CN114174927A - 光刻工艺及关联设备的子场控制 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于确定场内校正以控制光刻设备的方法，该光刻设备被配置为曝光在衬底的曝光场上的图案，所述方法包括：获取用于确定所述场内校正的量测数据；在该量测数据不可靠的情况下和/或在所述光刻设备在启动基于该量测数据的电位启动输入方面受限的情况下，确定指示较低精确度的精确度度量；以及至少部分地基于该精确度度量来确定所述场内校正。

Description

光刻工艺及关联设备的子场控制

背景

相关申请交叉引用

本申请要求于2019年7月4日提交的EP申请19184412.5和于2019年7月17日提交的EP申请19186820.7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到衬底和/或测量所述图案的方法和设备。

背景技术

光刻设备是将所需图案施加到衬底上的机器，通常施加到衬底的目标部分上。例如，可以在集成电路(IC)的制造中使用光刻设备。在这种情况下，图案化装置，其备选地被称为掩模或掩模版，可以用于生成要在IC的各个层上形成的电路图案。该图案可以转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括裸片的一部分、一个裸片或几个裸片)上。图案的转印通常经由成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。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，其中通过一次将整个图案曝光到目标部分上来照射每个目标部分，以及所谓的扫描器，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。

为了监控光刻工艺，测量图案化衬底的参数。例如，参数可以包括在图案化衬底中或其上形成的连续层之间的套刻误差以及显影的光敏抗蚀剂的临界线宽(CD)。该测量可以在产品衬底上和/或专用量测目标上执行。存在用于测量光刻工艺中形成的微观结构的各种技术，包括使用扫描电子显微镜和各种专用工具。一种快速且非侵入式的专用检查工具是散射计，其中辐射束被引导到衬底表面上的目标上，并且测量散射或反射光束的属性。已知两种主要类型的散射计。光谱散射计将宽带辐射束引导到衬底上，并测量散射到特定窄角度范围内的辐射的光谱(作为波长的函数的强度)。角度分辨散射计使用单色辐射束，并测量作为角度的函数的散射辐射强度。

已知散射计的示例包括在US2006033921A1和US2010201963A1中描述的类型的角度分辨散射计。这种散射计使用的目标是相对较大(例如40μm×40μm)的光栅，并且测量光束产生小于光栅的光斑(即，光栅填充不足)。除了通过重建测量特征形状之外，还可以使用诸如公开的专利申请US2006066855A1中描述的设备来测量基于衍射的套刻。使用衍射级暗场成像的基于衍射的套刻量测能够在较小的目标上进行套刻测量。暗场成像量测的示例可以在国际专利申请WO2009/078708和WO 2009/106279中找到，这些文档通过引用整体并入。在公开的专利公布US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20123581A、US20130258310A、US20130271740A和WO2013178422A1中描述了该技术的进一步发展。这些目标可以小于照明光斑，并且可以被晶片上的产品结构包围。使用复合光栅靶可以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套刻误差。近年来引入了先进的工艺控制技术，并使用施加到衬底的量测目标的测量以及所施加的器件图案。这些目标允许使用诸如散射计的高生产量检查设备来测量套刻，并且该测量可用于产生校正，该校正在对后续衬底继续图案化时反馈到光刻设备中。例如在US2012008127A1中描述了先进工艺控制(APC)的示例。检查设备可以与光刻设备分开。在光刻设备内，晶片校正模型常规上基于对设置在衬底上的套刻目标的测量来应用，该测量作为每个图案化操作的预备步骤。目前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/或计算影响，诸如在图案化操作期间的热变形。

然而，虽然使用高阶模型可能能够考虑更多的影响，但是，如果图案化设备本身在图案化操作期间不提供对相应参数的控制，则这种模型的使用可能是有限的。此外，即使是高级校正模型也可能不足以或不理想以校正某些套刻误差。

希望通过例如解决上述突出显示的至少一个问题来改进这种工艺控制方法。

发明内容

在本发明的第一方面中，提供了一种用于确定用于曝光在衬底的曝光场上的图案的光刻工艺的子场控制的场内校正的方法，曝光场包括多个子场，该方法包括：获取包括与历史光刻设备量测数据链接的场内指纹数据的数据库；从光刻设备量测数据和所述数据库确定对场内指纹的估计；以及基于所估计的场内指纹确定光刻工艺的场内校正。

在本发明的第二方面中，提供了一种用于确定用于曝光在衬底的曝光场上的图案的光刻工艺的子场控制的场内校正的方法，该曝光场包括多个子场，该方法包括：执行优化以确定场内校正，所述优化使得在规格内的所述子场的数目最大化。

在本发明的第三方面中，提供了一种用于确定用于制造工艺的子场控制的场内校正的方法，所述制造工艺包括用于曝光在衬底的曝光场上的图案的光刻工艺，曝光场包括多个子场，制造工艺包括至少一个附加处理步骤，该方法包括执行优化以确定场内校正，所述优化包括根据与光刻工艺相关的至少一个光刻参数和与至少一个附加处理步骤相关的至少一个处理参数的共同优化。

在本发明的第四方面中，提供了一种用于确定用于光刻工艺的子场控制的场内校正的方法，光刻工艺用于在形成堆叠的多个层中，曝光在衬底的曝光场上的图案，曝光场包括多个子场，所述方法包括构建物理的和/或经验的直通堆叠模型，其描述感兴趣参数如何穿过堆叠逐层传播。

在本发明的第五方面中，提供了一种用于确定场内校正用以对光刻工艺进行子场控制的方法，光刻工艺用于曝光在衬底的曝光场上的图案，曝光场包括多个子场，该方法包括：确定灵敏度度量，该灵敏度度量描述校正对用于确定所述图案的校正和/或布局的输入数据的灵敏度；以及基于所述灵敏度度量确定用于子场控制的所述场内校正。

在本发明的第六方面中，提供了一种用于确定场内校正用以控制光刻设备的方法，该光刻设备被配置为曝光在衬底的曝光场上的图案，该方法包括：获取用于确定场内校正的量测数据；在量测数据不可靠的情况下和/或在光刻设备在启动基于该量测数据的电位启动输入方面受限的情况下，确定指示较低精确度的精确度度量；以及至少部分地基于所述精确度度量来确定所述场内校正。

还公开了一种包括程序指令的计算机程序，该程序指令当在适合的设备上运行时，可操作为执行任何上述方面的方法。

下面参照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，本发明不限于本文描述的特定实施例。本文呈现这样的实施例仅用于说明性目的。基于本文包含的教导，附加实施例对于相关(多个)领域的技术人员将是显而易见的。

附图说明

现在将通过示例的方式参照附图描述本发明的实施例，其中：

图1描绘了与形成半导体器件的生产设施的其他设备一起的光刻设备；

图2描绘了整体光刻的示意图，整体光刻表示用于优化半导体制造的三项关键技术之间的合作；

图3示出了处理参数的示例性来源；

图4是相对于场位置的套刻图，示出针对特定制造工艺的裸片内应力的影响；以及

图5是根据本发明实施例的方法的流程图。

具体实施方式

在详细描述本发明的实施例之前，呈现其中可以实现本发明的实施例的示例环境是有指导意义的。

图1在200处示出了作为实现大批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，该制造工艺适用于在诸如半导体晶片的衬底上制造半导体产品(集成电路)。本领域技术人员将认识到，通过以该工艺的不同变型来处理不同类型的衬底，可以制造各种各样的产品。纯粹使用半导体产品的生产作为示例，其在今天仍有很大的商业意义。

在光刻设备(或简称为“光刻工具”200)内，在202处示出了测量站MEA，在204处示出了曝光站EXP。在206处示出了控制单元LACU。在该示例中，每个衬底访问测量站和曝光站以被施加图案。在光学光刻设备中，例如，投影系统用于使用经调节的辐射和投影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实现的。

这里使用的术语“投影系统”应被广泛地解释为包括任何类型的投影系统，包括折射、反射、折反射、磁、电磁和静电光学系统，或它们的任何组合，以适合于正在使用的曝光辐射，或者针对其他因素，诸如使用浸没液体或使用真空。图案化装置MA可以是掩模或掩模版，其将图案赋予由图案化装置透射或反射的辐射束。公知的操作模式包括步进模式和扫描模式。众所周知，投影系统可以以各种方式与用于衬底和图案化装置的支撑和定位系统协作，以将期望的图案施加到衬底上的许多目标部分。可以使用可编程图案化装置来代替具有固定图案的掩模版。例如，辐射可以包括深紫外线(DUV)或极端紫外线(EUV)波段中的电磁辐射。本发明还适用于其他类型的光刻工艺，例如压印光刻和直写光刻，例如电子束光刻。

光刻设备控制单元LACU，其控制各种启动器和传感器的所有移动和测量，以接收衬底W和掩模版MA，并实现图案化操作。LACU还包括信号处理和数据处理能力，以实现与设备操作相关的期望计算。在实践中，控制单元LACU将被实现为由许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。

在将图案施加到曝光站EXP处的衬底之前，在测量站MEA处处理衬底，从而可以执行各种准备步骤。准备步骤可以包括使用水平位传感器绘制衬底的表面高度，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栅格图案排列。然而，由于在创建标记时的不精确度，以及还由于衬底在其整个加工工艺中发生的变形，标记偏离了理想栅格。因此，如果该设备要在正确的位置以非常高的精确度打印产品特征，那么除了测量衬底的位置和方向之外，对准传感器实际上还必须详细地测量衬底区域上的许多标记的位置。该设备可以是所谓的双平台类型，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处曝光时，可以在测量站MEA处将另一个衬底装载到另一个衬底台上，使得可以执行各种准备步骤。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生产量。如果位置传感器IF在其位于测量站和曝光站时不能测量衬底的位置，则可以提供第二位置传感器以使得能够在两个站处追踪衬底台的位置。例如，光刻设备LA可以是所谓的双平台类型，其具有两个衬底台和两个站-曝光站和测量站-在它们之间可以交换衬底台。

在生产设施内，设备200形成“光刻单元”或“光刻簇”的一部分，其还包含用于将感光抗蚀剂和其他涂层施加到衬底W以由设备200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，用于将曝光后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将它们从一件设备传送到另一件设备。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，监督控制系统SCS还经由光刻设备控制单元LACU控制光刻设备。因此，可以操作不同的设备以最大化生产量和处理效率。监督控制系统SCS接收配方信息R，该配方信息R更详细地提供了要执行以创建每个图案化衬底的步骤的定义。

一旦图案在光刻单元中被施加和显影，图案化衬底220就被传送到其他处理设备，诸如222、224、226处所示。在通常的制造设施中由各种设备实现广泛的处理步骤。作为示例，本实施例中的设备222是蚀刻站，并且设备224执行蚀刻后退火步骤。在另外的设备226等中应用另外的物理和/或化学处理步骤。制造真正的器件可能需要许多类型的操作，诸如材料沉积、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的处理步骤。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，以基于由光刻设备铺设的前体图案来产生多个较小的特征。

众所周知，半导体器件的制造涉及这种处理的多次重复，以在衬底上逐层地利用适当的材料和图案来构建器件结构。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后的衬底。类似地，根据所需的处理，离开设备226上的衬底232可以返回以用于同一光刻簇中的后续图案化操作，它们可以被指定用于不同簇中的图案化操作，或者它们可以是将被送去切割和包装的成品。

产品结构的每一层需要一组不同的处理步骤，并且在每一层使用的设备226在类型上可以完全不同。此外，即使在设备226要施加的处理步骤名义上相同的情况下，在大型设施中，也可以有几台假定相同的机器并行工作以在不同的衬底上执行步骤226。这些机器之间在设置或故障方面的微小差异可能意味着它们以不同的方式影响不同的衬底。即使对于每一层相对通用的步骤，诸如蚀刻(设备222)，也可以由名义上相同但并行工作的几个蚀刻设备来实现，以最大化生产量。此外，在实践中，根据要蚀刻的材料的细节以及诸如各向异性蚀刻的特殊要求，不同的层需要不同的蚀刻工艺，例如化学蚀刻、等离子蚀刻。

如上所述，先前和/或后续处理可以在其他光刻设备中执行，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套刻的参数要求非常高的一些层可以使用比要求较低的其他层更先进的光刻工具来执行。因此，一些层可以在浸没式光刻工具中曝光，而另一些层则在“干燥”工具中曝光。一些层可以在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，希望检查曝光后的衬底以测量诸如后续层之间的套刻误差、线厚度、临界尺寸(CD)等属性。因此，光刻单元LC所在的制造设施还包括接收已在光刻单元中处理的一些或全部衬底W的量测系统。量测结果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整，特别是如果量测可以很快地完成，并且足够快使得同一批次的其他衬底仍需曝光。此外，已经曝光的衬底可以被剥离和再加工以提高产额，或者被丢弃，从而避免在已知有缺陷的衬底上执行进一步的处理。在仅衬底的一些目标部分有故障的情况下，只能在那些良好的目标部分上执行进一步曝光。

图1中还示出了量测设备240，其被提供用于在制造工艺中的期望阶段对产品的参数进行测量。现代光刻生产设施中的量测站的常见示例是散射计，例如暗场散射计、角度分辨散射计或光谱散射计，并且其可应用于在设备222中蚀刻之前在220处测量显影衬底的属性。使用量测设备240，例如可以确定诸如套刻或临界尺寸(CD)的重要性能参数不满足显影抗蚀剂中的指定精确度要求。在蚀刻步骤之前，存在剥离显影抗蚀剂并通过光刻簇对衬底220进行再处理的机会。通过监督控制系统SCS和/或控制单元LACU 206随着时间的推移进行小的调整，来自设备240的量测结果242可用于维持光刻簇中的图案化操作的精确性能，从而使产品不符合规格并需要再加工的风险最小化。

另外，量测设备240和/或其他量测设备(未示出)可应用于测量处理后的衬底232、234和传入衬底230的属性。该量测设备可以用在处理后的衬底上，以确定诸如套刻或CD的重要参数。

通常，光刻设备LA中的图案化处理是处理中最关键的步骤之一，该处理要求在衬底W上的结构的尺寸和放置的高精确度。为了确保该高精确度，可以在如图2中示意性描绘的所谓的“整体”控制环境中组合三个系统。这些系统之一是光刻设备LA，其(虚拟地)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，以增强整个工艺窗口，并提供紧密的控制回路，以确保光刻设备LA执行的图案化保持在工艺窗口内。工艺窗口定义了处理参数范围(例如，剂量、聚焦、套刻)，在该范围内，特定制造工艺产生所定义的结果(例如，功能半导体器件)-通常允许光刻工艺或图案化工艺中的处理参数在该范围内变化。

计算机系统CL可以使用要图案化的设计布局(的部分)来预测要使用哪些分辨率增强技术，并执行计算光刻模拟和计算，以确定哪些掩模版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(图2中由第一标尺SC1中的双箭头描绘)。通常，分辨率增强技术被设置为匹配光刻设备LA的图案化可能性。计算机系统CL还可用于检测光刻设备LA当前在工艺窗口内的什么位置运行(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中由第二刻度SC2中指向“0”的箭头描绘)。

量测工具MET可以向计算机系统CL提供输入以实现精确的模拟和预测，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中由第三刻度SC3中的多个箭头描绘)。

可以使用各种技术来提高在衬底上复制图案的精确度。在IC生产中，将图案精确复制到衬底上并不是唯一需要考虑的问题。另一个令人担忧的问题是产额，它通常以器件制造商或器件制造工艺中每个衬底可以生产多少功能器件来衡量。可以采用各种方法来提高产额。一种这样的方法试图使器件的生产(例如，使用诸如扫描器的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(例如，在使用光刻设备将设计布局的一部分成像到衬底上期间)对至少一个处理参数的扰动更为容忍。套刻工艺窗口(OPW)的构思是对该方法有用的工具。器件(例如，IC)的生产可以包括其他步骤，诸如在成像之前、之后或期间进行衬底测量、装载或卸载衬底、装载或卸载图案化装载、在曝光之前将裸片定位在投影光学器件之下、从一个裸片步进到另一个等等。此外，图案化装置上的各种图案可以具有不同的工艺窗口(即，在其下将按照规格产生图案的处理参数空间)。与潜在的系统缺陷相关的图案规格的示例包括检查颈缩、线拉回、线变薄、CD、边缘放置、套刻、抗顶损失、抗压切和/或桥接。可以通过合并(例如，套刻)每个单独图案的工艺窗口来获得图案化装置上的所有或一些图案(通常是特定区域内的图案)的工艺窗口。因此，这些图案的工艺窗口称为套刻工艺窗口。OPW的边界可以包含一些单独图案的工艺窗口的边界。换言之，这些单独图案限制了OPW。这些单独图案可以被称为本文可互换使用的“热点”、“关键特征”或“工艺窗口限制图案(PWLP)”。当控制光刻工艺时，聚焦于热点是可能的，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。如果处理参数值在OPW外部，则当处理参数值更接近OPW时，或者如果处理参数值在OPW内部，则当处理参数值远离OPW的边界时，成像变得对扰动更为容忍。

图3示出了处理参数350的示例性来源。一个来源可以是处理设备的数据310，诸如光刻设备、轨道等的源、投影光学器件、衬底平台等的参数。另一来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、焦点图、临界尺寸均匀性(CDU)图等。数据320可以在适用的衬底经历步骤(例如，显影)之前获得，防止对衬底再加工。另一来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)膜堆叠参数变化等的数据330。又一来源可以是来自处理设备的操作员的数据340。

每个衬底上的某些套刻分量(或其他感兴趣参数)在本质上将是真正随机的。然而，无论其原因是否已知，其他分量本质上都是系统性的。在类似的衬底经历类似的套刻误差图案的情况下，误差图案可以被称为光刻工艺的“指纹”。套刻误差大致可以分为两个不同的组：

1)跨整个衬底变化的贡献在本领域中称为场间指纹。

2)跨衬底的每个目标部分(场)类似变化的贡献在本领域中被称为场内指纹。

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)模型来建模。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上控制诸如套刻的性能参数的控制方法，通过引用并入本文。在欧洲专利申请EP3343294A1中描述了使用子场控制的另一种控制方法，该申请也通过引用并入本文。

然而，尽管先进的校正模型可以例如包括20-30个参数，但是当前使用的光刻设备(为简洁起见，将在整个说明书中使用术语“扫描器”)可能不具有对应于一个或多个参数的启动器。因此，在任何给定时间都只能使用模型的整个参数集的子集。此外，由于高级模型需要许多测量，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的时间会降低生产量。

造成套刻误差的一些主要贡献包括但不限于以下各项：

特定于扫描器的误差：这些误差可能来自在曝光衬底期间使用的扫描器的各个子系统，实际上产生了特定于扫描器的指纹；

处理所引起的晶片变形：在衬底上执行的各种处理可能会使衬底或晶片变形；

照明设置差异：这是由照明系统的设置引起的，诸如光圈的形状、镜头启动器定位等；

加热效应-加热诱导效应在衬底的不同子场之间是不同的，特别是对于衬底，其中不同子场包括不同类型的组件或结构；

掩模版写入误差：由于制造上的限制，图案化装置中可能已经存在误差；以及

形貌变化：衬底可能会有形貌(高度)变化，特别是在晶片边缘周围。

可以执行场的各个子场的套刻误差的建模(例如，在裸片级或其他功能区域级别)，而不是对整个场的套刻误差进行建模，或者除了对整个场进行建模之外，还可以对其进行建模。虽然后者需要更多的处理时间，但由于场以及其内的子场都被建模，因此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。当然，也可以进行其他组合，诸如对整个场和仅对某些子场进行建模。

即使在误差被充分建模的情况下，所得到的校正的激励也存在困难。使用可用的控制参数(控制旋钮)无法有效地执行某些校正。此外，虽然其他校正可能是可启动的，但实际上这样做可能会导致不良的副作用。本质上，由于动态和控制限制以及灵敏度，扫描器实现校正的实际操作是有限的。

图4示出了难以启动校正的场内套刻指纹的具体示例。它示出了与X(或Y)方向相反的套刻OV(y轴)的图形。每个交叉点表示所测量的套刻值，每个点是必要的相应补偿校正。拟合线是(接近理想的)校正分布，它被拟合到校正(点)。套刻指纹中显示的锯齿图案很明显；套刻穿过的每个部分基本上线性变化，其中X是单个裸片(该图表示4个裸片上的套刻测量)。校正分布跟随(并因此补偿)套刻指纹。这样的指纹被认为是由例如3D-NAND或DRAM工艺中使用的大堆叠引起的大应力的结果。这种应力自身既表现在晶片级别(导致严重的晶片翘曲)，也表现裸片级别。在裸片级别，套刻指纹包括每个裸片内部的放大。由于在曝光场内有多个裸片，因此所得到的场套刻指纹显示出所示的锯齿图案(通常在几十纳米的尺度上)。根据器件的定向，图案可以是通过狭缝的或通过扫描的。无论定向如何，都不能使用可用的模型和启动器来校正套刻。具体地，仅在扫描器内不可能启动对这种极端图案的校正。

虽然本文的实施例将根据表现为锯齿图案或指纹(例如，由3D-NAND或DRAM工艺中的裸片内应力引起，如图4所示)的套刻或边缘放置误差(EPE)来具体描述，但应当理解，其可用于校正任何其他高阶套刻、EPE或聚焦指纹。

为了最佳地校正如图4所示的套刻指纹，重要的是能够以小于周期性分布的节距的空间尺度调整扫描器，例如小于图4的重复锯齿分布的一个“锯齿”。这样的单个锯齿区域通常与单个裸片内的单元结构相关联。因此，与扫描器的接口应允许在曝光场内定义单独可控的区域。该概念被称为子场控制接口；在前述欧洲专利申请EP3343294A1中公开了其示例。例如，为第一单元裸片/单元结构配置的扫描器的晶片平台的控制分布可以在很大程度上独立于沿着扫描方向进一步定位的第二单元/裸片结构的控制分布来定义。子场控制基础设施允许以子场分辨率对重复的套刻(或焦点)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小芯片内和/或单元内套刻/聚焦指纹的裸片到裸片或单元到单元的变化。

通常，扫描器套刻控制使用动态平台位置控制来调整结构(特征)的放置，使得套刻误差最小化。原则上，这可以通过对预期的套刻误差指纹进行预校正(例如，由于施加后续层的应力累积而引起的)和/或通过调整后续层内的特征的放置来实现，以便与先前(多个)层中的特征充分对准。

这样的扫描器控制可以与诸如掩模版特征校正偏移量的其他技术结合使用。理想情况下，该移位将与正被校正的误差移位正好相反，例如，在施加后续层之后由于应力引起的变形而导致的特征移位。其效果是使用这样的掩模版将留下少的多的量来由扫描器套刻校正基础设施校正。然而，经由掩模版的校正必须是静态的，并且不能解决套刻指纹中的任何变化(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时存在启动和灵敏度限制。

扫描器套刻校正通常由投影透镜的平台控制器和/或镜头操纵器应用(奇数像差控制可用于控制特征的放置)。然而，如前所述，扫描器不能完全遵循任何期望的套刻校正分布。其中一个原因是由于对晶片(和掩模版)平台可实现的速度和加速度的限制。另一个原因是扫描器用相对大的照明光斑曝光衬底(所谓的狭缝长度表示光斑在扫描方向上的大小，参考文献：EP申请EP19150960.3，其全部内容通过引用并入本文)。光斑的延伸意味着，在期望的套刻校正不仅仅是整个裸片/单元上的简单移位的情况下，在扫描曝光期间，裸片/单元内的某部分特征将总是次佳地定位。在扫描操作期间有效位置(套刻)校正的这种变化有效地导致特征的航空图像模糊，这进而导致对比度的损失。这种动态效果通常称为移动标准差(MSD)。对平台定位的限制通常与平均位置(套刻)误差相关联，并且通常被称为移动平均(MA)误差。

更具体地，光刻平台的误差的移动平均(MA)误差和移动标准差(MSD)涉及关键时间窗口，该关键时间窗口包括裸片上的每个点被曝光(换言之：接收光子)的时间间隔。如果裸片上某一点在此时间间隔期间的平均位置误差较高(换言之：高MA误差)，则其效果是曝光图像的移位，从而导致套刻误差。如果在该时间间隔期间位置误差的标准差较高(换言之：高MSD误差)，则图像可能会被涂抹，从而导致衰落误差。

平均套刻误差(MA)和由MSD引起的对比度损失都是总体边缘放置误差(EPE)预算的贡献者，因此在确定晶片和/或掩模版平台的特定控制分布时需要仔细平衡；通常，MA针对性更强的控制方法将产生更高的MSD影响，而MSD针对性控制方法可能导致不可接受的巨大MA误差。EPE是由全局临界尺寸均匀性(CDU)、局部CDU(例如，线条边缘粗糙度LER/线条宽度粗糙度LWR)和套刻误差产生的组合误差。正是这些参数对产额有最大的影响，因为这些参数中的误差影响特征的相对位置，以及任何两个特征是否无意地接触或无意地无法接触。

现在将描述用于改进子场控制以校正场内指纹的多种方法。首先，将描述一种用于改进对边缘场(或其他布局)的场内校正的优化的方法，该边缘场包括部分裸片或具有在狭缝内不具有均匀裸片内应力的图案。工具化(狭缝/启动范围)限制了校正能力，这意味着某些裸片的校正将无法正确启动。

例如，该优化可以包括场内“规格内子场”优化，诸如场内“规格内裸片”或“规格内子裸片”优化，后者描述了在何处可以进一步将裸片划分为子裸片区域，每个子裸片区域由不同的功能区域定义。功能区域可以根据它们的预期功能(例如，存储器、逻辑、划线通道等)来定义和区分，因为这些功能区域可以具有不同的工艺控制要求(例如，工艺窗口和最佳参数值)。“规格内子裸片”优化的另一示例是当裸片在多次曝光中曝光时(例如，拼接裸片)。

这样的场内“规格内子场”优化旨在最大化场上在规格内并因此可能产生功能器件的裸片或子裸片的数目，而不是在整个场上应用平均优化(例如，最小二乘最小化)。在前述欧洲专利申请EP3343294A1和US20180292761中公开了用于单个子场(例如，裸片或子裸片)优化和控制的示例和方法。EP3343294A1公开了根据感兴趣参数可用于启动校正的各种方法。这些包括使掩模版平台和/或晶片平台相对于彼此倾斜。可以经由投影透镜光学设备(例如，镜头操纵器)，并且(在扫描方向上)通过改变曝光期间掩模版平台相对于晶片平台的相对倾斜来引入焦点变化的曲率(在任一方向上，即包括穿过曝光狭缝)。这些方法和其他方法对于技术人员来说是显而易见的，不会进一步讨论。

具体地，US20180292761公开了对子场进行单独建模，以确定单个子场校正。在实施例中，本文描述的场内规格内子场优化可以包括场内模型和(多个)子场模型的场内规格内裸片共同优化。

当优化感兴趣参数时，场内、规格内子场(例如，规格内裸片)优化可以使用产品(裸片布局)的先验知识和/或场内应力或裸片内应力的测量。最小二乘优化通常平等对待子场内的每个位置，而不考虑场/裸片布局。因此，最小二乘优化可能更倾向“仅”具有不符合规格的两个位置的校正，但每个校正在不同子场/裸片中，而不是具有不符合规格的四个位置的校正，但仅影响一个子场/裸片。然而，由于单个缺陷往往导致芯片有缺陷，因此最大化无缺陷裸片(即，规格内裸片)的数目最终比简单地最小化每个场的缺陷数目更重要。应理解，规格内裸片优化可以包括每个芯片的最大绝对值(最大abs)优化。这种最大abs优化可以最小化性能参数与控制目标的最大偏差。

场内规格内子场优化可以基于扫描器的裸片内应力和/或启动能力，来确定使规格内裸片数目最大化的最佳子场控制轨迹。由于扫描器内的校正能力，边缘裸片和/或具有不均匀(或非对称)应力的裸片往往难以校正。正因为如此，优化可以允许牺牲这样的裸片(例如，允许它们具有大量缺陷)，或者以其他方式对它们加权，或者给予它们较少的考虑/重要性。这可以通过多种方式来实现，例如，通过给予这样的裸片大的工艺窗口(例如，接近或甚至大于可行的工艺窗口)，或者以其他方式相对于优化中与这些裸片相关的参数进行加权。牺牲裸片或给予裸片较低加权的决策可以基于裸片和/或衬底上的场位置(例如，预期特别困难的裸片内指纹的位置，诸如在衬底边缘)，预期的、估计的或测量的裸片内应力指纹(例如，从诸如调平数据和相应裸片内形貌的扫描器量测中估计-诸如通过使用稍后将描述的方法)来做出。当然，即使没有这样的加权策略，最大abs优化也倾向于对裸片内应力均匀且更容易校正的裸片进行校正。

横跨宽度狭缝的校正能力特别有限。因此，当前可以为一个或多个参数(例如，套刻、MA或MSD)选择单个值，这最小化狭缝上的误差(例如，最小二乘最小化)，因此该单个值被应用于狭缝上的所有子场/裸片。这对于一些场不是问题，但是对于其他场，例如那些靠近衬底边缘的场(包括边缘裸片)和/或那些包括显示出显著的不均匀裸片内应力的裸片的场，可能没有将在狭缝上/场内产生所有裸片的校正可用。更具体地，本优化方案可以为感兴趣参数(例如，MSD)设置单个阈值，并约束任何子场或裸片不超过该阈值。然而，在某些情况下，如果规格内裸片度量得到改进，则允许超过针对一个子场的阈值，这可能会更好。如果启动电位不足以执行被确定为将所有子场保持在阈值以下的校正，和/或如果子场相对不重要(例如，边缘裸片或具有不均匀应力的裸片，因此无论如何都不可能生产)，则可能是这种情况。

在另一实施例中，提出了针对至少两个控制计划的场内或裸片内共同优化的校正。该控制计划可以涉及例如在衬底上形成结构或集成电路时使用的不同工具。在实施例中，工具之一可以是扫描器(扫描器控制计划中的校正)。例如，其他工具可以包括蚀刻器(蚀刻控制计划)、烘烤工具(烘烤控制计划，例如，其中参数可以是烘烤时间)、显影工具(显影控制计划)和涂层或沉积工具(沉积控制计划，例如，其中参数可以是抗蚀剂厚度或者甚至是所使用的材料)中的一个或多个。

场内的裸片内应力和/或子场图案在很大程度上是由于工艺行为造成的。例如，控制工艺工具将影响裸片内应力如何在衬底上构建。通过结合扫描器校正调整工艺工具参数，可以更好地控制由这种裸片内应力产生的指纹。特别地，观察到当前子场模型的子场校正电位趋于非线性。将其与一个或多个工艺工具的非线性校正电位相结合可以提供更大的校正空间和更优化的校正。

子场控制共同优化可以是例如套刻、MA和MSD中的一个或多个。它可以是如上所述的规格内裸片或子场优化(即，这些实施例可以组合并且互补)。优化可以考虑生产量和执行特定校正的时间。具体地，一些蚀刻校正，虽然在套刻或其他参数方面是有益的，但可能需要很长时间才能启动。因此，联合优化可以平衡生产量与感兴趣参数，或者决策仅将这种较长持续时间的校正应用于关键区域或“热点”。不同区域(子场或子裸片)可以在质量(例如，套刻、MSD、EPE或其他感兴趣的质量参数)和生产量/时间之间分配不同的加权以执行校正动作。这样的加权或平衡可以取决于例如关键程度或相应的工艺窗口的“规格内子场”。

此外，可以将场内和/或裸片内指纹分解成组指纹，例如，组指纹然后可以链接到上下文(上下文数据)。上下文数据可以描述特定衬底的处理历史；例如，已经应用了哪些处理步骤，在这些步骤的执行中使用了哪些一个或多个单独的设备(例如，使用了哪个蚀刻室和/或沉积工具；和/或使用了哪个扫描器和/或卡盘来曝光前一层)，和/或哪些参数设置在处理步骤期间由那些一个或多个设备应用(例如，蚀刻计划内的温度或压力的设置，或者扫描器中诸如照明模式、对准配方等的参数)。裸片内和场内应力，以及相关的子场和场内指纹(例如，套刻指纹)高度依赖于这样的上下文。因此，根据上下文预测这种应力(并因此进行适当校正)的能力是可能的。这可以例如通过建立将这种场内或裸片内指纹(例如，套刻指纹)与上下文数据链接的数据库或机器学习网络来实现。例如，这样的库可以根据具有已知上下文的大量量测数据来构建。

具体地，这样的技术可以包括监控场内或裸片内指纹的逐个运行残差，例如，使用非常密集地填充有目标和/或经由裸片中量测技术(裸片内目标上的量测)的特殊掩模版测量，和/或调平/晶片形状数据。然后，可以通过任何适合的手段(例如，根据适合的KPI和/或通过组分分析技术)来分离这些形状/指纹。

在逐个运行(通常缩写为run2run)控制中，根据每批次测量的一组衬底(例如，晶片)估计指纹(例如，套刻指纹)。来自这些衬底的一个或多个测量场适配于指纹，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)滤波器创建新的指纹估计。备选地，指纹可以简单地定期更新，或者甚至测量一次并保持不变。这些方法中的一些或全部的组合也是可能的。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器启动器和/或其他工具启动器/设置，以减少或最小化套刻。

扫描器参数和一个或多个处理工具参数的共同优化可以包括相对于适合的性能参数(例如，子场/裸片内的一个或多个关键特征的套刻或预期EPE误差)对与扫描器校正分布相关联的MA或MSD或MA/MSD组合的优化。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关键特征，并执行共同优化，针对至少两个不同工具找到共同优化设置，其最小化(多个)关键特征的预期套刻、MSD和/或EPE，和/或使用(多个)关键特征的预期套刻、MSD和/或EPE，作为价值函数中的价值项。

在另一实施例中，提出了物理和/或经验的直通堆叠模型，其描述感兴趣参数(例如，套刻或EPE)如何穿过堆叠传播(例如，从层到层)。这可以包括预测/估计在子场级上穿过堆叠的套刻，考虑裸片内应力指纹将受多个不同工艺指纹(例如，涉及沉积和/或蚀刻工艺)的影响。

这种直通堆叠模型具有许多优点。物理/经验模型将提供对套刻的洞察，例如，子场校正模型可以在使用子场校正之后计算残差。子场校正的进一步知识可以合并回直通堆叠模型中，以更好地优化堆叠设计。

修改产品和/或更改工艺将对场内和裸片内(子场)指纹产生影响。目前的方法包括优化工艺或产品，然后经由适当的子场校正进行校正，这是一种短期且昂贵的解决方案。实验迭代是昂贵和耗时的，而最大化处理时间/努力在操作上是昂贵的。经由这种直通堆叠模型平衡光刻和工艺效果可以加速研发。

这样的直通堆叠模型可以用来帮助实现本文描述的两个优化实施例(规格内裸片优化和/或多工具共同优化)。预测穿过堆叠套刻(特别是由裸片内应力引起的)的能力提供了潜在更好的规格内裸片或产量损失预测。此外，这种基于模型的对穿过堆叠套刻估计更好地实现了指纹数据库的构建，以提供适当的校正。

还提出了基于灵敏度度量来优化控制策略，该灵敏度度量描述特定校正对用于确定被曝光的器件的校正和/或布局的输入/量测数据的灵敏度；例如，控制分布对用于确定该控制分布的量测数据(例如，套刻数据)的质量的灵敏度。子场校正可以基于参数和/或衰落优化，其中诸如MSD、校正分布和晶片平台/掩模版平台抖动的关键参数对子场优化的整体性能有影响。

例如，可以使用这种灵敏度度量来确定和/或量化精确度；例如，灵敏度度量可以包括潜在启动输入的精确度度量(例如，量化潜在启动的可能精确度)。例如，在用于确定潜在启动输入的输入数据/量测数据不可靠(例如，由于噪声)和/或启动电位受限并且不能正确启动潜在启动输入的情况下，精确度度量可以指示较低的精确度。了解一个或多个扫描器参数(例如，KPI)中的灵敏度和变化能够改进工艺监控/控制和更精确的指纹确定，从而导致更好的扫描器启动和提高套刻，从而提高产额。例如，可以基于灵敏度或精确度度量来选择不同的控制策略。

更具体地，控制策略优化可以优化例如扫描器-掩模版共同优化控制分布、控制回路时间滤波和/或控制回路加权。作为示例，如果已知量测数据有噪声，则与当量测数据噪声较小时相比，可以使用不同的扫描器-掩模版共同优化。在申请号为EP 19177106.2的欧洲专利申请中描述了扫描器-掩模版共同优化，该申请通过引用并入本文，并且描述了针对掩模版形成工艺和扫描器曝光工艺两者的校正策略的共同优化，以确定优化的掩模版校正，使得共同优化的扫描器校正在扫描方向上校正为更简单以启动套刻误差分布。共同优化还可以考虑掩模版写入工具的能力和/或灵敏度，以更好地优化掩模版校正。这种共同优化可以包括例如求解迭代算法，该迭代算法根据扫描器和掩模版写入工具的子分布来优化(例如，最小化)性能参数值(例如，套刻或EPE)。

此外，当选择相对“噪声容忍”的控制策略时，可以使用更稀疏和/或更简单的测量策略。这使得能够通过控制量测(例如，通过测量更多或更少的点)来控制灵敏度。较稀疏的量测数据还可以包括扫描器量测数据(组合以补充其他量测数据或代替其他量测数据)，诸如调平量测数据。

在另一实施例中，可以基于稀疏(更具体地是扫描器)量测数据和场内或子场内(裸片内)指纹(或相关联的控制配方)的库来导出和/或选择控制策略或控制配方。这可以显著减少确定每个工艺(例如，每个晶片)的控制配方所涉及的高计算量。可以基于例如与相关MSD和子场校正参数相关的训练数据，为特定场几何图形创建场内(和/或子场内)指纹和/或相关联校正的数据库。这样的数据库可用于例如基于(例如，内联)扫描器量测来确定扫描器启动的快速且相对精确的校正分布。相比之下，目前在将校正发送到扫描器之前，需要通过外部工具化生成用于裸片内应力诱导指纹的启动分布。

例如，虽然所有晶片都具有裸片内应力，但是由于不可能在所有晶片上执行外部测量，因此很难理解应力指纹是如何在晶片到晶片之间演变的。目前，执行广泛的测量来测量场内、子场内或裸片内指纹，该指纹由晶片子集上的这种裸片内应力产生，并确定校正，该校正与特定晶片的调平量测合并并用于确定校正。这里，提出使用调平整数据来估计由于裸片内应力和/或相应校正引起的指纹。

这样，训练数据可以包括非扫描器或外部量测数据(例如，包括场内和/或子场内指纹的指纹数据，诸如使用专用量测工具测量的套刻指纹数据等)和相应的扫描器量测数据(例如，调平数据)，并且训练适合的求解器(例如，更高阶，例如三阶、方程或甚至机器学习算法或网络(例如，神经网络))，以学习非扫描器/外部量测数据和扫描器量测数据之间的相关性。使用这样的数据库，可以基于扫描器量测数据来确定场内或子场内指纹和/或其适当的校正，从而实现对指纹的内联校正(例如，至少部分地由裸片内应力产生)。然而，还应理解，这样的数据库或经过训练的求解器可以用在反馈控制回路或监控工具中(例如，标记特别高的应力分布，因此标记可能的不符合规格的工具化)。

可以结合将上下文链接到场内指纹的前述数据库来使用(或组合和训练)将扫描器量测链接到场内指纹(诸如由裸片内应力产生的那些)的这种数据库。因此，可以基于上下文和扫描器量测两者来确定(例如，内联)场内指纹(例如，由裸片内应力产生)。

此外，灵敏度度量可以与当前产品性能(例如，CD比率/光刻裕度)相关地使用，以标识变化和偏移(例如，经由灵敏度度量将输入数据连接到产品)。

灵敏度度量还可以用作时间滤波方法和APC控制的输入；例如，可以通过基于用户偏好和输入数据或基于数据的噪声水平的启动分布的灵敏度来调整加权。

图5是示出结合上述许多概念的示例性布置的流程图。训练阶段TP使用外部量测数据DAT_MET和相应的扫描器量测数据DAT_SCAN。外部量测数据DAT_MET可以包括例如诸如场内指纹和/或可选地子场内或裸片内指纹的指纹数据(所有提及场内指纹应理解为包括较小尺度的子场指纹的可能性)。例如，这样的场内指纹可以是套刻数据、芯片内量测数据、扫描电子显微镜数据中的一个或多个的形式。例如，扫描器量测数据DAT_SCAN可以包括一个或多个调平数据，诸如调平MA误差、高度图数据、连续晶片图。

在训练阶段TP中，外部量测数据DAT_MET和相应的扫描器量测数据DAT_SCAN可以用于构建指纹数据库FPDB，该指纹数据库例如包括与相应的扫描器测量数据DAT_SCAN链接的所述指纹数据(例如，从量测数据DAT_MET导出，并且可以包括由裸片内应力产生的场内指纹)。这可以通过如上所述训练适合的求解器来完成。指纹数据库FPDB还可以包括每个场内指纹的适当校正和/或校正配方。

在生产阶段PP中，来自扫描器SCAN的扫描器量测数据DAT_SCAN与在训练阶段中构建的指纹数据库FPDB相结合，以推断场内指纹作为优化步骤OPT的一部分。可以使用来自量测工具DAT的外部量测数据DAT_MET来支持和/或验证该推断。由于该量测数据DAT_MET仅用于或主要用于验证经由扫描器量测DAT_SCAN推断的场内(例如，应力)指纹，而不是实际确定场内指纹，因此它可以比许多现有的量测策略明显稀疏(更少的测量，例如，在更少的位置和/或使用更少的晶片)。备选地或另外地，可以例如基于所确定的场内/裸片内指纹来定向量测数据。例如，测量可以针对指纹显示特别大的误差或残差的区域或位置，该误差或残差指示裸片内应力特别大(例如，与裸片的其余部分相比)。

优化步骤OPT还可以包括确定灵敏度度量，例如确定感兴趣参数(例如，KPI)的灵敏度，并使用该灵敏度度量来优化校正。确定灵敏度度量可以使用本文描述的任何方法。

如上所述，优化步骤OPT可以是用于控制扫描器SCAN和另一工具(例如，蚀刻器ETCH)的共同优化。

如上所述，优化步骤OPT可以是规格内裸片或规格内子场优化。

如上所述，优化步骤OPT可以使用直通堆叠模型来在优化时考虑先前层的影响。

因此，输出OUT可以包括以下一个或多个：

·对场内和/或子场内/裸片内指纹的估计，诸如(至少部分)由裸片内应力产生的指纹，而无需直接测量(例如，每个晶片)--这可以通过(例如，有限或稀疏)量测来验证；

·采用稀疏和/或定向测量的优化量测方案(例如，采样方案)；

·优化校正，例如，使用场内和/或裸片内应力指纹，从而减少交货期和量测成本；

·追踪裸片内指纹随时间/场/晶片/批次的演变的演变数据。

因此，这样的布置实现了每晶片裸片内指纹(例如，由于应力)监控特征，其结果(以及指纹随时间/场/晶片/批次的演变)可用于进一步微调工艺控制。该布置还提供了更有效的量测，降低了不必要量测的性能，并且还向裸片内应力更严重的兴趣点提供了量测的指导。此外，该布置便于监控所施加的扫描器校正以获得场内应力指纹；例如，以监控所施加的驱动在产品性能方面有多好。

使用这样的数据库，可以基于扫描器量测数据确定场内指纹和/或对其进行适当的校正，从而实现裸片内应力的内联校正。

以下编号条款包括本文公开的概念，其中每一个都可以实现为计算机程序和/或在适当配置的光刻设备内实现：

1.一种用于确定场内校正用以对光刻工艺进行子场控制的方法，该光刻工艺用于曝光在衬底的曝光场上的图案，该曝光场包括多个子场，该方法包括执行优化以确定场内校正，所述优化使得其最大化在规格内的所述子场的数目。

2.根据条款1所述的方法，其中所述执行优化包括对一个或多个子场进行加权和/或牺牲，该一个或多个子场被认为具有较高的可能性是非功能性的。

3.根据条款2所述的方法，其中对一个或多个子场进行加权和/或牺牲的决策基于对所曝光产品的先验知识。

4.根据条款2或3所述的方法，其中对一个或多个子场进行加权和/或牺牲的决策基于对场内应力的测量。

5.根据条款4所述的方法，其中对所述应力显示更高级别的非均匀性的子场更有可能被加权和/或牺牲。

6.根据条款5所述的方法，其中，基于裸片的应力均匀度是否高于应力均匀度阈值来确定更高级别的非均匀性。

7.根据条款2至6中任一项所述的方法，其中对一个或多个子场进行加权和/或牺牲的决策基于场和/或子场在衬底上的位置。

8.根据条款7所述的方法，其中在衬底边缘处或衬底边缘附近的子场更有可能被加权和/或牺牲。

9.如任何前述条款所述的方法，其中优化包括每子场的最大绝对值优化。

10.如任何前述条款所述的方法，其中优化确定最优子场控制轨迹，其使规格内的子场数目最大化。

11.如任何前述条款所述的方法，其中优化考虑了用于执行光刻工艺的光刻设备的启动能力。

12.如任何前述条款所述的方法，其中每个子场包括单个裸片或单个裸片的部分。

13.如任何前述条款所述的方法，其中所述确定场内校正包括至少部分地校正与子场或场内的应力图案相关的子场内和/或场内指纹。

14.一种用于确定场内校正用以对制造工艺进行子场控制的方法，所述制造工艺包括用于曝光在衬底的曝光场上的图案的光刻工艺，曝光场包括多个子场，制造工艺包括至少一个附加处理步骤，所述方法包括：

-执行优化以确定场内校正，所述优化包括根据与光刻工艺相关的至少一个光刻参数和与至少一个附加处理步骤相关的至少一个处理参数的共同优化。

15.根据条款14所述的方法，其中所述至少一个光刻参数涉及对用于执行光刻工艺的光刻设备的控制，并且至少一个处理参数涉及对用于执行所述至少一个附加处理步骤的至少一个处理设备的控制。

16.根据条款15所述的方法，其中所述至少一个处理设备包括蚀刻设备或蚀刻设备室、沉积设备、烘烤设备、显影设备和涂层设备中的一个或多个。

17.根据条款14至16中任一项所述的方法，其中所述优化是关于边缘放置误差、套刻、移动平均误差和移动标准差误差中的一个或多个。

18.根据条款14至16中任一项所述的方法，其中所述优化是关于最大化在规格内的所述子场的数目。

19.根据条款18所述的方法，其中所述优化包括执行条款1至13中任一项的方法。

20.根据条款14至19中任一项所述的方法，其中所述优化包括生产量和质量之间的平衡。

21.根据条款20所述的方法，其中所述生产量和质量之间的平衡针对不同的子场进行不同的加权。

22.根据条款14至21中任一项所述的方法，其中所述确定场内校正包括至少部分地校正与子场或场内的应力图案相关的子场内和/或场内指纹；并且所述方法包括：

-根据描述衬底的处理上下文的上下文数据预测子场内和/或场内指纹；并且

-其中所述确定场内校正包括基于所述预测的子场内和/或场内指纹来确定校正。

23.根据条款22所述的方法，其中基于所述预测的子场内和/或场内指纹确定校正的所述步骤包括：参考将组指纹链接到多个衬底的所述上下文数据的库。

24.根据条款23所述的方法，其中所述方法还包括以下初始步骤：

-获得描述多个衬底的所述子场内和/或场内指纹的指纹数据和描述每个衬底的处理历史的相应上下文数据；

-将所述场内和/或子场内指纹分解成组指纹；以及

-编译将所述组指纹链接到所述上下文数据的所述库。

25.一种用于确定场内校正用以对光刻工艺进行子场控制的方法，光刻工艺用于在形成堆叠的多个层中，曝光在衬底的曝光场上的图案，曝光场包括多个子场，所述方法包括：

-构建物理的和/或经验的直通堆叠模型，其描述感兴趣参数如何穿过堆叠逐层传播。

26.根据条款25所述的方法，包括使用所述模型来估计感兴趣参数在子场级上穿过堆叠的演变。

27.根据条款25或26所述的方法，包括使用所述模型来计算在启动场内校正之后的残余误差。

28.根据条款25至27中任一项所述的方法，包括以条款24的方法在编译所述库时使用所述直通堆叠模型。

29.根据条款25到27中任一项所述的方法，包括使用所述直通堆叠模型来预测感兴趣参数的值；以及在执行条款1到13中任一项的方法中的优化的步骤中使用所述预测值。

30.一种用于确定场内校正用以对光刻工艺进行子场控制的方法，所述光刻工艺用于曝光在衬底的曝光场上的图案，曝光场包括多个子场，该方法包括：确定灵敏度度量，所述灵敏度度量描述校正对用于确定所述图案的校正和/或布局的输入数据的灵敏度；以及基于所述灵敏度度量确定用于子场控制的所述场内校正。

31.根据条款30所述的方法，其中所述灵敏度度量描述电位启动输入的精确度。

32.根据条款31所述的方法，其中，在输入数据不可靠的情况下和/或启动电位受限且不能正确启动电位启动的情况下，所述灵敏度度量指示较低的精确度。

33.根据条款30至32中任一项所述的方法，其中确定所述场内校正的所述步骤包括优化以下项中的一项或多项：扫描器-掩模版共同优化控制分布、控制环路时间滤波和/或控制环路加权。

34.根据条款30至33中任一项所述的方法，还包括基于光刻设备量测数据，使用灵敏度度量从控制策略库中选择控制策略。

35.根据条款30至33中任一项所述的方法，还包括基于光刻设备量测数据，使用经训练的求解器来使用所述灵敏度度量选择控制策略。

36.根据条款35所述的方法，包括：从多个衬底获得训练数据，包括非光刻设备量测数据和相应的光刻设备量测数据；以及训练所述求解器以链接所述非光刻设备量测数据和所述光刻设备量测数据。

37.根据条款34至36中任一项所述的方法，其中所述光刻设备量测数据包括调平数据。

38.根据条款30至37中任一项所述的方法，包括根据调平数据确定对裸片内应力的估计；以及基于所估计的裸片内应力确定校正。

39.根据条款38所述的方法，其中基于来自每个衬底的调平数据，对每个裸片执行确定估计和确定校正的所述步骤。

40.一种用于确定场内校正用以对光刻工艺进行子场控制的方法，所述光刻工艺用于曝光在衬底的曝光场上的图案，曝光场包括多个子场，该方法包括：

获取包括与历史光刻设备量测数据链接的场内指纹数据的数据库；

根据光刻设备量测数据和所述数据库确定对场内指纹的估计；以及

基于所估计的场内指纹确定光刻工艺的场内校正。

41.根据条款40所述的方法，其中所述场内指纹数据包括与每个场内的应力图案相关的场内指纹。

42.根据条款40或41所述的方法，其中所述场内指纹数据包括与每个子场内的应力图案相关的子场内指纹。

43.根据条款39至42中任一项所述的方法，包括从较早的衬底获得外部量测数据；以及

基于所述外部量测数据验证场内校正。

44.根据条款43的方法，其中所述外部量测数据比直接确定所述场内校正所需的数据稀疏。

45.根据条款43或44所述的方法，包括使用对场内指纹的所述估计来确定所述外部量测的量测策略。

46.根据条款45所述的方法，其中所述确定量测策略包括确定针对所述外部量测的采样方案。

47.根据条款39至46中任一项所述的方法，包括监控针对场内指纹的所述估计与所述场内校正之间的关系。

48.根据条款40至47中任一项所述的方法，其中所述确定场内校正包括对至少一个感兴趣参数执行优化。

49.根据条款48所述的方法，其中所述优化使得其最大化在规格内的所述子场的数目。

50.根据条款49所述的方法，其中所述优化包括每子场的最大绝对值优化。

51.根据条款49或50所述的方法，其中所述执行优化包括对一个或多个子场进行加权和/或牺牲，该一个或多个子场被认为具有较高可能性是非功能性的。

52.根据条款51所述的方法，其中对一个或多个子场进行加权和/或牺牲的决策基于被曝光的产品的先验知识。

53.根据条款51或52所述的方法，其中对一个或多个子场进行加权和/或牺牲的决策基于对场内指纹的所述估计。

54.根据条款53所述的方法，其中，在对场内指纹的所述估计指示了一个或多个非均匀子场显示出针对子场内应力的较高级别的非均匀性的情况下，这些非均匀子场被加权和/或牺牲。

55.根据条款54所述的方法，其中较高级别的非均匀性的确定，基于子场的子场内应力均匀度是否高于应力均匀度阈值的确定。

56.根据条款51至55中任一项所述的方法，其中对一个或多个子场进行加权和/或牺牲的决策，基于场和/或子场在衬底上的位置。

57.根据条款56所述的方法，其中在衬底边缘处或衬底边缘附近的子场更有可能被加权和/或牺牲。

58.根据条款49至57中任一项所述的方法，其中所述优化确定最佳子场控制轨迹，其使规格内子场的数目最大化。

59.根据条款48至58中任一项所述的方法，其中所述优化考虑被用于执行光刻工艺的光刻设备的启动能力。

60.根据条款48至59中任一项所述的方法，其中所述感兴趣参数包括边缘放置误差、套刻、移动平均误差和移动标准差误差中的一个或多个。

61.根据条款48至60中任一项所述的方法，其中所述优化包括在至少两个所述感兴趣参数方面进行共同优化，感兴趣参数包括与光刻工艺相关的至少一个光刻参数和与至少一个附加处理步骤相关的至少一个处理参数。

62.根据条款61所述的方法，其中所述至少一个光刻参数涉及对用于执行光刻工艺的光刻设备的控制，并且至少一个处理参数涉及对用于执行所述至少一个附加处理步骤的至少一个处理设备的控制。

63.根据条款62所述的方法，其中所述至少一个处理设备包括以下项中的一项或多项：蚀刻设备或蚀刻设备室、沉积设备、烘烤设备、显影设备和涂层设备。

64.根据条款48至63中任一项所述的方法，包括构建物理的和/或经验的直通堆叠模型的步骤，该模型描述感兴趣参数如何穿过堆叠在多个层中传播，该堆叠形成在衬底上；

使用所述直通堆叠模型来估计感兴趣参数在子场级上穿过堆叠的演变；以及

在所述优化中使用对感兴趣参数穿过堆叠的演变的所述估计。

65.根据条款64的方法，包括在启动场内校正之后，使用所述直通堆叠模型来计算残余误差；

以及在后续优化中使用所述残余误差进行场内校正。

66.根据条款64或65的方法，包括使用所述直通堆叠模型来预测感兴趣参数的值；以及

在所述确定场内校正的步骤中使用所述预测值。

67.根据条款48至66中任一项所述的方法，包括确定灵敏度度量，该灵敏度度量描述对用于确定所述图案的场内校正和/或布局的输入数据进行校正的灵敏度；以及

在所述优化步骤中使用所述灵敏度度量。

68.根据条款67的方法，其中所述灵敏度度量描述电位启动输入的精确度。

69.根据条款68所述的方法，其中在输入数据不可靠的情况下和/或启动电位受限且不能正确启动电位启动的情况下，所述灵敏度度量指示较低的精确度。

70.根据条款67至69中任一项所述的方法，其中确定所述场内校正的所述步骤包括优化以下项中的一个或多个：扫描器-掩模版共同优化控制分布、控制环路时间滤波和/或控制环路加权。

71.根据条款67至70中任一项所述的方法，还包括基于光刻设备量测数据，使用灵敏度度量从控制策略库中选择控制策略。

72.根据条款40所述的方法，其中所述确定场内校正的步骤还基于将组指纹链接到上下文数据的数据库。

73.根据条款40至72中任一项所述的方法，其中每个子场包括单个裸片或单个裸片的部分。

74.根据条款40至73中任一项所述的方法，还包括基于光刻设备量测数据，使用对场内指纹的估计来从控制策略库中选择控制策略。

75.根据条款40至74中任一项所述的方法，还包括：

从多个衬底获得包括外部量测数据和/或从其导出的场内指纹的训练数据以及相应的光刻设备量测数据；以及

训练所述求解器将所述外部量测数据和/或场内指纹链接到所述光刻设备量测数据。

76.根据条款40至75中任一项所述的方法，其中所述光刻设备量测数据包括调平数据。

77.根据条款40至76中任一项所述的方法，其中确定对场内指纹的估计和确定场内校正的所述步骤是针对每个衬底执行的。

78.根据条款40至77中任一项所述的方法，其中确定对场内指纹的估计和确定场内校正的所述步骤是针对每个场和/或每个子场执行的。

79.根据条款40至78中任一项所述的方法，包括监控场内指纹数据随时间、晶片和/或批次的演变。

80.一种用于确定场内校正用以对光刻工艺进行子场控制的方法，所述光刻工艺用于曝光在衬底的曝光场上的图案，曝光场包括多个子场，该方法包括：

执行优化以确定场内校正，所述优化使得其最大化在规格内的所述子场的数目。

81.一种用于确定场内校正用以对制造工艺进行子场控制的方法，所述制造工艺包括用于曝光在衬底的曝光场上的图案的光刻工艺，曝光场包括多个子场，制造工艺包括至少一个附加处理步骤，所述方法包括：

-执行优化以确定场内校正，所述优化包括在与光刻工艺相关的至少一个光刻参数和与至少一个附加处理步骤相关的至少一个处理参数方面进行共同优化。

82.一种用于确定场内校正用以对光刻工艺进行子场控制的方法，光刻工艺用于在形成堆叠的多个层中、曝光在衬底的曝光场上的图案，曝光场包括多个子场，所述方法包括：

构建物理的和/或经验的直通堆叠模型，其描述感兴趣参数如何穿过堆叠逐层传播。

83.一种用于确定场内校正用以对光刻工艺进行子场控制的方法光刻工艺用于曝光在衬底的曝光场上的图案，曝光场包括多个子场，该方法包括：

确定灵敏度度量，所述灵敏度度量描述对用于确定所述图案的校正和/或布局的输入数据进行校正的灵敏度；以及

基于所述灵敏度度量确定用于子场控制的所述场内校正。

84.一种包括程序指令的计算机程序，当在适合的设备上运行时，该程序指令可操作以执行条款40到83中任一项的方法。

85.一种非瞬态计算机程序载体，包括条款84的计算机程序。

86.一种可操作为执行条款40至83中任一项的方法的光刻设备；及在随后的曝光中使用所述校正。

87.一种用于确定场内校正用以对光刻设备进行控制的方法，所述光刻设备被配置为曝光在衬底的曝光场上的图案，该方法包括：

获取用于确定场内校正的量测数据；

在量测数据不可靠的情况下和/或在光刻设备在启动基于所述量测数据的电位启动输入方面受限的情况下，确定指示较低精确度的精确度度量；以及

至少部分地基于所述精确度度量来确定所述场内校正。

88.根据条款87所述的方法，其中所述电位启动输入被配置用于控制光刻设备的平台和/或投影透镜操纵器。

89.根据条款87所述的方法，其中所述场内校正的目标是控制曝光场的子场。

90.根据条款87至89中任一项所述的方法，其中确定所述场内校正的所述步骤包括：

共同优化针对光刻设备的第一控制分布和针对掩模版写入工艺的第二控制分布；和/或

优化用于控制光刻设备的控制回路中使用的时间滤波常数和/或加权常数，其中控制回路使用量测数据。

91.根据条款87所述的方法，还包括使用精确度度量从控制策略库中选择控制策略，并且其中场内校正至少部分地基于所选择的控制策略。

92.根据条款91所述的方法，其中控制策略包括量测设备和/或光刻设备的测量策略。

93.根据条款92所述的方法，其中与对应于所选控制策略的测量策略相关联的测量密度取决于精确度度量。

94.根据条款87所述的方法，还包括基于光刻设备量测数据，使用经训练的求解器，来使用所述精确度度量选择控制策略。

95.根据条款94所述的方法，包括：从多个衬底获得训练数据，所述训练数据包括非光刻设备量测数据和对应的光刻设备量测数据；以及训练所述求解器以链接所述非光刻设备量测数据和所述光刻设备量测数据。

96.根据条款94或95所述的方法，其中所述光刻设备量测数据包括调平数据。

97.根据条款96所述的方法，还包括根据调平数据确定对裸片内应力的估计；以及基于所估计的裸片内应力确定场内校正。

98.根据条款97所述的方法，其中针对每个裸片执行确定估计和确定场内校正的所述步骤。

99.一种包括程序指令的计算机程序，当在适合的设备上运行时，该程序指令可操作以执行条款87的方法。

100.一种非瞬态计算机程序载体，包括条款99的计算机程序。

101.一种光刻设备，其可操作为执行条款87的方法并在随后的曝光中使用所述场内校正。

虽然已经描述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。

虽然上面可能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，但是可以理解，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，不限于光学光刻。在压印光刻中，图案化装置中的形貌定义了在衬底上产生的图案。可以将图案化装置的形貌压制到供应给衬底的抗蚀剂层，在该层上通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来固化抗蚀剂。图案化装置从抗蚀剂中移出，在抗蚀剂固化后在其中留下图案。

与光刻设备有关的术语“辐射”和“射束”包括所有类型的电磁辐射，包括紫外线(UV)辐射(例如，波长为365、355、248、193、157或126nm左右)和极端紫外线(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”可以指各种类型的光学组件中的任何一种或其组合，包括折射、反射、磁、电磁和静电光学组件。

特定实施例的前述描述将如此全面地揭示本发明的一般性质，使得其他人可以通过应用本领域技术的知识来容易地修改和/或改编这些特定实施例以适应各种应用，不需要进行无尽实验，不背离本发明的一般概念。因此，基于本文呈现的教导和指导，这样的改编和修改意在所公开的实施例的等同形式的含义和范围内。应当理解，这里的短语或术语是为了通过示例进行描述，而不是限制性的，使得本说明书的术语或短语将由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受到任何上述示例性实施例的限制，而应仅根据所附权利要求及其等同形式来定义。

Claims (15)

1.一种用于确定场内校正以控制光刻设备的方法，所述光刻设备被配置为曝光在衬底的曝光场上的图案，所述方法包括：

获取用于确定所述场内校正的量测数据；

在所述量测数据不可靠的情况下和/或在所述光刻设备在启动基于所述量测数据的电位启动输入方面受限的情况下，确定指示较低精确度的精确度度量；以及

至少部分地基于所述精确度度量来确定所述场内校正。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述电位启动输入被配置用于控制所述光刻设备的平台和/或投影透镜操纵器。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述场内校正的目标是控制所述曝光场的子场。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中确定所述场内校正的步骤包括：

共同优化针对所述光刻设备的第一控制分布和针对掩模版写入工艺的第二控制分布；和/或

优化在用于控制所述光刻设备的控制回路中使用的时间滤波常数和/或加权常数，其中所述控制回路使用所述量测数据。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括使用所述精确度度量从控制策略库中选择控制策略，并且其中所述场内校正至少部分地基于所选择的控制策略。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述控制策略包括针对量测设备和/或所述光刻设备的测量策略。

7.根据权利要求6所述的方法，其中与对应于所选择的控制策略的所述测量策略相关联的测量密度，取决于所述精确度度量。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括基于光刻设备量测数据，使用经训练的求解器，来使用所述精确度度量选择控制策略。

9.根据权利要求8所述的方法，包括：从多个衬底获得包括非光刻设备量测数据和对应的光刻设备量测数据的训练数据；以及训练所述求解器以将所述非光刻设备量测数据链接至所述光刻设备量测数据。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中所述光刻设备量测数据包括调平数据。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括根据所述调平数据确定对裸片内应力的估计；以及基于所估计的裸片内应力确定所述场内校正。

12.根据权利要求11所述的方法，其中针对每个裸片执行确定估计和确定所述场内校正的步骤。

13.一种包括程序指令的计算机程序，所述程序指令当在适合的设备上运行时能够操作用于执行根据权利要求1所述的方法。

14.一种非瞬态计算机程序载体，包括根据权利要求13所述的计算机程序。

15.一种光刻设备，能够操作用于执行根据权利要求1所述的方法并在随后的曝光中使用所述场内校正。

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