CN114341739A - 计量系统和方法 - Google Patents

Abstract

本文描述了确定与衬底相关联的套刻测量的方法和获得与图案化工艺相关联的套刻测量的系统。一种用于确定套刻测量的方法可用于光刻图案化工艺中。该方法包括通过使用相干束照射第一套刻图案和第二套刻图案来产生衍射信号。该方法还包括基于衍射信号获得干涉图案。该方法还包括基于干涉图案确定第一套刻图案和第二套刻图案之间的套刻测量。

Description

计量系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年8月30日提交的美国临时专利申请号62/894,116的优先权，并通过引用将其全部结合于此。

技术领域

这里的描述总体涉及用于光刻工艺中套刻测量的改进的计量系统和方法。

背景技术

光刻设备(lithographic apparatus)是一种将所需图案施加到衬底上，通常施加到衬底的目标部分上，的机器。光刻设备可用于例如集成电路(IC)制造中。在该实例中，可替换地称为掩模或掩模版的图案化装置可用于生成将形成在IC的单个层上的电路图案。该图案可以转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个管芯或几个管芯)上。图案的转移通常通过成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底包含多个相邻的目标部分，图案被光刻设备连续转移到这些目标部分，一次一个目标部分。在一种光刻设备中，整个图案化装置上的图案一次转移到一个目标部分上；这种设备通常称为步进器。在另一种设备中，通常被称为步进扫描设备，投影光束在给定参考方向(“扫描”方向)上扫描图案化装置，同时同步地平行或反平行于该参考方向移动衬底。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移到衬底上。

发明内容

随着光刻技术和其他图案化工艺技术的发展，功能元件的尺寸不断减小，而每一器件的功能元件(如晶体管)的数量却在几十年来稳步增加。同时，对套刻、临界尺寸(CD)等精度的要求也越来越高。图案化工艺中不可避免地会产生误差，如套刻中的误差、CD中的误差等。例如，成像误差可以由光学像差、图案化装置加热、图案化装置误差和/或衬底加热产生，并且可以用例如套刻、CD等来表征。附加地或可选地，误差可以引入图案化工艺的其他部分，例如在蚀刻、显影、烘烤等中，并且类似地可以用例如套刻、CD等来表征。误差可以在装置的功能方面引起问题，包括装置故障或起作用的装置的一个或多个电问题。因此，期望能够表征这些误差中的一个或多个，并采取步骤来设计、修改、控制等图案化工艺以减少或最小化这些误差中的一个或多个。

本公开解决了上面讨论的各种问题。在第一方面，本公开提供了一种在光刻工艺中确定顶层上的第一套刻图案和底层上的第二套刻图案之间的套刻测量的改进方法。套刻测量可以是微米级、纳米级或亚纳米级。

本公开阐述了在光刻工艺中用于套刻测量的光学系统的设计中的许多改进(例如，在光学系统中增加瞳孔相机、在光学系统中使用相干光源等)。本公开还提出了在衬底上的顶层和底层上类似对准标记的设计，以改进光刻工艺中的套刻测量。

在一个实施例中，本公开阐述了确定与衬底相关联的套刻测量的方法，该方法包括通过使用相干束照射第一套刻图案和第二套刻图案来产生衍射信号，第一套刻图案设置在衬底的第一层上，第二套刻图案设置在衬底的第二层上；基于衍射信号获得干涉图案；以及基于干涉图案确定第一套刻图案和第二套刻图案之间的套刻测量。

在一个实施例中，本公开阐述了获得干涉图案的方法，该方法包括获得从第一套刻图案衍射的第一衍射信号；获得从第二套刻图案衍射的第二衍射信号；在光瞳平面上叠加第一衍射信号和第二衍射信号；以及基于叠加的衍射信号在光瞳平面处产生干涉图案。

在一个实施例中，本公开阐述了确定第一套刻图案和第二套刻图案之间的套刻测量的方法，该方法包括获得与干涉图案的第一干涉条纹相关联的第一位置，第一干涉条纹与衍射信号的正非零级衍射相关联；获得与干涉图案的第二干涉条纹相关联的第二位置，第二干涉条纹与衍射信号的负非零级衍射相关联；以及基于与干涉图案相关联的第一位置和第二位置，确定第一套刻图案和第二套刻图案之间的套刻误差。

在一个实施例中，本公开还阐述了确定与衬底相关联的套刻测量的方法，该方法包括经由处理器确定套刻测量是否突破套刻阈值，该阈值与图案化工艺的成品率相关联；以及响应于突破阈值，通过接口提供警告以调整图案化工艺。

在一个实施例中，本公开还阐述了通过处理器确定套刻测量是否突破套刻阈值的方法；响应于突破阈值，调整图案化工艺中使用的图案化设备的一个或多个参数，使得套刻测量最小化；执行第二层的移除工艺；以及在第二层的移除工艺之后，通过使用图案化设备的经调整的一个或多个参数，在衬底上的第一层上图案化新层。

在一个实施例中，本公开阐述了一种获得与图案化工艺相关联的套刻测量的系统，该系统包括：相干束发生器，被配置为产生用于照射第一套刻图案和第二套刻图案的相干束，第一套刻图案设置在衬底的第一层上，第二套刻图案设置在衬底的第二层上，第一套刻图案和第二套刻图案的照射产生衍射信号；检测器，被配置为检测衍射信号并从衍射信号产生干涉图案；以及至少一个处理器，被配置为基于干涉图案确定第一套刻图案和第二套刻图案之间的套刻测量值。

根据一个实施例，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括在其上记录有指令的非暂时计算机可读介质。当由计算机执行时，指令实现权利要求中列出的方法。

附图说明

包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本文公开的主题的某些方面，并且与描述一起帮助解释与公开的实施例相关联的一些原理。在附图中，

图1示出了根据实施例的光刻设备；

图2A示意性地示出了根据实施例的图1的设备中的测量和曝光工艺；

图2B示出了根据实施例的光刻单元或群集；

图3A是根据使用提供特定照射模式的第一对照射孔的实施例的用于测量目标的测量设备的示意图；

图3B是给定照射方向下目标衍射光谱的示意图；

图3C是在使用测量设备用于基于衍射的套刻测量时提供进一步照射模式的第二对照射孔的示意图；

图3D是组合第一和第二对孔的第三对照射孔的示意图，该第三对照射孔在使用测量设备用于基于衍射的套刻测量时提供进一步的照射模式；

图4示意性地描绘了多周期结构目标的形式和衬底上测量点的轮廓；

图5示意性地描绘了在图3的设备中获得的图4的目标的图像；

图6示意性地描述了示例计量设备和计量技术；

图7示意性地描绘了示例计量设备；

图8示意性地示出了根据实施例的用于照射套刻图案的系统；

图9A示意性地示出了根据实施例的具有类似特征的光栅的对准标记的套刻测量；

图9B示意性地示出了根据实施例的具有不同层上的光栅的对准标记的套刻测量；

图9C示出了根据实施例的在光瞳平面上产生干涉图案的模拟结果；

图9D示出了根据实施例的来自光瞳平面(相位＝1.5π)处从例如晶片衍射的光的光瞳平面上的衍射信号的两个不同衍射阶的干涉图案的位置的模拟结果；

图10A示出了根据实施例的确定衬底的套刻测量和移除工艺的工艺流程的示例性方法；

图10B示出了根据实施例的使用具有突破阈值的套刻值的抗蚀剂层的沉积工艺的工艺流程；

图10C示出了根据实施例的使用具有在阈值内的套刻值的抗蚀剂层的沉积工艺的工艺流程；

图10D示出了根据实施例的基于衍射信号获得干涉图案的示例性方法；

图10E示出了根据实施例的确定第一套刻图案和第二套刻图案之间的套刻测量的示例性方法；

图11是根据实施例的用于执行本文描述的一些方法的示例计算机系统的框图；

图12是根据实施例的另一光刻投影设备(LPA)的示意图；

图13是根据实施例的光刻投影设备的详细视图；

图14是根据实施例的光刻投影设备LPA的源收集器模块SO的详细视图。

具体实施方式

现在将参考附图详细描述本公开，所述附图作为本公开的说明性示例提供，以便使本领域技术人员能够实施本公开。值得注意的是，下面的附图和示例并不意味着将本公开的范围限制到单个实施例，而是通过可更换部分或全部描述或示出的元件，其他实施例是可行的。此外，在使用已知组件可以部分地或完全地实现本公开的某些元件的情况下，将只描述对理解本公开所必需的这些已知组件的那些部分，并且将省略对这些已知组件的其他部分的详细描述，以便不使本公开变得模糊。描述为以软件实现的实施例不应限于此，而是可以包括以硬件或软件和硬件的组合实现的实施例，反之亦然，这对于本领域技术人员来说是显而易见的，除非本文另有规定。在本说明书中，示出奇异组件的实施例不应被认为是限制；相反，本公开旨在涵盖包括多个相同组件的其他实施例，反之亦然，除非本文另有明确说明。此外，申请人并不打算对说明书或权利要求中的任何术语赋予不常见或特殊的含义，除非明确说明。此外，本公开通过说明的方式包括与这里提到的已知组件的当前和未来的已知等同物。

尽管在本文中可以具体地参考IC的制造，但应该明确地理解，这里的描述具有许多其他可能的应用。例如，它可用于制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、液晶显示面板、薄膜磁头等。本领域技术人员将理解，在这种替代应用的上下文中，本文中术语“掩模版”、“晶片”或“管芯”的任何使用都应被认为分别可与更一般的术语“掩模”、“衬底”和“目标部分”互换。

在本文中，这里使用的术语“辐射”和“束”包括所有类型的电磁辐射，包括可见辐射(例如，波长λ在400至780纳米范围内)、紫外(UV)辐射(例如，波长λ在365、248、193、157或126纳米范围内)、极紫外(EUV或软X射线)辐射(例如，波长在5至20纳米范围内，例如，13.5纳米)或工作在5纳米以下的硬X射线，以及粒子束，例如离子束或电子束。通常，波长在780-3000纳米(或更大)之间的辐射被认为是IR辐射。UV是指波长约为100-400纳米的辐射。在光刻技术中，术语“UV”也适用于汞放电灯可以产生的波长：G线436纳米；H线405nm；和/或I-线365nm真空UV，或VUV(例如，被空气吸收的UV)是指具有大约100-200nm波长的辐射。深紫外(DUV)通常指波长范围为126纳米至428纳米的辐射，并且在一个实施例中，准分子激光器可以产生光刻设备中使用的DUV辐射。应该理解，例如，波长在5-20nm范围内的辐射涉及具有特定波长带的辐射，其中至少一部分在5-20nm范围内。

该图案化装置可以包括或形成一个或多个设计布局。设计布局可以利用CAD(计算机辅助设计)程序生成，这一过程通常被称为EDA(电子设计自动化)。大多数CAD程序遵循一组预定的设计规则，以便创建功能性设计布局/图案化装置。这些规则是由工艺和设计限制设置的。例如，设计规则限定了器件(如栅极、电容等)或互连线之间的空间公差，以确保器件或线彼此不会以不希望的方式相互影响。一个或多个设计规则限制可以称为“临界尺寸”(CD)。设备的临界尺寸可以限定为线或孔的最小宽度或两条线或两个孔之间的最小间距。因此，CD决定了所设计器件的总体尺寸和密度。当然，器件制造的目标之一是在衬底上(通过图案化装置)忠实地再现原始设计意图。

在本文中使用的术语“掩模”或“图案化装置”可被广义地解释为指代可用于为入射辐射束赋予图案化横截面的通用图案化装置，该横截面对应于将在衬底的目标部分中创建的图案；术语“光阀”也可用于此上下文。除了经典掩模(透射式或反射式；二进制、相移、混合等)之外，其他此类图案化装置的示例包括可编程镜面阵列和可编程LCD阵列。

可编程镜面阵列的示例可以是具有粘弹性控制层和反射表面的矩阵可寻址表面。这种设备背后的基本原理是(例如)反射表面的寻址区域将入射辐射反射为衍射辐射，而未寻址区域将入射辐射反射为无衍射辐射。使用适当的滤光片，可以将无衍射辐射从反射束中滤除，只留下衍射辐射；以这种方式，束根据矩阵可寻址表面的寻址图案而被图案化。矩阵寻址可以使用适当的电子装置来执行。

可编程LCD阵列的示例在美国专利第5，229，872号中给出，其通过引用并入本文。

图1是光刻设备的示意图。设备包括：照射系统(照射器)IL，被配置为调节辐射束B(例如，UV辐射或DUV辐射)；图案化装置支撑件或支撑结构(例如，掩模台)MT，被构造为支撑图案化装置(例如，掩模)MA，并连接到第一定位器PM，第一定位器PM被配置为根据某些参数精确地定位图案化装置；两个衬底台(例如，晶片台)WTa和WTb，每一个被构造成容纳衬底(例如，涂有抗蚀剂的晶片)W，并且每一个连接到第二定位器PW，第二定位器PW被配置成根据特定参数精确地定位衬底；以及投影系统(例如，折射投影透镜系统)PS，其被配置为将通过图案化装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个管芯)上。参考框架RF连接各个组件，并用作用于设置和测量图案化装置和衬底及其上的特征的位置的参考。

照射系统可以包括各种类型的光学组件，例如折射、反射、磁、电磁、静电或其他类型的光学组件，或其任何组合，用于引导、成形或控制辐射。

图案化装置支撑件MT以依赖于图案化装置的取向、光刻设备的设计和其他条件(例如图案化装置是否被保持在真空环境中)的方式保持图案化装置。图案化装置支撑件可以使用机械、真空、静电或其他夹紧技术来保持图案化装置。图案化装置支撑件MT可以是例如框架或桌子，框架或桌子可以根据需要固定或移动。图案化装置支撑件可确保图案化装置处于期望位置，例如相对于投影系统。

此处使用的术语“图案化装置”应广义地解释为指可用于在其横截面中赋予辐射束以图案的任何装置，例如在衬底的目标部分中创建图案。应当注意，例如，如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征，则赋予辐射束的图案可能不完全对应于衬底的目标部分中的期望图案。通常，赋予辐射束的图案将对应于在目标部分中创建的设备中的特定功能层，例如集成电路。

如这里所描述的，该设备是透射型的(例如，采用透射型图案化装置)。或者，该设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程镜面阵列，或者采用反射掩模)。图案化装置的示例包括掩模、可编程镜面阵列和可编程LCD面板。这里术语“掩模版”或“掩模”的任何使用都可以被认为与更一般的术语“图案化装置”同义。术语“图案化装置”也可以被解释为指以数字形式存储图案信息以用于控制这种可编程图案化装置的装置。

此处使用的术语“投影系统”应广义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，或其任何组合，适用于所使用的曝光辐射，或适用于其他因素，如浸没液体的使用或真空的使用。这里术语“投影透镜”的任何使用都可以被认为与更一般的术语“投影系统”同义。

光刻设备还可以是这样一种类型，其中至少一部分衬底可以被具有相对高折射率的液体(例如，水)套刻，以便填充投影系统和衬底之间的空间。例如，浸没液体也可以施加到光刻设备中掩模和投影系统之间的其他空间。浸没技术是本领域中公知的用于增加投影系统的数值孔径的技术。

在操作中，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。当光源是准分子激光器时，例如，源和光刻设备可以是分开的实体。在这种情况下，光源不被认为构成光刻设备的一部分，并且辐射束借助光束传递系统BD从源SO传递到照射器IL，所述光束传递系统BD例如包括适当的定向镜和/或束扩展器。在其他情况下，当源是汞灯时，例如，光源可以是光刻设备的组成部分。源SO和照射器IL，连同光束传递系统BD(如果使用的话)，可以称为辐射系统。

例如照射器IL可包括用于调整辐射束的角强度分布的调节器AD、积分器IN和聚光器CO。照射器可用于调节辐射束，使其横截面具有所需的均匀性和强度分布。

辐射束B入射到图案化装置MA，该图案化装置保持在图案化装置支撑件MT上，并由图案化装置图案化。已经穿过所述图案化装置(例如，掩模)MA，辐射束B通过投影系统PS，投影系统PS将光束集中到衬底W的目标部分C上。借助第二定位器PW和位置传感器IF(例如干涉装置、线性装置、2-D编码器或电容式传感器)，衬底台WTa或WTb可以精确地移动，例如以便在辐射束B的路径中定位不同目标部分C。类似地，可以使用第一定位器PM和另一位置传感器(图1中未明确示出)来相对于辐射束B的路径精确地定位图案化装置(例如，掩模)MA，例如，在从掩模库中机械检索之后，或扫描期间。

可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案化装置(例如，掩模)MA和衬底W。尽管示出的衬底对准标记占据专用目标部分，但它们可以位于目标部分之间的空间中(这些被称为划线通道对准标记)。类似地，在图案化装置(例如，掩模)MA上提供不止一个管芯的情况下，掩模对准标记可以位于管芯之间。小对准标记也可以包括在管芯内，在装置特征中，在这种情况下，希望标记尽可能小，并且不需要任何不同于相邻特征的成像或工艺条件。下面进一步描述对准系统，其检测对准标记。

所描述的设备可以在各种模式中使用。在扫描模式下，在将赋予辐射束的图案投射到目标部分C上(例如，单次动态曝光)的同时，同步扫描图案化装置支撑件(例如，掩模台)MT和衬底台WT。衬底台WT相对于图案化装置支撑件(例如，掩模台)MT的速度和方向可由投影系统PS的(去)放大和图像反转特性确定。在扫描模式下，曝光场的最大尺寸限制了单次动态曝光中目标部分的宽度(在非扫描方向上)，而扫描运动的长度决定了目标部分的高度(在扫描方向上)。其它类型的光刻设备和操作模式也是可能的，这在本领域是众所周知的。例如，阶梯模式是已知的。在所谓的“无掩模”光刻中，可编程图案化装置保持静止，但图案改变，衬底台WT被移动或扫描。

也可以采用上述使用模式或完全不同的使用模式的组合和/或变化。

光刻设备LA是所谓的双级型，它具有两个衬底台WTa、WTb和两个站--曝光站EXP和测量站MEA--在它们之间可以交换衬底台。当一个衬底工作台上的一个衬底在曝光站被曝光时，另一个衬底可以在测量站被装载到另一个衬底台上，并执行各种准备步骤。这使得设备的吞吐量能够大幅增加。准备步骤可以包括使用水平传感器LS映射衬底的表面高度轮廓，以及使用对准传感器AS测量衬底上对准标记的位置。如果位置传感器IF不能在衬底台位于测量站和曝光站时测量衬底台的位置，则可以提供第二位置传感器以使衬底台相对于参考框架RF的位置能够在两个站处被跟踪。代替所示的双级布置，其他布置是已知和可用的。例如，已知提供了衬底台和测量台的其他光刻设备。当执行预备测量时，这些对接在一起，然后当衬底台经历曝光时，这些对接被解开。

图2A示意性地示出了图1的设备中的测量和曝光工艺，其包括在图1的双级设备中曝光衬底W上的目标部分(例如，管芯)的步骤。在虚线框内的左手边，步骤在测量站MEA执行，而右手边显示在曝光站EXP执行的步骤。有时，衬底台WTa、WTb中的一个将在曝光站，而另一个在测量站，如上所述。为了本说明的目的，假设衬底W已经被装载到曝光站中。在步骤200，通过未示出的机构将新的衬底W'加载到设备上。为了增加光刻设备的吞吐量，并行处理这两个衬底。

首先参考新加载的衬底W'，这可以是用新的光致抗蚀剂制备的先前未处理的衬底，用于在设备中首次曝光。然而，通常，所描述的光刻工艺将仅仅是一系列曝光和处理步骤中的一个步骤，因此衬底W'已经通过该设备和/或其他光刻设备多次，并且还可以有后续工艺要经历。特别是为了提高套刻性能，任务是确保在已经经历了一个或多个图案化和处理循环的衬底上的正确位置上应用新图案。这些处理步骤逐渐在衬底中引入畸变，这些畸变可以被测量和校正，以实现满意的套刻性能。

如前所述，先前和/或随后的图案化步骤可以在其他光刻设备中执行，并且甚至可以在不同类型的光刻设备中执行。例如，装置制造过程中对分辨率和套刻等参数要求很高的一些层，可以在比其他要求较低的层更先进的光刻工具中进行。因此，一些层可能在浸没型光刻工具中暴露，而其他层在“干”工具中暴露。一些层可能在DUV波长下工作的工具中暴露，而其他层被使用EUV波长辐射暴露。

在202，使用衬底标记Pl等和图像传感器(未示出)的对准测量用于测量和记录衬底相对于衬底台WTa/WTb的对准。此外，衬底W'上的几个对准标记将使用对准传感器AS进行测量。在一个实施例中使用这些测量来建立“晶片栅格”，其非常精确地映射标记在衬底上的分布，包括相对于标称矩形栅格的任何畸变。

在步骤204，也使用水平传感器LS测量晶片高度(Z)相对于X-Y位置的映射。通常，高度映射仅用于实现曝光图案的精确聚焦。此外，它还可用于其他目的。

当加载衬底W'时，接收配方数据206，该配方数据限定了将要执行的曝光，以及晶片的性质和先前在其上制作和将要制作的图案。这些配方数据被添加到在202、204进行的晶片位置、晶片网格和高度映射的测量中，然后全套配方和测量数据208可以被传递到曝光站EXP。例如对准数据的测量包括对准目标的X和Y位置，对准目标的X和Y位置与作为光刻工艺的产品的产品图案固定或名义上固定的关系。这些对准数据是在曝光前获取的，用于生成对准模型，其参数使模型与数据相匹配。这些参数和对准模型将在曝光操作期间用于校正在当前光刻步骤中应用的图案的位置。所使用的模型内插测量位置之间的位置偏差。一个传统的对准模型可能包括四个、五个或六个参数，共同限定“理想”网格在不同维度上的平移、旋转和缩放。已知使用更多参数的高级模型。

在210处，晶片W'和W被交换，使得被测量的衬底W'成为进入曝光站EXP的衬底W。在图1的示例设备中，这种交换是通过在设备内交换支撑件WTa和WTb来执行的，使得衬底W、W'保持精确地夹持和定位在这些支撑件上，以保持衬底台和衬底本身之间的相对对准。因此，一旦交换了台，确定投影系统PS和衬底台WTb(以前是WTa)之间的相对位置是在控制曝光步骤中使用衬底W(以前是W')的测量信息202、204所必需的。在步骤212，使用掩模对准标记M1、M2执行掩模版对准。在步骤214、216、218中，扫描运动和辐射脉冲被施加在衬底W上的连续目标位置，以便完成多个图案的曝光。

通过使用在测量站获得的对准数据和高度映射，以及曝光步骤的执行，这些图案相对于期望位置，具体是相对于先前放置在同一衬底上的特征，被精确对准。在步骤220，曝光的衬底(现在标记为W”)从设备中卸载，以根据暴露的图案进行蚀刻或其他工艺。

本领域技术人员将知道，上述描述是对实际制造情况的一个示例中涉及的许多非常详细步骤的简化概述。例如，代替一次测量对准，通常会使用相同或不同的标记进行单独阶段地粗细测量。粗对准和/或细对准测量步骤可以在高度测量之前或之后执行，或者交错执行。

在一个实施例中，光学位置传感器，例如对准传感器AS，使用可见和/或近红外线(NIR)辐射来读取对准标记。在一些处理中，在对准标记已经形成之后对衬底上的层进行处理导致这样的对准传感器由于信号强度低或没有信号强度而无法发现标记的情况。

图2B说明了光刻单元或群集。光刻设备LA可以形成光刻单元LC的一部分，光刻单元LC有时也称为光刻单元或集群，光刻单元LC还包括用于在衬底上执行曝光前和曝光后处理的设备。通常，这些包括一个或多个旋转涂布机SC，用于沉积一个或多个抗蚀剂层，一个或多个显影剂DE，用于显影暴露的抗蚀剂，一个或多个冷却板CH和/或一个或多个烘烤板BK。衬底处理机或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取一个或多个衬底，在不同的处理设备之间移动它们，并将它们传送到光刻设备的装载台LB。这些设备通常被统称为轨道，处于轨道控制单元TCU的控制下，轨道控制单元TCU本身由监控系统SCS控制，监控系统SCS还通过光刻控制单元LACU控制光刻设备。因此，可以操作不同的设备以使吞吐量和处理效率最大化。

为了正确和一致地曝光由光刻设备曝光的衬底，期望检查曝光的衬底以测量或确定一个或多个性质，例如套刻(例如，可以是套刻层中的结构之间或同一层中的结构之间，例如，通过双图案化工艺已单独提供给该层)、线厚度、临界尺寸(CD)、聚焦偏移、材料性质等。因此，光刻单元LC位于其中的制造设施还通常包括测量系统MET，其接收在光刻单元中已处理的一些或全部衬底W。计量系统MET可以是光刻单元LC的一部分，例如，它可以是光刻设备LA的一部分。

计量结果可以直接或间接地提供给监控系统SCS。如果检测到错误，则可以调整后续衬底的曝光(特别是如果可以很快且足够快地进行检查，以便该批次的一个或多个其他衬底仍将被曝光)和/或调整已曝光衬底的后续曝光。此外，已曝光的衬底可以被剥离和返工以提高成品率，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。在只有衬底的一些目标部分有缺陷的情况下，可以只对那些良好的目标部分执行进一步的曝光。

在计量系统MET中，计量设备用于确定衬底的一个或多个性质，具体是不同衬底的一个或多个性质如何变化或同一衬底的不同层如何从一层到另一层变化。计量设备可以集成到光刻设备LA或光刻单元LC中，或者可以是独立的设备。为了能够快速测量，期望测量设备在曝光后立即测量曝光抗蚀剂层中的一个或多个性质。然而，抗蚀剂中的潜像对比度很低--抗蚀剂中暴露于辐射的部分和未暴露于辐射的部分之间的折射率只有很小的差异--而且并非所有的计量设备都有足够的灵敏度来对潜像进行有用的测量。因此，可以在曝光后烘烤步骤(PEB)之后进行测量，该曝光后烘烤步骤通常是在曝光衬底上执行的第一步骤，并增加抗蚀剂的曝光部分和未曝光部分之间的对比度。在此阶段，抗蚀剂中的图像可称为半潜像。还可以对显影的抗蚀剂图像进行测量--在该点上抗蚀剂的曝光或未曝光部分已经被移除--或者在图案转移步骤(如蚀刻)之后。后者可能性限制了对有缺陷的衬底进行返工的可能性，但仍可能提供有用的信息。

为了实现计量，可以在衬底上提供一个或多个目标。在一个实施例中，目标是特别设计的并且可以包括周期结构。在一个实施例中，目标是设备图案的一部分，例如，设备图案的周期结构。在一个实施例中，设备图案是存储器件的周期结构(例如，双极晶体管(BPT)、位线接触(BLC)等结构)。

在一个实施例中，衬底上的目标可以包括一个或多个1-D周期结构(例如，光栅)，其被印刷，使得在显影之后，周期结构特征由固体抗蚀剂线形成。在一个实施例中，目标可以包括一个或多个2-D周期结构(例如，光栅)，2-D周期结构被印刷，使得在显影之后，一个或多个周期结构由抗蚀剂中的固体抗蚀剂柱或过孔形成。可选地，杆、柱或过孔可蚀刻到衬底中(例如，蚀刻到衬底上的一个或多个层中)。

在一个实施例中，图案化工艺的受关注参数之一是套刻。套刻可以使用暗场散射测量法来测量，其中零级衍射(对应于镜面反射)被阻挡，只处理更高阶衍射。暗场计量学的示例可以在PCT专利申请公开nos.WO 2009/078708和WO 2009/106279中找到，通过引用将其全部结合于此。该技术的进一步发展已经在美国专利申请出版物US2011-0027704、US2011-0043791和US2012-0242970中描述，通过引用将其全部结合于此。基于衍射的套刻使用暗场检测的衍射级，使得能够对较小的目标进行套刻测量。这些目标可以小于照射点，并且可以被衬底上的器件产品结构所包围。在一个实施例中，可以在一个辐射捕获中测量多个目标。

图3A是根据使用提供特定照射模式的第一对照射孔的实施例的用于测量目标的测量设备的示意图。在图3A中还示意性地示出了适合于在实施例中使用的测量设备，以测量例如套刻。在图3B中更详细地示出了目标T(包括诸如光栅的周期结构)和衍射射线。所述计量设备可以是独立的装置或结合在光刻设备LA(例如，在测量站)或光刻单元LC中。在整个设备中有多个分支的光轴由虚线O表示。在该设备中，由输出11(例如，诸如激光器或氙灯的光源或连接到光源的开口)发出的辐射，通过包括透镜12、14和物镜16的光学系统经由棱镜15被引导到衬底W上。在该设备中，输出11(例如，诸如激光器或氙灯的光源或连接到光源的开口)发出的辐射通过包括透镜12、14和物镜16的光学系统被引导到衬底W上。这些透镜以4F排列的双重顺序排列。可以使用不同的透镜布置，只要它仍然将衬底图像提供到检测器上。

在一个实施例中，透镜布置允许访问中间光瞳平面以进行空间频率滤波。因此，辐射入射到衬底上的角范围可以通过在呈现衬底平面(这里称为(共轭)光瞳平面)的空间光谱的平面中定义空间强度分布来选择。具体地，例如，这可以通过在透镜12和14之间的平面中插入适当形式的孔板13来实现，该平面是物镜光瞳平面的反投影图像。在所示的示例中，孔板13具有标记为13N和13S的不同形式，允许选择不同的照射模式。本示例中的照射系统形成离轴照射模式。在第一照射模式中，孔板13N提供从仅为了说明而指定为“北”的方向的离轴照射。在第二照射模式中，孔板13S用于提供类似的照射，但是从相反的方向，标记为“南”。通过使用不同的孔可以实现其他照射模式。瞳孔平面的其余部分希望是暗的，因为期望照射模式之外的任何不必要的辐射可能会干扰期望的测量信号。

图3B是给定照射方向下目标衍射光谱的示意图。如图3B所示，目标T与衬底W一起放置，衬底W基本上垂直于物镜16的光轴O。从偏离轴O的角度照射到目标T上的照射射线I产生一个零级射线(实线0)和两个一级射线(点链线+1和双点链线-1)。对于过度填充的小目标T，这些射线只是覆盖衬底区域(包括计量目标T和其他特征)的许多平行射线中的一个。由于板13中的孔具有有限的宽度(为了允许有用的辐射量所必需的)，入射射线I实际上将占据角度范围，衍射射线0和+1/-1将有所分散。根据小目标的点扩散函数，每个级+1和-1将在一定的角度范围内进一步扩散，而不是如图所示的单一理想射线。应注意，周期结构节距和照射角可以设计或调整，使进入物镜的一级光线与中心光轴紧密对准。图3A和图3B中所示的射线在一定程度上偏离了轴线，仅仅是为了使它们在图中更容易区分。至少被衬底W上的目标衍射的0级和+1级被物镜16收集并通过棱镜15引导回来。

回到图3A，通过指定被标记为北(N)和南(S)的直径相对的孔来说明第一照射模式和第二照射模式。当入射光线I来自光轴的北侧时，即当使用光圈板13N应用第一照射模式时，标记为+1(N)的+1衍射光线进入物镜16。相反，当使用孔板13S应用第二照射模式时，-1衍射射线(标记为-1(S))是进入透镜16的射线。因此，在一个实施例中，通过在特定条件下测量目标两次来获得测量结果，例如，在旋转目标或改变照射模式或改变成像模式以分别获得-1和+1衍射级强度之后。比较给定目标的这些强度提供了目标中不对称性的测量，并且目标中的不对称性可以用作光刻工艺的参数的指示符，例如，套刻。在上述情况下，照射模式被改变。

分束器17将衍射光束分成两个测量分支。在第一测量分支中，光学系统18使用零级和一级衍射光束在第一传感器19(例如，CCD或CMOS传感器)上形成目标的衍射光谱(光瞳平面图像)。每一个衍射级都击中传感器上的不同点，使得图像处理就可以比较和对比级。由传感器19捕获的瞳孔平面图像可用于聚焦计量设备和/或归一化强度测量。瞳孔平面图像还可以用于其他测量目的，例如重建，如下面进一步描述的。

在第二测量分支中，光学系统20、22在传感器23(例如，CCD或CMOS传感器)上形成在衬底W上的目标的图像。在第二测量分支中，在与物镜16的光瞳平面共轭的平面中设置孔光阑21。孔光阑21用于阻挡零级衍射光束，使得在传感器23上形成的目标的图像由-1或+1第一级光束形成。关于由传感器19和23测量的图像的数据被输出到处理器和控制器PU，其功能将取决于正在执行的特定类型的测量。应注意“图像”一词的用法很宽泛。如果仅存在-1和+1级中的一个，则不会形成这样的周期性结构特征(例如，光栅线)的图像。

图3所示的孔板13和光阑21的特殊形式仅仅是示例。在另一个实施例中，使用目标的轴上照射，并且使用具有离轴孔径的孔光阑来将基本上仅一个第一级衍射辐射传递到传感器。在其它实施例中，可在测量中使用二级、三级和更高级光束(图3中未示出)，以代替一级光束或除了一级光束之外。

为了使照射适应于这些不同类型的测量，孔板13可以包括围绕盘形成的多个孔图案，孔板旋转以使所需图案就位。应注意孔板13N或13S用于测量定向在一个方向(取决于设置的X或Y)上的目标的周期性结构。对于正交周期结构的测量，可以实现90°和270°目标的旋转。

图3C是在使用测量设备用于基于衍射的套刻测量时提供进一步照射模式的第二对照射孔的示意图。

图3D是组合第一和第二对孔的第三对照射孔的示意图，该第三对照射孔在使用用于基于衍射的套刻测量的测量设备中提供进一步的照射模式。

图3C和图3D中显示了不同的孔板。图3C显示了另外两种离轴照射模式。在图3C的第一照射模式中，孔板13E从相对于前面描述的“北”指定为“东”的方向提供离轴照射，仅为了描述起见。在图3C的第二照射模式中，孔板13W用于提供类似的照射，但从相反的方向，标记为“西”。图3D显示了离轴照射模式的另外两种类型。在图3D的第一照射模式中，孔板13NW提供来自如前所述的指定为“北”和“西”的方向的离轴照射。在第二照射模式中，孔板13SE用于提供类似的照射，但从相反的方向，如前面所述标记为“南”和“东”。例如，在上述先前公开的专利申请公开中描述了该设备的这些以及许多其他变型和应用的使用。

图4示意性地描绘了多周期结构(例如，多光栅)目标的形式和衬底上测量点的轮廓。

图4描绘了在衬底上形成的示例复合计量目标T。复合目标包括紧密定位在一起的四个周期性结构(在这种情况下是光栅)32、33、34、35。在一个实施例中，周期结构布局可以小于测量点(例如，周期结构布局被过度填充)。因此，在一个实施例中，周期结构足够紧密地定位在一起，使得它们都在由计量设备的照射光束形成的测量点31内。在这种情况下，因此四个周期结构全部同时被照射并同时成像在传感器19和23上。在专用于套刻测量的示例中，周期结构32、33、34、35本身是通过套刻周期结构而形成的复合周期结构(例如，复合光栅)，例如，在形成在衬底W上的器件的不同层中图案化周期结构，并且使得一层中的至少一个周期结构套刻不同层中的至少一个周期结构。此类目标的外部尺寸可在20μm×20μm或16μm×16μm以内。此外，所有的周期结构被用来测量特定成对的层之间的套刻。为了便于目标能够测量多于一对层，周期结构32、33、34、35可以具有不同偏置的套刻偏移，以便便于测量复合周期结构的不同部分形成于其中的不同层之间的套刻。因此，用于衬底上目标的所有周期结构将用于测量一对层，并且用于衬底上另一相同目标的所有周期结构将用于测量另一对层，其中不同的偏置有助于在层对之间进行区分。

回到图4，周期结构32、33、34、35也可以在它们的取向上不同，如图所示，以便在X和Y方向上衍射进入的辐射。在一个示例中，周期结构32和34分别是具有+d、-d偏置的X方向周期结构。周期结构33和35可以是分别具有偏移+d和-d的Y方向周期结构。虽然示出了四个周期结构，但另一实施例可包括较大的矩阵以获得所需的精度。例如，由9个复合周期结构的3×3阵列可具有-4d、-3d、-2d、-d、0、+d、+2d、+3d、+4d偏置。可以在传感器23捕获的图像中识别这些周期性结构的单独的图像。

图5示意性地描绘了在图3的装置中获得的图4的目标的图像。图5示出了使用图3的设备中的图4的目标，使用图3D中的孔板13NW或13SE可以在传感器23上形成并由传感器23检测的图像的示例。虽然传感器19不能解析不同的单个周期结构32至35，但传感器23可以这样做。暗矩形表示传感器上的图像场，其中衬底上的照射点31被成像到相应的圆形区域41中。在该区域中，矩形区域42-45表示周期结构32-35的图像。目标可以定位在设备产品特征中，而不是或除了定位在划线通道中之外。如果周期性结构位于器件产品区域中，则器件特征也可以在该图像场的外围可见。处理器和控制器PU使用模式识别来处理这些图像以识别周期结构32至35的单独的图像42至45。以这种方式，图像不必在传感器框架内的特定位置非常精确地对准，这大大提高了测量设备作为一个整体的吞吐量。

一旦周期结构的单独的图像已经被识别，这些单独图像的强度可以被测量，例如，通过对识别区域内的选定像素强度值进行平均或求和。可以相互比较图像的强度和/或其他性质。这些结果可以结合起来测量光刻工艺的不同参数。套刻性能就是这样一个参数的示例。

图6示意性地描述了示例计量设备和计量技术。在一个实施例中，图案化工艺的受关注参数之一是特征宽度(例如，CD)。图6描绘了高度示意性的示例计量设备(例如，散射计)，它可以实现特征宽度的确定。它包括将辐射投射到衬底W上的宽带(白光)辐射投影仪2。重定向的辐射被传递到分光计检测器4，分光计检测器4测量镜面反射辐射的光谱10(作为波长函数的强度)，如左下曲线图所示。根据这些数据，处理器PU可以例如通过严格耦合波分析和非线性回归，或者通过与图6右下角所示的模拟光谱库进行比较，来重建产生探测光谱的结构或剖面。一般说来，对于重建，结构的一般形式是已知的，一些变量是从结构制造过程的知识中假设的，只剩下少量的结构变量是由测量数据确定的。这种计量设备可以配置为c垂直入射计量设备或斜入射计量设备。此外，除了通过重建测量参数外，角分辨散射法还可用于测量产品和/或抗蚀剂图案中特征的非对称性。非对称测量的一个具体应用是用于套刻的测量，其中目标包括一组叠加在另一组上的周期性特征。例如，在美国专利申请公开US2006-066855中描述了以这种方式测量非对称性的概念，其全部并入本文。

图7示出了适合于在本公开的实施例中使用的计量设备100的示例。在美国专利申请公开号US2006-033921和US2010-201963中更详细地解释了这种类型的计量设备的操作原理，其通过引用全部并入本文。光轴由虚线O表示，该光轴在整个装置中具有若干分支。在该装置中，由光源110(例如，氙灯)发射的辐射通过光学系统引导到衬底W上，光学系统包括透镜系统120、孔板130、透镜系统140、部分反射表面150和物镜160。在一个实施例中，这些透镜系统120、140、160以4F布置的双重顺序布置。在一个实施例中，辐射源110发射的辐射被使用透镜系统120准直。如果需要，可以使用不同的透镜布置。可以通过在呈现衬底平面的空间光谱的平面中定义空间强度分布来选择辐射入射到衬底上的角范围。具体地，这可以通过在透镜120和140之间的平面中插入适当形式的孔板130来实现，该平面是物镜光瞳平面的反投影图像。不同的光强分布(例如，环形、偶极子等)可以通过使用不同的孔来实现。在径向和周边方向上的照射的角分布，以及诸如辐射的波长、偏振和/或相干性的性质，都可以被调节以获得所需的结果。例如，可以在光源110和部分反射表面150之间提供一个或多个干涉滤波器130，以选择在例如400-900nm或甚至更低例如200-300nm的范围内的感兴趣波长。干扰滤波器可以是可调谐的，而不是包括一组不同的滤波器。可以用光栅代替干涉滤波器。在一个实施例中，可以在光源110和部分反射表面150之间提供一个或多个偏振器170以选择感兴趣的偏振。偏振器可以是可调谐的，而不是包括一组不同的偏振器。

如图7所示，目标T与衬底W垂直于物镜160的光轴O放置。因此，来自光源110的辐射被反射表面150部分反射，并经由物镜160聚焦到衬底W上的目标T的照射点S。在一个实施例中，物镜160具有高数值孔径(NA)，希望至少0.9或至少0.95。浸没式计量设备(使用相对高折射率的流体，如水)甚至可以具有大于1的数值孔径。

从偏离轴O的角度聚焦到照射点的照射射线170、172产生衍射射线174、176。应该记住，这些射线只是覆盖包括目标T的衬底的区域的许多平行射线中的一个。照射点内的每个元件都在计量设备的视野内。由于板130中的孔具有有限的宽度(为允许有用量的辐射所必需的)，入射射线170、172实际上将占据一个角度范围，并且衍射射线174、176将稍微展开。根据小目标的点扩展函数，每个衍射级将在角度范围内进一步扩展，而不是如图所示的单一理想射线。

被衬底W上的目标衍射的至少0级被物镜160收集并通过反射表面150部分引导回来。光学元件180将衍射光束的至少一部分提供给光学系统182，光学系统182使用零级和/或一级衍射光束在传感器190(例如，CCD或CMOS传感器)上形成目标T的衍射光谱(光瞳平面图像)。在一个实施例中，提供孔186以滤除某些衍射级，从而将特定衍射级提供给传感器190。在一个实施例中，孔186允许基本上或主要仅零级辐射到达传感器190。在实施例中，传感器190可以是二维检测器，从而可以测量衬底目标T的二维角散射谱。例如，传感器190可以是CCD或CMOS传感器阵列，并且例如，可以使用每帧40毫秒的积分时间。传感器190可用于测量在单个波长(或窄波长范围)处的重定向辐射的强度、在多个波长处的单独强度或在波长范围内的积分强度。此外，该传感器可用于分别测量具有横向磁化和/或横向电极化的辐射强度和/或横向磁极化和横向电极化辐射之间的相位差。

可选地，光学元件180将衍射光束的至少一部分提供给测量分支200，以在传感器230(例如，CCD或CMOS传感器)上形成衬底W上的目标的图像。测量分支200可用于各种辅助功能，例如聚焦计量设备(例如，使衬底W与物镜160对焦)，和/或用于导言中提到的类型的暗场成像。

为了提供用于不同尺寸和形状的光栅的定制视场，在从光源110到物镜160的路径上的透镜系统140内提供可调节的视场光阑300。光阑300包含孔302，并且位于与目标T的平面共轭的平面中，使得照射点成为孔302的图像。图像可以根据放大系数缩放，或者孔和照射点可以是1：1的大小关系。为了使照射适应不同类型的测量，孔板300可以包括围绕盘形成的多个孔图案，盘旋转以使所需图案就位。可选地或附加地，可以提供和交换一组板300，以实现相同的效果。另外或替代地，也可以使用诸如可变形镜阵列或透射空间光调制器的可编程孔径器件。

通常，目标将与其平行于Y轴或平行于X轴延伸的周期性结构特征对准。关于其衍射行为，具有在平行于Y轴的方向上延伸的特征的周期性结构在X方向上具有周期性，而具有在平行于X轴的方向上延伸的特征的周期性结构在Y方向上具有周期性。为了测量两个方向上的性能，通常提供两种类型的特征。虽然为了简单起见，将提到线和空间，但周期性结构不必由线和空间构成。此外，每条线和/或线之间的空间可以是由较小的子结构形成的结构。此外，例如对于周期性结构包括柱和/或过孔，周期性结构可以在两个维度上同时周期性地形成。

为了监控光刻工艺，需要测量图案化基底的参数，例如在其中或其上形成的连续层之间的套刻误差。在光刻工艺中形成的微观结构有各种进行测量的技术，包括使用扫描电子显微镜和各种专用工具。一种专门的检查工具是散射计，其中将一束辐射照射到衬底表面的目标上，并测量散射或反射束的性质。通过比较束被衬底反射或散射前后的性质，可以确定衬底的性质。例如，这可以通过将反射束与存储在与已知衬底性质相关的已知测量数据库中的数据进行比较来实现。已知散射计有两种主要类型。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范围内的辐射的光谱(强度作为波长的函数)。角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的强度。

器件是一层一层地建立起来的，套刻是光刻设备的将这些层精确地打印在彼此之上的能力的度量。连续的层或同一层上的多个工艺必须精确地与前一层对齐，否则结构之间的电接触将很差，由此产生的器件将不能按照规范执行。套刻是这种对齐精度的度量。良好的套刻提高了器件成品率，并能打印更小的产品图案。形成在图案化衬底中或上的连续层之间的套刻误差由曝光设备(光刻设备的)的各个部分控制。主要是光刻设备的对准系统负责将辐射对准到衬底的正确部分上。

套刻可以使用“基于图像”(盒中盒(box-in-box))技术或基于衍射的套刻(DBO)计量学来测量。DBO是一种新兴的计量技术，因为它的TMU(总测量不确定度)通常比“基于图像”的技术更好。在“基于图像”的情况下，套刻可以从抗蚀剂标记图案相对于早期形成的产品层中的标记图案的位置的测量中导出。在DBO情况下，通过检测来自两个类似光栅结构的衍射光束的干涉图案的形状来间接测量套刻，例如堆叠在底层(例如，产品层)光栅上的顶层(例如，抗蚀剂层)光栅。

然而，问题是，宽带辐射束不能从两个相似光栅结构的衍射束产生衍射干涉图案，因为宽带辐射束不是相干辐射束。因此，在计量系统的光瞳平面上不能区分来自两个相似光栅结构的衍射光束的干涉图案的形状。如果不能区分来自两个相似光栅结构的衍射光束的干涉图案的形状，则不能容易地间接测量套刻误差。

图8示意性地示出了使用来自相干光源110的相干辐射束801(例如，高斯束等)照射套刻图案800的更具体的描述和实施例。在一个实施例中，套刻图案(例如，对准标记)包括左上象限803中的第一套刻图案、右下象限805中的第二套刻图案、右上象限807中的第三套刻图案以及左下象限809中的第四套刻图案。在一个实施例中，辐射束801大致垂直于衬底(例如，图7的系统中的晶片W)上的套刻图案800入射。在一个实施例中，衬底由一种或多种材料(例如，硅、氧化硅、绝缘体上硅(SOI)等)制成。辐射束801(例如，相干束(coherentbeam)、高斯束等)可能来自可调谐光源。在一个实施例中，可调谐光源可以调节辐射束801的波长。根据本公开，套刻图案800可在衬底上图案化。在一个实施例中，辐射束801照射分布在四个象限803、805、807和809上的套刻图案800。图8中的光束是发散的光束。在一个实施例中，辐射801具有成形的光束形状(例如，图8中的圆形或椭圆形等)。然而，本公开不限于特定照射形状。

在一个实施例中，左上象限803中的第一套刻图案设置在衬底的第一层(例如，顶层、抗蚀剂层等)上。右下象限805中的第二套刻图案设置在衬底的第二层(例如，底层、产品层)上。在一个实施例中，产品层可以是包含产品(例如，半导体器件、生物器件或光电子器件等)的蚀刻层、扩散层或薄膜沉积层的层。在一个实施例中，第一套刻图案在衬底上的第一位置(例如，左上象限803)成像，第二套刻图案在衬底的第二位置(例如，右下象限805)成像。第二位置(例如，右下象限805)与第一位置(例如，左上象限803)对角相对。本公开不限于第一套刻图案和第二套刻图案的对角放置。在一些实施例中，第一套刻图案和第二套刻图案之间的不同取向或相对放置是可行的。例如，第一套刻图案可以邻近第二套刻图案放置，使得每个图案的平行线近似成一直线。

在一个实施例中，象限803中的第一套刻图案和象限805中的第二套刻图案被示为具有包括平行线的相同或相似的周期结构。然而，套刻模式并不局限于模式的特定特征形状。在一些实施例中，第一套刻图案和第二套刻图案可以是虚线、矩形线、L形、矩形、三角形或可用于套刻测量的其他几何形状。

在一个实施例中，右上象限807中的第三套刻图案与左上象限803中的第一套刻图案布置在衬底的同一层上(例如，第一层、顶层、抗蚀剂层等)。在一个实施例中，右上象限807中的第三套刻图案设置在衬底的第三层(例如，抗蚀剂层、产品层等)上。左下象限809中的第四套刻图案与右下象限805中的第二套刻图案布置在衬底的同一层上(例如，第二层、底层、产品层等)。在一个实施例中，左下象限809中的第四套刻图案设置在衬底的第四层(例如，抗蚀剂层、产品层等)上。本领域技术人员可以理解，本公开不限于可在其上形成套刻图案的层的特定顺序或层的序列。例如，象限803中的第一套刻图案可以设置在衬底的第一层上，第二套刻图案可以设置在衬底的象限805中的第三层或第四层上。此外，在一些实施例中，可以在衬底上沉积超过三层(例如，3、5、6、7等)，每个层具有其自己的光栅或套刻图案。套刻测量可以在任意两层之间进行。

在一个实施例中，具有相同或相似图案的象限(例如，803和805、807和809)将位于不同的层上。在一个实施例中，使用第一参考图案(例如，水平光栅图案)对左上象限803中的第一套刻图案和右下套刻象限805中的第二套刻图案进行图案化。第一参考图案具有沿着图8中的X轴811延伸的水平光栅图案。相反，右上象限807中的第三套刻图案和左下象限809中的第四套刻图案使用第二参考图案(例如，垂直光栅图案)来图案化。第二参考图案(垂直光栅图案)具有沿图8中的Y轴813延伸的垂直光栅图案。水平光栅图案和垂直光栅图案作为示例而呈现，并且不限制本公开的范围。也可以采用不同的光栅图案，例如角光栅、孔阵列等。在一些实施例中，第一参考图案和第二参考图案可以是但不限于虚线、矩形线、L形、矩形、三角形或其他可用于套刻测量的几何形状。在一些实施例中，由参考图案化的套刻图案可能不相同。

图9A示意性地示出根据实施例的从用于套刻测量的示例套刻图案衍射的衍射光束的捕获。

对于套刻测量，使用光学组件901(例如，透镜、透镜元件等)。光学组件901可以是各种类型的光学组件的任意一个或组合，包括折射光学组件、反射光学组件、磁性光学组件、电磁光学组件和静电光学组件。在一些示例中，光学组件901由单独使用或与其他光学组件一起使用的用于聚光或分散光线的辐射透射性物质(例如，玻璃、环氧树脂、石英等)制成。在一个实施例中，光学组件901可用于集中和/或聚焦来自光源110(例如，激光器、相干光源等)的入射辐射801。

入射辐射801穿过光学组件901并照射到包含套刻图案800的层(例如，抗蚀剂层和产品层等)的堆叠内的层(例如，薄膜层、扩散层、蚀刻层、抗蚀剂层等)上。入射辐射801从套刻图案800(例如，套刻标记)反射，产生从象限803衍射的第一衍射束903(例如，+1级衍射束)和从象限805衍射的第二衍射束905(例如，+1级衍射束)。第一和第二衍射束903和905可以包括多个衍射级，例如，更高或非零级衍射级(例如，+1级和-1级衍射级)。在一些实施例中，可以阻塞零级以避免降低检测信号中可用的调制深度。第一衍射光束903和第二衍射光束905可以由光敏元件(例如，检测器908)检测。从象限803中的第一套刻图案中的水平光栅衍射的入射辐射801成为第一衍射光束903。从象限805中的第二套刻图案中的水平光栅衍射的入射辐射801成为第二衍射束905。这里的描述不限于使用从布置在衬底的第一层上的象限803中的第一套刻图案衍射的第一衍射束903和从布置在衬底的象限805中的第二层上的第二套刻图案衍射的第二衍射束905的套刻测量。例如，从设置在衬底的第三层上的第三套刻图案衍射的第三衍射束和/或从设置在衬底的第四层上的第四套刻图案衍射的第四衍射束也可用于套刻测量。

套刻测量不限于从第一套刻图案、第二套刻图案、第三套刻图案或第四套刻图案衍射的衍射光束的任何特定组合。在一些实施例中，套刻测量可以使用从套刻图案的任何组合衍射的两个以上衍射光束。通过在由光敏元件908(例如，诸如CCD或CMOS传感器的检测器)检测的光瞳平面907处叠加第一衍射信号和第二衍射信号，来执行第一衍射光束903和第二衍射光束905与象限803和805中的第一套刻图案和第二套刻图案的相互作用。例如，第一衍射信号是由光瞳平面907上的光敏元件或光检测器908检测到的第一衍射光束903。第二衍射信号是光瞳平面907中由光检测器908检测到的第二衍射光束905。光瞳平面907位于相对于衬底的特定距离(例如，远场)处。在一个实施例中，该距离大于入射光束(例如，入射光束801)的单个波长。基于来自与光束903相关联的第一衍射信号和与光束905相关联的第二衍射信号的叠加衍射信号，来生成干涉图案。此外，干涉图案依赖于辐射801的波长(例如，相干束、高斯光束等)。

图9B示意性地示出了根据一个实施例的用于套刻测量的套刻图案的一部分(图9A)的衍射。

象限803中的第一套刻图案和象限805中的套刻图案在彼此之间具有距离(例如，在x方向或y方向上)。在一个实施例中，测量从顶层(或较高层)的顶表面到底层(或相对较低层)的顶表面的y距离。在一个实施例中，来自象限803和805的套刻图案之间在x方向上的距离的改变，导致由光敏元件908(例如，诸如CCD或CMOS传感器的检测器)从第一衍射信号(例如，来自象限803的衍射信号)和第二衍射信号(例如，来自象限805的衍射信号)检测到的叠加衍射信号改变。在一个实施例中，叠加衍射信号也可以由于入射辐射801的性质(例如，波长)的改变而改变。光敏元件908(例如，诸如CCD或CMOS传感器的检测器)驻留在光瞳平面907处以检测叠加衍射信号。

在一些实施例中，由光检测器908检测到的叠加衍射信号产生的干涉图案依赖于象限803中的第一套刻图案和象限805中的第二套刻图案的物理特性。物理特性可以包括象限803中的第一套刻图案和象限805中的第二套刻图案的间距、象限803中的第一套刻图案和象限805中的第二套刻图案的线宽或其组合。

图9C示出了根据实施例的在光瞳平面(例如，图9B的光瞳平面907)上生成干涉图案的模拟结果。该模拟可由光学模拟工具(例如，时域有限差分工具等)执行。

如前所述，通过在光瞳平面907上叠加第一衍射束903和第二衍射束905来生成干涉图案(例如，909和911)。如前所述，干涉图案909和911的形状基于套刻图案800的一个或多个物理特性和/或入射辐射801的特性而改变。干涉图案的图像中的灰度值指示与干涉图案相关联的强度。

在一些实施例中，光瞳平面907处的干涉图案(例如，在图9C和图9D中看到的909和911)可以包括更高的衍射级。更高的衍射级可能大于2级。

在一些实施例中，第一套刻图案和第二套刻图案的物理特性可包括象限803中的第一套刻图案和象限805中的第二套刻图案的间距、第一套刻图案和第二套刻图案的线宽或其组合。影响干涉图案909和911的第一套刻图案和第二套刻图案的物理特性还可以包括第一套刻图案和第二套刻图案的距离(例如，顶层和底层之间的距离，或者抗蚀剂层和产品层之间的距离)。在一些实施例中，由于相对于衬底的特定距离(例如，大于入射光束801的单个波长)，顶层和底层之间的距离影响由光敏元件908在光瞳平面907处检测到的干涉图案909和911。光敏元件908(例如，诸如CCD或CMOS传感器的检测器)驻留在光瞳平面907以检测叠加衍射信号，如先前关于图9C所述。

在一些实施例中，干涉图案909和911的干涉条纹可由可调谐光源调制。如先前在图8中所描述的，可调谐光源可以调节辐射束801的波长。由此，可以通过可调谐光源执行辐射束801的波长扫描，并且通过辐射束801的波长扫描进一步生成调制干涉条纹。例如，可调谐光源可以提供从400nm到500nm的1nm波长间隔作为辐射束801，以执行波长扫描。在本实施例中，调制干涉条纹进一步用于确定套刻测量。例如，由400nm辐射束801产生的干涉条纹在光瞳平面上的位置与由405nm辐射束801产生的干涉条纹的位置不同。然而，来自400nm和405nm辐射束801的干涉条纹之间的位移将不受套刻测量期间的测量噪声的影响，因为对于在测量期间由400nm辐射束801和405nm辐射束801产生的干涉条纹两者来说，测量噪声都是常数。因此，辐射束801的波长扫描针对测量噪声提供了稳健的套刻测量。

图9D示出了根据实施例的从光瞳平面(例如，图9B的光瞳平面907)上的衍射信号的两个不同衍射级，产生的不同干涉图案的另一模拟结果。该模拟可由光学模拟工具(例如，时域有限差分工具等)执行。

具体地，X轴和Y轴表示在光瞳平面907处从晶片衍射的光在X轴和Y轴上的位置。干涉图案909和911可以由从象限803衍射的第一衍射光束903(例如，+1级衍射光束)和从象限805衍射的第二衍射光束905(例如，+1级衍射光束)产生。

在一些实施例中，干涉图案913和915可以由从象限803衍射的第三衍射光束(例如，-1级衍射光束)和从象限805衍射的第四衍射光束(例如，-1级衍射光束)产生。因此，干涉图案913和915的位置与干涉图案909和911成对角线位置。

在一个实施例中，与干扰图案(例如，909和911)相关联的强度可表示为

在一个实施例中，其他干扰图案(例如，913和915)的强度可表示为

在上面的等式1和等式2中，

是来自象限803中的第一套刻图案的衍射光903的相位，

是来自象限805中的第二套刻图案的衍射光905的相位，

是由象限803中的第一套刻图案与象限805中的第二套刻图案之间的套刻误差引起的相位差，

是通过在顶层(例如，抗蚀剂层)上在象限803中的第一套刻图案上照射辐射801(例如，相干束)而从象限803中的第一套刻图案衍射的+1或-1级衍射束的强度，

是通过在底层(例如，产品层)上在象限803中的第二套刻图案上照射辐射801而从象限805中的第二套刻图案衍射的+1级衍射束的强度，以及

是通过在底层(例如，产品层)上在象限805中的第二套刻图案上照射辐射801而从象限805中的第二套刻图案衍射的-1级衍射束的强度。

可以通过使用上述等式或从数据库(例如，存储在本文描述的计算系统的处理器上)模拟强度来预测由于套刻误差引起的如上所述的强度差异，该数据库将干涉图案909和911的性质与套刻图案和入射辐射801的性质相关联。因此，即使包含套刻图案的层上的一个或多个堆叠(例如，沉积层、抗蚀剂层、蚀刻层……等)在象限803中的第一套刻图案和象限805中的第二套刻图案上，也可以从干涉图案909和911确定套刻测量。

图10A是根据实施例的用于确定套刻测量并可选地包括基于套刻测量的衬底层的移除工艺的方法1000的流程图。

在一些实施例中，方法1000包括，在步骤P1002，使用辐射束(例如，110)照射第一套刻图案1001(例如，图8中803中的图案)和第二套刻图案1002(例如，图8中805中的图案)。在一个实施例中，辐射束是由诸如相干激光源的束发生器(例如，相干束发生器)产生的相干束。如关于图8所讨论的，可以获得第一套刻图案1001和第二套刻图案1002。例如，第一套刻图案1001可以由第一参考图案图案化并位于象限803中，第二套刻图案1002可以由相同的参考图案(例如，第一参考图案)图案化并位于象限805中。此外，第一套刻图案1001可以设置在衬底的第一层(例如，顶层、抗蚀剂层等)上，而第二套刻图案1002可以设置在衬底的第二层(例如，底层、产品层等)上。在一些实施例中，由参考图案图案化的套刻图案不必相同。

方法1000包括，在步骤P1004，通过使用由束发生器(例如，相干束发生器)产生的辐射例如110(例如，相干束)照射第一套刻图案1001和第二套刻图案1002，产生衍射信号1004。例如，衍射信号1004可以是由使用由束发生器(例如，相干束发生器)产生的辐射110(例如，相干束)照射第一套刻图案809得到的第一衍射光903和照射第二套刻图案807得到的第二衍射光905构成的叠加信号。衍射信号1004可以由光敏元件908(例如，检测器)检测。

方法1000包括，在步骤P1006，基于衍射信号获得干涉图案1006。如步骤1004中所述，生成衍射信号1004。可以如关于图9A-图9D所讨论的那样获得干涉图案1006。

方法1000包括，在步骤P1008，基于干涉图案1006确定第一套刻图案和第二套刻图案之间的套刻测量1008。如图9A-图9D所述，可以获得干涉图案，并且在步骤P1006中获得干涉图案。基于干涉图案1006确定套刻测量1008。例如，图9C中的干涉图案909和911可以基于第一套刻图案和第二套刻图案的距离(例如，顶层上的第一套刻图案和底层上的第二套刻图案之间的距离)而改变形状。在一个实施例中，图9C中的干涉图案909和911可以基于第一套刻图案809和第二套刻图案807之间的光栅的间距和线宽而改变形状。在一个实施例中，基于从干涉图案(例如，909和911)的形状获得的信息来确定套刻测量1008。在实施例中，基于第一套刻图案1001和第二套刻图案1002的间距来确定套刻测量1008，以及基于第一套刻图案1001和第二套刻图案1002的线宽来确定套刻测量1008。

方法1000包括，在步骤P1010，经由处理器确定套刻测量1008是否突破套刻阈值。阈值可以与图案化工艺的成品率相关联。例如，假设套刻阈值为5纳米，指示顶层上的结构相对于底层上的结构移动5纳米。这种5nm的位移导致结构或相邻结构不能在指定尺寸内形成。不符合规定尺寸的结构被认为是失效或有缺陷的结构。因此，与期望的成品率(例如，99.9％)相比，图案化工艺的成品率降低。处理器或计算机系统可以存储先前步骤获得的信息，例如，在步骤P1008中的套刻测量。该信息可以与顶层上的第一套刻图案和底层上的第二套刻图案的距离相关联。该信息还可以与第一套刻图案和第二套刻图案的间距以及第一套刻图案和第二套刻图案的线宽相关联。套刻阈值可以是由系统的用户定义的值。在一些实施例中，套刻阈值可以是顶层(例如，抗蚀剂层)上的第一套刻图案与底层(例如，产品层)上的第二套刻图案之间位移的标准偏差。

方法1000可进一步包括，在步骤P1012，如果套刻测量没有突破(例如，小于)阈值，则继续制造工艺的下一步骤。制造工艺的下一步骤可以是图10B和10C中的沉积工艺。如果顶层(例如，抗蚀剂层)的套刻测量值在阈值内(例如，顶层上的第一套刻图案或底层上的第二套刻图案的位移的标准偏差)，则执行沉积工艺1026。在一些实施例中，在P1012处的制造工艺的下一步骤可以是蚀刻工艺、扩散工艺或其组合。

方法1000可进一步包括，在步骤P1014，响应于突破阈值，经由计算机系统的接口提供信号或通知以调整图案化工艺。具体地，当套刻测量较大或在预定可接受阈值的范围(例如，顶层上的第一套刻图案或底层上的第二套刻图案的位移的标准偏差)之外时，突破阈值。在一个实施例中，该信号或通知可以是调整图案化工艺的警告，可以是系统显示器上显示的消息，或者是系统上的警报或警告灯，以警告系统的用户。

方法1000可进一步包括，在步骤P1016，关于图1调整在图案化工艺中使用的光刻设备的掩模MA和衬底W的一个或多个参数，以使套刻测量最小化。一个或多个参数的调整可由数据库(例如，光刻设备的计算机系统的存储器)中的一个或多个现有模型执行。一个或多个现有模型可以通过图案化工艺的先前实验或图案化工艺的模拟(例如，有限差分时域法等)来创建。关于图1，光刻设备的一个或多个参数可以是光刻设备对掩模MA的入射光束的剂量，关于图1，可以是与光刻设备相关联的对掩模MA的焦点，以及由光刻设备成像的衬底W的位置。可以将套刻测量最小化，以在阈值的范围内或范围下(例如，顶层上的第一套刻图案或底层上的第二套刻图案的位移的标准偏差)。

方法1000可进一步包括在步骤P1018，由于与第二层1024(例如，抗蚀剂层)相关联的套刻测量值较大或在先前在步骤P1014中提到的预定可接受阈值的范围之外，因此执行第二层1024(例如，顶层，抗蚀剂层)的移除工艺。例如，如果与第二层1024(例如，抗蚀剂层)相关联的套刻测量值较大或在预定可接受阈值的范围之外，则由于层1024和层1022之间的不对准，随后的制造工艺例如沉积工艺1026可能在层1022中的沟槽1030中具有不完整的填充。如果沟槽1030中的层(例如，金属层)是电路的一部分，则沟槽1030的这种不完整填充(灰色层)可进一步在集成电路器件中产生缺陷(例如，闭孔)。因此，可以移除层1024，并且可以沉积新层以改进套刻。例如，在图10B和图10C中，可以图案化新层1024-2(例如，第二抗蚀剂层)。在一个实施例中，可以使用基于套刻测量确定的调整剂量和/或焦点来图案化新层。与先前讨论的与层1024(图10A)相关联的套刻相比，新层1024-2相对于底层1022(例如，产品层)具有改进的套刻性能。参照图10B，当在层1020、1022和1024上执行沉积工艺1026时，该工艺在层1020、1022和1024的表面上形成例如金属1028(例如铝、金等)的层。然而，由于层1022和1024之间的不对准，在层1024的阴影下的层1022中的沟槽1030的一部分(在沟槽1030的右侧)没有用金属1028填充。从而在沟槽1030中形成非导电区域。如果沟槽1030中的金属层是电路的一部分，则这种非导电区域成为集成电路中的缺陷。因此，降低了与层1024相关联的制造工艺的成品率。另一方面，参考图10C，新层1024-2与层1022很好地对准。在金属1028的沉积工艺1026之后，层1022中的沟槽1030被金属1028完全填充。因此，如果沟槽1030中的金属层是电路的一部分，则沟槽中不存在缺陷。换言之，由于在集成电路中不存在缺陷，因此对于新层1024-2的制造工艺具有比对于层1024的制造工艺的成品率更好的成品率。

因此，通过精确地控制顶层1024(例如，抗蚀剂层)和第二层1022(例如，产品层)之间的套刻，可以提高制造工艺的成品率或将其保持在期望的限度内。在一些实施例中，第二层的移除工艺可以包括使用化学溶液来去除第二层1024(例如，顶层、抗蚀剂层)。化学溶液能够溶解含有光致抗蚀剂的层(例如，抗蚀剂层)。化学溶液可以是丙酮、异丙醇、硫酸或其组合。

方法1000可进一步包括在步骤P1020中，在第二层1024的移除工艺之后，通过使用光刻设备的经调整的一个或多个参数，在衬底1020上的第一层1022(例如，产品层)上图案化新层1024-2(例如，第二抗蚀剂层)。第一层1022上的新层1024-2(例如，第二抗蚀剂层)可以使用光刻设备的入射光束的调整剂量、与光刻设备相关联的调整焦点、以及由光刻设备成像的衬底的调整位置来图案化新层1024-2(例如，第二抗蚀剂层)，如先前在步骤P1016中所述。图10D示出了根据实施例的基于衍射信号获得干涉图案的示例性过程。如步骤P1004中所讨论的那样生成衍射信号。干涉图样可以如图9A-图9D所讨论的那样获得。

步骤P1006-1是获得从象限803中的第一套刻图案衍射的第一衍射信号1004-1。通过使用束发生器(例如，相干束发生器)产生的辐射801(例如，相干束)照射象限803中的第一套刻图案，可以如先前在步骤P1004中讨论的类似地执行第一衍射信号1004-1的获得。

步骤P1006-2是获得从象限805中的第二套刻图案衍射的第二衍射信号1004-2。通过使用由束发生器(例如，相干束发生器)产生的辐射801(例如，相干束)照射象限805中的第二套刻图案，可以如先前在步骤P1004中讨论的类似地执行第二衍射信号1004-2的获得。

步骤P1006-3是在光瞳平面907处叠加第一衍射信号903和第二衍射信号905的步骤。如先前在图9A和图9B中所述，第一衍射信号903和第二衍射信号905在光瞳平面907处叠加。

步骤P1006-4是基于叠加的衍射信号生成光瞳平面907处的干涉图案的步骤。干涉图案(例如，909、911、913、915)在前面的图9C和9D中描述和示出。

图10E示出了根据实施例的确定象限803中的第一套刻图案与象限805中的第二套刻图案之间的套刻测量的示例性过程。

步骤P1008-1是获得与干涉图案的第一干涉条纹1008-1相关联的第一位置。例如，第一位置可以是图9C和图9D中干涉图案909的X轴值和Y轴值。在一些实施例中，第一干涉条纹1008-1可以与衍射信号的正非零级衍射相关联。(如+1级衍射、+2级衍射……等)

步骤P1008-2是获得与干涉图案的第二干涉条纹1008-2相关联的第二位置。例如，第二位置可以是图9D中干涉图案911的X轴值和Y轴值。在一些实施例中，第二干涉条纹1008-2与衍射信号的负非零级衍射相关联。(如-1级衍射，-2级衍射……等)

步骤P1008-3是基于与干涉图案相关联的第一位置和第二位置确定第一套刻图案和第二套刻图案之间的套刻误差的步骤。如先前在图10A中的步骤P1008中所讨论的，可以基于干涉图案来确定第一套刻图案和第二套刻图案之间的套刻误差。例如，图9C中的干涉图案909和911可以基于第一套刻图案和第二套刻图案之间的距离(例如，顶层上的第一套刻图案和底层上的第二套刻图案之间的距离)而改变形状。在一些实施例中，图9C中的干涉图案909和911可以基于第一套刻图案和第二套刻图案中的光栅的间距和线宽来改变形状。在一个实施例中，基于从干涉图案的形状(例如，909和911)获得的信息来确定套刻测量1008。在一个实施例中，套刻测量1008基于第一套刻图案1001和第二套刻图案1002的间距以及第一套刻图案1001和第二套刻图案1002的线宽来确定。在一些实施例中，套刻误差可以从与干涉图案909相关联的第一位置和与干涉图案911相关联的第二位置来确定。干涉图案909和911的位置可以依赖于叠加的衍射信号，如先前在步骤P1006-4中所述，因为叠加的衍射信号依赖于步骤P1006-1中的第一衍射信号1004-1和步骤P1006-2中的第二衍射信号1004-2的相互作用。例如，如果第一衍射信号1004-1和第二衍射信号1004-2在与光瞳平面上的干涉图案909相关联的第一位置具有相长干涉，则干涉图案909示出代表相对强信号的暗点。相反，如果第一衍射信号1004-1和第二衍射信号1004-2在与光瞳平面上的干涉图案909相关联的第一位置具有相消干涉，则干涉图案909示出代表相对较弱信号的亮点。随着叠加的衍射信号在与干涉图案909相关联的第一位置和与干涉图案911相关联的第二位置的干涉的变化，干涉图案909和911的中心位置随着第一衍射信号1004-1和第二衍射信号1004-2的干涉而移动。

因此，干涉图案909和911的位置取决于第一衍射信号1004-1和第二衍射信号1004-2。此外，第一衍射信号1004-1和第二衍射信号1004-2取决于从顶层(例如，抗蚀剂层)上的象限803中的第一套刻图案衍射的第一衍射信号的相位，以及底层(例如，产品层)上的象限805中的第二套刻图案的相位。然而，由于顶层和底层之间的距离是固定的，如果顶层和底层之间存在套刻误差(例如，抗蚀剂层上的沟槽图案和产品层上的沟槽图案之间的不对准)，则第一干涉图案909和第二干涉图案911的中心位置将相应地移动。通过计算第一干涉图案909和第二干涉图案911的中心位置之间的相对位置，可以经由处理器(例如，计算机、数据存储器、数据库系统等)计算套刻误差(例如，有限时域差分法)。

图11是根据实施例的示例计算机系统CS的框图。计算机系统CS可用于控制图1中的光刻设备，在步骤P1010中确定套刻测量是否突破套刻阈值，或计算套刻误差，如在步骤P1008-3中讨论的。计算机系统CS包括用于传送信息的总线BS或其它通信机构，以及与总线BS耦合用于处理信息的处理器PRO(或多处理器)。计算机系统CS还包括主存储器MM，例如随机存取存储器(RAM)或其他动态存储设备，耦合到总线BS，用于存储要由处理器PRO执行的信息和指令。主存储器MM还可用于在执行将由处理器PRO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CS还包括与总线BS耦合的只读存储器(ROM)ROM或其它静态存储设备，用于存储用于处理器PRO的静态信息和指令。提供存储设备SD，例如磁盘或光盘，并耦合到总线BS，用于存储信息和指令。

计算机系统CS可以经由总线BS耦合到显示器DS，例如阴极射线管(CRT)或用于向计算机用户显示信息的平板或触摸面板显示器。包括字母数字和其他键的输入设备ID耦合到总线BS，用于将信息和命令选择传送到处理器PRO。另一种类型的用户输入设备是光标控制件CC，例如鼠标、轨迹球或光标方向键，用于将方向信息和命令选择传送到处理器PRO并用于控制显示器DS上的光标移动。该输入设备通常在两个轴上具有两个自由度，第一轴(例如，x)和第二轴(例如，y)，这允许设备指定平面中的位置。触摸面板(屏幕)显示器也可以用作输入设备。

根据一个实施例，响应于处理器PRO执行包含在主存储器MM中的一个或多个指令的一个或多个序列，计算机系统CS可以执行本文描述的一个或多个方法的一部分。这些指令可以从另一个计算机可读介质例如存储设备SD被读到主存储器MM中。主存储器MM中包含的指令序列的执行使处理器PRO执行这里描述的处理步骤。还可以采用多处理装置中的一个或多个处理器来执行主存储器MM中包含的指令序列。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。因此，这里的描述不限于硬件电路和软件的任何特定组合。

此处使用的术语“计算机可读介质”是指参与向处理器PRO提供指令以供执行的任何介质。这种介质可以采取多种形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。例如，非易失性介质包括光盘或磁盘，例如存储设备SD。易失性介质包括动态存储器，例如主存储器MM。传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括含有总线BS的导线。传输介质也可以采取声波或光波的形式，例如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间产生的声波或光波。例如，计算机可读介质可以是非暂时性的，软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其他光学介质、穿孔卡、纸带、任何其他具有孔图案的物理介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储芯片或盒式存储器。非暂时性计算机可读介质可以在其上记录指令。当由计算机执行时，所述指令可以实现本文描述的任何特征。暂时性计算机可读介质可以包括载波或其他传播的电磁信号。

各种形式的计算机可读介质可用于将一个或多个指令的一个或多个序列传送到处理器PRO以供执行。例如，指令最初可能存储在远程计算机的磁盘上。远程计算机可以将指令加载到其动态存储器中，并使用调制解调器通过电话线发送指令。计算机系统CS本地的调制解调器可以接收电话线上的数据，并使用红外发射器将数据转换为红外信号。耦合到总线BS的红外检测器可以接收红外信号中携带的数据并将数据放置在总线BS上。总线BS将数据传送到主存储器MM，处理器PRO从主存储器MM中检索并执行指令。主存储器MM接收的指令可以可选地在处理器PRO执行之前或之后存储在存储设备SD上。

计算机系统CS还可以包括耦合到总线BS的通信接口CI。通信接口CI提供与连接到本地网络LAN的网络链路NDL的双向数据通信耦合。例如，通信接口CI可以是综合业务数字网(ISDN)卡或调制解调器，以提供到相应类型电话线的数据通信连接。作为另一个示例，通信接口CI可以是局域网(LAN)卡，以提供到兼容LAN的数据通信连接。还可以实现无线链路。在任何这样的实现中，通信接口CI发送和接收携带表示各种类型信息的数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。

网络链路NDL通常提供通过一个或多个网络到其他数据设备的数据通信。例如，网络链路NDL可以提供通过本地网络LAN到主机HC的连接。这可以包括通过全球分组数据通信网络(现在通常称为“互联网”INT)提供的数据通信服务。本地网络LAN(互联网)都使用携带数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。通过各种网络的信号和网络数据链路NDL上以及通过通信接口CI的信号，是传输信息的载波的示例形式，通信接口CI将数字数据传送到计算机系统CS以及从计算机系统CS传送到通信接口CI。

计算机系统CS可以通过网络、网络数据链路NDL和通信接口CI发送消息和接收数据，包括程序代码。在互联网示例中，主机HC可以通过互联网INT、网络数据链路NDL、本地网络LAN和通信接口CI传输请求的应用程序的代码。一个这样的下载应用程序可以例如提供这里描述的方法的全部或部分。所接收的代码可以在接收时由处理器PRO执行，和/或存储在存储设备SD或其他非易失性存储器中以供以后执行。以这种方式，计算机系统CS可以获得载波形式的应用代码。

图12是根据实施例的另一光刻投影设备(LPA)的示意图。

LPA可以包括源收集器模块SO、被配置为调节辐射束B(例如EUV辐射)的照射系统(照射器)IL、支撑结构MT、衬底台WT和投影系统PS。

支撑结构(例如，图案化装置台)MT可构造成支撑图案化装置(例如，掩模或掩模版)MA，并连接到第一定位器PM，该第一定位器被配置成精确地定位图案化装置；

衬底台(例如，晶片台)WT可以构造成容纳衬底(例如，涂有抗蚀剂的晶片)W，并连接到被配置成精确定位衬底的第二定位器PW。

投影系统(例如，反射式投影系统)PS可以被配置成将通过图案化装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个管芯)上。

如这里所描述的，LPA可以是反射型的(例如，采用反射图案化装置)。应当注意的是，由于大多数材料在EUV波长范围内是吸收性的，所以图案化装置可以具有多层反射器，该多层反射器包括例如钼和硅的多叠层。在一个示例中，多层反射器有40层钼和硅对，每层厚度为四分之一波长。甚至更小的波长可以用X射线光刻技术产生。由于大多数材料在EUV和X射线波长处是吸收性的，所以图案化装置形貌上的一薄片图案化吸收材料(例如，多层反射器顶部的TaN吸收体)限定了特征将打印(正抗蚀剂)或不打印(负抗蚀剂)的位置。

照射器IL可以从源收集器模块SO接收极端的紫外线辐射束。产生EUV辐射的方法包括，但不一定限于，将材料转换成等离子体状态，该等离子体状态具有至少一种元素，例如氙、锂或锡，在EUV范围内具有一条或多条发射线。在一种通常称为激光产生等离子体(“LPP”)的这种方法中，可以通过用激光束照射燃料，例如具有线发射元件的材料的滴、流或团簇(cluster)来产生等离子体。源收集器模块SO可以是包括激光器的EUV辐射系统的一部分(图11中未示出)以提供激发燃料的激光束。所得到的等离子体发射输出辐射，例如EUV辐射，其被使用设置在源收集器模块中的辐射收集器收集。当使用CO2激光器提供用于燃料激发的激光束时，激光器和源收集器模块可以是例如分离的实体。

在这种情况下，激光器可以不认为构成光刻设备的一部分，并且可以借助光束传递系统将辐射光束从激光器传递到源收集器模块，该光束传递系统例如包括适当的定向镜和/或光束扩展器。在其他情况下，例如，当源是放电产生的等离子体EUV发生器时，通常被称为DPP源，源可能是源收集器模块的一个组成部分。

照射器IL可包括用于调整辐射束的角强度分布的调节器。通常，至少可以调节照射器的光瞳平面中强度分布的外部和/或内部径向范围(通常分别称为σ-外部和σ-内部)。此外，照射器IL可以包括各种其他组件，例如有刻面的场镜和光瞳镜装置。照射器可用于调节辐射束，使其横截面具有所需的均匀性和强度分布。

辐射束B可以入射到图案化装置(例如，掩模)MA上，该图案化装置保持在支撑结构(例如，图案化装置台)MT上，并且辐射束B由图案化装置图案化。在从图案化装置(例如掩模)MA反射之后，辐射束B通过投影系统PS，该投影系统PS将束聚焦到衬底W的目标部分C上。在第二定位器PW和位置传感器PS2(例如，干涉装置、线性编码器或电容式传感器)的帮助下，例如，可以精确地移动衬底台WT，以便在辐射束B的路径中定位不同的目标部分C。类似地，可以使用第一定位器PM和另一个位置传感器PS1来相对于辐射束B的路径精确地定位图案化装置(例如，掩模)MA。可以使用图案化装置对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案化装置(掩模)MA和衬底W。

所描述的设备LPA可用于以下模式中的至少一种：步进模式、扫描模式和静止模式。

在步进模式中，支撑结构(例如，图案化装置台)MT和衬底台WT基本上保持静止，同时一次(例如，单次静态曝光)将赋予辐射束的整个图案投射到目标部分C上。然后，衬底台WT在X和/或Y方向上移动，从而可以曝光不同的目标部分C。

在扫描模式下，同步扫描支撑结构(例如，图案化装置台)MT和衬底台WT，同时将赋予辐射束的图案投射到目标部分C上(例如，单次动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构(例如，图案化装置台)MT的速度和方向可由投影系统PS的(去)放大和图像反转特性确定。

在静止模式下，支撑结构(例如，图案化装置台)MT保持基本静止，保持可编程图案化装置，并且当赋予辐射束的图案投射到目标部分C上时移动或扫描衬底台WT。在该模式下，通常采用脉冲辐射源，并且在扫描期间衬底台WT的每次移动之后或在连续辐射脉冲之间，根据需要更新可编程图案化装置。该操作模式可以容易地应用于利用可编程图案化装置的无掩模光刻，例如如上所述的类型的可编程镜面阵列。

图13是根据实施例的光刻投影设备的详细视图。

如图所示，LPA可以包括源收集器模块SO、照射系统IL和投影系统PS。源收集器模块SO被构造和布置成使得真空环境可以保持在源收集器模块SO的封闭结构220中。EUV辐射发射等离子体210可以由放电产生的等离子体源形成。EUV辐射可以由气体或蒸气产生，例如Xe气体、Li蒸气或Sn蒸气，其中产生非常热的等离子体210以在电磁波谱的EUV范围内发射辐射。例如，非常热的等离子体210是通过引起至少部分电离的等离子体的放电而产生的。例如，Xe、Li、Sn蒸气或任何其他合适的气体或蒸气的分压可能需要10帕才能有效地产生辐射。在一个实施例中，提供激发态锡(Sn)的等离子体以产生EUV辐射。

热等离子体210发射的辐射从源腔室211经由可选的气体屏障或污染物阱230(在某些情况下也称为污染物屏障或箔阱)进入收集器腔室212，该气体屏障或污染物阱位于源腔室211的开口中或之后。污染物阱230可以包括通道结构。污染物阱230还可以包括气体屏障或气体屏障和通道结构的组合。此处进一步指示的污染物阱或污染物屏障230至少包括本领域已知的通道结构。

收集器腔室211可以包括辐射收集器CO，其可以是所谓的掠入射收集器。辐射收集器CO具有上游辐射收集器侧251和下游辐射收集器侧252。穿过收集器CO的辐射可以从光栅光谱滤波器240反射，以沿着由点划线O指示的光轴聚焦在虚拟源点IF中。虚拟源点IF通常被称为中间焦点，并且源收集器模块被布置成使得中间焦点IF位于封闭结构220中的开口221处或附近。虚拟源点IF是辐射发射等离子体210的图像。

随后，辐射穿过照射系统IL，照射系统IL可包括在图案化装置MA处设置成提供所需的辐射束21的角分布以及在图案化装置MA处提供所需的辐射强度均匀性的刻面场镜装置22和刻面光瞳镜装置24。当辐射束21在由支撑结构MT保持的图案化装置MA处反射时，形成图案化束26，并且图案化束26由投影系统PS经由反射元件28、30成像到由衬底台WT保持的衬底W上。

在照射光学单元IL和投影系统PS中通常存在比所示的更多的元件。根据光刻设备的类型，可以任选地存在光栅光谱滤波器240。此外，可能存在比图中所示的更多的反射镜，例如，相比图12中所示，在投影系统PS中可能存在1-6个额外的反射元件。

收集器光学元件CO，如图12所示被描绘为具有掠入射反射器253、254和255的嵌套收集器，就像收集器(或收集器反射镜)的示例一样。掠入射反射器253、254和255围绕光轴O轴向对称地设置，并且这种类型的收集器光学元件CO可以与放电产生的等离子体源(通常称为DPP源)组合使用。

图14是根据实施例的光刻投影设备LPA的源收集器模块SO的详细视图。

源收集器模块SO可以是LPA辐射系统的一部分。激光器LA可以被布置成将激光能量沉积到燃料中，例如氙(Xe)、锡(Sn)或锂(Li)中，产生电子温度为几十eV的高度电离等离子体210。在这些离子的去激发和复合过程中产生的高能辐射从等离子体发射，由近正入射收集器光学元件CO收集并聚焦到封闭结构220中的开口221上。

可以使用以下项进一步描述实施例：

1.一种确定与衬底相关联的套刻测量的方法，所述方法包括：

通过使用相干束照射第一套刻图案和第二套刻图案来产生衍射信号，第一套刻图案设置在衬底的第一层上，第二套刻图案设置在衬底的第二层上；

基于所述衍射信号获得干涉图案；以及

基于所述干涉图案确定所述第一套刻图案与所述第二套刻图案之间的套刻测量。

2.根据项1的方法，其中使用参考图案对第一套刻图案和第二套刻图案进行图案化。

3.根据项2的方法，其中第一套刻图案在衬底上的第一位置成像，第二套刻图案在衬底的第二位置成像，第二位置与第一位置对角相对。

4.根据项1的方法，其中在光瞳平面处获得干涉图案。

5.根据项1-4中任一项的方法，其中所述干涉图案依赖于所述第一套刻图案和所述第二套刻图案的物理特性。

6.根据项5的方法，其中物理特性是第一套刻图案和第二套刻图案之间的距离、第一套刻图案和第二套刻图案的间距、第一套刻图案和第二套刻图案的线宽或其组合。

7.根据项1-6中任一项的方法，其中所述干涉图案取决于所述相干束的波长和所述第一套刻图案与所述第二套刻图案之间的距离。

8.根据项7的方法，其中所述相干束来自可调谐光源，所述可调谐光源被配置成调整所述相干束的波长。

9.根据项8的方法，其中所述可调谐光源进一步配置成：

对相干束进行波长扫描；

获得与所述波长的扫描相关联的调制干涉条纹；以及

基于调制干涉条纹确定套刻测量。

10.根据项4的方法，其中光瞳平面相对于衬底位于指定距离处，该指定距离大于入射光束的单个波长。

11.根据项1-10中任一项的方法，其中所述相干束是相干高斯光束。

12.根据项1-11中任一项的方法，其中相干束垂直于衬底入射。

13.根据项1-12中任一项的方法，其中获得所述干涉图案包括：

获得从所述第一套刻图案衍射的第一衍射信号；

获得从所述第二套刻图案衍射的第二衍射信号；

在光瞳平面上叠加第一衍射信号和第二衍射信号；以及

基于叠加的衍射信号，在所述光瞳平面处产生所述干涉图案。

14.根据项1-13中任一项的方法，其中确定第一套刻模式和第二套刻模式之间的套刻测量包括：

获得与所述干涉图案的第一干涉条纹相关联的第一位置，所述第一干涉条纹与所述衍射信号的正非零级衍射相关联；

获得与所述干涉图案的第二干涉条纹相关联的第二位置，所述第二干涉条纹与所述衍射信号的负非零级衍射相关联；以及

基于与所述干涉图案相关联的所述第一位置和所述第二位置，确定所述第一套刻图案和所述第二套刻图案之间的叠加误差。

15.根据项14的方法，其中在光瞳平面处的干涉图案包括更高衍射级，更高衍射级大于2级。

16.根据项1-15中任一项的方法，进一步包括：

经由处理器确定所述套刻测量是否突破套刻阈值，所述阈值与所述图案化工艺的成品率相关联；并且

响应于突破阈值，通过接口提供警告以调整图案化工艺。

17.根据项16的方法，进一步包括：

通过所述处理器确定所述套刻测量是否突破所述套刻阈值；

响应于突破阈值，调整图案化工艺中使用的图案化设备的一个或多个参数，使得套刻测量最小化；

执行第二层的移除工艺；并且

在第二层的移除工艺之后，通过使用所述图案化设备的经调整的一个或多个参数，在所述衬底上的所述第一层上图案化新层。

18.根据项17的方法，其中所述一个或多个参数包括：

所述图案化设备的入射光束的剂量；

与所述图案化设备相关联的焦点；以及

通过图案化设备成像的衬底的位置。

19.根据项17的方法，其中所述移除工艺包括使用化学溶液移除第二层，所述化学溶液能够溶解含有光致抗蚀剂的层。

20.一种计算机程序产品，包括记录有指令的非暂时计算机可读介质，当由计算机执行时，所述指令实现上述任一项的方法。

21.一种用于获得与图案化工艺相关联的套刻测量的系统，所述系统包括：

相干束发生器，被配置为产生用于照射第一套刻图案和第二套刻图案的相干束，第一套刻图案设置在衬底的第一层上，第二套刻图案设置在衬底的第二层上，第一套刻图案和第二套刻图案的照射产生衍射信号；

检测器，被配置为检测衍射信号并从衍射信号产生干涉图案；以及

至少一个处理器，被配置为基于所述干涉图案确定所述第一套刻图案和所述第二套刻图案之间的套刻测量。

22.根据项21的系统，其中所述干涉图案依赖于所述第一套刻图案和所述第二套刻图案的物理特性。

23.根据项22的系统，其中物理特性是第一套刻图案和第二套刻图案之间的距离、第一套刻图案和第二套刻图案的间距、第一套刻图案和第二套刻图案的线宽或其组合。

24.根据项21的系统，其中在光瞳平面处检测衍射信号。

25.根据项21-24中任一项的系统，其中所述干涉图案取决于所述相干束的波长和所述第一套刻图案与所述第二套刻图案之间的距离。

26.根据项21-25中任一项的系统，其中所述相干束来自可调谐光源，所述可调谐光源被配置成调整所述相干束的波长。

27.根据项26的系统，其中所述至少一个处理器还被配置为：

对可调谐光源产生的相干束进行波长扫描；

获得与所述波长的扫描相关联的调制干涉条纹；并且

基于调制干涉条纹确定套刻测量。

28.根据项21的系统，其中相干束是相干高斯光束。

29.根据项21的系统，其中相干束通过物镜垂直于衬底入射。

30.根据项21的系统，其中所述检测器是包括传感器的相机，所述传感器被配置为捕获与用于照射所述衬底的物镜相关联的光瞳平面的图像。

31.根据项21的系统，其中所述处理器还被配置为：

确定所述套刻测量是否突破套刻阈值，所述阈值与所述图案化工艺的成品率相关联；并且

响应于突破阈值，通过接口提供警告以调整图案化工艺。

32.根据项21的系统，其中所述第一套刻图案和所述第二套刻图案是使用参考图案来图案化的。

33.根据项21的系统，其中第一套刻图案在衬底上的第一位置成像，第二套刻图案在衬底的第二位置成像，第二位置与第一位置对角相对。

本文公开的概念可以模拟或数学建模任何用于对亚波长特征进行成像的通用成像系统，并且对于能够产生越来越短的波长的新兴成像技术尤其有用。已经在使用的新兴技术包括EUV(极端紫外线)、DUV光刻，DUV光刻可以使用ArF激光器产生193nm波长，甚至可以使用氟激光器产生157nm波长。此外，EUV光刻能够通过使用同步加速器或通过用高能电子撞击材料(固体或等离子体)来产生20-50nm范围内的波长，以便在该范围内产生光子。

尽管上文已经描述了本公开的特定实施例，但将理解，本公开可以以不同于所描述的方式来实践。尽管上述作为计量标记的示例结构是为了位置测量的目的而专门设计和形成的光栅结构，但在其他实施例中，可以在作为形成在衬底上的器件的功能部分的结构上测量位置。

许多器件都有规则的、类似光栅的结构。此处使用的术语“标记”和“光栅结构”并不要求该结构专门为正在执行的测量提供。不透明层并不是通过在常规波长中观察标记而破坏标记位置测量的唯一类型的套刻结构。例如，表面粗糙度或相互冲突的周期结构可能会干扰一个或多个波长的测量。

与位置测量硬件和在衬底和图案化装置上实现的适当结构相关联，一个实施例可包括计算机程序，该计算机程序包含一个或多个机器可读指令序列，该指令序列实现上述类型的测量方法，以获得关于被套刻结构套刻的标记的位置的信息。

例如，该计算机程序可以由专用于该目的的处理器等执行。还可以提供一种数据存储介质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)，其中存储有这样的计算机程序。

尽管上面已经具体参考了在光学光刻的上下文中使用本公开的实施例，但将理解，本公开可用于其他应用中，例如压印光刻，并且在上下文允许的情况下，不限于光学光刻。在压印光刻技术中，图案化装置中的形貌限定了在衬底上产生的图案。图案化装置的形貌可被压入提供给衬底的抗蚀剂层中，在此通过施加电磁辐射、热、压力或其组合使抗蚀剂固化。在抗蚀剂固化后，图案化装置从抗蚀剂中移出，在其中留下图案。

这里使用的术语“辐射”和“束”包括所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如，具有或大约365、355、248、193、157或126纳米的波长)和极端紫外线(EUV)辐射(例如，具有1-100纳米范围内的波长)，以及粒子束，例如离子束或电子束。

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的任何一个或组合，包括折射、反射、磁性、电磁和静电光学组件。反射组件很可能用于在UV和/或EUV范围内操作的设备中。

本公开的广度和范围不应受上述任何示例性实施例的限制，而应仅根据所附权利要求及其等同物来定义。

虽然本文公开的概念可用于诸如硅晶片的衬底上，但应理解，公开的概念可用于任何类型的光刻系统，例如用于在硅晶片以外的衬底上成像的光刻系统。

上面的描述旨在说明性的，而不是限制性的。因此，对本领域技术人员来说，显而易见的是，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以如所描述的那样进行修改。

Claims (19)

1.一种确定与衬底相关联的套刻测量的方法，所述方法包括：

通过使用相干束照射第一套刻图案和第二套刻图案来产生衍射信号，所述第一套刻图案被设置在衬底的第一层上，并且所述第二套刻图案被设置在所述衬底的第二层上；

基于所述衍射信号获得干涉图案；以及

基于所述干涉图案，确定所述第一套刻图案与所述第二套刻图案之间的套刻测量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一套刻图案和所述第二套刻图案是使用参考图案而被图案化的。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一套刻图案被成像在所述衬底上的第一位置处，并且所述第二套刻图案被成像在所述衬底的第二位置处，所述第二位置与所述第一位置对角相对。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述干涉图案是在光瞳平面处被获得的。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述干涉图案依赖于所述第一套刻图案和所述第二套刻图案的物理特性。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述物理特性是所述第一套刻图案与所述第二套刻图案之间的距离、所述第一套刻图案与所述第二套刻图案的间距、所述第一套刻图案与所述第二套刻图案的线宽或其组合。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述干涉图案依赖于所述相干束的波长以及所述第一套刻图案与所述第二套刻图案之间的距离。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述相干束来自可调谐光源，所述可调谐光源被配置成调整所述相干束的波长。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述可调谐光源还被配置成：

对所述相干束进行波长扫描；

获得与波长的扫描相关联的调制干涉条纹；并且

基于所述调制干涉条纹确定所述套刻测量。

10.根据权利要求4所述的方法，其中所述光瞳平面相对于所述衬底位于指定距离处，所述指定距离大于入射束的单个波长。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中所述相干束是相干高斯束。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中所述相干束垂直于所述衬底入射。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其中获得所述干涉图案包括：

获得从所述第一套刻图案衍射的第一衍射信号；

获得从所述第二套刻图案衍射的第二衍射信号；

在所述光瞳平面上叠加所述第一衍射信号和所述第二衍射信号；并且

基于叠加的衍射信号，在所述光瞳平面处产生所述干涉图案。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的方法，其中确定所述第一套刻图案与所述第二套刻图案之间的所述套刻测量包括：

获得与所述干涉图案的第一干涉条纹相关联的第一位置，所述第一干涉条纹与所述衍射信号的正非零级衍射相关联；

获得与所述干涉图案的第二干涉条纹相关联的第二位置，所述第二干涉条纹与所述衍射信号的负非零级衍射相关联；以及

基于与所述干涉图案相关联的所述第一位置和所述第二位置，确定所述第一套刻图案和所述第二套刻图案之间的套刻误差。

15.根据权利要求14所述的方法，其中在所述光瞳平面处的所述干涉图案包括更高的衍射级，所述更高的衍射级大于2级。

16.根据权利要求1-15中任一项所述的方法，还包括：

经由处理器确定所述套刻测量是否突破套刻阈值，所述阈值与图案化工艺的成品率相关联；并且

响应于突破所述阈值，通过接口提供警告以调整所述图案化工艺。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括：

通过所述处理器确定所述套刻测量是否突破所述套刻阈值；

响应于突破所述阈值，调整所述图案化工艺中使用的图案化设备的一个或多个参数，使得所述套刻测量被最小化；

执行所述第二层的移除工艺；并且

在所述第二层的所述移除工艺之后，通过使用所述图案化设备的经调整的所述一个或多个参数，图案化所述衬底上的所述第一层上的新层。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述一个或多个参数包括：

所述图案化设备的入射束的剂量；

与所述图案化设备相关联的焦点；以及

经由所述图案化设备被成像的所述衬底的位置。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述移除工艺包括：使用化学溶液移除所述第二层，所述化学溶液能够溶解含有光致抗蚀剂的层。

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