CN112313581B - 基于性能匹配的调谐扫描器的波前优化 - Google Patents

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Abstract

本文描述一种用于确定图案化过程的图案形成设备的波前的方法。所述方法包括：获得参考设备(例如扫描器)的参考性能(例如轮廓、EPE、CD)、被配置成将波前的波前参数转换为致动器移动的图案形成设备的透镜模型、和调谐扫描器(例如待匹配的扫描器)的透镜指纹。此外，所述方法涉及基于所述调谐扫描器的所述透镜指纹、所述透镜模型和成本函数，确定所述波前参数(例如，诸如倾斜、偏移等波前参数)，其中所述成本函数是所述参考性能与调谐扫描器性能之间的差。

Description

基于性能匹配的调谐扫描器的波前优化
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年6月25日递交的美国申请62/689,482和2019年6月14日递交的美国申请62/861,673的优先权，这些美国申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本文中的描述总体上涉及优化过程和确定对应于参考性能的调谐扫描器的最佳波前的设备和方法。
背景技术
光刻投影设备可以用于例如集成电路(IC)的制造中。在这样的情况下，图案形成装置(例如掩模)可以包含或提供对应于IC的单层的图案(“设计布局”)，并且这种图案可以通过诸如经由图案形成装置上的图案来辐照目标部分的方法而被转印至已经涂覆有辐射敏感材料(“抗蚀剂”)层的衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括一个或更多个管芯)上。通常，单个衬底包含多个相邻的目标部分，图案通过光刻投影设备被连续地转印至所述多个相邻的目标部分，一次一个目标部分。在这种类型的光刻投影设备中，将整个图案形成装置上的图案一次性转印至一个目标部分上；这种设备通常称作步进器。在通常称作步进扫描设备的替代设备中，投影束在给定参考方向(“扫描”方向)上在图案形成装置上进行扫描，同时平行或反向平行于这种参考方向而同步地移动衬底。图案形成装置上的图案的不同部分逐步地转印至一个目标部分。通常，由于光刻投影设备将具有缩小率M(例如4)，因此移动衬底的速度F将是投影束扫描图案形成装置的速度的1/M倍。可以例如从以引用的方式并入本文中的US 6,046,792搜集到关于如本文中所描述的光刻器件的更多信息。
在将图案从图案形成装置转印至衬底之前，衬底可以经历各种过程，诸如上底漆、抗蚀剂涂覆和软焙烤。在曝光之后，衬底可以经历其它过程(“曝光后过程”)，诸如曝光后焙烤(PEB)、显影、硬焙烤和对转印后的图案的测量/检查。这种过程阵列用作制作器件(例如IC)的单层的基础。衬底随后可以经历各种过程，诸如蚀刻、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等，所述过程都意图精整器件的单层。如果在器件中需要若干层，则针对每个层来重复整个过程或其变体。最终，器件将存在于衬底上的每个目标部分中。随后通过诸如切块或锯切之类的技术来使这些器件彼此分离，据此，可以将单独的器件安装在载体上、连接至引脚等。
因此，制造诸如半导体器件之类的器件通常涉及使用一定数目的制作过程来处理衬底(例如半导体晶片)以形成器件的各种特征和多个层。通常使用例如沉积、光刻、蚀刻、化学机械抛光和离子注入来制造和处理这样的层和特征。可以在衬底上的多个管芯上制作多个器件，并且随后将所述器件分离为单独的器件。这种器件制造过程可以被视为图案化过程。图案化过程涉及使用光刻设备中的图案形成装置的图案化步骤，诸如光学和/或纳米压印光刻术，以将图案形成装置上的图案转印至衬底，并且图案化过程通常但可选地涉及一个或更多个相关的图案处理步骤，诸如通过显影设备进行抗蚀剂显影、使用焙烤工具来焙烤衬底、使用蚀刻设备用图案进行蚀刻等。
如所指出的，光刻是在制造诸如IC之类的器件时的关键步骤，其中形成在衬底上的图案限定器件(诸如微处理器、存储器芯片等)的功能元件。类似的光刻技术也用于形成平板显示器、微机电系统(MEMS)和其它器件。
随着半导体制造过程继续发展，几十年来，功能元件的尺寸已不断减小，而每器件的诸如晶体管之类的功能元件的量已在稳定增加，这遵循通常称作“摩尔定律”的趋势。在当前技术状态下，使用光刻投影设备来制造器件的层，所述光刻投影设备使用来自深紫外线照射源的照射将设计布局投影至衬底上，从而产生尺寸远低于100nm(即小于来自照射源(例如193nm照射源)的辐射的波长的一半)的单独的功能元件。
根据分辨率方程式CD＝k1×λ/NA，印制尺寸小于光刻投影设备的经典分辨率限制的特征的这种过程通常称作低k1光刻，其中λ是所采用辐射的波长(当前在大多数情况下为248nm或193nm)，NA是光刻投影设备中的投影光学器件的数值孔径，CD是“临界尺寸”(一般是所印制的最小特征大小)，并且k1是经验分辨率因子。通常，k1越小，则在衬底上再现由设计者规划的形状和尺寸以便实现特定电功能和性能的图案变得越困难。为克服这些困难，将复杂的微调步骤应用于光刻投影设备、设计布局或图案形成装置。这些微调步骤包括(例如但不限于)：NA和光学相干设定的优化、定制的照射方案、相移图案形成装置的使用、设计布局中的光学邻近效应校正(OPC，有时也称作“光学和过程校正”)或一般定义为“分辨率增强技术”(RET)的其它方法。如本文中所使用的术语“投影光学器件”应广义地解释为涵盖各种类型的光学系统，包括例如折射型光学器件、反射型光学器件、孔和反射折射型光学器件。术语“投影光学器件”也可以包括根据这些设计类型中的任一设计类型来操作的用于共同地或单个地引导、成形或控制投影辐射束的部件。术语“投影光学器件”可以包括光刻投影设备中的任何光学部件，而不论光学部件定位在光刻投影设备的光学路径上的何处。投影光学器件可以包括用于在来自源的辐射通过图案形成装置之前成形、调整和/或投影所述辐射的光学部件，和/或用于在所述辐射通过图案形成装置之后成形、调整和/或投影所述辐射的光学部件。投影光学器件一般不包括源和图案形成装置。
发明内容
根据实施例，提供一种用于确定图案化过程的图案形成设备的波前的方法。所述方法包括：获得(i)参考设备的参考性能、(ii)被配置成将波前的波前参数转换为致动器移动的图案形成设备的透镜模型、和(iii)调谐扫描器的透镜指纹；和经由处理器，基于所述调谐扫描器的所述透镜指纹、所述透镜模型和成本函数，确定所述波前参数，其中所述成本函数是所述参考性能与调谐扫描器性能之间的差。
在实施例中，确定所述波前参数是迭代过程。迭代包括：经由使用所述调谐扫描器的所述透镜指纹对所述透镜模型的模拟，产生初始波前；根据所述初始波前来确定衬底图案；根据所述衬底图案来确定所述调谐性能；基于所述调谐性能和所述参考性能来评估所述成本函数；以及基于所述成本函数的梯度来调整所述初始波前的所述波前参数，使得改善所述成本函数。
在实施例中，所述波前包括所述调谐扫描器的所述透镜指纹和所述透镜模型的性能指纹。
在实施例中，调整所述波前参数还基于所述透镜模型的所述性能指纹。
在实施例中，确定所述衬底图案包括：使用所述初始波前或所述调整后的波前，对所述图案化过程的过程模型进行模拟。
在实施例中，所述过程模型包括被配置成基于掩模图案来预测掩模图像的掩模模型、被配置成根据所述掩模图案来预测空间图像的光学模型、和/或被配置成根据所述空间图像来预测抗蚀剂图像的抗蚀剂模型。
在实施例中，确定所述衬底图案包括：经由量测工具接收曝光后的衬底的衬底测量结果，其中所述衬底使用所述初始波前或调整后的波前来曝光；和基于来自所述衬底测量结果的轮廓提取来确定所述衬底图案。
在实施例中，所述成本函数被最小化或最大化。
在实施例中，所述成本函数是边缘放置误差、CD和/或边缘放置的公差带内的误差。
在实施例中，所述透镜模型包括与对应于波前参数的调谐扫描器的校正限制相关的约束。
在实施例中，所述波前参数包括所述图案形成设备的光学系统的偏移、倾斜或倾角和/或曲率。
在实施例中，所述波前是贯穿狭缝波前。
在实施例中，所述狭缝具有矩形形状。
在实施例中，所述波前由跨过狭缝的泽尼克(Zemike)多项式表示。
在实施例中，所述波前参数被表述为泽尼克系数的向量。
在实施例中，所述方法还包括：经由所述透镜模型，将所述波前参数转换为所述致动器移动；和基于所述致动器移动，致动所述调谐扫描器的所述光学系统。
在实施例中，针对图案的轮廓和/或临界尺寸来表述所述参考性能和所述调谐扫描器性能。
根据实施例，提供一种用于参照参考设备来确定调谐扫描器的波前的方法。所述方法包括：获得(i)对应于参考透镜指纹的所述参考设备的参考性能、和(ii)调谐扫描器的透镜指纹；经由处理器基于所述透镜指纹和成本函数，确定所述调谐扫描器的波前参数，其中所述成本函数计算所述参考性能和调谐扫描器性能之间的差。
在实施例中，获得所述参考性能包括：测量所述参考设备的所述参考透镜指纹；经由对过程模型的模拟，基于所述参考设备的所述所测量透镜指纹和对应于设计布局的图案形成装置图案来产生参考图案；以及基于所述参考图案的轮廓来确定所述参考性能。
在实施例中，确定所述波前参数是迭代过程。迭代包括经由对所述过程模型的模拟，使用图案形成装置图案和所述调谐扫描器的透镜指纹来确定衬底图案；基于所述衬底图案来确定所述调谐扫描器性能；基于所述调谐扫描器性能和所述参考性能来评估所述成本函数；以及参照所述波前参数基于所述成本函数的梯度来调整所述波前参数，使得改善所述成本函数。
在实施例中，经由对掩模优化或源掩模优化过程的模拟来产生所述图案形成装置图案，其中透镜像差模型被包括在所述过程模型中。
在实施例中，针对图案的轮廓和/或临界尺寸来表述所述参考性能和调谐扫描器性能。
在实施例中，所述参考设备包括晶片制作设施的扫描器、无像差的理想扫描器和/或像差补偿扫描器，所述像差补偿扫描器已被补偿所述晶片制作设施内的多个扫描器的平均像差。
在实施例中，所述成本函数是边缘放置误差、CD和/或边缘放置的公差带内的误差。
在实施例中，所述波前参数包括与所述图案形成设备的光学系统相关联的偏移、倾斜、曲率、和/或至多第三阶参数并包括第三阶参数。
此外，根据实施例，提供一种用于图案化过程的调谐扫描器的波前匹配的方法。所述方法包括：获得(i)对应于衬底的一层的多个热斑图案、(ii)对应于所述多个热斑图案的多个波前、和(iii)调谐扫描器的透镜指纹；经由使用所述透镜指纹对图案化过程的模拟，确定调谐扫描器性能；以及根据所述多个波前基于对所述调谐扫描器性能与参考性能之间的比较来选择所述调谐扫描器的波前参数。
在实施例中，所述多个波前中的一个或更多个包括优化后的波前参数。
在实施例中，所述多个波前中的所述或多者与特定参考性能相关联。
此外，根据实施例，提供一种确定用于图案化过程中的图案形成设备的透镜调整参数值的方法。所述方法涉及：获得(i)与曝光波前相关联的光瞳权重映射、和(ii)图案形成设备的透镜模型，其中所述光瞳权重映射的权重与所述图案形成设备的性能指标相关联，所述透镜模型被配置成将与所述曝光波前相关联的像差波前参数转换为透镜调整参数；经由使用所述光瞳权重映射和所述曝光波前来执行所述透镜模型，确定透镜调整参数值，使得改善与所述透镜模型相关联的透镜模型评价函数，其中所述透镜模型评价函数是所述光瞳权重映射的函数；以及经由使用与所述透镜调整参数值相关联的所述像差波前来模拟图案化过程，调整所述光瞳权重映射的所述权重，使得所述图案化过程的所述性能指标被改善，所述性能指标是与待印制于衬底上的图案相关联的边缘放置误差和图案放置误差的函数。
此外，根据实施例，提供一种确定图案形成设备的透镜致动器设定的方法。所述方法包括：获得透镜评价函数和指派至与所述图案形成设备相关联的残余像差波前的参考值(例如非零整数)；和经由所述图案形成设备的透镜模型，使用所述透镜评价函数和所述参考值，基于最小化所述透镜评价函数，确定来自所述图案形成设备的所述透镜致动器空间的所述透镜致动器设定，所述透镜评价函数包括与所述残余像差波前相关联的光刻指标。
附图说明
现将仅通过举例的方式，参考随附附图来描述实施例，在所述附图中：
图1示意性地描绘根据实施例的光刻设备；
图2示意性地描绘根据实施例的光刻单元或簇的实施例；
图3是根据实施例的用于基于透镜模型来进行波前优化的方法的流程图；
图4图示根据实施例的在图2的波前优化过程期间所产生的在跨过狭缝的不同部位处的示例波前；
图5是根据实施例的与无像差的扫描器相对应的理想性能的示例；
图6A图示根据实施例的作为与图5的理想轮廓叠置的匹配目标的参考轮廓的示例；
图6B图示根据实施例的图6A的参考轮廓上的评估点的示例；
图6C图示根据实施例的与作为图6B的匹配目标的参考轮廓匹配的调谐性能的示例；
图7图示根据实施例的调谐扫描器的基于轮廓或边缘放置误差(EPE)的匹配的公差带；
图8是根据实施例的用于基于参考扫描器性能进行波前优化的另一方法的流程图；
图9是根据实施例的用于确定基于调谐扫描器的热斑图案的波前的方法的流程图；
图10是根据实施例的图案化过程的模拟的流程图；
图11是根据实施例的确定热斑图案的流程图；
图12A是根据实施例的光瞳优化的示例；
图12B图示根据实施例的示例透镜指纹和基于透镜指纹的优化波前；
图13A和图13B描述根据实施例的用于确定用于图案化过程中的图案形成设备的透镜调整参数值的方法；
图14是根据实施例的基于偶极光瞳的光瞳权重映射的示例；
图15A和图15B图示根据实施例的基于照射图案来产生光瞳权重映射的另一示例；
图16A图示根据实施例的示例照射光瞳；
图16B和图16C图示根据实施例的与图16A的照射光瞳相关联的示例波前；
图17图示根据实施例的从主成分分析所获得的示例主成分；
图18是根据实施例的用于确定图案形成设备的透镜调整的方法的流程图；
图19是根据实施例的驱动透镜模型的光刻指标以确定透镜旋钮子空间的波前目标的示例；
图20是根据实施例的示例计算机系统的框图；
图21是根据实施例的另一光刻投影设备的示意图；
图22是根据实施例的用于极紫外线扫描器的图1中的设备的视图；
图23是根据实施例的图21和图22的设备的源收集器模块SO的更详细的视图。
具体实施方式
在详细地描述实施例之前，呈现可以实施实施例的示例环境是有指导性的。
图1示意性地描绘光刻设备LA的实施例。所述设备包括：
-照射系统(照射器)IL，所述照射系统被配置成调节辐射束B(例如UV辐射或DUV辐射)；
-支撑结构(例如掩模台)MT，所述撑结构构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA，并且连接至被配置成根据某些参数来准确定位图案形成装置的第一定位器PM；
-衬底台(例如晶片台)WT(例如WTa、WTb或两者)，所述衬底台构造成保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并且连接至被配置成根据某些参数来准确定位衬底的第二定位器PW；以及
-投影系统(例如折射投影透镜系统)PS，所述投影系统被配置成将由图案形成装置MA赋予至辐射束B的图案投影至衬底W的目标部分C(例如包括一个或更多个管芯且通常称作场)上，所述投影系统支撑在参考框架(RF)上。
如这里所描绘的，所述设备属于透射类型(例如采用透射型掩模)。可替代地，所述设备可以属于反射类型(例如采用如上文提及的类型的可编程反射镜阵列，或采用反射型掩模)。
照射器IL从辐射源SO接收辐射束。例如，当所述源是准分子激光器时，所述源与光刻设备可以是分立的实体。在这些情况下，不认为所述源形成光刻设备的部分，并且辐射束借助于包括例如合适的方向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD而从源SO传递至照射器IL。在其它情况下，例如当源是汞灯时，源可以是设备的组成部分。源SO和照射器IL连同束传递系统BD(根据需要)可以被称作辐射系统。
照射器IL可以变更束的强度分布。照射器可以被布置以限制辐射束的径向范围，使得在照射器IL的光瞳平面中的环形区内的强度分布是非零的。另外或可替代地，照射器IL能够操作以限制束在光瞳平面中的分布，使得在光瞳平面中的多个等间隔扇区中的强度分布是非零的。辐射束在照射器IL的光瞳平面中的强度分布可以被称作照射模式。
因此，照射器IL可以包括被配置成调整束的(角度/空间)强度分布的调整器AD。通常，可以调整照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部径向范围和/或内部径向范围(通常分别称作σ-外部和σ-内部)。照射器IL能够操作以改变束的角分布。例如，照射器能够操作以变更光瞳平面中的扇区的数目和角度范围，其中强度分布是非零的。通过调整束在照射器的光瞳平面中的强度分布，可以实现不同的照射模式。例如，通过限制照射器IL的光瞳平面中的强度分布的径向范围和角度范围，强度分布可以具有多极分布，诸如(例如)偶极、四极或六极分布。可以例如通过将提供所述照射模式的光学器件插入至照射器IL中或使用空间光调制器来获得期望的照射模式。
照射器IL能够操作以变更束的偏振且能够操作以使用调整器AM来调整偏振。照射器IL的光瞳平面上的辐射束的偏振状态可以被称作偏振模式。使用不同的偏振模式可以在形成在衬底W上的图像中实现较大的对比度。辐射束可以是非偏振的。可替代地，照射器可以被布置以使辐射束线性地偏振。辐射束的偏振方向可以在照射器IL的光瞳平面上变化。辐射的偏振方向在照射器IL的光瞳平面中的不同区中可以不同。可以根据照射模式来选择辐射的偏振状态。对于多极照射模式，辐射束的每个极的偏振可以大体上垂直于照射器IL的光瞳平面中的所述极的位置向量。例如，对于偶极照射模式，辐射可以在大致垂直于将偶极的两个相对的扇区平分的线的方向上线性地偏振。辐射束可以在两个不同正交方向中的一个方向上偏振，这可以被称作X偏振状态和Y偏振状态。对于四极照射模式，每个极的扇区中的辐射可以在大致垂直于将所述扇区平分的线的方向上线性地偏振。这种偏振模式可以被称作XY偏振。类似地，对于六极照射模式，每个极的扇区中的辐射可以在大致垂直于将所述扇区平分的线的方向上线性地偏振。这种偏振模式可以被称作TE偏振。
另外，照射器IL一般包括各种其它部件，诸如积分器IN和聚光器CO。照射系统可以包括用于引导、成形或控制辐射的各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件或其任何组合。
因此，照射器提供调整后的辐射束B，所述辐射束在其横截面中具有期望的均一性和强度分布。
支撑结构MT以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计和其它条件(诸如图案形成装置是否保持在真空环境中)的方式来支撑图案形成装置。支撑结构可以使用机械、真空、静电或其它夹持技术来保持图案形成装置。支撑结构可以是例如可以根据需要而是固定的或可移动的框架或台。支撑结构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。可以认为本文中对术语“掩模版”或“掩模”的任何使用与更上位的术语“图案形成装置”同义。
本文中所使用的术语“图案形成装置”应被广义地解释为是指可以用以在衬底的目标部分中赋予图案的任何装置。在实施例中，图案形成装置是可以用以在辐射束的横截面中向辐射束赋予图案以便在衬底的目标部分中形成图案的任何装置。应注意，例如，如果赋予至辐射束的图案包括相移特征或所谓的辅助特征，则所述图案可能并不精确地对应于衬底的目标部分中的期望的图案。通常，赋予至辐射束的图案将对应于目标部分中所形成的器件(诸如集成电路)中的特定功能层。
图案形成装置可以是透射型或反射型的。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。掩模在光刻中是众所周知的，并且包括诸如二元、交替相移和衰减式相移的掩模类型，以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，所述小反射镜中的每个小反射镜可以单独倾斜，以便使入射辐射束在不同方向上反射。被倾斜的反射镜在由反射镜矩阵反射的辐射束中赋予图案。
本文中所使用的术语“投影系统”应广义地解释为涵盖如适用于所使用的曝光辐射或适用于诸如使用浸没液体或使用真空之类的其它因素的任何类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统或其任何组合。可以认为本文中对术语“投影透镜”的任何使用均与更上位的术语“投影系统”同义。
投影系统PS具有可能是非均一的且可能影响衬底W上所成像的图案的光学传递函数。对于非偏振辐射，这样的影响可以由两个标量映射非常好地描述，所述两个标量映射描述射出投影系统PS的辐射的透射(变迹)和相对相位(像差)作为其光瞳平面中的位置的函数。可以将可以被称作透射映射和相对相位映射的这些标量映射表述为基底函数的完整集合的线性组合。尤其合适的集合是泽尼克多项式，所述泽尼克多项式形成单位圆上所定义的正交多项式集合。每个标量映射的确定可以涉及确定这种展开式中的系数。因为泽尼克多项式在单位圆上正交，所以可以通过依次计算所测量的标量映射与每个泽尼克多项式的内积且将这种内积除以所述泽尼克多项式的范数的平方来确定泽尼克系数。
透射映射和相对相位映射是依赖于场和系统的。即，通常，每个投影系统PS将针对每场点(即针对投影系统PS的像平面中的每个空间部位)具有不同泽尼克展开式。可以通过经由投影系统PS对例如来自投影系统PS的物平面(即图案形成装置MA的平面)中的点状源的辐射进行投影且使用剪切干涉仪测量波前(即具有相同相位的点的轨迹)，来确定投影系统PS在其光瞳平面中的相对相位。剪切干涉仪是共同路径干涉仪，并且因而有利地，无需次级参考束来测量波前。剪切干涉仪可以包括投影系统(即衬底台WT)的像平面中的衍射光栅，例如二维栅格，以及被布置以检测与投影系统PS的光瞳平面共轭的平面中的干涉图案的检测器。干涉图案与辐射的相位相对于在剪切方向上的光瞳平面中的坐标的导数相关。检测器可以包括感测元件阵列，诸如(例如)电荷耦合器件(CCD)。
光刻设备的投影系统PS可以不产生可见条纹，并且因而可以使用相位步进技术(诸如例如移动衍射光栅)来增强对波前的确定的准确度。可以在衍射光栅的平面中和在垂直于测量的扫描方向的方向上执行步进。步进范围可以是一个光栅周期，并且可以使用至少三个(均一地分布)相位步进。因此，例如，可以在y方向上执行三个扫描测量，在x方向上针对不同位置执行每次扫描测量。衍射光栅的这种步进将相位变化有效地变换为强度变化，从而允许确定相位信息。光栅可以在垂直于衍射光栅的方向(z方向)上步进以校准检测器。
可以在两个垂直方向上连续地扫描衍射光栅，所述两个垂直方向可以与投影系统PS的坐标系统的轴线(x和y)重合或可以与这些轴线成诸如45度之类的角度。可以在整数个光栅周期(例如一个光栅周期)内执行扫描。扫描使在一个方向上的相位变化达到平均数，从而允许重构在另一方向上的相位变化。这允许将波前确定为两个方向的函数。
可以通过经由投影系统PS对例如来自投影系统PS的物平面(即图案形成装置MA的平面)中的点状源的辐射进行投影且使用检测器测量与投影系统PS的光瞳平面共轭的平面中的辐射强度，来确定投影系统PS在其光瞳平面中的透射(变迹)。可以使用与用以测量波前来确定像差的检测器相同的检测器。
投影系统PS可以包括多个光学(例如透镜)元件且还可以包括调整机构AM，所述调整机构被配置成调整光学元件中的一个或更多个光学元件以便校正像差(在整个场的光瞳平面上的相位变化)。为实现这种情形，可以操作调整机构以便以一种或更多种不同方式来操控投影系统PS内的一个或更多个光学(例如透镜)元件。投影系统可以具有坐标系，其中所述投影系统的光轴在z方向上延伸。调整机构能够操作以进行以下各项的任何组合：使一个或更多个光学元件位移；使一个或更多个光学元件倾斜；和/或使一个或更多个光学元件变形。光学元件的位移可以在任何方向(x、y、z或其组合)上进行。光学元件的倾斜通常通过围绕在x和/或y方向上的轴旋转来在垂直于光轴的平面之外进行，但对于非旋转对称的非球面光学元件，可以使用围绕z轴的旋转。光学元件的变形可以包括低频形状(例如散光)和/或高频形状(例如自由形式非球面)。可以例如通过使用一个或更多个致动器以对光学元件的一个或更多个侧施加力和/或通过使用一个或更多个加热元件以加热光学元件的一个或更多个选定区来执行光学元件的变形。通常，可能无法调整投影系统PS来校正变迹(光瞳平面上的透射变化)。在设计用于光刻设备LA的图案形成装置(例如掩模)MA时，可以使用投影系统PS的透射映射。使用计算光刻技术，图案形成装置MA可以被设计成至少部分地校正变迹。
光刻设备可以属于具有两个(双平台)或多于两个台(例如两个或更多个衬底台WTa、衬底台WTb，两个或更多个图案形成装置台，在无专用于例如促进测量和/或清洁等的衬底的情况下在投影系统下方的衬底台WTa和台WTb)的类型。在这样的类“多平台”机器中，可以并行地使用额外的台，或可以对一个或更多个台进行预备步骤，同时将一个或更多个其它台用于曝光。例如，可以进行使用对准传感器AS的对准测量和/或使用水平传感器LS的水平(高度、倾斜等)测量。
光刻设备也可以属于以下类型：其中衬底的至少一部分可以由具有相对较高折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统与衬底之间的空间。也可以将浸没液体施加至光刻设备中的其它空间，例如图案形成装置与投影系统之间的空间。浸没技术在本领域中是众所周知，用于增大投影系统的数值孔径。本文中所使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底之类的结构必须浸没在液体中，而仅意味着液体在曝光期间定位在投影系统与衬底之间。
因此，在光刻设备的操作中，辐射束被照射系统IL调节和提供。辐射束B入射到保持在支撑结构(例如掩模台)MT上的图案形成装置(例如掩模)MA上，并且通过所述图案形成装置来进行图案化。在穿过图案形成装置MA之后，辐射束B穿过投影系统PS，所述投影系统将束聚焦至衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器IF(例如干涉装置、线性编码器、2-D编码器或电容性传感器)，可以准确地移动衬底台WT，例如以便使不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库机械获取之后，或在扫描期间，可以使用第一定位器PM和另一位置传感器(图1中未明确描绘)以相对于辐射束B的路径准确地定位图案形成装置MA。通常，可以借助于形成第一定位器PM的部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)来实现支撑结构MT的移动。类似地，可以使用形成第二定位器PW的部分的长行程模块和短行程模块来实现衬底台WT的移动。在步进器(相对于扫描器)的情况下，支撑结构MT可以仅连接至短行程致动器，或可以经固定。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来对准图案形成装置MA和衬底W。虽然如所图示的衬底对准标记占据专用目标部分，但所述标记可以定位在目标部分之间的空间中(这些标记称为划线对准标记)。类似地，在将多于一个管芯设置于图案形成装置MA上的情形中，图案形成装置对准标记可以定位在所述管芯之间。
所描绘设备可以用于以下模式中的至少一种模式中：
1.在步进模式中，在将赋予至辐射束的整个图案一次性投影至目标部分C上时，使支撑结构MT和衬底台WT保持基本上静止(即单次静态曝光)。随后使衬底台WT在X和/或Y方向上移位使得可以曝光不同的目标部分C。在步进模式中，曝光场的最大大小限制单次静态曝光中所成像的目标部分C的大小。
2.在扫描模式中，对支撑结构MT和衬底台WT同步地扫描，同时将赋予至辐射束的图案投影至目标部分C上(即单次动态曝光)。可以通过投影系统PS的放大率(缩小率)和图像反转特性来确定衬底台WT相对于支撑结构MT的速度和方向。在扫描模式中，曝光场的最大大小限制单次动态曝光中的目标部分的宽度(在非扫描方向上)，而扫描运动的长度决定目标部分的高度(在扫描方向上)。
3.在另一模式中，在将赋予至辐射束的图案投影至目标部分C上时，使支撑结构MT保持基本上静止，从而保持可编程图案形成装置且移动或扫描衬底台WT。在这种模式中，一般采用脉冲辐射源，并且在衬底台WT的每次移动之后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间根据需要来更新可编程图案形成装置。这种操作模式可以易于应用于利用可编程图案形成装置(诸如上文提及的类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术。
也可以采用关于上文所描述的使用模式的组合和/或变型或完全不同的使用模式。
虽然在本文中可以具体地参考光刻设备在IC制造中的使用，但应理解，本文中所描述的光刻设备可以具有其它应用，诸如制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。本领域技术人员将了解，在这样的替代应用的内容背景下，可以认为本文中对术语“晶片”或“管芯”的任何使用分别与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。可以在曝光之前或之后在例如涂覆显影系统(track)(通常将抗蚀剂层施加至衬底且使曝光后的抗蚀剂显影的工具)或量测工具或检查工具中处理本文中提及的衬底。在适用情况下，可以将本文中的公开内容应用于这样的和其它衬底处理工具。此外，可以将衬底处理多于一次，例如以便形成多层IC，使得本文中所使用的术语衬底也可以指已包含多个被处理的层的衬底。
本文中所使用的术语“辐射”和“束”涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如具有365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有在5nm至20nm的范围内的波长)以及粒子束，诸如离子束或电子束。
图案形成装置上或由图案形成装置提供的各种图案可以具有不同的过程窗，即处理变量的空间，在所述处理变量的空间下图案将在规格内产生。关于潜在系统性缺陷的图案规格的示例包括检查颈缩、线拉回、线薄化、CD、边缘放置、叠置、抗蚀剂顶部损耗、抗蚀剂底切和/或桥接。可以通过使每个单独的图案的过程窗合并(例如叠置)来获得图案形成装置或其区域上的所有图案的过程窗。所有图案的过程窗的边界包含单独的图案中的一些图案的过程窗的边界。换句话说，这些单独的图案限制所有图案的过程窗。这些图案可以被称作“热斑”或“过程窗限制图案(PWLP)”，“热斑”与“过程窗限制图案”在本文中可互换地使用。当控制图案化过程的部分时，聚焦于热斑是可能的且经济的。当热斑并无缺陷时，最可能的是所有图案均无缺陷。
如图2中示出的，光刻设备LA可以形成光刻单元LC(有时也称作光刻元或簇)的部分，所述光刻单元也包括用以对衬底执行曝光前过程和曝光后过程的设备。常规地，这些设备包括用以沉积一个或更多个抗蚀剂层的一个或更多个旋涂器SC、用以使曝光后的抗蚀剂显影的一个或更多个显影器DE、一个或更多个激冷板CH和/或一个或更多个焙烤板BK。衬底操控器或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取一个或更多个衬底，将其在不同过程设备之间移动且将其传递至光刻设备的进料台LB。通常统称作涂覆显影系统的这些设备由涂覆显影系统控制单元TCU控制，所述涂覆显影系统控制单元自身受管理控制系统SCS控制，所述管理控制系统也经由光刻控制单元LACU来控制光刻设备。因此，不同设备可以被操作以最大化生产量和处理效率。
为正确且一致地曝光由光刻设备曝光的衬底，和/或为监测包括至少一个图案转印步骤(例如光学光刻步骤)的图案化过程(例如器件制造过程)的部分，需要检查衬底或其它对象以测量或确定一个或更多个性质，诸如对准、重叠(其可以例如在重叠层中的结构之间或在已通过例如双重图案化过程分别提供至所述层的同一层中的结构之间)、线厚度、临界尺寸(CD)、聚焦偏移、材料性质等。因此，被定位有光刻单元LC的制造设施通常也包括量测系统MET，所述测量系统测量已在所述光刻单元中处理的衬底W中的一些或全部衬底、或所述光刻单元中的其它对象。量测系统MET可以是光刻单元LC的部分，例如，所述测量系统可以是光刻设备LA的部分(诸如对准传感器AS)。
一个或更多个测量参数可以包括例如：形成在图案化衬底中或图案化衬底上的连续层之间的重叠、例如形成在图案化衬底中或图案化衬底上的特征的临界尺寸(CD)(例如临界线宽)、光学光刻步骤的聚焦或聚焦误差、光学光刻步骤的剂量或剂量误差、光学光刻步骤的光学像差等。可以对产品衬底自身的目标和/或对设置于衬底上的专用量测目标执行这种测量。可以在抗蚀剂显影后但在蚀刻前执行测量，或可以在蚀刻后执行测量。
存在用于对形成在图案化过程中的结构进行测量的各种技术，包括使用扫描电子显微镜、基于图像的量测工具和/或各种专用工具。如上文所论述的，专用测量工具的快速和非侵入性形式是辐射束被引导至衬底的表面上的目标上且测量散射束(衍射束/反射束)的性质的测量工具。通过评估由衬底散射的辐射的一个或更多个性质，可以确定衬底的一个或更多个性质。这可以被称为基于衍射的量测。这种基于衍射的量测的一个这样的应用是在目标内的特征不对称性的测量中。这可以用作例如重叠的测量，但其它应用也为已知的。例如，可以通过将衍射光谱的相对部分进行比较(例如将周期性光栅的衍射光谱中的-1阶与+1阶进行比较)来测量不对称性。这种测量可以如以上所描述的方式来完成，并且如例如美国专利申请公开出版物US2006-066855中所描述的方式来完成，所述专利申请公开出版物以全文引用的方式并入本文中。基于衍射的量测的另一应用是在目标内的特征宽度(CD)的测量中。这样的技术可以使用下文所描述的设备和方法。
因此，在器件制作过程(例如图案化过程或光刻过程)中，衬底或其它对象可以在过程期间或之后经历各种类型的测量。所述测量可以确定特定衬底是否有缺陷，可以建立对过程和用于过程中的设备的调整(例如将衬底上的两个层对准或将图案形成装置对准至衬底)，可以测量过程和设备的性能或可以用于其它目的。测量的示例包括光学成像(例如光学显微镜)、非成像光学测量(例如基于衍射的测量，诸如ASML YieldStar量测工具、ASMLSMASH量测系统)、机械测量(例如使用电笔的轮廓探测、原子力显微法(AFM))和/或非光学成像(例如扫描电子显微法(SEM))。如以全文引用的方式并入本文中的美国专利号6,961,116中所描述的SMASH(智能型对准传感器混合式)系统采用自参考干涉仪，所述自参考干涉仪产生对准标识的两个叠置且相对旋转的图像，检测在促使图像的傅立叶变换进行干涉的光瞳平面中的强度，并且从两个图像的衍射阶之间的相位差提取位置信息，其为干涉阶中的强度变化。
可以将量测结果直接或间接地提供至管理控制系统SCS。如果检测到误差，则可以对后续衬底的曝光(尤其在可以足够迅速且快速地完成检查使得所述批量的一个或更多个其它衬底仍待曝光的情况下)和/或对曝光后的衬底的后续曝光进行调整。另外，可以将已曝光衬底剥离和返工以改善良率，或舍弃，由此避免对已知有故障的衬底执行进一步处理。在衬底的仅一些目标部分有缺陷的情况下，可以仅对良好的那些目标部分执行进一步曝光。
在量测系统MET内，量测设备用以确定衬底的一个或更多个性质，并且尤其确定不同衬底的一个或更多个性质如何变化或同一衬底的不同层在层与层之间如何变化。如上文提及的，量测设备可以集成至光刻设备LA或光刻单元LC中，或可以是单独的装置。
为实现量测，可以在衬底上设置一个或更多个目标。在实施例中，目标被专门设计且可以包括周期性结构。在实施例中，目标是器件图案的部分，例如是器件图案的周期性结构。在实施例中，器件图案是存储器装置的周期性结构(例如双极晶体管(BPT)、位线触点(BLC)等结构)。
在实施例中，衬底上的目标可以包括一个或更多个1-D周期性结构(例如光栅)，所述1-D周期性结构被印制使得在显影之后，周期性结构特征由实体抗蚀剂线形成。在实施例中，目标可以包括一个或更多个2-D周期性结构(例如光栅)，所述2-D周期性结构被印制使得在显影之后，一个或更多个周期性结构由抗蚀剂中的实体抗蚀剂导柱或通孔形成。栅条、导柱或通孔可替代地被蚀刻至衬底中(例如被蚀刻至衬底上的一个或更多个层中)。
制作过程(例如图2)包括呈现不同性能(例如针对印制于衬底上的图案)的多于一个扫描器(即光刻设备)。为在不同扫描器的间或参照参考性能提供一致性能(例如一致轮廓或CD)，可以根据本公开的方法来执行波前优化。
在实施例中，可以使用例如目标函数来执行优化，诸如
其中(z1，z2，…，zN)是N个设计变量或其值；fp(z1，z2，…，zN)可以是在设计变量的值的集合(z1，z2，…，zN)的第p评估点处的特性的实际值与预期值之间的差的函数。wp是指派至第p评估点的权重常数。可以向与其它评估点或图案相比更临界的评估点或图案指派更大的wp值。也可以向具有更大出现次数的图案和/或评估点指派更大的wp值。评估点的示例可以是衬底上的任何实体点或图案，或图案形成装置图案或抗蚀剂图像或空间图像上的任何点。
目标函数可以表示诸如光刻投影设备或衬底的图案化过程的任何适合的特性，例如聚焦、CD、图像移位、图像变形、图像旋转等。例如，目标函数可以是以下光刻指标中的一个或更多个的函数：边缘放置误差、临界尺寸、抗蚀剂轮廓距离、最差缺陷大小、图案移位、随机效应、图案形成装置的三维效应、抗蚀剂的三维效应、最佳聚焦移位、光瞳填充因子、曝光时间和/或生产量。因为通常决定衬底上的图案的是抗蚀剂图像，所以目标函数通常包括表示抗蚀剂图像的一些特性的函数。例如，这种评估点的fp(z1，z2，…，zN)可以仅是抗蚀剂图像中的点与所述点的预期位置之间的距离(即边缘放置误差EPEp(z1，z2，…，zN))。设计变量可以是任何可以调整参数，诸如波前的可调整参数。
光刻设备可以包括可以用以调整波前的形状、强度分布和/或辐射束的相移的一个或更多个部件，统称为“波前操控器”。可以沿光刻投影设备的光学路径在任何部位处调整波前，诸如在图案形成装置之前、在光瞳平面附近、在像平面附近或在焦平面附近。投影光学器件可以用以校正或补偿由例如照射、图案形成装置引起的波前的某些变形、光刻投影设备中的温度变化和/或光刻投影设备的部件的热膨胀。调整波前可以改变评估点和目标函数的值。可以根据模型来模拟或实际上测量这样的改变。
应注意，fp(z1，z2，…，zN)的正态加权均方根(RMS)被定义为因此，例如，最小化fp(z1，z2，…，zN)的加权RMS等效于最小化方程式1中所定义的目标函数/>因此，出于本文中的记法简单性，可互换地利用fp(z1，z2，…，zN)和方程式1的加权RMS。
优化过程是在约束(z1，z2，…，zN)∈Z下寻找例如最小化所述目标函数的设计变量的值集合，即寻找
/>
优化不一定产生设计变量(例如波前参数)的单个值集合。另外，可以存在由诸如光瞳填充因子、抗蚀剂化学、生产量等因素所导致的实体约束。优化可以提供用于设计变量和相关联性能特性(例如生产量)的多个值集合，并且允许光刻设备的用户挑选一个或更多个集合。
在实施例中，可以应用诸如高斯-牛顿算法(Gauss-Newton algorithm)、列文伯格-马夸尔特算法(Levenberg-Marquardt algorithm)、梯度下降算法、模拟退火、基因算法等算法来评估和求解目标函数。
根据本公开，图3、图8和图9图示用于调谐扫描器的波前确定的方法的流程图。调谐扫描器或调谐设备是指波前被调整为使得调谐设备的性能与参考性能紧密匹配(例如大于90％轮廓与轮廓匹配)的图案化过程的任何设备。在实施例中，调谐扫描器可以被称作待匹配的扫描器。在实施例中，波前确定是迭代过程(也称作波前优化过程)，其中逐渐修改调谐扫描器的波前直至调谐性能(即调谐扫描器的性能)与参考性能紧密匹配为止。在实施例中，波前是贯穿狭缝波前(例如在光被投影跨过矩形狭缝时产生的波前)。
在本文中，波前可互换地称作波前参数，所述波前参数限定波前。例如，当波前由泽尼克多项式表示时，波前参数可以是泽尼克系数。虽然借助于示例使用泽尼克多项式来表示波前，但其不限制本发明的范围，并且可以使用任何其它模型或表示来表示波前。
图3是用于基于透镜模型来确定在跨过调谐设备的狭缝的部位处的波前的方法3000的流程图。在实施例中，透镜模型可以是表征透镜的行为的任何模型。在实施例中，透镜模型可以是基于物理学的数学模型、经验模型、机器学习模型或其组合。本公开不限于透镜模型的类型。在实施例中，透镜模型可以表示光刻设备的光学系统/投影系统。在实施例中，透镜模型产生对应于调谐扫描器的波前。在方法3000中，所产生波前进一步用以确定调谐性能，使调谐性能与参考性能匹配以及迭代地确定波前参数，使得调谐性能与参考性能紧密匹配。在实施例中，针对图案的轮廓和/或临界尺寸来表述参考性能和调谐扫描器性能。下文进一步详细论述方法3000涉及的不同过程。
过程P301涉及：获得被配置成将波前的波前参数转换为致动器移动的图案形成设备的透镜模型3001、调谐扫描器的透镜指纹3002(例如使用剪切干涉仪)、和参考设备的参考性能3007。
透镜模型3001可以是被配置成将波前的波前参数转换为调谐扫描器的光学元件的致动器移动的任何模型。透镜模型包括与对应于波前参数的调谐扫描器的校正限制相关的约束。在实施例中，波前参数可以与波前的倾斜、偏移、曲率或其组合相关。透镜3001将波前转换为与光学元件的倾斜、偏移和/或曲率的改变相关的相应的致动器移动。因此，透镜模型3001考虑与调谐扫描器相对应的光学设定和调整机制(及其限制/约束)。因此，透镜模型3001对于不同扫描器可以产生不同的波前，因此实现与调谐扫描器相对应的定制的波前解决方案。
调谐扫描器的透镜指纹3002是指调谐扫描器的像差。透镜指纹3002通常是调谐扫描器的投影系统(或光学系统)的特性。基于透镜指纹3002，第一波前(或波前的第一集合)可以在第一调谐扫描器处产生，其进一步确定第一调谐扫描器的第一性能。类似地，第二波前可以在第二扫描器处产生，其进一步确定第二性能，所述第二性能可能不同于第一性能。性能的这种差异可能是不期望的，这是因为其导致晶片内所产生的图案的不一致性。
在实施例中，透镜指纹3002可以被包括在过程模型中以产生模拟晶片图案。基于这样的模拟晶片图案，可以确定调谐扫描器的性能。在实施例中，透镜指纹3002可以经由如先前提及的量测工具来测量。在另一实施例中，调谐性能(例如轮廓)可以根据在调谐扫描器处曝光的所印制的晶片来确定。
参考性能3007可以是理想性能(例如通过图5所论述的)、或对应于参考设备的参考性能(例如通过图6A至图6C所论述的)、或对应于另一调谐扫描器的性能。在过程P307中使用参考性能3007与调谐性能进行比较且进一步确定调谐扫描器的波前参数。可以在轮廓、CD或可能受波前影响或与波前相关的图案化过程的其它参数方面来表述参考性能3007。
过程P303涉及：经由处理器(例如图20的处理器104)来确定波前3003(可互换地称作波前参数3003)。在实施例中，确定波前参数是基于调谐扫描器的透镜指纹3002、透镜模型3001和成本函数。成本函数是参考性能(例如3007)与调谐扫描器性能之间的差。在实施例中，如在过程P305中所论述的，可以从对图案化过程的模拟来获得调谐扫描器性能3005。如在过程P307中所论述的，模拟性能进一步用以评估成本函数。在实施例中，波前3003可以是初始波前3003或在波前优化的迭代期间产生的调整后的波前3003(使得调谐性能3005与参考性能3007紧密匹配(例如大于90％轮廓与轮廓匹配))。
在实施例中，在沿狭缝的特定部位处的波前3003可以使用泽尼克多项式定义如下：
W(ρ，θ)＝ZjRj(ρ，θ)
其中W(ρ，θ)是在跨过狭缝的特定部位处的波前，j是j次泽尼克多项式的下标(例如Noll下标)，Zj是表示j次泽尼克多项式对波前的贡献的泽尼克系数(即波前参数)，并且Rj(ρ，θ)是表征j次泽尼克的多项式表达式。在实施例中，波前参数被表述为这样的泽尼克系数的向量。
根据实施例，确定波前参数是迭代过程(例如涉及过程P305、过程P307、过程P309和过程P311)。迭代包括：经由对透镜模型3001的模拟，使用调谐扫描器的透镜指纹3002来产生初始波前3003或跨过狭缝的不同部位的初始波前的集合(例如图4的4003)；确定由初始波前3003产生的衬底图案(例如图6C的6016)或衬底图案的集合(例如，如过程P307中论述)；根据衬底图案来确定调谐性能(例如图6的6016)；基于调谐性能和参考性能3007来评估成本函数(例如，如过程P307中所论述的)；以及基于成本函数的梯度来调整初始波前3003的波前参数，使得改善成本函数(例如，如过程P311中所论述的)。
有效地，波前3003包括透镜指纹(例如调谐设备的透镜指纹3002)和透镜模型的性能指纹。性能指纹是指调谐设备的透镜指纹3002给出的光学元件的调整值。在实施例中，透镜指纹3002可以是固定的，因此调整波前参数3003是基于透镜模型的性能指纹的。在实施例中，波前可以表示为透镜指纹与透镜模型3001的性能指纹的组合(例如，总和)。由此，调整后的波前3003包括固定透镜指纹和与调谐扫描器的透镜指纹相对应的调整(或校正)。
过程P305涉及：根据初始波前3003(例如第1次迭代中所确定的)或调整后的波前3003(例如在迭代次数2、3、4...中)来确定衬底图案3005。此外，过程P305涉及：根据衬底图案来确定调谐性能。例如，调谐性能可以是衬底图案3005内的特征的轮廓(例如图6C的6016)。在实施例中，可以使用被配置成提取与调谐扫描器的调谐性能相关的信息(例如轮廓、CD、EPE等)的图像处理来确定调谐性能。调谐性能还可以用以与参考性能3007进行比较，并且调整波前使得调谐性能与参考性能3007紧密匹配。进一步参照图6A至图6C来论述比较参考性能的示例。
在实施例中，确定衬底图案涉及：使用初始波前或调整后的波前对图案化过程的过程模型的模拟。过程模型可以包括被配置成基于掩模图案来预测掩模图像的掩模模型、被配置成根据掩模图像来预测空间图像的光学模型、被配置成基于空间图像来预测抗蚀剂图像的抗蚀剂模型、被配置成基于抗蚀剂图像来预测蚀刻图像的蚀刻模型或其组合。
在另一实施例中，确定衬底图案涉及经由量测工具接收曝光后的衬底的衬底测量结果，其中所述衬底使用波前3003(例如图4中的波前4003)来曝光；以及基于来自衬底测量结果的轮廓提取来确定衬底图案。在实施例中，所述量测工具可以是光学工具或电子束显微镜(例如SEM)。在实施例中，测量结果可以是曝光后的衬底的SEM图像。
过程P307涉及基于调谐性能和参考性能3007来评估成本函数。在实施例中，成本函数是调谐性能与参考性能3007之间的差。可以例如通过迭代地修改所述波前以产生更接近于参考性能的调谐性能，从而减小(在实施例中，最小化或最大化)成本函数。在实施例中，成本函数是边缘放置误差、CD、边缘放置的公差带内的误差(例如见图7)。在实施例中，沿轮廓在评估点(例如图6B的6008)处评估成本函数。在实施例中，EPE可以被最小化，或1/EPE可以被最大化。
过程P309涉及：确定是否已达到收敛。在实施例中，收敛可以基于与最大迭代次数相关的指标、与EPE(CD或其它参数)相关的阈值。在实施例中，收敛指示不存在由波前调整所导致的调谐扫描器性能的进一步改善。
过程P311涉及：基于成本函数的梯度来调整初始波前3003的波前参数3110(例如图4中的4003)，使得改善成本函数。例如，可以将梯度计算为成本函数相对于EPE(或CD)的导数。例如，梯度可以是成本函数沿参考轮廓在不同评估点处相对于EPE1、EPE2、EPE3......的偏导数。梯度提供引导，EPE应关于所述引导减小以减小成本函数的值。因此，波前参数被修改使得得到的轮廓减小对应的EPE。在实施例中，可以在如参照图6C所示出和论述的不同评估点处评估EPE。因此，调整后的波前包括在跨过(例如沿长度)狭缝的一个或更多个部位处对波前参数的修改。在实施例中，调整包括对泽尼克系数的修改。
一旦确定调谐扫描器的优化波前3110，则方法还可以涉及：经由透镜模型，将波前参数转换为致动器移动；以及基于致动器移动，致动调谐设备的光学系统。
图4图示在波前优化过程(例如3000或8000)期间所产生的在跨过狭缝4003的不同部位处的示例波前。图4示出在第一部位(例如狭缝的第一端)处确定的第一波前4003a、在第二部位(例如狭缝的中心)处确定的第二波前4003b、在第三部位(例如狭缝的第二端)处确定的第三波前4003c等。波前4003a至波前4003c中的每个波前可以在衬底上的所印制的图案中潜在地造成误差(例如以EPE、CD或其它特征相关指标所测量的)。在实施例中，添加误差(例如EPE)以确定累积误差(例如EPE的和)。累积误差可以是成本函数，其进一步用以调整波前(即波前参数)使得累积误差减小(在实施例中，被最小化)。例如，参考图6A至图6C，在沿调谐扫描器的轮廓(例如从模拟图案提取)的各个评估点处评估EPE，并且确定诸如倾斜和偏移之类的波前参数(例如在过程P303/P805中)直至EPE被减小或最小化(例如在过程P309/P811中)为止。在收敛时，获得波前4003a至波前4003c的优化版本。
图5是与无像差的扫描器相对应的理想性能的示例。在实施例中，理想性能由模拟图案5006(可互换地称作轮廓5006)表示。在图5中，掩模图案5002是具有与矩形形状设计图案5004相对应的光学邻近效应校正的掩模图案。掩模图案5002进一步用以模拟图案化过程，由此产生模拟图案5006。在实施例中，模拟包括没有像差贡献的过程模型(例如包括光学模型)。模拟轮廓5006可以与设计图案5004对准以确定例如轮廓5006与轮廓5004之间的EPE。在实施例中，评估点5008可以沿模拟轮廓5006被标记。评估点5008是用于评估与特征或参数(例如EPE)相关的参数(例如CD)的沿轮廓的点。评估可以涉及：在评估点处进行测量；和/或确定例如在评估点中的一个或更多个处的EPE或在轮廓5006上的某一部位处的CD值(例如轮廓5006的长度或宽度)。测量结果(例如EPE和CD)还可以用于成本函数中(例如在过程P309中)以修改波前或波前参数(例如在过程P303中)。
图6A图示与图5的理想轮廓5006叠置的参考轮廓6006的示例。可以经由对曝光后的晶片(例如根据SEM图像)的模拟或测量来获得参考轮廓6006。参考轮廓6006考虑参考设备的像差，由此轮廓6006不同于理想轮廓5006。在实施例中，可以经由以参考设备的像差或透镜指纹(也称作参考透镜指纹)作为模拟的输入之一对过程模型(例如掩模模型、光学模型、抗蚀剂模型等)的模拟来获得参考轮廓6006。当叠置时，参考轮廓6006从理想轮廓5006偏移。在实施例中，参考轮廓6006可以用以确定参考性能(例如轮廓、CD等)。此外，可以基于调谐性能与参考性能6006之间的差来确定对调谐扫描器的波前调整。
调谐性能是指调谐扫描器的性能。可以根据调谐轮廓6016(图6C中所示)以与参考性能类似的方式来确定调谐性能。在实施例中，可以经由对包括调谐扫描器的透镜指纹的过程模型的模拟来获得调谐性能(例如6016)。模拟产生轮廓6016。在实施例中，使调谐扫描器的透镜指纹被固定，而改变波前参数以获得与参考性能(例如6006)匹配的调谐性能(例如6016)。
在波前优化过程(例如过程P303至过程P311或过程P805至过程P813)期间，调谐轮廓6016可以依赖于在对过程模型的模拟期间所采用的波前参数(例如在过程P303中)而变化。例如，由于波前或波前参数变化，因而对过程模型的模拟产生不同的调谐轮廓。随后，确定调谐轮廓相对于参考轮廓(其可以是固定的)的差。
例如，调谐轮廓6016可以与参考轮廓6006(图6C中所示)对准，并且可以确定轮廓6006与轮廓6016之间的差。所述差可以是EPE、CD或与特征相关的其它参数。在实施例中，轮廓6006与轮廓6016之间的差可以在评估点6008处确定，所述评估点的作用与图5的点5008类似。例如，评估点6008(图6B中所示)可以被标记于参考轮廓6006上，并且可以在这样的点6008处确定轮廓6006与轮廓6016之间的差(例如EPE、CD等)。
图7图示调谐扫描器的基于轮廓的匹配的公差带。公差带是指轮廓(或相关指标，诸如EPE或CD)相对于参考轮廓或理想轮廓的上限和下限。在图7中，与特征5004相对应的理想轮廓5006(或参考轮廓6006)用作参考，并且上限(例如7007)和下限(例如7005)设定于轮廓5006周围。在实施例中，上限是外部偏移轮廓7007，并且下限是内部偏移轮廓7005。外部偏移轮廓7007和内部偏移轮廓7005是通过使理想轮廓5006偏移预定距离而获得的轮廓。
可以在轮廓7005和轮廓7007上标记其它评估点以确定调谐性能(例如调谐轮廓)是否在公差带内(即在轮廓7007和轮廓7005内)。在实施例中，在波前优化过程(例如过程P303至过程P311或过程P805至过程P813)期间，可以修改波前参数直至调谐轮廓被包含在公差带内为止。
图8为参照参考设备对调谐扫描器的波前优化的另一方法的流程图。所述方法涉及：获得与参考透镜指纹8001相对应的参考设备的参考性能(例如来自过程P803的8003)(例如使用剪切干涉仪)和调谐扫描器的透镜指纹(例如8004)。此外，所述方法涉及：基于透镜指纹8005和成本函数，确定(例如在过程P805中)调谐扫描器的波前参数，其中成本函数计算参考性能与调谐扫描器性能之间的差。参考性能和调谐性能(例如图6B至图6C的轮廓)类似于参照图3所论述的所述参考性能和调谐性能。
根据实施例，确定波前参数是迭代过程(例如涉及过程P805、过程P807、过程P809、过程P811和/或过程P813)。迭代包括：经由对过程模型的模拟，使用图案形成装置图案(例如贯穿狭缝掩模8002)和调谐扫描器的透镜指纹(8007)来确定衬底图案(例如8005)；基于衬底图案(例如8008)来确定调谐扫描器性能；随后基于调谐扫描器性能和参考性能来评估(例如过程P809)成本函数；以及基于成本函数相对于波前参数的梯度来调整(例如过程P813)波前参数，使得改善成本函数。下文进一步详细论述方法8000涉及的不同过程。
过程P801涉及获得参考设备的参考性能8001、图案形成装置图案(例如贯穿狭缝掩模)和调谐扫描器的透镜指纹8005。在实施例中，“贯穿狭缝掩模”是针对特定狭缝位置(例如沿狭缝的长度)的后OPC掩模，其用以补偿改变贯穿狭缝的邻近效应和阴影效应。
在实施例中，经由对相位控制源掩模优化过程的模拟来产生贯穿狭缝掩模(例如8002)，其中透镜像差模型被包括在源掩模优化(SMO)过程中。SMO是照射模式，并且在不受约束的情况下且在可行的时间量内，使用目标函数来允许对照射模式和图案形成装置图案的同时优化的图案形成装置图案优化方法被描述于标题为“Fast Freeform Source andMask Co-Optimization Method”的PCT专利申请公开号WO 2010/059954中，所述专利申请公开出版物特此以全文引用的方式并入。涉及通过调整照射分布的像素来优化照射的另一照射和图案形成装置优化方法和系统被描述于标题为“Source-Mask Optimization inLithographic Apparatus”的美国专利申请公开号2010/0315614中，所述美国专利申请公开出版物特此以全文引用的方式并入。
在实施例中，当用于光传播的贯穿狭缝通过图案形成装置图案8002(例如掩模图案或贯穿狭缝掩模)和光学系统上方时，将期望的布局或设计布局的衬底图案印制于衬底上。所印制的图案是由图案形成设备(例如参考设备或调谐扫描器)产生的波前的函数。如先前提及的，波前是光学系统的特性(例如像差)的函数。因此，依赖于透镜指纹(例如8001和8007)，扫描器可以产生不同的图案/性能。
在实施例中，可以经由对印制于参考设备上的晶片的测量或经由对被配置成预测参考性能的过程模型的模拟来获得参考性能(例如6006)。
例如，在过程P803中，通过以下操作来确定参考性能：测量参考设备的参考透镜指纹8001；经由对过程模型的模拟，基于参考设备的所测量透镜指纹和与设计布局相对应的贯穿狭缝掩模来产生参考图案；以及基于参考图案的轮廓来确定参考性能8003(例如如先前参照图5、图6A至图6C和图7所论述的)。
在实施例中，参考设备可以是晶片制作设施的扫描器、不具有光学像差的理想扫描器；和/或像差补偿扫描器，所述像差补偿扫描器补偿晶片制作设施内的多个扫描器的平均像差。
过程P805(类似于P305)涉及：确定调谐扫描器的波前参数。例如，如P305中所论述的，波前参数可以是波前的倾斜、偏移和/或曲率。在实施例中，波前可以表述为泽尼克多项式，并且波前参数是泽尼克系数。
过程P807涉及经由对过程模型的模拟，使用图案形成装置图案和调谐扫描器的透镜指纹8007来确定衬底图案8008，以及基于衬底图案8008(可互换地称作性能8008)来确定调谐扫描器性能(例如6016)。如先前提及的，过程模型可以是掩模模型、光学模型、抗蚀剂模型、或其组合。
过程P809(类似于P307)涉及：基于调谐扫描器性能8008和参考性能8003来评估成本函数。例如，成本函数可以是性能之间的差。在实施例中，成本函数是边缘放置误差、CD和/或边缘放置的公差带内的误差。
过程P811涉及：确定是否已达到收敛。例如，类似于过程P309，收敛可以基于与最大迭代次数相关的指标、与EPE(CD或其它参数)相关的阈值。在实施例中，收敛指示不存在由波前调整所导致的调谐扫描器性能的进一步改善。
过程P813涉及：基于成本函数相对于波前参数的梯度来调整波前参数8110，使得改善成本函数。例如，类似于过程P311且在图6C中论述，可以将梯度计算为成本函数相对于EPE(或CD)的导数。在实施例中，调整包括对泽尼克系数的修改。
图9是用于基于热斑图案来确定波前的方法的流程图。例如，可以参照热斑图案在图案化过程期间的不同时间段内评估调谐扫描器性能以确保调谐扫描器的一致性能。在实施例中，评估可以涉及：与储存在数据库中的参考性能的比较。数据库包括一个或更多个(在实施例中，每个)热斑图案的先前所确定的优化后的波前参数。基于与参考性能的比较，可以选择波前参数的集合来调整调谐扫描器。
过程P901涉及：获得与衬底的层相对应的多个热斑图案、与多个热斑图案相对应的多个波前9001(例如从方法3000或4000获得)、以及调谐扫描器的透镜指纹(例如3002、8007等)。在图11中论述获得热斑图案的示例方法。
在实施例中，多个波前中的一个或更多个波前包括优化后的波前参数(例如3110或8110)。此外，多个波前中的一个或更多个波前与特定参考性能相关联。与热斑图案和参考性能相关的这样的关系信息可以储存在数据库(例如图20的数据库152)中且被获取以对扫描器进行调谐。在实施例中，调谐可以是离线的或实时的，例如在制造过程期间。
过程P903(类似于过程P807)涉及：经由对图案化过程的模拟，使用透镜指纹来确定调谐扫描器性能。在图10中论述模拟过程的示例。此外，过程P905涉及：经由处理器(例如图20的处理器104)，根据多个波前，基于调谐扫描器性能与参考性能之间的比较来选择调谐扫描器的波前参数。
例如，如果调谐性能大致从参考性能偏离，则可以从数据库152获取与调谐扫描器性能匹配的参考性能，并且可以将相应的优化后的波前参数用于调谐扫描器。
用以实现图案化过程的一致性的波前优化的以上方法使得芯片制造商能够改善扫描器至扫描器性能匹配，例如EPE和/或CD贯穿狭缝匹配。匹配过程消除特定技术节点和层的耗时的透镜设置过程和扫描器停工时间。另外，通过以上方法，可以实时地提高生产率。因此，生产率不专用于掩模版和/或扫描器改善。
图10中图示对图案化过程(例如光刻设备中的光刻)的部分进行建模和/或模拟的示例性流程图。如将了解的，模型可以表示不同的图案化过程且不必包括下文所描述的所有模型。源模型600表示图案形成装置的照射的光学特性(包括辐射强度分布、带宽和/或相位分布)。源模型600可以表示照射的光学特性，所述光学特性包括但不限于数值孔径设定、照射sigma(σ)设定以及任何特定照射形状(例如离轴辐射形状，诸如环形、四极、偶极等)，其中σ(或sigma)是照射器的外部径向范围。
投影光学器件模型610表示投影光学器件的光学特性(包括由投影光学器件导致的对辐射强度分布和/或相位分布的改变)。投影光学器件模型610可以表示投影光学器件的光学特性，所述光学特性包括像差、变形、一个或更多个折射率、一个或更多个实体大小、一个或更多个实体尺寸等。
图案形成装置模型模块120捕获设计特征如何布局于图案形成装置的图案中，并且可以包括对图案形成装置的详细实体性质的表示，如例如在美国专利号7,587,704中所描述的。模拟的目标为准确地预测例如边缘放置和CD，随后可以将边缘放置和CD与器件设计进行比较。器件设计一般被定义为预OPC图案形成装置布局，并且将以诸如GDSII或OASIS之类的标准化数字文件格式来提供。
设计布局模型620表示设计布局(例如与集成电路、存储器、电子器件等的特征相对应的器件设计布局)的光学特性(包括对由给定设计布局导致的辐射强度分布和/或相位分布的改变)，所述设计布局是图案形成装置上或由所述图案形成装置形成的特征布置的表示。设计布局模型620可以表示实体图案形成装置的一个或更多个实体性质，如例如在美国专利号7,587,704中所描述的，所述美国专利以全文引用的方式并入。由于可以改变用于光刻投影设备中的图案形成装置，所以需要使图案形成装置的光学性质与至少包括照射和投影光学器件的光刻投影设备的其余部分的光学性质分离。
空间图像630可以根据源模型600、投影光学器件模型610和设计布局模型620来模拟。空间图像(AI)是在衬底水平下的辐射强度分布。光刻投影设备的光学性质(例如照射、图案形成装置和投影光学器件的性质)决定空间图像。
衬底上的抗蚀剂层通过空间图像曝光，并且空间图像被转印至抗蚀剂层作为其中的潜在的“抗蚀剂图像”(RI)。可以将抗蚀剂图像(RI)定义为抗蚀剂层中的抗蚀剂的溶解度的空间分布。可以根据空间图像630使用抗蚀剂模型640来模拟抗蚀剂图像650。抗蚀剂模型可以用以根据空间图像来计算抗蚀剂图像，这种情形的示例可以在美国专利申请公开号US2009-0157360中找到，所述美国专利申请公开出版物的公开内容特此以全文引用的方式并入。抗蚀剂模型通常描述在抗蚀剂曝光、曝光后焙烤(PEB)和显影期间出现的化学过程的效应，以便预测例如形成在衬底上的抗蚀剂特征的轮廓，并且因此其通常仅与抗蚀剂层的这样的性质(例如在曝光、曝光后焙烤和显影期间出现的化学过程的效应)相关。在实施例中，可以捕获抗蚀剂层的光学性质(例如折射率、膜厚度、传播和偏振效应)来作为投影光学器件模型610的部分。
因此，通常，光学模型与抗蚀剂模型之间的连接是抗蚀剂层内的模拟空间图像强度，其起因于辐射至衬底上的投影、抗蚀剂界面处的折射和抗蚀剂膜叠层中的多个反射。辐射强度分布(空间图像强度)通过入射能量的吸收而变为潜在的“抗蚀剂图像”，所述潜在的抗蚀剂图像通过扩散过程和各种负载效应而进一步修改。足够快以用于全芯片应用的有效模拟方法通过2维空间(和抗蚀剂)图像来逼近抗蚀剂叠层中的实际3维强度分布。
在实施例中，可以将抗蚀剂图像用作图案转印后过程模型模块150的输入。图案转印后过程模型150限定一个或更多个抗蚀剂显影后过程(例如蚀刻、显影等)的性能。
图案化过程的模拟可以例如预测抗蚀剂和/或蚀刻后的图像中的轮廓、CD、边缘放置(例如边缘放置误差)等。因此，模拟的目标是准确地预测例如所印制的图案的边缘放置和/或空间图像强度斜率和/或CD等。可以将这些值与预期设计进行比较以例如校正图案化过程，识别预测出现缺陷的位置等。预期设计一般被定义为可以以诸如GDSII或OASIS或其它文件格式之类的标准化数字文件格式来提供的预OPC设计布局。
因此，模型方程式描述总过程的大多数(如果不是全部)已知物理学和化学方法，并且模型参数中的每个模型参数理想地对应于不同的物理或化学效应。因此，模型方程式设定了模型可以用以模拟总制造过程的良好程度的上限。
通常通过基于光学器件的子分辨率工具来完成例如半导体晶片的检查(亮场检查)。然而，在一些情况下，待测量的某些特征过小而不能使用亮场检查来有效地测量。例如，半导体器件的特征中的缺陷的亮场检查可能具有挑战性。此外，随着时间推移，使用图案化过程制得的特征(例如使用光刻制得的半导体特征)变得越来越小，并且在许多情况下，特征的密度也增加。因此，使用且期望更高分辨率检查技术。示例检查技术是电子束检查。电子束检查涉及将电子束聚焦于待检查的衬底上的小斑上。图像通过以下操作形成：在所检查的衬底的区域上在束与衬底之间提供相对移动(在下文中称作扫描电子束)且通过电子检测器收集二次电子和/或背散射电子。随后处理图像数据以例如识别缺陷。
因此，在实施例中，检查设备可以是产生被曝光或转印于衬底上的结构(例如器件的一些结构或所有结构，诸如集成电路)的图像的电子束检查设备(例如与扫描电子显微镜(SEM)相同或类似)。
图11示出根据实施例的确定光刻过程中的缺陷的存在的方法的流程图。在过程P411中，使用任何适合的方法根据图案(例如图案形成装置上的图案)来识别热斑或其部位。例如，可以通过使用经验模型或计算模型来分析图案上图案从而识别热斑。在经验模型中，未模拟所述图案的图像(例如抗蚀剂图像、光学图像、蚀刻图像)；替代地，经验模型基于处理参数、图案的参数与缺陷之间的相关性来预测缺陷或缺陷的概率。例如，经验模型可以是分类模型或有缺陷倾向的图案的数据库。在计算模型中，计算或模拟图像的部分或特性，并且基于所述部分或所述特性来识别缺陷。例如，可以通过寻找过于远离期望的部位的线端来识别线拉回缺陷；可以通过寻找两条线不期望地接合的部位来识别桥接缺陷；可以通过寻找在不同层上不期望的叠置或不期望的未叠置的两个特征来识别叠置缺陷。相较于计算模型，经验模型通常在计算上较不昂贵。可以基于单独的热斑的热斑部位和过程窗来确定热斑的过程窗和/或将热斑的过程窗编译为映射--即，将过程窗确定为部位的函数。这种过程窗映射可以表征图案的特定于布局的敏感度和处理裕度。在另一示例中，可以诸如通过FEM晶片检查或适合的量测工具在实验上确定热斑、其部位和/或其过程窗。缺陷可以包括在显影后检查(ADI)(通常是光学检查)中不能检测的那些缺陷，诸如抗蚀剂顶部损耗、抗蚀剂底切等。常规检查仅在不可逆地处理(例如蚀刻)衬底之后揭示这样的缺陷，这时不能对晶片返工。因此，在起草本申请时，不能使用当前光学技术来检测这样的抗蚀剂顶部损耗缺陷。然而，可以使用模拟来确定何处可能出现抗蚀剂顶部损耗且严重性将达何种程度。基于这种信息，可以决定使用更准确的检查方法(且通常更耗时)来检查特定可能的缺陷以确定缺陷是否需要返工，或可以决定在进行不可逆处理(例如蚀刻)之前返工特定抗蚀剂层的成像(移除具有抗蚀剂顶部损耗缺陷的抗蚀剂层且重新涂覆晶片以重新进行所述特定层的成像)。
在过程P412中，确定处理热斑(例如成像或蚀刻至衬底上)所依据的处理参数。处理参数可以是区域的-依赖于热斑、管芯或两者的部位。处理参数可以是全局的--独立于热斑和管芯的部位。用以确定处理参数的一种示例性方式是确定光刻设备的状态。例如，可以从光刻设备测量激光带宽、聚焦、剂量、源参数、投影光学器件参数和这些参数的空间或时间变化。另一示例性方式是根据从对衬底执行的量测获得的数据，或由处理设备的操作者来推断处理参数。例如，量测可以包括使用衍射工具(例如ASML YieldStar)、电子显微镜或其它适合的检查工具来检查衬底。可以获得关于处理后的衬底上的任何部位(包括所识别的热斑)的处理参数。可以将处理参数编译为映射--光刻参数或过程条件，作为部位的函数。当然，其它处理参数可以表示为部位的函数，即映射。在实施例中，可以在处理每个热斑之前，并且优选地紧接在处理每个热斑之前确定处理参数。
在过程P413中，使用处理热斑所依据的处理参数来确定热斑处的缺陷的存在、存在概率、特性或其组合。这种确定可以简单地将处理参数与热斑的过程窗进行比较--如果处理参数落在过程窗内，则不存在缺陷；如果处理参数落在过程窗外，则将预期存在至少一个缺陷。也可以使用适合的经验模型(包括统计模型)来进行这种确定。例如，可以使用分类模型来提供缺陷的存在概率。用以进行这种确定的另一方式是：使用计算模型在处理参数下模拟热斑的图像或预期图案化轮廓，并测量图像或轮廓参数。在实施例中，可以紧接(即在处理图案或下一衬底之前)在处理图案或衬底之后确定处理参数。缺陷的所确定的存在和/或特性可以用作处置决策(返工或接受)的基础。在实施例中，处理参数可以用以计算光刻参数的移动平均值。移动平均值可以用以捕获光刻参数的长期漂移，而不受到短期波动干扰。
在实施例中，基于衬底上的图案的模拟图像来检测热斑。一旦完成对图案化过程的模拟(例如包括过程模型这样的OPC和可制造性检查)，则可以根据一个或更多个限定(例如某些法则、阈值或指标)来计算在设计中作为过程条件的函数的潜在弱点，即热斑。热斑可以基于以下来确定：绝对CD值、CD与在模拟中变化的参数中的一个或更多个参数的变化率(“CD敏感度)”、空间图像强度的斜率或NILS(即“边缘斜率”或“标准化图像对数斜率”，通常缩写为“NILS.”，指示锐度缺失或图像模糊)，其中抗蚀剂特征的边缘是预期的(根据单个阈值/偏置模型或较完整的抗蚀剂模型来计算)。可替代地，可以基于诸如用于设计法则检查系统中的预定法则之类的那些预定法则的集合来确定热斑，所述预定法则包括但不限于线端拉回、拐角圆化、与相邻特征的邻近、图案颈缩或挤压(pinch)、和相对于期望的图案的图案变形的其它指标。对掩模CD的较小改变的CD敏感度是尤其重要的光刻参数，所述参数已知是MEF(掩模误差因素)或MEEF(掩模误差增强因素)。对MEF与聚焦和曝光的计算提供通过与晶片过程变化进行卷积的掩模过程变化将导致特定图案元素的不可接受的图案劣化的概率的临界指标。也可以基于重叠误差相对于基础层或后续过程层的变化和CD变化、或通过对多曝光过程中的曝光之间的重叠和/或CD的变化的敏感度，来识别热斑。
波前偏移解决方案被配置成经由补偿透镜指纹(LFP)偏移来优化每层和每扫描器的性能。LFP是指特定针对正在调谐的扫描器的透镜像差。在实施例中，波前偏移解决方案涉及光瞳优化(例如图12A)，其中光瞳基于透镜的像差性质来确定。可以执行光瞳优化以最小化层对扫描器中实际上存在的像差的敏感度。例如，光瞳1210被优化以产生优化光瞳1220。此外，解决方案可以涉及基于扫描器的LFP的波前优化。例如，图12B图示用以产生优化波前1260的待调谐的扫描器的示例LFP 1250。扫描器的LFP 1250包括光瞳区域1251和光瞳区域1252中的像差。如先前所论述的，波前优化是基于将波前(例如1260)与参考波前(例如理想波前)进行匹配。然而，基于LFP的波前优化特定针对特定扫描器。所述解决方案补偿层敏感性光瞳区域中的像差。另外，所述解决方案限于扫描器的透镜校正潜能。
波前偏移解决方案不考虑反射镜加热瞬变。反射镜加热瞬变是指由于在经由图案形成设备对衬底成像期间加热透镜的反射镜所导致的透镜像差或对透镜像差的改变。在实施例中，一个或更多个图案可能比其它图案对反射镜加热瞬变更敏感。
因此，与光刻指标解决方案相比，波前偏移解决方案具有若干限制。例如，限制包括但不限于：(i)针对静态像差成分(LFP、MH饱和度)而不是针对动态像差成分(MH瞬变、批内反射镜漂移)来优化；(ii)所述解决方案每扫描器需要一个校正选配方案而不是所有扫描器需要相同的选配方案；(iii)所述解决方案在扫描器透镜校准已被更新或在LFP偏移的情况下需要对校正选配方案定期更新。因此，可能需要对重新优化进行定期监测；以及(iv)所述优化基于贯穿狭缝变化。
本方法(例如1300和1800)提供用于优化所有扫描器的性能的基于光刻指标的解决方案。另一方面，波前偏移解决方案基于参考或理想波前和特定于扫描器的LFP来确定每扫描器的波前调整参数。这样的基于LFP的优化可能不确定适用于衬底制造过程中的其它扫描器的波前参数。
在实施例中，光刻指标与在批量控制期间所使用的透镜模型(DLM)的评价函数的特定于层的优化相关联。光刻指标的示例是EPE和图案放置误差(PPE)的函数，在下文中在图13的方法1300中进一步论述所述函数。在实施例中，光刻指标是透镜旋钮设定对残余像差波前和所测量的波前的敏感度的函数，其在图18的方法1800中进一步论述。
图13A描述用于确定用于图案化过程中的使用的图案形成设备的透镜调整参数值的方法1300。在实施例中，方法1300是优化过程，其中目标不是基于例如CD匹配来优化扫描器至扫描器性能，而是方法1300优化芯片制造单元的任何扫描器的重叠、EPE或缺陷性能。此外，方法1300不必优化波前，而是所述方法优化光刻指标(例如EPE和PPE的函数)。此外，方法1300可以被扩展以结合优化图案化过程的一个或更多个方面(例如SMO或过程窗)来使用。例如，可以基于光刻指标来调谐SMO过程使得CD与PPE的比率在期望的范围内。
根据本公开，结合SMO使用方法1300可以以两种方式改善产品上重叠性能。首先，方法1300使得减小奇数泽尼克(例如Z7)敏感度，这将减小对产品上重叠预算的依赖于特征的重叠贡献。其次，将照射光瞳的非相关区域(例如与Z7相关联)减小加权会给予透镜模型对相关泽尼克分量(例如与扫描器的较高的校正潜能相关联)的更大校正能力。例如，包括Z2阶和Z3的狭缝阶，其与重叠校正能力直接相关联。采用光瞳权重映射和光刻指标来获得透镜调整参数的方法1300进一步通过过程P1301、过程1303解释如下。
过程P1301涉及：获得(i)与曝光波前相关联的光瞳权重映射、和(ii)图案形成设备的透镜模型，其中光瞳权重映射的权重与图案形成设备的性能指标相关联，所述透镜模型被配置成将与曝光波前相关联的像差波前参数转换为透镜调整参数。
在实施例中，曝光波前是贯穿狭缝波前。狭缝具有矩形形状。在实施例中，狭缝场具有弯曲形状。
在实施例中，透镜模型1301包括与对应于给定辐射波前的图案形成设备的校正限制相关的约束。例如，如先前所论述的，与光学系统相关的某些像差可以经由与例如较低阶泽尼克(例如Z1至Z5)相关联的透镜调整来校正，而与例如较高阶泽尼克(例如Z10、Z24、Z30等)相关联的一些像差是不可校正的。在实施例中，波前可以通过例如泽尼克多项式的组合来呈现，并且较高阶泽尼克可以经由相关的较低阶泽尼克来校正。在实施例中，解释大多数像差的泽尼克多项式的组合可以经由主成分分析(PCA)来获得。通过PCA识别的每个主成分可以表示不同的波前。在实施例中，这种PCA可以用以确定光瞳权重映射1302。
在实施例中，光瞳权重映射1302是像素化图像，其中基于给定像素值的改变对性能指标(例如包括EPE和PPE)的影响来向像素化图像的给定像素指派权重。光瞳权重映射1302的权重可以以若干方式来指派，所述方式包括但不限于衍射阶、泽尼克多项式的线性组合、对与不同扫描器相关联的波前的集合进行主成分分析(PCA)、小批量算法(其中将来自不同扫描器的波前数据分批且用以更新权重映射)或与像差波前相关联的其它适当参数。在实施例中，小批量数据与用以使衬底成像的不同设定(例如剂量、聚焦)相关联。
在实施例中，光瞳权重映射的权重基于与照射光瞳相关联的衍射信息，其中所述衍射信息包括衍射阶和/或衍射强度图案。在实施例中，向光瞳权重映射的与衍射阶相关联的部分指派权重1且向与所述衍射阶不相关的另一部分指派权重0。
在图14中图示基于偶极光瞳的这种光瞳权重映射的示例。光瞳权重映射1400(映射1302的示例)包括指派至与相应的(类似的)光瞳形状相关联的部分1401、部分1402和部分1402的权重1。此外，部分1411和部分1412包括权重0。在实施例中，将光瞳权重映射1400用作光刻指标。因此，在优化过程(例如SMO或图案化过程窗口优化等)期间，向与这样的部分1401、部分1402、部分1403相关联的波前(例如由泽尼克多项式表示)指派较高权重以产生与现有方法相比改善的输出(例如掩模图案、过程窗等)。在实施例中，光瞳形状是指被照射以便补偿透镜的特定像差的光瞳的部分。可以理解，光瞳权重映射1400是示例且权重不限于权重0和权重1。
图15A和图15B图示基于照射图案来产生光瞳权重映射的另一示例。在图15A中，照射图案1510包括部分1511和部分1512中的衍射阶，并且在剩余部位中没有衍射阶与照射光瞳相关联。基于这样的照射图案1510，产生像差波前1520(在图15B中)。随后，根据本公开，相较于与无衍射相关联的部位，向与衍射阶相关联的波前的部位1521和部位1522(例如图15A中的部分部位1511和部分部位1512)指派相对较高的权重。在实施例中，权重可以是正实数(例如0、0.1、0.2、0.3、0.4、1、2等)或正整数(例如1)。
如先前提及的，不同扫描器可以产生不同的波前。例如，参考图16A至图16C，包括光瞳的部位(或部分)1601和部位1602处的衍射阶的照射图案1600可以在第一扫描器上产生第一波前1610且在第二扫描器上产生第二波前1620。无论如何，光瞳权重映射(例如1302)将以类似方式将权重指派至波前。例如，相对于波前(例如1610和1620)的其它部位(或部分)，将向与部位1601和部位1602相关联的波前部分指派较高权重。因此，即使波前1610和波前1620与参考波前或理想波前不特别匹配，也可以针对每个扫描器确定适当的透镜调整。
在实施例中，衍射强度图案是描述权重的泽尼克多项式的线性组合。在实施例中，光瞳权重映射的权重基于泽尼克敏感度，给定的泽尼克敏感度是性能指标相对于给定泽尼克多项式的偏导数。例如，SMO评价函数(例如稍后在本文中论述的方程式1)相对于泽尼克多项式的偏导数。
在实施例中，泽尼克多项式的组合经由PCA获得。在实施例中，光瞳权重映射可以是PCA成分或可以从PCA成分中的每个成分的和导出。例如，图17图示解释与波前和/或像差相关的成像性能的大多数变化的示例PCA成分P1至P17。随后，光瞳权重映射可以是PCA成分P1、P2，或任何其它PCA成分，或PCA P1至P17之和。
在实施例中，光瞳权重映射的权重基于波前的集合的主成分分析(PCA)，从用于图案化过程的一个或更多个扫描器获得波前的集合。在实施例中，光瞳权重映射的权重基于参照性能指标所确定的波前的集合的主成分的敏感度。
因此，在优化过程(例如采用DLM)期间，向波前的相关部分(例如对性能指标具有相对较高影响的像素)指派较高重要性，从而使得对透镜调整或校正的确定补偿归因于相关波前部分的效应。这样的透镜调整进一步改善成像性能(例如最小缺陷、优选EPE、重叠性能等)。因此，即使任何扫描器的给定波前与理想波前不匹配或不紧密匹配，扫描器性能仍可以被改善以有效地符合性能规格(例如EPE和重叠)。
此外，归因于诸如加热瞬变、漂移等各种原因，衍射图案可以在图案化过程期间变化。变化的衍射图案将在光瞳权重映射1302中被反映，由此所确定的透镜调整将自动补偿衍射图案的动态变化。
在与波前偏移解决方案相关的先前所论述的实施例中，不使用光瞳权重映射(例如1302、1400等)。替代地，波前偏移解决方案修改波前1520以与参考扫描器的参考波前(未示出)紧密匹配。例如，波前1520的中心和/或边缘可以被修改以与参考波前匹配，这将产生参考设备的匹配性能。因此，在用于芯片制造中的不同扫描器之间建立一致的成像性能。
过程P1303涉及：经由使用光瞳权重映射1302和所述曝光波前来执行透镜模型1301，确定透镜调整参数值1303，使得改善(在实施例中，最小化)与透镜模型相关联的透镜评价函数(例如稍后在本文中论述的包括光刻指标的方程式2)。在实施例中，透镜指标函数是光瞳权重映射1302(本文中实施为光刻指标)的函数。经由这个光刻指标，可以在图案化过程调整期间考虑与像差波前相关联的动态条件(例如像差的变化、加热瞬变等)。相较而言，波前偏移解决方案(例如与参考波前匹配的基于LFP的波前)是静态方法且可以不考虑动态条件。
在实施例中，像差波前参数与偏移、倾斜、曲率、和/或与泽尼克多项式相关联的至多第3阶或更高阶参数并包括第3阶或更高阶参数相关联。随后，确定调整参数值为与偏移、倾斜、曲率等相关联的值。
在实施例中，确定透镜调整参数的过程P1303是迭代过程。迭代过程的示例涉及图13B中所图示的过程P1311至过程P1319。
过程P1311涉及：使用光瞳权重映射1302和给定的曝光波前作为输入来执行透镜模型1301以产生像差波前。
过程P1313涉及：基于像差波前来确定边缘放置误差和与像差波前的一个或更多个部分相关联的图案放置误差。在实施例中，图案放置误差是层中的特征的相互移位，所述相互移位是相对于与衬底相关联的设计布局来说的。例如，一个或更多个接触孔相对于衬底上的参考位置(例如与设计布局相关联)向左移位。
在实施例中，在图案化过程模拟中使用像差波前来确定衬底图案。在实施例中，衬底图案可以是使用像差波前成像的衬底上的所印制的图案。在实施例中，基于沿衬底图案的轮廓放置的边缘放置量规(或测量部位)以及测量EP量规与参考轮廓或参考点之间的距离来确定EPE。在实施例中，所述距离可以沿在轮廓的法线方向上绘制的切线来测量。此外，可以基于衬底图案相对于期望的部位或参考部位的部位来确定PPE。在实施例中，参考部位是指另一衬底图案在不同层上的部位。
过程P1315涉及：使用边缘放置误差和图案放置误差来评估性能指标。在实施例中，性能指标与最终产生EPE和PPE的像差波前的敏感度相关联。
在实施例中，性能指标(例如以下方程式1的评价函数)是边缘放置误差和/或例如至少第2阶图案放置误差的较高阶(例如至少第2阶，第2阶也称为均方根)的函数。在实施例中，EPE和PPE的更高阶(例如第四阶)向较弱点施加压力(例如导致缺陷)。在以下方程式中，系数“c”和“PPE”帮助使EPE与待印制于衬底上的期望的图案相关联的重叠平衡。
过程P1317涉及：经由透镜致动器调整基于性能指标的梯度，以调整像差波前参数，使得性能指标被改善。例如，梯度可以是d(评价函数)/d(透镜调整参数)，并且可以确定透镜调整使得梯度指导成本函数最小化。在实施例中，透镜调整使得与DLM相关联的光刻指标最小化。
过程P1319涉及：确定评价函数是否减小(在实施例中，最小化)。如果没有减小，则过程继续进行对DLM的模拟，例如在过程P1311处。在实施例中，一旦评价函数被最小化，则过程P1303结束且可以将所确定的透镜调整参数值进一步用于图案化过程中。如先前提及的，透镜调整参数及其值与像差图案的偏移、倾斜和/或曲率相关联。
过程P1305涉及：经由图案化过程模拟，使用与透镜调整参数值相关联的像差波前来调整光瞳权重映射的权重，使得性能指标被改善，所述性能指标是与待印制于衬底上的期望的图案相关联的边缘放置误差和图案放置误差的函数。
调整后的权重1305和相关联像差波前还可以转换为透镜调整。例如，方法1300还可以包括过程P1307，所述过程涉及：经由透镜模型1301将波前参数(例如在过程P1317或过程P1305中获得)转换为透镜调整参数值1303。此外，过程P1309涉及：基于透镜调整参数值1303来致动图案形成设备的光学系统。
此外，方法1300还可以包括：经由光瞳权重映射1302对照射光瞳的区域进行减小加权或增大加权(例如减小或增大给定像差波前的像素值)；使用减小加权的光瞳权重映射或增大加权的光瞳权重映射来执行透镜模型1301；以及使用减小加权的光瞳映射和与其相关联的曝光波前来确定与图案形成设备的光学系统相关联的另一透镜调整参数值，使得性能指标被最小化。在实施例中，减小加权区域与可以在图案化过程期间经由图案形成设备的波前操控器校正的像差波前相关联。
图18描述用于确定图案形成设备的透镜调整的方法1800。在实施例中，透镜调整是透镜旋钮空间的子空间。在实施例中，透镜旋钮空间是指与图案形成设备的投影系统相关联的自由度(例如反射镜阵列的方向)。在实施例中，像差校正在透镜旋钮校正的空间中，其表示透镜模型(也称作透镜模型(DLM))中所使用的泽尼克的一些线性组合。在实施例中，与透镜旋钮校正相关联的影响评估可以包含来自不包含在透镜模型中但受透镜旋钮影响的(较高阶)泽尼克多项式的影响。在实施例中，基于被配置成将优化过程驱动至波前目标的光刻指标来确定这种透镜调整。在下文中进一步详细论述方法1800。
过程P1801涉及：获得与图案形成设备的透镜模型相关联的透镜评价函数和波前目标1802。波前目标1802是指指派至与图案形成设备相关联的残余像差波前的品质值或参考值。波前目标用作用以确定来自透镜旋钮空间的子空间的引导。透镜旋钮空间是与图案化过程的透镜的自由度(DOF)相关联的空间。例如，透镜旋钮空间可以包括与反射镜阵列的不同定向(例如倾斜、曲率、旋转等)相关联的36个自由度。在实施例中，诸如倾斜、曲率、旋转等潜在定向也称作透镜调整参数。
在实施例中，基于与图案化过程的方面(例如SMO)相关联的光刻评价函数(例如方程式1)来确定透镜评价函数。在实施例中，光刻评价函数包括与待成像在衬底上的图案相关联的边缘放置误差(EPE)；和图案放置误差(PPE)。图案放置误差是层中的特征的相互移位，所述相互移位是相对于与衬底相关联的参考位置来说。
在实施例中，与SMO和/或DLM相关联的光刻评价函数是参照图案化过程的参数(例如剂量、聚焦、透镜的DOF等)确定的光刻评价函数值的山地状形貌。
山地形貌(mountain landscape)可以具有表示形貌的特定区域周围的最小值的若干最小值点(例如区域最小值和全局最小值)。在实施例中，评价函数的全局最小值可以在与透镜旋钮空间相关联的原点之外，例如与掩模3D偏移相关联的全局最小值。随后，可能期望将DLM引导至与透镜旋钮空间相关联的期望的工作点(例如光刻指标的最小值)。应注意，在透镜旋钮空间中，校正能力原则上为100％(完全校正，无寄生效应)。在本文中，可以经由波前偏移对每扫描器(每时间点)进行透镜模型至期望的点的引导，但归因于100％校正能力，这可以经由波前目标1802对所有扫描器(且在任何时间点处)进行。在实施例中，期望的工作点与光刻评价函数的全局最小值处或周围的一个或更多个点相关联。
此外，过程P1803涉及：经由图案形成设备的透镜模型1801，使用透镜评价函数和波前目标1302(例如与残余波前相关联的品质值)，根据图案形成设备的透镜旋钮空间，基于最小化透镜评价函数来确定透镜旋钮设定1803，所述透镜评价函数包括与残余像差波前相关联的光刻指标。在实施例中，基于光刻评价函数(例如包括EPE和PPE)来确定透镜评价函数。稍后在本文中参照图19来图示和论述驱动DLM的光刻指标以确定透镜旋钮子空间的波前目标的示例。在实施例中，光刻指标是残余像差波前和与给定透镜致动器设定相关联的所测量的波前的敏感度的函数，参照图案化过程的评价函数来确定所述敏感度。
在实施例中，确定透镜旋钮设定1803是迭代过程。一次迭代涉及：使用透镜旋钮空间的子集来执行透镜模型以确定与图案形成设备的光学系统相关联的像差波前；使用所确定的像差波前来确定光刻指标和透镜评价函数；确定透镜评价函数和/或光刻指标相对于透镜旋钮空间的梯度；以及基于透镜评价函数和/或光刻指标的梯度来选择导致后续迭代中的差减小的透镜旋钮空间的另一子集。所述迭代可以继续，直至透镜评价函数和/或光刻指标被最小化或实现收敛(例如评价函数中无进一步改善)为止。
在实施例中，光刻指标是透镜旋钮设定的敏感度与所述图案形成设备相关联的给定波前的乘积的和。在实施例中，像差波前由泽尼克多项式表示。在实施例中，光刻指标是多个泽尼克多项式的函数，所述函数模拟对图案形成设备的透镜旋钮设定1803的改变的效应。在实施例中，根据图案形成设备的校正潜能对泽尼克多项式进行加权。
在实施例中，模拟(例如涉及执行DLM)的目标是最小化以下表达式(方程式2)，其中ZPCi表示参考波前，并且(Zi-ZPCi)表示在波前偏移解决方案中施加以获得优化后的波前的泽尼克过程偏移；并且其中下标i是泽尼克指数。根据本公开，图像调谐还包括光刻指标和在选择透镜旋钮空间中的旋钮子空间时驱动DLM的波前目标1802。
其中lithographic metric＝∑isi·Zi
在实施例中，基于成像和/或重叠性能(例如EPE和/或PPE)，透镜旋钮空间中的一些方向可能与其它方向相比更存在问题。在这样的情况下，光刻指标LiMe引导与存在问题的方向有关的DLM(经由DLM的评价函数)。在实施例中，一个光刻指标LiMe限定透镜旋钮空间中的超平面。如果N＝透镜旋钮的数目，则N个LiMe在透镜旋钮空间中限定其周围具有超球体评价函数的点，并且N个加权LiMe限定超椭球体作为评价函数以有益于一些方向(与其它方向相比)。M(M＝N-P)维超椭球体具有无限的P个维度，指示透镜旋钮空间的这些P个维度可以被视为与成像/重叠性能不相关。
在实施例中，通过将超椭球体函数拟合至期望的工作点(例如光刻评价函数的全局最小值)周围的成像或重叠评价函数来限定超椭球体(例如3维空间中的雪茄形状)。在实施例中，拟合过程采用PCA分析来识别解释期望的工作点周围的评价函数的普遍贡献因素的拟合变量(例如透镜旋钮调整参数)的组合。在实施例中，针对稳固性，仅可以选择极少PCA成分。在实施例中，PCA成分变为光刻指标。例如，前10个PCA成分(例如图17中的16个成分中的P1至P10)可以被视为10个不同的光刻指标。
在实施例中，因为DLM可能没有被配置成处理非线性行为，所以拟合函数不能表示随机形状，例如香蕉形状。在实施例中，归因于与扫描器生产量和净批量负担相关联的DLM解决方案的定时约束，可能施加这种限制。
在实施例中，LiMe(例如雪茄形状的椭球体)拟合可能受限于实际像差量值。例如，除限制沿透镜旋钮轴的拟合之外，可以例如在透镜旋钮空间中径向地减小较大像差含量的权重。此外，透镜旋钮空间中的一些方位角相较于其它方位角可能更重要，这是因为实际扫描器像差(LFP、MH和潜在地其它像差)在透镜旋钮子空间的某些部分中比在其它部分中出现得更多。甚至可以存在平均实际透镜像差状态相对于第零个原点的偏移(例如系统性透镜指纹、仅狭缝的偏移)。
在图19中，曲线图1900图示基于光刻指标L1和光刻指标L2以及波前目标Tx来确定透镜旋钮设定(例如透镜旋钮K1和透镜旋钮K2)的示例。在实施例中，光刻指标L1对应于第一波前(例如第一PCA成分)，并且指标L2对应于第二波前(例如PCA成分)。随后，基于旋钮K1和旋钮K2的透镜旋钮设定的敏感度，可以识别透镜旋钮空间K1和透镜旋钮空间K2的子空间1910。例如，当透镜旋钮子空间沿或接近于光刻指标L1的线时，光刻指标L1减小(在实施例中，被最小化)，同时减小(在实施例中，最小化)与波前目标的距离。类似地，与波前目标Tx组合的光刻指标L2对来自K1和K2的透镜旋钮空间的适当子空间的选择进行引导。
子空间1910为K1和K2的旋钮设定的值的可接受集合。将子空间1910视为在波前目标Tx的可接受范围内。在实施例中，波前目标周围的可接受范围可以定义为子空间中的任何点与波前目标的距离的函数。子空间与波前目标越近，成像和/或重叠性能将越好。例如，由1901与1902之间的区域限定的子空间的值最偏离波前目标且不可接受。
在实施例中，旋钮K1和旋钮K2分别是第一透镜和第二透镜的透镜调整参数，诸如倾斜(曲率、旋转或其它透镜相关参数)。
在实施例中，光刻指标表示与经由图案形成设备成像在衬底上的图案相关联的物理量或实体量。在实施例中，光刻指标表示以下物理量中的至少一个：与所印制的图案相关联的相对于期望的图案的期望的位置的图案移位、图案形成设备相对于衬底的聚焦移位、与图案形成设备相关联的包含散光偏移的聚焦移位、所印制的图案的顶部和底部处的临界尺寸的非对称性、和/或与所印制的图案相关联的边缘放置误差。
在实施例中，确定透镜旋钮设定1803的过程P1303涉及：对透镜模型进行模拟，使得光刻指标与波前目标1802之间的差减小。
在实施例中，确定透镜旋钮设定1803的过程P1803涉及：计算残余像差波前和/或与透镜致动器空间相关联的所测量的波前的敏感度；以及基于敏感度来确定作为透镜旋钮空间的子集的透镜旋钮设定，使得透镜致动器空间的子集例如使用本文中的方程式2来最小化光刻指标。
在实施例中，确定透镜旋钮设定1803的过程P1803涉及：减小与相对较高的像差含量相关联的一个或更多个泽尼克多项式的权重。
在实施例中，确定透镜旋钮设定1803涉及：确定透镜旋钮空间的子集以平衡归因于透镜指纹和/或反射镜加热的扫描器像差，其中所述平衡基于调整泽尼克多项式的权重。
在上文所论述基于光刻指标进行优化时，DLM输出透镜旋钮设定1803，所述透镜旋钮设定包括与偏移、倾斜、曲率、和/或与泽尼克多项式相关联的至多第3阶参数并包括第3阶参数相关联的值。在实施例中，在优化过程期间，也可以考虑高于第3阶的参数。在实施例中，过程P1805涉及：基于透镜旋钮设定1803来调整光学系统。因此，使用光学系统的图案形成设备提高图案化过程的良率。
在实施例中，对图案化过程的优化可以按以下方式来执行：(i)可以执行光瞳优化(例如使用FlexPupil)以调谐重叠性能，而不损失过多衬底的对比度或图案形成设备的成像性能。例如，光瞳形状和强度可以被调整使得对比度损失或EPE最小化。随后，(ii)可以使用基于光刻指标的评价函数(例如在透镜模型1301中使用)来调谐衬底的一个或更多个临界层，而不是使用默认透镜评价函数。例如，光刻指标可以用于非全场的图像调谐器子选配方案中的场大小缩放，因此仅优化关键的那些狭缝点。
图20是图示可以辅助实施本文中所公开的方法、流程或设备的计算机系统100的框图。计算机系统100包括用于传送信息的总线102或其它通信机构，以及与总线102耦接以用于处理信息的处理器104(或多个处理器104和105)。计算机系统100也包括诸如随机存取存储器(RAM)或其它动态储存装置之类的主存储器106，其耦接至总线102以用于储存信息和将要由处理器104执行的指令。主存储器106在执行将要由处理器104执行的指令期间也可以用于储存暂时变量或其它中间信息。计算机系统100还包括耦接至总线102以用于储存静态信息和处理器104的指令的只读存储器(ROM)108或其它静态储存装置。提供储存装置110(诸如磁盘或光盘)且将其耦接至总线102以用于储存信息和指令。
计算机系统100可以经由总线102耦接至用于向计算机用户显示信息的显示器112，诸如阴极射线管(CRT)或平板显示器或触控面板显示器。包括字母数字按键和其它按键的输入装置114耦接至总线102以用于将信息和命令选择传送至处理器104。另一类型的使用者输入装置是用于将方向信息和命令选择传送至处理器104且用于控制显示器112上的光标移动的光标控制件116，诸如鼠标、轨迹球或光标方向按键。这种输入装置通常具有在两个轴(第一轴(例如x)和第二轴(例如y))上的两个自由度，从而允许所述装置到指定平面中的位置。触控面板(屏幕)显示器也可以用作输入装置。
根据一个实施例，本文中所描述的或多种方法的部分可以通过计算机系统100响应于处理器104执行主存储器106中所包含的一个或更多个指令的一个或更多个序列来执行。可以将这样的指令从另一计算机可读介质(诸如储存装置110)读取至主存储器106中。主存储器106中所包含的指令序列的执行促使处理器104执行本文中所描述的过程步骤。也可以采用多处理布置的一个或更多个处理器以执行主存储器106中所包含的指令序列。在替代实施例中，可以取代或结合软件指令来使用硬布线电路。因此，本文中的描述不限于硬件电路与软件的任何特定组合。
如本文中所使用的术语“计算机可读介质”是指参与将指令提供至处理器104以供执行的任何介质。这种介质可以采用许多形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘，诸如储存装置110。易失性介质包括动态存储器，诸如主存储器106。传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括包含总线102的线。传输介质也可以采用声波或光波的形式，诸如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间所产生的那些声波或光波。计算机可读介质的常见形式包括例如软性磁盘、可挠性磁盘、硬盘、磁带、任何其它磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其它光学介质、打孔卡片、纸带、具有孔图案的任何其它实体介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储器芯片或卡匣、如下文中所描述的载波或可以供计算机读取的任何其它介质。
将一个或更多个指令的一个或更多个序列承载至处理器104以供执行中可以涉及各种形式的计算机可读介质。例如，初始地，可以使指令承载于远程计算机的磁盘上。远程计算机可以将指令加载至其动态存储器中，并且使用调制解调器经由电话线来发送指令。在计算机系统100本地的调制解调器可以接收电话线上的数据，并且使用红外传输器以将数据转换为红外信号。耦接至总线102的红外检测器可以接收红外信号中承载的数据且将所述数据放置于总线102上。总线102将数据承载至主存储器106，处理器104从所述主存储器获取和执行指令。由主存储器106接收的指令可以可选地在由处理器104执行之前或之后储存在储存装置110上。
计算机系统100也可以包括耦接至总线102的通信接口118。通信接口118提供对网络链路120的双向数据通信耦接，所述网络链路连接至局域网122。例如，通信接口118可以是综合业务数字网(ISDN)卡或调制解调器以提供与相应的类型的电话线的数据通信连接。作为另一示例，通信接口118可以是局域网(LAN)卡以提供与兼容LAN的数据通信连接。也可以实施无线链路。在任何这种实施方案中，通信接口118发送和接收承载表示各种类型的信息的数字数据流的电信号、电磁信号或光学信号。
网络链路120通常经由一个或更多个网络提供与其它数据装置的数据通信。例如，网络链路120可以经由局域网122提供与主计算机124或与由因特网服务提供商(ISP)126操作的数据装备的连接。ISP 126转而经由全球封包数据通信网络(现在通常称作“因特网”128)提供数据通信服务。局域网122和因特网128都使用承载数字数据流的电信号、电磁信号或光学信号。通过各种网络的信号和在网络链路120上且通过通信接口118的信号是输送信息的示例性形式的载波，所述信号将数字数据承载至计算机系统100且从所述计算机系统承载数字数据。
计算机系统100可以经由网络、网络链路120和通信接口118来发送消息且接收包括程序代码的数据(从数据库152)。在因特网示例中，服务器130可以经由因特网128、ISP126、局域网122和通信接口118来传输用于应用程序的所请求码。例如，一个这样的所下载的应用程序可以提供本文中所描述的方法中的全部或部分。所接收的代码可以在其被接收时由处理器104执行，和/或储存在储存装置110或其它非易失性储存器中以供稍后执行。以这种方式，计算机系统100可以获得呈载波形式的应用程序代码。
参考图21，照射器IL从源收集器模块SO接收极紫外辐射束。产生EUV辐射的方法包括但不一定限于将材料转换为具有至少一种元素(例如氙、锂或锡，具有在EUV范围内的一个或更多个发射谱线)的等离子体状态。在一种这样的方法(通常称为激光产生等离子体(“LPP”))中，可以通过用激光束来辐照燃料(诸如具有谱线发射元素的材料小滴、流或簇)来产生等离子体。源收集器模块SO可以是包括激光器(图21中未示出)的EUV辐射系统的部分，所述激光器用于提供激发燃料的激光束。得到的等离子体发射输出辐射，例如EUV辐射，所述辐射使用设置于源收集器模块中的辐射收集器来收集。例如，当使用CO2激光器以提供用于燃料激发的激光束时，激光器和源收集器模块可以是分立的实体。
在这样的情况下，激光器不视作形成光刻设备的部分，并且辐射束借助于包括例如适合的方向反射镜和/或扩束器的束传递系统而从激光器传递至源收集器模块。在其它情况下，例如，当源是放电产生等离子体EUV产生器(通常称为DPP源)时，源可以是源收集器模块的组成部分。
照射器IL可以包括用于调整辐射束的角强度分布的调整器。通常，可以调整照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部径向范围和/或内部径向范围(通常分别称作σ-外部和σ-内部)。另外，照射器IL可以包括各种其它部件，诸如琢面场反射镜装置和琢面光瞳反射镜装置。照射器可以用以调节辐射束以在其横截面中具有期望的均一性和强度分布。
辐射束B入射到被保持在支撑结构(例如图案形成装置台)MT上的图案形成装置(例如掩模)MA上，并且通过图案形成装置来图案化。在从图案形成装置(例如掩模)MA反射之后，辐射束B穿过投影系统PS，所述投影系统将束聚焦至衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器PS2(例如干涉装置、线性编码器或电容式传感器)，可以准确地移动衬底台WT，例如以便使不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中。类似地，第一定位器PM和另一位置传感器PS1可以用以相对于辐射束B的路径来准确地定位图案形成装置(例如掩模)MA。可以使用图案形成装置对准标记M1、图案形成装置对准标记M2和衬底对准标记P1、衬底对准标记P2来对准图案形成装置(例如掩模)MA和衬底W。
所描绘的设备1000可以用于以下模式中的至少一种模式中：
1.在步进模式中，在将赋予至辐射束的整个图案一次性投影至目标部分C上时，使支撑结构(例如图案形成装置台)MT和衬底台WT保持基本上静止(即单次静态曝光)。随后使衬底台WT在X和/或Y方向上移位使得可以曝光不同的目标部分C。
2.在扫描模式中，在将赋予至辐射束的图案投影至目标部分C上时，同步地扫描支撑结构(例如图案形成装置台)MT和衬底台WT(即单次动态曝光)。可以通过投影系统PS的放大率(缩小率)和图像反转特性来确定衬底台WT相对于支撑结构(例如图案形成装置台)MT的速度和方向。
3.在另一模式中，在将赋予至辐射束的图案投影至目标部分C上时，使支撑结构(例如图案形成装置台)MT保持基本上静止，从而保持可编程图案形成装置且移动或扫描衬底台WT。在这种模式中，一般采用脉冲辐射源，并且在衬底台WT的每次移动之后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间根据需要来更新可编程图案形成装置。这种操作模式可以易于应用于利用可编程图案形成装置(诸如上文提及的类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术。
图22更详细地示出设备1000，所述设备包括源收集器模块SO、照射系统IL和投影系统PS。源收集器模块SO被构造和布置使得可以在源收集器模块SO的封闭结构220中维持真空环境。可以通过放电产生等离子体源来形成EUV辐射发射等离子体210。可以通过气体或蒸汽(例如Xe气、Li蒸汽或Sn蒸汽)来产生EUV辐射，其中形成非常热的等离子体210以发射在电磁光谱的EUV范围内的辐射。例如，通过产生至少部分离子化的等离子体的放电来形成非常热的等离子体210。为了辐射的有效产生，可能需要例如Xe、Li、Sn蒸汽或任何其它适合的气体或蒸汽的分压为10Pa。在实施例中，提供激发锡(Sn)等离子体以产生EUV辐射。
由热等离子体210发射的辐射经由定位在源腔室211中的开口中或开口后方的可选的气体屏障或污染物阱230(在一些情况下，也称作污染物屏障或箔片阱)而从源腔室211传递至收集器腔室212中。污染物阱230可以包括通道结构。污染物阱230也可以包括气体屏障或气体屏障与通道结构的组合。如在本领域中所已知，本文中进一步所指示的污染物阱或污染物屏障230至少包括通道结构。
收集器腔室211可以包括可以是所谓的掠入射收集器的辐射收集器CO。辐射收集器CO具有上游辐射收集器侧251和下游辐射收集器侧252。横穿收集器CO的辐射可以由光栅光谱滤光器240反射以沿由点虚线“O”指示的光轴聚焦于虚拟源点IF中。虚拟源点IF通常称作中间焦点，并且源收集器模块被布置成使得中间焦点IF定位在围封结构220中的开口221处或附近。虚拟源点IF是辐射发射等离子体210的图像。
随后，辐射横穿照射系统IL，所述照射系统可以包括琢面场反射镜装置22和琢面光瞳反射镜装置24，所述琢面场反射镜装置和琢面光瞳反射镜装置被布置以提供在图案形成装置MA处的辐射束21的期望的角分布，以及在图案形成装置MA处的辐射强度的期望的均一性。在由支撑结构MT保持的图案形成装置MA处反射辐射束21后，形成图案化束26，并且由投影系统PS经由反射元件28、反射元件30将图案化束26成像至由衬底台WT保持的衬底W上。
比所示出的元件更多的元件一般可以存在于照射光学器件单元IL和投影系统PS中。依赖于光刻设备的类型，可以可选地存在光栅光谱滤光器240。此外，可以存在比诸图中示出的反射镜更多的反射镜，例如在投影系统PS中可以存在比图22中示出的反射元件多1至6个的额外的反射元件。
如图22中所图示的，将收集器光学器件CO描绘为具有掠入射反射器253、掠入射反射器254和掠入射反射器255的嵌套式收集器，仅作为收集器(或收集器反射镜)的示例。掠入射反射器253、掠入射反射器254和掠入射反射器255被设置为围绕光轴O轴向对称，并且这种类型的收集器光学器件CO可以与通常称为DPP源的放电产生等离子体源组合使用。
可替代地，源收集器模块SO可以是如图23中示出的LPP辐射系统的部分。激光器LA被布置以将激光能量存放至诸如氙(Xe)、锡(Sn)或锂(Li)的燃料中，从而形成具有数10eV的电子温度的高度离子化等离子体210。在这些离子的去激发和再结合期间所产生的高能辐射从等离子体发射、由近正入射收集器光学器件CO收集且聚焦至围封结构220中的开口221上。
可以使用以下方面进一步描述实施例：
1.一种用于确定图案化过程的图案形成设备的波前的方法，所述方法包括：
获得(i)参考设备的参考性能、(ii)被配置成将波前的波前参数转换为致动器移动的图案形成设备的透镜模型、和(iii)调谐扫描器的透镜指纹；以及
经由处理器，基于调谐扫描器的透镜指纹、透镜模型和成本函数，确定波前参数，其中成本函数是参考性能与调谐扫描器性能之间的差。
2.根据方面1所述的方法，其中确定波前参数是迭代过程，迭代包括：
经由使用调谐扫描器的透镜指纹对透镜模型的模拟，来产生初始波前；
根据初始波前来确定衬底图案；
根据衬底图案来确定调谐性能；
基于调谐性能和参考性能来评估成本函数；以及
基于成本函数的梯度来调整初始波前的波前参数，使得改善成本函数。
3.根据方面1至2中任一项所述的方法，其中波前包括调谐扫描器的透镜指纹和透镜模型的性能指纹。
4.根据方面3所述的方法，其中调整波前参数还基于透镜模型的性能指纹。
5.根据方面2至4中任一项所述的方法，其中确定衬底图案包括使用初始波前或调整后的波前对图案化过程的过程模型的模拟。
6.根据方面5所述的方法，其中过程模型包括：
掩模模型，所述掩模模型被配置成基于掩模图案来预测掩模图像；
光学模型，所述光学模型被配置成根据掩模图案来预测空间图像；和/或
抗蚀剂模型，所述抗蚀剂模型被配置成根据空间图像来预测抗蚀剂图像。
7.根据方面2至4中任一项所述的方法，其中确定衬底图案包括：
经由量测工具接收曝光后的衬底的衬底测量结果，其中使用初始波前或调整后的波前来曝光衬底；以及
基于来自衬底测量结果的轮廓提取来确定衬底图案。
8.根据方面1至7中任一项所述的方法，其中成本函数被最小化或最大化。
9.根据方面1至8中任一项所述的方法，其中成本函数是边缘放置误差、CD和/或边缘放置的公差带内的误差。
10.根据方面1至9中任一项所述的方法，其中透镜模型包括与对应于波前参数的调谐扫描器的校正限制相关的约束。
11.根据方面1至10中任一项所述的方法，其中波前参数包括与图案形成设备的光学系统相关联的偏移、倾斜、曲率、和/或至多第三阶参数。
12.根据方面1至11中任一项所述的方法，其中波前是贯穿狭缝波前。
13.根据方面12所述的方法，其中狭缝具有矩形形状。
14.根据方面1至13中任一项所述的方法，其中波前由跨过狭缝的泽尼克多项式来表示。
15.根据方面14所述的方法，其中波前参数被表述为泽尼克系数的向量。
16.根据方面1至15中任一项所述的方法，所述方法还包括：
经由透镜模型，将波前参数转换为致动器移动；和
基于致动器移动，致动调谐扫描器的光学系统。
17.根据方面1至16中任一项所述的方法，其中针对图案的轮廓和/或临界尺寸来表述参考性能和调谐扫描器性能。
18.一种用于参照参考设备来确定调谐扫描器的波前的方法，所述方法包括：
获得(i)与参考透镜指纹相对应的参考设备的参考性能、和(ii)调谐扫描器的透镜指纹；
经由处理器，基于透镜指纹和成本函数，确定调谐扫描器的波前参数，其中成本函数计算参考性能与调谐扫描器性能之间的差。
19.根据方面18所述的方法，其中获得参考性能包括：
测量参考设备的参考透镜指纹；
经由对过程模型的模拟，基于参考设备的所测量透镜指纹和与设计布局相对应的图案形成装置图案来产生参考图案；以及
基于参考图案的轮廓来确定参考性能。
20.根据方面18至19中任一项所述的方法，其中确定波前参数是迭代过程，迭代包括：
经由对过程模型的模拟，使用图案形成装置图案和调谐扫描器的透镜指纹来确定衬底图案；
基于衬底图案来确定调谐扫描器性能；
基于调谐扫描器性能和参考性能来评估成本函数；以及
基于成本函数相对于波前参数的梯度来调整波前参数，使得改善成本函数。
21.根据方面20所述的方法，其中经由对掩模优化或源掩模优化过程的模拟来产生图案形成装置图案，其中透镜像差模型被包括在过程模型中。
22.根据方面19至21中任一项所述的方法，其中针对图案的轮廓和/或临界尺寸来表述参考性能和调谐扫描器性能。
23.根据方面19至22中任一项所述的方法，其中参考设备包括：
晶片制作设施的扫描器；
无像差的理想扫描器；和/或
像差补偿扫描器，所述像差补偿扫描器已被补偿晶片制作设施内的多个扫描器的平均像差。
24.根据方面18至23中任一项所述的方法，其中成本函数是边缘放置误差、CD和/或边缘放置的公差带内的误差。
25.根据方面18至24中任一项所述的方法，其中波前参数包括与图案形成设备的光学系统相关联的偏移、倾斜、曲率、和/或至多第三阶参数且包括第三阶参数。
26.一种用于图案化过程的调谐扫描器的波前匹配的方法，所述方法包括：
获得(i)与衬底的层相对应的多个热斑图案、(ii)与多个热斑图案相对应的多个波前、和(iii)调谐扫描器的透镜指纹；
经由使用透镜指纹对图案化过程的模拟，确定调谐扫描器性能；以及
根据多个波前基于对调谐扫描器性能与参考性能之间的比较来选择调谐扫描器的波前参数。
27.根据方面26所述的方法，其中多个波前中的一个或更多个波前包括优化后波前参数。
28.根据方面26至27中任一项所述的方法，其中多个波前中的一个或更多个波前与特定参考性能相关联。
29.一种确定用于图案化过程中的图案形成设备的透镜调整参数值的方法，所述方法包括：
获得(i)与曝光波前相关联的光瞳权重映射、和(ii)图案形成设备的透镜模型，其中光瞳权重映射的权重与图案形成设备的性能指标相关联，所述透镜模型被配置成将与曝光波前相关联的像差波前参数转换为透镜调整参数；
经由使用光瞳权重映射和曝光波前执行透镜模型来确定透镜调整参数值，使得改善与透镜模型相关联的透镜模型评价函数，其中透镜模型评价函数是光瞳权重映射的函谁；以及
经由使用与透镜调整参数值相关联的像差波前模拟图案化过程来调整光瞳权重映射的权重，使得图案化过程的性能指标被改善，所述性能指标是边缘放置误差和与待印制于衬底上的图案相关联的图案放置误差的函数。
30.根据方面29所述的方法，其中光瞳权重映射为像素化图像，其中基于给定像素值的变化对性能指标的影响来向像素化图像的给定像素指派权重。
31.根据方面29至30中任一项所述的方法，其中光瞳权重映射的权重基于与照射光瞳相关联的衍射信息，其中衍射信息包括衍射阶和/或衍射强度图案。
32.根据方面30所述的方法，其中向光瞳权重映射的与衍射阶相关联的部分指派权重1，并且向与衍射阶不相关的另一部分指派权重0。
33.根据方面30所述的方法，其中衍射强度图案是描述权重的泽尼克多项式的线性组合。
34.根据方面29至34中任一项所述的方法，其中光瞳权重映射的权重基于泽尼克敏感度，给定泽尼克敏感度是性能指标相对于给定泽尼克多项式的偏导数。
35.根据方面29至34中任一项所述的方法，其中光瞳权重映射的权重基于波前的集合的主成分分析(PCA)，从用于图案化过程的一个或更多个扫描器获得波前的集合。
36.根据方面35所述的方法，其中光瞳权重映射的权重基于波前的集合的主成分的敏感度，参照性能指标来确定所述敏感度。
37.根据方面36所述的方法，其中光瞳权重映射的权重基于小批量算法。
38.根据方面29至37中任一项所述的方法，其中确定透镜调整参数是迭代过程，迭代包括：
使用光瞳权重映射和给定曝光波前来执行透镜模型以产生像差波前；
基于像差波前来确定与像差波前的一个或更多个部分相关联的边缘放置误差和图案放置误差；
使用边缘放置误差和图案放置误差来评估性能指标；以及
经由透镜致动器调整基于性能指标的梯度来调整像差波前参数，使得性能指标被改善。
39.根据方面29至32中任一项所述的方法，所述方法还包括：
经由光瞳权重映射对照射光瞳的区域进行减小加权或增大加权；
使用减小加权的光瞳权重映射或增大加权的光瞳权重映射来执行透镜模型；以及
使用减小加权的光瞳映射或增大加权的光瞳映射和与其相关联的曝光波前来确定与像差波前相关联的另一透镜调整参数值，使得性能指标被最小化。
40.根据方面29至33中任一项所述的方法，其中减小加权的区域与在图案化过程期间经由图案形成设备的波前操控器可校正的像差波前相关联。
41.根据方面29至34中任一项所述的方法，其中透镜模型评价函数被最小化。
42.根据方面29至35中任一项所述的方法，其中透镜模型包括与对应于像差波前的图案形成设备的校正限制相关的约束。
43.根据方面29至37中任一项所述的方法，其中曝光波前是贯穿狭缝波前。
44.根据方面38所述的方法，其中狭缝具有矩形形状。
45.根据方面38所述的方法，其中狭缝具有弯曲形状。
46.根据方面29至36中任一项所述的方法，其中像差波前参数与偏移、倾斜、曲率、和/或与关联于泽尼克多项式的至多第3阶参数且包括第3阶参数或高于第3阶的参数相关联。
47.根据方面29至42中任一项所述的方法，所述方法还包括：
经由透镜模型，将像差波前参数转换为透镜调整参数；以及
基于透镜调整参数，致动图案形成设备的光学系统。
48.一种确定图案形成设备的透镜致动器设定的方法，所述方法包括：
获得透镜评价函数和指派至与图案形成设备相关联的残余像差波前的参考值；以及
经由图案形成设备的透镜模型，使用透镜评价函数和参考值，基于最小化透镜评价函数，确定来自图案形成设备的透镜致动器空间的透镜致动器设定，透镜评价函数包括与残余像差波前相关联的光刻指标。
49.根据方面48所述的方法，其中基于光刻评价函数来确定透镜评价函数，所述光刻评价函数包括：
边缘放置误差，所述边缘放置误差与待成像在衬底上的图案相关联；和
图案放置误差，所述图案放置误差是层中的特征的相互移位，所述相互移位是相对于衬底上的参考位置来说的。
50.根据方面48至49中任一项所述的方法，其中光刻指标是至少第2阶的边缘放置误差(EPE)和/或至少第2阶的图案放置误差(PPE)的函数，其中EPE和/或PPE由于透镜致动器设定的改变所导致的。
51.根据方面48至50中任一项所述的方法，其中参考值与光刻评价函数的全局最小值处或周围的一个或更多个点相关联。
52.根据方面48至51中任一项所述的方法，其中光刻指标限定透镜致动器空间中的超平面，所述超平面提供光刻指标与透镜致动器空间的至少两个致动器设定之间的关系。
53.根据方面48至52中任一项所述的方法，其中确定透镜致动器设定是迭代过程，迭代包括：
使用透镜致动器空间的子集来执行透镜模型以确定像差波前；
使用所确定的像差波前来确定光刻指标和透镜评价函数；
确定透镜评价函数和/或光刻指标相对于透镜致动器空间的梯度；以及
基于透镜评价函数和/或光刻指标的梯度来选择导致透镜评价函数和/或光刻指标在后续迭代中减小的透镜致动器空间的另一子集。
54.根据方面46至53中任一项所述的方法，其中光刻指标是残余像差波前、和/或与给定透镜致动器设定相关联的所测量的波前的敏感度的函数，参照图案化过程的评价函数来确定所述敏感度。
55.根据方面54的方法，其中确定透镜致动器设定包括：
计算像差波前和/或与透镜致动器空间相关联的所测量的波前的敏感度；以及
基于敏感度来确定作为透镜致动器空间的子集的透镜致动器设定，使得透镜致动器空间的子集最小化所述光刻指标。
56.根据方面55中任一项所述的方法，其中像差波前由泽尼克多项式表示。
57.根据方面56所述的方法，其中根据图案形成设备的校正潜能对泽尼克多项式进行加权。
58.根据方面56至57中任一项所述的方法，其中确定透镜致动器设定包括：
减小与相对较高的像差含量相关联的一个或更多个泽尼克多项式的权重。
59.根据方面56至58中任一项所述的方法，其中确定透镜致动器设定包括：
确定透镜致动器空间的子集以平衡归因于透镜指纹和/或反射镜加热的扫描器像差，其中所述平衡基于调整泽尼克多项式的权重。
60.根据方面48至59中任一项所述的方法，其中光刻指标表示与经由图案形成设备成像在衬底上的图案相关联的物理量。
61.根据方面60所述的方法，其中光刻指标表示以下物理量中的至少一个：
与所印制的图案相关联的相对于期望的图案的期望的位置的图案移位，
图案形成设备相对于衬底的聚焦移位，
与图案形成设备相关联的包含散光偏移的聚焦移位，
所印制的图案的顶部和底部处的临界尺寸的非对称性，或
与所印制的图案相关联的边缘放置误差。
62.根据方面48至61中任一项所述的方法，其中透镜致动器设定包括与偏移、倾斜、曲率、和/或与关联于泽尼克多项式的至多第3阶参数并包括第3阶参数或高于第3阶的参数相关联的值。
本文中所公开的概念可以对用于使子波长特征成像的任何通用成像系统进行模拟或数学建模，并且尤其可以适用于能够产生越来越短波长的新兴成像技术。已经在使用中的新兴技术包括能够通过使用ArF激光器来产生193nm波长且甚至能够通过使用氟激光器来产生157nm波长的EUV(极紫外线)、DUV光刻。此外，EUV光刻能够通过使用同步加速器或通过使用高能电子来射到材料(固体或等离子体)以产生在20nm至5nm的范围内的波长，以便产生这个范围内的光子。
虽然本文中所公开的概念可以用于在诸如硅晶片之类的衬底上成像，但应理解，所公开的概念可以与任何类型的光刻成像系统一起使用，例如用于在除硅晶片外的衬底上成像的那些光刻成像系统。
以上描述意图为说明性而不是限制性的。因此，本领域技术人员将明白，可以在不背离以下所阐明的权利要求的范围的情况下如所描述来进行修改。

Claims (15)

1.一种包括指令的计算机可读的非暂时性存储介质，所述指令能够在计算机系统上执行以实现计算机实施的用于确定图案化过程的图案形成设备的波前的方法，所述方法包括：
获得(i)参考设备的参考性能、(ii)被配置成将波前的波前参数转换为致动器移动的图案形成设备的透镜模型、和(iii)调谐扫描器的透镜指纹；以及
基于所述调谐扫描器的所述透镜指纹、所述透镜模型、和成本函数，确定所述波前参数，其中所述成本函数包括所述参考性能与调谐扫描器性能之间的差。
2.根据权利要求1所述的非暂时性存储介质，其中确定所述波前参数是迭代过程，迭代包括：
经由使用所述调谐扫描器的所述透镜指纹对所述透镜模型的模拟，产生初始波前；
根据所述初始波前来确定衬底图案；
根据所述衬底图案来确定调谐性能；
基于所述调谐性能和所述参考性能来评估所述成本函数；以及
基于所述成本函数的梯度来调整所述初始波前的所述波前参数，以便改善所述成本函数。
3.根据权利要求1所述的非暂时性存储介质，其中所述波前包括所述调谐扫描器的所述透镜指纹和所述透镜模型的性能指纹。
4.根据权利要求3所述的非暂时性存储介质，其中调整所述波前参数还基于所述透镜模型的所述性能指纹。
5.根据权利要求2所述的非暂时性存储介质，其中确定所述衬底图案包括：使用所述初始波前或调整后的波前，对所述图案化过程的过程模型进行模拟，和/或
其中所述过程模型包括：
掩模模型，所述掩模模型被配置成基于掩模图案来预测掩模图像；
光学模型，所述光学模型被配置成根据所述掩模图案来预测空间图像；和/或
抗蚀剂模型，所述抗蚀剂模型被配置成根据所述空间图像来预测抗蚀剂图像。
6.根据权利要求2所述的非暂时性存储介质，其中确定所述衬底图案包括：
经由量测工具接收曝光后的衬底的衬底测量结果，其中使用所述初始波前或调整后的波前来曝光所述衬底；和
基于来自所述衬底测量结果的轮廓提取来确定所述衬底图案。
7.根据权利要求1所述的非暂时性存储介质，其中所述成本函数被最小化或最大化。
8.根据权利要求1所述的非暂时性存储介质，其中所述成本函数是边缘放置误差、CD和/或边缘放置的公差带内的误差。
9.根据权利要求1所述的非暂时性存储介质，其中所述透镜模型包括与对应于波前参数的调谐扫描器的校正限制相关的约束。
10.根据权利要求1所述的非暂时性存储介质，其中所述波前参数包括与所述图案形成设备的光学系统相关联的偏移、倾斜、曲率、和/或至多第三阶参数。
11.根据权利要求1所述的非暂时性存储介质，其中所述波前是贯穿狭缝波前。
12.根据权利要求11所述的非暂时性存储介质，其中所述狭缝具有矩形形状。
13.根据权利要求1所述的非暂时性存储介质，其中所述波前由跨过狭缝的泽尼克多项式表示。
14.根据权利要求13所述的非暂时性存储介质，其中所述波前参数被表述为泽尼克系数的向量。
15.根据权利要求1所述的非暂时性存储介质，所述方法还包括：
经由所述透镜模型，将所述波前参数转换为所述致动器移动；以及
基于所述致动器移动，致动所述调谐扫描器的光学系统。
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