案变形相关的内场重叠误差的第一组校正；
图5a、5b、5c示出用于掩模图案变形相关的内场重叠误差的第二组校正；和
图6示出包括配置用于执行根据本发明的方法的计算机系统的光刻设备。
具体实施方式
图1示意地示出了一种已知的光刻设备。所述光刻设备包括：
●照射系统(照射器)IL，其配置用于调节辐射束B(例如，紫外(UV)辐射或极紫外(EUV)辐射)；
●支撑结构(例如掩模台)MT，其构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA，并与用于根据确定的参数精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连；
●衬底台(例如晶片台)WT，其构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据确定的参数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；和
●投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，其配置用于将由图案形成装置赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或多根管芯)上。
照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。
所述支撑结构支撑，也就是承载图案形成装置的重量。支撑结构以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置是否保持在真空环境中等其他条件的方式保持图案形成装置。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。在这里任何使用的术语“掩模版”或“掩模”都可以认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。
这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分上的所需图案完全相符(例如如果该图案包括相移特征或所谓辅助特征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。
图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。
这里使用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括任意类型的投影系统。投影系统的类型可以包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。这里使用的术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。
如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。
所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的掩模台)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于曝光。
光刻设备也可以是这种类型，其中衬底的至少一部分被具有相对高的折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统和衬底之间的空间。浸没液体也可以应用到光刻设备的其他空间，例如掩模和投影系统之间的空间。浸没技术用于提高投影系统的数值孔径在本领域是熟知的。这里用到的术语“浸没”不是指诸如衬底等结构必须浸入到液体中，而仅指的是在曝光过程中液体位于投影系统和衬底之间。
参照图1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源和所述光刻设备可以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源考虑成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，所述源可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。
所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台MT)上的所述图案形成装置(例如，掩模MA)上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。已经穿过掩模MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统将辐射束B聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器(图1中未明确示出)用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位掩模MA。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现掩模台MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，掩模台MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准掩模MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间(这些公知为划线对齐标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在掩模MA上的情况下，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。
可以将所示的设备用于以下模式中的至少一种中：
1.在步进模式中，在将掩模台MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，在对掩模台MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于掩模台MT的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场(或扫描场)的最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分的高度(沿所述扫描方向)。
3.在混合模式中，将可编程图案形成装置保持基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
还存在已知的光刻设备，其包括可编程图案形成装置，布置使得可编程图案形成装置和目标部分彼此相对地进行扫描。这可以通过将扫描的或基本上静止的可编程图案形成装置和扫描的或基本上静止的衬底台的组合来实现。在可编程图案形成装置保持基本上稳定的情况下，其通过支撑结构支撑，而不需要构造成根据确定的参数精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM。
在衬底的目标部分上第一图案PT1和第二图案PT2之间的重叠在图2中示出。
利用已知的工艺在衬底上形成第一图案PT1和第二图案PT2，已知的工艺包括：
-在衬底上提供光敏感层
-相对于投影系统扫描图案形成装置，从而图案化辐射束
-将图案形成装置的第一图像形成为狭缝
-相对狭缝扫描目标场，以将衬底的光敏感层暴露给图像，从而形成第一图案PT1。
形成为狭缝的图像通常是比原始图像小4或5倍因子(这里称为图像收缩因子)，以便能够以非常小的细节形成图案，而不用必须以相同的比例在图案形成装置上形成这些细节。
图3示出在用于平移、旋转和缩放的全面校正之后第一和第二图案PT1、PT2的残余重叠误差图的示例。在重叠误差图内，示出了局部重叠误差。局部重叠误差与通过校正模式(在这种情况下为6-参数重叠校正模式)的全面校正之后的残余重叠误差有关。
局部重叠误差用向量线表示，向量线的长度与重叠误差的大小有关，并且向量线的方向与重叠误差的方向有关。
在椭圆区域内，可以看到局部重叠误差的相对急剧的变化。
在本发明的实施例中，在第二图案PT2的照射期间为给定的局部残余重叠误差提供内场校正。正如所介绍的，这种局部残余重叠误差可能是由于掩模变形带来的。内场校正作为动态(临时)校正叠加到由6-参数重叠校正模式提供的任何全面校正。
在实施例中，内场校正包括：第一组校正，其与投影系统参数(或透镜参数)的动态/临时调节有关；和第二组校正，其与第二图案PT2扫描期间的扫描参数的动态/临时调节有关。扫描参数的动态调节依照6-参数重叠校正模式叠加到全面扫描参数组上，以提供第二图案PT2相对于第一图案PT1的扫描的全部校正。第一组校正和第二组校正并行地应用以获得最小的重叠误差。
图4a、4b、4c中示出依照本发明实施例的第一组校正，该图示出了例如由掩模图案变形引起的内场重叠误差的第一组校正。透镜参数可以用于调节透镜放大率和第三级透镜像差。其他的可能的透镜像差也是可调节用作校正用途，但是这依赖于投影透镜系统的设计和用于致动透镜以校正这种其他透镜像差的合适的致动器的可用性。在实施扫描的同时，透镜放大率可以沿Y方向上的扫描路径(也就是，曝光扫描期间横穿的轨迹)进行变化。
依照本发明，第一种类型的透镜参数校正是X方向(垂直于扫描方向Y)上透镜放大率的线性变量。
正如本领域普通技术人员将会明白的，虽然经常使用透镜放大率作为术语，但是通常是使用图像缩放。基于这种原因，可选地，可以使用术语“图像缩放因子”。
图4a中示意地示出了第一种类型梯形区域4a，这与扫描场和扫描场局部放大率有关。
在扫描场的下部区域(例如，扫描开始)，X方向的放大率相对小。在扫描场的上部区域，放大率不同，在这个例子中是相对较大。通过第一种类型的透镜参数校正，在扫描期间图案的放大率(在X方向)线性地变化。
根据本发明的第二种类型的透镜参数校正是在X方向上放大率的非线性变量。第二种类型的透镜参数校正在图4b中示意地用变面积区域4b表示。
图4b示出了非线性变化的示例。在变面积区域4b的下部区域R1，X方向上的透镜放大率在扫描期间减小(用区域4b的左和右边界的第一收敛示出)。在下一个区域R2，X方向上的透镜放大率增大(由区域4b的左和右边界的第一发散示出)。在再下一个区域R3，X方向上透镜放大率再次减小(由区域4b的左和右边界的第二收敛示出)。最后，在又下一个区域R4中，X方向上透镜放大率再次增大(由区域4b的左和右边界的第二发散示出)。
根据本发明的第三种类型的透镜参数校正是X方向上的第三级透镜像差校正的变量。第三种类型的透镜参数在图4c中示意地作为扫描场区域4c示出。
X方向的透镜放大率是恒定的，这带来矩形扫描场。在扫描场内，第三级透镜像差校正沿Y方向变化。这种变化通过沿X方向指向的箭头示出。箭头的长度作为Y方向上的位置的函数进行变化，以示出Y方向上的第三级透镜像差的变化。
通过从扫描场的一个区域到另一区域变化X方向的放大率或第三级透镜像差校正，在一个区域内图案的特征的尺寸(平行于X方向)可以相对于在另一个区域的图案的另一特征进行调整。
应该注意到，图4a、4b和4c示出透镜参数的变化的示例。根据本发明的透镜参数的变化不限于这些示例。
图5a、5b和5c中示出了根据本发明实施例的第二组校正。
第二组校正涉及叠加到依照6-参数重叠校正模式以提供第二图案PT2相对于第一图案PT1的扫描的全面校正的全面扫描参数组的扫描参数的动态调整。
通过使用扫描参数的这些动态调整，可以获得图案在Y方向上的放大率的变化、平移的变化和旋转的变化，如下所述。
在实施例中，通过掩模台和晶片台之间沿Y方向的扫描速度的变化实现扫描场5a中Y方向上放大率的变化(图5a)。在实施例中，一些区域对应于扫描速度的减速(箭头指向下的区域)和一些区域对应于扫描速度的加速(箭头指向上的区域)。通过从扫描场的一个区域到另一个区域变化掩模台和晶片台之间的扫描速度，在所述一个区域内的图案的特征的尺寸(平行于Y方向)可以相对于所述另一个区域内的图案的另一特征进行调整。要注意的是，可以不需要改变图像收缩因子而调整这个尺寸。
在还一实施例中，沿X方向上平移的变化应用为扫描场5b(图5b)的扫描路径的函数。
X方向上的平移可以沿X方向在一个方向(用箭头X+表示)或相反方向(用箭头X-表示)变化。在扫描场内示出平移方向。
在实施例中(图5b)，在下部区域R5中沿方向X-执行平移。在下一个区域R6中，在另一方向X+执行平移。在另一区域R7，沿方向X-执行平移。在下一区域R8，沿方向X+执行平移。在下一区域R9，平移基本上是零。在最后一个区域R10内，沿方向X+执行平移。
通过从扫描场的一个区域到另一个区域改变平移，在一个区域内图案的特征的位置可以相对于另一区域内的图案的另一特征的位置进行调整。
在还一实施例中，旋转的变化应用为扫描场5c(图5c)的扫描路径的函数。
在扫描场5c内，存在具有在一个方向上旋转的区域(箭头指向下的区域)或相反方向上旋转的区域(箭头指向上的区域)。区域内箭头的长度表示在该区域内箭头到旋转中心的距离。
通过从扫描场内一个区域到另一个区域变化旋转方向，在所述一个区域内图案的特征的取向可以相对于所述另一个区域内图案的另一特征的取向进行调整。
在如上述执行扫描的同时根据本发明的方法的透镜参数和扫描参数的动态调整由第一图案PT1和第二图案PT2的重叠的残余掩模变形来确定。掩模的残余局部变形可能来自形成在半导体衬底上的重叠图案的测量，但附加地或可选地，来自在第一和/或第二掩模图案上的变形测量。用于确定残余局部变形的步骤对于本领域技术人员是已知的。
在确定残余局部掩模变形时，可以考虑通过已知的6-参数重叠校正模式的校正。
在本发明的实施例中，在确定可以由残余变形图表示的残余局部变形后，确定所需的透镜参数和扫描参数的调整。由于扫描的投影特性(也即是沿Y方向上的扫描路径依次投影平行于X方向的一系列的线形图案)，确定动态调整，以便沿Y方向上的扫描路径最小化X方向和Y方向两个方向上每个点的残余变形。
在本发明的实施例中，从对变形的掩模图案的变形测量确定局部变形，并且在曝光期间校正图案图像。
视需要调整透镜参数和扫描参数以最小化残余变形能够是调整一个或更多个透镜参数和一个或更多个扫描参数的组合，如参照图4a-4c和5a-5c所述。
在一个实施例中，图案图像涉及单个掩模图案的图案图像。在另一实施例中，图案图像涉及第一图案和第二图案之间的重叠。
图6示出光刻设备，其包括配置用于执行根据本发明的方法的计算机系统。
在图6中，具有与在前面图中示出的相同附图标记的部件指的是在前面图中相应的部件。
为了控制扫描期间对透镜参数和扫描参数的调整，光刻设备设置有能够控制沿扫描路径每一点的所需调整的控制系统。
通常，这种控制系统包括具有用于执行算术运算的处理器PR的计算机系统CA，和存储器ME。示出一种光刻设备的示例的图6中示意地示出这种系统，该光刻设备类似于图1中示出的光刻设备，图6中的光刻设备现在包括处理器PR，其配置成与存储器ME或一些其他形式的机器可读媒介或媒体通信。存储器ME可以是配置成存储指令和数据的任何类型的存储器，例如录音带单元、硬盘、只读存储器(ROM)、非挥发性随机存取存储器(NVRAM)和随机存取存储器(RAM)。
处理器PR可以配置成读取和执行存储在存储器ME中的一个或更多个程序，为处理器PR设置功能以执行上面所述的用于调整的方法。为了能够执行这些方法，处理器PR配置成确定和控制掩模台MT的位置、衬底台WT的位置和/或投影系统PS的参数(透镜系统)，并且配置成确定和控制光刻设备的其他部件。处理器PR可以特定地装备或构造成执行所述方法的所述实施例，也可以是作为一个整体的配置用于控制光刻设备的中央处理器，并且提供附加的功能以执行上述方法的应用或实施例，或所述方法的其他应用。
应该理解到，可以提供更多和/或其他单元，例如本领域技术人员已知的存储器单元、输入装置和读取装置。而且，如果需要，一个或更多个所述装置可以物理地远离处理器PR设置。处理器PR看起来像一个箱子，然而它可以包括几个处理单元，所述处理单元并行地运行或由彼此远离设置的一个主处理器PR控制，正如本领域技术人员已知的。
可以看到，虽然图6中的所有连接显示为物理连接，但是这些连接中的一个或更多个连接可以是无线连接。它们仅是为了显示这些“连接的”单元配置成彼此以某种方式通信。计算机系统可以是任何具有模拟和/或数字的信号处理系统和/或配置用以执行这里所述功能的软件技术。
计算机系统还可以构造成确定在残余变形图中第一图案PT1和第二图案PT2之间的重叠的残余变形。
涉及第一图案PT1和第二图案PT2之间的重叠的重叠数据可以由测量第一和第二图案PT1、PT2的内场局部重叠的量测工具获得。可选地，重叠数据可以通过第一和第二掩模图案的变形测量来获得。此外，在本发明的实施例中，在量测工具或独立工具中确定处理参数(也就是，扫描参数和/或透镜参数)。在实施例中，处理参数随后被反馈到例如以扫描模式或混合模式运行的光刻设备，或包括可编程图案形成装置的光刻设备。
计算机系统还构造用以确定沿Y方向上的扫描路径的每个点在X方向和Y方向上的残余变形的最小化，其中该最小化通过至少一个透镜参数和/或至少一个扫描参数的调整来实现。
而且，计算机系统可以构造成在第二图案以扫描方式的曝光期间，通过执行至少一个透镜参数和/或至少一个扫描参数的调整，为沿扫描路径的每个点提供所确定的X方向和Y方向上的残余变形的最小化。
涉及透镜参数的扫描期间的动态调整可以通过控制投影系统PS的设置来实现。可选地或附加地，涉及扫描参数的扫描期间的动态调整可以通过控制掩模台MT的位置和/或衬底台WT的位置来实现。对于沿Y方向上的扫描路径的每一个点，透镜参数和扫描参数的调整通过计算机系统进行控制。
应该认识到，虽然上面的实施例已经描述成可以在第二图案PT2的照射期间应用内场校正，通过在形成第一图案PT1期间应用内场校正，本发明还可以用于改善第一图案PT1和第二图案PT2之间的重叠。可选地，在实施例中，通过在形成第一图案PT1和第二图案PT2两者期间进行校正而获得这两个图案之间的重叠的重叠校正。
还应该认识到，本发明涉及确定一种工艺的工艺参数(例如扫描参数和透镜参数)的值。本发明不限于叠加确定的值用于校正不应用本发明也将要应用的参数的值。代替的是，本发明包括确定取代所述工艺参数中不应用本发明而将要使用的参数的工艺参数的值，例如非线性参数的情况。
虽然在本文中详述了光刻设备用在制造ICs(集成电路)，但是应该理解到这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCDs)、薄膜磁头等。本领域技术人员应该认识到，在这种替代应用的情况中，可以将这里使用的任何术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如为产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
虽然上面详述了将本发明的实施例应用到光刻技术的情况，应该认识到本发明可以用于其他领域，在允许的情况下，不限于光刻技术。
这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括：紫外(UV)辐射(例如具有约365、355、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有5-20nm范围的波长)，以及粒子束，例如离子束或电子束。
这里使用的术语“透镜”可以认为是任何一种或多种不同类型光学部件的组合，包括折射型、反射型、磁性的、电磁型和静电型的光学部件。
尽管以上已经描述了本发明的具体实施例，但应该认识到，本发明可以以与上述不同的方式来实现。例如，本发明的实施例可以采用包含用于描述一种如上面公开的方法的至少一个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或具有存储其中的所述的计算机程序的数据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。
以上描述是进行了实施例的显示和说明，但本发明不局限于这些实施例。因而很显然，本领域普通技术人员可以在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的前提下做出变更。

Claims (25)

1.一种用于在衬底的目标场上形成交叠图案的工艺，包括步骤：
在所述交叠图案之间提供重叠误差，所提供的重叠误差对应于根据所述工艺的模型的至少一个工艺参数中的每一个工艺参数的建议值对所述工艺的控制；
通过将所述模型与包括所提供的重叠误差和至少一个工艺参数中的每一个工艺参数的建议值的数据相匹配，为对应于最小重叠误差的所述至少一个工艺参数中的每一个工艺参数确定值；
形成所述交叠图案，由此根据所述至少一个工艺参数中的每一个工艺参数的所确定的值控制所述工艺；
其特征在于：
根据所述至少一个工艺参数中的每一个工艺参数的第一确定值形成所述交叠图案中的一个图案的第一部分，并且根据所述至少一个工艺参数中的每一个工艺参数的第二确定值形成所述交叠图案中的所述一个图案的第二部分，其中所述第一值与所述第二值不同。
2.如权利要求1所述的工艺，其中所述交叠图案包括第一图案和第二图案，并且其中所述交叠图案中的所述一个图案是所述第一图案。
3.如权利要求2所述的工艺，其中提供所述重叠误差的步骤包括基于与所述交叠图案中的仅一个图案的形成有关的数据估计所述重叠误差。
4.如权利要求3所述的工艺，其中所述交叠图案中的所述仅一个图案是所述第二图案。
5.如权利要求2所述的工艺，其中提供所述重叠误差的步骤包括测量根据所述至少一个工艺参数中的每一个工艺参数的建议值处理的测试衬底上的重叠误差。
6.如权利要求2到4中任一项所述的工艺，其中所述第二图案比所述第一图案早被形成在所述衬底上。
7.如权利要求1到6中任一项所述的工艺，其中所述工艺是光刻工艺。
8.如权利要求7所述的工艺，包括步骤：
通过图案形成装置图案化辐射束，和
通过用所述图案化的辐射束照射所述目标场形成所述交叠图案中的所述一个图案的所述第一部分和所述第二部分。
9.如权利要求8所述的工艺，包括步骤：
使用所述图案形成装置的特征的测量值估计所述重叠误差。
10.如权利要求8或9所述的工艺，包括步骤：
相对于投影系统扫描所述图案形成装置；
在第一时刻中形成所述图案形成装置的第一区域的第一图像，所述图像形成为狭缝；
在第二时刻中形成所述图案形成装置的第二区域的第二图像，所述图像形成为狭缝，由此所述第二时刻与所述第一时刻不同，并且所述图案形成装置的所述第一区域和所述图案形成装置的所述第二区域不同；
相对于所述狭缝扫描所述目标场，由此以所述第一图像照射所述目标场的所述第一区域并且以所述第二图像照射所述目标场的所述第二区域；
由此分别相对于所述图案形成装置的所述第一区域和所述第二区域以图像收缩因子收缩所述第一图像和所述第二图像。
11.如权利要求10所述的工艺，其中所述至少一个工艺参数中的每一个工艺参数包括所述图像收缩因子。
12.如权利要求10到11中任一项所述的工艺，其中所述至少一个工艺参数中的每一个工艺参数中的一个工艺参数对应所述投影系统的第三级像差。
13.如权利要求10到12中任一项所述的工艺，其中相对于所述投影系统扫描所述图案形成装置，并且其中根据至少一个包括轨迹和速度的扫描参数相对彼此扫描所述目标场和所述狭缝，并且其中至少一个工艺参数中的每一个工艺参数的至少一个对应所述至少一个扫描参数中的一个扫描参数。
14.如权利要求13所述的工艺，其中所述至少一个扫描参数中的一个扫描参数对应所述目标场相对于所述狭缝的速度，或对应所述图案形成装置相对于所述投影系统的速度。
15.如权利要求13到14中任一项所述的工艺，其中：
相对于所述投影系统沿第一方向扫描所述图案形成装置，并且相对于所述狭缝沿第二方向扫描所述目标场；
其中所述至少一个扫描参数中的一个扫描参数对应所述第二方向的分量，所述分量垂直于所述第一方向。
16.如权利要求13所述的工艺，其中所述至少一个扫描参数中的一个扫描参数对应所述图案形成装置相对于所述目标场的旋转。
17.一种设备，其配置成通过将用于在衬底上形成交叠图案的工艺的模型与包括工艺参数的建议值和交叠图案之间的估计重叠误差的数据相匹配，以确定所述工艺的所述工艺参数的值，所述估计重叠误差对应根据所述工艺参数的建议值对所述工艺的控制，由此所述工艺参数的所述确定的值对应最小重叠误差；
其特征在于：
所述设备配置成确定用于在所述目标场的第一区域中形成所述交叠图案中的一个图案的第一部分的所述工艺参数的第一值和用于形成所述交叠图案中的所述一个图案的第二部分的所述工艺参数的第二值，其中所述第一值与所述第二值不同。
18.如权利要求17所述的设备，其布置成使用根据所述工艺参数的建议值处理的测试衬底上的重叠误差的测量值，估计所述重叠误差。
19.如权利要求18所述的设备，其布置成执行所述重叠误差的所述测量。
20.如权利要求17到19中任一项所述的设备，其用于在工艺中使用，所述工艺包括步骤：用图案形成装置图案化辐射束；以及使用所述图案化的辐射束在所述目标场上形成所述交叠图案中的所述一个图案的第一部分和第二部分，其布置成使用图案形成装置的特征的测量值来估计所述重叠误差。
21.如权利要求17到20中任一项所述的设备，其用于在工艺中使用，所述工艺包括步骤：用图案形成装置图案化辐射束；以及使用所述图案化的辐射束在所述目标场上形成所述交叠图案中的所述一个图案的第一部分和第二部分，其布置成使用与所述图案形成装置的形成有关的信息来估计所述重叠误差。
22.一种用于在衬底上形成多个交叠图案的第一图案的设备，所述设备包括用以保持所述衬底的衬底台，所述设备包括：
形成装置，其用以在目标场的第一区域内形成第一图案的第一部分并且在所述目标场的第二区域内形成所述第一图案的第二部分，其中所述第一部分与所述第二部分不同并且第一区域与第二区域不同；
控制器，其连接到所述形成装置和所述衬底台，并且布置成通过基于一组工艺参数的值控制所述衬底台和所述形成装置，以控制所述多个交叠图案中的所述第一图案和第二图案之间的重叠；
其特征在于，
所述设备布置成根据所述工艺参数组的第一工艺参数的第一值形成所述第一部分，并且根据所述第一工艺参数的第二值形成所述第二部分。
23.根据权利要求22的设备，包括权利要求17到20中任一项所述的设备。
24.根据权利要求22到23中任一项所述的设备，其中所述形成装置包括投影系统，所述投影系统布置成对由所述设备支撑的图案形成装置进行成像，其中所述图像比所述图案形成装置小一个图像收缩因子，所述形成装置还包括用以基于所述第一工艺参数的所述第一和第二值来控制所述收缩因子的投影系统操纵器。
24.一种根据权利要求1到16中任一项所述的工艺制造的器件。
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