CN113678063A - 光刻工艺的子场控制和相关设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于控制光刻设备的方法，该光刻设备被配置为在至少包括子场的衬底上图案化曝光场，该方法包括：获取初始空间分布，初始空间分布与性能参数的空间变化相关联，性能参数的空间变化在衬底上至少跨曝光场的子场的第一层相关联；以及将初始空间分布至少分解为用于以第一空间尺度控制光刻设备的第一分量空间分布和用于以与子场的尺寸相关联的第二空间尺度控制光刻设备的第二分量空间分布，其中分解包括：基于校正跨子场的性能参数的空间变化来共同优化第一分量空间分布和第二分量空间分布。

Description

光刻工艺的子场控制和相关设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年4月4日提交的EP申请19167211.2、于2019年5月3日提交的EP申请19172479.8、于2019年5月28日提交的EP申请19177106.2和于2019年8月20日提交的EP申请19192433.1的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于在光刻工艺中将图案施加给衬底和/或测量上述图案的方法和设备。

背景技术

光刻设备是一种将期望图案施加到衬底上、通常施加到衬底的目标部分上的机器。光刻设备可以用于例如制造集成电路(IC)。在这种情况下，可以使用图案化装置(替代地称为掩模或掩模版)生成要形成在IC的独立层上的电路图案。该图案可以转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分、一个或若干管芯)上。图案的转印通常经由成像到衬底上提供的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来进行。通常，单个衬底将包含连续图案化的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括：所谓的步进器，其中通过将整个图案一次曝光到目标部分上来照射每个目标部分；以及所谓的扫描仪，其中通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射束扫描图案来照射每个目标部分，同时同步地平行于或反平行于该方向来扫描衬底。还可以通过将图案压印到衬底上来将图案从图案化装置转印到衬底上。

为了监测光刻工艺，测量图案化衬底的参数。参数可以包括例如在图案化衬底中或上形成的连续层之间的重叠误差和显影光敏抗蚀剂的临界线宽(CD)。该测量可以在产品衬底和/或专用量测目标上执行。有多种技术可以用于测量在光刻工艺中形成的微观结构，包括使用扫描电子显微镜和各种专用工具。一种快速且非侵入性形式的专用检查工具是散射仪，在散射仪中，辐射束被指向衬底的表面上的目标上并且散射或反射光束的性质被测量。已知两种主要类型的散射仪。光谱散射仪将宽带辐射束指向衬底上，并且测量散射到特定窄角范围内的辐射的光谱(作为波长的函数的强度)。角分辨散射仪使用单色辐射光束并且测量作为角度的函数的散射辐射的强度。

已知散射仪的示例包括在US2006033921A1和US2010201963A1中描述的类型的角分辨散射仪。这样的散射仪使用的目标相对较大，例如40μm×40μm的光栅，并且测量光束生成小于光栅的光斑(即，光栅欠填充)。除了通过重构测量特征形状，还可以使用这种设备测量基于衍射的重叠，如公开的专利申请US2006066855A1中所述。使用衍射级的暗场成像的基于衍射的重叠量测可以对较小目标进行重叠测量。暗场成像量测的示例可以在国际专利申请WO2009/078708和WO2009/106279中找到，这些文件通过引用整体并入本文。该技术的进一步发展已经在公开的专利出版物US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A、US20130271740A和WO2013178422A1中进行了描述。这些目标可以小于照射光斑，并且可以被晶片上的产品结构包围。可以使用复合光栅目标在一个图像中测量多个光栅。所有这些申请的内容也通过引用并入本文。

目前，通过例如在US2013230797A1中描述的校正模型来控制和校正重叠误差。近年来已经引入了先进的工艺控制技术，并且这些工艺控制技术使用应用于衬底的量测目标的测量以及所应用的器件图案。这些目标允许使用高通量检查设备(诸如散射仪)测量重叠，并且测量可以用于生成校正，当对后续衬底进行图案化时，这些校正被反馈到光刻设备中。高级工艺控制(APC)的示例例如在US2012008127A1中有描述。检查设备可以与光刻设备分开。在光刻设备内，晶片校正模型通常基于提供在衬底上的重叠目标的测量而应用，测量作为每个图案化操作的预备步骤。现在的校正模型包括高阶模型，以校正晶片的非线性失真。还可以扩展校正模型以考虑其他测量和/或计算出的影响，诸如图案化操作期间的热变形。

虽然使用高阶模型可以能够考虑更多影响，但是，如果图案化装置本身在图案化操作期间不提供对对应参数的控制，则这种模型的用途可能有限。此外，即使是先进的校正模型也可能不足以或被优化以校正某些重叠误差。

希望改进这样的工艺控制方法。

除了对高阶重叠误差的控制，还需要验证光刻设备所使用的控制分布是否不会引起可能降低图案保真度(例如，几何精度)的任何不期望的动态效应。本发明的一个主题是提供旨在保证图案化操作的几何完整性的附加控制方法。

发明内容

在本发明的第一方面，提供了一种用于控制光刻工艺的方法，该光刻工艺用于在曝光场上曝光图案，该方法包括：获取初始空间分布，所述初始空间分布与针对跨曝光场的子场的第一层的性能参数的空间变化相关联；将初始空间分布至少分解为用于控制光刻设备以校正性能参数的空间变化的第一分量空间分布和用于控制光刻设备或另一设备以校正性能参数的空间变化的第二分量空间分布；以及与基于使用初始空间分布来控制光刻设备的性能参数的空间变化的校正相比，共同优化第一分量空间分布和第二分量空间分布以实现对性能参数的空间变化的更好校正。

在本发明的第二方面，提供了一种计算机程序，该计算机程序包括当在合适的设备上运行时可操作以执行第一方面的方法的程序指令。

在本发明的第三方面，提供了一种用于确定重叠校正分布的方法，该方法包括：获取在曝光场内跨子场的第一层与第二层之间的重叠误差分布；以及确定用于第一层的第一重叠校正分布和用于第二层的第二重叠校正分布，其中第一校正分布和第二校正分布相加以减轻跨子场的重叠误差分布并且被共同优化以实现跨第一层和第二层两者的期望成像质量。

在本发明的第四方面，提供了一种用于确定重叠误差校正的方法，该方法包括：获取沿扫描方向跨多个子场延伸的重叠误差分布；以及确定跨多个子场中的至少两个相邻子场的掩模版校正，其特征在于，掩模版校正基于上述相邻子场之间的重叠误差分布的连续性的预期改进。

在本发明的第五方面，提供了一种用于为APC控制器提供APC控制输入和为光刻设备提供子场控制输入的方法，该方法包括：获取跨衬底测量的参数的指纹；b)将指纹分解为全局分量和子场分量；c)使用全局分量和子场分量以及光刻设备的控制特性来确定共同优化控制策略；以及d)基于共同优化控制策略来确定APC控制输入和子场控制输入。

在本发明的第六方面，公开了一种用于确定重叠误差校正的方法，该方法包括：获取跨多个子场延伸的重叠误差分布；确定跨多个子场中的至少两个相邻子场的掩模版校正，其特征在于，掩模版校正基于所述相邻子场之间的重叠误差分布的连续性的预期改进。

在本发明的第七方面，公开了一种用于光刻工艺的共同优化的全局和子场控制策略的方法，包括a)获取全局测量数据和管芯内测量数据，b)将管芯内测量数据分解为全局分量数据和子场分量数据，c)使用全局分量数据、子场分量数据和已知扫描仪控制特性来确定共同优化控制策略，以及d)基于共同优化控制策略来提供全局控制输入和子场控制输入。

在本发明的第八方面，提供了一种配置与在衬底上制造半导体器件相关联的工艺的方法，该方法包括：确定使用图案化工艺而提供给衬底的特征的尺寸之间的比率的预期变化；以及配置图案化工艺和/或在图案化工艺中使用的图案化装置以至少部分地校正在衬底上跨区域的比率的预期变化。

在本发明的第九方面，提供了一种确定与进行图案化工艺的衬底上的曝光场相关联的采样方案的方法，该方法包括：导出由于在图案化工艺期间图案化装置和衬底的运动之间的同步误差的时间依赖性而导致的跨曝光场的图案尺寸误差和/或图案定位误差的预期分布；以及基于使用根据采样方案的图案尺寸和/或图案位置的测量来表征预期分布的期望准确性，确定采样方案。

在本发明的第十方面，提供了一种用于控制光刻设备的方法，该光刻设备被配置为在至少包括子场的衬底上图案化曝光场，该方法包括：获取初始空间分布，该初始空间分布与性能参数的空间变化相关联，该性能参数的空间变化与在衬底上至少跨曝光场的子场的第一层相关联；以及将初始空间分布至少分解为用于以第一空间尺度控制光刻设备的第一分量空间分布和用于以与子场的尺寸相关联的第二空间尺度控制光刻设备的第二分量空间分布，其中分解包括：基于校正跨子场的性能参数的空间变化来共同优化第一分量空间分布和第二分量空间分布。

下面参考附图详细描述本发明的其他方面、特征和优点、以及本发明的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特定实施例。这样的实施例在本文中仅出于说明的目的而呈现。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很清楚的。

附图说明

现在将参考附图通过示例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

图1描绘了与其他设备一起形成用于半导体器件的生产设施的光刻设备；

图2描绘了整体光刻的示意图，表示三种关键技术之间的协作以优化半导体制造；

图3示出了处理参数的示例性来源；

图4是重叠与场位置的关系图，示出了所测量的重叠；以及使用根据本发明的实施例的方法而确定的控制网格而建模和/或实现的拟合校正；

图5概念性地示出了根据本发明的第一主要实施例的控制分布分解的两个示例；

图6是描述根据本发明的实施例的方法的流程图；

图7是描述根据本发明的实施例的方法的流程图；

图8概念性地示出了根据本发明的第二主要实施例的控制分布的分解；

图9是描述根据本发明的实施例的方法的流程图；

图10概念性地描述了根据本发明的实施例的被配置为减少跨子场之间的边界的重叠误差的不连续性的子场特定掩模版校正；

图11是描绘根据本发明的实施例的共同优化的全局和子场控制的流程图；

图12(a)至图12(c)描绘了如何将全局和管芯内指纹分量分配给全局或子场控制基础设施的示例。

图13示出了重叠控制分布及其相关联的MSD(衰落)和MA(重叠误差)。

图14示出了根据实施例的用于校正曝光场内的非恒定衰减对接触孔特征的图案保真度的影响的方法。

图15(a)至图15(c)描绘了跨在两个掩模版之中的一个掩模版分布子场的示例。

图16描绘了与图15(a)至图15(c)中显示的子场分布相关的控制分布。

图17描绘了在两个单独的曝光步骤之间移动掩模版的实施例。

具体实施方式

在详细描述本发明的实施例之前，呈现可以实现本发明的实施例的示例环境是有益的。

图1在200处示出了作为实现大容量光刻制造工艺的工业生产设施的一部分的光刻设备LA。在本示例中，制造工艺适用于在诸如半导体晶片等衬底上制造半导体产品(集成电路)。本领域技术人员将理解，可以通过在该工艺的变型中处理不同类型的衬底来制造多种产品。半导体产品的生产纯粹用作在今天具有很大商业意义的示例。

在光刻设备(或简称“光刻工具”200)内，测量站MEA在202处示出并且曝光站EXP在204处示出。控制单元LACU在206处示出。在该示例中，每个衬底访问测量站和曝光站以被施加图案。例如，在光学光刻设备中，投射系统用于使用已调节辐射和投射系统将产品图案从图案化装置MA转印到衬底上。这是通过在辐射敏感抗蚀剂材料层中形成图案的图像来进行的。

本文使用的术语“投射系统”应当广义地解释为涵盖任何类型的投射系统，包括折射、反射、折反射、磁、电磁和静电光学系统、或其任何组合，该投射系统适用于所使用的曝光辐射或其他因素(诸如浸液的使用或真空的使用)。图案化MA设备可以是掩模或掩模版，其将图案赋予由图案化设备透射或反射的辐射束。已知的操作模式包括步进模式和扫描模式。已知，投射系统可以以多种方式与用于衬底和图案化装置的支撑和定位系统协作以将期望图案施加给跨衬底的很多目标部分。可以使用可编程图案化装置代替具有固定图案的掩模版。例如，辐射可以包括深紫外(DUV)或极紫外(EUV)波段的电磁辐射。本公开也适用于其他类型的光刻工艺，例如压印光刻和直写光刻，例如通过电子束。

光刻设备控制单元LACU控制各种致动器和传感器的所有运动和测量以接收衬底W和掩模版MA并且实现图案化操作。LACU还包括信号处理和数据处理能力，以实现与设备的操作相关的期望计算。在实践中，控制单元LACU将被实现为由很多子单元组成的系统，每个子单元处理设备内的子系统或组件的实时数据采集、处理和控制。

在图案在曝光站EXP处被施加到衬底之前，衬底在测量站MEA处被处理，使得可以执行各种制备步骤。制备步骤可以包括使用液位传感器映射衬底的表面高度以及使用对准传感器测量衬底上的对准标记的位置。对准标记名义上以规则网格图案布置。然而，由于在创建标记时的不准确性以及由于衬底在其整个处理过程中发生的变形，标记会偏离理想网格。因此，除了测量衬底的位置和取向，如果设备要以非常高的精度在正确位置印刷产品特征，则在实践中对准传感器必须详细地测量跨衬底区域的很多标记的位置。该设备可以是所谓的双台型，其具有两个衬底台，每个衬底台具有由控制单元LACU控制的定位系统。当一个衬底台上的一个衬底在曝光站EXP处被曝光时，另一衬底可以在测量站MEA处被装载到另一衬底台上，使得可以进行各种制备步骤。因此，对准标记的测量非常耗时，并且提供两个衬底台能够显著增加设备的产量。如果位置传感器IF在它位于测量站和曝光站处时不能测量衬底台的位置，则可以提供第二位置传感器以使得能够在这两个站处跟踪衬底台的位置。光刻设备LA例如可以是所谓的双台型，其具有两个衬底台和两个站(曝光站和测量站)，衬底台可以在这两个站之间交换。

在生产设施内，设备200形成“光刻单元”或“光刻簇”的部分，该“光刻单元”或“光刻簇”还包含用于将光敏抗蚀剂和其他涂层施加到衬底W上以通过设备200进行图案化的涂层设备208。在设备200的输出侧，提供烘烤设备210和显影设备212，以用于将曝光的图案显影成物理抗蚀剂图案。在所有这些设备之间，衬底处理系统负责支撑衬底并且将它们从一个设备转移到下一设备。通常统称为轨道的这些设备受轨道控制单元的控制，该轨道控制单元本身由监督控制系统SCS控制，该监督系统SCS也经由光刻设备控制单元LACU控制光刻设备。因此，可以操作不同设备以最大化产量和处理效率。监督控制系统SCS接收配方信息R，该配方信息R提供对要被执行以创建每个图案化衬底的步骤的详细定义。

一旦图案在光刻单元中被施加和显影，图案化衬底220就被转移到其他处理设备，诸如222、224、226所示。各种处理步骤由典型的生产设施中的各种设备中实现。举例来说，该实施例中的设备222是蚀刻站，并且设备224执行蚀刻后退火步骤。另外的物理和/或化学处理步骤在在另外的设备226等中被应用。制造真正的器件可能需要多种类型的操作，诸如材料的沉积、表面材料特性的修改(氧化、掺杂、离子注入等)、化学机械抛光(CMP)等。实际上，设备226可以表示在一个或多个设备中执行的一系列不同处理步骤。作为另一示例，可以提供用于实现自对准多重图案化的设备和处理步骤，以基于由光刻设备放置的前体图案来产生多个更小特征。

已知，半导体器件的制造涉及这种处理的多次重复，以在衬底上逐层构建具有适当材料和图案的器件结构。因此，到达光刻簇的衬底230可以是新制备的衬底，或者它们可以是先前在该簇中或完全在另一设备中处理过的衬底。类似地，根据所需要的处理，离开设备226的衬底232可以被返回以用于同一光刻簇中的后续图案化操作，它们可以被送往不同簇中的图案化操作，或者它们可以是待发送以进行切块和包装的成品。

产品结构的每层都需要一组不同的工艺步骤，并且在每层处使用的设备226的类型可以完全不同。此外，即使在设备226要应用的处理步骤名义上相同的情况下，在大型设施中，也可能有几个假定相同的机器并行工作以在不同衬底上执行步骤226。这些机器之间的设置或故障的微小差异可能表示它们以不同方式影响不同衬底。甚至对于每层来说相对通用的步骤(诸如蚀刻(设备222))也可以由名义上相同但并行工作的若干蚀刻设备来实现以最大化产量。此外，在实践中，根据要蚀刻的材料的细节和特殊要求，不同层需要不同蚀刻工艺，例如化学蚀刻、等离子体蚀刻，例如各向异性蚀刻。

前面和/或后面的工艺可以在其他光刻设备中执行，正如刚刚提到的，并且甚至可以在不同类型的光刻设备中执行。例如，器件制造工艺中对诸如分辨率和重叠等参数要求很高的一些层可以在比要求较低的其他层更先进的光刻工具中执行。因此，一些层可以在浸入式光刻工具中曝光，而另一些层则在“干”工具中曝光。一些层可以在以DUV波长工作的工具中曝光，而其他层则使用EUV波长辐射曝光。

为了正确且一致地曝光由光刻设备曝光的衬底，需要检查曝光衬底以测量诸如后续层之间的重叠误差、线厚度、临界尺寸(CD)等性质。因此，光刻单元LC所在的制造设施还包括量测系统，量测系统接收已经在光刻单元中处理的一些或全部衬底W。量测结果被直接或间接提供给监督控制系统SCS。如果检测到误差，则可以对后续衬底的曝光进行调节，特别是在量测可以足够快速且足够迅速以致同一批次的其他衬底仍要曝光的情况下。此外，已经曝光的衬底可以被剥离和返工以提高产率，或者被丢弃，从而避免对已知有缺陷的衬底进行进一步处理。在衬底只有部分目标部分有缺陷的情况下，可以仅对良好的目标部分进行另外的曝光。

图1中还示出了量测设备240，量测设备240被提供用于在制造工艺的期望阶段对产品的参数进行测量。现代光刻生产设施中量测站的一个常见示例是散射仪，例如暗场散射仪、角分辨散射仪或光谱散射仪，并且散射仪可以用于在设备222中蚀刻之前在220处测量显影衬底的性质。使用量测设备240，可以确定例如重要的性能参数(诸如重叠或临界尺寸(CD))不满足显影抗蚀剂中规定的精度要求。在蚀刻步骤之前，存在剥离显影的抗蚀剂并且通过光刻簇再处理衬底220的机会。通过监督控制系统SCS和/或控制单元LACU 206随时间进行较小调节，来自设备240的量测结果242可以用于保持光刻簇中的图案化操作的准确性能，从而最小化产品不符合规格并且需要返工的风险。

另外，量测设备240和/或其他量测设备(未示出)可以被应用来测量被处理的衬底232、234和进入的衬底230的性质。量测设备可以被用于被处理的衬底以确定诸如重叠或CD等重要的参数。

通常，光刻设备LA中的图案化工艺是处理中最关键的步骤中的一个，其要求衬底W上的结构的高精度的定尺寸和放置。为了确保这种高精度，可以将三个系统组合成一个所谓的“整体”控制环境，如图2所示。这些系统中的一个是光刻设备LA，光刻设备LA(实际上)连接到量测工具MET(第二系统)和计算机系统CL(第三系统)。这种“整体”环境的关键是优化这三个系统之间的协作，以增强整体工艺窗口并且提供严格的控制回路，以确保光刻设备LA执行的图案化保持在工艺窗口内。工艺窗口定义了一系列工艺参数(例如，剂量、焦距、重叠)，在这些参数范围内，特定制造工艺产生了定义的结果(例如，功能性半导体器件)——通常允许光刻工艺或图案化工艺中的工艺参数在这些参数范围内改变。

计算机系统CL可以使用要图案化的设计布局(其一部分)来预测要使用哪种分辨率增强技术并且执行计算光刻模拟和计算以确定哪些掩模布局和光刻设备设置实现图案化工艺的最大整体工艺窗口(在图2中由双箭头以第一尺度SC1描绘)。通常，分辨率增强技术被布置为匹配光刻设备LA的图案化可能性。计算机系统CL还可以用于检测光刻设备LA当前在工艺窗口内的何处操作(例如，使用来自量测工具MET的输入)以预测是否可能由于例如次优处理而存在缺陷(在图2中由指向“0”的箭头以第二尺度SC2描绘)。

量测工具MET可以向计算机系统CL提供输入以实现准确的模拟和预测，并且可以向光刻设备LA提供反馈以标识可能的漂移，例如，在光刻设备LA的校准状态下(在图2中由多个箭头以第三尺度SC3描绘)。

可以使用各种技术来提高将图案复制到衬底上的准确度。将图案准确复制到衬底上并不是IC生产中的唯一问题。另一问题是产率，产率通常衡量器件制造商或器件制造工艺每个衬底可以生产多少功能器件。可以采用各种方法来提高产率。一种这样的方法试图使器件的生产(例如，使用诸如扫描仪等光刻设备将设计布局的一部分成像到衬底上)在处理衬底期间更耐受至少一个处理参数的扰动，例如，在使用光刻设备将设计布局的一部分成像到衬底上的过程中。重叠工艺窗口(OPW)的概念是这种方法的有用工具。器件(例如，IC)的生产可以包括其他步骤，诸如在成像之前、之后或期间的衬底测量、衬底的装载或卸载、图案化装置的装载或卸载、在曝光之前将管芯定位在投射光学器件下方、从一个管芯步进到另一管芯等等。此外，图案化装置上的各种图案可以具有不同工艺窗口(即，在规格内将在其下产生图案的工艺参数空间)。与潜在系统缺陷相关的图案规格的示例包括检查颈缩、线回拉、线变细、CD、边缘放置、重叠、抗蚀剂顶部损失、抗蚀剂底切和/或桥接。可以通过合并(例如，重叠)每个独立图案的工艺窗口来获取图案化装置上的全部或一些(通常是特定区域内的图案)的工艺窗口。这些图案的工艺窗口因此被称为重叠工艺窗口。OPW的边界可以包含一些独立图案的工艺窗口的边界。换言之，这些独立图案限制OPW。这些独立图案可以被称为“热点”、“临界特征”或“工艺窗口限制图案(PWLP)”，它们在本文中可互换使用。在控制光刻工艺时，可以专注于热点，而且通常是经济的。当热点没有缺陷时，很可能所有图案都没有缺陷。如果处理参数的值在OPW之外，则当处理参数的值更接近OPW时，或者如果处理参数值的在OPW内，则当处理参数的值远离OPW的边界时，成像变得更加宽容。

图3示出了处理参数350的示例性来源。一个源可以是处理设备的数据310，诸如光刻设备、轨道等的源、投射光学器件、衬底台等的参数。另一源可以是来自各种衬底量测工具的数据320，诸如衬底高度图、焦距图、临界尺寸均匀性(CDU)图等。数据320可以在适用的衬底经受用于防止衬底返工的步骤(例如，显影)之前获取。另一源可以是来自一个或多个图案化装置量测工具、图案化装置CDU图、图案化装置(例如，掩模)膜叠层参数变化等的数据330。又一源可以是来自处理设备的操作者的数据340。

光刻工艺的控制通常基于反馈或前馈的测量，然后使用例如场间(跨衬底指纹)或场内(跨场指纹)模型被建模。通过引用并入本文的美国专利申请20180292761描述了一种用于使用高级校正模型在子场级控制诸如重叠等性能参数的控制方法。另一种使用子场控制的控制方法在欧洲专利申请EP3343294A1中有描述，该申请也通过引用并入本文。

然而，虽然高级校正模型可以例如包括20至30个参数，但是当前使用的光刻设备(为了简洁起见将在整个描述中使用术语“扫描仪”)可能不具有与这些参数中的一个或多个相对应的致动器。因此，在任何给定时间只能使用模型的整个参数集的子集。此外，由于高级模型需要多次测量，因此不希望在所有情况下都使用这些模型，因为执行必要测量所需要的时间会降低产量。

对重叠误差的一些主要贡献者包括但不限于：

扫描仪特定误差：这些可能由在衬底的曝光期间使用的扫描仪的各种子系统引起，实际上会产生扫描仪特定指纹；

工艺引起的晶片变形：在衬底上执行的各种工艺可能会使衬底或晶片变形；

照射设置差异：这些是由照射系统的设置引起的，诸如孔径的形状、透镜致动器的位置等；

加热效应：加热诱导效应在衬底的各个子场之间会有所不同，特别是对于其中各个子场包括不同类型的分量或结构的衬底；

掩模版写入误差：由于制造限制，图案化装置中可能已经存在误差；以及

形貌变化：衬底可能有形貌(高度)变化，特别是在晶片边缘周围。

可以对场的独立子场的重叠误差进行建模(例如，在管芯级或其他功能区级)，而不是对整个场的重叠误差进行建模，或者可以作为对整个场进行建模的补充。虽然后者需要更多处理时间，因为场以及其中的子场都被建模，它允许校正仅与特定子场相关的误差源以及与整个场相关的误差源。其他组合(诸如对整个场和仅某些子场进行建模)当然是可能的。

即使在误差被充分建模的情况下，合成校正的致动也存在困难。某些校正使用可用控制参数(控制旋钮)根本无法有效致动。此外，虽然其他校正可能是可致动的，但实际上这样做可能会导致不希望有的副作用。从本质上讲，由于动态和控制限制以及灵敏度，扫描仪实际执行校正的操作是有限的。

图4示出了在致动校正中存在困难的场间重叠指纹的具体示例。它示出了重叠OV(y轴)与方向X(或Y)的关系图。每个十字表示所测量的重叠值，并且每个点是必要的对应补偿校正。拟合线是(接近理想的)校正分布，它与校正(点)拟合。重叠指纹中显示的锯齿图案很明显；重叠的每个部分基本上呈线性变化，X是单个管芯(该图表示跨4个管芯的重叠测量)。校正分布遵循(并且因此补偿)重叠指纹。这种指纹被视为由大叠层引起的大应力的结果，例如，如在3D-NAND或DRAM工艺中使用的。这种应力在晶片级(导致严重的晶片翘曲)和管芯级都表现出来。在管芯级，重叠指纹包括每个管芯内部的放大倍数。由于在一个曝光场内有多个管芯，合成的场重叠指纹呈现出所示的锯齿图案(通常在几十纳米尺度)。根据器件的取向，图案可以是直通狭缝或直通扫描。无论取向如何，都无法使用可用模型和致动器来校正重叠。特别地，单独在扫描仪内不可能致动对这种极端图案的校正。

虽然本文中的实施例将在重叠或边缘位置误差(EPE)方面具体描述，其表现为锯齿图案(例如，由3D-NAND或DRAM工艺中的管芯内应力引起，如图4)，但是应当理解，它可以用于校正任何其他高阶重叠、EPE或焦距指纹。

为了最佳地校正图4中描绘的重叠指纹，重要的是能够在小于周期性分布的节距的空间尺度上调节扫描仪，例如小于图4的重复锯齿分布的一个“锯齿”。这种独立锯齿区域通常与独立管芯内的单元结构相关联。因此，扫描仪的接口应当允许在曝光场内定义单独的可控区域。这个概念被称为子场控制接口；其一个示例在上述欧洲专利申请EP3343294A1中公开。例如，为第一单元管芯/单元结构配置的扫描仪的晶片台的控制分布可以很大程度上独立于用于沿扫描方向进一步定位的第二单元/管芯结构的控制分布来定义。子场控制基础设施允许对以子场分辨率重复的重叠(或焦距)变化进行更优化的校正。此外，独立控制不同子场区域的能力允许减轻管芯内和/或单元内重叠/焦距指纹的管芯到管芯或单元到单元的变化。

通常，扫描仪重叠控制使用动态平台位置控制来调节结构(特征)的放置，使得重叠误差最小化。原则上，这可以通过对预期重叠误差指纹(例如，由于施加后续层导致的应力累积而引起的)进行预校正和/或通过调节后续层内的特征放置以与(多个)前一层中的特征充分对准来实现。

用于预校正诸如由应力引起的放置误差的示例技术是调节单元内的特征放置和/或掩模版上的管芯。例如，这可以在掩模版制造步骤和/或掩模版校正步骤期间完成。更具体地，可以调节掩模版写入工具的电子束的控制，使得特征相对于标称位置偏移。在理想情况下，偏移将与被校正的误差偏移完全相反，例如，由于在施加后续层之后的应力引起的变形而导致的特征偏移。其效果是，使用这样的掩模版将使要由扫描仪重叠校正基础设施进行校正的次数少得多。然而，通过掩模版进行的校正必然是静态的，并且无法解决重叠指纹中的任何变化(例如，场到场、晶片到晶片和/或批次到批次的变化)。这种变化可以与指纹本身具有相同的数量级。此外，在控制所使用的写入工具(例如，电子束工具或类似工具)中固有的这种掩模版写入校正方面存在致动和灵敏度限制。

扫描仪重叠校正通常由平台控制器和/或投射透镜的透镜操纵器施加(奇数像差控制可以用于控制特征的放置)。然而，正如已经提到的，扫描仪不能完美地遵循任何期望的重叠校正分布。造成这种情况的一个原因是，晶片(和掩模版)台可以实现的速度和加速度存在限制。另一原因是，扫描仪以相对较大的照射光斑(所谓的狭缝长度，表示扫描方向上的光斑尺寸，参考EP申请EP19150960.3，其通过引用并入本文)曝光衬底的这一事实。光斑的延伸表示，在扫描曝光期间，管芯/单元内的特征的某些部分将始终处于次优位置，在这种情况下，期望重叠校正不仅仅是跨整个管芯/单元的简单移动。扫描操作期间的有效位置(重叠)校正的这种变化有效地导致特征的空间图像模糊，这又导致对比度损失。这种动态效应通常称为移动标准偏差(MSD)。对平台定位的限制通常与平均位置(重叠)误差相关，并且通常称为移动平均(MA)误差。

更具体地，光刻阶段的误差的时间移动平均(MA)误差和时间移动标准偏差(MSD)与临界时间窗口相关，该临界时间窗口包括管芯上的每个点被曝光(换言之：接收光子)的时间间隔。如果在该时间间隔内管芯上的某个点的平均位置误差很高(换言之：高MA误差)，则影响是曝光图像的偏移，导致重叠误差。如果该时间间隔内位置误差的标准偏差较高(换言之：高MSD误差)，则图像可能会出现拖尾现象，从而导致出现衰落误差。

由于MSD导致的平均重叠误差(MA)和对比度损失都是整体边缘位置误差(EPE)预算的贡献者，并且因此在确定晶片和/或掩模版台的某个控制分布时需要仔细权衡；通常，MA更有针对性的控制方法会产生更高的MSD影响，而MSD有针对性的控制策略可能会导致无法接受的大的MA误差。EPE是由全局临界尺寸均匀性(CDU)、局部CDU(例如，线边缘粗糙度LER/线宽粗糙度LWR)和重叠误差导致的组合误差。正是这些参数对产率的影响最大，因为正是这些参数的误差会影响特征的相对定位、以及任何两个特征是否无意接触或无意未能接触。

本掩模版校正在不考虑扫描仪能力(或者甚至没有适当考虑掩模版写入工具的灵敏度/能力)的情况下来实现。随后是在扫描仪内设计的后续曝光控制优化，此时，掩模版校正是固定的。在所提出的方法中，根据诸如重叠、焦距、CDU或EPE等性能度量一起执行掩模版优化和曝光控制优化以实现改进的性能。因此，建议平衡掩模版形成过程(例如，写入、校正或更改过程)的控制与扫描仪曝光过程的控制(例如，重叠控制)。具体地，提出了在这两种控制制度内进行控制的共同优化。

例如，用于掩模版形成过程和扫描仪曝光过程两者的校正策略的共同优化可以确定优化掩模版校正，该优化掩模版校正使得共同优化的扫描仪校正可以校正在扫描方向上的更简单的致动重叠误差分布。共同优化还可考虑掩模版写入工具能力和/或灵敏度以更好地优化掩模版校正。此外，在一个实施例中，建议共同优化IC制造工艺的众多组件/工艺以及它们之间的相互作用，以获取关于一个或多个性能参数的最佳期望性能。在考虑多个参数的情况下，可以通过相关性对它们进行加权。

在一个实施例中，可以将掩模版校正确定为线性或步进校正，并且将扫描仪曝光校正确定为更高阶(例如，3阶或更高阶)校正。这使得后者能够是较小校正(例如，幅度较低)，从而需要(多个)平台的较少的极端运动，因此更容易在扫描仪内致动。

图5概念性地示出了这样的方法。图5(a)描绘了期望校正500(点划线)，该期望校正500表示跨子场的“总校正”(初始空间分布)，例如，校正管芯的预期重叠残余所需要的总校正分布。根据本文中公开的概念，期望校正500被分解为分量空间分布，分量空间分布包括掩模版子场校正510分量(线性分量——虚线)和高阶(但较小幅度)扫描仪子场分量520(实线)，高阶扫描仪子场分量520可以通过扫描仪重叠校正基础设施(例如，平台和/或投射透镜控制)进行更优化的校正。

当使用线性掩模版校正时，可能并不总是可以校正总管芯内应力指纹，或者使用线性校正可能太容易过度校正。因此，图5(b)示出了使用阶梯函数校正进行掩模版子场校正的替代策略。示出了期望校正530(点划线)，期望校正530被分解为分量空间分布，分量空间分布包括阶梯函数掩模版子场校正540分量(虚线)和高阶扫描仪子场分量550(实线)。该阶梯函数有助于拉取更高阶形状(子场分量550)的边缘以获取更好校正。

掩模版子场校正可以被实现为用于掩模版写入工具、用于掩模版校正工具或者在掩模版的制造、校正或改变中使用的其他工具的控制配方。在另一实施例中，代替(或作为其补充)在掩模版制造步骤期间应用永久掩模版写入修改(校正)，可以基于飞秒激光脉冲技术向掩模版应用掩模版制造后重叠校正。这样的概念在美国专利申请US20180307135中有描述，其全部内容通过引用并入本文。

更一般地，可以将期望总校正分布分解为各种分量(例如，高阶、低阶和缩放分量)，其中这些分量被最佳地分配给扫描仪控制或掩模版制造/校正控制以实现最佳可能校正，以使产品上的重叠残余最低。

图6是描述本文中公开的概念的实施例的流程图。在步骤610，获取期望总校正分布(初始空间分布)，该分布表示沿扫描方向的要校正的重叠误差分布。例如，这可以从预期或已知管芯内应力指纹被导出。在步骤620，将总校正分布分解为多个候选扫描仪子场校正分布(候选第一分量空间分布)和候选掩模版子场校正分布(候选第二分量空间分布)。在步骤630，根据性能度量选择掩模版子场校正分布和扫描仪子场校正分布的最佳组合，例如，在场上产生最小重叠残余的组合。

图7示出了基于评价函数的图6的方法的变型。步骤710与步骤610相同。步骤720可以包括设计评价函数，该评价函数在一个或多个掩模版子场校正项(例如，期望总校正的低阶或线性部分)和一个或多个扫描仪子场校正项(例如，期望总校正的高阶部分)方面来描述性参数。在一个实施例中，扫描仪子场校正项可以被限制在(例如，相对)小的范围内以使其更容易在扫描仪内致动，其中允许掩模版子场校正项具有更大幅度。在该上下文中的较小范围可以包括期望总校正分布的幅度的50％、40％、30％、20％或10％。然后，步骤730包括在性能参数方面优化评价函数。例如，这可以包括求解迭代算法，该迭代算法优化(例如，最小化)性能参数值(例如，重叠或EPE)。

共同优化的扫描仪校正分布可以在扫描仪内进行进一步优化，例如，基于扫描仪量测(对准/调平等)或其他量测，以确定在曝光期间实现的实际校正分布。

掩模版校正与扫描仪校正之间的平衡可以通过包括关于合适的性能参数的与扫描仪校正分布相关联的MA或MSD或MA/MSD组合的优化来进一步细化(例如，一个或多个临界特征的预期EPE误差)。在这样的实施例中，该方法可以包括标识子场内的一个或多个临界特征，并且在使(多个)临界特征的预期EPE最小化和/或使用(多个)临界特征的EPE作为评价函数中的评价项/性能参数的方面来执行图6或图7的方法中的任何一个。

在另外的实施例中，共同优化步骤可以考虑(例如，共同优化)控制参数而不是扫描方向上的平台/投射透镜控制分布，其影响性能参数。例如，共同优化的扫描仪控制分布可以在焦距、剂量等方面进一步优化，所有这些也对EPE有影响。

替代或除了将校正分布划分为用于不同工具(扫描仪和掩模版写入工具)的控制分布，校正分布也可以跨被施加到衬底的多个层上而分布。

在这样的实施例中，与曝光场的子场相关联的校正分布可以被分解为其分数分量，以用于在衬底上的不同层中的单独致动。以这种方式分解校正分布，并且在不同层中应用分数分量能够确定在扫描仪内和/或掩模版上更易于致动的分数分量。因此，要在第一层的曝光中实现的提议的总校正分布可以被分解为互补的多个控制分布，用于在多个层中的实现。例如，要在第一层的曝光中实现的提议的总校正分布可以被分解为分别要在第一层和第二层的曝光中实现的互补的第一控制分布和第二控制分布。

该实施例可以与先前描述的实施例分开实现，使得总校正分布至少被划分为用于扫描仪的第一校正分布和第二校正分布。当在衬底上曝光不同层时，扫描仪然后将实现第一校正分布和第二校正分布。在另一实施例中，第一校正分布和第二校正分布可以被配置为用于掩模版校正的控制配方(例如，掩模版写入/校正工具)。在后一种情况下，第一校正被配置用于与第一层相关联的第一掩模版并且第二校正被配置用于与第二层相关联的第二掩模版。

将校正分量分配给不同层以及掩模版和扫描仪校正的概念可以进行组合。这可以通过任何合适的方法来实现。例如，最初可以共同优化掩模版和扫描仪校正(例如，使用图6或图7中描述的方法)，然后将掩模版和扫描仪校正中的一者或两者进一步分解以在两个或更多个层上进行分布。替代地，可以首先基于总校正来执行层分布以确定层校正分布，然后将层校正分布中的每个层校正分布分解为掩模版校正和扫描仪校正。替代地，共同优化可以同时共同优化与单层相关的总校正分布到用于两个或更多个层的组成掩模版和扫描仪校正分布(例如，使用合适的评价函数)的分解。

在所有上述示例中，优化可以在已经公开的任何性能参数(重叠、EPE等)方面来执行。在一个实施例中，性能参数误差与由施加后续层而引起的应力相关联，共同优化基于预期性能参数残差。说明书将继续在控制分布在两个层之间的分布方面来描述该实施例。在所有情况下，如果适用，则控制分布的分布可以在两个以上的层之间。

图8描绘了跨子场的重叠误差分布800到第一层分量810和第二层分量820的分解。这种重叠分布的有效校正可以通过定义用于第一层L1的第一层重叠校正830和用于在第一层L1之后的第二层L2的第二层校正840来实现。

通常，总校正分布被划分为使得：a)第一校正和第二校正相加起来为期望总重叠校正，以及b)第一校正和第二校正可以分别使用第一控制分布和第二控制分布来实现，第一控制分布和第二控制分布可以使用扫描仪的控制基础设施更准确地跟踪。例如，第一控制分布和第二控制分布可以被约束或保持在小于总控制分布的范围内。

在一个实施例中，第一层控制分布和第二层控制分布可以被平衡，使得a)与第一层控制分布和第二层控制分布相关联的MSD特性不会过度劣化第一层和第二层内的特征的成像质量，以及b)与第一层控制分布和第二层控制分布相关联的MA特性不会过度劣化第一层与第二层之间的重叠。因此，总的期望重叠校正可以分成多个每层控制分布，这些每层控制分布被平衡以确保每层EPE(MSD驱动的，表示成像质量)是可接受的并且层之间的重叠保持在规格(MA驱动的)范围内。这可以基于整体可接受性(最佳比率)来完成，或者替代地以牺牲另一(例如，不太关键的)层为代价来在一个层(例如，关键层)中获取更好校正。

这种平衡可以通过确定最大允许MSD劣化并且使用它来优化扫描仪照射设置来实现。这可以作为多焦点成像(MFI)操作模式的部分来完成。优化的扫描仪照射设置可以使得它们能够实现最佳的管芯内应力校正，同时保持可接受的(例如，实用的)工艺窗口。

MFI使用多个聚焦水平(例如，经由多个波长)来有效地增加物镜的给定数值孔径(NA)的焦深(DoF)。这可以增加成像NA，从而增加曝光宽容度(工艺窗口)，同时DoF可以由MFI根据生产层需求进行优化。

如本文所述的子场控制的一个问题是，它倾向于增加MSD。在这种情况下，使用MFI优化可以为MSD劣化提供更多空间，因此可以相应地放宽任何MSD约束。例如，用于分解总控制分布的一种方法可以包括执行上述关于过程参数的任何方法，特别是重叠(即，MA)，其中应用MSD作为约束(例如，约束在允许范围内)。通过经由MFI优化照射以增加DoF和工艺窗口，可以放宽MSD约束。放宽MSD约束增加了MA/重叠校正分布的可用校正空间，从而有效地允许平台进行更极端的运动。

图9是示出针对每层的所提出的方法的流程图。在步骤900，测量管芯内应力性能参数(例如，重叠)指纹并且将其分解为层扫描仪控制分量，以应用于两个或更多个不同层(该方法也可以适用于每个工具进行分解的第一描述实施例的扫描仪分量)。在步骤910，基于层特性(通常，每层对MSD具有不同灵敏度)逐层确定最大允许MSD，并且基于此，优化920照射条件以曝光该层。这可以经由控制扫描仪和/或激光器(照射源)来实现。在步骤930，基于分解后的层控制分布和每个层的优化照射条件，针对该层确定改进的优化扫描仪控制分布。这可以在基于模拟的循环中反馈给SIM。最后，在步骤940，可以在基于实验的循环中验证(例如，经由量测)实际产品上性能并且对其进行反馈EXP。

以这种方式，可以通过增加应用工艺窗口来扩展重叠(或其他感兴趣参数)子场校正的校正范围，因此允许更高的MSD限制。可以每层执行这样的优化。

图8和本文件中的对应段落描述了用于将校正分布划分为多个分量的方法；每个分量与特定层相关联，并且分量的总和加起来是期望控制分布。这种方法的问题可能是，在第一层和随后的第二层的图案化之间执行的处理步骤的可变性(不稳定性)可能会阻止有效(足够准确)地确定与第一层相关联的校正分布的第一分量。如果上述(中间)处理步骤(例如，沉积、蚀刻、CMP等)使跨衬底上的管芯出现意外大或小的平面内畸变分布(例如，对应于子场)，则所做的任何分解选择都可能导致不希望的性能下降。

为了克服这个问题，建议使用双曝光技术，其中第一组管芯(对应于一组子场)在第一曝光中被曝光，而第二组管芯(子场)在第二曝光中被曝光。通常，曝光的管芯被提供给衬底上的单个层。通常，每组管芯与不同图案化装置(例如，掩模、掩模版)相关联。图15a、b、c描绘了一组子场及其对应管芯以及它们的跨(在这种情况下为2个)掩模版的分布。图15a描绘了覆盖已经提供14个管芯的掩模版区域的曝光场1500(虚线矩形)。曝光场1500被分成7个子场1501-1507。图15b描绘了被配置为在第一掩模版1510上曝光4行奇数编号的管芯{1，3，5，7}的第一组子场{1511，1512，1515，1517}。图15c描绘了被配置为曝光均匀编号的管芯{2，4，6}的第二掩模版1520上的第二组子场{1522、1524、1526}。通过将管芯分组为包括奇数管芯的第一组和偶数管芯的第二组，并且提供这些组以分离掩模版，子场(和管芯)之间沿扫描方向1550的距离至少增加子场的长度(沿扫描方向1550的尺寸)。光刻工具可以例如在加载第一掩模版之后首先曝光一个或多个衬底并且因此将第一组管芯曝光于(多个)衬底并且在第二曝光步骤中(在加载第二掩模版之后)将第二组管芯曝光于(多个)已经曝光的衬底。

主要优点是，光刻工具必须应用(每个曝光步骤)显著更小的空间波动控制分布。这种较低频率的控制分布更适合于光刻工具内可用的平台和透镜致动器的精确实现。这在图16中描绘。第一(初始)控制分布与沿扫描方向1550和所有子场1-7(由虚线分隔)的性能参数变化1600相关联。初始控制分布(第一控制分布)必须能够足够准确地遵循表示例如典型锯齿形(重叠)变化的连续线1600。如果要在单次曝光中校正/控制参数变化1600，则光刻工具致动器需要以第一空间频率“f1”提供控制(例如，重叠)。如果采用双曝光方法，则可以应用第一控制分布分量1615(虚线)以跨第一组子场(1，3，5，7)校正性能参数变化1610(表示低节距锯齿的实线)，第一控制分布(分量)在第一曝光步骤期间应用。被包括在三角形峰之间的连续线1610内的平线表示基本上“不关心”或显著降低的控制要求适用；致动器可以以任何方式运行，以便为下一相关子场期间的致动做准备。第二曝光步骤中的致动器然后可以被配置为校正或减轻性能参数变化1620(实线)，对应于第二控制分量分布1625(虚线)。所得到的控制分布(第一控制分布分量和第二控制分布分量的总和)有效地完成了性能参数变化1600的校正/控制。然后，第一控制分布分量和第二控制分布分量与大于初始控制分布的空间节距(例如，更小空间频率“f2”)相关联。如果将控制分布分成两个分量，则校正的空间频率“f2”为“f1”/2(“f1”的一半)。在需要进一步降低控制所需要的空间频率的情况下，建议进一步分成与两个以上的不同子场组相关联的两个以上的控制分布分量并且符合本发明的精神。例如，可以使用一组4个掩模版，每个掩模版包括与子场的特定布局相关联的一组特定管芯。如果沿扫描方向1550的管芯数目非常大(例如，>>7)，则这可能是相关的。

可以观察到，独立的(每次曝光)控制分布分量1615和1625被选择为使得它们是连续的，并且因为它们各自与不同组子场相关，其频率低于在需要仅在一次曝光(例如，针对所有子场)中提供性能参数变化1600的校正的情况下控制分布所必须的频率。独立控制分布分量的完成的节距松弛和连续行为确保了通过光刻设备(工具)的致动器(例如，透镜和平台控制基础设施)对性能参数变化1600的更好的可校正性。

在另一实现中，将一组管芯提供给一个掩模版，并且光刻工具在第一曝光步骤中曝光一个掩模版，将掩模版或晶片台移动一定量，使得一组管芯在第二曝光步骤中在已经提供的管芯之间被提供给掩模版。优点是，仅需要一个掩模版，但这仅在光刻工具设置有允许足够大的偏移(例如，至少对应于子场的长度)的晶片(衬底)或掩模版台的情况下才是可行的。这在图17中描绘。在第一曝光步骤开始时将掩模版1700相对于衬底1750定位在第一位置1710并且在第二曝光步骤开始时将其定位在第二位置1720。在此特定情况下，差值1720-1710对应于沿扫描方向1550与子场1511的维度相同或接近的值。

在另一实现中，仅提供一个掩模版(包括图15a中描绘的所有管芯)，包括奇数和偶数管芯，但是代替在曝光之间切换或移动掩模版(图17)，光刻工具首先曝光奇数管芯，例如，通过当偶数管芯位于照射光束内时关闭掩模版(REMA)刀片，并且在第二曝光中曝光偶数管芯(再次通过使用REMA来防止不需要的管芯(在这种情况下是奇数管芯)的曝光)。

为了允许执行曝光场的子场的子集的曝光，光刻工具可以设置有控制接口，该控制接口被配置为接收要在一个曝光步骤中曝光的子场的布局。被跳过的子场然后可以与关闭REMA设置相关联，以防止未选择的子场的曝光。

在一个实施例中，提供了一种用于控制用于在曝光场上曝光图案的光刻工艺的方法，该方法包括：获取与跨曝光场的性能参数的空间变化相关联的初始空间分布；将初始空间分布至少分解为用于控制光刻设备在第一曝光步骤中跨第一多个子场校正性能参数的空间变化的第一分量空间分布和用于控制光刻设备在第二曝光步骤中跨第二多个子场校正性能参数的空间变化的第二分量空间分布，其中在对应曝光步骤期间使用第一分量空间分布和第二分量空间分布控制光刻工艺减轻了跨曝光场的性能参数的空间变化。

在一个实施例中，第一多个子场和第二多个子场与图案化装置(掩模版、掩模)上的管芯布局相关联。

在一个实施例中，第一多个子场与第一图案化装置相关联并且第二多个子场与第二图案化装置相关联。

在一个实施例中，第一多个子场和第二多个子场与图案化装置(掩模版、掩模)上的管芯布局相关联，其中与与第一多个子场相关联的图案化装置相对于在光刻工艺中使用的衬底的位置相比，第二多个子场与图案化装置相对于衬底的不同位置相关联。

在一个实施例中，光刻工艺的控制是控制在光刻工艺期间使用的平台和/或投射透镜致动器。

在一个实施例中，第一多个子场与图案化装置上的第一组管芯相关联，并且第二组多个子场与图案化装置或另一图案化装置上的第二组管芯相关联，其中第一组管芯相对于图案化装置的相对位置关于第二组管芯相对于图案化装置或另一图案化装置的位置交错。

在一个实施例中，光刻工具设置有控制接口，控制接口被配置为接收与曝光场内包括的子场的子集的定义相关联的信息，子集与被调度以由光刻工具在曝光步骤中曝光的子场相关联。

本发明可以用于将初始控制分布(旨在校正跨场内的多个子场的性能参数的空间变化)分解为多个分量。在这种情况下，分解基于将校正分成对与性能参数变化相关的层进行图案化的第一曝光步骤和第二曝光步骤。第一曝光和第二曝光与例如跨多个掩模版分布的不同组子场组相关联。可以进一步共同优化控制分布分量以提供对所观察到的跨感兴趣场内的子场的性能参数的空间变化的更好校正。

在一个实施例中，提供了一种用于控制用于在曝光场上曝光图案的光刻工艺的方法，该方法包括：获取与跨曝光场的子场的第一层的性能参数的空间变化相关联的初始空间分布；将初始空间分布至少分解为可用于控制光刻设备以校正性能参数的空间变化的第一分量空间分布和可用于控制光刻设备以校正性能参数的空间变化的第二分量空间分布；以及与基于使用初始空间分布来控制光刻设备的性能参数的空间变化的校正相比，共同优化第一分量空间分布和第二分量空间分布以实现对性能参数的空间变化的更好校正，其中第一分量空间分布与用于图案化第一层的第一曝光相关联，并且第二分量空间分布与用于图案化第一层的第二曝光相关联。

在一个实施例中，第一分量空间分布与与第一曝光相关联的第一掩模版相关联，并且第二空间分布与与第二曝光相关联的第二掩模版相关联。

在一个实施例中，第一曝光与掩模版上的第一组子场或管芯相关联，并且第二曝光与掩模版或另一掩模板上的第二组子场或管芯相关联。

在一个实施例中，第一掩模版和第二掩模版包括与没有应用控制要求或应用有缩减的控制要求的子场相关联的第一管芯区和应用有控制要求的第二管芯区。

在一个实施例中，第一掩模版上的第一管芯区与第二掩模版上不同于第一管芯区的子场相关联。

总之，提出了一种方法，该方法根据形成衬底上的IC制造工艺的一部分的工具、工艺和/或层之间的共同优化来将校正分布划分为多个分量校正分布。这种共同优化将通过对工具、工艺和/或层的共同优化控制来提高实现(致动)校正的能力。例如，校正的划分可以在诸如掩模版写入工艺和扫描仪控制工艺等工艺之间。

可以表明，这样的方法将改进重叠并且因此改进产率。此外，优化的掩模版校正可以减少对掩模版的昂贵更新的需要(由于优化的扫描仪控制的灵活性，需要较少的掩模版校正)。重叠子场校正范围的扩展增加了掩模版管芯内指纹的灵活性，进而进一步增加了重叠校正的潜力。可以共同优化掩模版写入指纹，从而有利于所有关键的重叠优化器参数，从而在EPE、成像、CDU、重叠、焦距和调平中的一个或多个方面提高产品性能。还可以拆分扫描仪工作负载，以便在任何单个层中仅需要寻址校正范围的小部分，而在一个或多个后续层中寻址(多个)其余部分。

如前所述，并且在图4中描绘，每个子场/管芯的重叠呈现需要对应锯齿校正的锯齿图案。在管芯或子场之间，所需要的重叠校正是高度不连续的，这在扫描仪重叠控制中是非常具有挑战性的。本质上，在曝光期间只有很少的时间和空间可以实现如此大的重叠误差校正(例如，包括符号变化)。

现在将描述解决该问题的其他提议。在该实施例中，建议每个子场确定优化掩模版校正，其在考虑扫描仪致动能力的情况下在场上(例如，在至少一个方向上)被优化。优化可以使得，在写入掩模版之后，与当前掩模版校正策略相比，要校正的剩余重叠误差分布由扫描仪控制基础设施更好(例如，更容易)校正。

图10概念性地示出了该实施例。图10(a)示出了一个典型的当前策略。黑色实线1000a、1000b每个示出了场的两个相邻子场或管芯(在本示例中大体相似)的掩模版校正分布。虚线/灰色线1010示出了在两个子场上所产生的所需要的扫描仪校正分布(例如，对于呈现锯齿状图案或类似图案的场)。可以看出，这种校正在子场之间是不连续的，因此可能无法通过本质上连续的控制系统(诸如扫描操作期间的平台控制)进行校正。

图10(b)示出了在两个相邻场上的改进的掩模版校正分布。这种掩模版校正分布可以通过在场的两个或更多个子场上共同优化每个子场的掩模版校正分布来确定；例如，对于在平行于衬底/掩模版平面的一个或两个方向上的场的所有子场。在图10(b)中，掩模版校正分布1020a、1020b使得所需要的扫描仪校正分布1030现在更易于致动。例如，第二掩模版分布1020b在其对应子场中导致(例如，重叠)误差，在校正前一子场之后，扫描仪可以更容易地从其即时状态/配置校正该误差，其中前一子场已经进行掩模版校正分布1020a。

在诸如这里所示出的特定示例中，对两个相邻子场的优化可以导致至少一个过度补偿的掩模版校正分布1020b，掩模版校正分布1020b与标称校正相比基本上是倒置的，使得所得到的残余重叠误差分布趋向于在两个子场上表现出平滑或更平滑的曲线，这将在扫描仪内更好地致动。当然，这个概念可以扩展到两个以上的子场。

虽然在沿扫描(Y)方向的子场/管芯方面明显相关，但还应当理解，该实施例也可以沿狭缝(X)方向应用。该方向上的扫描仪校正能力更为有限(例如，限于透镜校正等)，因此，在X方向执行此优化可能会有额外的好处。

如已经描述的，可以通过确定用于掩模版写入工具的特定掩模版写入校正来应用该掩模版校正分布。

该实施例可以与前述实施例中的任何一个结合。例如，多个子场上的掩模版校正共同优化也可以与扫描仪控制分布优化共同优化(例如，使用关于图5描述的方法)。例如，这可能导致相邻的线性掩模版校正分布具有相互反向的斜率(对应于图5(a))或反向的步长(对应于图5(b))。此外，多个子场上的掩模版校正共同优化也可以在多个层上分解(例如，使用关于图8描述的方法)。

在一个实施例中，公开了一种用于确定重叠误差校正的方法，该方法包括：获取跨多个子场的重叠误差分布；确定跨多个子场中的至少两个相邻子场的掩模版校正，其特征在于，掩模版校正基于上述相邻子场之间的重叠误差分布的连续性的预期改进。在一个实施例中，掩模版校正被配置为通过重叠误差分布的基本反转和/或过度校正来实现跨上述相邻子场的重叠误差分布的连续性。

通常，在处理之后，衬底(晶片)表现出跨晶片表面的某种全局重叠指纹。这种全局指纹通常在晶片的外围或边缘区域最为明显。该全局指纹由合适的模型建模，并且使用“高级工艺控制”(也称为APC)控制方法进一步控制，这些控制方法通常是运行到运行的控制解决方案，其中在第一批晶片中观察到的全局重叠指纹用于校正后续批次衬底的处理(曝光)。关于APC的更多信息可以在美国专利申请公开号US20120008127中找到，该申请通过引用并入本文。典型的APC实现涉及对衬底上的量测特征进行定期测量，以监测和校正与一个或多个处理设备相关的漂移。在运行到运行(通常缩写为run2run)APC控制中，指纹(例如，重叠指纹)根据每批测量的一组衬底(例如，晶片)来估计。来自这些衬底的一个或多个测量场适合指纹，然后该指纹通常与较早的指纹混合以使用指数加权移动平均(EWMA)过滤器创建新的指纹估计。替代地，指纹可以简单地定期更新，或者甚至测量一次并且保持恒定。一些或所有这些方法的组合也是可能的。然后通过优化作业运行该计算的结果，以便为下一批次设置一个或多个扫描仪致动器和/或其他工具致动器/设置以减少或最小化重叠。

除了全局APC重叠校正，子场特定校正可以基于更高密度的重叠数据来定义，如已经描述的。例如，图4所示的锯齿形重叠误差分布可能需要对每个子场进行单独的校正。这可以涉及以下中的一项或多项：子场级的扫描仪校正、子场级的掩模版校正、跨工艺的多个层的每个子场的校正分布。因此，可以有至少两个主动控制基础设施用于在同一组晶片(批次)上进行重叠控制。存在两种控制机制干扰风险的典型情况是控制边缘管芯，边缘管芯受到与全局指纹相关联的大边缘效应和与管芯内应力相关联的显著管芯内效应的影响。

优选地，两个控制系统(全局或APC控制回路和基于子场的控制回路)不干扰达到重叠误差的过度校正或校正不足发生的程度(例如，两个控制回路相互对抗)。为了避免这种情况，在另外的实施例中提出，在共同优化中分别确定全局校正和子场校正；例如，意识到要么应用全局校正，要么应用子场校正。这种方法可以应用于整个衬底，或者可选地仅应用于某些区域，例如边缘场或边缘管芯。

图11是描述根据实施例的该控制方法背后的原理的流程图。接收全局(例如，APC)测量和/或校正数据1100和子场(例如，管芯内)测量和/或校正数据1110。将管芯内数据分解1115为子场分量数据1120和全局分量数据1130。子场分量数据1120可以在整个分量或仅与全局分量数据1130的变化方面来描述该数据。子场分量数据1120和全局分量数据1130用于共同优化步骤1140，该步骤确定优选控制策略。该步骤可以包括确定相对于子场控制的全局(例如，APC)校正的适当权重；例如，使得在共同优化校正之后的重叠误差(残差)被最小化和/或在动态和静态校正的优化策略方面。结果，共同优化步骤1140导致子场校正1150和全局校正，后者从全局校正数据1100中减去(使得它们不被致动两次)以获取全局(运行到运行)校正1160(例如，作为APC控制回路的一部分)。

图12(a)概念性地示出了根据实施例的分解步骤1115。跨晶片的指纹1200被分解为全局指纹1210(例如，可以被APC控制器校正)和子场分量1220(例如，可以被子场控制基础设施校正)。

图12(b)概念性地示出了基于在子场基础上拟合残差之前拟合全局模型的示例重叠校正策略。全局晶片指纹1260是通过从跨晶片的指纹1240提取场内(包括管芯内)分量1250而获取的。该干净的全局晶片指纹1260用作APC控制基础设施的输入，而场内内容1250用于子场控制基础设施。替代地，全局重叠误差指纹的边缘指纹的一部分可以被分配给子场控制基础设施，这使得APC控制基础设施需要校正的重叠误差内容较少。这在图12(c)中示出，其中子场控制分布1270由于现在包括在其中的边缘效应而显示出更大的变化(跨晶片)，这导致全局分量1280的变化较小。

因此，公开了一种用于确定用于光刻工艺的共同优化的全局和子场控制策略的方法，该方法包括a)获取全局测量数据和管芯内测量数据，b)将管芯内测量数据分解为全局分量数据和子场分量数据，c)使用全局分量数据、子场分量数据和已知扫描仪控制特性来确定共同优化控制策略，以及d)基于共同优化控制策略提供全局控制输入和子场控制输入。共同优化控制策略的确定可以包括确定全局分量数据和子场分量数据的适当加权或其校正。

如图4所示，通常管芯内应力沿扫描方向引起重叠误差的明显锯齿形分布。用于校正该重叠分布(跨曝光场内的多个管芯进行重复)的扫描仪的控制分布也反映了这种典型的锯齿形状。这在图13中由示出大幅度控制分布的线说明(通常在掩模版与晶片台之间应用周期性同步信号)。剩余的重叠误差(MA＝移动平均)由小幅度虚线图(幅度约为2nm)示出。扫描方向(本例中为Y方向)上的动态误差(MSD＝移动标准偏差)由小幅度顶部(粗线)图示出。MSD也常被称为“衰落”，并且基本上可以看作是掩模版与晶片台之间的高频振动，具有涂抹投射图案的空间图像并且导致对比度损失的效果。空间图像的对比度降低的这种效果通常与感兴趣特征(图案)的尺寸变化有关。这种尺寸变化是特定于方向的(例如，扫描方向上的MSD-Y主要导致Y方向上的尺寸变化)，并且通常，尺寸变化与MSD的幅度成比例。因此，跨场或管芯的MSD-Y变化会引起跨管芯的尺寸变化，例如接触孔的尺寸变化。在二维结构(如接触孔)的情况下，这表现为二维结构的X和Y维度的场坐标相关纵横比。在接触孔的情况下，X和Y维度之间的比率通常称为接触孔的椭圆度。因此，如图13所示的MSD-Y变化，由于强大的管芯内重叠校正(控制分布)将导致管芯内(当然还有场内)接触孔椭圆度变化。

图14示出了根据本发明的适合于至少部分校正管芯内接触孔变形变化的方法。首先，基于对所需要的控制分布的分析来考虑MSD-Y分布(以校正重叠误差分布)。其次，计算(例如，使用光刻模拟工具)或测量MSD-Y变化对接触孔椭圆度变化的影响。第三，设计了MSD-X分布，使得预期的接触孔椭圆度恢复到标称值。基本上，引入了MSD，它至少具有垂直于扫描方向的分量，从而影响X方向上接触孔的尺寸。例如，这可以通过在掩模版与晶片台之间在X方向上引入高频振荡来实现，其幅度取决于场坐标(例如，调节幅度，使得MSD-X水平等于扫描感应MSD-Y级)。替代地，可以通过配置透镜操纵器来调节投射透镜像差，从而引起场相关MSD-X分量，例如通过在x方向上引起场坐标相关图案偏移。结果是，接触孔不再是椭圆形的。然而，由于MSD-X和Y的存在，接触孔的半径可能会偏离标称值，从而导致接触孔半径沿扫描方向发生变化。如果这种变化超过某个公差，则可能需要第四步：在扫描操作期间应用场坐标相关剂量校正，以保持目标处的接触孔的尺寸。替代地，可以改变扫描速度以调节每个场点的累积剂量，或者可以动态调节z位置(位置)以保持目标处的接触孔半径。

代替使用光刻设备控制基础设施(透镜和/或平台同步)来补偿沿扫描方向的图案变形变化，图案装置(掩模版)也可以被配置为预校正衰退对图案几何形状保真度的影响。例如，掩模版可以包括沿扫描方向取向并且包括接触孔特征的多个管芯。通过预补偿掩模版上接触孔的椭圆度变化，可以在抗蚀剂中的接触孔的曝光之后获取标称形状的接触孔。然后需要针对所有感兴趣管芯基于沿扫描方向的衰落引起的椭圆度变化(指纹)的知识来制造掩模版。这可以通过改变掩模版上的特征(接触孔)的形状或OPC的方法(例如，在一个或多个方向上放置辅助特征)来实现。此外，可以选择接触孔的尺寸以在将接触孔曝光于衬底上的感光层(抗蚀剂)之后进一步控制接触孔的半径。

MSD-X的控制通常是控制光刻设备的子场类型的一部分，因为MSD-X(t)控制信号可以是管芯特定的。

除了控制方面，还可以基于已知的动态特性来生成量测方案；例如基于由于扫描引起的衰落(MSD-Y)引起的特征尺寸的已知变化。图13表明，MSD-Y水平高度依赖于管芯内的位置。因此，对衰落引起的尺寸变化的任何控制都将受益于与沿扫描方向的位置相关联的量测数据，其中预期MSD-Y幅度是显著的。在一个实施例中，建议在扫描引起的MSD导致大于阈值的尺寸偏差的一个或多个位置处提供CD(临界尺寸)测量。阈值可以与确定CD值的量测工具的精度相关联，例如阈值可以是0.2nm。

在一个实施例中，公开了一种配置与在衬底上制造半导体器件相关联的工艺的方法，该方法包括：确定使用图案化工艺提供给该衬底的特征的尺寸之间的比率的预期变化；以及配置图案化工艺和/或在图案化工艺中使用的图案化装置以至少部分地校正在衬底上跨区域的该比率的预期变化。

预期变化可能是由于非对称衰落变化引起的，例如在一个方向上仅具有MSD变化(由于平台动态特性和/或透镜像差变化的不对称性)。

尺寸之间的比率可以例如是接触孔的椭圆度或几何形状如线或空间的纵横比。

图案化工艺的配置可以包括调节平台同步(在掩模版台“RS”与晶片台“'WS”之间)，使得MSDx(t)耦合到MSDy(t)并且矢量[MSD-X(t)，MSD-Y(t)]始终与X轴成同一角度。

图案化工艺的配置还可以涉及在扫描期间应用波前变化，使得引入的波前不对称性WA(t)抵消MSDx/y(t)对尺寸之间的比率的影响。

图案化工艺的配置可以还包括剂量和/或扫描速度控制，其目标是使特征尺寸回到目标(例如，避免CD变化)。

配置图案化工艺还可以涉及平台控制方面，例如：提供满足以下标准的平台控制分布(x(t)，y(t)，z(t))：a)比率变化(椭圆度接触孔)应当最小，以及b)CD保持在目标上(当需要更多剂量将尺寸带回目标时扫描速度较慢)，以及c)配置z(t)以增加MSD-Z(对比度)项，其中没有(或很少)MSD-X/Y被引入以获取跨管芯和/或曝光场的恒定对比度、以及曝光特征的恒定尺寸。

图案化装置的配置可以涉及特征尺寸的场坐标相关比率，该比率抵消了由于图案化工艺限制而导致的该比率的预期变化。

图案化装置的配置可以涉及场坐标相关OPC，该OPC被配置为选择性地使特征变形，使得在图案化工艺之后尺寸之间的比率不存在变化。

图案化装置的配置可以涉及场坐标相关掩模版传输以保持提供给晶片的特征的CD恒定(除了MSD-X/Y平衡；因此由扫描仪控制施加的对称性和由掩模版传输调谐校正的CD偏移)。

替代地，针对每个管芯(子场)，可以导出控制分布，控制分布在衰落诱导衰落(MSD-Y)CD变化与重叠变化之间提供更好的平衡。然后，针对每个子场优化如图13所示的控制分布，以提供尽可能小的EPE，该EPE是包括重叠和CD变化效应两者的聚合度量。建议配置控制分布，使得由于衰落分量和合成重叠残差(MA分量)导致的合成CD变化为感兴趣特征提供最小EPE误差。

在另一实施例中，公开了一种确定与进行图案化工艺的衬底上的曝光场相关联的采样方案的方法，该方法包括：导出由于图案化工艺期间图案化装置和衬底的运动的同步误差的时间依赖性而导致的跨曝光场的图案尺寸误差和/或图案定位误差的预期分布；并且基于使用根据采样方案的图案尺寸和/或图案位置的测量来表征预期分布的期望准确性来确定采样方案。

在以下编号条款的列表中公开了本发明的另外的实施例：

1.一种用于确定用于控制用于在曝光场上曝光图案的光刻工艺的分量空间分布的方法，所述方法包括：

获取初始空间分布，所述初始空间分布描述至少跨曝光场的子场的第一层的性能参数的空间变化；以及

将所述初始空间分布分解为与所述子场相关的分量空间分布，所述分量空间分布至少包括第一分量空间分布和第二分量空间分布；以及

共同优化所述分量空间分布以使所述性能参数的误差最小化；

其中至少所述第一分量空间分布能够由光刻设备使用以控制在所述第一层中的所述曝光场上曝光图案的光刻工艺；以及

与所述初始空间分布相比，所述第一分量空间分布能够由所述光刻设备更准确地致动。

2.根据条款1所述的方法，其中所述性能参数包括或涉及所述第一层关于一个或多个其他层的重叠。

3.根据条款1或2所述的方法，其中所述性能参数包括边缘位置误差。

4.根据任一前述条款所述的方法，其中所述第一分量空间分布限于范围比所述初始空间分布的总范围更小的值。

5.根据任一前述条款所述的方法，其中所述第一分量空间分布被优化为由所述光刻设备可致动。

6.根据任一前述条款所述的方法，其中所述第一分量空间分布用于控制所述光刻设备内的平台定位控制或所述光刻设备内的投射透镜控制中的一者或两者。

7.根据任一前述条款所述的方法，其中所述第二分量空间分布涉及在所述光刻工艺中用于在所述第一层中曝光所述图案的掩模版的掩模版校正。

8.根据条款7所述的方法，其中所述第二分量空间分布用于控制所述掩模版的制造和/或修改。

9.根据条款7或8所述的方法，其中所述第二分量空间分布用于控制所述掩模版上的特征的相对定位。

10.根据条款7至9中任一项所述的方法，其中所述第二分量空间分布比所述第一分量空间分布更低阶。

11.根据条款7至10中任一项所述的方法，其中所述第二分量空间分布是线性的或阶梯分布。

12.根据条款7至11中任一项所述的方法，其中所述分解步骤还包括将所述初始空间分布分解为层分量空间分布，以便将基于所述初始空间分布的控制分布在多个层上，所述多个层包括所述第一层。

13.根据条款7至11中任一项所述的方法，包括将所述分量空间分布中的至少一个分量空间分布分解为层分量空间分布，每个层分量空间分布用于控制多个层中的特定层的所述光刻工艺，所述多个层包括所述第一层，以便将基于所述分量空间分布中的所述至少一个分量空间分布的控制分布在多个层上。

14.根据条款11所述的方法，其中被分解为层分量空间分布的所述分量空间分布中的所述至少一个分量空间分布包括第一分量空间分布。

15.根据条款1至6中任一项所述的方法，其中所述分解步骤包括将所述初始空间分布分解为所述分量空间分布，以便将基于所述初始空间分布的控制分布在多个层上，所述多个层包括所述第一层，以及

其中所述第二分量空间分布能够由光刻设备使用以控制在第二层中的所述曝光场上曝光图案的光刻工艺，并且其中与所述初始空间分布相比，所述第二分量空间分布能够由所述光刻设备更准确地致动。

16.根据条款7至15中任一项所述的方法，包括在执行所述光刻工艺时使用多焦点成像；以及

基于与所述初始空间分布和/或适当的分量空间分布相关联的最大允许移动标准偏差，在图案的所述曝光期间优化照射设置。

17.根据条款16所述的方法，其中针对每层，所述最大允许移动标准偏差被确定并且所述照射设置被优化。

18.根据任一前述条款所述的方法，包括设计评价函数，所述评价函数至少在与所述第一分量空间分布相关的一个或多个第一校正项和与所述第二分量空间分布相关的一个或多个第二校正项方面来描述所述性能参数；以及

迭代地求解所述评价函数以确定所述第一分量空间分布和所述第二分量空间分布。

20.根据条款1至17中任一项所述的方法，其中所述初始空间分布被分解为多个候选第一分量空间分布和候选第二分量空间分布；并且所述方法包括：根据所述性能度量来确定第一分量空间分布和候选第二分量空间分布的最佳组合。

21.根据任一前述条款所述的方法，其中所述共同优化步骤包括与所述初始空间分布相关联的移动平均、移动标准偏差或移动平均与移动标准偏差的组合的优化。

22.根据条款21所述的方法，其中移动平均、移动标准偏差或移动平均与移动标准偏差的组合的所述优化是关于使被标识为具有较小工艺窗口的一个或多个特征的误差最小化来确定的。

23.根据任一前述条款所述的方法，其中所述初始空间分布从已知管芯内应力指纹被导出。

24.根据任一前述条款所述的方法，其中所述第一分量空间分布是三阶或更高阶的。

25.根据任一前述条款所述的方法，包括基于所述分量空间分布来执行所述光刻工艺。

26.根据任一前述条款所述的方法，其中每个子场涉及单个管芯或所述单个管芯的功能区。

27.根据任一前述条款所述的方法，其中所述方法被执行以确定用于所述曝光场的每个子场的所述分量空间分布的相应集合。

28.一种计算机程序，包括当在合适的设备上运行时能够被操作以执行根据条款1至27中任一项所述的方法的程序指令。

29.一种非暂态计算机程序载体，包括根据条款28所述的计算机程序。

30.一种能够被操作以执行根据条款1至27中任一项所述的方法的光刻设备。

31.一种方法，用于确定与曝光场内的子场相关联的重叠校正分布，所述方法包括：

获取至少跨所述子场的第一层与第二层之间的重叠误差分布；以及

确定用于制造或修改在图案化所述第一层中使用的掩模版的第一重叠校正分布和用于在图案化所述第一层中使用的光刻设备的第二重叠校正分布。

32.一种用于确定重叠校正分布的方法，所述方法包括：

获取在曝光场内跨子场的第一层与第二层之间的重叠误差分布；以及

确定用于所述第一层的第一重叠校正分布和用于所述第二层的第二重叠校正分布，其中所述第一校正分布和所述第二校正分布相加以减轻跨所述子场的所述重叠误差分布并且被共同优化以实现跨所述第一层和所述第二层两者的期望成像质量。

33.一种用于确定重叠误差校正的方法，所述方法包括：

获取沿扫描方向跨多个子场延伸的重叠误差分布；以及

确定至少跨所述多个子场中的两个相邻子场的掩模版校正，其特征在于，所述掩模版校正基于所述相邻子场之间的所述重叠误差分布的连续性的预期改进。

34.一种方法，用于为APC控制器提供APC控制输入和为光刻设备提供子场控制输入，所述方法包括：

a)获取跨衬底测量的参数的指纹；

b)将所述指纹分解为全局分量和子场分量；

c)使用所述全局分量和所述子场分量以及所述光刻设备的控制特性来确定共同优化控制策略；以及

d)基于所述共同优化控制策略，确定所述APC控制输入和所述子场控制输入。

35.一种方法，用于控制用于在曝光场上曝光图案的光刻工艺，所述方法包括：

获取与跨所述曝光场的子场的第一层的性能参数的空间变化相关联的初始空间分布；

将所述初始空间分布至少分解为能够用于控制光刻设备以校正所述性能参数的所述空间变化的第一分量空间分布和能够用于控制所述光刻设备或另一设备以校正所述性能参数的所述空间变化的第二分量空间分布；以及

与基于使用所述初始空间分布来控制所述光刻设备的所述性能参数的所述空间变化的校正相比，共同优化所述第一分量空间分布和所述第二分量空间分布以实现对所述性能参数的所述空间变化的更好校正。

36.一种方法，用于确定重叠误差校正，所述方法包括：

获取跨多个子场延伸的重叠误差分布；以及

确定跨所述多个子场中的至少两个相邻子场的掩模版校正；其特征在于：

所述掩模版校正基于所述相邻子场之间的所述重叠误差分布的连续性的预期改进。

37.根据条款36所述的方法，其中所述掩模版校正被配置为通过所述重叠误差分布的至少部分的基本反转和/或过度校正来实现跨所述相邻子场的所述重叠误差分布的连续性。

38.根据条款36或37所述的方法，其中所述掩模版校正是针对扫描方向和/或狭缝方向上的至少两个相邻场而确定的。

39.一种方法，用于确定用于光刻工艺的共同优化的全局和子场控制策略；包括：

a)获取全局测量数据和管芯内测量数据；

b)将所述管芯内测量数据分解为全局分量数据和子场分量数据；

c)使用所述全局分量数据、子场分量数据和已知扫描仪控制特性来确定所述共同优化控制策略；以及

d)基于所述共同优化控制策略，提供全局控制输入和子场控制输入。

40.根据条款39所述的方法，其中根据与其对应的全局分量数据的变化来描述所述子场分量数据。

41.根据条款39或40所述的方法，其中步骤c)包括确定所述全局分量数据和子场分量数据的适当相对权重，和/或对其的校正。

42.根据条款39、40或41所述的方法，其中所述全局测量数据的边缘指纹的至少部分被分配以经由所述子场控制输入被校正。

43.一种配置与在衬底上制造半导体器件相关联的工艺的方法，所述方法包括：

确定使用图案化工艺而被提供给所述衬底的特征的尺寸之间的比率的预期变化；以及

配置所述图案化工艺和/或在所述图案化工艺中使用的图案化装置以至少部分地校正在所述衬底上跨区域的所述比率的所述预期变化，其中所述配置包括以下中的一项或多项：沿扫描方向和非扫描方向的所述衬底的位置控制的平衡、在所述图案化工艺中使用的投射透镜的像差的平衡、以及沿第一方向和第二方向的结构的尺寸的平衡。

44.一种确定与进行图案化工艺的衬底上的曝光场相关联的采样方案的方法，所述方法包括：

导出由于在所述图案化工艺期间图案化装置和所述衬底的运动之间的同步误差的时间依赖性而引起的跨所述曝光场的图案尺寸误差和/或图案定位误差的预期分布；以及

基于使用根据所述采样方案的所述图案尺寸和/或所述图案位置的测量来表征所述预期分布的期望准确性，确定所述采样方案。

45.一种用于控制光刻设备的方法，所述光刻设备被配置为在至少包括子场的衬底上图案化曝光场，所述方法包括：

获取初始空间分布，所述初始空间分布与性能参数的空间变化相关联，性能参数的空间变化与在衬底上至少跨曝光场的子场的第一层相关联；以及

将所述初始空间分布至少分解为用于以第一空间尺度控制光刻设备的第一分量空间分布和用于以与所述子场的尺寸相关联的第二空间尺度控制所述光刻设备的第二分量空间分布，其中所述分解包括：基于校正跨所述子场的所述性能参数的所述空间变化，共同优化所述第一分量空间分布和所述第二分量空间分布。

46.根据条款45所述的方法，其中所述共同优化还基于成像质量度量。

47.根据条款45或46所述的方法，其中：

所述获取初始空间分布的步骤包括：获取管芯内测量数据和全局测量数据，所述管芯内测量数据至少包括所述初始空间分布；

所述分解步骤包括：将所述管芯内测量数据分解为包括全局分量的所述第一分量空间分布和包括子场分量的所述第二分量空间分布；以及

所述共同优化步骤包括：使用所述全局分量、子场分量和已知光刻设备控制特性。

48.根据条款47所述的方法，还包括：基于所述共同优化的全局分量和子场分量，向所述光刻设备提供全局控制输入和子场控制输入。

49.根据条款45至48中任一项所述的方法，其中所述性能参数包括或涉及所述第一层相对于一个或多个其他层的重叠。

50根据条款45至49中任一项所述的方法，其中所述性能参数包括边缘位置误差。

51.根据条款45至50中任一项所述的方法，其中所述第一分量空间分布被限制为范围比所述初始空间分布内包括的值的范围更小的值。

52.根据条款45至51中任一项所述的方法，其中所述共同优化还基于使所述第一分量空间分布处于所述光刻设备的能够被致动的范围内。

53.根据条款45至52中任一项所述的方法，还包括获取评价函数，所述评价函数至少在与所述第一分量空间分布相关的一个或多个第一校正项和与所述第二分量空间分布相关的一个或多个第二校正项方面来描述所述性能参数的所述校正，并且其中所述共同优化基于迭代地求解所述评价函数以确定所述第一分量空间分布和所述第二分量空间分布。

54.根据条款45至53中任一项所述的方法，其中所述共同优化还基于与所述初始空间分布相关联的移动平均、移动标准偏差或移动平均与移动标准偏差的组合的优化。

55.根据条款45至54中任一项所述的方法，其中所述初始空间分布从已知的管芯内应力指纹中被导出。

56.根据条款45至55中任一项所述的方法，其中所述子场涉及单个管芯或所述单个管芯的功能区。

57.根据条款45至56中任一项所述的方法，其中所述第一分量空间分布用于控制所述光刻设备内的平台定位控制或所述光刻设备内的投射透镜控制中的一者或两者。

58.一种计算机程序，包括当在合适的设备上运行时能够被操作以执行根据条款45至57中任一项所述的方法的程序指令。

59.一种非暂态计算机程序载体，包括根据条款58所述的计算机程序。

60.根据条款35所述的方法，其中所述第一分量空间分布与用于图案化所述第一层的第一曝光相关联，并且所述第二分量空间分布与用于图案化所述第一层的第二曝光相关联。

61.根据条款60所述的方法，其中所述第一分量空间分布与第一掩模版相关联，该第一掩模版与所述第一曝光相关联，并且所述第二空间分布与第二掩模版相关联，该第二掩模版与所述第二曝光相关联。

62.根据条款60所述的方法，其中所述第一曝光与掩模版上的第一组子场或管芯相关联，并且所述第二曝光与所述掩模板或另一掩模板上的第二组子场或管芯相关联。

63.根据条款61所述的方法，其中所述第一掩模版和所述第二掩模版包括与没有应用控制要求或应用有被降低的控制要求的子场相关联的第一管芯区和应用有控制要求的第二管芯区。

64.根据条款63所述的方法，其中所述第一掩模版上的所述第一管芯区与在所述第二掩模版上不同于所述第一管芯区的子场相关联。

65.一种方法，用于控制用于在曝光场上曝光图案的光刻工艺，所述方法包括：

获取与跨所述曝光场的性能参数的空间变化相关联的初始空间分布；

将所述初始空间分布至少分解为用于控制所述光刻设备以在第一曝光步骤中跨第一多个子场校正所述性能参数的所述空间变化的第一分量空间分布和用于控制所述光刻设备以在第二曝光步骤中跨第二多个子场校正所述性能参数的所述空间变化的第二分量空间分布，其中在它们的对应曝光步骤期间使用所述第一分量空间分布和所述第二分量空间分布的所述光刻工艺的控制减轻了跨所述曝光场的所述性能参数的空间变化。

66.根据条款65所述的方法，其中所述第一多个子场和所述第二多个子场与诸如掩模版或掩模的图案化装置上的管芯布局相关联。

67.根据条款65或66所述的方法，其中所述第一多个子场与第一图案化装置相关联并且所述第二多个子场与第二图案化装置相关联。

68.根据条款65或66所述的方法，其中所述第一多个子场和所述第二多个子场与图案化装置上的管芯布局相关联，其中与与所述第一多个子场相关联的所述图案化装置相对于在所述光刻工艺中使用的衬底的位置相比，所述第二多个子场与所述图案化装置相对于所述衬底的不同位置相关联。

69.根据条款65至68中任一项所述的方法，其中对所述光刻工艺的所述控制是控制在所述光刻工艺期间使用的光刻设备的平台和/或投射透镜致动器。

70.根据条款65或66所述的方法，其中所述第一多个子场与图案化装置上的第一组管芯相关联，并且所述第二多个子场与所述图案化装置或另一图案化装置上的第二组管芯相关联，其中所述第一组管芯相对于图案化装置的相对位置关于所述第二组管芯相对于所述图案化装置或所述另一图案化装置的位置而交错。

71.一种包括控制接口的光刻工具，其中所述控制接口被配置为接收与曝光场内包括的子场的子集的定义相关联的信息，所述子集与被调度为在曝光步骤中由所述光刻工具进行曝光的子场相关联。

虽然已经描绘了物理掩模版形式的图案化装置，但是本申请中的术语“图案化装置”还包括以数字形式传送图案的数据产品，例如与可编程图案化装置结合使用.

虽然上面已经具体参考了本发明的实施例在光学光刻的上下文中的使用，但是应当理解，本发明可以用于其他应用，例如压印光刻，并且在上下文允许的情况下，不限于光刻。在压印光刻中，图案化装置中的形貌定义了在衬底上创建的图案。可以将图案化装置的形貌压入提供给衬底的抗蚀剂层，然后通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来在抗蚀剂层上固化抗蚀剂。在抗蚀剂固化之后，将图案化装置移出抗蚀剂，以在其中留下图案。

与光刻设备相关使用的术语“辐射”和“光束”涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外线(UV)辐射(例如，波长为或大约为365、355、248、193、157或126nm)和极紫外(EUV)辐射(例如，波长在5-20nm范围内)、以及粒子束，诸如离子束或电子束。

在上下文允许的情况下，术语“透镜”可以指代各种类型的光学组件中的任何一种或组合，包括折射、反射、磁性、电磁和静电光学组件。

特定实施例的上述描述将如此充分地揭示本发明的一般性质，以至于其他人可以在不脱离本发明的一般概念的情况下通过应用本领域技术内的知识容易地修改和/或适配这些特定实施例的各种应用，而无需过度实验。因此，基于本文中呈现的教导和指导，这样的修改和适配旨在处于所公开实施例的等效物的含义和范围内。应当理解，本文中的措辞或术语是为了通过示例进行描述而非限制，使得本说明书的术语或措辞将由本领域技术人员根据教导和指导来解释。

本发明的广度和范围不应当受上述示例性实施例中的任何一个限制，而应当仅根据所附权利要求及其等效物来限定。

Claims (17)

1.一种用于控制光刻设备的方法，所述光刻设备被配置为在至少包括子场的衬底上图案化曝光场，所述方法包括：

获取初始空间分布，所述初始空间分布与性能参数的空间变化相关联，所述性能参数的所述空间变化与在所述衬底上至少跨所述曝光场的所述子场的第一层相关联；以及

将所述初始空间分布至少分解为用于以第一空间尺度控制光刻设备的第一分量空间分布和用于以与所述子场的尺寸相关联的第二空间尺度控制所述光刻设备的第二分量空间分布，其中所述分解包括：基于校正跨所述子场的所述性能参数的所述空间变化来共同优化所述第一分量空间分布和所述第二分量空间分布。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述共同优化还基于成像质量度量。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述获取初始空间分布的步骤包括：获取管芯内测量数据和全局测量数据，所述管芯内测量数据至少包括所述初始空间分布；

所述分解步骤包括：将所述管芯内测量数据分解为包括全局分量的所述第一分量空间分布和包括子场分量的所述第二分量空间分布；以及

所述共同优化步骤包括：使用所述全局分量、子场分量和已知的光刻设备控制特性。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：基于所述共同优化的全局分量和子场分量，向所述光刻设备提供全局控制输入和子场控制输入。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述性能参数包括或涉及所述第一层相对于一个或多个其他层的重叠。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述性能参数包括边缘位置误差。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一分量空间分布被限制为范围比所述初始空间分布内包括的值的范围更小的值。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述共同优化还基于使所述第一分量空间分布处于所述光刻设备的能够被致动的范围内。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括获取评价函数，所述评价函数至少在与所述第一分量空间分布相关的一个或多个第一校正项和与所述第二分量空间分布相关的一个或多个第二校正项方面来描述所述性能参数的校正，并且其中所述共同优化基于迭代地求解所述评价函数以确定所述第一分量空间分布和所述第二分量空间分布。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述共同优化还基于与所述初始空间分布相关联的移动平均、移动标准偏差或移动平均与移动标准偏差的组合的优化。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述初始空间分布从已知的管芯内应力指纹被导出。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述子场涉及单个管芯或所述单个管芯的功能区。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一分量空间分布用于控制所述光刻设备内的平台定位控制或所述光刻设备内的投射透镜控制中的一者或两者。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一分量空间分布与用于图案化所述第一层的第一曝光相关联，并且所述第二分量空间分布与用于进一步图案化所述第一层的第二曝光相关联。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一分量空间分布与第一掩模版相关联，所述第一掩模版与所述第一曝光相关联，并且所述第二空间分布与第二掩模版相关联，所述第二掩模版与所述第二曝光相关联。

16.一种计算机程序，包括当在合适的设备上运行时能够被操作以执行根据权利要求1所述的方法的程序指令。

17.一种非暂态计算机程序载体，包括根据权利要求16所述的计算机程序。

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