CN111095110A

CN111095110A - 用于估计重叠的方法

Info

Publication number: CN111095110A
Application number: CN201880058190.9A
Authority: CN
Inventors: A·斯塔杰
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2018-08-20
Publication date: 2020-05-01
Anticipated expiration: 2038-08-20
Also published as: US10613446B2; CN111095110B; IL273072A; JP2020533621A; IL273072B2; TWI693479B; TW201921148A; US20190079414A1; KR102383949B1; WO2019048225A1; JP6950078B2; EP3454126A1; KR20200033967A

Abstract

本发明提供了一种用于确定重叠的方法。该方法包括获得涉及第一目标集合的初始重叠估计和关于第二目标集合的数据，其中针对目标的数据包括针对不同波长的组中的每一个波长的该目标的强度测量。该方法进一步包括使用该初始重叠估计对涉及第二目标集合的数据进行滤波，并且使用经滤波的数据来估计衬底上的重叠。

Description

用于估计重叠的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年09月08日提交的EP申请17190064.0的优先权，并且该EP申请通过引用全文结合于此。

技术领域

本发明涉及用于估计重叠的方法、系统和程序。

背景技术

光刻装置是将所期望图案应用于衬底上——通常是应用到衬底的目标部分上——的机器。光刻装置例如可以用于集成电路(IC)的制造中。在该实例中，可替换地被称作掩模(mask)或掩模版(reticle)的图案形成装置可以被用来生成要在IC的个体层上形成的电路图案。该图案可以被转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或多个裸片的部分)上。图案的转移通常是经由到衬底上提供的一层辐射敏感材料(抗蚀剂)的成像来实现的。一般而言，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分的网络。已知光刻装置包括所谓的步进器(stepper)，其中通过一次将整个图案曝光到目标部分上而对每个该目标部分进行辐射，以及所谓的扫描器(scanner)，其中通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描通过图案，而同步地与该方向平行或反向平行地扫描衬底来对每个目标部分进行辐射。也可能通过将图案印刻到衬底上而将图案从图案形成装置转移至衬底。

在光刻处理中，例如为了处理控制和验证，期望频繁地对所创建的结构进行测量。用于进行这样的测量的各种工具是已知的，包括扫描电子显微镜，其经常被用来测量临界尺寸(CD)，以及用于测量重叠——设备中的两个层的对准精度——的专用工具。近来，已经开发出在光刻领域中使用的各种形式的散射仪。这些设备将辐射束引导到目标上并且测量散射辐射的一种或多种属性——例如，作为波长函数的在单一反射角度的强度；作为反射角度函数的一个或多个波长下的强度；或者作为反射角度函数的偏振——从而获得可以由其确定目标的感兴趣属性的“谱”。

确定感兴趣属性可以通过各种技术来执行：例如，通过诸如严格耦合波分析或有限元方法之类的迭代方法对目标结构进行重构；库集搜索；以及主成分分析。

一些散射仪所使用的目标是相对大的光栅，例如40μm乘40μm，并且测量束生成小于该光栅的斑(即，光栅欠填充)。这简化了对目标的数学重构，因为其可以被认为是无限的。然而，为了将目标的大小减小为例如10μm乘10μm或者更小而使得它们可以被定位在产品特征之间而不是刻道中，已经提出了其中使得光栅小于测量斑的方法(即，光栅被过度填充)。通常使用暗场散射测量来测量这样的目标，其中第零阶衍射(对应于反射镜反射)被阻断，而仅有更高阶的衍射才被处理。使用对衍射阶的暗场检测的基于衍射的重叠使得能够在较小目标上进行重叠测量。这些目标可以小于照射斑并且可以被衬底上的产品结构所包围。可以在一个图像中测量多个目标。

在已知的量测技术中，在旋转目标或者改变照明模式或成像模式以单独获得第-1和第1衍射阶强度的同时，通过在某些条件下两次测量目标，而获得重叠测量。针对给定光栅比较这些强度提供了对该光栅中强度非对称性的测量，并且重叠光栅中的强度非对称性可以被用作重叠误差的指示。

虽然已知的基于暗场图像的重叠测量是快速的并且在计算上非常简单(一旦被校准)，但是它们依赖于重叠是目标结构中的强度非对称性的仅有原因这一假设。堆叠中的任何其它非对称性，诸如重叠光栅之一或二者内的特征的非对称性，也导致第一阶中的强度非对称性。不涉及重叠的这种特征非对称性明显干扰了重叠测量，这给出不准确的重叠结果。其例如可能源自于光栅的几何形状或者源自于在最初形成底部光栅之后执行的诸如化学-机械抛光(CMP)的衬底处理步骤。特征非对称性因此可以包括过程非对称性，其中在处理光栅或者更一般地处理衬底的步骤中引入了瑕疵。

已经发现了在根据强度非对称性确定重叠时考虑特征非对称性的方法。然而，该方法在存在诸如特征非对称性之类的强度非对称性的其它原因时仍然包括不准确性。因此，对于方法而言，存在使得基于该方法的重叠估计的不准确性减小的空间。

发明内容

期望以更加鲁棒的方式进行重叠测量，以考虑特征非对称性对于强度非对称性的贡献。

在本发明的一个方面，提供了一种用于估计衬底上的重叠的方法，该方法包括获得涉及第一目标集合的初始重叠估计；获得关于第二目标集合的数据，其中针对目标的数据包括针对不同波长的组中的每一个波长的目标的强度测量；针对该第二目标集合中的至少一个目标，使用该初始重叠估计选择波长的子组；并且使用涉及针对该第二目标集合中的至少一个目标的波长的子组的数据，来估计衬底上的重叠。

本发明的另一个方面提供了一种系统，包括被配置为估计衬底上的重叠的处理器，该处理器被配置为：获得涉及第一目标集合的初始重叠估计；获得关于第二目标集合的数据，其中针对目标的数据包括针对不同波长的组中的每一个波长的目标的强度测量；针对该第二目标集合中的至少一个目标，使用该初始重叠估计选择波长的子组；并且使用涉及针对该第二目标集合中的至少一个目标的波长的子组的数据，来估计衬底上的重叠。

本发明的又另一个方面进一步提供了一种用于估计衬底上的重叠的程序，该程序包括用于实施以下步骤的指令：获得涉及第一目标集合的初始重叠估计；获得关于第二目标集合的数据，其中针对目标的数据包括针对不同波长的组中的每一个波长的该目标的强度测量；针对该第二目标集合中的至少一个目标，使用该初始重叠估计选择波长的子组；并且使用涉及针对该第二目标集合中的至少一个目标的波长的子组的数据，来估计衬底上的重叠。

在下文参考附图详细描述本发明另外的特征和优势以及本发明各个实施例的结构和操作。注意到，本发明并不局限于本文所描述的具体实施例。这样的实施例仅是出于说明的目的在本文给出。基于本文所包含的教导，另外的实施例对于相关(多个)领域的技术人员而言将是显而易见的。

附图说明

现在将参考附图仅通过示例对本发明的实施例进行描述，其中：

图1描绘了根据本发明一个实施例的光刻装置；

图2描绘了根据本发明一个实施例的光刻单元或簇；

图3A描绘了不具有特征非对称性的重叠光栅的A+相对于A-的绘图；

图3B描绘了具有特征非对称性的重叠光栅的A+相对于A-的绘图；

图4描绘了针对跨衬底的目标的拟合的A+相对于A-的线条而言的到原点的平均距离；

图5描绘了A+对A-的绘图，其具有针对具有特征非对称性的衬底的边缘处的目标在不同波长下所测量的数据点；

图6描绘了针对如图5所描绘的在不同波长下测量的目标的数据点而言的到原点的距离；

图7A和7B描绘了可以如何使用A+相对于A-的绘图中的线条的梯度来确定具体波长是否服从；

图8描绘了图5所示的A+相对于A-的绘图，其中到原点的距离针对目标处的具体波长来确定；

图9描绘了针对不同波长而言的到原点的距离，以确定哪些波长是服从的；

图10A至10D描绘了不同波长下的参考信息；

图11描绘了根据最佳拟合确定的残差，该残差针对图8的A+相对于A-的绘图中所示的斜率的梯度绘制；和

图12示出了根据最佳拟合确定的残差，该残差针对与斜率梯度的不同值相对应的重叠绘制。

在结合附图考虑时，本发明的特征和优势将由于下文所给出的详细描述而变得更加显而易见。

具体实施方式

本说明书公开了结合本发明的特征的一个或多个实施例。所公开的(多个)实施例仅是对本发明进行例示。本发明的范围并不局限于所公开的(多个)实施例。本发明由所附权利要求来限定。

所描述的(多个)实施例以及说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用指示所描述的(多个)实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例可能不一定包括该特定的特征、结构或特性。此外，这样的短语并不一定指代相同的实施例。另外，当特定的特征、结构或特性结合一个实施例描述时，所要理解的是，无论是否被明确描述，结合其它实施例来实施这样的特征、结构或特性都是落在本领域技术人员知识范围之内的。

本发明的实施例可以以硬件、固件、软件或者它们的任意组合来实施。本发明的实施例还可以被实施为存储在机器可读介质上的指令，其可以被一个或多个处理器所读取并执行。机器可读介质可以包括用于以能够由机器(例如，计算设备)读取的形式存储或传送信息的任何机制。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存设备；电、光、声或其它形式的传播信号，等等。另外，固件、软件、例程、指令可以在本文被描述为执行某些动作。然而，应当意识到的是，这样的描述仅是为了方便并且这样的动作实际上源自于执行该固件、软件、例程、指令等的计算设备、处理器、控制器或其它设备。

在详细描述本发明的实施例之前，给出本发明的实施例可以在其中实施的示例环境是有益的。

图1示意性描绘了光刻装置LA。该装置包括照射系统(照射器)IL，其被配置为调节辐射束B(例如，UV辐射或DUV辐射)；图案形成装置支撑件或支撑结构(例如，掩模台)MT，被构造为支撑图案形成装置(例如，掩模)MA并且连接至第一定位器PM，所述第一定位器PM被配置为依据某些参数准确定位该图案形成装置；衬底台(例如，晶片台)WT，被构造为保持衬底(例如，涂覆抗蚀剂的晶片)W并且连接至第二定位器PW，所述第二定位器PW被配置为依据某些参数准确定位衬底；以及投影系统(例如，折射投影透镜系统)PS，被配置为将由图案形成装置MA赋予至辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个裸片)上。

该照明系统可以包括用于对辐射进行引导、整形或控制的各种类型光学组件，诸如折射、反射、磁性、电磁、静电或其它类型的光学组件，或者它们的任意组合。

图案形成装置支撑件以取决于图案形成装置的定向、光刻装置的设计和其它条件的方式保持该图案形成装置，作为示例，其它条件诸如图案形成装置是否被被保持在真空环境中。图案形成装置支撑件可以使用机械、真空、静电或其它夹持技术来保持图案形成装置。图案形成装置支撑件可以是框架或台，其例如可以按照需要而可以是固定的或可移动的。该图案形成装置支撑件可以确保图案形成装置处于例如关于投影系统的期望位置。术语“掩模版”或“掩模”在本文的任何使用都可以被认为是与更一般性的术语“图案形成装置”同义。

本文所使用的术语“图案形成装置”应当宽泛地被解释为指代可以被用来在辐射束的横截面中对辐射束赋予图案以诸如在衬底的目标部分中形成图案的设备。应当注意的是，被赋予至辐射束的图案可能并不完全对应于衬底的目标部分中的期望图案，例如在图案包括相移特征或所谓的辅助特征的情况下。通常，被赋予至辐射束的图案将对应于目标部分中所创建的器件中的特定功能层，诸如集成电路。

图案形成装置可以是透射式或反射式。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程LCD面板。掩模在光刻中是公知的，并且包括诸如二元、交替相移和衰减相移的掩模类型，以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小型反射镜的矩阵排列，其中每个反射镜可以被单独倾斜从而反射不同方向的到来辐射束。倾斜反射镜在辐射束中赋予图案，所述辐射束被该反射镜矩阵所反射。

本文所使用的术语“投影系统”应当被宽泛地解释为涵盖各种类型的投影系统，包括折射、反射、反射折射、磁性、电磁和静电光学系统，或者它们的任意组合，视所使用的曝光辐射，或者是诸如浸液使用或真空使用之类的其它因素酌情而定。术语“投影透镜”在本文的任何使用都可以被认为是更一般性术语“投影系统”的同义词。

如本文所描绘的，该装置是透射式类型(例如，采用透射式掩模)。可替换地，该装置可以是反射式类型(例如，采用如上文所提到类型的可编程反射镜阵列，或者采用反射式掩模)。

该光刻装置可以是具有两个(双级)或更多个衬底台(和/或两个或更多掩模台)的类型。在这样的“多级”机器中，可以并行地使用附加台，或者可以在一个或多个其它台被用于曝光的同时在一个或多个台上实施预备步骤。

光刻装置也可以是以下的类型，其中衬底的至少一部分可以被具有相对高的折射率的液体(例如水)所覆盖，从而填充投影系统和衬底之间的空间。浸没液体也可以被应用于光刻装置中的其它空间，例如掩模和投影系统之间。浸没技术在本领域被公知用于提高投影系统的值孔径。如本文所使用的术语“浸没”并非意味着诸如衬底之类的结构必须被浸入液体之中，而是仅意味着该液体在曝光期间位于投影系统和衬底之间。

参考图1，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。该源和光刻装置可以是分离的实体，例如在该源是准分子激光器时。在这样的情况下，该源并不被认为形成光刻装置的一部分，并且辐射束借助于束传递系统BD而从源SO被传递至照射器IL，所述束传递系统BD包括例如适当的引导反射镜和/或束扩展器。在其它情况下，该源可以是该光刻装置的集成部分，例如在该源是汞灯时。源SO和照射器IL——在需要的情况下连同束传递系统BD一起——可以被称作辐射系统。照射器IL可以包括用于调节辐射束的角强度分布的调节器AD。

通常，可以至少对照射器的光瞳面中的强度分布的外部和/或内部径向范围(一般分别被称作σ外和σ内)进行调节。此外，照射器IL可以包括各种其它组件，诸如积分器IN和聚光器CO。照射器可以被用来将辐射束调节为在其横截面具有所期望的均匀性和强度分布。

辐射束PB入射在被保持在图案形成装置支撑件(例如，掩模台MT)上的图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且被图案形成装置图案化。在遍历图案形成装置(例如，掩模)MA之后，辐射束B穿过投影系统PS，后者将该束聚焦于衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器IF(例如，干涉测量设备、线性编码器、2-D编码器或电容传感器)，衬底台WT可以被准确地移动，从而例如将不同的目标部分C定位在束B的路径中。类似地，第一定位器PM和另一个位置传感器(其并未在图1中明确绘出)可以被用来关于辐射束B的路径准确定位图案形成装置(例如，掩模)MA，例如在从掩模库进行机械检索之后或者在扫描期间。通常，图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT的移动可以借助于形成第一定位器PM的一部分的长冲程模块(粗糙定位)和短冲程模块(精细定位)来实现。类似地，衬底台WT的移动可以使用形成第二定位器PW的一部分的长冲程模块和短冲程模块来实现。在(与扫描器相对的)步进器的情况下，图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT可以仅连接至短冲程致动器，或者可以是固定的。

图案形成装置(例如，掩模)MA和衬底W可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2而被对准。虽然如所图示的衬底对准标记占据了专用的目标部分，但是它们可以被定位在目标部分之间的空间中(这些被称作划道对准标记)。类似地，在图案形成装置(例如，掩模)MA上提供有多于一个的裸片的情况下，该掩模对准标记可以位于裸片之间。也可以在裸片之内、在设备特征之中包括小的对准标记，在这样的情况下，期望该标记尽可能小并且不需要任何与相邻特征不同的成像或处理条件。下文进一步描述检测对准标记的对准系统。

所描绘的装置可以在至少一种以下模式中被使用：

1.在步进模式中，在被赋予至辐射束的整个图案被一次投影到目标部分C上的同时，图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT和衬底台WT基本上保持静止(即，单次静态曝光)。衬底台WT随后在X和/或Y方向发生位移而使得不同的目标部分C可以被曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸对在单次静态曝光中所成像的目标部分C的尺寸有所限制。

2.在扫描模式中，在被赋予辐射束的图案被投影到目标部分C上(即，单次动态曝光)的同时，图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT和衬底台WT被同步扫描。衬底台WT相对于图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT的速度和方向可以由投影系统PS的放大(缩小)率和图像反转特性所确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单次动态曝光中的目标部分(在非扫描方向)的宽度，而扫描运动的长度则确定了目标部分(在扫描方向)的长度。

3.在另一种模式中，图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT被基本上保持静止，从而保持可编程图案形成装置，并且衬底台WT在被赋予至辐射束的图案被投影到目标部分C上的同时被移动或扫描。在该模式中，一般采用脉冲式辐射源并且可编程图案形成装置根据需要在衬底台WT的每次移动之后或者在扫描期间的连续辐射脉冲之间被更新。这种操作模式可以被轻易地应用于利用可编程图案形成装置的无掩模光刻，所述可编程图案形成装置诸如上文所提到类型的可编程反射镜阵列。

也可以采用以上所描述的使用模式和/或完全不同的使用模式的组合和/或变型。

光刻装置LA是所谓的双级类型，其具有两个衬底台WTa、WTb以及两个站——曝光站和测量站——衬底台可以在它们之间进行交换。在一个衬底台上的一个衬底在曝光站被曝光的同时，另一个衬底可以被加载到测量站的其它衬底台并且实施各种预备步骤。该预备步骤可以包括使用水平传感器LS映射衬底的表面控制以及使用对准传感器AS测量衬底上的对准标记的位置。这使得能够大幅增加该装置的吞吐量。如果位置传感器IF在衬底台处于测量站以及处于曝光站时不能测量衬底台的位置，则可以提供第二位置传感器以使得衬底台的位置在两个站都能够被追踪。

如图2所示，光刻装置LA形成光刻单元LC——有时也被称作光刻单元(lithocell)或簇——的一部分，其还包括用来对衬底执行曝光前和后的处理的装置。这些包括用于沉积抗蚀剂层的旋涂机SC、用于显影所曝光的抗蚀剂的显影器DE、激冷板CH和烘烤板BK。衬底处置器或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底，将它们在不同处理装置间移动并且随后送往光刻装置的进料台LB。经常统称作轨道的这些设备处于轨道控制单元TCU的控制之下，所述轨道控制单元TCU自身则由监管控制系统SCS所控制，后者还经由光刻控制单元LACU来控制光刻装置。因此，可以操作不同的装置以使得吞吐量和处理效率最大化。

从具有重叠误差的诸如叠层光栅之类的目标检测第一阶衍射光是已知的，这例如在通过引用而全文结合于此的US8339595B2中有所描述。如通过引用全文结合于此的WO2015018625中所描述的，目标可以被照射以在目标处取得有关重叠的测量。如在WO2015018625进一步详细描述的，衍射辐射可以被检测并且不同阶的衍射可以被确定，诸如第一阶衍射。具体衍射阶中的辐射强度的非对称性可以被用来确定目标处的重叠。任何适当种类的测量装置都可以被用来测量目标的强度非对称性。例如，如WO 2015018625中所描述的，可以使用基于微衍射的重叠(uDBO)的量测装置，其可以是独立的设备，或者被整合在光刻装置LA中——例如在测量站处——或光刻单元LC中。可以在不同偏振和波长下以不同方式测量强度非对称性。

如WO 2015018635中所表明的，目标自身不太可能是没有瑕疵的。光栅中的任何瑕疵也对强度非对称性有所贡献。换句话说，目标中例如在制作期间由芯片处理所导致的任何微小缺陷都将对所测量的强度非对称性有所影响。因此，与用于估计重叠的所测量强度非对称性有关的值也包括了归因于目标自身的任何瑕疵的所测量的强度非对称性的变化。因此，重叠估计受到目标中的缺陷以及在目标处实际测量的重叠误差的影响。该缺陷或瑕疵是在目标自身的物理方面并且一般可以被称作特征非对称性。例如，特征非对称性可以包括侧壁角度非对称性和/或底板倾斜非对称性。

上文所描述的基于测量目标的强度非对称性的方法允许非常准确地测量重叠。然而，可以被用来确定重叠的强度非对称性测量包括目标的刻意重叠偏置、特征非对称性和实际重叠误差。因此，准确得出特征非对称性而使得能够更加准确地确定实际重叠误差是有利的。

目标可以包括多个光栅，但通常是两个。光栅可以由至少一个复合光栅组成，该复合光栅由在衬底W的不同层中被图案化的重叠光栅所形成。重叠光栅可以具有不同偏置的重叠偏移以便有助于其中形成有该复合光栅的不同部分的层之间的重叠的测量。该重叠光栅在它们的方位上也可能有所不同，从而使得到来的辐射以X和Y方向发生衍射。在一个示例中，目标可以包括两个X方向光栅，其中一个具有偏置+d而另一个则具有偏置-d。具有偏置d的光栅意味着该光栅具有被部署的重叠组件，使得如果它们都被精确地印刷在其标称位置制，则组件之一将以距离d相对于另一个组件发生偏移。具有+d和-d偏置的光栅将具有所部署的组件，使得如果它们被完美印制，则偏移将处于彼此相反的方向。目标可以包括分别具有偏移+d和-d的两个Y方向光栅。因此，目标可以被描述为至少包括例如光栅的第一目标结构以及例如光栅的第二目标结构，所述第一目标结构包括具有例如+d的第一刻意重叠偏置的重叠周期性结构，所述第二目标结构则包括具有例如-d的第二刻意重叠偏置的重叠周期性结构。该目标可以如WO 2015018625中所描述的被形成并测量。例如，表示目标偏移的光栅的偏置(d)可以为20nm，其与光栅宽度相比可以是小的。

如所描述的，目标的至少一个光栅可以包括正偏置的偏移(例如，+d)和负偏置的偏移(例如，-d)。以这种方式，可以针对目标的正偏置和负偏置部分取得强度测量。第一衍射阶(或另一个所选择的衍射阶)中的所测量强度随后被用来确定该所测量强度的非对称性。由此，确定A+值，这是在顶层抗蚀剂光栅中使用正偏置偏移所测量的第一阶中的强度非对称性，并且确定了A-值，这是使用负偏置偏移所测量的第一阶中的强度非对称性。正偏置测量的强度非对称性以常数k与正偏置重叠成比例，所述常数k被称作敏感性常数。负偏置测量的强度非对称性以常数k与负偏置重叠成比例。目标中的特征非对称性的影响可以通过分析如下文所描述的在图中绘制A+值相对于A-值得到的结果来解释，其中每个点表示单个波长。

可以以各种不同波长以及可能的不同偏振来照射目标。可以基于在每个波长下所测量的具体目标的非对称性来绘制A+和A-的图。WO 2015018625中所描述的常规A+A-方法生成类似于图3A和3B中所描绘的图形。在针对多个波长应用常规A+A-方法时，可以将两个不同偏振的结果进行平均。然而，可以通过将偏振差异与从仅包含过程非对称性信息的数据所获得的单独数量相关联而实现大幅的准确性提升。因此，不同(在该示例中是两个)偏振的值可以被单独使用和分析。

图3A描绘了目标的A+相对于A-的绘图的理想情况，其中不存在特征非对称性。如能够从图3A看到的，在各种不同波长下对该目标进行测量。所使用的不同波长仅是作为参考而并非意在进行限制。如所示出的，每个波长(和偏振)的所有数据点都位于相同线条上。当没有特征非对称性时，直线穿过绘图原点。在线条的梯度和目标的重叠之间存在关系。由于重叠与强度非对称性成比例，所以可以从该线条的梯度来确定重叠。重叠可以通过使用以下近似等式来确定。

其中d是所测量目标的已知偏置。

图3A中示出了三组不同的测量，它们涉及了没有重叠时，重叠为正时(且可能地，0<OV<20nm)，以及重叠为负时(且可能地，-20<OV<0nm)的情形。标记为(1)的线条是斜率的梯度为-1时的线条。当梯度为-1时，重叠为0nm。当梯度大于-1时，诸如线条(2)所示，重叠大于零。当线条的梯度小于-1时，诸如线条(3)所示，重叠小于零。

在存在特征非对称性时，不同波长下单个目标的数据仍然可以在图中绘制，如图3B中所描绘的。图3B中的线条(1)示出了零重叠且没有特征非对称性以供参考。然而，不同波长下的其余数据点不再以直线排列而是在直线周围具有变化的位置。结果是确定最佳拟合线条。然而，不同于图3A中的理想图形，最佳拟合线条并未经过单一偏振的每个数据点，并且该最佳拟合线条并未经绘图原点拟合。该线条的梯度仍然可以被用来确定重叠。

此外，从该线条到绘图原点的距离可以被确定为被称作DTO(到原点距离)的额外量度。每个数据集的到原点距离(DTO)是从绘图原点到线条的最短距离，即以与穿过图形上的点的最佳拟合线成90°角度到绘图原点。DTO是目标的特征非对称性的有用指征并且依赖于实际的重叠。特征非对称性包括过程所引发的非对称性。DTO可以以其它方式被称作针对每个波长的线性模型的偏移值。

如之前所描述的，可以在不同偏振下照射目标。图3B中的线条(2)和(3)示出了不同偏振下的相同目标处的波长。图3B示出了两个偏振仅可以被拟合至具有不同梯度和不同DTO值的两个不同线条。图3B示出了线条(2)，其是第一偏振(例如在光的电场矢量与目标的光栅方向成90°的情况)下的波长，并且示出了线条(3)，其是第二偏振下(例如在光的电场矢量平行于目标的光栅方向的情况下)的波长。线条(2)和(3)的DTO值由图3B中的圆圈中的带箭头线条所指示。注意到，DTO对于两个偏振是不同的并且仅取决于特征非对称性，因此该指标可以随后被用来与来自不同偏振的不同值进行关联。

在实践中，基于许多波长和两个偏振，可以使用WO 2015018625中所公开的A+A-方法获得完整衬底的唯一重叠图，这可以有效地消除特征非对称性的影响。

在衬底的边缘周围，趋向于出现较大的DTO值(这表示较大的特征非对称性)，这在图4中被示出。在图4中，所提到的目标的DTO的值由在衬底的该区域上示出的带箭头线条的长度所指示。在一些情况下，在应用于具有较大DTO值的衬底的边缘处的目标时，针对确定重叠，根据以上所描述的A+相对于A-的绘图所确定的值是有所误导的。衬底边缘处较大的特征非对称性可以归因于衬底边缘处的不平衡效应。这可能归因于衬底边缘处例如由于处理所导致的层厚度的较大差异。因此，消除并校正目标边缘处的这些附加误差是有利的。

可以通过考虑衬底的一些部分处(诸如边缘周围)的较大的特征非对称性而对以上的已知方法加以改进。本发明提供了一种用于估计衬底上的重叠的方法，其可能被用来在确定重叠估计时考虑目标的不同位置的差异。

该方法包括获得与第一目标集合有关的初始重叠估计并且获得关于第二目标集合的数据。针对目标的数据包括针对不同波长的组中的每一个波长的目标的强度测量。该方法使用该初始重叠估计及第二目标集合中的至少一个目标选择波长的子组。如将要描述的，该初始重叠估计是指示性的并且可能甚至与第一目标集合的重叠成比例。可以另外使用其它参数，其中的一些在下文进行描述。与波长的子组有关的针对第二目标集合中的至少一个目标的数据随后被用来估计衬底上的重叠。

该方法可以使用第一目标集合来确定重叠估计。该方法随后可以使用该第一重叠估计对与第二目标集合有关的数据进行滤波。经滤波的与第二目标集合有关的数据随后被用来确定经更新的重叠估计。这样的优势在于第二目标集合可以基于来自第一目标集合的初始重叠估计被滤波。在一些实例中，这可能是特别有用的，例如在第二目标集合具有可能导致重叠估计失真的有所增大的特征非对称性的情况下。这意味着本发明可以允许来自衬底边缘处的具有高的特征非对称性以及可能的高的光栅非平衡性的目标的重叠数据在A⁺A^-场内得以被校正。

在一个实施例中，目标的强度测量是在目标处测量的辐射强度。该强度测量可以是目标处的非对称性测量。例如，该强度测量可以是以上所描述的强度非对称性测量。这可以包括基于正偏置偏移和负偏置偏移的强度非对称性测量。如上文所描述的，强度非对称性测量使用第一衍射阶确定。然而，也可以使用其它衍射阶。因此，例如，使用其它阶的目标的数据可以与图3B所示的数据点是等同的。

获得涉及第一目标集合的初始重叠估计可以通过使用如上文所描述的针对第一目标集合的强度非对称性测量来计算重叠而实施。因此，该初始重叠估计可以使用涉及第一目标集合的测量或数据来计算。因此，该方法还可以附加地包括获得有关第一目标集合的数据。

针对(来自第一目标集合和/或第二目标集合的)目标的数据可以包括不同波长的组中的每个波长下该目标的强度测量。该数据可以包括在不同波长的组中的每个波长下的目标处的辐射强度。该数据可以是该目标处的衍射辐射的指示，从而允许强度非对称性得以被确定。该数据可以是涉及正偏置和负偏置偏移中的衍射阶之一的具体强度信息。

在该实施例中，在已经获得数据时，该方法可以包括将线性模型拟合至有关第一目标集合的数据，并且根据该线性模型所描述的梯度来确定初始重叠估计。例如，这可以以与上文关于图3A和3B所描述相同的方式来完成。该线性模型可以简单地是涉及该数据的直线。该线性模型可以以各种方式确定并且可以是最佳拟合线条，即该线性模型可以是一种将线条拟合至A+和A-绘图上的点的方式。确定最佳拟合线条的各种方式是已知的。例如，可以使用被称作最小二乘法的数学计算来确定最佳拟合线条。

该数据可以涉及针对用来照射目标的辐射的每种不同波长的强度非对称性测量。该数据因此可以被变换为——或者可能已经是——针对每种波长的指示A+强度和A-强度的数据点，并且因此可以如图5所示在A+相对于A-图形中绘制。一些(但并非全部)数据点被标记以仅出于解释的目的示出波长。由此，可以针对绘图中的点确定最佳拟合线条，即线性模型可以被拟合至有关第一目标集合的数据。图5中示出了具有梯度的拥有穿过数据点的最佳拟合线的线条(1)。理想情况下，该数据点应当全部沿着单条线。在该示例中，线条(1)具有-3.2的梯度，并且来自该线条的DTO值可以如下文更详细描述地被确定。在该特定实例中，这些数据点的最佳拟合线(1)被示为基本上通过原点(即，具有几乎为零的DTO)。然而，并不一定是这样的情况。随后可以根据该线性模型所描述的梯度——即根据该最佳拟合线条——来确定初始重叠估计。

获得涉及第一目标集合的初始重叠估计可以以各种其它方式来实施。该初始重叠估计可以是预定值。该预定值可以由用户所选择，或者可以被设置用于实施该方法。该预定值可以被选取或设置为用于确定跨衬底的重叠的有用的起始点。该初始重叠估计可以是先前的重叠估计。因此，该初始重叠估计可以基于针对先前衬底或者针对先前衬底上的目标集合(其可能对应于第一目标集合或第二目标集合)所确定的重叠估计。初始重叠估计可以是基于若干先前衬底。针对若干先前衬底或者针对若干目标集合(其中每个集合可以对应于第一目标集合或第二目标集合中的至少之一)所确定的重叠估计可以被用来确定平均重叠值，其可以被用作第一目标集合的初始重叠估计。

在该实施例中，可以从该绘图获得涉及特征非对称性的另外的信息。更为详细地，可以确定与该最佳拟合线条相平行的经过涉及具体波长的每个数据点的其它线条，以确定针对该数据点的DTO。例如，线条(2)平行于该最佳拟合线并且经过波长为470nm时的数据点。DTO是从经过该数据点的线条和绘图原点的最短距离。该值由经过原点的线条和经过450nm的数据点的线条之间的箭头所示出。类似地，线条(3)是针对另一个数据点并且线条(4)是针对636nm处的数据点。图6中示出了针对每个波长的新的DTO值，其中该DTO值以任意单位给出。针对每个波长(或者如图6所示的波长谱)的新的DTO值可以如下文更详细描述地被使用。

如上文指出的，该方法可以包括获得涉及第一目标集合的数据。涉及第一目标集合的数据可以如上文和WO 2015018625中所描述的被获得。除此之外或可替换地，该方法可以包括获得涉及第二目标集合的数据。涉及第二目标集合的数据可以如上文和WO2015018625中所描述的被获得

因此，在该实施例中，第一目标集合和/或第二目标集合中的目标可以被照射，并且所获得的数据可以是不同波长下的不同强度测量。更详细地，该方法可以包括获得有关第一目标集合的数据和/或有关第二目标集合的数据。获得该数据可以包括照射来自衬底上的相应目标集合的目标。如上文所描述的，该目标可以至少包括第一目标结构和第二目标结构，所述第一目标结构包括具有第一刻意重叠偏置的重叠周期性结构，所述第二目标结构包括具有第二刻意重叠偏置的重叠周期性结构。该方法可以进一步包括检测被每个目标结构所散射的辐射以针对每个目标结构获得表示了整体强度非对称性的强度非对称性测量，后者提供了针对该目标的数据。

该方法可以包括获得有关一个目标集合而非其它目标集合或者有关两个目标集合的数据。可以针对一个目标集合而非其它目标集合或者针对两个目标集合提供数据。可以针对一个目标集合而非其它目标集合或者针对两个目标集合测量数据。

在该实施例中，第一目标集合和第二目标集合可以包括相互不同的目标。换句话说，第一目标集合和第二目标集合可以不具有两个组共有的目标。第一目标集合和第二目标集合可以位于衬底的不同区域。因此，第一目标集合可以位于衬底的第一区域，而第二目标集合可以位于衬底的第二区域。在不同区域或分区中提供目标是有利的，因为这意味着一个目标集合可以有效地被用来滤波另一个目标集合从而生成整体上更为准确的重叠估计。

第一区域可以基本上位于衬底的中心，而第二区域则可以基本上位于衬底的边缘周围。这尤其是有利的，原因在于边缘目标可能具有更大的特征非对称性。这可以是出于各种原因。例如，处理可能导致衬底边缘处更大的厚度，从而边缘目标具有更大的特征非对称性。因此，具有更大的特征非对称性的目标也可能具有并不遵循上述处理的一些数据点，使得这些数据点在简单地使用如关于第一数据点集合所描述的所有数据点确定重叠估计的情况下导致重叠估计出现失真。

第一区域和第二区域可以是相互不同的分离的区域。优选地，第一区域(其中的目标被用来确定初始重叠估计)处于衬底的中心。优选地针对第一目标集合仅使用基本上处于衬底中心的目标，这是因为对于这些目标而言，x方向的DTO谱(如图6所示)可以非常好地关联于x方向的衬底位置，并且y方向的DTO谱(如图6所示)可以非常好地关联于y方向的衬底位置。这是因为过程非对称性通常表现出径向依赖性，并且这样的关联大幅提升了DTO谱的准确性。

优选地，第二区域(其中的目标具有如上文所描述的被滤波的数据)处于衬底的边缘。第一区域和第二区域在衬底上所占据的区域可以是可变化的。针对第一区域和第二区域中的每一个可以有优选区域。优选地，第二区域是衬底中围绕第一区域的区域。

该第一区域可以是距衬底中心小于或等于130mm距离内的区域。该第二区域可以具有距衬底中心大于130mm距离的区域。第二区域可以不延伸至衬底的边缘。第二区域可以处于距衬底中心大约130mm至大约145mm的半径处。这些是针对直径大约300mm的衬底的第一区域和第二区域的示例距离。该距离可以根据衬底的大小而有所变化/缩放。例如，对于450mm直径的衬底，第一区域可以处于距衬底中心大约195mm的距离之内。第一和第二区域可以优选地基于衬底的整体面积来确定。例如，大约衬底面积的位于中央的75％可以是第一区域，而第二区域则可以基本上是周围的区域。

第二目标集合可以位于该衬底上，而第一目标集合则位于至少一个其它衬底上。这意味着涉及第一目标集合的数据可能来自另一个衬底或者多个其它衬底。

该方法包括使用初始重叠估计针对第二目标集合中的至少一个目标选择波长的子组。这允许涉及第二目标组的数据基于该初始重叠估计而被滤波。这之所以是有利的是因为其意味着不能用该模型拟合的数据点被排除，因此减小了某些目标的影响。

针对第二目标集合中的至少一个目标选择波长的子组包括：针对该第二目标集合中的每个目标而对波长的组执行分析，并且确定针对每个波长的线性模型是否具有基本上与该初始重叠估计相对应的梯度。这是不同于上文所描述的线性模型的另外的线性模型。此后这将被称作另外的线性模型。

该另外的线性模型可以被应用于第二目标集合的数据点以确定针对来自第二目标集合的目标的波长的数据点是否服从。这是通过针对数据点确定偏移值(即，DTO)来实现的。在A+相对于A-绘图中绘制出以绘图原点为中心且具有与偏移值相同的半径的圆。随后确定经过该数据点且与该圆相切的线。这针对图7A和7B中的两个不同点被示出。如上文所描述的，该线条的梯度随后被用来确定该数据点是否服从，即该线条是否基本上对应于初始重叠估计。

该处理可以针对单独偏振实施并且可以是在单独的x和y坐标。这意味着不同偏振可以具有被认为是服从的不同数据点。因此，针对一个目标，将根据使用哪个偏振以及处于何种方向(例如，x或y)来使用不同数据点。

更详细地以及使用作为示例在图中所提供的值。针对450nm波长的数据点，在A+相对于A-的绘图上绘制具有半径11的圆。偏移值是能够根据图6针对该数据点确定的DTO。当经过该数据点绘制与该圆相切的线条时，该线条的梯度是-3.2。针对766nm波长的数据点，在A+相对于A-的绘图上绘制具有半径10的圆。如图7B中所示，并不可能经过该数据点绘制该圆的任何切线。在该示例中，该线条的梯度将变为不明确。

图8示出拥有经过绘图原点的最佳拟合线条的来自每个波长的数据点。使用该另外的线性方法，针对A+相对于A-的绘图中的每个数据点，将使用具有四个随机选取的DTO值作为半径的圆确定线条并且可以确定该线条的梯度。图9示出了使用以上所描述的方法针对每个波长的数据点所确定的梯度的示例绘图。对来自该另外的线性方法的针对450nm处的数据点的线条进行评估，以确定其是否基本上对应于表示初始重叠估计的梯度。使用该另外的线性方法针对第二目标集合中的目标的波长所确定的线条的梯度在原则上应当等于或基本上对应于-3.2(其与表示以上所描述的第一重叠估计的梯度相同)。然而，许多波长由于它们在数学上并不稳定且无法被进一步使用而从该测试中排除。

在该情境中，基本上对应可以意味着该另外的线性模型中的线条的梯度类似于表示初始重叠估计的梯度。换句话说，该另外的线性模型中的线条的梯度对应于初始重叠估计。针对来自第二目标集合中的目标的波长而来自该另外的线性模型的线条的梯度可以与表示初始重叠估计的梯度相比较。可允许梯度的范围可以基于表示初始重叠估计的梯度来确定。该范围可以由预定值所设置，例如，处于0.01、0.1之内，或者可以是使得有至少两个或三个波长在该滤波过程结束时仍然可用的任意值。可替换地，该梯度的值可以处于表示初始重叠估计的梯度值的至少大约10％之内，或者处于大约1％至10％之内。该百分比可以基于表示重叠的梯度，或者基于所估计的重叠值自身。如果该范围过小，则可用的波长将会过少并且被使用的来自第二目标集合的目标将会过少。然而，如果该范围过大，则滤波效果将会减弱。因此，该范围可以被设置为使得波长的子组包括至少2或3个波长。换句话说，该范围可以被设置为使得在滤波之后有涉及至少2或3个波长的数据可以被使用。

如图9所示，仅作为示例，具有与初始重叠估计相对应的梯度0.01以内的梯度的波长可以被选择为是服从的。这些数据点被包括在标记为X的圆中。如所示出的，16个数据点中仅有8或9个将会被确定为是服从的。因此，标记有X的圆中的数据点将被用来确定用于波长的子组，该波长的子组被用于估计针对该具体目标的重叠。将针对不同目标确定不同的波长的子组。

这允许涉及目标的个体数据点得以被滤波。以这种方式，具有在该方法中协同操作的值的数据点以及因此被选取的波长被用于确定重叠。换句话说，服从——即表现妥当——的数据点被使用。不符合——即并不服从——的数据点则不被用于确定重叠并且被丢弃。

该方法进一步包括使用涉及针对第二目标集合中的至少一个目标的波长的子组的数据，来估计衬底上的重叠。这意味着经滤波的数据集合(即，针对第二目标组的波长的子组)被用于确定经更新的重叠估计。如下文所描述的，这可以通过将经滤波的数据集与涉及第一数据集的数据和或所存储的数据进行比较来实现。

如上文所描述的，针对涉及(任一数据集合中的)不同波长的每个数据点，一旦该线性方法被用来确定具有表示重叠的梯度的线条，该方法就可以进一步包括确定到原点的距离(DTO)。这可以通过找出经过感兴趣数据点的与最佳拟合线条平行的线条来实施。该DTO因此是从A+相对于A-的图中的绘图原点到经过感兴趣数据点的该线条的最短距离。因此，这提供了针对该波长的DTO。作为波长的函数(例如，如图6所示)的DTO可以以其它方式被称之为偏移值。因此，该偏移值表示由于目标的物理缺陷——即目标的特征非对称性——所导致的对重叠的贡献。该方法可以包括针对来自第一目标集合中的目标的波长的组中的每个波长，确定线性模型的偏移值。

可以对针对第一目标集合中的多个目标的偏移值进行评估。因此，可以确定针对第一目标集合中的目标的每个波长的平均偏移值。该平均值可以简单地是针对一个具体波长的总值之和除以提供涉及该波长的信息的目标数量。针对第一目标集合中的目标的每个波长的平均偏移值可以被存储为参考信息，其可以以其它方式被称作库。可以通过将涉及第二目标集合的波长的子组的数据与该参考信息相比较来估计衬底上的重叠。优选地，该参考信息涉及到如上文所描述的来自基本上位于衬底中心的目标区域的数据点，例如衬底中心的第一区域中的数据点。即使涉及到第一目标集合的偏移值数据是来自不同于第二目标集合的衬底(或多个不同衬底)，该数据可以仍然涉及到如上文所描述的基本上处于其它(多个)衬底的中心的目标。

涉及第二目标组的偏移值可以代替地与第一目标集合中的仅一个目标的个体偏移值相比较。换句话说，该参考信息可以是来自单个目标的值。然而，偏移值可能不会如此准确。因此，优选使用如上文所描述的来自具有适度过程非对称性的区域——例如，基本上中心的区域——的偏移值。图10A至10D描绘了针对第一目标集合的波长范围上的平均偏移值。DTO的值已经使用目标在衬底上的位置(以如相关的x和y方向)而被规范化，并且主要由于仅频谱形状可能是重要的而因此将该值规范化为1。图10A至10D中所描绘的示图示出了不同偏振下不同的x和y值。因此，针对不同轴线(即，在x和y方向)和不同偏振的参考值可以如所示出的被分开并且被单独使用。例如，图10A和10B可以涉及到0°偏振下所测量的目标，其中图10A是x方向的DTO而图10B则是y方向的DTO。例如，图10C和10D可以涉及到在90°偏振下所测量的目标，其中图10A是x方向的DTO而图10B则是y方向的DTO。

该参考信息可以涉及到来自衬底上多个目标的偏移值，所述衬底可以是与包括第二目标集合的衬底相同或不同的衬底。该参考信息可以包括许多不同衬底的偏移值并且可以使用来自不同衬底的平均值。可替换地，该参考值可以是用于比较的预定值，或者甚至针对与所使用的晶片制作过程相关联的具体类型的非对称性而被存储(即，被置于库中)。

将涉及针对第二目标集合的波长的子组的数据与该参考信息相比较可以包括：将针对第二目标集合的波长的子组的偏移值与该参考信息相比较。该比较可以通过实施一种仅使用波长的子组的最佳拟合分析形式来实现。该分析可以基于以下等式：

DTO_actual(wavelength)＝a+b*DTO_ref(wavelength)

其中a和b是用来确定最佳拟合的常数。在该等式中，DTO_actual是来自第二目标集合的波长的子组的DTO。DTO_ref值则基于针对该具体波长——并且在相关的情况下针对该具体偏振以及x或y方向——所存储的参考值。

众所周知地，可以对相似类型的数据实施各种不同类型的最佳拟合分析。能够实施相关分析的程序是已知的。在确定最佳拟合时，该分析还可以生成拟合的残差。这些也可以使用已知程序来确定。该残差可以针对梯度或重叠的变化值来绘制。这些在图11和12中被示出。估计的梯度/重叠可以对应于所计算的最小残差。针对来自第二目标集合的该目标的新的斜率梯度、新的重叠和新的平均DTO随后可以被存储。

可以通过改变如图8所示的重叠而针对不同的重叠量来确定DTO_actual值。图8的行2A-2D示出了DTO以及因此的整个DTO谱将如何随着(表示重叠的)梯度变化而变化。重叠例如可以从-19nm变为+19nm。并不一定要看该具体范围，但是在理想情况下，该范围应当包括经更新的重叠估计的预期值。可以选取较宽的范围以便例如包括残差的最小值。斜率的梯度可以变化为任何值，并且DTO残差的最小值可以如图11和12所示被确定。该残差指示拟合的置信度。这可以通过已知的数字分析来实施。如上文所描述的，该梯度值可以简单地被转换为重叠值。

从这些图中的任一个图，可以通过查看第二目标组中的多个或全部目标来确定平均的经更新重叠值。针对每个目标，使用涉及波长的子组的数据点。该重叠值随后可以被应用于整个晶片。与第二目标数据点并未被滤波时相比，经更新的重叠值一般提供了更为准确的重叠估计。

将不同偏振以及x和y坐标分别处置是更为准确的，但是在优选的情况下，数据可以被组合以包括两种偏振和/或两种坐标。保持偏振分离可以意味着最终结果包括针对每种偏振稍有不同的重叠值。在该阶段，可以使用经更新的重叠估计的一个重叠估计或其他重叠估计，或者该值可以被平均，或者优选地，针对分离的(在该示例中为两个)偏振的重叠值可以被关联至——最近存储的新的且可能经平均的——每个偏振的DTO值。

任何以上所确定的值都可以被存储在存储器中以便后续使用。可以根据所存储的信息需要能够如何被访问而使用不同类型的存储器。

本发明进一步包括一种系统，其包括处理器，该处理器被配置为通过实施上文所描述的任何或全部方法步骤来估计衬底上的重叠。本发明提供了一种系统，其包括被配置为估计衬底上的重叠的处理器，该处理器被配置为：获得涉及第一目标集合的初始重叠估计；获得关于第二目标集合的数据，其中针对目标的数据包括针对不同波长的组中的每一个波长的目标的强度测量；针对该第二目标集合中的至少一个目标，使用该初始重叠估计选择波长的子组；并且使用涉及针对该第二目标集合中的至少一个目标的波长的子组的数据，来估计衬底上的重叠。该系统可以包括存储器以存储相关数据点、测量、参考DTO谱、初始重叠估计、经更新的重叠估计和/或其它参考信息，等等。

本发明进一步包括一种用于估计衬底上的重叠的程序，该程序包括用于实施如上所描述的方法步骤中的任一步骤或所有步骤的指令。本发明提供了一种用于估计衬底上的重叠的程序，该程序包括用于实施以下步骤的指令：获得涉及第一目标集合的初始重叠估计；获得关于第二目标集合的数据，其中针对目标的数据包括针对不同波长的组中的每一个波长的该目标的强度测量；针对该第二目标集合中的至少一个目标，使用该初始重叠估计来选择波长的子组；并且使用涉及针对该第二目标集合中的至少一个目标的波长的子组的数据，来估计衬底上的重叠。

任何的上述方法、系统或程序可以被用作一种使用光刻技术制造器件的方法的至少一部分。

此外，本文所描述的技术可以被适用于大型散射仪目标(其也被称作标准目标)，除了暗场成像分支和传感器所进行的测量之外或者作为其替代，这些较大目标中的重叠可以通过使用光瞳成像传感器的角分辨散射法来测量。

虽然上文所描述的目标结构是为了测量的目的而专门设计并形成的量测目标，但是在其它实施例中，可以测量作为形成于衬底上的器件的功能部分的目标上的属性。许多器件具有规则的、类似于光栅的结构。如本文所使用的术语“目标光栅”和“目标结构”并不要求已经被提供的结构专门用于所执行的测量。

与在衬底和图案形成装置上实现的目标的物理光栅结构相关联地，一个实施例可以包括一种计算机程序，其包含一个或多个机器可读指令的序列，所述一个或多个机器可读指令的序列描述了测量衬底上的目标和/或分析测量以获得有关光刻过程的信息的方法。该计算机程序例如可以在图2的控制单元LACU内被执行。还可以提供一种具有这样的计算机程序存储于其中的数据存储介质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)。在现有量测装置已经在生产和/或使用的情况下，本发明可以通过提供经更新的计算机程序产品而被实施，以便使得处理器实行上文所描述的步骤并且因此利用对特征非对称性有所降低的敏感性来计算重叠误差。程序还可选地被布置为控制光学系统、衬底支撑件等，以执行对适当多个的目标结构上的强度非对称性进行测量的步骤。

虽然上文已经具体参考了本发明的实施例在光学光刻上下文中的使用，但是将要意识到的是，本发明可以在其它应用中使用，例如压印光刻，并且在上下文允许的情况下，并不局限于光学光刻。在压印光刻中，图案形成装置中的形貌定义了在衬底上所创建的图案。图案形成装置的形貌可以被按压到提供至衬底的一层抗蚀剂中，抗蚀剂在其上通过施正电磁辐射、热、压力或者它们的组合而固化。在抗蚀剂固化之后，该图案形成装置从抗蚀剂被移出而在其中留下图案。

本文所使用的术语“辐射”和“束”包含所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如，具有365、355、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如，具有5-20nm范围的波长)，以及诸如离子束或电子束之类的粒子束。

在上下文允许的情况下，术语“透镜”可以是指各种类型的光学组件中的任意一种或组合，包括折射、反射、磁性、电磁和静电光学组件。

以上对具体实施例的描述因此将完全揭示本发明的总体属性，从而其他人通过应用本领域的知识能够在无需过度实验的情况下，轻易地针对这样的具体实施例的各种应用进行修改和/或调整，而并不背离本发明的总体构思。因此，基于本文所给出的教导和引导，这样的调整和修改意在处于所公开实施例的等同形式的含义和范围之内。应当理解的是，本文的短语或术语是出于通过示例进行描述的目的，而并非出于限制的目的，从而本说明书的术语或短语要由本领域技术人员在考虑该教导和引导的情况下加以解释。

本发明的宽度和范围并不应当被以上所描述的任何示例性实施例所限制，而是仅应当根据以下权利要求及其等同形式来限定。

所要意识到的是，具体实施方式部分——而非发明内容和摘要部分——意在被用来解释权利要求。发明内容和摘要部分可以给出如(多个)发明人所预期的本发明的一个或多个但是并非全部的示例性实施例，并且因此并非意在以任何方式对本发明和所附权利要求加以限制。

上文已经借助于图示指定功能及其关系的实施方式的功能构建模块对本发明进行了描述。这些功能构建模块的边界已经在本文为了描述的便利而进行了任意划定。只要所指定功能及其关系被恰当地执行，就可以划定替代性的边界。

以上对具体实施例的描述因此将完全揭示本发明的总体属性，从而其他人通过应用本领域的知识能够在无需过度实验的情况下，轻易地针对这样的具体实施例的各种应用进行修改和/或调整，而并不背离本发明的总体构思。因此，基于本文所给出的教导和引导，这样的调整和修改意在处于所公开实施例的等同形式的含义和范围之内。应当理解的是，本文的短语或术语是出于描述的目的，而并非出于限制的目的，从而本说明书的术语或短语要由本领域技术人员在考虑该教导和引导的情况下加以解释。

根据本发明的另外的方面在以下条款中进一步被描述：

16.根据条款15的程序，该程序包括用于实施条款1至12中任一项的方法的指令。

本发明的宽度和范围并不应当被以上所描述的任何示例性实施例所限制，而是仅应当依据所附权利要求及其等同形式来限定。

Claims

1.一种用于估计衬底上的重叠的方法，所述方法包括：

获得涉及第一目标集合的初始重叠估计；

获得关于第二目标集合的数据，其中针对目标的数据包括针对不同波长的组中的每一个波长的所述目标的强度测量；

使用所述初始重叠估计来选择针对所述第二目标集合中的至少一个目标的波长的子组；并且

使用涉及针对所述第二目标集合中的所述至少一个目标的所述波长的子组的数据来估计所述衬底上的重叠。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：获得关于所述第一目标集合的数据，并且将线性模型拟合至关于所述第一目标集合的数据，其中所述针对目标的数据包括所述目标在不同波长的组中的每个波长下的强度测量，并且根据所述线性模型所描述的梯度确定所述初始重叠估计。

3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：针对所述第一目标集合中的目标，确定针对所述波长的组中的每个波长的所述线性模型的偏移值，其中所述偏移值表示由于所述目标的物理缺陷对所述重叠的贡献。

4.根据权利要求3所述的方法，其中确定针对所述第一目标集合中的所述目标的每个波长的平均偏移值，并且将所述平均偏移值存储为参考信息，并且通过将涉及针对所述第二目标集合的所述波长的子组的数据与所述参考信息相比较，来估计所述衬底上的重叠。

5.根据权利要求4所述的方法，其中通过比对所述参考信息来执行针对所述第二目标集合的所述波长的子组的偏移值的最佳拟合分析，来实施所述比较，以确定所述拟合的残差，并且所估计的重叠对应于所计算的最小残差。

6.根据之前权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一目标集合位于所述衬底的第一区域，并且所述第二目标集合位于所述衬底的第二区域。

7.根据之前权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一区域基本上位于所述衬底的中心，并且所述第二区域基本上位于所述衬底的边缘周围。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一区域是处于距所述衬底的中心大约小于或等于130nm的距离之内的区域，并且所述第二区域是具有距所述衬底的所述中心大于大约130nm的距离的区域。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述第二目标集合位于所述衬底上，并且所述第一目标集合位于至少一个其它衬底上。

10.根据之前权利要求中任一项所述的方法，其中获得有关所述第一目标集合的数据和/或有关所述第二目标集合的数据包括：

照射衬底上的相应目标集合中的目标，所述目标至少包括第一目标结构和第二目标结构，所述第一目标结构包括具有第一刻意重叠偏置的重叠周期性结构，所述第二目标结构包括具有第二刻意重叠偏置的重叠周期性结构；并且

检测被每个目标结构所散射的辐射，以针对每个目标结构获得强度非对称性测量，所述强度非对称性测量表示提供了针对该目标的数据的整体强度非对称性。

11.根据之前权利要求中任一项所述的方法，其中针对所述第二目标集合中的至少一个目标选择波长的子组包括：针对所述第二目标集合中的每个目标执行对所述波长的组的分析，并且确定针对每个波长的另一线性模型是否具有基本上对应于所述初始重叠估计的梯度。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述梯度的值处于所述初始重叠估计的至少大约1％至10％之内，而使得所述波长的子组包括至少2个或3个波长。

13.一种系统，包括被配置为估计衬底上的重叠的处理器，所述处理器被配置为：

获得涉及第一目标集合的初始重叠估计；

针对所述第二目标集合中的至少一个目标，使用所述初始重叠估计来选择波长的子组；并且

使用涉及针对所述第二目标集合中的至少一个目标的所述波长的子组的数据，来估计所述衬底上的重叠。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述处理器被配置为实施根据权利要求1至12中任一项所述的方法。

15.一种用于估计衬底上的重叠的程序，所述程序包括用于实施以下步骤的指令：

获得涉及第一目标集合的初始重叠估计；

使用涉及针对所述第二目标集合中的至少一个目标的所述波长的子组的数据，来估计衬底上的重叠。