CN109073987B - 用于调节光刻设备的致动的方法 - Google Patents

Abstract

光刻设备是一种将期望的图案施加到衬底上(通常施加到衬底的目标部分上)的机器。针对参考衬底，确定跨衬底的局部高度偏差与聚焦信息(诸如所确定的聚焦量)之间的函数关系。随后针对另一衬底(例如，生产衬底)测量高度偏差。使用后续衬底的高度偏差和函数关系确定后续衬底的预测的聚焦信息。然后使用预测的聚焦信息来控制光刻设备以将产品图案施加到产品衬底。

Description

用于调节光刻设备的致动的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年4月15日提交的EP申请16165605.3的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种调节光刻设备的致动的方法。特别地，本发明涉及一种用于确定图案化参数的量测信号的方法。

背景技术

光刻设备是一种将期望的图案施加到衬底上(通常施加到衬底的目标部分上)的机器。例如，光刻设备可以用于制造集成电路(IC)。在这种情况下，可以使用图案形成装置(可选地称为掩模或掩模版)来生成要形成在IC的单独层上的电路图案。该图案可以被转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括部分、一个或几个裸片)上。图案的转移通常经由成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来进行。通常，单个衬底将包含相继地被图案化的相邻目标部分的网络。

在光刻工艺中，经常需要对所产生的结构进行测量，例如，用于工艺控制和验证。用于进行这样的测量的各种工具是已知的，包括通常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜以及用于测量套刻精度(器件中两个层的对准精度)的专用工具。最近，各种形式的散射仪已经被开发用于光刻领域。这些装置将辐射束引导到目标上并且测量经散射的辐射的一个或多个性质(例如作为波长的函数的单个反射角处的强度；作为反射角的函数的一个或多个波长处的强度；或者作为反射角的函数的偏振)，以获得可以根据其来确定感兴趣的目标的性质的衍射“光谱”。

已知散射仪的示例包括在US2006033921A1和US2010201963A1中描述的类型的角度分辨散射仪。这样的散射仪所使用的目标是相对较大的(例如40μm×40μm)光栅，并且测量光束生成的光斑小于光栅(即光栅欠填充)。暗场成像量测的示例可以在国际专利申请US20100328655A1和US2011069292A1中找到，这些文献的全部内容通过引用并入本文。该技术的进一步发展已经在公开的专利公布文本US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A、US20130271740A和WO2013178422A1中进行了描述。这些目标可以小于照射光斑，并且可以被晶片上的产品结构包围。可以使用复合光栅目标在一个图像中测量多个光栅。所有这些申请的内容也通过引用并入本文。

需要监测的光刻工艺的一个重要参数是聚焦。希望在IC中集成越来越多的电子部件。为了实现这一点，需要减小部件的尺寸并且因此增加投影系统的分辨率，使得越来越小的细节或线宽可以投影在衬底的目标部分上。随着光刻中的临界尺寸(CD)缩小，聚焦在一个衬底上和在多个衬底之间的一致性变得越来越重要。CD是一个或多个特征(诸如晶体管的栅极宽度)的尺寸，其变化将导致特征的物理特性发生不期望的变化。传统上，最佳设置由“预先送出晶片”(即在生产运行之前被曝光、显影和测量的衬底)来确定。在预先送出晶片中，测试结构以所谓的聚焦能量矩阵(FEM)被曝光，并且最佳聚焦和能量设置通过检查这些测试结构来确定。

然而，这种确定聚焦的方法是不利的，因为它需要使用“预先送出晶片”以改变光刻设备的聚焦。这中断或者延迟了后续的生产运行，其又降低了光刻设备的吞吐量。另外，“预先送出晶片”可能不会经受与产品衬底相同的过程。这意味着“预先送出晶片”上的任何工艺引起的变形或缺陷与形成在产品衬底上的那些不同。使用已知方法，不可能准确地校正这一点。

已知方法的另一缺点是，为特定衬底(或一批衬底)选择的焦点设置是基于来自先前衬底或成批衬底的数据的。这意味着，不能考虑特定批次的衬底与下一批次的衬底之间的任何变化。这可能导致无法纠正的聚焦误差。

此外，可能无法使用上述确定跨整个衬底表面的聚焦的方法，这是不利的。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种调节光刻设备的致动的方法，光刻设备用于将图案施加到衬底的第一部分上，该方法包括以下步骤：

获得第一量测信号与第二量测信号之间的函数关系，第一量测信号表示第一图案化参数，并且第二量测信号表示第二图案化参数；

获得表示与衬底的第一部分相关联的第一图案化参数的第三量测信号；以及

根据第三量测信号和函数关系，确定表示与衬底的第一部分相关联的第二图案化参数的第四量测信号。

根据本发明的第二方面，提供了一种调节光刻设备的致动的方法，光刻设备用于将图案施加到衬底的第一部分上，该方法包括以下步骤：

训练第一量测信号与第二量测信号之间的函数关系，第一量测信号表示参考衬底的第一图案化参数，并且第二量测信号表示参考衬底的第二图案化参数；

获得表示与衬底的第一部分相关联的第一图案化参数的第三量测信号；以及

基于第三量测信号和经训练的函数关系，确定表示与衬底的第一部分相关联的第二图案化参数的第四量测信号。

本发明还提供了一种光刻设备，其包括用于执行如上所述的方法的装置。

本发明还提供了一种计算机程序产品，其包含一个或多个机器可读指令序列，一个或多个机器可读指令序列用于实现如上所述的根据本发明的方法中的创建步骤或使用步骤。

本发明还提供了一种制造器件的方法，其中该方法包括确定如上所述的方法中的量测信号，并且当将图案施加到衬底上时使用所确定的量测信号来调节光刻设备的致动。

下面参考附图详细描述本发明的其他方面、特征和优点，以及本发明的各种实施例的结构和操作。注意，本发明不限于本文中描述的具体实施例。这样的实施例在本文中仅出于说明的目的被呈现。基于本文中包含的教导，其他实施例对于相关领域的技术人员将是显而易见的。

附图说明

现在将仅通过示例的方式参考所附示意图描述本发明的实施例，附图中的相应的附图标记表示相应的部件，并且在附图中：

图1描绘了光刻设备以及形成用于半导体器件的生产设施的其他设备；

图2示意性地示出了适于执行角度分辨散射测量和暗场成像检查方法的检查设备；

图3描绘了掩模版上的目标形成元件，其适合于在具有聚焦相关不对称性的衬底上形成光栅；

图4示出了示例性衬底；

图5是具有第一和第二层的示例性衬底的示意图；

图6和图7示出了根据本发明的第一实施例的示例性方法；

图8和图9示出了根据本发明的第二实施例的示例性方法；以及

图10和图11示出了根据本发明的第三实施例的示例性方法。

具体实施方式

在详细描述本发明的实施例之前，提供可以在其中实现本发明的实施例的示例环境是有益的。

图1在200处示出了光刻设备LA，其为实现大批量光刻制造工艺的工业设施的一部分。在本示例中，制造工艺适于在诸如半导体晶片等衬底上制造半导体产品(集成电路)。本领域技术人员将认识到，可以通过在这个工艺的变型中处理不同类型的衬底来制造各种各样的产品。使用半导体产品的生产纯粹是作为具有极大的商业意义的示例。

在光刻设备(或简称为“光刻工具”200)内，在202处示出了测量站MEA，并且在204处示出了曝光站EXP。在206处示出了控制单元LACU。在这个示例中，每个衬底访问测量站和曝光站以便被施加图案。在光学光刻设备中，例如，使用投影系统，以使用经调节的辐射和投影系统将来自图案形成装置MA的产品图案转移到衬底上。这是通过在辐射敏感抗蚀剂材料层中形成图案的图像来进行的。

针对所使用的曝光辐射或者针对诸如浸没液体的使用或真空的使用等其他因素，视情况而定，本文中使用的术语“投影系统”应当被广义地解释为涵盖任何类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性、电磁和静电光学系统或其任何组合。图案形成装置MA可以是掩模或掩模版，其将向由图案形成装置透射或反射的辐射束赋予图案。已知的操作模式包括步进模式和扫描模式。众所周知，投影系统可以以各种方式与衬底和图案形成装置的支撑和定位系统协作，以跨衬底向很多目标部分施加期望的图案。可以使用可编程的图案形成装置来代替具有固定图案的掩模版。例如，辐射可以包括深紫外(DUV)或极紫外(EUV)波段的电磁辐射。本公开还适用于其他类型的光刻工艺，例如压印光刻和直写光刻，例如通过电子束。

光刻设备控制单元LACU控制各种致动器和传感器的所有移动和测量，以接纳衬底W和掩模版MA并且实现图案化操作。LACU还包括信号处理和数据处理能力，以实现与设备的操作相关的期望计算。实际上，控制单元LACU将被实现为多个子单元的系统，每个子单元处理设备内的子系统或部件的实时数据采集、处理和控制。

在曝光站EXP处向衬底施加图案之前，在测量站MEA中处理衬底，使得可以执行各种预备步骤。预备步骤可以包括，使用水平传感器对衬底的表面高度绘图，以及使用对准传感器测量对准标记在衬底上的位置。对准标记名义上布置为规则的栅格图案。然而，由于在创建标记时的不准确性以及还由于整个处理过程中发生的衬底的变形，所以标记偏离理想栅格。因此，除了测量衬底的位置和取向之外，如果设备要以非常高的准确度在正确的位置打印产品特征，则对准传感器实际上必须跨衬底区域详细地测量很多标记的位置。该设备可以是所谓的双台型，其具有两个衬底台，每个衬底台具有由控制单元LACU控制的定位系统。当一个衬底台上的一个衬底在曝光站EXP处被曝光时，另一衬底可以被装载到测量站MEA处的另一衬底台上，使得可以执行各种预备步骤。因此，对准标记的测量非常耗时，并且提供两个衬底台能够显著增加设备的吞吐量。如果位置传感器IF在测量站和曝光站处不能测量衬底台的位置，则可以提供第二位置传感器以使得能够在这两个站处跟踪衬底台的位置。光刻设备LA例如可以是所谓的双台型，其具有两个衬底台WTa和WTb以及两个站：曝光站和测量站，衬底台可以在曝光站和测量站之间交换。

一旦已经在光刻单元中施加和显影图案，则图案化的衬底220被转移到诸如222、224、226所示的其他处理设备。各种工艺步骤由典型的生产设施中的各种设备来实现。为了举例，本实施例中的设备222是蚀刻站，并且设备224执行蚀刻后退火步骤。另外的物理和/或化学工艺步骤在其他设备226等中进行。可能需要很多类型的操作来制造真实的器件，诸如材料的沉积、表面材料特性的修改(氧化、掺杂、离子注入等)、化学机械抛光(CMP)等。实际上，设备226可以表示在一个或多个设备中执行的一系列不同的工艺步骤。

众所周知，半导体器件的制造涉及这样的处理的很多次重复，以在衬底上逐层地形成具有适当材料和图案的器件结构。因此，到达光刻簇的衬底230可以是新制备的衬底，或者它们可以是先前在这个簇中或在另一设备中已经被完全处理的衬底。类似地，取决于所需要的处理，离开设备226上的衬底232可以被返回以用于在同一光刻簇中的后续图案化操作，它们可以被指定用于不同簇中的图案化操作，或者它们可以是要被发送用于切割和封装的成品。

产品结构的每个层需要不同的一组工艺步骤，并且在每个层处使用的设备226可以是完全不同的类型。此外，即使在要由设备226应用的工艺步骤在名义上相同的情况下，在大型设施中，也可以存在若干假定相同的机器并行工作以在不同的衬底上执行步骤226。这些机器之间设置或故障的小的差异可能表示它们以不同的方式影响不同的衬底。甚至可以通过若干名义上相同但是并行工作以使吞吐量最大化的蚀刻设备来实现对每个层相对共同的步骤，诸如蚀刻(设备222)。而且，实际上，根据待蚀刻的材料的细节以及特殊要求(诸如例如各向异性蚀刻)，不同的层需要不同的蚀刻工艺，例如化学蚀刻、等离子体蚀刻。

如上所述，先前的和/或后续的处理可以在其他光刻设备中执行，并且甚至可以在不同类型的光刻设备中执行。例如，器件制造过程中对诸如分辨率和套刻精度等参数要求非常高的一些层可以在比其他要求不太高的层更先进的光刻工具中执行。因此，一些层可以在浸没式光刻工具中曝光，而另一些层在“干式”工具中曝光。一些层可以在工作于DUV波长的工具中曝光，而另一些层则使用EUV波长辐射来曝光。

为了使得由光刻设备曝光的衬底正确且一致地曝光，期望检查曝光的衬底，以测量诸如后续层之间的套刻精度误差、线厚度、临界尺寸(CD)等性质。因此，光刻单元LC所在的制造装置还包括量测系统MET，其接收已经在光刻单元中处理的一些或全部衬底W。量测结果直接或间接提供给监督控制系统SCS。如果检测到误差，则可以对后续衬底的曝光进行调节，特别是在能够立刻并且足够快地进行量测以使得同一批次的其他衬底仍然要被曝光的情况下。而且，已经曝光的衬底可以被剥离和再加工以提高产量或被丢弃，从而避免在已知有缺陷的衬底上进行进一步处理。在仅衬底的一些目标部分有缺陷的情况下，可以仅对那些良好的目标部分进行进一步的曝光。

图1中还示出了量测设备240，其被提供用于在制造过程中的期望阶段测量产品的参数。现代光刻生产设施中的量测设备的常见示例是散射仪，例如角度分辨散射仪或光谱散射仪，并且其可以被应用于在设备222中的刻蚀之前在220处测量经显影的衬底的性质。使用量测设备240，例如，可以确定诸如套刻精度或临界尺寸(CD)等重要的性能参数不符合经显影的抗蚀剂中的特定精度要求。在蚀刻步骤之前，有机会剥离经显影的抗蚀剂并且通过光刻簇重新处理衬底220。也众所周知，通过监督控制系统SCS和/或控制单元LACU 206随时间进行小的调节，来自设备240的量测结果242可以用于保持在光刻簇中的图案化操作的准确性能，从而使产品不符合规范并且需要重新工作的风险最小化。当然，量测设备240和/或其他量测设备(未示出)可以被应用来测量经处理的衬底232、234和到来的衬底230的性质。

图2(a)示出了实现角度分辨散射测量的检查设备，其适用于执行所谓的暗场成像。该设备可以是独立装置或者被并入光刻设备LA中，例如在测量站或光刻单元LC处。在整个设备中具有若干分支的光轴由虚线O表示。目标光栅T和衍射射线在图2(b)中更详细地示出。

在这种类型的检查设备中，由辐射源11发出的辐射由照射系统12调节。例如，照射系统12可以包括用于准直的透镜系统12a、滤色器12b、偏振器12c和孔径装置13。经调节的辐射遵循照射路径IP，在照射路径IP中，经调节的辐射被部分反射表面15(例如，分束器)反射并且经由显微镜物镜16聚焦成衬底W上的光斑S。量测目标T可以形成在衬底W上。透镜16具有高数值孔径(NA)，优选地至少0.9并且更优选地至少0.95。如果需要，可以使用浸没流体来获得超过1的数值孔径。

照射路径被标记为IP。第二部分反射表面17(例如，分束器)将收集路径分成两个分支。在第一测量分支中，检测器19如上所述精确地记录目标的散射光谱或衍射光谱。该检测器19可以称为光瞳图像检测器。

在第二测量分支中，成像光学系统22在传感器23(例如，CCD或CMOS传感器)上形成衬底W上的目标的图像。孔径光阑21设置在收集路径CP中的与光瞳平面共轭的平面中(它也可以称为光瞳光阑)。孔径光阑21可以采用不同的形式，就像照射孔径可以采用不同的形式一样。通常，孔径光阑21用于阻挡零阶衍射光束，使得形成在传感器23上的目标的图像T'仅由一阶光束形成。这就是所谓的暗场图像，相当于暗场显微技术。由传感器19和23捕获的图像被输出到图像处理器和控制器PU，其功能将取决于正在执行的特定测量类型。

在这个示例中的照射路径中，示出了附加光学器件，使得场光阑13'可以放置在与目标和图像传感器23的平面共轭的平面中。该平面可以被称为场平面或共轭图像平面，并且具有跨场平面的每个空间位置对应于跨目标的位置的特性。该场光阑可以用于例如为特定目的而成形照射光斑，或者仅仅用于避免照射在设备的视场内但不是感兴趣的目标的一部分的特征。以下附图和讨论通过示例的方式涉及用于实现孔径器件13的功能的技术，但是本公开还涵盖使用相同的技术来实现场光阑13'的功能。

如图2(b)中更详细地示出的，放置目标光栅T，其中衬底W垂直于物镜16的光轴O。在离轴照射分布的情况下，从离开轴O的角度照射到光栅T上的照射射线I产生零阶射线(实线0)和两个一阶射线(点划线+1和双点划线-1)。应当记住，对于过填充的小目标光栅，这些射线只是覆盖衬底区域的很多平行射线之一，包括测量目标光栅T和其他特征。因为板13中的孔径具有有限的宽度(对于允许有用的光量是必需的)，所以入射射线I实际上将占据一定范围的角度，并且衍射射线0和+1/-1将稍微扩展。根据小目标的点扩散函数，每个+1和-1阶将进一步在特定角度范围内扩展，而不是如图所示的单个理想射线。

通过使用不同的孔径可以实现不同的照射模式。孔径13N(“北”)和13S(“南”)各自仅从特定的窄角度范围提供离轴照射。回到图2(a)，这通过将环形孔径的径向相对部分指定为北(N)和南(S)来说明。来自照射锥体的北部部分的+1衍射射线(其标记为+1(13N))进入物镜16，并且来自锥体的南部部分的-1衍射射线(标记为-1(13S))也是如此。如在背景技术中提到的在先申请中所描述的，在这种类型的孔径13N、13S之间切换的同时使用暗场成像传感器23是从多个小目标获得不对称测量的一种方式。当使用离轴照射时，孔径光阑21a可以用于阻挡零阶辐射。

虽然示出了离轴照射，但是可以替代地使用目标的轴上照射，并且使用具有离轴孔径的孔径光阑来将基本上仅一个第一阶衍射光传递到传感器。在一个示例中，使用棱镜21b代替孔径光阑21，其具有将+1和-1阶转移到传感器23上的不同位置的效果，使得可以在不制作两个图像的情况下检测和比较它们。该技术在上述公开的专利申请US2011102753A1中公开，其内容通过引用并入本文。代替一阶光束或者除了一阶光束之外，在测量中，可以使用二阶、三阶和更高阶光束(图2中未示出)。

当监测光刻工艺时，期望监测光刻工艺参数，诸如光刻束在衬底上的聚焦。从打印的结构确定焦点设置的一种已知方法是测量打印的结构的临界尺寸(CD)。CD是最小特征(例如，元件的线宽)的度量。打印的结构可以是被形成为专门用于聚焦监测的目标，诸如线空间光栅。众所周知，CD通常显示对聚焦的二阶响应，在CD(y轴)相对于聚焦(x轴)的曲线上形成所谓的“Bossung曲线”。Bossung曲线是基本对称的曲线，其围绕表示最佳焦点的峰基本对称。Bossung曲线的形状可以基本为抛物线形。这种方法有几个缺点。一个缺点是，该方法在最佳焦点附近显示出低灵敏度(由于曲线的抛物线形状)。另一缺点是，该方法对任何离焦的符号不敏感(因为曲线在最佳焦点周围在很大程度上是对称的)。该方法尤其对剂量和工艺变化(串扰)敏感。

为了解决这些问题，设计了基于衍射的聚焦(DBF)。基于衍射的聚焦可以使用在掩模版上的目标形成特征，这些目标形成特征打印具有取决于打印期间的焦点设置的不对称程度的目标。然后可以使用基于散射测量的检查方法来测量这种不对称程度，例如通过测量从目标衍射的+1阶和-1阶辐射的强度之间的强度不对称性，以获得焦点设置的度量。

图3示出了被配置用于基于衍射的焦点测量的DBF目标形成设计315。它包括多个DBF结构320，每个DBF结构320包括高分辨率子结构325。在基础节距之上的高分辨率子结构325为每个DBF结构320创建不对称的抗蚀剂分布，其中不对称程度取决于聚焦。因此，量测工具可以从使用DBF目标形成设计315形成的目标来测量不对称程度，并且将其转换成扫描仪焦点。

虽然DBF目标形成设计315能够实现基于衍射的焦点测量，但是它不适合在所有情况下使用。这样的结构可能不符合适用于某些产品结构的严格设计约束。在芯片制造过程期间，掩模版上的所有特征必须打印并且经受后续处理步骤。半导体制造商使用设计规则作为限制特征设计的手段，以确保打印的特征符合其工艺要求。这样的设计规则的一个示例涉及结构或节距的可允许尺寸。另一示例设计规则涉及图案密度，其可以将所得到的抗蚀剂图案的密度限制在特定范围内。

上述用于执行焦点测量的方法的一个缺点是可能无法在衬底的某些部分上可靠地执行这样的测量。例如，在某些衬底的边缘附近，并不总是能够可靠地执行焦点测量。这在图4(a)中示出，图4(a)示出了示例性衬底400的截面。在衬底的中央部分402，可以如上所述确定聚焦。然而，在靠近衬底的边缘的衬底的边缘部分404中，不可能测量焦点并且确定光刻设备的焦点设置。

在理想情况下，可以假定为衬底的中央部分确定的任何焦点设置也可用在边缘部分中。然而，实际上，衬底受到边缘相关效应的影响，这可能例如导致衬底在边缘附近变形。图4(b)示出了一个这样的示例性情况，其中边缘滚降导致衬底406的轮廓与理想衬底408不同。为了选择光刻设备的精确焦点设置，有必要考虑任何边缘相关效应(即，本示例中的边缘滚降)。如果为衬底的中央部分选择的相同焦点设置用于边缘部分，则在边缘部分上图案化的任何结构的质量可能受到负面影响。

在上述已知方法中，通过焦点测量结果与预定校准数据之间的比较来确定要使用的焦点设置。通过对一组校准衬底执行测量来获得校准数据。由于校准衬底不经受与产品衬底相同的工艺和过程，因此校准衬底上的任何工艺引起的变形或缺陷将与产品衬底不同。在已知方法中，不可能对此进行校正。

已知方法的另一缺点是，为特定衬底(或一批衬底)选择的焦点设置基于来自先前衬底或成批衬底的数据。这意味着，不能考虑特定批次的衬底与下一批次的衬底之间的任何变化。这可能导致无法纠正的聚焦误差。

已经发现，焦点测量与使用光刻设备的水平传感器获得的测量结果之间存在相关性。如上所述，光刻设备的水平传感器以已知的方式对衬底的所有层的表面高度(其在本领域中可以称为“晶片图”或“高度图”)进行绘图。在光刻工艺期间单独测量图案化到衬底上的每个层。然后使用测量结果以合适的方式创建高度图。当测量每个层时，创建整个衬底的每个层的高度图。然而，与上述焦点测量不同，水平传感器能够测量衬底的整个表面。

应当注意，虽然已经在上文中描述了焦点测量和水平测量，但是原则上可以将如下所述的示例性方法应用于光刻设备的其他图案化参数。例如，还观察到套刻精度误差测量与水平测量之间的相关性，因为套刻精度误差是基于不对称测量而确定的。这样，将认识到，以下对焦点测量的任何具体引用仅仅是示例性的而非限制性的。

图5中示出了示例性衬底500。衬底可以具有施加到衬底502的表面的多个图案或层。在本示例中，第一层504和第二层506已经沉积到衬底的表面上。当然，应当注意，仅出于示例性的目的而示出了两个层，并且其他衬底(例如，具有产品图案的衬底)可以包括任何合适数目的层。

现在将参考图6和图7讨论第一示例性方法。在第一步骤601中，获得第一量测信号与第二量测信号之间的函数关系，第一量测信号表示第一图案化参数，并且第二量测信号表示第二图案化参数。例如，可以基于从衬底702获得的第一量测信号704和第二量测信号706来获得函数关系。在一个示例中，第一量测信号表示跨衬底的局部高度偏差。在一个示例中，第一量测信号包括第一部分和第二部分，第一部分包括衬底的第一层的第一高度数据，第二部分包括衬底的第二层的第二高度数据。在另一示例中，第二量测信号表示衬底的聚焦信息，诸如所确定的聚焦量。在又一示例中，第二量测信号表示与套刻精度误差有关的信息，例如，基于一个或多个不对称测量的所确定的套刻精度误差。

应当注意，尽管图7中仅示出了一个衬底，但这仅用于示例性目的。第一和第二量测信号同样可以从多个衬底来获得。在一个示例中，一个或多个衬底是参考或校准衬底。校准衬底可以例如是“校准批次”或“校准批”的一部分。在另一示例中，一个或多个衬底是用产品结构图案化的产品衬底。在又一示例中，基于在单个衬底上执行的测量来获得函数关系。当然，可以理解，在获得函数关系之前，可以对第一和第二量测信号执行多个附加的程序步骤(为了清楚起见而未示出)，诸如附加的计算或数据变换。

获得函数关系的步骤可以在后续方法步骤之前或远程执行。在一个示例中，参考衬底是产品衬底，其是与衬底相同的批次的一部分，其在衬底被处理之前被处理。在另一示例中，获得函数关系的步骤在其余步骤之前和远程执行。

可以以任何合适的方式获得函数关系，诸如(但不限于)机器学习算法或统计方法。例如，函数关系可以由处理单元708确定。

在一个示例中，示例性方法另外包括获得第一量测信号的步骤。在另一示例中，该方法还包括获得第二量测信号的步骤。第一和第二量测信号都可以以任何合适的方式获得。在上述示例中，第一量测信号包括跨衬底的局部高度偏差，并且如上所述确定。在这个示例中，第二量测信号表示聚焦信息，其可以如上所述确定。

在第二步骤602中，获得表示与衬底714的第一部分712相关联的第一图案化参数的第三量测信号710。在一个示例中，衬底714是衬底702也属于的批次或“批”衬底的一部分。在另一示例中，衬底702是参考或校准衬底，并且衬底714是产品衬底。在又一示例中，衬底702和衬底714是相同的衬底。

在一个示例中，类似于第一量测信号，第三量测信号包括衬底的第一层的第一高度数据。在另一示例中，第三量测信号另外包括衬底的第二层的第二高度数据。

在第三步骤603中，根据第三量测信号和函数关系(由箭头716指示)，获得表示与衬底的第一部分相关联的第二图案化参数的第四量测信号720。第四量测信号可以以任何合适的方式获得。在一个示例中，它由处理单元722确定。在一个示例中，第四量测信号表示衬底724的第一部分的聚焦信息。

除了上述步骤之外，示例性方法可以包括基于所确定的第四量测信号来导出校正参数、用于在控制光刻设备将产品图案施加到产品衬底上的多个场时使用的步骤。

现在将参考图8和图9描述调节光刻设备的致动的第二示例性方法800，光刻设备用于将图案施加到衬底的一部分上。

在第一步骤801中，训练第一量测信号904与第二量测信号906之间的函数关系，其中第一量测信号表示参考衬底902的第一图案化参数，并且第二量测信号表示参考衬底的第二图案化参数。在本示例中，第一量测信号表示跨参考衬底的局部高度偏差。在一个示例中，第一量测信号包括第一部分和第二部分，第一部分包括衬底的第一层的第一高度数据，第二部分包括衬底的第二层的第二高度数据。在另一示例中，第一量测信号可以包括第一高度数据或第二高度数据中的仅一个。在另一示例中，第一量测信号包括多于两个部分，每个部分包括来自参考衬底的单独的层的高度数据。

在另一示例中，第二量测信号表示聚焦信息，诸如所确定的聚焦量。在又一示例中，第二量测信号表示与套刻精度误差有关的信息，例如，基于一个或多个不对称测量的所确定的套刻精度误差。当然，可以理解，在获得函数关系之前，可以在第一和第二量测步骤上执行多个程序步骤(为了清楚起见而未示出)，诸如附加的计算或数据变换。

可以在后续方法步骤之前执行获得函数关系的步骤。在一个示例中，参考衬底是与衬底相同的批次的产品衬底部分，其在衬底被处理之前被处理。在另一示例中，获得函数关系的步骤在其余步骤之前和远程执行。

应当注意，尽管图9中仅示出了一个参考衬底，但这仅用于示例性目的。原则上，可以使用任何合适或期望数目的参考衬底。在一个示例中，使用多个参考衬底，诸如批次或“批”校准衬底。在另一示例中，代替来自校准衬底的量测信号或除了来自校准衬底的量测信号之外，使用来自先前的产品衬底的量测信号。在特定示例中，参考衬底是与衬底相同的批次的产品衬底部分，但是在衬底被处理之前被处理。

函数关系可以以任何合适的方式获得，诸如(但不限于)机器学习算法或统计方法。例如，函数关系可以由处理单元908确定。

在一个示例中，示例性方法另外包括获得第一量测信号的步骤。在另一示例中，该方法包括获得第二量测信号的步骤。第一和第二量测信号都可以以任何合适的方式获得。在上述示例中，第一量测信号包括跨衬底的局部高度偏差，并且如上所述确定。在这个示例中，第二量测信号包括聚焦信息，其可以如上所述确定。

在第二步骤802中，获得表示与衬底914的第一部分912相关联的第一图案化参数的第三量测信号910。在一个示例中，第三量测信号因此表示衬底的第一部分的局部高度偏差。在另一示例中，第三量测信号包括衬底的第一层的第一高度数据。在另一示例中，第三量测信号另外包括衬底的第二层的第二高度数据。

在第三步骤803中，根据第三量测信号910和函数关系(由箭头916指示)，获得表示与衬底的第一部分相关联的第二图案化参数的第四量测信号920。第四量测信号可以以任何合适的方式获得。在一个示例中，它由处理单元922确定。在一个示例中，第四量测信号表示衬底924的第一部分的聚焦信息。

除了上述步骤之外，示例性方法可以包括基于所确定的第四量测信号来导出校正参数、用于在控制光刻设备将产品图案施加到产品衬底上的多个场时使用的步骤。

应当认识到，技术人员可以设想实现上述示例的多个具体布置。

现在将参考图10和图11讨论第三示例性方法。仅出于示例性目的，将使用与图5所示的衬底类似的参考衬底1002来描述示例性方法。参考衬底具有第一层1004a和第二层1006a。在其他示例中，可以使用具有更多层的衬底。

在本示例中，参考衬底是用于校准光刻设备的校准衬底。在其他示例中，衬底可以是产品图案已经施加到其上的产品衬底。

在第一步骤1101中，水平传感器(未示出)对参考衬底的第一层1004b的表面高度绘图。如图所示，参考衬底的第一层的整个表面被绘图。在第一步骤中，水平传感器另外对参考衬底的第二层1006b的表面高度绘图。当然，可以认识到，如上所述的第一步骤仅是示例性的。可以将其他特定方法步骤作为第一步骤的一部分来执行。

随后将第一层的第一表面高度数据和第二层的第二表面高度数据发送到处理单元1010。基于所绘图的表面高度，为参考衬底的第一层创建第一高度图1012，并且为参考衬底的第二层创建第二高度图1014。高度图可以以任何合适的方式创建，诸如例如如上所述。

在第二步骤1102中，以上述方式对参考衬底的第二层1006c上的聚焦标记执行焦点测量。还如上所述，可以对第二层的表面区域的仅部分1008执行焦点测量。焦点测量数据1018被发送到处理单元1016，焦点测量数据1018在处理单元1016中以合适的方式处理。

在第三步骤1103中，使用第一高度图1012、第二高度图1014和焦点测量数据1018来训练函数关系。在本示例中，函数关系是描述一个或多个层的高度图与特定层的焦点测量之间的相关性的函数1020。

通常，上述方法步骤可以紧接在开始处理产品衬底之前执行。然而，原则上，上述步骤中的一个或多个也可以在处理批次或“批”产品衬底期间执行。或者，上述步骤中的一些也可以在开始处理之前执行，并且其余步骤可以在处理期间执行。

在第四步骤1104中，使用水平传感器以类似于上述第一和第二步骤的方式创建衬底1022的第一层1020和第二层1021的表面高度的第三高度图1024和第四高度图1025。在本示例中，衬底是其上已经施加产品图案的衬底。因此，在光刻设备中处理衬底的同时产生衬底的高度图。

应当注意，上述第三和第四高度图仅是示例性的。原则上，可以使用包括衬底1022的任何合适或期望数目的层的表面高度数据的高度图。

在第五步骤1105中，处理单元1026基于函数关系和第三高度图1024确定第二衬底1032的第二层1030的至少一部分1028的一组预测的聚焦数据。随后可以使用预测的聚焦数据来在第二层的图案化期间调节光刻设备的设置。

尽管在上述示例中已经具体参考焦点测量，但是应当认识到，在这些示例中讨论的原理同样可以应用于预测其上的衬底或层的其他特性。例如，如上所述，可以容易地设想上述方法和设备在预测一个或多个层上的套刻精度误差方面的应用。

尽管以上可以已经在光学光刻的上下文中对本发明的实施例的使用进行了具体参考，但是应当理解，本发明可以用于其他应用，例如压印光刻，并且在上下文允许的情况下，不是仅限于光学光刻。在压印光刻中，图案形成装置中的形貌限定在衬底上产生的图案。图案形成装置的形貌可以被压入被提供给衬底的抗蚀剂层中，然后通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来固化抗蚀剂。在抗蚀剂固化后，将图案形成装置移出抗蚀剂，在其中留下图案。

与光刻设备有关的术语“辐射”和“光束”包括所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如，波长为或约为365、355、248、193、157或126nm)和极紫外(EUV)辐射(例如，波长在5至20nm的范围内)、以及粒子束，诸如离子束或电子束。

在上下文允许的情况下，术语“透镜”可以指代各种类型的光学部件中的任何一个或组合，包括折射、反射、磁性、电磁和静电光学部件。

实施例还可以使用以下子句进行描述：

1.一种调节光刻设备的致动的方法，所述光刻设备用于将图案施加到衬底的第一部分上，所述方法包括以下步骤：

获得第一量测信号与第二量测信号之间的函数关系，所述第一量测信号表示第一图案化参数，并且所述第二量测信号表示第二图案化参数；

获得表示与所述衬底的所述第一部分相关联的所述第一图案化参数的第三量测信号；以及

根据所述第三量测信号和所述函数关系，确定表示与所述衬底的所述第一部分相关联的所述第二图案化参数的第四量测信号。

2.根据子句1所述的方法，还包括：

基于所确定的第四量测信号来导出校正参数，用于在控制光刻设备将产品图案施加到产品衬底上的多个场时使用。

3.根据前述任一子句所述的方法，还包括获得所述第一量测信号的步骤。

4.根据前述任一子句所述的方法，还包括获得所述第二量测信号的步骤

5.根据前述任一子句所述的方法，其中所述第一量测信号表示跨所述衬底的局部高度偏差，并且其中所述第三量测信号表示跨所述衬底的所述第一部分的局部高度偏差。

6.根据子句5所述的方法，其中所述第一量测信号包括：

第一部分，包括所述衬底的第一层的第一高度数据；以及

第二部分，包括所述衬底的第二层的第二高度数据。

7.根据子句5或6所述的方法，其中所述第三量测信号包括所述衬底的第一层的第一高度数据。

8.根据子句5至7中任一项所述的方法，其中所述第三量测信号包括所述衬底的第二层的第二高度数据。

9.根据前述任一子句所述的方法，其中所述第二量测信号表示所述衬底的聚焦信息，并且其中所述第四量测信号表示所述衬底的所述第一部分的聚焦信息。

10.一种调节光刻设备的致动的方法，所述光刻设备用于将图案施加到衬底的第一部分上，所述方法包括以下步骤：

训练第一量测信号与第二量测信号之间的函数关系，所述第一量测信号表示参考衬底的第一图案化参数，并且所述第二量测信号表示所述参考衬底的第二图案化参数；

获得表示与所述衬底的第一部分相关联的所述第一图案化参数的第三量测信号；以及

基于所述第三量测信号和经训练的函数关系，确定表示与所述衬底的所述第一部分相关联的所述第二图案化参数的第四量测信号。

11.根据子句10所述的方法，还包括：

基于所确定的第四量测信号来导出校正参数，用于在控制光刻设备将图案施加到衬底上的多个场时使用。

12.根据子句10或11所述的方法，还包括获得所述第一量测信号的步骤。

13.根据子句10、11或12的方法，还包括获得所述第二量测信号的步骤

14.根据子句10至13中任一项所述的方法，其中所述第一量测信号表示跨所述参考衬底的局部高度偏差，并且其中所述第三量测信号表示跨所述衬底的所述第一部分的局部高度偏差。

15.根据子句14所述的方法，其中所述第一量测信号包括：

第一部分，包括所述参考衬底的第一层的第一高度数据；以及

第二部分，包括所述参考衬底的第二层的第二高度数据。

16.根据子句14或15所述的方法，其中所述第三量测信号包括所述衬底的第一层的第一高度数据。

17.根据子句14至16中任一项所述的方法，其中所述第三量测信号包括所述衬底的第二层的第二高度数据。

18.根据子句10至17中任一项所述的方法，其中所述第二量测信号表示所述衬底的聚焦信息，并且其中所述第四量测信号表示所述衬底的所述第一部分的聚焦信息。

19.一种光刻设备，包括用于执行根据子句1至18中任一项所述的方法的装置。

20.一种计算机程序产品，包括机器可读指令，所述机器可读指令当在合适的处理器上运行时，引起所述处理器执行根据子句1至18中任一项所述的方法的创建步骤和使用步骤。

21.一种用于使用光刻设备制造器件的方法，所述方法包括：

通过根据子句1至18中任一项所述的方法确定第四量测信号；以及

当将图案施加到衬底上时，使用所确定的量测信号来调节所述光刻设备的致动。

对具体实施例的以上描述将如此充分地揭示本发明的一般性质，以至于其他人可以在不脱离本发明的一般概念的情况下，通过应用本领域技术范围内的知识容易地修改各种应用和/或使各种应用适应这样的具体实施例，而无需过多的实验。因此，基于本文中给出的教导和指导，这些适应和修改旨在落入所公开的实施例的等同物的含义和范围内。应当理解，本文中的措辞或术语是出于说明的目的而非限制性的目的，使得本说明书的术语或措辞将由本领域技术人员根据这些教导和指导来解释。

本发明的广度和范围不应当受任何上述示例性实施例的限制，而应当仅根据所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (15)

1.一种调节光刻设备的致动的方法，所述光刻设备用于将图案施加到衬底的第一部分上，所述方法包括以下步骤：

获得第一量测信号与第二量测信号之间的函数关系，所述第一量测信号表示第一图案化参数，并且所述第二量测信号表示第二图案化参数；

获得表示与所述衬底的所述第一部分相关联的所述第一图案化参数的第三量测信号；

根据所述第三量测信号和所述函数关系，确定表示与所述衬底的所述第一部分相关联的所述第二图案化参数的第四量测信号；以及

输出所述第四量测信号或从所述第四量测信号导出的数据，以用于在生产过程中使用或与所述生产过程一起使用，所述生产过程包含由所述光刻设备将所述图案施加到所述衬底上。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

基于所确定的第四量测信号来导出校正参数，用于在控制光刻设备将产品图案施加到产品衬底上的多个场时使用。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括获得所述第一量测信号的步骤，和/或还包括获得所述第二量测信号的步骤。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一量测信号表示跨所述衬底的局部高度偏差，并且其中所述第三量测信号表示跨所述衬底的所述第一部分的局部高度偏差。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一量测信号包括：

第一部分，包括所述衬底的第一层的第一高度数据；以及

第二部分，包括所述衬底的第二层的第二高度数据。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述第三量测信号包括所述衬底的第一层的第一高度数据，或者其中所述第三量测信号包括所述衬底的第二层的第二高度数据。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二量测信号表示所述衬底的聚焦信息，并且其中所述第四量测信号表示所述衬底的所述第一部分的聚焦信息。

8.一种调节光刻设备的致动的方法，所述光刻设备用于将图案施加到衬底的第一部分上，所述方法包括以下步骤：

训练第一量测信号与第二量测信号之间的函数关系，所述第一量测信号表示参考衬底的第一图案化参数，并且所述第二量测信号表示所述参考衬底的第二图案化参数；

获得表示与所述衬底的第一部分相关联的所述第一图案化参数的第三量测信号；

基于所述第三量测信号和经训练的函数关系，确定表示与所述衬底的所述第一部分相关联的所述第二图案化参数的第四量测信号；以及

输出所述第四量测信号或从所述第四量测信号导出的数据，以用于在生产过程中使用或与所述生产过程一起使用，所述生产过程包含由所述光刻设备将所述图案施加到所述衬底上。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

基于所确定的第四量测信号来导出校正参数，用于在控制光刻设备将图案施加到衬底上的多个场时使用。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括获得所述第一量测信号的步骤，和/或还包括获得所述第二量测信号的步骤。

11.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一量测信号表示跨所述参考衬底的局部高度偏差，并且其中所述第三量测信号表示跨所述衬底的所述第一部分的局部高度偏差。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一量测信号包括：

第一部分，包括所述参考衬底的第一层的第一高度数据；以及

第二部分，包括所述参考衬底的第二层的第二高度数据。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述第三量测信号包括所述衬底的第一层的第一高度数据，和/或其中所述第三量测信号包括所述衬底的第二层的第二高度数据。

14.根据权利要求8所述的方法，其中所述第二量测信号表示所述参考衬底的聚焦信息，并且其中所述第四量测信号表示所述衬底的所述第一部分的聚焦信息。

15.一种计算机程序存储介质，其上存储有机器可读指令，所述机器可读指令当在合适的处理器上运行时，引起所述处理器执行根据权利要求1或8中任一项所述的方法的创建步骤和使用步骤。

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