CN106104387A - 光刻设备和数据处理设备 - Google Patents

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Abstract

一种光刻设备使用光学投影系统将图案施加到衬底上。该光刻设备包括光学水平传感器(LS)和相关联的处理器以在施加所述图案之前获得衬底表面的高度图(h(x，y))。控制器在施加所述图案时控制投影系统的聚焦。处理器还被布置成使用关于在先前施加到衬底上的处理的信息来限定衬底的至少第一区域和第二区域并且在第一区域与第二区域之间改变使用所述测量信号来控制聚焦的方式。例如，用来从光学测量信号(S(x，y))计算高度值的算法(A(x，y))可以根据在已知结构和/或材料中的差异而改变。来自某些区域的测量值可以被选择性地从高度图的计算和/或聚焦时的使用中排除。

Description

光刻设备和数据处理设备
相关申请的交叉引用
本申请涉及在2014年3月4日提交的欧洲申请号14157664.5，该申请以其全文引用的方式并入到本文中。
技术领域
本公开涉及光刻设备。本公开尤其涉及局部高度偏差的测量，该局部高度偏差对于光学光刻术中的聚焦是重要的。本公开还涉及通过光刻术来制造装置的方法，并且涉及用来实施这类设备和方法的部分的数据处理设备和计算机程序产品。
背景技术
光刻设备是一种将所需图案施加到衬底上，通常施加到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，可以将替代地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在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，图案的转移是通过把图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单个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：所谓的步进机，在步进机中，通过将整个图案一次曝光到目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓的扫描器，在扫描器中，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衬底来辐射每一个目标部分。
使用形成投影系统的透镜(或反射镜)将图案成像到衬底的目标部分上。当图案成像到衬底上时，希望确保衬底的最上表面(即，图案将成像到其上的表面)位于投影系统的焦平面内。
图案应当被投影到其上的衬底的表面从来不是完全平坦的，而是以较大程度和较小程度呈现出许多局部高度偏差。未能调整投影系统的焦距可能会导致较差的图案形成性能和因此导致制造过程总体上较差的性能。性能参数诸如临界尺寸(CD)和CD均匀性将尤其由于差的焦距而劣化。
为了测量这些局部高度偏差，水平传感器通常集成到光刻设备中。这些是用来在衬底已经加载到光刻设备内之后在衬底上的所有点处测量衬底的最上表面的竖直位置的光学传感器。这组测量值以高度图的形式存储。该图然后在曝光(图案形成)期间使用以确保衬底的每个部分位于投影透镜的焦平面中。通常，承载衬底的衬底台的高度将在曝光衬底上的连续部分期间持续地调整。
光学水平传感器的已知问题在于不同衬底和衬底的不同部分将以不同方式与测量辐射束相互作用。换言之，由水平传感器获得的高度测量经受依赖于过程的作用并且并非总是给出真实高度。特别地，已知当从衬底反射的光经受所谓的Goos-Haenchen位移时造成表观表面凹陷。这种作用对于不同的材料不同并且在很大程度上取决于若干层的结构和材料。因此，表观表面凹陷从层至层和在衬底上的区域之间可能显著不同。例如，重金属化区域将比主要为介电材料的区域更可靠地反射光。在US 7265364 B2(ASML公司的Tuenissen等人)中，描述了一种改进的水平传感器，其使用S偏振和P偏振光来单独地测量高度以检测对过程具有高依赖性的区域。这种检测的结果用来丢弃或校正从衬底的尤其是有问题的区域获得的高度测量值。
US 2010/0233600 Al(den Boef等人)提出了一种使用类似于在投影系统中所用的紫外(UV)波长范围中的辐射的替代的水平传感器。辐射的波长越短，辐射受过程依赖性的影响就越小。然而，这种紫外线水平传感器不可用于现有设备中，并且仍将仅测量在特定样品部位处的高度。
校正调平系统中的过程依赖性的另一方案是使用‘非光学’检查设备来补充和校准光学传感器。这些非光学传感器可以例如是表面光度仪(可以购自例如加州圣何塞(SanJose，California)的KLA-Tencor)和/或气压计传感器(由F.Kahlenberg等人，Proc.SPIE6520，Optical Microlithography XX，65200Z(2007年3月27日)描述)。这些非光学传感器可以用来传递真实高度测量值，并且计算用于光学传感器高度测量值的校正。然而，这些传感器的使用可能是非常耗时的并且它们通常并不适合于集成到光刻设备本身中。因此，可以采用表面光度仪和气压计传感器，例如以在“离线的”情形下(即在大量生产过程之外)测量几个晶片样品的具体场和/或场的具体区域。然后将利用气压计传感器获得的高度测量值可以用来例如获得校正图以应用于利用光学传感器获得的测量值。
在这点，还应当指出的是，水平传感器和非光学检查设备的空间分辨率可能是有限的。现有传感器并不允许高度图精确地表示在非常不同的过程依赖性的区域之间的边界。例如，水平传感器不能测量在产品形貌中尖锐的区域边界。极端形貌的示例见于例如3DNAND装置的制造中，其中，在后端层(在制造过程中在后来的阶段形成的层)可以看到超过距离～100μm的实质性的高度偏差。
发明内容
希望能生成高分辨率的晶片高度图并且因此改进晶片高度水平对准性能，而不会不利地影响生产率。若可能，还希望使用现有光刻设备和相关联的硬件来实现这些改进。
在第一方面中，本发明提供一种使用光学投影系统将图案施加到衬底上的设备，所述设备包括：
-光学水平传感器，能够操作在施加所述图案之前获得关于所述衬底上的许多位置处所述衬底表面的高度的测量信号；
-处理器，用于通过将所述测量信号转换为所述衬底上的每个位置的局部高度值而得到所述衬底的高度图；和
-控制器，布置成使用所述高度图来在施加所述图案时控制所述投影系统的聚焦，
其中所述处理器和控制器还被布置成使用关于先前施加到所述衬底上的处理的信息来限定所述衬底的至少第一区域和第二区域并且改变使用所述测量信号控制在区域之间的所述投影系统的聚焦的方式。
本发明还提供一种制造器件的方法，所述器件形成于衬底上的多个层中，所述形成每个层的方法包括：将图案施加到所述衬底上；以及根据所述施加的图案，使所述衬底经受一个或多个化学和/或物理处理步骤以形成器件特征，其中对于所述层中的至少一个层，施加所述图案的所述步骤包括：
-使用光学水平传感器以获得关于所述衬底上的许多位置处的所述衬底表面的高度的测量信号；
-通过将所述测量信号转换成所述衬底上的每个位置的局部高度值而得到所述衬底的高度图；和
-使用所述高度图来控制投影系统的聚焦以施加所述图案，
并且其中使用关于施加到所述衬底上的处理的信息来执行得到高度图和使用所述高度图的步骤中的一者或二者，以便限定所述衬底的至少第一区域和第二区域并且改变使用所述测量信号控制在区域之间的所述投影系统的聚焦的方式。
得到高度图数据方式的变化可以例如是从可用测量信号计算局部高度值的方式的变化。所述变化可以是来自特定位置的测量信号究竟是否用于计算高度值。使用高度值方式的变化可以是来自某些区域的局部高度值是否由控制器使用。这些和其它示例可以单独地或组合地用于给定实施方式中。
本发明还提供一种计算机程序产品，包括存储于暂时或非暂时介质中的机器可读指令，指令是使可编程的处理器实施上文所阐述的设备的处理器功能。
通过考虑附图和下附的实施例的描述，本发明的这些和其它方面和优点将由熟知技术的读者理解。
附图说明
在此仅仅以举例说明的方式参照附图(附图未必按照比例绘制)对本发明的实施例进行描述，在附图中：
图1描绘了根据本发明一实施例的光刻设备；
图2描绘了包含图1的设备的光刻单元或簇；
图3示意性地示出了根据已知实践的在图1的设备中的测量和曝光过程；
图4(a)和4(b)示意性地描绘了光学水平传感器的操作的侧视图和平面图；
图5描绘了根据本发明的一般化实施例的制造器件的方法的流程图；
图6是在本发明的一般化实施例中用于获得高度图的信号处理和数据处理操作的示意性框图；
图7是在本发明的第一实践实施例中用于获得高度图的信号处理和数据处理操作的示意性框图；
图8是示出图7的实施例的特征的水平传感器扫描操作的视图；和
图9示出了使用图8中获得的测量值而外推或内插高度值的计算。
具体实施方式
然而，在更详细地描述本发明的实施例之前，提供本发明的实施例可以实施的示例环境是有意义的。
图1示意地描绘了光刻设备LA。该设备包括：照射系统(照射器)IL，其配置成用于调节辐射束B(例如，UV辐射或DUV辐射)；图案形成装置支撑件或支撑结构(例如掩模台)MT，其构造成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准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，其构造成用于保持衬底(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准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。
图案形成装置支撑件以依赖于图案形成装置的取向、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它条件的方式保持图案形成装置。图案形成装置支撑件可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置。图案形成装置支撑件可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。图案形成装置支撑件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。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。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。
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它因素所适合的。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，设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，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它空间，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。
参照图1，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。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，将辐射束从源SO传到照射器IL。在其它情况下，源可以是光刻设备的组成部分(例如当源是汞灯时)。可以将源SO和照射器IL、以及如果需要时设置的束传递系统BD一起称作辐射系统。
照射器IL可以包括用于调整辐射束的角强度分布的调整器AD。通常，可以对照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部和/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，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。可以将照射器用于调节辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
辐射束B入射到保持在图案形成装置支撑件(例如，掩模台MT)上的图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且通过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，辐射束B通过投影系统PS，投影系统将辐射束聚焦到衬底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，干涉仪装置、线性编码器、二维编码器或电容传感器)的帮助，可以准确地移动衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库机械获取之后或在扫描期间，可以将第一定位装置PM和另一个位置传感器(在图1中没有明确地示出)用于相对于辐射束B的路径准确地定位图案形成装置(例如掩模)MA。通常，可以通过形成第一定位装置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件(例如掩模台)MT的移动。类似地，可以采用形成第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，图案形成装置支撑件(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，掩模对准标记可以位于管芯之间。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，期望标记尽可能小且不需要任何与相邻的特征不同的成像或过程条件。
所示出的设备可以用于多种模式。在扫描模式中，在对图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予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相对于图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT的速度和方向可以通过投影系统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目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而扫描移动的长度确定了目标部分的长度(沿扫描方向)。如本领域中公知的，其它类型的光刻设备和操作模式是可能的。例如，已知一种步进模式。在所谓的“无掩膜”光刻术中，可编程图案形成装置保持静止但具有变动的图案，并且衬底台WT被移动或被扫描。每个目标部分通常被称作“场”并且在最终产品中包含一个或多个产品管芯。
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。
在此示例中光刻设备LA是所谓的双平台类型，其具有两个衬底台WTa、WTb和两个站——曝光站EXP和测量站MEA，在曝光站和测量站之间衬底台可以进行交换。当一个衬底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。预备步骤可以包括使用水平传感器LS对衬底的表面高度进行绘图和使用对准传感器AS测量衬底上的对准标记的位置。
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簇)的一部分，光刻单元LC还包括用以在衬底上执行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旋涂器SC、用以对曝光后的抗蚀剂显影的显影器DE、激冷板CH和烘烤板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，然后将它们在不同的处理设备之间移动，然后将它们传递到光刻设备的进料台LB。通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，轨道控制单元TCU自身由管理控制系统SCS控制，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。由轨道处理的衬底然后转移到其它处理工具以在器件制造过程内进行蚀刻和其它化学或物理处理。
光刻设备控制单元LACU控制所描述的各种致动器和传感器的所有移动和测量。LACU还包括信号处理和数据处理能力以实施与设备操作有关的所希望的计算。在背景技术和权利要求的术语中，这些处理和控制功能的组合被简单地称作“处理器”和“控制器”。实际上，控制单元LACU将实现为许多子单元的系统，每个子单元处置在该设备内的子系统或部件的实时数据采集、处理和控制。例如，一个处理子系统可以专用于衬底定位装置PW的伺服控制。单独单元可以甚至处置粗调和微调致动器或不同轴。另一单元可以专用于位置传感器IF的读出。设备的总控制可以受到中央处理单元控制，与这些子系统处理单元、在光刻制造过程中涉及到操作者和其它设备通信。
图案形成过程背景
图3示出了在图1的双台设备中曝光衬底W上的目标部分(例如管芯)的步骤。将首先描述根据常规实践的过程。
在虚线框内的左手侧是在测量站MEA处执行的步骤，而右手侧示出了在曝光站EXP处执行的步骤。时常，衬底台WTa、WTb之一将处于曝光站，而另一个将处于测量站。出于描述的目的，假定衬底W已经加载到曝光站内。在步骤200，新衬底W’由未图示的机构加载到设备上。这两个衬底并行处理以便提高光刻设备的生产率。
首先参考新加载的衬底W’，这可以是先前未经处理的衬底，准备有新光致抗蚀剂用于在设备中首次曝光。然而，一般而言，所描述的光刻过程将只是一系列曝光和处理步骤中的一个步骤，使得衬底W’已经经过这个设备和/或其它光刻设备多次，并且也可能经历随后的处理。特别是对于改进图案形成性能的问题而言，任务在于确保以最佳聚焦在衬底上施加新图案，其中衬底已经经受了一个或多个图案形成和处理循环。这些处理步骤逐渐地在衬底中引入扭曲(局部高度偏差)，必须对这些扭曲进行测量和校正，以实现令人满意的聚焦性能。也由于将衬底夹持到具体衬底台上时造成的衬底变形而引入局部高度偏差。这些变形可能很小，但是当需要极高性能时便是显著的。
可以在刚刚提到的其它光刻设备中执行先前和/或随后图案形成步骤，并且可以甚至在不同类型的光刻设备中执行。例如，在装置制造过程中，与要求更低的其它层相比，在诸如分辨率和重叠等参数上具有很严格要求的某些层可能在更高级的光刻工具中执行。因此，某些层可以在浸没型光刻工具中曝光，而其它层在‘干’工具中曝光。某些层可能在以DUV波长工作的工具中曝光，而其它层使用EUV波长辐射曝光。
在步骤202，使用衬底标记P1等和图像传感器(未图示)的对准测量用来测量和记录衬底相对于衬底台WTa/WTb的对准。此外，在衬底W’上的若干对准标记将使用对准传感器AS来测量。这些测量值在一实施例中用来建立“晶片网格”，其很准确地绘制标记在衬底上的分布，包括相对于名义矩形网格的任何扭曲。
在步骤204，也使用水平传感器LS来测量相对于X-Y位置的晶片高度(Z)图。使用高度图来实现已曝光图案的准确聚焦。
当加载了衬底W’时，接收配方数据206，限定待执行的曝光，以及晶片性质和先前对晶片做出和将要对晶片做出的图案。向这些配方数据添加在步骤202、204处得到的晶片位置、晶片网格和高度图的测量，使得配方和测量数据的完整集合208传递到曝光站EXP。如将在下文中所解释，在本文所描述的新方法中，配方和测量数据被用影响在每个衬底上的不同区域处如何从水平传感器信号计算高度图的现有知识补充。
在步骤210，晶片W’和W互换，使得测量的衬底W’变成进入曝光站EXP的衬底W。在图1的示例设备中，通过在设备内交换支撑件WTa和WTb来执行这种互换，使得衬底W、W’保持准确地夹持和定位于这些支撑件上，以保持在衬底台与衬底本身之间的相对对准。因此，一旦所述台已经被互换，确定在投影系统PS与衬底台WTb(之前是WTa)之间的相对位置所需要做的就是利用衬底W(在先前w’)的测量信息202、204来控制曝光步骤。在步骤S212，使用掩模对准标记M1、M2来执行掩模版对准。在步骤214、216、218，在衬底W上的连续目标位置施加扫描运动和辐射脉冲，以便完成多个图案的曝光。
通过使用在测量站获得的对准数据和高度图来执行曝光步骤，这些图案相对于所希望的位置和相对于先前设置于相同衬底上的特征准确地对准。已经曝光的衬底，现标记为W”在步骤220从设备卸载，以根据已经曝光的图案经历蚀刻或其它过程。
即使在使用先进的对准模型时，不可避免地留下制造误差。单个光刻设备也可以以不同于处理相同衬底的其它光刻设备的方式来执行处理。为了正确地并且一致地曝光由光刻设备曝光的衬底，希望检查已经曝光的衬底来测量性能参数诸如可能在晶片表面上存在的斜率和/或污染、在随后的层之间的重叠误差、线厚度、临界尺寸(CD)等。
检查设备，例如散射仪，因此用来独立于对准传感器AS确定衬底的性质。检查设备(在图2中未示出)可以集成到光刻设备LA内或者光刻元LC内或者可以是独立装置。
水平传感器-背景
图4(a)示意性地示出了在光刻设备LA中的水平传感器LS的操作。可以看出，这是光学传感器，包括源侧光学器件LSS和检测器光学器件LSD。信号处理用来传递可用于测量高度的一个或多个信号S(x，y)。用于水平感测的这些光学器件的细节是本领域中已知的并且例如在背景技术中提到的现有公开出版物中被描述。它们将不在本文中详细地描述。如在下文中进一步解释，在本示例中使用的辐射可以是单色的、多色的和/或宽波段的。其可以被P偏振或S偏振、圆偏振地和/或未偏振的。
在操作中，源侧光学器件LSD生成撞击到衬底W上的一个或多个光束310。衬底W上通常具有形成在其上的不同层330a、330b、300c，和通常存在比此处图示的更多的层。顶层通常是抗蚀剂，在抗蚀剂中将形成图案，在顶层下方是防反射型涂层，并且在其下方将可能是在以不同布局和材料形成的器件特征的许多层。光束310由衬底表面反射并且由检测器侧光学器件LSD检测以获得信号S(x，y)，从信号S(x，y)能得到在衬底上的位置(x，y)的表面高度的测量值。通过在衬底上的许多位置测量高度，可以由合适处理器获得高度图h(x，y)并且用于光刻设备的聚焦控制FOC操作。
图4(b)以平面图描绘了水平传感器的示例扫描程序。由于在每个衬底处理中涉及水平传感器并且需要高生产率，设置多个平行束310使得能在多个测量光斑350处并行地测量高度。例如在典型水平传感器中可能存在五个、七个或更多个光斑。光斑的间距可以例如为大约2mm的量级。箭头352表示扫描路径。水平传感器LS结合衬底台WTa、WTb的定位系统PW操作以便用测量光斑350覆盖衬底。水平传感器LS在晶片表面上执行若干扫描程序以便获得整个晶片的高度测量值。在Y方向上的采样密度可以比X方向上的采样密度更精细，在X方向上的采样密度由光斑350的间距确定。在当在曝光站EXP施加图案时的光刻设备的扫描操作中，可以在Y方向上比在X方向上更精细地控制聚焦，使得额外测量密度是有用的。另一方面，在任一方向上过大采样密度是不合理的。
在制造过程中(在测量站MEA)可以使用水平传感器LS以提供每个晶片的全高度图绘制数据。然而，如在先前所提到的那样，这些光学传感器可以经受过程依赖性，该过程依赖性可以被转换为高度误差。此外，可以限制这些传感器的分辨率。由水平传感器得到的测量值中产生过程依赖性，因为入射光束310以复杂方式与存在于衬底的每个部分处的材料和图案相互作用。在简单化的水平，能设想到束在衬底330的连续层界面处而不是仅在顶表面处经历多次反射和折射。因此，离开衬底330的多个单独的射线310a、310b、310c由在不同位置的检测器侧光学器件LSD检测。辐射和材料的相互作用实际上更复杂，并且包括Goos-Haenchen效应。
从这些混合信号得到的高度图不能准确地表示在每个点处的真实表面高度。此外，测量的高度的误差可能在衬底上的相邻区域之间显著地变化。形状354表示在衬底上的场(在图1中的目标部分C)。在每个场内，相同图案施加于每一层中，并且施加化学和物理处理来形成产品特征。由于这种处理，区域356出现或发生，其中，过程依赖性可以具有完全不同于相邻区域的特定特征。已知基于具有相同层和图案的样品衬底的先前测量来提供如图4(a)所示的校正C(x，y)。例如，Kahlenberg等人的论文描述了使用气压计传感器来得到在衬底的不同区域中的“过程依赖性偏移”图，该“过程依赖性偏移”图限定添加到测量的高度值的偏移。然而，仅在已经进行气压计测量的努力和支出的情况下这种偏移图是可利用的。
此外，如所提到的那样，在Y方向上的水平传感器的采样分辨率相当有限，并且在X方向上的分辨率仅受到测量光斑350的间距和直径限制。在图4(b)的示例中，在晶片扫描期间，区域356的边界可能在光斑350的一光斑内。因此，例如拐角358的x和y坐标的‘确切’值可能并非可追踪的；因此，不能从水平传感器信号跟踪形状356的边界的x和y坐标。气压计或其它表面光度仪将具有相似有限的分辨率。
如在US 7,265,364(Tuenissen等人)中所解释，水平传感器常规地以例如在光谱的可见部分中的未偏振的、宽波段辐射操作，并且所用辐射将被称作‘光’而不表示排除不可见的波长。US 7,265,364提出了改进的水平传感器，该改进的水平传感器设有滤波器，其中可以选择性地使用不同偏振和/或不同颜色(波长)的光。可以处理在这些不同的光特征下获得的信号的比较以便获得指示例如在衬底的不同区域处的过程依赖性表观表面凹陷的存在的信息。虽然改进的传感器可以检测哪些区域经受过程依赖性，然而，不能从测量信号知道应施加什么样的校正来获得改进的高度值。
基于先验知识的改进的高度地图绘制
虽然上述设备和方法提供聚焦性能的某些改进，但是现代装置需要甚至更小的特征和因此不断改进的聚焦。本发明者认识到现代光刻系统在原则上具有关于一层接一层施加到衬底上的图案和过程的可用的各种形式的先验知识。这些是实际上对于任何给定层的水平传感器测量值的过程依赖性做出贡献的特征。根据本公开，已经作为图案形成步骤的前导的这种现有信息可以用来得到改进的高度图，而不依赖额外测量值，或者(在可用的情况下)作为额外测量值的补充。过程历史信息规定已经施加这些层中的哪一层，和利用了什么样的物理和/或化学处理步骤。用于先前施加的层中每一个的布局信息可以用在以例如呈诸如GDSII(图形数据系统)或OASIS格式的计算机辅助设计文件中。在布局文件中并未包含的额外细节常常通过图案形成辐射与掩模版和/或晶片签名的关键特征之间的三维相互作用的数学建模获得。用于所称作的掩模版建模的一个系统被描述于P.Liu等人，“Fast 3Dthick mask model for full-chip EUVL simulations”，Proc.SPIE 8679，ExtremeUltraviolet(EUV)Lithography IV，86790W(April 1，2013)中。同样，用于对衬底的三维相互作用建模的系统描述于P.Liu等人，“A full-chip 3D computational lithographyframework”，Proc.SPIE 8326，Optical Microlithography XXV，83260A(February 21，2012)中。实施这些技术的产品可以购自加州圣塔克拉拉(Santa Clara，California)的BRION Technologies公司。
本公开给出通过使用先验知识诸如存储/已知的过程历史、布局信息和/或数值模拟生成更准确的高度图以在光刻设备的批量生产操作内修改从水平传感器记录的‘实时’信号得到高度图的方式。目的是为了优化聚焦控制，具有比已知技术更高的准确度和/或更高的空间分辨率。在本示例中，这通过改进的高度图的计算来进行。在下文描述的图10示出了替代方法，其中，先验知识直接用于聚焦控制过程中，而不是间接地通过高度图的介质来施加。
图5以示意流程形式示出了根据本公开的实施例的器件制造方法。
步骤400表示离线启动程序。基于先验知识PK，限定了一个或多个算法，使用一个或多个算法来得到衬底的不同区域的高度图数据。这些算法总体上由函数A(x，y)表示，函数A(x，y)将来自水平传感器的原始信号转变为位置(x，y)的局部高度信息。包括例如排除的区域和边界区域的特定形式的算法将在下面的示例中进一步描述。而且在该启动程序中，可能存在限定的局部高度校正C(x，y)，限定的局部高度校正C(x，y)可以在得到初始高度测量值之后施加，以与上文所提到的Kahlenberg论文中气压计获得的偏移图相同的方式。实际上，可以基于来自非光学检查设备IS(例如气压计或表面光度仪)以及自先验知识PK的信息部分地限定算法和校正。
在“在线”制造过程中，在401，衬底(例如半导体晶片)加载到光刻设备的测量站MEA内并且在402，水平传感器以在图4(a)和(b)中所描述的方式用来获得在衬底上许多位置的衬底表面高度有关的测量信号S(x，y)。在403，处理器(例如，控制单元LACU的主要处理器或者与高度地图绘制函数相关的单独处理器)接收测量信号S(x，y)。在将要描述的特定实施例中，这些信号S(x，y)以根据用来获得它们的不同辐射特征的多种版本(不同偏振和/或波长)实现。
在404，处理器根据对于衬底上每个位置规定的算法A(x，y)通过将所述测量信号转换为局部高度值而得到衬底上每个点的高度值。如所提到的那样，本公开设想到这种算法基于在启动步骤400中获得的先验知识而在衬底的不同区域中以不同的方式得到高度值。而且，算法可以得到空间分辨率大于水平传感器信号S(x，y)的采样分辨率的高度值。
作为不同区域的不同处理的简单说明，算法A(x，y)可以限定从直接高度测量排除某些区域，这是因为极端过程依赖性使得原始信号S(x，y)作为那些区域中高度指示不可靠。这些不可靠的测量将不仅造成在怀疑的区域上聚焦的麻烦，而且可能会扰乱投影系统在相邻区域上的聚焦。因此算法不安全依靠来自指定区域的测量信号并且基于在一个或多个相邻区域中做出的测量来执行在这个区域上的高度值的内插或外推。在步骤405，取决于具体应用，可以采用校正项。这可以是基于非光学传感器IS的先验知识PK或测量值向排除区域中的内插/外推高度值施加偏移的机制。
在步骤406处，生成改进的高分辨率高度图h(x，y)并且‘传递’给控制单元LACU。当衬底在曝光站EXP中时，在步骤407使用高度图，以控制投影系统的聚焦。在408曝光后，承载转移后的图案的抗蚀剂层在轨道中显影(图2)并且然后经受形成新层中的器件特征的任何需要的化学和物理过程。过程步骤将根据具体应用而不同。在步骤408，该器件可以是完整的(409)或者其可以返回步骤401用于对另外的层进行图案形成和处理(410)。对于每次重复，启动步骤可以限定不同的区域、算法和校正的集合。对于其中焦距并不关键的某些层，可以以常规的方式来执行高度地图绘制。
基于先验知识PK，在不同区域之间的算法A(x，y)与校正C(x，y)的变化可以是单独地计算和施加的若干贡献的组合。变化可以是逐渐的或逐步的。例如，某些变化可以施加给晶片的每个场内的具体区域。这些可以被称作场内变化并且特别地基于先前施加到衬底上的一个或多个层的布局信息。可能限定在整个衬底上更为逐渐地发生的其它变化。可能被称作场间变化的这些变化可以例如限定为归因于先验知识的过程历史信息部分中记录的化学或物理处理的效果。例如，沉积步骤和诸如化学机械抛光(CMP)等步骤可能在整个衬底上造成某些材料的厚度、或介电常数或折射率的系统变化。考虑到这些不同类型的原因和效果，局部变化算法A(x，y)和/或局部校正C(x，y)可以限定为单独场内和场间贡献的组合。这些区域无需是较大区域并且若需要，可以像单独样品位置那样小。
图6以示意框图形式示出了所公开的方法和设备的处理程序的一般化实施方式。在该图中，LS表示光学水平传感器，该光学水平传感器产生多个原始信号S1(x，y)至Sn(x，y)，每个对应于在源和/或检测器侧的光的不同特征。在一实施方式中，控制器(未图示)控制在源侧和/或检测器侧的可移动滤波器，如在上文所提到的US 7,265,364中所描述。替代地，可以设置平行的光路径和测量光斑，每个具有不同特征。换言之，对应于不同光特征的照射和/或检测的信号可以通过时分多路复用利用相同光路径或者通过空间多路复用而获得。
ALG表示用于将多个原始信号转换成至少初始高度值h’(x，y)的一个或多个程序或公式。COR表示施加一个或多个局部校正函数C(x，y)(可能包括基于非光学测量的校正CIS(x，y))以实现最终高度图h(x，y)的程序。根据先验知识PK的一个或多个要素，转换和/或校正方式在衬底的不同区域不同。区域容易地由其坐标位置(x，y)限定，但是有时利用径向和/或极坐标限定它们是方便的。例如，在第一区域中，原始数据信号中的第一信号可以选择为计算局部高度值的基础，而原始信号中的另一个在第二区域中选择。替代地，若干原始信号的加权组合可以用来计算在第一区域和第二区域中的高度，但是在不同区域中具有不同权重。如已经提到的那样，可以通过从相邻区域中获得的原始信号计算的高度值内插或外推来进行这种转换。在从内插信号转换为高度值之前，可以替代地在原始信号域中进行内插。
参考校正步骤COR，IS表示可选地使用额外非光学检查设备诸如气压计、表面光度仪等。考虑到非光学传感器可以用来毫无疑义地测量几个晶片样品的特定场的真实高度，但是这些传感器不可用于光刻设备内和/或不可以在每个衬底上的每个位置处操作。利用非光学传感器在几个样品场和衬底上获得的信号然后可以与利用光学水平传感器LS获得的信号进行比较并且用来计算校正CIS(x，y)。这些校正可以在将通过在相邻区域之间的外推或内插来计算高度值的区域中是特别有用的。如已经提到的那样，在x和y上的空间分辨率在传递的高度图h(x，y)中大于其在原始信号S(x，y)中的分辨率。在这里涉及的内插和/或上采样可以在转换为初始高度值h’(x，y)之前、期间或之后执行。
图7示出了本发明方法的处理程序的具体示例性实施方式。在此示例中，原始信号S1至SN中每一个由相应算法A1至AN转换以产生相对应的候选高度值h1至hN。算法A1至AN在场或衬底上并不随着位置(x，y)变化，这使得处理简单。另一方面，基于先验知识PK生成选择信号SEL(x，y)使得能选择候选高度值h1至hN中不同值用于衬底中的任何区域中。标记为INT的另一选项可以选择用于一区域，以执行内插，而不使用水平传感器信号中任何信号。校正C(x，y)和CIS(x，y)可以如之前那样施加，以传递高度图以用于控制投影系统的聚焦或焦距。
如之前提到的那样，其它实施方式也是可能的。应当指出的是在从原始信号S到高度的转换中和/或在转换为高度之后施加的校正中可以实施改变在区域之间的高度图h(x，y)的偏差的函数。原则上，甚至能在转换为高度之前在原始信号预处理中实施所述改变。
改进高度地图绘制的示例应用
图8回溯图4(b)并且描绘了在衬底W上在各个场354上的示例扫描程序。与图4(b)中相同的附图标记表示相同的特征或事件。在每个场354内，在启动步骤400中限定了三个不同的区域。大部分场构成第一区域560。第二区域561和第三区域562基于先验知识来限定，如上文所描述那样。这些区域对应于场的部分，其中已经在图4中示出的光刻方法的先前迭代中施加特定图案和/或处理步骤。水平传感器LS沿着路径352执行一次或多次扫描以便获得用于x和y中每个位置的多种原始信号S(x，y)。
图9在底部示出了沿着图8中的线X-X’穿过场354的横截面细节。在其上方，以曲线图示意性地示出了该方法的处理步骤中的各种信号和数据值，全都与相同x轴线对准。线566标记在区域560与561之间的边界。具有标记为S的轴线的曲线图示出了三个示例原始数据信号S1、S2、S3，作为位置X的函数。每个信号展示在两个区域560、561中不同值之间的阶跃变化。然而，不能通过水平传感器知道这些步骤中的哪些步骤(若有的话)是否表示在区域之间的表面高度的真实变化，并且哪个是它们不同光学性质的假象，从而造成在这些区域中的一个区域或其它区域中的表观表面凹陷。还如在这些曲线图中所示，由于光学水平传感器LS的有限的分辨率，在边界区域中的值之间的阶跃变化在信号S中相当不清楚。区域561的尖锐边界的精确x坐标可能是不能从水平传感器信号S1(x，y)追踪，这在边界566周围的区域567中相当不清楚。特别是对于现代高密度电路诸如3D NAND器件而言，实际上可能存在相当显著的高度阶跃。
根据本公开的实施例，使用衬底的布局和其它性质的先验知识来(a)规定哪个信号或信号组合应当用来获得每个区域中的高度信息，以及(b)用于以高空间分辨率精确地限定应绘制出区域边界的位置。使用图7的示例实施方式，假定(基于先验知识PK)来限定选择信号SEL(x，y)以便选择在第一区域560内的点处的第一转换高度值h1(x，y)和使用在第二区域561内的点处的第二转换高度值h2(x，y)。根据边界566的已知位置和光学水平传感器LS的已知低空间分辨率，在边界附近限定边界区域568。在边界区域568的左边，使用从信号S1计算的高度值h1(x，y)来生成输出高度图数据h(x，y)，如由箭头(1)示意性地表示的。在边界区域568的右边，从信号S2得到的高度值h2(x，y)用来生成输出高度图数据(箭头(2))。在已知边界任一侧延伸一距离的边界区域568中，完全不使用测量信号S。替代地，在远离边界的位置的第一区域中测量的高度值从左手侧外推(箭头3)到边界区域568内直到边界566的位置，从布局信息(GDS，OASIS等)以高的精度知道边界566的位置，并且在远离边界566的位置的第二区域561中测量的高度值从右手侧外推(箭头4)到边界区域568内直到边界566的位置。输出高度图可以具有远大于原始测量信号的采样密度，并且可以利用从布局信息和其它先验知识得到的高分辨率信息来生成这种更高分辨率的高度图。
可以施加校正项以获得在h(x，y)的最终高度测量值，如上文所描述(在图9中并未示出)。作为特定示例，在这些区域中的一个区域或其它区域中的高度图数据可以通过使用非光学传感器获得的校正项来修改。作为替代示例，基于根据非光学测量施加校正的已知方法，诸如布局信息等先验知识可以简单地用来更精确地定位经校正区域的边界。
关于第三区域562，可以使用先验知识来规定计算高度值的又一算法，或者其可以是排除的区域，其中高度图数据将内插于周围第一区域中测量的值之间。
如图4(b)所示，然后仅通过使用在以标准生产率水平在测量完整晶片期间所获得的水平传感器测量值，将精制的高度图用来改进新施加的图案的聚焦FOC。应意识到曝光步骤，无论其是否正在使用辐射扫描狭缝或者某些其它系统，不能独立地聚焦场的每个部分。通常，实现的聚焦是根据高度测量值的移动平均值的折中。使用额外信息来修改用于聚焦控制的高度图创建，可以进行这种平均使得所有位置将在可用焦深内。如已经解释的那样，可以使用先验知识来识别在其中聚焦并不关键和/或其中所测量的高度不可靠的区域中做出的测量。修改后或改进的高度图确保了在平均化过程中忽视(完全或部分)这些测量，从而增强在关键区域中的聚焦。
基于先验知识的改进的聚焦控制
图10示出了一替代示例，其中使用先验知识来影响使用高度图控制聚焦的方式，作为修改高度图计算的替代或补充。在图10中的过程非常类似于图5中示出的过程，并且将不再进行详细描述。目的同样是将先验知识用于聚焦控制的总函数中，使得所有位置将在可用焦深内。在现有示例(图5)中，这通过修改创建高度图数据的方式来进行，并且然后将修改的高度图用于常规聚焦控制过程。在图10的示例中，基于先验知识修改在曝光步骤407内的聚焦控制函数407a。
在图示示例中，基于先验知识来创建高度加权掩模M(x，y)，这修改了聚焦控制过程使用高度图数据的方式。在此示例中，高度图数据可以或可以不通过参考先验知识来计算。(换言之，步骤404、405是可选的。)高度加权掩模是位置(x，y)的阵列或其它函数，其值决定了给予该位置的高度图数据h(x，y)多少权重，来计算最佳聚焦或焦距。因此，例如，高度加权掩模M(x，y)可以是简单的二元函数使得‘0’将造成由聚焦控制忽略相对应的高度图条目。以此方式，在函数M(x，y)中编码的先验知识可以用来识别在其中聚焦并不关键和/或其中测量高度不可靠的区域中做出的测量。修改的聚焦控制步骤407a确保了在平均化过程中忽略了这些测量，从而增强在关键区域中的聚焦。作为简单二元函数的替代，可以将多值加权函数用于更精细的控制。因此，当计算最佳聚焦时，聚焦被布置成以不同方式加权在第一区域和第二区域中的高度图数据。为此目的，第一区域和第二区域无需是较大区域，并且若需要，可以像单独样品位置那样小。作为高度加权函数的补充或替代，使用先验知识来影响聚焦控制的另一方式将是聚焦高度偏移。类似于上文所描述的局部高度校正C(x，y)，这将是根据X-Y位置的偏移，将添加到从高度图数据计算的聚焦或焦距高度。
在其中应用高度加权掩模M(x，y)或其它聚焦校正来减小不可靠的测量信号对于聚焦控制的影响的情况下，所用的先验知识将通常是在先前施加给衬底的处理和/或布局的知识。在其中高度加权掩模或者其它聚焦校正用来减小局部高度值对于所正施加的图案的非关键部分的影响的情况下，更可能所应用的先验知识可以从当前层的布局信息得到。当然两种类型的变化可以应用于单个实施例中，通过组合的掩模或校正，或者通过在一起应用的相应掩模/校正。
图5的方法的优点可以是在任何光刻设备中为关键实时过程的聚焦控制过程407a并未受到干扰并且通过高度图数据的现有介质实现了改进的聚焦。另一方面，图10的方法可以允许更直接优化聚焦。如在图10本身中所示，两种类型的过程可以一起使用。
结论
总之，本发明公开内容提供用于在光刻制造过程中实现改进的聚焦和改进的图案形成性能的方法。本方法在计算上校正光学传感器误差而不依靠由‘非光学’传感器做出的额外测量。然而，这种新的方法可以实施为非光学量测的改善。而且，新的方法并不需要光刻系统硬件的变化并且使用输入数据、在光刻制造过程中已经测量和存储的数据。该方法可以包括生成更准确的高度图(简单地表示经修改以实现更佳关键特征聚焦的高度图)和/或修改在实际聚焦控制过程中使用高度图数据的方式。
可以如上文所描述，使用包含描述使用高度图数据控制光刻设备的方法的一个或多个机器可读指令的序列的计算机程序来实施本发明的实施例。这个计算机程序可以例如在图2的控制单元LACA或者某些其它控制器内执行。这也可以提供数据存储介质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)，数据存储介质中存储这样的计算机程序。
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。
具体实施例的前述说明将充分地揭示本发明的一般属性，以致于其他人通过应用本领域技术的知识可以在不需要过多的实验、不背离本发明的整体构思的情况下针对于各种应用容易地修改和/或适应这样的具体实施例。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限制，而应该仅根据随附的权利要求及其等价物限定。
本发明还包括以下方面，以编号后的方面给出：
1.一种使用光学投影系统将图案施加到衬底上的光刻设备，所述光刻设备包括：
-光学水平传感器，能够操作在施加所述图案之前获得关于衬底上的许多位置处衬底表面的高度的测量信号；
-处理器，用于通过将所述测量信号转换为所述衬底上的每个位置的局部高度值而得到衬底的高度图；和
-控制器，布置成在施加所述图案时使用所述高度图来控制所述投影系统的聚焦，
其中所述处理器和控制器还被布置成使用关于施加到所述衬底上的处理的信息来限定所述衬底的至少第一区域和第二区域并且改变使用所述测量信号控制在区域之间的投影系统的聚焦的方式。
2.根据方面1所述的设备，其中，所述处理器被布置成通过将第一计算应用于所述测量信号来得到所述第一区域中的所述局部高度值并且通过将第二计算应用于所述测量信号而得到所述第二区域中的所述局部高度值。
3.根据方面2所述的设备，其中，所述光学水平传感器能够操作以使用不同性质的辐射来获得多个测量信号，并且其中所述第一测量信号和第二测量信号使用的方式在第一计算与所述第二计算之间不同。
4.根据方面3所述的设备，其中，所述不同性质的辐射包括不同偏振的辐射。
5.根据方面3或4所述的设备，其中，所述不同性质的辐射包括不同波长的辐射。
6.根据前述方面中任一方面所述的设备，其中，关于施加到所述衬底上的处理的所述信息包括一个或多个先前形成图案的层的布局信息并且用来限定所述第一区域和第二区域的边界。
7.根据方面6所述的设备，其中，关于施加到所述衬底上的处理的所述信息包括关于所述一个或多个先前形成图案的层的所述第一区域和第二区域中的材料性质的信息。
8.根据方面6或7所述的设备，其中，所述布局信息用来以大于所述水平传感器的空间精度的空间精度限定所述边界。
9.根据前述方面中任一方面所述的设备，其中，所述处理器被布置成从所述第一区域中的位置处获得的测量信号得到衬底的所述第一区域中的所述局部高度值并且通过从所述相邻第一区域中获得的测量信号外推而得到所述第二区域中的所述局部高度值。
10.根据前述方面中任一项所述的设备，其中，关于施加到所述衬底上的处理的所述信息包括一个或多个先前形成图案的层的布局信息并且用来限定第三区域，所述第三区域跨越所述第一区域与第二区域之间的边界，并且所述处理器被布置成通过从所述第一区域中的相邻位置获得的测量信号外推而得到所述第三区域的第一部分中的所述局部高度值并且从所述第二区域中相邻位置获得的测量信号外推而得到所述第三区域的第二部分中的所述局部高度值。
11.根据前述方面中任一方面所述的设备，其中，所述控制器被布置成当控制投影系统的聚焦时在不同区域中以不同的方式使用所述高度图数据。
12.根据方面11所述的设备，其中，关于施加到衬底上的处理的所述信息包括一个或多个当前形成图案的层的布局信息并且用来限定所述不同区域的边界。
13.根据方面11或12所述的设备，其中，所述控制器被布置成当控制所述投影系统的聚焦时给不同区域的高度图数据施加不同权重。
14.一种制造器件的方法，该器件形成于衬底上的多个层中，形成每个层的方法包括：将图案施加到衬底上；以及根据所述施加的图案，使衬底经受一个或多个化学和/或物理处理步骤以形成器件特征，其中对于所述层中的至少一个层，施加图案的步骤包括：
-使用光学水平传感器以获得关于衬底上的许多位置处的衬底表面的高度的测量信号；
-通过将所述测量信号转换成衬底上的每个位置的局部高度值而得到衬底的高度图；和
-使用所述高度图来控制投影系统的聚焦以施加所述图案，
并且其中使用关于施加到衬底上的处理的信息来执行得到高度图和使用高度图的步骤中的一者或二者，以便限定衬底的至少第一区域和第二区域并且改变使用所述测量信号控制在区域之间的投影系统的聚焦的方式。
15.根据方面14所述的方法，其中通过给所述测量信号应用第一计算而得到所述第一区域中的所述局部高度值并且通过给所述测量信号应用第二计算而得到所述第二区域中的所述局部高度值。
16.根据方面15所述的方法，其中所述光学水平传感器通过使用不同性质的辐射来获得多个测量信号，并且其中所述第一测量信号和第二测量信号使用的方式在所述第一计算与所述第二计算之间不同。
17.根据方面16所述的方法，其中所述不同性质的辐射包括不同偏振的辐射。
18.根据方面16或17所述的方法，其中所述不同性质的辐射包括不同波长的辐射。
19.根据方面14至18中任一方面所述的方法，其中关于施加到衬底上的处理的所述信息包括一个或多个先前形成图案的层的布局信息并且用来限定所述第一区域和第二区域的边界。
20.根据方面19所述的方法，其中关于施加到衬底上的处理的所述信息还包括关于所述一个或多个先前形成图案的层的第一区域和第二区域中的材料性质的信息。
21.根据方面19或20所述的方法，其中关于施加到衬底上的处理的所述信息还包括从辐射与所述图案形成装置和所述衬底中一者或二者之间的建模三维相互作用所获得的信息。
22.根据方面14至21中任一项所述的方法，其中在控制投影系统聚焦时，执行使用高度图的所述步骤以便在不同区域中以不同方式使用所述高度图数据。
23.根据方面22所述的方法，其中关于施加到衬底上的处理的所述信息包括当前形成图案的层的布局信息并且用来限定所述不同区域的边界。
24.根据方面22或23所述的方法，其中当控制所述投影系统的聚焦时，给不同区域中的所述高度图数据施加不同权重。
25.一种计算机程序产品，包括存储于暂时或非暂时介质中的机器可读指令，所述指令用来使可编程的处理器实施根据方面1至13中任一方面所述的设备的处理器和/或控制器功能。

Claims (15)

1.一种使用光学投影系统将图案施加到衬底上的光刻设备，所述光刻设备包括：
-光学水平传感器，能够操作在施加所述图案之前获得关于所述衬底上的许多位置处所述衬底表面的高度的测量信号；
-处理器，用于通过将所述测量信号转换为所述衬底上的每个位置的局部高度值而得到所述衬底的高度图；和
-控制器，布置成使用所述高度图来在施加所述图案时控制所述投影系统的聚焦，
其中所述处理器和控制器还被布置成使用关于施加到所述衬底上的处理的信息来限定所述衬底的至少第一区域和第二区域并且改变使用所述测量信号控制在区域之间的所述投影系统的聚焦的方式。
2.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述处理器被布置成通过将第一计算应用于所述测量信号得到所述第一区域中的所述局部高度值并且通过将第二计算应用于所述测量信号而得到所述第二区域中的所述局部高度值。
3.根据权利要求2所述的光刻设备，其中所述光学水平传感器能够操作以使用不同性质的辐射来获得多个测量信号，并且其中使用所述第一测量信号和第二测量信号的方式在所述第一计算与所述第二计算之间不同。
4.根据前述权利要求中任一项所述的光刻设备，其中关于施加到所述衬底上的处理的所述信息包括一个或多个先前形成图案的层的布局信息并且用来限定所述第一区域和第二区域的边界。
5.根据权利要求4所述的光刻设备，其中所述布局信息用来以大于所述水平传感器的空间精度的空间精度限定所述边界。
6.根据前述权利要求中任一项所述的光刻设备，其中所述处理器被布置成从在所述第一区域中的位置处获得的测量信号得到所述衬底的所述第一区域中的所述局部高度值并且通过从相邻第一区域中获得的测量信号外推而得到所述第二区域中的所述局部高度值。
7.根据前述权利要求中任一项所述的光刻设备，其中所述控制器被布置成当控制所述投影系统的聚焦时在不同区域中以不同方式使用所述高度图数据。
8.根据权利要求7所述的光刻设备，其中关于施加到所述衬底上的处理的所述信息包括当前形成图案的层的布局信息并且用来限定所述不同区域的边界。
9.一种制造器件的方法，所述器件形成于衬底上的多个层中，所述形成每个层的方法包括：将图案施加到所述衬底上；以及根据所述施加的图案，使所述衬底经受一个或多个化学和/或物理处理步骤以形成器件特征，其中对于所述层中的至少一个层，施加所述图案的所述步骤包括：
-使用光学水平传感器以获得关于所述衬底上的许多位置处的所述衬底表面的高度的测量信号；
-通过将所述测量信号转换成所述衬底上的每个位置的局部高度值而得到所述衬底的高度图；和
-使用所述高度图来控制投影系统的聚焦以施加所述图案，
并且其中使用关于施加到所述衬底上的处理的信息来执行得到高度图和使用所述高度图的步骤中的一者或二者，以便限定所述衬底的至少第一区域和第二区域并且改变使用所述测量信号控制在区域之间的所述投影系统的聚焦的方式。
10.根据权利要求9所述的方法，其中通过给所述测量信号应用第一计算而得到所述第一区域中的所述局部高度值并且通过给所述测量信号应用第二计算而得到所述第二区域中的所述局部高度值。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述光学水平传感器使用不同性质的辐射来获得多个测量信号，并且其中所述第一测量信号和第二测量信号使用的方式在所述第一计算与所述第二计算之间不同。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中关于施加到所述衬底上的处理的所述信息包括一个或多个先前形成图案的层的布局信息并且用来限定所述第一区域和第二区域的边界。
13.根据权利要求12所述的方法，其中关于施加到所述衬底上的处理的所述信息还包括关于所述一个或多个先前形成图案的层的所述第一区域和第二区域中的材料性质的信息。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其中在控制所述投影系统的聚焦时，执行使用所述高度图的所述步骤以便在不同区域中以不同方式使用所述高度图数据。
15.根据权利要求14所述的方法，其中关于施加到所述衬底上的处理的所述信息包括当前形成图案的层的布局信息并且用来限定所述不同区域的边界。
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