CN111736436B

CN111736436B - 堆叠差异的确定和使用堆叠差异的校正

Info

Publication number: CN111736436B
Application number: CN202010721198.8A
Authority: CN
Inventors: A·J·登博夫; K·布哈塔查里亚
Original assignee: ASML Holding NV
Current assignee: ASML Holding NV
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2023-08-18
Anticipated expiration: 2037-03-28
Also published as: TWI634321B; US10481499B2; IL262114B; CN109073992A; US10078268B2; US10845707B2; KR20180124109A; US10345709B2; US20170307983A1; JP6839720B2; US20200012198A1; CN111736436A; WO2017182235A1; TW201802453A; US20190025707A1; KR102238466B1; IL262114B2; IL262114A; US20190271915A1; JP2019515325A

Abstract

一种方法，包括：获得使用图案化工艺处理的衬底上的量测目标的测量，该测量是使用测量辐射获得的；以及从测量导出图案化工艺的感兴趣参数，其中感兴趣参数由堆叠差异参数校正，堆叠差异参数表示目标的相邻周期性结构之间或量测目标与衬底上的另一相邻目标之间的物理配置中的非设计差异。

Description

堆叠差异的确定和使用堆叠差异的校正

本申请是申请日为2017年3月28日、申请号为201780025162.2、发明名称为“堆叠差异的确定和使用堆叠差异的校正”的中国发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年4月22日提交的EP申请16166614.4的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及用于可用于例如通过光刻技术来制造器件的检查(量测)的方法和装置，以及使用光刻技术来制造器件的方法。

背景技术

光刻装置是一种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。光刻装置可以用于例如集成电路(IC)的制造。在这种情况下，可以使用备选地称为掩模或掩模版的图案形成装置来生成待形成在IC的单独层上的电路图案。该图案可以被转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括部分、一个或若干裸片)上。图案的转印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。通常，单个衬底将包含相继被图案化的相邻目标部分的网络。

在图案化工艺(即，涉及图案化的创建器件或其他结构的工艺(诸如光刻曝光或压印)，其通常可以包括一个或多个相关联的处理步骤，诸如抗蚀剂的显影、蚀刻等)中，期望确定(例如，测量，使用对图案化工艺的一个或多个方面进行建模的一个或多个模型进行模拟，等等)一个或多个感兴趣参数，诸如结构的临界尺寸(CD)、形成在衬底中或在衬底上的相继层之间的套刻精度误差等。

期望确定由图案化工艺创建的结构的这样的一个或多个感兴趣参数，并且将它们用于与图案化工艺相关的设计、控制和/或监测，例如，用于工艺设计、控制和/或验证。图案化结构的所确定的一个或多个感兴趣参数可以用于图案化工艺设计、校正和/或验证、缺陷检测或分类、产量估计和/或工艺控制。

因此，在图案化工艺中，经常需要对所创建的结构进行测量，例如用于工艺控制和验证。已知各种用于进行这样的测量的工具，包括经常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜和用于测量套刻精度(器件中的两个层的对准精度的量度)的专用工具。套刻精度可以根据两个层之间的未对准程度来描述，例如对1nm的所测量的套刻精度的引用可以描述两个层未对准1nm的情况。

已经开发了各种形式的检查装置(例如，量测装置)用于光刻领域。这些设备将辐射束引导到目标上并且测量经重定向的(例如，经散射的)辐射的一个或多个属性(例如根据波长变化的单个反射角度处的强度；根据反射角变化的一个或多个波长处的强度；或者根据反射角变化的偏振)，以获得可以根据其来确定目标的感兴趣的性质的“光谱”。感兴趣的性质的确定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等迭代方法重建目标；库搜索；以及主成分分析。

检查装置(例如，散射仪)所使用的目标是相对较大(例如，40μm×40μm)的周期性结构(例如，光栅)，并且测量光束生成小于周期性结构的斑点(即，周期性结构欠充满)。这可以简化目标的数学重构，因为它可以被视为无限大。然而，为了减小目标的尺寸，例如减小到10μm×10μm或更小，例如使得它们可以被定位在产品特征之间而不是在划道中，已经提出了其中使周期性结构小于测量斑点(即，周期性结构被过填充)的量测方法。典型地，这样的目标是使用暗场散射测量来测量的，其中零阶衍射(对应于镜面反射)被阻挡，并且仅处理高阶。暗场测量的示例可以在PCT专利申请公开No.WO 2009/078708和WO 2009/106279中找到，其全部内容通过引用并入本文。该技术的进一步发展在美国专利申请公开No.US2011-0027704、US 2011-0043791和US 2012-0242970中已经描述，这些申请中的每个也通过引用整体并入本文。使用衍射阶的暗场检测的基于衍射的套刻精度可以对较小的目标进行套刻精度测量。这些目标可以小于照射斑点并且可以被衬底上的产品结构包围。目标可以包括可以在一个图像中测量的多个周期性结构。

在已知的测量技术中，通过在某些条件下测量目标两次来获得套刻精度测量结果，同时旋转目标或改变照射模式或成像模式以单独获得-1阶和+1衍射阶强度。对于给定目标，强度不对称性(这些衍射阶强度的比较)提供了目标不对称性(即，目标中的不对称性)的测量。目标中的这种不对称性可以用作套刻精度误差的指标(两个层的不期望的未对准)。

发明内容

尽管在套刻精度测量的示例中，套刻精度测量是快速的且计算上非常简单的(一次校准)，但是它们依赖于如下假设：套刻精度(即，套刻精度误差和有意偏置)是目标中的目标不对称性的唯一原因。目标中的任何其他不对称性(诸如上层中的周期性结构内的特征的结构不对称性、由上层中的周期性结构覆盖的下层中的周期性结构内的特征的结构不对称性、或两者)也导致一阶(或其他更高阶)的强度不对称性。这种强度不对称性归因于结构不对称性，并且与套刻精度无关，这扰乱了套刻精度测量，给出了不准确的套刻精度测量。目标的下部或底部周期性结构的不对称性是结构不对称性的常见形式。它可以源自例如在最初形成底部周期性结构之后执行的衬底处理步骤，诸如化学机械抛光(CMP)。

已经发现，除了目标中的结构不对称性之外或作为其备选，目标的相邻周期性结构之间或相邻目标之间的堆叠差异可能是对诸如套刻精度测量等测量准确性产生不利影响的因素。堆叠差异可以被理解为相邻周期性结构或目标之间的物理配置中的非设计差异。堆叠差异包括但不限于相邻周期性结构或目标之间的厚度差异、相邻周期性结构或目标之间的折射率差异、相邻周期性结构或目标之间的材料差异、相邻周期性结构或目标的结构的光栅周期的差异等。与结构不对称性相似，堆叠差异可以通过图案化工艺中的诸如CMP、层沉积等处理步骤引入。

因此，期望以更直接和准确的方式区分由套刻精度单独引起的对目标不对称性的贡献。还期望单独地或与不同的测量选配方案组合地标识期望目标设计。

在一个实施例中，提供了一种方法，其包括：获得使用图案化工艺处理的衬底上的量测目标的测量，该测量是使用测量辐射获得的；以及从测量导出图案化工艺的感兴趣参数，其中感兴趣参数由堆叠差异参数校正，堆叠差异参数表示目标的相邻周期性结构之间或量测目标与衬底上的另一相邻目标之间的物理配置中的非设计差异。

在一个实施例中，提供了一种方法，其包括：针对测量目标的多个相邻周期性结构或针对多个相邻测量目标，获得堆叠差异参数的第一值和堆叠差异参数的第二值，堆叠差异参数的第一值和堆叠差异参数的第二值是分别通过使用第一测量辐射和第二测量辐射的测量而获得的，并且堆叠差异参数表示测量目标的相邻周期性结构之间或衬底上的相邻测量目标之间的物理配置中的非设计差异；从测量目标的多个相邻周期性结构或针对多个相邻测量目标获得目标参数的第一值和目标参数的第二值，目标参数的第一值和目标参数的第二值是分别通过第一测量辐射和第二测量辐射而获得的，并且其中目标参数值包括与物理配置中的非设计差异无关的部分以及由于物理配置中的非设计差异而导致的部分；确定描述堆叠差异参数的第一值和/或第二值与目标参数的第一值和目标参数的第二值的差异之间的关系的关系函数；以及从关系函数确定目标参数值的与物理配置中的非设计差异无关的部分。

在一个实施例中，提供了一种从多个候选目标中选择目标的方法，该方法包括：针对多个候选测量辐射对和多个候选目标获得多组值，每个候选目标包括与第二周期性结构水平相邻的第一周期性结构，每组值与候选目标之一和候选测量辐射对之一的不同组合相关，针对候选目标的多个样本，每组值包括：分别使用候选测量辐射对的第一测量辐射和第二测量辐的、候选目标的相邻周期性结构的堆叠差异参数的第一值和堆叠差异参数的第二值射，堆叠差异参数表示目标的相邻周期性结构之间的物理配置中的非设计差异；分别使用第一测量辐射和第二测量辐射的、候选目标的目标参数的第一值和目标参数的第二值；针对每组值，确定堆叠差异参数的第一值和/或第二值与目标参数的第一值和目标参数的第二值的差异之间的相关程度；以及基于针对每组值所确定的相关程度来从候选目标之一中选择期望目标。

下面参考附图详细描述其他特征和优点以及各种实施例的结构和操作。注意，本发明不限于本文中描述的具体实施例。这样的实施例在本文中仅出于说明的目的被呈现。基于本文中包含的教导，其他实施例对于相关领域的技术人员将是显而易见的。

附图说明

现在将参考附图仅以举例的方式描述实施例，在附图中：

图1描绘了光刻装置的实施例；

图2描绘了光刻单元或簇的实施例；

图3A描绘了被配置为使用第一对照射孔测量目标的检查装置(例如，在这种情况下为暗场散射仪)的示意图；

图3B示意性地描绘了针对给定照射方向的目标周期性结构的衍射光谱的细节；

图3C示意性地描绘了第二对照射孔，其在使用图3A的检查装置进行基于衍射的套刻精度测量时提供另外的照射模式；

图3D示意性地描绘了组合第一和第二对孔的第三对照射孔；

图4描绘了多个周期性结构目标的形式和衬底上的测量斑点的轮廓；

图5描绘了在图3的检查装置中获得的图4的目标的图像；

图6是示出使用图3的检查装置的套刻精度测量方法的步骤的流程图；

图7A、图7B和图7C分别示出了在零区域中具有不同套刻精度值的套刻精度周期性结构的示意性截面；

图7D是由于处理效应而在底部周期性结构中具有结构不对称性的套刻精度周期性结构的示意性截面；

图8示出了不受结构不对称性影响的理想目标中的套刻精度测量的原理；

图9示出了非理想目标中的套刻精度测量的原理，其具有如本文中的实施例中所公开的结构不对称性的校正；

图10A示出了在包括第一和第二覆盖周期性结构的目标的衍射之后的衍射信号，其中在第一层中没有结构不对称性；

图10B示出了在包括第一和第二覆盖结构的目标的衍射之后的衍射信号，其中在第一层中具有结构不对称性；

图11是根据实施例的方法的步骤的流程图；

图12示意性地示出了在图11的方法的步骤期间构建的三维图的示例；

图13A示意性地示出了在具有偏置+d的第一目标周期性结构与具有偏置-d的第二目标周期性结构之间不存在堆叠差异的情况，并且示出了在第一和第二目标周期性结构的衍射之后的衍射信号；

图13B示意性地示出了由第一目标周期性结构衍射的组合的+1衍射阶信号和组合的-1衍射阶信号的强度变化；

图13C示意性地示出了由第二目标周期性结构衍射的组合的+1衍射阶信号和组合的-1衍射阶信号的强度变化；

图14A示意性地示出了在具有偏置+d的第一目标周期性结构与具有偏置-d的第二目标周期性结构之间存在堆叠差异的情况，并且示出了在第一和第二目标周期性结构的衍射之后的衍射信号；

图14B和图14C分别示意性地示出了由第一目标周期性结构和第二目标周期性结构衍射的组合的+1衍射阶信号和组合的-1衍射阶信号的强度变化；

图14D和图14E分别示出了由第一目标周期性结构和第二目标周期性结构衍射的组合的+1衍射阶信号和组合的-1衍射阶信号的对比度变化。

图14F和图14G分别示出了由第一目标周期性结构和第二目标周期性结构衍射的组合的+1衍射阶信号和组合的-1衍射阶信号的相位变化。

图15是根据实施例的方法的步骤的流程图；

图16示出了在图15的方法的步骤期间构建的三维图的示例；

图17是根据实施例的方法的步骤的流程图；以及

图18是示出其中使用量测目标监测性能并且作为控制量测、设计和/或生产过程的基础的过程的流程图。

具体实施方式

在详细描述实施例之前，提供可以实现实施例的示例环境是有益的。

图1示意性地描绘了光刻装置LA。该装置包括被配置为调节辐射束B(例如，UV辐射或DUV辐射)的照射光学系统(照射器)IL、被构造为支撑图案形成装置(例如，掩模)MA并且连接到第一定位器PM的图案形成装置支撑件或支撑结构(例如，掩模台)MT，第一定位器PM被配置为根据某些参数来准确地定位图案形成装置；被构造为保持衬底(例如，抗蚀剂涂覆的晶片)W并且连接到第二定位器PW的衬底台(例如，晶片台)WT，第二定位器PW被配置为根据某些参数来准确地定位衬底；以及被配置为将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个裸片)上的投影光学系统(例如，折射投影透镜系统)PS。

照射光学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部件，诸如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其他类型的光学部件或其任何组合。

图案形成装置支撑件以取决于图案形成装置的取向、光刻装置的设计和其他条件(诸如例如，图案形成装置MA是否被保持在真空环境中)的方式来保持图案形成装置。图案形成装置支撑件可以使用机械、真空、静电或其他夹持技术来保持图案形成装置。例如，图案形成装置支撑件可以是框架或台，其可以根据需要是固定的或可移动的。图案形成装置支撑件可以确保图案形成装置例如相对于投影系统处于期望的位置。本文中的术语“掩模版”或“掩模”的任何使用可以被认为与更通用的术语“图案形成装置”是同义的。

本文中使用的术语“图案形成装置”应当被广义地解释为指代可以用于在辐射束的截面向辐射束赋予图案、以便在衬底的目标部分中产生图案的任何装置。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不完全对应于衬底的目标部分中的期望图案，例如在图案包括相移特征或所谓的辅助特征的情况下。通常，被赋予辐射束的图案将对应于在目标部分中所创建的器件(诸如集成电路)中的特定功能层。

图案形成装置可以是透射式或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程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等掩模类型、以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，其中的每个小反射镜可以单独地倾斜，以便在不同的方向上对入射辐射束进行反射。倾斜的反射镜在由反射镜矩阵反射的辐射束中赋予图案。

如本文中所示，该装置是透射型的(例如，采用透射式掩模)。备选地，该装置可以是反射型的(例如，采用上述类型的可编程反射镜阵列或采用反射型掩模)。

光刻装置也可以是如下的类型，即其中衬底的至少一部分可以被具有相对较高的折射率的液体(例如，水)覆盖以填充投影系统与衬底之间的空间。浸渍液体也可以应用于光刻装置中的其他空间，例如在掩模与投影系统之间。用于增加投影系统的数值孔径的浸渍技术在本领域是公知的。本文中使用的术语“浸没”并不表示诸如衬底等结构必须浸没在液体中，而仅表示在曝光期间液体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。源和光刻装置可以是单独的实体，例如当源是准分子激光器时。在这种情况下，源未被认为形成光刻装置的一部分，并且辐射束借助于光束传送系统BD从源SO被传送到照射器IL，光束传送系统BD包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器。在其他情况下，源可以是光刻装置的组成部分，例如当源是汞灯时。如果需要，源SO和照射器IL连同光束传送系统BD可以被称为辐射系统。

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，可以调节照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外径向范围和/或内径向范围(通常分别称为σ外和σ内)。另外，照射器IL可以包括各种其他部件，诸如积分器IN和聚光器CO。照射器可以用于调节辐射束，以在其截面中具有期望的均匀性和强度分布。

辐射束B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，并且由图案形成装置图案化。在穿过图案形成装置(例如，掩模)MA之后，辐射束B穿过投影光学系统PS，投影光学系统PS将光束聚焦到衬底W的目标部分C上，从而将图案的图像投影到目标部分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，例如以便在辐射束B的路径中定位不同的目标部分C。类似地，可以使用第一定位器PM和另一位置传感器(其在图1中未明确示出)来相对于辐射束B的路径精确地定位图案形成装置(例如，掩模)MA，例如在从掩模库中机械检索之后，或者在扫描期间。

图案形成装置(例如，掩模)MA和衬底W可以使用图案形成装置对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准。尽管所示的衬底对准标记占据专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间中(这些被称为划道对准标记)。类似地，在图案形成装置(例如，掩模)MA上设置有多于一个裸片的情况下，图案形成装置对准标记可以位于裸片之间。在器件特征之中，小型对准标记也可以被包括在裸片内，在这种情况下，期望标记尽可能小并且不需要与相邻特征不同的成像或工艺条件。下面进一步描述检测对准标记的对准系统。

该示例中的光刻装置LA是所谓的双级类型，其具有两个衬底台WTa、WTb和两个站(曝光站和测量站)，衬底台可以在曝光站和测量站之间交换。当一个衬底台上的一个衬底正在曝光站上被曝光时，另一衬底可以在测量站处被加载到另一衬底台上并且各种预备步骤被执行。预备步骤可以包括使用水平传感器LS来对衬底的表面控制进行绘图，并且使用对准传感器AS来测量对准标记在衬底上的位置。这使得装置的吞吐量显著增加。

所描绘的装置可以以各种模式使用，包括例如步进模式或扫描模式。光刻装置的构造和操作对于本领域技术人员来说是公知的，并且不需要进一步描述以理解本发明的实施例。

如图2所示，光刻装置LA形成光刻系统的一部分，光刻系统被称为光刻单元LC或光刻单元或簇。光刻单元LC还可以包括用于在衬底上执行曝光前和曝光后处理的装置。传统地，这些包括用于沉积抗蚀剂层的旋涂机SC、用于显影曝光的抗蚀剂的显影剂DE、激冷板CH和烘烤板BK。衬底处理器或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底，在不同的处理装置之间移动衬底，并且然后将衬底输送到光刻装置的加载台LB。通常统称为轨道的这些设备处于轨道控制单元TCU的控制之下，轨道控制单元TCU本身由管理控制系统SCS控制，管理控制系统SCS还经由光刻控制单元LACU控制光刻装置。因此，可以操作不同的装置以最大化吞吐量和处理效率。

图3A中示出了适合于在实施例中使用的检查装置。图3B中更详细地示出了目标T和用于照射目标的测量辐射的衍射射线。所示的检查装置是被称为暗场量测装置的类型。检查装置可以是独立设备或者被并入光刻装置LA中，例如在测量站或光刻单元LC处。在整个装置中具有若干分支的光轴由虚线O表示。在该装置中，由光源11(例如，氙灯)发射的辐射通过包括透镜12、14和物镜16的光学系统、经由光学元件15被引导到衬底W上。这些透镜以4F布置的双序列进行布置。可以使用不同的透镜布置，只要它例如将衬底图像提供到检测器上，并且同时允许访问中间光瞳面以进行空间频率滤波。因此，辐射在衬底上入射的角度范围可以通过在呈现衬底平面的空间光谱的平面(这里称为(共轭)光瞳平面)中定义空间强度分布来选择。特别地，这可以通过在作为物镜光瞳平面的后投影图像的平面中、在透镜12和14之间插入合适形式的孔径板13来完成。在所示的示例中，孔径板13具有不同的形式，标记为13N和13S，以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。在第一照射模式下，孔径板13N从仅为了描述而指定为“北”的方向提供离轴辐射。在第二照射模式下，孔径板13S用于提供相似的照射，但是从被标记为“南”的相反的方向。其他照射模式可以通过使用不同的孔径而是可能的。光瞳平面的其余部分理想地为暗的，因为在期望的照射模式之外的任何不必要的辐射将干扰期望的测量信号。

如图3B所示，目标T与衬底W一起被放置为垂直于物镜16的光轴O。衬底W可以由支撑件(未示出)支撑。从偏离轴线O的角度照射到目标T上的测量辐射的射线I产生零阶射线(实线0)和两个一阶射线(点划线+1和双点划线-1)。应当记住，对于过填充的小目标，这些射线只是覆盖衬底区域(包括测量目标T和其他特征)的很多平行射线之一。因为板13中的孔径具有有限的宽度(对于允许有用量的辐射是必需的)，所以入射射线I实际上将占据一定范围的角度，并且衍射射线0和+1/-1将稍微展开。根据小目标的点扩散函数，每个阶+1和-1将进一步在特定角度范围内展开，而不是如图所示的单个理想射线。注意，目标的周期性结构节距以及照射角度可以被设计或调节为使得进入物镜的一阶射线与中心光轴紧密对准。图3A和3B所示的射线被示出为稍微偏离轴线，纯粹是为了使它们在图中更容易区分。

由衬底W上的目标T衍射的至少0阶和+1阶由物镜16收集并且通过光学元件15被引导回。返回图3A，通过指定被标记为北(N)和南(S)的直径方向上相对的孔径，示出了第一和第二照射模式。当测量辐射的入射射线I来自光轴的北侧时，也就是，当使用孔径板13N施加第一照射模式时，被标记为+1(N)的+1衍射射线进入物镜16。相反，当使用孔径板13S施加第二照射模式时，-1衍射射线(标记为-1(S))是进入透镜16的射线。

分束器17将衍射光束分成两个测量分支。在第一测量分支中，光学系统18使用零阶和一阶衍射光束在第一传感器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)。每个衍射阶射到传感器上的不同点，使得图像处理可以比较和对比各个阶。由传感器19捕获的光瞳平面图像可以用于对检查装置聚焦和/或归一化一阶光束的强度测量。光瞳平面图像也可以用于很多测量目的，诸如重建。

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)上形成目标T的图像。在第二测量分支中，孔径光阑21设置在与光瞳平面共轭的平面中。孔径光阑21用于阻挡零阶衍射光束，使得形成在传感器23上的目标的图像仅由-1或+1一阶光束形成。由传感器19和23捕获的图像被输出到处理图像的处理器PU，其功能将取决于正在执行的测量的特定类型。注意，术语“图像”在这里在广泛的意义上使用。如果仅存在-1和+1阶中的一个，则不会形成这样的周期性结构特征的图像。

图3A、3C和3D所示的特定形式的孔径板13和场阑21仅仅是示例。在一个实施例中，使用目标的轴上照射并且使用具有离轴孔径的孔径光阑来将基本上仅一个一阶衍射辐射传递到传感器。在其他实施例中，代替一阶光束或除了一阶光束之外，可以使用二阶、三阶和更高阶光束(图3A、3B、3C或3D中未示出)进行测量。

为了使测量辐射适合于这些不同类型的测量，孔径板13可以包括形成在盘周围的多个孔径图案，盘旋转以使期望的图案就位。注意，孔径板13N或13S只能用于测量被定向在一个方向上(X或Y，取决于设置)的周期性结构。为了测量正交周期性结构，可以实现目标旋转90°和270°。图3C和3D中示出了不同的孔径板。在上面提到的专利申请公开中描述了这些孔径板的使用以及该装置的很多其他变型和应用。

图4描绘了根据已知的实践形成在衬底上的(复合)目标。在这个示例中的目标包括四个周期性结构(例如，光栅)32至35，这些周期性结构紧密放置在一起，使得它们全部位于由检查装置的量测辐射照射束形成的测量斑点31内。因此，四个周期性结构全部同时被照射并且同时在传感器19和23上被成像。在专用于测量套刻精度的示例中，周期性结构32至35本身是通过覆盖在形成在衬底W上的例如半导体器件的不同层中被图案化的周期性结构而形成的复合周期性结构。周期性结构32至35可以具有不同地偏置的套刻精度偏移，以便于测量形成复合周期性结构的不同部分的层之间的套刻精度。下面将参考图7来解释套刻精度偏置的含义。如图所示，周期性结构32至35的取向也可以不同，以便沿X和Y方向衍射入射辐射。在一个示例中，周期性结构32和34是分别具有+d、-d偏置偏移的X方向周期性结构。周期性结构33和35是分别具有偏置偏移+d和-d的Y方向周期性结构。这些周期性结构的单独图像可以在由传感器23捕获的图像中标识。这仅仅是目标的一个示例。目标可以包括多于或少于4个周期性结构，或者仅包括单个周期性结构。

图5示出了使用图3D的孔径板13NW或13SE、在图3的装置中使用图4的目标可以在传感器23上形成并且由其检测的图像的示例。尽管光瞳面图像传感器19不能分辨不同的各个周期性结构32至35，但是图像传感器23可以这样做。暗的矩形表示传感器上的图像场，在该场内，衬底上的照射斑点31被成像到对应的圆形区域41中。在圆形区域41内，矩形区域42至45表示小目标周期性结构32至35的图像。如果目标位于产品区域中，则产品特征也可以在该图像场的外围可见。图像处理器和控制系统PU使用图案识别来处理这些图像，以标识周期性结构32至35的单独图像42至45。以这种方式，图像不必在传感器框架内的特定位置处非常准确地对准，这在总体上极大地提高了测量装置的吞吐量。

一旦已经标识了周期性结构的单独图像，可以例如通过对所标识的区域内的所选择的像素强度值求平均或求和来测量这些单独图像的强度。图像的强度和/或其他性质可以相互比较。这些结果可以组合来测量图案化工艺的不同参数。套刻精度性能是这样的参数的重要示例。

图6示出了如何使用例如在PCT专利申请NO.WO2011/012624中描述的方法来测量包含部件周期性结构32至35的两个层之间的套刻精度误差(即，不期望的和无意的套刻精度未对准)。该测量通过标识目标不对称性来进行，如通过比较在目标周期性结构的+1阶和1阶暗场图像中的强度(可以比较其他对应的高阶的强度，例如+2和-2阶)以获得强度不对称性的量度而揭示的。在步骤S1，一次或多次通过光刻装置(诸如图2的光刻单元)处理衬底(例如，半导体晶片)以产生包括周期性结构32至35的目标。在S2处，使用图3的检查装置，仅使用一个一阶衍射光束(例如，-1)获得周期性结构32至35的图像。在步骤S3处，无论是通过改变照射模式，还是改变成像模式，还是通过在检查装置的视场中将衬底W旋转180°，可以获得使用另一一阶衍射光束(+1)的周期性结构的第二图像。因此，+1衍射辐射在第二图像中被捕获。

注意，通过在每个图像中仅包括一阶衍射辐射的一半，在此所指的“图像”不是传统的暗场显微镜图像。周期性结构的单独目标特征将不会被分辨。每个目标周期性结构将简单地由一定强度等级的区域表示。在步骤S4中，在每个部件目标周期性结构的图像内标识感兴趣区域(ROI)，从中将测量强度水平。

在已经标识每个单独目标周期性结构的ROI并且测量其强度之后，然后可以确定目标的不对称性以及因此确定套刻精度误差。这是在步骤S5中通过对于每个目标周期性结构32至35比较针对+1和-1阶获得的强度值以标识它们的强度不对称性(例如，它们的强度的任何差异)来完成的(例如，由处理器PU)。术语“差异”不是旨在仅指代减法。差异可以按比例形式计算。在步骤S6中，使用针对多个目标周期性结构测量的强度不对称性、以及这些目标周期性结构的任何已知的所施加的套刻精度偏置的知识，来计算目标T附近的图案化工艺的一个或多个性能参数。

在本文中描述的应用中，将包括使用两种或更多种不同测量选配方案的测量。极为感兴趣的性能参数是套刻精度。如稍后将描述的，可以计算图案化工艺的其他性能参数。性能参数(例如，套刻精度、CD、焦点、剂量等)可以被反馈(或前馈)，以用于改进图案化工艺，改善目标，和/或用于改进图6的测量和计算过程本身。

在上面提到的专利申请公开中，公开了用于使用上述基本方法来改善套刻精度测量的质量的各种技术。这些技术在这里将不会进一步详细解释。它们可以与本申请中新公开的技术结合使用。

图7示出了具有不同偏置偏移的目标周期性结构(套刻精度周期性结构)的示意性截面。如图3和4所示，这些可以用作衬底W上的目标T。仅仅为了示例而示出了在X方向上具有周期性的周期性结构。具有不同偏置和不同取向的这些周期性结构的不同组合可以单独提供或作为目标的一部分提供。

从图7A开始，示出了在标记为L1和L2的至少两个层中形成的目标600。在下层或底层L1中，通过特征602和间隔604在衬底606上形成第一周期性结构(下部或底部周期性结构)，例如光栅。在层L2中，通过特征608和间隔610形成第二周期性结构，例如光栅。(截面被绘制成使得特征602、608(例如，线)延伸到页面中)。周期性结构图案在两个层中以节距P重复。特征602和608可以采用线、点、块和通孔的形式。在图7A处所示的情况下，不存在由于未对准而产生的套刻精度贡献，例如没有套刻精度误差并且没有施加的偏置，使得第二结构的每个特征608恰好位于第一结构中的特征602之上。

在图7B中，示出了具有第一已知的施加偏置+d的相同目标，使得第一结构的特征608相对于第二结构的特征向右移位距离d。在实践中，偏置距离d可以为几纳米，例如10nm至20nm，而节距P例如在300至1000nm的范围内，例如500nm或600nm。在图7C处，描绘了具有第二已知的施加偏置-d的另一特征，使得特征608向左移位。每个结构的d值不必相同。在上面提到的在先专利申请公开中描述了图7A至7C所示的这种类型的偏置周期性结构。

图7D示意性地示出了结构不对称性现象，在这种情况下是第一结构中的结构不对称性(底部结构不对称性)。图7A至7C处的周期性结构中的特征被示出为完美方形侧面的，而真实特征在侧面具有某个斜率和一定的粗糙度。然而，它们的轮廓至少是对称的。图7D中的第一结构中的特征602和/或空间604根本不再具有对称形式，而是由于一个或多个处理步骤而变得扭曲。因此，例如，每个空间的底表面已经倾斜(底壁倾斜)。例如，特征和空间的侧壁角变得不对称。因此，目标的总体目标不对称性将包括与结构不对称性无关的套刻精度贡献(即，由于第一结构和第二结构的未对准而导致的套刻精度贡献；其本身包括套刻精度误差和任何已知的施加偏置)和由于目标中的这种结构不对称性而产生的结构贡献。

当使用仅两个偏置的周期性结构通过图6的方法测量套刻精度时，不能将工艺引起的结构不对称性与由于未对准而产生的套刻精度贡献区分开，并且套刻精度测量(特别是测量不期望的套刻精度误差)因此变得不可靠。目标的第一结构(底部周期性结构)中的结构不对称性是结构不对称性的常见形式。例如，它可以起源于在最初形成第一结构之后执行的衬底处理步骤，诸如化学机械抛光(CMP)。

在PCT专利申请公开No.WO2013-143814中，建议使用三个或更多个部件周期性结构来通过图6的方法的修改版本来测量套刻精度。图7A到7C中所示类型的三个或更多个周期性结构用于获得套刻精度测量，该套刻精度测量在某种程度上校正了目标周期性结构中的结构不对称性，诸如在实际图案化工艺中由底部结构不对称性引起的。然而，该方法需要新的目标设计(例如，与图4中所示的不同)，并且因此将需要新的图案形成装置或图案形成装置图案。此外，目标区域更大，并且因此消耗更多的衬底面积。另外，在这个和其他现有方法中忽略了由结构不对称性而导致的套刻精度贡献的相位元素，这表示校正不如相位元素也被校正时那样准确。

在图8中，曲线702示出了在“理想”目标的套刻精度OV和强度不对称性A之间的关系，理想目标在形成目标的各个周期性结构内并且特别是在第一结构的单个周期性结构内具有零偏移且没有结构不对称性。因此，该理想目标的目标不对称性仅包括由于第一结构和第二结构的未对准而导致的套刻精度贡献，这是由已知的施加的偏置和套刻精度误差OV_E引起的。该图和图9的图仅示出了本公开背后的原理，并且在每个图中，强度不对称性A和套刻精度OV的单位是任意的。实际尺寸的示例将在下面进一步给出。

在图8的“理想”情况下，曲线702指示强度不对称性A与套刻精度具有非线性周期性关系(例如，正弦关系)。正弦变化的周期P对应于周期性结构的周期或节距P，当然转换为适当的比例。在这个示例中，正弦形式是纯粹的，但在真实情况下可以包括谐波。

如上所述，偏置的周期性结构(具有已知的施加的套刻精度偏置)可以用于测量套刻精度，而不是依赖于单个测量。该偏置具有在制作它的图案形成装置(例如，掩模版)中限定的已知值，其用作对应于测量的强度不对称性的套刻精度的衬底上校准。在图中，以图形方式说明计算。在步骤S1-S5中，针对分别施加有偏置+d和-d的周期性结构获得强度不对称性测量A+d和A-d(例如，如图7B和图7C所示)。将这些测量拟合成正弦曲线给出了点704和706，如图所示。已知偏置，可以计算出真正的套刻精度误差OV_E。正弦曲线的节距P从目标的设计已知。曲线702的垂直标度开始不知道，而是未知因子，其可以被称为一次谐波比例常数K₁。该常数K₁是强度不对称性测量对目标的灵敏度的量度。

在等式项中，假设套刻精度误差OV_E和强度不对称性A之间的关系为：

A_±d＝K₁sin(OV_E±d) (1)

其中套刻精度误差OV_E以比例表示，使得目标节距P对应于角度2π弧度。使用对具有不同已知偏置(例如，+d和-d)的光栅的两次测量，可以使用下式计算套刻精度误差OV_E：

图9示出了引入结构不对称性的第一效果，例如图7D中所示的底部周期性结构不对称性。“理想的”正弦曲线702不再适用。然而，至少近似地，底部周期性结构不对称性或其他结构不对称性具有将强度偏移项K₀和相位偏移项φ添加到强度不对称性A_±d的效果。所得到的曲线在图中示出为712，标记K₀表示强度偏移项，并且标记φ表示相位偏移项。强度偏移项K₀和相位偏移φ项取决于目标和测量辐射的所选择的特性的组合，诸如测量辐射的波长和/或偏振(“测量选配方案”)，并且对于工艺变化是敏感的。在等式项中，步骤S6中用于计算的关系式变为：

A_±d＝K₀+K₁sin(OV_E±d+φ) (3)

在存在结构不对称性的情况下，由等式(2)描述的套刻精度模型将提供受强度偏移项K₀和相位偏移项φ影响的套刻精度误差值，并且因此将是不准确的。当映射套刻精度误差时，结构不对称性还将导致使用不同测量选配方案的相同目标的测量的差异，因为强度和相移是波长和/或偏振相关的。因此，期望优化目标测量选配方案组合的选择，以便获得更准确的套刻精度误差测量，或者消除由于结构不对称性引起的套刻精度贡献，从而校正套刻精度误差测量。因此，衬底处理的微小变化或测量选配方案的变化将导致套刻精度变化，从而影响套刻精度控制回路APC(自动工艺控制)和设备产量。

经修改的步骤S6的套刻精度计算依赖于某些假设。首先，假设强度不对称性表现为套刻精度的正弦函数，其中周期P对应于光栅节距。这些假设对于当前的套刻精度范围是有效的。谐波的数目可以设计得很小，因为小的节距-波长比仅允许来自光栅的少量传播衍射阶。然而，实际上，由于未对准而导致的对强度不对称性的套刻精度贡献可能不一定是真正的正弦曲线，并且可能不一定关于OV＝0完全对称。

建议测量目标的目标不对称性，并且因此测量不会忽略结构不对称性的影响的套刻精度，同时允许使用当前目标设计，诸如图4中所示的那些。可以执行该建模，作为对图6所示方法中的步骤S6的修改，所提出的方法可以使用真实衬底测量数据准确地计算套刻精度误差，并且可以确定目标和测量选配方案的最佳或期望组合。不需要模拟或重建。

特别地，已经观察到，对于感兴趣的套刻精度范围，由于结构不对称性而导致的套刻精度贡献的强度项和相位项都与由于未对准而导致的套刻精度贡献无关。

图10A示出了在包括第一结构L1和第二结构L2的目标上的入射测量辐射束800，其用于第二结构不包括结构不对称性的情况。来自第一结构的所得到的+1衍射阶810⁺具有强度Be^jβ，并且来自第二结构的+1衍射阶820⁺具有强度Ce^jα。这些强度组合以产生目标的+1衍射阶的强度I₊₁：

I₊₁＝|Ce^jα+Be^jβ|²＝B²+C²+2BC×cos[β+α] (4)其中B和C是强度比例因子，OV是套刻精度，P是目标节距，T是目标厚度，λ是测量辐射波长。

类似地，来自第一结构的所得到的-1衍射阶810^-具有强度Be^jβ，并且来自第二结构的-1衍射阶820^-具有强度Ce^-jα。这些强度组合以产生目标的-1衍射阶的强度I_-1：

I_-1＝|Ce^-jα+Be^jβ|²＝B²+C²+2BC×cos[β-α] (5)

图10B示出了在包括第一结构L1和第二结构L2的目标上的入射辐射束800，其用于第一结构包括结构不对称性的情况(倾向于在底部结构中发现的结构不对称性)。由于第一结构中的结构不对称性，来自第一结构的+1和-1衍射阶不相同。在这里示出的具体示例中，来自第一结构的+1衍射阶810⁺具有强度Be^jβ，而来自第一结构的-1衍射阶810'^-具有强度B'e^jβ'，其中B'不同于B并且β'不同于β。因此，在该示例中，强度组合以产生针对目标的-1衍射阶的强度I^-1(强度I⁺¹与等式(4)相同)：

I_-1＝|Ce^-jα+B′e^jβ′|²＝B′²+C²+2B′C×cos[β′-α] (6)

从等式(4)和(6)导出，当使用具有已知的施加的偏置+d和-d的目标执行套刻精度测量时，强度不对称性可以根据相位项和强度项来公式化(+和-下标表示测量辐射束的阶，并且+d和-d上标表示目标偏置)：

其中：

在等式(7)和等式(8)中的每个中，不对称性信号A^±d的“强度项”(影响强度偏移项的项)包括等式的最后两个项(B²-B′²)。不对称性信号A^±d的“相位项”(影响相位偏移项的项)包括这些等式的其余项。通过将这些等式应用于由于结构不对称性OV_SA而导致的套刻精度贡献的等式，得到以下结果：

假设

第二项是由于结构不对称性OV_SA而导致的套刻精度贡献的强度项，并且其余部分是由于结构不对称性OV_SA而导致的套刻精度贡献的相位项。

假设β≠0并且β'≠0(或不接近0)，并且套刻精度范围小(例如，在+/-20nm内)使得α非常小并且sinα≈α，则：

第二项再次是强度项，并且其余部分是相位项。k是常数。

获得等式(10)的假设对于大多数情况是有效的。如果β≈0或β'≈0，则堆叠灵敏度将非常小，并且在选配方案优化期间将过滤掉测量选配方案。此外，套刻精度范围预计不会超过+/-20nm。因此，在大多数情况下，由于结构不对称性OV_SA而导致的套刻精度贡献是恒定的并且与套刻精度无关。因此，具有和不具有由于结构不对称性而导致的套刻精度贡献的套刻精度的图将包括在小套刻精度的套刻精度范围内的基本上平行的线。这可以在图9中看到，大约OV＝0。

总的套刻精度OV(即，测量的套刻精度)可以由由于结构不对称性OV_SA而导致的套刻精度贡献和与结构不对称性OV_NSA无关的套刻精度贡献来表示：

OV＝OV_NSA+OV_SA (11)

与结构不对称性OV_NSA无关的套刻精度贡献可以包括套刻精度误差OV_E(层的任何无意的未对准)和/或任何已知的施加的偏置d。将由于结构不对称性OV_SA而导致的套刻精度贡献分离为组成强度项OV_SAI和相位项OV_SAφ得到：

OV＝OV_NSA+(OV_SAI+OV_SAφ) (12)

从等式(10)可以推导出，由于结构不对称性而导致的套刻精度贡献的组成强度项OV_SAI与下部光栅BGA中的结构不对称性成比例(其中γ是比例常数)：

OV_SAI＝γ*BGA (13)

假设强度项OV_SAI与相位项OV_SAφ之间存在关系G(其可以称为工艺鲁棒性指数)：

OV_SAφ＝G*OV_SAI (14)

因此等式(12)可以重写为：

OV＝OV_NSA+γ*BGA+G*OV_SAI

＝OV_NSA+γ*BGA+G*γ*BGA

＝OV_NSA+ξ_BGA*BGA (15)

其中ξ_BGA＝γ+G*γ。假设关系函数ξ_BGA跨衬底是恒定的，则通过确定关系函数ξ_BGA，可以确定与结构不对称性OV_NSA无关的套刻精度。因此，该套刻精度测量不包括由于结构不对称性OV_SA而导致的套刻精度贡献，其组合了强度项和相位项。恒定关系函数ξ还表明，即使堆叠变化，工艺鲁棒性指数G跨衬底也是恒定的。因此，常数关系函数ξ表示测量选配方案对工艺变化是稳健的。

可以通过使用两种不同的测量选配方案测量衬底上的目标来找到关系函数ξ_BGA。在这种情况下：

OV_A＝OV_NSAA+ξ_BGA，A*BGA_A

OV_B＝OV_NSAB+ξ_BGA，B*BGA_B

ΔOV＝ξ_BGA，A*BGA_A-ξ_BGA，B*BGA_B+C (16)

其中下标A和B分别表示可归因于使用测量选配方案A(第一测量选配方案)和测量选配方案B(第二测量选配方案)进行的测量的项；其中OV_A和OV_B分别是使用测量选配方案A和测量选配方案B测量的套刻精度。ΔOV是使用测量选配方案A测量的套刻精度OV_A与使用测量选配方案B测量的套刻精度OV_B之间的差异。等式(16)进一步基于OV_NSAA＝OV_NSAB＝OV_NSA的这一假设。换言之，假设与结构不对称性无关的套刻精度与测量选配方案无关。只有结构不对称性信号BGA依赖于测量选配方案。

测量选配方案A和B可以在测量辐射的波长和/或偏振方面不同。

在一个实施例中，可以通过确定使用测量选配方案A测量的下部光栅中的结构不对称性BGA_A、使用测量选配方案B测量的下部光栅中的结构不对称性BGA_B以及测量选配方案A和B之间的套刻精度测量的差异ΔOV之间的关系来找到关系函数ξ_BCA。下面描述当所有目标的测量示出线性/平面相关性时假设(例如，拟合)恒定关系函数的有效性。

图11是根据示例性实施例的确定关系函数和确定图案化工艺参数(例如，套刻精度)的方法的流程图。对包括多个目标的衬底执行该方法。该方法的步骤如下，并且然后在下文中更详细地描述：

900-分别用选配方案A和选配方案B测量目标上的BGA_A和BGA_B；

910-分别用选配方案A和选配方案B测量目标上的OV_A和OV_B；

920-绘制BGA_A、BGA_B和ΔOV作为3D图；

930-找到关系函数ξ_BGA，A和ξ_BGA，B；以及

940-找到校正的套刻精度。

在步骤900，使用第一测量选配方案A测量每个目标(或其子集)的第一结构中的结构不对称性BGA_A，从而获得第一结构中的结构不对称性的第一测量。此外，使用第二测量选配方案B测量每个目标(或其子集)的第一结构中的结构不对称性BGA_B，从而获得第一结构中的结构不对称性的第二测量。

结构不对称性的第一和第二测量可以在对第二结构的曝光之前执行，第二结构与第一结构一起构成目标。在一个实施例中，可以通过单次测量获得结构不对称性的测量和套刻精度的测量。这可以通过一起测量两个相邻结构来实现，一个结构仅包括第一结构(在第二结构已经在其上被曝光之前)并且另一结构包括完整目标(包括覆盖有第二结构的第一结构)。

在步骤910，使用第一测量选配方案A测量每个目标(或其子集)的套刻精度OV_A，从而获得目标中的目标不对称性的第一测量。此外，使用第二测量选配方案B测量每个目标(或其子集)的套刻精度OV_B，从而获得目标中的目标不对称性的第二测量。

在步骤920，可以构建3D图，以在一个轴上针对第一结构中的结构不对称性的第一测量BGA_A以及在另一轴上针对第一结构中的结构不对称性的第二测量BGA_B来绘制ΔOV(测量的套刻精度OV_A和测量的套刻精度OV_B的差异)。在一个实施例中，不需要进行实际绘图，而是可以以这种3D方式分析数据。

图12示出了这种3D图的示例。它包括在z轴上的测量选配方案之间的套刻精度差异ΔOV以及分别在x轴和y轴上的第一结构中的结构不对称性的测量BGA_A和BGA_B。可以看出，ΔOV与所有目标的结构不对称性测量BGA_A和BGA_B之间存在良好的平面相关性，该关系定义了基本上平坦的平面1000。这种良好的相关性表明，关系函数ξ_BGA，A和ξ_BGA，B每个都是常数，并且因此可以准确地确定。

在步骤930，确定关系函数ξ_BGA，A和ξ_BGA，B。关系函数ξ_BGA，A和ξ_BGA，B可以使用等式(16)或考虑平面1000在x和y方向上的斜率来确定。套刻精度测量准确性与ΔOV以及结构不对称性测量BGA_A和BGA_B之间的相关性相关。理论上，当相关性示出完美的平坦平面时，可以完全消除由结构不对称性引起的误差，并且可以获得无误差的套刻精度指纹。在平面不是完全平坦的情况下，可以确定斜率误差(非相关性的量度)并且将其用作套刻精度测量中的不确定性的量度。

在步骤940，可以通过以下方式找到经校正的套刻精度OV_NSA，即与结构不对称性无关的套刻精度贡献：

OV_NSA＝OV_A-ξ_BGA，A*BGA_A

OV_NSA＝OV_B-ξ_BGA，B*BGA_B (17)

除了目标中的结构不对称性之外或作为其备选，目标的相邻周期性结构之间或相邻目标之间的堆叠差异可能是对诸如套刻精度测量等测量准确性产生不利影响的因素。堆叠差异可以被理解为相邻周期性结构或目标之间的物理配置中的非设计差异。堆叠差异导致相邻周期性结构或目标之间的测量辐射的光学性质(例如，强度、偏振等)的差异，这是由于对于相邻周期性结构或目标共同的除了套刻精度误差之外的误差、除了有意偏置之外的偏置以及除了结构不对称性之外的不对称性。堆叠差异包括但不限于相邻周期性结构或目标之间的厚度差异(例如，一个或多个层的厚度差异，使得一个周期性结构或目标高于或低于被设计为处于基本上相等水平的另一周期性结构或目标)、相邻周期性结构或目标之间的折射率差异(例如，一个或多个层的折射率的差异，使得一个周期性结构或目标的一个或多个层的组合折射率不同于另一周期性结构或目标的一个或多个层的组合折射率，即使被设计为具有基本上相等的组合折射率)、相邻周期性结构或目标之间的材料差异(例如，一个或多个层的材料类型、材料均匀性等方面的差异，使得一个周期性结构或目标与被设计为具有基本上相同的材料的另一周期性结构和目标之间存在材料差异)、相邻周期性结构或目标的结构的光栅周期的差异(例如，一个周期性结构或目标与被设计为具有基本上相同的光栅周期的另一周期性结构或目标的光栅周期差异)、相邻周期性结构或目标的结构的深度的差异(例如，由于蚀刻而导致的一个周期性结构或目标与设计为具有基本上相同深度的另一周期性结构或目标的结构深度差异)、相邻周期性结构或目标的特征的宽度(CD)的差异(例如，一个周期性结构或目标与被设计为具有基本上相同的特征宽度的另一周期性结构或目标的特征宽度差异)。在一些示例中，堆叠差异通过图案化工艺中的诸如CMP、层沉积、蚀刻等处理步骤引入。在一个实施例中，如果彼此在200μm内，彼此在150μm内，彼此在100μm内，彼此在75μm内，彼此在50μm内，彼此在40μm内，彼此在30μm内，彼此在20μm内，或彼此在10μm内，则周期性结构或目标是相邻的。

图13示意性地示出了在一个实施例的目标的相邻周期性结构(例如，复合光栅)之间不存在堆叠差异的情况。为简单起见，在该示例中不考虑结构不对称性。此外，在图13-16的示例中，套刻精度被视为测量参数。将使用目标对不同的参数测量(诸如CD、焦点、剂量等)进行适当的调节。

图13A示出了具有偏置+d的复合光栅形式的目标的第一周期性结构1101以及具有偏置-d的复合光栅形式的目标的相邻的第二周期性结构1106。第一入射测量辐射束1110照射在第一周期性结构1101的第一结构1105和第二结构1103上，其中在第一结构1105与第二结构1103之间存在偏置+d。结果，-1衍射阶信号1130和1120分别被第一结构1105和第二结构1103衍射。由第一周期性结构1101衍射的-1衍射阶信号可以被理解为-1衍射阶信号1130和1120的组合。另外，+1衍射阶信号1150和1140分别被第一结构1105和第二结构1103衍射。由第一周期性结构1101衍射的+1衍射阶信号/>可以被理解为+1衍射阶信号1150和1140的组合。因此，由第一周期性结构1101衍射的-1衍射阶信号/>和由第一周期性结构1101衍射的+1衍射阶信号/>可以共同表示为：

其中C表示信号的对比度(它是周期性结构设计、测量波长等的函数)，T是第一周期性结构的厚度，λ是测量辐射波长，相位项/>OV是实际套刻精度(由于层的任何无意的未对准)，并且P是第一周期性结构1101的第一结构1105和第二结构1103的节距。在图13B中，分别根据等式(18)用迹线1160和1170描绘了由第一周期性结构1101衍射的-1衍射阶信号/>和由第一周期性结构1101衍射的+1衍射阶信号/>的强度分布。

类似地，第二入射测量辐射束1115照射在第二周期性结构1106的第一结构1109和第二结构1107上，其中在第一结构1109与第二结构1106之间存在偏置-d。结果，-1衍射阶信号1135和1125分别被第二周期性结构1106的第一结构1109和第二结构1107衍射。由第二周期性结构1106衍射的-1衍射阶信号可以被理解为-1衍射阶信号1135和1125的组合。另外，+1衍射阶信号1155和1145分别被第一结构1109和第二结构1107衍射。由第二周期性结构1106衍射的+1衍射阶信号/>可以被理解为+1衍射阶信号1155和1145的组合。因此，由第二周期性结构1106衍射的-1衍射阶信号/>和由第二周期性结构1106衍射的+1衍射阶信号/>可以共同表示为：

其中C表示相应信号的对比度，T是第二周期性结构的厚度，λ是测量辐射波长，相位项/>OV是实际套刻精度(由于层的任何无意的未对准)，并且P是第二周期性结构1106的第一结构1109和第二结构1107的节距。在图13C中，分别根据等式(19)用迹线1180和1190描绘了由第二周期性结构1106衍射的-1衍射阶信号/>和由第二周期性结构1106衍射的+1衍射阶信号/>的强度分布。

现在，图14示出了在具有偏置+d的第一周期性结构1201与具有偏置-d的相邻的第二周期性结构1206之间存在堆叠差异的情况。在这种情况下，堆叠差异是厚度的差异，如图14A所示并且在下文中描述。类似于图13，第一入射测量辐射束1210分别照射在第一周期性结构1201的第一结构1205和第一周期性结构1201的第二结构1203上。结果，-1衍射阶信号1230和1220分别被第一结构1205和第二结构1203衍射。因此，由第一周期性结构1201衍射的-1衍射阶信号可以被理解为-1衍射阶信号1230和1220的组合。另外，+1衍射阶信号1250和1240分别被第一结构1205和第二结构1203衍射。因此，由第一周期性结构1201衍射的+1衍射阶信号/>可以被理解为+1衍射阶信号1250和1240的组合。

类似地，第二入射测量辐射束1215分别照射在第二周期性结构1206的第一结构1209和第二结构1207上。结果，-1衍射阶信号1235和1225分别被第一结构1209和第二结构1207衍射。因此，由第二周期性结构1206衍射的-1衍射阶信号可以被理解为-1衍射阶信号1225和1235的组合。另外，+1衍射阶信号1255和1245分别被第一结构1209和第二结构1207衍射。因此，由第二周期性结构1206衍射的+1衍射阶信号/>可以被理解为+1衍射阶信号1255和1245的组合。

作为堆叠差异的示例，第一周期性结构1201和第二周期性结构1206可以具有厚度差异，如图14A所示。然而，在另一示例中，堆叠差异可以通过一个或多个其他因素来创建，这些因素允许在第一周期性结构1201与第二周期性结构1206之间存在非设计的物理配置中的附加或备选差异。例如，当第一周期性结构1201比第二周期性结构1206对第一测量辐射束1210更不透明时，可以产生堆叠差异。例如，在第一周期性结构1201与第二周期性结构1206之间可能存在材料差异(例如，具有不同折射率的相同类型的材料、不同类型的材料等)。作为另一示例，第一周期性结构1201相对于第二周期性结构1206的节距可能存在差异，即使它们被设计为具有基本上相同的节距。堆叠差异的这些示例不是可能存在堆叠差异的唯一方式，并且因此不应当被视为限制。

再次参考等式(18)和(19)，堆叠差异可以在等式(18)和(19)中的每个中引入三个附加项。第一项ΔI_N表示相应信号的强度的实际变化。第二项ΔC_N表示相应信号的对比度的实际变化。第三项Δβ表示相应信号的相位的实际变化。这三个项取决于测量辐射束1210和1215的波长和/或偏振。因此，在存在堆叠差异的情况下，由第一周期性结构1201衍射的-1衍射阶信号和+由第一周期性结构1201衍射的+1衍射阶信号/>可以共同表示为：

在图14B中，分别根据等式(20)用迹线1260和1262描绘了由第一周期性结构1201衍射的-1衍射阶信号和由第一周期性结构1201衍射的+1衍射阶信号/>的强度分布。

在图14D中，分别根据等式(20)用迹线1270和1272描绘了由第一周期性结构1201衍射的-1衍射阶信号和由第一周期性结构1201衍射的+1衍射阶信号/>的对比度分布。

在图14F中，分别根据等式(20)用迹线1280和1282描绘了由第一周期性结构1201衍射的-1衍射阶信号和由第一周期性结构1201衍射的+1衍射阶信号/>的相位分布。

此外，在存在堆叠差异的情况下，由第二周期性结构1206衍射的-1衍射阶信号和由第二周期性结构1206衍射的+1衍射阶信号/>可以共同表示为：

在图14C中，分别根据等式(21)用迹线1264和1266描绘了由第二周期性结构1206衍射的-1衍射阶信号和由第二周期性结构1206衍射的+1衍射阶信号/>的强度分布。因此，与图14B相比，存在强度不平衡性，这可能导致测量误差。

在图14E中，分别根据等式(21)用迹线1274和1276描绘了由第二周期性结构1206衍射的-1衍射阶信号和由第二周期性结构1206衍射的+1衍射阶信号/>的对比度分布。因此，与图14D相比，存在对比度不平衡性，这可能导致测量误差。

在图14G中，分别根据等式(21)用迹线1284和1286描绘了由第二周期性结构1206衍射的-1衍射阶信号和由第二周期性结构1206衍射的+1衍射阶信号/>的相位分布。因此，与图14F相比，存在相位不平衡性，这可能导致测量误差。

第一周期性结构1201的测量的强度不对称性ΔI^+d定义为：

/>

通过将等式(20)并入等式(22)中并且假设+ΔI_N和ΔC_N很小，ΔI^+d可以表示为：

并且，平均强度可以表示为：

其中

类似地，第二周期性结构1206的测量的强度不对称性ΔI^-d被定义为：

通过将等式(21)并入等式(24)中并且假设+ΔI_N和ΔC_N很小，ΔI^-d可以表示为：

并且，平均强度可以表示为：

测量的套刻精度OV_m可以如下计算：

通过将等式(22)-(25)并入等式(26)中，可以如下获得套刻精度测量的误差Δε_OV：

当β≈90°(对于良好设计的目标)并且套刻精度(OV)很小(相对于偏置d)时，等式(27)可以进一步简化为：

Δε_OV＝OV_m-OV≈d*(ΔI_N+ΔC_N) (28)

此外，当第一周期性结构1201和第二周期性结构1206被良好地设计为具有等于或近似等于1的对比度C时，ΔC_N近似等于零。因此，测量误差Δε_OV可以进一步简化为：

Δε_OV＝OV_m-OV≈d*Δ_IN (29)

从等式(27)-(29)可以看出，测量的套刻精度OV_m与实际套刻精度OV的区别在于由堆叠差异产生的测量误差Δε_OV。因此，通过校正相邻周期性结构或目标之间的堆叠差异，可以显著降低测量的准确性(例如，目标用于对准时的对准的测量、目标用于套刻精度测量时的套刻精度的测量等)。可以通过改变创建或测量周期性结构或目标(例如，工艺偏移)的过程来校正由堆叠差异引起的测量误差，这些改变例如基于产量(即，对经处理的器件进行评估以确定周期性结构或目标是否准确)、相邻周期性结构或目标的截面评估、或复杂的测量和分析重建。这些方法可能是缓慢的和/或破坏性的。它们可能仅对纠正恒定的工艺误差有效。此外，相邻周期性结构或目标的堆叠差异的变化可能无法通过截面或产量测量来有效地解决。因此，需要例如评估和校正堆叠差异的稳健的解决方案。

为了表征堆叠差异，可以定义一个或多个堆叠差异参数。堆叠差异参数是相邻周期性结构或目标的非设计的不对称性物理配置的量度。堆叠差异参数可以用于校正使用周期性结构或目标进行的测量。经校正的测量自然可以用于通过图案化工艺来对器件进行创建、鉴定、验证等。附加地或备选地，堆叠差异参数(或从堆叠差异参数导出的参数，诸如经校正的测量)可以用于一个或多个相邻周期性结构或目标的(重新)设计(例如，改变设计的布局)，可以在形成一个或多个相邻周期性结构或目标的过程中使用(例如，改变材料，改变印刷步骤或条件，等等)，可以用于测量条件的制定(例如，在测量光束的波长、偏振、照射模式等方面改变光学测量制定)，等等。在一个实施例中，堆叠差异参数可以通过评估相邻周期性结构或目标的截面来确定。

在一个实施例中，可以通过在施加上部光栅之前评估下部相邻光栅来确定复合光栅的下部相邻光栅的堆叠差异参数。在一个实施例中，可以根据相邻周期性结构或目标的光学测量或者根据相邻周期性结构或目标的截面从相邻周期性结构或目标的重建(如上所述)来导出堆叠差异参数。也就是说，重建物理尺寸、特性、材料特性等，并且确定相邻周期性结构或目标之间的差异以得到堆叠差异参数。

在一个实施例中，堆叠差异参数可以与来自相邻周期性结构或目标的测量辐射相关联地使用，以导出例如感兴趣参数的经校正的测量，诸如套刻精度、CD、焦点、剂量等。在一个实施例中，堆叠差异参数可以用于相邻周期性结构或目标的光学测量的模拟，以导出例如感兴趣参数的经校正的模拟测量，诸如套刻精度、CD、焦点、剂量等。可以使用麦克斯韦解算器和严格耦合波分析(RCWA)来得到堆叠差异参数的值和/或感兴趣参数的经校正的模拟测量的值。

堆叠差异参数的实施例是周期性结构强度不平衡性(GI)，其可以被定义为：

其中是由第一周期性结构1201衍射的+1衍射阶强度信号/>和由第一周期性结构1201衍射的-1衍射阶强度信号/>的平均值。类似地，/>是由第二周期性结构1206衍射的+1衍射阶强度信号/>和由第二周期性结构1206衍射的-1衍射阶强度信号的平均值。在一个实施例中，周期性结构强度不平衡性(GI)可以是衍生版本，诸如等。

通过将等式(20)和(21)并入等式(30)中，周期性结构强度不平衡性GI变为：

在等式(31)中，第一项与堆叠差异相关，并且第二项与实际套刻精度OV相关。第二项比第一项小得多。特别是，当选配方案设计良好β≈90°并且套刻精度(OV)很小时，实际套刻精度OV对周期性结构强度不平衡性GI的影响变得可以忽略不计，因为第二项变为零。因此，周期性结构强度不平衡性GI如下由堆叠差异主导：

GI≈2ΔI_N-2CΔβ (32)

当与等式(29)比较时，可以看出，周期性结构强度不平衡性GI是第一周期性结构1201和第二周期性结构1206之间的堆叠差异的良好指示，并且因此是良好的堆叠差异参数。为了考虑不可忽略的第二项，可以将阈值应用于GI以标识是否是显著的堆叠差异。也就是说，例如，如果GI超过阈值，则存在堆叠差异并且可以使用GI；否则，如果GI低于阈值，则第一和第二项的组合不标识显著的堆叠差异。

因此，测量误差Δε_OV通常可以根据堆叠差异参数SD表示为：

Δε_OV＝OV_m-OV＝ξ_SD*SD (33)其中ξ_SD是第一周期性结构1201和第二周期性结构1206的堆叠差异参数与测量误差之间的关系函数。在一个实施例中，堆叠差异参数是或包括周期性结构强度不平衡性GI(或从其导出)。因此，测量误差Δε_OV可以表示为Δε_OV＝ξ_SD*GI。

此外，在一个实施例中，可以通过并入结构不对称性来扩展Δε_OV使得

Δε_OV＝OV_m-OV＝ξ_SD*SD+ξ_BGA*BGA (34)

其中BGA是周期性结构1201、1206中的结构不对称性，并且ξ_BGA是周期性结构1201和1206的结构不对称性与测量误差之间的关系函数。

在等式(33)和(34)中，OV_m和SD(其中例如，SD是周期性结构强度不平衡性GI(或从其导出))可以分别基于I_±1(±d)的测量来计算。此外，OV_m、SD和ξ_SD的值都取决于测量选配方案(例如，波长、偏振等)。

在一个实施例中，关系函数ξ_SD可以通过使用两个不同的测量选配方案测量相邻周期性结构或目标来找到。关系函数ξ_SD可以仅是常数值。在这种情况下：

OV_m，A-OV＝ξ_SD，A*SD_A

OV_m，B-OV＝ξ_SD，B*SD_B

ΔOV＝OV_m，A-OV_m，B＝ξ_SD，A*SD_A-ξ_SD，B*SD_B(35)其中下标A和B分别表示可归因于使用测量选配方案A(第一测量选配方案)和测量选配方案B(第二测量选配方案)进行的测量的项。具体地，OV_m，A和OV_m，B分别是使用测量选配方案A和测量选配方案B测量的套刻精度，并且ξ_SD，A和ξ_SD，B是分别根据测量选配方案A和测量选配方案B的用于第一和第二周期性结构1201、1206的关系函数。SD_A和SD_B是分别使用测量选配方案A和测量选配方案B基于I_±1(±d)的测量计算的堆叠差异参数。此外，ΔOV是使用测量选配方案A测量的套刻精度OV_m，A和使用测量选配方案B测量的套刻精度OV_m，B之间的差异。测量选配方案A和B可以在例如测量辐射的波长和/或偏振方面不同。

因此，在堆叠差异参数是或包括周期性结构强度不平衡性GI的情况下，等式(35)变为：

OV_m，A-OV＝ξ_SD，A*GI_A

OV_m，B-OV＝ξS_D，B*GI_B

ΔOV＝OV_m，A-OV_m，B＝ξ_SD，A*GI_A-ξ_SD，B*GI_B(36)

其中GI_A和GI_B分别使用测量选配方案A和测量选配方案B基于I_±1(±d)的测量根据等式(30)来计算。

因此，在一个实施例中，关系函数ξ_SD可以通过确定使用测量选配方案A计算的堆叠差异参数SD_A(例如，GI_A)、使用测量选配方案B计算的堆叠差异参数SD_B(例如，GI_B)以及测量选配方案A和B之间的套刻精度测量的差异ΔOV之间的关系来找到。

图15是根据示例性实施例的确定堆叠差异参数的关系函数并且确定图案化工艺参数(例如，套刻精度)的方法的流程图。该方法可以由图3中的处理器PU执行。

在步骤1500，分别使用测量选配方案A和测量选配方案B获得在衬底上的第一周期性结构1201的多个位置处衍射的+1和-1衍射阶辐射束以及在衬底上的第二周期性结构1206的多个位置处衍射的+1和-1衍射阶辐射束的强度测量。

在步骤1510，分别基于使用测量选配方案A和测量选配方案B的强度测量I_±1(±d)确定堆叠差异参数SD_A和SD_B以及测量的套刻精度OV_m,A和OV_m,B。在一个实施例中，周期性结构不平衡性GI被评估为堆叠差异参数SD。在这种情况下，分别基于使用测量选配方案A和测量选配方案B的强度测量I_±1(±d)根据例如等式(30)确定堆叠差异参数SD_A(即，GI_A)和SD_B(即，GI_B)。

类似地，分别基于使用测量选配方案A和测量选配方案B的强度测量I_±1(±d)根据例如等式(26)来确定测量的套刻精度OV_m,A和OV_m,B。

在步骤1520，可以通过在一个轴上针对堆叠差异参数SD_A(例如，GI_A)以及在另一轴上针对堆叠差异参数SD_B(例如，GI_B)绘制ΔOV(即，OV_m,A与OV_m,B之间的差异)来构造3D图。在一个实施例中，不需要进行实际绘图，而是可以以这种3D方式分析数据。

图16示出了这种3D图的示例。它包括在Z轴上的测量选配方案ΔOV之间的套刻精度差异，以及分别在X和Y轴上的堆叠差异参数SD_A(例如，GI_A)和SD_B(例如，GI_B)的测量。在一个实施例中，在ΔOV与SD_A(例如，GI_A)和SD_B(例如，GI_B)之间存在良好的平面相关性；该关系定义了基本上平坦的平面1600。

在步骤1530，确定关系函数ξ_SD，A和ξ_SD，B。关系函数ξ_SD，A和ξ_SD，B可以使用等式(36)确定，找到数据SD_A、SD_B和ΔOV中的拟合，或者考虑在3D图中平面1600相对于SD_A的轴和SD_B的轴的斜率。套刻精度测量准确性与ΔOV和堆叠差异参数SD_A(例如，GI_A)和SD_B(例如，GI_B)之间的相关性相关。理论上，当相关性示出完全平坦的平面时，可以完全消除由堆叠差异引起的误差，并且可以获得无误差的套刻精度指纹。在平面不是完全平坦的情况下，可以确定斜率误差(非相关性的量度)并且将其用作套刻精度测量中的不确定性的量度。

在步骤1540，可以通过以下方式找到经校正的套刻精度OV，即与堆叠差异无关的套刻精度贡献：

OV＝OV_m，A-ξ_SD，A*SD_A

OV＝OV_m，B-ξ_SD，B*SD_B (37)

还公开了一种标识期望目标设计以及目标设计和测量选配方案的期望组合的方法。以这种方式，例如，可以标识具有相应的期望测量选配方案A和测量选配方案B的期望目标设计。一旦标识，组合可以用于执行套刻精度测量。

应当注意，一个或多个期望的测量选配方案将倾向于对应于特定的目标设计，使得能够标识目标设计和测量选配方案的期望组合。因此，特定的目标设计不一定能为所有测量选配方案提供良好的结果，并且一个或多个特定的测量选配方案不一定为所有目标设计提供良好的结果。然而，还描述了独立于测量选配方案的目标设计选择优化方法。

目标设计可以以多种方式变化。例如，可以存在一个或多个参数的变化，诸如临界尺寸、侧壁角或节距。可以评估很多候选目标设计，每个候选目标设计示出这些参数中的一个或多个的变化。

测量选配方案可以在诸如波长和/或偏振等参数方面变化。可以评估不同的候选测量选配方案(包括测量选配方案对)，每个选配方案示出这些参数中的一个或多个的变化(例如，对于一对中包含的测量选配方案中的一个或两个)。

图17是根据示例性实施例的优化目标设计选择的方法的流程图。该方法的步骤如下，并且然后在下文中更详细地描述：

1700-用多个候选测量选配方案对测量多个候选目标设计；

1710-针对候选目标设计和候选测量选配方案对的每个组合，在3D图上绘制多个参数和ΔOV；

1720-标识具有良好相关性的组合；

1730-针对每个标识的组合从平面和/或斜率不确定性中标识期望组合；以及

1740-从期望组合中标识期望的测量选配方案。

在步骤1700，设计多个候选目标设计，并且测量每个候选目标设计的多个样本。可以从单个衬底或多个衬底测量多个候选目标设计的这些多个样本。然后可以针对多个候选测量选配方案对(即，针对多个不同的测量选配方案A和/或测量选配方案B)获取每个候选目标设计的每组样本的测量。

在步骤1710，针对ΔOV和堆叠差异参数SD_A和SD_B，针对候选目标设计和候选测量选配方案对的每个组合，绘制类似于图16中所示和在步骤1520处描述的图。如下面进一步讨论的，可以针对ΔOV和结构不对称性参数BGA_A和BGA_B，针对候选目标设计和候选测量选配方案对的每个组合，绘制类似于图12中所示并且在步骤920中描述的图。

在步骤1720，标识示出ΔOV与堆叠差异参数SD_A和SD_B之间的最高相关性的组合。这可以通过基于每个组合的ΔOV和堆叠差异参数SD_A和SD_B确定相关性系数并且选择相关性系数最高的一个或多个组合来实现。相关性计算可以是R2相关。一个或多个组合的标识可以基于阈值(例如，相关性系数高于阈值的所有组合)或基于要选择的预定数目的组合来进行(例如，选择10或20个具有最高相关性的组合)。如果仅一个组合示出良好的相关性，则可以在不执行下一步骤1730的情况下选择该相关性。然而，期望执行步骤1730，因为这可以确定该一个组合是否具有合适的平面相关性。如果不是，则可能希望再次以一个或多个不同的候选目标设计和/或一个或多个候选测量选配方案对来开始。

步骤1720可以可选地包括标识目标设计，该目标设计可以被视为在相关性确定中在候选测量选配方案对的范围内优于其他目标设计。例如，如果与其他目标设计相比，对于更多数目的测量选配方案对示出良好的相关性，或者在候选测量选配方案对的范围内具有更好的平均相关性，则可以标识期望目标设计。

在步骤1730，进一步评估在步骤1720选择的组合。特别地，应当理解，高相关性系数本身并不表示理想的组合。即使在ΔOV、SD_A和SD_B之间存在高相关性系数的情况下，堆叠差异参数SD_A和SD_B之间也可能存在强相互依赖性。在这种情况下，3D图将倾向于形成线而不是平面。由于围绕线轴的旋转自由度，这导致大的斜率不确定性(其是非相关性的量度)。因此，期望标识出针对两种选配方案的堆叠差异参数SD_A和SD_B之间不存在这种相互依赖性(或者这种相互依赖性最小)的组合。

因此，在步骤1730，选择示出最佳平面相关性的组合。该组合可以通过考虑示出高相关性的组合的3D图并且确定图上的点是否限定基本上平坦的平面(而不是线)来标识。然后可以选择其图更好地定义基本上平坦的平面的组合。如果这产生了表现出明显更好的平面相关性的组合，则可以选择该候选测量选配方案组合作为期望组合。如果仍然存在确定的平面相关性相似或处于可接受水平的多个组合，则可以使用另一评估量度。这种评估量度可以是每个图的斜率不确定性。斜率不确定性是套刻精度不确定性的量度。可以在套刻精度测量中使用该不确定性作为测量选配方案选择的指标。这种方法可以包括将3D图的平面拟合到包括置信界限的数据点(从而定义每个点的置信范围)。纯粹作为示例，可以假设每个数据点具有95％的置信度界限。这将提供斜率不确定性的量度，并且从而提供套刻精度不确定性。将堆叠差异SD乘以置信范围将产生校正的不确定性。

可选地，可以附加地或备选地执行步骤1710-1730中的评估，以标识在ΔOV与结构不对称性参数BGA_A和BGA_B之间示出最高相关性的组合。这种结构不对称性评估可以同时进行，也可以在堆叠差异评估之前/之后进行。理想地，结构不对称性的评估与堆叠差异的评估一起执行，以共同最优地找到堆叠差异和结构不对称性与ΔOV的相关性最高的一个或多个目标设计和测量选配方案组合。

步骤1730应当标识在堆叠差异和/或结构不对称性方面被优化用于套刻精度测量的目标设计和测量选配方案对的组合。因此，该方法可以用于优化图15和/或图11的方法的目标设计和测量选配方案对的选择。

在可选步骤1740，可以选择在步骤1730标识的测量选配方案对中的测量选配方案之一作为用于套刻精度测量的期望测量选配方案，其中仅具有一个测量选配方案的测量是可能的或期望的(例如，以最大化吞吐量)。该期望的测量选配方案可以是相应的堆叠差异和/或结构不对称性最小的对的选配方案。较低的堆叠差异和/或结构不对称性将导致较少的校正，因此测量的套刻精度应当更接近真实的套刻精度。理想的选配方案将对应于理想的目标设计。

在一个实施例中，代替构建如本文所述的三维图，可以构建二维图。在一个实施例中，二维图是ΔOV相对于ΔSD的图，其中ΔSD是SD_A与SD_B之间的差异，和/或二维图是ΔOV相对于ΔBGA的图，其中ΔBGA是BGA_A与BGA_B之间的差异。然后可以从图确定ΔOV与ΔSD之间和/或ΔOV与ΔBGA之间的相关性，并且如果存在足够的相关性，则可以确定经校正的套刻精度OV。为了在ΔOV与ΔSD之间以及ΔOV与ΔBGA之间存在直线相关性，必须是如下情况：关系函数ξ_SD，A和ξ_SD，B(即ξ_SD，A＝ξ_SD，B＝ξ_SD)是相同的并且关系函数ξ_BGA，A和ξ_BGA，B(即ξ_BGA，A＝ξ_BGA，B＝ξ_BGA)是相同的。在这种情况下，可用的线的斜率提供关系函数ξ_SD＝ξ_SD，A＝ξ_SD，B或ξ_BGA＝ξ_BGA，A＝ξ_BGA，B。如前所述，然后可以使用例如等式(37)和/或等式(17)如已经描述的那样计算经校正的套刻精度。与3D图方法一样，可以通过标识示出最佳相关性或最小斜率不确定性(线的)的那些图来标识期望的目标设计以及目标设计和测量选配方案对的组合。

总之，以下是通过本文中描述的概念实现的特征：

前馈堆叠差异和可选的结构不对称性表征，用于在线测量中校正套刻精度误差测量；

经由简单且直接的方法，使用两个(或更多个)选配方案，可以从套刻精度和堆叠差异和/或结构不对称性确定中获得更准确的套刻精度测量；

可以使用两个选配方案来标识工艺稳健的目标和测量选配方案组合，这两个选配方案在堆叠差异/结构不对称性与测量的套刻精度误差的差异之间具有强的线性相关性；以及

可以根据计算的堆叠差异/结构不对称性和套刻精度误差不确定性来确定期望的选配方案。

理论上，本文中描述的方法可以完全消除由堆叠差异和可选的结构不对称性引起的误差。本文中描述的方法可以不需要新的掩模版设计，不需要改变量测设计和/或不增加量测目标的不动产。该方法还能够更广泛地应用，例如，堆叠差异和/或结构不对称性可以用于工艺稳定性监测。

图18示出了说明其中量测目标用于监测性能并且作为控制量测、设计和/或生产过程的基础的过程的流程图。在步骤D1中，处理衬底以产生产品特征和如本文所述的一个或多个量测目标。在步骤D2，使用例如图6的方法测量和计算图案化工艺参数(例如，套刻精度)值，并且可选地，使用不对称性和/或堆叠差异参数对图案化工艺参数进行校正。在步骤D3，可以使用测量的图案化工艺参数(例如，套刻精度)值(与可能的其他信息一起)来更新量测选配方案。已更新的量测选配方案用于重新测量图案化工艺参数，和/或用于测量随后处理的衬底上的图案化工艺参数。以这种方式，计算的图案化工艺参数的准确度得到提高。如果需要，可以自动进行更新过程。在步骤D4中，使用图案化工艺参数值更新控制光刻图案化步骤和/或器件制造工艺中的其他工艺步骤的选配方案，以进行再加工和/或处理其他衬底。如果需要，这种更新也可以自动进行。

虽然上面公开的实施例是在基于衍射的套刻精度测量(例如，使用图3A中所示的装置的第二测量分支进行的测量)方面来描述的，但原则上相同的模型可以用于基于光瞳的套刻精度测量(例如，使用图3A中所示装置的第一测量分支进行的测量)。因此，应当理解，本文中描述的概念同样适用于基于衍射的套刻精度测量和基于光瞳的套刻精度测量。

虽然本文中描述的量测目标的实施例主要在套刻精度测量方面进行描述，但是本文中描述的量测目标的实施例可以用于测量一个或多个附加或备选的图案化工艺参数。例如，量测目标可以用于测量曝光剂量变化，测量曝光焦点/离焦，测量CD，等等。此外，这里的描述也可以适当地修改，例如，以应用于使用对准标记在光刻装置中对准衬底和/或图案形成装置。类似地，可以确定用于对准测量的适当选配方案。

尽管上述目标结构是为了测量目的特别设计和形成的量测目标，但是在其他实施例中，可以在作为形成在衬底上的器件的功能部分的目标上测量性能。很多器件具有规则的周期性结构，例如光栅。本文中使用的术语“目标”、“光栅”或目标的“周期性结构”不要求专门为正在执行的测量提供适用的结构。此外，量测目标的节距P接近测量工具的光学系统的分辨率极限，但是可能远大于通过目标部分C中的图案化工艺制造的典型产品特征的尺寸。实际上，周期性结构的特征和/或空间可以被制成包括在尺寸上与产品特征相似的更小的结构。

与在衬底和图案形成装置上实现的目标的物理结构相关联，实施例可以包括计算机程序，其包含一个或多个机器可读指令序列和/或功能数据，这些机器可读指令序列和/或功能数据描述目标设计，描述设计衬底的目标的方法，描述在衬底上产生目标的方法，描述在衬底上测量目标的方法，和/或描述分析测量以获得关于图案化工艺的信息的方法。该计算机程序可以例如在图3的装置中的单元PU和/或图2的控制单元LACU内执行。还可以提供其中存储有这种计算机程序的数据存储介质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)。在现有的检查装置(例如，图3所示类型)已经在生产和/或使用中的情况下，可以通过提供已更新的计算机程序产品来实现实施例，该计算机程序产品用于引起处理器执行本文中描述的方法中的一个或多个(例如，执行经修改的步骤S6并且计算套刻精度误差或者对堆叠差异和/或结构不对称性具有降低的灵敏度的其他参数)。该程序可以可选地被布置为控制光学系统、衬底支撑件等以执行在合适的多个目标上测量图案化工艺的参数的方法(例如，执行步骤S2-S5以测量在合适的多个目标上的堆叠差异和/或结构不对称性)。该程序可以更新光刻和/或量测选配方案以测量其他衬底。该程序可以被布置为控制(直接或间接)光刻装置以用于图案化和处理另外的衬底。

此外，本文中已经关于基于衍射的量测描述了实施例，其例如从来自衍射阶的强度测量套刻精度周期性结构的相对位置。然而，本文中的实施例可以在需要时通过适当修改应用于基于图像的量测，其例如使用目标的高质量图像测量从层1中的目标1到层2中的目标2的相对位置。通常这些目标是周期性结构或“盒子”(盒子中的盒子(BiB))。

在一个实施例中，导出感兴趣参数包括使用堆叠差异参数和关系函数来校正感兴趣参数的测量值。在一个实施例中，导出感兴趣参数还包括使用结构不对称性参数来校正感兴趣参数的测量值。在一个实施例中，堆叠差异参数包括周期性结构强度不平衡性。在一个实施例中，周期性结构强度不平衡性根据以下项变化：(i)来自第一相邻周期性结构或目标的测量辐射的平均强度与来自第二相邻周期性结构或目标的测量辐射的平均强度之间的差异，以及(ii)来自第一相邻周期性结构或目标的测量辐射的平均强度与来自第二相邻周期性结构或目标的测量辐射的平均强度的和。在一个实施例中，其中周期性结构强度不平衡性包括(i)的值除以(ii)的值。在一个实施例中，如果彼此在200μm之内，则周期性结构或目标是相邻的。在一个实施例中，量测目标包括相邻周期性结构，并且堆叠差异参数表示目标的相邻周期性结构之间的物理配置中的非设计差异。在一个实施例中，量测目标的相邻周期性结构具有不同的偏置。在一个实施例中，不同的偏置具有相同的绝对值但具有不同的符号。在一个实施例中，感兴趣参数包括套刻精度、临界尺寸、焦点或剂量。在一个实施例中，堆叠差异是通过化学或机械处理步骤引入的。在一个实施例中，该方法还包括：针对测量目标的多个相邻周期性结构或针对多个相邻测量目标，获得堆叠差异参数的第一值和堆叠差异参数的第二值，堆叠差异参数的第一值和堆叠差异参数的第二值是分别通过使用第一测量辐射和第二测量的测量而获得的；从测量目标的多个相邻周期性结构或针对多个相邻测量目标获得目标参数的第一值和目标参数的第二值，图案化工艺参数的第一值和图案化工艺参数的第二值是分别通过第一测量辐射和第二测量辐射而获得的，并且其中图案化工艺参数值包括与物理配置中的非设计差异无关的部分以及由于物理配置中的非设计差异而导致的部分；确定描述堆叠差异参数的第一值和/或第二值与图案化工艺参数的第一值和图案化工艺参数的第二值的差异之间的关系的关系函数；以及从关系函数确定感兴趣参数的与物理配置中的非设计差异无关的部分。在一个实施例中，目标参数包括测量光束强度不对称性、套刻精度、临界尺寸、焦点或剂量。

在一个实施例中，关系函数包括常数。在一个实施例中，确定关系函数包括确定第一关系函数和第二关系函数，第一关系函数描述堆叠差异参数的第一值与目标参数的第一值和目标参数的第二值的差异之间的基本上线性的关系，第二关系函数描述堆叠差异参数的第二值与目标参数的第一值和目标参数的第二值的差异之间的基本上线性的关系。在一个实施例中，确定关系函数包括：绘制目标参数的第一值与目标参数的第二值的差异关于堆叠差异参数的第一值以及关于堆叠差异参数的第二值的三维图。在一个实施例中，三维图上的数据点基本上相关以定义基本上平坦的平面，并且其中第一关系函数由平面相对于堆叠差异参数的第一值的轴的斜率来描述，并且第二关系函数由平面相对于堆叠差异参数的第二值的轴的斜率来描述。在一个实施例中，确定关系函数包括确定描述以下项之间的基本上线性的关系的关系函数：目标参数的第一值与目标参数的第二值的差异；堆叠差异参数的第一值与堆叠差异参数的第二值的差异。在一个实施例中，确定关系函数包括：绘制目标参数的第一值与目标参数的第二值的差异关于堆叠差异参数的第一值与堆叠差异参数的第二值的差异的图，关系函数由拟合到图的线的斜率描述。

在一个实施例中，该方法包括确定1)堆叠差异参数的第一值和/或第二值与2)目标参数的第一值与目标参数的第二值的差异的相关程度。在一个实施例中，相关程度用于确定目标参数值的与物理配置中的非设计差异无关的所确定的部分的准确度的量度。在一个实施例中，该方法包括初始优化以从多个候选目标中确定期望目标，初始优化包括：针对多个候选目标的多个样本以及第一测量辐射和第二测量辐射的多个候选测量辐射对，获得包括堆叠差异参数的第一值和第二值以及目标参数的第一值和第二值的多组值，每组值与候选目标之一和候选测量辐射对之一的不同组合相关；针对多组值中的每组值确定相关程度；以及基于针对每组值所确定的相关程度，从候选目标之一中选择期望目标。在一个实施例中，选择期望目标包括：针对每个候选目标，确定所确定的相关程度高于阈值的与候选目标相关的值的组的数目；以及选择具有高于阈值的所确定的相关程度的值的组的数目最大的候选目标作为期望目标。在一个实施例中，选择期望目标包括：针对每个候选目标，确定针对与该候选目标相关的每组值所确定的相关程度的平均值；以及选择所确定的平均值最大的候选目标作为期望目标。在一个实施例中，选择期望目标包括：基于针对每组值所确定的相关程度来选择候选目标之一和候选测量辐射对之一的期望组合。在一个实施例中，选择期望组合包括：选择与所确定的相关程度最高的值的组相对应的组合。在一个实施例中，选择期望组合包括：选择组合的子集，组合的子集中的每个组合与所确定的相关程度高的值的组相对应。在一个实施例中，组合的子集包括与所确定的相关程度高于阈值的值的组相对应的所有组合。在一个实施例中，该方法包括：从组合的子集中选择对应的值的组在对应的图上定义基本上平坦的平面的组合作为期望组合，对应的图是目标参数的第一值和目标参数的第二值的差异关于堆叠差异参数的第一值以及关于堆叠差异参数的第二值的图。在一个实施例中，期望组合是对应的值的组在图上最佳地定义基本上平坦的平面的组合。在一个实施例中，在存在多于一个组合的对应的值的组在可接受的程度上在图上定义基本上平坦的平面的情况下，该方法还包括：针对定义基本上平坦的平面的值的组中的每个组来确定不确定程度；以及选择对应的值的组具有最小的所确定的不确定程度的组合作为期望组合。在一个实施例中，所确定的不确定程度包括目标参数的第一值和第二值的不确定程度。在一个实施例中，期望组合被选择为最佳地减少目标参数的第一值与目标参数的第二值之间的相互依赖性的组合。在一个实施例中，该方法包括：基于哪个测量辐射产生用于堆叠差异参数的测量的最小值，来选择期望组合的测量辐射对的第一测量辐射或第二测量辐射作为期望的测量辐射。在一个实施例中，目标参数是套刻精度，并且套刻精度值的与物理配置中的非设计差异无关的部分包括由于已知的施加的偏置而产生的贡献和由于套刻精度误差而产生的贡献。在一个实施例中，目标参数是测量光束强度不对称性。在一个实施例中，第一测量辐射具有与第二测量辐射的特性不同的所选择的特性，测量辐射的所选择的特性包括波长或偏振。在一个实施例中，该方法包括：使用第一测量辐射测量相邻周期性结构或目标以获得堆叠差异参数的第一值；使用第二测量辐射测量相邻周期性结构或目标以获得堆叠差异参数的第二值；使用第一测量辐射测量相邻周期性结构的目标或多个相邻目标的目标以获得目标参数的第一值；以及使用第二测量辐射测量相邻周期性结构的目标或多个相邻目标的目标以获得目标参数的第二值。在一个实施例中，测量包括：用测量辐射照射相邻周期性结构或目标，并且检测由每个周期性结构或目标散射的测量辐射；以及测量散射的测量辐射的对应高阶强度不对称性。在一个实施例中，相邻周期性结构或目标的测量在覆盖相邻周期性结构或目标的结构的形成之前执行。

在一个实施例中，提供了一种从多个候选目标中选择目标的方法，该方法包括：针对多个候选测量辐射对和多个候选目标获得多组值，每个候选目标包括与第二周期性结构水平相邻的第一周期性结构，每组值与候选目标之一和候选测量辐射对之一的不同组合相关，针对候选目标的多个样本，每组值包括：分别使用候选测量辐射对的第一测量辐射和第二测量辐的、候选目标的相邻周期性结构的堆叠差异参数的第一值和堆叠差异参数的第二值，堆叠差异参数表示目标的相邻周期性结构之间的物理配置中的非设计差异；分别使用第一测量辐射和第二测量辐射的、候选目标的目标参数的第一值和目标参数的第二值；针对每组值，确定堆叠差异参数的第一值和/或第二值与目标参数的第一值和目标参数的第二值的差异之间的相关程度；以及基于针对每组值所确定的相关程度来从候选目标之一中选择期望目标。

在一个实施例中，选择期望目标包括：针对每个候选目标，确定所确定的相关程度高于阈值的与候选目标相关的值的组的数目；以及选择具有高于阈值的所确定的相关程度的值的组的数目最大的候选目标作为期望目标。在一个实施例中，选择期望目标包括：针对每个候选目标，确定针对与该候选目标相关的每组值所确定的相关程度的平均值；以及选择所确定的平均值最大的候选目标作为期望目标。在一个实施例中，选择期望目标包括基于针对每组值所确定的相关程度来选择候选目标之一和候选测量辐射对之一的期望组合。在一个实施例中，选择期望组合包括选择与所确定的相关程度最高的值的组相对应的组合。在一个实施例中，选择期望组合包括选择组合的子集，该组合的子集中的每个组合与所确定的相关程度高的值的组相对应。在一个实施例中，组合的子集包括与所确定的相关程度高于阈值的值的组相对应的所有组合。在一个实施例中，该方法包括从组合的子集中选择对应值的组在对应的图上定义基本上平坦的平面的组合作为期望组合，，所述对应的图是所述目标参数的第一值和所述目标参数的第二值的差异关于所述堆叠差异参数的第一值以及关于所述堆叠差异参数的第二值的图。在一个实施例中，期望组合是对应的值的组在所述图上最佳地定义平坦平面的组合。在一个实施例中，在存在多于一个组合的对应的值的组在可接受的程度上在图上定义基本上平坦的平面的情况下，该方法还包括：针对定义基本上平坦的平面的这些值的组中的每个组的不确定程度；以及选择对应的值的组具有最小的所确定的不确定程度的组合作为期望组合。在一个实施例中，所确定的不确定程度包括目标参数的第一值和第二值的不确定程度。在一个实施例中，期望组合被选择为最佳地减少目标参数的第一值与目标参数的第二值之间的相互依赖性的组合。在一个实施例中，该方法包括基于哪个测量辐射产生用于堆叠差异参数的测量的最小值来选择期望组合的测量辐射对的第一测量辐射或第二测量辐射作为期望的测量辐射。在一个实施例中，该方法包括使用期望的测量辐射对期望组合的期望目标执行套刻精度测量。在一个实施例中，该方法包括使用期望组合的测量辐射对对期望组合的期望目标执行套刻精度测量。在一个实施例中，该方法包括对期望目标执行套刻精度测量。在一个实施例中，目标参数是套刻精度并且套刻精度值的与物理配置中的非设计差异无关的部分包括由于已知的施加的偏置而产生的贡献和由于套刻精度误差而产生的贡献。在一个实施例中，目标参数是测量光束强度不对称性。

在一个实施例中，提供了一种用于测量光刻工艺的参数的量测装置，该量测装置可操作用于执行如本文所述的方法。

在一个实施例中，提供了一种非瞬态计算机程序产品，其包括用于引起处理器引起如本文所述的方法的执行的机器可读指令。

在一个实施例中，提供了一种系统，其包括：检查装置，被配置为在衬底上的两个相邻周期性结构或测量目标上提供辐射束并且检测由目标衍射的辐射以确定图案化工艺的参数；以及如本文所述的非瞬态计算机程序。在一个实施例中，该系统还包括光刻装置，该光刻装置包括被配置为保持图案形成装置以调制辐射束的支撑结构；以及被布置为将调制的辐射束投影到辐射敏感衬底上的投影光学系统。

如本文所使用的术语“优化(optimizing)”和“优化(optimization)”表示调节装置或过程，例如光刻装置或光学光刻工艺步骤，使得图案化和/或设备制造结果和/或过程(例如，光刻技术)具有一个或多个所需的特性，诸如在衬底上的设计布局的投影精度更高、工艺窗口更大等。

本发明的实施例可以采取计算机程序的形式，该计算机程序包含描述本文中公开的方法的一个或多个机器可读指令序列或者其中存储有这样的计算机程序的数据存储介质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)。此外，机器可读指令可以实施在两个或更多个计算机程序中。两个或更多个计算机程序可以存储在一个或多个不同的存储器和/或数据存储介质上。

本文中公开的一个或多个方面可以植入控制系统中。当位于装置的至少一个部件内的一个或多个计算机处理器读取一个或多个计算机程序时，本文中描述的任何控制系统可以各自或组合可操作。控制系统可以各自或组合地具有用于接收、处理和发送信号的任何合适的配置。一个或多个处理器被配置为与至少一个控制系统通信。例如，每个控制系统可以包括用于执行包括用于上述方法的机器可读指令的计算机程序的一个或多个处理器。控制系统可以包括用于存储这种计算机程序的数据存储介质和/或用于接收这种介质的硬件。因此，控制系统可以根据一个或多个计算机程序的机器可读指令进行操作。

根据本发明的其他实施例在以下编号的子句中描述：

1.一种方法，包括：

获得使用图案化工艺处理的衬底上的量测目标的测量，所述测量是使用测量辐射获得的；以及

从所述测量导出所述图案化工艺的感兴趣参数，其中所述感兴趣参数由堆叠差异参数校正，所述堆叠差异参数表示所述目标的相邻周期性结构之间或所述量测目标与所述衬底上的另一相邻目标之间的物理配置中的非设计差异。

2.根据子句1所述的方法，其中导出所述感兴趣参数包括：使用所述堆叠差异参数和关系函数来校正所述感兴趣参数的测量值。

3.根据子句1或子句2所述的方法，其中导出所述感兴趣参数还包括：使用结构不对称性参数来校正所述感兴趣参数的测量值。

4.根据子句1至3中任一项所述的方法，其中所述堆叠差异参数包括周期性结构强度不平衡性。

5.根据子句4所述的方法，其中所述周期性结构强度不平衡性根据以下项变化：(i)来自第一相邻周期性结构或目标的测量辐射的平均强度与来自第二相邻周期性结构或目标的测量辐射的平均强度之间的差异，以及(ii)来自第一相邻周期性结构或目标的测量辐射的平均强度与来自第二相邻周期性结构或目标的测量辐射的平均强度的和。

6.根据子句5所述的方法，其中所述周期性结构强度不平衡性包括(i)的值除以(ii)的值。

7.根据子句1至6中任一项所述的方法，其中如果彼此在200μm之内，则周期性结构或目标是相邻的。

8.根据子句1至7中任一项所述的方法，其中所述量测目标包括相邻周期性结构，并且所述堆叠差异参数表示所述目标的相邻周期性结构之间的物理配置中的非设计差异。

9.根据子句8所述的方法，其中所述量测目标的相邻周期性结构具有不同的偏置。

10.根据子句9所述的方法，其中所述不同的偏置具有相同的绝对值但不同的符号。

11.根据子句1至10中任一项所述的方法，其中所述感兴趣参数包括套刻精度、临界尺寸、焦点或剂量。

12.根据子句1至11中任一项所述的方法，其中所述堆叠差异是通过化学或机械处理步骤引入的。

13.根据子句1至12中任一项所述的方法，还包括：

针对测量目标的多个相邻周期性结构或针对多个相邻测量目标，获得所述堆叠差异参数的第一值和所述堆叠差异参数的第二值，所述堆叠差异参数的第一值和所述堆叠差异参数的第二值是分别通过使用第一测量辐射和第二测量的测量而获得的；

从所述测量目标的多个相邻周期性结构或针对所述多个相邻测量目标获得目标参数的第一值和目标参数的第二值，所述图案化工艺参数的第一值和所述图案化工艺参数的第二值是分别通过所述第一测量辐射和所述第二测量辐射而获得的，并且其中所述图案化工艺参数值包括与物理配置中的非设计差异无关的部分以及由于物理配置中的非设计差异而导致的部分；

确定关系函数，所述关系函数描述堆叠差异参数的第一值和/或第二值与所述图案化工艺参数的第一值和所述图案化工艺参数的第二值的差异之间的关系；以及

从所述关系函数确定所述感兴趣参数的与物理配置中的非设计差异无关的部分。

14.根据子句13所述的方法，其中所述目标参数包括测量光束强度不对称性、套刻精度、临界尺寸、焦点或剂量。

15.一种方法，包括：

针对测量目标的多个相邻周期性结构或针对多个相邻测量目标，获得堆叠差异参数的第一值和堆叠差异参数的第二值，所述堆叠差异参数的第一值和所述堆叠差异参数的第二值是分别通过使用第一测量辐射和第二测量辐射的测量而获得的，并且所述堆叠差异参数表示测量目标的相邻周期性结构之间或衬底上的相邻测量目标之间的物理配置中的非设计差异；

从所述测量目标的多个相邻周期性结构或针对所述多个相邻测量目标获得目标参数的第一值和目标参数的第二值，所述目标参数的第一值和所述目标参数的第二值是分别通过所述第一测量辐射和所述第二测量辐射而获得的，并且其中所述目标参数值包括与物理配置中的非设计差异无关的部分以及由于物理配置中的非设计差异而导致的部分；

确定描述堆叠差异参数的第一值和/或第二值与所述目标参数的第一值和所述目标参数的第二值的差异之间的关系的关系函数；以及

从所述关系函数确定目标参数值的与物理配置中的非设计差异无关的部分。

16.根据子句15所述的方法，其中所述关系函数包括常数。

17.根据子句15或子句16所述的方法，其中确定所述关系函数包括确定第一关系函数和第二关系函数，所述第一关系函数描述所述堆叠差异参数的第一值与所述目标参数的第一值和所述目标参数第二值的差异之间的基本上线性的关系，所述第二关系函数描述所述堆叠差异参数的第二值与所述目标参数的第一值和所述目标参数的第二值的差异之间的基本上线性的关系。

18.根据子句15至17中任一项所述的方法，其中确定所述关系函数包括：绘制所述目标参数的第一值与所述目标参数的第二值的差异关于所述堆叠差异参数的第一值以及关于所述堆叠差异参数的第二值的三维图。

19.根据子句18所述的方法，其中所述三维图上的数据点基本上相关以定义基本上平坦的平面，并且其中第一关系函数由所述平面相对于所述堆叠差异参数的第一值的轴的斜率来描述，并且第二关系函数由所述平面相对于所述堆叠差异参数的第二值的轴的斜率来描述。

20.根据子句15或子句16所述的方法，其中确定所述关系函数包括确定描述以下项之间的基本上线性的关系的关系函数：

目标参数的第一值与目标参数的第二值的差异；以及

堆叠差异参数的第一值与堆叠差异参数的第二值的差异。

21.根据子句20所述的方法，其中确定所述关系函数包括：绘制所述目标参数的第一值与所述目标参数的第二值的差异关于所述堆叠差异参数的第一值与所述堆叠差异参数的第二值的差异的图，所述关系函数由拟合到所述图的线的斜率描述。

22.根据子句15至21中任一项所述的方法，包括确定1)所述堆叠差异参数的第一值和/或第二值与2)所述目标参数的第一值和所述目标参数的第二值的差异的相关程度。

23.根据子句22所述的方法，其中相关程度用于确定目标参数值的与物理配置中的非设计差异无关的所确定的部分的准确度的量度。

24.根据子句22或子句23所述的方法，包括初始优化以从多个候选目标中确定期望目标，所述初始优化包括：

针对多个候选目标的多个样本以及所述第一测量辐射和所述第二测量辐射的多个候选测量辐射对，获得包括所述堆叠差异参数的第一值和第二值以及所述目标参数的第一值和第二值的多组值，每组值与所述候选目标之一和所述候选测量辐射对之一的不同组合相关；

针对所述多组值中的每组值确定相关程度；以及

基于针对每组值所确定的相关程度，从所述候选目标之一中选择期望目标。

25.根据子句24所述的方法，其中选择期望目标包括：

针对每个候选目标，确定所确定的相关程度高于阈值的与所述候选目标相关的值的组的数目；以及

选择具有高于阈值的所确定的相关程度的值的组的数目最大的候选目标作为所述期望目标。

26.根据子句24所述的方法，其中选择期望目标包括：

针对每个候选目标，确定针对与所述候选目标相关的每组值所确定的相关程度的平均值；以及

选择所确定的平均值最大的候选目标作为所述期望目标。

27.根据子句24所述的方法，其中选择期望目标包括：基于针对每组值所确定的相关程度来选择所述候选目标之一和所述候选测量辐射对之一的期望组合。

28.根据子句27所述的方法，其中选择所述期望组合包括：选择与所确定的相关程度最高的值的组相对应的组合。

29.根据子句27所述的方法，其中选择所述期望组合包括：选择组合的子集，所述组合的子集中的每个组合与所确定的相关程度高的值的组相对应。

30.根据子句29所述的方法，其中所述组合的子集包括与所确定的相关程度高于阈值的值的组相对应的所有组合。

31.根据子句29或子句30所述的方法，包括：从所述组合的子集中选择对应的值的组在对应的图上定义基本上平坦的平面的组合作为所述期望组合，所述对应的图是所述目标参数的第一值和所述目标参数的第二值的差异关于所述堆叠差异参数的第一值以及关于所述堆叠差异参数的第二值的图。

32.根据子句30所述的方法，其中所述期望组合是对应的值的组在所述图上最佳地定义基本上平坦的平面的组合。

33.根据子句31所述的方法，其中在存在多于一个组合的对应的值的组在可接受的程度上在所述图上定义基本上平坦的平面的情况下，所述方法还包括：

针对定义基本上平坦的平面的所述值的组中的每个组来确定不确定程度；以及

选择对应的值的组具有最小的所确定的不确定程度的组合作为所述期望组合。

34.根据子句33所述的方法，其中所确定的不确定程度包括所述目标参数的第一值和第二值的不确定程度。

35.根据子句31至34中任一项所述的方法，其中所述期望组合被选择为最佳地减少所述目标参数的第一值与所述目标参数的第二值之间的相互依赖性的组合。

36.根据子句27至35中任一项所述的方法，包括：基于哪个测量辐射产生用于所述堆叠差异参数的测量的最小值，来选择所述期望组合的测量辐射对的第一测量辐射或第二测量辐射作为期望的测量辐射。

37.根据子句15至36中任一项所述的方法，其中所述目标参数是套刻精度，并且套刻精度值的与所述物理配置中的非设计差异无关的部分包括由于已知的施加的偏置而产生的贡献和由于套刻精度误差而产生的贡献。

38.根据子句15至36中任一项所述的方法，其中所述目标参数是测量光束强度不对称性。

39.根据子句15至38中任一项所述的方法，其中所述第一测量辐射具有与所述第二测量辐射的特性不同的所选择的特性，所述测量辐射的所选择的特性包括波长或偏振。

40.根据子句15至39中任一项所述的方法，包括：

使用所述第一测量辐射测量所述相邻周期性结构或目标，以获得所述堆叠差异参数的第一值；

使用所述第二测量辐射测量所述相邻周期性结构或目标，以获得所述堆叠差异参数的第二值；

使用所述第一测量辐射测量所述相邻周期性结构的目标或所述多个相邻目标的目标，以获得所述目标参数的第一值；以及

使用所述第二测量辐射测量所述相邻周期性结构的目标或所述多个相邻目标的目标，以获得所述目标参数的第二值。

41.根据子句40所述的方法，其中所述测量包括：

用所述测量辐射照射所述相邻周期性结构或目标，并且检测由每个周期性结构或目标散射的测量辐射；以及

测量所述散射的测量辐射的对应较高阶的强度不对称性。

42.根据子句39或子句40所述的方法，其中所述相邻周期性结构或目标的测量在覆盖所述相邻周期性结构或目标的结构的形成之前执行。

43.一种从多个候选目标中选择目标的方法，所述方法包括：

针对多个候选测量辐射对和多个候选目标获得多组值，每个候选目标包括与第二周期性结构水平相邻的第一周期性结构，每组值与所述候选目标之一和所述候选测量辐射对之一的不同组合相关，针对所述候选目标的多个样本，每组值包括：

分别使用所述候选测量辐射对的第一测量辐射和第二测量辐的、所述候选目标的相邻周期性结构的堆叠差异参数的第一值和堆叠差异参数的第二值分，所述堆叠差异参数表示目标的相邻周期性结构之间的物理配置中的非设计差异；

分别使用所述第一测量辐射和所述第二测量辐射的、所述候选目标的目标参数的第一值和目标参数的第二值；

针对每组值，确定所述堆叠差异参数的第一值和/或第二值与所述目标参数的第一值和所述目标参数的第二值的差异之间的相关程度；以及

基于针对每组值所确定的相关程度来从所述候选目标之一中选择期望目标。

44.根据子句43所述的方法，其中选择期望目标包括：

45.根据子句43所述的方法，其中选择期望目标包括：

选择所确定的平均值最大的候选目标作为所述期望目标。

46.根据子句43所述的方法，其中选择期望目标包括：基于针对每组值所确定的相关程度来选择所述候选目标之一和所述候选测量辐射对之一的期望组合。

47.根据子句46所述的方法，其中选择期望组合包括：选择与所确定的相关程度最高的值的组相对应的组合。

48.根据子句46所述的方法，其中选择期望组合包括：选择组合的子集，所述组合的子集中的每个组合与所确定的相关程度高的值的组相对应。

49.根据子句48所述的方法，其中所述组合的子集包括与所确定的相关程度高于阈值的值的组相对应的所有组合。

50.根据子句48或子句49所述的方法，包括：从所述组合的子集中选择对应的值的组在对应的图上定义基本上平坦的平面的组合作为所述期望组合，所述对应的图是所述目标参数的第一值和所述目标参数的第二值的差异关于所述堆叠差异参数的第一值以及关于所述堆叠差异参数的第二值的图。

51.根据子句50所述的方法，其中所述期望组合是对应的值的组在所述图上最佳地定义基本上平坦的平面的组合。

52.根据子句50所述的方法，其中在存在多于一个组合的对应的值的组在可接受的程度上在所述图上定义基本上平坦的平面的情况下，所述方法还包括：

53.根据子句52所述的方法，其中所确定的不确定程度包括所述目标参数的第一值和第二值的不确定程度。

54.根据子句50至53中任一项所述的方法，其中所述期望组合被选择为最佳地减少所述目标参数的第一值与所述目标参数的第二值之间的相互依赖性的组合。

55.根据子句46至54中任一项所述的方法，包括：基于哪个测量辐射产生用于所述堆叠差异参数的测量的最小值，来选择所述期望组合的测量辐射对的第一测量辐射或第二测量辐射作为期望的测量辐射。

56.根据子句55所述的方法，包括：使用所述期望的测量辐射，对所述期望组合的期望目标执行套刻精度测量。

57.根据子句46至54中任一项所述的方法，包括：使用所述期望组合的测量辐射对，对所述期望组合的期望目标执行套刻精度测量。

58.根据子句46至57中任一项所述的方法，包括：对所述期望目标执行套刻精度测量。

59.根据子句46至58中任一项所述的方法，其中所述目标参数是套刻精度，并且套刻精度值的与所述物理配置中的非设计差异无关的部分包括由于已知的施加的偏置而产生的贡献和由于套刻精度误差而产生的贡献。

60.根据子句46至58中任一项所述的方法，其中所述目标参数是测量光束强度不对称性。

61.一种用于测量光刻工艺的参数的量测装置，所述量测装置可操作用于执行根据子句1至60中任一项所述的方法。

62.一种非瞬态计算机程序产品，包括机器可读指令，所述机器可读指令用于引起处理器引起根据子句1至60中任一项所述的方法的执行。

63.一种系统，包括：

检查装置，被配置为在衬底上的两个相邻周期性结构或测量目标上提供辐射束，并且检测由所述目标衍射的辐射以确定图案化工艺的参数；以及

根据子句62所述的非瞬态计算机程序产品。

64.根据子句63所述的系统，还包括光刻装置，所述光刻装置包括被配置为保持图案形成装置以调制辐射束的支撑结构；以及被布置为将调制的辐射束投影到辐射敏感衬底上的投影光学系统。

尽管以上已经在光学光刻的上下文中对实施例的使用进行了具体的参考，但是应当理解，本发明的实施例可以用于其他应用中，例如压印光刻，并且在上下文允许的情况下不限于光学光刻。在压印光刻中，图案形成装置中的形貌定义了在衬底上产生的图案。图案形成装置的形貌可以被压入提供给衬底的抗蚀剂层，由此抗蚀剂通过施加电磁辐射、热量、压力或其组合而被固化。在抗蚀剂被固化之后，图案形成装置从抗蚀剂中被移出，留下图案。

本文中使用的术语“辐射”和“光束”包括所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如，具有为或约365、355、248、193、157或126nm的波长)和极端紫外(EUV)辐射(例如，具有在5至20nm的范围内的波长)以及诸如离子束或电子束等粒子束。

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部件中的任何一种或其组合，包括折射式、反射式、磁性、电磁和静电光学部件。

以上对具体实施例的描述揭示本发明的实施例的一般性质，使得其他人能够在不偏离本发明的一般概念的情况下通过应用本领域技术范围内的知识来容易地修改这样的具体实施例和/或使其适应于各种应用，而无需过度的实验。因此，基于本文中给出的教导和指导，这样的适应和修改意在处于所公开的实施例的等同物的含义和范围内。应当理解，本文中的措辞或术语是出于通过示例而非限制的描述的目的，使得本说明书的术语或措辞将由本领域技术人员根据这些教导和指导来解释。

本发明的宽度和范围不应受上述任何示例性实施例的限制，而应仅根据下面的权利要求及其等同物来限定。

Claims

1.一种用于检查的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述关系函数包括常数。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中确定所述关系函数包括确定第一关系函数和第二关系函数，所述第一关系函数描述所述堆叠差异参数的第一值与所述目标参数的第一值和所述目标参数第二值的差异之间的线性关系，所述第二关系函数描述所述堆叠差异参数的第二值与所述目标参数的第一值和所述目标参数的第二值的差异之间的线性关系。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中确定所述关系函数包括：绘制所述目标参数的第一值与所述目标参数的第二值的差异关于所述堆叠差异参数的第一值以及关于所述堆叠差异参数的第二值的三维图。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述三维图上的数据点相关以定义平坦的平面，并且其中第一关系函数由所述平面相对于所述堆叠差异参数的第一值的轴的斜率来描述，并且第二关系函数由所述平面相对于所述堆叠差异参数的第二值的轴的斜率来描述。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中确定所述关系函数包括确定描述以下项之间的线性关系的关系函数：

目标参数的第一值与目标参数的第二值的差异；以及

堆叠差异参数的第一值与堆叠差异参数的第二值的差异。

7.根据权利要求6所述的方法，其中确定所述关系函数包括：绘制所述目标参数的第一值与所述目标参数的第二值的差异关于所述堆叠差异参数的第一值与所述堆叠差异参数的第二值的差异的图，所述关系函数由拟合到所述图的线的斜率描述。

8.根据权利要求1-2、5和7中任一项权利要求所述的方法，包括确定1)所述堆叠差异参数的第一值和/或第二值与2)所述目标参数的第一值和所述目标参数的第二值的差异的相关程度。

9.根据权利要求8所述的方法，其中相关程度用于确定目标参数值的与物理配置中的非设计差异无关的所确定的部分的准确度的量度。

10.根据权利要求8所述的方法，包括初始优化以从多个候选目标中确定期望目标，所述初始优化包括：

针对所述多组值中的每组值确定相关程度；以及

11.根据权利要求10所述的方法，其中选择期望目标包括：

12.根据权利要求10所述的方法，其中选择期望目标包括：

选择所确定的平均值最大的候选目标作为所述期望目标。

13.根据权利要求10所述的方法，其中选择期望目标包括：基于针对每组值所确定的相关程度来选择所述候选目标之一和所述候选测量辐射对之一的期望组合。

14.根据权利要求13所述的方法，其中选择所述期望组合包括：选择与所确定的相关程度最高的值的组相对应的组合。

15.根据权利要求13所述的方法，其中选择所述期望组合包括：选择组合的子集，所述组合的子集中的每个组合与所确定的相关程度高的值的组相对应。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述组合的子集包括与所确定的相关程度高于阈值的值的组相对应的所有组合。

17.根据权利要求15或16所述的方法，包括：从所述组合的子集中选择对应的值的组在对应的图上定义平坦的平面的组合作为所述期望组合，所述对应的图是所述目标参数的第一值和所述目标参数的第二值的差异关于所述堆叠差异参数的第一值以及关于所述堆叠差异参数的第二值的图。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述期望组合是对应的值的组在所述图上最佳地定义平坦的平面的组合。

19.根据权利要求17所述的方法，其中在存在多于一个组合的对应的值的组在可接受的程度上在所述图上定义平坦的平面的情况下，所述方法还包括：

针对定义平坦的平面的所述值的组中的每个组来确定不确定程度；以及

20.根据权利要求19所述的方法，其中所确定的不确定程度包括所述目标参数的第一值和第二值的不确定程度。

21.根据权利要求18-20中任一项所述的方法，其中所述期望组合被选择为最佳地减少所述目标参数的第一值与所述目标参数的第二值之间的相互依赖性的组合。

22.根据权利要求13-16和18-20中任一项权利要求所述的方法，包括：基于哪个测量辐射产生用于所述堆叠差异参数的测量的最小值，来选择所述期望组合的测量辐射对的第一测量辐射或第二测量辐射作为期望的测量辐射。

23.根据权利要求1-2、5、7、9-16和18-20中任一项权利要求所述的方法，其中所述目标参数是套刻精度，并且套刻精度值的与所述物理配置中的非设计差异无关的部分包括由于已知的施加的偏置而产生的贡献和由于套刻精度误差而产生的贡献。

24.根据权利要求1-2、5、7、9-16和18-20中任一项权利要求所述的方法，其中所述目标参数是测量光束强度不对称性。

25.根据权利要求1-2、5、7、9-16和18-20中任一项权利要求所述的方法，其中所述第一测量辐射具有与所述第二测量辐射的特性不同的所选择的特性，所述测量辐射的所选择的特性包括波长或偏振。

26.根据权利要求1-2、5、7、9-16和18-20中任一项权利要求所述的方法，包括：

使用所述第一测量辐射测量所述相邻周期性结构的目标或所述多个相邻测量目标的目标，以获得所述目标参数的第一值；以及

使用所述第二测量辐射测量所述相邻周期性结构的目标或所述多个相邻测量目标的目标，以获得所述目标参数的第二值。

27.根据权利要求26所述的方法，其中所述测量包括：

测量所述散射的测量辐射的对应较高阶的强度不对称性。

28.根据权利要求25所述的方法，其中所述相邻周期性结构或目标的测量在覆盖所述相邻周期性结构或目标的结构的形成之前执行。

29.一种从多个候选目标中选择目标的方法，所述方法包括：

分别使用所述候选测量辐射对的第一测量辐射和第二测量辐射的、所述候选目标的相邻周期性结构的堆叠差异参数的第一值和堆叠差异参数的第二值，所述堆叠差异参数表示目标的相邻周期性结构之间的物理配置中的非设计差异；

30.根据权利要求29所述的方法，其中选择期望目标包括：

31.根据权利要求29所述的方法，其中选择期望目标包括：

选择所确定的平均值最大的候选目标作为所述期望目标。

32.根据权利要求29所述的方法，其中选择期望目标包括：基于针对每组值所确定的相关程度来选择所述候选目标之一和所述候选测量辐射对之一的期望组合。

33.根据权利要求32所述的方法，其中选择期望组合包括：选择与所确定的相关程度最高的值的组相对应的组合。

34.根据权利要求32所述的方法，其中选择期望组合包括：选择组合的子集，所述组合的子集中的每个组合与所确定的相关程度高的值的组相对应。

35.根据权利要求34所述的方法，其中所述组合的子集包括与所确定的相关程度高于阈值的值的组相对应的所有组合。

36.根据权利要求34或35所述的方法，包括：从所述组合的子集中选择对应的值的组在对应的图上定义平坦的平面的组合作为所述期望组合，所述对应的图是所述目标参数的第一值和所述目标参数的第二值的差异关于所述堆叠差异参数的第一值以及关于所述堆叠差异参数的第二值的图。

37.根据权利要求36所述的方法，其中所述期望组合是对应的值的组在所述图上最佳地定义平坦的平面的组合。

38.根据权利要求36所述的方法，其中在存在多于一个组合的对应的值的组在可接受的程度上在所述图上定义平坦的平面的情况下，所述方法还包括：

39.根据权利要求38所述的方法，其中所确定的不确定程度包括所述目标参数的第一值和第二值的不确定程度。

40.根据权利要求37至39中任一项所述的方法，其中所述期望组合被选择为最佳地减少所述目标参数的第一值与所述目标参数的第二值之间的相互依赖性的组合。

41.根据权利要求32-35和37-39中任一项权利要求所述的方法，包括：基于哪个测量辐射产生用于所述堆叠差异参数的测量的最小值，来选择所述期望组合的测量辐射对的第一测量辐射或第二测量辐射作为期望的测量辐射。

42.根据权利要求41所述的方法，包括：使用所述期望的测量辐射，对所述期望组合的期望目标执行套刻精度测量。

43.根据权利要求32-35和37-39中任一项权利要求所述的方法，包括：使用所述期望组合的测量辐射对，对所述期望组合的期望目标执行套刻精度测量。

44.根据权利要求32-35、37-39和42中任一项权利要求所述的方法，包括：对所述期望目标执行套刻精度测量。

45.根据权利要求32-35、37-39和42中任一项权利要求所述的方法，其中所述目标参数是套刻精度，并且套刻精度值的与所述物理配置中的非设计差异无关的部分包括由于已知的施加的偏置而产生的贡献和由于套刻精度误差而产生的贡献。

46.根据权利要求32-35、37-39和42中任一项权利要求所述的方法，其中所述目标参数是测量光束强度不对称性。

47.一种用于测量光刻工艺的参数的量测装置，所述量测装置可操作用于执行根据权利要求1至46中任一项所述的方法。

48.一种非瞬态计算机存储介质，具有在其上存储的机器可读指令，所述机器可读指令用于引起处理器引起根据权利要求1至46中任一项所述的方法的执行。

49.一种用于检查的系统，包括：

根据权利要求48所述的非瞬态计算机存储介质。

50.根据权利要求49所述的系统，还包括光刻装置，所述光刻装置包括被配置为保持图案形成装置以调制辐射束的支撑结构；以及被布置为将调制的辐射束投影到辐射敏感衬底上的投影光学系统。