CN112602007A

CN112602007A - 匹配光瞳确定

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Publication number: CN112602007A
Application number: CN201980055414.5A
Authority: CN
Inventors: A·B·范奥斯汀
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2018-08-24
Filing date: 2019-08-12
Publication date: 2021-04-02
Anticipated expiration: 2039-08-12
Also published as: KR20210037696A; CN112602007B; WO2020038756A1; KR102665204B1; US20210302844A1; EP3614194A1; CN117950277A; US11460782B2; KR20240059632A; US20220404718A1

Abstract

本文中所描述的是一种用于减少设备性能变化的方法。所述方法包括：获得(i)参考设备(例如参考扫描器)的参考性能(例如CD)、(ii)从被选择用以再现所述参考性能的设备(例如，待匹配的扫描器)的多个光瞳琢面反射镜的多个自由度中所选择的一组初始引导自由度、以及(iii)与所述图案化过程的基于所述一组初始引导自由度来指示所述设备的性能的一个或更多个参数有关的曝光数据(例如CD、重叠、聚焦等)；和基于所述一组初始引导自由度来确定所述设备的匹配光瞳、和所述曝光数据，使得所述匹配光瞳减少所述设备的性能与所述参考性能之间的差异。

Description

匹配光瞳确定

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年8月24日提交的欧洲申请18190862.5的优先权，所述申请的全部内容通过引用而被合并入本文中。

技术领域

本公开涉及改进器件制造过程的性能的技术。所述技术可以与光刻设备或量测设备结合使用。

背景技术

光刻设备是将期望的图案施加至衬底的目标部分上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造中。在该情形下，替代地被称作掩模或掩模版的图案形成装置可以用于产生与IC的单层对应的电路图案，并且这种图案可以被成像至具有辐射敏感材料(抗蚀剂)层的衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括管芯的部分、一个管芯或若干管芯)上。通常，单个衬底将包含被连续曝光的相邻目标部分的网络。已知光刻设备包括：所谓的步进器，其中通过一次性将整个图案曝光至每个目标部分上来照射所述目标部分；和所谓的扫描仪，其中通过在给定方向(“扫描”方向)上经由束对图案进行扫描的同时平行于或反向平行于这种方向同步地扫描衬底来照射每个目标部分。

在将电路图案从图案形成装置转印至衬底之前，衬底可以经历各种工序，诸如涂底漆、抗蚀剂涂覆和软焙烤。在曝光之后，衬底可能经受其它过程，诸如曝光后焙烤(PEB)、显影、硬焙烤，和转印后的电路图案的测量/检查。工序的这种阵列被用作制造例如IC的装置的单个层的基础。衬底随后可以经历各种过程，诸如蚀刻、离子植入(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等，所有过程都预期最终完成所述器件的单个层。如果在器件中需要若干层，则针对每个层重复整个工序或其变型。最终，在衬底上的每个目标部分中将存在器件。随后通过诸如切块或锯切之类的技术使这些器件彼此分离，由此可以将单独的器件安装在载体上、连接至针脚，等等。

因而，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植入来制造和处理这些层和特征。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成单独的器件。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进行图案化步骤，诸如光学光刻和/或纳米压印光刻，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、使用蚀刻设备而使用图案进行蚀刻，等等。

发明内容

根据实施例，提供一种用于减少设备性能变化的方法。所述方法包括：获得(i)参考设备的参考性能、(ii)从被选择用以再现所述参考性能的设备的多个光瞳琢面反射镜的多个自由度中所选择的一组初始引导自由度、以及(iii)与所述图案化过程的基于所述一组初始引导自由度来指示所述设备的性能的一个或更多个参数有关的曝光数据；和由计算机系统基于所述一组初始引导自由度和所述曝光数据来确定所述设备的匹配光瞳，使得所述匹配光瞳减少所述设备的性能与所述参考性能之间的差异。

在实施例中，所述匹配光瞳是与所述一组初始引导自由度相对应的所述多个光瞳琢面反射镜的子集和/或整个集合。

在实施例中，确定所述匹配光瞳是迭代过程，迭代包括：基于所述设备的性能与所述参考性能之间的差异来改变所述多个光瞳琢面反射镜的所述一组引导自由度中的一个或更多个自由度；根据与改变后的光瞳琢面反射镜相对应的所述曝光数据来获得当前性能；和确定所述当前性能与所述参考性能之间的当前差异。

在实施例中，改变一个或更多个自由度包括：与所述一组引导自由度相对应的一个或更多个反射镜的方向和/或强度的改变。

在实施例中，基于用于再现所述参考性能的所述设备的所述多个光瞳琢面反射镜的自由度中的每个自由度的灵敏度来选择所述一组初始引导自由度。

在实施例中，所述一组初始引导自由度是用于再现所述参考性能的所述设备的所述多个光瞳琢面反射镜的所述多个自由度的子集和/或整个集合。

在实施例中，针对所述一组初始引导自由度的线性组合来获得所述曝光数据。

在实施例中，所述参考性能是所述参考设备的与所述设备不同的性能。

在实施例中，所述参考性能是在所述图案化过程的特定时间处确定的所述设备的性能。

在实施例中，所述设备的性能和所述参考设备的所述参考性能与所述图案化过程的包括临界尺寸和/或重叠的参数有关。

在实施例中，所述匹配光瞳使所述设备的性能与所述参考性能之间的差异最小化。

在实施例中，所述方法还包括：基于所述图案化过程的所述设备的所述匹配光瞳来调整所述设备的性能。

在实施例中，所述图案化过程的所述设备是光刻设备。

此外，根据实施例，提供一种用于减少设备性能变化的方法。所述方法包括：获得(i)参考设备的参考性能、和(ii)位于衬底水平处的设备的多个光瞳琢面反射镜中的反射镜的光瞳测量；由计算机系统来确定基于所述光瞳测量的成像数据和基于所述成像数据的性能；以及由所述计算机系统来确定所述设备的匹配光瞳，使得所述匹配光瞳减少所述设备的性能与所述参考性能之间的差异。

在实施例中，确定所述匹配光瞳是迭代过程，迭代包括：改变所述多个光瞳琢面反射镜的一个或更多个自由度；经由建模/模拟，计算基于改变后的光瞳琢面反射镜的当前空间图像和当前性能；和确定所述当前性能与所述参考性能之间的当前差异。

在实施例中，改变一个或更多个自由度包括：所述多个光瞳琢面反射镜中的一个或更多个反射镜的方向和/或强度的改变。

在实施例中，所述光瞳测量包括所述多个光瞳琢面反射镜中的一个或更多个反射镜的强度和/或方向。

在实施例中，从参考设备的参考成像数据来测量所述参考性能，所述参考设备不同于所述设备。

在实施例中，根据在所述图案化过程的特定时间所确定的所述设备的参考成像数据来测量所述参考性能。

在实施例中，通过将所述多个光瞳琢面反射镜中的每个反射镜的空间图像叠加来产生所述参考成像数据。

在实施例中，通过建模和/或模拟、针对位于衬底水平处的远场部位来产生所述空间图像。

在实施例中，通过将所述多个光瞳琢面反射镜中的每个反射镜的空间图像叠加来产生所述图像数据，所述空间图像是基于所述多个光瞳琢面反射镜中的每个反射镜的所述强度测量来计算的。

在实施例中，所述性能和所述参考性能与包括临界尺寸和/或重叠的所述图案化过程的参数有关。

在实施例中，所述图案化过程的所述设备是光刻设备。

本文中披露了一种计算机程序产品，包括其上记录有指令的计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施本文中的方法。

说明性实施方式的上文的总体描述及其下文的详细描述仅是本公开的教导的示例性方面，并且不是限制性的。

附图说明

图1示意性地描绘根据实施例的光刻设备。

图2示意性地描绘光刻单元或簇的实施例。

图3示意性地描绘示例检查设备和量测技术。

图4示意性地描绘示例检查设备。

图5图示了检查设备的照射斑与量测目标之间的关系。

图6示意性地描绘基于测量数据导出多个关注的变量的过程。

图7示出处理变量的示例类别。

图8示意性地示出根据实施例的用于方法的流程。

图9示意性地示出根据实施例的用于方法的流程。

图10是用于根据实施例确定匹配光瞳的流程图。

图11是用于根据实施例确定匹配光瞳的另一方法的流程图。

图12A图示了根据实施例的示例参考光瞳。

图12B图示了根据实施例的示例匹配光瞳。

图13是示例性算机系统的框图。

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具有指导性的。

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、EUV或DUV辐射)；

-支撑结构(例如，掩模台)MT，所述支撑结构被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准确地定位图案形成装置的第一定位装置PM；

-衬底台(例如，晶片台)WT(例如，WTa、WTb或两者)，所述衬底台被构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W且被连接至被配置成根据某些参数准确地定位衬底的第二定位装置PW；以及

-投影系统(例如，折射式投影透镜系统)PS，所述投影系统被配置成将通过图案形成装置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常常被称作场)上，所述投影系统被支撑在参考框架(RF)上。

如这里描绘的，所述设备属于透射类型(例如，使用透射式掩模)。替代地，所述设备可以属于反射类型(例如，使用如上文提及的类型的可编程反射镜阵列，或使用反射式掩模)。

照射器IL从辐射源SO接收辐射束。例如，当源为准分子激光器时，源和光刻设备可以是分立的实体。在这样的情况下，不将源视为形成光刻设备的部分，并且借助于包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD将辐射束从源SO传递至照射器IL。在其它情况下，例如当源为汞灯时，所述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(在需要时)可以被称作辐射系统。

照射器IL可以改变束的强度分布。照射器可以被布置成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。另外或替代地，照射器IL可以是可操作的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距间隔开的区段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AM。通常，可以调整照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部径向范围和/或内部径向范围(通常分别被称作σ-外部和σ-内部)。照射器IL可以是可操作的以改变束的角分布。例如，照射器可以是可操作的以改变强度分布是非零的光瞳平面中的区段的数目和角度范围。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，诸如偶极、四极或六极分布。可以例如通过将提供期望的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所述照射模式。

照射器IL可以是可操作的以改变束的偏振且可以是可操作的以使用调整器AM来调整偏振。跨越照射器IL的光瞳平面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允许在形成在衬底W上的图像中实现较大的对比度。辐射束可以是非偏振的。替代地，照射器可以被布置成使辐射束线性地偏振。辐射束的偏振方向可以跨越照射器IL的光瞳平面而变化。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是不同的。可以依赖于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通常可以垂直于照射器IL的光瞳平面中的所述极的位置矢量。例如，对于偶极照射模式，辐射可以在大体上垂直于平分偶极的两个相对区段的线的方向上线性地偏振。辐射束可以在两个不同的正交方向中的一个正交方向上偏振，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，每个极的区段中的辐射可以在大体上垂直于平分所述区段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，每个极的区段中的辐射可以在大体上垂直于平分所述区段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。

此外，照射器IL通常包括各种其它部件，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，诸如折射式、反射式、磁性式、电磁式、静电式或其它类型的光学部件，或其任何组合。

因此，照射器提供在横截面中具有期望的均一性和强度分布的调节后的辐射束B。

支撑结构MT以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计和诸如图案形成装置是否保持于真空环境中之类的其它条件的方式支撑图案形成装置。支撑结构可以使用机械、真空、静电或其它夹持技术以保持图案形成装置。支撑结构可以是例如框架或台，其可以根据需要是固定的或可移动的。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。本发明中对术语“掩模版”或“掩模”的任何使用都可以被视为与更上位的术语“图案形成装置”同义。

本发明中所使用的术语“图案形成装置”应被广泛地解释为是指可以用于在衬底的目标部分中赋予图案的任何装置。在实施例中，图案形成装置是可以用于在辐射束的横截面中向辐射束赋予图案以便在衬底的目标部分中产生图案的任何装置。应注意，例如，如果被赋予至辐射束的图案包括相移特征或所谓的辅助特征，则所述图案可能不会准确地对应于衬底的目标部分中的期望的图案。通常，被赋予至辐射束的图案将对应于在目标部分中产生的器件(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。掩模在光刻术中是众所周知的，并且包括诸如二元、交变相移和衰减相移的掩模类型，以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的示例使用小反射镜的矩阵布置，所述小反射镜中的每个小反射镜可以单独地倾斜，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。

本发明中所使用的术语“投影系统”应被广泛地解释为涵盖如适于所使用的曝光辐射或适于诸如浸没液体的使用或真空的使用之类的其它因素的任何类型的投影系统，包括折射式、反射式、反射折射式、磁性式、电磁式和静电式光学系统，或其任何组合。本发明中对术语“投影透镜”的任何使用都可以被视为与更上位的术语“投影系统”同义。

投影系统PS具有可以是非均一且可能影响成像至衬底W上的图案的光学传递函数。对于非偏振辐射，这样的效应可以由两个纯量映射相当良好地描述，所述两个纯量映射描述作为射出投影系统PS的辐射的光瞳平面中的位置的函数的所述辐射的透射(变迹)和相对相位(像差)。可以将能够被称作透射映射和相对相位映射的这些纯量映射表达为基底函数的全集的线性组合。特别适宜的集合为泽尼克多项式，所述泽尼克多项式形成在单位圆上定义的正交多项式集合。每个纯量映射的确定可以涉及确定这种展开式中的系数。由于泽尼克多项式在单位圆上正交，因此可以通过依次计算所测量的纯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将针对每个场点(即，针对投影系统的像平面中的每个空间部位)具有不同的泽尼克展开式。可以通过经由投影系统PS投影例如来自投影系统PS的物平面(即，图案形成装置MA的平面)中的类点源的辐射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，并且因此有利地，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的像平面(即，衬底台WT)中的衍射光栅(例如二维栅格)，和被布置成检测与投影系统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与在剪切方向上的光瞳平面中的坐标的导数有关。检测器可以包括诸如电荷耦合装置(CCD)之类的感测元件的阵列。

光刻设备的投影系统PS可能不产生可见条纹，并且因此可以使用相位步进技术(诸如，移动衍射光栅)来增强波前确定的准确度。可以在衍射光栅的平面中且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方向上执行三次扫描测量，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有效地将相位变化转换成强度变化，从而允许确定相位信息。光栅可以在垂直于衍射光栅的方向(z方向)上步进以校准检测器。

可以在两个垂直方向上依序地扫描衍射光栅，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角度(诸如45度)。可以在整数个光栅周期(例如，一个光栅周期)内执行扫描。扫描对在一个方向上的相位变化求平均值，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投影例如来自投影系统PS的物平面(即，图案形成装置MA的平面)中的类点源的辐射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)。可以使用与用于测量波前以确定像差的检测器相同的检测器。

投影系统PS可以包括多个光学(例如，透镜)元件，并且还可以包括被配置成调整所述光学元件中的一个或更多个光学元件以便校正像差(跨越整个场的光瞳平面的相位变化)的调整机构AM。为实现这种调整，所述调整机构可以是可操作的以用一种或更多种不同的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。所述投影系统可以具有一坐标系，其中所述投影系统的光轴在z方向上延伸。调整机构可以是可操作的以进行以下各项的任何组合：使一个或更多个光学元件移位；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。光学元件的移位可以在任何方向(x、y、z或其组合)上进行。光学元件的倾斜通常在垂直于光轴的平面外，通过绕x和/或y方向上的轴线旋转而进行，但对于非旋转对称的非球面光学元件来说可以使用绕z轴的旋转。光学元件的变形可以包括低频形状(例如，像散)和/或高频形状(例如，自由形式非球面)。可以例如通过使用一个或更多个致动器以对光学元件的一侧或更多侧施加力和/或通过使用一个或更多个加热元件以对光学元件的一个或更多个选定区进行加热来执行光学元件的变形。通常，不可能调整投影系统PS以校正变迹(跨越光瞳平面的透射变化)。可以在设计用于光刻设备LA的图案形成装置(例如，掩模)MA时使用投影系统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)或更多个台(例如，两个或更多个衬底台WTa、WTb，两个或更多个图案形成装置台，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。在这些“多平台”机器中，可以并行地使用额外的台，或可以在一个或更多个台上进行预备步骤的同时将一个或更多个其它台用于曝光。例如，可以使用对准传感器AS进行对准测量和/或使用水平传感器(或水准传感器)LS进行水平(高度、倾角等)测量。

光刻设备也可以属于如下类型：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的，用于增加投影系统的数值孔径。本发明中所使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底之类的结构必须浸没在液体中，而是仅意味着液体在曝光期间位于投影系统与衬底之间。

因此，在光刻设备的操作中，辐射束由照射系统IL调节和提供。辐射束B入射至保持在支撑结构(例如，掩模台)MT上的图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且通过图案形成装置被图案化。在已横穿图案形成装置MA的情况下，辐射束B穿过投影系统PS，所述投影系统将所述束聚焦至衬底W的目标部分C上。借助于第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉装置、线性编码器、2-D编码器或电容式传感器)，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，第一定位装置PM和另一位置传感器(在图1中未明确地描绘)可以用于相对于辐射束B的路径准确地定位图案形成装置MA，例如在从掩模库机械获取之后或在扫描期间。通常，可以借助于形成第一定位装置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装置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(相对于扫描仪)的情况下，支撑结构MT可以仅连接至短行程致动器，或可以是固定的。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。尽管如所图示的衬底对准标记占据专用目标部分，但所述标记可以位于目标部分之间的空间中(这些标记被称为划线对准标记)。类似地，在多于一个管芯被提供在图案形成装置MA上的情形中，图案形成装置对准标记可以位于所述管芯之间。

可以在以下模式中的至少一个模式下使用所描绘的设备：

1.在步进模式下，在使支撑结构MT和衬底台WT保持基本上静止的同时将赋予至辐射束的整个图案一次性投影至目标部分C上(即，单次静态曝光)。随后，使衬底台WT在X和/或Y方向上偏移，使得可以曝光不同的目标部分C。在步进模式下，曝光场的最大大小限制单次静态曝光中成像的目标部分C的大小。

2.在扫描模式下，同步地扫描支撑结构MT和衬底台WT，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(缩小)放大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。在扫描模式下，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)，而扫描运动的长度确定目标部分的高度(在扫描方向上)。

3.在另一模式下，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，并且移动或扫描衬底台WT，同时将赋予至辐射束的图案投影至目标部分C上。在这种模式下，通常使用脉冲辐射源，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。这种操作模式可以容易地应用至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。

也可以采用上文描述的使用模式的组合和/或变形例，或完全不同的使用模式。

虽然在本文中可以具体参考光刻设备在IC的制造中的使用，但是，应理解，本文中描述的光刻设备可以具有其它应用，诸如集成光学系统的制造、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜薄膜磁头等。本领域技术人员将理解，在这种替代应用的背景下，本文中使用的任何术语“晶片”或“管芯”可以被认为分别与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文中提及的衬底可以在曝光之前或之后例如在轨道或涂覆显影系统(一种典型地将抗蚀剂层施加到衬底上并且对被曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检查工具中进行处理。在可适用的情况下，可以将本文的公开内容应用于这种和其它衬底处理工具中。另外，所述衬底可以被处理一次以上，例如用于产生多层IC，使得本文中使用的术语衬底也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。

在本文中使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，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)以及诸如离子束或电子束之类的粒子束。

图案形成装置上的或由其提供的各种图案可以具有不同的过程窗口，即处理变量的空间(在所述空间下，将在规格内产生图案)。涉及潜在系统性缺陷的图案规格的示例包括对颈缩、线拉回、线薄化、CD、边缘放置、叠置、抗蚀剂顶部损失、抗蚀剂底切和/或桥接的检查。图案形成装置上或其区域上的所有图案的过程窗口都可以通过合并(例如，叠置)每个单独的图案的处理窗口来获得。所有图案的过程窗口的边界都包含一些单独的图案的过程窗口的边界。换句话说，这些单独的图案限制了所有图案的过程窗口。这些图案可以被称为“热斑”或“过程窗口限制图案(PWLP)”，它们在本文中可互换使用。当控制图案化过程的一部分时，关注热斑是可能且经济的。当所述热斑没有缺陷时，很可能所有图案都没有缺陷。

如图2所示，所述光刻设备LA可以构成光刻单元LC的一部分，并且有时称为光刻元或光刻簇，且还包括用于在衬底上进行一个或更多个曝光前和曝光后过程的设备。常规地，这些设备包括：用于沉积一个或更多个抗蚀剂层的一个或更多个旋涂器SC、用于显影曝光后的抗蚀剂的一个或更多个显影剂DE、一个或更多个激冷板CH和/或一个或更多个焙烤板BK。衬底运送装置或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取一个或更多个衬底，在不同的过程设备之间移动衬底，然后将衬底传送到所述光刻设备的进料台LB。这些设备经常被统称为轨道或涂覆显影系统，并且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TCU本身由管理控制系统SCS控制，所述管理控制系统SCS也通过光刻控制单元LACU来控制光刻设备。因此，可以操作不同的设备以最大化生产量和处理效率。

为了使由光刻设备曝光的衬底被正确且一致地被曝光，和/或为了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)，期望检查衬底或其它物体以测量或确定一个或更多个性质，诸如对准、重叠(例如，其可以在重叠层中的结构之间，或在已经例如通过双重图案化过程被分别设置到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。由此，其中定位有光刻单元LC的制造设施也典型地包括量测系统MET，所述量测系统测量已经在所述光刻单元中或在所述光刻单元的其它物体中被处理的所述衬底W中的一些或全部。所述量测系统MET可以是所述光刻单元LC的一部分，例如它可以是所述光刻设备LA(诸如对准传感器AS)的一部分。

一个或更多个所测量的参数可以包括(例如)在图案化衬底中或其上形成的连续层之间的重叠、(例如)在图案化衬底中或其上形成的特征的临界尺寸(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。可以在产品衬底本身的目标上和/或在设置在所述衬底上的专用量测目标上执行所述测量。可以在抗蚀剂的显影之后但在蚀刻之前执行所述测量，或者可以在蚀刻之后执行所述测量。

存在用于对所述图案化过程中形成的结构进行测量的各种技术，包括使用扫描电子显微镜、基于图像的测量工具和/或各种专用工具。如上文论述的，快速且非侵入式的专用量测工具是这样一种工具：其中辐射束被引导到衬底表面上的目标上，并且测量散射(衍射/反射)束的属性。通过评估由所述衬底散射的辐射的一个或更多个性质，可以确定所述衬底的一个或更多个性质。这可以被称为基于衍射的量测。所述基于衍射的量测的一种这样的应用是在目标内的特征不对称性的测量中。例如，这可以用作重叠的量度，但是其它应用也是已知的。例如，可以通过比较衍射光谱的相对部分来测量不对称性(例如，比较周期性光栅的衍射光谱中的-1阶和+1阶)。这可以如上文描述的并且如在美国专利申请公开出版物US 2006-066855中所描述的那样完成，所述专利申请的全部内容通过引用并入本文中。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。这些技术可以使用下文所描述的设备和方法。

因此，在器件制备过程(例如图案化过程或光刻过程)中，衬底或其它物体可以在所述过程期间或之后经受各种类型的测量。所述测量可以确定特定的衬底是否有缺陷，可以对所述过程中使用的过程和设备建立调整(例如，在所述衬底上对准两个层或者将所述图案形成装置与所述衬底对准)，可以测量所述过程和所述设备的性能，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、ASML SMASH量测系统)、机械测量(例如使用触笔、原子力显微镜(AFM)进行绘制)和/或非光学成像(例如扫描电子显微镜(SEM))。如美国专利号6,961,116(其全部内容通过引用并入本文)中所描述的SMASH(智能对准传感器混合)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重叠且相对旋转的图像，检测光瞳平面中的强度(在所述光瞳平面中，图像的傅里叶变换导致干涉)，并根据两个图像的衍射阶之间的相位差(其表现为干扰后的阶中的强度变化)提取位置信息。

量测结果可以被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进行调整(特别是在检查可以迅速且足够快地完成使得所述批次的一个或更多个其它衬底仍然处于待曝光的情况下)和/或对被曝光的衬底的后续曝光进行调整。此外，已经被曝光的衬底可以被剥离和返工以改善良率，或被废弃，由此避免对已知有缺陷的衬底执行进一步处理。在衬底的仅一些目标部分是有缺陷的情况下，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，使用量测设备以确定衬底的一个或更多个属性，并且尤其是确定不同衬底的一个或更多个属性如何变化，或同一衬底的不同层的属性如何在不同层间变化。如上文指出的述，所述量测设备可以被集成到光刻设备LA或光刻单元LC中，或可以是独立的装置。

为了能够实现量测，可以在衬底上设置一个或更多个目标。在实施例中，所述目标是专门设计的并且可以包括周期性结构。在实施例中，所述目标是器件图案的一部分，例如所述器件图案的周期性结构。在实施例中，所述器件图案是存储器件的周期性结构(例如双极晶体管(BPT)、共享位总线(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)，这些周期性结构被印制成使得在显影之后，周期性结构特征由实体抗蚀剂线形成。在实施例中，所述目标可以包括一个或更多个2-D周期性结构(例如光栅)，这些周期性结构被印制成使得在显影之后，一个或更多个周期性结构由抗蚀剂中的实体抗蚀剂柱或通孔构成。栅条、柱或通孔可以可替代地被刻蚀至所述衬底中(例如，蚀刻到所述衬底上的一个或更多个层中)。

在实施例中，图案化过程中关注的参数之一是重叠。可以使用暗场散射量测术来测量重叠，其中零阶衍射(对应于镜面反射)被阻挡，并且仅处理较高阶衍射。可以在PCT专利申请公开号WO2009/078708和WO 2009/106279中找到暗场量测术的示例，由此，通过引用而将这些专利申请以其全部内容的方式并入本文中。另外，所述技术的发展已在美国专利申请公开出版物US2011-0027704、US2011-0043791和US2012-0242970中描述，通过引用这些美国专利申请以其全部内容的方式并入本文中。使用衍射阶的暗场检测的基于衍射的重叠能够实现对较小目标的重叠测量。这些目标可能小于照射斑，并且可能被衬底上的产品结构包围。在实施例中，可以在一次辐射捕获中测量多个目标。

图3描绘了示例检查设备(例如散射仪)。它包括将辐射投影到衬底W上的宽带(白光)辐射投影仪2。重新引导的辐射被传递到光谱仪检测器4，所述光谱仪检测器测量镜面反射辐射的光谱10(强度作为波长的函数)，如例如在左下方的曲线图中示出的。根据这种数据，可以通过处理器PU来重构引起所检测的光谱的结构或轮廓，例如通过严格耦合波分析和非线性回归、或通过与如图3的右下方处所示的模拟光谱库的对比来执行所述重构。通常，对于重构，结构的一般形式是已知的，并且根据对于制造所述结构的过程的知识来假定一些变量，从而仅留下所述结构的几个变量将要根据所测量的数据来确定。这种检查设备可以被配置为垂直入射检查设备或倾斜入射检查设备。

如图4中示出了可以使用的另一检查设备。在所述装置中，由辐射源2发射的辐射被使用透镜系统12来准直并通过干涉滤光器13和偏振器17来传输，被部分反射表面16反射，并经由物镜15聚焦成衬底W上的斑S，所述物镜具有期望为至少0.9或至少0.95的高数值孔径(NA)。浸没检查设备(使用相对高折射率的流体，诸如水)甚至可以具有超过1的数值孔径。

如在所述光刻设备LA中，可以设置一个或更多个衬底台以在测量操作期间保持所述衬底W。所述衬底台在形式上可以与图1的所述衬底台WT类似或相同。在检查设备与光刻设备集成在一起的示例中，它们甚至可以是同一衬底台。粗定位器和精定位器可以被提供给第二定位器PW，所述第二定位器被配置成相对于测量光学系统准确地定位所述衬底。提供各种传感器和致动器，例如用以获取关注的目标的位置，并且将关注的目标带入至所述物镜15下方的位置中。典型地，将对横跨所述衬底W的不同部位处的目标进行许多测量。所述衬底支撑件能够在X和Y方向上移动以获取不同目标，并且能够在Z方向上移动以获得相对于所述光学系统的聚焦的所述目标的期望的部位。当(例如)在实践中所述光学系统可能保持大致静止(典型地在X和Y方向上，但也许还在Z方向上)且只有所述衬底移动时，方便的是，把操作考虑和描述成所述物镜好像正在被带到相对于所述衬底的不同部位。假设所述衬底和所述光学系统的相对位置是正确的，则原则上无关紧要的是：衬底和光学系统中的哪一个在现实世界中移动，或者两者都在移动，或者光学系统的一部分正在移动(例如，在Z和/或倾斜方向上)且光学系统的其余部分是静止的与衬底是移动的(例如，在X和Y方向上，而且可选地可以在Z和/或倾斜方向上)组合。

然后，由所述衬底W重新引导的辐射通过部分反射表面16传递到检测器18中，以便检测所述光谱。所述检测器18可以位于后投影式焦平面11中(即，在所述透镜系统15的焦距处)，或者所述平面11可以用辅助光学器件(未示出)重新成像到所述检测器18上。所述检测器可以是二维检测器，从而可以测量衬底目标30的二维角散射光谱。所述检测器18可以是例如CCD或CMOS传感器的阵列，并且可以使用例如每帧40毫秒的积分时间。

例如，可以使用参考束来测量入射辐射的强度。为此，当所述辐射束入射到所述部分反射表面16上时，其一部分作为参考束通过所述部分反射表面16朝向参考反射镜14传输。然后，所述参考束被投影到同一检测器18的不同部分上，或者可替代地被投影到不同的检测器(未示出)上。

一个或更多个干涉滤光器13可用于选择在例如405-790nm或甚至更低(例如200-300nm)的范围内的关注的波长。所述干涉滤光器可以是可调谐的，而不是包括一组不同的滤光器。可以使用光栅来代替干涉滤光器。可以在所述照射路径中设置孔径光阑或空间光调制器(未示出)，以控制所述目标上的辐射入射角范围。

所述检测器18可以测量单个波长(或窄波长范围)下的重新引导的辐射的强度、分别在多个波长下或在一波长范围内积分的强度。此外，所述检测器可以分别测量横向磁偏振辐射和横向电偏振辐射的强度和/或横向磁偏振辐射和横向电偏振辐射之间的相位差。

所述衬底W上的目标30可以是1-D光栅，所述光栅被印制成使得在显影之后，所述栅条由实体抗蚀剂线构成。所述目标30可以是2-D光栅，所述光栅被印制成使得在显影之后，所述光栅由所述抗蚀剂中的实体抗蚀剂柱或通孔构成。所述栅条、柱或通孔可以可替代地被刻蚀至所述衬底中(例如，蚀刻到所述衬底上的一个或更多个层中)。(例如，栅条、柱或通孔的)所述图案对所述图案化过程中的处理的变化(例如，所述光刻投影设备(特别是所述投影系统PS)中的光学像差、聚焦改变、剂量改变等)敏感并且将表现在所印制的光栅的变化中。因此，所印制的光栅的测量数据用于重构所述光栅。所述1-D光栅的一个或更多个参数(诸如线宽和形状)或2-D光栅的一个或更多个参数(诸如柱或通孔的宽度或长度或形状)可以根据印制步骤和/或其它检查过程的知识而输入到由处理器PU执行的重构过程。

除了通过重构来测量参数以外，角分辨散射测量法在产品和/或抗蚀剂图案中特征的不对称性测量中是有用的。不对称性测量的特定应用是用于测量重叠，其中目标30包括彼此叠置的一组周期性特征。例如，在美国专利申请公开出版物US2006-066855中描述了使用图3或图4的仪器的不对称性测量的构思，所述专利申请以其全部内容的形式被并入本文中。简而言之，虽然目标的衍射光谱中的衍射阶的位置仅由目标的周期性确定，但衍射光谱中的不对称性指示了构成所述目标的单独的特征中的不对称性。在图4的仪器中(其中检测器18可以是图像传感器)，衍射阶的这种不对称性看上去直接是由检测器18记录的光瞳图像中的不对称性。可以通过单元PU中的数字图像处理来测量所述不对称性，并且相对于已知的重叠值来校准所述不对称性。

图5图示了典型目标30的平面图，以及图4的设备中的照射斑S的范围。为了获得不受周围结构干扰的衍射光谱，在实施例中，所述目标30是大于所述照射斑S的宽度(例如，直径)的周期性结构(例如，光栅)。斑S的宽度可以小于目标的宽度和长度。换句话说，所述目标被照射“欠填充”，并且所述衍射信号基本上不受来自所述目标本身以外的产品特征等的任何信号的影响。照射布置2、12、13、17可以被配置成提供横跨物镜15的后焦平面的均匀强度的照射。可替代地，通过例如包括照射路径中的孔，照射可以被限制在轴上方向或离轴方向上。

图6示意性地描绘了基于使用量测获得的测量数据确定目标图案30'的一个或更多个关注的变量的值的示例过程。由所述检测器18检测的辐射为目标30'提供了测量辐射分布108。

对于给定的目标30'，可以使用例如数值麦克斯韦尔求解器210从参数化模型206计算/模拟辐射分布208。参数化模型206示出了构成所述目标且与所述目标相关联的各种材料的示例层。所述参数化模型206可以包括针对所考虑的目标的部分的特征和层的一个或更多个变量，这些变量可以被改变和被导出。如图6所示，所述变量中的一个或更多个变量可以包括一个或更多个层的厚度t、一个或更多个特征的宽度w(例如CD)、一个或更多个特征的高度h、和/或一个或更多个特征的侧壁角α。虽然未示出，但是所述一个或更多个变量还可以包括但不限于一个或更多个层的折射率(例如，实数或复数折射率、折射率张量等)、一个或更多个层的消光系数、一个或更多个层的吸光率、显影期间的抗蚀剂损失、一个或更多个特征的占地(footing)、和/或一个或更多个特征的线边缘粗糙度。所述变量的初始值可以是正在被测量的目标预期的初始值。然后，在212处将测量辐射分布108与计算辐射分布208进行比较，以确定两者之间的差异。如果存在差异，则可以改变参数化模型206的一个或更多个变量的值，新的计算辐射分布208与测量辐射分布108进行计算和比较，直到测量辐射分布108与计算辐射分布208之间存在足够的匹配度。此时，参数化模型206的变量的值提供了实际目标30'的几何形状的良好或最佳匹配。在实施例中，当测量辐射分布108与计算辐射分布208之间的差异在容许度阈值内时，则存在足够的匹配。

图案化过程的变量被称为“处理变量”。所述图案化过程可以包括光刻设备中图案的实际转印的上游和下游的过程。图7示出了所述处理变量370的示例类别。第一类别可以是所述光刻设备或在所述光刻过程中使用的任何其它设备的变量310。这种类别的示例包括光刻设备的照射、投影系统、衬底平台等的变量。第二类别可以是在所述图案化过程中执行的一个或更多个程序的变量320。所述类别的示例包括聚焦控制或聚焦测量、剂量控制或剂量测量、带宽、曝光持续时间、显影温度、显影中使用的化学成分等。第三类别可以是所述设计布局及其在图案形成装置中或使用图案形成装置的实施方式的变量330。所述类别的示例可以包括辅助特征的形状和/或部位、通过分辨率增强技术(RET)、掩模特征的CD等施加的调整。第四类别可以是所述衬底的变量340。示例包括抗蚀剂层下方的结构的特性、抗蚀剂层的化学成分和/或实体尺寸等。第五类别可以是图案化过程的一个或更多个变量的时间变化的特性350。所述类别的示例包括高频平台移动(例如频率、振幅等)、高频激光带宽改变(例如频率、振幅等)和/或高频激光波长改变的特性。这些高频改变或移动是高于用以调整基础变量(例如平台位置、激光强度)的机构的响应时间的高频改变或移动。第六类别可以是光刻设备中图案转印上游或下游的过程(诸如旋涂、曝光后焙烤(PEB)、显影、蚀刻、沉积、掺杂和/或封装)的特性360。

如将理解的，这些变量中的许多(如果不是全部)将对图案化过程的参数并且经常是关注的参数产生影响。图案化过程的参数的非限制性示例可以包括临界尺寸(CD)、临界尺寸均一性(CDU)、聚焦、重叠、边缘位置或放置、侧壁角、图案偏移等。经常，这些参数表示与名义值(例如设计值、平均值等)的误差。所述参数值可以是单独的图案的特性的值或一组图案的特性的统计值(例如平均值、方差等)。

可以通过合适的方法确定所述处理变量中的一些或所有的值或与其有关的参数的值。例如，可以从利用各个量测工具(例如，衬底量测工具)获得的数据确定这些值。这些值可以从所述图案化过程中的设备的各个传感器或系统来获得(例如光刻设备的传感器(诸如水平传感器或对准传感器)、光刻设备的控制系统(例如衬底或图案形成装置台控制系统)、涂覆显影系统工具中的传感器等)。这些值可以来自所述图案化过程的操作者。

在图8中图示用于图案化过程的建模和/或模拟部分的示例性流程图。如将理解的，所述模型可以表示不同的图案化过程并且不必包括下文描述的所有模型。源模型1200表示图案形成装置的所述照射光学特性(包括辐射强度分布、带宽和/或相位分布)。所述源模型1200可以表示所述照射的光学特性，包括但不限于数值孔径设定、照射西格玛(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(或西格玛)是所述照射器的外部径向范围。

投影光学器件模型1210表示所述投影光学器件的光学特性(包括由所述投影光学器件引起的所述辐射强度分布和/或所述相位分布的改变)。所述投影光学器件模型1210可以表示所述投影光学器件的光学特性，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。

所述图案形成装置/设计布局模型模块1220捕获所述设计特征如何在所述图案形成装置的图案中布局，并且可以包括所述图案形成装置的细节物理性质的表现，例如，这在美国专利号7,587,704中描述，所述美国专利的全部内容通过引用并入本文中。在实施例中，所述图案形成装置/设计布局模型模块1220表示设计布局(例如，与集成电路的特征相对应的器件设计布局、存储器、电子器件等)的光学特性(包括由给定的设计布局引起的所述辐射强度分布和/或所述相位分布的改变)，其是由所述图案形成装置形成的特征的布置的表现。由于可以改变在所述光刻投影设备中使用的所述图案形成装置，因此期望使所述图案形成装置的光学性质与至少包括所述照射和所述投影光学器件的所述光刻投影设备的其余部分的光学性质分开。模拟的目的经常是准确地预测例如边缘放置和CD，其随后可以与所述所述器件设计进行比较。所述器件设计通常被解释为预OPC图案化器件布局，并且将被提供成标准化数字文件格式(诸如GDSII或OASIS)。

可以根据所述源模型1200、所述投影光学器件模型1210和所述图案形成装置/设计布局模型1220来模拟空间图像1230。空间图像(AI)是衬底水平下的辐射强度分布。所述光刻投影设备的光学性质(例如所述照射、所述图案形成装置和所述投影光学器件的性质)规定所述空间图像。

由所述空间图像曝光衬底上的抗蚀剂层，并且所述空间图像被转印到所述抗蚀剂层以作为其中的潜在的“抗蚀剂图像”(RI)。可以将所述抗蚀剂图像(RI)定义为所述抗蚀剂层中的所述抗蚀剂的溶解度的空间分布。可以使用抗蚀剂模型1240根据所述空间图像1230来模拟抗蚀剂图像1250。可以使用所述抗蚀剂模型根据所述空间图像来计算所述抗蚀剂图像，可以在美国专利申请公开号US2009-0157360中找到这种方案的示例，所述美国专利申请的全部内容通过引用并入本文中。所述抗蚀剂模型典型地描述在抗蚀剂曝光、曝光后焙烤(PEB)和显影期间发生的化学过程的效应，以预测例如形成在所述衬底上的抗蚀剂特征的轮廓，并且所述抗蚀剂模型典型地仅涉及所述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发生的化学过程的效应)在实施例中，所述抗蚀剂层的光学性质(例如，折射率、膜厚度、传播和偏振效应)可以被捕获作为所述投影光学器件模型1210的部分。

因此，通常，所述光学和所述抗蚀剂模型之间的连接是所述抗蚀剂层内的模拟空间图像强度，所述模拟空间图像强度产生于辐射投影到所述衬底上、所述抗蚀剂界面处的折射、以及在所述抗蚀剂膜叠层中的多次反射。通过入射能量的吸收，所述辐射强度分布(空间图像强度)被转化为潜在的“抗蚀剂图像”，所述辐射强度分布还通过扩散过程和各种负载作用而被进一步修改。对于全芯片应用来说足够快速的高效模拟方法通过二维空间图像(和抗蚀剂图像)来逼近所述抗蚀剂叠层中的实际的三维强度分布。

在实施例中，所述抗蚀剂图像可以被用作柱图案转印过程模型模块1260的输入。所述柱图案转印过程模型1260限定一个或更多个柱抗蚀剂显影过程(例如蚀刻、显影等)的性能。

所述图案化过程的模拟可以例如预测在所述抗蚀剂和/或蚀刻图像中的轮廓、CD、边缘放置(例如边缘放置误差)等。因而，所述模拟的目的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。这些值可以与预定设计进行比较一例如校正所述图案化过程、识别所预测的缺陷发生的位置等。预定设计通常被解释为预OPC设计布局，所述预OPC设计布局可以被提供成标准化数字文件格式(诸如GDSII或OASIS，或其他文件格式)。

因而，模型公式化描述了总体过程的大多数(如果不是全部)已知物理和化学过程，并且所述模型参数中的每个模型参数期望与不同的物理或化学效应相对应。因而，所述模型公式化设定了关于模型可以用以模拟所述总制造过程的良好程度的上限。

在图9中图示用于量测过程的建模和/或模拟的示例性流程图。如将理解的，以下模型可以表示不同的量测过程，但不必包括下文描述的所有模型(例如，一些模型可以被组合)。源模型1300表示量测目标的所述照射的光学特性(包括辐射强度分布、辐射波长、偏振等)。所述源模型1300可以表示所述照射的光学特性，包括但不限于波长、偏振、照射西格玛(σ)设定(其中σ(或西格玛)是所述照射器中的照射的径向范围)、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)等。

量测光学器件模型1310表示所述量测光学器件的光学特性，(包括由所述量测光学器件引起的所述辐射强度分布和/或所述相位分布的改变)。所述量测光学器件1310可以表示由量测光学器件对所述量测目标的照射的光学特性，和从所述量测目标的重新引导的辐射朝向所述量测设备检测器的传递的光学特性。所述量测光学器件模型可以表示涉及所述目标的照射和从所述量测目标重新引导的辐射朝向所述检测器的传递的各种特性，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。

量测目标模型1320可以表示有所述量测目标重新引导的照射的光学特性(包括由所述量测目标引起的所述照射辐射强度分布和/或相位分布的改变)。因而，所述量测目标模型1320可以对照射辐射到由所述量测目标至重新引导的辐射的转换进行建模。因而，所述量测目标模型可以对从所述量测目标重新引导的辐射的得到的照射分布进行模拟。所述量测目标模型可以表示涉及所述目标的照射和从所述量测重新引导的辐射的产生的各种特性，包括一个或更多个折射率、所述量测的一个或更多个实体大小、所述量测目标的实体布局等。由于可以改变所使用的所述量测目标，因此期望使所述量测目标的光学性质与包括至少所述照射和投影光学器件和所述检测器的其余量测设备的光学性质分开。模拟的目标常常用于准确地预测例如强度、相位等，其可以接着用于导出图案化过程的关注的参数，诸如重叠、CD、聚焦等。

可以根据所述源模型1300、所述量测光学器件模型1310和所述量测目标模型1320来模拟光瞳或空间图像1330。光瞳或空间图像是所述检测器水平处的辐射强度分布。所述量测光学器件和量测目标的光学性质(例如，所述照射、所述量测目标和所述量测光学器件的性质)规定所述光瞳或空间图像。

所述量测设备的检测器被曝光至所述光瞳或空间图像且检测所述光瞳或空间图像的一个或更多个光学性质(例如强度、相位等)。检测模型模块1320表示如何通过所述量测设备的所述检测器来检测来自所述量测光学器件的辐射。所述检测模型可以描述所述检测器如何检测所述光瞳或空间图像，并且可以包括信噪比、对所述检测器上的入射辐射的敏感度等。因此，通常，所述量测光学器件模型与所述检测器模型之间的连接是模拟光瞳或空间图像，其起因于由所述光学器件对所述量测目标的照射、由所述目标对辐射的重新引导和被重新引导的辐射至所述检测器的传递。辐射分布(光瞳或空间图像)通过吸收检测器上的入射能量而变为检测信号。

量测过程的模拟可以例如基于由检测器对光瞳或空间图像的检测而预测检测器处的空间强度信号、空间相位信号等，或预测来自检测系统的其它计算值，诸如重叠、CD等值。因此，模拟的目标用于准确地预测例如对应于量测目标的检测器信号或诸如重叠、CD的导出值。可以将这些值与预期设计值进行比较以例如校正图案化过程，识别预测到将要出现缺陷的位置等。

因而，模型公式化描述了所述总体量测过程的大多数(如果不是全部)已知物理和化学过程，并且所述模型参数中的每个模型参数期望与所述量测过程中的不同的物理和/或化学效应相对应。

如上所述，所述图案化过程可以涉及可以并行操作以产生类似的衬底的一个或更多个设备。在一时间段内，一个或更多个设备的性能可以改变，导致由不同的设备或同一设备所产生的衬底之间的不一致(例如，以同一特征的CD来表示)。所述设备的性能可以根据所述图案化过程的参数来表征。在实施例中，由于在一时间段/处理步骤内一个设备与其它设备之间的光瞳中的差异、或一个设备的光瞳中的差异，则设备的性能可能改变。

设备的光瞳可以是图1的照射器IL的部分，更特别地，如前所述的所述束传递系统BDS。所述光瞳可以由多个光瞳琢面反射镜组成，所述光瞳琢面反射镜可以(例如，通过调整器机构AM)被调整以改变一个或更多个反射镜的强度和/或方向以生成不同的照射图案，诸如偶极、四极等。在一时间段内，当所述光瞳劣化时，同一图案可能针对同一设备而交付/提供不同的性能。同样，一个设备上的光瞳可能与另一设备上不相同，这是因为例如所述设备自身的制造过程或所述光瞳的材料的变化。

可以期望光瞳匹配维持一致的输出(例如，具有期望的图案的衬底，其中不同衬底之间变化最小)，所述一致的输出可以在一时间段期间或在多个图案化步骤期间从不同的设备或同一设备获得。以上公开内容描述了用以获得光瞳匹配的方法。光瞳匹配指的是产生所述设备的与参考性能类似的性能(例如，特征的CD)的设备的光瞳配置(例如，具有某些强度和/或方向的反射镜列表)。在实施例中，在所述图案化过程中，可以在两个设备之间或在同一设备在不同点处执行所述光瞳匹配。

图10是根据本公开的实施例的光瞳匹配方法的流程图。所述光瞳匹配可以基于确定光瞳琢面反射镜的一组初始引导自由度、以及修改/调整所述初始引导DoF(即自由度)，使得所述设备生成非常类似于所述参考性能的性能。

在过程P10中，可以获得参考设备的参考性能1602。所述参考设备可以是所述图案化过程的多个设备中的可以与其余设备的性能相比较的一个设备，和/或所述参考设备可以是其性能可以与其自身在所述图案化过程的不同时间点处(例如，开始、中间、末尾处)相比较的同一设备。

在实施例中，参考性能可以是非常类似于(例如，与期望值相差上下0-5％内)理想和/或设计意图的性能。可以根据与所述图案化过程的一个或更多个参数(例如CD、重叠等)相关联的值或一组值来表达所述性能。例如，所述参考性能可以是特征的期望的CD值(例如，接触孔的10nm的CD，或者栅条或柱的25nm的CD，等等)、与一个或更多个特征相关联的CD值的范围、或典型地用于限定设备的性能的其它设计规格。在实施例中，所述参考性能可以相对于第一设备(例如，所述图案化过程的第一扫描器)来确定，这样的参考性能可以用作第二设备(例如，所述图案化过程的第二扫描器)的参考。这样的参考性能可能接近于理想或不接近于理想，但仅用作参考以使得能够与所述第二设备的性能相匹配。在另一实施例中，所述参考性能可以从所述第二设备在特定时间点(例如，在所述图案化过程的开始)处来确定；这样的参考性能可以用作同一设备在不同时间点(例如，在所述图案化过程的中间处，在产生了500、1000、5000、10,000个晶片的时刻，等等)处的参考。同样，所述参考性能可以从所述第二设备获得，可能接近于理想或不接近于理想，但仅用作参考以使得能够与所述第二设备在不同时间点处的性能相匹配。

在实施例中，可以从由所述第一设备(或所述第二设备例如在所述图案化过程的开始处)产生的衬底来测量所述参考性能(例如通过使用量测工具)。在实施例中，可以在假定理想条件或实际条件的情况下基于工具的数量或其预测，对所述参考数据进行建模和/或模拟。

一旦获得了所述参考性能(例如，对应于特定光瞳琢面反射镜相对于所述第一设备)，则在过程P20中，可以获得产生与所述参考性能匹配的性能(例如，相对于所述第一设备)的所述设备(例如，第二设备)的光瞳数据1620(还称为第一组自由度或参考光瞳数据)。光瞳具有若干自由度(例如，300x300、400x400、500x500、1000x1000、2000x2000、3000x3000等)，每个自由度对应于光瞳琢面反射镜的反射镜的特定(或可能的)状态。所述光瞳琢面反射镜是布置成阵列的一组反射镜，其中每个反射镜可以被连接至由控制器控制的致动装置，所述控制器可以被配置成控制所述反射镜的方向和/或强度。

在实施例中，所述光瞳数据通常指的是反射镜列表、或将要为其确定匹配光瞳的设备(例如，所述第二设备)的所述光瞳琢面反射镜的关注的自由度。例如，所述设备的参考光瞳数据可以是产生与所述参考性能的匹配的反射镜列表以及它们的在所述光瞳琢面反射镜内的配置。所述光瞳数据可以包括所述光瞳琢面反射镜的所有反射镜或它们的子集。此外，对于所述光瞳数据的每个反射镜，每个反射镜的强度、和/或每个反射镜的方向可以被包括在所述光瞳数据中。在实施例中，所述光瞳琢面反射镜的反射镜具有一个或更多个离散状态(例如，“开”或“关”)。因而所述光瞳数据可以包括与特定反射镜相对应的离散状态。此外，所述反射镜的每个状态可以与空间图像相对应。基于与所述光瞳琢面反射镜相对应的单独的空间图像，可以例如通过将所述单独的反射镜的空间图像的求和或叠加来产生所述光瞳的总空间图像。因而，光瞳数据可以包括所述光瞳琢面反射镜的每个反射镜的离散状态、与所述每个反射镜相对应的空间图像、和/或根据所述单独的空间图像构造的总空间图像。在实施例中，反射镜的所述离散状态或反射镜的所述强度值可以与所述衬底的特征的方面(例如，栅条的边缘、接触孔的周缘)相关联。在实施例中，例如经由过程模型(诸如基于所印制的衬底的测量的蚀刻模型和/或抗蚀剂)的模拟，可以建立所述单独的反射镜的离散状态或强度的相互关系。

在实施例中，由每个反射镜所产生的所述空间图像还取决于待被成像在所述衬底上的图案/特征、和光学参数(NA、像差、放大率、变迹、聚焦等)。因而，在实施例中，每反射镜的空间图像还可以与所述光学参数的数据/值相对应或相关联。因而，所述光瞳数据还可以包括每反射镜的这样的空间图像数据。

在实施例中，所述光瞳数据可以被限于基于品质因数的关注区。所述品质因数可以是所述图案化过程的CD、重叠或其它参数的函数。因而，如果对将性能相对于特定图案、或特征的方面(例如边缘)进行的比较加以关注，则所述光瞳数据可以被约束或局限于与所述关注区(例如所述边缘)相关联的反射镜的数据。如此，根据实施例，所述光瞳数据可以直接地产生图像，而不需要使用或参考待被印制在所述衬底上的图案的设计布局。

反射镜列表可以限定期望的照射图案，所述期望的照射图案将最终产生所述设备的所述参考性能。然而，在所述图案化过程期间，所述设备(例如所述第二设备)的性能可能漂移/偏离/可能与另一设备(例如所述第一设备)不一致(例如，由于EUV光刻中的收集器劣化，或由于使用中的光瞳劣化)，如此，可能需要调整与所述参考性能相匹配的所述参考光瞳数据的一个或更多个反射镜以维持或非常类似于所述参考性能。

另外，在过程P30中，可以基于所述参考光瞳数据内的一组初始引导自由度(DoF)来调整所述参考光瞳数据的自由度(例如，反射镜数目和相关的参数，诸如强度和方向)。初始引导DoF 1630指的是具有对于所述设备的性能的相对高的灵敏度/影响的所述参考光瞳数据的一个或更多个反射镜。可以通过对被限定于所述设备的性能与所述光瞳数据之间的关系的建模和/或模拟来识别这样的引导DoF1630。这样的关系可以是本质上统计学的，和/或包括基于建模/模拟的物理学。基于所述建模/模拟，可以确定每个反射镜的对于所述设备的性能的灵敏度。例如，奇异值分解技术可以被用于确定所述性能的每个DoF的灵敏度。在另一示例中，以下方程式可以被用于确定每个DoF的灵敏度：

P＝a₁.DoF₁+a₂.DoF₂+a₃.DoF₃+…+a_n.DoF_n…(1)

在以上方程式(1)中，(i)P指的是性能参数(例如，CD)，(ii)a_n指的是反射镜列表中的第n个反射镜的灵敏度；以及(iii)DoF_n指的是所述自由度。本公开不限于用以确定DoF的灵敏度的以上方程式(1)，并且可以使用与灵敏度分析有关的其它技术，诸如方差分解、偏导数效应、散布图、回归分析、筛选等。

另外，基于每个DoF的灵敏度，可以选择相较于所述反射镜列表内的其它DoF具有相对高灵敏度的所述初始引导DoF。在实施例中，预定编号的DoF可以被选为所述引导DoF，例如，高达总自由度的10％、高达100DoF等。在实施例中，所述引导DoF可以基于灵敏度值自身，例如，可以选择具有高于预定阈值(例如，高于90％)的灵敏度的引导DoF。在另一实施例中，可以基于所述反射镜在所述光瞳琢面反射镜内的部位来选择所述引导DoF。例如，围绕所述光瞳琢面反射镜的中心的反射镜相较于所述光瞳琢面反射镜的周缘处的反射镜可以具有较高的偏好或优先级(例如，相对较高的权重)。在实施例中，例如，在具有400x400 DoF的所述光瞳琢面反射镜内，所选择的引导DoF可以是10、20、30、45等数目的反射镜。

此外，在过程P40中，可以针对一个或更多个衬底获得一个或更多个参数(例如CD、重叠、聚焦等)的曝光数据1640。所述衬底可以被暴露以确定或探测所述光瞳的所述引导DoF(例如10)对所述设备的性能的影响。在实施例中，可以使用所述光瞳数据1620和/或利用所述光瞳数据1620的所述引导DoF 1630来曝光所述一个或更多个衬底。在实施例中，所述探测可以涉及所述引导DoF 1630的线性组合的选择、利用所述引导DoF的所述线性组合来曝光所述一个或更多个衬底、以及测量所述一个或更多个衬底的单次曝光的性能(例如CD值)。例如，如果所述引导DoF包括10个反射镜，则所述线性组合可以包括所有10个反射镜和/或10个反射镜的子集(或子组合)，诸如10个反射镜中的第1个、第3个和第9个反射镜，所述子集甚至可以按照集合来表示，例如[1,3,9]、[2,4,6]、[5,6,7,8]、[1,2,3,4]等等。所述引导DoF的每个线性组合可能导致所述设备的不同的性能。这样的曝光数据1640可以被收集用于在过程P50中进一步确定可以被确定的匹配光瞳。匹配光瞳指的是所述光瞳琢面反射镜中的从所述引导DoF选择的使设备性能非常类似于所述参考性能的一组反射镜。

在过程P50中，基于所述曝光数据1640，可以根据基于所述引导DoF 1630的所述线性组合而获得的性能与所述参考性能1602之间的差异(例如δCD)来确定匹配光瞳1650(例如，所述反射镜的所述线性组合中的一个线性组合)。例如，所述匹配光瞳1650可以是减少(优选地，最小化)所述差异的反射镜列表。因此，通过控制所述匹配光瞳，所述设备(例如所述第二设备)的性能可以大致类似于参考设备(例如所述第一设备)。由此，基于针对使用如上文所论述方法的所述图案化过程的一个或更多个设备的所述匹配光瞳，可以观察到和/或实现遍及所述图案化过程中的一致的性能。

在实施例中，所述匹配光瞳1650的确定可以涉及迭代过程。每次迭代可以包括：改变所述光瞳琢面反射镜的所述引导DoF 1630的一个或更多个自由度；从与改变后的光瞳琢面反射镜相对应的曝光数据获得当前性能；以及确定所述当前性能与所述参考性能之间的当前差异。改变一个或更多个自由度可以包括：沿所述引导自由度的一个或更多个反射镜的方向和/或强度的改变。在实施例中，所述一个或更多个自由度可以是所述引导DoF 1630的线性组合。在实施例中，可以基于所述反射镜在所述光瞳琢面反射镜内的反射镜部位来改变所述一个或更多个自由度。例如，可以改变所述反射镜的强度以形成偶极、四极等照射类型。对于每个照射类型，可以观察到不同的性能。对于每个线性组合，性能相对于所述参考性能的差异可以被存储并被用于确定与最小差异相关联的匹配光瞳。

在实施例中，所述最小差异可以基于与特定特征(例如，具有直径为10nm的接触孔)或多个特征(例如，大小为10nm、15nm、20nm、25nm、40nm、50nm等的接触孔)有关的性能(例如CD)。在实施例中，可以计算多个特征(例如，大小为10nm、15nm、20nm、25nm、40nm、50nm等的接触孔)中的每个特征的性能的差异。然后，在一示例中，所述最小差异可以被定义为每个特征的差异的总和的最小值。例如，对于所述引导DoF的线性组合中的每个线性组合，可以计算多个特征的差异的总和，并且具有差异总和的最小值的所述线性组合可以被选为所述匹配光瞳。

在实施例中，可以使用其它适当的方式来计算所述差异。例如，统计平均值或方差可以被用于计算每个特征的性能的差异。在这样的情况下，最小差异可以与示出每个特征的性能的最小变化的线性组合有关。

此外，所述性能参数可以是所述图案化过程的参数(例如，CD和重叠)的组合。例如，CD为25nm，重叠可以是±0.5nm。在这样的情况下，可以针对每个参数计算出差异并且可以基于一个参数和/或参数组合来确定最小差异。例如，CD的差异、重叠的差异、或CD和重叠两者的差异可以被考虑用于确定所述最小差异。

可以理解，本公开不限于性能参数CD，而是所述图案化过程的其它适当的参数(例如重叠、聚焦等)可以被选择用于确定所述设备的性能。

在实施例中，所述光瞳数据(或所述匹配光瞳数据)可以进一步被用于源优化(SO)过程或源掩模优化(SMO)。例如，所述匹配光瞳可以是基于所述匹配光瞳来确定最优源的源掩模优化模型的输入。在实施例中，在SO或SMO期间，所述光瞳可以被进一步优化。在实施例中，优化后的光瞳可以进一步经由过程模型模拟而被用于确定光学邻近效应校正。

在实施例中，可以根据图11的方法来执行光瞳匹配。根据图11中的方法，所述光瞳匹配可以基于例如在远场处(例如，在衬底水平处)的空间成像数据的计算和比较。在实施例中，所述光瞳匹配可以基于所述光瞳的外观，例如，可以期望使所有所述光瞳琢面反射镜具有特定强度；然而，在一时间段期间，由于劣化，例如，某些反射镜可能具有低强度或零强度。可以例如使用工具(诸如LEUP)来测量所述光瞳处的强度，并且可以通过从所述强度测量数据进行建模和/或模拟(例如，使用投影光学器件模型、空间成像模型等)来重构空间图像。图11的方法可以提供对所述光瞳的内联校准和/或校正，以在一时间段期间维持所述设备的性能，和/或减少(优选地，最小化)所述设备的性能的劣化。

在过程P100中，可以获得和/或产生针对所述光瞳琢面反射镜的所有反射镜的成像数据1710。在实施例中，成像数据1710可以包括由所述光瞳琢面反射镜中的与可以在所述图案化过程期间所使用的掩模相对应的一个或更多个反射镜所产生的远场空间图像的集合(如先前论述的)。在实施例中，可以例如通过使用计算工具(例如，Tachyon工具)进行投影光学器件模型/空间图像模型/图案化过程的建模和/或模拟来获得这样的成像数据。在实施例中，可选地，可以(例如，使用校准后的Zeiss预测器)执行光瞳渲染来获得准确的成像数据。

基于成像数据1710，在过程P200中，可以获得和/或产生与所述图案化过程的参数(例如CD、重叠)相对应的参考性能1720。例如，与所述光瞳琢面反射镜中的每个光瞳琢面反射镜相对应的所述图像数据可以被叠加(或组合/相加)以获得参考图像。在所述参考图像上，可以测量和/或获得所述参考性能1720(例如CD)。

在实施例中，过程P100和P200可以例如在设备的设置平台处离线地执行。

在生产期间，在过程P300中，可以从测量光瞳相关参数(诸如位于所述晶片水平处的所述光瞳琢面反射镜中的每个光瞳琢面反射镜的强度)的光瞳测量量测工具(例如，LEUP)而获得光瞳琢面反射镜的测量1730。这样的测量可以指示所述光瞳琢面反射镜中的一个或更多个反射镜可以具有与例如用于获得所述参考图像数据的理想强度/期望的强度/起始强度(例如，如在过程P100中所使用)不同的强度。例如，一个或更多个反射镜可以是暗的(即，具有约零强度)，一个或更多个反射镜可以具有低强度(例如，小于在过程P100中初始地设置的整个强度的25％)或中等强度(例如，整个强度的约50％)等等。所述光瞳琢面反射镜的强度的这样的变化可以由于所述光瞳琢面反射镜的劣化。所述劣化可以由于例如EUV光刻中的收集器劣化，或仅仅由于所述光瞳反射镜的重复使用。因此，所述设备的劣化后的性能可以被注意到，其引起参数(例如，CD)从期望/设计意图变化。

基于所述测量数据1730，在过程P400中，可以通过建模/或模拟来获得和/或产生成像数据1740，这与在过程P100中类似。取决于所述光瞳琢面反射镜中的每个反射镜的测量，每反射镜的所述图像数据可以例如作为所述光瞳琢面反射镜的强度的函数而改变。例如，如果反射镜具有零强度，则没有图像可以产生，如果反射镜具有低强度，则图像可能变形，或可以在与所述光瞳琢面反射镜相对应的每个图像的图像数据中观察到其它变形。这样的图像数据在被叠加时产生远场空间图像，所述远场空间图像可能不匹配所述参考图像。基于这样的成像数据1740，可以测量和/或获得所述设备的所述性能1742(例如CD)。这样的性能可以不同于所述参考性能1720。

此外，在过程P500中，可以计算和/或获得所述性能1742与所述参考性能1720中的差异。基于所述差异，在过程P600中，可以确定匹配光瞳1760。所述匹配光瞳1760的确定可以涉及调整/校正所述反射镜列表中的一个或更多个反射镜以便减少(优选地，最小化)所述性能与所述参考性能中的差异。所述过程P600可以是涉及在模拟过程期间的若干优化步骤的迭代过程(类似于上文论述的过程P50)。

在每次迭代中，所述过程P600可以包括：改变所述光瞳琢面反射镜的一个或更多个自由度；和经由建模/模拟，计算基于改变后的光瞳琢面反射镜的当前空间图像和当前性能。另外，可以确定所述当前性能与所述参考性能之间的当前差异。在实施例中，对于每次迭代，所述改变可以包括对一个或更多个反射镜中的具有低强度至零强度的反射镜的方向(例如，x/y坐标、倾斜等)的调整/校正，并且可以确定所述改变的当前CD。然后，基于所述CD，可以获得计算CD和参考CD中的差异。另外，根据这些迭代，具有最小的CD差异的反射镜列表可以按照与上文关于所述过程P50论述的类似的方式而被选为所述匹配光瞳1760。在实施例中，所述反射镜列表的优化或选择可以基于蒙特卡洛(Monte Carlo)或分支限界算法。

此外，以上方法可以包括基于所述图案化过程的所述设备的所述匹配光瞳来调整所述设备的性能的过程。例如，可以通过根据本文中确定的所述匹配光瞳来修改所述设备的一个或更多个反射镜的强度，从而执行所述临界尺寸或重叠的调整。

图12A和12B分别图示(例如，所述参考设备的)所述光瞳琢面反射镜1800上的示例参考光瞳1802以及(例如，所述设备的)所述光瞳琢面反射镜1810上的匹配光瞳1812。在图12A中，所述参考光瞳1802可以包括这样的反射镜阵列：其中除了反射镜M24、M25、M26、M27、M34、M37、M44、M47、M54、M55、M56、和M57(具有约零强度(即，暗的))之外大多数反射镜具有高强度(例如约100％)。这样的参考光瞳可以产生如先前关于图10和图11所论述的参考性能。

然而，在执行图10和/或图11的方法之后，可以产生能够与所述参考性能紧密匹配的匹配光瞳(例如，匹配光瞳1812)。所述匹配光瞳可以与所述参考光瞳1812不同或相同(例如，在理想条件下)。所述匹配光瞳1812看起来不同于所述参考光瞳1802。所述参考光瞳1812可以包括具有高强度(例如1)的大多数反射镜，反射镜M22、M23、M37、M38、M47、和M48具有中强度(例如，在范围40％至60％，或通常低于高强度但大于零)，并且反射镜M24、M25、M26、M27、M34、M44、M54、M55、M56和M57可以具有约零强度(即，暗的)。如在示例中示出的，所述匹配光瞳1812的产生导致所述反射镜中的一些反射镜(即，M22、M23、M37、M38、M47、M48)的强度相较于所述参考光瞳1802的改变。

在实施例中，提供一种用于减少设备性能变化的方法。所述方法包括：获得(i)参考设备的参考性能、(ii)从被选择用以再现所述参考性能的设备的多个光瞳琢面反射镜的多个自由度中所选择的一组初始引导自由度、以及(iii)与所述图案化过程的基于所述一组初始引导自由度来指示所述设备的性能的一个或更多个参数有关的曝光数据；和由计算机系统基于所述一组初始引导自由度和所述曝光数据来确定所述设备的匹配光瞳，使得所述匹配光瞳减少所述设备的性能与所述参考性能之间的差异。

在实施例中，基于用于再现所述参考性能的所述设备的所述多个光瞳琢面反射镜的自由度中的每个自由度的灵敏度来选择所述一组初始引导自由度。在实施例中，所述一组初始引导自由度是用于再现所述参考性能的所述设备的所述多个光瞳琢面反射镜的所述多个自由度的子集和/或整个集合。

在实施例中，所述参考性能是所述参考设备的与所述设备不同的性能。在实施例中，所述参考性能是在所述图案化过程的特定时间处确定的所述设备的性能。在实施例中，所述设备的性能和所述参考设备的所述参考性能与所述图案化过程的包括临界尺寸和/或重叠的参数有关。

在实施例中，所述图案化过程的所述设备是光刻设备。

在实施例中，从参考设备的参考成像数据来测量所述参考性能，所述参考设备不同于所述设备。在实施例中，根据在所述图案化过程的特定时间所确定的所述设备的参考成像数据来测量所述参考性能。

在实施例中，所述图案化过程的所述设备是光刻设备。

图13是示出了可以辅助实施本文所披露的方法和流程的计算机系统100的框图。计算机系统100包括总线102或用于通信信息的其他通信机构、以及与总线102联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还包括主存储器106，诸如随机存取存储器(RAM)或其他动态储存装置，其联接到总线102，以用于存储待由处理器104执行的信息和指令。主存储器106还可用于在执行待由处理器104执行的指令期间存储临时变量或其他中间信息。计算机系统100还包括与总线102联接的只读存储器(ROM)108或其他静态储存装置，用于存储用于处理器104的静态信息和指令。提供诸如磁盘或光盘之类的储存装置110，并将其联接到总线102以用于储存信息和指令。

计算机系统100可以经由总线102联接到显示器112，诸如用于向计算机用户显示信息的阴极射线管(CRT)或平板或触摸面板显示器。包括字母数字键和其他键的输入装置114被联接到总线102，以用于将信息和命令选择传递至处理器104。用户输入装置的另一种类型是光标控件116，诸如鼠标、轨迹球或光标方向键，用于将方向信息和命令选择传递给处理器104并且用于控制光标在显示器112上的移动。此输入装置通常在两个轴上具有两个自由度，即第一轴(例如，x)和第二轴(例如，y)，这允许该装置指定平面中的位置。触摸面板(屏幕)显示器也可以用作输入装置。

根据一个实施例，可以由计算机系统100响应于处理器104执行被包含于主存储器106中的一个或更多个指令的一个或更多个序列来执行所述过程的一部分。可以从诸如储存装置110之类的另一计算机可读介质将这样的指令读取到主存储器106内。执行被包含在主存储器106中的指令的序列导致处理器104执行本文所述的过程步骤。也可以采用多处理布置中的一个或更多个处理器来执行被包含于主存储器106中的指令的序列。在替代实施例中，可以使用硬连线电路来代替软件指令、或与软件指令结合使用。因而，本文的描述不限于硬件电路和软件的任何特定组合。

如本文所使用的术语“计算机可读介质”是指参与向处理器104提供指令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，包括构成总线102的线缆。传输介质还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声波或光波。计算机可读介质的常见形式包括，例如，软式磁碟片、挠性磁盘、硬盘、磁带、任何其他磁介质、CD-ROM、DVD、任何其他光学介质、打孔卡、纸带、具有孔图案的任何其他物理介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储器芯片或卡匣、以及下文所述的载波、或可供计算机从中读取的任何其他介质。

各种形式的计算机可读介质可以涉及携载一个或更多个指令的一个或更多个序列至处理器104以供执行。例如，所述指令可以最初承载于远程计算机的磁盘上。所述远程计算机可以将所述指令加载到其动态存储器中，并且使用调制解调器通过电话线路发送指令。计算机系统100本地的调制解调器可以在电话线路上接收数据，并且使用红外发射器将数据转换为红外信号。联接到总线102的红外检测器可以接收在红外信号中所携载的数据，并且将数据置于总线102上。总线102将数据携载至主存储器106，处理器104从主存储器106检索并且执行指令。由主存储器106所接收的指令可以可选地在由处理器104执行之前或之后被储存在储存装置110上。

计算机系统100还期望地包括联接到总线102的通信接口118。通信接口118提供联接到与本地网络122相连接的网络链路120的双向数据通信。例如，通信接口118可以是集成服务数字网络(ISDN)卡或调制解调器，以提供通往对应类型电话线路的数据通信连接。作为另一个示例，通信接口118可以是局域网(LAN)卡，以提供通往兼容LAN的数据通信连接。无线链接也可以被实施。在任何这样的实施方式中，通信接口118发送和接收携带有表示各种类型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通常通过一个或更多个网络提供通往其他数据装置的数据通信。例如，网络链路120可以提供穿过局域网122到主机电脑的连接或到由互联网服务提供商(ISP)126所操作的数据设备的连接。ISP 126继而通过全球封包数据通信网络(现在通常称为“互联网”128)提供数据通信服务。局域网122和互联网128两者都使用携带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上并且通过通信接口118的信号(其携带发送给计算机系统100和来自计算机系统100的数字数据)是传输信息的载波的示例形式。

计算机系统100可以通过网络、网络链接120和通信接口118来发送消息并且接收数据，包括程序代码。在互联网的示例中，服务器130可以通过互联网128、ISP 126、局域网122和通信接口118来传输针对应用程序的所请求的代码。例如，一个这样的下载的应用可以提供实施例的照射优化。所接收到的代码可以在被接收到时由处理器104执行，和/或被储存在储存装置110或其他非易失性储存装置中，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代码。

可以使用以下方面进一步描述所述实施例：

1.一种用于减少设备性能变化的方法，所述方法包括：

获得(i)参考设备的参考性能、(ii)从被选择用以再现所述参考性能的设备的多个光瞳琢面反射镜的多个自由度中所选择的一组初始引导自由度、以及(iii)与所述图案化过程的基于所述一组初始引导自由度来指示所述设备的性能的一个或更多个参数有关的曝光数据；和

由计算机系统基于所述一组初始引导自由度和所述曝光数据来确定所述设备的匹配光瞳，使得所述匹配光瞳减少所述设备的性能与所述参考性能之间的差异。

2.根据方面1所述的方法，其中所述匹配光瞳是与所述一组初始引导自由度相对应的所述多个光瞳琢面反射镜的子集和/或整个集合。

3.根据方面1至2中任一项所述的方法，其中确定所述匹配光瞳是迭代过程，迭代包括：

基于所述设备的性能与所述参考性能之间的差异来改变所述多个光瞳琢面反射镜的所述一组引导自由度中的一个或更多个自由度；

根据与改变后的光瞳琢面反射镜相对应的所述曝光数据来获得当前性能；和

确定所述当前性能与所述参考性能之间的当前差异。

4.根据方面3所述的方法，其中改变一个或更多个自由度包括：与所述一组引导自由度相对应的一个或更多个反射镜的方向和/或强度的改变。

5.根据方面1至4中任一项所述的方法，其中基于用于再现所述参考性能的所述设备的所述多个光瞳琢面反射镜的自由度中的每个自由度的灵敏度来选择所述一组初始引导自由度。

6.根据方面1至5中任一项所述的方法，其中所述一组初始引导自由度是用于再现所述参考性能的所述设备的所述多个光瞳琢面反射镜的所述多个自由度的子集和/或整个集合。

7.根据方面1至6中任一项所述的方法，其中针对所述一组初始引导自由度的线性组合来获得所述曝光数据。

8.根据方面1至7中任一项所述的方法，其中所述参考性能是所述参考设备的与所述设备不同的性能。

9.根据方面1至7中任一项所述的方法，其中所述参考性能是在所述图案化过程的特定时间处确定的所述设备的性能。

10.根据方面1至9中任一项所述的方法，其中所述设备的性能和所述参考设备的所述参考性能与所述图案化过程的包括临界尺寸和/或重叠的参数有关。

11.根据方面1至10中任一项所述的方法，其中所述匹配光瞳使所述设备的性能与所述参考性能之间的差异最小化。

12.根据方面1所述的方法，还包括：基于所述图案化过程的所述设备的所述匹配光瞳来调整所述设备的性能。

13.根据方面12所述的方法，其中所述图案化过程的所述设备是光刻设备。

14.一种用于减少设备性能变化的方法，所述方法包括：

获得(i)参考设备的参考性能、和(ii)位于衬底水平处的设备的多个光瞳琢面反射镜中的反射镜的光瞳测量；

由计算机系统来确定基于所述光瞳测量的成像数据和基于所述成像数据的性能；以及

由所述计算机系统来确定所述设备的匹配光瞳，使得所述匹配光瞳减少所述设备的性能与所述参考性能之间的差异。

15.根据方面14所述的方法，其中确定所述匹配光瞳是迭代过程，迭代包括：

改变所述多个光瞳琢面反射镜的一个或更多个自由度；

经由建模/模拟，计算基于改变后的光瞳琢面反射镜的当前空间图像和当前性能；和

确定所述当前性能与所述参考性能之间的当前差异。

16.根据方面15所述的方法，其中改变一个或更多个自由度包括：所述多个光瞳琢面反射镜中的一个或更多个反射镜的方向和/或强度的改变。

17.根据方面14至16中任一项所述的方法，其中所述光瞳测量包括所述多个光瞳琢面反射镜中的一个或更多个反射镜的强度和/或方向。

18.根据方面14至17中任一项所述的方法，其中从参考设备的参考成像数据来测量所述参考性能，所述参考设备不同于所述设备。

19.根据方面14至18中任一项所述的方法，其中根据在所述图案化过程的特定时间所确定的所述设备的参考成像数据来测量所述参考性能。

20.根据方面18至19中任一项所述的方法，其中通过将所述多个光瞳琢面反射镜中的每个反射镜的空间图像叠加来产生所述参考成像数据。

21.根据方面20所述的方法，其中通过建模和/或模拟、针对位于衬底水平处的远场部位来产生所述空间图像。

22.根据方面14所述的方法，其中通过将所述多个光瞳琢面反射镜中的每个反射镜的空间图像叠加来产生所述图像数据，所述空间图像是基于所述多个光瞳琢面反射镜中的每个反射镜的所述强度测量来计算的。

23.根据方面14至22中任一项所述的方法，其中所述性能和所述参考性能与包括临界尺寸和/或重叠的所述图案化过程的参数有关。

24.根据方面14至20中任一项所述的方法，其中所述匹配光瞳使所述设备的性能与所述参考性能之间的差异最小化。

25.根据方面14所述的方法，还包括：基于所述图案化过程的所述设备的所述匹配光瞳来调整所述设备的性能。

26.根据方面25所述的方法，其中所述图案化过程的所述设备是光刻设备。

27.一种计算机程序产品，包括其上记录有指令的计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施根据方面1至26所述的方法。

本公开的实施例可以用硬件、固件、软件或其任何组合来实现。本公开的实施例还可以被实现为储存在机器可读介质上的指令，该指令可以被一个或更多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于以由机器(例如，计算装置)能够读取的形式存储或传输信息的任何机构。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘储存介质；光学储存介质；闪存器件；电、光、声或其他形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。此外，固件、软件、例程、指令在本文中可被描述为执行某些动作。然而，应当理解，这样的描述仅仅是为了方便，并且这样的动作实际上是由执行实施固件、软件、例程、指令等的计算装置、处理器、控制器、或其他装置引起的。

在框图中，所图示的部件被描绘为离散的功能区块，但实施例不限于本文中描述的功能性如所图示来组织的系统。由部件中的每个部件所提供的功能性可以由软件或硬件模块提供，所述模块以与目前所描绘的方式不同的方式组织，例如，可以掺和、结合、复写、分解、分配(例如，在数据中心内或地理上)，或以另外的不同的方式组织这种软件或硬件。本文中描述的功能性可以由执行储存在有形的非暂时性机器可读介质上的代码的一个或更多个计算机的一个或更多个处理器提供。在一些情况下，第三方内容分发网络可以托管在网络上传送的一些或全部信息，在这种情况下，在一定程度上信息(例如，内容)被认为被供给或以其它方式提供，所述信息可以通过发送指令以从内容分发网络获取所述信息而被提供。

除非另有具体陈述，否则根据所述论述，应理解的是，在整个本说明书中，运用诸如“处理”、“计算”、“确定”等术语的论述是指具体设备(诸如专用计算机、或类似的专用电子处理/计算装置)的动作或过程。

读者应了解，本申请描述若干发明。申请人已将这些发明分组成单个文件，而不是将那些发明分离成多个独立的专利申请，这是因为所述发明的相关主题可以在应用过程中有助于经济性。但不应合并这些发明的不同的优点和方面。在一些情况下，实施例解决本文中提及的所有缺陷，但应理解，所述发明是独立地有用的，并且一些实施例仅解决这些问题的子集或提供其它没有提及的益处，检阅本公开的本领域技术人员将明白所述益处。由于成本约束，目前可能无法主张本文中所披露的一些发明，并且可以在稍后的申请(诸如继续申请或通过修改本权利要求书)中主张所述发明。类似地，由于空间约束，本文档的摘要和发明内容的发明章节都不应被视为包含所有这些发明的全面清单或这些发明的所有方面。

应理解，描述和附图并不意图将本发明限于所披露的特定形式，而正相反，本发明意图涵盖属于如由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等效物和替代方案。

鉴于本说明书，本领域技术人员将明白本发明的各个方面的修改和替代实施例。因而，本说明书和附图应被理解为仅是说明性的且是出于教导本领域技术人员执行本发明的一般方式的目的。应理解，本文中所示出和描述的本发明的形式应被视为实施例的示例。元件和材料可以替代本文中所图示和描述的元件和材料，部分和过程可以被反转或被省略，可以独立地利用某些特征，并且可以将实施例或实施例的特征组合，所有这些在获得本发明的本说明书的益处之后对于本领域技术人员将是清楚的。可以在不背离如在下列权利要求中所描述的本发明的精神和范围的情况下对本文中描述的元件作出改变。本文中所使用的标题仅为了实现组织性目的，并且不意味着用于限制本说明书的范围。

如在整个本申请中所使用的，词“可以”是以许可的意义(即，意味着可能)而不是强制性的意义(即，意味着必须)来使用。词语“包括”等意味着包括但不限于。如在整个本申请中所使用的，单数形式“一”、“一个”、“所述”包括多个提及物，除非上下文另有明确地指示。因而，例如，对“一”元件的提及包括两个或更多个元件的组合，尽管会针对一个或更多个元件使用其它术语和短语，诸如“一个或更多个”。除非另有指示，否则术语“或”是非独占式的，即，涵盖“和”与“或”两者。描述条件关系的术语，例如，“响应于X，发生Y”、“在发生X的情况下，发生Y”、“如果X，则Y”、“当X时，发生Y”等涵盖因果关系，其中前提是必要的因果条件，前提是充分的因果条件，或前提是结果的贡献因果条件，例如，“在条件Y获得后，即出现状态X”对于“仅在Y后，才出现X”和“在Y和Z后，即出现X”是通用的。这些条件关系不限于即刻遵循前提而获得的结果，这是由于一些结果可能被延迟，并且在条件陈述中，前提与它们的结果相关联，例如，前提与出现结果的可能性相关。除非另外指示，否则多个性质或功能被映射至多个对象(例如，执行步骤A、B、C和D的一个或更多个处理器)的陈述涵盖了所有这些性质或功能被映射至所有这些对象、以及性质或功能的子集被映射至性质或功能的子集两种情况(例如，这两种情况即：所有处理器各自执行步骤A至D；和其中处理器1执行步骤A、而处理器2执行步骤B和步骤C的一部分、且处理器3执行步骤C的一部分和步骤D的情况)。此外，除非另有指示，否则一个值或动作“基于”另一条件或值的陈述涵盖了条件或值是唯一因子的情况、以及条件或值是多个因子中的一个因子的情况两者。除非另外规定，否则某一集合体的“每个”实例均具有某一属性的陈述不应被理解为排除了其中较大的集合体的一些另外相同或相似的构件不具有所述属性的情况，即，每个不一定意味着每一个。

在某些美国专利、美国专利申请或其它材料(例如论文)已以引用方式并入的情况下，这些美国专利、美国专利申请和其它材料的文字仅在这种材料与本文中所阐述的陈述和附图之间不存在冲突的情况下被并入。在存在有这种冲突的情况下，这种以引用方式并入的美国专利、美国专利申请和其它材料中的任何这样的冲突文字不会具体地以引用方式并入本文中。

虽然上面已经描述了本公开的特定实施例，但是应该理解，实施例可以用不同于所描述的方式实施。

Claims

1.一种用于减少设备性能变化的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述匹配光瞳是与所述一组初始引导自由度相对应的所述多个光瞳琢面反射镜的子集和/或整个集合。

3.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述匹配光瞳是迭代过程，迭代包括：

确定所述当前性能与所述参考性能之间的当前差异。

4.根据权利要求3所述的方法，其中改变一个或更多个自由度包括：与所述一组引导自由度相对应的一个或更多个反射镜的方向和/或强度的改变。

5.根据权利要求1所述的方法，其中基于用于再现所述参考性能的所述设备的所述多个光瞳琢面反射镜的自由度中的每个自由度的灵敏度来选择所述一组初始引导自由度。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述一组初始引导自由度是用于再现所述参考性能的所述设备的所述多个光瞳琢面反射镜的所述多个自由度的子集和/或整个集合。

7.根据权利要求1所述的方法，其中针对所述一组初始引导自由度的线性组合来获得所述曝光数据。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述参考性能是所述参考设备的与所述设备不同的性能。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述参考性能是在所述图案化过程的特定时间处确定的所述设备的性能。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述设备的性能和所述参考设备的所述参考性能与所述图案化过程的包括临界尺寸和/或重叠的参数有关。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述匹配光瞳使所述设备的性能与所述参考性能之间的差异最小化。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述图案化过程的所述设备的所述匹配光瞳来调整所述设备的性能。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述图案化过程的所述设备是光刻设备。

14.一种计算机程序产品，包括其上记录有指令的计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施根据权利要求1至13所述的方法。