CN115210650A

CN115210650A - 用于推断局部均匀性度量的方法

Info

Publication number: CN115210650A
Application number: CN202180018058.7A
Authority: CN
Inventors: S·G·J·马西森; K·巴塔查里亚
Original assignee: ASML Holding NV
Current assignee: ASML Holding NV
Priority date: 2020-03-02
Filing date: 2021-02-02
Publication date: 2022-10-18
Also published as: US20240168388A1; US20230062558A1; KR20220132634A; WO2021175521A1; US11886125B2

Abstract

披露了一种推断与产品结构相关联的至少一个局部均匀性度量的值的方法，所述方法包括：获得包括强度图像的强度数据，所述强度图像与根据关于目标的测量结果获得的至少一个衍射阶相关联；根据所述强度图像获得至少一个强度分布；根据所述至少一个强度分布确定强度指标，所述强度指标表示所述至少一个衍射阶上的强度的变化或所述强度图像上的两个互补衍射阶之间的强度差的变化；以及根据所述强度指标推断所述至少一个局部均匀性度量的值。

Description

用于推断局部均匀性度量的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年3月2日提交的欧洲申请20160404.8、以及于2020年3月10日提交的欧洲申请20161969.9的优先权，所述申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及量测设备和利用能够用以在由光刻技术制造器件时执行量测的方法。本发明还涉及用于在光刻过程中监测局部均匀性度量的这样的方法。

背景技术

光刻设备是将所需图案施加至衬底上(通常施加至所述衬底的目标部分上)的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造中。在该情况下，图案形成装置(所述图案形成装置替代地被称作掩模或掩模版)可以用于产生待形成在IC的单独的层上的电路图案。可以将此图案转印至衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的部分、一个管芯或若干管芯)上。通常经由成像到设置于所述衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来进行图案的转印。通常，单个衬底将包含依次形成图案的相邻的目标部分的网络。

在光刻过程中，需要频繁地进行所产生的结构的测量，例如以进行过程控制以及验证。用于进行这些测量的各种工具是已知的，包括常常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜，以及用于测量重叠(器件中两个层的对准的准确度)的专用工具。近来，已开发出供光刻领域中使用的各种形式的散射仪。这些装置将辐射束引导至目标上并且测量散射辐射的一个或更多个属性——例如根据波长而变化的在单个反射角下的强度；根据反射角而变化的在一个或更多个波长下的强度；或根据反射角而变化的偏振——以获得可以根据其确定目标的关注的属性的衍射“光谱”。

已知散射仪的示例包括US2006033921A1以及US2010201963A1中所描述的类型的角分辨散射仪。由这样的散射仪使用的目标是相对较大的(例如40微米乘以40微米)光栅，并且测量束产生小于光栅的斑(即，光栅填充不足或欠填充)。可以在国际专利申请US20100328655A1和US2011069292A1中找到暗场成像量测的示例，所述申请的全部内容通过引用并入本文。已公布的专利公开出版物US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A、US20130271740A以及WO2013178422A1中已描述了所述技术的进一步开发。这些目标可以小于照射斑并且可以由晶片上的产品结构环绕。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发明中。

当今的图案化性能是由边缘放置误差(EPE)驱动的。特征的边缘的位置由特征横向位置(重叠)和特征的尺寸(CD)确定。其一部分是非常局部的并且在本质上是随机的；例如，取决于局部重叠(LOVL)和局部CD均匀性(LCDU)。此外，线边缘粗糙度(LER)和线宽度粗糙度(LWR)可能导致非常局部的CD变化。所有这些都可能是对于EPE性能的重要贡献因素。

当前，可以使用CD-SEM检查来测量对于EPE的这些局部贡献。然而，这对于许多应用而言是太慢的。

希望提供一种用于监测EPE以及对于EPE的贡献因素的参数的较快的方法。

发明内容

本发明在第一方面提供了一种推断与产品结构相关联的至少一个局部均匀性度量的值的方法，所述方法包括：获得包括强度图像的强度数据，所述强度图像与根据关于目标的测量结果获得的至少一个衍射阶相关联；根据所述强度图像获得至少一个强度分布；根据所述至少一个强度分布确定强度指标，所述强度指标表示所述至少一个衍射阶上的强度的变化、或所述强度图像上的两个互补衍射阶之间的强度差的变化；以及根据所述强度指标推断所述至少一个局部均匀性度量的值。

本发明在第二方面提供了一种量测设备，包括：用于所述衬底的支撑件，所述衬底上具有所述目标和所述产品结构中的至少一个；用于测量每个目标的光学系统；处理器；和计算机程序载体，所述计算机程序载体包括可操作以使得得所述处理器能够控制所述量测装置以执行所述第一方面的方法的计算机程序。

本发明还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括用于使处理器执行第一方面的方法的机器可读指令，以及相关联的量测设备、光刻系统和制造器件的方法。

下文参考随附附图详细地描述本发明的另外的特征以及优点，以及本发明的各种实施例的结构以及操作。应注意，本发明不限于本文中所描述的特定实施例。本发明中仅出于说明性目的而呈现这样的实施例。基于本文中包含的教导，额外的实施例对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

附图说明

现在将参考随附的示意性附图而仅通过举例的方式来描述本发明的实施例，在所述附图中，对应的附图标记指示对应部分，并且在所述附图中；

图1描绘光刻设备；

图2描绘光刻单元或簇，在所述光刻单元或簇中，可以使用根据本发明的检查设备；

图3示意性地图示被调适以用以执行角分辨散射测量以及暗场成像检查方法的检查设备；

图4是描述根据本发明实施例的方法的流程图；以及

图5(a)至图5(c)示出了可用于图4的方法中的示例性目标，所述示例性目标具有不同程度的非均匀性和相对应的不对称性直方图。

具体实施方式

在详细地描述本发明的实施例之前，提出可以实施本发明的实施例的示例环境是有指导意义的。

图1示意性地描绘了光刻设备LA。所述光刻设备包括：照射系统(照射器)IL，所述照射系统被配置成调节辐射束B(例如，UV辐射或DUV辐射)；图案形成装置支撑件或支撑结构(例如，掩模台)MT，所述图案形成装置支撑件或支撑结构被构造成支撑图案形成装置(例如，掩模)MA，并且与被配置成根据某些参数准确地定位所述图案形成装置的第一定位器PM连接；两个衬底台(例如，晶片台)WTa和WTb，每个衬底台被构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并且每个衬底台与被配置成根据某些参数准确地定位所述衬底的第二定位器PW连接；以及投影系统(例如，折射型投影透镜系统)PS，所述投影系统PS被配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到所述衬底W的目标部分C(例如，包括一个或更多个管芯)上。参考框架RF连接各种部件，并且用作设置和测量所述图案形成装置和衬底的位置、以及所述图案形成装置和衬底上的特征的位置的基准或参照物。

所述照射系统可以包括用于对辐射进行引导、整形或控制的各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或者它们的任意组合。

所述图案形成装置MT以依赖于所述图案形成装置的定向、所述光刻设备的设计和诸如所述图案形成装置是否保持在真空环境中之类的其它条件的方式保持所述图案形成装置。所述图案形成装置支撑件可以采取许多形式；所述图案形成装置支撑件可以确保所述图案形成装置，例如，相对于所述投影系统，位于期望的位置上。

本文中使用的术语“图案形成装置”应被广义地解释为表示可以被用于在辐射束的截面中赋予所述辐射束图案以便在所述衬底的目标部分中产生图案的任何装置。应注意，例如，如果所述图案包括相移特征或所谓的辅助特征，则被赋予至所述辐射束的图案可以不与所述衬底的目标部分中的期望的图案精确地对应。通常，被赋予至所述辐射束的图案将与在所述目标部分中产生的器件(诸如集成电路)中的特定功能层相对应。

如这里描绘的，所述设备属于透射类型(例如，采用透射型图案形成装置)。替代地，所述设备可以属于反射类型(例如，使用上文提及的类型的可编程反射镜阵列，或者使用反射型掩模)。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列、和可编程LCD(液晶显示器)面板。本文中使用的任何术语“掩模版”或“掩模”可以被认为与更上位的术语“图案形成装置”是同义的。术语“图案形成装置”还可以被解释为表示以数字形式存储图案信息以用于控制这种可编程图案形成装置的装置。

在本文中所使用的术语“投影系统”应被广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型以及静电型光学系统或者它们的任意组合，如对于所使用的曝光辐射或者诸如使用浸没液体或使用真空之类的其它因素所适合的。本文中使用的任何术语“投影透镜”可以被认为与更上位的术语“投影系统”是同义的。

所述光刻设备还可以属于如下类型：其中所述衬底的至少一部分还可以被具有相对高折射率的液体(例如，水)覆盖，以便填充所述投影系统与所述衬底之间的空间。浸没液体也可以被施加至所述光刻设备中的其它空间，例如所述掩模与所述投影系统之间的空间。如本领域中众所周知的，浸没技术用于增加投影系统的数值孔径。

在操作中，所述照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。例如当所述源是准分子激光器时，所述源和所述光刻设备可以是分立的实体。在这样的情况下，所述源并不被认为是构成所述光刻设备的一部分，并且所述辐射束被借助于包括例如适合的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD而从所述源SO传递至所述照射器IL。在其它情况下，例如，当所述源是汞灯时，所述源可以是所述光刻设备的组成部分。可以将所述源SO和所述照射器IL以及需要时设置的所述束传递系统BD一起称为辐射系统。

所述照射器IL可以例如包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD、积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器用于调整所述辐射束，以便在其横截面中具有期望的均一性和强度分布。

所述辐射束B被入射到保持于所述图案形成装置支撑件MT上的所述图案形成装置MA上，并且由所述图案形成装置来图案化。在已横穿所述图案形成装置(例如，掩模)MA之后，所述辐射束B穿过所述投影系统PS，所述投影系统PS将所述束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。借助于所述第二定位器PW和位置传感器IF(例如，干涉量测装置、线性编码器、2D编码器或电容式传感器)，可以精确地移动所述衬底台WTa或WTb，例如以便将不同的目标部分C定位在所述辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后或在扫描期间，可以将所述第一定位器PM和另一位置传感器(图1中未明确示出另一位置传感器)用于相对于所述辐射束B的路径准确地定位所述图案形成装置(例如，掩模版/掩模)MA。

可以通过使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如，掩模版/掩模)MA和衬底W。虽然图示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于多个目标部分之间的空间(这些多个目标部分被称为划线对准标记)中。类似地，在将多于一个的管芯被设置在所述图案形成装置(例如，掩模)MA上的情形下，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。较小的对准标记也可以被包括在管芯内、在器件特征之间，在这种情况下，期望所述标识尽可能小且不需要不同于相邻的特征的任何成像或过程条件。下文中进一步描述检测所述对准标识的对准系统。

所描绘的设备可以以各种模式来使用。在扫描模式中，在将被赋予至所述辐射束的图案被投影至目标部分C上的同时，同步地扫描所述图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT和所述衬底台WT(即，单次动态曝光)。可以通过所述投影系统PS的放大率(缩小率)和图像反转特性来确定所述衬底台WT相对于所述图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT的速度和方向。在扫描模式中，所述曝光场的最大尺寸限制了单次动态曝光中的所述目标部分(沿非扫描方向)的宽度，而所述扫描运动的长度决定了所述目标部分(沿扫描方向)的高度。如本领域中公知的，其它类型的光刻设备和操作模式是可能的。例如，步进模式是已知的。在所谓“无掩模”光刻术中，使可编程图案形成装置保持固定，但具有改变的图案，并且移动或扫描所述衬底台WT。

也可以采用上文描述的使用模式的组合和/或变形例，或完全不同的使用模式。

光刻设备LA属于所谓的双平台类型，所谓的双平台类型具有两个衬底台WTa、WTb、两个站——曝光站EXP、测量站MEA——衬底台可以在这两个站之间进行交换。当一个衬底台上的一个衬底在所述曝光站处被进行曝光时，另一衬底可以被加载到所述测量站处的另一衬底台上，并且执行各种预备步骤。这能够实现所述设备的生产量的显著增加。所述预备步骤可以包括使用水平传感器LS对所述衬底的表面高度轮廓进行映射或绘图和使用对准传感器AS测量所述衬底上的对准标识的位置。如果所述位置传感器IF不能够在所述衬底台处于所述测量站以及处于所述曝光站的同时测量所述衬底台的位置，则可以提供第二位置传感器以使得能够在两个站处追踪所述衬底台相对于参考框架RF的位置。代替示出的双平台布置，其它布置是已知的且可用的。例如，在其中设置有衬底台和测量台的其它光刻设备是已知的。这些衬底台和测量台在执行预备测量时对接在一起，并且接着在衬底台经历曝光时分离。

如图2中所示，光刻设备LA形成光刻单元LC(有时也被称作光刻元(lithocell)或簇)的部分，光刻单元LC也包括用于对衬底执行曝光前过程和曝光后过程的设备。常规地，这些设备包括用于沉积抗蚀剂层的旋涂器SC、用于显影被曝光的抗蚀剂的显影器DE、激冷板CH以及焙烤板BK。衬底处理装置或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底、在不同的过程设备之间移动衬底，并且接着将衬底传递至光刻设备的进料台LB。常常被统称为轨道或涂覆显影系统(track)的这些器件是在轨道控制单元TCU的控制下，轨道控制单元TCU自身受到管理控制系统SCS控制，管理控制系统SCS也经由光刻控制单元LACU来控制光刻设备。因此，不同的设备可以被操作以最大化生产量和处理效率。

为了正确地并且一致地曝光由所述光刻设备曝光的衬底，需要检查被曝光的衬底来测量属性，诸如后续层之间的重叠误差、线厚度、临界尺寸(CD)等。因此，定位有光刻单元LC的制造设施也包括量测系统MET，量测系统MET接收已在光刻单元中处理的衬底W中的一些或全部。将量测结果直接或间接地提供至管理控制系统SCS。尤其是在如果可以足够迅速地且快速地完成检查以使得同一批次的其它衬底仍待曝光的情况下，如果检测到误差，则可以对后续衬底的曝光进行调整。另外，已经曝光的衬底可以被剥离并返工以改善良率，或被丢弃，由此避免对已知有缺陷的衬底执行进一步处理。在衬底的仅一些目标部分有缺陷的情况下，可仅对良好的那些目标部分执行进一步曝光。

在量测系统MET内，检查设备用于确定衬底的属性，并且具体地说，确定不同的衬底或同一衬底的不同的层的属性如何在不同的层间变化。检查设备可以被集成至光刻设备LA或光刻单元LC中，或可以是单独的装置。为了能实现最快速的测量，需要使检查设备紧接在曝光之后测量已曝光的抗蚀剂层中的属性。然而，抗蚀剂中的潜像具有极低的对比度——在抗蚀剂的已曝光至辐射的部分与抗蚀剂的尚未曝光至辐射的部分之间仅存在极小的折射率差——并且并非所有检查设备都具有足够的灵敏度以对潜像进行有用的测量。因此，可以在曝光后焙烤步骤(PEB)之后进行测量，曝光后焙烤步骤(PEB)通常为对已曝光的衬底进行的第一步骤并且增加在抗蚀剂的被曝光的部分与未被曝光的部分之间的对比度。在此阶段，抗蚀剂中的图像可以被称作半潜图像(semi-latent)。也有可能对被显影的抗蚀剂图像进行测量——此时，抗蚀剂的已被曝光的部分或未被曝光的部分已被移除——或在诸如蚀刻的图案转印步骤之后进行被显影的抗蚀剂图像的测量。后一种可能性限制了将有缺陷的衬底返工的可能性，但仍可提供有用的信息。

图3(a)中示出适用于本发明的实施例的量测设备。应注意这仅是适合的量测设备的一个示例。替代的适合的量测设备可以使用EUV辐射，诸如，例如在WO2017/186483A1中所披露的EUV辐射。图3(b)中更详细地图示了目标结构T和用来照射所述目标结构的测量辐射的衍射射线。所示出的量测设备属于已知为暗场量测设备的类型。所述量测设备可以是独立的装置，也可以被包括在光刻设备LA中(例如，在测量站处)，或被包括在光刻单元LC中。用虚线O表示具有贯穿所述设备的几个支路的光学轴线。在这种设备中，由源11(例如氙灯)发射的光通过包括透镜12、14和物镜16的光学系统经由分束器15引导到衬底W上。这些透镜被布置成4F布置的双次序。只要不同的透镜布置仍然将衬底图像提供到检测器上，同时允许访问中间光瞳平面以用于空间频率滤光，就可以使用不同的透镜布置。因此，可以通过在呈现衬底平面的空间光谱的平面中限定空间强度分布来选择辐射入射到衬底上的角度范围，所述衬底平面在这里称为(共轭)光瞳平面。具体地，这可以通过在物镜光瞳平面的后投影图像的平面中、在透镜12和14之间插入适当形式的孔板13来完成。在图示的示例中，孔板13具有被标注为13N和13S的不同的形式，以允许选择不同的照射模式。本示例中的照射系统形成了离轴照射模式。在第一照射模式中，仅为了便于描述起见，孔板13N提供从指定为“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，但是从标注为“南”的相反方向的照射。通过使用不同的孔，其它的照射模式是可能的。期望光瞳平面的其余部分是暗的，这是因为在所期望的照射模式之外的任何不必要的光都将干扰所期望的测量信号。

如图3(b)所示，目标结构T被放置成衬底W垂直于物镜16的光学轴线O。衬底W可由支撑件(未示出)支撑。从偏离轴线O的角度射到目标结构T上的测量辐射的射线I产生第零阶射线(实线0)和两个第一阶射线(点划线表示+1阶，并且双点划线表示-1阶)，以下称为一对互补衍射阶。应当注意，该对互补衍射阶可以是任何较高阶的对，例如，+2、-2对等等并且不限于一阶互补对。应注意，对于过填充的较小目标结构而言，这些射线只是覆盖包括量测目标结构T和其它特征的衬底的区域的许多平行射线之一。由于板13中的孔具有有限的宽度(对于允许有用数量的光而言是必需的)，因而入射射线I将实际上占据一个角度范围，并且衍射射线0和+1/-1将会稍微展开。根据较小目标的点扩散函数，每个阶+1和-1都将在一个角度范围之上进一步展开，而不是如图示的单条理想的射线。注意的是，目标结构的光栅间距和照射角度可以被设计或调整成使得进入物镜的第一阶射线与中心光学轴线接近地对准。图3(a)和3(b)所示的射线被显示为略微偏离轴线，这纯粹是为了使图3(a)和3(b)所示的射线能够在图中更容易区分开。

由衬底W上的目标结构T所衍射的至少0和+1阶被物镜16收集，并且通过分束器15被引导返回。返回至图3(a)，通过指定标注为北(N)和南(S)的在直径方向上相对的孔来说明第一照射模式和第二照射模式两者。当测量辐射的入射射线I来自光学轴线的北侧时，也就是当使用孔板13N施加第一照射模式时，标注为+1(N)的+1阶衍射射线进入物镜16。相比，当使用孔板13S施加第二照射模式时，-1阶衍射射线(标注为-1(S))是进入透镜16的射线。

第二分束器17将衍射束分成两条测量支路。在第一测量支路中，光学系统18利用第零阶和第一阶衍射束在第一传感器19(例如CCD或CMOS传感器)上形成目标结构的衍射光谱(光瞳平面图像)。每个衍射阶击中传感器上的不同点，以便图像处理可以比较和对比多个阶。由传感器19捕获的光瞳平面图像可以用于聚焦量测设备和/或对第一阶束的强度测量值进行归一化。光瞳平面图像也可以用于诸如重构等许多测量目的。

在第二测量支路中，光学系统20、22在传感器23(例如CCD或CMOS传感器)上形成目标结构T的图像。在第二测量支路中，孔径光阑21设置在与光瞳平面共轭的平面中。孔径光阑21起到阻挡第零阶衍射束的作用，使得目标的形成在传感器23上的图像仅由-1或+1第一阶束形成。由传感器19和23捕获的图像被输出到处理图像的处理器PU，该处理器PU的功能将依赖于正在执行的特定类型的测量。应该注意的是，术语“图像”在这里被在较宽的含义上使用。如果仅存在-1阶和+1阶中的一个，则将不会如此形成光栅线的图像。

局部随机度量或局部变化度量，诸如局部临界尺寸均匀性(CDU)、局部重叠(LOVL)均匀性和线宽粗糙度(LWR)和/或线边缘粗糙度(LER)，都是对于边缘放置误差(EPE)预算的贡献因素。这些影响体现于太小以致无法使用相对快速的量测工具(诸如散射仪)进行测量的尺寸变化，并且因此使用扫描电子显微镜(SEM)或类似工具而被监测。然而，SEM测量是缓慢的，并且不能用于实际大批量制造设置中的逐个晶片的量测。如此，目前没有足够快以允许监测逐个晶片的方法来监测EPE预算变化。

将描述多种方法，该多种方法将允许比当前更快地测量这些随机的或变化度量中的一个或更多个、并且足够快以便实现对晶片间的局部EPE均匀性(LEPE)的监测。特别地，将描述能够实现使用基于散射仪或干涉仪的工具(或能够进行辐射测量的任何其他辐射测量工具)执行这些测量的方法。这种工具可以是图2所示的基于散射测量的量测装置MET，或者图3所示的特定量测装置或类似装置。替代地或另外地，这种工具可以是诸如图1中被标记为AS的对准传感器。

所述方法可以包括对于与至少一个(非零)衍射阶的强度相关联的、合适的周期性目标执行强度测量。通常，所述强度由至少一个衍射阶的强度图像表示，所述图像由与它们的相关联坐标对应的强度值组成，诸如与散射仪相关联的光瞳坐标。替代地，所述坐标与所述至少一个衍射阶内的辐射的角光谱内的角度相关联。所述目标可以是周期性目标，具有待使用量测工具进行测量但被分成子区段以模拟产品特征行为的足够大的间距。测量可以包括过填充测量。可以根据强度测量来确定强度分布，所述强度分布描述强度图像上的强度的变化。

在优选实施例中，代替原始强度数据，可以使用不对称性数据(例如，强度不对称性数据)。对于原始强度数据，所述强度信号可以与目标中的其他对称变化(例如，局部层厚度变化)相关联。通过使用不对称性数据，将基本上滤除与关注的均匀性参数不相关联的这些对称效应。描述的其余部分将描述使用不对称性数据的实施例；然而，它们也适用于使用原始强度数据的实施例。

如此，可以根据不对称性测量确定不对称性分布，所述不对称性分布描述不对称性图像上的不对称性的变化。不对称性图像可以包括，例如，来自从所述目标衍射的一对互补衍射阶中的第一衍射阶的第一图像或第一辐射测量以及来自所述一对互补衍射阶中的第二衍射阶的第二图像或第二辐射测量图像之间的图像差。例如，所述不对称性图像可以是来自+1衍射阶的第一图像或+1图像与来自-1衍射阶的第二图像或-1图像的差。如此，可以通过不对称性图像上的强度差分布来描述不对称性分布。

图4是描述涵盖上述构思的方法的高阶流程图。在步骤400处，执行校准步骤以建立专用量测结构内的一个或更多个局部变化度量与产品上的关注的参数(诸如LEPE)之间的相关联性。所述校准可以包括使用量测工具在校准晶片(校准晶片可以是实际的产品晶片或特意地暴露的校准晶片)上执行第一校准测量，所述量测工具将用于下一步骤中的实际产品监控，以及使用能够直接地测量局部变化度量的验证工具(例如SEM或电子束工具)执行第二校准测量。

例如，所述第一校准测量可以包括不对称性分布，例如不对称性图像内的分布的测量。这种不对称性分布可以包括作为目标位置(或检测器位置/像素)的函数、或作为扫描时间的函数的不对称性(例如，对于测量作为时间(而不是图像)的函数的信号的一些对准传感器或类似装置)。此描述可以由单个不对称性指标来描述，诸如不对称性直方图的宽度(或其他合适的维度)(例如，描述单个不对称性图像内的不对称性)。可以使用用于进行宽度测量的任何合适位置(例如，半峰全宽FWHM、十分之一最大峰值处的全宽FWTM、或任何其他位置)。发明人已经推断出不对称性直方图(或任何其他合适的不对称性度量或不对称性指标)的宽度是用于推导局部均匀性度量的合适度量，并且可以与之相关联。

如已经描述的，对准传感器可用于获得不对称性数据。在使用对准传感器的情境下，所确定的不对称性数据可以在目标上进行扫描的同时描述局部对准位置差(例如，颜色与颜色)。

为了相互关联，则所述校准晶片可以包括目标和产品结构(或充分地模拟产品结构的类似产品结构)两者，所述第一校准测量在所述目标上被执行，并且所述第二校准测量在所述产品结构/所述类似产品的结构上被执行。所述目标可能与下一步骤中的实际产品监控期间将使用的目标相似或相同。下面将结合图5对目标的形式进行更详细的描述。一般地，所述目标可以是周期性目标，该周期性目标具有待由基于散射仪/干涉仪的工具进行测量、且被以类似产品结构分成子区段的足够间距，以使得它的曝光行为模拟所述产品结构的曝光行为。在实施例中，可以使类似产品的子区段与产品相比对于误差更敏感，而非直接地模拟所述产品行为。

可以使用任何合适的校准或相关联技术来建立所述第一校准测量与所述第二校准测量之间的关系。这可以包括不对称性指标与SEM测量(例如，LEPE或有助于LEPE的其他局部均匀性参数的SEM测量)的直接关联，例如通过确定合适的回归模型或类似模型来实现。替代地，可以基于多组测量来训练机器学习模型，使得所述机器学习模型可以根据未来的不对称性指标测量来推断LEPE(或其他局部均匀性参数)。

在实施例中，可以利用具有多个测量条件的辐射来执行所述第一校准测量，从而能够实现分离不同的局部均匀性度量。例如，包括两个或更多个波长的辐射可以使得两个或更多个不同的均匀性度量中的每一个均匀性度量能够被分离。这可以包括例如，测量作为波长的函数(或波长或测量条件的不同组合的函数)的不对称性直方图，并且分别将每个对应的不对称性指标(或其他不对称性度量)与针对不同度量的不同SEM测量值相关联(例如，将第一波长不对称性指标与LCDU相关联、将第二波长不对称性指标与LOVL相关联，等等)。以这种方式，两个或更多个局部均匀性度量，诸如(例如)LCDU、LER、LWR、LOVL和LEPE，可以在晶片之间单独地受监控。

在步骤410处，可以使用例如基于散射仪或干涉仪的工具经由辐射测量来监测局部EPE和/或一个或更多个其他局部均匀性度量。所述测量技术可以与已经针对所述第一校准测量所描述的相同；例如，测量一个或更多个合适的被分成子区段的目标，以获得针对每个目标的不对称性图像，确定针对每个目标的不对称性指标，以及基于先前步骤的校准根据不对称性指标推断EPE或其他均匀性度量。所述测量可以是如果在先前步骤中被如此校准则能够实现对不同的局部均匀性测量进行解纠缠即解耦的多波长测量(或者，更一般地，多测量条件)。如前所述，这可以包括根据测量条件确定直方图和不对称性指标，并且使用在先前步骤中所确定的相关联性来推断相对应的度量。

在步骤420处，可以基于所推断的LEPE和/或在先前步骤所测量的其他均匀性度量来执行动作。这可以包括标记晶片以供进一步检查(例如，使用SEM)或甚至直接地用于返工。可以将误差反馈到扫描器以确定校正，以可能地在晶片到晶片的基础上，即在晶片间的基础上，最小化前进的误差(例如，在反馈过程控制回路中)。

其他监控动作可以包括掩模版鉴定或抗蚀剂鉴定。例如，可以使用所述掩模版曝光监控晶片，然后可以使用所描述的技术来测量所述掩模版以推断LEPE或其他参数。这可以指示所述掩模版如何进行印制并且因而指示任何掩模版或光学邻近效应控制(OPC)误差。

图5图示了本文所描述的方法中可用的示例目标，以及不同误差水平的相对应的示例性不对称性直方图/指标。图5(a)图示了没有任何局部边缘放置不均匀性的示例性完美目标(例如，所述目标的所有元件都被形成为具有均匀的尺寸、形状和位置)。所述目标是间距P1的周期性目标，其中间距P1应该是足够大的，以能够由用于监测的量测装置读取(例如，在步骤410处)。例如P1可以大于100nm、大于300nm或大于500nm。所示的示例是细分或被分成子区段的线空间目标，但可以使用任何被分成子区段的周期性目标布置(例如，空间区域不需要是空的，但可以利用不同的(差异大的，即对比显著的)单个或多个周期性结构填充)。所示的目标具有一个方向上的周期性阵列，但可以设置所述衬底平面的两个方向上的目标(例如，设置为不同的误差可能更好地与另一方向上的不对称性相关联)。

细分或被分成子区段指代了划分或分割每条线(或如果在所述目标包括周期性特征的交替的第一组和第二组对比区域的情况下，则细分或被分成子区段指代了一组周期性特征的每个区域)。所述子区段可以具有第二周期间距P2，第二周期间距P2匹配或类似于产品间距(例如，在假设产品为周期性的情况下，产品的间距)。每个子区段特征SF也可以与相对应的产品特征相似或相同。例如，此处所图示的目标可能适合于监测包括接触孔阵列的产品，其中每个子区段特征SF包括与阵列的每个接触孔相比尺寸相似(或更小)的圆。以这种方式，这些子区段特征SF中的每一个子区段特征应以与所述产品结构类似的方式表现。如此，如果产品包括周期性线空间结构，则所述子区段可以包括相似尺寸的线空间子区段；等等。

在实施例中，代替具有基本上相同或相似的尺寸和形状以尽可能接近地模拟产品行为的子区段特征SF，可以有目的地使子区段特征比产品更敏感，例如通过将它们移离它们的相对应过程窗口的中心而实现。这可以例如通过将子区段特征SF形成为比相关联维度中的等效产品结构更小来实现。对于这里的示例，这可以通过形成具有与所述产品的接触孔相比更小的直径的子区段特征SF来实现。注意，虚线不是目标设计的一部分，而是周期性的方向上的子区段特征SF中心的参考。

图5(a)中目标的右侧是不对称性直方图(x轴上的不对称性与y轴上的计数之间的关系)，描述了目标上的不对称性变化(或其不对称性图像，例如，每像素的不对称性图像)。对于此完美目标，不存在局部EPE不均匀性，且因此直方图是单个尖峰，表明了在不对称性图像上所有不对称性值是基本上相同的。因此，不对称性指标值(如果使用直方图的宽度)将会是零或非常小。对于此目标，所述尖峰处于零不对称性，这指示了完全对称的目标，但是完美目标(在本公开的情境中)可能是不对称性的，且没有任何局部EPE非均匀性(例如，直方图可能仍然包括零宽度尖峰，但处于非零不对称性值)。

图5(b)示出了较现实的真实世界示例中的相同目标，其中存在一些局部EPE不均匀性，但是这是在可接受的过程裕度或工艺窗口内的程度。例如，可以看出，五个子区段特征SF(包括白点的那些子区段特征)偏离中心而被形成(如参考虚线突出显示的)。这将导致增加的局部EPE不均匀性，这表现为图右侧上的不对称性直方图的增加的宽度。

图5(c)示出了具有以非常差的程度受控的EPE(例如，处于在制造环境中将会不可接受的、并且不太可能产生良率的管芯的水平)的相同目标。许多子区段特征SF(同样，包括白点的那些子区段特征)被形成为具有在尺寸和位置方面的不均匀性，具有接触的一对子区段特征。这种示例的直方图比图5(b)的示例更宽。如此，可以理解，这种直方图的宽度可以指示局部不均匀性，并且被用作其指标。注意，在此示例中，可以使用两个(或更多个)波长来分离/解耦和单独地监测对于EPE预算的不同贡献因素(例如，位置相对于直径的关系)，其中所述直方图是按波长而被确定的。这假设已经完成了每个波长的单独的校准。

在下面所编号的方面的清单中披露了另外的实施例：

1.一种推断与产品结构相关联的至少一个局部均匀性度量的值的方法，所述方法包括：

获得与目标的测量相关联的强度数据，并且描述所述目标的每个目标位置的至少一个强度分布；

根据所述至少一个强度分布确定至少一个强度指标；以及

根据所述至少一个强度指标推断所述至少一个局部均匀性度量的值。

2.根据方面1所述的方法，其中，所述目标包括足够大的以由基于散射仪或基于干涉仪的量测工具进行测量的主间距。

3.根据方面2所述的方法，其中，所述主间距大于300nm。

4.根据前述任一方面所述的方法，其中，所述目标被分成子区段，且每个子区段具有与所述产品结构或所述产品结构的元件相比相同、相似和/或更小的尺寸。

5.根据方面4所述的方法，其中，所述子区段的间距类似于所述产品结构或所述产品结构的元件的间距。

6.根据方面4或5所述的方法，其中，每个子区段具有与产品结构或所述产品结构的元件相似或相同的形状。

7.根据方面4至6中任一项所述的方法，其中，每个子区段具有与所述产品结构或所述产品结构的元件相比更小的至少一个尺寸，以与所述产品结构相比增加对于过程变化的敏感性。

8.根据前述任一方面所述的方法，其中，所述方法包括测量所述目标以获得所述强度数据。

9.根据方面8所述的方法，其中，使用对准传感器或曝光后量测工具执行所述测量。

10.根据前述任一方面所述的方法，其中，所述强度指标包括所述强度数据内的强度变化或不对称性变化的测量结果。

11.根据方面10所述的方法，其中，所述强度指标包括所述强度数据的直方图的宽度。

12.根据前述任一方面所述的方法，其中，所述强度数据包括不对称性数据，每个所述至少一个强度分布包括不对称性分布，并且所述强度指标包括不对称性指标。

13.根据方面12所述的方法，其中，所述不对称性数据包括在对所述目标的测量之后来自测量辐射的衍射的一对互补的较高衍射阶的强度的每目标位置差。

14.根据方面12所述的方法，其中，所述不对称性数据包括在扫描所述目标的同时的不同测量设置之间的局部对准位置差。

15.根据前述任一方面所述的方法，其中，所述强度数据涉及多个不同的测量条件，并且所述方法包括：根据每个测量条件的强度分布确定针对每个测量条件的强度指标；以及分别根据每个所述强度指标确定不同的局部均匀性度量的值。

16.根据方面15所述的方法，其中，每个测量条件涉及不同的波长或波长的组合。

17.根据前述任一方面所述的方法，其中，所述方法包括初始校准步骤，所述初始校准步骤用于将所述至少一个强度指标中的每一个强度指标校准到所述至少一个局部均匀性度量中的相应一个局部均匀性度量。

18.根据方面17所述的方法，其中，所述校准步骤包括：使用与用于获得所述强度数据的量测工具类似或相同的类型的量测工具将从目标测量的第一校准数据校准为包括所述至少一个局部均匀性度量的直接测量结果的第二校准数据。

19.根据前述任一方面所述的方法，其中，所述至少一个局部均匀性度量包括局部重叠均匀性、局部边缘放置误差均匀性、线宽粗糙度、线边缘粗糙度、和局部临界尺寸均匀性中的一个或更多个。

20.根据前述任一方面所述的方法，包括基于所述推断值作出关于进一步检查或返工的决定。

21.根据前述任一方面所述的方法，包括在制造集成电路的制造过程期间执行用以推断所述至少一个局部均匀性度量的值的步骤。

22.根据方面21所述的方法，其中，在每批至少一个衬底上执行所述方法。

23.根据方面21或22所述的方法，其中，在每批多个衬底上执行所述方法。

24.一种包括处理器可读指令的计算机程序，所述处理器可读指令当在合适的处理器控制的设备上运行时使所述处理器控制的设备执行根据前述方面中任一项所述的方法。

25.一种计算机程序载体，包括根据方面24所述的计算机程序。

26.一种量测设备，包括：

用于所述衬底的支撑件，所述衬底上具有所述目标和所述产品结构中的至少一个；

用于测量每个目标的光学系统；

处理器；和

根据方面25所述的计算机程序载体，使得所述处理器能够控制所述量测装置以执行根据方面1至23中任一项所述的方法。

27.一种推断与产品结构相关联的至少一个局部均匀性度量的值的方法，所述方法包括：获得包括强度图像的强度数据，所述强度图像与根据关于目标的测量结果获得的至少一个衍射阶相关联；根据所述强度图像获得至少一个强度分布；根据所述至少一个强度分布确定强度指标，所述强度指标表示所述至少一个衍射阶上的强度的变化、或所述强度图像上的两个互补衍射阶之间的强度差的变化；以及根据所述强度指标推断所述至少一个局部均匀性度量的值。

28.根据方面27所述的方法，其中，所述目标包括足够大的以由基于散射仪或基于干涉仪的量测工具进行测量的主间距。

29.根据方面27或28所述的方法，其中，所述目标被分成子区段，且每个子区段具有与所述产品结构或所述产品结构的元件相比相同、相似和/或更小的尺寸。

30.根据方面29所述的方法，其中，每个子区段具有与产品结构或所述产品结构的元件相似或相同的形状。

31.根据方面29或30所述的方法，其中，每个子区段具有与所述产品结构或所述产品结构的元件相比更小的至少一个尺寸，以与所述产品结构相比增加对于过程变化的敏感性。

32.根据方面27至31中任一项所述的方法，其中，所述方法包括测量所述目标以获得所述强度数据。

33.根据方面27至32中任一项所述的方法，其中，所述强度数据包括至少两个衍射阶，并且所述强度指标包括所述强度数据内的强度变化或不对称性变化的测量结果。

34.根据方面27至33中任一项所述的方法，其中，所述强度指标包括所述强度数据的直方图的宽度。

35.根据方面27至34中任一项所述的方法，其中，所述强度数据包括不对称性数据，每个所述至少一个强度分布包括不对称性分布，并且所述强度指标包括不对称性指标。

36.根据方面35所述的方法，其中，所述不对称性数据包括在对所述目标的测量之后来自测量辐射的衍射的一对互补的较高衍射阶的强度的每目标位置差。

37.根据方面27至36中任一项所述的方法，其中，所述强度数据涉及多个不同的测量条件，并且所述方法包括：根据每个测量条件的强度分布确定针对每个测量条件的强度指标；以及分别根据每个所述强度指标确定不同局部均匀性度量的值。

38.根据方面37所述的方法，其中，每个测量条件涉及不同的波长或波长的组合。

39.根据方面27至36中任一项所述的方法，其中，所述方法包括初始校准步骤，所述初始校准步骤用于将所述至少一个强度指标中的每一个强度指标校准到所述至少一个局部均匀性度量中的相应一个局部均匀性度量。

40.根据方面39所述的方法，其中，所述校准步骤包括：使用与用于获得所述强度数据的量测工具类似或相同的类型的量测工具将从目标测量的第一校准数据校准为包括所述至少一个局部均匀性度量的直接测量结果的第二校准数据。

41.一种包括机器可读指令的计算机程序产品，所述机器可读指令被配置成推断与产品结构相关联的至少一个局部均匀性度量的值，所述指令被配置成：获得包括强度图像的强度数据，所述强度图像与根据关于目标的测量结果获得的至少一个衍射阶相关联；根据所述强度图像获得至少一个强度分布；根据所述至少一个强度分布确定强度指标，所述强度指标表示所述至少一个衍射阶上的强度的变化、或所述强度图像上的两个互补衍射阶之间的强度差的变化；以及根据所述强度指标推断所述至少一个局部均匀性度量的值。

本文中所使用的术语“辐射”以及“束”涵盖所有类型的电磁辐射，所有类型的电磁辐射包括紫外线(UV)辐射(例如具有为或约为365纳米、355纳米、248纳米、193纳米、157纳米或126纳米的波长)和极紫外线(EUV)辐射(例如具有在5纳米至20纳米的范围内的波长)，以及粒子束，诸如离子束或电子束。

术语“透镜”在情境允许时可以指各种类型的光学部件中的任一个或其组合，包括折射式、反射式、磁性式、电磁式以及静电式光学部件。

术语“目标”不应被理解为仅指意指出于量测的特定目的而形成的专用目标。术语“目标”应被理解为涵盖其他结构，包括具有适合于量测应用的特性的产品结构。

具体实施方式的前述描述将如此充分地揭示本发明的一般性质，通过应用本领域技术范围内的知识，在不脱离本发明的一般概念的情况下，其他人可以为了各种应用容易地修改和/或适应这样的特定实施方案，而无需过多的实验。因此，基于本文给出的教导和指导，这些改变和修改旨在落入所公开实施例的等同物的含义和范围内。应理解，例如，本文中的措词或术语是出于描述而不是限制的目的，使得本说明书的术语或措词应由相关联领域技术人员根据本文中的教导和指导来解释。

本发明的广度以及范围不应受上述示例性实施例中的任一个限制，而应仅根据方面随附权利要求以及其等同物来限定。

Claims

获得包括强度图像的强度数据，所述强度图像与根据关于目标的测量结果获得的至少一个衍射阶相关联；

根据所述强度图像获得至少一个强度分布；

根据所述至少一个强度分布确定强度指标，所述强度指标表示a)所述至少一个衍射阶上的强度的变化或b)所述强度图像上的两个互补衍射阶之间的强度差的变化；以及

根据所述强度指标推断所述至少一个局部均匀性度量的值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标包括足够大以由基于散射仪或基于干涉仪的量测工具进行测量的主间距。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述目标被分成子区段，且每个子区段具有与所述产品结构或所述产品结构的元件相比相同、相似和/或更小的尺寸。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，每个子区段具有与所述产品结构或所述产品结构的元件相似或相同的形状。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，每个子区段具有与所述产品结构或所述产品结构的元件相比更小的至少一个尺寸，以与所述产品结构相比增加对于过程变化的敏感性。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括测量所述目标以获得所述强度数据。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述强度数据包括至少两个衍射阶，并且所述强度指标包括所述强度数据内的强度变化或不对称性变化的度量。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述强度指标包括所述强度分布的直方图的宽度。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述强度数据包括不对称性数据，每个所述至少一个强度分布包括不对称性分布，并且所述强度指标包括不对称性指标。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述不对称性数据包括在对所述目标的测量之后来自测量辐射的衍射的一对互补的较高衍射阶的强度的每目标位置差。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述强度数据涉及多个不同的测量条件，并且所述方法包括：根据每个测量条件的强度分布确定针对每个测量条件的强度指标；以及分别根据每个所述强度指标确定不同的局部均匀性度量的值。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，每个测量条件涉及不同的波长或波长组合。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括初始校准步骤，所述初始校准步骤用于将所述至少一个强度指标中的每一个强度指标校准到所述至少一个局部均匀性度量中的相应一个局部均匀性度量。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述校准步骤包括：使用与用于获得所述强度数据的量测工具类似或相同的类型的量测工具，将从目标测量的第一校准数据校准为包括所述至少一个局部均匀性度量的直接测量结果的第二校准数据。

15.一种包括机器可读指令的计算机程序产品，所述机器可读指令被配置成推断与产品结构相关联的至少一个局部均匀性度量的值，所述指令被配置成：

根据所述强度图像获得至少一个强度分布；

根据所述至少一个强度分布确定强度指标，所述强度指标表示所述至少一个衍射阶上的强度的变化或所述强度图像上的两个互补衍射阶之间的强度差的变化；以及

根据所述强度指标推断所述至少一个局部均匀性度量的值。