CN110998454A - 用于确定图案化过程参数的方法 - Google Patents

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Abstract

一种方法包括：使用第一量测选配方案测量使用图案化过程处理的衬底上的量测目标的多个第一示例，以确定所述图案化过程的至少一个参数的值，所述第一量测选配方案用于将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射；以及使用第二量测选配方案测量同一衬底上的量测目标的不同的多个第二示例，以确定所述图案化过程的至少一个参数的值，所述第二量测选配方案用于将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射，其中，在将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射的至少一个特性方面，所述第二量测选配方案与所述第一量测选配方案不同。

Description

用于确定图案化过程参数的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年8月14日递交的EP申请17186137.0的优先权，该EP申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本说明书涉及用于确定过程的参数(诸如重叠)的方法和装置，该过程例如用于在衬底上产生图案，并且所确定的参数可以用于设计、监测、调整等与处理有关的一个或多个变量。
背景技术
光刻设备是将期望的图案施加到衬底上(通常施加到衬底的目标部分上)的机器。光刻设备可以用于制造例如集成电路(IC)或者被设计为功能性的其它器件。在这种情况下，图案化装置(其可替代地被称为掩模或掩模版)可以用于产生待形成于被设计为功能性的器件的单层上的电路图案。可以将此图案转移到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的一部分、一个或多个管芯)上。通常经由成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来进行图案的转移。通常，单一衬底将包括连续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，其中，通过将整个图案一次曝光到目标部分上来照射每一个目标部分；以及所谓的扫描仪，其中，通过在给定方向(“扫描”方向)上利用辐射束扫描图案的同时平行或反向平行于该方向同步地扫描衬底来照射每一个目标部分。还可以通过将图案压印到衬底上来将图案从图案化装置转移到衬底上。
发明内容
制造诸如半导体器件等器件通常涉及使用多种制造过程来处理衬底(例如半导体晶片)以形成该器件的各种特征并且经常形成多个层。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/或特征。可以在衬底上的多个管芯上制造多个器件，并且然后将这些器件分离成单个器件。该器件制造过程可以被认为是图案化过程。图案化过程涉及图案转移步骤，诸如使用光刻设备的光学和/或纳米压印光刻术，以在衬底上提供图案并且通常(但可选地)涉及一个或多个相关图案处理步骤，诸如通过显影装置的抗蚀剂显影、使用烘烤工具烘烤衬底、通过蚀刻装置蚀刻图案等。另外，在图案化过程中涉及一个或多个测量过程。
在图案化过程期间在多个步骤中使用测量过程来监测和/或控制该过程。例如，测量过程用于测量衬底的一个或多个特性，诸如在图案化过程期间形成于衬底上的特征的相对定位(例如对齐、重叠、对准等)或尺寸(例如线宽、临界尺寸(CD)、厚度等)，从而例如可以根据一个或多个特性确定图案化过程的性能。如果所述一个或多个特性是不可接受的(例如处于该特性的预定范围之外)，则可以例如基于所述一个或多个特性的测量结果来设计或改变图案化过程的一个或多个变量，使得通过该图案化过程制造的衬底具有可接受的特性。
几十年来，随着光刻术和其它图案化过程技术的改进，功能性元件的尺寸不断地减小，而每器件的功能性元件(诸如晶体管)的数量稳定地增加。同时，对重叠、临界尺寸(CD)等方面的精度要求变得越来越严格。将在图案化过程中不可避免地产生误差，诸如重叠中的误差、CD中的误差等。例如，光学像差、图案化装置加热、图案化装置误差和/或衬底加热可能产生成像误差，并且可以依据例如重叠、CD等来特性化该成像误差。另外或替代地，可以在图案化过程的其它部分中(诸如在蚀刻、显影、烘烤等中)引入误差，并且类似地可以依据例如重叠、CD等来特性化该误差。该误差可能导致在器件的运行方面的问题，包括器件运行的故障，或者运行器件的一个或多个电气问题。因此，期望能够特性化一个或多个这种误差，并且采取步骤以设计、修改、控制等图案化过程，以减小或最小化这些误差中的一个或多个误差。
在实施例中，提供了一种方法，该方法包括：使用第一量测选配方案测量使用图案化过程处理的衬底上的量测目标的多个第一示例，以确定所述图案化过程的至少一个参数的值，所述第一量测选配方案用于将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射；以及使用第二量测选配方案测量同一衬底上的量测目标的不同的多个第二示例，以确定所述图案化过程的至少一个参数的值，所述第二度重衡选配方案用于将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射，其中，在将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射的至少一个特性方面，所述第二量测选配方案与所述第一量测选配方案不同。
在实施例中，提供了一种方法，该方法包括：获得存在于衬底上的量测目标的示例之间的空间信息；基于所述空间信息，确定用于将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射的第一量测选配方案，以用于测量使用图案化过程处理的衬底上的量测目标的多个第一示例，以确定所述图案化过程中的一个参数的值；以及基于所述空间信息，确定用于将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射的第二量测选配方案，以用于测量同一衬底上的量测目标的不同的多个第二示例，以确定所述图案化过程的参数的值，其中，在将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射的至少一个特性方面，所述第二量测选配方案与所述第一量测选配方案不同。
在一方面中，提供了一种非暂时性计算机程序产品，该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本文中描述的方法。在一方面中，提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括其上记录有指令的计算机非暂时性可读介质，所述指令在由计算机执行时实施本文中描述的方法或者一个或多个过程步骤。
在一方面中，提供了一种用于测量图案化过程中的物体的量测设备，该量测设备被配置为执行如本文中描述的方法。在一方面中，提供一种用于检测图案化过程中的物体的检测装置，该检测装置能够操作以执行如本文中描述的方法。
在一方面中，提供了一种系统，该系统包括：量测设备，其被配置为将辐射束提供到物体表面上并检测由该物体表面上的结构改变方向的辐射；以及如本文中描述的计算机程序产品。在实施例中，该系统还包括光刻设备，该光刻设备包括：支撑结构，其被配置为保持用于调制辐射束的图案化装置；以及投影光学系统，其被配置为将经调制的辐射束投影到辐射敏感衬底上，其中，所述物体为该衬底。
在实施例中，提供了一种系统，该系统包括：硬件处理器系统；以及非暂时性计算机可读存储介质，其被配置为存储机器可读指令，其中，所述机器可读指令在被执行时使得所述硬件处理器系统执行如本文中描述的方法。
附图说明
现在将参考附图以示例的方式描述实施例，在附图中：
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胞或簇的实施例；
图3A是根据实施例的用于使用提供某些照射模式的第一对照射孔测量目标的测量装置的示意图；
图3B是针对给定照射方向的目标的衍射光谱的示意性细节；
图3C是在将测量装置用于基于衍射的重叠测量时提供另外照射模式的第二对照射孔的示意图；
图3D是在将测量装置用于基于衍射的重叠测量时组合第一对孔与第二对孔以提供另外照射模式的第三对照射孔的示意图；
图4示意性地描绘了衬底上的多重周期性结构(例如多重光栅)目标的形式以及测量斑点的轮廓；
图5示意性地描绘了在图3的装置中获得的图4的目标的图像；
图6示意性地描绘了示例性量测设备和测量技术；
图7示意性地描绘了示例性量测设备；
图8说明了量测设备的照射斑点与量测目标之间的关系。
图9示意性地描绘了基于测量数据导出一个或多个感兴趣的变量的过程；
图10A示意性地描绘了示例性单元胞、相关联的光瞳表示以及相关联的导出的光瞳表示；
图10B示意性地描绘了示例性单元胞、相关联的光瞳表示以及相关联的导出的光瞳表示；
图10C示意性地描绘了包括单元胞的一个或多个实体示例的示例性目标；
图11描绘了获得用于根据所测量的辐射确定图案化过程参数的加权的高阶流程；
图12描绘了根据测量的辐射确定图案化过程参数的高阶流程；
图13描绘了数据驱动技术的实施例的高阶流程；
图14描绘了结合实体几何模型的数据驱动技术的实施例的高阶流程；
图15描绘了结合实体几何模型的数据驱动技术的实施例的高阶流程；
图16描绘了结合实体几何模型的数据驱动技术的实施例的高阶流程；
图17描绘了结合实体几何模型的数据驱动技术的实施例的高阶流程；
图18示意性地描绘了目标的多重叠单元胞的实施例；
图19示意性地描绘了目标的多重叠单元胞的实施例；
图20描绘了对应于两个不同重叠的两个向量的示例性示意图；
图21对应于生成测量获取策略的方法并该测量获取策略的应用的实施例；
图22是存在于衬底上的目标的示例之间的空间信息的示例性实施例的示意性表示；
图23A是关于存在于图22的衬底上的目标的示例之间的示例性空间信息的第一量测选配方案的应用的示意性表示；
图23B是关于存在于图22的衬底上的目标的示例之间的示例性空间信息的不同于第一量测选配方案的第二量测选配方案的应用的示意性表示；以及
图24示意性地描绘了可以应用本发明的实施例的计算机系统。
具体实施方式
在详细地描述实施例之前，有指导性的是呈现可供实施实施例的示例性环境。
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束B(例如UV辐射或DUV辐射)；
-支撑结构(例如掩模台)MT，其构造成支撑图案化装置(例如掩模)MA，并且连接到被配置为根据特定参数来准确地定位该图案化装置的第一定位器PM；
-衬底台(例如晶片台)WT，其构造成保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W并且连接到被配置为根据特定参数来准确地定位该衬底的第二定位器PW；以及
-投影系统(例如折射型投影透镜系统)PS，其被配置为将由图案化装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一个或多个管芯)上，该投影系统被支撑于参考框架(RF)上。
照射系统可以包括用于引导、成形或控制辐射的各种类型的光学元件，诸如包括折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电或其它类型的光学元件或者它们的任何组合。
支撑结构以依赖于图案化装置的方向、光刻设备的设计和其它条件(诸如图案化装置是否被保持在真空环境中)的方式来支撑图案化装置。支撑结构可以使用机械、真空、静电或其它夹持技术以保持图案化装置。支撑结构可以是例如框架或台，例如，它可以根据需要而固定或者能够移动。支撑结构可以确保图案化装置例如相对于投影系统处于期望的位置。可以认为本文中对术语“掩模版”或“掩模”的任何使用都与更上位的术语“图案化装置”同义。
本文中使用的术语“图案化装置”应当被广泛地解释为是指可以用于在衬底的目标部分中赋予图案的任何装置。在实施例中，图案化装置是可以用于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。应当注意的是，例如，如果被赋予辐射束的图案包括相移特征或所谓的辅助特征，则该图案可能不确切地对应于衬底的目标部分中的期望的图案。通常，被赋予辐射束的图案将对应于在目标部分中生成的器件(诸如集成电路)中的特定功能层。
图案化装置可以是透射型的或反射型的。图案化装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程LCD面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元、交变相移和衰减相移的掩模类型，以及各种混合式掩模类型。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都可以单独地倾斜，以使入射的辐射束在不同方向上反射。倾斜的反射镜在由反射镜矩阵反射的辐射束中赋予图案。
本文中使用的术语“投影系统”应当被广泛地解释为涵盖适于所使用的曝光辐射或者适于诸如浸没液体的使用或真空的使用等其它因素的任何类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统或者它们的任何组合。可以认为本文中对术语“投影透镜”的任何使用都与更上位的术语“投影系统”同义。
投影系统PS具有可以是非均一且能够影响成像于衬底W上的图案的光学转移函数。对于非偏振辐射，这些效应可以由两个标量图来相当良好地描述，这两个标量图描述了根据射出投影系统PS的辐射的光瞳平面中的位置而变化的辐射的透射(变迹)以及相对相位(像差)。可以将可被称为透射图以及相对相位图的这些标量图表达为基础函数全集的线性组合。一个特别方便集合是Zernike多项式，它形成在单位圆上定义的正交多项式集合。每一个标量图的确定可能涉及确定这种展开式中的系数。由于Zernike多项式在单位圆上是正交的，所以可以通过依次计算所测量的标量图与每一个Zernike多项式的内积并将该内积除以该Zernike多项式的范数的平方来确定Zernike系数。
透射图和相对相位图是依赖于场和系统的。也就是说，一般而言，每一个投影系统PS将针对每一个场点(即，针对投影系统PS的图像平面中的每一个空间位置)具有不同的Zernike展开式。可以通过将辐射例如从投影系统PS的物体平面(即，图案化装置MA的平面)中的类点源投影通过投影系统PS并使用剪切干涉计来测量波前(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。剪切干涉计是共用的路径干涉计，并且因此，有利地，无需次级参考束来测量波前。剪切干涉计可以包括：衍射光栅，例如投影系统的图像平面(即，衬底台WT)中的二维栅格；以及检测器，其被配置为检测与投影系统PS的光瞳平面共轭的平面中的干涉图案。干涉图案与辐射的相位相对于在剪切方向上在光瞳平面中的坐标的导数相关。检测器可以包括感测元件阵列，诸如电荷联合器件(CCD)。
光刻设备的投影系统PS可以不产生可见的条纹，并且因此，可以使用相位步进技术(诸如移动衍射光栅)来增强波前确定的精度。可以在衍射光栅的平面中以及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，并且可以使用至少三个(均一地分布的)相位步进。因此，例如，可以在y方向上执行三个扫描测量，每一个扫描测量是针对在x方向上的不同位置而执行的。衍射光栅的这种步进将相位变化有效地变换成强度变化，从而允许确定相位信息。光栅可以在垂直于衍射光栅的方向(z方向)上步进以校准检测器。
可以通过将辐射例如从投影系统PS的物体平面(即，图案化装置MA的平面)中的类点源投影通过投影系统PS并使用检测器测量与投影系统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整机构AM，该调整机构AM被配置为调整所述光学元件中的一个或多个元件以校正像差(在整个场的光瞳平面上的相位变化)。为了实现该校正，调整机构可以操作，从而以一种或多种不同方式操控投影系统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，它的光轴在z方向上延伸。调整机构可以操作以进行以下各项的任何组合：使一个或多个光学元件位移；使一个或多个光学元件倾斜；和/或使一个或多个光学元件变形。光学元件的位移可以在任何方向(x、y、z或其组合)上进行。光学元件的倾斜通常源于垂直于光轴的平面通过围绕在x和/或y方向上的轴线旋转，尽管对于非旋转对称的非球面光学元件可以使用围绕z轴的旋转。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，自由形式非球面)。可以例如使用一个或多个致动器对光学元件的一侧或多侧施加力，和/或使用一个或多个加热组件来加热光学元件的一个或多个选定区，由此实现光学元件的变形。通常，没有可能通过调整投影系统PS来校正变迹(在光瞳平面上的透射变化)。可以在设计用于光刻设备LA的图案化装置(例如掩模)MA时使用投影系统PS的透射图。使用计算光刻技术，图案化装置MA可以被设计为用于至少部分地校正变迹。
如这里所描绘的，该装置是透射型的(例如，使用透射型掩模)。可替代地，该装置可以是反射型的(例如，使用上文所提及的类型的可编程反射镜阵列，或者使用反射型掩模)。
光刻设备可以是具有两个(双平台)或更多个台(例如，两个或更多个衬底台WTa、WTb、两个或更多个图案化装置台、在没有专门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和衬底台WTb)的类型。在这些“多平台”机器中，可以并行地使用额外的台，或者可以在一个或多个台上进行预备步骤，同时将一个或多个其它台用于曝光。例如，可以进行使用对准传感器AS的对准测量和/或使用调平传感器LS的调平(高度、倾角等)测量。
光刻设备也可以是如下类型：其中，衬底的至少一部分可以由具有相对高折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统与衬底之间的空间。也可以将浸没液体施加到光刻设备中的其它空间，例如图案化装置与投影系统之间的空间。浸没技术在此项技术中被熟知用于增大投影系统的数值孔径。如本发明中所使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底的结构必须浸没于液体中，而是仅意味着液体在曝光期间位于投影系统与衬底之间。
参考图1，照射器IL从辐射源SO接收辐射束。例如，当源是准分子激光时，源和光刻设备可以是分立的实体。在这些情况下，不认为源形成光刻设备的一部分，并且辐射束是借助于包括例如适当的引导反射镜和/或扩束器的束递送系统BD而从源SO传递到照射器IL。在其它情况下，例如，当源是汞灯时，源可以是光刻设备的组成部分。源SO和照射器IL连同束递送系统BD(在需要时)可以被称为辐射系统。
照射器IL可以包括被配置为调整辐射束的角强度分布的调整器AD。通常，可以调整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(通常分别被称为σ外部和σ内部)。另外，照射器IL可以包括各种其它部件，诸如积分器IN和聚光器CO。照射器可以用于调节辐射束，以在其横截面中具有期望的均一性和强度分布。
辐射束B入射于被保持在支撑结构(例如掩模台)MT上的图案化装置(例如掩模)MA上，并且由该图案化装置图案化。在已经横穿图案化装置MA的情况下，辐射束B通过投影系统PS，该投影系统PS将该束聚焦到衬底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，干涉仪、线性编码器、2-D编码器或电容性传感器)，可以准确地移动衬底台WT，例如，以便将不同目标部分C定位在辐射束B的路径中。类似地，第一定位器PM和另一个位置传感器(其未在图1中被明确地描绘)可以用于例如在从掩模库的机械获取之后或者在扫描期间相对于辐射束B的路径来准确地定位图案化装置MA。通常，可以借助于形成第一定位器PM的部分的长冲程模块(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，可以使用形成第二定位器PW的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(相对于扫描仪)的情况下，支撑结构MT可以仅连接到短冲程致动器，或者可以是固定的。可以使用图案化装置对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案化装置MA和衬底W。尽管如所说明的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是所述衬底对准标记可以位于目标部分之间的空间中(这些标记被称为划线对准标记)。类似地，在多于一个管芯被设置在图案化装置MA上的情形中，图案化装置对准标记可以位于所述管芯之间。
所描绘的装置可以用于以下模式中的至少一种模式中：
1.在步进模式中，在将被赋予辐射束的整个图案一次投影到目标部分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方向上位移，以便能够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的大小。
2.在扫描模式中，在将被赋予辐射束的图案投影到目标部分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)，而扫描运动的长度确定目标部分的高度(在扫描方向上)。
3.在另一种模式中，在将被赋予辐射束的图案投影到目标部分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化装置，并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，并且在衬底台WT的每一次移动之后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间根据需要来更新可编程图案化装置。这种操作模式可以容易地应用于利用可编程图案化装置(诸如上文所提及的类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻。
也可以使用上文所描述的使用模式的组合和/或变型或者完全不同的使用模式。
如图2所示，光刻设备LA可以形成光刻胞LC(有时也被称为簇)的一部分，光刻胞LC还包括用于对衬底执行曝光前过程和曝光后过程的装置。通常，这些装置包括用于沉积一个或多个抗蚀剂层的一个或多个旋涂器SC、用于显影经曝光的抗蚀剂的一个或多个显影器DE、一个或多个激冷板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，在不同过程装置之间移动衬底并且将衬底传送到光刻设备的装载台LB。经常被统称为轨道的这些装置是在轨道控制单元TCU的控制下，轨道控制单元TCU自身受管理控制系统SCS控制，管理控制系统SCS也通过光刻控制单元LACU来控制光刻设备。因此，不同装置可以被操作，以使生产量和处理效率最大化。
为了正确且一致地曝光由光刻设备曝光的衬底，需要检测经曝光的衬底以测量或确定一个或多个性质，诸如重叠(其可以例如在上覆层中的结构之间，或者在同一层中已经通过例如双重图案化过程而分别地提供到该层的结构之间)、线厚度、临界尺寸(CD)、焦点偏移、材料性质等。因此，光刻胞LC位于其中的制造设施还通常包括量测系统MET，该量测系统MET接收已在光刻胞中经过处理的衬底W中的一些或全部。量测系统MET可以是光刻胞LC的一部分，例如，它可以是光刻设备LA的一部分。
可以将测量结果直接或间接地提供到管理控制系统SCS。如果检测到误差，则可以对后续衬底的曝光(尤其在可以足够迅速且快速完成检测而使得该批次的一个或多个其它衬底仍待曝光的情况下)和/或对经曝光的衬底的后续曝光进行调整。此外，已经曝光的衬底可以被剥离和返工以提高良率，或者被舍弃以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，可以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，量测设备用于确定衬底中的一个或多个性质，并且尤其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在层与层之间如何变化。量测设备可以集成到光刻设备LA或光刻制造单元LC中，或者可以是独立的装置。为了实现快速测量，需要使量测设备紧接在曝光之后测量经曝光的抗蚀剂层中的一个或多个性质。然而，抗蚀剂中的潜影具有低对比度—在已曝光于辐射的抗蚀剂的部分与尚未曝光于辐射的抗蚀剂的部分之间仅存在极小的折射率差—而且并非所有的量测设备都具有足够的敏感度以进行潜影的有用测量。因此，可以在曝光后烘烤步骤(PEB)之后进行测量，曝光后烘烤步骤通常是对经曝光的衬底进行的第一个步骤并且增加抗蚀剂的经曝光部分与未经曝光部分之间的对比度。在此阶段，抗蚀剂中的图像可以被称为半潜影。也有可能对经显影的抗蚀剂图像进行测量—此时，抗蚀剂的经曝光部分或未经曝光部分已被移除—或在诸如蚀刻的图案转移步骤之后对经显影的抗蚀剂图像进行测量。虽然后一种可能性限制返工有缺陷衬底的可能性，但是仍然可以提供有用的信息。
为了实现量测，可以将一个或多个目标设置在衬底上。在实施例中，目标经专门设计并且可以包括周期性结构。在实施例中，目标是器件图案的一部分，例如是器件图案的周期性结构。在实施例中，器件图案是存储器的周期性结构(例如双极晶体管(BPT)、位线接点(BLC)等结构)。
在实施例中，衬底上的目标可以包括一个或多个1-D周期性结构(例如光栅)，其被印刷成使得在显影之后，该周期性结构特征由固体抗蚀剂线形成。在实施例中，目标可以包括一个或多个2-D周期性结构(例如光栅)，其被印刷成使得在显影之后，该一个或多个周期性结构由抗蚀剂中的固体抗蚀剂柱或通孔形成。长条、柱或通孔可替代地被蚀刻到衬底中(例如，被蚀刻到衬底上的一个或多个层中)。
在实施例中，图案化过程的感兴趣的参数中的一个参数是重叠或覆盖。可以使用暗场散射量测来测量重叠或覆盖，在暗场散射中，零衍射阶(对应于镜面反射)被阻挡，并且仅高阶被处理。可以在PCT专利申请公开案No.WO2009/078708、WO2009/106279中发现暗场量测的示例，这些专利申请公开案的全部内容以引用的方式并入本文中。美国专利申请公开案US2011-0027704、US2011-0043791和US2012-0242970中描述了该技术的进一步发展，这些专利申请公开案的全部内容以引用的方式并入本文中。使用衍射阶的暗场检测的以衍射为基础的重叠实现对较小目标的重叠测量。这些目标可能小于照射斑点并且可以被衬底上的器件产品结构环绕。在实施例中，可以在一次辐射获取中测量多个目标。
图3A中示意性地示出了适合用于实施例中用以测量例如重叠的测量装置。图3B中更详细地说明了目标T(包括诸如光栅的周期性结构)和衍射射线。量测设备可以是独立的装置，或者集成到例如测量站处的光刻设备LA中，或者集成到光刻胞LC中。由点线O表示贯穿该装置并具有多个分支的光轴。在该装置中，由输出部11(例如，诸如激光或氙灯的源，或者连接到源的开口)发射的辐射由包括透镜12、14和物镜16的光学系统经由棱镜15而引导到衬底W上。这些透镜以4F布置的双重序列布置。可以使用不同的透镜布置，只要该透镜布置仍然将衬底图像提供到检测器上。
在实施例中，透镜布置允许到达中间光瞳平面以用于空间-频率滤光。因此，可以通过在呈现衬底平面的空间光谱的平面(这里被称为(共轭)光瞳平面)中限定空间强度分布来选择辐射入射于衬底上的角度范围。具体地说，可以例如通过在为物镜光瞳平面的背投影图像的平面中在透镜12与14之间插入适当形式的孔板13来进行该选择。在所说明的示例中，孔板13具有不同的形式(被标注为13N和13S)，从而允许选择不同的照射模式。本示例中的照射系统形成离轴照射模式。在第一照射模式中，孔板13N提供来自仅出于描述目的而指定为“北”的方向的离轴照射。在第二照射模式中，虽然孔板13S用于提供类似的照射，但是类似的照射来自被标注为“南”的相反方向。通过使用不同的孔径，其它照射模式是可能的。光瞳平面的其余部分期望地是暗的，这是因为期望的照射模式外部的任何不必要辐射可能干涉期望的测量信号。
如图3B所示，目标T被放置为使得衬底W基本上垂直于物镜16的光轴O。与轴线O成一角度而照射于目标T上的照射射线I引起零阶射线(实线0)和两个一阶射线(点链线+1和双点链点线-1。在利用填充过度的小目标T的情况下，这些射线仅是覆盖包括量测目标T和其它特征的衬底区域的许多平行射线中的一者。由于板13中的孔具有有限宽度(为容许有用量的辐射所必需的)，所以入射射线I事实上将占据一角度范围，并且衍射射线0和+1/-1将一定程度地散开。根据小目标的点扩散函数，每个+1和-1阶将遍及一角度范围而进一步散开，而不是如图所示的单一理想射线。应当注意的是，周期性结构节距及照射角度可以被设计或调整成使得进入物镜中的一阶射线与中心光轴紧密地对准。图3A和图3B中所说明的射线被示出为稍微离轴，以纯粹地使其能够在图中被更加容易地区分。由衬底W上的目标衍射的至少0阶和+1阶由物镜16收集，并且被引导返回通过棱镜15。
返回到图3A，通过指定被标注为北(N)和南(S)的在直径上相对的孔来说明第一照射模式和第二照射模式两者。当入射射线I来自光轴的北侧时，也就是当使用孔板13N来应用第一照射模式时，被标注为+1(N)的+1衍射射线进入物镜16。相反地，当使用孔板13S来应用第一照射模式时，-1衍射射线(被标注为-1(S))是进入透镜16的衍射射线。因此，在实施例中，通过在某些条件下测量目标两次(例如，在使目标旋转或改变照射模式或改变成像模式以分别获得-1衍射阶强度和+1衍射阶强度之后)来获得测量结果。针对给定目标比较这些强度提供该目标中的不对称性的测量结果，并且该目标中的不对称性可以用作光刻过程的参数的指示符，例如重叠。在以上所描述的情形中，改变照射模式。
分束器17将衍射束划分成两个测量分支。在第一测量分支中，光学系统18使用零阶衍射束和一阶衍射束在第一传感器19(例如CCD或CMOS传感器)上形成目标的衍射光谱(光瞳平面图像)。每个衍射阶射中传感器上的不同点，使得图像处理能够比较并且比较多个阶。由传感器19获取的光瞳平面图像可以用于聚焦量测设备和/或正规化强度测量。光瞳平面图像也可以用于诸如重构的其它测量目的，如下文进一步描述的。
在第二测量分支中，光学系统20、22在传感器23(例如CCD或CMOS传感器)上形成衬底W上的目标的图像。在第二测量分支中，将孔径光阑21设置在与物镜16的光瞳平面共轭的平面中。孔径光阑21用于阻挡零阶衍射束，使得形成于传感器23上的目标的图像由-1或+1一阶束形成。将关于由传感器19和23测量的数据输出到图像处理器和控制器PU，图像处理器和控制器PU的功能将依赖于正被执行的测量的特定类型。应当注意的是，这里在广泛意义上使用术语“图像”。因此，如果仅存在-1阶和+1阶中的一者，则将不形成周期性结构特征(例如光栅线)的图像。
图3所示的孔板13和光阑21的特定形式纯粹是示例。在另一个实施例中，使用目标的同轴照射，并且使用具有离轴孔径的孔径光阑以将基本上仅一个一阶衍射辐射传递到传感器。在其它实施例中，代替一阶束或者除了一阶束以外，二阶束、三阶束和更高阶束(图3中未图示)也可以用于测量中。
为了使照射能够适应这些不同类型的量测，孔板13可以包括围绕圆盘形成的数个孔图案，该圆盘旋转以使期望的图案处于适当位置。应当注意的是，使用孔板13N或13S来测量在一个方向(依赖于设置为X或Y)上取向的目标的周期性结构。为了测量正交周期性结构，可能实施旋转目标90°和270°。图3C和图3D示出了不同的孔板。图3C说明了离轴照射模式的另外两种类型。在图3C的第一照射模式中，孔板13E提供来自仅出于描述目的而相对于此前描述的“北”指定为“东”的方向的离轴照射。在图3C的第二照射模式中，虽然孔板13W用于提供类似的照射，但是提供来自被标注为“西”的相反方向的照射。图3D说明了离轴照射模式的另外两种类型。在图3D的第一照射模式中，孔板13NW提供来自被指定为如前述的“北”和“西”的方向的离轴照射。在第二照射模式中，虽然孔板13SE用于提供类似的照射，但是提供来自被标注为如此前描述的“南”和“东”的相反方向的照射。例如，上文提及的以前公布的专利申请公开案中描述了该装置的这些和多种其它变型和应用的使用情况。
图4描绘了形成于衬底上的示例性复合量测目标T。该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)32、33、34、35。在实施例中，可以使周期性结构布局小于测量斑点(即，周期性结构布局填充过度)。因此，在实施例中，周期性结构足够接近地定位在一起，使得它们都在由量测设备的照射束形成的测量斑点31内。在这种情况下，这四个周期性结构因此都被同时地照射并且同时地成像于传感器19和23上。在专用于重叠测量中的示例中，周期性结构32、33、34、35自身是由重叠周期性结构而形成的复合周期性结构(例如复合光栅)，即，周期性结构在形成于衬底W上的器件的不同层中被图案化并且使得一个层中的至少一个周期性结构与不同层中的至少一个周期性结构重叠。该目标可以具有在20μm×20μm内或在16μm×16μm内的外部尺寸。另外，所有周期性结构用于测量特定的一对层之间的重叠。为了促进目标能够测量多于单独一对层，周期性结构32、33、34、35可以具有经不同偏置的重叠偏移，以便测量在形成复合周期性结构的不同部分的不同层之间的重叠。因此，用于衬底上的目标的所有周期性结构将用于测量一对层，并且用于衬底上的另一个相同目标的所有周期性结构将用于测量另一对层，其中，不同偏置促进区分这些层对。
返回到图4，周期性结构32、33、34、35也可以在其取向方面不同，如图所示，以便在X和Y方向上衍射入射辐射。在一个示例中，周期性结构32和34为分别具有+d、-d的偏置的X方向周期性结构。周期性结构33和35可以是分别具有偏移+d和-d的Y方向周期性结构。虽然示出四个周期性结构，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，九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23获取的图像中识别这些周期性结构的分离图像。
图5示出了在使用来自图3D的孔板13NW或13SE的情况下在图3的装置中使用图4的目标可以形成于传感器23上并且由传感器23检测的图像的示例。虽然传感器19不能分辨不同的单个周期性结构32至35，但是传感器23能够分辨不同的单个周期性结构32至35。暗色矩形表示传感器上的图像的场，在该场内，衬底上的照射斑点31成像到对应的圆形区域41中。在该场内，矩形区域42至45表示周期性结构32至35的图像。并非定位在划线中或者除了定位在划线中以外，目标也可以定位在器件产品特征中。如果周期性结构位于器件产品区域中，则在该图像场的周边中也可以看到器件特征。处理器和控制器PU使用图案辨识来处理这些图像，以识别周期性结构32至35的单独图像42至45。这样，图像不必在传感器框架内的特定部位处极精确地对准，这极大地提高了测量装置整体上的生产量。
一旦识别出了周期性结构的分离或单独的图像，就可以例如通过对经识别区域内的选定像素强度值平均化或者求和来测量那些单个图像的强度。可以将所述图像的强度和/或其它性质彼此进行比较。可以组合这些结果以测量光刻过程的不同参数。重叠性能是该参数的示例。
在实施例中，图案化过程的感兴趣的参数中的一个参数是特征宽度(例如CD)。图6描绘了能够实现特征宽度确定的非常示意性的示例性量测设备(例如散射仪)。该量测设备包括将辐射投影到衬底W上的宽带(白光)辐射投影仪2。重新导向的或被改变方向的辐射传递到光谱仪检测器4，该光谱仪检测器测量反射镜反射辐射的光谱10(依据波长而变化的强度)，例如在左下方的示意图所示的。根据该数据，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者通过与图6的右下方所展示的模拟光谱库的比较来重构导致所检测到的光谱的结构或轮廓。通常，对于重构，结构的一般形式是公知的，并且根据用于制造结构的过程的知识来假定一些变量，从而仅留下结构的几个变量以根据测量数据加以确定。该量测设备可以被配置为正入射量测设备或斜入射量测设备。此外，除了通过重构进行参数的测量以外，角度分辨散射量测对于用于产品和/或抗蚀剂图案中的特征的不对称性测量也是有用的。不对称性测量的特定应用是针对重叠的测量，其中，目标包括叠置于另一组周期性特征上的一组周期性特征。例如，以全文引用的方式并入本文中的美国专利申请公开案US2006-066855中描述了以这种方式进行的不对称性测量的概念。
图7说明了适合用于本文所公开的本发明的实施例中的量测设备100的示例。美国专利申请案US2006-033921和US2010-201963中更详细地解释了这种类型的量测设备的操作原理，它们以全文引用的方式并入本文中。光轴具有贯穿该装置的多个分支，由点线O表示。在该装置中，由源110(例如氙灯)发射的辐射被光学系统引导到衬底W上，该光学系统包括透镜系统120、孔板130、透镜系统140、部分反射表面150和物镜160。在实施例中，这些透镜系统120、140、160系以4F布置的双重序列来布置。在实施例中，使用透镜系统120来准直由辐射源110发射的辐射。可以视需要而使用不同的透镜布置。可以通过在呈现衬底平面的空间光谱的平面中限定空间强度分布来选择辐射入射于衬底上的角度范围。具体地说，可以通过在作为物镜光瞳平面的背投影图像的平面中在透镜120与140之间插入适当形式的孔板130来进行该选择。通过使用不同的孔径，不同的强度分布(例如环形、偶极形等)是可能的。在径向和周向上的照射的角度分布以及诸如辐射的波长、偏振和/或相干性的性质都可以被调整以获得期望的结果。例如一个或多个干涉滤光器130(参见图9)可以设置在源110与部分反射表面150之间以选择在例如400-900nm或甚至更低(诸如200-300nm)范围内的感兴趣的波长。干涉滤光器可以是可以微调的，而不是包括不同滤光器的集合。可以使用光栅来代替干涉滤光器。在实施例中，一个或多个偏振器170(参见图9)可以设置在源110与部分反射表面150之间以选择感兴趣的偏振。偏振器可以是可以微调的，而不是包括不同偏振器的集合。
如图7所示，目标T被放置为使得衬底W垂直于物镜160的光轴O。因此，来自源110的辐射由部分反射表面150反射并且经由物镜160聚焦到衬底W上的目标T上的照射斑点S(参见图8)中。在实施例中，物镜160具有高数值孔径(NA)，理想地为至少0.9或至少0.95。浸没量测设备(使用相对高折射率流体，诸如水)甚至可以具有大于1的数值孔径。
与轴线O成角度而聚焦到照射斑点的照射射线170、172产生衍射射线174、176。应当记住的是，这些射线仅为覆盖包括目标T的衬底区域的许多平行射线中的一个。照射斑点内的每一组件都在量测设备的视场内。由于板130中的孔具有有限宽度(为接纳有用量的辐射所必需的)，所以入射射线170、172事实上将占据一角度范围，并且衍射射线174、176将稍微扩散/散开。根据小目标的点扩散函数，每一衍射阶将遍及一角度范围而进一步扩散，而不是如图所示的单一理想射线。
由衬底W上的目标衍射的至少0阶衍射束由物镜160收集，并且被引导返回通过部分反射表面150。光学元件180将衍射束的至少一部分提供到光学系统182，该光学系统182使用零阶衍射束和/或一阶衍射束在传感器190(例如CCD或CMOS传感器)上形成目标T的衍射光谱(光瞳平面图像)。在实施例中，提供孔186以过滤某些衍射阶，使得将特定衍射阶衍射束提供到传感器190。在实施例中，孔186允许基本上或主要仅零阶辐射到达传感器190。在实施例中，传感器190可以是二维检测器，使得衬底目标T的二维角度散射光谱能够被测量。传感器190可以是例如CCD或CMOS传感器阵列，并且可以使用例如每帧40毫秒的积分时间。传感器190可以用于测量在单一波长(或窄波长范围)下经重新引导的辐射的强度、分离地在多个波长下的经重新引导的辐射的强度，或者遍及一波长范围而积分的经重新引导的辐射的强度。此外，传感器可以用于分离地测量具有横向磁偏振和/或横向电偏振的辐射的强度，和/或横向磁偏振辐射与横向电偏振辐射之间的相位差。
可选地，光学元件180将衍射束的至少部分提供到测量分支200以在传感器230(例如CCD或CMOS传感器)上形成衬底W上的目标的图像。测量分支200可以用于各种辅助功能，诸如聚焦该量测设备(即，使衬底W能够与物镜160对焦)，和/或用于引言中所提及的类型的暗场成像。
为了针对不同大小和形状的光栅提供自定义视场，在自源110至物镜160的路径上在透镜系统140内提供可调整场光阑300。场光阑300包括孔径302并且位于与目标T的平面共轭的平面中，使得照射斑点变为孔径302的图像。可以根据放大因子而按比例调整图像，或者孔径与照射斑点的大小的关系可以是1:1。为了使照射能够适应这些不同类型的量测，孔板300可以包括围绕圆盘形成的数个孔图案，该圆盘旋转以使期望的图案处于适当位置。替代地或另外，可以提供和调换一组板300，以实现相同效果。另外或替代地，也可以使用可编程孔径器件，诸如可变形反射镜阵列或透射空间光调制器。
通常，目标将与其在平行于Y轴或平行于X轴前进的周期性结构特征对准。关于目标的衍射行为，具有在平行于Y轴的方向上延伸的特征的周期性结构具有在X方向上的周期性，而具有在平行于X轴的方向上延伸的特征的周期性结构具有在Y方向上的周期性。为了测量在两个方向上的性能，通常提供两种类型的特征。虽然为了简单起见将参考线及空间，但是周期性结构无需由线和空间形成。此外，每一个线和/或线之间的空间可以是由较小的子结构形成的结构。另外，周期性结构可以形成为在两个维度上同时具有周期性(例如在周期性结构包括支柱和/或通孔的情况下)。
图8说明了典型目标T的平面图以及图7的装置中的照射斑点S的范围。为了获得没有受到来自周围结构的干扰的衍射光谱，在实施例中，目标T是大于照射斑点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，目标被照射“填充不足”，并且衍射信号基本上不包含来自目标自身外部的产品特征及其类似者的任何信号。这样简化了目标的数学重构，这是因为可以将目标视为无限的。
图9示意性地描绘了基于使用量测术获得的测量数据进行目标图案30’的一个或多个感兴趣的变量的值的确定的示例过程。由检测器190检测到的辐射提供用于目标30’的所测量的辐射分布108。
针对给定目标30’，可以使用例如数值Maxwell求解器210从参数化数学模型206计算/模拟辐射分布208。参数化数学模型206示出了构成目标以及与该目标相关联的各种材料的示例层。参数化数学模型206可以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多个变量，它们可以变化并被导出。如图9所示，这些变量中的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、一个或多个特征的侧壁角α和/或特征之间的相对位置(本文中被认为是重叠)。尽管图中未示出，但是变量中的一个或多个变量还可以包括但不限于这些层中的一个或多个层的折射率(例如，实折射率或复折射率、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率、在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。根据图案化过程和/或其它测量过程的知识，可以将周期性结构或2-D周期性结构的一个或多个参数的一个或多个值(诸如宽度、长度、形状或3-D轮廓特性的值)输入到重构过程。例如，变量的初始值可以是针对正在被测量的目标的一个或多个参数的那些预期值，诸如CD、节距等的值。
在一些情况下，可以将目标划分成单元胞的多个示例。在这种情况下，为了帮助容易计算目标的辐射分布，可以将模型206设计为使用目标的结构的单元胞进行计算/模拟，其中，重复单元胞作为完整目标上的示例。因此，模型206可以使用一个单元胞进行计算并且复制结果以使用适当的边界条件拟合整个目标，以便确定该目标的辐射分布。
除了在重构时计算辐射分布208以外或者替代在重构时计算辐射分布208，也可以针对在考虑中的目标部分的变量的多个变化预计算多个辐射分布208以产生辐射分布库以在重构时使用。
然后，在212处比较所测量的辐射分布108与所计算的辐射分布208(例如，接近那个时间进行计算或者从库中获得)以确定所测量的辐射分布108与所计算的辐射分布208之间的差。如果存在差，则可以使参数化数学模型206的变量中的一个或多个变量的值变化，获得新的经计算的辐射分布208(例如，计算或者从库中获得)并且将它与所测量的辐射分布108进行比较直到在所测量的辐射分布108与辐射分布208之间存在足够的匹配度为止。此时，参数化数学模型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，当所测量的辐射分布108与所计算的辐射分布208之间的差在容许阈值内时存在足够匹配度。
在这些量测设备中，可以在量测操作期间提供衬底支撑件以保持衬底W。衬底支撑件可以在形式上与图1的衬底台WT相似或相同。在量测设备集成到光刻设备中的示例中，衬底支撑件可以甚至是同一衬底台。可以提供粗定位器及精定位器以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，并且将感兴趣的目标带到物镜下方的位置。通常将对衬底W上的不同部位处的目标示例进行多次测量。可以在X和Y方向上移动衬底支撑件以获取不同的目标示例，并且可以在Z方向上移动衬底支撑件以获得目标相对于光学系统的焦点的期望的部位。例如，当实际中光学系统可以保持基本上静止(通常在X和Y方向上，但是可能也在Z方向上)并且仅衬底移动时，方便地将操作考虑并描述为如同物镜被带到相对于衬底的不同部位处。倘若衬底和光学系统的相对位置正确，则衬底与光学系统中的哪一者在真实世界中移动，或者它们两者都移动，或者光学系统的一部分的组合移动(例如，在Z方向和/或倾斜方向上)，原则上都是无关紧要的，其中，光学系统的其余部分静止并且衬底移动(例如，在X和Y方向上，并且可选地也在Z方向和/或倾斜方向上)。
在实施例中，目标的测量精度和/或敏感度可以相对于提供到目标上的辐射束的一个或多个性质而变化，这些性质例如是辐射束的波长、辐射束的偏振、辐射束的强度分布(即，角度或空间强度分布)等。因此，可以选择理想地获得例如目标的良好测量精度和/或敏感度的特定测量策略。
为了监测包括至少一个图案转移步骤(例如，光学光刻步骤)的图案化过程(例如，器件制造过程)，检测经图案化的衬底并且测量/确定经图案化的衬底的一个或多个参数。例如一个或多个参数可以包括：形成于经图案化的衬底中或衬底上的连续层之间的重叠、例如形成于经图案化的衬底中或衬底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、放置误差(例如边缘放置误差)等。可以对产品衬底自身的目标和/或对设置在衬底上的专用量测目标执行该测量。可以在抗蚀剂显影之后但是在蚀刻之前执行测量，或者可以在蚀刻之后执行测量。
在实施例中，从测量过程获得的参数是根据直接从测量过程确定的参数导出的参数。作为示例，从测量参数获得的导出的参数是用于图案化过程的边缘放置误差。边缘放置误差提供通过图案化过程产生的结构的边缘部位的变化。在实施例中，根据重叠值导出边缘放置误差。在实施例中，根据重叠值与CD值的组合导出边缘放置误差。在实施例中，根据重叠值、CD值与对应于局部变化(例如，单个结构的边缘粗糙度、形状不对称性等)的值的组合导出边缘放置。在实施例中，边缘放置误差包括组合的重叠误差和CD误差的极值(例如，3倍标准差，即3σ)。在实施例中，在涉及形成结构和涉及通过由结构的图案化过程提供的图案的蚀刻来移除结构的一部分的“切割”结构的多图案化过程中，边缘放置误差具有如下形式(或者包括下列各项中的一项或多项)：
Figure BDA0002384361210000241
其中，σ是标准差，σoverlay对应于重叠的标准差，σCDU structures对应于在图案化过程中生成的结构的临界尺寸均一性(CDU)的标准差，σCDU cuts对应于图案化过程中产生的切口(如果存在的话)的临界尺寸均一性(CDU)的标准差，σOPE,PBA对应于光学近接效应(OPE)和/或近接偏置平均值(PBA)的标准差，它是在节距下的CD与参考CD之间的差，并且σLER,LPE对应于线边缘粗糙度(LER)和/或局部放置误差(LPE)的标准差。虽然上述公式是关于标准差的，但是它可以以不同的可比较的统计方式(诸如方差)来公式化。
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、以图像为基础的测量工具和/或各种专用工具。如上文所论述的，专用测量工具的快速且非侵入性形式是辐射束被引导到衬底的表面上的目标上并测量经散射(衍射/反射)束的性质的测量工具。通过评估由衬底散射的辐射的一个或多个性质，可以确定衬底的一个或多个性质。这可以被称为以衍射为基础的测量术。这种以衍射为基础的测量术的一种这类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，但是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。该测量可以如以上所描述地来完成，并且如例如以全文引用的方式并入本文中的美国专利申请公开案US2006-066855中所描述地来完成。以衍射为基础的测量术的另一种应用是在目标内的特征宽度(CD)的测量中。这些技术可以使用上文参照图6至图9所描述的装置和方法。
现在，虽然这些技术是有效的，但是需要提供导出目标内的特征不对称性(诸如重叠、CD不对称性、侧壁角不对称性等)的新测量技术。该技术可以有效地用于专门设计的量测目标或者可能更显著地用于直接确定器件图案上的特征不对称性。
参考图10，在重叠实施例的内容背景下描述这种测量技术的原理。在图10A中，示出了目标T的几何对称的单元胞。目标T可以仅包括单元胞的单一实体示例或者可以包括单元胞的多个实体示例，如图10C所示。
目标T可以是专门设计的目标。在实施例中，目标用于划线。在实施例中，目标可以是管芯内目标，即，目标是在器件图案之间(并且因此在划线之间)。在实施例中，目标可以具有能够与器件图案特征相比较的特征宽度或节距。例如，目标特征宽度或节距可以小于或等于器件图案的最小特征大小或节距的300％、小于或等于器件图案的最小特征大小或节距的200％、小于或等于器件图案的最小特征大小或节距的150％，或者小于或等于器件图案的最小特征大小或节距的100％。
目标T可以是器件结构。例如，目标T可以是存储器的一部分(其经常具有几何对称或者可以几何对称的一个或多个结构，如下文中进一步论述的)。
在实施例中，目标T或单元胞的实体示例可以具有小于或等于2400平方微米的面积、小于或等于2000平方微米的面积、小于或等于1500平方微米的面积、小于或等于1000平方微米的面积、小于或等于400平方微米的面积、小于或等于200平方微米的面积、小于或等于100平方微米的面积、小于或等于50平方微米的面积、小于或等于25平方微米的面积、小于或等于10平方微米的面积、小于或等于5平方微米的面积、小于或等于1平方微米的面积、小于或等于0.5平方微米的面积，或者小于或等于0.1平方微米的面积。在实施例中，目标T或单元胞的实体示例具有平行于衬底平面的小于或等于50微米、小于或等于30微米、小于或等于20微米、小于或等于15微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、小于或等于3微米、小于或等于1微米、小于或等于0.5微米、小于或等于0.2微米或小于或等于01微米的横截面尺寸。在单元胞的情况下，面积和/或尺寸可以是这些范围的下限的0.75至0.05倍。
在实施例中，目标T或单元胞的实体示例具有小于或等于小于或等于5微米、小于或等于2微米、小于或等于1微米、小于或等于500nm、小于或等于400nm、小于或等于300nm、小于或等于200nm、小于或等于150nm、小于或等于100nm、小于或等于75nm、小于或等于50nm、小于或等于32nm、小于或等于22nm、小于或等于16nm、小于或等于10nm、小于或等于7nm或小于或等于5nm的结构节距。
在实施例中，目标T具有单元胞的多个实体示例。因此，目标T通常可以具有这里所列举的较高尺寸，而单元胞的实体示例将具有这里所列举的较低尺寸。在实施例中，目标7包括单元胞的50000个或更多个实体示例、单元胞的25000个或更多个实体示例、单元胞的15000个或更多个实体示例、单元胞的10000个或更多个实体示例、单元胞的5000个或更多个实体示例、单元胞的1000个或更多个实体示例、单元胞的500个或更多个实体示例、单元胞的200个或更多个实体示例、单元胞的100个或更多个实体示例、单元胞的50个或更多个实体示例，或者单元胞的10个或更多个实体示例。
期望地，单元胞的一个实体示例或单元胞的多个实体示例集体地填充量测设备的束斑点。在这种情况下，所测量的结果基本上仅包括来自单元胞的实体示例(或其多个示例)的信息。在实施例中，束斑点具有为50微米或更小、40微米或更小、30微米或更小、20微米或更小、15微米或更小、10微米或更小、5微米或更小、2微米或更小、1微米或更小或500nm或更小的横截面宽度。
图10A中的单元胞包括至少两个结构，它们以实体的方式在衬底上作为示例或将以实体的方式在衬底上作为示例。第一结构1000包括线并且第二结构1005包括椭圆形形状。当然，第一结构1000和第二结构1005可以是与所描绘的结构不同的结构。
另外，在该示例中，在第一结构1000与第二结构1005之间可以存在相对于其预期位置的相对偏移，这归因于其分开转移到衬底上从而导致重叠的误差。在该示例中，第一结构1000相比于第二结构1005位于衬底上的较高层中。因此，在实施例中，可以在图案化过程的第一执行中在第一较低层中产生第二结构1005，并且可以在图案化过程的第二执行中在与第一下较低层不同的第二较高层中产生第一结构1000。现在，没有必要使第一结构1000和第二结构1005位于不同层中。例如，在双重图案化过程(包括例如作为双重图案化过程的一部分的蚀刻过程)中，虽然可以在同一层中产生第一结构1000和第一结构1005以形成基本上单一图案，但是依据其在同一层内的相对放置仍然可以存在“重叠”关注点。在该单层示例中，虽然第一结构1000和第二结构1005两者可以具有例如类似于针对第一结构1000的图10A所示的线的形式，但是已经通过第一图案转移过程设置在衬底上的第二结构1005的线可以与在第二图案转移过程中提供的结构1000的线交错。
显著地，单元胞具有或者能够具有相对于轴线或点的几何对称性。例如，图10A中的单元胞具有相对于例如轴线1010的反射对称性和相对于例如点1015的点/旋转对称性。类似地，可以看到，图10C中的单元胞的实体示例(并且因此，单元胞的实体示例的组合)具有几何对称性。
在实施例中，单元胞具有针对某一特征的几何对称性(诸如重叠)。本文中的实施例集中于当单元胞是几何对称时具有零重叠的单元胞。然而，作为替代，单元胞可以具有针对某一几何不对称性的零重叠。然后，将使用适当的偏移和计算以考虑当单元胞具有某一几何不对称性时具有零重叠的单元胞。适当地，单元胞应当能够依赖于某特征值而在对称性上改变(例如，变为不对称性，或者变得更加不对称，或者从不对称的情形变得对称)。
在图10A的示例中，单元胞具有针对零重叠的几何对称性(但不必是零重叠)。这由箭头1020和1025表示，其示出了第一结构1000的线相对于第二结构1005的椭圆形形状均匀地对准(并且该均匀对准至少部分地使单元胞能够具有几何对称性，如图10A所示)。因此，在该示例中，当单元胞具有几何对称性时，存在零重叠。然而，当存在重叠的误差(例如，非零重叠)时，单元胞不再几何对称，并且按照定义，目标不再几何对称。
另外，在目标包括单元的多个实体示例的情况下，单元胞的示例周期性地布置。在实施例中，单元胞的示例以晶格形式布置。在实施例中，该周期性布置具有在目标内的几何对称性。
因此，在该技术中，如下文进一步论述的，获得与感兴趣的特征不对称性(例如，非零重叠)相关的几何对称性的变化(例如，几何不对称性的变化，或者进一步几何不对称性的变化，或者从几何不对称性到几何对称性的变化)以便能够确定特征不对称性(例如，非零重叠)的优点。
可以使用例如图7的量测设备用辐射来照射包括图10A的单元胞的实体示例的目标。可以例如通过检测器190测量由目标改变方向的辐射。在实施例中，测量重新导向的或改变方向的辐射的光瞳，即，傅立叶变换平面。该光瞳的示例性测量结果被描绘为光瞳图像1030。虽然光瞳图像1030具有金刚石形形状，但是它不一定具有这种形状。本文中的术语光瞳和光瞳平面包括其任何共轭物，除非内容背景另有要求(例如，在特定光学系统的光瞳平面正被识别的情况下)。光瞳图像1030实际上具体指的是依据重新导向的或改变方向的辐射的光瞳的光学特性(在这种情况下是强度)的图像。
出于方便的目的，本文中的论述将集中于作为感兴趣的光学特性的强度。然而，本发明中的技术可供一个或多个替代或额外光学特性(诸如相位和/或反射率)使用。
另外，出于方便的目的，本文中的论述集中于检测和处理重新导向的或被改变方向的辐射的图像(并且特别是光瞳图像)。然而，可以与图像不同的方式测量和表示重新导向的或被改变方向的辐射的光学性质。例如，可以依据一个或多个光谱(例如，依据波长而变化的强度)处理重新导向的或被改变方向的辐射。因此，重新导向的或被改变方向的辐射的检测图像可以被认为是重新导向的或被改变方向的辐射的光学表示的示例。因此，在光瞳平面图像的情况下，光瞳图像是光瞳表示的示例。
另外，重新导向的或被改变方向的辐射可以是偏振的或非偏振的。在实施例中，测量束辐射是偏振辐射。在实施例中，测量束辐射线性地偏振。
在实施例中，光瞳表示主要或基本上从目标的重新导向的或被改变方向的辐射的一个衍射阶。例如，该辐射可以是辐射的特定阶的50％或更多、70％或更多、80％或更多、85％或更多、90％或更多、95％或更多、98％或更多，或者99％或更多。在实施例中，光瞳表示主要或基本上是零阶重新导向的或被改变方向的辐射。可以发生在例如在目标的节距、测量辐射的波长以及可选地一个或多个其它条件致使目标主要重新导向零阶辐射时(然而可以存在一个或多个高阶的辐射)。在实施例中，大部分光瞳表示是零阶重新导向的或被改变方向的辐射。在实施例中，光瞳表示属于零辐射并且分离地属于一阶辐射，然后它们可以经线性组合(叠加)。图7中的孔186可以用于选择辐射的特定阶，例如零阶。
关于对应于第一结构1000和第二结构1005的几何对称单元胞的光瞳图像1030，可以看到，该光瞳图像内的强度分布实质上对称(例如，具有与几何结构相同的对称性类型)。这通过从光瞳图像1030移除对称强度分布部分(这产生所导出的光瞳图像1035)而进一步确认。为了移除对称强度分布部分，特定光瞳图像像素(例如像素)可以通过从特定光瞳图像像素下的强度减去对称位置的光瞳图像像素的强度而使对称强度分布部分被移除，并且反之亦然。在实施例中，该像素可以对应于检测器(例如检测器190)的像素，但是其不一定如此；例如，光瞳图像像素可以是检测器的多个像素。在实施例中，跨过像素强度被减去的对称点或轴线对应于单元胞的对称点或轴线。因此，例如，在考虑光瞳图像1030的情况下，对称强度分布部分可以通过例如从图中所示的特定像素下的强度Ii减去来自对称位置像素(即，相对于轴线1032对称地定位)的强度Ii’而移除。因此，在对称强度部分被移除的情况下，在特定像素下的强度Si为Si＝Ii-Ii’。可以针对光瞳图像的多个像素(例如，光瞳图像中的所有像素)重复该强度。如在所导出的光瞳图像1035中看到的，对应于对称单元胞的强度分布基本上完全对称。因此，具有对称单元胞几何形状(并且如果适用的话，具有该单元胞的示例的某一周期性)的对称目标引起如通过量测设备测量的对称光瞳响应。
现在参考图10B，相对于图10A中描绘的单元胞来描绘重叠误差的示例。在这种情况下，第一结构1000相对于第二结构1005在X方向上移位。具体地说，以第一结构1000的线为中心的轴线1010在图10B中向右移位到轴线1045。因此，存在在X方向上的重叠1040的误差，即X方向重叠误差。当然，第二结构1005可以相对于第一结构1000移位，或者第二结构1005与第一结构1000两者可以相对于彼此移位。在任何情况下，结果都是X方向的重叠误差。然而，如根据该单元胞布置应当了解的，第一结构1000与第二结构1005之间纯的Y方向上的相对移位将不改变该单元胞的几何对称性。然而，在利用适当几何配置的情况下，在两个方向上或者在单元胞的部分的不同组合之间的重叠可以改变对称性并且也可以被确定，如下文进一步论述的。
由于单元胞的物理配置改变成与图10A中的单元胞的名义物理配置不同并且该改变由重叠1040的误差表示，所以结果是该单元胞变得几何不对称。这可以通过具有不同长度的箭头1050和1055看到，其示出第二结构1005的椭圆形形状相对于第一结构1000的线不均匀地定位。检查相对于光瞳图像1030的对称点或轴线的对称性，即，在这种情况下，轴线1032现在被示出为轴线1034。
可以使用例如图7的量测设备利用辐射来照射图10B的单元胞的实体示例。可以例如通过检测器190记录重新导向的或被改变方向的辐射的光瞳图像。该光瞳图像的示例被描绘为光瞳图像1060。光瞳图像1060实际上是强度的图像。虽然光瞳图像1060具有金刚石形形状，但是它不一定具有这种形状；它可以是圆形形状或任何其它形状。此外，光瞳图像1060具有与光瞳图像1030基本上相同的轴线或坐标位置。也就是说，在该实施例中，图10A的单元胞中的对称轴线1010和图10B的单元胞中的相同轴线与光瞳图像1030、1060的对称轴线1032对准。
关于对应于第一结构1000和第二结构1005的几何不对称单元胞的光瞳图像1060，在视觉上似乎是该光瞳图像内的强度分布基本上对称。然而，在该光瞳图像存储器在不对称强度分布部分。这种不对称强度分布部分地归因于单元胞中的不对称性。此外，不对称强度分布的量值显著低于光瞳图像中的对称强度分布部分的量值。
因此，在实施例中，为了更有效地隔离不对称强度分布部分，可以从光瞳图像1060移除对称强度分布部分，这产生所导出的光瞳图像1065。与获得所导出的光瞳图像1035的情况类似，特定光瞳图像像素(例如像素)可以通过从特定光瞳图像像素下的强度减去对称定位的光瞳图像像素的强度而移除对称强度分布部分，并且反之亦然，如上文所论述的。因此，例如，在考虑光瞳图像1060的情况下，可以通过例如从所示的特定像素下的强度Ii减去来自对称位置像素(即，相对于轴线1032对称地定位)的强度Ii’而得到Si，从而移除对称强度分布部分。可以针对光瞳图像的多个像素(例如，光瞳图像中的所有像素)重复该过程。在图10A和图10B中，出于解释的目的而描绘了Si的完全导出的光瞳图像。如应当明白的，图10A或图10B的所导出的光瞳图像的一半与其另一半相同。因此，在实施例中，来自光瞳图像的仅一半的值可以用于本发明中所论述的进一步处理，并且因此，用于本发明中的进一步处理的所导出图像光瞳可以是用于光瞳的Si值的仅一半。
如在所导出的光瞳图像1065中看到的，使用不对称单元胞的实体示例测量的强度分布并不对称。如在区1075和1080中看到的，一旦移除对称强度分布部分，就可以看到不对称强度分布部分。如上文所提及的，示出了全部得出的光瞳图像1065，并且因此，在两个半边上示出不对称强度分布部分(尽管它们依据在其每一个半边中的量值及分布彼此相等)。
因此，几何域中的不对称对应于光瞳中的不对称。因此，在实施例中，提供一种使用周期性目标的光学响应的方法，该周期性目标拥有或能够具有在其单元胞的实体示例中的固有几何对称性以确定对应于物理配置变化的参数，该物理配置变化造成该单元胞的实体示例的几何对称性变化(例如，导致不对称性，或导致进一步不对称性，或致使不对称单元胞变得对称)。具体地说，在实施例中，如由量测设备测量的光瞳中的重叠诱发的不对称性(或无重叠诱发的不对称性)可以用于确定重叠。也就是说，光瞳不对称性用于测量单元胞的实体示例内以及因此目标内的重叠。
为了考虑如何确定对应于引起单元胞中的几何不对称性的物理配置变化的参数，可以依据影响光瞳图像中的像素的目标的物理特性来考虑像素的强度。为了进行该操作，虽然将考虑重叠示例，但是可以将技术和原理扩展到对应于导致单元胞中的几何不对称性(例如，不对称侧壁角、不对称底部壁倾角、接触孔中的椭圆率等)的物理配置变化的其它参数。
返回参考图10A和图10B的单元胞，可以将光瞳图像1060中的像素的强度Ii、I′i通过分析的方式评估为能够对单元胞的不同物理特性作出贡献的强度分量的组合。具体地说，可以评估从对称单元胞到不对称单元胞的物理配置变化，以确定强度分布以什么方式变化并且具体地在光瞳图像内以什么方式变化。
因此，在用于说明原理的极简单示例中，可以评估单元胞轮廓的物理配置的多个变化(不过当然可以发生更多或不同的物理配置变化)。将被考虑的物理配置变化中的一个变化是结构1000的高度在Z方向上的变化，其被表示为Δxh。然而，重要的是，该高度变化将在单元胞的实体示例上总体上均一。也就是说，Δxh将导致在对称轴线或对称点的一侧处与在该对称轴线或对称点的另一侧处的单元胞的物理配置的相同变化。类似地，诸如CD变化、侧壁角变化等其它物理配置变化也将在单元胞的实体示例上总体上均一，并且因此得到在对称轴线或对称点的一侧处与在该对称轴线或对称点的另一侧处的单元胞的物理配置的相同变化。因此，为了方便，将仅考虑Δxh，但是Δxh表示在整个单元胞上均一的多个其它物理配置变化。
感兴趣的单元胞的物理配置变化中的另一个是结构1000和结构1005之间的相对移位或偏移，即，重叠1040的变化。该重叠移位将被称为Δxnv。当然，重叠可以被认为在不同的或另外的方向上。重要的是，Δxov将导致在对称轴线或对称点的一侧处的单元胞的物理配置与在该对称轴线或对称点的另一侧处的单元胞的物理配置不同；每一对对称像素具有关于重叠的信息。重要的是，虽然大多数目标轮廓参数(CD、高度等)的变化诱发光瞳中的对称变化(并且因此可以被认为是对称参数)，但是重叠的变化引起所测量的光瞳中的不对称变化。因此，重叠的变化给出不对称光瞳响应。另外，大多数(如果不是全部)其它单元胞轮廓参数并不产生单元胞或光瞳响应的不对称性。然而，它们可以对所测量的重叠值有影响。如下文所论述的，对于一阶，其它单元胞轮廓参数可能没有影响。在实施例中，对于二阶或高阶，其它单元胞轮廓参数对重叠值的确定有影响。因此，如下文更详细地论述的，通过测量光瞳不对称性，可以由此确定重叠。
具体地说，为了评估可以如何根据所测量的光瞳不对称性确定重叠，可以将光瞳图像1060中的像素i的强度Ii定义为：
Figure BDA0002384361210000331
其中，I0是能够归因于照射辐射的基础强度，并且a、e、f和g是系数。因此，类似地，可以将光瞳图像1060中的互补对称像素的强度I′i定义为：
Figure BDA0002384361210000332
其中，系数a’、b’、c’、d’、e’和f’对于互补对称像素的强度I′i是特定的，并且与用于光瞳图像1060中的像素的强度Ii的系数a、b、c、d、e和f有关。
然后，可以评估光瞳图像1060中的对称像素之间的强度差Si＝Ii-I′i为：
Figure BDA0002384361210000333
已经发现，由于例如对称性，可以所有仅包括对称参数的项，诸如eΔxh的项舍弃，如在等式(3)中看到的。另外，由于例如对称性，已经发现具有相等重叠幂的项对于对称定位的像素是相等的，并且因此，这种
Figure BDA0002384361210000341
同样也舍弃。这样，留下了具有重叠与对称参数的组合的项以及仅具有对奇数幂(例如，1、3、5、7等的幂)的重叠的项。
在上述等式(3)中，已经发现强度的差Si主要依赖于aΔxov。也就是说，强度的差Si在很大程度上线性地依赖于重叠并且更显著地，重叠在很大程度上线性地依赖于强度，特别是强度的差Si。因此，像素的强度的组合可以在与适当的转换因子线性组合时得出重叠的良好估计值。
因此，在实施例中，已经发现，可以根据经适当加权的像素的强度组合确定重叠(其中，加权自身用作强度到重叠的转换因子，或者可以与从强度到重叠的转换因子组合)。在实施例中，可以将重叠信号描述为：
M＝∑iwiSi (4)
其中，重叠信号M是所测量的光瞳中的信号分量Si的加权组合，并且wi是用于信号分量Si中的每一个分量的各个权重(并且该权重用作信号分量与重叠之间的转换因子；如上文所提及的，作为替代，转换因子可以与并不用于将信号分量转换成重叠的权重结合而使用)。在实施例中，权重wi是大小与重叠相关的向量。如上文所提及的，可以针对所测量的光瞳的一半确定信号分量Si。在实施例中，如果针对对称像素(N)的所有对(N/2)的信号分量Si具有基本上相同的量值，则可以根据以下公式平均化所述信号分量Si并且将其与从总信号分量Si到重叠的转换因子C组合以得到总重叠：
Figure BDA0002384361210000342
因此，在实施例中，权重可以具有两个作用—一个作用是作为对每对像素关于其重叠测量的信任度，并且另一个作用是将信号分量的光学特性(例如强度水平，例如灰阶)的值转换成重叠值(依据例如纳米)。如上文所论述的，第二个作用可以用转换因子代表。
然而，例如针对对称像素的所有对的信号分量Si不具有基本上相同量值或大小的情况下，将所测量的光瞳中的所有像素进行同等地加权能够获得低信噪比(不良精度)。因此，期望将对重叠敏感的那些像素加权以对重叠的计算有较大贡献。因此，在实施例中，对重叠敏感的像素得到与具有对重叠低敏感度的那些像素(实际上未作用的像素)不同的(例如，更高)权重。如上文所提及的，所导出的光瞳1065的区1075和1080中的像素具有对重叠的相对较高敏感度，而所导出的光瞳1065中的剩余像素(其相对于区1075和1080中的像素具有低强度甚至不具有强度)具有对重叠的低敏感度(并且因此应当被加权为对重叠确定有较低贡献)。因此，在实施例中，可以产生用于增大或最大化信噪比(例如为了更好的精度)的加权方案。在实施例中，可以产生用于增大或最大化叠层敏感度(例如提供对系统误差的更佳容许度)的加权方案。
在实施例中，有效地确定等式(3)的aΔxov项的权重。在实施例中，权重可以延伸为针对aΔxov项和bΔxovΔxh项(以及通常用于诸如CD、侧壁角等其它参数的其它能够相比的项)来确定。然而，与仅针对等式(3)的aΔxov项有效地确定权重相比，该计算可能更复杂。此外，在对非线性过程的鲁棒性(针对对称参数)与确定重叠的精度(即，依据针对同一实际重叠的每次确定的确定值的密切程度)之间存在取舍。因此，使用该计算，为了增强的鲁棒性而可以牺牲精度。因此，可以执行优化以增强精度(例如，最大化线性项的影响并抑制非线性项)、增强鲁棒性(例如，最大化非线性项)或者寻找精度与鲁棒性两者之间的平衡。然而，在任何情况下，使用与关联加权线性地组合的强度的组合可以导致重叠的快速确定，这是因为其仅需要光瞳获取以及等式(4)的简单计算。
在高阶项变得重要的实施例中，可以采用非线性解技术对具有
Figure BDA0002384361210000361
和/或其它高阶项的等式(3)进行求解。如应当明白的，非线性解技术可能比简单地使所测量的光瞳中的每一个信号分量Si乘以用于每一个信号分量的相应权重wi并且然后将它们全部加在一起更复杂。此外，在对非线性过程的鲁棒性与确定重叠的精度(即，依据针对同一实际重叠的每次确定的确定值的密切程度)之间再次存在取舍。因此，使用该计算，为了增强的鲁棒性而可以牺牲精度。因此，可以执行优化以增强精度和/或增强鲁棒性。
因此，在认识到起因于由重叠导致的单元胞的几何不对称性的不对称强度分布的情况下，重叠中的误差可以通过集中于该不对称强度分布的分析而确定。因此，现在将论述用于由归因于与重叠相关联的目标的物理配置变化而出现的不对称强度分布确定重叠的技术。
参考图11，示意性地描绘了确定权重的方法。为了实现权重确定，可以使用上文中参照图9所描述的重构技术以获得优点。也就是说，在实施例中，使用CD重构以使重叠信号与不对称单元胞的实体示例的光瞳图像隔离。
图11的方法涉及两个过程。第一过程1100涉及将重构技术用于目标的CD和/或一个或多个其它轮廓/剖面参数以导出如作为图案化过程的一部分曝光于衬底上的该目标的名义轮廓(并且因此，导出该目标中的单元胞的一个或多个实体示例的名义轮廓)。在具有目标的名义轮廓的情况下，在过程1110中使用重构技术的基本引擎以导出加权。然后，加权可以用于从所测量的光瞳导出重叠，如参照图12进一步所描述的。
因此，在过程1100处，获得上方提供有作为目标的感兴趣的单元胞的一个或多个实体示例的衬底的测量结果1130。在实施例中，测量针对蚀刻后的目标。在实施例中，测量针对在显影后但是在蚀刻前的目标。在实施例中，目标是器件结构。在实施例中，可以使用量测设备(诸如图7的量测设备)进行测量，或者已经使用量测设备(诸如图7的量测设备)进行测量。例如，目标可以包括图10A或图10B的单元胞的实体示例，例如，单一示例或如图10C所示的多个相邻示例。在实施例中，获得目标的多个示例(并且因此单元胞的多个实体示例)的测量结果。在实施例中，测量在整个衬底上分布的目标示例。在实施例中，测量多个衬底，每一个衬底具有一个或多个目标示例(每一个目标具有单元胞的一个或多个实体示例)。因此，在实施例中，针对每一个测量目标获得辐射分布108。
然后，在1100处的重构过程(诸如在图9中示出以及参照图9所描述的重构过程)用于得出单元胞的实体示例的名义轮廓，其能够与图9中的轮廓206相比。该重构过程获得单元胞的实体示例的预期轮廓1120，以开始和促进该重构过程。在实施例中，从一个或多个衬底上的目标示例的轮廓的平均值获得所导出的名义轮廓。例如，用于每一个目标的辐射分布108可以经过处理以得出该目标的示例的特定轮廓，并且然后可以将该目标的多个示例的轮廓一起平均以得出名义轮廓。在实施例中，名义轮廓至少包括目标的几何轮廓。在实施例中，几何轮廓是3-D轮廓。在实施例中，名义轮廓包括关于构成实体目标的一个或多个层中的一个或多种材料性质的信息。
因此，在实施例中，名义轮廓可以被认为是针对根据测量在整个衬底以及可选地多于一个衬底上的目标的多个示例而获得的该目标(并且因此单元胞)的轮廓的各种参数值的重心。然而，在实施例中，名义轮廓可以具有不同形式并且是更具体的。例如，可以针对目标的一个或多个特定示例(例如，通过使用来自多个衬底的相同目标部位的值)来限定名义轮廓。作为另一个示例，可以针对特定衬底(例如，通过使用仅来自该衬底的值)来界定名义轮廓。在实施例中，可以针对特定目标和/或衬底微调名义轮廓，而作为图12的过程的一部分。例如，当目标和/或衬底被测量作为图12的过程的一部分时，可以将重构技术与所测量的数据一起使用以精细地微调用于该目标和/或衬底的名义轮廓，该精细微调的名义轮廓随后可以用作此处的名义轮廓以确定权重，并且所述权重随后可以与所测量的数据一起使用，以得到一个或多个重叠值。
然后，将经重构的名义轮廓1140提供到过程1110。因此，在实施例中，过程1110使用得出的目标的的名义轮廓，例如，从所测量的数据导出的器件的单元胞的蚀刻后几何轮廓。在实施例中，名义轮廓可以呈参数化模型的形式，比如根据所测量的单元胞而参数化的模型206。因此，在实施例中，过程1110使用单元胞的所导出的轮廓模型，例如，从所测量的数据导出的器件的单元胞的实体示例的蚀刻后几何轮廓的模型。
本文中描述的重构技术的基本引擎在过程1110中使用，连同所导出的轮廓或所导出的轮廓模型，以导出加权。在实施例中，所导出的轮廓模型或根据所导出的轮廓导出的所导出的轮廓模型用于确定对单元胞中的重叠敏感的光瞳像素。具体地说，在实施例中，通过使用模拟(例如Maxwell求解器)确定对光瞳响应的重叠的敏感度，以确定对针对名义轮廓的诱发的重叠变化的光瞳响应的变化。
这可以通过下述过程来实现：使得所导出的轮廓模型变化，使得在模型中诱发一定量的重叠变化(例如1nm)，从而使所导出的轮廓模型的所有其它参数/变量不变。这有效地使得对称单元胞变得不对称，或者使得已经不对称单元胞可以对称，以改变对称性(包括变得进一步不对称或者变得由不对称情形变得对称)。
然后，可以基于具有诱发的重叠变化的所导出的轮廓模型导出(例如，使用麦克斯韦尔(Maxwell)求解器、库搜寻或其它重构技术)如在量测设备中将预期的光瞳(例如，针对处于某一测量束波长、测量束偏振、测量束强度等的辐射)。在单元胞的实体示例小于束斑点的情况下，重构可以将束斑点视为填充有单元胞的实体示例。在实施例中，所导出的光瞳可以是所模拟的光瞳图像1060和/或基于所模拟的光瞳图像导出的光瞳图像1065。
然后，所导出的光瞳可以用于确定多个光瞳像素中的强度对重叠变化的敏感度，这例如通过与针对不具有诱发的重叠的单元胞的所导出的光瞳(例如，用于不具有诱发的重叠的单元胞的所导出的光瞳可以是所模拟的光瞳图像1030和/或基于所模拟的光瞳图像导出的光瞳图像1035)进行比较来进行。在实施例中，这些敏感度形成加权的基础。
在实施例中，可以将光瞳的像素(并且因此像素强度、信号分量Si等)表达为向量。在实施例中，然后可以从模型化中产生的雅可比(Jacobian)矩阵导出加权。在实施例中，可以从模型化中产生的雅可比矩阵的摩尔-彭罗斯(Moore-Penrose)伪逆导出加权。因此，针对等式(3)的aΔxov项有效地确定权重。从雅可比矩阵或雅可比矩阵的摩尔-彭罗斯伪逆导出的加权看起来良好地适用于相对适当的重叠变化(例如，在±3nm内或在±4nm内或在±5nm内)。
在实施例中，可以将权重扩展到针对aΔxov项以及bΔxovΔxh(以及通常用于诸如CD、侧壁角等其它参数的其它能够相比的项)加以确定。在这种情况下，加权是模型化中产生的除了雅可比矩阵以外的海赛(Hessian)矩阵，或者可以从该海赛矩阵导出。海赛示出了对归因于另一(对称)参数(诸如CD)的一定量的变化的重叠变化如何响应。因此，针对每一个这种参数，在海赛(Hessian)中存在一列。在实施例中，为了(更加)鲁棒，可以变更权重，使其变得更大程度上正交于使单元胞敏感的列(参数)。为了变得更大程度上正交，可以将一个或多个敏感行串接到雅可比(Jacobian)，并且然后可以根据该雅可比(其中，一个或多个列来自串接到它的海赛(Hessian))计算摩尔-彭罗斯伪逆。权重遵循该计算。然而，该计算可能比较复杂并且因此可能适合于如下情形：其中，实际中预期重叠值超过从雅可比矩阵(的摩尔-彭罗斯伪逆)导出的加权表现出良好结果的重叠变化范围。
在实施例中，权重可以被扩展为针对等式(3)的其它项加以确定。在这种情况下，加权为模型化中产生的除了雅可比矩阵以外的三阶导数，或可以从该三阶导数导出。此外，可以将不同类型的级数展开式用于确定重叠敏感度和非线性(例如Taylor级数、傅立叶级数等)。
如上文所提及的，名义轮廓可以是每个目标或衬底的微调名义轮廓。例如，当测量特定目标或衬底作为图12的过程的一部分时，可以将重构技术与所测量的数据一起使用以微调用于目标或衬底的名义轮廓。现在，依赖于微调，可以(重新)确定权重和/或在所进行的加权的类型之间作出选择(例如，雅可比或雅可比及海赛(Hessian)的组合)。例如，虽然基于未经微调的名义轮廓可以在此前已选择权重以抑制Δxh的效应，但是如果微调识别和更新用于目标和/或衬底的Δxh，则可以无需抑制Δxh的效应。因此，可以选择相对于鲁棒性而言更偏向于精度的权重。
因此，从过程1110，可以输出权重wi的集(例如，向量)。权重wi自身可以用作强度到重叠的转换因子，或者其可以与从强度到重叠的转换因子组合(该转换因子可以被导出该模型化的一部分)。如从光瞳图像1065应当明白，区1075和1080中的像素相比于区1075和1080外部的像素具有对重叠的相对较高敏感度，并且因此，其加权将明显地不同于(例如，高于)区1075和1080外部的像素的加权(所述像素具有对重叠的相对低的敏感度)。因此，当将权重与具有单元胞的一个或多个实体示例的目标的所测量的强度值组合(诸如根据等式(4))时，可以针对特定目标(诸如具有单元胞的实体示例的器件图案)获得重叠信号。
另外，可以确定一个或多个测量参数以形成用于获得目标的所测量的强度值的测量策略。一个或多个测量参数可能影响像素的重叠敏感度。例如重叠敏感度在不同测量束波长上变化。因此，在实施例中，可以改变一个或多个测量参数(诸如波长、偏振、剂量、由检测器传感器获得的目标的一个特定照射的数个光学特性读取(该读取通常经平均化以提供用于目标的测量的平均化光学特性值))作为模型化过程1110的一部分。例如，可以针对特定诱发的重叠变化检查一个或多个测量参数以确定该一个或多个测量参数的值，从而将例如当加权针对该一个或多个参数的一个值时获得的重叠相对于当加权针对该一个或多个参数的另一个值时获得的重叠之间的误差残差减小到最小值或者低于某一阈值。因此，然后可以获得提高了精度的一个或多个测量参数的值。
另外，对过程变化的鲁棒性在一个或多个测量参数的不同值上不同。例如，具体地说，对过程变化的鲁棒性在测量束波长和/或测量偏振的不同值上不同。因此，在实施例中，加权方案应当至少解决对缺乏对过程变化的鲁棒性的主要促成因素。因此，除了为了提高精度确定一个或多个测量参数的值以外或者替代地确定一个或多个测量参数的值，也可以针对不同的特定诱发的重叠变化值(和/或针对所导出的轮廓模型的一个或多个其它参数的特定诱发的变化，诸如CD、侧壁角等的变化)检查一个或多个测量参数以获得在使用具有对过程变化的增强的鲁棒性的加权的情况下实现结果的一个或多个测量参数的值。例如，针对诱发的重叠变化的不同量，可以评估一个或多个测量参数的多种值以确定该一个或多个测量参数的值使得在使用与该一个或多个测量参数的该值相关联的加权的情况下导致所确定的重叠的最小(或低于阈值)变化。当然，可以在选择一个或多个测量参数的值的选择时使用精度与增强的鲁棒性之间的平衡。例如，可以将加权应用于针对精度而确定的一个或多个测量参数的值(例如，应用于测量精度的性能指标的权重)与针对增强的鲁棒性而确定的一个或多个测量参数的值(例如，应用于测量鲁棒性的性能指标的权重)之间，并且然后可以选择最大、排名最高的组合。并且当然，一个或多个测量参数的多个值可以被确定为使得在总体测量策略中实际上存在不同的多个测量策略。可以根据一个或多个性能指标对该多个值进行排名。因此，可选地可以从过程1110输出测量策略以用于获得具有单元胞的一个或多个实体示例的目标的所测量的强度值。
另外，诸如CD、侧壁角等的一个或多个非重叠参数可能影响用于将强度信号映射到重叠的权重。如上文所提及的，在此内容背景中确定权重的示例方式应当是使用海赛矩阵和/或三阶导数。因此，在实施例中，为了考虑一个或多个非重叠参数以便仍然维持良好的重叠值，各种可能的加权方案是可能的。在实施例中，为了重叠确定精度可以优化重叠信息性重叠像素及其加权。该优化可能需要良好的模型品质，即，非重叠参数的良好估计。在实施例中，为了对诸如非重叠参数中的过程变化的鲁棒性增加，可以优化重叠信息性像素及其权重。这可能以精度为代价。
在实施例中，可以使用例如参照图9所描述的重构技术进行一个或多个非重叠参数的估计，并且将该一个或多个非重叠参数的估计前馈以微调所导出的轮廓或所导出的轮廓模型。例如CD重构可以估计在衬底处的特定部位处和/或针对图案化过程设置(例如，曝光剂量、曝光焦点等)的特定组合的目标的CD，并且使用该CD估计以微调所导出的轮廓或所导出的轮廓模型的CD参数。在实施例中，可以执行确切导出的轮廓或所导出的轮廓模型参数的反复重构。
参考图12，确定用于目标的重叠值的方法，该目标具有一个或多个能够几何对称的单元胞的实体示例。该方法涉及两个过程1200和1210。过程1200涉及获得具有单元胞的一个或多个实体示例的目标测量。过程1210涉及基于来自过程1200的目标测量来确定用于所测量的目标的重叠值。
过程1200将待测量的目标1220作为输入，该目标包括如本文中描述的能够几何对称的单元胞的一个或多个实体示例。在实施例中，将具有目标的一个或多个示例的衬底提供到量测设备，诸如图7的量测设备。
可选地，过程1200将指定用于目标的特定量测策略1230作为输入。在实施例中，测量策略可以指定一个或多个测量参数的值，所述测量参数例如是选自以下各项中的一项或多项：测量束波长、测量束偏振、测量束剂量、和/或由量测设备的检测器传感器获得的目标中的一个特定照射的数个光学特性读取。在实施例中，该测量策略可以包括多个测量策略，每一个测量策略指定一个或多个测量参数的值。测量策略可以用于测量目标。
然后，过程1200根据选用测量策略使用量测设备来测量目标。在实施例中，量测设备获得重新导向的或被改变方向的辐射的光瞳表示。在实施例中，量测设备可以生成光瞳表示，诸如光瞳图像1030(如果例如目标不具有重叠的误差)或光瞳图像1060(如果例如目标具有重叠的误差)。因此，在实施例中，过程1200输出关于来自目标的重新导向的或被改变方向的辐射的光学信息1240，诸如该辐射的光瞳表示。
然后，过程1210接收光学信息1240并且处理该光学信息以确定用于目标的重叠值1260。在实施例中，过程1210接收根据图11的方法确定的加权1250作为输入，然后将该加权1250与根据光学信息1240获得或导出的一个或多个光学特性值(例如强度)组合。
在实施例中，过程1210(或过程1200)可以处理光学信息以从该光学信息导出原始重叠信号。在实施例中，原始重叠信号包括光学信息的微分，即，在跨过对称轴线或对称点的对称像素之间的光学特性值之差。在实施例中，可以获得所导出的光瞳图像1035(如果例如目标不具有重叠的误差)或者所导出的光瞳图像1065(如果例如目标具有重叠的误差)。
在实施例中，将加权与关于由目标重新导向的或被改变方向的辐射的光学信息(例如，来自过程1200的光学信息，或者来自过程1200的光学信息的经处理的版本，诸如原始重叠信号)组合以确定重叠值。在实施例中，使用与关联加权线性组合的重新导向的或被改变方向的测量束强度的组合可以实现重叠的快速确定。例如，在实施例中，可以使用等式(4)导出重叠值，其中，重叠值M被计算为在使用用于来自原始重叠信号的信号分量Si中的每一个信号分量的单个权重wi的情况下的信号分量Si的加权组合。
在实施例中，从过程1200收集的光学信息可以附加地用于导出除了重叠之外的一个或多个目标相关参数。例如，从过程1200收集的光学信息可以用于重构过程中以导出目标的任何一个或多个几何轮廓参数，诸如CD、侧壁角、底部地板倾角等。因此，在实施例中，从目标(诸如管芯内的蚀刻后目标)收集的光学信息的同一集合可以用于确定目标(诸如器件结构)的重叠、CD和/或一个或多个其它几何轮廓参数。
虽然如上文所提及的，已经集中于强度，但是在实施例中，光学特性可以是反射率，辐射可以偏振化，并且测量可以是交叉或正交偏振测量。例如，曝光到某一线性偏振的目标可以在具有偏振或在不同偏振的情况下测量。因此，针对对称像素pi和pi’(其中，单引号表示对称部位)，则可以如下所述地测量用于那些像素的反射率R：
Figure BDA0002384361210000431
Figure BDA0002384361210000432
其中，s表示s偏振，并且p表示p偏振。因此，反射率Rss对应于当使用s偏振来照射目标时所测量的s偏振辐射的反射率R，反射率Rsp对应于当使用p偏振来照射目标时测量的s偏振辐射的反射率R等。此外，可以在不同波长下进行这些量测。并且已经发现，在某些实施例中，可以根据全等项Rps和Rsp发现和确定用于响应于重叠变化而改变对称性的对称单元胞的重叠。
另外，非线性可能起因于重叠和/或起因于其它参数。如上文所论述的，可以经由例如通过使用海赛矩阵和/或三阶导数导出加权而进行的加权的适当选择来解决某些非线性。在实施例中，可以通过使用非线性解以根据来自目标的重新导向的或被改变方向的辐射的所测量的光学信息导出重叠来解决非线性。
在实施例中，可以经由使用如以上所描述的用于导出名义轮廓的重构引擎来确定重叠。例如，基于所导出的名义轮廓和/或所导出的名义轮廓模型而从模型工作的非线性求解器可以用于导出自来自感兴趣的目标的重新导向的或被改变方向的辐射所预期的光学信息的仿真版本，可以将光学信息的仿真版本与感兴趣的目标的所测量的光学信息进行比较。如上文所提及的，感兴趣的目标包括可以对称并且在经受重叠时改变对称性的单元胞中的一个或多个实体示例。然后，如果在某一阈值内不存在协议，则可以改变几何轮廓参数(例如重叠)并且重新计算光学信息的仿真版本，并且将其与所测量的光学信息进行比较直到在阈值存储器在协议为止。类似地，可以将感兴趣的目标的所测量的光学信息与自来自该感兴趣的目标的重新导向的或被改变方向的辐射所预期的光学信息库进行比较(该库通常将使用非线性求解器而导出)。然后，如果在某一阈值内不存在协议，则可以改变几何轮廓参数(例如重叠)并且可以再次咨询库的与所测量的光学信息相比较的光学信息的仿真版本直到在阈值存储器在协议为止。
在实施例中，“利用来自感兴趣的目标的测量光学信息的重构引擎的使用”使用如以上所描述地已经移除辐射的对称分布的所测量的光学信息，例如通过从每一个像素处的光学特性值减去跨过对称点或轴线上对称地定位的像素处的光学特性值而进行该移除。因此，光学信息基本上仅涉及辐射的不对称分布。类似地，光学信息的仿真或库版本基本上仅涉及辐射的不对称分布。因为将无需计算或评估光学信息的相当大部分(这是由于它将通过差分化而消除)，所以这将促进计算和/或比较速度。
在非线性解的另一个实施例中，等式(3)的展开式可以利用非线性求解器进行求解以导出Δxov。具体地说，可以确定(a-a′)、(b-b′)、(c-c′)等的值(在适用时)而作为感兴趣的单元胞的所导出的名义轮廓和/或所导出的名义轮廓模型的确定的一部分。例如，一旦已经确定所导出的名义轮廓而作为非线性重构的一部分，就可以获得用于对应于所导出的名义轮廓(例如，对应于针对重叠的特定改变(例如Δxov)的所导出的名义轮廓的扰动)的光瞳的仿真或库光学信息，并且然后可以针对光瞳中的每一个像素利用非线性求解器确定a、b、c等的值(在适用时)，该非线性求解器例如通过解迭代(例如，响应于重叠的一个或多个扰动(例如Δxov))以使残差最小化。在适用时，结果是用于光瞳的a值的向量(每一个a值对应于光瞳中的一个像素)、用于光瞳的b值的向量(每一个b值对应于光瞳中的一个像素)、用于光瞳的c值的向量(每一个c值对应于光瞳中的一个像素)等。然后，可以将这些向量与根据具有感兴趣的单元胞的目标的所测量的光瞳确定的Si值的向量组合。例如，通过解迭代以使残差最小化的非线性求解器可以采用这些输入向量并且然后对重叠进行求解。
虽然以上的论述已经集中于使用模型化单元胞的实体轮廓的模型，但是在实施例中，可以使用无需实体轮廓模型化的数据驱动技术导出加权，或者可以利用补充实体轮廓模型化的数据驱动技术导出加权。因此，在实施例中，有利地，数据驱动技术可以无需实体轮廓模型；这对于例如限制机密信息的共享可能是有用的，这是因为实体轮廓模型化起始于并确定在单元胞是器件图案结构的情况下可以是敏感信息的关于单元胞(并且因此关于目标)的细节。在实施例中，数据驱动技术可以使得能够相对快速确定例如上文所论述的权重，以将所测量的光学信息(例如光瞳强度)转译成图案化过程参数(例如重叠)。在实施例中，数据驱动技术使得能够在初期确定图案化过程参数，这是由于如下文所论述的数据技术驱动可以仅需要所测量的数据和相关联的参考。
因此，在实施例中，数据驱动技术涉及在具有感兴趣的图案化过程参数(例如重叠)的某一个或多个设定值的情况下处理从一个或多个其上具有感兴趣的单元胞的实体示例的衬底测量的数据(“得到”数据)，该实体示例被图案化于该一个或多个衬底上而作为一个或多个目标。用于生成图案的某图案化过程参数(例如重叠)的“设定”有意值连同从那些图案测量的数据(“得到”数据)的该组合被称为“设定-得到”过程。例如，产生单元胞的实体示例的特定量的重叠作为图案化过程的一部分，并且然后测量具有该单元胞的实体示例的目标以获得例如其光瞳图像(即“得到”数据)。在实施例中，可以以这种方式图案化和测量多个衬底。在实施例中，生成重叠的多个不同设定值，这些不同重叠值可以针对一个衬底，可以在不同的衬底上等等。在实施例中，每一个衬底将具有所测量的多个目标示例，从而得到例如多个光瞳图像。在实施例中，可以通过诱发自图案化单元胞的实体示例的不同部分之间的设计放大率的放大率改变而生成重叠。在实施例中，可以通过提供自图案化单元胞的实体示例的不同部分之间的设计定位的有意平移而生成重叠。因此，结果是例如由光刻设备诱发的目标中的有意施加的重叠。
在实施例中，通常，获得测量数据和相关联的参考值。因此，在实施例中，如果存在不同重叠但是那些重叠是通过另一构件(例如，来自扫描电子显微镜)确定，则无需提供有意重叠。在实施例中，具有对应参考数据(例如，来自CD-SEM)的临界尺寸均一性衬底可以用作输入数据。在具有所测量的数据和参考值的情况下，如本文中论述的，数据驱动法可以寻找权重，从而推断出类似于参考值的重叠值。因此，虽然数据驱动技术的论述将集中于在有意设置的重叠值下获得的所测量的光学信息和光瞳表示，但是其通常可以应用于更一般的测量数据和相关联的参考值(而不管是测量的或是有意设置的)。
另外，虽然这里的技术是关于特定重叠(例如在X方向上的重叠)，但是应当明白，可以针对不同重叠(例如在Y方向上的重叠、不同层中的结构之间的重叠等)使用对应测量数据和参考值来重复这里的技术。因此，可以针对不同的重叠确定不同的权重集合。
因此，参考图13，描绘了数据驱动技术的实施例的高阶流程。在1300处，执行计算以导出如上文所论述的权重，以将所测量的光学信息(例如光瞳强度)转译成图案化过程参数(例如重叠)。具体地说，该计算使用多个输入。这些输入中的一个输入是用于具有感兴趣的单元胞的实体示例的目标设定-得到过程的设定值1320。如上文所提及的，可以在一个或多个衬底上测量目标的多个示例，其中，所述目标的一个或多个示例相比于该目标中的一个或多个其它示例具有图案化过程参数的有意设定值的不同值。另外的输入是用于处于不同设定值的目标的那些示例的所测量的光学信息1310。在实施例中，光学信息1310是多个光瞳表示，每一个光瞳表示对应于目标的一个示例。然后，在数据驱动技术中处理输入1310和1320以获得权重1330。下文中描述该数据驱动技术的示例。
在实施例中，寻找权重w的向量的数据驱动技术的示例将最小化以下目标或评价函数以获得权重w：
Figure BDA0002384361210000471
其中，w是为了确定图案化过程参数(例如重叠)而与所测量的光学特性(例如强度)的值结合的权重的向量，每一个权重对应于光瞳中的一个像素值；Pi是矩阵，其中，每一列包括从目标的示例的所测量的光瞳测量的光学特性的像素值，该目标是从经图案化的衬底i获得，以便获得图案化过程参数的特定设定值(然后，该矩阵经转置使得列变为光瞳的像素，行变为衬底上的目标的一个或多个示例，并且该矩阵中的值是在单个像素下的所测量的光学特性的值)，si 是包括用于一个或多个衬底i上的目标的一个或多个示例的图案化过程参数的对应设定值的向量，每一个设定值对应于图案化过程参数值；1是数个设定值的大小的单位向量；并且ci是针对每一个衬底的图案化过程参数的设定值与图案化过程参数的推断值
Figure BDA0002384361210000472
之间的偏移差；且D是所测量的衬底的数目。矩阵Pi可以是针对目标的每一个示例的不同结果的组合。例如，可以在不同波长、不同偏振等情况下测量目标。因此，这些结果可以串接到每一列，因此例如单独一列可以具有用于在第一波长和第一偏振下测量的目标的光瞳的像素的值，然后是用于在不同的第二波长下测量的目标的光瞳的像素的列中的值，或者然后是用于在不同的第二偏振下测量的目标的光瞳的像素的列中的值(并且然后可以是在一个或多个不同偏振和/或波长下的其它值)。
因此，实际上，该函数发现了权重向量w，使得针对每一个衬底i的推断值
Figure BDA0002384361210000481
看起来与除去偏移ci之外的设定值si 尽可能相似(在L2正则化范数意义上)。原则上，可以通过矩阵求逆来计算最佳权重和偏移。由于利用一个或多个特定量测设备获得所测量的光学特性的像素值，所以可以通过校准数据正规化所获得权重以减小该特定量测设备自身对结果的影响。
代替将目标或评价函数用作数据驱动技术来寻找如以上所描述的权重，或者除了将目标或评价函数用作数据驱动技术来寻找如以上所描述的权重以外，数据驱动技术也可以使用机器学习算法(类似于神经网络)或非线性方法，以在有意提供感兴趣的图案化过程参数(例如重叠)差的情况下基于目标的所测量的光瞳来确定权重。
在实施例中，在训练(即，使用目标或评价函数或机器学习算法)之后，可以使用其它数据检查权重。存在训练引起过度拟合的机会；数据驱动法“恰好”将数据拟合到设定值。因此，完成交叉验证。使用具有已知设定值的新数据以检查权重。该新数据也可以是在考虑中的衬底的子集。因此，在实施例中，对衬底的子集进行训练，并且对衬底的另一个(分离)子集进行验证。
图14描绘了结合实体几何模型的数据驱动技术的实施例的高阶流程。在该实施例中，如参照图13所描述的数据驱动技术可以用于导出权重，所述权重用于微调实体几何模型(例如，通过使用海赛(Hessian)以获得更佳模型名义值、通过改变模型名义值等)使得来自实体几何模型(例如，实体几何模型的雅可比(的摩尔-彭罗斯伪逆))的权重与通过该数据驱动技术确定的权重相同或相似(例如，在值上、以统计方式等)。因此，在实施例中，(经缩放)权重向量w可以用于微调实体几何模型，使得实体几何模型被微调，使得雅可比(的摩尔-彭罗斯伪逆)类似于该(经缩放)权重向量w。
因此，在实施例中，在1400处，执行数据驱动技术(在上文描述了其示例)以导出如上文所论述的权重。该计算使用多个输入。这些输入中的一个输入是用于具有感兴趣的单元胞的实体示例的目标设定-得到过程的设定值1420。如上文所提及的，可以在一个或多个衬底上测量目标的多个示例，其中，所述目标的一个或多个示例相比于该目标的一个或多个其它示例具有图案化过程参数的有意设定值的不同值。另外的输入是用于处于不同设定值的目标的那些示例的所测量的光学信息1410。在实施例中，光学信息1410是多个光瞳表示，每一个光瞳表示对应于目标之一示例。然后，在数据驱动技术中处理输入1410和1420以获得权重1430。
将权重1430输入到过程1440，以使用权重1430微调实体几何模型。过程1440获得用于单元胞的实体轮廓1450(过程1440使用该实体轮廓以导出实体轮廓模型)或者获得用于单元胞的实体轮廓模型1450(过程1440使用该实体轮廓模型)。在实施例中，实体轮廓是如上文所论述的单元胞的所导出的名义轮廓和/或所导出的名义轮廓模型。
过程1440使用实体几何模型以导出对应于权重1430的权重。然后，将那些权重与权重1430进行比较。该比较可以涉及量值的匹配、统计分析、拟合评估等。如果存在显著的差异(例如，通过对照阈值评估该比较)，则可以微调实体轮廓的一个或多个参数。例如一个或多个实体轮廓参数(例如CD、侧壁角、材料高度等)可以经过微调，使得该比较的结果较接近于或等于例如某一阈值。在实施例中，海赛(Hessian)可以用于进行该微调，或者可以使用非线性求解器(包括一个或多个前向呼叫(例如Maxwell求解器))来进行该微调。微调和比较可以反复直到满足或超过阈值为止。然后，经微调的实体几何模型可以输出经更新权重1460以结合感兴趣的目标的所测量的光学信息来使用用于导出图案化过程参数值。
图15描绘了结合实体几何模型的数据驱动技术的另外实施例的高阶流程。当实体几何模型与所测量的数据相似地表现时，实体几何模型可以用于预测过程变化的影响。因此，在实施例中，实体几何模型的海赛(Hessian)可以用于微调权重使得权重变得(更加)正交于在用于数据驱动技术中的数据中不存在的过程变化，以获得用于微调该实体几何模型的权重。
也可以在不利用数据驱动技术的情况下完成使用海赛(Hessian)以微调权重的该方法。也就是说，可以利用关联于图11所描述的实体几何模型途径来完成使用海赛(Hessian)以更新权重的该技术。在这种情况下，例如，权重可以经过微调，使得权重变得(更加)正交于在用于获得如上文所论述的单元胞的所导出的名义轮廓和/或所导出的名义轮廓模型的数据中不存在的过程变化。通过该微调，权重对在用于生成实体几何模型的所测量的数据中未观测到的过程变化变得更鲁棒。
因此，在实施例中，在1500处，执行数据驱动技术(在上文描述了其示例)以导出如上文所论述的权重。该计算使用多个输入。这些输入中的一个输入是用于具有感兴趣的单元胞的实体示例的目标设定-得到过程的设定值1510。如上文所提及的，可以在一个或多个衬底上测量目标的多个示例，其中，这些目标的一个或多个示例相比于该目标的一个或多个其它示例具有图案化过程参数的有意设定值的不同值。另外的输入是用于处于不同设定值的目标的那些示例的所测量的光学信息1505。在实施例中，光学信息1505是多个光瞳表示，每一个光瞳表示对应于目标中的一个示例。然后，在数据驱动技术中处理输入1505和1510以获得权重1515。
将权重1515输入到过程1520以使用权重1515微调实体几何模型。过程1520获得用于单元胞的实体轮廓1525(过程1520使用该实体轮廓以导出实体轮廓模型)或者获得用于单元胞的实体轮廓模型1525(过程1520使用该实体轮廓模型)。在实施例中，实体轮廓是如上文所论述的单元胞的所导出的名义轮廓和/或所导出的名义轮廓模型。
过程1520使用实体几何模型以导出权重(对应于权重1515)并且然后将其与权重1515进行比较。该比较可以涉及量值的匹配、统计分析、拟合评估等。如果存在显著的差异(例如，通过对照阈值评估该比较)，则可以微调实体轮廓的一个或多个参数。例如一个或多个实体轮廓参数(例如CD、侧壁角、材料高度等)可以经过微调，使得该比较的结果比较接近于或等于例如某一阈值。在实施例中，海赛(Hessian)可以用于进行该微调，或者可以使用非线性求解器(包括一个或多个前向呼叫(例如Maxwell求解器))来进行该微调。微调和比较可以反复直到满足或超过阈值为止。
然而，如应当明白的，图案化过程可以在执行期间变化，并且不同地用于图案化过程的不同执行。因此，针对数据驱动技术获得的数据并未考虑所有可能的图案化过程变化。然而，当实体几何模型的微调已使其与所测量的数据相似地表现时，该实体几何模型可以用于预测过程变化的影响并相应地调整权重。
因此，在实施例中，经微调的实体几何模型1530用于在1535处计算该经微调的实体几何模型的海赛(Hessian)。然后，海赛1540用于在1545处微调权重，使得权重变得(更加)正交于在用于数据驱动技术中的数据中不存在的过程变化(即，对所述过程变化鲁棒)，以获得用于微调实体几何模型的权重。换句话说，权重被微调为在与来自衬底的测量数据组合时(即使在该衬底经受过程变化时)更可能得到准确结果。
这里在重叠的内容背景中描述了海赛可以如何用于微调权重的非限制性示例；可以在适当时使用不同的图案化过程参数。在该示例中，假定仅评估一个重叠类型(例如，在X方向上的重叠)。在具有多个重叠类型的情况下的微调也是可能的。
在使用海赛以微调权重的该实施例中，从一个或多个设定-得到衬底测量的数据通过将单值分解应用于该数据来估计重叠响应。假定本征向量d(其具有长度1)对应于重叠响应。然后，对以下等式进行求解以找到向量Δp：
Figure BDA0002384361210000511
其中，J是相对于重叠参数的雅可比，并且海赛H是矩阵，其中，列包括相对于过程变化(例如CD、材料高度等的变化)和重叠参数的偏导数(雅可比和海赛两者是从如以上所描述的模型获得的)。然后，所确定的向量Δp对应于为了获得经更新(例如更好的)模型而待应用于模型中的非重叠参数的差量参数。
为了使得权重对过程变化鲁棒(即，正交于过程变化)，可以使用以下技术。可以通过以下二阶Taylor展开式定义光瞳I：
I＝Jo+H Δp o (8)
其中，J是相对于重叠参数的雅可比，并且H是矩阵，其中，列包括相对于过程变化(例如CD、材料高度等的变化)和重叠参数的偏导数。向量Δp包括对应的过程变化。因此，针对给定结构以及针对具有重叠值o的给定过程变化示例处，光瞳(近似地)等于I。如应当明白的，也可以通过将这些贡献相加而将以上公式扩展到更多重叠参数。此外，因为泰勒展开式中的高阶被忽略，所以该公式是近似值。
现在，如果过程变化的影响小，则使用雅可比J的Penrose-Moore逆来计算权重。在仅一个重叠参数的情况下，权重等于
Figure BDA0002384361210000521
并且实际上，加权平均(内积)与光瞳产生重叠值o(Δp＝0)，即，
Figure BDA0002384361210000522
然而，当过程变化具有较大影响时，重叠响应改变：
Figure BDA0002384361210000523
为了使权重对这些变化鲁棒，
Hw＝0 (11)
这可以通过使权重w等于矩阵[J H]的伪逆的第一行来实现。或者换句话说，海赛矩阵H在求逆之前串接到雅可比。这样，权重变得正交于过程变化(然而以损失某种精度为代价)。
因此，根据微调1545，输出经微调的权重1550以结合感兴趣的目标的所测量的光学信息而使用用于导出图案化过程参数值。
图16描绘了结合实体几何模型的数据驱动技术的另外实施例的高阶流程。在该实施例中，通过使包括包含用于图案化过程的过程变化(例如，可以根据CD测量结果获得图案化过程变化)的合成光学信息(例如，光瞳表示)来扩展输入到数据驱动技术的数据。可以使用数据驱动技术而单独使用合成光学信息，或者将合成光学信息与所测量的光学信息组合以找到新权重。
因此，在实施例中，在1500处，执行数据驱动技术(在上文描述了其示例)以导出如上文所论述的权重。该计算使用多个输入。这些输入中的一个输入是用于具有感兴趣的单元胞的实体示例的目标设定-得到过程的设定值1510。如上文所提及的，可以在一个或多个衬底上测量目标的多个示例，其中，所述目标的一个或多个示例相比于该目标的一个或多个其它示例具有图案化过程参数的有意设定值的不同值。另外的输入是用于处于不同设定值的目标的那些示例的所测量的光学信息1505。在实施例中，光学信息1505是多个光瞳表示，每一个光瞳表示对应于目标中的一个示例。然后，在数据驱动技术中处理输入1505和1510以获得权重1515。
将权重1515输入到过程1520以使用权重1515微调实体几何模型。过程1520获得用于单元胞的实体轮廓1525(过程1520使用该实体轮廓以导出实体轮廓模型)或者用于单元胞的实体轮廓模型1525(过程1520使用该实体轮廓模型)。在实施例中，实体轮廓是如上文所论述的单元胞的所导出的名义轮廓和/或所导出的名义轮廓模型。
过程1520使用实体几何模型以导出对应于权重1515的权重。然后，将那些权重与权重1515进行比较。该比较可以涉及量值的匹配、统计分析、拟合评估等。如果存在显著的差异(例如，通过对照阈值评估该比较)，则可以微调实体轮廓的一个或多个参数。例如一个或多个实体轮廓参数(例如CD、侧壁角、材料高度等)可以经过微调，使得该比较的结果较接近于或等于例如某一阈值。微调和比较可以反复直到满足或超过阈值为止。
因此，在实施例中，经微调的实体几何模型1530用于在1535处计算该经微调的实体几何模型的海赛。然后，海赛1600用于在1610处产生合成光学信息(例如一个或多个光瞳表示)。合成光学信息是仿真光学信息。合成光学信息意图模仿图案化过程中的一个或多个预期过程变化。在实施例中，关于图案化过程中的一个或多个过程变化的数据1620可以结合海赛1600而用于导出合成光学信息。在实施例中，可以通过替代以上等式(8)中的不同重叠值o和不同参数变化Δp来产生合成光瞳I，其中，权重对应于
Figure BDA0002384361210000541
虽然上文所描述的等式(8)是针对单一重叠参数的，但是该技术也可以通过将那些贡献相加而扩展到较多重叠参数。此外，因为泰勒展开式中的高阶被忽略，所以使用等式(8)的技术是近似值。数据1620可以包括例如描述过程变化的种类和范围的信息(例如重叠、CD等可以变化某一百分比的指示)。可以通过图案化过程中的测量(例如重叠、CD等的测量)获得数据1620。因此，数据1620与海赛1600一起使用，以生成包括预期过程变化的仿真光学信息1630。合成光学信息1630也可以包括与合成光学信息1630相关联的一个或多个相关联的估计设定值。然后，将合成光学信息1630(以及任何关联设定值)输入到数据驱动技术1500，以单独或结合所测量的光学信息进行分析，以使用数据驱动技术寻找新权重。
图17描绘了结合实体几何模型的数据驱动技术的另外实施例的高阶流程。该实施例类似于图16的实施例，但是以下情形除外：作为计算海赛的替代，对用于每一个过程变量的非线性求解器(例如麦克斯韦求解器)进行前向呼叫以获得合成光学信息。
因此，在实施例中，在1500处，执行数据驱动技术(在上文描述了其示例)以导出如上文所论述的权重。该计算使用多个输入。这些输入中的一个输入是用于具有感兴趣的单元胞的实体示例的目标设定-得到过程的设定值1510。如上文所提及的，可以跨过一个或多个衬底上测量目标的多个示例，其中，所述目标的一个或多个示例相比于该目标的一个或多个其它示例具有图案化过程参数的有意设定值的不同值。另外的输入是用于处于不同设定值的目标的那些示例的所测量的光学信息1505。在实施例中，光学信息1505是多个光瞳表示，每一个光瞳表示对应于目标中的一个示例。然后，在数据驱动技术中处理输入1505和1510以获得权重1515。
将权重1515输入到过程1520以使用权重1515微调实体几何模型。过程1520获得用于单元胞的实体轮廓1525(过程1520使用该实体轮廓以导出实体轮廓模型)或者用于单元胞的实体轮廓模型1525(过程1520使用该实体轮廓模型)。在实施例中，实体轮廓是如上文所论述的单元胞的所导出的名义轮廓和/或所导出的名义轮廓模型。
过程1520使用实体几何模型以导出对应于权重1515的权重。然后，将那些权重与权重1515进行比较。该比较可以涉及量值的匹配、统计分析、拟合评估等。如果存在显著的差异(例如，通过对照阈值评估该比较)，则可以微调实体轮廓的一个或多个参数。例如一个或多个实体轮廓参数(例如重叠、CD、侧壁角等)可以经过微调，使得该比较的结果较接近于或等于例如某一阈值。微调和比较可以反复直到满足或超过阈值为止。
因此，在实施例中，经微调的实体几何模型1700用于在1720处计算类似于如上文所论述的合成光学信息。如同上文所论述的，关于图案化过程中的一个或多个过程变化的数据1710可以结合经微调的实体几何模型1700而用于导出合成光学信息。例如，数据1710可以包括描述过程变化的种类和范围的信息(例如重叠、CD等能够变化某一百分比的指示)。可以通过图案化过程中的测量(例如重叠、CD等的测量)获得数据1710。如上文所提及的，1720处的过程可以使用对用于过程变化的非线性求解器(例如麦克斯韦求解器)的前向呼叫以获得合成光学信息。因此，数据1710与经微调的实体几何模型1700一起使用，以产生包括预期过程变化的仿真光学信息1730。合成光学信息1730也可以包括与合成光学信息1730相关联的一个或多个关联估计设定值。然后，将合成光学信息1730(以及任何关联设定值)输入到数据驱动技术1500，以单独进行分析或结合所测量的光学信息进行分析，以使用数据驱动技术寻找新权重。
在图10A至图10C中，呈现了单元胞的相对简单的示例，其中，在基本上仅一个方向上的重叠导致单元胞的对称性变化。具体地说，在图10A至图10C的单元胞中，在X方向上的重叠变化引起该单元胞的对称性/不对称性变化，而在Y方向上的重叠变化并不引起该单元胞的对称性变化。这是由于图10A至图10C的具有两个结构1000、1005的单元胞以特定几何方式布置，使得在基本上仅一个方向上的重叠导致该单元胞的对称性变化。当然，该单元胞可以以这种方式通过结构的适当选择来设计。然而，可以存在以下情况：可以识别具有特定几何形状使得在基本上仅一个方向上的重叠导致单元胞的对称性变化的现有结构，诸如器件结构。因此，各种单元胞可以被选择或设计为使得能够确定在基本上仅一个方向上(其无需在X方向上)的重叠。
然而，有利地，可以识别或设计单元胞：被配置为使得针对两个或更多个不同重叠而导致单元胞的对称性变化。在实施例中，不同重叠可以在不同方向上。具体地说，在实施例中，第一重叠可以在X方向上，而第二重叠可以在Y方向上。在实施例中，不同重叠可以分别在单元胞的结构或部分的不同组合之间。在实施例中，那些结构可以处于目标的同一层中和/或不同层中。具体地说，在实施例中，第一重叠可以在单元胞的第一结构与第二结构之间，并且第二重叠可以在单元胞的第一结构(或第二结构)与第三结构之间或者在单元胞的第三结构与第四结构之间。在这种情况下，第一重叠和第二重叠可以在同一方向上。天然地，可以存在在不同方向上的不同重叠和来自单元胞的结构的组合的不同重叠的组合。例如，第一重叠可以针对第一层中的第一结构和第二下部层中的第二结构而在X方向上，并且第二重叠可以针对第一层中的第一结构和低于第二层的第三层中的第三结构而在Y方向上。因此，可以提供单元胞(并且因此目标)的适当识别或设计而确定重叠的多个组合。
此外，如应当明白的，在X方向和Y方向上的重叠的确定可以使得能够经由适当组合确定总重叠(在X和Y上)。类似地，为了使得能够确定用于多个不同结构(在所述不同结构之间可发生重叠)的总重叠，需要确定用于那些结构中的每一者的重叠。因此，作为示例，对于在4个层(在所述层之间可能发生重叠)(其中，这些层中的一个层是参考层)中具有4个相异结构的单元胞，则可以确定6个重叠(针对每一层为X和Y)以使得能够确定用于该单元胞的总重叠。当然，可以视需要确定子组合，以获得在4个层中的一个或多个不同的感兴趣的重叠。
图18描绘了目标的多重叠单元胞的示例性实施例。类似于图10A至图10C的单元胞，该单元胞包括第一结构1000和第二结构1005。另外，该单元胞具有第三结构1800，该第三结构在该实施例中在Z方向上在第一结构1000和第二结构1005上方的层中。在该实施例中，该单元胞的不对称性可以通过一个或多个不同重叠产生。例如，在X方向上在结构1005与结构1800之间的相对移位可以得到在X方向上的导致不对称性的重叠。作为另一个示例，在Y方向上在结构1005与结构1000之间的相对移位可以得到在Y方向上的导致不对称性的重叠。作为另一个示例，在Y方向上在结构1000与结构1800之间的相对移位可以得到在Y方向上的导致不对称性的另外重叠。
图19描绘了目标的多重叠单元胞的另一个示例性实施例。类似于图10A至图10C的单元胞，该单元胞包括第一结构1000和第二结构1005。另外，类似于图18的单元胞，该单元胞具有第三结构1800，该第三结构在该实施例中在Z方向上在第一结构1000和第二结构1005上方的层中。另外，该单元胞具有第四结构1900，该第四结构在该实施例中在Z方向上在第一结构1000、第二结构1005和第三结构1800上方的层中。类似于图18的单元胞，在该实施例中，可以通过一个或多个不同重叠而产生该单元胞的不对称性。例如，在X方向上在结构1005与结构1800之间的相对移位可以得到在X方向上的导致不对称性的重叠。作为另一个示例，在X方向上在结构1005与结构1900之间的相对移位可以得到在X方向上的导致不对称性的重叠。作为另一个示例，在Y方向上在结构1005与结构1000之间的相对移位可以得到在Y方向上的导致不对称性的重叠。作为另一个示例，在Y方向上在结构1000与结构1800之间的相对移位可以得到在Y方向上的导致不对称性的另外重叠。
因此，在实施例中，图18或图19的单元胞的经照射实体示例的测量将得出在事实上存在多个不同重叠的情况下可能包括多个不同重叠的光学信息。例如，参考图18，如果图18的单元胞的对称性表示零重叠并且存在结构1005在X和Y上的从其零重叠位置相对于其上覆结构的移位(例如，在不为0度、90度、180度或270度的方向上的移位)，则所述移位将导致归因于在X方向上在结构1005与结构1800之间的相对移位以及在Y方向上在结构1005与结构1000之间的相对移位的不对称性。因此，将需要确定关于结构1005在X方向和Y方向上的重叠两者(该组合将得到结构1005的总重叠)。
如下文所论述的，给出了可以根据光学特性值与确定用于与单元胞的实体示例的第二重叠分离地确定单元胞的实体示例的第一重叠的值的技术，该第二重叠也能够根据所述相同光学特性值获得，其中，所述第一重叠是在与第二重叠不同的方向上(例如X方向重叠和Y方向重叠)或者在与第二重叠不同的单元胞的部分的组合之间(例如，结构1005与结构1800之间的第一重叠，以及结构1005与结构1000之间的第二重叠或者结构1000与结构1800之间的第二重叠，其中，第一重叠和第二重叠有可能在同一方向上)。
也就是说，在实施例中，权重被确定以将在光学特性值中的第一重叠信息与相同光学特性值中的第二(或更多)重叠信息解耦。因此，在实施例中，通过应用专门选定的权重，该权重与光学特性值的组合将得到区别于相同光学特性值中的其它可能重叠信息的特定感兴趣的重叠。实际上，权重将以感兴趣的重叠为特征并且减少一个或多个其它重叠。当然，可以针对每一个感兴趣的重叠构造权重的不同集合，使得光学特性值可以被处理而得到用于不同感兴趣的重叠中的每一个重叠的不同值。
该技术将参照图20的示意图来描述。虽然图20的示意图呈现了该技术的图形演示，但是实际中无需构造示意图，这是因为所有处理都可以在无需生成示意图的情况下数学地进行。另外，该技术是参照图11的模型来描述的。然而，可以使用关于本文中的其它附图所描述的模型(以及相关联的其它技术)。
另外，呈现了依据从模型导出权重的线性版本的该示例。也就是说，在实施例中，从雅可比(的摩尔-彭罗斯伪逆)导出权重。
因此，在这种线性情况下，为了重构诸如在某一方向上的重叠的特定参数，雅可比可以被求逆。然而，感兴趣的参数列与剩余列的相关程度确定重构该参数的容易程度。
因此，在具有例如用于感兴趣的单元胞(例如图18的单元胞)的名义轮廓模型的情况下，可以产生至少两个向量。第一重叠向量p1 表示单元胞内的感兴趣的第一重叠(例如X方向重叠)，并且第二重叠向量p2 表示感兴趣的第二重叠(例如Y方向重叠)。如应当明白的，为了额外感兴趣的重叠，可以生成另外的向量。
另外，对于两个重叠向量中的每一个向量，选择对应于单元胞的实体示例的预期测量的光瞳表示的一个或多个像素。在该实施例中，针对每一个重叠向量选择一对像素，其中，每一对像素包括如此前所描述的对称定位的像素。理想地，该对像素选自如上文所论述的光瞳表示的不对称辐射分布部分。
现在，第一重叠向量p1 对应于一对像素中对针对第一重叠向量的感兴趣的第一重叠的变化(使所有其它参数不变，即，感兴趣的第二重叠无变化)的响应(在这种情况下是形成该对的像素之间的不对称信号)。可以使用名义轮廓模型通过诱发感兴趣的第一重叠的变化(例如1nm的变化)并且然后计算该对像素对所述变化的光学响应(例如强度)来产生该响应。
相似地，第二重叠向量p2 对应于一对像素中对针对第二重叠向量的感兴趣的第二重叠的变化(使所有其它参数不变，即，感兴趣的第一重叠无变化)的响应(在这种情况下是形成该对的像素之间的不对称信号)。可以使用名义轮廓模型通过诱发感兴趣的第二重叠的变化(例如1nm的变化)并且然后计算该对像素中的光学响应(例如强度)来产生该响应。
图20中图示了所得到的向量，其中，水平轴线u对应于第一像素对的对称地定位的像素之间的不对称强度(Ii-Ii’)，并且竖直轴线v与第二像素对的对称地定位的像素之间的不对称强度(Ii-Ii’)对应。因此，图20示出了两个高度相关向量p1 和p2 。
因此，为了将感兴趣的第一重叠与第二重叠对像素对的贡献解耦并且分离，将向量p1 背向投影到向量
Figure BDA0002384361210000601
(该向量是正交于向量p2 的向量)，以形成向量p′1并且将所投影的向量p′1的长度除以向量p1 与
Figure BDA0002384361210000602
之间的角度θ1的余弦。然后，该向量有助于将感兴趣的第一重叠与像素对(以及在光瞳表示中扩展的其它像素对)的强度隔离。
另外或替代地，向量p2 也被背向投影到向量
Figure BDA0002384361210000603
上(该向量是与向量p1 正交的向量)，以形成向量p′2并且将所投影的向量p′2的长度除以向量p2 与
Figure BDA0002384361210000604
之间的角度θ2的余弦。然后，该向量有助于将感兴趣的第二重叠与像素对(以及在光瞳表示中扩展的其它像素对)的强度隔离。
因此，返回参考等式(3)和(4)，Si表示像素对的对称地定位的像素之间的不对称强度(Ii-Ii’)。因此，第一重叠向量p1 可以对应于具有U0的Si的第一像素对以及具有V0的Si的第二像素对中对感兴趣的第一重叠的变化的响应。类似地，第二重叠向量p2 可以对应于第一像素对和第二像素对中对感兴趣的第二重叠的变化的响应。因此，可以构造向量p′1和/或向量p′2；这里出于解释性目的而构造了所述两个向量。依据对应于与U0对应的第一像素对的强度u以及依据对应于与V0对应的第二像素对的强度v来限定向量p′1和向量p′2。因此，可以将向量p′1和向量p′2指定为：
p′1 ＝(u′1,v′1) (12)
p′2 ＝(u′2,v′2) (13)
因此，现在在上文中以及参考等式(4)所描述的线性内容背景中，可以基于U0、V0以及向量p′1和p′2将感兴趣的第一重叠的重叠值限定如下：
Figure BDA0002384361210000611
另外或替代地，可以基于U0、V0以及向量p′1和p′2将感兴趣的第二重叠的重叠值限定如下：
Figure BDA0002384361210000612
因此，根据等式(14)，分别针对U0和V0，用于确定感兴趣的第一重叠的权重如下：
Figure BDA0002384361210000613
另外，根据等式(15)，分别针对U0和V0，用于确定感兴趣的第二重叠的权重如下：
Figure BDA0002384361210000614
因此，如应当明白的，可以针对光瞳表示中的全部或基本上全部像素对重复该限定，以便获得用于感兴趣的第一重叠
Figure BDA0002384361210000615
的权重集合wi和/或获得用于感兴趣的第二重叠
Figure BDA0002384361210000616
的权重集合wi。然后，可以根据等式(4)将这些权重中的一个或两个权重应用于所测量的光学特性值，以获得用于单个感兴趣的重叠的重叠值。当然，可以评估一个或多个另外感兴趣的重叠并且针对其确定一个或多个适当权重集合。如应当明白的，在实施例中，使在针对特定感兴趣的重叠的权重限定中包括对所有不同感兴趣的重叠的敏感度(例如雅可比)。
因此，例如对于具有4个层(其中，这些层中的一个层是参考层)的单元胞，其中，这些层中的每一层在X方向和Y方向上的移位可能导致对称性变化(例如，导致不对称性、导致另外的不对称性，或致使不对称单元胞变得对称)，则可以产生6个向量(每一个向量与一个不同像素对相关联)，这6个向量包括用于这些层中的每一层的X方向重叠向量以及用于这些层中的每一层的Y方向重叠向量。因此，可以存在权重的6个集合以导出单个重叠。当然，如果对这些向量中的一个向量不感兴趣，则无需导出全部权重集合(然而在实施例中，对所有不同的感兴趣的重叠的敏感度(例如雅可比)被包括于针对特定感兴趣的重叠的权重限定中)。然后，可以通过这些重叠中的两个或更多个重叠的适当数学组合来确定任何其它重叠。
如应当明白的，单元胞中的层的一些移位或偏移将不导致对称性变化，并且因此，无法根据该单元胞确定对应于所述移位的重叠。因此，显然针对该移位并未界定向量。因此，将图18作为示例，可以针对单元胞限定三个向量：一个向量针对X方向重叠，并且两个向量针对不同的Y方向重叠。因此，可以确定在与所测量的光学特性值组合时将给出在X方向上的重叠的一个权重集合。或者，可以确定在与所测量的光学特性值组合时将给出在Y方向上的重叠的权重的集合，和/或可以确定在与所测量的光学特性值组合时将给出在Y方向上的重叠中的另一个重叠的权重的集合。当然，可以确定全部三个权重集合，或者可以仅确定两个权重集合。
以上的论述已经集中于由对称单元胞的一个或多个示例形成的目标，该对称单元胞由器件的结构组成。该目标可以使得能够通过由产品上目标重新导向的或被改变方向的辐射的产品上测量而确定图案化过程参数的产品上值。然而，如上文描述的，目标不一定仅由器件结构组成。换句话说，可以提供结构并未独占地包括器件结构的非产品目标。例如，在实施例中，可以专门产生并不用于形成器件而是仅用于测量的结构的目标。该目标可以设置在例如远离器件的划线中(并且因此，设置在远离器件图案的器件图案化图案的部分中)。在实施例中，目标可以设置在器件图案中(并且因此，设置在图案化装置图案的器件图案的特征中)。在适当时，非产品目标可以包括一个或多个器件结构以及不用于形成器件而是仅用于测量中的一个或多个专门产生的结构。
如果例如针对无法呈现对称单元胞示例的器件图案确定图案化过程参数，则非产品目标可能是有用的。作为另一个示例，如果例如针对不具有如以上所描述的对称单元胞的器件图案的一部分确定图案化过程参数(该对称单元胞可以给出彼图案化过程参数的量度)，则非产品目标可能是有用的。例如，可以存在如下情况：虽然需要使用上文所描述的对称单元胞方法确定用于蚀刻后重叠的结构，但是该结构不具有对称性。例如，逻辑电路或结构具有各自能够引入可能破坏该结构的对称性的不同重叠分量的许多过程层/步骤。在例如逻辑电路的情况下，通常归因于不具有逻辑电路结构的对称单元胞而无法执行对器件图案的测量。
作为另外的示例，非产品目标能够与可以呈现对称单元胞示例的器件图案相关联地使用(并且即便单元胞可以给出所有感兴趣的图案化过程参数的量度)。这可以是例如如下情况：器件图案复杂，它可能需要相当长的计算时间。另外，器件图案可以呈现对不感兴趣的图案化过程参数的信号的潜在串扰。作为示例，不同重叠分量的光瞳相关性可能如此之大，以致于不可能将不同重叠误差分开。
因此，非产品目标可以与具有用于束斑点的对称单元胞的示例的器件图案一起使用，或者与无法呈现用于束斑点的对称单元的示例的器件图案一起使用。2017年2月28日申请的美国专利申请No.15/445,612中详细描述了非产品目标的配置、设计、测量和使用的细节，该专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
目标的测量精度和/或敏感度(无论是产品目标或非产品目标并且无论该目标的对称性是否如本文中论述的通过由某一参数(诸如重叠)表示的某一物理现象而破坏)可以相对于目标自身的一个或多个属性和/或提供到目标上的测量辐射的一个或多个属性而变化，测量辐射的一个或多个属性例如是辐射的波长、辐射的偏振、辐射的强度分布(即，角度或空间强度分布)和/或测量辐射的主射线的入射角。在实施例中，辐射的波长范围限于选自某一范围(例如选自约400nm至900nm的范围)的一个或多个波长。另外，可以提供对辐射束的不同偏振的选择(例如TE偏振辐射、TM偏振辐射、竖直线性偏振、水平线性偏振等)，并且可以使用例如多个不同孔径提供各种照射分布和/或角度。
因此，为了实现此类选择和测量，可以使用指定使用量测系统进行的感兴趣的参数(例如重叠、CD等)的特定测量的一个或多个参数的量测选配方案。在实施例中，术语“量测选配方案”包括测量自身的一个或多个参数、所测量的目标的图案的一个或多个参数，或者它们两者。在实施例中，所测量的感兴趣的参数可以是在例如测量装置能够测量不同感兴趣的参数的情况下的量测选配方案的参数。例如，量测选配方案可以指定其用于测量重叠。
在此内容背景中，所测量的目标(也被称为“目标结构”)的图案可以通过光学方式测量(例如测量其衍射)的图案。所测量的目标图案可以是出于测量目的而特殊设计或选择的图案(诸如非产品目标)。可以将目标的多个复本放置于衬底上(例如在衬底上的多个管芯内或附近)的许多地点。
在实施例中，如果量测选配方案包括测量自身的一个或多个参数，则测量自身的一个或多个参数可以包括与测量束和/或用于进行测量的测量装置相关的一个或多个参数。例如，如果用于量测选配方案中的测量是以衍射为基础的光学测量，则测量自身的一个或多个参数可以包括测量辐射的波长，和/或测量辐射的偏振，和/或测量辐射强度分布(例如角度或空间强度分布，诸如环形、偶极等)，和/或某衬底旋度、入射测量束的某聚焦水平，和/或测量辐射相对于衬底的照射角度(例如入射角、方位角等)，和/或衍射测量辐射相对于衬底上的图案的相对取向，和/或目标的测量点或示例的数目，和/或衬底上测量的目标的示例的部位。测量自身的一个或多个参数可以包括在测量中所使用的量测设备的一个或多个参数，其可以包括检测器敏感度、数值孔径等。
在实施例中，如果量测选配方案包括所测量的图案的一个或多个参数，则所测量的图案的一个或多个参数可以包括：一个或多个几何特性(诸如图案的至少一部分的形状，和/或图案的至少一部分的取向，和/或图案的至少一部分的节距(例如，周期性结构的节距，包括在下部周期性结构的层上方的层中的上部周期性结构的节距和/或下部周期性结构的节距)，和/或图案的至少一部分的大小(例如CD)(例如，周期性结构的特征的CD，包括上部周期性结构和/或下部周期性结构的特征的CD)，和/或图案的特征的分段(例如，将周期性结构的特征划分成子结构)，和/或周期性结构或周期性结构的特征的长度)，和/或图案的至少一部分的材料性质(例如折射率、消光系数、材料类型等)；和/或图案识别(例如，区分一个图案与另一个图案)等。
量测选配方案可以以例如(r1,r2,r3,…rn；t1,t2,t3,…tm)的形式来表达，其中，ri是一个或多个测量参数，并且tj是一个或多个所测量的图案的一个或多个参数。如应当明白的，n和m可以是1。另外，量测选配方案不一定具有一个或多个测量参数以及一个或多个所测量的图案的一个或多个参数两者；它可以仅具有量测中的一个或多个参数，或者仅具有一个或多个所测量的图案的一个或多个参数。
目标可以进行使用两个量测选配方案A和B的测量，这两个量测选配方案A和B例如在测量目标所处的阶段方面不同(例如，A在目标包括潜影结构时测量目标，并且B在目标不包括潜影结构时测量目标)，和/或在其测量参数方面不同。量测选配方案A和B可以至少在所量测的目标方面不同(例如，A测量第一目标且B测量不同的第二目标)。量测选配方案A和B可以在其测量过程和测量的目标的参数方面不同。量测选配方案A和B甚至可以不基于相同测量技术。例如，选配方案A可以基于以衍射为基础的测量，并且选配方案B可以基于扫描电子显微镜(SEM)或原子力显微法(AFM)量测。
如所提及的，特定衬底将具有目标的多个示例。因此，在实施例中，通常将存在用于选择衬底上的目标示例的子集，以在衬底上进行测量从而促进例如测量过程的生产量的取样方案。
在实施例中，需要识别对感兴趣的图案化过程参数的变化的一个或多个贡献(诸如CD误差、聚焦误差、重叠等)。然后，可以出于诸如控制图案化过程的各种目的来使用所述一个或多个贡献。通常，一个或多个贡献将是误差和/或残差。例如，图案化过程中的装置可以产生误差(包括在进行校正时)，其然后可以实现感兴趣的图案化过程参数的变化。作为另一个示例，传感器系统可以在量测时产生误差，该误差是图案化过程参数的变化或者对图案化过程参数的变化有贡献。作为另一个示例，装置或者用于确定装置的设定的数学模型可以不能实现某一期望的或最佳实体效应(例如，期望的实体校正与可以通过装置实现的实体校正之间的差、期望的实体效应(诸如剂量、焦点等)与可以通过装置实现的实体效应之间的差、期望的实体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)，并且因此实现作为图案化过程参数的变化或者对图案化过程参数的变化有贡献的残差/残余值。
然后，可以将对如跨过管芯、场或衬底空间地分布的感兴趣的图案化过程参数的一个或多个贡献特性化为指纹。并且类似地，可以将在管芯、场或衬底的组合上的贡献特性化为指纹。
例如，产品衬底上的焦点指纹可以是例如归因于所述衬底的不平度、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焦点设置的残余指纹的焦点贡献的复合物。作为另一个示例，产品衬底上的重叠指纹可以是例如归因于所述衬底的不平度、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对准误差以及光刻设备的设置的残余指纹的重叠贡献的复合物。
因此，除了存在与衬底相关联的总体指纹之外，总体指纹也可以包括与图案化过程的一个或多个装置和/或过程相关联的多个指纹。例如，在上文所呈现的重叠示例中，可以存在与所述衬底的不平度相关联的重叠指纹、在衬底的曝光期间与光刻设备的投影系统的误差相关联的指纹等。这些指纹可以通过例如在图案化过程流程中的适当时刻进行测量和/或通过数学“移除”一个或多个其它指纹以导出感兴趣的指纹(例如，通过在某一过程之前测量、在某一过程之后测量并且然后确定所述测量的间的差)予以识别。
以量测选配方案产生(例如用于CD测量、重叠测量等的量测选配方案产生)的典型方式，针对衬底上所预期的特定类型的目标(或者针对衬底上所预期的所有类型的目标)选择单独且唯一的测量获取策略(例如，选择单或双测量束波长获取和/或选择偏振设定)，以针对衬底上的一个或多个特定类型的目标的所有示例的感兴趣的参数(例如CD、重叠等)在一个或多个指定关键性能指示符(例如某一(例如最小)量的准确度、某一(例如最小)量的精度、某一(例如最大)生产量(例如依据衬底场/分钟(FPM)来测量等)内来执行。将量测选配方案的一个经识别的测量获取策略应用到衬底上的目标类型的所有示例，以用于确定感兴趣的参数(CD、重叠等)，而不论所选择的取样方案如何。为了清楚起见，量测系统的精度是数量与该数量的真实值的测量结果的接近程度。量测系统的与再现性及可重复性相关的精度是在不变条件下重复的测量展示相同结果(即便例如不准确)的程度。
因此，一个经识别的获取策略通常优化每目标的信息提取，即，在该量测选配方案产生流程中，针对所有目标识别一个测量获取策略，并且然后将该测量获取策略应用到每一个独立目标，而不论取样方案如何。此外，由于量测选配方案的验证通常涉及衬底指纹匹配，所以测量获取策略是通过在最差情况下执行衬底上的目标或目标示例而加以确定的。结果，用于针对最困难的目标或目标示例实现期望的准确度/精度等的波长/偏振等的数目定义用于所有目标或目标示例的获取策略。
因此，当前量测选配方案产生技术并不考虑在衬底上的目标的示例之间所存在的空间信息。例如，当前量测选配方案产生技术并不考虑衬底的取样方案的空间方面，即，所测量的衬底上的目标示例的空间位置。另外或替代地，当前量测选配方案产生技术并不考虑在每一个感兴趣的点的参数的衬底指纹中所存在的空间信息(例如，在衬底上的过程变化是低频过程，从而导致相邻目标示例之间的空间相关性)。
因此，在实施例中，使用在衬底上的目标的示例之间所存在的空间信息以确定量测选配方案产生流程的量测获取策略。由于使用在衬底上的目标的示例之间所存在的空间信息以确定量测选配方案产生流程中的测量获取策略，所以已经确定的是，相比于在不考虑该数据的典型量测选配方案产生流程中确定的测量获取策略，所定义的测量获取策略可以针对某一精度程度具有较低移动获取量测(MAM)时间。或者，针对特定MAM时间，使用在衬底上的目标的示例之间所存在的空间信息以确定量测选配方案产生流程中的测量获取策略可以得到相比于在不考虑此数据的典型量测选配方案产生流程中可实现的精度更高的精度。因此，使用在衬底上的目标的示例之间所存在的空间信息以确定量测选配方案产生流程中的测量获取策略，相比于使用在不考虑此数据的典型量测选配方案产生流程中所确定的测量获取策略进行适用目标示例的量测，可以产生较短的时间来在一个或多个适用规格(例如准确度、精度等)内执行适用目标示例的量测。
因此，在实施例中，提供了衬底特定量测选配方案产生方法(用于测量任何类型的目标，包括以上所描述的由与某一感兴趣的参数(例如重叠)相关联的某一物理现象破坏的对称性的目标中的一个或多个)。具体地说，在实施例中，量测选配方案产生流程使用在衬底上的目标示例之间所存在的空间信息(例如，衬底目标取样方案和/或存在于衬底指纹中的空间信息)以确定测量获取策略。此外，该测量获取策略得到针对衬底上的特定目标类型的至少两个不同的测量获取参数集合。因此，提供两个或更多个量测选配方案，其具有针对衬底上的特定类型的目标的至少一个测量获取参数方面的差。结果，一特定目标类型的衬底上的至少一个示例具有与该衬底上的该特定目标类型的另一示例不同的量测选配方案(在至少一个测量获取参数之差方面)。
因此，在实施例中，使用与跨过整个衬底的目标或器件图案的物理特性有关的参数(例如CD、重叠、边缘放置误差等)的空间响应的信息可以用于放宽例如在使用衬底上的目标类型的一个或多个示例进行感兴趣的参数(例如CD、重叠等)的确定时所需的所需精度。因此，为了提取感兴趣的参数的衬底指纹，在使用在衬底上的目标类型的每一个示例进行感兴趣的参数的确定时寻求提取相同精度并不是必要的。
图21对应使用衬底上的目标的示例之间所存在的空间信息来生成测量获取策略的方法以及该测量获取策略的用途的实施例。在2100处，获得在衬底上的目标的示例之间所存在的空间信息。在实施例中，空间信息包括与在衬底上的目标或器件图案的物理特性有关的参数(例如CD、重叠、边缘放置误差等)的衬底指纹。在实施例中，衬底指纹的参数与供生成测量获取策略的感兴趣的参数相同。在实施例中，空间信息包括在衬底上的目标的示例的取样方案的信息。具体地说，在实施例中，空间信息包括关于通过取样方案进行的目标示例的样本的空间分布的信息。在实施例中，通过测量获得空间信息。例如，校准型程序可以用于测量一个或多个衬底的空间信息，并且可以使用供确定测量获取策略的相同类型的测量装置或不同类型的测量装置来完成。另外，可以在不使用确定测量获取策略所针对的目标情况下测量空间信息。例如，可以使用产品上目标(例如，使用电子束测量装置)来测量空间信息，并且针对非产品目标(例如，设计成用于使用衍射电磁辐射测量装置来进行测量)生成测量获取策略。在实施例中，通过计算机仿真获得空间信息。例如，计算光刻系统可以配置有对应于确定测量获取策略的特定图案化过程的设定(并且可选地配置有一个或多个预期方差或方差范围)，并且然后执行以产生例如与在衬底上的目标或器件图案的物理特性有关的参数(例如CD、重叠、边缘放置误差等)的衬底指纹。
图22是存在于衬底上的目标的示例之间的空间信息的示例性实施例的示意性表示。例如，图22描绘了与在衬底上的目标或器件图案的物理特性有关的参数(例如CD误差、重叠、边缘放置误差等)的示例衬底指纹2200。在该示例中，针对在圆形衬底2220上的管芯/场2210确定该参数的值并且由阴影表示该参数的值。当然，指纹可以或多或少为粒状的(例如可以向场/管芯的子部分指定值)。在该示例中，阴影表示参数的不同值，并且较暗的阴影表示比较浅阴影相对于名义值(例如平均值或设计值)更大的变化。如在图22的示例中所看到的，在由区2230、2240和2250所示的指纹2200上的相对较低频率行为与剩余指纹上的频率行为是有区别的。因此，衬底指纹具有关于参数的低频指纹，该低频能够确定具有两个或更多个不同量测选配方案的测量获取策略。
在2110处，评估空间信息以确定用于将辐射施加到量测目标的示例并从量测目标的示例检测辐射的第一量测选配方案，以用于测量使用图案化过程所处理的衬底上的量测目标的多个第一示例，以确定该案化过程的至少一个参数的值。在实施例中，第一量测选配方案指定所使用的测量辐射的波长。在实施例中，第一量测选配方案指定所使用的测量辐射的偏振。在实施例中，第一量测选配方案指定某衬底旋度。在实施例中，第一量测选配方案指定入射测量束(例如环形、偶极等)的某一空间或角度辐射分布。在实施例中，第一量测选配方案指定入射测量束的某聚焦水平。
在实施例中，量测目标可以是产品上量测目标或非产品量测目标。在实施例中，量测目标结构在名义物理配置下具有几何对称性，其中，所述量测目标结构的与名义物理配置不同的物理配置导致所检测到的表示中的非对称光学特性分布，并且所确定的图案化过程参数测量所述物理配置的变化。
在实施例中，空间信息包括与在衬底上的目标或器件图案的物理特性有关的参数(例如CD误差、重叠、边缘放置误差等)的衬底指纹的信息，并且多个第一示例选自其中物理特性的值超过或满足阈值的衬底指纹内的部位。在实施例中，阈值是源于名义或平均值的方差的量。在实施例中，阈值包括高于名义或平均值的上阈值以及低于名义或平均值的下阈值，并且所述部位中的至少一个部位处于或高于该上阈值，并且所述部位中的至少一个部位处于或低于该下阈值。在实施例中，多个第一示例的示例中的每一个示例是其中物理特性的值超过或满足阈值的衬底指纹内的部位。
在实施例中，空间信息包括关于根据适用取样方案从衬底的何处获取样本的空间信息。在实施例中，取样方案空间信息充当对部位选择的约束。
在实施例中，在关于指纹的变化(例如方差、标准偏差等)的信息系已知的情况下，测量获取策略除了在确定每点的测量获取策略时考虑平均指纹以外或者作为其替代，也在确定量测选配方案时考虑不同衬底上的位置的参数的波动。通常，可以在确定量测选配方案参数时使用针对衬底上的每一个部位的指纹(2D)概率分布。
在实施例中，多个第一示例的示例的数目选自2至500个示例的范围、选自2至300个示例的范围、选自2至200个示例的范围、选自2至100个示例的范围、选自2至50个示例的范围、选自2至20个示例的范围、选自2至10个示例的范围，或者选自2至5个示例的范围。
在2120处，评估空间信息以确定用于将辐射施加到量测目标的示例并自量测目标的示例检测辐射的第二量测选配方案，以用于测量同一衬底上的量测目标的不同的多个第二示例，以确定图案化过程的至少一个参数的值，其中，所述第二量测选配方案在将辐射施加到量测目标的示例并检测来自量测目标的示例的辐射的至少一个特性方面与第一量测选配方案不同。在实施例中，第二量测选配方案在所用辐射的波长方面与第一量测选配方案不同。在实施例中，第二量测选配方案在所用辐射的偏振方面与第一量测选配方案不同。在实施例中，第二量测选配方案与第一量测选配方案在某衬底旋度方面不同。在实施例中，第二量测选配方案与第一量测选配方案在入射测量束(例如环形、偶极等)的某一空间或角度辐射分布方面不同。在实施例中，第二量测选配方案与第一量测选配方案在入射测量束的某聚焦水平方面不同。在实施例中，至少一个特性的区别包括量测选配方案之间的特性的不同组合。
在实施例中，第二量测选配方案可以用于测量量测目标的所有其它示例(例如，适用取样方案的所有其它示例)。在实施例中，第二量测选配方案可以用于测量量测的剩余示例的子集(其中，可选地第三量测选配方案可以用于测量所有其它剩余示例)。在实施例中，第一量测选配方案包括利用比第二量测选配方案更大的波长和/或更大的偏振进行测量。在实施例中，多个第一示例少于多个第二示例。
在实施例中，空间信息包括与在衬底上的目标或器件图案的物理特性有关的参数(例如CD误差、重叠、边缘放置误差等)的衬底指纹的信息，并且多个第二示例选自其中物理特性的值超过或满足阈值的衬底指纹内的部位。在实施例中，阈值源于名义或平均值的方差的量。在实施例中，阈值包括高于名义或平均值的上阈值以及低于名义或平均值的下阈值，并且所述部位中的至少一者处于或高于该上阈值并且所述部位中的至少一者处于或低于该下阈值。在实施例中，多个第一示例的示例中的每一个示例是其中物理特性的值超过或满足阈值的衬底指纹内的部位。在实施例中，用于确定第二量测选配方案的下阈值相比于用于确定第一量测选配方案的下阈值更接近于名义或平均值。在实施例中，用于确定第二量测选配方案上阈值相比于用于确定第一量测选配方案的上阈值更接近于名义或平均值。
如应当明白的是，可以产生第三、第四量测选配方案等，该第三、第四量测选配方案等可以具有至少一个与第一量测选配方案及第二量测选配方案不同的特性。该至少一个不同的特性可以包括特性的不同组合。
在实施例中，测量获取策略确定技术在需要遍及衬底量测多个感兴趣的参数的情况下特别有吸引力。具体地说，例如，多个量测选配方案中的一个或多个量测选配方案用于测量第一参数，并且多个量测选配方案中的一个或多个量测选配方案用于测量不同的第二参数。
现在，将呈现实际的示例。在该示例中，假定测量衬底上的目标的1000个示例。也就是说，1000个示例与衬底上的所有管芯/场相当均匀地铺开。在不丧失一般性的情况下，在当前测量获取策略中，将涉及利用两个波长及两个偏振进行测量的同一量测选配方案应用到衬底上的目标的全部1000个示例。
在所提议的测量获取策略确定中，可以将更灵活性且在空间上变化的获取策略应用于衬底上的目标的示例。也就是说，使用第一量测选配方案以测量目标的1000个示例中的一些，并且至少使用与第一量测选配方案不同的第二量测选配方案以测量该目标的1000个示例的至少其它示例。例如而不丧失一般性，在使用所提议的使用诸如图22中描绘的空间信息的测量获取策略的情况下，第一量测选配方案可以包括针对水平线性偏振和竖直线性偏振两者利用7个波长进行测量并且用于目标的5个特定示例。可以通过分析空间信息(例如通过应用一个或多个阈值)来识别所述特定部位。另外，可以基于空间信息中所指定的参数值的性质而确定所用的波长、偏振和/或其它量测选配方案参数的数目。例如，测量技术的数学模型或模拟(即，其模型化或仿真如何使用适用量测选配方案来测量衬底)可以用于识别为了实现某一准确度、精度等(例如经受生产量约束)而应使用的波长、偏振和/或其它量测选配方案参数的数目。
图23A是关于存在于图22的衬底上的目标的示例之间的示例性空间信息2300，将实际的示例的第一量测选配方案应用于5个目标示例的示意性表示。在所提议的选配方案产生方法中确定作为第一量测选配方案的部分利用多个获取设定所获取的几个部位2310(目标的示例)，例如在7个波长中的每一个波长下并且针对每一波长在水平线性偏振和竖直线性偏振中的每一种偏振下进行测量。
然后，根据第二量测选配方案，在水平线性偏振和竖直线性偏振中的每一者下利用第一波长且在仅竖直线性偏振下利用第二波长来测量在衬底上的目标的10个示例。在实施例中，利用用于第一量测选配方案的目标示例(即，在该实际的示例中为5个示例)的量测选配方案参数的子集来测量目标示例的第二集合(即，在该实际的示例中为10个示例)。图23B是关于存在于图22的衬底上的目标的示例之间的示例性空间信息2300，将不同于第一量测选配方案的第二量测选配方案应用于10个目标示例的示意性表示。
在该实际的示例中，利用针对第二量测选配方案所定义的量测获取特性的子集来测量剩余的目标示例。例如，在实施例中，利用第三量测选配方案的单一波长和单一偏振来测量衬底上的目标的所有剩余示例。
因此，使用当前测量获取策略，衬底量测时间＝1000(目标示例的数目)*2(波长和偏振的数目)*0.5秒(MAM时间)＝1000秒，其中，平均MAM时间/目标＝1秒。在使用两个或更多个量测选配方案的测量获取策略的实施例中，衬底量测时间＝5(用于第一量测选配方案的目标的示例)*7(第一量测选配方案的波长数目)*2(第一量测选配方案的偏振数目)*0.5秒(MAM时间)+10(用于第二量测选配方案的目标示例的数目)*(2+1)(第二量测选配方案的波长和偏振的数目)*0.5秒(MAP时间)+985(用于第三量测选配方案的目标示例的数目)*0.5秒(MAM时间)＝35+15+492.5＝542.5秒，其中，平均MAM时间/目标＝0.5425秒。因此，所提议的使用两个或更多个量测选配方案的测量获取策略可以在更佳MAM时间下导致相同生产量和/或精度(作为当前测量获取策略)，或者针对相同MAM时间(作为当前测量获取策略)获得更佳准确度和/或精度。
因此，通常，对于所提议的测量获取策略技术，虽然使目标示例的群组的数目以及每目标示例的群组的测量获取参数集合变化，但是保持在该房案实际上可行的约束下。
在2130处，使用第一量测选配方案来测量使用图案化过程所处理的衬底上的量测目标的多个第一示例，以确定所述图案化过程的至少一个参数的值。
在2140处，使用第二量测选配方案来测量同一衬底上的量测目标的不同的多个第二示例，以确定所述图案化过程的至少一个参数的值。
在2150处，使用该图案化过程的参数的确定值，以例如设计、控制、监测等图案化过程的方面(例如装置、子过程步骤(例如图案转移、蚀刻、沉积等)、消耗品(例如图案化装置)等)。
可以出于多个目的使用本文中所确定的图案化过程参数值(例如重叠值)和技术。例如，用于启用图案化过程的显著方面包括：使过程自身显影、将其设置为进行监测和控制并且然后实际上监测和控制过程自身(例如，基于图案化过程参数值预测缺陷的机会)。可以在这些方面中的任一方面使用本文中的图案化过程参数值和技术。另外，在假定图案化过程的基本原理的配置(诸如图案化装置图案、抗蚀剂类型、光刻后过程步骤，诸如显影、蚀刻等)等)的情况下，需要设置图案化过程中的装置，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测该过程、设定量测过程以测量量测目标，并且实施监测过程和/或基于测量结果控制该过程。本文中的图案化过程参数值和技术可以用于任何这类过程。
在实施例中，测量反射辐射的特性作为测量过程的一部分，以例如除了根据测量辐射确定的任何参数以外还获得衬底上的特性的值。例如，该特性可以是强度并且测量可以产生每目标的平均强度的衬底指纹。可以评估辐射特性与感兴趣的参数(例如重叠)的相关性，并且将其用作设计、控制、监测等图案化过程的方面的一部分。
因此，在实施例中，当使用该测量方案时，使用例如使用与辖射信号分量组合的权重的以上所描述的技术，许多目标具有根据其集体地推断出的感兴趣的参数。通过使用衬底上的所测量的目标的参数的相关性，与感兴趣的参数相关的信息可以通过针对衬底上的目标利用不同设置(例如针对一些目标可以使用许多波长，并且针对其它目标可以仅使用一个波长)执行测量而进行提取。也就是说，在利用许多波长测量一些目标并且仅利用一个波长测量其它目标的示例中，通过多波长目标测量提取的准确信息用于辅助对利用单一波长获取的目标上的感兴趣的参数的推断，并且该推断之所以可以进行是因为存在相关性(例如衬底上的感兴趣的参数的低频变化)。这暗示了集体地推断所有目标(或目标的子集)。因此，应用到多个目标的推断方法可以通过使用多个获取选配方案以用于使用推断方法测量衬底上的目标而对于某生产量更准确/精确。
虽然本申请中的论述考虑了设计为测量形成于衬底上的器件的重叠的测量过程和量测目标的实施例，但是本文中的实施例同样适用于其它测量过程和目标，诸如用于测量对称结构中的各种其它不对称性(诸如侧壁角不对称性、底部地板倾斜角的不对称性、CD的不对称性等)的过程和目标。因此，本文中对重叠测量目标、重叠数据等的参考应当被认为经适当的修改以启用其它种类的测量过程和目标，从而确定不同种类的感兴趣的参数(诸如CD、边缘放置误差等)。
在实施例中，提供了一种方法，该方法包括：使用第一量测选配方案测量使用图案化过程处理的衬底上的量测目标的多个第一示例，以确定所述图案化过程的至少一个参数的值，所述第一量测选配方案用于将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射；以及使用第二量测选配方案测量同一衬底上的量测目标的不同的多个第二示例，以确定所述图案化过程的至少一个参数的值，所述第二量测选配方案用于将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射，其中，在“将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射”的至少一个特性方面，所述第二量测选配方案与所述第一量测选配方案不同。
在实施例中，所述第二量测选配方案所使用的辐射的波长与所述第一量测选配方案不同。在实施例中，所述第二量测选配方案所使用的辐射的偏振与所述第一量测选配方案不同。在实施例中，所述第二量测选配方案在衬底旋度、聚焦水平和/或所使用的入射测量束辐射分布方面与所述第一量测选配方案不同。在实施例中，该量测目标在名义物理配置下具有几何对称性，其中，结构的与所述名义物理配置不同的物理配置导致所检测到的表示中的非对称光学特性分布，并且至少一个图案化过程参数中的至少一个参数测量所述物理配置的变化。在实施例中，所述第一量测选配方案包括利用比所述第二量测选配方案更大的波长和/或更大的偏振进行测量，并且多个第一示例少于多个第二示例。在实施例中，所述第一量测选配方案包括“将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射”的多个特性，并且其中，所述第二量测选配方案包括在所述第一量测选配方案中使用的特性的子集。在实施例中，所述第一量测选配方案用于确定所述至少一个参数中的第一参数，并且所述第二量测选配方案用于确定所述至少一个参数中的不同的第二参数。在实施例中，该方法还包括：使用第三量测选配方案测量同一衬底上的量测目标的不同的多个第三示例，以确定所述图案化过程的至少一个参数的值，所述第三量测选配方案用于将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射，其中，所述第三量测选配方案在“将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射”的至少一个特性方面与所述第一量测选配方案及所述第二量测选配方案不同。在实施例中，该量测目标是产品上的量测目标。在实施例中，该方法还包括测量从所述衬底反射的辐射中的特性并记录所述衬底上的经测量的特性的值。在实施例中，该方法还包括确定所记录的经测量的特性的值与所述至少一个参数之间的相关性。
在实施例中，提供了一种方法，该方法包括：获得存在于衬底上的量测目标的示例之间的空间信息；基于所述空间信息，确定用于“将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射”的第一量测选配方案，以用于测量使用图案化过程处理的衬底上的量测目标的多个第一示例，以确定所述图案化过程中的一个参数的值；以及基于所述空间信息，确定用于“将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射”的第二量测选配方案，以用于测量同一衬底上的量测目标的不同的多个第二示例，以确定所述图案化过程的参数的值，其中，在“将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射”的至少一个特性方面，所述第二量测选配方案与所述第一量测选配方案不同。
在实施例中，所述第二量测选配方案在所使用的辐射的波长方面与所述第一量测选配方案不同。在实施例中，所述第二量测选配方案在所使用的辐射的偏振方面与所述第一量测选配方案不同。在实施例中，所述第二量测选配方案在衬底旋度、聚焦水平和/或所使用的入射测量束辐射分布方面与所述第一量测选配方案不同。在实施例中，该量测目标在名义物理配置下具有几何对称性，其中，结构的与所述名义物理配置不同的物理配置导致所检测到的表示中的非对称光学特性分布，并且该图案化过程参数测量所述物理配置的变化。在实施例中，所述第一量测选配方案包括利用比所述第二量测选配方案更大的波长和/或更大的偏振进行测量，并且多个第一示例少于多个第二示例。在实施例中，所述第一量测选配方案用于确定所述至少一个参数中的第一参数，并且所述第二量测选配方案用于确定所述至少一个参数中不同的第二参数。在实施例中，该方法还包括确定用于将辐射施加到所述量测目标的示例并从所述量测目标的所述示例检测辐射的第二量测选配方案，以用于测量同一衬底上的量测目标的不同的多个第三示例，以确定所述图案化过程的参数的值，其中，所述第三量测选配方案在“将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射”的至少一个特性方面与所述第一量测选配方案及所述第二量测选配方案不同。在实施例中，该量测目标是产品上的量测目标。在实施例中，该方法还包括：使用所述第一量测选配方案测量使用该图案化过程处理的衬底上的所述量测目标的多个第一示例，以确定所述图案化过程的参数的值，以及使用所述第二量测选配方案测同一衬底上的量测目标的不同的多个第二示例，以确定所述图案化过程的参数的值。在实施例中，所述方法还包括：测量从所述衬底反射的辐射中的特性并记录所述衬底上的经测量的特性的值。在实施例中，所述方法还包括确定所记录的经测量的特性的值与所述至少一个参数之间的相关性。
参考图24，示出了计算机系统3200。计算机系统3200包括用于传送信息的总线3202或其它通信机构，以及与总线3202联接以用于处理信息的处理器3204(或者多个处理器3204和3205)。计算机系统3200还包括联接到总线3202以用于存储待由处理器3204执行的信息及指令的主存储器3206，诸如随机存取存储器(RAM)或其它动态存储器件。主存储器3206也可以用于在待由处理器3204执行的指令的执行期间存储暂时性变量或其它中间信息。计算机系统3200还包括联接到总线3202以用于存储用于处理器3204的静态信息及指令的只读存储器(ROM)3208或其它静态存储器件。提供诸如磁盘或光盘的存储器3210，并且该存储器联接到总线3202以用于存储信息及指令。
计算机系统3200可以经由总线3202联接到用于向计算机用户显示信息的显示器3212，诸如阴极射线管(CRT)或平板显示器或触控面板显示器。包括文字数字按键和其它按键的输入器3214联接到总线3202，以用于将信息和命令选择传送到处理器3204。另一类型的使用者输入器是用于将方向信息和命令选择传送到处理器3204并且用于控制显示器3212上的光标移动的光标控制件3216，诸如鼠标、轨迹球或光标方向键。该输入器通常具有在两个轴线(第一轴线(例如X)和第二轴线(例如Y))上的两个自由度，其允许该器件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器。
计算机系统3200可以适合于响应于处理器3204执行主存储器3206中包括的一个或多个指令的一个或多个序列而充当本文中的处理单元。可以将这些指令从另一个计算机可读介质(诸如存储器3210)读取到主存储器3206中。主存储器3206中包括的指令序列的执行使得处理器3204执行本文中描述的过程。呈多处理布置的一个或多个处理器也可以用于执行主存储器3206中包括的指令序列。在替代性实施例中，可以代替或结合软件指令而使用硬联机电路系统。因此，实施例不限于硬件电路系统与软件的任何特定组合。
如本文中使用的术语“计算机可读介质”是指参与将指令提供到处理器3204以供执行的任何介质。该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，诸如存储器3210。易失性介质包括易失存储器，诸如主存储器3206。传输介质包括同轴缆线、铜线和光纤，包括包含总线3202的电线。传输介质也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、柔性碟、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及EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储器晶片或卡匣、如下文所描述的载波，或者可供计算机读取的任何其它介质。
可以在将一个或多个指令的一个或多个序列携载到处理器3204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到其易失性存储器中，并且使用调制解调器经由电话线发送指令。在计算机系统3200本端的调制解调器可以接收电话在线的数据，并且使用红外传输器将数据转换成红外信号。联接到总线3202的红外检测器可以接收红外信号中所携载的数据并且将数据放置于总线3202上。总线3202将数据携载到主存储器3206，处理器3204从该主存储器3206获取和执行指令。由主存储器3206接收的指令可选地在供处理器3204执行之前或之后存储于存储器3210上。
计算机系统3200还可以包括联接到总线3202的通信接口3218。通信接口3218提供对网络链路3220的双向数据通信联合，网络链路3220连接到局域网络3222。例如，通信接口3218可以是整合式服务数字网络(ISDN)卡或调制解调器，以提供对对应类型的电话线的数据通信连接。作为另一个示例，通信接口3218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。在任何这种实施中，通信接口3218发送和接收携载表示各种类型的信息的数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。
网络链路3220通常经由一个或多个网络将数据通信提供到其它数据器件。例如，网络链路3220可以经由局域网络3222而向主机电脑3224或向由因特网服务业者(ISP)3226操作的数据装置提供连接。ISP 3226又经由全球封包数据通信网络(现在通常被称为“因特网”)3228而提供数据通信服务。局域网络3222和因特网3228两者都使用携载数字数据串流的电信号、电磁信号或光信号。经由各种网络的信号和在网络链路3220上并且经由通信接口3218的信号(该信号将数字数据携载到计算机系统3200和从计算机系统3200携载数字数据)是输送信息的例示性载波形式。
计算机系统3200可以经由网络、网络链路3220和通信接口3218发送信息和接收数据(包括程序代码)。在因特网的示例中，服务器3230可能经由因特网3228、ISP3226、局域网络3222和通信接口3218传输用于应用程序的经请求程序代码。根据一个或多个实施例，一个这种经下载应用程序提供如例如本文中公开的方法。所接收的程序代码可以在其被接收时由处理器3204执行，和/或存储于存储器3210或其它非易失性存储器中以供稍后执行。这样，计算机系统3200可以获得呈载波的形式的应用程序码。
本发明的实施例可以采用如下形式：计算机程序，其包括描述如本文中公开的方法的机器可读指令的一个或多个序列；或数据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)，在其中存储有该计算机程序。另外，可以用两个或更多个计算机程序来体现机器可读指令。该两个或更多个电脑程序可以存储于一个或多个不同存储器和/或数据存储介质上。
本文中描述的任何控制器可以在一个或多个计算机程序由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时各自或组合地能够操作。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适当的配置。一个或多个处理器被配置为与所述控制器中的至少一个控制器通信。例如，每一控制器可以包括用于执行包括用于上文所描述的方法的机器可读指令的计算机程序的一个或多个处理器。控制器可以包括用于存储这些计算机程式的数据存储介质，和/或用以收纳此介质之硬件。因此，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。
尽管在本发明中可以特定地参考量测设备在IC制造中的使用，但是应当理解，本文中描述的量测设备和过程可以具有其它应用，诸如制造集成光学系统、用于磁畴存储器的导引和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。本领域技术人员将明白，在这些可替代的应用的内容背景中，可以认为本文中对术语“晶片”或“管芯”的任何使用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(通常将抗蚀剂层施加到衬底并且显影经曝光抗蚀剂的工具)、测量工具和/或一个或多个各种其它工具中处理本发明中所提及的衬底。在适用情况下，可以将本文的内容应用于这些和其它衬底处理工具。此外，可以将衬底处理多于一次，例如，以便产生多层IC，使得本文中使用的术语衬底也可以指已经包括多个经处理的层的衬底。
尽管在上文中可以已经特定地参考在光学光刻的内容背景中的本发明的实施例的使用，但是应当明白，本发明可以用于其它应用(例如纳米压印光刻)中，并且在内容背景允许的情况下不限于光学光刻。在纳米压印光刻的情况下，图案化装置是压印模板或模具。
在下列条项中描绘了根据本发明的另外的实施例：
1.一种方法，包括：
使用第一量测选配方案测量使用图案化过程处理的衬底上的量测目标的多个第一示例，以确定所述图案化过程的至少一个参数的值，所述第一量测选配方案用于将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射；和
使用第二量测选配方案测量同一衬底上的量测目标的不同的多个第二示例，以确定所述图案化过程的至少一个参数的值，所述第二量测选配方案用于将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射，
其中，所述第二量测选配方案在将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自该量测目标的示例的辐射的至少一个特性方面与所述第一量测选配方案不同。
2.如条项1所述的方法，其中，所述第二量测选配方案所使用的辐射的波长与所述第一量测选配方案不同。
3.如条项1或条项2所述的方法，其中，所述第二量测选配方案所使用的辐射的偏振与所述第一量测选配方案不同。
4.如条项1-3中任一项所述的方法，其中，所述第二量测选配方案的衬底旋度、聚焦水平和/或所使用的入射测量束辐射分布与所述第一量测选配方案不同。
5.如条项1-4中任一项所述的方法，其中，所述量测目标在名义物理配置下具有几何对称性，其中，结构的与所述名义物理配置不同的物理配置导致所检测到的表示中的非对称光学特性分布，并且至少一个图案化过程参数中的至少一个参数测量所述物理配置的变化。
6.如条项1-5中任一项所述的方法，其中，所述第一量测选配方案包括利用比所述第二量测选配方案大的波长和/或大的偏振的测量，并且多个第一示例少于多个第二示例。
7.如条项1-6中任一项所述的方法，其中，所述第一量测选配方案包括将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射的多个特性，并且其中，所述第二量测选配方案包括在所述第一量测选配方案中使用的特性的子集。
8.如条项1-7中任一项所述的方法，其中，所述第一量测选配方案用于确定所述至少一个参数中的第一参数，并且所述第二量测选配方案用于确定所述至少一个参数中的不同的第二参数。
9.如条项1-8中任一项所述的方法，还包括使用第三量测选配方案测量同一衬底上的量测目标的不同的第三多个示例，以确定所述图案化过程的至少一个参数的值，所述第三量测选配方案用于将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射，其中，所述第二量测选配方案在“将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射”的至少一个特性方面与所述第一量测选配方案及所述第二量测选配方案不同。
10.如条项1-9中任一项所述的方法，其中，所述量测目标是产品上的量测目标。
11.如条项1-10中任一项所述的方法，还包括测量从所述衬底反射的辐射中的特性并记录整个所述衬底上的经测量的特性的值。
12.如条项11所述的方法，还包括：确定所记录的经测量的特性的值与所述至少一个参数之间的相关性。
13.一种方法，包括：
获得衬底上的量测目标的示例之间的空间信息；
基于所述空间信息，确定用于将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射的第一量测选配方案，以用于测量使用图案化过程处理的衬底上的量测目标的多个第一示例，以确定所述图案化过程中的一个参数的值；和
基于所述空间信息，确定用于将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射的第二量测选配方案，以用于测量同一衬底上的量测目标的不同的多个第二示例，以确定所述图案化过程的参数的值，
其中，在将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射的至少一个特性方面，所述第二量测选配方案与所述第一量测选配方案不同。
14.如条项13所述的方法，其中，在所使用的辐射的波长方面，所述第二量测选配方案与所述第一量测选配方案不同。
15.如条项13或条项14的方法，其中，在所使用的辐射的偏振方面，所述第二量测选配方案与所述第一量测选配方案不同。
16.如条项13-15中任一项所述的方法，其中，在衬底旋度、聚焦水平和/或所使用的入射测量束辐射分布方面，所述第二量测选配方案与所述第一量测选配方案不同。
17.如条项13-16中任一项所述的方法，其中，所述量测目标在名义物理配置下具有几何对称性，其中，结构的与所述名义物理配置不同的物理配置导致所检测到的表示中的非对称光学特性分布，并且该图案化过程参数测量所述物理配置的变化。
18.如条项13-17中任一项所述的方法，其中，所述第一量测选配方案包括利用比所述第二量测选配方案大的波长和/或大的偏振进行测量，并且多个第一示例少于多个第二示例。
19.如条项13-18中任一项所述的方法，其中，所述第一量测选配方案用于确定所述至少一个参数中的第一参数，并且所述第二量测选配方案用于确定与所述至少一个参数中不同的第二参数。
20.如条项13-19中任一项所述的方法，还包括：确定用于将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射以用于测量同一衬底上的量测目标的不同的多个第三示例的第三量测选配方案，以确定所述图案化过程的参数的值，其中，所述第三量测选配方案在将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射的至少一个特性方面与所述第一量测选配方案以及所述第二量测选配方案不同。
21.如条项13-20中任一项所述的方法，其中，所述量测目标是产品上的量测目标。
22.如条项13-21中任一项所述的方法，还包括：
使用所述第一量测选配方案测量使用图案化过程处理的衬底上的量测目标的多个第一示例，以确定所述图案化过程的参数的值；以及
使用所述第二量测选配方案测量同一衬底上的量测目标的不同的多个第二示例，以确定所述图案化过程的参数的值。
23.如条项13-22中任一项所述的方法，还包括测量从所述衬底反射的辐射中的特性并记录所述衬底上的经测量的特性的值。
24.如条项23所述的方法，还包括：确定所记录的经量测特性的值与所述参数之间的相关性。
25.一种计算机程序产品，包括其上记录有指令的计算机非暂时性可读介质，所述指令在由计算机执行时实施如条项1至24中任一项所述的方法。
26.一种系统，包括：
硬件处理器系统；以及
非暂时性计算机可读存储介质，其被配置成存储机器可读指令，
其中，所述机器可读指令在被执行时使得所述硬件处理系统执行如条项1-24中任一项所述的方法。
27.一种用于测量图案化过程中的物体的量测设备，所述量测设备被配置为执行如条项1至24中任一项所述的方法。
28.一种系统，包括：
量测设备，其被配置为将辐射束提供到物体表面上并检测由所述物体表面上的结构重新导向的或被改变方向的辐射；以及
如条项25所述的计算机程序产品。
29.如条项28所述的系统，还包括光刻设备，所述光刻设备包括支撑结构，支撑结构被配置为保持用于调制辐射束的图案化装置；和投影光学系统，投影光学系统被配置为将经调制的辐射束投影到辐射敏感衬底上，其中，所述物体是衬底，并且所述光刻设备被配置为基于使用所述量测设备和所述计算机程序产品所获得的信息来控制所述光刻设备中的设置。
本文中使用的术语“辐射”和“束”涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如，具有是或大约365nm、355nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如，具有在5-20nm的范围内的波长)；以及粒子束(诸如离子束或电子束)。
术语“透镜”在内容背景允许时可以指各种类型的光学元件中的任一者或其组合，包括包含折射型、反射型、磁性型、电磁型和静电型光学元件。
本文中对超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某物、具有高于特定值或者高于或等于特定值的某物、基于例如参数而排名高于或低于其它某物(通过例如分类)的某物等。
本文中对校正误差或误差的校正的参考包括消除误差或将误差减小到容许范围内。
如本文中使用的术语“优化”是指或意味着调整光刻设备、图案化过程等，使得光刻或图案化处理的结果和/或过程具有更加理想的特性，诸如设计布局在衬底上的投影的更高精度、更大过程窗口等。因此，如本文中使用的术语“优化”是指或意味着识别用于一个或多个变量的一个或多个值的过程，该一个或多个值相比于用于那些一个或多个变量中的一个或多个值的初始集合提供在至少一个相关指标方面的改进，例如局部优化。应当相应地解释“最佳”和其它相关术语。在实施例中，可以反复地应用优化步骤，以提供一个或多个指标的进一步改进。
在系统的优化过程中，可以将该系统或过程的品质因数表示为成本函数。优化过程归结为寻找优化(例如最小化或最大化)成本函数的系统或过程的参数(设计变量)的集合的过程。成本函数可以依赖于优化的目标而具有任何适当的形式。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)；成本函数也可以为这些偏差的最大值(即，最差偏差)。本文中的术语“评估点”应当被广泛地解释为包括系统或过程的任何特性。归因于系统或过程的实施的实际情况，系统的设计变量可能限于有限范围和/或可能相互依赖。在光刻设备或图案化过程的情况下，约束经常与硬件的物理性质和特性(诸如可微调范围和/或图案化装置可制造性设计规则)相关联，并且评估点可以包括衬底上的抗蚀剂图像上的实体点，以及诸如剂量和焦点的非物理特性。
虽然上文已描述本发明的特定实施例，但是应当明白，可以以与所描述的方式不同的其它方式来实践本发明。例如，本发明可以采用如下形式：计算机程序，其包括描述如上文所公开的方法的机器可读指令之一或多个序列；或者数据存储介质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)，在其中存储有该计算机程序。
虽然在框图中，所说明的组件被描绘为离散的功能区块，但是实施例不限于本文中描述的功能性如所说明地组织的系统。由这些部件中的每一个部件提供的功能性可以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，可以混合、结合、复写、分解、分配(例如，在数据中心内或地理上)，或者以另外不同方式组织该软件或硬件。本文中描述的功能可以通过执行存储于有形的非暂时性机器可读介质上的程序代码的一个或多个计算机的一个或多个处理器来提供。在一些情况下，第三方内容递送网络可以主控经由网络传送的信息中的一些或全部信息，在这种情况下，在据称供应或以另外方式提供信息(例如内容)的情况下，可以通过发送指令以从内容递送网络获取信息来提供该信息。
除非另有具体陈述，否则如从论述显而易见地，应当明白的是，在本明书中，提及诸如“处理”、“计算”、“确定”或类似的术语的论述是指诸如专用计算机或类似的专用电子处理/计算器件的特定装置的动作或过程。
读者应当明白，本申请描述了多个发明。申请人已将这些发明分组成单一文件，而没有将那些发明分离成多个分开的专利申请，这是因为它们的相关主题可以在应用过程中有助于经济发展。然而，不应当合并这些发明的不同优点和方面。在一些情况下，实施例解决了本发明中所提及的所有缺陷，但是应当理解的是，本发明是独立地有用的，并且一些实施例仅解决了这些问题的子集或者提供了其它未提及的益处，这些益处对于阅读本文的本领域技术人员将是显而易见的。归因于成本约束，目前可能没有主张本文中公开的一些发明，并且可以在稍后的申请(诸如继续申请或通过修正本技术方案)中主张那些发明。类似地，归因于空间约束，本发明文件的“说明书摘要”和“发明内容”章节都不应当被视为包括所有这些发明的全面陈述或这些发明的所有方面。
应当理解的是，说明书和附图并不意图将本发明限于所公开的特定形式，而是正相反，本发明意图涵盖属于如由随附的权利要求书所限定的本发明的精神和范围的所有修改、等同物以及替代方案。
根据本说明书，对于本领域技术人员而言，本发明的各个方面的修改和替代性实施例将是显而易见的。因此，本说明书和附图应当被理解为仅是说明性的，并且是出于教导本领域技术人员实施本发明的一般方式的目的。应当理解的是，本发明中展示和描述的本发明的形式应当被视为实施例的示例。组件和材料可以代替本文中说明和描述的元件和材料，零件和过程可以被反转或者被省略，可以独立地利用某些特征，并且可以组合实施例或实施例的特征，这些对于本领域技术人员在获得本发明的说明书的益处之后将是显而易见的。可以在不脱离如在以下权利要求书中所描述的本发明的精神和范围的情况下对本文中描述的组件作出改变。本发明中所使用的标题仅为实现组织性目的，并且不意味着用于限制本说明书的范围。
如在本申请中使用的，词语“可以”是在许可的意义(即，意味着有可能)而非强制性的意义(即，意味着必须)下使用的。词语“包括”及其类似词语意味着包括(但不限于)。如在本申请使用的，单数形式“一”和“该”包括多个参照物，除非上下文另有明确地指示。因此，例如，对“元件”的参考包括两个或更多个组件的组合，尽管会针对一个或多个组件使用其它术语及短语，诸如“一个或多个”。除非另有指示，否则术语“或”是非独占式的，即，涵盖“和”及“或”两者。描述条件关系的术语，例如，“响应于X，而Y”、“在X后，即Y”、“如果X，则Y”、“当X时，Y”及其类似者涵盖因果关系，其中，前提是必要的因果条件，前提是充分的因果条件，或者前提是结果的贡献因果条件，例如，“在条件Y获得后，即出现状态X”对于“仅在Y后，才出现X”以及“在Y及Z后，即出现X”是通用的。这些条件关系不限于即刻遵循前提而获得的结果，这是因为可以延迟一些结果，并且在条件陈述中，前提连接到其结果，例如，前提与出现结果的可能性相关。除非另外指示，否则多个特质或功能映射到多个物体(例如，执行步骤A、B、C和D中的一个或多个处理器)的陈述涵盖所有这些特质或功能映射到所有这些物体和特质或者功能的子集映射到特质或功能的子集两者(例如，所有处理器各自执行步骤A至D，和其中处理器1执行步骤A，处理器2执行步骤B及步骤C的一部分，并且处理器3执行步骤C的一部分及步骤D的情况)。另外，除非另有指示，否则一个值或动作“基于”另一个条件或值的陈述涵盖条件或者值是单独因子的情况以及条件或值是多个因子中的一个因子的情况两者。除非另外规定，否则某个集合中的“每一个”示例具有某种性质的陈述不应当被理解为排除更大集合中的一些另外相同或相似部件并不具有该性质的情况，即，每一个未必意味着全部。
某些美国专利、美国专利申请或其它材料(例如论文)已经以引用的方式并入本文的范围内，这些美国专利、美国专利申请和其它材料的文字仅在该材料与本文中所阐述的陈述和附图之间不存在冲突的范围内并入。在存在这类冲突的情况下，在这类以引用方式并入的美国专利、美国专利申请和其它材料中的任何这类冲突并不具体地以引用的方式并入本文中。
以上的描述意图是说明性，而非限制性的。因此，对于本领域技术人员将显而易见的是，可以在不背离下文所阐明的权利要求书的范围的情况下对所描述的本发明进行修改。

Claims (12)

1.一种方法，包括：
使用第一量测选配方案测量使用图案化过程处理的衬底上的量测目标的多个第一示例，以确定所述图案化过程的至少一个参数的值，所述第一量测选配方案用于将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射；以及
使用第二量测选配方案测量同一所述衬底上的量测目标的不同的多个第二示例，以确定所述图案化过程的至少一个参数的值，所述第二量测选配方案用于将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射，其中，在将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射的至少一个特性方面，所述第二量测选配方案与所述第一量测选配方案不同。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在所使用的辐射的波长方面，所述第二量测选配方案与所述第一量测选配方案不同。
3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，在所使用的辐射的偏振方面，所述第二量测选配方案与所述第一量测选配方案不同。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在衬底旋度、聚焦水平和/或所使用的入射测量束辐射分布方面，所述第二量测选配方案与所述第一量测选配方案不同。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述量测目标在名义物理配置下具有几何对称性，其中，结构的与所述名义物理配置不同的物理配置导致所检测到的表示中的非对称光学特性分布，并且至少一个图案化过程参数中的至少一个参数测量所述物理配置的变化。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述第一量测选配方案包括利用比所述第二量测选配方案更大的波长和/或更大的偏振进行测量，并且多个第一示例少于多个第二示例。
7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述第一量测选配方案包括“将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射”的多个特性，并且其中，所述第二量测选配方案包括在所述第一量测选配方案中使用的特性的子集。
8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述第一量测选配方案用于确定所述至少一个参数中的第一参数，并且所述第二量测选配方案用于确定所述至少一个参数中不同的第二参数。
9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，还包括：使用第三量测选配方案测量同一所述衬底上的量测目标的不同的多个第三示例，以确定所述图案化过程的至少一个参数的值，所述第三量测选配方案用于将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射，其中，在将辐射施加到所述量测目标的示例并检测来自所述量测目标的示例的辐射的至少一个特性方面，所述第三量测选配方案与所述第一量测选配方案以及所述第二量测选配方案不同。
10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述量测目标是产品上的量测目标。
11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，还包括测量从所述衬底反射的辐射的特性并记录跨过所述衬底的测量的特性的值。
12.如权利要求11所述的方法，还包括：确定所记录的经测量的特性的值与所述至少一个参数之间的相关性。
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