CN102967997A - 用于确定重叠误差的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于确定由诸如不对称等结构缺陷带来的重叠误差的方法和设备。所述方法包括：测量包括第一结构和第二结构的第一目标的散射性质；使用所测量的散射性质重构第一结构的模型，该模型包括对应第一结构的第一模型结构；通过使第一模型结构与中间模型结构重叠来修正所述模型；通过用对应第二结构的第二模型结构替换中间模型结构来进一步修正所述模型；计算第一模型结构与第二模型结构之间的第二缺陷引入的重叠误差，第一和第二模型结构在进一步被修正的模型中相对于彼此被重叠；和使用所计算的第二缺陷引入的重叠误差确定第二目标中的重叠误差。

Description

用于确定重叠误差的方法和设备

技术领域

本发明涉及例如在通过使用光刻设备的光刻技术制造器件的过程中，用于确定重叠误差的方法和检查设备。

背景技术

光刻设备是一种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)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待形成在所述IC的单层上的电路图案。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，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含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：所谓的步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓的扫描器，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扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。还可以通过将所述图案压印到所述衬底上，而将所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。

为了监控光刻过程，测量图案化的衬底的参数。参数可以例如包括在图案化的衬底中或其上形成的两个层之间的重叠误差和已显影的光致抗蚀剂的临界线宽。这种测量可以在产品衬底和/或在专门的量测目标上进行。存在用于对在光刻过程中形成的显微结构进行测量的多种技术，包括使用扫描电子显微镜和各种专门工具。快速的且非侵入式的专门的检查工具是散射仪，在散射仪中辐射束被引导到衬底的表面上的目标上，而散射束或反射束的性质被测量。通过比较在束被衬底反射或散射之前和之后的束的性质，可以确定衬底的性质。这可以例如通过将反射束同与已知衬底性质相关的已知测量结果的库中所储存的数据比较来进行。两种主要类型的散射仪是已知的。光谱散射仪将宽带辐射束引导到衬底上并且测量被散射到特定的窄角度范围内的辐射的光谱(强度作为波长的函数)。角度分辨散射仪使用单色辐射束并且测量作为角度的函数的散射辐射的强度。

半导体器件制造商使用晶片上存在的光栅对准晶片。对准传感器以亚纳米的重复性测量光栅的位置。制造商还使用重叠光栅测量在产品上的重叠。此处也容易获得亚纳米总测量不确定(TMU)数字。然而，重叠量测和对准传感器对由于诸如蚀刻、化学机械抛光(CMP)以及沉积等处理步骤引起的标记不对称性敏感。这些不对称性导致可以是几纳米量级的重叠和对准误差。这种影响开始支配因此需要的重叠预算和解决方案。

目前使用例如平均工具诱发漂移(mean TIS)和/或TIS可变性(又称为TIS 3σ)等参数执行散射仪测量方案选择(例如，其中每个方案具有不同的照射波长和偏振)。在参照层和/或抗蚀剂层显示不对称轮廓的时候存在问题。

目标光栅的形状中的不对称通常将对测量的重叠具有影响。这种影响根据用于测量的照射设置而变化。

在处理和成像之后在对光栅的形状没有实际的了解的情况下执行目标方案选择。此外，当前工艺的情形不用于决定方案选择。使用基于TIS和/或TMU的合格装置不总是产生对目标不对称最具鲁棒性的测量方案。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种确定重叠误差的方法，所述方法包括步骤：测量包括第一结构和第二结构的第一目标的散射性质；使用测量的散射性质构造第一结构的模型，所述模型包括对应所述第一结构的第一模型结构；通过使第一模型结构与中间模型结构重叠来修正所述模型；计算被修正的模型中的第一模型结构与中间模型结构之间的第一缺陷引入的重叠误差；通过用对应第二结构的第二模型结构替换中间模型结构来进一步修正所述模型；计算第一模型结构与第二模型结构之间的第二缺陷引入的重叠误差，第一和第二模型结构在进一步被修正的模型中相对于彼此被重叠；和使用所计算的第二缺陷引入的重叠误差确定第二目标中的重叠误差。

本发明的其他方面包括用于执行与上面类似的方法的检查设备和光刻设备，以及计算机程序产品，其包括在这些设备上运行时可操作以执行与上面类似的方法的程序指令。

本发明的其他特征和优点以及本发明的不同实施例的结构和操作在下文中参照附图进行详细的描述。要注意的是，本发明不限于这里所说的具体实施例。文中所描述的这些实施例仅仅是为了说明。在这里包含的教导的基础上本领域技术人员将清楚其他的实施方式。

附图说明

在此并入并形成说明书的一部分的附图示出本发明，并且与说明书一起进一步用以解释本发明的原理并允许本领域技术人员实现并使用本发明。

图1示出一种光刻设备；

图2示出一种光刻单元或簇；

图3示出第一散射仪；

图4示出第二散射仪；

图5示出由散射仪测量结果重构结构的第一示例过程；

图6示出由散射仪测量结果重构结构的第二示例过程；

图7示出与第二光栅的一个元件重叠的第一光栅的一个元件的局部，

两个元件显示不对称性；

图8示出根据本发明一个实施例的确定重叠误差的方法，图示出在模型中定位中心顶部光栅；

图9示出根据本发明一个实施例的确定重叠误差的方法，图示出在模型中定位偏置顶部光栅；

图10a-10c是测量的重叠误差(图10a)、计算的重叠校正(图10b)以及校正后的重叠误差(图10c)随测量波长变化的曲线。

结合附图和下文中给出的详细说明，本发明的特征和优点将变得更加清楚，在附图中相同的附图标记通篇表示对应的元件。在附图中，相同的附图标记通常表示相同的、功能类似的和/或结构类似的元件。元件首先出现的附图由对应的附图标记中最左边的数字表示。

具体实施方式

本说明书公开一个或多个实施例，其中并入了本发明的特征。所公开的实施例仅给出本发明的示例。本发明的范围不限于这些公开的实施例。本发明由未决的权利要求来限定。

所述的实施例和在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可以不必包括所述特定特征、结构或特性。而且，这些段落不必指的是同一个实施例。此外，当特定特征、结构或特性与实施例结合进行描述时，应该理解，无论是否明确描述，实现将这些特征、结构或特性与其他实施例相结合是在本领域技术人员所知的知识范围内。

本发明的实施例可以应用到硬件、固件、软件或其任何组合。本发明实施例还可以应用为存储在机器可读介质上的指令，其可以通过一个或更多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括任何用于以机器(例如计算装置)可读形式存储或传送信息的机构。例如，机器可读介质可以包括：只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光学存储介质；闪存设备；传播信号的电、光、声或其他形式(例如，载波、红外信号、数字信号等)，以及其他。此外，这里可以将固件、软件、程序、指令描述成执行特定动作。然而，应该认识到，这些描述仅为了方便并且这些动作实际上由计算装置、处理器、控制器或其他执行所述固件、软件、程序、指令等的装置来完成的。

然而，在详细描述这些实施例之前，给出应用本发明的实施例的示例环境是有指导性的。

图1示意性地示出一种光刻设备。所述设备包括：照射系统(照射器)IL，配置用于调节辐射束B(例如，紫外(UV)辐射或深紫外(DUV)辐射)；支撑结构(例如掩模台)MT，构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA并与配置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，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)PL，所述投影系统PL配置用于将由图案形成装置MA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。

所述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。

所述支撑结构支撑所述图案形成装置，即承载所述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它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来保持图案形成装置。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的辅助特征)。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，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。

光刻设备还可以是至少一部分衬底可以被具有相对高折射率的液体(例如水)覆盖、以便填充投影系统和衬底之间的空间的类型。浸没液体还可以被施加至光刻设备中的其它空间，例如在掩模和投影系统之间。在本领域中公知，浸没技术用于增加投影系统的数值孔径。如在此处所使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底等结构必须浸没在液体中，而仅仅意味着在曝光期间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BD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PL，所述投影系统PL将辐射束聚焦到所述衬底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、2-D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)，所述掩模台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。

可以将所述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PL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.在另一种模式中，将用于保持可编程图案形成装置的掩模台MT保持为基本静止，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。

也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。

如图2所示，光刻设备LA形成了光刻单元LC的一部分，该光刻单元LC有时被称作光刻元(lithocell)或簇，其还包括用于在衬底上执行曝光前和曝光后处理的设备。传统地，这些设备包括用于沉积抗蚀剂层的旋涂器SC、用于显影已曝光的抗蚀剂的显影器DE、激冷板CH和烘烤板BK。衬底输送器或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底，在不同的处理设备之间移动它们，以及然后将它们传递至光刻设备的进料台LB上。通常被统称为轨道的这些装置处于轨道控制单元TCU的控制之下，该轨道控制单元TCU自身被管理控制系统SCS控制，该管理控制系统还经由光刻控制单元LACU控制光刻设备。因此，可以操作不同的设备，以最大化生产率和处理效率。

为了使由光刻设备曝光的衬底被正确地且一致地曝光，期望检查已曝光的衬底用于测量诸如两个层之间的重叠误差、线厚度、临界尺寸(CD)等性质。如果检测到误差，那么可以对随后的衬底的曝光进行调整，尤其是如果所述检查可以足够快速和及时地进行使得同一批次的其它衬底仍然处于将被曝光。此外，已经曝光的衬底可能发生剥落和被重新加工(用于提高产率)或被丢弃，由此避免了在已知是有缺陷的衬底上执行曝光。在仅衬底的一些目标部分有缺陷的情形中，可以仅在良好的那些目标部分上执行另外的曝光。

检查设备用于确定衬底的性质，特别是不同衬底或同一衬底的不同层的性质是如何从层至层变化的。检查设备可以集成到光刻设备LA或光刻单元LC中，或可以是独立的装置。为了能够进行最快速的测量，期望检查设备在曝光之后立即测量已曝光的抗蚀剂层的性质。然而，抗蚀剂中的潜像具有非常低的对比度-在已经被辐射曝光的抗蚀剂的部分和还没有被辐射曝光的抗蚀剂的部分之间的折射率仅具有非常小的差别-且不是所有的检查设备都具有足够的灵敏度以对潜像进行有用的测量。因此，可以在曝光后烘烤步骤(PEB)之后进行测量，曝光后烘烤步骤通常是在已曝光的衬底上执行的第一步骤且增加抗蚀剂的已曝光部分和未曝光部分之间的对比度。在这一阶段，抗蚀剂中的图像可以被称作半潜像。还可以对已显影的抗蚀剂图像进行测量(在该点处，抗蚀剂的已曝光部分或未曝光部分已经被移除)或在诸如蚀刻等图案转印步骤之后进行测量。后一可能性限制了有缺陷的衬底重新加工的可能性，但是仍然可以提供有用的信息。

图3示出了可以在本发明中使用的散射仪。它包括宽带(白光)辐射投影器2，该辐射投影器2将辐射投影到衬底W上。反射的辐射被传递至分光计检测器4，该分光计检测器4测量镜面反射辐射的光谱10(强度作为波长的函数)。由这一数据，使所检测的光谱产生的结构或轮廓可以通过处理单元PU(例如通过严格耦合波分析和非线性回归)或通过与在图3的下部显示的模拟光谱的库进行比较来进行重构。通常，对于重构，结构的一般形式是已知的，且一些参数由形成结构的过程的知识来假定，仅留下所述结构的一些参数通过散射仪数据来确定。这样的散射仪可以配置成为正入射散射仪或斜入射散射仪。然而，在正入射的条件下，该散射仪对图案的不对称不敏感。为了检测0级衍射级中的图案不对称，需要斜入射。

在图4中显示了更适于本发明的另一散射仪。在这种装置中，由辐射源2发射的辐射通过使用透镜系统12来准直，且透射通过干涉滤光片13和偏振片17，被部分反射表面16反射，以及经由显微物镜15聚焦到衬底W上，该显微物镜15具有高的数值孔径(NA)，优选地至少是0.9且更优选地至少是0.95的数值孔径。浸没式散射仪甚至可以具有数值孔径超过1的透镜。之后，反射的辐射透射通过部分反射表面16到达检测器18，用于检测散射光谱。检测器可以位于后投影光瞳平面11中，该后投影光瞳平面11位于透镜系统15的焦距处，然而光瞳平面可以替代地被用辅助光学装置(未显示)重新成像到检测器上。光瞳平面是其中辐射的径向位置限定了入射角且角位置限定了辐射的方位角的平面。检测器优选地是两维检测器，使得可以测量衬底目标30的两维角散射光谱。检测器18可以例如是CCD或CMOS传感器的阵列，且可以使用例如每一帧40毫秒的积分时间。

参考束通常用于例如测量入射辐射的强度。为此，在辐射束入射到分束器16上时，辐射束的一部分透射通过分束器，作为参考束朝向参考反射镜14行进。参考束之后被投影到同一检测器18的不同部分上，或可替代地被投影到不同的检测器(未显示)上。

可以利用一组干涉滤光片13来选择在例如405-790nm范围内或甚至波长更小(例如200-300nm)的范围内的感兴趣的波长。干涉滤光片可以是可调的，而不是包括一组不同的滤光片。可以使用光栅来代替干涉滤光片。

检测器18可以针对单一波长(或窄的波长范围)来测量散射光的强度，针对多个波长分别测量强度或测量在波长范围上被积分的强度。另外，检测器可以分别地测量横向磁偏振光和横向电偏振光的强度、和/或横向磁偏振光和横向电偏振光之间的相位差。

使用宽带的光源(即，具有宽范围的光频率或波长并且因此具有多种颜色的光源)是可行的，其提供大的集光率(etendue)，从而允许混合多个波长。该宽带中的所述多个波长优选地每一个波长具有带宽为Δλ和间距为至少2Δλ(即，两倍带宽)。辐射的多个“源”可以是扩展的辐射源的不同部分，其通过使用光纤束被分开。这样，角度分辨散射光谱可以针对多个波长被并行地测量。3维光谱(波长和两个不同的角度)可以被测量，其包含比2维光谱更多的信息。这允许更多的信息被测量，其增加了量测过程的鲁棒性。在EP1,628,164A中对此进行了详细描述，其通过参考全文并于此。

衬底W上的目标30可以是1维周期性光栅，该1维周期性光栅被印刷成使得在显影之后由实的抗蚀剂线形成这些条纹。目标30可以是2维周期性光栅，其可以被印刷成使得在显影之后由实的抗蚀剂柱或抗蚀剂中的通孔形成该光栅。所述条纹、柱状物或通孔可以替代地被蚀刻到衬底中。这一图案对光刻投影设备(尤其是投影系统PL)中的色差或像差是敏感的，照射对称性和这样的像差的出现将证明它们自身在所印刷的光栅上的变化。因此，所印刷的光栅的散射测量数据用于重构光栅。1维光栅的参数(例如线宽和形状)或2维光栅的参数(例如柱状物或通孔宽度或长度或形状)可以被输入到重构过程，该重构过程由处理单元PU根据印刷步骤和/或其它的散射测量过程的知识来进行。

如上所述，目标位于衬底的表面上。该目标将通常是光栅中的一系列的线的形状或二维阵列中的大体矩形结构。严格光学衍射理论在量测中的用途是有效地计算从目标反射的衍射光谱。换句话说，获得目标形状信息用于CD(临界尺寸)均匀性和重叠量测。重叠量测是测量系统，其中测量两个目标的重叠以便确定衬底上的两个层是否对准。CD均匀性仅是用以确定光刻设备的曝光系统如何起作用的光谱上光栅的均匀性的测量结果。具体地，CD或临界尺寸是被“写”到衬底上的目标的宽度并且是光刻设备能够物理写到衬底上的极限。

使用上述散射仪中的一种并结合目标结构(例如目标30)以及其衍射性质的模型化，可以以多种方式实现结构的形状和其他参数的测量。在第一类过程中(图5表示)，基于目标形状(第一备选结构)的第一估计计算衍射图案，并与所观察的衍射图案对比。然后，模型的参数系统地变化，并且在一系列迭代中重新计算衍射，以得出新的备选结构，因而达到最佳匹配。在第二类过程中，如图6所示，预先计算大量不同的备选结构的衍射光谱，以得出衍射光谱的“库”。然后，将由测量目标观察到的衍射图案与所计算的光谱的库对比以找出最佳匹配。两种方法可以一起使用：由库可以得到粗的匹配，随后通过迭代过程找到最佳匹配。

更详细地参照图5，将大概描述执行材料性质和/或目标形状的测量的方法。在本说明书中目标将被假定为仅在一个方向上是周期性的(一维结构)。在实际应用中，目标可以在两个方向是周期性的(二维结构)，并且该过程将由此进行适应。

在步骤502：使用诸如上述的那些散射仪测量衬底上的实际目标的衍射图案。将所测的衍射图案传送至诸如计算机等计算系统。计算系统可以是上面提到的处理单元PU，或者是单独的或分立的设备。

在步骤503：建立“模型方案”，其在多个参数p_i(p₁，p₂，p₃等)方面限定目标结构的参数化模型。这些参数可以例如表示在一维周期性结构中的侧壁角度、特征的高度或深度、特征的宽度。目标材料和下面的层的性质也通过诸如折射率(在散射测量辐射束中存在的特定波长的条件下)等参数表示。下面给出具体的示例。主要的是，虽然目标结构可以通过描述其形状和材料性质的成打的参数来限定，但是模型方案将限定这些参数中的多个以便具有固定的值，同时其他的参数将是可变的或“浮动”参数、用于下面的过程步骤。下面进一步描述在固定的和浮动的参数之间进行选择的过程。而且，将引入多种方法，其中多个参数在不全部是独立的浮动参数的情况下允许变化。为了描述图5，只有可变参数被看作参数p_i。

在步骤504：通过为浮动参数(即，p₁ ⁽⁰⁾、p₂ ⁽⁰⁾、p₃ ⁽⁰⁾等)设定初始值p_i ⁽⁰⁾来估计模型目标形状。每个浮动参数将在如方案中限定的特定预定范围内生成。

在步骤506：表示所估计形状的参数与模型的不同元件的光学性质一起用于计算散射性质，例如通过使用严格的光学衍射方法，例如RCWA或麦克斯韦方程的任何其他解算器。这给出估计的目标形状的估计的或模型衍射图案。

在步骤508和510：所测量的衍射图案和模型衍射图案随后被对比，并且它们的相似性和差异被用于计算模型目标形状的“评价函数(meritfunction)”。

在步骤512：假定评价函数指示模型在其精确地表示实际目标形状之前需要改进，估计新的参数p₁ ⁽¹⁾、p₂ ⁽¹⁾、p₃ ⁽¹⁾等，并迭代地反馈至步骤506。

重复步骤506-512。

为了帮助搜索，步骤506中的计算可以进一步产生评价函数的偏导数，由此指示敏感性，其中以所述敏感性、在参数空间的该特定区域内增大或减小参数将增大或减小评价函数。在本领域中评价函数的计算和导数的使用通常都是已知的，在此不作详细描述。

在步骤514：当评价函数指示这种迭代过程以想要的精确度收敛到一个解，则将当前估计的参数报道为实际目标结构的测量结果。

这种迭代过程的计算时间极大地由所用的向前衍射模型确定，即使用严格的光学衍射理论由估计的目标结构计算估计的模型衍射图案。如果需要更多的参数，则存在更多的自由度。原则上，计算时间随着自由度的数量的幂而增大。在步骤506计算的估计的或模型衍射图案可以以多种形式表示。如果计算的图案以相同的形式表示为在步骤510生成的所测的图案，则简化对比。例如，模型光谱可以容易地与通过图3的设备测量的光谱对比；模型化的光瞳图案可以容易地与图4中的设备测量的光瞳图案对比。

在从图5向前的整个说明书中，在假定使用图4的散射仪的情况下，将使用术语“衍射图案”。本领域技术人员可以容易地将所述教导适应于不同类型的散射仪，或者甚至适应于其他类型的测量设备。

图6示出替换的示例过程，其中预先计算不同的估计的目标形状(备选结构)的多个模型衍射图案，并存储在库内、用于与真实的测量结果对比。以下的原理和术语与图5中的过程中的一样。图6的步骤如下：

在步骤602中：开始形成库的过程。可以对于每种类型的目标结构生成单独的库。可以通过测量设备的用户、根据需要生成库，或通过设备的供应商预先生成库。

在步骤603：建立“模型方案”，其在多个参数p_i(p₁，p₂，p₃等)方面限定目标结构的参数化模型。考虑过程与迭代过程的步骤503中的那些步骤一样。

在步骤604：例如通过生成所有参数的任意值来生成第一组参数p₁ ⁽⁰⁾、p₂ ⁽⁰⁾、p₃ ⁽⁰⁾等，每一个在它的值的预期范围内。

在步骤606：计算模型衍射图案并将其存储在库内，其表示由通过这些参数表示的目标形状预期的衍射图案。

在步骤608：生成一组新的形状参数p₁ ⁽¹⁾、p₂ ⁽¹⁾、p₃ ⁽¹⁾等。重复步骤606-608几十次、几百次或甚至几千次，直到足够完全或彻底地判断包括所有被存储的模型化的衍射图案的库。每个存储的图案表示在多维参数空间内的取样点。库内的样品应该构成样品空间，其具有充分接近地表示任何真实衍射图案的足够密度。

在步骤610：在生成库以后(但是也可以是在其之前)，将真实的目标30放置在散射仪内并测量其衍射图案。

在步骤612：将所测量的图案与存储在库内的模型化图案对比，找出最佳匹配图案。可以用库内的每个样品执行对比，或可以采用更系统的搜索策略以减少计算负担。

在步骤614：如果找到匹配，则用以生成匹配的库图案的估计的目标形状可以确定为近似的物体结构。对应匹配样品的形状参数被输出作为测量的形状参数。可以直接对模型衍射信号执行匹配过程，或可以在为了快速估计而优化的替代的模型上执行匹配过程。

在步骤616：可选地，最接近的匹配样品被用作起始点，并且使用精化过程(refinement process)获得最终的参数用于报道。这个精化过程可以包括例如与图5中示出的非常类似的迭代过程。

精化步骤616需要与否是实施者的选择问题。如果库内样品密度非常高，则可以不需要迭代精化，因为总是可以找到良好的匹配。另一方面，这种库对于实际应用可能太大了。因而，实际的解决方案是对于粗的参数组使用库搜索，接着通过使用评价函数通过一次或多次迭代确定一组更精确的参数，以便以想要的精确度报道目标衬底的参数。在执行附加的迭代的情形中，将选择增加所计算的衍射图案和相关的精化参数组作为库内的新的条目。以此方式，可以首先使用基于相对少量的计算量的库，但是使用精化步骤616的计算量将这个库建立成较大的库。不管使用哪种方案，基于多个备选结构的匹配的优度(goodness)也可以获得一个或多个报道的可变参数的值的进一步精化。例如，通过在两个或多个备选结构的参数值之间插值可以得出最后报道的参数值，假定这些备选结构的两个或全部具有高度匹配的得分。

这种迭代过程的计算时间极大地由步骤506和606的向前衍射模型(forward diffraction model)确定，即，使用严格的光学衍射理论由估计的目标形状计算估计的模型衍射图案。

对于重叠临界应用，例如上述那些的散射测量技术通常被用于重叠量测(DBO：基于衍射的重叠)。在DBO中，抗蚀剂光栅(“层-2”)被印刷在被处理过的光栅(“层-1”)上并且经由衍射光的强度测量重叠地得出。在层-1和层-2之间引入人为漂移(偏离)的情形中，通常使用多个光栅对。这允许在不需要重构多个层和光栅的全部叠层情况下的OV测量。

层-1中被处理的光栅可以是不对称的。这导致依赖于测量设置(波长、入射角、偏振)的所测量的OV值。较早递交的申请US申请No.13/181,932(这里通过参考全文并入)公开一种解决这种问题的方法，其中不对称性被重构并用于计算过程误差(process error)，过程误差可以用于校正用具体测量设置(“方案”)已经获得的所测量的重叠。除了被处理的光栅的不对称，这种方法还可以校正多个光栅对之间的小的差异，例如由于掩模写入误差或(旋涂的)薄膜的层厚度带来的中间CD(mid-CD)差异。

然而，有时在印刷层-2时引入附加的处理影响。处理影响可以例如是不对称的抗蚀剂线。附加地或替换地，过程影响可以是层-2中的多个光栅对之间的其他处理差异，例如由于掩模写入误差带来的抗蚀剂宽度差异。这些影响在上面提到的较早递交的申请中没有被捕获，其仅校正层-1的过程影响。本文公开的方法还将提供对层-2的处理影响的校正。

图7示出包括主要的层、层1 L1以及层-2 L2的结构的一部分。在图示的示例中，层-1 L1包括处理过的光栅，其形成在子层408和410内并且具有过程引入的不对称变形，其中在左侧的侧壁的斜坡比右侧的侧壁的斜坡浅。层-2 L2包括抗蚀剂光栅412，其在高度和壁角度两个方面也显示不对称。

图8示出根据本发明一个实施例确定重叠误差的方法，其示出在模型中定位中心顶部光栅。702：测量晶片上的层-1(L1)目标的散射性质。所测量的目标包括第一结构706，例如处理过的光栅，其形成在层708和710内。结构706具有过程引入的不对称变形，在该示例中，其位于左侧的侧壁的斜坡比右侧的侧壁的斜坡浅。使用(例如参照图4描述的SM2)散射仪，用辐射的照射轮廓712(例如使用孔)照射所述目标。在光瞳平面处检测散射的辐射714以获得角分辨光谱。照射轮廓可以使得目标的至少一个特性可以通过使用分开检测的零级衍射级和较高衍射级重构，并且包括照射的两个对角地相对的象限。在这种情况下，将在对应照射轮廓中的暗象限的两个象限内看到第一级衍射图案，并且在其他两个象限内看到零级(反射)衍射图案。因此衍射级是分开的，而不会具有常规的环形轮廓的缺点，常规的环形轮廓会导致第一衍射级的一部分在光瞳平面内与零级混合。环形照射轮廓会在测量的目标不对称中导致误差，因为环形照射在衍射光中提供较少的信息。例如，在环形照射中，在包含对于测量目标不对称有用的信息的正入射附近没有光束。

在步骤718：使用参照图5和6描述的模型化过程重构层-1目标的层-1模型。模型结构722至726分别对应目标结构706至710。因此重构处理过的层-1目标包括其不对称变形。

在步骤728：基于层-1模型结构722的不对称修改层-1模型。这涉及限定位置参数，在本示例中限定层-1模型结构722的中心点(“0”位置)732，以补偿其不对称。半导体器件制造商(即，末端用户)可以基于诸如与电重叠测量的相关性或器件产量等其他方法或过程的模型或物理解释给出输入以限定该中心点732。可以例如用想要的结构形状的知识限定该中心732(而没有任何过程引入的不对称)。

在该实施例中，在这个阶段，理想的层-2模型结构730(在该示例中表示抗蚀剂光栅)被引入至模型。层-1模型结构722和理想的层-2模型结构730通过使用位置参数被相对于彼此定位。在此“理想的”表示完美地形成的且对称的抗蚀剂光栅结构，其中没有缺陷。在该示例中，层-2模型结构730被以这种方式放置在层-1模型结构722上：即，使得抗蚀剂光栅730以处理过的光栅722的中心732之上为中心(即，重叠误差为零)。这可以完全用软件完成，因而不需要实际的实验。如图8所示，调整位置使得箭头b之间的层-2结构730的中心与箭头a之间的下面的结构722的中心732位于相同位置。在图7中，上模型结构720和730的宽度(b+b)与下模型结构(没有任何过程引入的不对称)的宽度(a+a)相等。然而，应该认识到，这两个宽度可以是不同的，即a≠b。

在步骤734：仅由层-1不对称(因为层-2是理想的或完美的)带来的第一722和第二730模型结构之间的不对称引入的重叠误差OV_L1可以通过使用修正的模型确定。层-1不对称引入的重叠误差可以通过数学计算来计算，以模拟在修正的模型上的散射仪重叠测量。在美国专利出版物US2006/0033921 A1中公开这种测量方法的示例。通常，对于若干个散射仪测量方案重复这个过程，使得对于不同的方案准备一组不对称引入的重叠误差值，例如使用照射波长和偏振的不同的组合。由此获得由于层-1ΔOV_L1引入的方案至方案变化的和。

在步骤736：在印刷层-2之后，针对不同的测量设置(方案)(其中一个或多个(例如)波长、照射角、偏振是变化的)测量包括层-1结构706和层-2结构742的整个结构。可以依次和/或并行地完成这些测量。所测的方案至方案变化用ΔOV_m表示，并可以看做由层-1不对称引入的方案至方案变化和由层-2不对称引入的方案至方案变化的和。这可以被写成：

ΔOV_m＝ΔOV_L1+ΔOV_L2

ΔOV_L1仅被计算为是由于层-1带来的方案至方案变化的和。由层-2不对称引起的额外的方案至方案变化用ΔOV_L2表示。提出用基于模型的重构方法由ΔOV_m重构该项。在此过程中，模型由层-2不对称形成。这些不对称通过一个或多个未知的参数p_i描述。

ΔOV_L2项可以写成：

$\mathrm{\Δ}{\mathrm{OV}}_{L2}=\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i\frac{\∂\mathrm{\ΔO}{V}_{L2}}{\∂p_i}$

$=\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i{S}_{i,L2}$ 方程1

这里，S_i，L2是方案至方案OV变化由于层L2中的参数p_i带来的敏感性。应该注意到，该参数不必必须是不对称参数。其也可以是描述光栅对之间的小的差异的参数。可以使用名义堆叠数据(例如膜厚度)计算敏感性，或可以使用膜厚度的重构值计算敏感性。本质上这可以以与其他重构方法相同的方式来完成，其中一个参数的值是变化的且观察其对模型的影响。

在步骤738：现在可以通过最小化均方误差ε来确定参数p_i，ε被限定为：

$\mathrm{\ϵ}={\left|\right|{\mathrm{\ΔOV}}_m-{\mathrm{\ΔOV}}_{L1}-{\mathrm{\ΔOV}}_{L2}\left|\right|}^2$

$={\left|\right|{\mathrm{\ΔOV}}_m-{\mathrm{\ΔOV}}_{L1}-\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i{S}_{i,L2}\left|\right|}^2$ 方程2

在步骤740：此时通过用具有通过参数p_i限定的不对称的实际不对称层-2结构的模型750替换理想光栅730来修正步骤728的模型。以与步骤728和734相同的方式处理该模型。与前面一样，在没有任何重叠的情况下对准两个结构，使得任何测量的重叠仅是由于不对称(但是在其他实施例中，可以使用人为的偏离，如下文所述)。通过数学计算计算不对称引入的重叠误差以模拟在模型上的散射仪重叠测量，对于若干个散射仪测量方案m重复该过程，使得准备一组校正OV_c用于随后与不同的方案m一起使用，例如与照射波长和偏振的不同组合一起使用。这种不对称引入的重叠误差OV_c是随后在半导体器件制造期间被应用于重叠测量的校正。

在散射仪中使用方案获得所测量的(未校正的)重叠误差OV’_m，以测量第二目标的角分辨光谱，例如在产品半导体晶片上。所测量的第二目标包括：层-1结构，例如处理过的光栅，其具有与结构706的类似的过程引入的不对称变形；和层-2结构，其也具有与结构742的类似的过程引入的不对称变形。使用散射仪，例如参照图4描述的SM2，用辐射的照射轮廓照射目标。检测散射辐射以获得角分辨光谱。环形照射轮廓适于将要使用的基于衍射的重叠测量方法，例如美国专利申请出版物US2006/0033921 A1中公开的。该方法不包括任何重构，因而对于产品晶片是足够快的，但是被理想地校正的下面的处理过的光栅中的不对称劣化。

通过计算方案m的不对称引入的重叠误差OV_c和第二目标的所测量的重叠误差OV’_m之间的差异确定被校正的重叠误差OV’。因而，校正过的重叠误差OV’＝OV’_m-OV_c。

使用计算的重叠数量OV’_m可以计算重叠校正，考虑测量光瞳平面内坐标x和y处的所有的像素，即，

${\mathrm{OV}}^{\′}=\underset{x,y}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{OV}}_{m,x,y}^{\′}-\underset{x,y}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{OV}}_{m,x,y}$

替换地，可以首先单独计算每个像素的重叠校正，然后通过对所有像素平均该重叠来计算净重叠误差，即，

${\mathrm{OV}}^{\′}=\underset{x,y}{\mathrm{\Σ}}({\mathrm{OV}}_{m,x,y}^{\′}-{\mathrm{OV}}_{m,x,y})$

对于第二目标中的重叠误差OV’的测量，根据下文参照图11描述的实施例可以确定优化的方案并选择用于该步骤。

因为目标形状将在整个晶片上变化，因而可以对晶片上每个目标或目标的代表性子组执行上述的方法。

该实施例具有减少半导体制造过程中的处理变化并最终有助于改善重叠的效果。这依次提高半导体制造产量。

对于不同的测量方案m的不对称引入的重叠误差OV_m的这些计算可以对参照图8描述的中心光栅实施，这对于校正接近零(其中OV’_m＝0)的重叠误差的测量是有用的。然而，为了测量大的重叠误差OV’_m≈X，计算所测量的重叠误差X(即，OV_{m，X≈OV’m})的周围的该不对称引入的重叠误差是有用的。因此，校正的重叠误差为OV’＝OV’_m-OV_{m，X≈OV’m}。这是因为基于衍射的重叠的非线性行为。相比于大的重叠误差，对于零附近的重叠误差，相同量的目标不对称将给出稍微不同的不对称引入的重叠误差。

图9示出根据本发明一个实施例的确定重叠误差的方法，图中示出在模型中定位偏离的顶部光栅。在图9中，与图8中相同的附图标记对应相同的步骤和物体。然而，在图9中，在步骤828，通过在重构的过程叠层上以这种方式插入表示理想的顶部抗蚀剂光栅的层-2模型结构830使得抗蚀剂光栅830偏离处理过的光栅722的中心732一距离X(即，重叠误差是X)来修正层-1模型。

可以对X的若干个值重复上述过程，以对一定范围的偏离X以及不同的方案建立不对称引入的重叠误差的库或查找表。X可以等于0，这等同于图8示出的情形。在步骤834，对每一个X的值使用修正的模型确定第一722和第二830模型结构之间的层-1不对称引入的重叠误差ΔOV_m，X。与前面的一样，对每个偏离X获得由层-1 ΔOVL1，X引入的方案到方案变化的和。

示出顶部产品光栅结构842，其中具有离开下面的产品光栅706的大约X的偏离。步骤836与步骤736类似，除了层-1不对称引入的重叠误差的值被选择为匹配所测量的重叠误差X。类似地，步骤836与步骤736的类似，除了层-2结构850被模型化为具有偏离X。

图10a-10c示出对通过上述方法获得的重叠测量的影响。图10a示出不同方案的未加工前测量的重叠(7个波长和TE/TM偏振)。图10b示出已经经由这里公开的方法对于每一种方案获得的计算的过程误差。在这种特定的示例中，存在3个未知的层-2参数：

1.抗蚀剂中间CD差异1.5nm

2.抗蚀剂斜坡不对称：4nm(左边缘和右边缘的宽度之间的差异)

3.抗蚀剂高度不对称：-0.9nm

图10c示出已经通过从未加工的重叠减去重构的过程误差获得的校正的重叠。可以看到，使用本发明可以获得更加一致的重叠数，具有非常小的方案到方案的变化。

本文公开的想法或方法还可以延伸以获得层-1参数值。在这种情况下，由层-1不对称引入的方案到方案OV变化可写成：

$\mathrm{\Δ}{\mathrm{OV}}_{L1}=\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{p}_j\frac{\∂\mathrm{\ΔO}{V}_{L1}}{\∂p_j}$

$=\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{p}_j{S}_{j,L1}$

q_j项表示层-1过程参数，其得出方案到方案OV变化，S_j，L1是与该参数相关的敏感度。参数p_i此时通过最小化均方误差ε确定，ε限定为：

$\mathrm{\ϵ}={\left|\right|{\mathrm{\ΔOV}}_m-{\mathrm{\ΔOV}}_{L1}-{\mathrm{\ΔOV}}_{L2}\left|\right|}^2$

$={\left|\right|{\mathrm{\ΔOV}}_m-\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{q}_j{S}_{j,L1}-\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i{S}_{i,L2}\left|\right|}^2$

在此情形中，获得参数N+M，其描述得出测量的OV变化ΔOV_m的(不对称)过程影响。

在740和840获得的模型也可以用于确定优化的用于测量产品目标的方案。为此，层-1结构或层-2结构的不对称参数是变化的。对于选定的不对称参数的每一个变化，重构的形状的模型及其(预期的)变化被馈送至向前计算器以计算不对称引入的重叠误差。这些计算的不对称引入的重叠误差随后被用于选择优化的用于测量产品目标的散射仪测量方案，例如具有优化的波长和偏振。对这些模型变化显示最稳定行为的方案被选作为优化的方案或最优的方案。稳定的行为可以被确定为对模型形状参数变化不敏感。前后相关的信息可以用于分析该变化，例如如果将要把线放置在触点之上，聚焦于被轮廓的顶部散射的测量、以选择给出优化结果的方案是重要的。

本文公开的方法可以重构层-2过程影响，例如抗蚀剂图案不对称，而不需要测量与层-1分离的层-2(即，可以测量光栅上光栅)。

可以通过执行包含一个或多个机器可读指令序列的计算机程序产品以引起一个或多个处理器执行这里所公开的方法而将根据本发明的实施例的方法应用于图4中的散射仪SM2的处理器PU中。

散射仪可以是独立检查设备或可以并入到图1和图2中分别示出的光刻设备LA或光刻单元LC中。

虽然本申请详述了方法和设备在制造ICs中的应用，应该理解到，这里描述的检查方法和设备可以有其它的应用，例如制造集成光电系统、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看到，在这种替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“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。

虽然上面详述了本发明的实施例在光学光刻术中的应用，应该注意到，本发明可以有其它的应用，例如压印光刻，并且只要情况允许，不局限于光学光刻。在压印光刻中，图案形成装置中的拓扑限定了在衬底上产生的图案。可以将所述图案形成装置的拓扑印刷到提供给所述衬底的抗蚀剂层中，在其上通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来使所述抗蚀剂固化。在所述抗蚀剂固化之后，所述图案形成装置从所述抗蚀剂上移走，并在抗蚀剂中留下图案。

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(例如具有在5-20nm范围内的波长)以及诸如离子束或电子束等粒子束。

在允许的情况下，术语“透镜”可以认为是多种光学部件中的任一个或它们的组合，包括折射型、反射型、磁性、电磁或静电型光学部件。

上面已经描述了本发明的特定的实施例，但应该理解，本发明可以应用到除上面所述以外的情形。例如，本发明可以采用包含描述以上公开的方法的一个或多个机器可读指令序列的计算机程序形式，或存储所述的计算机程序的数据存储媒介(例如半导体存储器、磁盘或光盘)。

上述说明书是为了说明而不是为了限制。因而很显然，在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下本领域技术人员可以做出本发明的各种修改。

应该认识到，具体实施例部分而不是发明内容和摘要部分用于解释权利要求。发明内容和摘要部分可以列出一个或多个、但不是本发明的发明人想到的全部示例的实施例，因而不能以任何方式限制本发明和未决的权利要求。

上面借助示出本发明的具体功能以及其关系的功能组成部分描述了本发明。这些功能组成部分的边界在说明书中为了方便而被任意地限定。但是只要适当地执行具体的功能及其关系就可以限定替换的边界。

前面的具体实施例的描述将充分地展示本发明的一般属性，以致于在不需要繁复的实验、不脱离本发明的总体构思的情况下通过应用本领域的知识就可以容易地针对不同的应用修改和/或适应这些具体实施例。因此，基于此处的教导和启示，这些适应和修改在所公开的实施例的等价物的意图和范围内。应该理解，此处的术语或措辞是为了描述而不是为了限制，使得本说明书的术语或措辞由本领域技术人员根据所述教导和启示进行解释。

本发明的范围和宽度应该不限于上述示例性实施例中的任一个，而应该仅用所附权利要求及其等价物限定。

Claims (16)

1.一种确定重叠误差的方法，所述方法包括步骤：

-测量包括第一结构和第二结构的第一目标的散射性质；

-使用所测量的散射性质重构第一结构的模型，所述模型包括对应所述第一结构的第一模型结构；

-通过将第一模型结构与中间模型结构重叠来修正所述模型；

-计算被修正的模型中的第一模型结构与中间模型结构之间的第一缺陷引入的重叠误差；

-通过用对应第二结构的第二模型结构替换中间模型结构来进一步修正所述模型；

-计算第一模型结构和第二模型结构之间的第二缺陷引入的重叠误差，第一和第二模型结构在进一步被修正的模型中相对于彼此被重叠；和

-使用所计算的第二缺陷引入的重叠误差确定第二目标中的重叠误差。

2.如权利要求1所述的方法，其中测量第一目标的散射性质的步骤包括：在形成第二结构之前测量第一目标的散射性质，和使用重构第一结构的模型的步骤中的最终所测量的散射性质；以及随后在形成第二结构之后测量第一目标的散射性质，和使用在通过用第二模型结构替换中间模型结构的所述模型的进一步修正中的最终所测量的散射性质。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述中间模型结构不展示任何缺陷。

4.如权利要求1或2或3所述的方法，其中修正所述模型的步骤包括下列步骤：

-限定第一模型结构的位置参数以补偿所述缺陷；和

-使用所限定的位置参数相对于彼此定位第一和中间模型结构。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过用第二模型结构替换中间模型结构来进一步修正所述模型的步骤包括相对于第一模型结构将第二模型结构放置在与中间模型相同的位置中。

6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一和中间模型结构相对于彼此以零偏离重叠。

7.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述第一和中间模型结构相对于彼此以预定的非零偏离重叠，对多个不同的非零偏离重复所述方法；和其中使用所计算的第二缺陷引入的重叠误差确定第二目标中的重叠误差的步骤包括选择具有与第二目标的所测量的重叠误差最接近对应的对应性的、在预定偏离的情况下获得的计算的第二缺陷引入的重叠误差。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中计算第一模型结构与第二模型结构之间的第二缺陷引入的重叠误差的步骤包括计算描述在第二结构中的缺陷的一个或多个参数。

9.如权利要求8所述的方法，其中计算描述在第二结构中的缺陷的一个或多个参数(p_i)的步骤包括最小化均方误差(ε)，所述均方误差限定为：

$\mathrm{\ϵ}={\left|\right|\mathrm{\Δ}{\mathrm{OV}}_m-\mathrm{\Δ}{\mathrm{OV}}_{L1}-{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^M{p}_i{S}_{i,L2}\left|\right|}^2$

其中ΔOV_m是不同散射性质测量方案之间的重叠测量中所测量的变化的和，ΔOV_L1是由第一结构中的缺陷导致的不同散射性质测量方案之间的重叠计算中的变化的和，以及S_i，L2是由于参数p_i、不同散射性质测量方案之间的重叠计算中的变化的敏感性。

10.如权利要求8或9所述的方法，其中计算第一模型结构和第二模型结构之间的第二缺陷引入的重叠误差的步骤附加地包括计算描述第一结构中的缺陷的一个或多个参数。

11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中确定第二目标中的重叠误差的步骤包括计算第二缺陷引入的重叠误差与第二目标的所测量的重叠误差之间的差异。

12.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括步骤：调整模型结构参数值以改变缺陷引入的重叠误差，以及针对多个散射性质测量方案对多个模型结构参数值重复计算第二缺陷引入的重叠误差的步骤，其中确定第二目标中的重叠误差的步骤包括使用所计算的缺陷引入的重叠误差、以选择用于测量第二目标的优化的散射性质测量方案。

13.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中计算缺陷引入的重叠误差的步骤包括计算在角分辨散射仪的光瞳平面内的多个像素处的重叠误差，同时响应于第一模型结构的缺陷排除具有最大重叠误差的像素。

14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一和第二缺陷引入的重叠误差是对象结构中的不对称导致的。

15.一种检查设备，能够操作以执行如权利要求1-14中任一项所述的方法。

16.一种光刻设备，能够操作以执行如权利要求1-14中任一项所述的方法。

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