CN105874389A - 用于设计量测目标的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种量测目标设计的方法被描述。所述方法包括提供对于量测目标的设计参数的范围或多个值，并且利用处理器，在对于所述设计参数的所述取值范围或多个值内，通过求解和/或采样，来选择具有满足对于所述量测目标的设计参数而言的约束条件的一个或更多的设计参数的多个量测目标设计。

Description

用于设计量测目标的方法和设备

相关申请的交叉引用

本申请主张2013年12月30日提交的美国临时申请61/921,907的权益，其通过援引而全文合并到本文中。

技术领域

本发明涉及用来确定可用于例如由光刻技术进行的器件制造中的量测目标的一个或多个结构参数的方法和设备以及使用光刻技术制造器件的方法。

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(ICs)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。所述图案的转移通常是通过将图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(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)到衬底的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。

在光刻过程中，经常期望对所生成的结构进行测量，例如用于过程控制和验证。结构的一个或更多参数通常被测量和确定，例如在形成于衬底之中和之上的连续层之间的重叠误差。存在着用于对形成于光刻过程中的显微结构进行测量的各种技术。用于进行这种测量的多种工具是已知的，包括经常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜以及用于测量重叠(在器件中两个层的对准精度)的专用工具。这样的工具的示例是已经被研发用于光刻领域的散射仪。这种装置将辐射束引导到衬底的表面上的目标上并测量被改变方向的辐射的一种或更多种性质(例如作为波长的函数的、在单个反射角处的强度；作为反射角的函数的、在一个或更多个波长处的强度；或作为反射角的函数的偏振)以获得“光谱”，根据该“光谱”，可以确定目标的感兴趣的性质。感兴趣的性质的确定可以通过各种技术来进行：例如通过迭代方法(例如严格耦合波分析或有限元方法)、库搜索以及主分量分析来重建目标结构。

发明内容

希望例如提供用于设计量测目标的方法和设备。此外，尽管不限于此，但是若所述方法和设备可以应用来最小化在光刻过程中的重叠误差则将会是有利的。

在一方面，提供了一种量测目标设计的方法。所述方法包括：提供对于量测目标的多个几何尺寸中的每个几何尺寸的取值范围或多个值，提供对于所述量测目标的多个几何尺寸中的每个几何尺寸的约束条件，并且利用处理器在对于所述尺寸的所述取值范围或多个值内进行采样来选择具有满足所述约束条件的尺寸的多个量测目标设计。

附图说明

在此仅仅以示例的方式参照附图对实施例进行描述，在附图中：

图1示意性地示出光刻设备的实施例；

图2示意性地示出光刻单元或集群(cluster)的实施例；

图3示意性地示出散射仪的实施例；

图4示意性地示出散射仪的另一实施例；

图5示意性地示出一种形式的多光栅目标和在衬底上的测量光斑的轮廓；

图6A和6B示意性地描绘了重叠目标的一个周期的模型结构，示出了源自理想的、例如两种类型的过程所致不对称度的目标的变化的示例；

图7是示出制造过程仿真模型的功能模块的示例性的框图；

图8示意性地示出用于量测目标设计的过程。

具体实施方式

在详细地描述实施例之前，阐释实施例可以实施的示例环境是有意义的。

图1示意地示出了光刻设备LA。所述设备包括：

照射系统(照射器)IL，其配置用于调节辐射束B(例如，DUV辐射或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，并与配置用于根据特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)WTa，其构造用于保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据特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，其配置成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(例如包括一根或更多根管芯)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。

所述图案形成装置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例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。所述图案形成装置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。所述图案形成装置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。所述图案形成装置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)。这里使用的任何术语“掩模版”或“掩模”可以看作与更为上位的术语“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。应该注意的是，赋予辐射束的图案可能不与衬底的目标部分上的所需图案精确地对应(例如，如果所述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型的或反射型的。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LCD面板。掩模在光刻技术中是熟知的，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”可以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。这里使用的任何术语“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)。

光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(例如，两个或更多衬底台、两个或更多图案形成装置支撑结构、或衬底台和量测台)的类型。在这种“多平台”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。

所述光刻设备还可以是这种类型：其中衬底的至少一部分可以由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。浸没液体还可以施加到光刻设备中的其他空间，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。这里使用的术语“浸没”并不意味着必须将结构(例如衬底)浸入到液体中，而仅意味着在曝光过程中液体位于投影系统和该衬底之间。

参照图1，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。所述源和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，例如整合器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入射到保持在图案形成装置支撑结构(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。已经穿过图案形成装置(例如，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、二维编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WTa，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(在图1中没有明确地示出)用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位图案形成装置(例如掩模)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)的帮助来实现图案形成装置支撑结构(例如掩模台)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WTa的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，图案形成装置支撑结构(例如掩模台)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来对准图案形成装置(例如掩模)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(这些公知为划线对齐标记)之间的空间中。类似地，在将多于一个的管芯设置在图案形成装置(例如掩模)MA上的情况下，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。小的对准标记也可以被包括在管芯内、在器件特征之间，在这种情况下，期望所述标记尽可能小且不需要任何与相邻的特征不同的成像或处理条件。检测对准标记的对准系统将在下文中进一步描述。

所描述的设备可以用于以下模式中的至少一种中：

1.在步进模式中，在将图案形成装置支撑结构(例如，掩模台)MT和衬底台WTa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WTa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，在对图案形成装置支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WTa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WTa相对于图案形成装置支撑结构(例如掩模台)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性来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一的动态曝光中的所述目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描移动的长度确定了所述目标部分的高度(沿扫描方向)。

3.在另一模式中，将用于保持可编程图案形成装置的图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT保持为基本静止状态，并且在将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上的同时，对所述衬底台WTa进行移动或扫描。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WTa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。

光刻设备LA是所谓的双平台类型，其具有两个台WTa、WTb(例如，两个衬底台)和两个站——曝光站和测量站，在曝光站和测量站之间所述台可以被进行交换。例如，当一个台上的一个衬底在曝光站被进行曝光时，另一衬底可以被加载到测量站处的另一衬底台上且执行各种预备步骤。所述预备步骤可以包括使用水平传感器LS对衬底的表面控制进行规划和使用对准传感器AS测量衬底上的对准标记的位置，两个传感器都由参考框架RF支撑。如果当台处于测量站以及处于曝光站时位置传感器IF不能测量所述台的位置，则可以设置第二位置传感器来使得所述台的位置能够在两个站处被追踪。作为另一实例，当在一个台上的衬底在曝光站处被曝光的同时，另一不具有衬底的台在测量站(其中，可选地可能发生测量活动)处等候。该另外的台具有一个或更多的测量装置并且可以可选地具有其它工具(例如，清洁设备)。当衬底已经完成曝光时，不具有衬底的台移动至曝光站以执行例如测量，并且具有衬底的台移动至其中所述衬底被卸载并且另一衬底被加载的位置(例如，测量站)。这些多台式布置能实现设备的生产率的大幅度增加。

如图2所示，光刻设备LA形成光刻单元LC(有时也称为光刻元或者光刻集群)的一部分，光刻单元LC还包括用以在衬底上执行一个或更多的曝光前和曝光后处理的设备。通常情况下，这些包括用以沉积抗蚀剂层的一个或更多个旋涂器SC、用以对曝光后的抗蚀剂显影的一个或更多个显影器DE、一个或更多个激冷板CH和一个或更多个烘烤板BK。衬底操纵装置或机械人RO从输入/输出口I/O1、I/O2拾取衬底，将它们在不同的处理设备之间移动，并将它们传递到光刻设备的进料台LB。经常统称为轨道的这些装置处在轨道控制单元TCU的控制之下，所述轨道控制单元TCU自身由管理控制系统SCS控制，所述管理控制系统SCS也经由光刻控制单元LACU控制光刻设备。因此，不同的设备可以被操作用于将生产率和处理效率最大化。

为了由光刻设备曝光的衬底被正确地和一致地曝光，需要检验经过曝光的衬底以测量一种或更多种属性，例如连续层之间的重叠误差、线条粗细、临界尺寸(CD)等。如果检测到误差，可以对一个或更多个后续衬底的曝光进行调整(尤其是在检验能够很快完成且足够迅速到使同一批次的其他衬底仍处于待曝光状态的情况下)。此外，已经曝光过的衬底也可以被剥离并被重新加工(以提高产率)，或可以被遗弃，由此避免在已知存在缺陷的衬底上进行曝光。在衬底的仅仅一些目标部分存在缺陷的情况下，可以仅对认为是完好的那些目标部分进行进一步曝光。另一种可能是适应性地修改后续处理步骤的设定以补偿误差，例如修整蚀刻步骤的时间可以被调整以补偿由光刻过程步骤所导致的衬底之间的CD变化。

检验设备被用于确定衬底的一种或更多种属性，且尤其，用于确定不同的衬底或同一衬底的不同层的一种或更多种属性如何从层到层变化和/或跨衬底变化。检验设备可以被集成到光刻设备LA或光刻单元LC中，或可以是独立的装置。为了能进行最迅速的测量，需要检验设备在曝光后立即测量经过曝光的抗蚀剂层中的一种或更多种属性。然而，抗蚀剂中的潜影具有很低的对比度(在经过辐射曝光的抗蚀剂部分和没有经过辐射曝光的抗蚀剂部分之间仅有很小的折射率差)，且并非所有的检验设备都对潜影的有效测量具有足够的灵敏度。因此，测量可以在曝光后烘烤步骤(PEB)之后进行，所述曝光后烘烤步骤通常是在经过曝光的衬底上进行的第一步骤，且增加抗蚀剂的经过曝光和未经曝光的部分之间的对比度。在该阶段，抗蚀剂中的图像可以被称为半潜在的。也能够在抗蚀剂的曝光部分或者非曝光部分已经被去除的点处，或者在诸如蚀刻等图案转移步骤之后，对经过显影的抗蚀剂图像进行测量。后一种可能性限制了有缺陷的衬底进行重新加工的可能性，但是仍旧可以提供有用的信息，例如对于过程控制的目的。

图3示出可以用在本发明的实施例中的散射仪SM1。散射仪包括宽带(白光)辐射投影装置2，其将辐射投影到衬底6上。反射的辐射传递至光谱仪检测器4，光谱仪检测器4测量镜面反射辐射的光谱10(即作为波长的函数的强度的测量)。通过这个数据，如图3下部所示，产生所检测的光谱的结构或轮廓可以通过处理单元PU重构，例如，这通过严格耦合波分析(RCWA)和非线性回归来完成，或通过与模拟光谱库进行比较来完成。通常，对于所述重构，已知所述结构的总体形式，且通过根据所述结构的制作过程的知识假定一些参数，仅留有结构的一些参数根据散射测量数据确定。这种散射仪可以被配置为正入射散射仪或斜入射散射仪。

可以用于本发明一实施例的另一散射仪SM2如图4所示。在该装置中，由辐射源2发出的辐射采用透镜系统12聚焦并透射通过干涉滤光片13和偏振器17，由部分反射表面16反射并经由具有高数值孔径(NA)(优选至少0.9或更优选至少0.95)的显微镜物镜15聚焦到衬底W上。浸没式散射仪甚至可以具有数值孔径超过1的透镜。然后，所反射的辐射通过部分反射表面16透射入检测器18，以便检测散射光谱。检测器可以位于在透镜15的焦距处的后投影光瞳平面11上，然而，光瞳平面可以替代地通过辅助的光学元件(未示出)在检测器18上重新成像。所述光瞳平面是在其中辐射的径向位置限定入射角而角位置限定辐射的方位角的平面。所述检测器优选为二维检测器，以使得可以测量衬底目标的两维角散射光谱(即作为散射角的函数的强度的测量)。检测器18可以是例如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器的阵列，且可以采用例如每帧40毫秒的积分时间。

参考束经常被用于例如测量入射辐射的强度。为此，当辐射束入射到部分反射表面16上时，辐射束的一部分透射通过所述分束器作为参考束朝向参考反射镜14行进。然后，所述参考束被投射到同一检测器18的不同部分上。

一个或更多个干涉滤光片13可用于在如405-790nm或甚至更低(例如200-300nm)的范围中选择感兴趣的波长。干涉滤光片可以是可调的，而不是包括一组不同的滤光片。光栅可以被用于替代一个或更多个干涉滤光片或与一个或更多个干涉滤光片附加使用。

检测器18可以测量单一波长(或窄波长范围)的散射辐射的强度，所述强度在多个波长处是分立的，或者所述强度在一个波长范围上被积分。进而，检测器可以独立地测量横向磁场和横向电场偏振辐射的强度和/或在横向磁场和横向电场偏振辐射之间的相位差。

能够采用给出大集光率的宽带光源2(即具有宽的辐射频率或波长范围以及由此具有大的色彩范围)，由此允许多种波长的混合。宽带中的多个波长中的每一个波长希望具有δλ的带宽和至少2δλ(即波长带宽的两倍)的间距。多个辐射“源”可以是已经被用光纤束分割的扩展辐射源的不同部分。以这样的方式，角分辨散射光谱可以并行地在多个波长处被测量。可以测量包含比二维光谱更多的信息的三维光谱(波长和两个不同角度)。这允许更多的信息被测量，这增加量测过程的鲁棒性(robustness)。这在公开号为US 2006-0066855的美国专利申请中进行了更详细的描述，该文献以引用的方式整体并入本文中。

通过对比束在其已经被目标改变方向之前和之后的一种或更多种属性，可以确定衬底的一种或更多种属性。这例如可以通过对比被改变方向的束与使用衬底的模型计算的理论上的被改变方向的束和搜索给出在所测量的和计算的被改变方向的束之间的最佳拟合的模型来完成。典型地，使用参数化的通用模型并改变模型的参数(例如图案的宽度、高度和侧壁角)直至获得最佳匹配为止。

使用了两种主要类型的散射仪。分光式散射仪将宽带辐射束引导到衬底上并且测量散射入特定窄角度范围内的辐射的光谱(强度是波长的函数)。角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(或在椭圆偏振配置情况下的强度比率以及相位差)。替代地，不同波长的测量信号可以在分析阶段单独地和组合地被测量。偏振辐射可以被用来产生来自同一衬底的多于一个光谱。

为了确定衬底的一个或更多的参数，通常在由衬底模型所产生的理论光谱与作为波长(分光式散射仪)或角度(角分辨散射仪)的函数的由被改变方向的束所产生的测量光谱之间找到最佳匹配。为找出该最佳匹配，存在着可以组合的许多方法。例如，第一方法是迭代搜索方法，其中第一组模型参数用来计算第一光谱，与所测量的光谱进行对比。随后选择第二组模型参数，计算出第二光谱并且进行第二光谱与所测量光谱的对比。这些步骤重复进行，目的在于找到给出最佳匹配光谱的参数组。通常情况下，源自对比的信息被用来操纵对后续组参数的选择。此过程被称为迭代搜索技术。具有给出最佳匹配的参数组的模型被认为是对所测量的衬底的最佳描述。

第二方法是做出光谱库，每个光谱对应于特定组模型参数。通常情况下，该组模型参数被选择用来覆盖衬底属性的所有或几乎所有的可能变化。所测量的光谱与库中的光谱进行比较。与迭代搜索方法类似地，具有与给出最佳匹配的光谱对应的参数组的模型被认为是对所测量的衬底的最佳描述。插值技术可用来更精确地确定在此库搜索技术中的最佳的参数组。

在任何方法中，应使用在所计算的光谱中的充足的数据点(波长和/或角度)以便使得能实现精确的匹配，通常对于每个光谱而言在80至800个数据点或更多个数据点之间。使用迭代方法，对于每个参数值的每次迭代将会涉及在80个或更多数据点处进行的计算。这被乘以所需迭代次数以获得正确的轮廓参数。因而可能需要许多计算。实践中，这导致在精确度与处理速度之间的折衷。在库方法中，这是在精确度与设置所述库所需时间之间的类似折衷。

在如上讨论的任何散射仪中，衬底W上的目标可以是光栅，其被印刷成使得在显影之后，所述条纹由实抗蚀剂线构成。所述条纹可以替代地被蚀刻到所述衬底内。所述目标图案被选择为对感兴趣的参数诸如光刻投影设备中的聚焦、剂量、重叠、色差等敏感，从而使得相关参数的变化将表明为是在所印刷目标中的变化。例如，目标图案可以对光刻投影设备(尤其是投影系统PL)中的色差以及照射对称度敏感，且这种像差的存在将表明自身在所印刷的目标图案中的变化。相应地，所印刷的目标图案的散射测量数据被用于重构所述目标图案。目标图案的参数(诸如线宽和线形)可以被输入到重构过程中，所述重构过程由处理单元PU根据印刷步骤和/或其它散射测量过程的知识实现。

尽管本文中已经描述了散射仪的实施例，但是其它类型的量测设备可以用于实施例中。例如，可以使用诸如在以引用方式整体并入本文的公开号为2013-0308142的美国专利申请中所描述的暗场量测设备。此外，那些其它类型的量测设备可以使用与散射测量完全不同的技术。

图5示出根据已知的实践在衬底上形成的示例性的复合量测目标。该复合目标包括紧密地定位在一起的四个光栅32，33，34，35，以使得它们都将在由量测设备的照射束形成的测量光斑31内。于是，四个目标都被同时地照射并被同时地成像在传感器4，18上。在专用于重叠测量的一示例中，光栅32，33，34，35自身是由重叠光栅形成的复合光栅，所述重叠光栅在形成在衬底W上的半导体器件的不同层中被图案化。光栅32，33，34，35可以具有被不同地偏置的重叠偏移，以便便于在复合光栅的不同部分形成所在的层之间的重叠测量。光栅32，33，34，35也可以具有不同的取向，如图所示，以便在X方向和Y方向上衍射入射的辐射。在一个示例中，光栅32和34分别是具有+d、-d偏置的X方向光栅。这意味着，光栅32具有其重叠分量或成分，所述重叠分量或成分布置成使得如果它们都恰好被印刷在它们的名义位置上，则所述重叠分量或成分之一将相对于另一重叠分量或成分偏置距离d。光栅34具有其分量或成分，所述分量或成分布置成使得如果被完好地印刷则将存在d的偏置，但是该偏置的方向与第一光栅的偏置方向相反，等等。光栅33和35可以分别是具有偏置+d和-d的Y方向光栅。尽管四个光栅被示出，但是另一实施例可能包括更大的矩阵来获得所期望的精度。例如，9个复合光栅的3×3阵列可以具有偏置-4d、-3d、-2d、-d、0、+d、+2d、+3d、+4d。这些光栅的独立的图像可以在由传感器4，18捕捉的图像中被识别。

本文所描述的量测目标可以例如是被设计用于诸如Yieldstar独立或集成量测工具这样的量测工具的重叠目标、和/或诸如那些通常用于TwinScan光刻系统的对准目标，它们二者都可以从ASML获得。

一般而言，用于这些系统的量测目标应当被印刷在衬底尺寸满足将要在该衬底上形成图像的特定微电子器件的设计规格的衬底上。随着过程继续进行以克服在超前的过程节点中的光刻器件成像分辨率的限制，则设计规则和过程兼容性需求强调对恰当目标的选择。随着目标本身变得更先进，经常需要使用分辨率增强技术，诸如相移图案形成装置，以及光学邻近效应校正，则在过程设计规则内的目标的可印刷性变得更不确定。结果，所提出的量测目标设计可以受测试和/或模拟以便确认它们的适合性和/或可行性，二者均由可印刷性和可检测性的立场得出。在商业环境中，良好的重叠标记可检测性可以被认为是低的总测量不确定性以及短的移动-获取-移动时间的组合，因为缓慢的获取有损于对于生产线而言的总生产率。现代的基于微衍射的重叠目标(μDBO)在一侧上可以为大约10μm，这提供了与诸如那些用于监视器衬底情况下40x160μm²的目标相比固有地较低的检测信号。

另外，一旦已选择了满足上述标准的量测目标，则可能的是可检测性将相对于由蚀刻和/或抛光过程所引起的诸如膜厚变化、各种蚀刻偏差、以及几何不对称度这样的过程变化而改变。因此，可能有用的是选择相对于各种过程变化而言具有低的可检测性变化和低的重叠/对准变化的目标。同样，将要用来生产待成像的微电子器件的特定机器的标志特征(fingerprint)(印刷特征，包括例如透镜像差)将(一般而言)影响到量测目标的成像和生产。因此可能有用的是确保所述量测目标能耐受标志特征的效应，因为某些图案将或多或少受到特别的光刻标志特征的影响。

图6A和6B示意性地示出了重叠目标的一个周期的模型结构，示出了源自理想的、例如两种类型的过程所致的不对称性的目标的变化的实例。参照图6A，衬底W被图案化为具有蚀刻到衬底层内的底部光栅700。用于所述底部光栅的蚀刻过程导致了所蚀刻沟道的底面702的倾斜。此底面倾斜(FT)可以被表示为结构参数，例如，作为跨越整个底面702上的高度降低的测量，单位为nm。BARC(底部抗反射涂层)层704支撑顶部光栅706的所图案化的抗蚀剂特征。在此示例中，在顶部与底部光栅之间的对准重叠误差为零，因为顶部和顶部光栅特征的中心位于相同的横向位置处。然而，底层的过程引起的不对称度，即，底面倾斜，导致了在所测量的重叠偏移中的误差，在此情况下给出了非零的重叠偏移。图6B示出了另一种类型的底层的过程引起的不对称度，其能够导致在所测量的重叠偏移中的误差。这是侧壁角(SWA)不平衡，SWAun。与图6A中共同的特征被相同地进行标记。此处，底部光栅的一个侧壁708具有相对于其它侧壁710的不同坡度。这种不平衡可以表示为结构参数，例如表示为相对于衬底的平面而言的两个侧壁角的比率。两个不对称度参数，底面倾斜和SWA不平衡，引起了在顶部和底部光栅之间的“表观的”重叠误差。这个表观的重叠误差产生于顶部和底部光栅之间将要测量的“实际的”重叠误差的顶部。

因此，在实施例中，希望模拟各种量测目标设计以便确认所提出的一个或更多的目标设计的适合性和/或可行性。

在用于对涉及光刻和量测目标的制造过程进行模拟的系统中，主要制造系统部件和/或过程可以利用各种功能模块加以描述，例如，如图7中所示。参考图7，功能模块可包括设计布局模块71，所述设计布局模块71限定量测目标(和/或微电子器件)设计图案；图案形成装置布局模块72，所述图案形成装置布局模块72限定所述图案形成装置的图案如何基于所述目标设计而布局为呈多边形；图案形成装置模型模块73，所述图案形成装置模型模块73对于待用于模拟过程期间的像素化的(pixilated)并且连续色调的图案形成装置的物理性质进行建模；光学模型模块74，所述光学模型模块74限定了所述光刻系统的光学部件的性能；抗蚀剂模型模块75，所述抗蚀剂模型模块限定了用于给定过程中的抗蚀剂的性能；过程模型模块76，所述过程模型模块76限定了抗蚀剂显影后过程(例如，蚀刻)的性能；以及量测模块77，所述量测模块77限定了用于量测目标的量测系统的性能并且因而限定了量测目标当用于量测系统时的性能。在结果模块78中提供一个或更多的所述仿真模块的结果，例如，所预测的外形和CD。

在光学模型模块74中捕捉照射和投影光学装置的性质，光学模型模块74包括但不限于NA-西格玛(σ)设置以及任何特定的照射源形状，其中σ(或西格玛)是照射器的外部径向范围。涂覆于衬底上的光致抗蚀剂层的光学属性—即，折射率，膜厚度，传播和偏振效应—也可以作为光学模型模块74的部分而被捕捉，而抗蚀剂模型模块75描述了在抗蚀剂曝光、曝光后烘烤(PEB)以及显影的期间发生的化学过程的影响，以便预测例如在衬底上所形成的抗蚀剂特征的外形。图案形成装置模型模块73捕捉了目标设计特征如何被布局在所述图案形成装置的图案中，并且可包括对于例如在专利号为7,587,704的美国专利中所描述的图案形成装置的详细物理属性的表示。模拟的目的是精确地预测例如边缘定位和临界尺寸(CD)，它们随后可与目标设计相比。目标设计一般地被限定为OPC前的图案形成装置布局，并且将被设置为标准化的数字化文件格式诸如GDSII或OASIS。

一般而言，在光学模型和抗蚀剂模型之间的连接是在抗蚀剂层内的被模拟的空间图像强度，这是由辐射在衬底上的投影、在抗蚀剂界面处的折射以及在抗蚀剂膜叠层中的多次反射所造成的。辐射强度分布(空间图像强度)通过光子的吸收而被转化为潜在的“抗蚀剂图像”，其由衍射过程和各种加载效应而进一步更改。对于全芯片应用而言足够快的有效模拟方法以二维空间(以及抗蚀剂)图像来近似在抗蚀剂叠层中的现实的三维强度分布。

因而，模型公式描述了整体过程中的公知的物理和化学特性的大部分(若非全部)，并且模型参数中每个模型参数期望对应于独特的物理或化学效应。模型公式因而对于模型可以在何种程度上用于模拟整体制造过程设定了上边界。然而，有时所述模型参数可能由于测量和读取误差而不精确，并且可能在系统中存在其它缺陷。利用对于模型参数的精密校准，可以实现极精确的模拟。

在制造过程中，各种过程参数中的变化对于可以如实地反映产品设计的合适目标的设计具有显著影响。这样的过程参数包括但不限于：侧壁角(由蚀刻或显影过程确定)，(器件层或抗蚀剂层的)折射率，(器件层或抗蚀剂层的)厚度，入射辐射的频率，蚀刻深度，底面倾斜，辐射源的消光系数，(对于抗蚀剂层或器件层的)涂层不对称度、在化学-机械抛光过程期间的腐蚀的变化，等等。

量测目标设计可以由多种参数(例如目标系数(TC)、叠层灵敏度(SS)、重叠影响(OV)等)来特征化。叠层灵敏度可以被理解为对于由于在目标(例如，光栅)层之间的衍射而随着重叠改变而使得信号强度改变多少的测量。目标系数可以被理解为对于因为由测量系统所进行的光子收集的变化而导致的对于特定测量时间而言的信噪比的测量。在实施例中，目标系数也可以被认为是叠层灵敏度与光子噪声的比率；即，信号(即，叠层灵敏度)可以除以光子噪声的测量以确定目标系数。重叠影响测量作为目标设计的函数的重叠误差的改变。

本文中描述了一种用于在例如量测系统模拟或在目标制造过程模拟(例如，包括使用光刻过程来曝光所述量测目标，对所述量测目标显影、蚀刻所述目标，等等)中限定量测目标设计的计算机实施的方法。在实施例中，对于目标的一个或更多的设计参数(例如，几何尺寸)可以被规定，且另外的离散值或一定范围的值可以被规定用于一个或更多的设计参数。此外，基于例如目标所需用于的光刻过程，在同层之中或在层与层之间，用户和/或所述系统可以对一个或更多的设计参数(例如，在节距与沟道宽度之间的关系，对于节距或沟道宽度的限制，在CD与节距之间的关系(例如CD小于节距)，等等)施加一个或更多的约束条件。在实施例中，所述一个或更多的约束条件可以是对于已被规定了离散值或一定取值范围的一个或更多的设计参数的约束条件、或对于一个或更多其它设计参数的约束条件。

所述计算机实施的方法有效地使用所述一个或更多的约束条件来从由用以限定所述目标设计的各种设计参数(以及它们的相关联的取值范围的或成组的离散值)所限定的设计超立方而限定出凸多面体。所述方法可以随后确定用于仿真或其它处理的一个或更多的潜在的量测目标设计。

在实施例中，所述凸多面体的体积可以根据一个或更多的规则被采样以提供满足所有约束条件的采样量测目标设计。如本文所描述的一个或更多的采样规则可以被应用于采样量测目标设计。

在实施例中，一个或更多的潜在量测目标设计可以被解决。即，一个或更多的潜在量测设计可以通过使用例如一个或更多的等式约束条件以求解特定值来解决允许值而得出。例如，如果存在着可针对于所述值进行求解的等式约束条件，则不需对每个轴线采样。

潜在的量测目标设计可以随后被输入到模拟以确定例如所述量测目标设计中的一个或更多量测目标设计的可行性和或适合性。因而，在实施例中，并非潜在地对其中有许多量测目标设计可能不可行的接近无限数目的潜在量测目标设计执行耗时的模拟，本文中所描述的一种方法可以使所述数目的潜在的量测目标设计减少为更小组的潜在可行的量测目标设计并且合适地对所述更小组或在所述更小组内的样本进行求解以产生一组潜在的量测目标设计用于模拟。

在实施例中，量测目标设计系统的用户可以对于所述量测目标指定一个或更多的设计参数(例如，几何尺寸)。此外，在实施例中，用户可以对于一个或更多的所述设计参数中每个设计参数指定(例如，选择)离散值或一定取值范围。例如，用户可以对于所述量测目标的CD、节距、和/或沟道选择一定取值范围或一组值。在其中所述量测目标包括多个光栅、或分段光栅的实施例中，所述用户可以对于其它设计参数(例如共用的节距)选择或提供一定取值范围或一组值。补充地或可选地，用户可以限定一个或更多的约束条件。

在实施例中，设计参数可包括选自下列尺寸中的任何一个或更多个的几何尺寸：目标的光栅的节距，目标的光栅线CD、目标的光栅沟道CD、光栅的线的一个或更多的分段参数(取决于分段类型，在X和/或Y方向上的分段节距/CD/沟道)。此外，可以针对单一层或多个层(例如，两个层或两个层加上中间屏蔽层)规定参数。对于多个层，它们可以共用节距。对于其它量测目标，例如聚焦或对准目标，可以使用其它参数。其它设计参数可以是诸如选自如下的一个或更多项的物理限制：在对于目标的量测系统中使用的辐射的波长，在量测系统中使用的辐射的偏振，所述量测系统的数值孔径、目标类型、和/或过程参数。在实施例中，可以提供非均匀和非对称图案，例如经调制的重叠目标和聚焦目标。因而，设计参数可以改变并且在特定方向上不一定是均匀的。

取决于所使用的特定过程，在实施例中，一个或更多的约束条件可以涉及在一层的设计参数(例如，几何尺寸)与另一层的设计参数(例如，几何尺寸)之间的约束条件。

在实施例中，约束条件可以是量测参数约束条件。例如在某些量测系统中，所述系统的物理性质可以施加约束条件。例如，用于所述系统中的辐射的波长可以约束目标设计的节距，例如，下限。在实施例中，存在着作为波长函数的对于节距，目标的类型，和/或所述量测系统的孔径的限制(上限/下限)。可以用作约束条件的物理限制包括选自如下的一项或更多项：在量测系统中使用的辐射的波长，在量测系统中使用的辐射的偏振，所述量测系统的数值孔径、和/或目标类型。在实施例中，约束条件可以是过程参数约束条件(例如，取决于蚀刻类型、显影类型、抗蚀剂类型，等等的约束条件)。

约束条件可以是线性代数表达式。在实施例中，约束条件可以是非线性的。

某些约束条件可以涉及到其它约束条件。例如，涉及到CD、节距和沟道宽度，从而使得如果已知所述三个之中的任何两个，则第三个可以被完全确定。

应注意到，由于所述系统，可以不存在所施加的任何约束条件。也可能的是，并非所有尺寸具有与它们相关联的约束条件。而且，并非每种约束条件与尺寸相关联。约束条件可以表示为数学方程式。例如，双约束条件可以表示为一对约束条件该对约束条件具有如下形式：“约束条件-1modulo约束条件-2＝＝0(约束条件-1以约束条件-2为模等于0)”。

以数学形式，每个目标设计参数可以被认为是超立方的正交轴线。因而，如果存在着待考虑的n个设计参数，则由那些设计参数限定的超立方为n维的。所述一个或更多的约束条件(例如，用户提供的和/或由量测目标设计系统辨识的，这样一种对于所述量测系统和/或过程的物理限制)限定此超立方内的凸多面体，从而使得每个约束条件提供对于一个或更多的参数的限制，由此限定沿着一个或更多的参数轴线的多面体侧。同样，可用的目标设计可以存在于此多面体内侧或此多面体上。当一组值或一定取值范围被提供用于特定设计参数时，则通过例如求解约束条件(诸如等式约束条件)和/或使用一个或更多的规则来对所述多面体的体积进行采样(例如，用以完全地并且均匀地在由用户提供的一组值或一定取值范围上进行采样)，可以找出所需量测目标设计。满足所有约束条件并且位于所述多面体中或多面体上的一系列坐标限定所有可用的量测目标设计。满足在所述多面体内的约束条件的所有量测目标设计是可用的。

然而，应注意，并非因此发现的所有量测目标设计同等地表示过程变化。同样，基于关键性能指标或鲁棒性标准，使用光刻模型来例如对通过使用本文中所描述方法而发现的量测目标设计进行排列，则可以进一步模拟这些发现的量测目标设计。

图8示意性地图示了根据实施例来限定量测目标设计的计算机实施的方法。所述方法包括，在方框P101处，提供一定取值范围或多个值用于量测目标的多个设计参数中每个设计参数(例如，几何尺寸)，在方框P102处，提供一个或更多的约束条件用于所述量测目标的一个或更多的设计参数，并且在方框P103处，利用处理器、通过在用于所述设计参数的所述取值范围或多个值内进行采样来求解和/或选择具有满足一个或更多的约束条件的一个或更多的设计参数的多个量测目标设计。在实施例中，使用光刻模型来进一步模拟所选择的量测目标设计中的每个量测目标设计。

下列是用于对来自一个多面体的点进行评估的量测目标设计定义算法的实施例的大致描述。所述算法可以对于多个多面体而被重复(例如，其中设计参数和它们的相关联的值不能限定连续的多面体并且因而对于每个独特的多面体可执行所述算法)。

问题是产生一系列坐标(对于每个变量而言的值)，所述一系列坐标根据双重约束条件以及一个或更多的采样间隔来完全地且均匀地求解所述多面体的体积和/或对所述多面体的体积进行采样。

在方框P101处所提供的输入可包括：

(i)一组变量，每个变量具有：(a)名称(b)一定取值范围或多个离散值：

(ii)一组约束条件，其包括：例如一个或更多的线性代数约束条件表达式，使用一个或更多的变量和/或常量以及下列运算符中的一个或更多个：

(a)+、-和*以及(b)>＝、<＝、和＝(每个表达式一个运算符)；

(iii)如本文所描述的一组“双重约束条件”；

(iv)可选地，对于一个或更多的变量所规定的采样间隔。

在方框P102处，由来自上面的(i)的输入所限定的超立方被约束以使用来自上面的(ii)约束条件组来限定凸多面体。所述组双重约束条件分解所述多面体，但其替代地作为所述采样间隔的改动来处理。采用下列算法使用代数替换来简化所述约束条件：

1.对于作为等式的每个约束条件而言，找出在具有跨度大于零的取值范围(即，所述取值范围的起点并不等于所述取值范围的终点)的约束条件表达式中出现的变量v。

2.用代数方法隔离v，即，将其移至所述方程式一侧，并且将所述方程式除以其系数，从而使得v＝f(x,y,z,…)，其中f(x,y,z,…)是没有包含v的表达式。

3.检查所有其它约束条件表达式。如果它们包含v：

a.在所述约束条件表达式E中隔离v

b.储存v的系数c

c.从所述约束条件表达式移除v

d.将c*f(x,y,z,…)加至所述约束条件表达式

e.如果所述表达式具有仅一个剩余变量，则计算出对于来自v的取值范围的变量的新限制。

f.如果表达式E具有多于一个剩余变量，则加入两个新约束条件“E>＝A”和“E<＝B”，其中[A,B]是对于v的取值范围的限制。

4.单独地将来自步骤2的表达式储存在v＝f(x,y,z,…)之上

5.移除来自输入变量列表的变量

在这点，如果任何变量具有具备少于零的跨度的取值范围，则不存在着有效的量测目标设计并且返回空列表。

在方框P103处执行采样。所述采样例程在每次调用时递归地给单个变量赋值。所有变量初始地未被赋值。可使用下列算法：

1.如果将要对变量进行赋值，则将所述变量设置为其值。

2.如果存在着可以被评估的双重约束条件(因为表达式中所有变量被赋值)，则对其进行测试。如果其失效，则返回空的目标列表。

3.如果存在着可以被评估的约束条件表达式(因为表达式中所有变量被赋值)，则对其进行测试。如果其失效，则返回空的列表。

4.如果存在着具有零的取值范围跨度的未赋值变量，则赋值(单次递归调用，标记用于赋值的变量)。

5.如果存在着具有仅一个未赋值变量的任何双重约束条件，则根据所述约束条件计算对于所述变量的可能值，并且对那些值采样(多次递归调用，标记用于赋值的变量)。

a.跳过所必需的值以避免比所述变量的采样间隔更密集得多地进行采样。

6.如果存在着具有大于零的跨度的取值范围的未赋值变量，则对所述取值范围采样(多次递归调用，标记用于赋值的变量)。

a.所述点在所述采样间隔中居中，

b.值恰好地是采样间隔。

在某些实施例中，所述变量的取值范围(在以上步骤6)可以根据可被计算的不等式约束条件而被调整。在完成采样之后，对于由于等式约束条件而被移除的每个变量，则可以使用所储存的表达式来计算用于那些变量的值。

在各种实施例中，在外部(例如，由使用者)提供了一组采样规则。例如，用户可提供对于一个或更多变量诸如CD和/或节距的采样间隔。例如，用户可规定一定数量的纳米的采样间隔。在实施例中，所述采样规则可用来以20nm的间隔，以40nm、60nm、80nm、或100nm的间隔来对CD采样，和/或以5m的间隔，以10nm、15nm、20nm、25nm或30nm的间隔来对节距(和/或所有其它变量)采样。在使用期间采样间隔可以变化以增加或降低采样密度。在实施例中，通过对于每个采样间隔模拟一个或更多的性能指标并且迭代地减少所述采样间隔直至所述采样间隔的减少不会显著地改变所述一个或更多的性能指标为止，可以提供采样规则。在实施例中，采样规则可以是根据公式的。可以按不同采样间隔和/或不同采样密度采样不同变量。这样，采样间隔或采样密度可以依赖于由光刻过程或光刻模型所限定的变量的名义值。采样规则可以是非线性的。采样规则可以根据在所述多面体内的位置而改变采样间隔来增加或减少采样密度。

因而，在实施例中，提供了一种量测设计工具，其允许用户规定用于量测目标的多种几何和其它参数并且给予那些参数特定的离散值和/或一定取值范围。用户和/或系统也可以通过代数表达式限定对于参数的一个或更多的约束条件。所述工具随后可以辨识出哪种参数组合给出了可行的量测目标设计以及随后选取哪种来进行模拟。因此，例如，40-100nm的目标线CD范围可以给出介于40-100nm之间的接近无限数量的选择。随后，另一参数可以添加另一接近无限数量的选择并且还由一个或更多的其它参数(例如，CD必须少于所述节距)而加以约束。因此，所述域可被限定为与每个参数对应的许多尺寸的超立方。通过应用所述一个或更多的约束条件到所述超立方，实施例有效地减少了所述超立方为潜在量测设计目标的凸多面体，并且随后所述量测目标设计可以从所述多面体被采样或者通过求解例如等式约束条件而被辨识。实施例应用了规则(例如，固定的或变动的采样间隔)以自动地对满足所有约束条件的所述多面体采样来找出多个量测目标设计。在实施例中，约束条件可以基于所述量测系统的物理性质(例如，所述量测系统的波长可以限制节距/CD)。如本文所描述的，特定算法可以用来通过应用所述约束条件以减少所述超立方为特定多面体并且随后应用一个或更多的采样规则和/或求解约束条件以选取所述多面体的一个或更多的参数的值的组合来形成多个量测目标设计用于例如模拟。结果可以包括易用性；避免了基于经验手动地选择尺寸的组合。结果可以包括全面的覆盖，导致更好的目标被模拟。

尽管上述目标结构是为测量目的而具体指定和形成的量测目标，但是在其他实施例中，可以在作为形成在衬底上的器件的功能部分的目标上对性质进行测量。许多器件具有规则的类似光栅的结构。在此所使用的术语“目标”、“目标光栅”和“目标结构”不需要该结构已经为正在进行的测量所特别提供。

尽管已描述了呈光栅形式的重叠目标，但在实施例中，可以使用其它目标类型诸如基于套盒(box-in-box)图像的重叠目标。

尽管已经主要描述了用以确定重叠的量测目标，但是替代地或补充地，可以使用量测目标来确定更多其它特征诸如聚焦、剂量等之一。

可以使用诸如基于像素的数据结构或基于多边形的数据结构这样的数据结构来限定根据实施例的量测目标。基于多边形的数据结构可以例如使用在芯片制造行业中相当常见的GDSII数据格式来加以描述。另外，可以在不离开实施例的范围的情况下使用任何合适数据结构或数据格式。量测目标可以被储存于数据库中，用户可以从该数据库选择所需的量测目标用于特定半导体加工步骤中。这样的数据库可以包括根据实施例而选择或辨识的单个量测目标或多个量测目标。数据库也可以包括多个量测目标，其中数据库包括对于多个量测目标中每个量测目标的额外信息。这种额外信息可包括例如与用于特定光刻过程步骤的量测目标的适合性和/或品质相关的信息，甚至可包括单个量测目标对于不同光刻过程步骤的适合性和/或品质。量测目标的适合性和/或品质可以分别表达为适合性值和/或品质值，或可在从将要用于特定光刻过程步骤的数据库中选择一种量测目标的选择过程期间使用的任何其它值。

在实施例中，计算机可读介质可包括使用从远程计算机或从远程系统至计算机可读介质的连接来用于启动至少某些方法步骤的指令。这些连接可以例如在安全网络上或经由在万维网(互联网)上的(安全)连接而生成。在此实施例中，用户可例如从远程位置登录以使用计算机可读介质用于确定所述量测目标设计的适合性和/或品质。所提出的量测目标设计可以由远程机计算机提供(或由操作者使用远程计算机将量测目标设计向所述系统提供来用于确定量测目标设计的适合性)。因此，与在模拟过程期间所使用的模型相比，将要使用模型来模拟的所提出的量测目标设计可以被不同实体或公司拥有。随后，例如，用以评估量测目标品质的所得到的确定的适合性可被提供回远程计算机，而不留下超出所提出量测目标设计或所用的模拟参数的任何残余细节。在这样的实施例中，客户可能需要用以运行对于独立地提出的量测目标设计的评估的选项，而不拥有软件或不具有软件的处于其远程位置的副本。这样的选项可以由例如用户协议而获得。这种用户协议的益处可以是，用于模拟中的模型可以总是最新近的和/或最详细的可用模型，而不需要在本地升级任何软件。此外，通过分离所述模型模拟和所提出的量测目标提案，所设计的标记或不同层的细节可用于处理不被两个公司分享的需求。

结合在衬底和图案形成装置上实现的目标的物理光栅结构，一实施例可以包括计算机程序，该计算机程序包含一个或更多个机器可读指令序列，所述机器可读指令序列用于描述设计出目标、在衬底上产生目标、测量在衬底上的目标和/或分析测量结果以获得关于光刻过程的信息的方法。该计算机程序可以例如在图3和图4的设备中的单元PU中和/或在图2的控制单元LACU中被执行。也可以提供数据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)，该数据存储介质具有存储于其中的所述计算机程序。在已有的设备(例如如图1-4所示类型的设备)已经处于生产中和/或使用中的情况下，实施例可以通过提供用于使设备的处理器执行本文所描述方法的经更新的计算机程序产品来实现。

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一个或更多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。此外，计算机可读指令可以实现于两个或更多的计算机程序中。所述两个或更多的计算机程序可以储存于一个或更多的不同存储器和/或数据存储介质上。

当一个或更多的计算机程序由位于光刻设备的至少一个部件内的一个或更多的计算机处理器读取时，本文中所描述的任何控制器可以是各自或组合地可操作的。控制器可以各自或组合地具有用于接收、处理和发送信号的任何合适配置。一个或更多的处理器被配置成用于与控制器中至少一个控制器通信。例如，每个控制器可包括用于执行包括用于上述方法的计算机可读指令的计算机程序的一个或更多的处理器。控制器可以包括用于存储这样的计算机程序的数据存储介质，和/或用以容纳这样的介质的硬件。因此，控制器可以根据一个或更多的计算机程序的机器可读指令而操作。

本发明还可使用下列方面加以描述：

1.一种计算机实施的量测目标设计的方法，所述方法包括：

提供对于量测目标的相应的或各个设计参数的取值范围或多个值；和利用处理器，通过在对于设计参数的所述取值范围或多个值内采样，来求解和/或选择具有满足对于所述量测目标的设计参数而言的约束条件的一个或更多的设计参数的多个量测目标设计。

2.根据方面1所述的方法，还包括使用光刻模型来模拟多个量测目标设计。

3.根据方面1或方面2所述的方法，其中所述设计参数中的至少一个设计参数包括量测目标的几何尺寸。

4.根据方面1至3中任一项所述的方法，其中所述约束条件用于与已被提供取值范围或多个值的设计参数不同的设计参数。

5.根据方面1至4中任一项所述的方法，其中提供所述取值范围或多个值包括由用户选择所述取值范围或多个值。

6.根据方面1至5中任一项所述的方法，其中所述约束条件由用户限定。

7.根据方面1至6中任一项所述的方法，其中所述约束条件包括线性代数表达式。

8.根据方面1至7中任一项所述的方法，其中所述约束条件包括在所述量测目标的两个不同几何尺寸之间的关系。

9.根据方面1至8中任一项所述的方法，其中所述量测目标设计包括多个层并且所述约束条件介于一层的尺寸与另一层的尺寸之间。

10.根据方面1至9中任一项所述的方法，其中所述设计参数包括节距，临界尺寸和/或沟道宽度。

11.根据方面1至9中任一项所述的方法，其中所述约束条件包括由于用来测量目标的量测系统所导致的物理限制。

12.根据方面11所述的方法，其中所述物理限制包括选自下列中的一项或更多项：在量测系统中使用的辐射的波长，在量测系统中使用的辐射的偏振，所述量测系统的数值孔径、目标类型、和/或过程参数。

13.根据方面1至12中任一项所述的方法，其中通过在用于所述设计参数的所述取值范围或多个值内采样来进行选择包括应用固定的采样间隔于相应的设计参数。

14.根据方面13所述的方法，其中所述用于一个设计参数的采样间隔不同于用于另一设计参数的采样间隔。

15.根据方面1至12中任一项所述的方法，其中通过在用于所述设计参数的所述取值范围或多个值内采样来进行选择包括对设计参数施加采样间隔并且进一步包括针对于采样间隔来模拟性能指标、以及迭代地减少所述采样间隔直至采样间隔的减少不会显著改变所述性能指标。

16.根据方面1至15中任一项所述的方法，还包括在通过在用于所述设计参数的所述取值范围或多个值内采样来求解和/或选择所述多个量测目标设计之前，向所述设计参数的所述取值范围或多个值施加约束条件。

17.一种计算机可读介质，包括能够由用以执行根据方面1至16中任一项所述的方法的计算机执行的指令。

18.根据方面17所述的计算机可读介质，其中能够由计算机执行的指令还包括使用从远程计算机至计算机可读介质的连接用于启动所述方法步骤中至少一些方法步骤的指令。

19.根据方面18所述的计算机可读介质，其中与远程计算机的连接是安全连接。

20.根据方面18和19中任一项所述的计算机可读介质，其中用于所述量测目标的相应设计参数的所述取值范围或多个值由远程计算机提供。

21.根据方面20所述的计算机可读介质，其中所述方法还配置成用于提供返回至远程计算机的所述多个量测目标设计的求解或采样结果。

22.一种用以选择用于衬底的量测目标设计的系统，所述系统包括：

处理单元，配置和布置成用以：

提供对于量测目标的相应的设计参数的取值范围或多个值；和

通过在对于设计参数的所述取值范围或多个值内采样，来求解和/或选择具有满足对于所述量测目标的设计参数而言的约束条件的一个或更多的设计参数的多个量测目标设计。

23.根据方面22所述的系统，其中所述系统包括用于与远程系统通信的与网络的连接。

24.根据方面23所述的系统，其中所述远程系统被配置用于向所述系统提供用于所述量测目标的相应的设计参数的所述取值范围或多个值。

25.根据方面23或24所述的系统，其中所述系统被配置成用于使用与远程系统的连接来将所述多个量测目标设计的所述求解或采样结果发送回远程系统。

26.一种配置成使用量测测量系统来测量的量测目标，所述量测目标通过根据方面1至16中任一项所述的方法或通过根据方面17至21中任一项所述的计算机可读介质来选择。

27.根据方面26所述的量测目标，其中所述量测测量系统包括基于衍射的测量系统。

28.一种使用量测目标的量测测量系统，所述量测目标通过根据方面1至16中任一项所述的方法或由根据方面17至21中任一项所述的计算机可读介质来选择。

29.一种量测测量系统，所述量测测量系统被配置成用于测量通过根据方面1至16中任一项所述的方法或由根据方面17至21中任一项所述的计算机可读介质来选择的量测目标。

30.一种衬底，包括通过根据方面1至16中任一项所述的方法或由根据方面17至21中任一项所述的计算机可读介质来选择的量测目标。

31.根据方面30所述的衬底，其中所述衬底是包括集成电路的层中的至少一些层的晶片。

32.一种光刻成像设备，所述光刻成像设备配置成用于对通过根据方面1至16中任一项所述的方法或由根据方面17至21中任一项所述的计算机可读介质来选择的量测目标成像。

33.一种配置成用于对根据方面26和27中任一项所述的量测目标成像的光刻成像设备。

34.一种数据结构，所述数据结构代表通过根据方面1至16中任一项所述的方法或由根据方面17至21中任一项所述的计算机可读介质来选择的量测目标。

35.一种表示根据方面26和27中任一项所述的量测目标的数据结构。

36.一种数据库，包括通过根据方面1至16中任一项所述的方法或由根据方面17至21中任一项所述的计算机可读介质来选择的量测目标设计。

37.根据方面36所述的数据库，其中所述数据库包括多个量测目标设计，每个量测目标设计通过根据方面1至16中任一项所述的方法或由根据方面17至21中任一项所述的计算机可读介质来选择。

38.一种包括根据方面34和35中任一项所述的数据结构的数据库。

39.根据方面38所述的数据库，其中所述数据库包括多个数据结构，每个数据结构代表通过根据方面1至16中任一项所述的方法或由根据方面17至21中任一项所述的计算机可读介质来选择的量测目标设计。

40.根据方面36至39中任一项所述的数据库，其中所述数据库包括与量测目标设计相关联的适合性值，所述适合性值指示用于光刻过程步骤的量测目标设计的适合性。

41.一种数据载体，包括根据方面34和35中任一项所述的数据结构和/或包括根据方面36至40中任一项所述的数据库。

42.根据方面26和27中任一项所述的量测目标的用法，其中量测目标用于确定所述衬底上一个层相对于另一层的定位，和/或用于确定所述衬底上的层相对于光刻成像设备的投影光学装置的对准，和/或用于确定结构在所述衬底上的临界尺寸。

虽然上文已经做出了具体参考，将本发明的实施例用于光学光刻术的情况中，应该注意到，本发明的实施例可以用在其它的应用中，例如压印光刻术，并且只要情况允许，不局限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的形貌限定了在衬底上产生的图案。可以将所述图案形成装置的形貌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，所述图案形成装置被从所述抗蚀剂上移走，并在抗蚀剂中留下图案。

另外，虽然在本文中已经做出了具体参考，在制造IC(集成电路)中使用光刻设备，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(LCD)、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。

这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括：紫外辐射(UV)(例如具有或约为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)，以及粒子束，例如离子束或电子束。

在允许的情况下，术语“透镜”可以表示各种类型的光学部件中的任何一种或其组合，包括折射式的、反射式的、磁性的、电磁的以及静电的光学部件。

本说明书是为了说明而不是限制。因此，本领域技术人员应该认识到，在不背离权利要求的范围的情况下可以对本发明做出修改。例如，一个或更多的实施例的一个或更多方面可酌情与一个或更多的其它实施例的一个或更多方面相组合、或替代一个或更多其它实施例的一个或更多方面。因此，基于这里给出的教导和启示，这种修改和适应应该在所公开的实施例的等价物的范围和含义内。应该理解，这里的术语或措辞是为了举例描述的目的，而不是限制性的，使得本说明书的术语或措辞由本领域技术人员根据教导和启示进行解释。本发明的覆盖度和范围不应该受到上述的示例性实施例中的任一个的限制，而应该仅根据随附的权利要求及其等价物限定。

Claims (15)

1.一种计算机实施的量测目标设计的方法，所述方法包括：

提供针对量测目标的各个设计参数的取值范围或多个值；和

利用处理器，通过在针对所述设计参数的所述取值范围或多个值内采样，来求解和/或选择具有满足对所述量测目标的设计参数的约束条件的一个或更多个设计参数的多个量测目标设计。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括使用光刻模型来模拟所述多个量测目标设计。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述设计参数中的至少一个设计参数包括量测目标的几何尺寸。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述约束条件用于与已被提供取值范围或多个值的设计参数不同的设计参数。

5.根据权利要求1所述的方法，其中提供所述取值范围或多个值包括由用户选择所述取值范围或多个值。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述约束条件由用户限定。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述约束条件包括线性代数表达式。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述约束条件包括所述量测目标的两个不同几何尺寸之间的关系。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述量测目标设计包括多个层并且所述约束条件介于一层的尺寸与另一层的尺寸之间。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述设计参数包括节距、临界尺寸和/或沟道宽度。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述约束条件包括由于用来测量所述量测目标的量测系统所导致的物理限制。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述物理限制包括选自下列项中的一项或更多项：在量测系统中使用的辐射的波长，在量测系统中使用的辐射的偏振，所述量测系统的数值孔径、目标类型和/或工艺参数。

13.根据权利要求1所述的方法，其中通过在用于所述设计参数的所述取值范围或多个值内采样进行的选择包括对所述设计参数施加采样间隔并且进一步包括针对采样间隔来模拟性能指标、以及迭代地减少所述采样间隔直至采样间隔的减少不会显著改变所述性能指标为止。

14.根据权利要求1所述的方法，还包括在通过在用于所述设计参数的所述取值范围或多个值内采样来求解和/或选择所述多个量测目标设计之前，向所述设计参数的所述取值范围或多个值施加所述约束条件。

15.一种计算机可读介质，包括能够由用以执行根据权利要求1所述的方法的计算机执行的指令。