CN111007702A - 曝光半导体结构的方法、设备及非暂时性计算机可读介质 - Google Patents

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Abstract

提供了曝光半导体结构的方法、设备及非暂时性计算机可读介质。可通过检测半导体晶圆结构上的对准标记来计算多个模型函数。可通过使用向模型函数的每个基函数分配不同权重的权重函数对模型函数进行组合来确定组合模型函数。因此，即使当对准标记或套准标记的不对称性对晶圆上的水平位置具有高度依赖性时，也确保了曝光工艺的可靠性。

Description

曝光半导体结构的方法、设备及非暂时性计算机可读介质
该申请要求于2018年10月8日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0119963号韩国专利申请的权益，所述韩国专利申请的公开通过引用全部包含于此。
技术领域
发明构思涉及光刻方法和光刻设备，更具体地，涉及具有改善的可靠性的光刻方法和光刻设备。
背景技术
为了制造半导体装置，对包括半导体材料的晶圆执行各种半导体工艺。半导体工艺可以包括例如在晶圆上沉积材料层的沉积工艺、用于在晶圆上限定图案的光刻工艺、蚀刻晶圆上的材料层的蚀刻工艺、将杂质注入到晶圆中的工艺等。通过执行这些半导体工艺，可以基于设计的布图形成半导体装置。
可以使用各种方法来确定半导体工艺的状态，以及在执行工艺之后是否存在缺陷。例如，光刻设备可以估计半导体的层中的元件的设计位置与元件的真实位置的差异。然而，随着半导体变得更小和更薄，估计的差异会变得更不准确，这会导致半导体制造工艺更不可靠。
发明内容
发明构思提供了计算用于使套准误差的大小及其变化最小化的组合模型函数的方法、设定光刻设备的方法、光刻方法和光刻设备。
根据发明构思的一方面，提供了一种使半导体结构曝光的方法，所述方法包括下述步骤：向光刻设备提供半导体结构，所述半导体结构包括晶圆、布置在晶圆上并且包括多个对准标记和多个套准标记的第一层、布置在第一层上的第二层以及布置在第二层上的光致抗蚀剂材料层；通过使用具有不同波长的多个光来识别所述多个对准标记的位置；获得均表示所述多个对准标记的设计位置与所述多个对准标记的由所述多个光识别的位置之间的差异的多个模型函数；通过使用所述多个模型函数当中的第一模型函数使光致抗蚀剂材料层曝光来形成包括多个套准标记模具的光致抗蚀剂图案；测量表示所述多个套准标记与所述多个套准标记模具之间的未对准的套准误差；通过使用权重函数对所述多个模型函数进行组合来获得组合模型函数，其中，所述多个模型函数中的每个包括基函数，其中，权重函数针对所述多个模型函数中的每个模型函数的每个基函数分配不同的权重。
根据发明构思的另一方面，提供了一种使半导体结构曝光的方法，所述方法包括下述步骤：向光刻设备提供第一半导体结构，第一半导体结构包括第一晶圆、第一层、第二层以及第一光致抗蚀剂材料层，第一晶圆具有在第一方向和第二方向上延伸的上表面，第一层布置在第一晶圆上并且包括多个第一对准标记和多个第一套准标记，第二层布置在第一层上，第一光致抗蚀剂材料层布置在第二层上；获得均表示所述多个第一对准标记的设计位置与所述多个第一对准标记的由第一光和第二光识别的位置之间的差异的第一模型函数和第二模型函数，其中，第一模型函数和第二模型函数中的每个是基函数的线性组合；通过使用第一模型函数使第一光致抗蚀剂材料层曝光来形成包括多个第一套准标记模具的第一光致抗蚀剂图案；测量表示所述多个第一套准标记与所述多个第一套准标记模具之间的未对准的套准误差；通过使用权重函数对第一模型函数和第二模型函数进行组合来获得第一组合模型函数，权重函数针对第一模型函数和第二模型函数各自的每个基函数分配不同的权重；以及使用权重函数来使被设计成与第一半导体结构相同的第二半导体结构曝光。
根据发明构思的另一方面，提供了一种使半导体结构曝光的方法，所述方法包括下述步骤：向光刻设备提供半导体结构，半导体结构包括晶圆、第一层、第二层以及光致抗蚀剂材料层，第一层布置在晶圆上并且包括多个对准标记和多个套准标记，第二层布置在第一层上，光致抗蚀剂材料层布置在第二层上；获得均表示所述多个对准标记的设计位置与所述多个对准标记的由第一光至第四光识别的位置之间的差异的第一模型函数至第四模型函数，其中，第一模型函数至第四模型函数中的每个是基函数的线性组合；通过使用权重函数对所述多个模型函数进行组合来获得组合模型函数，权重函数针对所述多个模型函数中的每个模型函数的每个基函数分配不同的权重；以及使用组合模型函数来使半导体结构曝光。
根据发明构思的另一方面，提供了一种光刻设备，所述光刻设备包括：曝光装置，被构造成使半导体结构曝光，所述半导体结构包括晶圆、第一层、第二层以及光致抗蚀剂材料层，第一层布置在晶圆上并且包括多个对准标记和多个套准标记，第二层布置在第一层上，光致抗蚀剂材料层位于第二层上；以及光刻控制器，被构造成控制曝光装置以使用多个模型函数和权重函数来使半导体结构曝光，其中，所述多个模型函数包括基函数，基函数是以晶圆上的位置的坐标作为变量的函数，其中，权重函数针对所述多个模型函数中的每个模型函数的每个基函数分配不同的权重。
根据发明构思的另一方面，提供了一种控制光刻工艺的设备，所述光刻工艺由光刻设备遍及半导体结构而执行，所述设备包括处理器，所述处理器被配置成：使用由多个所得位置识别的对准标记位置生成多个模型函数，所述多个模型函数中的每个模型函数包括基函数；通过使用权重函数对所述多个模型函数进行组合来生成组合模型函数，权重函数针对所述多个模型函数中的每个模型函数的每个基函数分配不同的权重；以及使用组合模型函数来控制光刻工艺。
根据发明构思的另一方面，提供了一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性机算机可读介质上存储有用于生成权重函数的指令，当通过一个或更多个处理器执行所述指令时，所述指令使所述一个或更多个处理器：使用晶圆上的由多个所得位置识别的对准标记位置来生成多个模型函数，所述多个模型函数中的每个包括基函数；通过使用所述多个模型函数来获得晶圆上的任意元件的真实位置；以及通过使用权重函数对所述多个模型函数进行组合来生成组合模型函数，权重函数针对所述多个模型函数中的每个模型函数的每个基函数分配不同的权重，其中，权重函数被确定为使得组合套准误差的相对于多个半导体结构的变化或平均值具有最小值，组合套准误差表示所述任意元件的基于组合模型函数确定的位置与所述任意元件的真实位置之间的差异。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解发明构思的实施例，在附图中：
图1是根据实施例的可用在曝光的方法和制造半导体装置的方法中的光刻设备的示意性剖视图；
图2是根据本公开的实施例的用于描述光刻单元或光刻集群的示意性平面图；
图3和图4是根据本公开的实施例的存储器芯片和逻辑芯片的晶圆的全景拍摄(FS)结构和芯片的平面图；
图5是示出根据本公开的实施例的极紫外(EUV)曝光工艺中的FS图像的概念图；
图6是根据实施例的曝光的方法的流程图；
图7是根据实施例的用于描述曝光的方法的剖视图；
图8是根据实施例的用于描述曝光的方法的概念图；以及
图9是根据实施例的曝光的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述实施例。同样的附图标记表示同样的元件，并且将不重复它们的描述。本公开的各种实施例涉及用于确定半导体晶圆上的任意元件的设计位置与元件的真实位置之间的差异的系统和方法。可基于半导体的层中的对准标记来计算表示针对晶圆上的每个位置的该差异的模型函数。
在一些示例中，可使用具有不同波长的多个光来计算模型函数。也就是说，在一些情况下，对准标记的不对称性可基于使用什么波长的光来测量它们的位置而造成不同的结果。因此，一些系统使用具有不同波长的不同光来说明对准标记的潜在不对称性。在一些示例中，可将基于不同波长计算的模型函数表示为基函数(每个函数具有不同的系数)的和。可通过对每个基函数的系数进行线性组合来计算组合模型函数。
然而，采用基函数的线性组合不能说明由对准标记的位置引起的不对称性。因此，根据本公开的实施例，可使用基函数的权重组合(即，针对每个基函数使用不同的权重)来计算组合模型函数。在一些情况下，权重函数可基于所使用的基函数的类型。
例如，基函数可包括单项式函数、不连续的切比雪夫多项式(Chebyshevpolynomial)、泽尔尼克多项式(Zernike polynomial)，或者其它的合适的基函数。当使用不连续的切比雪夫多项式时，可使用与使用泽尔尼克多项式时不同的权重函数来对模型函数进行组合。通过使用向不同的基函数分配不同权重的权重函数，系统可预知或计算位置依赖的不对称性。因此，即使当对准标记或套准标记的不对称性的位置依赖性显著时，组合模型函数也仍然可以是可靠的。
一旦算出组合模型函数，就可以使用该组合模型函数来调整后续半导体结构的定位(或用于在半导体结构上产生图案的光刻曝光的位置)。在一些情况下，组合模型函数可基于测量套准误差的另一函数，或者可与测量套准误差的另一函数结合起来使用。使用在这里描述的组合模型函数来执行层间对准可改善光刻设备的整体可靠性，这可提高良率并且改善半导体制造工艺的效率。发明的实施例可以以硬件、固件、软件或它们的任何组合来实施。发明的实施例也可实施为存储在机器可读介质上的指令，指令可被一个或更多个处理器读取并执行。机器可读介质可包括以由机器(例如，计算装置)可读的形式存储或传输信息的任何机制。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)；磁盘存储介质；光存储介质；闪存装置；电学、光学、声学或其它形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。此外，固件、软件、程序、指令可在这里描述为执行特定动作。然而，应该理解，这样的描述仅为了方便，这样的动作实际上源自由执行固件、软件、程序、指令等的计算装置、处理器、控制器或其它装置。
图1是根据实施例的可用在曝光的方法和制造半导体装置的方法中的光刻设备LA的示意性剖视图。光刻设备LA可基于模型函数(和套准函数)的计算来运行，模型函数(和套准函数)用来指示光刻设备LA的用于在晶圆W的层上产生图案的辐射光束B的精度。
光刻设备LA可包括源SO、照明器IL、图案化装置MA、第一位置设定器PM、掩模台MT、第二位置设定器PW、晶圆台WT和投影系统PL。
在这里，与布置在光刻设备LA内部的晶圆W的上表面基本平行而且彼此基本垂直的两个方向被定义为第一方向和第二方向(X方向和Y方向)。另外，与晶圆W的上表面基本垂直的方向被定义为第三方向(Z方向)。除非另有提及，否则方向的定义在所有附图中是相同的。
例如，源SO可发射诸如紫外线、准分子激光束、极紫外(EUV)线、X射线或电子束的辐射光束B。在各种实施例中，源SO可为包括在光刻设备LA中的组件或者可为与光刻设备LA分离的组件。例如，当源SO是准分子激光器时，源SO可为与光刻设备LA分离的组件。在这种情况下，辐射光束B通过包括扩束器的光束传输系统BD从源SO传输到照明器IL。当源SO是汞灯时，源SO可为包括在光刻设备LA中的组件。
照明器IL可容纳来自源SO的辐射光束B。照明器IL可将辐射光束B的方向定向为朝向设定的方向，形成辐射光束B的形状，或者对辐射光束B进行控制。在一些实施例中，照明器IL可包括各种类型的光学组件，诸如折射型光学组件、反射型光学组件、磁型光学组件、电磁型光学组件、电容型光学组件，或者其组合。照明器IL可包括基于辐射光束B的角度来调节强度分布的调节器AD。调节器AD可以调节照明器IL的光瞳平面的强度分布的外半径的尺寸和/或内半径的尺寸。照明器IL可以调节辐射光束B，使得辐射光束B的剖面具有所需的均匀性和所需的强度分布。
掩模台MT可支撑图案化装置MA。掩模台MT可使用机械、真空、静电或其它夹持技术来支撑图案化装置MA。在一些实施例中，掩模台MT可为固定框架或固定台。在其它实施例中，掩模台MT可为可移动框架或可移动台。掩模台MT可将图案化装置MA定位在相对于投影系统PL设定的位置中。辐射光束B可入射到由掩模台MT支撑的图案化装置MA。入射到图案化装置MA中的辐射光束B的剖面可被改变为针对图案化装置MA设定的形状。投影系统PL可以包括折射型、反射型、折反射型、磁型、电磁型和静电光学型及其组合。
在一些实施例中，图案化装置MA可为透明型或反射型。图案化装置MA的示例可包括掩模、可编程镜阵列和可编程LCD面板中的任何一者。当图案化装置MA是掩模型时，图案化装置MA可包括二元型、交替相移型、衰减相移型或各种混合型。
当图案化装置MA是可编程镜阵列时，图案化装置MA可包括例如布置为矩阵形状的一组小镜。包括在图案化装置MA中的小镜可分别倾斜以反射在不同方向上入射到小镜中的辐射光束B。倾斜的小镜可向被镜矩阵反射的辐射光束B赋予图案。
接下来，辐射光束B可通过投影系统PL。投影系统PL可将辐射光束B聚焦在晶圆W的目标部分C上。在一些实施例中，第二位置设定器PW和位置传感器IF可以驱动晶圆台WT，使得辐射光束B被顺序地聚焦在布置在晶圆台WT上的晶圆W的目标部分C上。参照图1，光刻设备LA包括一个晶圆台WT和一个第二位置设定器PW，但是不限于此。光刻设备LA可包括多个(例如，两个)晶圆台和多个第二位置设定器，并且在这种情况下，可交替地和顺序地对布置在不同晶圆台上的晶圆进行曝光。
在一些实施例中，第二位置设定器PW可驱动晶圆台WT以实现所设计的电路图案。在一些实施例中，第二位置设定器PW可驱动晶圆台WT，使得辐射光束B聚焦在晶圆W上设定的位置上。如下所述，晶圆W上设定的位置可至少部分地基于通过使用晶圆对准标记P1和P2计算的组合模型函数来确定。第二位置设定器PW可以驱动晶圆台WT，使得形成在晶圆W上的层和下面的层基于光刻工艺彼此对准以形成半导体装置。例如，可基于模型函数的计算来进行晶圆结构的层间对准，而模型函数的计算反过来依赖于晶圆W上的对准标记的检测。
在一些实施例中，投影系统PL与晶圆W之间的空间可填充有诸如水的高折射率液体。在一些实施例中，晶圆W的至少一部分可被液体覆盖。液体被称为浸没液体，浸没液体可填充光刻设备LA中的其它空间，诸如图案化装置MA与投影系统PL之间的空间。这里，被浸没不仅可表示晶圆W浸没在液体中，还可表示浸没液体位于辐射光束B的执行曝光的路径中。
第一位置设定器PM和附加位置传感器可使图案化装置MA精确地移动，使得图案化装置MA在执行曝光工艺时(例如，在图案化装置MA从掩模库取出之后)位于辐射光束B的路径上。
当光刻设备LA以步进模式操作时，掩模台MT和晶圆台WT保持在停止状态，同时辐射光束B的整体图案组投射到目标部分C上。目标部分C可为如参照图3和图4描述的全景拍摄FS或部分拍摄。在使第一目标部分C曝光之后，晶圆台WT可相对于晶圆W的上表面在水平方向上移动，从而使另一目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸可限定每个目标部分C在曝光期间成像的尺寸。
当光刻设备LA以扫描模式操作时，掩模台MT和/或晶圆台WT的移动可为同步的，从而使它们相对于彼此移动，同时辐射光束B投射到目标部分C上。可通过投影系统PL的放大(或缩小)和图像反转来确定晶圆台WT相对于掩模台MT的相对运动的速度和方向。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸可限制目标部分C在曝光期间沿水平方向的宽度。
当图案化装置MA是包括可编程镜阵列和可编程LCD面板的可编程图案化装置时，掩模台MT可在曝光工艺期间保持在停止状态，并且晶圆台WT可被移动或扫描，使得辐射光束B在目标部分C上聚焦。在该模式中，辐射光束B可为脉冲源。图案化装置MA可被更新，以根据晶圆台WT的移动在辐射光束B上设定新的图案。
图2是根据本公开的实施例的用于描述光刻单元或光刻集群的示意性平面图。
参照图2，光刻设备LA可被包括在光刻单元LC中，光刻单元LC也被称为光刻单元或光刻集群。
光刻单元LC可包括用于在晶圆的曝光之前和之后执行工艺的设备。光刻单元LC可包括用于沉积光致抗蚀剂材料层的旋转涂覆器SC、用于使曝光的光致抗蚀剂显影的显影器DE、冷却板CH和烘烤板BK。
在搬运机器人RO从输入/输出端口(I/O1和I/O2)拾取晶圆并将晶圆移动到不同的处理设备之后，搬运机器人RO可将晶圆递送到光刻设备LA的装载台LB。搬运机器人RO、输入/输出端口I/O1和I/O2以及装载台LB可被称为轨迹。
轨迹控制单元TCU可控制搬运机器人RO、输入/输出端口I/O1和I/O2以及装载台LB。轨迹控制单元TCU可由监督控制系统SCS控制，监督控制系统SCS可由光刻控制设备LACU控制。
为了使晶圆准确且一致地曝光，可检查诸如顺序层之间的套准误差、线厚度、临界尺寸(CD)等特性。这里，套准误差可为层间未对准或者为层间一致性的误差。如果在使同一批次的其它晶圆完全曝光之前执行曝光工艺的误差的检查，则可调整后续晶圆的曝光。此外，可从已经曝光的晶圆去除光致抗蚀剂层并且可对晶圆进行重新处理以提高良率，或者可丢弃晶圆。当晶圆的仅某些目标部分具有缺陷时，可仅对具有缺陷的目标部分执行附加曝光。
在一些示例中，用于使晶圆精确曝光(即，用于使半导体结构的不同层对准)的参数可包括模型函数和套准函数。模型函数可表示层内的任意元件的设计位置与该任意元件的识别位置之间的差异。套准函数可表示层间匹配的误差。套准函数可表示任意元件的由至少一个模型函数识别的位置与真实位置之间的差异。在一些示例中，模型函数和套准函数可为表示晶圆的表面的两个水平尺寸的两个变量的函数。
在一些实施例中，光刻单元LC还可包括用于检查晶圆的特性并且确定晶圆之间的分布、同一晶圆的不同层之间的分布等的检查设备。然而，其不限于此，检查设备可包括在光刻设备LA中，或者可为与光刻单元LC和光刻设备LA分离的设备。
在一些实施例中，检查设备可在曝光之后立即测量光致抗蚀剂层的特性。在一些情况下，暴露于辐射的光致抗蚀剂部分与未暴露于辐射的光致抗蚀剂部分之间会仅存在非常小的折射率差。因此，光致抗蚀剂在显影前的潜像会具有非常低的对比度。一些检查设备的灵敏度对于检查低对比度的潜像会不够高，因此，在检查之前，可执行曝光后烘烤(POB)工艺以提高曝光的光致抗蚀剂部分与未曝光的光致抗蚀剂部分之间的对比度。在一些实施例中，可在曝光的光致抗蚀剂部分或未曝光的光致抗蚀剂部分被去除之后执行检查。在一些实施例中，可在通过执行诸如蚀刻、灰化、剥离等工艺将形成在光致抗蚀剂上的图案转印到下面的层之后测量被显影的光致抗蚀剂图像。
图3和图4是根据本公开的实施例的存储器芯片和逻辑芯片的晶圆的全景拍摄FS结构和芯片的平面图。具体地，图3示出了存储器芯片的晶圆Wm，图4示出了逻辑芯片的晶圆Wl。
参照图3，在存储器芯片的晶圆Wm的情况下，多个存储器芯片可被包括在一个全景拍摄FS中。例如，25个存储器芯片可被包括在一个全景拍摄FS中。在一些实施例中，可执行87个相应的拍摄或扫描工艺以对整个一枚存储器芯片的晶圆Wm进行图案化。在图3中，每个拍摄的范围被示出为大的正方形，每个存储器芯片被示出为小的正方形。圆形边界可表示晶圆Wm的范围。
在示出的示例中，在87个拍摄当中，存在57个全景拍摄FS(即，仅在晶圆Wm内被示出为大正方形的那些拍摄可对应于全景拍摄FS)。因此，在晶圆Wm的边缘处的拍摄不会形成全景拍摄FS。因此，当在晶圆Wm的边缘处执行曝光时，掩模图案的仅一部分可被转印到晶圆Wm。全景拍摄FS不被转印到晶圆Wm的边缘，但仍可经由所构造的图案的部分转印来转印存储器芯片所需的图案。因此，晶圆Wm的边缘处的存储器芯片可作为有效芯片被用于产品。
参照图4，在逻辑芯片的晶圆Wl的情况下，一个逻辑芯片可对应于一个全景拍摄FS。在示出的示例中，57个全景拍摄FS可包括在逻辑芯片的晶圆Wl中。然而，与存储器芯片不同，逻辑芯片的晶圆Wl的边缘不会形成一个完整的逻辑芯片，因此，在逻辑芯片的晶圆Wl的边缘处不执行曝光。
图5是根据本公开的实施例的EUV曝光工艺中的全景拍摄图像的概念图。
参照图5，在曝光工艺中，全景拍摄FS可对应于可经由一次扫描转印的整个掩模图案。同时，通常可基于缩小投影来执行EUV曝光工艺。例如，可基于4:1的缩小投影来执行EUV曝光工艺。因此，诸如掩模图案等的形成在图案化装置上的图案可减小到1/4尺寸并转印到晶圆。这里，1/4是长度的减小率，并且可对应于基于面积的1/16的减小率。在一些实施例中，全景拍摄FS在X轴上可具有26mm的尺寸并且在Y轴上可具有33mm的尺寸，但不限于此。
全景拍摄FS可包括芯片CHP之间的划线道SL。划线道SL可布置在芯片CHP之间并且可使芯片CHP分离。划线道SL可为用于在切割工艺中将芯片CHP分离成单独的半导体芯片的分离线。
在一些实施例中，芯片CHP可为存储器装置。在一些实施例中，芯片CHP可为非易失性存储器装置。在一些实施例中，芯片CHP可为非易失性NAND型闪速存储器。在一些实施例中，芯片CHP可包括相变随机存取存储器(PRAM)、磁RAM(MRAM)、电阻RAM(RERAM)、铁电RAM(FRAM)、NOR闪存等。另外，芯片CHP可为当电力被阻断时丢失数据的易失性存储器装置，诸如动态RAM(DRAM)、静态RAM(SRAM)等。
在一些实施例中，例如，每个芯片CHP可为逻辑芯片、测量装置、通信装置、数字信号处理器(DSP)或片上系统(SOC)。
另外，在图5中，芯片CHP具有近似正方形的轮廓，但是不限于此。例如，芯片CHP可为显示驱动集成电路(DDI)芯片，在这种情况下，芯片CHP可具有一对平行边，所述一对平行边比与其垂直的另一对平行边长。
在一些实施例中，一个或更多个对准标记AGNM以及一个或更多个套准标记OVM可进一步形成在全景拍摄FS上。在一些实施例中，对准标记AGNM和套准标记OVM形成在划线道SL上，但发明不限于此。例如，对准标记AGNM和套准标记OVM可形成在芯片CHP中。
在一些实施例中，对准标记AGNM可为用于在光刻中精确设定曝光区域的图案。在一些实施例中，对准标记AGNM可布置成与全景拍摄FS的中心部分相邻，但发明不限于此。参照图5，一个全景拍摄FS包括一个对准标记AGNM，但发明不限于此。例如，两个或更多个对准标记AGNM可布置在一个或更多个全景拍摄FS中。另外，一个或更多个全景拍摄FS可省略对准标记AGNM。在一些实施例中，对准标记AGNM可与参照图1描述的晶圆对准标记P1和P2基本相同。
在一些实施例中，套准标记OVM可为用于测量在先前工艺中形成的层与在当前工艺中形成的层之间的层间匹配的图案。这里，层间匹配可包括例如相邻层之间的对准状态，以及是否发生了诸如短路或开路的缺陷。在一些实施例中，套准标记OVM可比对准标记AGNM更密集地布置。
可在全景拍摄FS上附加设置具有各种功能的标记。例如，用于测试所制造的半导体装置的特性的标记、用于测量化学机械抛光(CMP)工艺之后的最上层的厚度的标记、用于测量最外层的厚度的标记、用于经由光学方法测量临界线宽或内部厚度的标记等可以附加设置在全景拍摄FS上。
对准标记AGNM可用于确定包括全景拍摄FS的晶圆相对于光刻设备LA是否正确地对准。例如，可使用一种或更多种颜色的光来检测对准标记AGNM，并且基于这些标记的检测，可确定一个或更多个模型函数。每个模型函数可表示向量场，向量场中的每个向量对应于晶圆(即，Wm或Wl)上的点相对于该特定点的设计位置的偏移。在一些情况下，用于检测对准标记AGNM的每种颜色的光可用于生成模型函数。然后可对模型函数进行组合以形成可用于对后续晶圆进行定位的组合模型函数。
图6是根据实施例的曝光的方法的流程图。图7是根据实施例的用于描述曝光的方法的剖视图。图8是根据实施例的用于描述曝光的方法的概念图。
参照图6和图1，可在工艺P110中将第i晶圆W提供给光刻设备LA。这里，i是表示将对其执行工艺P120至工艺P150的晶圆的序号。在开始点处，i可为1。
可在晶圆W上布置第一层L1，可在第一层L1上布置第二层L2，可在第二层L2上布置光致抗蚀剂材料层(未示出)。参照图7，晶圆W和第一层L1彼此接触，但是发明构思的实施例不限于此。例如，可在晶圆W与第一层L1之间布置其它层。
第一层L1可包括第一绝缘层IL1和第一图案LP1与第二图案LP2。第一层L1可为对其全部执行用于形成电路的工艺的层。第一层L1可包括半导体材料。第一绝缘层IL1可包括绝缘材料。
在一些实施例中，第一图案LP1和第二图案LP2可为线图案，该线图案被布置成在第一方向(X方向)上彼此分隔开并且在第二方向(Y方向)上延伸。在一些实施例中，第一图案LP1和第二图案LP2可形成线和空间的形状。在一些实施例中，第一图案LP1可形成对准标记AGNM。在一些实施例中，第二图案LP2可形成套准标记OVM。
参照图7，第一图案LP1和第二图案LP2在第二方向(Y方向)上延伸，但是发明不限于此。例如，第一图案LP1和第二图案LP2可在第一方向(X方向)上延伸或者可在相对于第一方向和第二方向(X方向和Y方向)倾斜的方向上延伸。
在一些实施例中，第一图案LP1可具有在光学上与第一绝缘层IL1不同的成分。在一些实施例中，第一图案LP1可包括在光学上具有与第一绝缘层IL1的性质不同的性质的材料。在一些实施例中，第一图案LP1可包括具有与第一绝缘层IL1的折射率不同的折射率的材料。在一些实施例中，当第一绝缘层IL1包括氮化硅时，第一图案LP1可包括氧化硅或导电材料。在一些实施例中，当第一绝缘层IL1包括氧化硅时，第一图案LP1可包括氮化硅或导电材料。
第二层L2可包括第二绝缘层IL2。在一些实施例中，第二层L2可包括半导体材料。图7中示出的第二层L2可表示尚未被图案化的层。在一些实施例中，第二绝缘层IL2可包括与第一绝缘层IL1相同的材料，但不限于此。在一些实施例中，第二绝缘层IL2可包括与第一绝缘层IL1不同的材料。
可通过使用旋转涂覆等在晶圆上设置用于形成光致抗蚀剂图案PP的光致抗蚀剂材料层，并且可在随后工艺中对该光致抗蚀剂材料层进行图案化以将其用作使第二层L2图案化的光掩模。在一些实施例中，光致抗蚀剂材料层可为在曝光时变得不溶的负型和在曝光时变得可溶的正型中的任何一种。
再次参照图6，可在工艺P120中计算多个模型函数。这里，多个模型函数可指示晶圆W上的任意元件的设计位置与识别位置之间的差异。在一些实施例中，可在第一方向和第二方向(X方向和Y方向)上相对于晶圆W的表面上的坐标连续地定义多个模型函数。
在一些实施例中，计算多个模型函数的步骤可包括识别对准标记AGNM的位置。在一些实施例中，可经由光的衍射信号来识别对准标记AGNM的位置。在一些情况下，对准标记AGNM可具有不对称形状(例如，由用于创建对准标记AGNM的曝光工艺的系统性误差导致)。当使用不同波长(即，颜色)的光来检测对准标记AGNM时，对准标记AGNM的不对称性和其它光学因素可造成不同的结果。
因此，在一些实施例中，可由多个不同的波长的光来识别对准标记AGNM的位置。在一些实施例中，可通过具有不同频率的第一光至第四光来识别对准标记AGNM的位置。在一些实施例中，第一光可具有远红外辐射的频率带宽中的频率，第二光可具有近红外线的频率带宽中的频率。在一些实施例中，第三光可为可见光线(例如，红色光线)，第四光可为具有比第三光高的频率的可见光线(例如，绿色光线)。
在一些示例中，远红外辐射的频率带宽可表示波长等于或高于约25μm的电磁波，近红外线的频率带宽可表示波长在约0.75μm与约3μm之间的电磁波，红色可见光线的频率带宽可表示波长在约620nm与约750nm之间的电磁波，绿色可见光线的频率带宽可表示波长在约495nm与约570nm之间的电磁波。然而，频率带宽范围不限于此。
参照图8，示出了晶圆的上表面上的任意元件(例如，套准标记、对准标记、绝缘图案和/或电路图案)的各种位置。它们之中的设计位置D是基于将要在晶圆上实现的半导体装置的设计的任意元件的位置。在一些情况下，与对准标记AGNM的设计形状不同，由于曝光工艺的系统性误差，对准标记AGNM会具有不对称的形状。对准标记AGNM的不对称性会影响光的衍射而引起色偏。因此，对准标记AGNM的位置(所述位置由第一光至第四光所识别)会彼此不同。第一识别位置至第四识别位置I1、I2、I3和I4可分别是任意元件的由第一光至第四光识别的位置。
在一些实施例中，在通过使用第一光至第四光获得形成在晶圆的整个表面上的对准标记AGNM的位置信息之后，可通过使用所获得的位置信息来定义第一模型函数至第四模型函数。在一些实施例中，获得对准标记AGNM的位置信息的步骤可包括通过使用第一光至第四光来识别对准标记AGNM中的至少一个的位置。在一些实施例中，获得对准标记AGNM的位置信息的步骤可包括通过使用第一光至第四光来识别所有对准标记AGNM的位置。在一些实施例中，可通过拟合对准标记AGNM的设计位置与分别由第一光至第四光测量的对准标记AGNM的位置之间的差异来生成第一模型函数至第四模型函数。在一些实施例中，第一模型函数至第四模型函数可为相对于第一方向和第二方向(X方向和Y方向)上的坐标的连续函数。第一模型函数至第四模型函数可分别对应于第一光至第四光。
在图8中，设计位置D与第一识别位置至第四识别位置I1、I2、I3和I4之间连接的向量分别被称为第一对准向量至第四对准向量
Figure BDA0002102595140000141
和
Figure BDA0002102595140000142
可在晶圆上布置有限数量的对准标记AGNM(参照图7)，因此基于测量确定仅有限的第一对准向量至第四对准向量
Figure BDA0002102595140000143
和
Figure BDA0002102595140000144
在一些实施例中，可通过应用已知的拟合技术来获得第一对准向量至第四对准向量
Figure BDA0002102595140000145
和
Figure BDA0002102595140000146
的连续空间分布。在一些实施例中，在晶圆上的任意位置处的第一对准向量至第四对准向量
Figure BDA0002102595140000147
和
Figure BDA0002102595140000148
可由在第一方向上的第一模型函数至第四模型函数(AXq(x，y)，对应于X方向)和在第二方向上的第一模型函数至第四模型函数(AYq(x，y)，对应于Y方向)表示，如等式1所示。
[等式1]
Figure BDA0002102595140000149
这里，q是1与4之间的任何一个整数并且是表示与第一模型函数至第四模型函数AXq(x,y)和AYq(x,y)中的哪个对应的序数。小写字母x和y表示坐标值以分别指示晶圆上的在第一方向(X方向)和第二方向(Y方向)上的位置。
这里，描述的是通过使用第一光至第四光的频率带宽来获得第一模型函数至第四模型函数。然而，这是为了便于解释，并且发明构思不限于此。例如，可通过使用具有不同频率的两个、三个或者五个或更多个光来识别对准标记AGNM的位置，然后可基于所识别的位置来获得两个、三个或者五个或更多个模型函数。
另外，基于用于识别对准标记AGNM的位置的衍射光的级，即使使用波长相同的光，也可不同地识别对准标记AGNM的位置。换句话说，相同波长而不同级的衍射光可设定不同的对准向量和模型。也就是说，当单个波长的光通过衍射光栅时，它可以以多个级衍射到每侧。所述多个衍射级可对应于与通过光栅的多个狭缝的光的干涉相关联的峰。不同级的衍射光可以以不同的角度和不同的强度到达每个对准标记AGNM处，这可以影响相应的模型函数。
在一些实施例中，第一模型函数至第四模型函数可相对于第一方向(X方向)和第二方向(Y方向)中的每个方向来定义。因此，可定义总共八个模型函数。在一些实施例中，第一模型函数至第四模型函数可对应于基函数的线性组合。在一些实施例中，基可包括单项式、不连续的切比雪夫多项式和泽尔尼克多项式中的任何一个，但是基不限于此。例如，基可为函数空间中的任意的完全基组。这里，完全基组表示基函数的组，该组包括表示函数空间中的任意函数所需的最少数量的基函数。在一些实施例中，基可为任意的离散正交多项式。在一些示例中，基组的系数可对应于光刻对准技术中的所谓“参数”。
当基函数是单项式时，在第一方向(X方向)上的第一模型函数至第四模型函数可由下面的等式2来定义。
[等式2]
Figure BDA0002102595140000151
在等式2中，q可为指代第一模型函数至第四模型函数中的任何一个模型函数的序号。具体地，AX1(x,y)可为在第一方向(X方向)上的第一模型函数，AX2(x,y)可为在第一方向(X方向)上的第二模型函数，AX3(x,y)可为在第一方向(X方向)上的第三模型函数，AX4(x,y)可为在第一方向(X方向)上的第四模型函数。
另外，在等式2中，Bn(x,y)可为模型函数的基。在一些实施例中，模型函数的基可为具有xayb(a和b是等于或大于0的整数)形式的单项式、泽尔尼克多项式、不连续的切比雪夫多项式或任意合适基组的单位基。
类似地，在第二方向(Y方向)上的第一模型函数至第四模型函数可由下面的等式3来定义。
[等式3]
Figure BDA0002102595140000152
在第二方向(Y方向)上的第一模型函数至第四模型函数AYq(x,y)的变量的定义与上述的在第一方向(X方向)上的第一模型函数至第四模型函数AXq(x,y)的变量的定义基本相同。
在第一方向(X方向)上的第一模型函数至第四模型函数以及在第二方向(Y方向)上的第一模型函数至第四模型函数可表示定义第一层L1和第二层L2之间的关系的函数。在图7中，描述了例如设置两个层并且提供在第一层L1和第二层L2之间的第一模型函数至第四模型函数。然而，当在晶圆W上形成多个层时，可与之相对应地提供多个第一模型函数、多个第二模型函数、多个第三模型函数和多个第四模型函数。例如，当在晶圆W上形成总共Q个层时，可提供Q-1个第一模型函数、Q-1个第二模型函数、Q-1个第三模型函数和Q-1个第四模型函数。
再次参照图6，在工艺P130中，可使光致抗蚀剂材料层曝光以形成光致抗蚀剂图案PP。
在一些实施例中，可通过使用第一模型函数至第四模型函数中的任何一者来执行光致抗蚀剂材料层的曝光。在下文中，为了便于说明，将描述通过使用第一模型函数来执行曝光。当光致抗蚀剂材料层是正型时，光致抗蚀剂材料层的被曝光的区域可与将形成在第二层L2上的电路图案竖直叠置。当光致抗蚀剂材料层是负型时，光致抗蚀剂材料层的未曝光的区域可与将形成在第二层L2上的电路图案竖直叠置。
在一些实施例中，由与第一模型函数对应的第一光测量的信号的强度可大于由第二光至第四光测量的信号的强度。在一些实施例中，半导体结构之中的第一模型函数的基函数的系数的变化可小于半导体结构之中的第二模型函数至第四模型函数的基函数的系数的变化。在一些实施例中，对准标记的由第一光识别并且由第一模型函数确定的位置之间的余量可小于对准标记的由第二光至第四光识别并且由相应的第二模型函数至第四模型函数确定的位置之间的余量。
接下来，可通过执行显影工艺来形成光致抗蚀剂图案PP。例如，在随后工艺中，使用光致抗蚀剂图案PP来蚀刻第二层L2，然后可在光致抗蚀剂图案PP上沉积预先构造的材料层。此后，可通过使用灰化工艺等来去除光致抗蚀剂图案PP以在第二层L2上形成期望的电路图案。光致抗蚀剂图案PP可在随后工艺中转印到第二层L2的第二绝缘层IL2。
在图7中，光致抗蚀剂图案PP的形成在对准标记AGNM上的包括开口的图案可被称为对准标记模具AGNMM，光致抗蚀剂图案PP的形成在套准标记OVM上的包括开口的图案可被称为套准标记模具OVMM。
参照图6、图7和图8，可在工艺P140中测量套准误差。测量套准误差的技术被称为晶圆计量。晶圆计量可包括测量堆叠层的厚度、测量形成图案的临界尺寸以及测量叠置层之间的匹配。在一些实施例中，可由参照图2描述的光刻单元LC来执行套准误差的测量。
套准误差的测量可包括将形成在第一层L1中的套准标记OVM的水平位置和光致抗蚀剂图案PP的套准标记模具OVMM的水平位置进行比较，但不限于此。例如，在曝光工艺之后和显影工艺之前，可将曝光的光致抗蚀剂材料层的潜像与套准标记OVM进行比较。在一些情况下，可附加地执行投影光学盒(POB)工艺以将光致抗蚀剂材料层的潜像与第一层L1的套准标记OVM进行比较。另外，在通过使用光致抗蚀剂图案在第二层L2上形成电路图案、套准标记等之后，能够将第一层L1的套准标记OVM与第二层L2的套准标记进行比较。
在一些实施例中，套准误差的测量可由具有与第一光至第四光不同的波长的第五光执行，但发明不限于此。例如，可通过使用第一光至第四光中的任何一个来执行套准误差的测量。另外，可通过具有不同波长的多个光来测量套准误差。
在一些实施例中，基于与第一模型函数至第四模型函数的计算基本相同的方法，可计算套准函数，该套准函数是套准误差在第一方向和第二方向(X方向和Y方向)上的连续空间分布。在第一方向和第二方向(X方向和Y方向)上的套准函数可由下面的等式4和等式5定义。
[等式4]
Figure BDA0002102595140000171
[等式5]
Figure BDA0002102595140000172
在等式4和等式5中，
Figure BDA0002102595140000173
和
Figure BDA0002102595140000174
是每个基的系数，Bn(x,y)是可与第一模型函数至第四模型函数的基相同的基。
在一些实施例中，在第一方向(X方向)上的套准函数OX(x,y)和在第二方向(Y方向)上的套准函数OY(x,y)的基可与第一模型函数至第四模型函数的基相同。例如，当第一模型函数至第四模型函数的基是单项式时，套准函数OX(x,y)和OY(x,y)的基可为单项式。当第一模型函数至第四模型函数的基是切比雪夫多项式时，套准函数OX(x,y)和OY(x,y)的基可为切比雪夫多项式。当第一模型函数至第四模型函数的基是泽尔尼克多项式时，套准函数OX(x,y)和OY(x,y)的基可为泽尔尼克多项式。
在一些实施例中，套准误差可由连接第一识别位置I1和真实位置R的向量指示。在一些实施例中，套准误差可由图8的套准向量
Figure BDA0002102595140000181
可视化。以与第一对准向量至第四对准向量
Figure BDA0002102595140000182
和
Figure BDA0002102595140000183
的描述类似的方式，在晶圆的任意位置处的套准向量
Figure BDA0002102595140000184
可由如下等式6中的套准函数表示。
[等式6]
Figure BDA0002102595140000185
关于晶圆上的任意点的套准向量
Figure BDA0002102595140000186
和第一对准向量
Figure BDA0002102595140000187
可在工艺P120至工艺P140中获得，参照图8，可通过套准向量
Figure BDA0002102595140000188
和第一对准向量
Figure BDA0002102595140000189
的向量运算导出下面的等式7。
[等式7]
Figure BDA00021025951400001810
这里，真实位置向量
Figure BDA00021025951400001811
是作为指示套准标记OVM的设计位置D与真实位置R之间的差异的向量。真实位置向量
Figure BDA00021025951400001812
可通过套准向量
Figure BDA00021025951400001813
和第一对准向量
Figure BDA00021025951400001814
的向量和来获得。晶圆上的任意元件的真实位置R可通过使用真实位置向量
Figure BDA00021025951400001815
来获得。通过将套准标记OVM和套准标记模具OVMM进行比较来确定套准向量
Figure BDA00021025951400001816
而通过将对准标记AGNM和电路设计进行比较来确定第一对准向量
Figure BDA00021025951400001817
因此，从其中导出向量的对象是不同的。然而，通过获得作为其连续空间分布的第一模型函数和套准函数，可获得针对晶圆上的任意位置的第一对准向量
Figure BDA00021025951400001818
和真实位置向量
Figure BDA00021025951400001819
再次参照图6，可在工艺P160中识别工艺P120至工艺P140是否相对于第h晶圆(即，工艺中的最终晶圆)执行。通过考虑工艺P110和工艺P150两者，可知道对全部h个晶圆W执行工艺P120至P150。这里，流程图示出在一系列工艺P110至工艺P160中依次检查h个晶圆W。然而，发明构思不限于此。例如，可同时检查h个晶圆。如这里所使用的，“h”可为足够大的数量以保证下面将要描述的组合模型函数的高可靠性。例如，“h”可为包括在一个批次中的半导体晶圆的数量。然而，其不限于此，h可为包括在一个批次中的半导体晶圆的数量的一部分或包括在多个批次中的半导体晶圆的数量的一部分。
在工艺150中，当对其执行了工艺P120至工艺P150的晶圆的数量小于h(否)时，工艺流程可返回到工艺P110，并且可将新的晶圆(i＝i+1)提供给光刻设备LA。然而，当对其执行了工艺P120至工艺P150的晶圆的数量为h(是)时，工艺流程可继续进行到工艺P160。
在工艺P160中，可计算组合模型函数。组合模型函数可为第一模型函数至第四模型函数的依赖于基的权重和。
这里，依赖于基的权重和表示不同的模型函数或不同的基函数基于权重函数乘以不同的因子。也就是说，组合模型函数可由第一模型函数至第四模型函数的组合组成，第一模型函数至第四模型函数中的每个的基可乘以不同的因子。组合模型函数可由下面的等式8来描述。
[等式8]
Figure BDA0002102595140000191
与在第一方向(X方向)上的组合模型函数的描述类似，可相对于在第二方向(Y方向)上的模型函数来计算基本相同的组合模型函数，这可由下面的等式9来定义。
[等式9]
Figure BDA0002102595140000192
在一些实施例中，可确定组合识别位置IC(参照图8)。组合识别位置IC可对应于晶圆上的任意元件的由组合模型函数(例如，组合的第一模型函数和第二模型函数，或者可选地，第一模型函数至第四模型函数)识别的位置。因此，可确定组合对准向量
Figure BDA0002102595140000201
和组合套准向量
Figure BDA0002102595140000202
组合对准向量
Figure BDA0002102595140000203
是连接晶圆W上的任意元件的设计位置D和组合识别位置IC的向量，组合套准向量
Figure BDA0002102595140000204
是晶圆W上的任意元件的组合识别位置IC与真实位置R之间的差异。
在一些实施例中，可确定权重函数wXnq和wYnq以使组合套准误差的晶圆对晶圆变化(variance)最小化。组合套准误差的变化可为相对于晶圆W的整个表面的组合套准向量
Figure BDA0002102595140000205
的在第一(X)方向和第二(Y)方向上的分量的变化。根据一些实施例，权重函数wXnq和wYnq可被确定为使所有待测晶圆的组合套准向量
Figure BDA0002102595140000206
的平均值或所有晶圆的组合套准向量
Figure BDA0002102595140000207
的差异的变化最小化。可确定在第一方向(X方向)上的权重函数wXnq以使组合套准向量
Figure BDA0002102595140000208
的在第一方向(X方向)上的坐标的变化最小化。可确定在第二方向(Y方向)上的权重函数wYnq以使组合套准向量
Figure BDA0002102595140000209
的在第二方向(Y方向)上的坐标的变化最小化。在一些实施例中，权重函数wXnq和wYnq的获得可基于迭代、偏最小二乘法等来执行。
在一些实施例中，套准误差的变化的比较可包括将平均套准误差与三倍套准标准偏差进行比较，但是发明不限于此。在一些实施例中，为了获得套准误差的变化，可如上所述计算相对于晶圆的整个表面的变化，但是发明不限于此。例如，当使用泽尔尼克多项式作为模型函数的基时，每个基可单独地影响变化。也就是说，当泽尔尼克多项式的每个基乘以某个因子时，可计算相应基对于变化的贡献，从而可基于每个基来计算权重函数。
在图7中，在第一层与第二层之间提供一个组合模型函数。然而，当在晶圆上形成多个层时，可相应地提供多个组合模型函数。例如，当形成总共Q个层时，可提供Q-1个组合模型函数。
随着半导体装置的变薄和缩短，对用于制造半导体装置的设备或装置(例如，光刻设备)的精度的需求已经增加。因此，可主动补偿曝光期间的层间对准和曝光后的套准误差。如上所述，为了在曝光期间识别层间对准，可使用对准标记(例如，具有包括一条或更多条线和空间的形状)。当存在对准标记的变形时，层间对准的可靠性劣化。
在一些系统中，通过使用多个光来计算模型函数之后，通过简单地对模型函数进行线性组合来计算组合模型函数。然而，该方法会无法补偿对准标记或套准标记的依赖于晶圆上的水平位置的不对称性。因此，随着对准标记或套准标记的不对称性的位置依赖性增加，组合套准标记的可靠性降低。
因此，根据本公开的实施例，可由依赖于基函数而具有不同值的权重函数来计算组合模型函数。因此，即使当对准标记或套准标记的不对称性的位置依赖性增加时，组合模型函数仍然可以是可靠的。
图9是根据实施例的曝光的方法的流程图。
参照图1和图9，可在工艺P100中设定光刻设备LA。在一些实施例中，光刻设备LA的设定可包括计算参照图5至图8描述的组合模型函数。在一些实施例中，光刻设备LA的设定可包括获得参照图5至图8描述的权重函数wXnq和wYnq。在一些实施例中，工艺P100可包括图6中描述的工艺P110至工艺P160。
接下来，在工艺P200中，可通过使用设定的光刻设备LA处理晶圆。通过使用设定的光刻设备LA处理晶圆的步骤可包括通过使用形成在晶圆上的对准标记来计算组合模型函数，以及通过使用计算的组合模型函数来使晶圆曝光。
在一些实施例中，通过使用第一光至第四光识别形成在晶圆的整个表面上的对准标记中的至少一个的位置来形成第一模型函数至第四模型函数，并通过使用在工艺P100中设定的权重函数wXnq和wYnq来对第一模型函数至第四模型函数进行组合，可获得组合模型函数。
在一些实施例中，在工艺P100中设定光刻设备LA的第一半导体结构可与在工艺P200中处理的第二半导体结构相同或类似。在一些实施例中，第一半导体结构和第二半导体结构可具有在图3至图5和图7中示出的特性并且可包括晶圆、至少两个半导体层和光致抗蚀剂材料层。
虽然已经参照发明构思的实施例具体示出和描述了发明构思，但是将理解的是，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可在其中进行形式和细节上的各种改变。

Claims (25)

1.一种使半导体结构曝光的方法，所述方法包括：
向光刻设备提供半导体结构，半导体结构包括晶圆、第一层、第二层和光致抗蚀剂材料层，第一层布置在晶圆上并且包括多个对准标记和多个套准标记，第二层布置在第一层上，光致抗蚀剂材料层布置在第二层上；
通过使用具有不同波长的多个光来识别所述多个对准标记的位置；
获得多个模型函数，所述多个模型函数均表示所述多个对准标记的设计位置与所述多个对准标记的由所述多个光识别的位置之间的差异；
通过使用所述多个模型函数当中的第一模型函数使光致抗蚀剂材料层曝光来形成包括多个套准标记模具的光致抗蚀剂图案；
测量套准误差，套准误差表示所述多个套准标记与所述多个套准标记模具之间的未对准；
通过使用权重函数对所述多个模型函数进行组合来获得组合模型函数，
其中，所述多个模型函数中的每个模型函数包括基函数，并且
其中，权重函数针对所述多个模型函数中的每个模型函数的每个基函数分配不同的权重。
2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
通过使用套准误差和第一模型函数来获得第一层的任意元件的真实位置。
3.如权利要求2所述的方法，其中，将半导体结构以多个数量提供给光刻设备，并且
将权重函数确定为使得组合套准误差的变化具有最小值，组合套准误差表示所述任意元件的由组合模型函数确定的位置与所述任意元件的真实位置之间的差异。
4.如权利要求3所述的方法，其中，基于迭代或偏最小二乘法来确定权重函数。
5.如权利要求2所述的方法，其中，将半导体结构以多个数量提供给光刻设备，并且
将权重函数确定为使得组合套准误差的平均值具有最小值，组合套准误差表示所述任意元件的由组合模型函数确定的位置与所述任意元件的真实位置之间的差异。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个模型函数具有针对晶圆上的多个位置的值。
7.如权利要求6所述的方法，其中，获得所述多个模型函数的步骤包括在通过使用所述多个光识别所述多个对准标记的位置的步骤之后，获得基函数的组合，使得基于基函数的组合来拟合所述多个对准标记的识别位置与设计位置之间的差异。
8.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：在测量套准误差的步骤之后，获得套准函数，套准函数是套准误差相对于晶圆上的任意水平位置的函数。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，获得套准函数的步骤包括：获得基函数的组合，以基于获得的基函数的组合来拟合套准误差。
10.一种使半导体结构曝光的方法，所述方法包括：
向光刻设备提供第一半导体结构，第一半导体结构包括第一晶圆、第一层、第二层和第一光致抗蚀剂材料层，第一晶圆具有在第一方向和第二方向上延伸的上表面，第一层布置在第一晶圆上并且包括多个第一对准标记和多个第一套准标记，第二层布置在第一层上，第一光致抗蚀剂材料层布置在第二层上；
获得第一模型函数和第二模型函数，第一模型函数和第二模型函数均表示所述多个第一对准标记的设计位置与所述多个第一对准标记的由第一光和第二光识别的位置之间的差异，其中，第一模型函数和第二模型函数中的每个是基函数的线性组合；
通过使用第一模型函数使第一光致抗蚀剂材料层曝光来形成包括多个第一套准标记模具的第一光致抗蚀剂图案；
测量套准误差，套准误差表示所述多个第一套准标记与所述多个第一套准标记模具之间的未对准；
获得权重函数，权重函数通过针对第一模型函数和第二模型函数各自的每个基函数分配不同的权重来对第一模型函数和第二模型函数进行组合以提供第一组合模型函数；以及
使用权重函数来使第二半导体结构曝光，第二半导体结构被设计成与第一半导体结构相同。
11.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括：
通过使用套准误差和第一模型函数来获得第一层的任意元件的真实位置。
12.如权利要求11所述的方法，其中，将第一半导体结构以多个数量依次提供给光刻设备，并且将权重函数确定为使得组合套准误差的相对于所述多个第一半导体结构的变化或平均值具有最小值，组合套准误差表示所述任意元件的基于第一组合模型函数确定的位置与所述任意元件的真实位置之间的差异。
13.如权利要求12所述的方法，其中，基于迭代或偏最小二乘法来确定权重函数。
14.如权利要求10所述的方法，其中，第一模型函数和第二模型函数由下面的等式1和等式2表示，
[等式1]
Figure FDA0002102595130000031
[等式2]
MF2(x，y)＝∑n＝0C2n·Bn(x，y)
其中，x和y分别是针对晶圆上的在第一方向和第二方向上的位置的坐标，Bn(x,y)是基函数，C1n和C2n是通过拟合确定的基函数Bn(x,y)的系数。
15.如权利要求14所述的方法，其中，第一组合模型函数由下面的等式3确定，
[等式3]
Figure FDA0002102595130000032
其中，wnq是权重函数，q是指代第一模型函数和第二模型函数中的任何一个的序数。
16.如权利要求10所述的方法，
其中，第二半导体结构中的每个包括：
第二晶圆；
第三层，布置在第二晶圆上并且包括多个第二对准标记和多个第二套准标记；
第四层，布置在第三层上；以及
第二光致抗蚀剂材料层，布置在第四层上，
其中，使第二半导体结构曝光的步骤包括：
获得第三模型函数和第四模型函数，第三模型函数和第四模型函数均表示所述多个第二对准标记的设计位置与所述多个第二对准标记的由第一光和第二光识别的位置之间的差异；以及
通过使用权重函数对第三模型函数和第四模型函数进行组合来获得第二组合模型函数。
17.如权利要求16所述的方法，其中，使第二半导体结构曝光的步骤还包括：
基于第二组合模型函数来使第二光致抗蚀剂材料层曝光。
18.一种使半导体结构曝光的方法，所述方法包括：
向光刻设备提供半导体结构，所述半导体结构包括晶圆、第一层、第二层和光致抗蚀剂材料层，第一层布置在晶圆上并且包括多个对准标记和多个套准标记，第二层布置在第一层上，光致抗蚀剂材料层布置在第二层上；
获得第一模型函数至第四模型函数，第一模型函数至第四模型函数均表示所述多个对准标记的设计位置与所述多个对准标记的由第一光至第四光识别的位置之间的差异，其中，第一模型函数至第四模型函数中的每个是基函数的线性组合；
通过使用权重函数对所述多个模型函数进行组合来获得组合模型函数，权重函数针对所述多个模型函数中的每个模型函数的每个基函数分配不同的权重；以及
使用组合模型函数来使半导体结构曝光。
19.如权利要求18所述的方法，其中，权重函数使组合套准误差的变化或平均值最小化，组合套准误差表示第一层上的任意元件的基于组合模型函数确定的位置与所述任意元件的真实位置之间的差异。
20.如权利要求18所述的方法，其中，每个基函数包括单项式、不连续的切比雪夫多项式和泽尔尼克多项式中的至少一种。
21.一种光刻设备，所述光刻设备包括：
曝光装置，被构造成使半导体结构曝光，所述半导体结构包括晶圆、第一层、第二层和光致抗蚀剂材料层，第一层布置在晶圆上并且包括多个对准标记和多个套准标记，第二层布置在第一层上，光致抗蚀剂材料层位于第二层上；以及
光刻控制器，被构造成控制曝光装置以使用权重函数和多个模型函数来使半导体结构曝光，
其中，所述多个模型函数包括基函数，基函数是以晶圆上的位置的坐标作为变量的函数，并且
其中，权重函数针对所述多个模型函数中的每个模型函数的每个基函数分配不同的权重。
22.如权利要求21所述的光刻设备，其中，权重函数被确定为使得组合套准误差的相对于晶圆的整个上表面的标准偏差或平均值具有最小值，组合套准误差是晶圆上的任意元件的真实位置与晶圆上的所述任意元件的通过使用半导体结构的组合模型函数识别的位置之间的差异。
23.根据权利要求21所述的光刻设备，其中，所述光刻设备还被构造成基于通过使用组合模型函数识别的位置对半导体结构执行曝光。
24.一种控制光刻工艺的设备，所述光刻工艺由光刻设备遍及半导体结构而执行，所述设备包括处理器，所述处理器被配置成：
使用由多个所得位置识别的对准标记位置来生成多个模型函数，所述多个模型函数中的每个模型函数包括基函数；
通过使用权重函数对所述多个模型函数进行组合来生成组合模型函数，权重函数针对所述多个模型函数中的每个模型函数的每个基函数分配不同的权重；以及
使用组合模型函数来控制所述光刻工艺。
25.一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性机算机可读介质上存储有用于生成权重函数的指令，当通过一个或更多个处理器来执行所述指令时，所述指令使所述一个或更多个处理器：
使用晶圆上的由多个所得位置识别的对准标记位置来生成多个模型函数，所述多个模型函数中的每个模型函数包括基函数；
通过使用所述多个模型函数来获得晶圆上的任意元件的真实位置；以及
通过使用权重函数对所述多个模型函数进行组合来生成组合模型函数，权重函数针对所述多个模型函数中的每个模型函数的每个基函数分配不同的权重，
其中，权重函数被确定为使得组合套准误差的相对于多个半导体结构的变化或平均值具有最小值，组合套准误差表示所述任意元件的基于组合模型函数确定的位置与所述任意元件的真实位置之间的差异。
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