CN109642876A - 用于监视工艺设备的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种方法涉及通过从衬底的特性的值中去除光刻设备对所述特性的贡献以及一个或多个光刻前工艺设备对所述特性的贡献，来确定在已经由一个或多个工艺设备根据图案化工艺处理所述衬底之后的所述一个或多个工艺设备对所述衬底的所述特性做出的贡献。

Description

用于监视工艺设备的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年9月2日提交的欧洲申请16187040.7的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本说明书涉及一种用于监视和/或调节与衬底的处理有关的一个或多个衬底制造变量的方法和系统。
背景技术
光刻设备是一种将所期望图案施加到衬底上(通常施加到衬底的目标部分上)的机器。例如可以在集成电路(IC)或被设计为有功能的其他器件的制造中使用光刻设备。在那种情况下，可以使用图案化器件(其备选地被称为掩模或掩模版)来生成要在被设计为有功能的器件的个体层上形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分的、一个或若干裸片)上。图案的转移通常经由成像到衬底上所提供的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含相继被图案化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，通过一次将整个图案曝光到目标部分上来照射每个目标部分，在扫描器中，通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射光束扫描图案而与该方向平行或反平行地同时扫描衬底来照射每个目标部分。通过将图案压印到衬底上来将图案从图案化器件转移到衬底也是可能的。
发明内容
制造诸如半导体器件的器件通常涉及使用多种制造工艺来处理衬底(例如，半导体晶片)以形成各种特征并且通常是多层器件。通常使用例如沉积、光刻、蚀刻、化学机械抛光和离子注入来制造和处理这些层和特征。可以在衬底上的多个裸片上制造多个器件，然后将其分离成单独的器件。该器件制造工艺可以被认为是图案化工艺。图案化工艺涉及诸如使用光刻设备的光学和/或纳米压印光刻之类的图案化步骤，以在衬底上提供图案，并且通常但是可选地涉及一个或多个相关的图案处理步骤，诸如通过显影设备的抗蚀剂显影、使用烘烤工具的衬底烘烤、通过蚀刻设备使用图案进行蚀刻等。此外，在图案化工艺中涉及一个或多个量测工艺。
在图案化工艺期间的各个步骤处使用量测工艺来监视和/或控制该工艺。例如，量测工艺被用来测量衬底的一个或多个特性，诸如在图案化工艺中在衬底上形成的特征的相对位置(例如，对齐、套刻、对准等)或尺寸(例如，线宽、临界尺寸(CD)、厚度等等)，使得例如可以从一个或多个特性确定图案化工艺的性能。如果一个或多个特性是不可接受的(例如，超出针对(一个或多个)特性的预定范围)，则可以例如基于一个或多个特征的测量来改变图案化工艺的一个或多个变量。这样，通过图案化工艺制造的其它衬底具有(一个或多个)可接受的特性。
数十年来，随着光刻和其他图案化工艺技术的进步，功能元件的尺寸不断减小，而每器件的功能元件诸如晶体管的数量已稳定地增加。同时，对在套刻、临界尺寸(CD)等等方面的精度要求变得越来越严格。在图案化工艺中将不可避免地产生诸如套刻误差、CD误差等等之类的误差。例如，成像误差可以从光学像差、图案化器件加热、图案化器件误差和/或衬底加热中产生，并且可以在例如套刻误差、CD误差等等方面被表征。附加地或备选地，误差可以在图案化工艺的其他部分中(诸如在蚀刻、显影、烘烤等等中)被引入，并且类似地可以在例如套刻误差、CD误差等等方面被表征。该误差可能直接导致器件功能方面的问题，包括器件功能故障或功能器件的一个或多个电气问题。
光刻基线器(baseliner)系统可以被用来监视光刻设备随时间的性能。当光刻设备的性能偏离可接受的标准时，可以采取动作，诸如重新校准、修复、关闭等。此外，光刻基线器系统可以通过例如修改光刻设备的一个或多个设置(变量)来及时实现对光刻设备的控制。因此，光刻基线器系统可以实现例如高容量制造(HVM)中的稳定性能。
光刻基线器系统可以有效地旨在将光刻设备保持在某个基线。为此，在一个实施例中，光刻基线器系统使用量测设备(诸如基于衍射的光学测量工具)来获得在监视晶片上进行的测量。在一个实施例中，可以使用包括适合于量测设备的标记的某个图案化器件图案来曝光监视晶片。根据该测量，光刻基线器系统确定光刻设备从其基线漂移了多远。在一个实施例中，光刻基线器系统然后计算例如衬底级套刻和/或聚焦校正集合。然后，光刻设备使用这些校正集合来对后续生产晶片的曝光进行特定校正。
类似的基线器可期望用于非光刻工艺设备，例如蚀刻工具、沉积工具等。因此，期望提供一种能够更好地监视和/或控制一个或多个非光刻工艺设备的性能的方法和/或设备。
在一个实施例中，提供了一种方法，包括：由硬件计算机系统通过从衬底的特性的值中去除光刻设备对所述特性的贡献以及一个或多个光刻前工艺设备对所述特性的贡献，来确定在已经由一个或多个工艺设备根据图案化工艺处理所述衬底之后的所述一个或多个工艺设备对所述衬底的所述特性做出的贡献。
在一个实施例中，提供了一种方法，包括：由硬件计算机系统通过组合与在图案化工艺中使用的一个或多个工艺设备相关的第一组一个或多个工艺变量的特定于衬底的贡献以及与所述一个或多个工艺设备相关的第二组一个或多个工艺变量的非特定于所述衬底的贡献，来估计将被赋予给要由所述图案化工艺处理的所述衬底的特性，来自所述第一组和/或所述第二组的至少一个工艺变量与在光刻设备的上游的工艺设备相关。
在一个实施例中，提供了一种方法，包括：由硬件计算机系统通过组合一个或多个工艺设备对衬底的特性的一个或多个贡献与所述特性的一个或多个值，来估计将被赋予给要由所述一个或多个工艺设备处理的所述衬底的所述特性，所述一个或多个工艺设备中的至少一个工艺设备在光刻设备的上游。
在一个实施例中，提供了一种方法，包括：确定一个或多个第一工艺设备对衬底的特性的一个或多个贡献；以及由硬件计算机系统至少部分地基于所述一个或多个贡献来创建修改信息，以调节在所述一个或多个第一工艺设备的下游的一个或多个第二工艺设备。
在一个实施例中，提供了一种非瞬态计算机程序产品，包括用于使得处理器系统执行本文所述方法的机器可读指令。
在一个实施例中，提供了一种系统，包括：硬件处理器系统；和被配置为存储机器可读指令的非瞬态计算机可读存储介质，其中所述机器可读指令当被执行时使得所述硬件处理器系统执行如本文所述的方法。
附图说明
现在将参考附图仅通过示例的方式描述实施例，其中：
图1示意性地描绘了光刻设备的实施例；
图2示意性地描绘了光刻单元或簇的实施例；
图3示意性地描绘了示例检查设备；
图4图示出了检查设备的照射斑点与量测目标之间的关系；
图5示意性地描绘了基于测量数据导出一个或多个感兴趣变量的过程；
图6示意性地描绘了工艺设备基线器系统的实施例；
图7A、图7B、图7C、图7D、图7E、图7和图7G示意性地描绘了在衬底上形成图案并在可蚀刻层中蚀刻图案的工艺；
图7H示意性地描绘了使用量测设备测量经蚀刻的衬底的图示；
图7I示意性地描绘了最终蚀刻的衬底的指纹(fingerprint)；
图7J示意性地描绘了沉积工具对最终蚀刻的衬底的指纹的贡献；
图7K示意性地描绘了光刻设备对最终蚀刻的衬底的指纹的贡献；
图7L示意性地描绘了蚀刻工具对最终蚀刻的衬底的指纹的贡献；
图8描绘了根据本公开实施例的调节一个或多个衬底制造变量的方法的示例流程；
图9描绘了根据本公开实施例的获得非光刻工艺设备对衬底的特性的贡献的方法的示例流程；
图10描绘了根据本公开实施例的预测衬底上的缺陷或其他误差的方法的示例流程；
图11描绘了根据本公开实施例的预测衬底上的缺陷或其他误差的方法的示例流程；
图12示意性地描绘了根据本公开实施例的获得蚀刻工具对经蚀刻的衬底的临界尺寸均匀性的贡献的示例；
图13示意性地描绘了根据本公开实施例的预测衬底上的缺陷或其他误差的示例；
图14示意性地描绘了对光刻设备对衬底的特性的组合贡献进行建模的示例；以及
图15示意性地描绘了可以实现本公开的实施例的计算机系统。
具体实施方式
在详细描述实施例之前，呈现可以实现实施例的示例环境是有益的。
图1示意性地描绘了光刻设备LA。该设备包括：
-照射系统(照射器)IL，其被配置为调节辐射光束B(例如，UV辐射或DUV辐射)；
-支撑结构(例如掩模台)MT，其被配置成支撑图案化器件(例如掩模)MA并连接到第一定位器PM，第一定位器PM被配置成根据某些参数精确地定位图案化器件；
-衬底台(例如晶片台)WT，其被配置成保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W并连接到第二定位器PW，第二定位器PW被配置为根据某些参数精确地定位衬底；和
-投影系统(例如，折射投影透镜系统)PS，其被配置为通过图案化器件MA将赋予辐射光束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一个或多个裸片)上，投影系统被支撑在参考框架(RF)上。
照射系统可以包括各种类型的光学组件，诸如折射、反射、磁、电磁、静电或其他类型的光学组件、或其任何组合，用于对辐射进行引导、成形或控制。
支撑结构以取决于图案化器件的取向、光刻设备的设计和诸如例如图案化器件是否被保持在真空环境中之类的其他条件的方式支撑图案化器件。支撑结构可以使用机械、真空、静电或其他夹持技术来保持图案化器件。例如，支撑结构可以是框架或台，其可以根据需要是固定的或移动的。支撑结构可以确保图案化器件例如相对于投影系统而处于期望的位置处。本文中对术语“掩模版”或“掩模”的任何使用可以被认为与更通用的术语“图案化器件”同义。
本文所使用的术语“图案化器件”应该被广义地解释为是指可以被用来在衬底的目标部分中赋予图案的任何器件。在一个实施例中，图案化器件是可以被用来在其横截面中向辐射光束赋予图案以便在衬底的目标部分中创建图案的任何器件。应当注意，赋予辐射光束的图案可能不完全对应于衬底的目标部分中的期望图案，例如如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征。通常，赋予辐射光束的图案将对应于在诸如集成电路之类的目标部分中创建的器件中的特定功能层。
图案化器件可以是透射的或反射的。图案化器件的示例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程LCD面板。掩模在光刻中是众所周知的，并且包括诸如二进制、交替相移和衰减相移之类的掩模类型以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的一个示例采用小反射镜的矩阵布置，每个小反射镜可以被单独倾斜，以便在不同方向上反射进来的辐射光束。倾斜的反射镜在由反射镜矩阵反射的辐射光束中赋予图案。
本文所使用的术语“投影系统”应该被广义地解释为涵盖任何类型的投影系统，包括折射、反射、反射折射、磁、电磁和静电光学系统或其任何组合，适于所使用的曝光辐射或者适于诸如使用浸没液体或使用真空之类的其他因素。本文中对术语“投影透镜”的任何使用可以被认为与更通用的术语“投影系统”同义。
投影系统PS具有光学转移功能，其可以是不均匀的，这会影响在衬底W上成像的图案。对于非偏振辐射，这种影响可以通过两个标量图来很好地描述，标量图描述了根据在投影系统PS的光瞳平面中的位置离开投影系统PS的辐射的透射(变迹)和相对相位(像差)。这些标量图可以被称为透射图和相对相位图，这些标量图可以被表达为完整的基函数集合的线性组合。一个特别方便的集合是泽尼克(Zernike)多项式，它形成在单位圆上定义的一组正交多项式。每个标量图的确定可以涉及确定在这种扩展中的系数。由于泽尼克多项式在单位圆上是正交的，因此可以通过依次计算所测量的标量图与每个泽尼克多项式的内积并且将将内积除以该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与场和系统相关的。也就是说，通常每个投影系统PS对于每个场点(即，对于其图像平面中的每个空间位置)将具有不同的泽尼克扩展。投影系统PS在其光瞳平面中的相对相位可以通过以下操作来确定：例如从投影系统PS的对象平面(即，图案化器件MA的平面)中的点状源(即，图案化器件MA的平面)通过投影系统PS投射辐射，以及使用剪切干涉仪测量波前(即具有相同相位的点的轨迹)。剪切干涉仪是公共路径干涉仪，并且因此有利地，不需要辅助参考光束来测量波前。剪切干涉仪可以包括：在投影系统的图像平面(即，衬底台WT)中的衍射光栅例如二维栅格，以及被布置用于检测与投影系统PS的光瞳平面共轭的平面中的干涉图案的检测器。干涉图案在剪切方向上相对于光瞳平面中的坐标而与辐射的相位的导数相关。检测器可以包括诸如例如电荷耦合器件(CCD)之类的感测元件的阵列。
光刻设备的投影系统PS可能不产生可见的条纹(fring)，并且因此可以使用相位步进技术诸如例如移动衍射光栅来增强波前的确定的精度。可以在衍射光栅的平面中并且在与测量的扫描方向垂直的方向上执行步进。步进范围可以是一个光栅周期，并且可以使用至少三个(均匀分布的)相位步长。因此，例如，可以在y方向上执行三次扫描测量，每次扫描测量针对x方向上的不同位置而被执行。衍射光栅的这种步进有效地将相位变化转换成强度变化，从而允许相位信息被确定。光栅可以在垂直于衍射光栅的方向(z方向)上被步进，从而校准检测器。
投影系统PS在其光瞳平面中的透射(变迹)可以通过以下操作来确定：例如从投影系统PS的对象平面(即图案化器件MA的平面)中的点状源通过投影系统PS投射辐射，并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的强度。可以使用与用于测量波前以确定像差的检测器相同的检测器。
投影系统PS可以包括多个光学(例如，透镜)元件，并且还可以包括调节机构AM，调节机构AM被配置为调节一个或多个光学元件以便校正像差(在整个场中的光瞳平面上的相位变化)。为实现此目的，调节机构可操作用于以一种或多种不同的方式操纵投影系统PS内的一个或多个光学(例如，透镜)元件。投影系统可以具有坐标系，其中其光轴在z方向上延伸。调节机构可操作用于进行以下项的任何组合：移位一个或多个光学元件；倾斜一个或多个光学元件；和/或使一个或多个光学元件变形。光学元件的移位可以是在任何方向(x、y、z或其组合)。通过围绕x和/或y方向上的轴旋转，光学元件的倾斜通常在垂直于光轴的平面之外，但围绕z轴的旋转可以用于非旋转对称的非球面光学元件。光学元件的变形可以包括低频形状(例如像散)和/或高频形状(例如自由形式的非球面)。例如通过使用一个或多个致动器以在光学元件的一个或多个侧面上施用力和/或通过使用一个或多个加热元件来加热光学元件的一个或多个选定区域，可以执行光学元件的变形。通常，可能无法调节投影系统PS以校正变迹(在光瞳平面上的透射变化)。当设计用于光刻设备LA的图案化器件(例如，掩模)MA时，可以使用投影系统PS的透射图。使用计算光刻技术，图案化器件MA可以被设计成至少部分地校正变迹。
如这里所描绘的，该设备是透射型的(例如采用透射掩模)。备选地，该设备可以是反射型的(例如采用如上所提及类型的可编程反射镜阵列，或采用反射掩模)。
光刻设备可以是如下类型：具有两个(双级)或更多个台(例如，两个或更多个衬底台WTa、WTb、两个或更多个图案化器件台、衬底台WTa和没有专用于例如促进测量和/或清洁等的衬底而在投影系统下方的台WTb)。在这种“多级”机器中，可以并行使用附加台，或者可以在一个或多个台上执行准备步骤，同时使用一个或多个其他台进行曝光。例如，可以使用对准传感器AS进行对准测量和/或使用水平传感器LS进行水平(高度、倾斜等)测量。
光刻设备也可以是这样一种类型，其中至少一部分衬底可以被具有相对高折射率的液体(例如，水)覆盖，从而填充投影系统和衬底之间的空间。也可以将浸没液体应用于光刻设备中的其他空间，例如，在图案化器件和投影系统之间。浸没技术在本领域中是众所周知的，用于增加投影系统的数值孔径。本文所使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底的结构必须被沉没在液体中，而是仅意味着在曝光期间液体位于投影系统和衬底之间。
参考图1，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射光束。例如当源是准分子激光器时，源和光刻设备可以是分开的实体。在这种情况下，源不被认为形成光刻设备的一部分，并且辐射光束借助于光束递送系统BD而从源SO被传递到照射器IL，光束递送系统BD包括例如合适的导向镜和/或光束扩展器。在其他情况下，例如当源是汞灯时，源可以是光刻设备的集成部分。如果需要，源SO和照射器IL与光束递送系统BD一起可以被称为辐射系统。
照射器IL可以包括调节器AD，调节器AD被配置为调节辐射光束的角度强度分布。通常，可以调节在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(通常分别被称为σ-外部和σ-内部)。另外，照射器IL可以包括各种其他组件，诸如积分器IN和聚光器CO。照射器可以被用来调节辐射光束，以在其横截面中具有期望的均匀性和强度分布。
将辐射光束B入射在被保持在支撑结构(例如，掩模台)MT上的图案化器件(例如，掩模)MA上，并且通过图案化器件被图案化。在穿越图案化器件MA之后，辐射光束B穿过投影系统PS，投影系统PS将光束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器IF(例如，干涉测量器件、线性编码器、2-D编码器或电容传感器)，衬底台WT可以精确地移动，例如以便将不同的目标部分C定位在辐射光束B的路径中。类似地，第一定位器PM和另一位置传感器(图1中未明确描绘出)可以被用来相对于辐射光束B的路径而精确定位图案化器件MA，例如在从掩模库中进行机械检索后或在扫描期间。通常，支撑结构MT的移动可以借助于长行程模块(粗略定位)和短行程模块(精确定位)来实现，长行程模块和短行程模块形成第一定位器PM的一部分。类似地，可以使用长行程模块和短行程模块来实现衬底台WT的移动，所述长行程模块和短行程模块形成第二定位器PW的一部分。在步进器的情况下(与扫描器相反)，支撑结构MT可以仅连接到短行程致动器，或者可以是固定的。可以使用图案化器件对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案化器件MA和衬底W。尽管所图示的衬底对准标记占据专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间中(这些被称为划片槽对准标记)。类似地，在图案化器件MA上提供多于一个裸片的情形中，图案化器件对准标记可以位于裸片之间。
所描绘的设备可以在以下模式中的至少一种中使用：
1.在步进模式中，支撑结构MT和衬底台WT保持基本静止，同时赋予辐射光束的整个图案一次(即，单次静态曝光)被投射到目标部分C上。然后衬底台WT在X和/或Y方向上被偏移，从而可以曝光不同的目标部分C。在步进模式中，曝光场的最大大小限制了在单次静态曝光中成像的目标部分C的大小。
2.在扫描模式中，同步扫描支撑结构MT和衬底台WT，同时将赋予辐射光束的图案投影到目标部分C上(即单次动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构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，曝光场的最大大小限制单次动态曝光中目标部分(在非扫描方向上)的宽度，而扫描运动的长度决定了目标部分(在扫描方向上)的高度。
3.在另一种模式中，支撑结构MT保持基本静止，以保持可编程图案化器件，并且移动或扫描衬底台WT，同时将赋予辐射光束的图案投影到目标部分C上。在该模式中，通常采用脉冲的辐射源，并且在扫描期间在衬底台WT的每次移动之后或在连续的辐射脉冲之间根据需要更新可编程图案化器件。这种操作模式可以容易地应用于利用可编程图案化器件的无掩模光刻，例如上述类型的可编程反射镜阵列。
也可以采用上述使用模式的组合和/或变型或完全不同的使用模式。
如图2中所示，光刻设备LA可以形成光刻单元LC的一部分，有时也被称为光刻单元或簇，光刻单元还包括用于在衬底上执行曝光前处理和曝光后处理的设备。该设备传统上包括用以沉积一个或多个抗蚀剂层的一个或多个旋涂器SC、用以显影曝光的抗蚀剂的一个或多个显影剂DE、一个或多个冷却板CH和/或一个或多个烘烤板BK。衬底处理器或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取一个或多个衬底，在不同的处理设备之间移动它们并将它们递送到光刻设备的装载台LB。这些设备通常被统称为轨道，其由轨道控制单元TCU控制，轨道控制单元TCU本身由监督控制系统SCS控制，监督控制系统SCS还经由光刻控制单元LACU来控制光刻设备。因此，可以操作不同的设备以最大化吞吐量和处理效率。
为了使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或确定一个或多个性质，诸如套刻(其可以例如在套刻层中的结构之间或者在同一层中的通过例如双图案化工艺而已被分别提供给该层的结构之间)、线厚度、临界尺寸(CD)、聚焦偏移、材料性质等。因此，其中定位有光刻单元LC的制造设施通常还包括量测系统MET，量测系统MET接收已在光刻单元中处理的一些或全部衬底W。量测系统MET可以是光刻单元LC的一部分，例如它可以是光刻设备LA的一部分。
可以将量测结果直接或间接地提供给监督控制系统SCS。如果检测到错误，则可以对后续衬底的曝光进行调节(特别是如果可以快速且足够快地进行检查以使批次中的一个或多个其他衬底仍然被曝光)和/或对已曝光的衬底的随后曝光进行调节。而且，已曝光的衬底可以被剥离和再加工以提高产生，或者被丢弃，从而避免在已知有缺陷的衬底上执行进一步的处理。在衬底的仅仅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。
在量测系统MET中，使用检查设备来确定衬底的一个或多个性质，并且特别是确定不同衬底的一个或多个性质如何变化或者同一衬底的不同层如何在层与层之间变化。检查设备可以被集成到光刻设备LA或光刻单元LC中，或者可以是独立设备。为了能够快速测量，期望检查设备在曝光之后立即测量已曝光的抗蚀剂层中的一个或多个性质。然而，抗蚀剂中的潜像具有低对比度——在已经曝光于辐射的抗蚀剂部分和没有曝光于辐射的部分之间仅存在非常小的折射率差异——并且并非所有检查设备都具有足够的灵敏度来对潜像进行有用的测量。因此，可以在曝光后烘烤步骤(PEB)(该步骤通常是在已曝光的衬底上进行的第一步骤并且增加了抗蚀剂的曝光部分和未曝光部分之间的对比度)之后进行测量。在这个阶段，抗蚀剂中的图像可以被称为是半透明的。还可以对显影的抗蚀剂图像进行测量——在此时已去除抗蚀剂的曝光部分或未曝光部分——或者在诸如蚀刻之类的图案转移步骤之后。后一种可能性限制了针对有缺陷衬底返工的可能性，但仍可提供有用的信息。
为了实现量测，可以在衬底上提供一个或多个目标。在一个实施例中，目标是专门设计的并且可以包括周期性结构。在一个实施例中，目标是器件图案的一部分，例如器件图案的周期性结构。所使用的目标可以包括相对大的周期性结构布局(例如，包括一个或多个光栅)，例如40μm×40μm。在这种情况下，测量光束通常具有小于周期性结构布局的斑点大小(即，布局未被充满，使得一个或多个周期性结构未完全被斑点覆盖)。这简化了目标的数学重建，因为它可以被视为无限的。然而，例如，因此可以将目标定位在产品特征之间，而不是在划道(scribe lane)中，目标的大小已经减小，例如减小到20μm×20μm或更小、或者减小到10μm×10μm或更小。在这种情形下，可以使周期性结构布局小于测量斑点(即，周期性结构布局被过度填充)。典型地，使用暗场散射测量法测量这样的目标，其中第0阶衍射(对应于镜面反射)被阻止，并且只处理更高的阶次。暗场量测的示例可以在PCT专利申请公开No.WO2009/078708和WO2009/106279中找到，这两个申请的全部内容通过引用并入本文。在美国专利申请公开US2011-0027704、US2011-0043791和US2012-0242970中描述了该技术的进一步发展，这些申请的全部内容通过引用并入本文。使用衍射阶次的暗场检测的基于衍射的套刻使得能够在较小的目标上进行套刻测量。这些目标可以小于照射斑点并且可以被衬底上的产品结构包围。在一个实施例中，可以在一个图像中测量多个目标。
在一个实施例中，衬底上的目标可以包括一个或多个1-D周期性光栅，其被印刷使得在显影之后，条由实心抗蚀剂线形成。在一个实施例中，目标可以包括一个或多个2-D周期性光栅，其被印刷使得在显影之后，一个或多个光栅由抗蚀剂中的固体抗蚀剂柱或通孔形成。备选地，可以将条、柱或通孔蚀刻到衬底中或衬底上(例如，蚀刻到衬底上的一个或多个层中)。
在一个实施例中，目标的图案(例如，条、柱或通孔的图案)对图案化工艺的一个或多个处理特性(例如，光刻投影设备(特别是投影系统PS)中的光学像差、聚焦变化、剂量变化等)是敏感的，并且这些特性的存在将它们本身显现在印刷图案中的变化中。因此，印刷目标的测量数据可以被用来重建图案和一个或多个特性。可以从印刷步骤和/或其他检查工艺的知识中将1-D光栅的一个或多个参数(诸如线宽和/或形状)或2-D光栅的一个或多个参数(诸如柱或通孔宽度或长度或形状)输入到由处理器PU执行的重建过程中。
图3描绘了示例检查设备(例如，散射仪)。检查设备可以是独立设备或者被并入在光刻设备LA中，例如，在测量站或光刻单元LC处。
它包括辐射投影仪(例如，宽带白光投影仪或可见和/或近红外的各种波长的投影仪)，其将辐射投射到衬底W上。在该器件中，由辐射源2发射的辐射使用透镜系统12进行准直并通过干涉滤光器13和偏振器17进行透射，由部分反射表面16反射，并经由物镜15聚焦到衬底W上的斑点S中，所述物镜15具有高数值孔径(NA)，理想地至少0.9或至少0.95。浸入式检查设备(使用诸如水之类的相对高折射率的流体)甚至可以具有超过1的数值孔径。
然后，由衬底W重方向的辐射穿过部分反射表面16进入检测器18(例如，光谱仪检测器)中，以便使重定向的辐射被检测。检测器18可以位于背投影焦平面11处(即，在透镜系统15的焦距处)，或者平面11可以利用辅助光学器件(未示出)被重新成像到检测器18上。检测器可以是二维检测器，从而可以测量衬底目标30的二维角散射光谱。检测器18可以是例如CCD或CMOS传感器的阵列，并且可以使用例如每帧40毫秒的积分时间。
例如，可以使用参考光束来测量入射辐射的强度。为此，当辐射光束入射到部分反射表面16上时，其一部分通过部分反射表面16而作为参考光束朝向参考镜14透射。然后将参考光束投射到检测器18的不同部分上或者备选地投射到不同的检测器(未示出)上。
一个或多个干涉滤光器13可用于选择在例如的405-790nm或甚至更低诸如200-300nm的范围中的感兴趣的波长。干涉滤光器可以是可调谐的，而不是包括一组不同的滤光器。可以使用光栅代替干涉滤光器。可以在照射路径中提供孔径光阑或空间光调制器(未示出)，以控制目标上的辐射入射角的范围。
检测器18可以测量在单个波长(或窄波长范围)处的重定向辐射的强度，该强度分别在多个波长处或在波长范围上积分。此外，检测器可以分别测量横向磁性极化和横向电极化辐射的强度和/或测量横向磁性极化和横向电极化辐射之间的相位差。在一个实施例中，测量镜面反射辐射的光谱(作为波长的函数的强度)。
根据该数据，引起检测到的强度、光谱等的结构或轮廓可以由处理器PU重建，例如通过严格耦合波分析和非线性回归或通过与模拟光谱库、强度分布等进行比较。通常，对于重建，结构的一般形式是已知的，并且根据制造结构的过程的知识，假设一些变量，仅留下结构的少数变量从测量数据中确定。这种检查设备可以被配置为垂直入射检查设备或倾斜入射检查设备。
如在光刻设备LA中那样，可以提供一个或多个衬底台以在测量操作期间保持衬底W。衬底台的形式可以与图1的衬底台WT相似或相同。在检查设备与光刻设备集成的示例中，它们甚至可以是同一衬底台。可以将粗定位器和精定位器提供给第二定位器PW，第二定位器PW被配置为相对于测量光学系统精确地定位衬底。例如，提供各种传感器和致动器，以获取感兴趣的目标的位置，并将其置于物镜15下方的位置中。通常，将对衬底W上的不同位置处的目标进行多次测量。衬底支撑件可以在X方向和Y方向上移动以获取不同的目标，并且可以在Z方向上移动以获得目标相对于光学系统的焦点的期望位置。当例如在实践中光学系统可以保持基本固定(通常在X方向和Y方向上，但也可能在Z方向上)并且仅衬底移动时，方便的是，将操作视为并描述为好像将物镜置于相对于衬底的不同位置。如果衬底和光学系统的相对位置是正确的，那么原则上在现实世界中它们哪一个在移动、或者两者都在移动、或者光学系统的部件的组合在移动(例如，在Z方向和/或倾斜方向上)而光学系统的其余部分是静止的并且衬底在移动(例如，在X方向和Y方向上，但也可选地在Z方向和/或倾斜方向上)，这都是无关紧要的。
除了通过重建对参数的测量之外，该基于衍射的量测或检查的特定应用在于在周期性目标内的特征不对称性的测量。例如，角度分辨散射测量法可用于测量产品和/或抗蚀剂图案中的特征的不对称性。不对称性测量的特定应用是用于测量套刻误差，其中目标30包括叠加在另一组周期性特征上的一组周期性特征。使用图3的仪器的不对称测量的概念例如在美国专利申请公开US2006-066855中有所描述，该专利申请以其整体并入本文。简单地说，虽然在目标的衍射光谱中的衍射级的位置仅由目标的周期性确定，但衍射光谱中的不对称性指示构成目标的个体特征的不对称性。在图3的仪器中，其中检测器18可以是图像传感器，衍射级中的这种不对称性直接表现为由检测器18记录的光瞳图像中的不对称性。这种不对称性可以通过单位PU中的数字图像处理来测量，并且对照已知的套刻值进行校准。例如，可以通过比较衍射光谱的相对部分来测量不对称性(例如，比较周期性光栅的衍射光谱中的第-1级和第+1级)。
图4图示出了典型目标30的平面图，以及图3的设备中的照射斑点S的范围。为了获得不受周围结构干扰的衍射光谱，在一个实施例中，目标30是一个大于照射斑点S的宽度(例如，直径)的周期性结构(例如，光栅)。斑点S的宽度可以小于目标的宽度和长度。换句话说，目标未被照射“底部填充”，并且衍射信号基本上没有来自目标本身之外的产品特征等的任何信号。照射布置2、12、13、17可以被配置为在物镜15的后焦平面上提供均匀强度的照射。备选地，通过例如在照射路径中包括孔径，可以将照射限制在轴方向上或离轴方向上。
在一个实施例中，目标可以是形成在衬底上的复合量测目标。在一个实施例中，复合目标包括紧密地定位在一起的四个周期性结构(在这种情况下是光栅)。在一个实施例中，周期性结构足够紧密地定位在一起，使得它们全都在由检查设备的照射光束所形成的测量斑点内。在那种情况下，四个周期性结构因此全部同时被照射并同时被测量。在一个实施例中，4个周期性结构中的2个周期性结构具有在第一方向(例如，X方向)延伸的其细长特征(例如，线)，并且4个周期性结构中的另外2个周期性结构具有在第一方向(例如，Y方向)延伸的其细长特征(例如，线)。在专用于套刻测量的示例中，周期性结构32、33、34、35本身是通过套刻周期性结构所形成的复合周期性结构(例如，复合光栅)，即，周期性结构被图案化在衬底W上形成的器件的不同层中，并且使得在一层中的至少一个周期性结构套刻不同层中的至少一个周期性结构。这样的目标可以具有在20μm×20μm内或在16μm×16μm内的外部尺寸。此外，所有周期性结构被用来测量特定对的层之间的套刻。
为了便于目标能够测量多于一对的层，周期性结构32、33、34、35可以具有不同偏置的套刻偏移，以便于测量不同层之间的套刻，其中在不同层中形成复合周期性结构的不同部分。因此，针对衬底上的目标的所有周期性结构将被用来测量一对层，并且针对衬底上的另一相同目标的所有周期性结构将被用来测量另一对层，其中不同的偏置便于区分层对。在一个示例中，两个周期性结构是X方向周期性结构，分别具有偏置+d、-d。另外两个周期性结构可以是Y方向周期性结构，分别具有偏移+d和-d。虽然图示出了四个周期性结构，但是另一个实施例可以包括更大的矩阵以获得期望的精度。例如，9个复合周期性结构的3×3阵列可以具有偏置-4d、-3d、-2d、-d、0、+d、+2d、+3d、+4d。可以在由传感器捕获的图像中标识这些周期性结构的单独图像。
图5示意性地描绘了基于使用量测学获得的测量数据来确定目标图案30'的一个或多个感兴趣变量的值的示例过程。检测器18检测到的辐射为目标30'提供测量的辐射分布108。
对于给定目标30'，可以使用例如数值麦克斯韦尔求解器210从参数化模型206计算/模拟辐射分布208。参数化模型206示出了构成目标并与目标相关联的各种材料的示例层。参数化模型206可以包括用于所考虑的目标部分的特征和层的一个或多个变量，其可以变化和导出。如图5中所示，一个或多个变量可以包括一个或多个层的厚度t、一个或多个特征的宽度w(例如CD)、一个或多个特征的高度h、和/或一个或多个特征的侧壁角度α。尽管未示出，但是一个或多个变量可以进一步包括但不限于一个或多个层的折射率(例如实数或复数折射率、折射率张量等)、一个或多个层的消光系数、一个或多个层的吸收、显影期间的抗蚀剂损失、一个或多个特征的基脚和/或一个或多个特征的线边缘粗糙度。变量的初始值可以是针对被测量目标预期的那些值。然后在212处将测量的辐射分布108与计算的辐射分布208进行比较以确定两者之间的差异。如果存在差异，则可以改变参数化模型206的一个或多个变量的值，计算出新的计算的辐射分布208并将其与测量的辐射分布108进行比较，直到在测量的辐射分布108和计算的辐射分布208之间存在足够的匹配。此时，参数化模型206的变量值提供了实际目标30'的几何形状的良好或最佳匹配。在一个实施例中，当测量的辐射分布108和计算的辐射分布208之间的差异在公差阈值内时，存在足够的匹配。
目标的测量精度和/或灵敏度可以相对于提供到目标上的辐射光束的一个或多个特性而变化，例如，辐射光束的波长、辐射光束的偏振、和/或辐射光束的强度分布(即，角度或空间强度分布)。在一个实施例中，辐射光束的波长范围限于选自一个范围(例如，选自约400nm至900nm的范围)的一个或多个波长。此外，可以提供辐射光束的不同偏振的选择，并且可以使用例如多个不同的孔径来提供各种照射形状。
为了监视包括至少一个图案化步骤(例如，光学光刻步骤)的图案化工艺(例如，器件制造工艺)，检查图案化的衬底并测量图案化的衬底的一个或多个参数。一个或多个参数可以包括例如在图案化衬底中或图案化衬底上形成的连续层之间的套刻误差、例如在图案化衬底中或图案化衬底上形成的特征的临界尺寸(CD)(例如，临界线宽)、光学光刻步骤的聚焦或者聚焦误差、光学光刻步骤的剂量或剂量误差、光学光刻步骤的光学像差等。可以在产品衬底本身的目标上和/或在衬底上提供的专用量测目标上执行该测量。
存在各种用于对在图案化工艺中形成的结构进行测量的技术，包括使用电子束检查(例如，扫描电子显微镜)、基于图像的测量或检查工具和/或各种专用工具。如上所讨论的，快速且非侵入的专用量测和/或检查工具是这样一种形式的专用量测和/或检查工具：其中辐射光束被引导到衬底表面上的目标上，并且测量散射(衍射/反射)光束的性质。通过在光束被衬底散射之后评估光束的那些性质，可以确定衬底的一个或多个性质。这可以被称为基于衍射的量测或检查。
实现图案化工艺的重要方面包括：显影工艺本身，将其设立以用于监视和控制，然后实际监视和控制工艺本身。假设图案化工艺的基本原理的配置，诸如(一个或多个)图案化器件图案、(一个或多个)抗蚀剂类型、光刻后工艺步骤(诸如显影、蚀刻等)，则期望在图案化工艺中设置设备以用于将图案转移到衬底上，显影一个或多个量测目标以监视工艺，设置量测过程以测量量测目标，然后实施基于测量的监视和/或控制工艺的过程。
可以标识设计布局的一个或多个部分，其被称为临界特征或热点(hot spot)。在一个实施例中，提取一组临界特征或热点，其表示设计布局中的复杂图案(例如，约50至1000个临界特征或热点，但是可以使用任何数量的临界特征或热点)。如本领域技术人员将理解的，这些临界特征或热点表示设计的小部分(即电路、单元、图案或设计片段)，尤其是临界特征或热点表示需要特别关注和/或验证的小部分。可以通过经验(包括用户提供的临界特征或热点)、通过反复试验或通过运行全芯片模拟来标识临界特征或热点。在一个实施例中，热点定义了针对图案化工艺的工艺窗口的边界(例如，剂量和聚焦工艺窗口，在其内曝光的特征具有在公差范围(例如，±5％、±10)内的临界尺寸值)。
在一个实施例中，提供了一种监视和/或控制系统，其基于从一个或多个图案化衬底(例如，生产衬底、监视衬底等)确定的特性来监视和/或控制在光刻设备的上游或下游的工艺设备(例如，蚀刻工具，或沉积工具，或化学机械平坦化工具等)的性能。
更具体地，例如，在一个实施例中，可以通过分析最终蚀刻的衬底、从目标衬底确定其整体可变性、以及确定蚀刻工具对整体可变性的贡献来确定蚀刻工具的性能。例如，这可以通过将可归因于也对整体可变性做出贡献的一个或多个其他工艺设备的可变性分解出来来完成。例如，可以从整体可变性中减去光刻设备和沉积工具对整体可变性的贡献(例如，与目标或设计的衬底和/或图案配置的偏差，或最终蚀刻的衬底上和/或最终蚀刻的衬底的图案的特性)，以确定蚀刻工具对整体可变性的贡献。这里的整体可变性可以被认为是例如图案的和/或最终蚀刻的衬底的指纹(例如，特性的方差的空间分布)。这在下面更详细地解释。
此外，尽管该示例涉及蚀刻工具的性能，但是可以类似地评估一个或多个其他非光刻设备。可以分析来自最终蚀刻的衬底的测量的结果，以将可归因于也有助于整体可变性的一个或多个其他工艺设备的可变性分解出来，以产出对可归因于所考虑的非光刻工艺设备的可变性的贡献。
参考图6，在示例制造环境中示意性地示出了示例工艺设备基线器系统600。制造环境包括沉积工具610、轨道的第一组件620(诸如轨道的抗蚀剂涂覆组件)、光刻设备630(其使用图案化器件635)、轨道的第二组件625(诸如轨道的显影组件和/或轨道的烘烤板组件)、蚀刻工具640、以及一个或多个量测设备650(其可以是独立的或集成到下面所讨论的一个或多个其他设备中)。在一个实施例中，沉积工具610和第一轨道组件620被称为光刻前工艺设备。在一个实施例中，第二轨道组件625和蚀刻工具640被称为光刻后工艺设备。在一个实施例中，制造环境可以包括一个或多个附加光刻前工艺设备和/或一个或多个附加光刻后工艺设备(例如，化学机械平坦化工具、另一沉积工具等)。沉积工具610可以是原子层沉积(ALD)、化学气相沉积(CVD)和/或物理气相沉积(PVD)工具。虽然第一轨道组件620和第二轨道组件625通常是同一轨道的一部分，但是可以将它们分离成不同的器件或轨道。
可以理解，制造环境不需要具有所描绘的所有设备。此外，可以将一个或多个设备组合成一个。例如，量测设备650可以是一个或多个光刻前工艺设备(例如，沉积工具610和/或第一轨道组件620等)的一部分、光刻设备630和/或一个或多个光刻后工艺设备(例如，第二轨道组件625、蚀刻工具640等)的一部分。
工艺设备基线器系统600包括软件应用660。在一个实施例中，软件应用660可以被提供或被集成到量测设备650中(例如，在诸如与量测设备650相关联的图15中的计算机系统1500之类的计算机中)。附加地或备选地，软件应用660可以被并入到工艺设备基线器系统600的另一部分中，或者在独立系统中被提供，例如在独立计算机系统(例如，图15中的计算机系统1500)、服务器、处理器等等中被提供。在一个实施例中，沉积工具610、第一轨道组件620、光刻设备630、第二轨道组件625、蚀刻工具640和/或量测设备650与软件应用660通信，使得可以由软件应用660在相同时间或在不同时间存储和分析沉积工具610、第一轨道组件620、光刻设备630、第二轨道组件625、蚀刻工具640和/或量测设备650的结果、设计、数据等。
参考图7A至图7G，描绘了用于结合工艺设备基线器系统600来形成衬底710、720、730、740、750、760、770、780的工艺步骤。衬底可以具有与传统衬底相同的形状(例如，圆盘形)，并且可以具有与传统衬底相当的横向尺寸(例如，约200mm、约300mm或约450mm)。如图7A中示意性所示，在步骤710处，衬底包括衬底层715，其以横截面示意性地示出。在一个实施例中，在步骤710处的衬底是生产衬底。因此，衬底层715可以包括一个或多个制作层，每个制作层除了裸硅之外还被制作有功能特征。在一个实施例中，在步骤710处的衬底是监视衬底。因此，衬底层715可以是裸硅层。如图6中示意性所示，在步骤710处处理具有衬底层715的一个或多个衬底。
在以横截面示意性地示出的图7B中，在步骤720处的衬底包括衬底层715和形成在衬底层715上的可蚀刻层725(例如，沉积层)。可蚀刻层725可以是一种或多种合适材料的层，例如氧化硅、氮化硅等。在一个实施例中，沉积工具610可以被配置为将可蚀刻层725施加到衬底层715。在一个实施例中，沉积工具610借助例如ALD、CVD或PVD将沉积层施加为可蚀刻层725。如图6中示意性所示，在步骤720处形成一个或多个衬底，每个衬底具有衬底层715和可蚀刻层725。
在一个实施例中，在将可蚀刻层725施加在衬底层715上之后测量可蚀刻层725的厚度。在一个实施例中，可以在步骤720完成之后并在步骤730开始之前测量可蚀刻层725的厚度。在一个实施例中，可蚀刻层725的厚度由量测设备650或另一不同的量测设备测量。在一个实施例中，量测设备650包括传感器，该传感器被配置为测量在可蚀刻层725的上表面处的第一位置和在可蚀刻层725的下表面处的第二位置。因此，可蚀刻层725的厚度可以被确定为第一位置和第二位置之间的差异。在一个实施例中，可蚀刻层725的厚度可以由嵌入在沉积工具610中的传感器来测量。在一个实施例中，在整个衬底上测量厚度以导出整个衬底上的厚度的空间分布。
在一个实施例中，基于沉积工具610的一个或多个工艺变量来估计可蚀刻层725的厚度，其可以被用来确定已沉积到衬底层715上的可蚀刻层材料的量。例如，由沉积工具610施加的每单位时间的一定体积的沉积材料，即沉积工具610的沉积速率，可以被用来估计已经由沉积工具施加的可蚀刻层725的厚度。例如，沉积工具610的各种工艺变量(诸如沉积速率、沉积持续时间等)可以存储在数据库670中，或者可以由软件应用660访问，以确定或估计可蚀刻层725的厚度。例如，数据库670可以通过实验开发以确定沉积工具610的各种工艺变量如何影响可蚀刻层725的厚度。以这样的方式，在一个实施例中，可以例如通过量测设备650来确定可蚀刻层725的厚度而不用直接测量它。在一个实施例中，基于先前的测量和/或实验已知在步骤720之后的针对大量衬底785的可蚀刻层725的厚度，其被设定为软件应用660中的固定值。
虽然描述了可蚀刻层的厚度的测量和分析，但是可以类似地测量/分析可蚀刻层725的一个或多个不同的或附加的参数。
在一个实施例中，软件应用660可以基于可蚀刻层725的参数(例如，厚度)来确定沉积工具610对最终蚀刻的衬底的特性的贡献(在衬底在步骤770处已被蚀刻工具640处理之后)。在一个实施例中，该贡献在数学上被建模为可蚀刻层的参数的函数。例如，涉及层厚度和蚀刻后CD偏差的数学模型。在层厚度和蚀刻后CD的示例的上下文中，可以通过评估针对不同平均/目标沉积厚度的蚀刻后CD变化的可变性来导出数学模型。该模型可以通过预先校准过程来获得，该校准过程建立例如层厚度和蚀刻后CD之间的关系。可以通过评估测量层厚度和蚀刻后CD的大量制作衬底来导出该模型并且对数据使用一种或多种机器学习算法来确定该关系。最终蚀刻的衬底(例如，参见图7H中的衬底785)的特性可以包括从以下中选出的一个或多个特性(或其一个或多个空间分布)：最终蚀刻的衬底785上的图案的临界尺寸(包括临界尺寸的变化、平均临界尺寸等)、临界尺寸均匀性、套刻、侧壁角度、特征高度、底表面倾斜、图案偏移和/或几何不对称性。在一个实施例中，最终蚀刻的衬底785的特性包括：最终蚀刻的衬底785上的图案的一个或多个指纹，或跨最终蚀刻的衬底785包括多个相同图案的最终蚀刻的衬底785的一个或多个指纹。
最终蚀刻的衬底785上的图案的指纹，或者跨最终蚀刻的衬底785包含多个相同图案的最终蚀刻的衬底785的指纹，可以通过考虑跨(一个或多个)图案的变化或者跨最终蚀刻的衬底785从图案到图案的变化来确定。关于最终蚀刻的衬底785上的图案的临界尺寸、临界尺寸均匀性、套刻、侧壁角度、特征高度、底表面倾斜、图案偏移和/或几何不对称性，或者关于跨最终蚀刻的衬底785的多个相同图案中的一个或多个图案，存在这些变化。(一个或多个)图案的指纹或最终蚀刻的衬底785的指纹可以由量测设备650测量。
在一个实施例中，使用数学模型来将可蚀刻层725的测量参数(例如，厚度)转换为沉积工具610对特性的贡献。在一个实施例中，可蚀刻层725的参数可以特定于用于执行沉积的沉积工具610的沉积腔611、612，并且可以是对特定衬底非特定的(并且因此可以在衬底之间使用)。因此，可以参考沉积工具610的可应用的沉积腔611、612来确定沉积工具610对特性的贡献并将其存储在数据库670中以供进一步使用。在一个实施例中，沉积工具610对特性的贡献是预先表征的并且参考在特定图案化工艺的沉积工艺中使用的沉积工具610的沉积腔611、612而从数据库670获得。
如图7C中示意性所示，在步骤730处，可以在可蚀刻层725上提供抗蚀剂层735(例如，光致抗蚀剂)。在一个实施例中，第一轨道组件620可以被配置为在可蚀刻层725上例如在多个可蚀刻层725中的每一层上施加抗蚀剂层735以在步骤730处形成一组衬底，如图6中示意性所示。在一个实施例中，提供抗蚀剂层735的第一轨道组件620包括轨道的抗蚀剂涂覆组件。如图6中示意性所示，在步骤730处形成一个或多个衬底，每个衬底具有衬底层715、可蚀刻层725和抗蚀剂层735。在该阶段针对抗蚀剂层可以使用如上所述的用于沉积的类似测量和分析过程(例如，确定抗蚀剂厚度的空间分布、抗蚀剂折射率等)。
参考图7D，衬底包括衬底层715、可蚀刻层725和已经在图案化工艺中暴露的抗蚀剂层735，如在步骤740处所示。在一个实施例中，光刻设备630在步骤740处被配置成在施加在一个或多个衬底730上的抗蚀剂层725中制作一个或多个图案，如图6中示意性所示。在图7D中，图案被示出嵌入在衬底的抗蚀剂层735中，因为抗蚀剂尚未被显影。光刻设备630可以包括光学光刻设备，诸如关于图1描述的光学光刻设备，或者例如纳米压印光刻工具。例如，光学光刻设备630可以暴露一个或多个衬底的抗蚀剂层735，以将图案从图案化器件635(参见图6)转移到一个或多个衬底上的抗蚀剂层735，如在步骤740处所示。当衬底是制作衬底时，图案化器件635可以被用来在步骤740处在衬底上制作功能器件的图案。备选地，当衬底是监视衬底时，图案化器件635可以被用来制作用于量测目的的图案设计。例如，图案化器件635可以被用来制作周期性结构，诸如线和空间格栅。
在一个实施例中，软件应用660可以被配置为确定光刻设备630对最终蚀刻的衬底785的特性的贡献。光刻设备630对最终蚀刻的衬底785的特性的贡献从与光刻设备630相关的一个或多个变量中导出。在一个实施例中，与光刻设备630相关的一个或多个变量的群组可以包括对衬底非特定的一个或多个第一变量。因此，光刻设备630的贡献包括从对特定衬底非特定(并因此可以跨图案化工艺的衬底使用)的一个或多个第一变量中导出的光刻设备630的第一贡献。此外，光刻设备630的第一贡献可以被存储在数据库670中以供将来使用。在一个实施例中，光刻设备630的第一贡献可以是预先表征的并且可以从数据库670获得。在一个实施例中，一个或多个第一变量可以包括但不限于光刻设备630的照射的一个或多个变量、光刻设备630的投影系统的一个或多个变量、聚焦、剂量、套刻、激光带宽、曝光持续时间、光学像差、高频激光带宽变化、高频激光波长变化、琼斯光瞳(Jones pupil)等等。附加地或备选地，与光刻设备630相关的一个或多个变量的群组可以包括特定于特定衬底的一个或多个第二变量。因此，光刻设备630的贡献可以包括从特定于特定衬底的一个或多个第二变量中导出的光刻设备630的第二贡献。在一个实施例中，一个或多个第二变量可以包括但不限于光刻设备630的衬底台的移动的移动标准偏差(MSD)、和/或光刻设备630的衬底台的移动的移动平均(MA)。
如上所述的用于沉积的类似测量和分析过程在该阶段可以被用于图案化的抗蚀剂。例如，一个或多个第一变量和/或第二变量的值可以从光刻设备内的传感器(例如，干涉仪、曝光传感器等)中、从机器的器件(例如，致动器信号、激光信号等)等中导出。
在一个实施例中，参考图6，在通过光刻设备630进行图案化之后，第二轨道组件625被用来在光刻设备630的图案转移之后使曝光的抗蚀剂显影以在步骤750处形成一个或多个图案化的衬底。如图7E中所示，在显影之后，可以在图案化的衬底中清楚地看到从图案化器件635转移到抗蚀剂层735的图案，如在步骤750处所示。具体地，在图7E中的抗蚀剂层735中示出了四条图案线。然而，在步骤750处，可以在图案化的衬底的抗蚀剂层735中制作任何合适数量的图案线(或另一种类型的图案)。在一个实施例中，第二轨道组件625是轨道的显影组件和/或轨道的烘烤板组件。在一个实施例中，第一轨道组件620和第二轨道组件625是不同的轨道。在一个实施例中，第一轨道组件620和第二轨道组件625是相同轨道的不同组件。
如上所述的用于沉积的类似测量和分析过程可以在该阶段被用于显影/烘烤的抗蚀剂。例如，可以使用测量设备确定抗蚀剂的折射率、抗蚀剂的厚度等的值。
图7F示意性地示出了在步骤760处蚀刻之后的蚀刻衬底的侧视截面图。如图所示，因为抗蚀剂层735的抗蚀剂至少部分地抵抗蚀刻，所以蚀刻层725的未被抗蚀剂层735覆盖的部分(具体地，抗蚀剂层735中的图案)被蚀刻。在一个实施例中，蚀刻工具640被配置为在步骤760蚀刻可蚀刻层725或将抗蚀剂层735中的一个或多个图案转移到可蚀刻层725以形成蚀刻的衬底。如图7G中所示，在步骤770处，在完成蚀刻之后，在需要时，从蚀刻的衬底中去除抗蚀剂层735。具体地，如图7G中所示，在可蚀刻层725中制作四条图案线。然而，可以在最终蚀刻的衬底785的可蚀刻层725中制作任何合适数量的图案线(或另一种类型的图案)。可蚀刻层725中的一个或多个图案(例如，图案线)可以被配置为由量测设备640测量。
如图7H中示意性所示，在步骤780处，量测设备650可以被配置为评估最终蚀刻的衬底785的特性。例如，量测设备650可以被配置为测量最终蚀刻的衬底785上的量测目标的图案的特性。在一个实施例中，量测设备650可以是光学(例如，基于衍射的)量测工具，其可以测量最终蚀刻的衬底785的特性(具体地，在最终蚀刻的衬底785上的量测目标的图案)。在一个实施例中，该特性可以包括从以下中选出的一个或多个特性：跨最终蚀刻的衬底785的多个相同图案中的每一图案或者在最终蚀刻的衬底785上的图案的临界尺寸(例如，图案线762的宽度和/或相邻图案线之间的间距764)、临界尺寸均匀性、套刻、侧壁角度、特征高度、底表面倾斜、图案偏移和/或几何不对称性。在一个实施例中，该特性可以包括在最终蚀刻的衬底785上的图案的一个或多个指纹，或者包含多个相同图案的最终蚀刻的衬底的一个或多个指纹，所述一个或多个指纹与从以下中选出的一个或多个特性相关联：临界尺寸、套刻、侧壁角度、特征高度、底表面倾斜、图案偏移和/或几何不对称性。在一个实施例中，量测设备650还可以包括水平传感器，以测量表面的位置，例如，最终蚀刻的衬底785的表面的高度和/或旋转位置。
在一个实施例中，软件应用660可以被配置为确定蚀刻工具640对最终蚀刻的衬底785的特性的贡献。具体地，可以通过从最终蚀刻的衬底785的特性中去除在蚀刻工具640上游的一个或多个工艺设备的一个或多个贡献来获得蚀刻工具640对特性的贡献。如图6中所示，在蚀刻工具640上游的一个或多个工艺设备包括：沉积工具610、第一轨道组件620、光刻设备630和第二轨道组件625。在一个实施例中，与沉积工具610和光刻设备630相比，第一轨道组件620和第二轨道组件625通常可以对最终蚀刻的衬底785的特性做出非常小的、甚至可忽略的贡献。因此，在蚀刻工具640上游的一个或多个工艺设备的一个或多个贡献可以包括沉积工具610的贡献和光刻设备630的贡献。因此，可以通过从最终蚀刻的衬底785的特性中去除沉积工具610(光刻前工艺设备)的贡献和光刻设备630的贡献来确定蚀刻工具640对最终蚀刻的衬底785的特性的贡献。在一个实施例中，光刻设备630对最终蚀刻的衬底785的特性的贡献可以包括对特定衬底非特定的光刻设备630的第一贡献和/或特定于特定衬底的光刻设备630的第二贡献。在一个实施例中，蚀刻工具640对最终蚀刻的衬底785的特性的贡献对于特定的图案化的衬底是非特定的。在一个实施例中，蚀刻工具640对最终蚀刻的衬底785的特性的贡献特定于用于蚀刻的蚀刻工具640的蚀刻腔641、642。因此，在确定之后，可以参考用于蚀刻的蚀刻工具640的蚀刻腔641、642将蚀刻工具640的贡献存储在数据库670中。
在示例情况下，沉积工具610、光刻设备630和蚀刻工具640的现有变量可以使得沉积工具610可以对最终蚀刻的衬底785上的图案的指纹(例如，CD指纹)贡献例如0.2nm，光刻设备630可以对最终蚀刻的衬底785上的图案的指纹贡献例如0.4nm，并且蚀刻工具640可以对最终蚀刻的衬底785上的图案的指纹贡献例如0.2nm的指纹。因此，沉积工具610、光刻设备630和蚀刻工具640对最终蚀刻的衬底785上的图案的指纹的累积贡献将是0.9nm，其低于例如1nm的假设阈值。
在该示例中，在步骤720之后，如果沉积工具610对最终蚀刻的衬底785上的图案的指纹的贡献被确定为0.5nm，则这指示在没有调节光刻设备630和/或蚀刻工具640的情况下，沉积工具610、光刻设备630和蚀刻工具640的累积贡献将是1.1nm，其将比假设阈值高0.1nm。或者，在该示例中，在步骤760之后，如果蚀刻工具640对最终蚀刻的衬底785上的图案的指纹的贡献被确定为0.5nm，则这指示在没有调节沉积工具610和/或光刻设备630的情况下，沉积工具610、光刻设备630和蚀刻工具640的累积贡献将是1.1nm，其将比假设阈值高0.1nm。在一些示例中，这些情形可能产生缺陷和/或导致产出损失。
为了补救这个问题，在操作沉积工具610、光刻设备630和/或蚀刻工具640之前，可以适当地调节沉积工具610的一个或多个变量(例如，厚度、厚度均匀性或任何其他合适的变量)、光刻设备630的一个或多个变量(例如，剂量、聚焦和/或任何其他合适的变量)、和/或蚀刻工具640的一个或多个变量(例如，蚀刻速率、蚀刻类型、操作温度和/或任何其他合适的变量)，以将累积贡献减小到低于阈值的值，例如低于1nm。
在另一示例中，显影之后在抗蚀剂层735上的图案的临界尺寸(CD_Litho)为例如30nm。在蚀刻之后，最终蚀刻的衬底785的可蚀刻层725上的图案的临界尺寸(CD_etch)为例如25nm。CD_etch和CD_litho之间的差异，即5nm，被称为光刻蚀刻偏置，其可以基于沉积工具610的贡献，例如基于可蚀刻层715的厚度(例如，当可蚀刻层715的厚度为例如100nm时，光刻蚀刻偏置是5nm)。可以基于蚀刻工具640的一个或多个变量设置(例如，蚀刻速率、蚀刻类型、操作温度和/或蚀刻工具的蚀刻腔641、642的其他变量)来进一步确定光刻蚀刻偏置。因此，沉积工具610、光刻设备630和蚀刻工具640全都可以对CD_etch有贡献。如上所述，可以通过将CD_litho和光刻蚀刻偏置相加来确定CD_etch。具体地，可以通过调节光刻设备630的一个或多个变量(例如，剂量和/或与光刻设备相关的任何其他合适的变量)来改变CD_litho。可以通过调节沉积工具610的一个或多个变量(例如，沉积速率、沉积持续时间等)来改变光刻蚀刻偏置，这可以导致可蚀刻层715的不同厚度(例如，最初目标为100nm)。附加地或备选地，还可以通过调节蚀刻工具640的一个或多个变量(例如，蚀刻速率、蚀刻类型、操作温度)来改变光刻蚀刻偏置。在步骤720之后，如果可蚀刻层715的厚度被测量为110nm(其大于例如目标100nm)，则这指示光刻蚀刻偏置可以增加，例如从5nm增加到8nm。因此，在不调节光刻设备630和/或蚀刻工具640的情况下，由于增加的光刻蚀刻偏置，CD_etch可能偏离目标值。为了补救这个问题，例如，在操作光刻设备630之前，可以将CD_litho从例如25nm重新定目标到更小的值，例如23nm，使得得到的CD_etch可以是目标或可以更接近目标。这可以通过例如改变光刻设备630的剂量来完成，例如，取决于剂量宽容度(其中剂量宽容度指示临界尺寸(具体地，CD_litho)相对于剂量值的变化的灵敏度)。应当注意，替代光刻设备630的剂量或者除此之外，这还可以通过调节光刻设备630的一个或多个其他合适的变量来完成。替代在操作光刻设备630之前调节与光刻设备630相关的一个或多个变量或者除此之外，可以在刻蚀工具610的操作之前调节与沉积工具610相关的一个或多个变量，和/或可以在蚀刻工具640的操作之前调节与蚀刻工具640相关的一个或多个变量。关于该前馈方法的更多细节将在图8中描述。
因此，在一个实施例中，可以进行前馈类型校正(其将关于图8更详细地描述)。例如，在一个实施例中，可以在操作光刻设备630之前基于沉积工具610的贡献来调节与光刻设备630相关的一个或多个变量(例如，剂量、聚焦等)。例如，在一个实施例中，可以在操作蚀刻工具640之前基于沉积工具610和/或光刻设备630对最终蚀刻的衬底785的特性的总贡献来调节与蚀刻工具640相关的一个或多个变量。与蚀刻工具640相关的一个或多个变量可以包括但不限于蚀刻速率、蚀刻类型、操作温度和/或蚀刻工具640的任何其他合适的变量。这样做是为了使得在与蚀刻工具640相关的一个或多个变量中的调节可以补偿沉积工具610和光刻设备630对最终蚀刻的衬底785的特性的总贡献的至少一部分，因此减少最终蚀刻的衬底785的特性从最终蚀刻的衬底785的特性的目标值的偏差。在一些示例中，当沉积工具610和/或光刻设备630对特性的累积贡献将偏离目标太多时，则可以重新加工步骤720处的图案化衬底(例如，将剥离抗蚀剂层735)，而不是通过蚀刻工具640处理。
图7I至图7L示出了根据如上所述的实施例的确定蚀刻工具640对最终蚀刻的衬底785的指纹的贡献的方法的示例。图7I是示出最终蚀刻的衬底785的示意图。最终蚀刻的衬底785包括形成在其中的多个裸片792、794、796等。裸片792、794、796等中的每一个裸片包括要由量测设备650测量的相同图案或图案化配置，但是从图案到图案(或从衬底到衬底)可能存在各种特性方面的微小变异。在一个实施例中，特定特性(例如，临界尺寸等)的变异可以被认为是从设计图案或目标图案的偏差。在一个实施例中，特定特性的那些变异可以被认为是从最终蚀刻的衬底785上的一组图案的平均图案的偏差。可以量化或以其他方式表征该变异。在一个示例中，那些变异可以在衬底上整个被认为是最终蚀刻的衬底785的指纹。取决于相关联的图案从最终蚀刻的衬底785的平均图案或者目标(或设计)图案配置的偏差的量化，图7I中的最终蚀刻的衬底785的变异或指纹示出了针对这个简单示例的在由裸片中所示的数字(例如，以nm或任何测量单位)表达的每个裸片中的变异。例如，在一个实施例中，针对裸片792、794、796等中的图案的指纹的值分别为2nm、1nm、-2nm等。使用由量测设备650进行的测量来确定这些变异(例如，从量测设备650进行的测量中减去某个值(诸如在最终蚀刻的衬底785上针对目标或设计图案配置的目标或设计值或一组图案的测量的平均值(在裸片792、794、796等中))。
图7J示意性地示出了沉积工具610对最终蚀刻的衬底785的指纹的贡献。可以根据基于可蚀刻层725的厚度的数学模型来估计沉积工具610的贡献。例如，如图7J中所示，基于数学模型，数学模型可以假设地将0.5nm贡献归因于每个裸片792、794、796等中的图案。
图7K示意性地示出了光刻设备630对最终蚀刻的衬底785的指纹的贡献。可以基于与如上所述的光刻设备630相关的一个或多个变量来估计光刻设备的贡献。例如，如图7K中所示，光刻设备630可以将1nm、0.5nm、-3nm等分别归因于裸片792、794、796等中的图案。
图7L示意性地示出了蚀刻工具640对最终蚀刻的衬底785的指纹的贡献。可以通过从如图7I中所示的最终蚀刻的衬底785的指纹中减去如图7J中所示的沉积工具610的贡献和如图7K中所示的光刻设备630的贡献来导出如图7L中所示的蚀刻工具640的贡献。具体地，例如，蚀刻工具640可以将0.5nm、0nm、0.5nm分别归因于裸片792、794、796等中的图案。
在一个实施例中，软件应用660可以被配置为使用所确定的蚀刻工具640对特性的贡献(可选地在公差范围内)来创建修改信息。例如，软件应用660可以被配置为确定蚀刻工具640的确定贡献是否满足或超过用于蚀刻工具640(或另一工艺设备)的贡献(其中可以包括公差范围)的阈值(例如，在公差范围内)。在一个实施例中，软件应用660确定蚀刻工具640(或另一工艺设备)的确定贡献与阈值的偏差(例如，差异)。例如，在假设的示例中，针对蚀刻工具640对最终蚀刻的衬底785上的图案的特性(例如，临界尺寸指纹等)的贡献的阈值可以被设置为0.2nm。如果蚀刻工具640对最终蚀刻的衬底785上的图案的特性的确定贡献是0.5nm，则软件应用660确定偏差为0.3nm。在一个实施例中，软件应用660确定跨衬底的、蚀刻工具640对特性的确定贡献是否满足阈值的空间分布。
附加地或备选地，软件应用660可以被配置为直接使用来自量测设备650的测量数据创建修改信息(例如，跨最终蚀刻的衬底785的特性或特性的空间分布，例如临界尺寸、临界尺寸均匀性、侧壁角度、特征高度、底表面倾斜、图案偏移、几何不对称性等。例如，软件应用660可以被配置为确定由量测设备650测量的特性的测量值是否满足特性的目标值(其可以包括公差范围)。在一个实施例中，软件应用660确定由量测设备650测量的特性的测量值与至少一个特性的目标值之间的偏差(例如，差异)。在一个实施例中，偏差可以是临界尺寸误差、侧壁角度误差、特征高度误差、底表面倾斜误差、图案偏移误差等。在一个实施例中，软件应用660确定跨最终蚀刻的衬底785的、由量测设备650测量的特性的测量值是否满足特性的目标值的空间分布。
响应于确定蚀刻工具640(或另一工艺设备)的确定贡献不满足阈值或超过阈值和/或由量测设备650测量的特性的测量值不满足特性的目标值或超过特性的目标值(其可以包括公差范围)，可以采取动作。在一个实施例中，软件应用660可以通过在图形用户界面(GUI)上显示该信息以及通知来向用户通知这种确定。
在一个实施例中，软件应用660被配置为创建修改信息以修改蚀刻工具640的一个或多个变量(例如，一个或多个蚀刻腔611、612的蚀刻速率、蚀刻类型和/或操作温度)，以例如校正(例如消除或减小到公差范围内)蚀刻工具640(或另一个工艺设备)的确定贡献与阈值之间的偏差和/或由量测设备650测量的特性的测量值和特性的目标值之间的偏差。在一个实施例中，修改可以在空间上特定(例如，施加空间上不同的修改)或跨图案/衬底施加均匀的偏移。在一个实施例中，修改信息可以被用来至少部分地基于偏差(例如，差异)来调节蚀刻工具640。具体地，可以创建修改信息以调节蚀刻工具640的一个或多个变量。例如，修改信息可以被用来基于特性的测量值的或偏差的空间分布来在空间上修改一个或多个蚀刻变量(例如，蚀刻速率、蚀刻类型、操作温度等)。
在一个实施例中，修改信息可以被用来调节一个或多个变量(例如，蚀刻速率、蚀刻类型、操作温度等)以匹配两个或更多个蚀刻工具640的性能，和/或匹配同一蚀刻工具640的不同蚀刻腔，和/或匹配不同蚀刻工具640的不同蚀刻腔。因此，从其中评估偏差的目标值是另一蚀刻工具640和/或蚀刻腔641、642对特性的贡献。例如，可以通过使用蚀刻工具640的第一蚀刻腔641、使用蚀刻工具640的第二蚀刻腔642或两者蚀刻可蚀刻层725来形成蚀刻的衬底785。为了匹配第一蚀刻腔641和第二蚀刻腔642之间的性能，软件应用660可以被配置为确定第一蚀刻腔641对由蚀刻工具640的第一蚀刻腔641处理的第一图案的特性的第一贡献与第二蚀刻腔642对由蚀刻工具640的第二蚀刻腔642处理的第二图案的相同特性的第二贡献之间的偏差。软件应用660可以进一步被配置为创建修改信息以调节第一蚀刻腔641的和/或第二蚀刻腔642的一个或多个蚀刻变量(例如，蚀刻速率、蚀刻类型、操作温度等)，以便校正第一贡献和第二贡献之间的偏差。因此，在一个实施例中，修改信息可以致使(蚀刻工具640的第一蚀刻腔641的)第一贡献在(蚀刻工具640的第二蚀刻腔642的)第二贡献的公差范围内匹配。这样，在修改之后，蚀刻工具640的第一蚀刻腔641、642的性能可以在与蚀刻工具640的第二蚀刻腔642的性能相容的公差范围内匹配。
虽然讨论关注于监视或评估蚀刻工具，但在一个实施例中，工艺设备基线器系统600可以被用来监视另一非光刻工艺设备，诸如第二轨道(或其组件，诸如显影工具或烘烤工具)、沉积工具、化学机械抛光/平坦化(CMP)工具或其他改变衬底的物理特性的非光刻工艺工具。在一个或多个这种工具的情况下，层725不需要是可蚀刻的，当然，衬底的处理也就不需要涉及蚀刻(例如，轨道的显影组件或烘烤组件)。
因此，当被评估的工具是轨道时，修改信息可以被用来调节一个或多个轨道变量，诸如烘烤工具的烘烤温度(例如，全局变化或空间分布的变化)。当被评估的工具是沉积工具时，修改信息可以被用来调节一个或多个沉积变量(例如，沉积速率中的全局或空间变化、沉积的空间变异等)。当被评估的工具是CMP工具时，修改信息可以被用来调节一个或多个平坦化变量(例如，平坦化速率中的全局或空间变化、平坦化的空间变异等)。
在一个实施例中，测量值和/或修改信息可以特定于特定设备，例如特定于蚀刻工具的蚀刻腔，特定于多个蚀刻工具中的蚀刻工具等。因此，监视和/或控制可以特定于工具和/或其部分。因此，例如，基于在功能器件的特定图案化工艺中使用什么工具和/或其部分，可以将适当的修改信息应用于在图案化工艺中被用来处理一个或多个衬底的(一个或多个)工具和/或其(一个或多个)部分。
此外，蚀刻工具640(或如上所述的非光刻工艺工具，例如第二轨道组件625、沉积工具、CMP工具等)中的偏差可以在另一工具例如非光刻工艺工具(例如沉积工具610、第一轨道组件620)或光刻设备630中进行校正，或反之亦然。因此，修改信息不需要用于被评估的工具。例如，可以调节光刻设备630的一个或多个光刻变量。在一个实施例中，一个或多个光刻变量包括剂量和/或聚焦。作为示例，例如，通过采用调节机制AM来校正或施加光学像差，通过采用调节器AD来校正或修改照射强度分布，通过采用图案化器件支撑结构MT的定位器PM来校正或修改图案化器件支撑结构MT的位置，通过采用衬底台WT的定位器PW来校正或修改衬底台WT的位置等，可以创建修改信息以调节光刻设备的一个或多个修改设备。
因此，在评估非光刻工艺工具的示例中，可以创建修改信息以修改非光刻工艺工具的一个或多个变量，和/或在非光刻工艺工具上游或下游的一个或多个工艺设备。一个或多个工艺工具可以包括例如沉积工具610、第一轨道组件620、光刻设备630、第二轨道组件625、蚀刻工具640等。
在一个实施例中，软件应用660使用一个或多个数学模型来确定可通过从以下项中选出的一项或多项进行校正的特性中的偏差：沉积工具610、第一轨道组件620、光刻设备630、第二轨道组件625、蚀刻工具640和/或一个或多个其他工艺设备，例如化学机械平坦化工具(未示出)。软件应用660还可以被配置为提供修改信息，该修改信息使得能够配置从以下项中选出的一项或多项工具：沉积工具610、第一轨道组件620、光刻设备630、第二轨道组件625、蚀刻工具640和/或一个或多个其他工艺设备，以校正(例如，消除或减小到公差范围内)偏差。在一个实施例中，一个或多个数学模型定义一组基本函数，其一旦被参数化就拟合数据。在一个实施例中，该模型包括可以对一个或多个设备进行的修改，所述设备选自：沉积工具610、第一轨道组件620、光刻设备630、第二轨道组件625、蚀刻工具640和/或一个或多个其他工艺设备(例如，化学机械平坦化工具)。软件应用660可以确定可校正偏差是否在特定范围内。也就是说，可以对指定的一个或多个工艺设备进行的修改的范围可以具有上限、下限和/或两者，其与可以对适用的工艺工具的一个或多个变量进行的修改的量有关。
例如，在一个实施例中，光刻设备630在x方向上的可校正偏差，即在坐标(x，y)处的Δx，可以通过以下方式建模：
Δx＝k1+k3x+k5y+k7x2+k9xy+k11y2+k13x3+k15x2y+k17xy2+k19y3 (1)
其中k1是参数(其可以是常数)，并且k3、k5、k7、k9、k11、k13、k15、k17和k19分别是针对术语x、y、x2、xy、y2、x3、x2y、xy2和y3的参数(其可以是常数)。k1、k3、k5、k7、k9、k11、k13、k15、k17和k19中的一个或多个可以是零。
相关地，在一个实施例中，光刻设备630在y方向上的可校正偏差，即在坐标(x，y)处的Δy，可以通过以下方式建模：
Δy＝k2+k4y+k6x+k8y2+k10yx+k12x2+k14y3+k16y2x+k18yx2+k20x3 (2)
其中k2是参数(其可以是常数)，并且k4、k6、k8、k10、k12、k14、k16、k18和k20分别是针对术语y、x、y2、yx、x2、y3、y2x、yx2和x3的参数(其可以是常数)。k2、k4、k6、k8、k10、k12、k14、k16、k18和k20中的一个或多个可以是零。
在一个实施例中，提供了由两个或更多个工艺设备(例如，从以下项中选出的两项或更多项：沉积工具610、第一轨道组件620、光刻设备630、第二轨道组件625和/或蚀刻工具640)对偏差校正的共同优化。
在一个实施例中，针对不同类型的偏差单独地或在组合的基础上执行共同优化，诸如针对临界尺寸误差、图案偏移误差等单独地或者在组合的基础上执行共同优化。在一个实施例中，沉积工具610、第一轨道组件620、光刻设备630、第二轨道组件625和/或蚀刻工具640可以更好地能够校正某些类型的误差，因此在两个或多个选定的工艺工具的合适的不同变量之间对偏差校正适当地加权或分配比例。
在一个实施例中，软件应用650被配置为标识用于应用到衬底750、760并用于利用工艺设备基线器系统进行测量的一个或多个图案目标，并显影用于一个或多个目标的量测配方。在该上下文中的量测配方是与被用来测量一个或多个量测目标的量测设备640本身和/或与测量过程相关联的一个或多个变量(以及一个或多个相关联值)，诸如测量光束的一个或多个波长、测量光束的偏振的一种或多种类型、测量光束的一个或多个剂量值、测量光束的一个或多个激光带宽、与测量光束一起使用的检查设备的一个或多个孔径设置、用于在目标上定位测量光束的对准标记、使用的对准方案、多个目标的采样方案、目标的布局、测量目标的移动方案和/或目标的兴趣点等等。
在一个实施例中，可以设计一个或多个目标并使其适合于图案化工艺。例如，可以评估多个目标设计以标识将(系统的和/或随机的)残余变化最小化的一个或多个目标。在一个实施例中，可以评估多个目标设计以标识其性能与功能器件匹配的一个或多个目标，例如，标识其临界尺寸、图案偏移等的测量与该器件的临界尺寸、图案偏移等相匹配的目标。例如针对目标中的临界尺寸(CD)、图案偏移、侧壁角度、特征高度、底表面倾斜、几何不对称性等、或者从中选择的任何组合的测量，可以设计目标。
参考图8，描绘了前馈方法的示例流程。前馈方法可以被用来基于一个或多个第二工艺设备的上游或下游的一个或多个第一工艺设备对衬底的特性的一个或多个贡献来调节一个或多个第二工艺设备的一个或多个变量。在步骤810处，由软件应用660估计一个或多个第一工艺设备对最终蚀刻的衬底(例如，最终蚀刻的衬底785)的特性的一个或多个贡献，如前所讨论的，其中一个或多个第二工艺设备在可应用的一个或多个第一工艺设备的上游或下游。在一个实施例中，一个或多个第一工艺设备中的至少一个工艺设备在光刻设备(例如，光刻设备630)的下游，例如蚀刻工具640。在一个实施例中，一个或多个第二工艺设备中的至少一个工艺设备是光刻设备630。在一个实施例中，如前所讨论的，由软件应用660在由一个或多个第一工艺设备处理之后使用测量来确定一个或多个第一工艺设备对最终蚀刻的衬底(例如，最终蚀刻的衬底785)的特性的一个或多个贡献，其中一个或多个第二工艺设备在可应用的一个或多个第一工艺设备的下游。在一个实施例中，一个或多个第一工艺设备中的至少一个工艺设备在光刻设备(例如，光刻设备630)的上游。例如，一个或多个第一工艺设备可以包括沉积工具(例如，沉积工具610)和/或轨道的抗蚀剂涂覆组件(例如，第一轨道组件620)。在一个实施例中，一个或多个第二工艺设备中的至少一个工艺设备是光刻设备630和/或蚀刻工具640。
在步骤820处，由硬件计算机系统(例如，软件应用660)至少部分地基于估计的或以其他方式确定的一个或多个贡献，来创建和输出关于一个或多个第二工艺设备的信息。在一个实施例中，适当地，一个或多个第二工艺设备可以是来自以下项中的一项或多项：沉积工具(例如，沉积工具610)、轨道的抗蚀剂涂覆组件(例如，第一轨道组件620)、光刻设备(例如，光刻设备630)、轨道的显影组件(例如，第二轨道组件625)、轨道的烘烤板组件(例如，第二轨道组件625)和/或蚀刻工具(例如，蚀刻工具640)。在一个实施例中，关于一个或多个第二工艺设备的信息是可以被用来调节第二工艺设备中的至少一个工艺设备的修改信息。在一个实施例中，可以创建修改信息以调节一个或多个第二工艺设备的一个或多个变量。例如，一个或多个第二工艺设备的一个或多个变量可以包括但不限于光刻设备(例如，光刻设备630)的剂量和/或聚焦、和/或蚀刻工具(例如，蚀刻工具640)的蚀刻速率、蚀刻类型和/或操作温度。
例如，一个或多个第一工艺设备可以包括沉积工具(例如，沉积工具610)。因此，例如，基于由沉积工具610施加的可蚀刻层(例如，可蚀刻层725)的厚度，在步骤810处估计沉积工具610对例如蚀刻的衬底(例如，最终蚀刻的衬底785)的特性的贡献。在一个实施例中，第二工艺设备可以包括光刻设备(例如，光刻设备630)和/或蚀刻工具(例如，蚀刻工具640)。因此，可以在步骤820处创建修改信息，用于基于沉积工具的确定贡献来调节蚀刻工具的一个或多个变量和/或调节光刻设备的一个或多个变量。具体地，蚀刻工具的一个或多个变量可以包括蚀刻工具的蚀刻速率、蚀刻工具的蚀刻类型和/或蚀刻工具的操作温度。光刻设备的一个或多个变量可以包括光刻设备的剂量和/或聚焦。
在另一示例中，一个或多个第一工艺设备可以包括沉积工具(例如，沉积工具610)和光刻设备(例如，光刻设备630)。在步骤810处，分别估计沉积工具对例如蚀刻的衬底(例如，最终蚀刻的衬底785)的特性的贡献和光刻设备对例如蚀刻的衬底(例如，最终蚀刻的衬底785)的特性的贡献。第二工艺设备可以是蚀刻工具。因此，当光刻设备和沉积工具的总贡献满足或超过阈值(例如，落入阈值范围内)时，可以在步骤820处创建修改信息，用于基于沉积工具和光刻设备的确定贡献来调节蚀刻工具的一个或多个变量。具体地，蚀刻工具的一个或多个变量可以包括蚀刻工具的蚀刻速率、蚀刻工具的蚀刻类型、或蚀刻工具的操作温度。在一个实施例中，当沉积工具和光刻设备对指纹的总贡献太大时，例如，当根据蚀刻工具的贡献考虑时落在阈值范围之外，则可以对已经被沉积工具和光刻设备处理的衬底(例如，图案化的衬底750)进行重新加工而不是由蚀刻工具处理。
在另一示例中，一个或多个第一工艺设备可以包括蚀刻工具(例如，蚀刻工具640)。在步骤810处(例如，从使用先前处理的衬底所确定的模型)估计蚀刻工具对例如蚀刻的衬底(例如，最终蚀刻的衬底785)的特性的贡献。第二工艺设备可以是光刻工具。因此，当蚀刻工具的贡献超过或满足阈值(例如，落入阈值范围内)时，可以在步骤820处创建修改信息，用于基于蚀刻工具的估计的贡献来调节光刻工具的一个或多个变量。具体地，光刻设备的一个或多个变量可以包括剂量和/或聚焦。在一个实施例中，当蚀刻工具对指纹的贡献太大时，例如当根据沉积工具和/或光刻工具的贡献考虑时落在阈值范围之外，则可以对已经被沉积工具处理的衬底(例如，图案化的衬底750)进行重新加工而不是通过光刻工具处理。
参考图9，描绘了用于确定光刻后工艺设备(例如，蚀刻工具)对衬底的特性的贡献的方法的示例流程。如图所示，在930处获得并组合光刻前工艺设备对衬底的特性的贡献915和光刻设备(例如，光刻设备630)对衬底的特性的贡献925。虽然元件930(以及图中的其他类似元件)显示加号，但是操作不需要是加法，例如，它可以是乘法、卷积等。此外，可以通过从最终蚀刻的衬底785的特性940中去除光刻前工艺设备915和光刻设备925的组合贡献930来确定光刻后工艺设备的贡献950。虽然特性940(以及图中的其他类似元件)的移除显示负号，但是操作不需要是加法，例如，它可以是除法、去卷积等。最终蚀刻的衬底785的特性940的值由量测设备(例如，量测设备650)测量。因此，换句话说，可以通过分别去除(例如，通过减法、去卷积等)光刻前工艺设备和光刻工艺设备的贡献915和925来导出光刻后工艺设备对最终蚀刻的衬底785的特性的贡献950。
如上所述，沉积工具的贡献915可以从由沉积工具(例如，沉积工具610)形成的可蚀刻层的厚度910中导出。光刻设备的贡献925可以从与光刻设备相关的一个或多个变量920的群组中导出。
在一个实施例中，光刻后工艺设备可以包括轨道的显影组件(例如，第二轨道组件625)、轨道的烘烤板组件(例如，第二轨道组件625)、和/或蚀刻工具(例如，蚀刻工具640)。光刻前工艺设备915可以包括沉积工具(例如，沉积工具610)和/或轨道的抗蚀剂涂覆组件(例如，第一轨道组件620)。如上所述，与沉积工具610的贡献和光刻设备630的贡献相比，轨道(例如，第一轨道组件620和/或第二轨道组件625)的贡献可以很小或甚至可以忽略不计。因此，在一个实施例中，光刻前设备的贡献915可以仅指沉积工具(例如，沉积工具610)的贡献，并且光刻后设备的贡献950可以仅指蚀刻工具(例如，蚀刻工具640)的贡献。
参考图10，描绘了预测衬底上的缺陷或其他误差并调节一个或多个工艺设备的一个或多个变量的方法的示例流程。如图所示，通过组合特定于一个或多个工艺设备的一个或多个贡献(例如，第一贡献1015、第二贡献1025和第三贡献950)与特定于正被处理的衬底的第四贡献1035，来估计将被赋予给要由一个或多个工艺设备处理的衬底的一个或多个特性1030，从而获得一个或多个特性1030，其被用来预测缺陷或其他误差。在一个实施例中，一个或多个工艺设备中的至少一个工艺设备在光刻设备的上游(即，光刻前工艺设备)。
在一个实施例中，一个或多个工艺设备可以包括沉积工具(例如，沉积工具610)、光刻设备(例如，光刻设备630)和蚀刻工具(例如，蚀刻工具640)。因此，第一贡献1015可以是沉积工具(例如，沉积工具610)的贡献，第二贡献1025可以是光刻设备(例如，光刻设备630)的贡献，并且第三贡献950可以是蚀刻工具(例如，蚀刻工具640)的贡献。在一个实施例中，一个或多个工艺设备还可以包括一个或多个轨道(例如，第一轨道组件620和/或第二轨道组件625)。因此，一个或多个贡献可以包括第一轨道组件620的贡献和/或第二轨道组件625的贡献。然而，如上所述，与沉积工具的第一贡献1015、光刻设备的第二贡献1025以及蚀刻工具的第三贡献950相比，第一轨道组件620的贡献和/或第二轨道组件625的贡献可以很小或甚至可以忽略不计。因此，在一个实施例中，可以忽略第一轨道组件620的贡献和/或第二轨道组件625的贡献。
如前所指出，沉积工具(例如，沉积工具610)的第一贡献1015可以从由沉积工具(例如，沉积工具610)在衬底中形成的可蚀刻层的变量(例如，厚度)1010中导出。在一个实施例中，第一贡献1015不是特定于特定衬底(并且因此可以跨图案化工艺的衬底而使用)。在一个实施例中，第一贡献1015特定于被用来执行沉积的沉积工具(例如，沉积腔610)的沉积腔(例如，沉积腔611或沉积腔612)。因此，在一个实施例中，沉积工具对指纹1030的第一贡献1015可以是预先表征的并从数据库(例如，数据库670)获得，并且可以参考在沉积工艺中使用的沉积工具(例如，沉积工具610)的沉积腔(例如，沉积腔611或沉积腔612)而被获得。
光刻设备(例如，光刻设备630)的第二贡献1025可以从与光刻设备相关的一个或多个变量1020的群组中导出。在一个实施例中，与光刻设备(例如，光刻设备630)相关的一个或多个变量1020的群组可以包括对衬底非特定的一个或多个第一变量。因此，光刻设备(例如，光刻设备630)的第二贡献1025的至少一部分可以从对特定衬底非特定(并且因此可以跨图案化工艺的衬底而使用)的一个或多个第一变量中导出。因此，第二贡献1025的至少一部分可以是预先表征的并从数据库(例如，数据库670)获得。在一个实施例中，该一个或多个第一变量可以包括但不限于以下项中的一项或多项：光刻设备的照射的一个或多个变量、光刻设备的投影系统的一个或多个变量、聚焦、剂量、套刻、激光带宽、曝光持续时间、光学像差、高频激光带宽变化和/或高频激光波长变化。
在一个实施例中，蚀刻工具(例如，蚀刻工具640)的第三贡献950可以通过如图9中描述的过程获得。蚀刻工具的第三贡献950可以通过如前所述的过程预先表征并从数据库(例如，数据库670)获得，并且可以参考用于蚀刻的蚀刻工具(例如，蚀刻工具640)的蚀刻腔(例如，蚀刻腔641或蚀刻腔642)是特定的，因为蚀刻工具的第三贡献950可以特定于蚀刻工具的蚀刻腔，并且可以对特定衬底是非特定的(因此可以跨图案化工艺的衬底而使用)。
在一个实施例中，一个或多个工艺设备的第四贡献1035特定于针对其执行缺陷或其他误差预测的一个或多个衬底。在一个实施例中，第四贡献1035是与光刻设备有关并且对于针对其执行预测的一个或多个特定衬底是特定的一个或多个变量。例如，特定于衬底的光刻设备的一个或多个变量可以包括但不限于以下项中的一项或多项：光刻设备的衬底台的移动的MSD、光刻设备的衬底台的移动的MA、和/或聚焦。在一个实施例中，第四贡献1035是与沉积工具相关并且对于针对其执行预测的一个或多个特定衬底是特定的一个或多个变量。例如，沉积工具的一个或多个变量可以是厚度。
在过程1040处，确定针对所考虑的特定一个或多个衬底的(一个或多个)特性1030的一个或多个值是否超过或满足阈值。如果否，则在过程1050处，不预测在一个或多个衬底上产生缺陷或其他误差。然后在过程1070处完成该方法。否则，在步骤1060处，预测在一个或多个衬底上产生缺陷或其他误差。在步骤1065处，若干选项是可能的。例如，在仍在处理一个或多个衬底的情况下，可以提供信号以丢弃被预测出缺陷或其他误差的该一个或多个衬底，重新加工被预测出缺陷或其他误差的该一个或多个衬底，等等。附加地或备选地，可以创建修改信息1065以基于估计的特性来调节一个或多个工艺设备中的一个或多个设备。例如，在仍在处理一个或多个衬底的情况下，可以为光刻后设备创建修改信息，其中第四贡献1035例如与光刻设备有关。作为另一示例，针对后续衬底的处理可以创建修改信息，以补救潜在缺陷或其他误差。在一个实施例中，可以创建修改信息1065以调节一个或多个工艺设备的一个或多个变量。例如，一个或多个变量可以包括沉积工具(例如，沉积工具610)的一个或多个沉积变量，诸如沉积工具的沉积速率和/或沉积工具的操作持续时间。例如，一个或多个变量可以包括光刻设备(例如，光刻设备630)的一个或多个光刻变量，诸如光刻设备(例如，光刻设备630)的剂量和/或聚焦。又例如，一个或多个变量可以包括蚀刻工具(例如，蚀刻工具640)的一个或多个蚀刻变量，诸如蚀刻工具的蚀刻速率、蚀刻工具的蚀刻类型、和/或蚀刻工具的操作温度。然后在过程1070处完成该方法。
参考图11，描绘了预测衬底上的缺陷或其他误差的方法的示例流程。如所示，通过组合一个或多个工艺设备的一个或多个工艺变量的第一组1105对特性1130的第一贡献1110和一个或多个工艺设备的一个或多个工艺变量的第二组1120对特性1130的第二贡献1125，来估计将被赋予给要由一个或多个工艺设备处理的一个或多个衬底的特性。具体地，一个或多个工艺变量的第一组1105的第一贡献1110可以对于被预测出缺陷或其他误差的一个或多个衬底是非特定的。因此，第一贡献1110可以基于一个或多个工艺变量的第一组而被预先表征并且从数据库(例如，数据库670)获得。类似于上面讨论的，贡献1110可以特定于某些一个或多个工艺设备和/或其组件(例如，蚀刻腔)。
一个或多个工艺变量的第一组1105可以包括沉积工具的一个或多个沉积变量，诸如沉积工具的沉积速率和/或沉积工具的操作持续时间。另外，一个或多个工艺变量的第一组1105可以包括对于衬底是非特定的与光刻设备相关的一个或多个变量。例如，一个或多个变量可以包括但不限于以下项中的一项或多项：光刻设备的照射的一个或多个变量、光刻设备的投影系统的一个或多个变量、聚焦、剂量、套刻、激光带宽、曝光持续时间、光学像差、高频激光带宽变化和/或高频激光波长变化。此外，一个或多个工艺变量的第一组1105可以包括蚀刻工具(例如，蚀刻工具640)的一个或多个蚀刻变量，诸如蚀刻工具(具体地，蚀刻工具的蚀刻腔)的蚀刻速率、蚀刻工具(具体地，蚀刻工具的蚀刻腔)的蚀刻类型、和/或蚀刻工具(具体地，蚀刻工具的蚀刻腔)的操作温度。
在一个实施例中，一个或多个工艺设备的一个或多个工艺变量的第二组1120可以包括与光刻设备相关的一个或多个变量，这些变量对于所考虑的特定一个或多个衬底是特定的。例如，一个或多个变量可以包括但不限于以下项中的一项或多项：光刻设备的衬底台的移动的MSD、光刻设备的衬底台的移动的MA、和/或聚焦。在一个实施例中，一个或多个工艺设备的一个或多个工艺变量的第二组1120可以包括与沉积工具相关的一个或多个变量，这些变量对于所考虑的特定一个或多个衬底是特定的。例如，一个或多个变量可以包括厚度。
在1140处，确定估计的(一个或多个)特性1130是否超过或满足阈值。如果是，则在1150处预测在衬底上没有产生缺陷或其他误差。然后在1170处完成该方法。否则，在1160处预测在衬底上产生缺陷或其他误差。可以提供如上针对图10所述的类似步骤。例如，可以创建修改信息1165以基于估计的特性1130调节来自第一组和/或第二组的一个或多个工艺变量。然后在1170处完成该方法。
图12描绘了根据本公开实施例的根据蚀刻的衬底的临界尺寸均匀性确定第一贡献1110的方法的示例图。如所示，可以通过从蚀刻的衬底1220的测量的临界尺寸均匀性中去除光刻设备(例如，光刻设备630)对蚀刻的衬底的临界尺寸均匀性的贡献1260和沉积工具(例如，沉积工具610)对蚀刻的衬底的临界尺寸均匀性的贡献1250，来获得对蚀刻的衬底(例如，最终蚀刻的衬底785)的临界尺寸均匀性的贡献1110。如将理解的，可以通过评估多个衬底来确定贡献1110。
如上所指出，在一个实施例中，沉积工具的贡献1250可以基于由沉积工具施加在衬底上的沉积层的厚度。在一个实施例中，沉积工具的贡献1250可以是预先表征的并且从数据库(例如，数据库670)获得，而且，可以特定于用于沉积的沉积工具(例如，沉积工具610)的沉积腔(例如，沉积腔611或沉积腔612)。如上所述，在一个实施例中，可以通过使用针对与蚀刻的衬底1220的测量的临界尺寸均匀性相关联的沉积的特定条件(例如，沉积工具的设置参数和/或由沉积工具测量或以其他方式提供的数据)的数学建模来确定贡献1250。
在一个实施例中，光刻设备的贡献1260可以从与光刻设备相关的变量群组中导出。例如，与光刻设备相关的变量群组可以包括聚焦和衬底在衬底的法线方向上的移动的移动标准偏差。因此，光刻设备的贡献1260可以包括：对从光刻设备的聚焦中导出的蚀刻的衬底的临界尺寸均匀性的第一贡献1230，以及对从衬底在衬底的法线方向上的移动的移动标准偏差中导出的蚀刻的衬底的临界尺寸均匀性的第二贡献1240。在一个实施例中，与光刻设备相关的变量群组可以包括一个或多个其他或附加变量。如上所述，在一个实施例中，可以通过使用针对与蚀刻的衬底1220的测量的临界尺寸均匀性相关联的光刻设备的图案转移的特定条件(例如，光刻设备的设置参数和/或由光刻设备测量或以其他方式提供的数据)的数学建模来确定贡献1260。
因此，贡献1110可以通过一个或多个工艺设备的贡献1210的函数F来获得。在一个实施例中，贡献1110可以是或可以与一个或多个工艺设备(例如，沉积工具、光刻设备和/或蚀刻工具)的指纹相关。在一个实施例中，函数F可以是使用针对多个衬底的数据(例如，使用数学模型拟合的，例如类似于如上所指出的等式(1)或(2))的贡献1210的全局拟合函数。在一个实施例中，贡献1110可以指示一个或多个工艺设备相对于蚀刻的衬底的临界尺寸均匀性1220的不可校正的偏差或误差。在一个实施例中，贡献1110可以存储在数据库(例如，数据库670)中。在一些示例中，贡献1110(或其他贡献)可以被转换为跨蚀刻的衬底(例如，最终蚀刻的衬底785)的一个或多个图案的平均临界尺寸值的百分比，然后存储在数据库(例如，数据库670)中。
图13描绘了根据本公开实施例的预测一个或多个衬底上的缺陷或其他误差的方法的示例图。如所示，通过组合一个或多个工艺设备对临界尺寸均匀性的贡献1320(诸如贡献1110，例如，以指纹的形式)、光刻设备基于适用于一个或多个衬底的测量和/或工具数据而对临界尺寸均匀性的贡献1360、以及沉积工具基于适用于一个或多个衬底的测量和/或工具数据而对临界尺寸均匀性的贡献1350，来估计蚀刻的衬底(例如，最终蚀刻的衬底785)上的热点的预测的临界尺寸均匀性1310。
在一个实施例中，沉积工具(例如，沉积工具610)对临界尺寸均匀性的贡献1350可以基于由沉积工具在所考虑的一个或多个衬底上施加的可蚀刻层(例如，沉积层)的厚度来表征。在一个实施例中，可以使用针对沉积工具和/或腔的数学模型来确定沉积工具的贡献1350。在一个实施例中，基于适用于一个或多个衬底的测量数据(例如，测量厚度)和/或工具数据(例如，设置参数、工具操作信号等)来确定沉积工具的贡献1350。
在一个实施例中，光刻设备的贡献1360可以从与光刻设备相关的变量群组中导出。例如，与光刻设备相关的变量群组可以包括聚焦和衬底在衬底的法线方向上的移动的移动标准偏差(尽管它可以是另外的或不同的变量)。因此，光刻设备的贡献1360可以包括从光刻设备的聚焦1370中导出的对蚀刻的衬底的临界尺寸均匀性的第一贡献1330，以及从衬底在衬底的法线方向上的移动的移动标准偏差中导出的对蚀刻的衬底的临界尺寸均匀性的第二贡献1340。具体地，可以通过组合对于所考虑的一个或多个衬底是非特定的一个或多个第一聚焦组件1380以及对于所考虑的一个或多个衬底是特定的一个或多个第二聚焦组件1390来建模光刻设备的聚焦1370。在一个实施例中，一个或多个第一聚焦组件1380可以包括但不限于光刻设备的聚焦指纹。在一个实施例中，一个或多个第二聚焦组件1390可以包括但不限于影响聚焦的光刻设备的调平和/或伺服参数。在一个实施例中，可以使用例如如图14中所示的方法来确定光刻设备的组合贡献1360。在一个实施例中，可以使用针对光刻设备的数学模型来确定贡献1360。在一个实施例中，基于适用于一个或多个衬底的测量数据(例如，用于聚焦的测量的高度信息)和/或工具数据(例如，设置参数、工具操作信号等)来确定光刻设备的贡献1360。
在一个实施例中，可以如图12中所述地确定贡献1320(例如，以贡献1110的形式)。贡献1320可以从数据库(例如，数据库670)获得并且可以特定于在获得所考虑的一个或多个衬底中使用的一个或多个工艺设备(例如，特定于在蚀刻所考虑的一个或多个衬底中使用的蚀刻工具的蚀刻腔)。
在估计蚀刻的衬底上的热点的临界尺寸均匀性1310之后，可以基于估计的临界尺寸均匀性1310确定在热点处是否将产生缺陷或其他误差。例如，如果估计的临界值尺寸均匀性1310满足或超过阈值，则可以确定在热点处没有产生缺陷或其他误差。否则，可以确定在热点处将产生缺陷或其他误差。然后可以采取适当的动作，诸如用户信号、衬底的重新加工/丢弃、修改信息的创建等。
图14示意性地示出了对衬底上的CD的组合贡献进行建模的示例，该贡献是多个可建模工艺变量的变化(例如，误差)，该多个可建模工艺变量诸如聚焦(F)1410、衬底在衬底的法线方向上的移动的移动标准偏差(MSDZ)1420、以及衬底在平行于衬底的方向上的移动的移动标准偏差(MSDX)1430。因此，在该示例中，聚焦(F)1410对CD的贡献的示例被示出为贡献1415，移动标准偏差(MSDZ)1420对CD的贡献的示例被示出为贡献1425，并且移动标准差(MSDX)1430对CD的贡献被示出为贡献1435。然后将这些贡献中的每一个组合在一起1445。在一个示例中，将组合贡献表达为CD(x,y)＝a1*CD(F)2(x,y)+b1*CD(MSDx)(x,y)+c1*CD(MSDz)(x,y)+…。在一个实施例中，贡献1415、1425、1435可以分别是聚焦(F)1410、移动标准偏差(MSDZ)1420和移动标准偏差(MSDX)1430分布，在这种情况下，将使用CD模型来将它们组合成CD分布。此外，可能存在未在这里示出的交叉项(诸如CD作为F乘以MSD的函数等)。为了获得CD的绝对值，CD的标称值或模拟值可以与贡献组合。诸如a1、b1、c1之类的系数是关于可建模工艺变量或其功能的量测数据CD的灵敏度。MSD是光刻设备中图案转移期间衬底的定位误差的移动标准偏差(MSD)，并且因此表示定位误差的高频部分。在该示例中，贡献是跨衬底的，但是在一个实施例中，一个或多个贡献可以是每裸片/场(其然后可以跨衬底而重复，这取决于例如每个实例处的适用条件)。贡献(或其转换为绝对值)可以被表征为指纹，因为它可以跨衬底/裸片/场而在空间上进行定义。应注意，图14中的方法不限于建模光刻设备对衬底的特性的贡献。它可以被用来建模与制造工艺中的一个或多个工艺设备相关的任何一个或多个变量对被处理的衬底的特性的组合贡献。一个或多个变量可以包括一个或多个光刻变量、一个或多个沉积变量、一个或多个轨道变量、一个或多个蚀刻变量、一个或多个平坦化变量等。
在一个实施例中，即使在同一工艺设备内，本文所述的贡献也可以特定于图案化工艺的不同特定部分。因此，特定于工艺设备或组件也包含这种特定性。
在一个实施例中，期望按图案化工艺设置来确定本文所述的贡献。因此，在一个实施例中，为器件图案、器件层等的特定组合确定贡献。在一个实施例中，本文的数据是基于使用与图案化工艺的器件图案相关联的量测目标所测量的数据而开发的。在一个实施例中，本文的数据是器件图案本身。
在一个实施例中，在监视一个或多个工艺设备的性能中使用本文所述的贡献。也就是说，与当前测量数据组合的贡献可以被用来确定一个或多个工艺设备的当前性能(例如，以标识是否存在漂移)。响应于从该组合对数据的分析，诸如校准/重新校准、创建修改信息(例如，针对前馈或反馈应用)等，可以采取一个或多个动作。
在一个实施例中，使用被图案化有一个或多个器件图案的一个或多个衬底来确定贡献。在一个实施例中，使用一个或多个经图案化的监视衬底来确定贡献(例如，图案可以是器件图案或与器件图案相关的另一图案)。
在一个实施例中，使用一个或多个监视衬底在通过光刻基线器曝光之后监视和/或控制光刻设备。例如，可以测量监视衬底的一个或多个特性(例如，临界尺寸)以导出光刻衬底的一个或多个变量(例如，聚焦、剂量等)的测量。如果一个或多个特性和/或导出的变量的测量值与其目标值不同(例如，在诸如来自基线设置的阈值范围之外)，则光刻基线器可以调节光刻设备的一个或多个变量(例如，剂量、聚焦等)。以这种方式，可以监视和/或控制光刻设备的例如从操作基线的漂移。
因此，在一个实施例中，可以提供用于一个或多个非光刻工艺设备(例如，蚀刻器、沉积腔、平坦化工具等)的基线器，以实现匹配(例如，不同的蚀刻器、不同的沉积腔等之间的匹配)、稳定性控制(例如，监视漂移)和/或监视偏移/指纹。因此，在一个实施例中，测量蚀刻后的CD(例如，在使用光学检查设备的量测目标上，例如使用电子束检查来测量诸如临界器件/热点之类的器件图案)，然后导出针对一个或多个工艺设备(例如，每个设备类型)的一个或多个指纹。例如，光刻设备聚焦和MSD指纹以及膜厚指纹测量被用来隔离例如蚀刻工具的蚀刻指纹。然后可以将一个或多个指纹与每个衬底测量数据组合以实现预测和控制(例如，使用光刻设备剂量校正(例如，基于监视器特征或热点的已知剂量灵敏度)、蚀刻校正(蚀刻速率、温度变化(例如，一个或多个区域中的温度变化等)和/或膜厚度变化。
在一个实施例中，提供了一种方法，包括：由硬件计算机系统通过从衬底的特性的值中去除光刻设备对特性的贡献以及一个或多个光刻前工艺设备对特性的贡献，来确定在已经由一个或多个工艺设备根据图案化工艺处理衬底之后的一个或多个工艺设备对衬底的特性做出的贡献。
在一个实施例中，所述一个或多个工艺设备包括蚀刻工具。在一个实施例中，所述一个或多个光刻前工艺设备对所述特性的贡献包括沉积工具对所述特性的贡献。在一个实施例中，所述沉积工具的贡献从由所述沉积工具形成的所述衬底的可蚀刻层的特性中导出。在一个实施例中，所述可蚀刻层的特性是所述可蚀刻层的厚度。在一个实施例中，所述光刻设备对所述特性的贡献从与所述光刻设备相关的一个或多个变量的群组中导出。在一个实施例中，所述一个或多个第一变量包括从以下项中选出的一项或多项：所述光刻设备的照射的一个或多个变量、所述光刻设备的投影系统的一个或多个变量、聚焦、剂量、套刻、所述光刻设备的衬底台的移动的移动标准偏差、所述光刻设备的衬底台的移动的移动平均、激光带宽、曝光持续时间、光学像差、高频激光带宽变化和/或高频激光波长变化。在一个实施例中，该方法还包括：使用所述一个或多个工艺设备的贡献来确定针对所考虑的一个或多个衬底的特性是否满足或超过阈值；响应于与所述阈值有关的确定，创建和输出修改信息以调节所述一个或多个光刻前工艺设备、所述光刻设备和/或一个或多个光刻后工艺设备。在一个实施例中，所述修改信息被用来修改所述一个或多个光刻前工艺设备、所述光刻设备和/或所述一个或多个光刻后工艺设备的变量，并且其中所述变量包括沉积工具的沉积变量、光刻设备的光刻变量、和/或蚀刻工具的蚀刻变量。在一个实施例中，所述变量包括所述沉积工具的所述沉积变量，所述沉积变量包括所述沉积工具的沉积速率或所述沉积工具的操作持续时间。在一个实施例中，所述变量包括所述光刻设备的所述光刻变量，所述光刻变量包括所述光刻设备的照射的一个或多个变量、所述光刻设备的投影系统的一个或多个变量、聚焦、剂量、套刻、所述光刻设备的衬底台的移动的移动标准偏差、所述光刻设备的衬底台的移动的移动平均、激光带宽、曝光持续时间、光学像差、高频激光带宽变化和/或高频激光波长变化。在一个实施例中，所述变量包括所述蚀刻工具的所述蚀刻变量，所述蚀刻变量包括所述蚀刻工具的蚀刻类型和/或所述蚀刻工具的蚀刻速率。在一个实施例中，创建修改信息包括创建修改信息以调节光刻后工艺设备的第一组件和/或第二组件的变量。在一个实施例中，所述光刻后工艺设备是蚀刻工具，所述第一组件是所述蚀刻工具的第一蚀刻腔，所述第二组件是所述蚀刻工具的第二蚀刻腔，并且所述第一组件和/或所述第二组件的所述变量包括所述蚀刻工具的所述第一蚀刻腔和/或所述蚀刻工具的所述第二蚀刻腔的蚀刻速率、所述蚀刻工具的所述第一蚀刻腔和/或所述蚀刻工具的所述第二蚀刻腔的蚀刻类型、或所述蚀刻工具的所述第一蚀刻腔和/或所述蚀刻工具的所述第二蚀刻腔的操作温度。在一个实施例中，所述一个或多个衬底已经由所述一个或多个工艺设备的第一腔处理，并且修改信息致使针对由所述一个或多个工艺设备的所述第一腔处理的一个或多个衬底的所述特性的一个或多个值和针对由所述一个或多个工艺设备的所述第二腔处理的一个或多个衬底的所述特性的一个或多个值更紧密地匹配。在一个实施例中，通过用量测设备测量所述衬底上的一个或多个量测目标来获得所述衬底的所述特性的值。在一个实施例中，所述衬底的所述特性包括从以下中选出的一个或多个特性：临界尺寸、临界尺寸均匀性、套刻、侧壁角度、底表面倾斜、特征高度、图案偏移和/或图案的几何不对称性。在一个实施例中，所述衬底的所述特性包括在所述衬底上的跨图案的所述特性的一个或多个指纹，或者包含跨衬底的多个图案的跨所述衬底的所述特性的一个或多个指纹。
在一个实施例中，提供了一种方法，包括：由硬件计算机系统通过组合与在图案化工艺中使用的一个或多个工艺设备相关的第一组一个或多个工艺变量的特定于衬底的贡献以及与所述一个或多个工艺设备相关的第二组一个或多个工艺变量的非特定于所述衬底的贡献，来估计将被赋予给要由所述图案化工艺处理的所述衬底的特性，来自所述第一组和/或所述第二组的至少一个工艺变量与在光刻设备的上游的工艺设备相关。
在一个实施例中，所述方法还包括基于估计的特性来确定在所述衬底上是否产生缺陷或其他误差。在一个实施例中，所述方法还包括基于所述估计的特性来创建修改信息以调节来自所述第一组和/或所述第二组的一个或多个工艺变量。在一个实施例中，所述第二组一个或多个工艺变量包括与沉积工具、光刻设备和/或蚀刻工具相关的一个或多个变量。在一个实施例中，所述第二组一个或多个工艺变量包括所述沉积工具的沉积速率或所述沉积工具的操作持续时间。在一个实施例中，所述第二组一个或多个工艺变量包括从以下中选出的一个或多个变量：与所述光刻设备的照射相关的一个或多个变量、所述光刻设备的投影系统的一个或多个变量、聚焦、剂量、套刻、激光带宽、曝光持续时间、光学像差、高频激光带宽变化和/或高频激光波长变化。在一个实施例中，所述第二组一个或多个工艺变量包括蚀刻工具的蚀刻速率、蚀刻工具的蚀刻类型或蚀刻工具的操作温度。在一个实施例中，所述第一组一个或多个工艺变量包括与光刻设备相关的一个或多个变量。在一个实施例中，与光刻设备相关的所述一个或多个变量包括：所述光刻设备的衬底台的移动的移动标准偏差，或者所述光刻设备的衬底台的移动的移动平均。在一个实施例中，所述衬底的所述特性包括从以下中选出的一个或多个特性：临界尺寸、临界尺寸均匀性、套刻、侧壁角度、特征高度、底表面倾斜、图案偏移和/或图案的几何不对称性。在一个实施例中，所述衬底的所述特性包括在所述衬底上的跨图案的特性的一个或多个指纹，或者包含跨衬底的多个图案的跨所述衬底的特性的一个或多个指纹。
在一个实施例中，提供了一种方法，包括：由硬件计算机系统通过组合一个或多个工艺设备对衬底的特性的一个或多个贡献与所述特性的一个或多个值，来估计将被赋予给要由所述一个或多个工艺设备处理的所述衬底的所述特性，所述一个或多个工艺设备中的至少一个工艺设备在光刻设备的上游。
在一个实施例中，所述方法还包括基于估计的特性来确定在所述衬底上是否产生缺陷。在一个实施例中，所述一个或多个工艺设备包括从以下项中选出的一项或多项：沉积工具、光刻设备和/或蚀刻工具。在一个实施例中，所述一个或多个工艺设备对所述特性的所述一个或多个贡献包括沉积工具对所述特性的贡献。在一个实施例中，所述沉积工具对所述特性的所述贡献从由所述沉积工具在所述衬底中形成的可蚀刻层的特性中导出。在一个实施例中，所述可蚀刻层的所述特性是所述可蚀刻层的厚度。在一个实施例中，所述一个或多个工艺设备对所述特性的所述一个或多个贡献包括光刻设备对所述特性的贡献。在一个实施例中，所述光刻设备对所述特性的所述贡献从与所述光刻设备相关的一个或多个变量的群组中导出。在一个实施例中，与所述光刻设备相关的所述一个或多个变量包括从以下中选出的一个或多个变量：所述光刻设备的照射的一个或多个变量、所述光刻设备的投影系统的一个或多个变量、聚焦、剂量、套刻、所述光刻设备的衬底台的移动的移动标准偏差、所述光刻设备的衬底台的移动的移动平均、激光带宽、曝光持续时间、光学像差、高频激光带宽变化、和/或高频激光波长变化。在一个实施例中，所述一个或多个工艺设备对所述特性的所述一个或多个贡献包括蚀刻工具对所述特性的贡献。在一个实施例中，所述方法还包括基于所述估计的特性来创建和输出修改信息以调节所述一个或多个工艺设备中的一个或多个设备。在一个实施例中，修改信息被用来修改所述一个或多个工艺设备中的一个或多个设备的一个或多个变量。在一个实施例中，所述一个或多个变量包括沉积工具的沉积变量、光刻设备的光刻变量和/或蚀刻工具的蚀刻变量。在一个实施例中，所述一个或多个变量包括所述沉积工具的所述沉积变量，所述沉积变量包括所述沉积工具的沉积速率或所述沉积工具的操作持续时间。在一个实施例中，所述一个或多个变量包括所述光刻设备的所述光刻变量，所述光刻变量包括所述光刻设备的照射的一个或多个变量、所述光刻设备的投影系统的一个或多个变量、聚焦、剂量、套刻、所述光刻设备的衬底台的移动的移动标准偏差、所述光刻设备的衬底台的移动的移动平均、激光带宽、曝光持续时间、光学像差、高频激光带宽变化、和/或高频激光波长变化。在一个实施例中，所述一个或多个变量包括所述蚀刻工具的所述蚀刻变量，所述蚀刻变量包括所述蚀刻工具的蚀刻速率、所述蚀刻工具的蚀刻类型或所述蚀刻工具的操作温度。在一个实施例中，根据来自所述一个或多个工艺设备中的一个或多个设备的测量或信号来确定所述衬底的所述特性的所述一个或多个值。在一个实施例中，所述衬底的所述特性包括从以下中选出的一个或多个特性：临界尺寸、临界尺寸均匀性、套刻、侧壁角度、特征高度、底表面倾斜、图案偏移和/或图案的几何不对称性。在一个实施例中，所述衬底的所述特性包括在所述衬底上的跨图案的特性的一个或多个指纹，或者包含跨衬底的多个图案的跨所述衬底的特性的一个或多个指纹。
在一个实施例中，提供了一种方法，包括：确定一个或多个第一工艺设备对衬底的特性的一个或多个贡献；和由硬件计算机系统至少部分地基于所述一个或多个贡献来创建修改信息以调节在所述一个或多个第一工艺设备的下游的一个或多个第二工艺设备。
在一个实施例中，所述一个或多个第一工艺设备中的至少一个工艺设备在光刻设备的上游。在一个实施例中，所述一个或多个第一工艺设备包括沉积工具。在一个实施例中，所述一个或多个第二工艺设备包括光刻设备和/或蚀刻工具。在一个实施例中，所述一个或多个第一工艺设备对所述特性的所述一个或多个贡献包括所述沉积工具对所述特性的贡献。在一个实施例中，所述沉积工具对所述特性的所述贡献从由所述沉积工具在所述衬底中形成的可蚀刻层的特性中导出。在一个实施例中，所述可蚀刻层的所述特性是所述可蚀刻层的厚度。在一个实施例中，修改信息被用来修改所述一个或多个第二工艺设备的变量。在一个实施例中，所述变量包括光刻设备的光刻变量。在一个实施例中，所述变量包括蚀刻工具的蚀刻变量。在一个实施例中，所述衬底的所述特性包括从以下中选出的一个或多个特性：临界尺寸、临界尺寸均匀性、套刻、侧壁角度、特征高度、底表面倾斜、图案偏移和/或图案的几何不对称性。在一个实施例中，所述衬底的所述特性包括在所述衬底上的跨图案的所述特性的一个或多个指纹，或者包含跨衬底的多个图案的跨所述衬底的所述特性的一个或多个指纹。
虽然本申请中的讨论将考虑与量测过程和量测目标有关的实施例，该量测过程和量测目标被设计为测量在衬底上形成的器件的一个或多个层之间的套刻，但是本文的实施例同样适用于其他量测过程和目标，诸如测量(例如，在图案化器件和衬底之间)对准的过程和目标、测量临界尺寸的过程和目标等。因此，应考虑适当地修改本文中对套刻量测目标、套刻数据等的参考以实现其他种类的量测过程和目标。
参考图15，示出了计算机系统1500。计算机系统1500包括总线1502或用于传送信息的其他通信机制，以及与总线1502耦合以处理信息的处理器1504(或多个处理器1504和1505)。计算机系统1500还包括耦合到总线1502以用于存储将由处理器1504执行的信息和指令的主存储器1506，例如随机存取存储器(RAM)或其他动态存储设备。主存储器1506还可以用于在由处理器1504执行的指令的执行期间存储临时变量或其他中间信息。计算机系统1500还包括耦合到总线1502以用于存储处理器3204的静态信息和指令的只读存储器(ROM)1508或其他静态存储设备。提供诸如磁盘或光盘的存储设备1510并将其耦合到总线1502以用于存储信息和指令。
计算机系统1500可以经由总线1502耦合到显示器1512，诸如阴极射线管(CRT)或者平板或触摸板显示器，以用于向计算机用户显示信息。包括字母数字键和其他键的输入设备1514耦合到总线1502，以用于将信息和命令选择传送到处理器1504。另一种类型的用户输入设备是诸如鼠标、轨迹球或光标方向键的光标控制1516，以用于将方向信息和命令选择传送到处理器1504并用于控制显示器1512上的光标移动。该输入设备通常在两个轴第一轴(例如，x)和第二轴(例如，y)上具有两个自由度，其允许设备指定平面中的位置。触摸板(屏幕)显示器也可以用作输入设备。
响应于处理器1504执行包含在主存储器1506中的一个或多个指令的一个或多个序列，计算机系统1500可以适合用作图6中的软件应用660。可以从诸如存储设备1510的另一计算机可读介质将这些指令读入主存储器1506。包含在主存储器1506中的指令序列的执行使得处理器1504执行由如本文所述的软件应用660实现的过程。还可以采用多处理布置中的一个或多个处理器来执行包含在主存储器1506中的指令序列。在备选实施例中，可以使用硬连线电路装置代替软件指令或与软件指令组合。因此，实施例不限于硬件电路装置和软件的任何特定组合。
本文所使用的术语“计算机可读介质”是指参与向处理器1504提供指令以供执行的任何介质。这种介质可以采用许多形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘，诸如存储设备1510。易失性介质包括动态存储器，诸如主存储器1506。传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括包含总线1502的导线。传输介质还可以采用声波或光波的形式，诸如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间生成的声波或光波。计算机可读介质的常见形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其他磁介质、CD-ROM、DVD、任何其他光学介质、穿孔卡、纸带、任何具有孔图案的其他物理介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储器芯片或盒、如下所述的载波、或计算机可从其中进行读取的任何其他介质。
各种形式的计算机可读介质可以涉及将一个或多个指令的一个或多个序列传送到处理器1504以供执行。例如，指令最初可以被承载在远程计算机的磁盘上。远程计算机可以将指令加载到其动态存储器中，并使用调制解调器通过电话线发送指令。计算机系统1500本地的调制解调器可以在电话线上接收数据并使用红外发射器将数据转换成红外信号。耦合到总线1502的红外检测器可以接收红外信号中携带的数据并将数据放置在总线1502上。总线1502将数据传送到主存储器1506，处理器1504从主存储器1506中取回并执行指令。主存储器1506接收的指令可以可选地在由处理器1504执行之前或之后而被存储在存储设备1510上。
计算机系统1500还可以包括耦合到总线1502的通信接口1518。通信接口1518提供耦合到网络链路1520的双向数据通信，网络链路1520连接到本地网络1522。例如，通信接口1518可以是用以提供与相应类型的电话线的数据通信连接的综合业务数字网(ISDN)卡或调制解调器。作为另一示例，通信接口1518可以是用以提供与兼容LAN的数据通信连接的局域网(LAN)卡。还可以实现无线链路。在任何这样的实现中，通信接口1518发送和接收携带表示各种类型信息的数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。
网络链路1520通常通过一个或多个网络向其他数据设备提供数据通信。例如，网络链路1520可以通过本地网络1522提供到主计算机1524或到由因特网服务提供商(ISP)1526操作的数据设备的连接。ISP 1526继而通过全球分组数据通信网络——现在通常称之为“因特网”1528——提供数据通信服务。本地网络1522和因特网1528都使用携带数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。通过各种网络的信号和网络链路1520上以及通过通信接口1518的信号(其将数字数据传送至计算机系统1500和从计算机系统1500传送数字数据)是传输信息的载波的示例性形式。
计算机系统1500可以通过(一个或多个)网络、网络链路1520和通信接口1518发送消息和接收数据，包括程序代码。在因特网示例中，服务器1530可以通过因特网1528、ISP1526、本地网络1522和通信接口1518发射针对应用程序的所请求的代码。根据一个或多个实施例，一个这样的下载的应用提供例如本文所公开的方法。所接收的代码可以在被接收时被处理器1504执行，和/或被存储在存储设备1510或其他非易失性存储器中以供稍后执行。以这种方式，计算机系统1500可以以载波的形式获得应用代码。
本公开的实施例可以采取计算机程序或者其中存储有这样的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，该计算机程序包含描述本文所公开的方法的一个或多个机器可读指令序列。此外，机器可读指令可以被体现在两个或更多个计算机程序中。可以将两个或更多个计算机程序存储在一个或多个不同的存储器和/或数据存储介质上。
当位于光刻设备的至少一个组件内的一个或多个计算机处理器读取一个或多个计算机程序时，本文所描述的任何控制器可以各自是可操作的或者是组合地可操作的。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的配置。一个或多个处理器被配置为与控制器中的至少一个控制器通信。例如，每个控制器可以包括一个或多个处理器，用于执行包括用于上述方法的机器可读指令的计算机程序。控制器可以包括用于存储这种计算机程序的数据存储介质，和/或用于接收这种介质的硬件。因此，(一个或多个)控制器可以根据一个或多个计算机程序的机器可读指令而操作。尽管在本文中可以对检查设备在IC的制造中的使用进行具体参考，但是应该理解，本文所描述的检查设备可以具有其他应用，诸如集成光学系统的制造、用于磁畴存储器、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头的引导和检测图案等。本领域技术人员将理解，在这样的备选应用的上下文中，本文中术语“晶片”或“裸片”的任何使用可以分别被认为与更一般的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文提到的衬底可以在曝光之前或之后在例如轨道(通常将抗蚀剂层施加到衬底并显影曝光的抗蚀剂的工具)、量测工具和/或检查工具中进行处理。在适用的情况下，本文的公开内容可以被应用于这种以及其他衬底处理工具。此外，衬底可以被处理一次以上，例如以便创建多层IC，使得本文所使用的术语衬底也可以指代已经包含多个经处理的层的衬底。
在以下编号的条款的列表中公开本发明的其他实施例：
1.一种方法，包括：
由硬件计算机系统通过从衬底的特性的值中去除光刻设备对特性的贡献以及一个或多个光刻前工艺设备对特性的贡献，确定在已经由一个或多个工艺设备根据图案化工艺处理衬底之后的一个或多个工艺设备对衬底的特性做出的贡献。
2.根据条款1所述的方法，其中，所述一个或多个工艺设备包括蚀刻工具。
3.根据条款1或条款2所述的方法，其中，所述一个或多个光刻前工艺设备对所述特性的贡献包括沉积工具对所述特性的贡献。
4.根据条款3所述的方法，其中，所述沉积工具的贡献从由所述沉积工具形成的所述衬底的可蚀刻层的特性中导出。
5.根据条款4所述的方法，其中，所述可蚀刻层的特性是所述可蚀刻层的厚度。
6.根据条款1-5中任一项所述的方法，其中，所述光刻设备对所述特性的贡献从与所述光刻设备相关的一个或多个变量的群组中导出。
7.根据条款6所述的方法，其中，所述一个或多个第一变量包括从以下项中选出的一项或多项：所述光刻设备的照射的一个或多个变量、所述光刻设备的投影系统的一个或多个变量、聚焦、剂量、套刻、所述光刻设备的衬底台的移动的移动标准偏差、所述光刻设备的衬底台的移动的移动平均、激光带宽、曝光持续时间、光学像差、高频激光带宽变化和/或高频激光波长变化。
8.根据条款1-7中任一项所述的方法，还包括：
使用所述一个或多个工艺设备的所述贡献来确定针对所考虑的一个或多个衬底的所述特性是否满足或超过阈值；以及
响应于关于所述阈值的确定，创建和输出修改信息，以调节所述一个或多个光刻前工艺设备、所述光刻设备和/或一个或多个光刻后工艺设备。
9.根据条款8所述的方法，其中，所述修改信息被用来修改所述一个或多个光刻前工艺设备、所述光刻设备和/或所述一个或多个光刻后工艺设备的变量，并且其中所述变量包括沉积工具的沉积变量、光刻设备的光刻变量、和/或蚀刻工具的蚀刻变量。
10.根据条款9所述的方法，其中，所述变量包括所述沉积工具的沉积变量，所述沉积变量包括所述沉积工具的沉积速率或所述沉积工具的操作持续时间。
11.根据条款9或10所述的方法，其中，所述变量包括所述光刻设备的所述光刻变量，所述光刻变量包括所述光刻设备的照射的一个或多个变量、所述光刻设备的投影系统的一个或多个变量、聚焦、剂量、套刻、所述光刻设备的衬底台的移动的移动标准偏差、所述光刻设备的衬底台的移动的移动平均、激光带宽、曝光持续时间、光学像差、高频激光带宽变化和/或高频激光波长变化。
12.根据条款9-11中任一项所述的方法，其中，所述变量包括所述蚀刻工具的所述蚀刻变量，所述蚀刻变量包括所述蚀刻工具的蚀刻类型和/或所述蚀刻工具的蚀刻速率。
13.根据条款8-12中任一项所述的方法，其中，所述创建修改信息包括创建修改信息以调节光刻后工艺设备的第一组件和/或第二组件的变量。
14.根据条款13所述的方法，其中，所述光刻后工艺设备是蚀刻工具，所述第一组件是所述蚀刻工具的第一蚀刻腔，所述第二组件是所述蚀刻工具的第二蚀刻腔，并且所述第一组件和/或所述第二组件的所述变量包括所述蚀刻工具的所述第一蚀刻腔和/或所述蚀刻工具的所述第二蚀刻腔的蚀刻速率、所述蚀刻工具的所述第一蚀刻腔和/或所述蚀刻工具的所述第二蚀刻腔的蚀刻类型、或所述蚀刻工具的所述第一蚀刻腔和/或所述蚀刻工具的所述第二蚀刻腔的操作温度。
15.根据条款8-14中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个衬底已经由所述一个或多个工艺设备的第一腔处理，并且所述修改信息致使针对由所述一个或多个工艺设备的所述第一腔处理的一个或多个衬底的所述特性的一个或多个值和针对由所述一个或多个工艺设备的所述第二腔处理的一个或多个衬底的所述特性的一个或多个值更紧密地匹配。
16.根据条款1-15中任一项所述的方法，其中，通过用量测设备测量所述衬底上的一个或多个量测目标来获得所述衬底的所述特性的值。
17.根据条款1-16中任一项所述的方法，所述衬底的所述特性包括从以下中选出的一个或多个特性：临界尺寸、临界尺寸均匀性、套刻、侧壁角度、底表面倾斜、特征高度、图案偏移和/或图案的几何不对称性。
18.根据条款17所述的方法，其中，所述衬底的所述特性包括在所述衬底上的跨图案的所述特性的一个或多个指纹，或者包含跨衬底的多个图案的跨所述衬底的所述特性的一个或多个指纹。
19.一种方法，包括：
由硬件计算机系统通过组合与在图案化工艺中使用的一个或多个工艺设备相关的第一组一个或多个工艺变量的特定于衬底的贡献以及与所述一个或多个工艺设备相关的第二组一个或多个工艺变量的非特定于所述衬底的贡献，来估计将被赋予给要由所述图案化工艺处理的所述衬底的特性，来自所述第一组和/或所述第二组的至少一个工艺变量与在光刻设备的上游的工艺设备相关。
20.根据条款19所述的方法，还包括基于估计的特性来确定在所述衬底上是否产生缺陷或其他误差。
21.根据条款19或条款20所述的方法，还包括基于所述估计的特性来创建修改信息以调节来自所述第一组和/或所述第二组的一个或多个工艺变量。
22.根据条款19-21中任一项所述的方法，其中，所述第二组一个或多个工艺变量包括与沉积工具、光刻设备和/或蚀刻工具相关的一个或多个变量。
23.根据条款22所述的方法，其中，所述第二组一个或多个工艺变量包括所述沉积工具的沉积速率或所述沉积工具的操作持续时间。
24.根据条款22或条款23所述的方法，其中，所述第二组一个或多个工艺变量包括从以下中选出的一个或多个变量：与所述光刻设备的照射相关的一个或多个变量、所述光刻设备的投影系统的一个或多个变量、聚焦、剂量、套刻、激光带宽、曝光持续时间、光学像差、高频激光带宽变化和/或高频激光波长变化。
25.根据条款22-24中任一项所述的方法，其中，所述第二组一个或多个工艺变量包括蚀刻工具的蚀刻速率、蚀刻工具的蚀刻类型或蚀刻工具的操作温度。
26.根据条款19-25中任一项所述的方法，其中，所述第一组一个或多个工艺变量包括与光刻设备相关的一个或多个变量。
27.根据条款26所述的方法，其中，与光刻设备相关的所述一个或多个变量包括所述光刻设备的衬底台的移动的移动标准偏差，或者所述光刻设备的衬底台的移动的移动平均。
28.根据条款19-27中任一项所述的方法，其中，所述衬底的所述特性包括从以下中选出的一个或多个特性：临界尺寸、临界尺寸均匀性、套刻、侧壁角度、特征高度、底表面倾斜、图案偏移和/或图案的几何不对称性。
29.根据条款28所述的方法，其中，所述衬底的所述特性包括在所述衬底上的跨图案的所述特性的一个或多个指纹，或者包含跨衬底的多个图案的跨所述衬底的所述特性的一个或多个指纹。
30.一种方法，包括：
由硬件计算机系统通过组合一个或多个工艺设备对衬底的特性的一个或多个贡献与所述特性的一个或多个值，来估计将被赋予给要由所述一个或多个工艺设备处理的所述衬底的所述特性，所述一个或多个工艺设备中的至少一个工艺设备在光刻设备的上游。
31.根据条款30所述的方法，还包括基于估计的特性来确定在所述衬底上是否产生缺陷。
32.根据条款30或条款31所述的方法，其中，所述一个或多个工艺设备包括从以下中选出的一个或多个：沉积工具、光刻设备和/或蚀刻工具。
33.根据条款30-32中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个工艺设备对所述特性的所述一个或多个贡献包括沉积工具对所述特性的贡献。
34.根据条款33所述的方法，其中，所述沉积工具对所述特性的贡献从由所述沉积工具在所述衬底中形成的可蚀刻层的特性中导出。
35.根据条款34所述的方法，其中，所述可蚀刻层的所述特性是所述可蚀刻层的厚度。
36.根据条款30-35中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个工艺设备对所述特性的所述一个或多个贡献包括光刻设备对所述特性的贡献。
37.根据条款36所述的方法，其中，所述光刻设备对所述特性的贡献从与所述光刻设备相关的一个或多个变量的群组中导出。
38.根据条款37所述的方法，其中，与所述光刻设备相关的所述一个或多个变量包括从以下中选出的一个或多个变量：所述光刻设备的照射的一个或多个变量、所述光刻设备的投影系统的一个或多个变量、聚焦、剂量、套刻、所述光刻设备的衬底台的移动的移动标准偏差、所述光刻设备的衬底台的移动的移动平均、激光带宽、曝光持续时间、光学像差、高频激光带宽变化、和/或高频激光波长变化。
39.根据条款30-38中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个工艺设备对所述特性的所述一个或多个贡献包括蚀刻工具对所述特性的贡献。
40.根据条款30-39中任一项所述的方法，还包括基于所述估计的特性来创建和输出修改信息以调节所述一个或多个工艺设备中的一个或多个设备。
41.根据条款40所述的方法，其中，修改信息被用来修改所述一个或多个工艺设备中的一个或多个设备的一个或多个变量。
42.根据条款41所述的方法，其中，所述一个或多个变量包括沉积工具的沉积变量、光刻设备的光刻变量和/或蚀刻工具的蚀刻变量。
43.根据条款42所述的方法，其中，所述一个或多个变量包括所述沉积工具的沉积变量，所述沉积变量包括所述沉积工具的沉积速率或所述沉积工具的操作持续时间。
44.根据条款42或条款43所述的方法，其中，所述一个或多个变量包括所述光刻设备的所述光刻变量，所述光刻变量包括所述光刻设备的照射的一个或多个变量、所述光刻设备的投影系统的一个或多个变量、聚焦、剂量、套刻、所述光刻设备的衬底台的移动的移动标准偏差、所述光刻设备的衬底台的移动的移动平均、激光带宽、曝光持续时间、光学像差、高频激光带宽变化、和/或高频激光波长变化。
45.根据条款42-44中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个变量包括所述蚀刻工具的所述蚀刻变量，所述蚀刻变量包括所述蚀刻工具的蚀刻速率、所述蚀刻工具的蚀刻类型或所述蚀刻工具的操作温度。
46.根据条款30-45中任一项所述的方法，其中，根据来自所述一个或多个工艺设备中的一个或多个设备的测量或信号确定所述衬底的所述特性的所述一个或多个值。
47.根据条款30-46中任一项所述的方法，其中，所述衬底的所述特性包括从以下中选出的一个或多个特性：临界尺寸、临界尺寸均匀性、套刻、侧壁角度、特征高度、底表面倾斜、图案偏移和/或图案的几何不对称性。
48.根据条款47所述的方法，其中，所述衬底的所述特性包括在所述衬底上的跨图案的所述特性的一个或多个指纹，或者包含跨衬底的多个图案的跨所述衬底的所述特性的一个或多个指纹。
49.一种方法，包括：
确定一个或多个第一工艺设备对衬底的特性的一个或多个贡献；以及
由硬件计算机系统至少部分地基于所述一个或多个贡献来创建修改信息，以调节在所述一个或多个第一工艺设备的下游的一个或多个第二工艺设备。
50.根据条款49所述的方法，其中，所述一个或多个第一工艺设备中的至少一个工艺设备在光刻设备的上游。
51.根据条款50所述的方法，其中，所述一个或多个第一工艺设备包括沉积工具。
52.根据条款49-51中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个第二工艺设备包括光刻设备和/或蚀刻工具。
53.根据条款49-52中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个第一工艺设备对所述特性的所述一个或多个贡献包括所述沉积工具对所述特性的贡献。
54.根据条款53所述的方法，其中，所述沉积工具对所述特性的所述贡献从由所述沉积工具在所述衬底中形成的可蚀刻层的特性中导出。
55.根据条款54所述的方法，其中，所述可蚀刻层的所述特性是所述可蚀刻层的厚度。
56.根据条款49-55中任一项所述的方法，其中，所述修改信息被用来修改所述一个或多个第二工艺设备的变量。
57.根据条款56所述的方法，其中，所述变量包括光刻设备的光刻变量。
58.根据条款56或条款57所述的方法，其中，所述变量包括蚀刻工具的蚀刻变量。
59.根据条款49-58中任一项所述的方法，其中，所述衬底的所述特性包括从以下中选出的一个或多个特性：临界尺寸、临界尺寸均匀性、套刻、侧壁角度、特征高度、底表面倾斜、图案偏移和/或图案的几何不对称性。
60.根据条款59所述的方法，其中，所述衬底的所述特性包括在所述衬底上的跨图案的所述特性的一个或多个指纹，或者包含跨衬底的多个图案的跨所述衬底的所述特性的一个或多个指纹。
61.一种非瞬态计算机程序产品，包括机器可读指令，该机器可读指令用于使得处理器系统执行条款1-60中任一项所述的方法。
62.一种系统，包括：
硬件处理器系统；以及
非瞬态计算机可读存储介质，被配置为存储机器可读指令，其中所述机器可读指令当被执行时使得所述硬件处理器系统执行条款1-60中任一项所述的方法。
尽管以上可能已经在光学光刻的上下文中对本公开的实施例的使用进行了具体参考，但是应当理解，本公开可以使用在其他应用例如纳米压印光刻中，并且在上下文允许的情况下不限于光学光刻。在纳米压印光刻的情况下，图案化器件是压印模板或模具。本文使用的术语“辐射”和“光束”包含所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如具有或大约365、355、248、193、157或126nm的波长)和极紫外线(EUV)辐射(例如具有在5-20nm范围内的波长)，以及诸如离子束或电子束之类的粒子束。
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组件中的任何一个或组合，包括折射、反射、磁性、电磁和静电光学组件。
本文中对于越过或超过阈值的参考可以包括具有低于特定值或者低于或等于特定值的值的某物、具有高于特定值或者高于或等于特定值的值的某物、基于例如参数而被排名高于或低于其他某物(例如通过排序)的某物，等等。
本文中对误差的校正或校正值的参考包括消除误差或将误差减小到公差范围内。
如本文所使用的术语“使优化”和“优化”是指或意指调节光刻设备、图案化工艺等，使得光刻或图案化处理的结果和/或工艺具有更期望的特性，诸如设计布局在衬底上的更高投影精度、更大的工艺窗口等。因此，本文所使用的术语“使优化”和“优化”是指或意指这样一个过程：该过程标识提供改善的用于一个或多个变量的一个或多个值，例如在至少一个相关度量中的局部最优——与用于那些一个或多个变量的一个或多个值的初始集合相比较而言。“最优”和其他相关术语应该相应地进行解释。在一个实施例中，可以迭代地应用优化步骤以提供一个或多个度量中的进一步改善。
在系统的优化过程中，系统或过程的品质因数可以被表示为成本函数。优化过程归结为找到优化(例如，最小化或最大化)成本函数的系统或过程的一组变量(设计变量)的过程。取决于优化的目标，成本函数可以具有任何合适的形式。例如，成本函数可以是系统或过程的某些特性(评估点)相对于这些特性的预期值(例如，理想值)的偏差的加权均方根(RMS)；成本函数也可以是这些偏差的最大值(即最差偏差)。本文中的术语“评估点”应广义地解释为包括系统或过程的任何特性。由于系统或过程的实现的实用性，系统的设计变量可以被限制在有限范围内和/或是相互依赖的。在光刻设备或图案化工艺的情况下，约束通常与诸如可调范围和/或图案化器件可制造性设计规则之类的硬件的物理性质和特性相关联，并且评估点可以包括在衬底上的抗蚀剂图像上的物理点，以及诸如剂量和聚焦之类的非物理特性。
虽然上面已经描述了本公开的特定实施例，但是应当理解，本公开可以不同于所描述的方式而被实践。例如，本公开可以采取如下形式：计算机程序，其包含描述上面公开的方法的一个或多个机器可读指令序列；或者数据存储介质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)，在其中存储有这种计算机程序。
以上描述旨在说明而非限制。因此，对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离下面阐述的权利要求的范围的情况下，可以对所描述的本公开进行修改。

Claims (16)

1.一种方法，包括：
由硬件计算机系统通过从衬底的特性的值中去除光刻设备对所述特性的贡献以及一个或多个光刻前工艺设备对所述特性的贡献，来确定在已经由一个或多个工艺设备根据图案化工艺处理所述衬底之后的所述一个或多个工艺设备对所述衬底的所述特性做出的贡献。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个工艺设备包括蚀刻工具。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述一个或多个光刻前工艺设备对所述特性的贡献包括沉积工具对所述特性的贡献。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述沉积工具的贡献从由所述沉积工具形成的所述衬底的可蚀刻层的特性中导出。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述可蚀刻层的特性是所述可蚀刻层的厚度。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光刻设备对所述特性的贡献从与所述光刻设备相关的一个或多个变量的群组中导出，所述变量从以下项中选出：所述光刻设备的照射的一个或多个变量、所述光刻设备的投影系统的一个或多个变量、聚焦、剂量、套刻、所述光刻设备的衬底台的移动的移动标准偏差、所述光刻设备的衬底台的移动的移动平均、激光带宽、曝光持续时间、光学像差、高频激光带宽变化和/或高频激光波长变化。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
使用所述一个或多个工艺设备的所述贡献来确定针对所考虑的一个或多个衬底的所述特性是否满足或超过阈值；以及
响应于关于所述阈值的确定，创建和输出修改信息，以调节所述一个或多个光刻前工艺设备、所述光刻设备和/或一个或多个光刻后工艺设备。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述修改信息被用来修改所述一个或多个光刻前工艺设备、所述光刻设备和/或所述一个或多个光刻后工艺设备的变量，并且其中所述变量包括沉积工具的沉积变量、光刻设备的光刻变量、和/或蚀刻工具的蚀刻变量。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述变量包括所述沉积工具的所述沉积变量，所述沉积变量包括所述沉积工具的沉积速率或所述沉积工具的操作持续时间。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述变量包括所述蚀刻工具的所述蚀刻变量，所述蚀刻变量包括所述蚀刻工具的蚀刻类型和/或所述蚀刻工具的蚀刻速率。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，所述创建修改信息包括创建修改信息以调节光刻后工艺设备的第一组件和/或第二组件的变量。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述光刻后工艺设备是蚀刻工具，所述第一组件是所述蚀刻工具的第一蚀刻腔，所述第二组件是所述蚀刻工具的第二蚀刻腔，并且所述第一组件和/或所述第二组件的所述变量包括所述蚀刻工具的所述第一蚀刻腔和/或所述蚀刻工具的所述第二蚀刻腔的蚀刻速率、所述蚀刻工具的所述第一蚀刻腔和/或所述蚀刻工具的所述第二蚀刻腔的蚀刻类型、或所述蚀刻工具的所述第一蚀刻腔和/或所述蚀刻工具的所述第二蚀刻腔的操作温度。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述衬底的所述特性包括从以下项中选出的一个或多个参数的一个或多个值和/或指纹：临界尺寸、临界尺寸均匀性、套刻、侧壁角度、底表面倾斜、特征高度、图案偏移和/或图案的几何不对称性。
14.一种方法，包括：
由硬件计算机系统通过组合与在图案化工艺中使用的一个或多个工艺设备相关的第一组一个或多个工艺变量的特定于衬底的贡献以及与所述一个或多个工艺设备相关的第二组一个或多个工艺变量的非特定于所述衬底的贡献，来估计将被赋予给要由所述图案化工艺处理的所述衬底的特性，来自所述第一组和/或所述第二组的至少一个工艺变量与在光刻设备的上游的工艺设备相关。
15.一种非瞬态计算机程序产品，包括机器可读指令，所述机器可读指令用于使得处理器系统执行权利要求1所述的方法。
16.一种系统，包括：
硬件处理器系统；和
非瞬态计算机可读存储介质，被配置为存储机器可读指令，其中所述机器可读指令当被执行时使得所述硬件处理器系统执行权利要求1所述的方法。
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