CN108139686A - 处理参数的间接确定 - Google Patents

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Abstract

本发明中公开了一种方法。所述方法包括：从由图案化过程所产生的衬底的一部分测量所述图案化过程的能够直接测量的处理参数的值；获得所述能够直接测量的处理参数与不能够直接测量的处理参数之间的关系；和根据所述能够直接测量的处理参数的所述值和所述关系确定所述不能够直接测量的处理参数的值。

Description

处理参数的间接确定
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年10月12日提交的美国申请62/240,355和于2016年5月31申请的美国申请62/343,589的优先权，这些申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种改善图案化过程(诸如半导体制造过程)的性能的方法。所述方法可以与光刻设备结合使用。
背景技术
光刻设备是将所期望的图案施加至衬底的目标部分上的机器。光刻设备可以用于(例如)集成电路(IC)的制造中。在所述情况下，可替代地称作掩模或掩模版的图案形成装置可用于产生对应于(例如)IC的单个层的图案，且该图案可被成像至具有辐射敏感材料(抗蚀剂)层的衬底(例如，硅晶片)的目标部分(例如，包括管芯的部分、一个管芯或几个管芯)上。一般而言，单个衬底将包含被连续曝光的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括：所谓的步进器和所谓的扫描器，在步进器中通过一次曝光将整个图案曝光至目标部分上来辐照每一目标部分；在扫描器中在给定方向(“扫描”方向)上通过束扫描图案同时同步地沿平行或反向平行于所述方向的方向扫描衬底来辐照每一目标部分。
在将图案从图案形成装置转移至衬底之前，衬底可能经历各种程序，诸如上底漆、抗蚀剂涂覆以及软烘烤。在曝光之后，衬底可能经受其他程序，诸如曝光后烘烤(PEB)、显影、硬烘烤，和转移后的电路图案的测量/检查。所述一连串的程序用作制造器件(例如，IC)的单个层的基础。衬底之后可以经历各种过程，诸如蚀刻、离子植入(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等等，所述过程都意图是完成所述器件的单个层。如果在器件中需要几个层，则针对每一层重复整个程序或其变形。最终，器件将存在于衬底上的每一目标部分中。之后，通过诸如切割或锯切的技术来使这些器件彼此分离，由此，可将单独的器件安装于载体上、连接至引线等。
因此，制造诸如半导体器件的器件通常涉及使用多个制造过程来加工衬底(例如，半导体晶片)以形成所述器件的各种特征和多个层。通常使用(例如)沉积、光刻术、蚀刻、化学机械抛光和离子植入来制造和加工这些层和特征。可在衬底上的多个管芯上制造多个器件，且之后将其分离成单独的器件。所述器件制造过程可被认为是图案化过程。图案化过程涉及用以将图案形成装置上的图案转移至衬底的图案化步骤，诸如使用光刻设备中的图案形成装置的光学和/或纳米压印光刻术，，但是该图案化过程通常可选地涉及一个或更多个相关的图案加工步骤，诸如由显影设备进行的抗蚀剂显影、使用烘烤工具来烘烤衬底、使用蚀刻设备蚀刻图案等。
为了监测图案化过程的一个或更多个步骤，检查图案化后的衬底测量图案化后的衬底的一个或更多个参数。一个或更多个参数可包括(例如)形成于图案化后的衬底中或上的连续层之间的重叠误差、用以将图案曝光至衬底上的聚焦量、用以将图案曝光至衬底上的剂量，和/或形成于衬底上的图案的临界尺寸(例如，线宽)。可对衬底自身的器件产品部分的目标和/或对设置于衬底上的专用量测目标执行所述测量。存在用于对在光刻过程中形成的微观结构进行测量的各种技术，包括使用扫描电子显微镜和/或各种专门的测量工具。
发明内容
本发明公开了一种方法，包括：从由图案化过程所产生的衬底的一部分测量所述图案化过程的一个或更多个能够直接测量的处理参数的值，所述一个或更多个能够直接测量的处理参数包括被设计成功能性的器件的部分的特征的特性；获得所述一个或更多个能够直接测量的处理参数与不能够直接测量的处理参数之间的关系；和由计算机系统根据所述一个或更多个能够直接测量的处理参数的所述值和所述关系确定所述不能够直接测量的处理参数的值。
根据一实施例，所述一个或更多个能够直接测量的处理参数包括所述衬底上的特征的临界尺寸(CD)。
根据一实施例，所述特征是所述衬底上的抗蚀剂图像中的特征。
根据一实施例，所述特征是热点。
根据一实施例，所述不能够直接测量的处理参数是所述衬底的所述部分被曝光的聚焦量。
根据一实施例，所述不能够直接测量的处理参数是所述衬底的所述部分被曝光的剂量。
根据一实施例，从数据库获取、通过实验来建立或通过模拟来建立所述关系。
根据一实施例，根据所述一个或更多个能够直接测量的处理参数的所述值的中位数确定所述不能够直接测量的处理参数的所述值。
根据一实施例，，所述部分具有比阈值更高的包含缺陷的几率。
根据一实施例，所述部分包含热点。
根据一实施例，由所述部分中的一个或更多个特征测量所述一个或更多个能够直接测量的处理参数的所述值。
根据一实施例，所述方法还包括验证所述关系。
根据一实施例，验证所述关系包括获得所述部分的图像。
根据一实施例，由扫描电子显微镜或电子束检查工具获得所述图像。
根据一实施例，验证所述关系包括确定所述一个或更多个能够直接测量的处理参数的所述值被测量的部位。
根据一实施例，所述方法还包括在所述部位处测量所述一个或更多个能够直接测量的处理参数的所述值。
根据一实施例，测量所述一个或更多个能够直接测量的处理参数的所述值包括从所述图像提取边缘部位。
根据一实施例，所述特征不是量测目标的部分。
本发明公开了一种制造器件的方法，其中使用图案化过程将器件图案施加至一系列衬底，所述方法包括使用如本发明中所描述的方法来至少测量所述衬底中的至少一个上的所述器件图案，和根据通过所述方法所确定的不能够直接测量的处理参数的值来控制用于随后的衬底的所述图案化过程。
本发明公开了一种系统，包括：检查设备，配置成将束提供于衬底上的器件图案上且检测由所述器件图案改变方向的辐射；和如本发明中所公开的非暂时性的计算机程序产品。在实施例中，所述系统还包括光刻设备，所述光刻设备包括：支撑结构，配置成保持用以调制辐射束的图案形成装置；和投影光学系统，布置成将所述调制后的辐射束投影至辐射敏感的衬底上。
本发明公开了一种方法，包括：获得通过光刻过程形成于衬底上的多个特征或图案的特性的值；获得所述特性与所述光刻过程的处理参数之间的关系；基于所述特性的所述值和所述关系确定用于所述特征或图案中的每一个的所述处理参数的值；以及由硬件计算机系统根据所述处理参数的所述值确定统计特性。
根据一实施例，所述特性系涉及所述特征或图案的几何形状。
根据一实施例，所述特性是CD或归一化的CD。
根据一实施例，所述特性涉及所述特征或图案相对于所述衬底或相对于彼此的部位。
根据一实施例，所述处理参数包括所述特征或图案的剂量。
根据一实施例，所述处理参数包括所述特征或图案的聚焦量。
根据一实施例，所述统计特性是所述处理参数的所述值的平均数、方差或标准偏差。
根据一实施例，所述方法还包括对于通过所述相同光刻过程或另外光刻过程所形成的特征或图案，根据所述处理参数的值获得另外的统计特性。
根据一实施例，所述方法还包括确定所述统计特性和所述另外的统计特性是否满足或不满足标准。
根据一实施例，所述方法还包括如果所述统计特性和所述另外的统计特性满足或不满足所述标准，调节或校准光刻过程。
本发明公开了一种计算机程序产品，包括其上已经记录有指令的计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施本发明中所公开的方法中的任一个。
附图说明
图1示意性地描绘根据一实施例的光刻设备。
图2示意性地示出根据一实施例的流程。
图3示出在曝光和显影之后的衬底的一部分的图像的示例。
图4示出针对特征a、b、c和d的CD与聚焦量之间的关系的示例。
图5示出根据一实施例的用于示例性方法的流程图。
图6示出可以怎样测量选择的特征的CD的示例。
图7A示出针对多个图案的归一化的CD与剂量的关系。
图7B示出可使用另一光刻过程将相同图案制造到另一衬底上。
图7C示意性地示出光刻过程或不同光刻过程的四个不同部分的统计特性(例如，平均数E和标准偏差σ)。
图8示意性地示出根据一实施例的用于方法的流程。
图9示意性地示出根据一实施例的用于方法的流程。
图10示意性地描绘光刻单元或簇的实施例。
图11为示例性的计算机系统的方框图。
具体实施方式
图1示意性地描绘一种光刻设备LA。所述光刻设备包括：
照射系统(照射器)IL，配置成调节辐射束B(例如，DUV辐射或EUV辐射)；
支撑结构(例如掩模台)MT，构造成支撑图案形成装置(例如，掩模)MA，且连接至配置成根据某些参数来准确地定位所述图案形成装置的第一定位装置PM；
衬底台(例如晶片台)WTa，构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W，且连接至配置成根据某些参数来准确地定位所述衬底的第二定位装置PW；和
投影系统(例如，折射型或反射型投影系统)PS，配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影至衬底W的目标部分C(例如，包括一个或更多个管芯)上。
照射系统可以包括用于引导、成形或控制辐射的各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其他类型的光学部件，或其任何组合。
图案形成装置支撑结构MT以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及其他条件(诸如例如图案形成装置是否被保持于真空环境中)的方式来保持图案形成装置。图案形成装置支撑结构可以使用机械的、真空的、静电的或其他夹持技术保持图案形成装置。图案形成装置支撑结构可以是(例如)框架或台，其可根据需要是固定的或可移动的。图案形成装置支撑结构可以确保图案形成装置(例如)相对于投影系统处于所期望的位置。可以认为本发明中使用的任何术语“掩模版”或“掩模”与更上位的术语“图案形成装置”同义。
本发明中所使用的术语“图案形成装置”应被宽泛地解释为是指可用于在辐射束的横截面中赋予辐射束图案以便在衬底的目标部分中产生图案的任何装置。应注意，例如，如果被赋予辐射束的图案包括相移特征或所谓的辅助特征，则所述图案可能不精确地对应于衬底的目标部分中的所期望的图案。通常，被赋予辐射束的图案将对应于目标部分中所产生的器件(诸如集成电路)中的特定功能层。
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。掩模在光刻术中是公知的，包括诸如二元型掩模类型、交替相移型掩模类型以及衰减相移型掩模类型以及各种混合掩模类型的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例使用小反射镜的矩阵布置，所述小反射镜中的每一个可以被单独地倾斜，以便在不同方向上反射入射辐射束。倾斜的反射镜在由反射镜矩阵反射的辐射束中赋予图案。
本发明中所使用的术语“投影系统”应被宽泛地解释为涵盖适于所使用的曝光辐射或适于诸如浸没液体的使用或真空的使用的其他因素的任何类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型以及静电光学系统，或其任何组合。可以认为本发明中使用的任何术语“投影透镜”与更上位的术语“投影系统”同义。
照射系统和/或投影系统可以涵盖用于引导、成形或控制辐射束的各种类型的光学部件，包括折射型、反射型以及反射折射型的光学部件，这样的部件也可以在下文中被统称或单独地称作“透镜”。
如此处所述，所述设备是透射型的(例如，采用透射型掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上文所提及的类型的可编程反射镜阵列，或使用反射型掩模)。
光刻设备可以是具有两个(双平台)或更多的台(例如，两个或更多的衬底台、两个或更多的图案形成装置支撑结构，或衬底台以及量测台)的类型。在这样的“多平台”机器中，可并行地使用附加的台，或可以在一个或更多的台上进行预备步骤的同时，将一个或更多的其他台用于曝光。
光刻设备还可以是如下类型：衬底的至少一部分可以由具有相对高折射率的液体(例如，水)覆盖，以便填充投影系统与衬底之间的空间。也可将浸没液体施加至光刻设备中的其他空间，例如，掩模与投影系统之间的空间。浸没技术在本领域中公知用于增加投影系统的数值孔径。如本发明中所使用的术语“浸没”并不意谓诸如衬底的结构必须浸于液体中，而是仅意谓液体在曝光期间位于投影系统与衬底之间。
参看图1，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。例如，当源为准分子激光时，源和光刻设备可以是分离的实体。在这些情况下，不将源看做形成光刻设备的部分，且辐射束借助于包括(例如)合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD从源SO传至照射器IL。在其他情况下，例如，当源是汞灯时，源可以是光刻设备的组成部分。源SO和照射器IL连同束传递系统BD(在需要时)可被称作辐射系统。
照射器IL可以改变束的强度分布。照射器IL可以包括配置成调节辐射束的强度分布的调节器AD。通常，可以调节照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部径向范围和/或内部径向范围(通常分别被称作σ外部和σ内部)。照射器可被布置成限制辐射束的径向范围，使得在照射器IL的光瞳平面中的环形区内的强度分布为非零。另外或替代地，照射器IL可操作以限制束在光瞳平面中的分布，使得在光瞳平面中的多个相等间隔的扇形区中的强度分布为非零。辐射束在照射器IL的光瞳平面中的强度分布可以被称作照射模式。照射器IL可以操作以改变束的角分布。例如，照射器可以操作以改变强度分布为非零的光瞳平面中的扇形区的数目和角范围。通过调节束在照射器的光瞳平面中的强度分布，可以实现不同的照射模式。例如，通过限制照射器IL的光瞳平面中的强度分布的径向范围和角范围，强度分布可以具有多极分布，诸如偶极、四极或六极分布。可以(例如)通过将提供所期望的照射模式的光学装置插入至照射器IL中或使用空间光调制器来获得所述照射模式。
照射器IL可以操作以改变束的偏振，且可以操作以使用调节器AD来调节偏振。横越照射器IL的光瞳平面的辐射束的偏振状态可被称作偏振模式。使用不同的偏振模式可允许在形成于衬底W上的图像中实现较大对比度。辐射束可以是非偏振的。替代地，照射器可被布置以使辐射束线性地偏振。辐射束的偏振方向可横越照射器IL的光瞳平面变化。辐射的偏振方向在照射器IL的光瞳平面中的不同区中可以是不同的。可以依赖于照射模式来选择辐射的偏振状态。对于多极照射模式，辐射束的每一极的偏振可以大体上垂直于照射器IL的光瞳平面中的所述极的位置向量。例如，对于偶极照射模式，辐射可在实质上垂直于平分偶极的两个相对的扇形区的线的方向上被线性地偏振。辐射束可在两个不同的正交方向中的一个上被偏振，其可被称作X偏振状态和Y偏振状态。对于四极照射模式，每一极的扇形区中的辐射可在实质上垂直于平分所述扇形区的线的方向上被线性地偏振。所述偏振模式可被称作XY偏振。相似地，对于六极照射模式，每一极的扇形区中的辐射可在实质上垂直于平分所述扇形区的线的方向上被线性地偏振。所述偏振模式可被称作TE偏振。
另外，照射器IL通常包括各种其他部件，诸如积分器IN和聚光器CO。照射器提供调节后的辐射束B，在其横截面中具有所期望的均一性和强度分布。
辐射束B入射到保持于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，且被所述图案形成装置图案化。在已横穿图案形成装置(例如，掩模)MA后，辐射束B穿过投影系统PS，该投影系统PS将所述束聚焦至衬底W的目标部分C上。借助于第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉测量装置、线性编码器、2-D编码器或电容式传感器)，可准确地移动衬底台WTa，例如，以便将不同的目标部分C定位于辐射束B的路径中。相似地，第一定位装置PM和另一位置传感器(未在图1中被明确地示出)可用以(例如)在从掩模库的机械获取之后或在扫描期间相对于辐射束B的路径来准确地定位图案形成装置(例如，掩模)MA。一般而言，可以借助于形成第一定位装置PM的部分的长冲程模块(粗略定位)和短冲程模块(精细定位)来实现图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT的移动。相似地，可使用形成第二定位装置PW的部分的长冲程模块和短冲程模块来实现衬底台WTa的移动。在步进器(与扫描器相反)的情况下，图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT可仅连接至短冲程致动器，或可以是固定的。
可以使用图案形成装置对准标记M1、M2和衬底对准标记PI、P2来对准图案形成装置(例如，掩模)MA和衬底W。尽管如所说明的衬底对准标记占据了专用目标部分，但所述标记可以位于目标部分之间的空间中(这些标记被称为划线对准标记)。相似地，在多于一个管芯被提供于图案形成装置(例如，掩模)MA上的情形中，图案形成装置对准标记可位于所述管芯之间。小的对准标识也可包括于器件特征当中的管芯内，在这种情况下，期望标识尽可能地小且无需与相邻特征不同的任何成像或过程条件。下文进一步描述检测对准标记的对准系统。
投影系统PS具有可以是非均一的光学传递函数，其可能影响成像于衬底W上的图案。对于非偏振辐射，这些效应可由两个标量图(scalar map)被非常好地描述，所述两个标量图描述作为其光瞳平面中的位置的函数的射出投影系统PS的辐射的透射(变迹)和相对相位(像差)。可将可被称作透射图和相对相位图的这些标量图表达为基础函数的全集的线性组合。特别方便的集合为泽尼克多项式，其形成单位圆上所定义的正交多项式的集合。每一标量图的确定可以包括确定在这种展开式中的系数。由于泽尼克多项式在单位圆上是正交的，故可以通过依次计算测量的标量图与每一泽尼克多项式的内积且将所述内积除以所述泽尼克多项式的范数的平方来确定泽尼克系数。
透射图和相对相位图是依赖于场和系统的。即，一般而言，每一投影系统PS将针对每一场点(即，针对投影系统PS的像平面中的每一空间部位)具有不同的泽尼克展开式。可以通过穿过投影系统PS投影辐射(例如，来自投影系统PS的物平面(即，图案形成装置MA的平面)中的点状源)且使用剪切干涉计以测量波前(即，具有相同相位的点的轨迹)而确定投影系统PS在其光瞳平面中的相对相位。剪切干涉计为共同路径干涉计，且因此有利地，无需次级参考光束来测量波前。剪切干涉计可以包括：衍射光栅，例如，投影系统的像平面(即，衬底台WT)中的二维栅格；和检测器，布置成检测与投影系统PS的光瞳平面共轭的平面中的干涉图案。干涉图案与辐射的相位相对于在剪切方向上的光瞳平面中的坐标的导数相关。检测器可以包括感测元件的阵列，诸如电荷耦合器件(CCD)。
可在两个垂直方向上依次地扫描衍射光栅，所述两个垂直方向可与投影系统PS的坐标系统的轴线(X和y)重合或可与这些轴线成诸如45度的角度。可以扫描整数个光栅周期(例如，一个光栅周期)。扫描使在一个方向上的相位变化达到平均值，从而允许重构在另一方向上的相位变化。这允许将波前确定为两个方向的函数。
光刻设备的投影系统PS可以不产生可见的条纹，且因此，可使用相位步进技术(诸如移动衍射光栅)来增强确定波前的准确度。可在衍射光栅的平面中和在垂直于测量的扫描方向的方向上执行步进。步进范围可以是一个光栅周期，且可使用至少三个(均一分布)相位步进。因此，例如，可在y方向上执行三个扫描测量，每一扫描测量被针对在x方向上的不同位置执行。衍射光栅的所述步进将相位变化有效地变换成强度变化，从而允许确定相位信息。光栅可在垂直于衍射光栅的方向(z方向)上步进以校准检测器。
可以通过穿过投影系统PS投影辐射(例如，来自投影系统PS的物平面(即，图案形成装置MA的平面)中的点状源)且使用检测器来测量与投影系统PS的光瞳平面共轭的平面中的辐射强度，来确定投影系统PS在其光瞳平面中的透射(变迹)。可使用与用以测量波前相同的检测器，以确定像差。
投影系统PS可以包括多个光学(例如，透镜)元件且可还包括调节机构，所述调节机构配置成调节所述光学元件中的一个或更多个以便校正像差(跨过整个场的光瞳平面的相位变化)。为了实现所述校正，调节机构可以操作用于以一种或更多种不同方式操纵投影系统PS内的一个或更多个光学(例如，透镜)元件。投影系统可具有坐标系统，其中投影系统的光轴在Z方向上延伸。调节机构可以操作以进行以下的任何组合：使一个或更多个光学元件移位；使一个或更多个光学元件倾斜；使一个或更多个光学元件变形；和/或改变一个或更多个光学元件的光学属性(诸如折射率)。光学部件的位移可在任何方向(x、y、z或其组合)上进行。光学元件的倾斜通常在垂直于光轴的平面外，通过围绕在x和/或y方向上的轴线旋转进行所述光学元件的倾斜，但对于非旋转对称的非球面光学元件可使用围绕z轴的旋转。光学元件的变形可包括低频形状(例如，像散)和/或高频形状(例如，自由形式非球体)。可(例如)通过使用一个或更多个致动器以对光学元件的一个或更多个侧边施加力和/或通过使用一个或更多个热传递元件以加热和/或冷却光学元件的一个或更多个选择的区域来执行光学元件的变形。可通过热传递、辐射或将电供应至一个或更多个光学元件以使一个或更多个光学元件的一个或更多个部分在光学材料属性(诸如折射率)方面发生改变，实现一个或更多个光学元件的光学属性(诸如折射率)的改变。
一般而言，可以不用为了校正变迹((横越光瞳平面的透射变化)而调节投影系统PS。可在设计用于光刻设备LA的图案形成装置(例如，掩模)MA时使用投影系统PS的透射图。在使用计算光刻技术的情况下，图案形成装置MA可被设计以至少部分地校正变迹。
所描述的设备可用于以下模式中的至少一个中：
在步进模式中，在将被赋予至辐射束的整个图案一次投影至目标部分C上时，使图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT和衬底台WTa保持基本静止(即，单次静态曝光)。之后，使衬底台WTa在X和/或Y方向上移位，使得可曝光不同目标部分C。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制单一静态曝光中所成像的目标部分C的尺寸。
在扫描模式中，在将被赋予至辐射束的图案投影至目标部分C上时，同步地扫描图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT和衬底台WTa(即，单一动态曝光)。可以通过投影系统PS的放大率(缩小率)和图像反转特性来确定衬底台WTa相对于图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT的速度和方向。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制单次动态曝光中的目标部分的宽度(在非扫描方向上)，而扫描运动的长度确定目标部分的高度(在扫描方向上)。
在另一模式中，在将被赋予至辐射束的图案投影至目标部分C上时，使图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT保持基本上静止，从而保持可编程图案形成装置，且移动或扫描衬底台WTa。在这种模式中，通常采用脉冲式辐射源，且在衬底台WTa的每一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(诸如上文所提及的类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术。
也可以采用上文所描述的使用模式的组合和/或变化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)以及两个站-曝光站和测量站-在所述两个站之间可交换所述台。例如，在一个台上的衬底正在曝光站处被曝光的同时，可在测量站处将另一衬底装载至另一衬底台上且进行各种预备步骤。预备步骤可包括水平传感器LS来绘制衬底的表面控制的地图，和使用对准传感器AS来测量衬底上的对准标识的位置，两个传感器都由参考框架RF支撑。如果位置传感器IF在台处于测量站以及处于曝光站时不能够测量台的位置，则可提供第二位置传感器以使得能够在两个站处追踪台的位置。作为另一示例，在曝光站处正曝光一个台上的衬底时，没有衬底的另一台可在测量站处等待(其中可选地可进行测量活动)。所述另一台具有一个或更多个测量装置且可选地具有其他工具(例如，清洁设备)。当衬底已完成曝光时，没有衬底的台移动至曝光站以执行(例如)测量，且具有衬底的台移动至卸载所述衬底且装载另一衬底的部位(例如，测量站)。这些多台布置实现实质地增大设备的生产量。
如图10所示，光刻设备LA可形成光刻单元LC(有时也被称作光刻元或簇)的部分，所述光刻单元LC也包括用以在衬底上执行图案化过程的预先图案印制过程和后图案印制过程(即，在衬底上产生图案的过程，其包括印制图案的步骤且可选地包括一个或更多个预先印制过程和后印制过程，且可包括光学光刻步骤、压印步骤、蚀刻、抗蚀剂涂覆、抗蚀剂显影、烘烤等等)的设备。通常，这些设备包括用以沉积一个或更多个抗蚀剂层的一个或更多个旋涂器SC、用以显影印制后的抗蚀剂的一个或更多个显影器DE、一个或更多个激冷板CH和/或一个或更多个烘烤板BK。衬底处置器或机器人RO从输入/输出端口I/01、I/02拾取一个或更多个衬底，将所述衬底在不同过程设备之间移动且将它们递送至光刻设备的进料台LB。通常被统称为轨道的这些设备是在轨道控制单元TCU的控制下，该轨道控制单元TCU自身受到监督控制系统SCS控制，该监督控制系统SCS也经由光刻控制单元LACU控制光刻设备。因此，不同的设备可被操作以最大化生产量和加工效率。
为了正确地且一致地处理由光刻设备处理的衬底，期望检查印制后的衬底以测量一个或更多个属性，诸如后续层之间的重叠误差、线厚度、用于曝光衬底的聚焦量、用于曝光衬底的剂量、临界尺寸(CD)等等。因此，光刻元LC位于其中的制造设施通常也包括量测系统MET，该量测系统MET接收已在光刻元中被处理的衬底W中的一些或全部。量测系统MET可以是光刻元LC的部分，例如，其可以是光刻设备的部分。
可将量测结果直接或间接提供至监督控制系统SCS。如果检测到误差，则可对后续衬底的处理(尤其在可以足够迅速且快速地进行检查以使得所述批次的一个或更多个其他衬底仍待曝光的情况下)和/或对印制后的衬底之后续处理进行调节。另外，已印制的衬底可被剔除和再加工以改善良率，或被舍弃，由此避免对已知是不合格的衬底执行进一步加工。在衬底的仅一些目标部分是不合格的情况下，可仅对是好的那些目标部分执行进一步印制。
在量测系统MET内，检测设备用以确定衬底的一个或更多个属性，且尤其确定不同衬底的一个或更多个属性如何变化或同一衬底的不同层在从层至层如何变化。如上文所提到，检查设备可被集成到光刻设备LA或光刻元LC中，或可以是单独的装置。为了实现快速测量，需要检查设备紧接在印制之后测量抗蚀剂层中的一个或更多个属性。然而，在光学光刻术中，抗蚀剂中的潜像具有低的对比度-已经曝光至辐射的抗蚀剂的部分与未曝光至辐射的抗蚀剂的部分之间仅存在极小的折射率差，且并非所有检查设备具有足够敏感度以对潜像进行有用的测量。因此，可在曝光后烘烤步骤(PEB)之后进行测量，所述曝光后烘烤步骤(PEB)通常为对印制后的衬底进行的第一步骤且增加(例如)抗蚀剂的已曝光的部分与未曝光的部分之间的对比度。在这一阶段，抗蚀剂中的图像可被称作半潜像。也有可能进行对显影后的抗蚀剂图像的测量，此时，抗蚀剂的印制后的部分或未印制的部分已被移除-或在诸如蚀刻的图案转移步骤之后进行显影后的抗蚀剂图像的测量。后者的可能性限制再加工不合格的衬底的可能性，但仍可以提供有用的信息。在实施例中，检查设备可以是扫描电子显微镜。在实施例中，检查设备可以是基于衍射的测量设备(例如，散射计)。
因此，经历图案化过程的衬底可以在图案化过程期间或之后检查。例如，可在诸如图1所示出的光刻设备中曝光衬底之后检查衬底。如果检查确定衬底是有缺陷的，则可通过再加工衬底来补救衬底，且该衬底因此不会降低图案化过程的良率。检查可尝试确定与已经在检查之前发生的步骤相关联的一个或更多个处理参数的值。图案化过程的参数可被称为“处理参数”。例如，曝光后的检查可尝试确定衬底的部分被曝光的聚焦量、剂量和/或光学像差。并非所有处理参数始终可用于测量。例如，当(例如)光刻设备未被配备有可测量一个或更多个参数的传感器时，可不能在特定图案化过程中测量一个或更多个处理参数。另一情形为：在测量时，一个或更多个处理参数可不再可用于或胜任直接测量。例如，在测量时，待测量的一个或更多个处理参数可与已经进行的特定步骤相关联。根据实施例，可从一个或更多个其他处理参数确定不能直接测量的这样的一个或更多个处理参数的值。
图2示意性地示出根据实施例的流程。在210中，测量可从衬底直接测量的一个或更多个处理参数的值。处理参数是“可从衬底直接测量”含义是：在测量时，参数为衬底上的物理物体或目标的特性。例如，可在曝光之后且在移除抗蚀剂层之前直接测量衬底上的抗蚀剂层中的抗蚀剂潜像中的特征的临界尺寸(CD)。在蚀刻衬底且移除抗蚀剂层之后，抗蚀剂图像中的特征的CD变得不能够直接测量。然而，可从蚀刻至衬底中的对应特征的CD确定抗蚀剂图像中的特征的CD。作为另一示例，在曝光之后不能够直接测量抗蚀剂层被曝光所在的聚焦量，但可根据所述聚焦量所曝光的抗蚀剂图像中的特征的CD确定所述聚焦量。能够直接测量的处理参数的其他示例可包括：几何参数，诸如衬底上的图案的横截面轮廓(例如，侧壁角、底部表面斜率等等)；和统计参数，诸如缺陷数密度、良率、线边缘粗糙度等。物理物体可以是将是被设计成是功能性的器件的部分而非量测目标的部分的特征。为被设计成是功能性的器件的部分的特征促成被设计成是功能性的器件的功能，而量测目标不是这样。量测目标是用于监测制造被设计是功能性的器件的过程。特征可以是图案(例如，线)或自身作为较大图案的部分的图案的部件。
在220中，获得一个或更多个能够直接测量的处理参数与不能够直接测量的处理参数之间的关系。例如，可从数据库获取、可通过实验来建立或可通过模拟来建立关系。在230中，根据一个或更多个能够直接测量的处理参数的值和关系确定不能够直接测量的处理参数的值。一旦确定不能够直接测量的处理参数的值，就可以基于所述值而对图案化过程或用于所述图案化过程中的一个或更多个设备(例如，光刻设备)进行调节(例如，用于随后制造另外的衬底)。也可使用不能够直接测量的处理参数的值，例如，以确定衬底是否有缺陷的或是否应被再加工。
在一个示例中，一个或更多个能够直接测量的处理参数包括衬底上的特征的CD(例如，抗蚀剂图像中的特征的CD)，且不能够直接测量的处理参数为特征被曝光所依据的聚焦量、剂量和/或光学像差。
图3示出在曝光和显影之后的衬底的部分的图像示例。从电子束检查工具获得图像。可从图像直接测量这一部分中的特征的CD。例如，可在由白色方形所标记的部位处测量CD。在示例中，比较图像与这一部分的设计布局以便识别CD将被测量的部位。在示例中，CD被测量的特征可以是如下文中所描述的热点，可以从所述部分的重迭过程窗口确定所述热点。所述部分中的特征可以具有不同的过程窗口(即，处理参数的空间，将依据所述空间产生在规格内的特征)。关于潜在的系统性缺陷的规格的示例包括检查颈缩、线拉回、线薄化、CD、边缘置放、重迭、抗蚀剂顶部损耗、抗蚀剂底切和/或桥接。可通过合并每一单独的特征的过程窗口(例如，使所述过程窗口重迭)来获得所述部分中的所有特征的过程窗口。所有特征的过程窗口的边界包含单独的特征中的一些的过程窗口的边界。定义所有特征的过程窗口的边界的这些单独的特征限制所有特征的过程窗口。这些特征可被称作“热点”。
在实施例中，所述部分为衬底上的已曝光的管芯。在实施例中，所述部分为曝光管芯的部分。即，一实施例，曝光管芯可被细分成“像素”。因此，可针对管芯的“像素”中的每一个或这些“像素”的子集重复本发明中的技术。在实施例中，所述部分为用以曝光衬底上的管芯的曝光场(曝光狭缝)。在实施例中，曝光场可被细分成“像素”。因此，可针对所述场的“像素”中的每一个或这些“像素”的子集重复本发明中的技术。在实施例中，所述部分是选自0.001平方微米至20平方微米的范围，例如，在0.001平方微米至10平方微米的范围内或在0.02平方微米至5平方微米的范围内。
图4示出针对衬底的所述部分中的那些特征当中的四个特征a、b、c和d的CD与聚焦量之间的关系(即，所描绘的线)的示例。即，在衬底上在实质上相同的过程条件下制造四个特征a、b、c和d。可通过在聚焦量的不同值下模拟CD来获得所述关系(例如，空间数学模型可以确定如由投影系统所曝光的图案形成装置图案的空间图像，且抗蚀剂数学模型可基于空间图像来确定抗蚀剂层中的图案)。可通过查询数据库来获得所述关系。可凭经验来获得所述关系。所述关系无需为用图形表示的线；相反，所述关系可以是数学公式、与模拟或测量的数据的数学拟合、被进行内插/外插的对应数据的表格等。
从图3中的图像测量特征a、b、c和d的CD(分别为CDa、CDb、CDc和CDd)，且可使用所述关系以确定聚焦量的值(分别为Fa、Fb、Fc和Fd)，依据所述值产生特征a、b、c和d。例如，值Fa为表示用于具有CDa的垂直坐标的特征a的关系的曲线上的点的水平坐标。值Fa、Fb、Fc和Fd可不精确地相同，这是因为关系可具有误差，CD的值可以具有误差，和/或特征a、b、c和d被曝光所依据的聚焦量可稍微不同。可以从值Fa、Fb、Fc和Fd导出用于所述部分的聚焦量的值。例如，可将在所述部分中如此确定的所有值的中位数视为用于所述部分的聚焦量的值。
图5示出根据实施例的用于示例方法的流程图。在510中，识别经受检查的衬底的部分。所述部分可是在具有比阈值高的包含缺陷的几率的部分当中。例如，所述部分可以是包含热点的部分。所述部分可由图案化过程的操作者选择。在520中，从所述部分选择一个或更多个特征(理想地为多个特征)。一个或更多个被选择的特征可包括一个或更多个热点。在530，获得用于一个或更多个被选择的特征中的每一个的、在所述一个或更多个被选择的特征的CD与可应用的被选择的特征被曝光所依据的聚焦量(作为不能够直接测量的处理参数的示例)之间的关系。可通过模拟或凭经验来获得一个或更多个关系。在540中，可选地验证一个或更多个关系。在550中，测量一个或更多个被选择的特征中的每一个的CD的值。在560中，可根据CD的一个或更多个被测量的值和适用的关系确定用于一个或更多个被选择的特征中的每一个的聚焦量的值。在570中，可根据用于一个或更多个被选择的特征(理想地为多个特征)的聚焦量的值确定用于所述部分的聚焦量的值。例如，可将用于多个被选择的特征的聚焦量的值的中位数视为用于所述部分的聚焦量的值。可将相似的流程应用于一个或更多个其他不能够直接测量的处理参数，诸如剂量和/或光学像差。
图6示出可如何在550测量一个或更多个被选择的特征的CD的示例。在610，获得所述部分的图像。例如，可由扫描电子显微镜或电子束检查工具获得图像。在620，确定将测量CD所针对的一个或更多个被选择的特征的部位。例如，可通过比较一个或更多个被选择的特征与设计布局来确定部位，且所述部位可以是很可能出现缺陷的部位(例如，热点)。在630，测量在这些一个或更多个部位处的CD。例如，可通过平均化一个或更多个部位附近的边缘至边缘的距离来测量CD。例如，可通过提取边缘位置来测量CD。
在实施例中，当确定不能够直接测量的感兴趣的处理参数时以数学的方式移除一个或更多个其他不能够直接测量的处理参数的影响。例如，如果不能够直接测量的感兴趣的处理参数为聚焦量，则在将能够直接测量的处理参数的值跟能够直接测量的处理参数(例如，CD)与不能够直接测量的感兴趣的处理参数(例如，聚焦量)之间的关系组合时，从能够直接测量的处理参数(例如，CD)的值移除剂量影响。那可通过如下方式进行：在针对不能够直接测量的感兴趣的处理参数所评估的一个或更多个特征经受一个或更多个其他不能够直接测量的处理参数的变化时测量所述一个或更多个特征来评估所述一个或更多个特征对所述一个或更多个其他不能够直接测量的处理参数的敏感度。
在实施例中，如果用于多个被评估的特征中的每一个的能够直接测量的处理参数的被确定值显著地变化，则可不执行中位数分析并产生误差信号。
为了识别与能够直接测量的处理参数与不能够直接测量的感兴趣的处理参数之间的关系对应且获得能够直接测量的处理参数的一个或更多个值所针对的图像中的一个或更多个特征，对应于所述图像的设计布局可以被与所述图像比较，例如通过比较所述图像中的结构的多个测量与设计布局中的相关尺寸，以识别所述图像中的一个或更多个特征。在实施例中，可针对一个或更多个特征提供坐标和/或形状的列表(例如，热点列表)。
因此，在实施例中，用户可在产品上(即，在被设计成是功能性的器件上)选择一个或更多个区域以用于监测不能够直接测量的处理参数(例如，聚焦量、剂量、像差等)。所述区域可与(例如，SEM的)电子束检查成像场一样小。可使用模拟以识别对不能够直接测量的处理参数(例如，聚焦量、剂量、像差等)敏感的那些一个或更多个区域的一个或更多个热点特征。在实施例中，模拟确定用于一个或更多个区域内的一个或更多个特征(例如，热点特征)的一个或更多个能够直接测量的处理参数(例如，CD)与不能够直接测量的处理参数之间的关系。在实施例中，使用一个或更多个特征来进行一个或更多个测量以确定或考核所述关系(例如，对于聚焦量/CD关系，可在各种离焦值下制备一个或更多个特征，且之后测量CD以建立、校准和/或确认所述关系)。
之后，在实施例中，测量形成于衬底上的器件图案的图像(例如，电子束检查工具图像捕捉)。在实施例中，确定用于器件图案的图像中的一个或更多个被选择的区域中的一个或更多个特征(例如，一个或更多个热点)的一个或更多个能够直接测量的处理参数(例如，CD)的值。例如，在实施例中，使用管芯至(GDS)数据库(D2DB)系统以确定图像内的一个或更多个特征的CD值。在实施例中，可基于图像中的一个或更多个特征的被提取的轮廓经由模拟来找到CD值。
通过使用一个或更多个能够直接测量的处理参数(例如，CD)的值，可针对一个或更多个特征中的每一个(例如，一个或更多个热点中的每一个)确定用于不能够直接测量的处理参数(例如，聚焦量、剂量等)的被估计值。在实施例中，评估多个特征，且因此获得不能够直接测量的处理参数的多个值。在实施例中，在针对一个或更多个区域中的不同部位处的多个特征获得多个值的情况下，获得用于不能够直接测量的处理参数的值的中位数作为用于所述区域(例如，整个图像)中的一个或更多个的不能够直接测量的处理参数的值的表示。在实施例中，电子束检查图像捕捉相对快速(例如，对于2×2微米的区域为10毫秒)，且因此有可能密集地测量/监测生产衬底上的场间和场内两者。
可出于各种目的使用不能够直接测量的处理参数，所述目的包括：针对(例如)缺陷监测一个或更多个区域；衬底处理增强(例如，确定对器件特征的聚焦量影响，确定与用于光刻设备中的聚焦量的读数的差，和评估所述差是否为系统性的(例如，经由测量具有相同器件图案的多个衬底))；实现工具至工具的匹配(例如，将对一个光刻设备的器件特征的聚焦量影响与对另一光刻设备的器件特征的聚焦量影响匹配)；图案化过程的回馈或前馈控制；确定如根据被监测的量测和器件图案所确定的不能够直接测量的处理参数之间的差量之间的差等。
有利地，本发明中的技术可解决与一种或更多种其他监测技术相关联的问题。例如，这些其他技术可依赖于从大的给定区域和/或器件图案外部的测量；而本发明的技术未必受到如此约束。此外，例如，这些其他技术依赖于固定的量测目标(例如，在图案形成装置场中)；而本发明的技术未必受到如此约束。此外，例如，这些其他技术依赖于可能不符合用于图案形成装置生产的客户OPC/设计规则的量测目标；而本发明的技术未必受到如此约束。
处理参数的一个或更多个统计特性可用作(例如)光刻设备之间的相似性的指示器，或用作(例如)光刻设备或光刻过程的调节的必要性的指示器。例如，可出于这些目的而使用在曝光期间接收的图案的剂量。如上文所解释的，处理参数可以是不能够直接测量的，但可以通过使用与能够直接测量的处理参数的关系来确定。
图7A示出针对图案的多个特征的归一化的CD与剂量之间的关系。在实施例中，特征被识别(例如，经由使用模拟)为剂量敏感的-特征的CD响应于剂量的改变显著地变化，例如，通过使CD对剂量的斜率高于某一阈值。多个特征可包括在衬底处的区域中的多个热点。例如，所述区域可以是衬底处曝光的器件管芯，或可以是用于器件管芯的光刻设备的曝光场。归一化的CD是相对于特征的各个目标CD被归一化。剂量为特征单独地接收的剂量。剂量对于这些特征可以不相同。可通过，模拟作为剂量的函数的归一化的CD来获得所述关系。可使用光刻过程(“过程A”)将特征制造至衬底上，且可通过测量衬底来获得这些被制造的特征的CD(例如，DA0、DB0、Dc0)。在使用关系(被标记为A、B和C的三个迹线)的情况下，可确定特征的剂量。可确定剂量的统计特性。例如，统计特性可以是剂量的平均数、剂量的方差，或剂量的标准偏差。
图7B示出可使用另外光刻过程(“过程B”)将相同特征制造到衬底上。在实施例中，过程A和过程B可具有基本上相同的名义光刻参数。因此，在实施例中，过程A可以是参考过程，而过程B为生产过程、显影过程等。可通过测量衬底来获得这些被制造的特征的CD(例如，DA1、DB1、DC1)。在使用与图7A中的关系相同的关系(被标记为A、B和C的三个迹线)的情况下，可确定特征的剂量。可确定剂量的统计特性。例如，统计特性可以是剂量的平均数、剂量的方差，或剂量的标准偏差。
统计特性可之后用于过程和/或设备(包括图案形成装置和/或量测目标)修改、过程和/或设备控制、过程和/或设备设计，和/或过程和/或设备监测。例如，统计特性可用作(例如)过程A与过程B之间或分别用于其中的光刻设备之间的相似性的指示器，或用作(例如)过程A和过程B中的一个或两个或用于其中的光刻设备的调节的必要性的指示器。下文中呈现另外的示例。
图7C示意性地示出一个或更多个光刻过程的四个执行(1、2、3和4)的统计特性(例如，平均数E和标准偏差σ)。在实施例中，每一执行涉及具有基本上相同的名义光刻参数的光刻过程。因此，在实施例中，1、2、3和4可对应于使用光刻过程所曝光的不同衬底或可对应于同一衬底的不同管芯。因此，在实施例中，结果1可以作为与结果2、3和4进行比较的参考。在实施例中，每一执行对应于使用光刻过程的衬底管芯的扫描的部分，且因此1、2、3和4可对应于沿着垂直于曝光场的扫描方向的宽度的不同位置；以此方式，例如，可评估横越曝光场的剂量均一性。在实施例中，1、2、3和4每个对应于在处理参数上不同的光刻过程；因此，结果1可对应于参考光刻过程。在图7C中可看出，结果2具有与结果1完全不同的E和σ；结果3具有与结果1相似的E，但具有与结果1完全不同的σ；结果4具有与结果1相似的E和相似的σ。因此，结果4在结果1、2和3当中与结果1最相似。因此，可分析结果1、2、3和4以确定结果1、2、3和/或4中的哪一个或更多个以统计上显著的方式与一个或更多个其他结果1、2、3和/或4不同。例如，可在所述结果之间应用阈值以确立结果1、2、3和/或4中的哪一个或更多个以显著方式变化，使得其指示光刻过程(或因此，部分)中与一个或更多个结果1、2、3和/或4相关联的误差。在结果1为参考的情况下，分析可集中于一个或更多个结果2、3和/或4是否以显著的方式变化，使得其指示光刻过程(或因此，部分)中与一个或更多个结果2、3和/或4相关联的误差。
图8示意性地示出根据实施例的用于方法的流程。在步骤8010，获得多个特征的特性的值，例如，通过测量所述特征。特性可以是关于特征的几何形状的特性，诸如CD或归一化的CD。特性可以是关于特征相对于其所处的衬底或相对于彼此的部位的特性。在使用特性与处理参数(例如，剂量或聚焦量)之间的关系8020的情况下，可针对多个特征导出处理参数的值8030。可根据值8030确定统计特性8040。可比较统计特性8040与从其他值8030获得的统计特性8050。在步骤8060，确定统计特性8040和8050是否满足或不满足标准。例如，标准可以是统计特性8040和8050之间的差的绝对值低于阈值。如果不满足(或满足)标准，则在步骤8070中调节或校准光刻过程。例如，调节或校准光刻过程可包括调节或校准用于光刻过程中的光刻设备。因此，在这一实施例中，值8030对应于使用光刻过程的衬底管芯的扫描的部分，且因此，所述值可对应于沿着在管芯或曝光场的扫描方向上的宽度的不同位置。
图9示意性地示出根据一实施例的用于方法的流程。在步骤9010中，获得通过光刻过程所制造的多个特征的特性的值，例如，通过测量所述特征。特性可以是关于特征的几何形状的特性，诸如CD或归一化的CD。特性可以是关于特征相对于其所处的衬底或相对于彼此的部位的特性。在使用特性与处理参数(例如，剂量或聚焦量)之间的关系9020的情况下，可针对多个特征导出处理参数的值9030。可根据值9030确定统计特性9040。可比较统计特性9040与由通过另一光刻过程所制造的特征获得的统计特性9050。在步骤9060中，确定统计特性9040和9050是否满足(或不满足)标准。例如，标准可以是统计特性9040和9050之间的差的绝对值小于阈值。如果不满足(或满足)标准，则在步骤9070中调节或校准光刻过程中的一个或更多个。例如，调节或校准光刻过程中的一个或更多个可包括调节或校准用于所述过程中的光刻设备。因此，在这一实施例中，每一执行可涉及具有基本上相同的名义光刻参数的光刻过程。因此，在实施例中，值9030可对应于使用光刻过程所曝光的不同衬底或可对应于同一衬底的不同管芯。因此，在实施例中，某些值9030可以是与其他值9030进行比较的参考。在实施例中，值9030对应于在处理参数上不同的不同光刻过程；因此，某些值9030可对应于参考光刻过程。
在实施例中，值8030和/或9030可与一个或更多个衬底批、一个或更多个图案形成装置、用于图案化过程中的一个或更多个某些设备、光刻设备中的一个或更多个部件等相关，以识别可由于识别出满足或不满足标准而出现误差的位置。在所述信息的情况下，可适当地将校正动作用作目标。
因此，所述分析可用以确定诸如光刻设备的工具(例如)在性能方面是否漂移、是否不正确地(或正确地)执行等。分析的结果可之后用以采取校正动作，诸如使用光刻设备内的调节设备(例如，在处理参数为剂量的情况下，光刻设备中的光学工具可提供横越曝光场的不同剂量校正)。另外或替代地，所述分析可用以将第一工具与第二工具匹配(在一个或更多个结果/值对应于第一工具且一个或更多个其他结果/值对应于第二工具的情况下)。
在实施例中，可通过计算机模拟来确定用以产生对处理参数敏感的多个特征中的每一个的特性的目标值的处理参数(例如，剂量或聚焦量)的目标值。这些值可之后用以确认意图校正处理参数的过程和/或工具(例如，ASML的Dose Mapper工具)的有效性(和/或校准所述过程和/或工具)。例如，所述过程和/或工具可使用在数目上有限的目标和/或可具有对处理参数的不同响应，且因此其与对处理参数敏感的特征的差异可引起过补偿/欠补偿。因此，尽管多个特征未被用于所述过程和/或工具中的处理参数校正，但它们可用以监测所述过程和/或工具(以及用以监测如上文所论述的处理参数)。
尤其是，可之后产生所述多个特征，由所述过程和/或工具应用校正，所述校正被设定以产生多个特征，其中每一特征的特性具有各自的目标值。可之后测量多个特征的特性。如果所述过程和/或工具是完全地有效的，则那些目标的归一化的特性的平均数应等于1且西格玛应为0。当然，可允许公差。如果那些目标的归一化的特性的平均数不等于1(在适用的情况下在公差内)和/或西格玛不等于1(在适用的情况下在公差内)，则可基于被测量的特性和所述特性与处理参数之间的关系对所述过程和/或工具进行校正。作为另一示例，如果所述过程和/或工具不完全地有效，则可设定处理参数的不同监测值。例如，被测量的特性可与所述特性与处理参数之间的关系一起使用以获得处理参数的值。如果处理参数的值对每一特征大约相同，则处理参数的值可用作用于监测或控制的基础。在所述值不相同的情况下，横越曝光场、管芯、衬底等的处理参数的空间指纹可用作用于监测或控制的基础。
在实施例中，可基于选择的多个特征来确定统计特性的空间指纹、特征的特性的空间指纹和/或横越曝光场、管芯、衬底等的处理参数的被导出值的空间指纹，且所述空间指纹可用作用于监测或控制的基础。例如，可确定参考指纹，且之后可比较一个或后续的指纹与所述参考指纹以获得差异。所述差异可用作用于监测、控制等的基础。
因此，在实施例中，识别(例如，经由计算机模拟)对参数(例如，剂量、聚焦量等)敏感的多个特征(例如，图7A和图7B中的A、B、C)。此外，识别(例如，经由计算机模拟)特征的特性(例如，CD)与参数之间的关系。此外，在实施例中，在使用被很好地校准的图案化过程(例如，被很好地校准的光刻设备)所处理的衬底上执行特征的参考测量(例如，图7A和图7B中的DA0、DB0、DC0)。根据所述关系，可确定用于每一特征的参数(例如，剂量)的对应值，且所述对应值导致如下文中所描述的用于监测的一个或更多个统计特性(例如，平均数和/或西格玛)。此外，对(例如)一个或更多个生产衬底上的特征进行测量(例如，图7A和图7B中的DA1、DB1、DC1)。根据所述关系，可确定用于对(例如)一个或更多个生产衬底所测量的每一特征的参数(例如，剂量)的对应值，且所述对应值导致一个或更多个统计特性(例如，平均数和/或西格玛)。可之后比较所述统计特性以识别偏差。例如，可在相同图表上填入统计特性以识别偏差。例如，统计特性可用于(例如)目标能量(剂量)的跨曝光场的监测。作为另一示例，所述跨曝光场的信息可用于多个衬底中的每一衬底以监测曝光场均一性改变。例如，用于衬底的平均数和/或西格玛(例如，图7C，其中1、2、3、4对应于衬底的情形)可指示从参考值的能量(剂量)漂移。之后，跨曝光场的信息(例如，图7C，其中1、2、3、4对应于跨曝光场位置的情形)可识别有问题的部位。用户可规定一个或更多个限制以触发(例如)校准、运行中的校正等。
因此，通过本发明中的技术，可以存在处理参数(和/或器件图案的特征的特性)的有效监测。例如，可提供针对CD、剂量、聚焦量等的在线的产品衬底的有效曝光场和/或衬底管芯监测。这可以通过评估器件图案内的特征(诸如对处理参数敏感的特征)实现。这可引起生产衬底的较快的监测。这也可导致通过(例如)识别应何时应当执行校准或应何时进行在线校正，而更加生产效能地使用图案化过程。
在实施例中，用于本发明中的技术中的特征(例如，热点特征，其(例如)对诸如剂量和/或聚焦量的处理参数敏感)也可遭受图案化过程期间出现的问题或变化性。例如，归因于所述过程中的变化性，所述特征可能没有紧密地反映特征的特性(例如，CD)与处理参数(例如，聚焦量、剂量等)之间的关系。另外或替代地，所述特征可能变成有缺陷的，且因此不会得到其一个或更多个特性(例如，其被测量的CD)的相关数据。因此，在实施例中，除了可能地给出关于所述特定的特征的警告(例如，特征变为真实缺陷的警告)以外，也可从在同一区域内测量的特征筛选出所述特征。因此，所述区域内的剩余特征仍可用以确定被测量的部位的处理参数。因此，排除如上文刚刚所论述的某些特征可实现较准确的处理参数确定(例如，通过使用器件产品图案上的区域中的多个“好”的特征)以及报告一个或更多个有缺陷的特征。
图11为示出计算机系统100的方框图，其可以辅助实施本文公开的方法和流程。计算机系统100包括：总线102或用于信息通信的其它通信机制，和与总线102耦接的用于处理信息的处理器104(或多个处理器104和105)。计算机系统100还包括主存储器106(诸如随机存取存储器(RAM)或其它动态储存装置)，所述主存储器106耦接至总线102用于储存被处理器104执行的信息和指令。主存储器106还可以用于在由处理器104执行的指令的执行期间储存临时变量或其它中间信息。计算机系统100还包括被耦接至总线102的只读存储器(ROM)108或其它静态储存装置，其用于存储用于处理器104的静态信息和指令。存储装置110(诸如磁盘或光盘)被提供并耦接至总线102，用于存储信息和指令。
计算机系统100可以经由总线102耦接至显示器112(诸如阴极射线管(CRT)或平板或触摸面板显示器)，用于给计算机用户显示信息。输入装置114(包括字母数字键和其它键)耦接至总线102用于将信息和命令选择与处理器104通信。另一类型的用户输入装置是光标控制器116(诸如鼠标、轨迹球、或光标方向键)，用于将方向信息和命令选择与处理器104通信和用于控制显示器112上的光标移动。这一输入装置典型地在两个轴线(第一轴线(例如x)和第二轴线(例如y))上具有两个自由度，这允许所述装置指定平面中的位置。触摸面板(屏)显示器也可以用作输入装置。
根据本发明的一个实施例，此处描述的过程的部分可以由计算机系统100响应于用于执行包含在主储存器106中的一个或更多的指令的一个或更多的序列的处理器104而被执行。这样的指令可以被从另一计算机可读介质(诸如储存装置110)读取到主储存器106中。包含在主存储器106中的指令的序列的执行使得处理器104执行此处描述的过程步骤。在多处理布置中的一个或更多的处理器也可以被用于执行包含在主存储器106中的指令的序列。在可替代的实施例中，硬接线电路可以用于替代软件指令或与软件指令结合。因此，此处的描述不限于硬件电路和软件的任何特定的组合。
各种形式的计算机可读介质可能涉及将一个或更多的指令的一个或更多的序列传送至处理器104，用于执行。例如，指令可以最初出现在远程计算机的计算机可读介质上。远程计算机可以将指令加载到其动态存储器中且在通信线路上或无线地发送所述指令。计算机系统100接收指令并将所述制冷放置在总线102上。总线102将指令运载至主存储器106，处理器104从主存储器106获取和执行指令。由主存储器106接收的指令可以可选地在处理器104的执行之前或之后被储存在储存装置110上。
在实施例中，计算机系统100可以包括耦接至总线102的通信接口118。通信接口118提供耦接至网络链路120的双向数据通信，该网络链路120连接至局域网络122。通信接口118可以是综合业务数字网(ISDN)卡或调制解调器，以提供至对应通信线路的数据通信连接。作为另一示例，通信接口118可以是局域网络(LAN)卡以提供至兼容LAN的数据通信连接。也可实施无线链路。在任何这种的实施中，通信接口118发送且接收携载表示各种类型的信息的数字数据流的电信号、电磁信号或光学信号。
网络链路120通常经由一个或更多个网络向其他数据装置提供数据通信。例如，网络链路120可经由局域网络122向主计算机124或向由国际互联网接入服务供应商(ISP)126运行的数据设备提供连接。ISP126又经由全球分组数据通信网络(现在通常被称作“因特网”128)而提供数据通信服务。局域网络122和因特网128两者皆使用携载数字数据流的电信号、电磁信号或光学信号。经由各种网络的信号和在网络链路120上且经由通信接口118的信号(所述信号将数字数据携载至计算机系统100和从计算机系统100携载数字数据)为输送信息的载波的示例形式。
计算机系统100可以通过网络、网络链路120和通信接口118发送信息和接收数据，包括程序码。在互联网的例子中，服务器130可以通过互联网128、ISP126、局域网络122和通信接口118为应用程序发送请求码。一个这样的被下载的应用程序可以提供用于执行如本文所述的过程的部分的实施例。所述接收码在它被接收、和/或存储在在储存装置110中或其它非易失性储存器中用于之后的执行时，可以被处理器104执行。如此，计算机系统100可以获得成载波形式的应用码。
可以使用以下方面来进一步描述本发明：
1.一种方法，包括：
从由图案化过程所产生的衬底的一部分测量所述图案化过程的能够直接测量的处理参数的值，所述能够直接测量的处理参数包括是被设计成功能性的器件的部分的特征的特性；
获得所述能够直接测量的处理参数与不能够直接测量的处理参数之间的关系；和
由计算机系统根据所述能够直接测量的处理参数的所述值和所述关系确定所述不能够直接测量的处理参数的值。
2.如方面1所述的方法，其中所述能够直接测量的处理参数包括所述特征的临界尺寸(CD)。
3.如方面1或方面2所述的方法，其中所述特征是所述衬底上的抗蚀剂图像中的特征。
4.如方面1至3中任一方面所述的方法，其中所述特征是热点。
5.如方面1至4中任一方面所述的方法，其中所述不能够直接测量的处理参数是曝光所述衬底的所述部分的聚焦量。
6.如方面1至4中任一方面所述的方法，其中所述不能够直接测量的处理参数是曝光所述衬底的所述部分的剂量。
7.如方面1至6中任一方面所述的方法，其中所述关系从数据库获取、通过实验来建立或通过模拟来建立。
8.如方面1至7中任一方面所述的方法，其中根据所述能够直接测量的处理参数的值的中位数确定所述不能够直接测量的处理参数的所述值。
9.如方面1至8中任一方面所述的方法，其中所述部分具有相比于阈值更高的包含缺陷的几率。
10.如方面1至9中任一方面所述的方法，其中所述部分包含热点。
11.如方面1至10中任一方面所述的方法，其中从所述部分中的一个或更多个特征测量所述能够直接测量的处理参数的所述值。
12.如方面1至11中任一方面所述的方法，还包括验证所述关系。
13.如方面12所述的方法，其中验证所述关系包括获得所述部分的图像。
14.如方面13所述的方法，其中由扫描电子显微镜或电子束检查工具获得所述图像。
15.如方面12至14中任一方面所述的方法，其中验证所述关系包括确定测量一个或更多个能够直接测量的处理参数的值所在的部位。
16.如方面15所述的方法，还包括在所述部位处测量所述一个或更多个能够直接测量的处理参数的所述值。
17.如方面16所述的方法，其中测量所述一个或更多个能够直接测量的处理参数的所述值包括从所述图像提取边缘部位。
18.如方面1至17中任一方面所述的方法，其中所述特征不是量测目标的部分。
19.一种计算机程序产品，包括其上已经记录有指令的计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施如方面1至18中任一方面所述的方法。
20.一种制造器件的方法，其中使用图案化过程将器件图案施加至一系列衬底，所述方法包括使用如方面1至18中任一方面所述的方法来至少测量所述衬底中的至少一个上的所述器件图案，和根据所述方法的所述不能够直接测量的处理参数的所述值控制后续的衬底的所述光刻过程。
21.一种系统，包括：
检查设备，配置成将束提供于衬底上的器件图案上并且检测由所述器件图案改变方向的辐射；和
如方面19所述的非暂时性计算机程序产品。
22.如方面21所述的系统，还包括光刻设备，所述光刻设备包括：支撑结构，配置成保持用以调制辐射束的图案形成装置；和投影光学系统，布置成将所述调制的辐射束投影至辐射敏感的衬底上。
23.一种方法，包括：
获得通过光刻过程形成于衬底上的多个特征或图案的特性的值；
获得所述特性与所述光刻过程的处理参数之间的关系；
基于所述特性的所述值和所述关系确定所述特征或图案中的每一个的所述处理参数的值；和
由硬件计算机系统根据所述处理参数的所述值确定统计特性。
24.如方面23所述的方法，其中所述特性涉及所述特征或图案的几何形状。
25.如方面24所述的方法，其中所述特性是CD或归一化的CD。
26.如方面23所述的方法，其中所述特性涉及所述特征或图案相对于所述衬底或相对于彼此的部位。
27.如方面23至26中任一方面所述的方法，其中所述处理参数包括所述特征或图案的剂量。
28.如方面23至27中任一方面所述的方法，其中所述处理参数包括所述特征或图案的聚焦量。
29.如方面23至28中任一方面所述的方法，其中所述统计特性是所述处理参数的所述值的平均数、方差或标准偏差。
30.如方面23至29中任一方面所述的方法，还包括对于通过所述相同光刻过程或另外光刻过程所形成的特征或图案，从所述处理参数的值获得另外统计特性。
31.如方面30所述的方法，还包括确定所述统计特性和所述另外统计特性是否满足或不满足标准。
32.如方面31所述的方法，还包括如果所述统计特性和所述另外统计特性满足或不满足所述标准，调节或校准光刻过程。
33.一种计算机程序产品，包括其上应记录有指令的计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施如方面23至32中任一方面所述的方法。
本公开的实施例可以硬件、固件、软件或其任何组合中被实施。本公开的实施例也可被实施为储存于机器可读介质或计算机可读介质上的指令，所述指令可由一个或更多个处理器读取和执行。如本发明中所使用的术语“机器可读介质”或“计算机可读介质”是指参与将指令提供至处理器104以用于执行和/或包括被配置成储存或传输呈机器(例如，计算器装置)读取的形式的信息的任何机构的任何介质。这样的介质可采取许多形式，包括但不限于非永久性非暂时性介质、永久性非暂时性介质和传输介质。非永久性介质包括(例如)光盘或磁盘，诸如储存装置110。永久性介质包括动态存储器，诸如主存储器106。传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括电线，所述电线包括总线102。传输介质也可采取声波或光波的形式，诸如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间产生的声波或光波。计算机可读介质的常见形式包括(例如)软盘、软性磁盘、硬盘、磁带、磁盘储存介质或任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD或任何其他光学储存介质、打孔卡、纸带或具有孔图案的任何其他物理介质、只读存储器(ROM)、随机存取器(RAM)、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、闪存装置或任何其他存储器芯片或卡盒、载波(例如，电信号、光学信号、声学信号或其他形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等等))或电脑可以从其中读取的任何其他介质。
此外，固件、软件、例行程序、指令可在本发明中被描述为执行某些动作。然而，应了解，这些描述仅仅是出于方便起见，且这些动作事实上是由计算装置、处理器、控制器或执行固件、软件、例行程序、指令等的其他装置产生。
尽管在本文中对图案化过程和/或光刻设备在IC制造中的使用进行具体参考，但应理解，本发明中所描述的图案化过程和/或光刻设备可具有其他应用，诸如制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等等。本领域技术人员将了解，在这些替代应用的情形中，可认为本发明中使用的任何术语“晶片”或“管芯”分别与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。可在曝光之前或之后在(例如)轨道(通常将抗蚀剂层施加至衬底且显影被曝光的抗蚀剂的工具)或量测或检查工具中处理本发明中所提及的衬底。在可应用的情况下，可将本发明中的公开内容应用于这些和其他衬底处理工具。此外，可将衬底处理一次以上，例如，以便产生多层IC，使得本发明中所使用的术语衬底也可指已经包含多个被处理层的衬底。
本发明中所使用的术语“辐射”和“光束”涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如，具有365纳米、248纳米、193纳米、157纳米或126纳米的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如，具有在5纳米至20纳米的范围内的波长)；以及粒子束，诸如离子束或电子束。
虽然上文已描述本公开的具体实施例，但将了解，可以与所描述的方式不同的其他方式来实施所述实施例。

Claims (15)

1.一种方法，包括：
从衬底的由所述图案化过程所产生的一部分测量所述图案化过程的能够直接测量的处理参数的值，所述能够直接测量的处理参数包括是被设计成功能性的器件的部分的特征的特性；
获得所述能够直接测量的处理参数与不能够直接测量的处理参数之间的关系；和
由计算机系统根据所述能够直接测量的处理参数的所述值和所述关系确定所述不能够直接测量的处理参数的值。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述能够直接测量的处理参数包括所述特征的临界尺寸(CD)。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述特征是所述衬底上的抗蚀剂图像中的特征。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述不能够直接测量的处理参数是曝光所述衬底的所述部分的聚焦量，或是曝光所述衬底的所述部分的剂量。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述关系从数据库获取、通过实验来建立或通过模拟来建立。
6.如权利要求1所述的方法，其中根据所述能够直接测量的处理参数的值的中位数确定所述不能够直接测量的处理参数的所述值。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述部分具有与阈值相比较高的包含缺陷的几率，或其中所述部分包含热点。
8.如权利要求1所述的方法，其中由所述部分中的一个或更多个特征测量所述能够直接测量的处理参数的所述值。
9.如权利要求1所述的方法，还包括验证所述关系。
10.如权利要求9所述的方法，其中验证所述关系包括获得所述部分的图像。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述特征不是量测目标的部分。
12.一种计算机程序产品，包括其上已经记录有指令的计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施如权利要求1所述的方法。
13.一种系统，包括：
检查设备，配置成将束提供于衬底上的器件图案上且检测由所述器件图案改变方向的辐射；和
如权利要求12所述的非暂时性的计算机程序产品。
14.一种方法，包括：
获得通过光刻过程形成于衬底上的多个特征或图案的特性的值；
获得所述特性与所述光刻过程的处理参数之间的关系；
基于所述特性的所述值和所述关系确定每一个所述特征或每一个图案中的所述处理参数的值；和
通过硬件计算机系统根据所述处理参数的所述值确定统计特性。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述特性涉及所述特征或图案的几何形状。
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