CN110998449B - 计算量测 - Google Patents

Abstract

一种方法包括：针对使用图案化过程产生的衬底的器件图案的多个特征中的每个特定特征，获得在所述衬底的测量目标与所述特定特征之间的所述图案化过程的参数的模型化或模拟关系；和基于所述关系和来自量测目标的所述参数的测量值，产生针对所述特征中的每个特征的横跨所述衬底的至少一部分的所述参数的分布，所述分布用于设计、控制或修改所述图案化过程。

Description

计算量测

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年8月7日提交的欧洲申请17185116.5和于2018年3月13日提交的欧洲申请18161406.6的优先权，并且所述欧洲申请的全部内容通过引用并入本发明中。

技术领域

本公开涉及改善器件制造过程的性能的技术。所述技术可结合光刻设备或量测设备来使用。

背景技术

光刻设备为将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。在所述情形下，被可替代地称作掩模或掩模版的图案形成装置可以用以产生对应于IC的单层的电路图案，且可以将这种图案成像至具有辐射敏感材料(抗蚀剂)层的衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的部分、一个管芯或若干管芯)上。通常，单个衬底将包含被连续曝光的邻近的目标部分的网络。已知光刻设备包括：所谓的步进器，其中通过将整个图案一次性曝光至目标部分上来辐照每个目标部分；和所谓的扫描器，其中通过在给定方向(“扫描”方向)上通过束扫描图案的同时平行或反向平行于这种方向同步地扫描衬底来辐照每个目标部分。

在将电路图案自图案形成装置转印至衬底之前，衬底可经历各种工序，诸如上底漆、抗蚀剂涂覆以及软焙烤。在曝光之后，衬底可经受其它工序，诸如，曝光后焙烤(PEB)、显影、硬焙烤、以及被转印的电路图案的测量/检查。这一系列的工序是用作制造器件(例如IC)的单层的基础。衬底然后可经历各种过程，诸如蚀刻、离子植入(掺杂)、金属化、氧化、化学-机械抛光等，所述过程都意图完成器件的单层。如果在器件中需要若干层，则针对每个层来重复整个工序或其变体。最终，在衬底上的每个目标部分中将存在器件。然后通过诸如切片或锯切的技术来使这些器件彼此分离，据此，可以将单独的器件安装在载体上、连接至引脚等。

因此，制造诸如半导体器件之类的器件典型地涉及使用数个制造过程来处理衬底(例如半导体晶片)以形成所述器件的各种特征和多个层。典型地使用(例如)沉积、光刻、蚀刻、化学机械抛光以及离子植入来制造和处理这些层和特征。可以在衬底上的多个管芯上制造多个器件，且然后将所述器件分离成单独的器件。这种器件制造过程可被认为是图案化过程。图案化过程涉及使用光刻设备中的图案形成装置进行图案化步骤，诸如光学和/或纳米压印光刻术，以将图案形成装置上的图案转印至衬底，且图案化过程典型地但可选地涉及一个或更多个相关的图案处理步骤，诸如通过显影设备进行抗蚀剂显影、使用焙烤工具来焙烤衬底、使用蚀刻设备来使用图案进行蚀刻等。

发明内容

如本发明中进一步描述的，在实施例中，本发明中的计算量测技术可使用来自图案化过程的设备(例如光刻设备)的数据与来自量测设备的数据的组合，以产生用于衬底的图案化过程的特定感兴趣的参数(例如重叠、边缘放置误差等)的被导出的贡献或指纹。因此，在这样的计算量测应用中，基于量测和图案化过程设备(例如光刻设备)输入来产生特定感兴趣的参数的混合密集指纹。

对于混合密集指纹，使用测量量测目标的量测设备对感兴趣的参数的相对密集的测量(例如ADI和/或AEI)可以用以实现来自目标的参数测量与器件图案响应之间的良好匹配，从而产生指纹。因此，例如，将期望的是能够使用通过测量量测目标的量测设备对感兴趣的参数进行较不密集的测量。使用较不密集的测量可实现增大的生产量，这是由于可能需要量测目标的较少测量。

另外或可替代地，上文描述的得到的指纹可对于所有器件图案特征是通用的，且可不参考例如关键器件图案特征(也被称作热点)。因此，将期望的是能够针对器件图案的多个特征中的每个特定特征产生对所述器件图案的所述特定特征来说是特定(例如对一个或更多个关键器件图案特征来说是特定的)的指纹。

在实施例中，提供一种方法，所述方法包括：针对使用图案化过程产生的衬底的器件图案的多个特征中的每个特定特征，获得在所述衬底的测量目标与所述特定特征之间的所述图案化过程的参数的模型化或模拟关系；和基于所述关系和来自所述量测目标的所述参数的测量值，产生针对所述特征中的每个特征的横跨所述衬底的至少一部分的所述参数的分布，所述分布用于设计、控制或修改所述图案化过程。

在实施例中，提供一种方法，所述方法包括：横跨衬底的至少一部分获得所述衬底的器件图案的多个特征中的每个特定特征的图案化过程的参数的分布，所述图案化过程用以产生所述器件图案；和基于所述分布设计、控制或修改所述图案化过程。

在实施例中，提供一种计算机程序产品，所述产品包括其上记录有指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施本发明中的所述方法中的任一方法。

附图说明

图1示意性地描绘根据实施例的光刻设备。

图2示意性地描绘光刻单元或簇的实施例。

图3示意性地描绘示例检查设备和量测技术。

图4示意性地描绘示例检查设备。

图5图示出检查设备的照射斑与量测目标之间的关系。

图6示意性地描绘基于测量数据导出多个感兴趣的变量的过程。

图7示出处理变量的示例类别。

图8示意性地示出处理变量的改变可能对量测数据产生贡献。

图9示意性地示出导出对处理变量的组合贡献的示例。

图10示意性地示出从量测数据导出对处理变量的贡献的示例。

图11示意性地示出用于根据实施例的方法的流程。

图12示意性地示出用于根据实施例的方法的流程。

图13示意性地示出用于根据实施例的方法的流程。

图14示意性地示出用于根据实施例的方法的流程。

图15示意性地示出用于根据实施例的方法的流程。

图16为示例计算机系统的框图。

具体实施方式

在详细地描述实施例之前，呈现可以实施实施例的示例环境是有指导意义的。

图1示意性地描绘光刻设备LA的实施例。所述光刻设备包括：

-照射系统(照射器)IL，所述照射系统被配置成调节辐射束B(例如UV辐射或DUV辐射)；

-支撑结构(例如掩模台)MT，所述支撑结构构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA，且连接至被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器PM；

-衬底台(例如晶片台)WT(例如WTa、WTb或两者)，所述衬底台构造成保持衬底(例如涂覆抗蚀剂的晶片)W且连接至被配置成根据某些参数来准确地定位所述衬底的第二定位器PW；以及

-投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，所述投影系统被配置成将由图案形成装置MA赋予至辐射束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且常常被称作场)上，所述投影系统被支撑在参考框架(RF)上。

如这里描绘的，所述设备属于透射类型(例如，使用透射式掩模)。可替代地，所述设备可以是反射类型(例如，使用上文提及的类型的可编程反射镜阵列，或使用反射式掩模)。

照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。例如，当源为准分子激光器时，源和光刻设备可以是分立的实体。在这些情况下，不认为源构成光刻设备的一部分，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把辐射束从源SO传递至照射器IL。在其它情况下，例如，当源为汞灯时，源可以是设备的组成部分。在需要时源SO和照射器IL连同束传递系统BD一起可被称作辐射系统。

照射器IL可变更束的强度分布。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强度分布为非零的。另外或可替代地，照射器IL可操作以限制在光瞳平面中的束的分布使得在光瞳平面中的多个同等间隔的区段中强度分布为非零的。在照射器IL的光瞳平面中的辐射束的强度分布可被称作照射模式。

因此，照射器IL可以包括被配置成调整束的(角/空间)强度分布的调整器AM。通常，可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-外部及σ-内部)。照射器IL可操作以改变束的角分布。例如，照射器可操作以变更强度分布为非零的光瞳平面中的区段的数目和角度范围。通过调整在照射器的光瞳平面中的束的强度分布，可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和角度范围，强度分布可具有多极分布，诸如例如偶极、四极或六极分布。可例如通过将提供所述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期望的照射模式。

照射器IL可操作以变更束的偏振且可操作以使用调整器AM来调整偏振。横跨照射器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在衬底W上的图像中实现较大对比度。辐射束可以是非偏振的。可替代地，照射器可被布置成使辐射束线性地偏振。辐射束的偏振方向可横跨照射器IL的光瞳平面而变化。在照射器IL的光瞳平面中在不同区中辐射的偏振方向可不同。可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，辐射可以在大致垂直于将偶极的两个相反的区段二等分的线的方向上线性地偏振。辐射束可以在可被称作X偏振状态和Y偏振状态的两个不同的正交方向中的一个方向上偏振。对于四极照射模式，每一极的区段中的辐射可以在大致垂直于将所述区段二等分的线的方向上线性地偏振。这种偏振模式可被称作XY偏振。类似地，对于六极照射模式，每一极的区段中的辐射可以在大致垂直于将所述区段二等分的线的方向上线性地偏振。这种偏振模式可被称作TE偏振。

另外，照射器IL通常包括各种其它部件，诸如积光器IN和聚光器CO。照射系统可包括用于引导、成形或控制辐射的各种类型的光学部件，诸如折射式、反射式、磁性式、电磁式、静电式或其它类型的光学部件或其任何组合。

因此，照射器提供在其横截面中具有期望的均一性和强度分布的调节后的辐射束B。

支撑结构MT以依赖于图案形成装置的定向、光刻设备的设计以及其它条件(诸如例如图案形成装置是否被保持在真空环境中)的方式来支撑图案形成装置。支撑结构可使用机械、真空、静电或其它夹持技术来保持图案形成装置。支撑结构可以是例如框架或台，所述支撑结构可根据需要而是固定的或可移动的。支撑结构可确保图案形成装置例如相对于投影系统处于期望的位置。可以认为本发明中使用的任何术语“掩模版”或“掩模”都与更上位的术语“图案形成装置”同义。

本发明中使用的术语“图案形成装置”应被广泛地解释为是指可以用以在衬底的目标部分中赋予图案的任何装置。在实施例中，图案形成装置为可以用以在辐射束的横截面中向辐射束赋予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，如果被赋予至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期望的图案。通常，被赋予至辐射束的图案将对应于正在目标部分中产生的器件(诸如集成电路)中的特定功能层。

图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列，及可编程LCD面板。掩模在光刻术中是众所周知的，且包括诸如二元掩模类型、交替相移掩模类型和衰减相移掩模类型以及各种混合式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小反射镜可单独地倾斜，以便使入射辐射束在不同方向上反射。被倾斜的反射镜在由反射镜矩阵反射的辐射束中赋予图案。

本发明使用的术语“投影系统”应被广泛地解释为涵盖适于正在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之类的其它因素的任何类型的投影系统，包括折射式、反射式、反射折射式、磁性式、电磁式以及静电式光学系统，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”都与更上位的术语“投影系统”同义。

投影系统PS具有可以是非均一的光学转印功能，这可能影响成像在衬底W上的图案。对于非偏振辐射，这样的效应可由两个标量映射(scalar map)相当良好地描述，所述两个标量映射描述作为在投影系统的光瞳平面中的位置的函数的离开投影系统PS的辐射的透射(变迹)和相对相位(像差)。可以将可被称作透射映射和相对相位映射的这些标量映射表达为基函数的全集合的线性组合。特别方便的集合为泽尼克(Zernike)多项式，所述泽尼克多项式形成单位圆上定义的正交多项式的集合。每个标量映射的确定可涉及确定这样的展开式中的系数。由于泽尼克多项式在单位圆上正交，因此可以通过依次计算测量的标量映射与每个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。

透射映射和相对相位映射是依赖于场和系统的。即，通常，每个投影系统PS将针对每个场点(即，针对投影系统PS的图像平面中的每个空间部位)具有不同的泽尼克展开式。可以通过将例如来自投影系统PS的物平面(即，图案形成装置MA的平面)中的类点源的辐射投影通过投影系统PS且使用剪切干涉仪以测量波前(即，具有相同相位的点的轨迹)来确定投影系统PS在其光瞳平面中的相对相位。剪切干涉仪是共路径干涉仪且因此，有利的是，无需次级参考束来测量波前。剪切干涉仪可以包括：衍射光栅，例如投影系统的图像平面(即衬底台WT)中的二维栅格；和检测器，所述检测器被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关于在剪切方向上的光瞳平面中的坐标的导数有关。检测器可以包括感测元件的阵列，诸如例如电荷耦合器件(CCD)。

光刻设备的投影系统PS可不产生可见条纹，且因此，可使用相位步进技术(诸如例如移动所述衍射光栅)来增强波前确定的准确度。可以在衍射光栅的平面中且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(均匀地分布)相位步进。因此，例如，可以在y方向上执行三次扫描测量，在x方向上针对不同位置执行每次扫描测量。衍射光栅的这种步进将相位变化有效地转换成强度变化，从而允许确定相位信息。光栅可以在垂直于衍射光栅的方向(z方向)上步进以校准检测器。

可以在两个正交方向上连续扫描衍射光栅，所述两个正交方向可与投影系统PS的坐标系的轴线(x和y)重合或可与这些轴线成诸如45度的角度。可在整数个光栅周期(例如，一个光栅周期)上执行扫描。扫描算出在一个方向上的相位变化的平均数，从而允许重新构造在另一方向上的相位变化。这允许波前被确定为两个方向的函数。

可以通过将例如来自投影系统PS的物平面(即，图案形成装置MA的平面)中的类点源的辐射投影通过投影系统PS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)元件且可还包括调整机构AM，所述调整机构被配置成调整光学元件中的一个或更多个以便校正像差(横跨整个所述场的光瞳平面的相位变化)。为了实现这种调整，调整机构可操作从而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。投影系统可具有其中所述投影系统的光轴在z方向上延伸的坐标系。调整机构可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；和/或使一个或更多个光学元件变形。光学元件的移位可以在任何方向(x、y、z或其组合)上进行。光学元件的倾斜典型地通过绕x和/或y方向上的轴线旋转而位于垂直于光轴的平面之外，但对于非旋转对称的非球面光学元件可使用绕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，自由形式的非球面)。可例如通过使用一个或更多个致动器以向光学元件的一个或更多个侧施加力和/或通过使用一个或更多个加热元件以加热光学元件的一个或更多个选定区来执行光学元件的变形。通常，不可能调整投影系统PS以校正变迹(横跨光瞳平面的透射变化)。可以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的透射映射。使用计算光刻技术，图案形成装置MA可被设计成至少部分地校正变迹。

光刻设备可属于具有两个(双平台)或更多个台(例如两个或更多个衬底台WTa、WTb、两个或更多个图案形成装置台、在没有专用于(例如)促进测量和/或清洁等的衬底的情况下在投影系统下方的衬底台WTa和台WTb)的类型。在这样的“多平台”机器中，可并行地使用额外的台，或可在对一个或更多个台进行预备步骤的同时将一个或更多个其它台用于曝光。例如，可使用对准传感器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。

光刻设备也可以属于以下类型：其中衬底的至少一部分可由具有相对较高折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统与衬底之间的空间。也可以将浸没液体施加至光刻设备中的其它空间，例如图案形成装置与投影系统之间的空间。浸没技术在本领域中众所周知地用于增大投影系统的数值孔径。本发明中使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底之类的结构必须浸没在液体中，而是仅意味着在曝光期间液体位于投影系统与衬底之间。

因此，在光刻设备的操作中，由照射系统IL调节和提供辐射束。辐射束B入射在被保持在支撑结构(例如掩模台)MT上的图案形成装置(例如掩模)MA上，且是由所述图案形成装置进行图案化。在已横穿图案形成装置MA的情况下，辐射束B传递通过投影系统PS，投影系统PS将所述束聚焦至衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器IF(例如干涉器件、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WT，例如以便使不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中。类似地，第一定位器PM和另一位置传感器(未在图1中明确地描绘)可以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MA。通常，可借助于构成第一定位器PM的一部分的长冲程模块(粗定位)和短冲程模块(精定位)来实现支撑结构MT的移动。类似地，可使用构成第二定位器PW的一部分的长冲程模块和短冲程模块来实现衬底台WT的移动。在步进器(与扫描仪相反)的情况下，支撑结构MT可仅连接至短冲程致动器，或可以是固定的。可使用图案形成装置对准标记Ml、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置MA和衬底W。虽然如所说明的衬底对准标记占据了专用的目标部分，但所述衬底对准标记可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)。类似地，在多于一个管芯被设置在图案形成装置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。

描绘的设备可以用于以下模式中的至少一种模式：

1.在步进模式中，在将被赋予至辐射束的整个图案一次性投影至目标部分C上时，使支撑结构MT和衬底台WT保持基本上静止(即，单次静态曝光)。然后使衬底台WT在X和/或Y方向上移动，使得可曝光不同的目标部分C。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制单次静态曝光中成像的目标部分C的尺寸。

2.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，同步地扫描支撑结构MT和衬底台WT(即，单次动态曝光)。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WT相对于支撑结构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)，而扫描运动的长度决定目标部分的高度(在扫描方向上)。

3.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，使支撑结构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WT。在这种模式中，通常使用脉冲式辐射源，且在衬底台WT的每次移动之后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间根据需要而更新可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用至利用可编程图案形成装置(诸如上文提及的类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术。

也可以使用上文描述的使用模式的组合和/或变形例或完全不同的使用模式。

虽然在本文中可具体参考光刻设备在IC制造中的使用，但应理解，本发明中描述的光刻设备可具有其它应用，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。本领域技术人员应了解，在这些替代应用的背景下，可以认为本发明中使用的术语“晶片”或“管芯”分别与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。可以在曝光之前或之后在例如轨道或涂覆显影系统(典型地将抗蚀剂层施加至衬底且显影曝光后的抗蚀剂的工具)、或者量测或检查工具中处理本发明提及的衬底。适用时，可以将本发明中的公开内容应用至这样的和其它衬底处理工具。另外，可以将衬底处理一次以上，例如以产生多层IC，使得本发明中使用的术语衬底也可以指已经包含多个已处理的层的衬底。

本发明中使用的术语“辐射”和“束”涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外线(UV)辐射(例如具有为365纳米、248纳米、193纳米、157纳米或126纳米的波长)和极紫外线(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。

图案形成装置上的或由其提供的各种图案可以具有不同的过程窗口，即处理变量的空间(在所述空间下，将产生处于规格内的图案)。涉及潜在的系统性缺陷的图案规格的示例包括检查颈缩、线拉回、线薄化、CD、边缘放置、重叠、抗蚀剂顶部损耗、抗蚀剂底切和/或桥接。图案形成装置或其区域上的所有图案的过程窗口可以通过将每个单独的图案的过程窗口合并(例如，重叠)来获得。所有图案的过程窗口的边界包含单独的图案中的一些图案的过程窗口的边界。换句话说，这些单独的图案限制所有图案的过程窗口。这些图案可被称作“热点”或“过程窗口限制图案(PWLP)”，“热点”与“过程窗口限制图案(PWLP)”可以在本发明中可互换地使用。当控制图案化过程的一部分时，可能且经济地聚焦于热点。当热点没有缺陷时，最有可能的是，所有图案没有缺陷。

如图2中示出的，光刻设备LA可构成光刻单元LC(有时也被称作光刻元或簇)的一部分，光刻单元LC也包括用以在衬底上执行曝光前过程和曝光后过程的设备。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、用以显影曝光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/或一个或更多个焙烤板BK。衬底处理装置或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取一个或更多个衬底，在不同过程设备之间移动所述衬底且将衬底传递至光刻设备的进料台LB。常常被统称为涂覆显影系统或轨道(track)的这些设备由涂覆显影系统控制单元TCU控制，涂覆显影系统控制单元TCU自身受管理控制系统SCS控制，管理控制系统SCS也经由光刻控制单元LACU而控制光刻设备。因此，不同设备可被操作以最大化生产量和处理效率。

为了正确且一致地曝光由光刻设备曝光的衬底和/或为了监测包括至少一个图案转印步骤(例如光学光刻步骤)的图案化过程(例如器件制造过程)的一部分，期望检查衬底或其它物体以测量或确定一个或更多个属性，诸如对准、重叠(其可以位于例如覆盖层中的多个结构之间或位于同一层中的已通过例如双重图案化过程而被分别设置至所述层的结构之间)、线厚度、临界尺寸(CD)、聚焦偏移、材料属性等。因此，定位有光刻单元LC的制造设施典型地也包括量测系统MET，所述量测系统测量已在所述光刻单元中处理的衬底W中的一些或全部衬底或所述光刻单元中的其它物体。量测系统MET可以是光刻单元LC的一部分，例如，所述量测系统MET可以是光刻设备LA的一部分(诸如对准传感器AS)。

一个或更多个测量的参数可包括例如：形成在被图案化的衬底中或上的顺次层之间的重叠、例如形成在被图案化的衬底中或其上的特征的临界尺寸(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。可对产品衬底自身的目标执行此测量和/或对设置在衬底上的专用量测目标执行这种测量。可以在抗蚀剂显影后但在蚀刻前执行测量，或可以在蚀刻后执行测量。

存在用于对在图案化过程中形成的结构进行测量的各种技术，包括使用扫描电子显微镜、以基于图像的测量工具和/或各种专业工具。如上文论述的，快速且非侵入性形式的专用量测工具是这样一种量测工具：其中辐射束被引导至衬底的表面上的目标上并测量被散射的(被衍射的/被反射的)束的属性。通过评估由衬底散射的辐射的一个或更多个属性，可确定衬底的一个或更多个属性。这可被称为基于衍射的量测。这种基于衍射的量测的一个这样的应用是在目标内的特征不对称性的测量中。这种特征不对称性的测量可以用作例如重叠的量度，但其它应用也是已知的。例如，可以通过比较衍射光谱的相对部分(例如，比较周期性光栅的衍射光谱中的-1阶与+1阶)来测量不对称性。这种测量可如上文描述的那样来完成，且如例如全文通过引用并入本发明中的美国专利申请公开出版物US2006-066855中描述的那样来完成。基于衍射的量测的另一应用是在目标内的特征宽度(CD)的测量中。这些技术可使用下文描述的设备和方法。

因此，在器件制造过程(例如图案化过程或光刻过程)中，可使衬底或其它物体在所述过程期间或之后经受各种类型的测量。测量可确定特定衬底是否有缺陷、可建立对过程和用于过程中的设备的调整(例如，将衬底上的两个层对准或将图案形成装置对准至衬底)、可测量过程和设备的性能，或可以用于其它目的。测量的示例包括光学成像(例如光学显微镜)、非成像光学测量(例如，基于衍射的测量，诸如ASML YieldStar量测工具、ASMLSMASH量测系统)、机械测量(例如，使用触控笔的轮廓探测(profiling)、原子力显微法(AFM))、和/或非光学成像(例如扫描电子显微法(SEM))。如全文通过引用并入本发明中的美国专利第6,961,116号中描述的智能型对准传感器混合式(SMASH)系统使用自参考干涉仪，所述自参考干涉仪产生对准标识的两个叠置的且相对旋转的图像、检测在图像的傅立叶变换引起干涉的光瞳平面中的强度、和从两个图像的衍射阶之间的相位差提取位置信息，所述相位差表现为干涉的阶中的强度变化。

可以将量测结果直接或间接地提供至管理控制系统SCS。如果检测到误差，则可对后续衬底的曝光(尤其在可足够迅速且快速完成检测使得所述批量的一个或更多个其它衬底仍待曝光的情况下)和/或对曝光后的衬底的后续曝光进行调整。此外，已经曝光的衬底可被剥离并返工以改善良率，或被舍弃，由此避免对已知有缺陷的衬底执行进一步处理。在衬底的仅一些目标部分有缺陷的情况下，可仅对良好的那些目标部分执行进一步曝光。

在量测系统MET内，量测设备用以确定衬底的一个或更多个属性，且特别是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不同层间如何变化。如上文提及的，量测设备可集成至光刻设备LA或光刻单元LC中，或可以是单独的装置。

为了实现量测，可以在衬底上设置一个或更多个目标。在实施例中，目标被专门设计且可以包括周期性结构。在实施例中，目标为器件图案的一部分，例如为器件图案的周期性结构。在实施例中，器件图案为存储器器件的周期性结构(例如双极晶体管(BPT)、位线触点(BLC)等结构)。

在实施例中，衬底上的目标可以包括一个或更多个1-D周期性结构(例如光栅)，所述1-D周期性结构被印制成使得在显影之后，周期性结构特征由实体抗蚀剂线形成。在实施例中，目标可以包括一个或更多个2-D周期性结构(例如光栅)，所述2-D周期性结构被印制成使得在显影之后，所述一个或更多个周期性结构由抗蚀剂中的实体抗蚀剂导柱或通孔形成。栅条、导柱或通孔可替代地被蚀刻至衬底中(例如被蚀刻至衬底上的一个或更多个层中)。

在实施例中，图案化过程的感兴趣的参数中的一个参数为重叠。可使用暗场散射测量来测量重叠，其中阻挡零阶衍射(对应于镜面反射)，且仅处理较高阶。可以在PCT专利申请公开出版物第WO2009/078708号和第WO2009/106279号中找到暗场量测的示例，所述专利申请公开出版物的全文由此通过引用并入。美国专利申请公开出版物US2011-0027704、US2011-0043791以及US2012-0242970中已描述了所述技术的进一步发展，所述专利申请公开出版物的全文由此通过引用并入。使用衍射阶的暗场检测的基于衍射的重叠实现了对较小目标的重叠测量。这些目标可小于照射斑且可由衬底上的器件产品结构环绕。在实施例中，可以在一个辐射捕获中测量多个目标。

图3描绘示例检查设备(例如散射仪)。其包括将辐射投影至衬底W上的宽带(白光)辐射投影装置2。被重新引导的辐射传递至光谱仪检测器4，所述光谱仪检测器测量被镜面反射的辐射的光谱10(作为波长的函数的强度)，如(例如)在左下方的曲线图中示出的。根据这个数据，可以通过处理器PU例如通过严格耦合波分析和非线性回归或通过与图3的右下方中示出的模拟的光谱库的比较来重构导致检测到的光谱的结构或轮廓。通常，对于重构，结构的一般形式是已知的，且根据用于制造结构的过程的知识来假定一些变量，从而仅留下结构的少许变量以根据测量的数据来确定。这样的检测设备可被配置成正入射检测设备或斜入射检测设备。

图4中示出可使用的另一检测设备。在这种装置中，由辐射源2发射的辐射使用透镜系统12准直且透射通过干涉滤光器13和偏振器17、被部分反射表面16反射且经由物镜15而聚焦至衬底W上的斑S中，物镜具有高数值孔径(NA)，期望地为至少0.9或至少0.95。浸没检查设备(使用相对较高折射率的流体，诸如水)甚至可具有大于1的数值孔径。

如在光刻设备LA中那样，可以在测量操作期间提供一个或更多个衬底台以保持衬底W。所述衬底台可以在形式上与图1的衬底台WT类似或相同。在检查设备与光刻设备集成的示例中，它们可甚至为同一衬底台。可以将粗定位器和精定位器提供至第二定位器PW，所述第二定位器被配置成相对于测量光学系统准确地定位衬底。提供各种传感器和致动器例如以获取感兴趣的目标的位置，且将感兴趣的目标带入至物镜15下方的位置中。通常将对横跨衬底W的不同部位处的目标进行许多测量。可以在X和Y方向上移动衬底支撑件以获取不同的目标，且可以在Z方向上移动衬底支撑件以获得目标相对于光学系统的聚焦的期望的部位。例如，当实际上光学系统可保持实质上静止(典型地在X和Y方向上，但可能也在Z方向上)且仅衬底移动时，将操作考虑并描述为如同物镜被带入至相对于衬底的不同部位是方便的。如果衬底和光学系统的相对位置正确，则原则上无关紧要的是，衬底与光学系统中的哪一个在真实世界中移动，或其两个都在移动，或光学系统的一部分的组合正在移动(例如，在Z方向和/或倾斜方向上)，其中光学系统的剩余部分静止且衬底移动(例如，在X和Y方向上，且可选地也在Z方向和/或倾斜方向上)。

由衬底W重新引导的辐射然后通过部分反射表面16传递至检测器18中以便使光谱被检测。检测器18可位于背向投影式焦平面11处(即，透镜系统15的焦距处)或平面11可用辅助光学装置(图中未示出)再成像至检测器18上。检测器可以是二维检测器，使得可测量衬底目标30的二维角散射光谱。检测器18可以是例如CCD或CMOS传感器阵列，且可使用为例如每帧40毫秒的积分时间。

参考束可以用以例如测量入射辐射的强度。为进行这种测量，当辐射束入射在部分反射表面16上时，部分辐射束透射通过部分反射表面16，作为朝向参考反射镜14的参考束。然后将参考束投影至同一检测器18的不同部分上或可替代地投影至不同的检测器(图中未示出)上。

一个或更多个干涉滤光器13可以用以选择在为比如405纳米至790纳米或甚至更低(诸如200纳米至300纳米)的范围内的感兴趣的波长。干涉滤光器可以是可调节的，而不是包括不同滤光器的集合。可使用光栅代替干涉滤光器。孔径光阑或空间光调制器(图中未示出)可设置在照射路径中以控制辐射在目标上的入射角的范围。

检测器18可测量在单一波长(或窄波长范围)下的被重新引导的辐射的强度、分别在多个波长下或在波长范围上积分的被重新引导的辐射的强度。此外，检测器可分别测量横向磁偏振辐射和横向电偏振辐射的强度、和/或横向磁偏振辐射与横向电偏振辐射之间的相位差。

衬底W上的目标30可以是1-D光栅，所述1-D光栅被印制成使得在显影之后，栅条是由实体抗蚀剂线形成。目标30可以是2-D光栅，所述2-D光栅被印制成使得在显影之后，光栅是由抗蚀剂中的实体抗蚀剂导柱或通孔形成。栅条、导柱或通孔可被蚀刻至衬底中或衬底上(例如，被蚀刻至衬底上的一个或更多个层中)。(例如栅条、导柱或通孔的)图案对图案化过程中的处理中的改变(例如光刻投影设备(特别是投影系统PS)中的光学像差、聚焦改变、剂量改变等)敏感且将表现为被印制的光栅中的变化。因此，被印制的光栅的测量的数据用以重构光栅。可根据印制步骤和/或其它检测过程的知识，将1-D光栅的一个或更多个参数(诸如线宽和/或形状)或2-D光栅的一个或更多个参数(诸如导柱或通孔宽度或长度或形状)输入至由处理器PU执行的重构过程。

除了通过重构进行参数的测量以外，角分辨散射测量也用于产品和/或抗蚀剂图案中的特征的不对称性的测量。不对称性测量的特定应用是用于重叠的测量，其中目标30包括彼此叠置的周期性特征的一个集合。例如，在全文并入本发明中的美国专利申请公开出版物US2006-066855中描述使用图3或图4的仪器进行的不对称性测量的构思。简言之，虽然目标的衍射光谱中的衍射阶的位置仅通过目标的周期性来确定，但衍射光谱中的不对称性指示构成目标的单独的特征中的不对称性。在图4的仪器中(其中检测器18可以是图像传感器)，衍射阶的这样的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。可以通过单元PU中的数字图像处理来测量这种不对称性，且相对于已知的重叠值来校准所述不对称性。

图5图示典型的目标30的平面图和图4的设备中的照射斑S的范围。为了获得免受来自周围结构的干扰的衍射光谱，在实施例中，目标30为大于照射斑S的宽度(例如直径)的周期性结构(例如光栅)。斑S的宽度可小于目标的宽度和长度。换句话说，目标是被照射“欠填充”的，且衍射信号基本上不含来自目标自身外部的产品特征及其类似物的任何信号。照射布置2、12、13、17可被配置成提供横跨物镜15的后焦平面的均一强度的照射。可替代地，通过例如在照射路径中包括孔，照射可限于同轴方向或离轴方向。

图6示意性地描绘了基于使用量测获得的测量数据而进行目标图案30’的一个或更多个感兴趣的变量的值的确定的示例过程。由检测器18检测到的辐射提供用于目标30’的测量的辐射分布108。

对于给定目标30’，可使用例如数值Maxwell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示出构成目标和与所述目标相关联的各种材料的示例层。参数化模型206可包括用于在考虑中的目标的部分的特征和层的变量中的一个或更多个变量，所述一个或更多个变量可能变化且被导出。如图6中示出的，所述变量中的一个或更多个变量可包括一个或更多个层的厚度t、一个或更多个特征的宽度w(例如CD)、一个或更多个特征的高度h和/或一个或更多个特征的侧壁角α。虽然图中未示出，但变量中的一个或更多个变量可还包括但不限于：层中的一个或更多个层的折射率(例如实数折射率或复数折射率、折射率张量等)、一个或更多个层的消光系数、一个或更多个层的吸收率、在显影期间的抗蚀剂损耗、一个或更多个特征的基部、和/或一个或更多个特征的线边缘粗糙度。所述变量的初始值可以是针对正在被测量的目标的预期的值。然后在212处比较测量的辐射分布108与计算的辐射分布208以确定两者之间的差。若存在差，则可变化参数化模型206的变量中的一个或更多个的值，计算新的计算的辐射分布208且将其与测量的辐射分布108比较直至在测量的辐射分布108与计算的辐射分布208之间存在足够匹配为止。这时，参数化模型206的变量的值提供实际目标30’的几何形状的良好或最佳匹配。在实施例中，当测量的辐射分布108与计算的辐射分布208之间的差在容许阈值内时存在足够匹配。

图案化过程的变量被称为“处理变量”。图案化过程可包括光刻设备中的图案的实际转印的上游和下游的过程。图7示出处理变量370的示例类别。第一类别可以是光刻设备或用于光刻过程中的任何其它设备的变量310。这种类别的示例包括光刻设备的照射、投影系统、衬底平台等的变量。第二类别可以是在图案化过程中执行的一个或更多个工序的变量320。这种类别的示例包括聚焦控制或聚焦测量、剂量控制或剂量测量、带宽、曝光持续时间、显影温度、用于显影中的化学成份等。第三类别可以是设计布局及其在图案形成装置中或使用图案形成装置进行的实施方式的变量330。这种类别的示例可包括辅助特征的形状和/或部位、通过分辨率增强技术(RET)应用的调整、掩模特征的CD等。第四类别可以是衬底的变量340。示例包括抗蚀剂层下方的结构的特性、抗蚀剂层的化学成份和/或物理尺寸等。第五类别可以是图案化过程的一个或更多个变量的时间变化的特性350。这种类别的示例包括高频平台移动的特性(例如，频率、振幅等)、高频激光带宽改变(例如频率、振幅等)和/或高频激光波长改变。这些高频改变或移动为高于用以调整基础变量(例如，平台位置、激光强度)的机构的响应时间的高频改变或移动。第六类别可以是光刻设备中的图案转印的上游或下游的过程的特性360，所述过程诸如旋涂、曝光后焙烤(PEB)、显影、蚀刻、沉积、掺杂和/或封装。

如将了解的，这些变量中的许多变量(若非全部)将对图案化过程的参数有影响且常常对感兴趣的参数有影响。图案化过程的参数的非限制性示例可包括临界尺寸(CD)、临界尺寸均一性(CDU)、聚焦、重叠、边缘位置或放置、侧壁角、图案移位等。常常，这些参数表示距名义值(例如设计值、平均值等)的误差。参数值可以是单独的图案的特性的值或图案组的特性的统计量(例如平均值、方差等)。

处理变量中的一些或全部处理变量或与其相关的参数的值可以通过合适方法来确定。例如，可根据用各种量测工具(例如衬底量测工具)获得的数据确定所述值。可从图案化过程中的设备的各种传感器或系统(例如，光刻设备的传感器(诸如水平测量(leveling)传感器或对准传感器)、光刻设备的控制系统(例如衬底或图案形成装置台控制系统)、涂覆显影系统工具中的传感器等)获得所述值。所述值可来自图案化过程的操作者。

现在，量测主要在花费的时间方面越来越变成一种负担。例如，在半导体行业中出现多种图案化技术时这种情况尤其明显。用诸如光刻-蚀刻-光刻-蚀刻(LELE)和/或侧壁辅助双重图案化(SADP)的多种图案化技术，处理步骤的数目已显著增加且因此，用于控制和良率监测的量测步骤的数量也增加。此外，随着在多个图案化步骤中使用更多层且每层使用更多图案化步骤，针对每个节点的量测的量增加(即，特征尺寸减小)。

另外或可替代地，越来越期望缺陷确定和/或引导缺陷检查。这与之前相比涉及实质上更密集的聚焦、重叠和/或CD量测。

另外或可替代地，在器件上CD、重叠和/或聚焦性能方面有越来越严苛的规格。这将驱使例如曝光工具和处理工具(例如沉积、蚀刻、涂覆显影系统、化学机械抛光(CMP)等)的制造装备规格从一个节点至下一节点。因此，这驱使对性能的更严格的控制和监测，进而驱使为了控制和监测而不断增加量测的量的需求。

另外或可替代地，与在器件上CD、聚焦和/或重叠性能方面的规格的严格化一致，可能需要较高阶校正。较高阶校正基本上为横跨衬底的全部或部分在小空间尺度上选择的校正性动作(例如，以高空间分辨率进行的校正)。较高阶校正涉及用于量测的每衬底的较密集采样，由此增加量测负担可能会超出量测装备生产率的实践极限。

另外或可替代地，衬底间变化可能需要另外单独的衬底水平控制(相比于例如批次水平控制)和相关联的监测以便实现期望的CD、聚焦和/或重叠性能。这可能导致测量每批次的更多衬底且因此驱使所使用的测量的量增加，从而可能超出量测装备生产率的实践极限。

但为了满足增加的数据需求，仅增加量测装备或增加量测装备生产率可能并不够。此外，可能并未以及时的方式解决所有问题，诸如获得横跨衬底的密集CD、聚焦和/或重叠轮廓。

因此，期望量测效率。这种量测效率是用以获得例如每衬底的较高密度的数据和每批次较高数目的衬底的数据。

因此，在实施例中，提供用以例如有助于改善量测效率的方法。在所述方法中，组合并操纵来自多个源的量测数据以便针对横跨衬底的多个部位中的每个部位导出一个或更多个图案化过程参数(例如CD、聚焦、重叠、边缘放置等)的准确的估计值。在实施例中，然后提供用于例如在图案化过程中处理的所有衬底和用于例如在所述图案化过程中在这些衬底上处理的所有层的密集量测数据(例如针对每平方毫米)。

实际上，在实施例中，所述方法的结果为横跨衬底的一个或更多个图案化过程参数的值的“虚拟”或模拟分布，所述分布是经由各种量测数据的这样的组合来实现的。这种方法然后可以提供用于一个或更多个图案化过程参数(例如聚焦、CD、重叠等)的混合式量测的高效方法。并且，虽然本发明中的实施例将主要考虑图案化过程参数(即聚焦、CD以及重叠)的特定示例，但应了解，一个或更多个其它或额外的图案化过程参数可以是本发明中的技术的主题。

如上文提及的，所述方法涉及来自各种源的量测和其它数据的组合。在实施例中，所述方法涉及组合感兴趣的图案化过程参数的测量结果与来自图案化过程的一个或更多个装置的数据，诸如来自光刻设备的一个或更多个传感器的数据。数据的这种组合将然后用以预测例如以下形式的产品上性能：图案化过程参数，诸如CD、重叠、聚焦、图案移位、边缘放置(例如边缘放置误差)等、和/或从图案化过程参数导出的参数，诸如良率、缺陷(例如缺陷的风险、缺陷计数等)等。

因此，所述方法所依据的原理为隔离并估计感兴趣的图案化过程参数的改变的单独的根本原因，所述单独的根本原因然后被组合以计算产品上性能。目标将使用尽可能多的可用信息以避免不断增加的脱机(和/或在线)量测的量，以使用诸如关于图3至图6描述的工具来确定感兴趣的图案化过程参数。

因此，在实施例中，期望识别对感兴趣的图案化过程参数的改变的各种贡献(诸如CD误差、聚焦误差、重叠等)。那些贡献然后可以以各种组合的方式使用以实现产品上性能的期望的估计。典型地，那些贡献将为误差和/或残差。例如，器件可能在进行校正时产生误差，所述误差然后可以实现感兴趣的图案化过程参数的改变。作为另一示例，传感器系统可测量误差，所述误差是图案化过程参数的改变或对图案化过程参数的改变做出贡献。作为另一示例，器件或用以确定器件的设定的数学模型可能并不能够实现某一期望的或最佳的物理效应(例如，期望的物理校正与可以通过器件实现的物理校正之间的差、期望的物理效应(诸如剂量、聚焦等)与可以通过器件实现的物理效应之间的差、期望的物理校正或效应与能够通过数学模型确定的校正或效应之间的差等)，且因此实现为残差，所述残差是图案化过程参数的改变或对图案化过程参数的改变做出贡献。在实施例中，可以以实验方式或凭经验确定贡献。

然后可以将对如横跨管芯、场或衬底空间地分布的感兴趣的图案化过程参数的这些贡献中的每个贡献表征为指纹。且类似地，可以将横跨管芯、场或衬底的组合的贡献表征为指纹。

因此，可组合多个这些贡献以得到被导出的指纹。例如，产品衬底上的聚焦指纹可以是例如归因于所述衬底的不平整度、在衬底的曝光期间与光刻设备的投影系统相关联的聚焦误差、在曝光期间由衬底位置控制回路得到的高度误差、以及光刻设备的聚焦设置的残余指纹的聚焦贡献的复合物。这种情形的示例在下文中关于图9进行描述。

类似地，被导出的或测量的指纹可使一个或更多个指纹从其移除，以得到(另外)被导出的指纹。例如，衬底的测量的聚焦指纹可使自其移除所述衬底的不平整度、在衬底的曝光期间与光刻设备的投影系统相关联的聚焦误差、在曝光期间由衬底位置控制回路得到的高度误差、以及光刻设备的聚焦设置的残余指纹的聚焦贡献。这可得到归因于未由被移除的指纹捕获到的误差的残余聚焦指纹。这种情形的示例在下文中关于图10进行描述。

因此，在实施例中，所述方法可例如将指纹分解成单独的贡献指纹和/或通过组合指纹来导出指纹。

因此，参考图8，描绘贡献(指纹)的组合的实施例。处理变量311的改变(例如在聚焦背景下，高度误差)可对用于衬底上的图案的图案化过程参数352(例如在聚焦的背景下，聚焦)有贡献312，且处理变量321的改变(例如在聚焦的背景下，聚焦设置的残差)可对图案化过程参数352有贡献322。即，图案化过程参数352可具有一个或更多个处理变量的改变的组合的贡献。这些贡献312和322可仅相加(其可包括加权或线性加法)或通过其它函数(例如使用卷积(去卷积)、使用神经网络、RMS加法、缩放等)来组合。图案化过程参数352可具有其它变量的改变的贡献。因此，通过如下文进一步论述的这种认识，可确定各种贡献或可使用所述各种贡献来导出图案化过程参数的估计值。在实施例中，可以通过模型化一个或更多个适用的处理变量来确定贡献312和/或贡献322。可以将贡献312和/或贡献322表达为一个或更多个适用的处理变量的函数。函数可以是线性的或非线性的。

图9示意性地示出了获得对衬底的图案化过程参数的被导出的贡献470的示例，所述被导出的贡献为多个处理变量的贡献的组合(其中的一个或更多个贡献可以是被导出的贡献)。在这种情况下，被导出的贡献470为聚焦(散焦)。因此，可使用多个处理变量的贡献来获得被导出的贡献470，所述多个处理变量诸如：在衬底的曝光期间与光刻设备的投影系统相关联的聚焦误差(FE)400、在曝光期间由衬底位置控制回路得到的高度误差(例如移动标准偏差(MSD_Z))410、以及所述衬底的不平整度(P)420。显著地，可从光刻设备获得这种数据且这种数据可以是将衬底生产为图案化过程的一部分的副产物。这些被识别的贡献中没有一个必需需要使用例如诸如关于图3至图6描述的工具来对衬底上的被图案化的特征进行测量。

因此，在聚焦情况下，处理变量400对聚焦的贡献的示例被示出为贡献430，处理变量410对聚焦的贡献的示例被示出为贡献440，且处理变量420对聚焦的贡献的示例被示出为贡献440。然后将这些贡献中的每个贡献组合在一起460以获得被导出的贡献470。虽然元素460(和图中的其它元素)示出加号，但460处的运算无需为加法，例如其可以是乘法、卷积、通过使用神经网络来进行等。针对一个或更多个贡献的运算与针对另一个或更多个贡献的运算可以不同(例如，430与440相加，且总和与贡献450卷积)。在示例中，可以将组合的贡献表达为：

F(x，y)＝a₁*F(FE)(x,y)+b₁*F(MSD_z)(x,y)+c₁*F(P)(x，y)+…。可以通过模拟、数学模型化和/或实验获得各种函数。此外，可能存在这里未示出的交叉项(诸如作为FE乘以MSD的函数的聚焦等)。为了获得聚焦的绝对值，可以将聚焦的名义值或模拟值与所述贡献组合。诸如a₁、b₁、c₁的系数为聚焦相对于对应的处理变量或其函数的敏感度。在这种示例中，所述贡献是横跨衬底的但在实施例中，所述贡献中的一个或更多个贡献可以是每管芯/场(其然后可以横跨衬底而重复，这依赖于例如实例中的每个实例处的适用条件)。如上文提及的，贡献470可被表征为指纹，这是由于其可横跨衬底/管芯/场而在空间上被限定。另外，贡献转换成绝对值可被表征为指纹，这是由于其可横跨衬底/管芯/场而在空间上被限定。如将了解的，从使用图案化过程进行的多个衬底的处理得到的数据可以用以导出对应的贡献。这种数据可能已经是可得到的，这是由于所述数据可以是处理衬底的副产物。

现在，在CD的背景下，可使用关于图9描述的相同的技术。例如，对CD的被导出的贡献470可以是可归因于多个处理变量的贡献的组合(其可包括被导出的贡献)，所述处理变量诸如：聚焦(F)400、在衬底的法线方向上的衬底的移动的移动标准偏差(MSD_Z)410、以及在平行于衬底的方向上的衬底的移动的移动标准偏差(MSD_X)420。因此，在这种情况下，聚焦(F)400对CD的贡献的示例将为贡献430，移动标准偏差(MSD_Z)410对CD的贡献的示例将为贡献440，且移动标准偏差(MSD_X)420对CD的贡献将为贡献440。然后将这些贡献中的每个贡献组合在一起460以获得被导出的贡献470。在示例中，可以将组合的贡献表达为CD(x，y)＝a₁*CD(F²)(x，y)+b₁*CD(MSD_x)(x，y)+c₁*CD(MSD_z ²)(x，y)+…。此外，可能存在这里未示出的交叉项且关系可不同(例如，诸如聚焦和/或MSDZ的关系可并非是纯粹二次的，且可具有线性项和三阶项)。在实施例中，贡献430、440、450可分别为聚焦(F)400分布、移动标准偏差(MSD_Z)410分布以及移动标准偏差(MSD_X)420分布，在这种情况下，CD模型将用以将其组合成CD分布。此外，可能存在这里未示出的交叉项(诸如，作为F乘以MSD的函数的CD等)。为了获得CD的绝对值，可以将CD的名义值或模拟值与所述贡献组合。诸如a₁、b₁、c₁的系数为CD相对于处理变量或其函数的敏感度。

应用上文描述的原理，图10示意性地示出针对衬底的感兴趣的图案化过程参数，通过移除对感兴趣的图案化过程参数的贡献而获得根据被图案化的衬底量测数据得到的被导出的贡献510的示例。在这种背景下的被图案化的衬底量测数据为通过测量衬底上的至少部分地通过图案化过程处理的特征(例如器件图案特征、与器件图案分离的量测目标等)而获得的感兴趣的参数的值。这样的量测数据典型地可使用诸如关于图3至图6描述的量测或检查工具来获得。

针对感兴趣的参数的被图案化的衬底量测数据500可具有至少两个贡献。因此，被图案化的衬底量测数据内的一个或更多个贡献可以通过移除被图案化的衬底量测数据内的一个或更多个其它贡献来获得。因此，可以通过从被图案化的衬底量测数据500移除505贡献520来获得贡献510。虽然元素505(及图中的其它元素)示出负号，但505处的运算无需为减法，例如其可以是乘法、卷积(去卷积)、经由使用神经网络来进行等。贡献520可以是被导出的贡献，诸如贡献470，或可以是从其它数据导出的贡献，诸如贡献430、440以及450中的任一个或更多个。另外，多个贡献可被移除。例如，可从被图案化的衬底量测数据500移除与处理变量530相关联的可选贡献540连同贡献520。如将了解的，根据使用图案化过程进行的多个衬底的处理得到的数据可以用以获得被图案化的衬底量测数据。

在实施例中，被图案化的衬底量测数据来自与器件图案分离的图案，例如在管芯的非功能区域处、在管芯之间或在测试衬底上的量测特征。因此，例如，可从这样的量测数据移除一个或更多个处理变量的贡献，由此获得一个或更多个处理变量对这样的量测数据的剩余贡献。然后可以基于剩余贡献而获得对相同或不同的衬底上的器件图案的量测数据来说相当的贡献，而无需实际上从所述器件图案获得量测数据。例如，对器件图案的量测的贡献可被估计为与剩余贡献相同，这是因为可适用的一个或更多个处理变量具有对器件图案和分离的图案来说相当的效应。在实施例中，分离的图案为出于测试目的的图案(例如量测目标)，且对分离的图案执行量测并不影响衬底上的器件图案。

因此，通过组合贡献和/或从被图案化的衬底量测数据移除贡献，可获得衬底的感兴趣的参数的估计值，而不必必须获得用于所述衬底的被图案化的衬底量测数据。这是通过识别各种贡献的性质来完成的。

在实施例中，一个或更多个处理变量的贡献可以是特定于设备(例如光刻设备)的；即，贡献对于某一实际设备或设备的组合来说是特定的。因此，在实施例中，可横跨每个衬底重复使用一个或更多个处理变量的贡献。因此，可预表征一个或更多个处理变量的贡献且从数据库获得所述一个或更多个处理变量的所述贡献以用于各种组合/移除过程。所述贡献可以是作为设备的整体或特定部分(例如蚀刻腔室)而特定于设备的。这些变量的示例可包括但不限于：光刻设备中的图案转印的上游或下游的过程的各种特性，诸如旋涂、曝光后焙烤、显影、蚀刻、沉积、掺杂和/或封装。

在实施例中，一个或更多个处理变量的贡献对于特定衬底来说并非是特定的(且因此，可横跨衬底使用)。因此，可预表征一个或更多个处理变量的贡献且从数据库获得所述一个或更多个处理变量的所述贡献以稍后用于各种组合/移除过程。一个或更多个处理变量的这种贡献可以通过将其与针对特定衬底的一个或更多个变量的数据和敏感度关系组合而应用至所述特定衬底。这些变量的示例可包括但不限于：照射的变量、投影系统的变量、聚焦、剂量、带宽、曝光持续时间、高频平台移动的特性(例如，衬底平台的移动的移动标准偏差(MSD)、衬底平台的移动的移动平均值、频率、振幅等)、高频激光带宽改变(例如频率、振幅等)、高频激光波长改变、和/或衬底的平整度。

在实施例中，一个或更多个处理变量的贡献可以是特定于衬底的。例如，可针对每个衬底或特定衬底组确定贡献。这些变量的示例可包括但不限于：衬底几何形状(高度映射、变形映射)、衬底处理条件、照射的变量、投影系统的变量、聚焦、剂量、带宽、曝光持续时间、高频平台移动的特性(例如，衬底平台的移动的移动标准偏差(MSD)、衬底平台的移动的移动平均值等)、高频激光带宽改变(例如频率、振幅等)、高频激光波长改变、和/或衬底的平整度。

在实施例中，一个或更多个处理变量的贡献可以是特定于图案或图案形成装置的；即，所述贡献对于某一实际图案形成装置或要由图案形成装置提供的特定图案来说是特定的。这种贡献可独立于另外的衬底。因此，可预表征图案或图案形成装置特定的贡献，且从数据库获得所述图案或图案形成装置特定的贡献以稍后用于各种组合过程。这些变量的示例可包括但不限于：图案形成装置特征CD、辅助特征的形状和/或部位、通过分辨率增强技术(RET)应用的调整等。

在实施例中，与不同的处理变量相关联的贡献可具有不同的空间均一性。例如，一些处理变量的贡献可横跨整个衬底是基本空间上均一的，而一些其它处理变量的贡献可不是横跨整个衬底空间上均一的。这种差异可归因于处理变量的不同性质。例如，与抗蚀剂层、抗蚀剂层的显影和/或衬底的蚀刻相关联的一个或更多个处理变量的贡献趋向于基本空间上均一，这是因为整个衬底通常涂覆有抗蚀剂层、在同一时间和在相同条件下显影或蚀刻；或趋向于由于例如在数个这些过程期间衬底的旋转而对称。例如，与图案转印或光刻设备相关联的一个或更多个处理变量的贡献趋向于空间上较不均一，这是因为图案转印趋向于是特定于部位的且所述一个或更多个处理变量在针对一个部位的图案转印与针对另一部位的图案转印之间可改变。因此，如果可从被图案化的衬底量测数据移除并不基本空间上均一的贡献，则可从被图案化的衬底量测数据获得基本空间上均一的贡献。

因此，在特定示例中，可针对曝光在衬底上的每个点从光刻设备搜集处理变量数据，诸如水平测量信息、衬底的移动的移动平均值(MA)、MSDxyz、剂量、激光带宽、光瞳形状等。典型地已经在光刻设备中(例如在诊断文件中)可得到这种数据。根据这种数据，可使用用于感兴趣的参数的模型来产生上文描述的贡献，所述模型描述感兴趣的参数对一个或更多个处理变量的敏感度。可根据模拟或实验获得一个或更多个敏感度。以这种方式产生的贡献为在抗蚀剂显影之后的测量期间将预期看到的贡献(在假定涂覆显影系统和抗蚀剂模型校准将是完美的情况下)。一旦例如在显影之后或在蚀刻之后测量衬底，则从被图案化的衬底量测数据移除所述贡献。剩余贡献现在为通过图案转印前过程或图案转印后过程(例如通过涂覆显影系统和/或蚀刻设备，所述剩余贡献通常是场间的)、和图案形成装置(场内)的贡献。光刻设备误差将已根据被图案化的衬底量测数据而被校正。类似地，可测量图案形成装置贡献且移除其贡献以留下通过图案转印前过程或图案转印后过程的贡献。可每过程流程(例如所用的图案化过程步骤和/或设备的组合)或每特定设备或其部分(例如蚀刻设备或蚀刻腔室)移除贡献。

因此，通过这些技术，对感兴趣的参数的贡献可通过模型化关系或通过从被图案化的衬底量测数据移除已知贡献来获得。此外，一个或更多个贡献可以是特定于设备的，但也独立于衬底。但一个或更多个其它贡献可以是特定于衬底的。因此，通过贡献的适当混合和匹配，可估计在图案化过程中的某一时刻的感兴趣的参数的估计值。

因此，现在将在聚焦、CD以及重叠的背景下描述这些贡献的应用的一些特定示例，以确定用于衬底的对应的聚焦、CD以及重叠的估计值。如将了解的，可处理并估计额外的或其它感兴趣的参数。

为了实现这些示例，使用各种数据。例如，光刻设备具有集成在其中的用于图案转印控制的显著的量测能力。这样的集成式量测的示例为衬底的位置测量装置(例如传感器IF)和/或用于伺服控制的图案形成装置、用于衬底表面的测量以用于水平测量控制的水平测量传感器(例如传感器LS)、用以测量衬底的定向、位置和/或变形以实现重叠控制的对准传感器(例如传感器AS)、和/或为了控制投影系统的波前的像差传感器(例如上文描述的剪切干涉仪)。光刻设备将使用来自这些传感器的数据以在其总体CD、重叠和/或聚焦预算被满足的水平上进行控制，但同时也追踪在控制之后留下的残差和/或误差。这些残差和/或误差可以用以计算在图案转印期间产生的CD、重叠和/或聚焦误差，即，光刻设备对CD、重叠和/或聚焦指纹的贡献。如将了解的，用于图案化过程中的其它设备可具有用于设备的适用量测的类似信息。

另外，光刻设备设置或控制可使用一个或更多个数学模型以确定对应的校准或控制校正。然而，这样的一个或更多个模型可具有内建式假定或限制，从而导致非零残余误差。这样的模型残差可以用以计算产生的CD、重叠和/或聚焦误差，即，模型对CD、重叠和/或聚焦指纹的贡献。如将了解的，用于图案化过程中的其它设备可具有类似模型信息。

另外，光刻设备可以通过使用抗蚀剂中测量以有助于移除一个或更多个参数的任何全局和局部指纹(例如聚焦、重叠等)来设置。但是，全局指纹可从执行上次校准开始随着时间推移而漂移。为了监测和控制这种设置状态，可曝光并测量监测衬底以监测全局指纹。监测衬底可以为在其上施加有抗蚀剂层的衬底中具有良好限定的图案、相对于所述良好限定的图案用图案曝光、被显影且然后被测量的基本衬底。一旦被测量，监测衬底上的抗蚀剂就可被剥离以留下良好限定的图案使得可以涂覆新抗蚀剂层。基于那些测量，可对光刻设备进行校正且因此那些校正在确定贡献时需要被乘以因子。在实施例中，监测衬底可以用以通过使用良好限定的图案来确定重叠和/或通过使用抗蚀剂图案来确定聚焦。

转向聚焦示例，技术基本上涉及两个主要部分。第一部分实际上为用以确定光刻设备的基础聚焦贡献的设置过程，所述基础聚焦贡献并未反映在用以在估计过程中确定特定衬底的聚焦的估计值的一个或更多个类型的光刻设备处理变量中。第二部分为针对在考虑中的衬底使用与那些一个或更多个类型的光刻设备处理变量相关联的聚焦贡献以确定用于所述特定衬底的聚焦的估计值的估计过程。

因此，在根据实施例的设置过程中，针对一个或更多个衬底获得被图案化的衬底聚焦量测数据，且然后以与上文在图10中描述的类似的方式移除一个或更多个类型的光刻设备处理变量的贡献。可被移除的一种类型的贡献为与例如光刻设备的水平测量传感器相关联的衬底高度残差或误差映射的聚焦贡献。可被移除的另一类型的贡献为可例如从剪切干涉仪获得的投影系统图像平面偏差(IPD)和/或投影系统模型残差的聚焦贡献。可被移除的另一类型的贡献为图案形成装置和/或衬底伺服控制件(例如MA)的聚焦贡献，所述聚焦贡献可从可适用的定位器、位置测量装置(例如传感器IF)和/或伺服控制模型的残差获得。如上文论述的，可通过模拟、数学模型化和/或实验确定从处理变量至聚焦贡献的转换。

根据需要，可以将贡献指纹重新栅格化至相同栅格(其可与所述贡献指纹中的一个指纹的栅格相同或为不同的栅格)。类似地，可以将贡献指纹重新栅格化至被图案化的衬底量测数据，或反之亦然。在实施例中，重新栅格化包括向上采样或向下采样。

在实施例中，期望在将滤波(例如移动平均值、去卷积、FFT等)与另一贡献组合之前将所述滤波应用至贡献。

在实施例中，光刻设备的基础聚焦贡献可被有效地确定一次且用于各种聚焦估计，且因此相比于测量每个衬底，量测的量可以显著减少。在实施例中，可以通过对衬底上的部位(例如衬底上的500个目标或更少)的相对稀疏采样和/或对来自一个或更多个批次的数个衬底(例如来自25个或更多个衬底的批次中的10个或更少个衬底)的相对稀疏采样来获得被图案化的衬底聚焦量测数据。

在实施例中，被图案化的衬底聚焦量测数据可以是如上文描述的监测衬底的测量的聚焦指纹。因此，可使用已经正捕获的数据。因此，可针对如从光刻设备传感器信息导出的光刻设备影响来校正测量的聚焦指纹，光刻设备传感器信息诸如是投影系统图像平面偏差(IPD)的聚焦贡献、衬底高度残差或误差映射的聚焦贡献和/或图案形成装置和/或衬底伺服控制件的聚焦贡献，以获得光刻设备的基础聚焦贡献。

然后，储存光刻设备的基础聚焦贡献以用于聚焦的产品上估计。可针对多个光刻设备确定光刻设备的基础聚焦贡献。可针对所用光刻设备的器件的特定组合来确定光刻设备的基础聚焦贡献。例如，光刻设备可具有衬底可在其上曝光的多于一个衬底台，且因此光刻设备的基础聚焦贡献可针对所用器件的特定组合和/或多个组合来确定。

然后，为了产品上估计，针对感兴趣的衬底获得与聚焦相关的一个或更多个类型的光刻设备处理变量的误差或残差，且确定其聚焦贡献。例如，可针对感兴趣的衬底获得投影系统图像平面偏差(IPD)的聚焦贡献、衬底高度残差或误差映射的聚焦贡献和/或图案形成装置和/或衬底伺服控制件的聚焦贡献。可增加的另一类型的贡献为可归因于正用于特定的感兴趣的衬底的图案形成装置的图案形成装置误差的聚焦贡献，所述聚焦贡献可以通过测量而获得。在不使用用于感兴趣的衬底的图案形成装置的情况下获得光刻设备的可适用的基础聚焦贡献的情况下尤其可以使用这种贡献。

另外，获得光刻设备的可适用的基础聚焦贡献，如上文描述的。然后，以与上文关于图9描述的类似的方式，将光刻设备的可适用的基础聚焦贡献与感兴趣的衬底的一个或更多个特定聚焦贡献组合以获得用于所述感兴趣的衬底的估计的聚焦指纹。因此，可以在任何衬底上的任何部位(或几乎任何部位)处确定聚焦误差的估计值。

现在转向CD示例，原则上存在可造成衬底中的CD变化的数个处理变量。在这个实施例中，考虑横跨衬底的某些CD变化。特别地，考虑关于聚焦、聚焦模糊、剂量以及总体过程的CD变化贡献。也可以考虑作为对CD变化的场内贡献因子的图案形成装置，但将仅出于方便起见而不对其进行进一步描述。

对CD的聚焦贡献可基于如上文描述的聚焦贡献，具体地，基础光刻设备聚焦贡献与用于在考虑中的衬底的光刻设备的一个或更多个处理变量的聚焦贡献的组合。在可通过实验或模拟知道特征(光刻后和/或蚀刻后)的柏桑(Bossung)行为的条件下，原则上可针对任何图案特征将这种密集聚焦信息转换成横跨场和/或横跨衬底的ΔCD贡献。因此，对于衬底上具有聚焦值的任何部位(x,y)，可计算对应于所述衬底部位(x,y)的CD值：

CD(HDFM_x，y)＝Φ₁(HDFM_x，y)

其中HDFM对应于聚焦映射，诸如如上文在聚焦示例中描述的被导出的高密度聚焦映射。

可使用光刻设备数据，诸如伺服信息(例如在z方向上的MSD)来获得对CD的聚焦模糊贡献。可以将聚焦模糊信息转换成横跨扫描方向和横跨衬底的ΔCD贡献。这种聚焦模糊数据至CD转换也是特定于特征的且可通过实验或模拟知道：

CD(fblur_x，y)＝Φ₂(fblur_x，y)

其中fblur对应于聚焦模糊。

对CD的剂量贡献是归因于光刻设备的剂量变化(例如通过剂量映像系统确定的剂量变化)。可使用可适用的特征的合适的剂量敏感度将在曝光期间横跨衬底的剂量变化转换成ΔCD贡献，所述ΔCD贡献可通过实验或模拟知道：

CD(dose_x，y)＝Φ₃(dose_x，y)

对CD的总体过程贡献为起因于作为单独与图案转印分离的图案化过程的一部分的各种过程步骤的CD变化。因此，在实施例中，总体过程贡献为在最终蚀刻步骤之后的CD变化的状态，且可不归因于在估计CD变化时所考虑的各种其它CD变化。因此，在实施例中，这种贡献为起因于例如膜沉积变化、焙烤和/或显影变化、和/或蚀刻过程变化的所有未考虑的过程变化的累积效应。对CD的总体过程贡献做出贡献的处理变量的示例可包括：抗蚀剂层下方的结构的特性、抗蚀剂层的化学成份和/或物理尺寸、和/或光刻设备中的图案转印上游或下游的一个或更多个过程的特性，所述一个或更多个过程诸如是旋涂、曝光后焙烤、显影、蚀刻、沉积、掺杂和/或封装。并且，虽然依据蚀刻后来描述对CD的总体过程贡献，但可针对图案化过程中的不同点获得总体过程贡献，例如在显影之后但在蚀刻之前获得总体过程贡献。

因此，与聚焦示例的设置过程类似的是，可使用归因于聚焦、聚焦模糊以及剂量的所有这些ΔCD贡献，且从衬底CD测量结果减去所有所述ΔCD贡献以估计总体过程贡献。即，在实施例中，可以在蚀刻之后从锚定特征CD测量产生蚀刻后总体过程贡献，从所述蚀刻后总体过程贡献移除了由于聚焦、聚焦模糊以及剂量(针对所述锚定特征)的ΔCD贡献。如提及的，根据合适的锚定特征估计总体过程贡献。因此，在实施例中，可根据锚定特征确定其它特征的总体过程贡献。例如，总体过程贡献的其余部分可被表达为锚定特征的特性的一比例。在针对图案化过程中的不同点获得总体过程贡献，例如在显影之后但在蚀刻之前获得总体过程贡献的情况下，可使用显影后但蚀刻前的CD测量结果。

在实施例中，总体过程贡献可被有效地一次确定且用于各种CD估计，且因此相比于测量每个衬底，量测的量可以显著减少。在实施例中，可以通过对衬底上的部位(例如衬底上的500个目标或更少)的相对稀疏采样和/或对来自一个或更多个批次的数个衬底(例如来自25个或更多衬底的批次中的10个或更少衬底)的相对稀疏采样来获得被图案化的衬底聚焦量测数据。

然后储存总体过程贡献以用于CD的产品上估计。可针对特定的和/或多个设备配置(例如一个或更多个特定的蚀刻腔室、蚀刻腔室和焙烤板的一个或更多个特定组合、衬底台和蚀刻腔室的一个或更多个特定组合等)来确定总体过程贡献。

然后，与上文描述的聚焦估计步骤类似的是，可获得产品上CD的估计。在实施例中，针对感兴趣的衬底获得与CD相关的一个或更多个类型的光刻设备处理变量的误差或残差，且确定其CD贡献。例如，可针对感兴趣的衬底获得聚焦、聚焦模糊和/或剂量的CD贡献。可增加的另一类型的贡献为可归因于正用于特定感兴趣的衬底的图案形成装置的图案形成装置误差的CD贡献，所述CD贡献可以通过测量而获得。

另外，获得对CD的可适用的总体过程贡献，如上文描述的。然后，以与上文关于图9描述的类似的方式，将对CD的可适用的总体过程贡献与感兴趣的衬底的一个或更多个特定CD贡献组合以获得用于所述感兴趣的衬底的估计的CD指纹。因此，可以在任何衬底上的任何部位(或几乎任何部位)处确定CD误差的估计值。

此外，可针对衬底上的一个或更多个感兴趣的特定图案特征(诸如热点)获得估计值。如上文提及的，针对特定的锚定特征确定对CD的总体过程贡献，但针对一个或更多个感兴趣的特定特征可缩放对CD的所述总体过程贡献。另外，可基于一个或更多个特定特征在CD变化与一个或更多个类型的光刻设备处理变量(诸如聚焦、聚焦模糊和/或剂量)之间的适当的敏感度来计算所述一个或更多个类型的光刻设备处理变量的CD贡献。可例如通过模拟和/或实验获得这样的敏感度。因此，可获得多个CD衬底指纹，每个CD衬底指纹用于不同的热点或图案的其它感兴趣的特征。

所述方法可例如通过一个或更多个相关模型(例如图案形成装置和/或像差模型)中的较多参数来改善。可以通过例如通过将总体过程贡献分解成不同的贡献因子(例如对不同的特征有不同的敏感度的沉积、光刻和/或蚀刻)来估计总体过程贡献来扩展所述方法。

在实施例中，可以在结果中校正作为图案化过程的一部分应用的剂量校正。例如，光刻单元可使用例如ASML的剂量映射器系统来应用剂量校正。因此，在确定CD的估计值时考虑这种校正。

现在转向重叠示例，使用来自至衬底上的至少两个不同的图案转印的数据。技术类似于上文关于聚焦及CD示例描述的技术。

这种技术基本上包括两个主要部分。第一部分实际上为用以确定光刻设备的基础聚焦贡献的设置过程，所述基础聚焦贡献并未反映在用以在估计过程中确定特定衬底的重叠的估计值的一个或更多个类型的光刻设备处理变量中。可选地，与上文论述的CD示例的总体过程CD贡献类似地，也可以确定总体过程重叠贡献。第二部分为针对至少两个图案转印中的每个图案转印、针对在考虑中的衬底，使用与那些一个或更多个类型的光刻设备处理变量相关联的重叠贡献以确定用于所述特定衬底的重叠的估计值的估计过程。

因此，在根据实施例的设置过程中，针对一个或更多个衬底获得被图案化的衬底重叠量测数据，且然后以与上文在图10中描述的类似的方式移除针对至少两个图案转印中的每个图案转印的一个或更多个类型的光刻设备处理变量的贡献。可被移除的一种类型的贡献为例如从光刻设备的水平测量传感器获得的衬底高度映射的重叠贡献。可为用于两个图案转印的衬底高度映射找到差，且然后可以将所述差转换成重叠值且因此转换成重叠贡献。例如，可以通过以下操作将Z高度差变为X和/或Y移位：考虑作为衬底的翘曲或弯曲的高度差且使用第一原理来计算X和/或Y移位(例如，在例如衬底的夹持区中，移位可以是在Z上的变化相对于在X或Y上的变化乘以衬底的厚度的一半，或在例如衬底的未夹持区中，移位可使用Kimhoff-Love板理论来计算)。在实施例中，可通过模拟、数学模型化和/或实验确定高度至重叠贡献的转换。因此，通过使用每图案转印的这样的衬底高度信息，可观测到并考虑归因于聚焦或卡盘斑(chuck spot)的重叠影响。

可被移除的另一类型的贡献为图案形成装置和/或衬底伺服控制件(例如MA)在X和/或Y方向上(包括围绕Z旋转)的重叠贡献，所述重叠贡献可从可适用的定位器、位置测量装置(例如传感器IF)和/或伺服控制模型的残差获得。可为两个图案转印的横跨衬底的伺服控制值找到差，且然后所述差可表示重叠贡献。在需要时，可通过模拟、数学模型化和/或实验确定从伺服控制值至重叠贡献的转换。

可被移除的另一类型的贡献为投影系统像差(其可例如从剪切干涉仪获得)和/或投影系统模型残差的重叠贡献。可通过模拟、数学模型化和/或实验确定像差和/或残差至重叠贡献的转换。

可被移除的另一类型的贡献为可由光刻设备提供的对准系统模型残差的重叠贡献。可通过模拟、数学模型化和/或实验确定从残差至重叠贡献的转换。在实施例中，针对不同的图案转印步骤，对准系统模型残差可不同，且因此，针对不同的图案转印步骤的对准系统模型残差的组合/差可以用以获得重叠贡献。在实施例中，可针对衬底高度校正对准模型残差。

根据需要，可以将贡献指纹重新栅格化至相同栅格。类似地，可以将贡献指纹重新栅格化至被图案化的衬底量测数据，或反之亦然。

在实施例中，光刻设备的基础重叠贡献可被一次有效地确定且用于各种重叠估计，且因此相比于测量每个衬底，量测的量可以显著减少。在实施例中，可以通过对衬底上的部位(例如衬底上的500个目标或更少)的相对稀疏采样和/或对来自一个或更多个批次的数个衬底(例如来自25个或更多衬底的批次中的10个或更少衬底)的相对稀疏采样来获得被图案化的衬底重叠量测数据。

在实施例中，被图案化的衬底重叠量测数据可以是如上文描述的监测衬底的测量的重叠指纹。因此，可使用已经捕获的数据。因此，可针对如从光刻设备传感器信息导出的光刻设备影响来校正测量的重叠指纹，光刻设备传感器信息诸如是投影系统的重叠贡献、衬底高度的重叠贡献、对准模型残差的重叠贡献、和/或图案形成装置和/或衬底伺服控制件的重叠贡献，以获得光刻设备的基础重叠贡献。在实施例中，将针对产品衬底的第一图案转印来一次性捕获测量的重叠指纹数据，且然后相对于第二图案转印来捕获测量的重叠指纹数据(其中在图案转印之间进行监测衬底的返工)。在实施例中，被图案化的衬底重叠量测数据为从在第一图案转印之后从一个或更多个监测衬底测量的重叠指纹与在第二图案转印之后从一个或更多个监测衬底测量的重叠指纹之间的差获得的重叠德尔塔(delta)指纹。因此，通过在与产品层大约相同的时间曝光监测衬底的集合，可量化依据短期漂移对重叠的光刻设备贡献。即，通过随后的重叠德尔塔指纹，可获得由于第一图案转印与第二图案转印之间的短期漂移产生的对场间重叠的光刻设备贡献。

可选地，在蚀刻后重叠是期望的情况下，可确定对重叠的蚀刻过程贡献，所述蚀刻过程贡献是起因于蚀刻的重叠变化。为了获得蚀刻过程重叠贡献，可从蚀刻后被图案化的衬底量测数据移除显影后但蚀刻前的被图案化的衬底量测数据以获得蚀刻过程重叠贡献。在实施例中，蚀刻过程重叠贡献可被一次有效地确定且用于重叠估计，且因此相比于测量每个衬底，量测的量可以显著减少。在实施例中，可以通过对衬底上的部位(例如衬底上的500个目标或更少)的相对稀疏采样和/或对来自一个或更多个批次的数个衬底(例如来自25个或更多衬底的批次中的10个或更少衬底)的相对稀疏采样来获得被图案化的衬底重叠量测数据。在第一图案转印或第二图案转印时所诱发的蚀刻过程指纹可用显影后但蚀刻前的重叠测量与在第一图案转印或第二图案转印中的另一个图案转印的蚀刻之后的蚀刻后的重叠测量之间的德尔塔指纹来推导(在假定每个图案转印之后的蚀刻指纹相同的情况下)。

然后储存光刻设备的基础重叠贡献(及可选的蚀刻过程重叠贡献)以用于重叠的产品上估计。可针对多个光刻设备确定光刻设备的基础重叠贡献。可针对所用光刻设备的器件的特定组合来确定光刻设备的基础重叠贡献。例如，光刻设备可具有衬底可被曝光的多于一个衬底台，且因此光刻设备的基础重叠贡献可针对所用器件的特定组合和/或多个组合来确定。可针对特定设备配置和/或多个设备配置(例如一个或更多个特定的蚀刻腔室)确定蚀刻过程重叠贡献。

然后，为了产品上估计，针对感兴趣的衬底获得与重叠相关的一个或更多个类型的光刻设备处理变量的误差或残差，且确定其重叠贡献。例如，可针对感兴趣的衬底获得投影系统的重叠贡献、衬底高度的重叠贡献、对准模型残差的重叠贡献和/或图案形成装置和/或衬底伺服控制件的重叠贡献，以获得光刻设备的基础重叠贡献。在实施例中，仅获得衬底高度的重叠贡献。

另外，获得如上文描述的光刻设备的可适用的基础重叠贡献，且可选地获得可适用的蚀刻过程重叠贡献。然后，以与上文关于图9描述的类似的方式，将光刻设备的可适用的基础重叠贡献(和可选地，可选的蚀刻过程重叠贡献)与感兴趣的衬底的一个或更多个特定的重叠贡献组合以获得用于所述感兴趣的衬底的估计的重叠指纹。因此，可以在任何衬底上的几乎任何部位处确定重叠的估计值。

在实施例中，可以在结果中校正作为图案化过程的一部分应用的重叠校正。例如，光刻单元可例如基于使用例如ASML的Baseliner系统进行的监测衬底的测量来应用重叠校正。因此，在确定重叠的估计值时考虑这种校正。

在实施例中，在多重图案化过程中，期望使曝光条件与光刻设备条件(例如曝光剂量、图案形成装置透射率、图案形成装置合格(qualification)误差、照射设定、光刻设备衬底夹持误差等)在第一图案转印步骤与第二图案转印步骤之间非常类似。此外，场内水平下的曝光和加热标志(signature)将被预期为在第一图案转印步骤与第二图案转印步骤之间类似，且因此对重叠的这些效应应较小。

另外，在实施例中，可将多个预测组合。例如，可将重叠预测和CD预测组合。例如，在使用不同的图案转印步骤来产生彼此邻近的结构且那些结构在其之间具有间隙的多重图案化情形下，不同的图案转印步骤中的一个或更多个图案转印步骤的CD和针对不同的图案转印步骤的重叠的组合相比于单独的重叠或CD估计可提供间隙的大小的更好的预测。

图11然后示意性地示出用于根据实施例的方法的流程。特别地，所述流程示出可如何将诸如光刻设备的基础聚焦贡献、对CD的总体过程贡献和/或光刻设备的基础重叠贡献(和可选地，可选的蚀刻过程重叠贡献)之类的广义贡献应用至用于感兴趣的衬底的特定信息以获得用于所述衬底的感兴趣的参数的估计值。因此，贡献912对应于特定衬底的一个或更多个处理变量911且例如针对热点。所述贡献912可以通过模型化、根据器件信息等来确定。另外，获得适用于多个衬底的贡献922，诸如光刻设备的基础聚焦贡献、对CD的总体过程贡献和/或光刻设备的基础重叠贡献(和可选地，可适用的蚀刻过程重叠贡献)。可使用本发明中描述的技术中的任一技术来获得贡献922。贡献912可针对多个衬底(例如针对每个感兴趣的衬底)来确定，而贡献922可横跨许多衬底重复使用。将贡献912和贡献922组合以获得针对例如热点的感兴趣的参数的估计值950，而不必需要获得针对所述热点的被图案化的衬底量测数据。在工序970中，采取动作，诸如在热点处是否存在缺陷，所述动作是基于感兴趣的参数的估计值来确定的。

因此，器件传感器数据可以被开发用以增强抗蚀剂中和/或蚀刻后的量测以获得计算的量测，所述计算的测量可例如提供每衬底的密集量测，而不必具有衬底的密集采样和/或提供对于许多(如果不是每个)衬底的量测，而不必获得用于每个这样的衬底的被图案化的衬底量测数据。另外，密集计算的量测可实现例如较高阶校正。计算的量测也可以实现较大的控制，包括可能地每衬底控制，而不必获得用于每个这样的衬底的被图案化的衬底量测数据和/或不必密集地测量衬底上的被图案化的衬底量测数据。

此外，来自这些计算的量测技术的估计值可实现各种应用，诸如图案化过程控制(例如一个或更多个过程变量的调整)、图案化处理监测、疵点检测、缺陷预测、图案化过程设计等。

在实施例中，被导出的贡献(诸如使用图10导出的贡献)可以用以参数化用于确定一个或更多个处理变量的改变对感兴趣的参数的贡献的数学模型。即，可相对于被导出的贡献拟合数学模型，由此获得所述数学模型的一个或更多个参数、常数等的值。因此，作为示例，需要使模型和所述模型中表示的任何敏感度适应于过程和/或衬底叠层的改变。因此，在实施例中，可产生将被测量的用于每个衬底的预测的衬底指纹。为此，可建立感兴趣的参数的模型，例如对于CD，包括以下的模型

CD＝a1*DOSE+a2*FOCUS²+a3*MSDx+a4*MSDy+a5*MSDz+...。通过衬底的测量，可移除过程(例如涂覆显影/蚀刻)前和/或过程(例如涂覆显影/蚀刻)后指纹、和图案形成装置指纹。可以将剩余的指纹测量结果与预测值进行比较。在这种情形下，现在存在方程组(与测量点一样多的方程式)，其中CD、剂量、聚焦、MSD-xyz、像差等是已知的。为了期望的敏感度(al,a2,...)可对这个方程组进行求解。当对针对某一器件图案测量的数个衬底执行这种求解时，将存在大量数据来重新估计需要的敏感度。如果以相同的方式使用来自多个光刻设备的数据和/或来自聚焦曝光矩阵曝光的数据，则输入信号(例如聚焦、剂量、MSD、CD等)的足够变化可实现敏感度的适当的估计。另外，可以将技术应用至其它感兴趣的参数，诸如焦深、曝光宽容度(latitude)、重叠、边缘位置等。

在实施例中，训练算法可以用以进一步增加准确度。例如，当对像差的敏感度进行求解时，可考虑使像差可仅在隙缝上变化且在拟合这些敏感度之前预先筛选CD(或重叠)数据的边界条件。在实施例中，可以通过不时地或连续地重新评估敏感度来使敏感度相对于图案化过程中的变化变得鲁棒。

在上文论述的贡献/指纹的另一应用中，可使用一个或更多个贡献/指纹预测图案的轮廓。在这种背景下，轮廓为转印至衬底的图案的特征形状的轮廓。例如，可以通过处理衬底的图像(例如扫描电子显微镜图像)以提取转印至衬底的图案特征的形状的外部边界来观测轮廓。但也可以通过数学过程(例如模拟)来产生如预期要转印至衬底的图案特征的电子表示来产生轮廓。虽然轮廓典型地将呈线的形式，但如本发明中使用的轮廓可更上位至描述特征边界的数据。轮廓无需为连续的；即，如果不连续轮廓和/或数据足够描述特征的边界，则特征周围的轮廓和/或数据可不连续。在实施例中，轮廓可以是二维的(即，限定平面)或三维的。在实施例中，轮廓可以在实质上平行于形成有图案的衬底表面的平面中延伸。在实施例中，轮廓可以在大致垂直于形成有图案的衬底表面的平面中延伸；在这种情况下，轮廓可被表征为一轮廓且可具有二维或三维形式。

为了预测轮廓，可获得一个或更多个贡献/指纹(如本发明中描述的)且使用所述一个或更多个贡献/指纹以选择某一名义轮廓和/或修改名义轮廓，以便获得预测的轮廓。2017年2月22日申请的美国申请第62/462,201号中描述本发明中描述的使用一个或更多个贡献/指纹进行轮廓的这样的预测和使用的细节以及连同所述一个或更多个贡献/指纹的其他使用的细节，所述申请的全文通过引用并入本发明中。

如上文提及的，在实施例中，本发明中的计算量测技术可使用来自图案化过程的设备(例如光刻设备)的数据与来自量测设备(例如上文关于图3至图5描述的量测设备中的一个量测设备)的数据的组合，以产生用于衬底的图案化过程的特定感兴趣的参数(例如重叠、边缘放置误差等)的被导出的贡献或指纹。因此，在这样的计算测量应用中，基于量测和图案化过程设备(例如光刻设备)输入而产生特定的感兴趣的参数的混合密集指纹。例如，对于重叠指纹，输入可以是例如使用一个或更多个监测衬底得到的测量结果、来自图案化过程制造设备(例如光刻设备)的数据或测量结果、和/或来自量测设备(诸如以上关于图3至图5描述的量测设备中的一个量测设备)的测量结果(诸如蚀刻后检测(AEI)或显影后检测(ADI)测量结果)。

对于上文描述的混合密集指纹，使用测量量测目标的量测设备对感兴趣的参数的相对密集的测量(例如ADI和/或AEI)是用以实现来自目标的参数测量与器件图案响应之间的良好匹配，从而产生指纹。因此，例如，将期望的是能够使用通过测量量测目标的量测设备对感兴趣的参数的较不密集的测量。使用较不密集的测量可实现增大的生产量，这是由于可能需要量测目标的较少测量。

另外或可替代地，上文描述的得到的指纹可能对于所有器件图案特征是通用的，且可不参考例如关键器件图案特征(也被称作热点)。因此，将期望的是能够针对器件图案的多个特征中的每个特定特征产生对所述器件图案的所述特定特征来说是特定的指纹。在实施例中，指纹可对一个或更多个关键器件图案特征来说是特定的。具有与关键器件图案特征相关联的感兴趣的参数(例如重叠、聚焦、CD、对准等)的密集映射可提供更多信息(例如在器件良率控制方面)。通过聚焦于关键器件图案特征，可以通过例如考虑器件图案的特定特征特性而产生图案化过程的基于良率的设计、控制、修改等。

参考图12，示意性地描绘产生并使用对器件图案的特定特征来说是特定的指纹的方法的实施例。通常，所述方法涉及通过模拟(例如全芯片模拟)、使用量测目标的量测测量(例如针对重叠指纹的ADI/AEI重叠测量)以及器件上图案测量的组合来针对一个或更多个特定器件图案特征，横跨衬底的至少一部分来产生感兴趣的参数指纹(映射)。例如，可针对一个或更多个关键器件图案特征中的每个关键器件图案特征产生参数指纹。在具有一个或更多个参数指纹(例如针对一个或更多个关键器件图案特征)的情况下，可使用所述一个或更多个参数指纹来设计、校正、控制、修改等图案化过程的一个或更多个方面(例如设备、子过程、所用消耗品(例如图案形成装置)等)。在实施例中，对应的器件图案特征的可用的多个参数指纹的加权组合可以用于设计、校正、控制、修改等图案化过程的方面；即，与对应的特定器件图案特征相关联的一个或更多个参数指纹相比于与其它对应的器件图案特征相关联的一个或更多个其它参数指纹可被更高地加权。这样的设计、校正、控制、修改等可包括配置用于图案化过程中的设备(例如光刻设备、蚀刻工具、沉积工具等)的设定，以使用图案化过程在衬底上制造器件图案。在实施例中，设计、校正、控制、修改等可包括修改光刻设备设定(例如修改对诸如衬底的物体的X、Y或Z运动的控制、投影系统像差的特定校正(例如使用致动器或投影系统中的其它波前操纵装置)、用于曝光衬底的照射剂量改变(例如通过控制辐射源和/或使用照射系统中的剂量调制装置)等)。

在1100处，描绘如设置在图案形成装置处的具有器件图案特征和量测目标的图案形成装置图案的示例高度示意性布局。器件图案特征被标记为特征A、B、C以及D。如将了解的，特征A的每个实例的类型与图案布局实质上相同、特征B的每个实例的类型与图案布局实质上相同、特征C的每个实例的类型与图案布局实质上相同，且特征D的每个实例的类型与图案布局实质上相同。另外，特征A至D中的每个特征可不同于其它特征。另外，量测目标被标记为目标1、2以及3。如将了解的，目标1的每个实例的类型与量测目标实质上相同、目标2的每个实例的类型与量测目标实质上相同，且目标3的每个实例的类型与量测目标实质上相同。在实施例中，量测目标1至3中的每个量测目标可不同于其它目标(例如在目标周期性结构的节距方面不同、在目标周期性结构的特征的分段方面不同、在占空比方面不同等)。如已知的，使用光刻过程将器件图案特征和量测目标转印至衬底。在用于重叠的量测目标的情况下，目标1、2以及3可以是用于衬底上的下部层的目标或用于衬底上的上部层的目标，其中目标1、2或3通常处于下部层中的对应目标上方，或上部层中的对应目标通常将处于目标1、2或3上方。

在1110处，在图案化过程的各种条件(诸如距图案化过程的名义条件的某一量的扰动)下，执行对图案形成装置图案至衬底的转印的模拟。例如，图14的图案化模拟方法可以用以产生图案形成装置图案(包括一个或更多个量测目标)至衬底的预测的转印。类似地，也例如在多个测量束波长和/或多个测量偏振下模拟作为模拟图案化过程的一部分产生的一个或更多个量测目标的测量结果。例如，可使用图15的测量模拟方法来模拟测量结果。基于这些模拟，确定针对模拟的待产生于衬底上的一个或更多个量测目标和一个或更多个器件图案特征中的每个的感兴趣的参数(例如重叠)，且根据模拟结果确定模拟的要在衬底上产生的图案形成装置图案的一个或更多个量测目标与一个或更多个器件特征之间的参数关系。例如，依赖于图案转印条件且针对作为感兴趣的参数的重叠，可使器件图案特征移位与重叠目标移位相关。在实施例中，出于所述关系的目的，一个或更多个量测目标的感兴趣的参数可与一个或更多个器件特征的感兴趣的参数不同；例如，一个或更多个量测目标的感兴趣的参数可以是重叠，而一个或更多个器件特征的感兴趣的参数为边缘放置误差。

另外或可替代地，可建立其它关系，诸如感兴趣的参数的一个或更多个光学像差敏感度、感兴趣的参数的一个或更多个聚焦敏感度、感兴趣的参数的一个或更多个剂量敏感度、感兴趣的参数的一个或更多个节距依赖性等。例如，在下文参考图13描述的实施例中，测量目标包括聚焦目标且图案化过程的感兴趣的参数包括聚焦。聚焦误差可被定义为远离特征的柏桑(Bossung)曲线顶部的曝光条件的每特征偏差(即最佳聚焦的条件)。这些聚焦误差部分地由像差造成。像差(主要为球面像差)造成柏桑曲线顶部每特征的差。像差指纹(例如与透镜加热和掩模版形状相关)可引起特定于特征又依赖于照射设定的聚焦指纹。因此，在计算聚焦量测时，在计算的聚焦指纹(每器件特征)中考虑像差指纹是有利的。

在这种实施例中，如图13中所图示且对应于图12的步骤1110，所述关系是通过以下操作获得的：将针对测量目标的聚焦的测量的或模拟的像差敏感度1112和针对特定特征的聚焦的测量的或模拟的像差敏感度1113与图案化过程的测量的或模型化像差1114进行组合1115，以确定测量目标与特定特征之间的聚焦的差的映射(德尔塔-聚焦映射)1116。

在1130处，使用用于执行1110处的模拟的图案化过程从已经将图案形成装置图案转印至其上的一个或更多个衬底获得可适用的感兴趣的参数的测量结果。在实施例中，横跨具有转印至其的图案形成装置图案的多个实例的衬底获得测量结果。在实施例中，根据多个衬底获得测量结果，在所述多个衬底中的每个衬底上已转印图案形成装置图案多次。在实施例中，从如作为图案化过程的一部分转印至一个或更多个衬底的一个或更多个量测目标获得测量结果。在实施例中，感兴趣的参数为重叠且测量为使用一个或更多个量测目标的ADI和/或AEI获得的重叠测量。在实施例中，在多个测量束波长和/或多个测量束偏振下获得重叠测量结果。

在1120处，使来自一个或更多个量测目标的感兴趣的参数的测量结果与模拟的结果匹配。即，使用根据模拟确定的一个或更多个关系，可以将测量的感兴趣的参数转换成器件图案特征的可适用的感兴趣的参数(例如相同的感兴趣的参数或不同的感兴趣的参数)的等效值。例如，在重叠的背景下，可使用一个或更多个模拟关系将来自量测目标的重叠的测量结果转换成相关联的器件图案特征的预期的重叠。例如，在以上参考图13描述的实施例中，可以将计算的聚焦映射1130(基于量测目标)与在步骤1110处获得的聚焦的差的映射1116求和，以确定相关联的器件图案特征的预测的聚焦映射。在实施例中，横跨衬底获得量测测量结果，且因此量测测量结果将归因于横跨衬底的各个部位处的局部条件(例如衬底不平整度、蚀刻中的变化等)而很可能具有变化的值。因此，在实施例中，针对一个或更多个特定器件图案特征中的每个器件图案特征，可获得预测的感兴趣的参数的横跨衬底的至少一部分的映射。在实施例中，感兴趣的参数可以是参数的误差或残差，例如CD误差。考虑重叠示例，特定器件图案特征横跨衬底的至少一部分的预测的重叠映射可以通过将根据横跨衬底的所述至少一部分得出的量测目标重叠测量结果与使用一个或更多个模拟关系横跨衬底的所述至少一部分产生的特定器件图案特征匹配来确定。可针对另外的多个特定器件图案特征中的每个器件图案特征产生类似的重叠映射，每个器件图案特征具有其横跨衬底的至少一部分散布的实例。在实施例中，重叠映射实际上为横跨衬底的至少一部分的重叠向量的空间分布，每个向量具有重叠方向和重叠量值。然后结果为：可将所述数据组合以得到每器件图案特征的预测的感兴趣的参数(例如重叠、边缘放置误差等)衬底映射。在实施例中，可基于全芯片信息来构造衬底映射，且因此可在场/衬底上对衬底映射密集地采样。

在1140处，使用已经执行1110处的模拟的图案化过程从已经将图案形成装置图案转印至其上的一个或更多个衬底获得一个或更多个图案形成装置图案特征的测量结果。在实施例中，横跨具有转印至其的图案形成装置图案的多个实例的衬底获得测量结果。在实施例中，根据多个衬底获得测量结果，在所述多个衬底中的每个衬底上已转印图案形成装置图案多次。在实施例中，测量结果为器件上测量结果。即，测量结果是关于器件特征自身的，而不是从围绕器件图案的一个或更多个量测目标获得的那些测量结果。在实施例中，使用诸如电子显微法之类的离子束(例如电子束)测量技术获得器件上测量结果。在实施例中，测量为器件图案特征的边缘放置、CD等。

在1150处，基于器件上测量结果，可使模拟的器件图案特征(例如根据以上关于1110描述的模拟确定)与测量的感兴趣的参数(例如在1130处确定且匹配于1120处的模拟的器件图案特征)之间的关系相关。这种相关性可以通过分析器件特征的器件上测量结果来完成。例如，在重叠的背景下，可针对已基于模拟的器件图案特征与来自相关联的量测目标的测量的重叠之间的关系预测的重叠的特征识别根据器件上测量结果确定的边缘放置误差，且可使预测的重叠与测量的器件上边缘放置误差相关。作为示例，可使在分离的图案化过程执行中产生的邻近特征的边缘之间的距离误差与预测的重叠相关。所述相关性然后可以用以将预测的重叠转换成器件特征的重叠和/或边缘放置误差的更准确的预测。且因此，每个图案形成装置图案特征，可每器件图案特征构造相当高预测性的且准确的感兴趣的参数(例如重叠、边缘放置误差等)衬底映射。

可选地，每器件图案特征的感兴趣的参数衬底映射可具有其它相关联的数据。例如，所述映射可包括关于与图案化过程内的控制参数的交叉依赖性的信息，其中所述控制参数为可以在设备中由图案化过程使用的用以改变图案化过程的至少一部分的性能的参数。在实施例中，控制参数为控制光刻设备的操作的参数。在实施例中，控制参数为用来控制光刻设备内的聚焦、投影系统像差等的参数。因此，感兴趣的参数衬底映射可包括与一个或更多个光刻设备控制参数(例如聚焦、投影系统操作等)的一个或更多个交叉依赖性。这种交叉依赖性然后可以使能够进行适当的校正，这是由于器件图案的某一特征的感兴趣的参数可响应于控制参数的值改变而具有与器件图案的另一特征不同的值改变。

虽然已参考多个映射，但应了解，所述映射中的一个或更多个映射可被组合为组合映射(其被认为在组合数据结构时组合在一起的多个映射)。在实施例中，所有映射可被组合为组合映射，或映射的子集可与一个或更多个剩余的分离的映射组合为组合映射。例如，针对多个器件图案特征中的每个器件图案特征，每器件图案特征的衬底映射可被转换成组合衬底映射，所述组合衬底映射将所述数据与包括在所述组合衬底映射中的每一个或更多个器件图案特征的相关联的采样组合。即，基于组合衬底映射，可基于可适用的采样定义选出一个或更多个相关器件图案特征的数据。

因此，在步骤1120和1150中，已使用计算光刻术和量测模拟以及器件上测量结果1140将感兴趣的参数的测量结果1130(使用一个或更多个量测目标)转换成每器件图案特征的可适用的感兴趣的参数映射(例如所述感兴趣的参数与测量的感兴趣的参数相同或不同)。例如，在重叠的背景下，可使用计算光刻术和量测模拟(前馈)以及器件上测量结果(反馈)将使用一个或更多个重叠量测目标进行的重叠测量转换成每器件图案特征的重叠映射。为了将这种技术置于情景下，可相对快速地获得测量1130且可横跨衬底相对稀疏地获得所述测量1130。此外，一个或更多个量测目标被设计为基本上用作器件图案特征的行为的代替物，但并非为器件图案特征的实际行为的测量结果。因此，在步骤1120处，使用一个或更多个量测目标对感兴趣的参数的相对稀疏测量通过使用一个或更多个模拟关系而转换成对应于一个或更多个器件图案特征的(相同或不同)感兴趣的参数的值。特别地，使稀疏测量与各种器件图案特征匹配以提供关于多个器件图案特征中的每个器件图案特征的感兴趣的参数的预测值，从而实际上得到每器件图案特征的感兴趣的参数衬底映射。期望地，结果为通过将感兴趣的参数的量测目标测量转换成多个器件图案特征中的每个器件图案特征而进行的横跨衬底的感兴趣的参数的较密集表示，其中所述器件图案特征中的每个器件图案特征可具有其在场/管芯的情况下的多个实例且将具有其横跨衬底的横跨多个管芯/场的多个实例。现在，为了反映器件图案特征的实际行为，获得器件上测量结果，所述器件上测量结果也可以为相对稀疏的。使用器件上测量结果，可建立器件上测量结果与模拟图案特征与测量的量测目标测量结果之间的关系之间的相关性，以实现对器件图案特征的感兴趣的参数的较准确的预测。所述相关性可以用以改善针对器件图案特征的预测的感兴趣的参数，以得到每器件图案特征的相当高预测性的且准确的感兴趣的参数衬底映射。

在1160至1180处，每器件图案特征的衬底映射可以用以在图案化过程的方面(例如设备(诸如光刻设备、蚀刻工具、沉积工具等)、子过程(例如图案化步骤、蚀刻步骤等)、所用消耗品(例如图案形成装置等))中进行校正。所述校正可以是前馈或反馈校正。在实施例中，在光刻设备中使用光刻设备的一个或更多个控制参数(例如剂量的控制参数、聚焦的控制参数(例如衬底的Z位置的控制)、对准的控制参数(例如衬底的X和/或Y位置的控制)、光学像差的控制参数等)来进行校正。

在1160处，在存在多个感兴趣的参数衬底映射(每个映射对应于器件图案特征)的情况下，可基于可适用的感兴趣的参数衬底映射且基于关于图案化过程的至少一部分的预期的或实际的行为的数据来选择来自所述多个器件图案特征中的一个或更多个器件图案特征的子集。例如，可识别一个或更多个关键器件图案特征，且然后可以将所述一个或更多个关键器件图案特征的对应的感兴趣的参数衬底映射用于校正图案化过程的至少一部分。

在实施例中，预期的或实际的行为数据包括来自用于图案化过程中的设备1180的数据1167，诸如在光刻设备的情况下包括关于衬底的实际的或预期的X、Y和/或Z位置的数据(例如呈移动平均值和/或移动标准偏差信息的形式、呈衬底高度或不平整度信息的形式、呈对准误差的形式等)、关于光学像差的数据(例如呈例如泽尼克(Zernike)像差规格的形式的像差的测量值)、关于剂量的数据(例如剂量误差，所述剂量误差可以通过设备中的传感器测量)等。行为数据可从设备作为测量值被输出、和/或输出为作为设备的控制的部分产生的数据。可从先前衬底的处理收集行为数据，以用于控制一个或更多个后续衬底的处理。行为数据可从基于某一输入(例如来自衬底的先前处理的数据)预测行为的数学模型产生。在实施例中，行为数据包括行为范围，诸如围绕或邻近于名义行为的行为的范围或集合。

使用行为数据，可确定行为对由器件图案特征的衬底映射所表示的感兴趣的参数的预期影响。例如，在重叠和光刻设备的背景下，可以在重叠方面基于重叠对那些行为中的一个或更多个行为的敏感度(所述敏感度可以通过模拟或实验来确定)计算例如将产生特定的剂量误差、光学像差、位置误差等。所述计算的重叠可用多个重叠衬底映射来处理(每个重叠衬底映射是每器件图案特征)，以确定在面向图案化过程的至少一部分的行为中，哪一个器件图案特征可能不合规格地制造(例如很可能是有缺陷的)。可以应用阈值以识别哪一个或更多个器件图案特征可能由于行为而不合规格地制造。作为简单的示例，用于特定器件图案特征的重叠衬底映射可识别出：在衬底的某一区中，器件图案特征被预期在正X方向上具有2纳米的重叠，且用于器件图案特征的重叠的规格可被设定为4纳米(即对于这种器件图案特征，4纳米或更小的重叠是可接受的)。然后，如果实际的或预期的行为被确定为造成在正X方向上的1至3纳米重叠，则这种器件图案特征可被认为关键的，这是由于来自衬底映射的2纳米重叠加上来自实际的或预期的行为的1至3纳米重叠很可能造成器件图案特征不合规格。当然，可执行不同的分析。

1160的分析的结果为参数衬底映射的集合1163，其中每个映射是关于被识别为关键器件图案特征的对应的器件图案特征。这在图12中被示意性地示出为针对特征A、B、C以及D中的每个特征的重叠(在这个示例中，或针对参考图13描述的示例为聚焦)的衬底映射的集合，所述特征A、B、C以及D在这个示例中各自被识别的为关键特征。如图12中看到的，重叠衬底映射中的每个重叠衬底映射示出针对其横跨衬底的相关联的器件图案特征的重叠向量。可看到，在一些区中，向量的量值相对较大，从而使得器件图案特征是关键的，特别依赖于图案化过程的行为。

现在，分析1160可进一步确定参数衬底映射，诸如被识别为用于关键器件图案特征的映射的权重。相对于用于第二特定器件图案特征的参数衬底映射，所述权重可对用于第一特定器件图案特征的参数衬底映射更大地加权，而作为确定待进行的校正的一部分。例如，鉴于实际的或预期的行为可确定出，相比于第二器件图案特征，第一器件图案特征被预期更可能进一步不合规格。因此，用于第一器件图案特征的参数衬底映射在校正分析中比用于第二器件图案特征的参数衬底映射更大地加权。因此，可产生一个或更多个权重1165且可以将其与参数衬底映射的集合1163一起提供，其中每个映射是关于被识别为关键器件图案特征的对应的器件图案特征。

在1170处，基于一个或更多个感兴趣的参数衬底映射确定图案化过程的至少一部分的一个或更多个校正，每个映射为每器件图案特征。例如，可使用参数衬底映射的集合1163来计算校正，其中每个映射是关于被识别为关键器件图案特征的对应的器件图案特征。另外或可替代地，校正可以将一个或更多个权重1165考虑在内，例如可使用诸如a1*F1+...+an*Fn的加权指标，其中a对应于权重、F对应于用于特定器件图案特征(例如关键特征)的参数衬底映射，且n为器件图案特征的数目。在实施例中，校正可以将图案化过程的至少一部分的实际的或预期的行为考虑在内。

在1180处，可以通过用于图案化过程中的设备应用一个或更多个校正。在实施例中，可转换/转变所述校正以用于设备中。在实施例中，可以在1180处的设备中执行步骤1110、1120、1150、1160和/或1170中的任何一个或更多个的分析。

因此，在实施例中，可至少基于衬底映射(以例如加权方式)确定校正，所述校正在图案化过程系统的一个或更多个校正机制的能力内，以得到器件图案特征的改善的产生。例如，在光刻设备的情况下，参数衬底映射可以用以产生光刻设备的一个或更多个控制参数(例如聚焦、剂量、光学像差、X、Y和/或Z位置等)的值，所述值实现对器件图案特征中的一个或更多个器件图案特征的产生的校正。在实施例中，参数衬底映射实现基于器件图案特征加权的光刻设备图案转印控制，以便把对最关键器件图案特征的校正作为目标。

在实施例中，出于设计、确定校正等的目的，可以将用于特定器件特征的参数衬底映射与不同的感兴趣的参数的一个或更多个其它参数衬底映射(其可以是或不是特定于器件特征的)一起使用。例如，可以将重叠的衬底映射与聚焦和/或CD的衬底映射(所述衬底映射可对重叠映射的特定特征来说是特定的或可以是通用的)一起使用以用于重叠校正。例如，出于校正由例如投影系统像差导致的重叠移位的目的，聚焦衬底映射的散焦可提供信息。

在检查时，提供通过计算光刻术和量测模拟的组合(例如全芯片计算光刻术与量测目标测量模拟的组合)、量测目标测量结果(例如ADI/AEI重叠测量结果)和器件上测量结果而产生每器件图案特征的感兴趣的参数(例如重叠)衬底映射。实际上，提供计算场内采样以提供横跨衬底的感兴趣的参数的改善的表示。在具有一个或更多个衬底映射的情况下，可以在图案化过程中基于所述一个或更多个衬底映射进行校正，以有助于改善一个或更多个特定器件图案特征的感兴趣的参数。例如，可以在光刻设备中进行校正(例如衬底的X位置、Y位置和/或Z位置的校正、光学像差的校正、剂量的校正等)。在实施例中，多个衬底映射(每个映射对应于不同的器件图案特征)用于加权组合中以进行所述校正。因此，可以将器件图案特征加权的反馈提供至图案化过程中的适当设备以实现适当的校正。

在重叠实施例中，本发明中描述的技术可使用计算光刻术以基于例如器件图案布局信息和图案化过程参数(诸如光学像差、剂量、平台位置等)来预测特定器件图案特征的重叠/图案移位(例如对准)。来自量测目标的重叠/对准数据然后用以锚定选定部位处的器件图案特征的预测的重叠/对准。然后，基于预测的密集重叠(来自密集计算光刻术)和稀疏重叠/对准测量产生特定于器件图案特征的密集重叠/对准映射。器件上测量结果可以用以使稀疏重叠/对准测量与预测的密集重叠相关。使用那些特定于器件图案特征的映射，可产生校正。例如，可基于实际的或预期的图案化过程行为识别用于关键器件图案特征的映射且将其用于校正。另外，可以将权重指派至某些映射以便使能够以特定器件图案特征(诸如较关键的器件图案特征)为目标。

每器件图案特征技术的这种感兴趣的参数衬底映射可产生一个或更多个益处。例如，所述感兴趣的参数衬底映射可以通过将根据模拟可获得的相对高密度与使用测量的数据(例如量测目标数据和器件上测量数据)的验证组合来产生关于可适用的器件图案特征的减小的感兴趣的参数准确度误差。另外，这种技术可以用于有限参数测量采样，这是因为可基于模拟经由外插获得空间信息且所述空间信息可产生参数信息的较高空间分辨率。每器件图案特征的衬底映射也实现依赖于器件图案特征的不同处理指纹的分离。不同器件图案特征可具有不同的场间和/或场内指纹，且因此指纹的分离实现使用图案化过程系统内的校正机制对误差的改善的定向。另外，器件图案特征的加权校正实现例如可适应于图案化过程系统内的校正机制的能力的更大程度地修整的场内校正。

在实施例中，量测目标定位成接近器件图案特征以减小或最小化在产生器件图案特征与量测目标时的光学像差的差。但在实施例中，模拟可以用以通过适当量测目标选择和敏感度分析来“桥接”任何差。结果，可能需要较少的量测目标来预测器件图案特征的行为。

在实施例中，计算测量模拟可以用以设计朝向某些器件图案特征的行为而优化的量测目标。即，某些量测目标的节距、分段等可被选择为使得从那些目标测量的感兴趣的参数相对于其它器件图案特征(诸如关键器件图案特征)高度(例如最大程度上)表示某些器件图案特征。因此，器件图案特征可具有多种不同的量测目标类型，其中不同的量测目标类型相比于其它器件图案特征更大程度地表示一个或更多个某些器件图案特征。

在实施例中，器件上测量结果可以用以验证计算光刻术的正确性和/或校准计算光刻模型。

可出于各种目的使用本发明中的方法的结果(或根据本发明中的方法的结果导出的另一结果(例如缺陷预测))，所述目的包括：控制图案化过程中的过程或其中的设备、监测通过图案化过程产生的衬底、设计图案化过程的过程或设备等。例如，所述结果或根据其导出的另一结果可以用以变更图案化过程的设备或过程以进一步处理衬底或处理另一衬底。例如，所述结果可以用以预测缺陷。缺陷的预测可以用以例如控制量测工具以检查受影响区域和/或变更图案化过程的设备或过程以进一步处理衬底或处理另一衬底。另外，所述结果可以用以通过例如导出用于光刻设备的校正的剂量选配方案、实现图案形成装置及其图案的设计、过程的设置等来设计图案化过程。另外，所述结果可以在模型校准中使用，例如，光学邻近效应校正模型、源-掩模优化模型、光刻制造检查模型、抗蚀剂模型、成像模型、测量模型(例如模型化测量的过程)等的校准。所述结果可以用以确定过程的一个或更多个变量(例如最佳曝光和/或最佳剂量)，所述一个或更多个变量然后可以出于各种目的而使用。如将了解的，可能存在许多其它用途。

图14示出用于模型化和/或模拟图案化过程的部分的示例性流程图。如将了解的，模型可表示不同的图案化过程且无需包括下文描述的所有模型。源模型1200表示图案形成装置的照射的光学特性(包括辐射强度分布、带宽和/或相位分布)。源模型1200可表示照射的光学特性，所述光学特性包括但不限于：数值孔径设定、照射西格玛(σ)设定以及任何特定照射形状(例如离轴辐射形状，诸如环形、四极、偶极等)，其中σ(或西格玛)为照射器的外部径向范围。

投影光学器件模型1210表示投影光学器件的光学特性(包括由投影光学器件造成的辐射强度分布和/或相位分布的改变)。投影光学器件模型1210可表示投影光学器件的光学特性，所述光学特性包括像差、失真、一个或更多个折射率、一个或更多个物理大小、一个或更多个物理尺寸等。

图案形成装置/设计布局模型模块1220捕获在图案形成装置的图案中如何布局设计特征，且可包括图案形成装置的详细物理属性的表示，如例如全文通过引用并入本发明中的美国专利第7,587,704号中描述的。在实施例中，图案形成装置/设计布局模型模块1220表示设计布局(例如与集成电路、存储器、电子器件等的特征相对应的器件设计布局)的光学特性(包括由给定设计布局造成的辐射强度分布和/或相位分布的改变)，其为图案形成装置上或由图案形成装置形成的特征的布置的表示。由于可改变用于光刻投影设备中的图案形成装置，因此期望使图案形成装置的光学属性与至少包括照射和投影光学装置的光刻投影设备的其余部分的光学属性分离。模拟的目的常常为准确地预测例如边缘放置和CD，然后可以比较所述边缘放置和CD与器件设计。器件设计通常被定义为预OPC图案形成装置布局，且将被设置成诸如GDSII或OASIS之类的标准化数字文件格式的形式。

可根据源模型1200、投影光学器件模型1210以及图案形成装置/设计布局模型1220模拟空间图像1230。空间图像(AI)为衬底水平处的辐射强度分布。光刻投影设备的光学属性(例如照射、图案形成装置以及投影光学装置的属性)规定空间图像。

衬底上的抗蚀剂层是由空间图像曝光，且所述空间图像被转印至抗蚀剂层而作为其中的潜在的“抗蚀剂图像”(RI)。可以将抗蚀剂图像(RI)定义为抗蚀剂层中的抗蚀剂的溶解度的空间分布。可使用抗蚀剂模型1240根据空间图像1230模拟抗蚀剂图像1250。可使用抗蚀剂模型以根据空间图像计算抗蚀剂图像，可以在全部公开内容由此通过引用并入的美国专利申请公开出版物第US2009-0157360号中找到这种情形的示例。抗蚀剂模型典型地描述在抗蚀剂曝光、曝光后焙烤(PEB)以及显影期间发生的化学过程的效应，以便预测例如形成在衬底上的抗蚀剂特征的轮廓，且因此其典型地仅与抗蚀剂层的这些属性(例如在曝光、曝光后焙烤及显影期间发生的化学过程的效应)相关。在实施例中，可捕获抗蚀剂层的光学属性，例如折射率、膜厚度、传播以及偏振效应而作为投影光学装置模型1210的一部分。

因此，通常，光学模型与抗蚀剂模型之间的联系为抗蚀剂层内的模拟的空间图像强度，其起因于辐射至衬底上的投影、抗蚀剂界面处的折射和抗蚀剂膜叠层中的多个反射。辐射强度分布(空间图像强度)是由于入射能量的吸收而变为潜在的“抗蚀剂图像”，其通过扩散过程和各种负载效应来进一步修改。足够快以用于全芯片应用的高效模拟方法通过2维空中(和抗蚀剂)图像而近似抗蚀剂叠层中的实际3维强度分布。

在实施例中，可以将抗蚀剂图像用作至图案转印后过程模型模块1260的输入。图案转印后过程模型1260限定一个或更多个抗蚀剂显影后过程(例如蚀刻、显影等)的性能。

图案化过程的模拟可例如预测抗蚀剂和/或被蚀刻图像中的轮廓、CD、边缘放置(例如边缘放置误差)等。因此，所述模拟的目的为准确地预测例如被印制的图案的边缘放置、和/或空间图像强度斜率、和/或CD等。可以将这些值与预期设计进行比较以例如校正图案化过程，识别预测出现缺陷的地点等。预期设计通常被定义为可以提成成诸如GDSII或OASIS或其它文件格式之类的标准化数字文件格式的预OPC设计布局。

因此，模型公式化描述总体过程的大多数(如果不是全部)已知的物理和化学方法，且模型参数中的每个模型参数期望地对应于不同的物理或化学效应。因此，模型公式化设定关于模型可以用以模拟总体制造过程的良好程度的上边界。

图15图示用于模型化和/或模拟量测过程的示例性流程图。如将了解的，以下模型可表示不同量测过程且无需包括下文描述的所有模型(例如可以将一些模型组合)。源模型1300表示量测目标的照射的光学特性(包括辐射强度分布、辐射波长、偏振等)。源模型1300可表示照射的光学特性，所述光学特性包括但不限于：波长、偏振、照射西格玛(σ)设定(其中西格玛(或σ)为照射器中的照射的径向范围)、任何特定的照射形状(例如离轴辐射形状，诸如环形、四极、偶极等)等。

量测光学装置模型1310表示量测光学装置的光学特性(包括由量测光学装置造成的辐射强度分布和/或相位分布的改变)。量测光学装置模型1310可表示由量测光学装置对量测目标进行的照射的光学特性，和来自量测目标的被重新引导的辐射朝向量测设备检测器的转印的光学特性。量测光学装置模型可表示涉及目标的照射和来自量测目标的被重新引导的辐射朝向检测器的转印的各种特性，包括像差、失真、一个或更多个折射率、一个或更多个物理大小、一个或更多个物理尺寸等。

量测目标模型1320可表示由量测目标重新引导的照射的光学特性(包括由量测目标造成的照射辐射强度分布和/或相位分布的改变)。因此，量测目标模型1320可模型化通过量测目标进行的照射辐射至被重新引导的辐射的转换。因此，量测目标模型可模拟来自量测目标的被重新引导的辐射的得到的照射分布。量测目标模型可表示涉及目标的照射和来自量测的被重新引导的辐射的产生的各种特性，包括一个或更多个折射率、量测的一个或更多个物理大小、量测目标的实体布局等。由于可改变所用的量测目标，因此期望使量测目标的光学属性与至少包括照射和投影光学装置以及检测器的量测设备的其余部分的光学属性分离。模拟的目标常常为准确地预测例如强度、相位等，所述目标然后可以用以导出图案化过程的感兴趣的参数，诸如重叠、CD、聚焦等。

可根据源模型1300、量测光学装置模型1310以及量测目标模型1320模拟光瞳或空间图像1330。光瞳或空间图像为检测器水平处的辐射强度分布。量测光学装置和量测目标的光学属性(例如照射、量测目标和量测光学装置的属性)规定光瞳或空间图像。

量测设备的检测器被曝光至光瞳或空间图像且检测所述光瞳或空间图像的一个或更多个光学属性(例如强度、相位等)。检测模型模块1320表示如何通过量测设备的检测器来检测来自量测光学装置的辐射。检测模型可描述检测器如何检测光瞳或空间图像，且可包括信号对噪声、对检测器上的入射辐射的敏感度等。因此，通常，量测光学器件模型与检测器模型之间的联系为模拟的光瞳或空间图像，其起因于由光学器件对量测目标的照射、由目标对辐射的重新引导以及被重新引导的辐射至检测器的转印。辐射分布(光瞳或空间图像)由于检测器上的入射能量的吸收而变为检测信号。

量测过程的模拟可例如基于由检测器对光瞳或空间图像的检测来预测检测器处的空间强度信号、空间相位信号等，或来自检测系统的其它计算值，诸如重叠、CD等值。因此，模拟的目标为准确预测例如对应于量测目标的检测器信号或诸如重叠、CD的被导出的值。可以将这些值与预期的设计值进行比较以例如校正图案化过程，识别预测出现缺陷的位置等。

因此，模型公式化描述总体量测过程的大多数(如果不是全部)的已知物理和化学方法，且模型参数中的每个模型参数期望地对应于量测过程中的不同的物理和/或化学效应。

在实施例中，提供一种方法，所述方法包括：针对使用图案化过程产生的衬底的器件图案的多个特征中的每个特定特征，获得在所述衬底的测量目标与所述特定特征之间的所述图案化过程的参数的模型化或模拟关系；和基于所述关系和来自所述量测目标的所述参数的测量值，产生针对所述特征中的每个特征的横跨所述衬底的至少一部分的所述参数的分布，所述分布用于设计、控制或修改所述图案化过程。

在实施例中，产生所述分布进一步基于来自所述特征自身的所述参数的测量值。在实施例中，使用来自所述特征自身的所述参数的所述测量值使所述关系是相关的。在实施例中，所述方法还包括与图案化过程的至少一部分的实际的或预期的行为组合来分析所述分布，以将所述多个特征中的一个或更多个特征识别为关键特征。在实施例中，所述方法还包括产生一个或更多个权重以对所述特征中的一个特征的分布与所述特征中的另一个特征的分布不同地加权。在实施例中，所述分布具有比来自所述量测目标的所述参数的所述测量值更大的参数信息密度。在实施例中，针对横跨所述衬底定位的多个场/管芯中的每个场/管芯指定所述分布中的每个分布的数据。在实施例中，所述方法还包括基于所述参数的多个分布产生对所述图案化过程的至少一部分的校正。在实施例中，所述方法还包括基于所述参数的所述分布中的至少一个分布和不同参数的分布来产生对所述图案化过程的至少一部分的校正。在实施例中，所述图案化过程的所述参数包括重叠和/或边缘放置误差。

在实施例中，提供一种方法，所述方法包括：横跨衬底的至少一部分获得所述衬底的器件图案的多个特征中的每个特定特征的图案化过程的参数的分布，所述图案化过程用以产生所述器件图案；和基于所述分布设计、控制或修改所述图案化过程。

在实施例中，所述方法包括基于所述参数的多个分布的组合产生对所述图案化过程的至少一部分的校正。在实施例中，所述方法包括基于所述参数的所述分布中的至少一个分布和不同参数的分布来产生对所述图案化过程的至少一部分的校正。在实施例中，所述校正为用于所述图案化过程中的光刻设备的控制参数的值。在实施例中，所述方法包括使用一个或更多个权重以在设计、控制或修改所述图案化过程时对所述特征中的一个特征的分布与所述特征中的另一个特征的分布不同地加权。在实施例中，所述分布与基于图案化过程的至少一部分的实际的或预期的行为而识别为关键特征的特征相关联。在实施例中，所述分布具有比来自所述量测目标的所述参数的所述测量值更大的参数信息密度。在实施例中，针对横跨所述衬底定位的多个场/管芯中的每个场/管芯指定所述分布中的每个分布的数据。在实施例中，所述方法还包括：针对每个特定特征，获得用于所述衬底的测量目标与所述特定特征之间的所述参数的模型化或模拟关系，且基于所述关系和来自所述量测目标的所述参数的测量值，产生针对所述特征中的每个特征的所述参数的所述分布。在实施例中，所述图案化过程的所述参数包括重叠和/或边缘放置误差。

在实施例中，提供一种用于通过以下操作中的一个或更多个操作的组合来产生每器件图案特征的边缘放置误差衬底映射(分布)的方法：计算光刻术和量测模拟(例如全芯片计算光刻与量测目标测量模拟的组合)、量测目标测量结果(例如ADI/AEI重叠测量结果)和器件上测量结果。实际上，提供计算场内采样以提供横跨衬底的边缘放置误差的改善的表示。在具有一个或更多个衬底映射的情况下，可以在图案化过程中基于所述一个或更多个衬底映射进行校正，以有助于改善一个或更多个特定器件图案特征的边缘放置误差。

在实施例中，使用多个量测数据类型来构造边缘放置误差衬底映射。例如，将CD的器件上电子束测量结果与重叠的基于散射测量的测量结果组合。所述测量结果可进一步与提供至衬底的一个或更多个层相关联，例如，重叠和/或CD数据可以用于2个、3个或多于3个层。

在实施例中，边缘放置误差衬底映射是基于模拟的和测量的CD以及重叠数据的。模拟的数据可基于已知情景或曝光前数据，例如，用以预测重叠的对准指纹和用以预测CD误差的衬底的水平测量映射。测量的数据可从多个量测工具，例如电子束检查工具、扫描电子显微镜、散射仪或基于图像的检查工具获得。测量的数据可以包括与多个特征(例如量测结构、器件结构)相关联的CD、重叠或边缘放置误差数据。测量的数据可以包括与衬底上的多个层相关联的另外的CD、重叠或边缘放置误差数据。

边缘放置误差线性地依赖于CD误差和重叠误差两者，所述CD误差典型地在各种空间尺度下根据测量的和/或模拟的CD变化来计算。典型地3个空间尺度是特别相关的：1)与横跨衬底的CD的全局指纹相关联的尺度；2)典型地与横跨约1微米至1毫米的范围的CD变化的空间尺度相关联的局部尺度；以及3)与单个特征/结构相关联的空间尺度，所述空间尺度典型地是与关于CD误差的粗糙度(被称作LER＝线边缘粗糙度和LWR＝线宽粗糙度)相关联。典型地，在全局CD均一性参数(CDU)中捕获全局空间尺度CD变化，在局部CDU(LCDU)参数中捕获局部CD变化，且在线边缘粗糙度(LER)参数中捕获粗糙度相关的CD误差。与不同的空间尺度相关联的CD误差可以统计方式相加以获得代表其对边缘放置误差相关联的影响的CD(误差)值。然后可以将代表性CD值加到被确定的重叠误差以导出被重构的边缘放置误差衬底映射。

利用多种类型的量测工具来导出边缘放置误差映射的使用在第一量测工具和第二量测工具传递互补的参数数据的情况下尤其适用；参数数据例如CD和重叠误差数据。在另一示例中，参数数据在由量测工具的测量涵盖的空间尺度的意义上互补。例如，大视场(FOV)电子束检查工具可以高分辨率且针对相对大的区域(约～l0xl0um^2)提供大量CD数据，从而允许高效量化针对多个感兴趣的特征的LCDU和LER两者。散射仪典型地用以确定CD和/或重叠的全局指纹。利用两个工具使能够在考虑在较小空间尺度下的同时重构横跨衬底的边缘放置误差。

可每器件特征(结构)和每层重构边缘放置误差衬底映射。在示例中，在每层的量测结构上测量重叠和CD误差。可基于所述测量结果和器件与量测结构之间的已知(模拟的)敏感度差来计算CD和重叠两者的器件特征的衬底映射，从而知道参数变化(比如像差和平台或阶段不准确度)。每个(关键)器件结构的每层边缘放置误差衬底映射是通过将CD衬底映射和重叠衬底映射组合来获得的。

边缘放置误差衬底映射的重构可使用衬底上的各种层之间的相关性知识；例如，常常已知用于第一层的某一重叠衬底映射与用于第二层的重叠衬底映射相关。因此，与特定层相关联的边缘放置误差衬底映射可(部分地)基于与另一层相关联的测量和/或模拟的数据。

边缘放置误差的重构可横跨多个层延伸使得实际上可表征器件特征的3维(3D)属性，所述3D重构使用横跨衬底上的多个层的(被重构的)边缘放置误差衬底映射。

图16为图示可辅助实施本发明公开的方法和流程的计算机系统100的框图。计算机系统100包括用于通信信息的总线102或其它通信机构，和与总线102耦接以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也包括耦接至总线102以用于储存要由处理器104执行的信息和指令的主存储器106，诸如随机存取存储器(RAM)或其它动态储存装置。主存储器106也可以用于在要由处理器104执行的指令的执行期间储存暂时性变量或其它中间信息。计算机系统100还包括耦接至总线102以用于储存用于处理器104的静态信息和指令的只读存储器(ROM)108或其它静态储存装置。提供诸如磁盘或光盘的储存装置110，且储存装置110耦接至总线102以用于储存信息和指令。

计算机系统100可经由总线102耦接至用于向计算机用户显示信息的显示器112，诸如阴极射线管(CRT)或平板显示器或触控面板显示器。包括字母和数字按键以及其它按键的输入装置114耦接至总线102以用于将信息和命令选择通信至处理器104。另一类型的用户输入装置为用于将方向信息和命令选择通信至处理器104且用于控制显示器112上的光标移动的光标控制件116，诸如鼠标、轨迹球或光标方向按键。这种输入装置典型地具有在两个轴线(第一轴线(例如x)和第二轴线(例如y))中的两个自由度，所述自由度允许所述装置指定在平面中的位置。触控面板(屏幕)显示器也可以用作输入装置。

根据一个实施例，可由计算机系统100响应于处理器104执行主存储器106中包含的一个或更多个指令的一个或更多个序列来执行过程的部分。可以将这样的指令从另一计算机可读介质(诸如储存装置110)读取至主存储器106中。主存储器106中包含的指令序列的执行使处理器104执行本发明中描述的过程步骤。呈多处理布置的一个或更多个处理器也可以用以执行主存储器106中包含的指令序列。在替代实施例中，可代替或结合软件指令来使用硬连线电路。因此，本发明的描述不限于硬件电路和软件的任何特定组合。

本发明中使用的术语“计算机可读介质”是指参与将指令提供至处理器104以供执行的任何介质。这样的介质可采取许多形式，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，诸如储存装置110。易失性介质包括动态存储器，诸如主存储器106。传输介质包括同轴缆线、铜线以及光纤，包括包含总线102的电线。传输介质也可以采取声波或光波的形式，诸如在射频(RF)和红外线(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、柔性盘(flexible disk)、硬盘、磁带、任何其它磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其它光学介质、打孔卡、纸带、具有孔图案的任何其它实体介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储器芯片或卡匣、如下文描述的载波、或计算机可以读取的任何其它介质。

可以在将一个或更多个指令的一个或更多个序列承载至处理器104以供执行时涉及各种形式的计算机可读介质。例如，最初可以将所述指令承载于远程计算机的磁盘上。远程计算机可以将指令加载至其动态存储器中，且使用调制解调器通过电话线发送指令。在计算机系统100本地的调制解调器可接收电话线上的数据，且使用红外线传输器以将数据转换成红外线信号。耦接至总线102的红外线检测器可接收红外线信号中携带的数据且将数据置于总线102上。总线102将数据携带至主存储器106，处理器104从所述主存储器106获取并执行指令。由主存储器106接收的指令可选地在由处理器104执行之前或之后储存在储存装置110上。

计算机系统100也期望地包括耦接至总线102的通信接口118。通信接口118提供耦合至网络链路120的双向数据通信，网络链路120连接至局域网络122。例如，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类型的电话线的数据通信连接。作为另一示例，通信接口118可以是局域网络(LAN)卡以提供对兼容LAN的数据通信连接。也可以实施无线链路。在任何这样的实施中，通信接口118发送和接收承载表示各种类型的信息的数字数据串流的电信号、电磁信号或光信号。

网络链路120典型地通过一个或更多个网络向其它数据装置提供数据通信。例如，网络链路120可通过局域网络122向主计算机124或向由因特网服务提供商(ISP)126操作的数据装备提供连接。ISP126又通过全球封包数据通信网络(现在通常被称作“因特网”)128提供数据通信服务。局域网络122和因特网128两者都使用承载数字数据串流的电信号、电磁信号或光信号。通过各种网络的信号和在网络链路120上且通过通信接口118的信号(所述信号将数字数据承载至计算机系统100和从计算机系统100承载数字数据)为输送信息的载波的示例形式。

计算机系统100可通过网络、网络链路120以及通信接口118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130可能通过因特网128、ISP126、局域网络122以及通信接口118传输用于应用程序的被请求的程序代码。一个这样的下载的应用程序可提供例如实施例的照射优化。接收的程序代码可以在其被接收时由处理器104执行、和/或储存于储存装置110或其它非易失性储存器中以供稍后执行。以这种方式，计算机系统100可获得呈载波的形式的应用程序代码。

以下被编号的实施例列表中公开本发明的另外的实施例：

1.一种方法，所述方法包括：

针对使用图案化过程产生的衬底的器件图案的多个特征中的每个特定特征，获得在用于所述衬底的测量目标与所述特定特征之间的所述图案化过程的参数的模型化或模拟关系；和

基于所述模型化或模拟关系和来自所述量测目标的所述参数的测量值，产生针对所述特征中的每个特征的横跨所述衬底的至少一部分的所述参数的分布，所述分布用于设计、控制或修改所述图案化过程。

2.根据实施例1所述的方法，其中进一步基于来自所述特征自身的所述参数的测量值产生所述分布。

3.根据实施例2所述的方法，其中使用来自所述特征自身的所述参数的所述测量值来关联所述模型化或模拟关系。

4.根据实施例1-3中任一个所述的方法，所述方法还包括与图案化过程的至少一部分的实际的或预期的行为组合来分析所述分布，以将所述多个特征中的一个或更多个特征识别为关键特征。

5.根据实施例1-4中任一个所述的方法，所述方法还包括产生一个或更多个权重以对所述特征中的一个特征的分布与所述特征中的另一个特征的分布进行不同地加权。

6.根据实施例1-5中任一个所述的方法，其中所述分布具有比来自所述量测目标的所述参数的所述测量值更大的参数信息密度。

7.根据实施例1-6中任一个所述的方法，其中针对横跨所述衬底定位的多个场/管芯中的每个场/管芯指定所述分布中的每个分布的数据。

8.根据实施例1-7中任一个所述的方法，所述方法还包括基于所述参数的多个分布产生对所述图案化过程的至少一部分的校正。

9.根据实施例1-8中任一个所述的方法，所述方法还包括基于所述参数的所述分布中的至少一个分布和不同参数的分布来产生对所述图案化过程的至少一部分的校正。

10.根据实施例1-9中任一个所述的方法，其中所述图案化过程的所述参数包括重叠和/或边缘放置误差。

11.根据实施例1-9中任一个所述的方法，其中所述图案化过程的所述参数包括聚焦，所述测量目标包括聚焦目标，且所述模型化或模拟关系是通过以下操作获得的：将针对所述测量目标和所述特定特征的聚焦的测量的或模拟的像差敏感度与所述图案化过程的测量的或模型化像差进行组合，以确定所述测量目标与所述特定特征之间的聚焦的差的映射。

12.一种方法，所述方法包括：

横跨衬底的至少一部分获得所述衬底的器件图案的多个特征中的每个特定特征的图案化过程的参数的分布，所述图案化过程用以产生所述器件图案；和

基于所述分布设计、控制或修改所述图案化过程。

13.根据实施例12所述的方法，所述方法包括基于所述参数的多个分布的组合来产生对所述图案化过程的至少一部分的校正。

14.根据实施例12或实施例13所述的方法，所述方法包括基于所述参数的所述分布中的至少一个分布和不同参数的分布来产生对所述图案化过程的至少一部分的校正。

15.根据实施例13或实施例14所述的方法，其中所述校正为用于所述图案化过程中的光刻设备的控制参数的值。

16.根据实施例12-15中任一项所述的方法，所述方法包括使用一个或更多个权重以对所述特征中的一个特征的分布与所述特征中的另一个特征的分布进行不同地加权，以设计、控制或修改所述图案化过程。

17.根据实施例12-16中任一个所述的方法，其中所述分布与基于图案化过程的至少一部分的实际的或预期的行为而识别为关键特征的特征相关联。

18.根据实施例12-17中任一个所述的方法，其中所述分布具有比来自所述量测目标的所述参数的所述测量值更大的参数信息密度。

19.根据实施例12-18中任一个所述的方法，其中针对横跨所述衬底定位的多个场/管芯中的每个场/管芯指定所述分布中的每个分布的数据。

20.根据实施例12-19中任一个所述的方法，所述方法还包括：针对每个特定特征，获得在用于所述衬底的测量目标与所述特定特征之间的所述参数的模型化或模拟关系，且基于所述模型化或模拟关系和来自所述量测目标的所述参数的测量值，产生针对所述特征中的每个特征的所述参数的所述分布。

21.根据实施例12-20中任一个所述的方法，其中所述图案化过程的所述参数包括重叠和/或边缘放置误差。

22.根据实施例20所述的方法，其中所述图案化过程的所述参数包括聚焦，所述测量目标包括聚焦目标，且所述模型化或模拟关系是通过以下操作获得的：将针对所述测量目标和所述特定特征的聚焦的测量的或模拟的像差敏感度与所述图案化过程的测量的或模型化的像差进行组合，以确定所述测量目标与所述特定特征之间的聚焦的差的映射。

23.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括其上记录有指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施根据实施例1至22中任一个所述的方法。

24.根据实施例10所述的方法，其中来自所述特征自身的所述参数的所述测量值和/或来自所述测量目标的所述参数的所述测量值基于由至少两种不同类型的量测工具执行的测量结果。

25.根据实施例24所述的方法，其中每种类型的量测工具被配置成测量所述图案化过程的不同参数。

26.根据实施例24所述的方法，其中每种类型的量测工具被配置成在不同的空间尺度下测量所述图案化过程的所述参数。

本公开的实施例可以以硬件、固件、软件或其任何组合的方式来实施。本公开的实施例也可以被实施为储存在机器可读介质上的指令，所述指令可由一个或更多个处理器读取和执行。机器可读介质可包括用于储存或传输以可由机器(例如计算装置)读取的形式的信息的任何机构。例如，机器可读介质可包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘储存介质；光学储存介质；闪存器件；电形式、光形式、声形式或其它形式的传播信号(例如载波、红外线信号、数字信号等)；以及其它形式。另外，固件、软件、例程、指令可以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、例程、指令等的计算装置引起的。

在框图中，图示的部件被描绘为离散功能块，但实施例不限于本发明中描述的功能性如所说明的那样组织的系统。由部件中的每个部件提供的功能性可由软件或硬件模块提供，所述模块以与目前所描绘的方式不同的方式组织，例如，可混合、结合、复制、分解、分配(例如，在数据中心内或在地理上)，或另外以不同的方式组织这样的软件或硬件。本发明中描述的功能性可由执行储存在有形的、非暂时性机器可读介质上的程序代码的一个或更多个计算机的一个或更多个处理器提供。在一些情况下，第三方内容传递网络可作为在网络上传达的信息中的一些或全部的主机，在这种情况下，在据称供应或以其它方式提供信息(例如内容)的情况下，可以通过发送指令以从内容传递网络获取所述信息来提供所述信息。

除非另外具体地陈述，否则如根据论述明白的，应了解，在整个本说明书中，利用诸如“处理”、“计算”、“由计算机计算”、“确定”等术语的论述是指诸如专用计算机或类似的专用电子处理/计算装置的特定设备的动作或过程。

读者应了解，本申请描述若干发明。申请人已将这些发明分组成单个文件，而不是将这些发明分离成多个单独的专利申请，这是因为所述发明的相关主题自身在应用过程中有助于经济发展。但不应合并这些发明的不同的优点和方面。在一些情况下，实施例解决本发明中提及的所有缺陷，但应理解，所述发明是独立地有用的，且一些实施例仅解决这些问题的子集或提供其它未提及的益处，检查本公开的本领域技术人员将明白所述益处。归因于成本约束，目前可能不主张本发明中公开的一些发明，且可以在稍后的申请(诸如连续申请或通过修改当前的权利要求)中主张这些发明。类似地，归因于空间限制，本发明文件的摘要和发明内容部分都不应被视为包含所有这些发明或这些发明的所有方面的全面的列表。

应理解，说明书和附图并不意图将本发明限于所公开的特定形式，而正相反，本发明意图涵盖属于如由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的所有修改、等效物以及替代方案。

根据本说明书，本领域技术人员将明白本发明的各种方面的修改和替代实施例。因此，本说明书和附图应被理解为仅为说明性的且是出于教导本领域技术人员进行本发明的一般方式的目的。应理解，本发明中示出和描述的本发明的形式应被视为实施例的示例。元件和材料可替代本发明中所说明和描述的元件和材料，部件和过程可被反转、按次序改变或被省略，可独立利用某些特征，且可组合实施例或实施例的特征，在获得本发明的本说明书的益处之后本领域技术人员将明白所有这些。可以在不背离如在随附权利要求中描述的本发明的精神和范围的情况下对本发明中描述的元件作出改变。本发明中使用的标题是仅出于组织的目的，且不意图用以限制本说明书的范围。

如在整个本申请中使用的，词语“可或可能”用于允许意义(即，意味着有潜在可能)而非强制性意义(即，意味着必须)。词语“包括”及其类似物意味着包括但不限于。如在整个本申请使用的，单数形式“一或一个”包括多个参照物，除非内容另有明确地指示。因此，例如，虽然会针对一个或更多个元件使用其它术语及词组，诸如“一个或更多个”，但是对“一个或一元件”的提及包括两个或更多个元件的组合。除非另有指示，否则术语“或”是排他的，即，涵盖“和”与“或”两者。描述条件关系的术语，例如，“响应于X，而Y”、“在X后，Y”、“如果X，则Y”、“当X时，Y”及其类似物涵盖因果关系，其中前提为必要的因果条件、前提为充分的因果条件、或前提为结果的贡献因果条件，例如，“在条件Y获得后，出现状态X”对于“仅在Y后，出现X”和“在Y和Z后，出现X”来说是上位的。这些条件关系不限于即刻遵循前提而获得的结果，这是因为一些结果可能延迟，且在条件陈述中，前提关联至其结果，例如，前提是与出现结果的可能性相关的。除非另有指示，否则多个属性或功能被映射至多个物体(例如，执行步骤A、B、C以及D的一个或更多个处理器)的陈述涵盖所有这些属性或功能被映射至所有这些物体和属性或功能的子集被映射至属性或功能的子集两者(例如，所有处理器各自执行步骤A-D，和其中处理器1执行步骤A、处理器2执行步骤B和步骤C的一部分且处理器3执行步骤C的一部分和步骤D的情况)。另外，除非另有指示，否则一个值或动作是“基于”另一条件或值的陈述涵盖条件或值为唯一因素的情况与条件或值为多个因素中的一个因素的情况两者。除非另有指示，否则某一集合的“每个”实例具有某一属性的陈述不应被解读为排除较大集合的一些以其它方式相同或类似的成员不具有所述属性(即，每个不必意味着每个都)的情况。

在某些美国专利、美国专利申请或其它材料(例如论文)已通过引用并入的情况下，这些美国专利、美国专利申请以及其它材料的文本仅在这样的材料与本发明中所阐述的陈述和附图之间不存在冲突的情况下内并入。在存在这样的冲突的情况下，在这样的通过引用并入的美国专利、美国专利申请以及其它材料中的任何这样的冲突文本并不专门地通过引用并入本发明中。

虽然上文已描述本公开的特定实施例，但应了解，可以与描述的方式不同的其它方式来实施所述实施例。

Claims (16)

1.一种计算量测方法，所述方法包括：

针对经受图案化过程的衬底上的器件图案的多个特征中的每个特征，获得在所述衬底上的量测目标与所述特征之间的所述图案化过程的参数的模型化或模拟关系；

基于所述模型化或模拟关系和来自所述量测目标的所述参数的测量值，产生针对每个特征的横跨所述衬底的至少一部分的所述参数的分布；以及

结合图案化过程的至少一部分的实际的或预期的行为分析所述分布，以将所述多个特征中的一个或更多个特征识别为关键特征。

2.根据权利要求1所述的方法，其中进一步基于来自所述特征自身的所述参数的测量值产生所述分布。

3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括产生一个或更多个权重以对所述特征中的一个特征的分布与所述特征中的另一个特征的分布进行不同地加权。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述分布具有比来自所述量测目标的所述参数的所述测量值更大的参数信息密度。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述分布与所述衬底上的一个或更多个场或管芯相关联。

6.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括基于所述参数的分布产生对所述图案化过程的至少一部分的校正。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述图案化过程的所述参数包括重叠和/或边缘放置误差。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述图案化过程的所述参数包括聚焦，所述量测目标包括聚焦目标，且所述模型化或模拟关系是通过以下操作获得的：将针对所述量测目标和所述特征的聚焦的测量的或模拟的像差敏感度与所述图案化过程的测量的或模型化的像差进行组合，以确定所述量测目标与所述特征之间的聚焦的差的映射。

9.根据权利要求2所述的方法，其中所述模型化或模拟关系是使用来自所述特征自身的所述参数的所述测量值确定的。

10.根据权利要求2所述的方法，其中来自所述特征自身的所述参数的所述测量值和/或来自所述量测目标的所述参数的所述测量值基于由至少两种不同类型的量测工具执行的测量。

11.根据权利要求10所述的方法，其中每种类型的量测工具被配置成测量所述图案化过程的不同参数。

12.根据权利要求10所述的方法，其中每种类型的量测工具被配置成在不同的空间尺度下测量所述图案化过程的所述参数。

13.根据权利要求10所述的方法，其中至少一种类型的量测工具是电子束工具。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述电子束工具是扫描电子显微镜。

15.根据权利要求10所述的方法，其中至少一种类型的量测工具是基于散射测量法的工具。

16.一种非暂时性计算机可读介质，其上记录有指令，所述指令在由计算机执行时实施根据权利要求1所述的方法。

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