CN116583785A - 确定用于重叠特征标识的标记结构的方法 - Google Patents

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Abstract

本文中描述了用于产生量测标记结构的设备和方法，所述量测标记结构可以被形成在芯片上从而通过基于图案分布确定所述量测标记结构的特征来测量由对所述芯片执行的一个或更多个过程所引起的重叠特性。所述方法涉及获得第一函数以表征由对衬底执行的过程所引起的重叠特征标识。基于所述第一函数，导出图案分布，所述图案分布指示所述衬底的一部分内的特征的数目(例如，指示密度)。基于所述图案分布，确定所述量测标记结构的所述特征的物理特性(例如，形状、大小等)。

Description

确定用于重叠特征标识的标记结构的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年11月24日递交的美国申请63/117,689的优先权，并且所述美国申请的全部内容通过引用而被合并入本文中。
技术领域
本文中的描述内容总体涉及针对光刻过程中的重叠测量和确定过程引起的重叠特征标识的改善式量测系统和方法。
背景技术
光刻投影设备可以用于(例如)集成电路(IC)的制造中。在这样的情况下，图案形成装置(例如，掩模)可以包括或提供对应于IC的单层的图案(“设计布局”)，并且这种图案可以通过诸如经由图案形成装置上的图案照射目标部分的方法被转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或更多个管芯)上，所述目标部分已涂覆有辐射敏感材料(“抗蚀剂”)层。通常，单个衬底包括多个相邻目标部分，图案由光刻投影设备一次一个目标部分地连续地转印至所述多个相邻目标部分。在这种类型的光刻投影设备中，整个图案形成装置上的图案在一次操作中被转印至一个目标部分上；这样的设备通常被称为步进器。在通常被称为步进扫描设备的替代设备中，投影束在给定参考方向(“扫描”方向)上遍及图案形成装置进行扫描，同时平行或反向平行于这种参考方向而同步地移动衬底。将图案形成装置上的图案的不同部分逐步地转印至一个目标部分。因为通常光刻投影设备将具有减小比率M(例如，4)，所以衬底移动的速度F将是投影射束扫描图案形成装置的1/M倍。关于光刻设备的更多信息可以在例如以引用的方式并入本文中的US 6,046,792中找到。
在将图案从图案形成装置转印至衬底之前，衬底可以经历各种过程，诸如，上底漆、涂覆有抗蚀剂的，和软焙烤。在曝光之后，衬底可以经受其它过程(“后曝光过程”)，诸如曝光后焙烤(PEB)、显影、硬焙烤和对所转印的图案的测量/检查。这种过程阵列是用作制造装置(例如，IC)的单层的基础。衬底可以接着经历各种过程，诸如，蚀刻、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等，所述过程都旨在精整器件的单层。如果在器件中需要若干层，则针对每个层来重复整个过程或其变体。最终，在衬底上的每个目标部分中将存在器件。接着通过诸如切割或锯切之类的技术来使这些装置彼此分离，由此，可以将单独的器件安装在载体上、连接至接脚，等。
因此，制造装置(诸如半导体器件)通常涉及使用多个制造过程处理衬底(例如，半导体晶片)以形成装置的各种特征和多个层。通常使用(例如)沉积、光刻、蚀刻、沉积、化学机械研磨和离子注入来制造和处理这些层和特征。可以在衬底上的多个管芯上制造多个器件，并且接着将所述器件分离成单独的器件。这种器件制造过程可以被认为是图案化过程。图案化过程涉及使用光刻设备中的图案形成装置进行图案化步骤(诸如光学和/或纳米压印光刻术)以将图案形成装置上的图案转印至衬底，并且图案化过程通常但可选地涉及一个或更多个相关图案处理步骤，诸如通过显影设备进行抗蚀剂显影、使用焙烤工具来焙烤衬底、使用蚀刻设备来使用图案进行蚀刻等。
发明内容
数十年来，随着光刻和其它图案化过程技术的改进，功能性元件的尺寸已不断地减小，而每器件的功能性元件(诸如晶体管)的量已稳定地增加。同时，对在重叠、临界尺寸(CD)等方面的准确度的要求已变得越来越严格。不可避免地将在图案化过程中产生误差，诸如重叠的误差、CD的误差，等等。例如，成像误差可以从诸如图案化、蚀刻、显影、焙烤、化学机械抛光之类的过程引发，并且可以依据例如重叠、CD或图案的其它可测量物理特性来表征。所述误差可能造成在装置的运行方面的问题，包括装置运行的故障，或运行装置的一个或更多个电气问题。因此，期望能够表征这些误差中的一个或更多个误差且采取多个步骤以对图案化过程进行设计、修改、控制等以减小或最小化这些误差中的一个或更多个。
本公开解决上文所论述的各种问题。在第一方面中，本公开提供一种确定标记结构的改善方法，所述标记结构用于所述光刻过程中一个层上的第一重叠图案与另一层上的第二重叠图案之间的重叠测量。可以例如依据重叠特征标识势函数，根据所规定的重叠表征使用图案密度图来设计这些标记结构。此外，在所述标记结构由一系列半导体过程制造且被测量之后，可以通过比较测量数据与根据所规定的重叠表征而导出的预期数据(例如作为重叠特征标识数据的数据)来确定来自不同过程的重叠贡献。所述重叠测量可以呈微米尺度、纳米尺度或亚纳米尺度。
在实施例中，提供一种用于确定量测标记结构的方法。所述方法包括：获得用以表征由在衬底上执行的半导体制造过程所引起的重叠特征标识的第一函数。基于所述第一函数，导出指示所述衬底的一部分内的特征的数目的图案分布。另外，使用图案分布作为引导，确定用于设置在所述衬底上的所述量测标记结构的所述特征的物理特性。
在实施例中，设计量测标记结构涉及根据图案密度图进行所述量测结构的特征的密度调制。在实施例中，可以利用某些密度调制将顶部层特征与底部层特征对准。
在实施例中，可以通过使所述特征或所述标记结构的大小、形状、计数等发生变化来实现密度调制。在实施例中，基于从指定势函数导出的图案密度图来执行密度调制，指定势函数的梯度对应于重叠特征标识。例如，所述势函数可以被表达为密度函数D(表征图案中特征的密度)与核函数K(表征半导体过程)的卷积。
本文中的方法能实现过程性能参数(例如，重叠)的测量，并且能实现从过程性能参数(例如，重叠特征标识)对过程引发特征标识的提取。在实施例中，量测标记结构可以被形成在所述衬底上，从而沿与关于重叠的所关注的过程效应(例如，蚀刻加载或应力)的长度尺度相比足够大的区域延伸。
根据实施例，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括其上记录有指令的非暂时性计算机可读介质。所述指令在由计算机执行时实施权利要求中所列的方法。
附图说明
并入本说明书中且构成本说明书的一部分的随附附图示出本文中所公开的主题的某些方面，并且与描述内容一起有助于解释与所公开的实施例相关联的一些原理。在附图中，
图1图示根据实施例的光刻设备；
图2示意性地图示根据实施例的图1的设备中的测量和曝光过程；
图3图示根据实施例的光刻元或光刻簇；
图4示意性地描绘根据实施例的衬底上的多周期性结构目标的形式和测量斑的轮廓；
图5示意性地描绘根据实施例的图4的目标的图像；
图6示意性地描绘根据实施例的示例量测设备和量测技术；
图7示意性地描绘根据实施例的示例量测设备；
图8是根据实施例的用于设计量测标记结构的方法的流程图；
图9图示根据实施例的从图案密度图产生量测标记结构的过程；
图10图示根据实施例的示例性量测标记结构；
图11图示根据实施例的另一示例性量测标记结构；
图12图示根据实施例的再一示例性量测标记结构；
图13A图示根据实施例的示例量测标记结构；
图13B图示根据实施例的与第一过程相关联的第一重叠特征标识，所述第一重叠特征标识使用被应用至图13A的量测标记结构的第一核来确定；
图13C图示根据实施例的与第二过程相关联的第二重叠特征标识，所述第二重叠特征标识使用被应用至图13A的量测标记结构的第二核来确定；
图14是根据实施例的用于执行本文中所描述的方法中的一些方法的示例计算机系统的框图；
图15是根据实施例的另一光刻投影设备(LPA)的示意图；
图16是根据实施例的光刻投影设备的详细视图；
图17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
现将参考附图详细地描述本公开，所述附图作为本公开的说明性示例提供，以便使得本领域技术人员能够实践本公开。值得注意，以下附图和示例不旨在将本公开的范围限于单个实施例，而是借助于所描述的或所图示的元件中的一些或所有的互换而使其它实施例是可能的。此外，在可以部分地或完全地使用已知部件来实施本公开的某些元件的情况下，将仅描述理解本公开所必需的这样的已知部件的那些部分，并且将省略这样的已知部件的其它部分的详细描述以便不混淆本公开。除非本文中另外规定，否则如本领域技术人员将明白，描述为以软件实施的实施例不应限于这种，而是可以包括以硬件或软件与硬件的组合实施的实施例，并且反之亦然。在本说明书中，示出单数部件的实施例不应被认是限制性的；而是，除非本文中另有明确陈述，否则本公开旨在涵盖包括多个相同部件的其它实施例，并且反之亦然。此外，申请人不旨在使本说明书或权利要求中的任何术语归结于不常见或特殊涵义，除非如此明确阐述。另外，本公开涵盖本文中借助于图示而提及的已知部件的目前和未来已知等效部件。
虽然在本文中可以具体地参考IC的制造，但应明确地理解，本文中的描述具有许多其它可能应用。例如，所述实施例可以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。本领域技术人员应了解，在这些替代应用的情境下，本文中对术语“掩模版”、“晶片”或“管芯”的任何使用应被认是分别可以与更上位的术语“掩模”、“衬底”和“目标部分”互换。
在本文献中，本文中所使用的术语“辐射”和“束”涵盖全部类型的电磁辐射，包括可见光辐射(例如，具有介于400至780nm的范围内的波长λ、紫外(UV)辐射(例如，具有365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长λ)、极紫外(EUV或软X射线)辐射(例如，具有介于5nm至20nm的范围内的波长，诸如例如13.5nm)或在小于5nm下工作的硬X射线以及粒子束，诸如离子束或电子射束。通常，具有介于约780nm至3000nm(或更大)之间的波长的辐射被认为是IR辐射。UV是指具有大约100nm至400nm的波长的辐射。在光刻内，术语“UV”也应用于可以由汞放电灯产生的波长：G线436nm；H线405nm；和/或I线365nm。真空UV或VUV(即，由空气吸收的UV)是指具有为大约100nm至200nm的波长的辐射。深UV(DUV)通常是指具有在126nm至428nm的范围内的波长的辐射，并且在实施例中，准分子激光器可以产生在光刻设备内使用的DUV辐射。应了解，具有在(例如)5nm至20nm的范围内的波长的辐射涉及具有某一波长带的辐射，所述波长带的至少一部分是在5nm至20nm的范围内。
图案形成装置可以包括或可以形成一个或更多个设计布局。可以利用计算机辅助设计(CAD)过程来产生设计布局，这种过程常常被称为电子设计自动化(EDA)。大多数CAD过程遵循预定设计规则集合，以便产生功能设计布局/图案形成装置。通过处理和设计限制来设置这些规则。例如，设计规则定义装置(诸如闸、电容器等)或互联机之间的空间容许度，以便确保所述装置或线彼此不会以不期望的方式相互作用。设计规则限制中的一个或更多个可以被称为“临界尺寸”(CD)。器件的临界尺寸可以被定义为线或孔的最小宽度或两条线或两个孔之间的最小空间。因此，CD确定所设计的器件的总体大小和密度。当然，器件制造的目标之一是在衬底上如实地再现原始设计旨在(经由图案形成装置)。
本文中所使用的术语“掩模”或“图案形成装置”可以被广义地解释为是指可以用于向入射辐射束赋予经图案化的横截面的通用图案形成装置，所述经图案化的横截面对应于待在衬底的目标部分中产生的图案；在这种情境下，也可以使用术语“光阀”。除经典掩模(透射或反射；二元、相移、混合式等)以外，其它这样的图案形成装置的示例也包括可编程反射镜阵列和可编程LCD阵列。
可编程反射镜阵列的示例可以是具有黏弹性控制层和反射表面的矩阵可寻址表面。这种设备所隐含的基本原理为(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非衍射辐射。使用适当的滤波器，可以从反射束滤除所述非衍射辐射，从而之后仅留下衍射辐射；以这种方式，束变得根据矩阵可寻址表面的寻址图案而被图案化。可以使用合适的电子装置来执行所需的矩阵寻址。
可编程LCD阵列的示例在以引用的方式并入本文中的美国专利号5,229,872中给出。
图1示意性地为光刻设备。所述设备包括：照射系统(照射器)IL，所述照射系统被配置成调节辐射束B(例如，UV辐射或DUV辐射)；图案形成装置支撑件或支撑结构(例如，掩模台)MT，所述支撑结构被构造成支撑图案形成装置(例如，掩模)MA，并且连接至配置成根据某些参数来准确地定位所述图案形成装置的第一定位器PM；两个衬底台(例如，晶片台)WTa和WTb，其各自被构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并且各自被连接至配置成根据某些参数来准确地定位所述衬底的第二定位器PW；以及投影系统(例如，折射型投影透镜系统)PS，所述投影系统被配置成将由图案形成装置MA赋予至辐射束B的图案投影至衬底W的目标部分C(例如，包括一个或更多个管芯)上。参考系RF连接各种部件，并且用作用于设置和测量图案形成装置和衬底的位置以及图案形成装置和衬底上的特征的位置的参考。
照射系统可以包括用于引导、成形或控制辐射的各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件，或其任何组合。
图案形成装置支撑件MT以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计和其它条件(诸如，是否将图案形成装置保持在真空环境中)的方式来保持图案形成装置。图案形成装置支撑件可以使用机械、真空、静电或其它夹持技术以保持图案形成装置。图案形成装置支撑件MT可以是(例如)可以根据需要固定或可移动的框架或台。图案形成装置支撑件可以确保图案形成装置(例如)相对于投影系统处于期望的位置。
本文中所使用的术语“图案形成装置”应被广义地解释为是指可以用于在辐射束的横截面中向辐射束赋予图案以便在衬底的目标部分中产生图案的任何装置。应注意，例如如果被赋予至辐射束的图案包括相移特征或所谓的辅助特征，则所述图案可以不准确地对应于衬底的目标部分中的期望的图案。通常，赋予至辐射束的图案将对应于目标部分中所产生的器件(诸如，集成电路)中的特定功能层。
如在该所描绘的，设备属于透射类型(例如，使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，使用如上文提及的类型的可编程反射镜阵列，或使用反射型掩模)。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面板。可以认为本文中对术语“掩模版”或“掩模”的任何使用都与更上位的术语“图案形成装置”同义。术语“图案形成装置”也可以被解释为是指以数字形式储存用于控制这可编程图案形成装置的图案信息的装置。
本文中所使用的术语“投影系统”应被广义地解释为涵盖适于所使用的曝光辐射或适于诸如浸没液体的使用或真空的使用之类的其它因素的任何类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统，或其任何组合。可以认为本文中对术语“投影透镜”的任何使用均与更通用的术语“投影系统”同义。
光刻设备也可以属于以下类型：其中衬底的至少一部分可以由具有相对较高折射率的液体(例如，水)覆盖，以便填充投影系统与衬底之间的空间。也可以将浸没液体施加至光刻设备中的其它空间，例如，掩模与投影系统之间的空间。浸没技术在本领域中被众所周知的用于增大投影系统的数值孔径。
在操作中，照射器IL从辐射源SO接收辐射束。例如，当源是准分子激光器时，源与光刻设备可以是分立的实体。在这些情况下，不认为源形成光刻设备的部分，并且辐射束借助于包括(例如)合适的定向反射镜和/或射扩束器的射束传递系统BD而从源SO传递至照射器IL。在其它情况下，例如，当源是汞灯时，源可以是光刻设备的组成部分。源SO和照射器IL连同射束传递系统BD(必要时)可以被称为辐射系统。
照射器IL可以(例如)包括用于调整辐射束的角强度分布的调整器AD、积分器IN和聚光器CO。照射器可以用于调节辐射束，以在其横截面中具有期望的均一性和强度分布。
辐射束B入射到保持在图案形成装置支撑件MT上的图案形成装置MA上，并且由所述图案形成装置图案化。在已横穿图案形成装置(例如，掩模)MA的情况下，辐射束B穿过投影系统PS，投影系统PS将所述束聚焦至衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器IF(例如，干涉装置、线性编码器、2D编码器或电容式传感器)，可以准确地移动衬底台WTa或WTb，例如以便使不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中。类似地，第一定位器PM和另一位置传感器(其未在图1中被明确地描绘的)可以用于(例如)在从掩模库的机械获取之后或在扫描期间相对于辐射束B的路径来准确地定位图案形成装置(例如，掩模)MA。
可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如，掩模)MA和衬底W。虽然如所图示的衬底对准标记占据专用目标部分，但所述标记可以位于目标部分之间的空间中(这些标记者被称为划线对准标记)。类似地，在图案形成装置(例如，掩模)MA上提供多于一个管芯的情况下，掩模对准标记可以位于管芯之间。小对准标记也可以在装置特征当中被包括在管芯内，在这种情况下，期望使标记物尽可能地小且无需与邻近特征不同的任何成像或过程条件。下文进一步描述检测对准标记的对准系统。
可以在多种模式中使用所描绘的设备。在扫描模式中，在将被赋予至辐射束的图案投影至目标部分C上时，同步地扫描图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT和衬底台WT(即，单次动态曝光)。可以通过投影系统PS的放大率(缩小率)和图像反转特性来确定衬底台WT相对于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，曝光场的最大大小限制单次动态曝光中的目标部分的宽度(在非扫描方向上)，而扫描运动的长度确定目标部分的长度(在扫描方向上)。如在本领域中是众所周知的，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”光刻中，可编程图案形成装置被保持静止，但具有改变的图案，并且移动或扫描衬底台WT。
也可以使用上文所描述的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属于所谓双平台类型，其具有两个衬底台WTa、WTb以及两个站--曝光站EXP和测量站MEA--在所述两个站之间可交换衬底台。在曝光站处曝光一个衬底台上的一个衬底的同时，可以在测量站处将另一衬底装载至另一衬底台上且实施各种预备步骤。这实现设备的生产量的显著增加。预备步骤可以包括使用水平传感器LS来绘制衬底的表面高度轮廓，和使用对准传感器AS来测量衬底上的对准标记的位置。如果位置传感器IF在衬底台处于测量站以及处于曝光站时不能够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衬底台相对于参考系RF的位置。代替所示出的双平台布置，其它布置是已知且可用的。例如，提供衬底台和测量台的其它光刻设备是众所周知的。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解除对接。
图2图示图1的设备中的示例性测量和曝光过程，所述过程包括用于曝光图1的双平台设备中衬底W上的目标部分(例如，管芯)的步骤。在虚线框内的左侧，在测量站MEA处执行步骤，而右侧示出在曝光站EXP处所执行的步骤。不时地，衬底台WTa、WTb中的一个将位于曝光站处，而另一个位于测量站处，如上文所描述的。出于这种描述的目的，假定衬底W已被装载至曝光站中。在步骤200处，通过未示出的机构将新衬底W'装载至设备。并行地处理这种两个衬底以便增加光刻设备的生产量。
最初参考新近装载的衬底W'，这种衬底可以是先前未经处理的衬底，其是利用新抗蚀剂而制备以在设备中的第一次曝光。然而，通常，所描述的光刻过程将仅仅是一系列曝光和处理步骤的步骤，使得衬底W′已经通过这种设备和/或其它光刻设备若干次，并且也可以具有待经历的后续过程。特别出于改善重叠性能的目的，任务为确保将新图案施加于已经经受图案化和处理的或多次循环的衬底上的正确位置中。这些处理步骤逐渐地在衬底中引入变形，所述变形可以被测量和校正以实现令人满意的重叠性能。
可以在其它光刻设备中执行先前和/或后续图案化步骤(如刚才提及的)，并且甚至可以在不同类型的光刻设备中执行先前和/或后续图案化步骤。例如，器件制造过程中的在诸如分辨率和重叠之类的参数方面要求非常高的一些层相比于要求较低的其它层可以在更高阶光刻工具中来执行。因此，一些层可以曝光于浸没类型光刻工具中，而其它层曝光于“干式”工具中。一些层可以曝光于在DUV波长下工作的工具中，而其它层是使用EUV波长辐射来曝光。
在202处，使用衬底标记P1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。另外，将使用对准传感器AS来测量跨越衬底W'的若干对准标记。在一个实施例中，这些测量是用于建立“晶片栅格”，所述晶片栅格非常准确地映射跨越衬底的标记的分布，包括相对于名义矩形栅格的任何变形。
在步骤204处，也使用水平传感器LS来测量晶片高度(Z)对X-Y位置的图。常规地，高度图是仅用于实现所曝光的图案的准确聚焦。其可以另外用于其它用途。
当装载衬底W'时，接收选配方案数据206，所述选配方案数据定义待执行的曝光，并且也定义晶片和先前制造的图案和待制造于所述衬底W'上的图案的性质。将这些选配方案数据添加至在202、204处制得的晶片位置、晶片网格和高度图的测量结果，并且接着可以将选配方案和测量数据的完整集合208传递至曝光站EXP。对准数据的测量(例如)包括以与为光刻过程的产品的产品图案成固定或名义固定关系而形成的对准目标的X位置和Y位置。恰好在曝光之前获得的这些对准数据用于产生对准模型，对准模型具有将模型拟合至数据的参数。这些参数和对准模型将在曝光操作期间使用以校正当前光刻步骤中所施加的图案的位置。在使用中的模型内插所测量的位置之间的位置偏差。常规对准模型可能包括四个、五个或六个参数，所述参数一起以不同尺寸限定“理想”栅格的平移、旋转和缩放。使用更多个参数的高阶模型是已知的。
在210处，调换晶片W'与W，使得所测量的衬底W'变为进入曝光站EXP的衬底W。在图1的示例设备中，通过交换设备内的支撑件WTa和WTb来执行这种调换，使得衬底W、W'仍准确地夹持于且定位在那些支撑件上，以保留衬底台与衬底自身之间的相对对准。因此，一旦已调换所述台，为了利用用于衬底W(以前为W')的测量信息202、204以控制曝光步骤，就必需确定投影系统PS与衬底台WTb(以前为WTa)之间的相对位置。在步骤212处，使用掩模对准标记M1、M2来执行掩模版对准。在步骤214、216、218中，将扫描运动和辐射脉冲施加于跨越衬底W的连续目标部位处，以便完成一定数目个图案的曝光。
通过使用在测量站处所获得的对准数据和高度图以及曝光步骤的性能，使这些图案相对于期望的部位准确地对准，并且具体地，相对于先前放置于同一衬底上的特征准确地对准。在步骤220处从设备卸载现在被标注为W”的经曝光的衬底，以根据所曝光的图案使其经历蚀刻或其它过程。
本领域技术人员将知晓上述描述内容为真实制造情形的一个示例中所涉及的多个非常详细步骤的简化概略图。例如，常常将存在使用相同或不同标记的粗略和精细测量的单独的阶段，而不是在单个遍次中测量对准。粗略和/或精细对准测量步骤可以在高度测量之前或在高度测量之后执行，或交错执行。
在一个实施例中，诸如对准传感器AS之类的光学位置传感器使用可见光和/或近红外(NIR)辐射以读取对准标记。在一些过程中，在已形成对准标记之后对衬底上的层的处理导致由于低信号强度或无信号强度而引起的无法通过这对准传感器发现所述标记的情形。
图3图示光刻元或光刻簇。光刻设备LA可以形成光刻单元LC(有时也被称为光刻元或光刻簇)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一个或更多个抗蚀剂层的一个或更多个旋涂器SC、用于显影经曝光的抗蚀剂的一个或更多个显影器DE、一个或更多个激冷板CH和/或一个或更多个焙烤板BK。衬底输送装置或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取一个或更多个衬底，将其在不同过程设备之间移动且将其传递至光刻设备的进料台LB。常常被共同地称为轨道(track)的这些设备由轨道控制单元TCU控制，轨道控制单元TCU自身受管理控制系统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。
为了正确地且一致地曝光由光刻设备曝光的衬底，期望检查经曝光的衬底以测量或确定一个或更多个性质，诸如重叠(其可以例如在叠置层中的结构之间，或在同一层中的已通过例如双重图案化过程分别提供至所述层的结构之间)、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也通常包括量测系统MET，量测系统MET接收已在光刻单元中经处理的衬底W中的一些或全部。量测系统MET可以是光刻单元LC的部件，例如，其可以是光刻设备LA的部件。
可以将量测结果直接或间接地提供至管理控制系统SCS。如果检测到误差，则可以对后续衬底的曝光(尤其在可以足够迅速且快速完成检查以使得所述批次的一个或更多个其它衬底仍待曝光的情况下)和/或对经曝光的衬底的后续曝光进行调整。另外，已曝光衬底可以被剥离和返工以改善产率，或舍弃，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，可以仅对良好的那些目标部分执行另外的曝光。
在量测系统MET内，量测设备用于确定衬底的一个或更多个性质，并且尤其确定不同衬底的一个或更多个性质如何变化或同一衬底的不同层在不同层间如何变化。量测设备可以集成至光刻设备LA或光刻单元LC中，或可以是单独的装置。为了实现快速测量，期望使量测设备紧接在曝光之后测量经曝光的抗蚀剂层的一个或更多个性质。然而，抗蚀剂中的潜像具有低对比度-在抗蚀剂的已曝光至辐射的部分与抗蚀剂的还未曝光至辐射的部分之间仅存在非常小的折射率差-且不是所有量测设备都具有足够的敏感度以进行潜像的有用测量。因此，可以在曝光后焙烤步骤(PEB)之后采取测量，曝光后焙烤步骤通常是对经曝光的衬底进行的第一步骤且增加抗蚀剂的曝光部分与未曝光部分之间的对比度。在这样的阶段，抗蚀剂中的图像可以被称为半潜像。也可能对经显影的抗蚀剂图像进行测量-这时已移除抗蚀剂的曝光部分或未曝光部分-或在诸如蚀刻的图案转印步骤之后对经显影的抗蚀剂图像进行测量。后一可能性限制返工有缺陷衬底的可能性，但仍可以提供有用信息。
为了实现量测，可以在衬底上提供一个或更多个目标。在实施例中，目标被专门设计且可以包括周期性结构。在实施例中，目标是器件图案的部分，例如是器件图案的周期性结构。在实施例中，器件图案是存储器装置的周期性结构(例如，双极晶体管(BPT)、位线触点(BLC)等结构)。
在实施例中，衬底上的目标可以包括一个或更多个1-D周期性结构(例如，光栅)，其被印制以使得在显影之后，周期性结构特征由实体抗蚀剂线形成。在实施例中，目标可以包括一个或更多个2-D周期性结构(例如，光栅)，其被印制成使得在显影之后，所述一个或更多个周期性结构由抗蚀剂中的实体抗蚀剂导柱或通孔形成。栅条、导柱或通孔替代地被蚀刻至衬底中(例如，蚀刻至衬底上的一个或更多个层中)。
在实施例中，图案化过程的所关注的参数中的一个为重叠。在一些实施例中，使用暗场散射测量来测量重叠，其中，阻挡零阶衍射(对应于镜面反射)，并且仅处理较高阶。可以在PCT专利申请公开号WO 2009/078708和WO 2009/106279中发现暗场测量的示例，所述专利申请公开的全文由此以引用的方式并入。美国专利申请公开US2011-0027704、US2011-0043791和US2012-0242970中已描述所述技术的进一步开发，所述专利申请公开的全文由此以引用的方式并入。使用衍射阶的暗场检测的基于衍射的重叠实现对较小目标的重叠测量。这些目标可以小于照射斑且可以由衬底上的器件产品结构围绕。在实施例中，可以在一次辐射捕获中测量多个目标。然而，本领域技术人员应了解，本公开不限于任何特定类型的重叠测量机构或系统。
图4描绘衬底上的多周期性结构(例如，多光栅)目标的形式和测量斑的轮廓。
图4描绘形成在衬底上的示例复合测量目标T。所述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。在实施例中，可以使周期性结构布局小于测量斑(例如，周期性结构布局过填充)。因此，在实施例中，周期性结构足够紧密地定位在一起，以使得其均在由量测设备的照射束形成的测量斑31内。在那种情况下，四个周期性结构因此均同时经照射且同时成像在传感器190和230(参见图7)上。在专用于重叠测量的示例中，周期性结构32、33、34、35本身是通过重叠周期性结构形成的复合周期性结构(例如，复合光栅)，例如，周期性结构在形成在衬底W上的装置的不同层中被图案化且使得一个层中的至少一个周期性结构与不同层中的至少一个周期性结构重叠。这种目标可以具有可以在20μm×20μm内或在16μm×16μm内的外部尺寸。另外，在实施例中，所有周期性结构用于测量特定对的层之间的重叠。为促进目标能够测量多于单个层对，周期性结构32、33、34、35可以具有以不同方式偏置的重叠偏移，以便促进对形成有复合周期性结构的不同部分的不同层之间的重叠的测量。因此，用于衬底上的目标的所有周期性结构将用于测量一个层对，并且用于衬底上的另一相同目标的所有周期性结构将用于测量另一层对，其中，不同偏置促进区分所述层对。
返回至图4，周期性结构32、33、34、35也可以在其定向方面不同(如所示出的)，以便使入射辐射在X和Y方向上衍射。在一个示例中，周期性结构32和34是分别具有为+d、-d的偏置的X方向周期性结构。周期性结构33和周期性结构35可以是分别具有偏移+d和偏移-d的Y方向周期性结构。虽然图示四个周期性结构，但另一实施例可以包括更大矩阵以获得期望的准确度。例如，九个复合周期性结构的3×3阵列可以具有偏置-4d、-3d、-2d、-d、0、+d、+2d、+3d、+4d。可以在由传感器230捕获的图像中识别这些周期性结构的单独的图像。
图5示意性地描绘使用图7的设备获得的图4的目标图像。图5示出使用孔板130情况下在图7的设备中使用图4的目标可以形成在传感器230上且由传感器230检测的图像的示例。虽然传感器190不可以分辨不同的单独的周期性结构32至35，但传感器230可以进行这种分辨。暗矩形表示传感器上的图像场，在所述图像场内，衬底上的照射斑31成像至相应的圆形区域41中。在这样的圆形区域内，矩形区域42至45表示周期性结构32至35的图像。不是定位在划线中或除了定位在划线中以外，目标也可以定位在器件产品特征当中。如果周期性结构位于器件产品区域中，则在该图像场的周边中也可以看见器件特征。处理器和控制器PU使用图案识别来处理这些图像以识别周期性结构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部位处非常精确地对准，这大大改善了测量设备整体上的生产量。
一旦已识别周期性结构的单独的图像，就可以(例如)通过对所识别的区域内的选定像素强度值求平均值或求和来测量所述单独的图像的强度。可以将图像的强度和/或其它性质彼此进行比较。可以组合这些结果以测量光刻过程的不同参数。重叠性能是这种参数的示例。
图6描绘示例量测设备和测量技术。在实施例中，图案化过程的所关注的参数中的一个为特征宽度(例如，CD)。图6描绘可以实现特征宽度确定的高度示意性示例量测设备(例如，散射仪)。所述量测设备包括将辐射投影至衬底W上的宽带(白光)辐射投影仪2。重新引导辐射传递至光谱仪检测器4，所述光谱仪检测器测量镜面反射辐射的光谱10(作为波长的函数的强度)，如(例如)在左下方的曲线图中示出。根据这种数据，可以通过处理器PU(例如)通过严格耦合波分析和非线性回归或通过与图6的右下方所示出的模拟光谱库的比较来重构导致所检测的光谱的结构或轮廓。通常，对于重构，结构的一般形式是众所周知的，并且根据供制造结构的过程的知识来假定一些变量，从而仅留下结构的少许参数以从所测量的数据来确定。这种量测设备可以被配置成正入射量测设备或斜入量测设备。此外，除了通过重构进行参数的测量以外，角分辨散射测量也有用于产品和/或抗蚀剂图案中的特征的不对称性测量。不对称性测量的特定应用是针对重叠的测量，其中，目标包括叠加在另一组周期性特征上的一组周期性特征。例如，美国专利申请公开US2006-066855中描述以这种方式的不对称性测量的概念，所述专利申请公开以其全文并入本文中。
图7图示适合的用于本公开的实施例的量测设备100的示例。这种类型量测设备的操作原理更详细地解释于全文以引用方式并入本文中的美国专利申请公开号US 2006-033921和US 2010-201963中。贯穿设备具有若干分支的光轴由点线O表示。在这样的设备中，由源110(例如，氙气灯)发射的辐射经由光学系统而引导至衬底W上，所述光学系统包括：透镜系统120、孔板130、透镜系统140、部分反射表面150和物镜160。在实施例中，这些透镜系统120、140、160被布置成呈4F布置的双重序列。在实施例中，使用透镜系统120准直通过辐射源110发射的辐射。可选地，可以使用不同透镜布置。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。具体地，可以通过在为物镜光瞳平面的背向投影式图像的平面中在透镜120与140之间插入合适的形式的孔板130来进行这种选择。通过使用不同的孔，不同的强度分布(例如，环形、偶极等)是可能的。在径向和周向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整以获得期望的结果。例如，一个或更多个干涉滤波器130可以被设置在源110与部分反射表面150之间以选择在(比如)400nm至900nm或甚至更低(诸如200nm至300nm)范围内的所关注的波长。所述干涉滤波器可以是可调节的，而不是包括不同滤波器集合。可以使用光栅来代替干涉滤波器。在实施例中，一个或更多个偏振器170可以被设置在源110与部分反射表面150之间以选择所关注的偏振。偏振器可以是可调节的，而不是包括不同偏振器的集合。
如图7中示出的，目标T在衬底W垂直于物镜160的光轴O的情况下被放置。因此，来自源110的辐射由部分反射表面150反射且经由物镜160聚焦至衬底W上的目标T上的照射斑S中。在实施例中，物镜160具有高数值孔径(NA)，期望地为至少0.9或至少0.95。浸没量测设备(使用相对高折射率流体，诸如水)甚至可以具有大于1的数值孔径。
与轴线O成角度而聚焦至照射斑的照射射线170、172产生衍射射线174、176。应记住，这些射线仅是覆盖包括目标T的衬底区域的许多平行射线中的一条射线。照射斑内的每个元件是在量测设备的视场内。由于板130中的孔具有有限的宽度(接收有用量的辐射所必要的)，因此入射射线170、172实际上将占据一角度范围，并且衍射射线174、176将稍微散开。根据小目标的点扩散函数，每个衍射阶将在角度范围上而进一步散布，而不是如所示出的单条理想射线。
由衬底W上的目标衍射的至少0阶由物镜160收集，并且被引导回从而穿过部分反射表面150。光学元件180将衍射束的至少一部分提供至光学系统182，所述光学系统使用零阶和/或阶衍射束在传感器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)。在实施例中，提供孔186以滤出某些衍射阶，使得将特定衍射阶提供至传感器190。在实施例中，孔186允许大致或主要仅零阶辐射到达传感器190。在实施例中，传感器190可以是二维检测器，以使得可以测量衬底目标T的二维角散射光谱。传感器190可以是例如CCD或CMOS传感器阵列，并且可以使用例如每框架40毫秒的积分时间。传感器190可以用于测量在单个波长(或窄波长范围)下的被重新引导的辐射的强度、分别在多个波长下的被重新引导的辐射的强度，或遍及波长范围而积分的被重新引导的辐射的强度。此外，传感器可以用于分离地测量具有横向磁偏振和/或横向电偏振的辐射的强度，和/或横向磁偏振辐射与横向电偏振辐射之间的相位差。
可选地，光学元件180将衍射束的至少一部分提供至测量分支200以在传感器230(例如CCD或CMOS传感器)上在衬底W上形成目标的图像。测量分支200可以用于各种辅助功能，诸如聚焦量测设备(例如，通过物镜160使得衬底W处于焦点中)，和/或用于引言中提及的类型的暗场成像。
为了针对不同大小和形状的光栅提供自定义视场，在从源110至物镜160的路径上在透镜系统140内设置可调场光阑300。场光阑300包括孔302且位于与目标T的平面共轭的平面中，以使得照射斑变为孔302的图像。可以根据放大因子来缩放图像，或孔与照射斑的大小的关系可以是1:1。为了使照射可以适应于这些不同类型的测量，孔板300可以包括围绕圆盘而形成的一定数目个孔图案，所述圆盘旋转以使期望的图案处于适当的位置。替代地或另外，可以提供和调换一组板300以实现相同效应。另外或替代地，也可以使用可编程孔装置，诸如可变形反射镜阵列或透射空间光调制器。
通常，目标将与其在平行于Y轴或平行于X轴而延伸的周期性结构特征对准。关于目标的衍射行为，具有在平行于Y轴的方向上延伸的特征的周期性结构具有在X方向上的周期性，而具有在平行于X轴的方向上延伸的特征的周期性结构具有在Y方向上的周期性。为了测量在两个方向上的性能，通常提供两种类型的特征。虽然为了简单起见将参考线和空间，但周期性结构无需由线和空间形成。此外，每条线和/或线之间的空间可以由较小子结构形成的结构。另外，周期性结构可以被形成为在两个维度上同时具有周期性(例如，在周期性结构包括支柱和/或通孔的情况下)。
为了监测光刻过程，有必要测量经图案化的衬底的参数，例如形成在衬底中或衬底上的连续层之间的重叠误差。存在用于进行在光刻过程中形成的显微结构的测量的各种技术，包括使用扫描电子显微镜和各种其它专用工具。一种形式的专用检查工具为散射仪，其中，将辐射束引导至衬底的表面上的目标上且测量散射束或反射束的性质。通过将束在其已由衬底反射或散射之前与之后的性质进行比较，可以确定衬底的性质。例如，可以通过比较反射束与储存在与已知衬底性质相关联的已知测量库中的数据来进行这种确定。两种主要类型的散射仪是已知的。光谱散射仪将宽带辐射束引导至衬底上且测量散射至特定窄角度范围中的辐射的光谱(作为波长的函数的强度)。角分辨散射仪使用单色辐射束且测量依据角度而变化的散射辐射的强度。
逐层地创建装置，并且重叠为光刻设备将这些层准确地印制于彼此的顶部上的能力的量度。连续层或同一层上的多个过程必须与先前层准确地对准，否则结构之间的电接触将是不良的且得到的器件将并未按照规范执行即不符规格。重叠是这对准的准确度的量度。良好的重叠改善了器件产率且使得能够印制较小的产品图案。形成在经图案化的衬底中或上的连续层之间的重叠误差受到(光刻设备的)曝光设备的各个部件控制。光刻设备的对准系统主要负责将辐射对准至衬底的正确部分上。
重叠可以使用“基于图像的”(盒中盒)技术或基于衍射的重叠(DBO)测量来测量。DBO是所使用的出射测量技术，这是因为其TMU(总的测量不确定度)相较于“基于图像的”技术通常是更好的。在“基于图像的”情况下，重叠可以由抗蚀剂标记图案相对于较早形成在产品层中的标记图案的位置的测量结果来导出。在DBO情况下，重叠例如通过检测来自两个类似格栅结构，诸如叠层于底部层(例如，产品层)格栅上方的顶部层(例如，抗蚀剂层)格栅的衍射束的干涉图案的形状来间接测量。
半导体芯片制造涉及对衬底执行以在衬底上形成期望的图案的一个或更多个过程。一个或更多个过程(例如，光刻、抗蚀剂显影、蚀刻、化学沉积等)可能引发衬底的两个层之间的重叠误差。衬底的重叠可以表示为重叠特征标识，所述重叠特征标识包括由一个或更多个过程引起的重叠。在一些实施例中，由过程引起的重叠特征标识可以不同于由另一过程引起的重叠特征标识。重叠特征标识可以是衬底的场内或管芯内。例如，场内指在衬底上W的不同部位处使用相同图案形成装置M进行图案化的一个或更多个实例。管芯内指与衬底的不同管芯相关联的重叠特征标识。
在实施例中，场内和管芯内过程重叠特征标识因为管芯布局中的非均一性(例如，图案密度非均一性)而存在。图案密度中的这样的非均一性常常与特定过程(例如，引起薄膜应力的沉积和引起蚀刻负载效应的蚀刻)相互作用且导致过程重叠特征标识。这样的过程重叠特征标识在被准确地测量或预测情况下可以使用重叠优化器(例如，ASML的OVO2/3/4)或光学邻近效应校正(OPC)产品来校正。
当前，重叠特征标识诸如在装置测量(IDM)中经由测量工具使用光学CD类型测量来测量(例如，参见图7)。作为示例，装置中测量工具包括散射仪，所述散射仪在光瞳中(例如，使用可见波长)测量，并且适于测量5×5μm2或以下(为2μm等等的照射斑)的器件内目标。然而，对于形成在衬底上的包括非周期性逻辑(例如，片上系统(SoC))电路图案的复杂叠置层，光学CD测量是不可能的。对于这样的图案，可以使用散射电子显微镜(SEM)。然而，即使少数局部测量(例如，通过CD-SEM)对衬底特征进行，但因为产生重叠特征标识的未知实体机构，难以将稀疏取样的结果外推至整个场或整个管芯。
本公开描述一种用于设计结构的机构，所述结构能够实现对过程参数(例如，重叠)的测量，并且能够实现对所述过程参数中的过程引起的特征标识(例如，重叠特征标识)的提取。在实施例中，所设计的结构也被称为量测标记结构或标记结构。在实施例中，量测标记结构可以被形成在衬底上，从而沿与所关注的过程效应(例如，蚀刻加载或膜应力)的长度尺度相比足够大的区域延伸。例如，在对(局部)重叠的蚀刻/膜应力效应情况下是大约10至200μm。所述量测标记结构可以被形成在所述衬底的层(例如，顶部层)上，并且可以获得所述层(例如，顶部层)上的特征与底部层上的特征之间的重叠测量。
在实施例中，设计所述量测标记结构涉及对所述量测结构的特征的密度调制。在实施例中，顶部层特征可以被对准至底部层特征，并且顶部层特征的密度调制可以被执行。这样的密度调制能够使用表征过程的物理效应的函数来实现对过程特定的重叠特征标识的提取或分离。
在实施例中，可以通过改变所述特征的大小、形状、计数等来实现密度调制。在实施例中，基于图案密度图来实现密度调制，基于梯度与重叠特征标识相对应所针对的势函数来导出所述图案密度图。所述势函数可以是任何合适的可微函数(例如，拋物线函数、三角函数，等等)。在实施例中，所述势函数可以被表达为密度函数D与核K的卷积，所述密度函数D表征图案中的特征的密度，所述K表征半导体制造过程。例如，势函数P等于密度函数(D)与核(K)的卷积，所述势函数P可以用符号形式被写成P＝D(K)。前述关系可以被重写(例如，应用反变换或求逆变换)以计算密度函数D。在实施例中，反傅里叶变换可以被应用于计算函数的反函数以确定密度函数D。
在实施例中，所述密度函数D可以被转换为包括符合图案密度要求(例如，包括掩模规则检查)的图案的量测标记结构，所述量测标记结构可以被应用至掩模版。在实施例中，可以使用测量工具(例如，SEM)来测量跨越整个所述量测标记结构的重叠数据。在实施例中，所述重叠数据可以表示为向量场，所述向量场指示重叠的量值和方向。在实施例中，使重叠数据反向传播允许推断表征所述过程的核。例如，所述核可以揭示哪些过程步骤促成延伸至即扩展至所述重叠特征标识。
在实施例中，所述量测标记结构可以被用于场内或管芯内重叠监测。在所述衬底的所述量测标记结构处所测量的重叠特征标识可以具有各种应用，包括(但不限于)重叠控制和过程控制。例如，所设计的结构可以直接地测量所述衬底上的应力水平，并且所测量的应力水平还可以被用于优化用户薄膜过程。在实施例中，所述量测标记结构可以用于将不同实体模式以及引起所述重叠特征标识的长度尺度分离开。重叠特征标识的这种分离可以用于识别重叠特征标识(例如，由于蚀刻负载效应或薄膜应力而引起的重叠特征标识)的根本因素。
图8是根据实施例的用于设计量测标记结构的方法800的流程图，所述量测标记结构用于测量一个或更多个半导体制造过程的过程特性。基于图案分布由特征的密度调制确定所述量测标记结构。在实施例中，所述量测标记结构的特征可以具有非周期性结构并且被形成在第一层上，并且第二层上的特征具有周期结构。在所述衬底上形成所述量测标记结构且测量所述衬底上的所述量测标记结构处的重叠时，过程核可以被用于分离过程引起的重叠特征标识与所测量的重叠。在下文关于示例性过程P802、P804和P806进一步更详细地论述所述方法800。
过程P802包括获得第一函数801以表征由对衬底所执行的半导体制造过程所引起的重叠特征标识。在实施例中，重叠特征标识是所述衬底的第一层上的图案与第二层上的另一图案的相对位置之间的重叠的表示。所述第一函数可以是表示所需的重叠特征标识表征或性质的用户指定函数。
在实施例中，可以通过确定可微函数或所谓的势函数来获得所述第一函数801，所述可微函数的梯度等效于由所述半导体制造过程引起的所述重叠特征标识。然而，将了解，本公开不限于可以由所述第一函数表示的重叠特征标识的任何特定表征或性质。在实施例中，所述第一函数801是以下各项中的至少一个：所述衬底的一个或更多个尺寸的拋物线函数；所述衬底的一个或更多个尺寸的三角函数；或所述衬底的一个或更多个尺寸的反函数。在实施例中，所述第一函数801可以依据被用于描述所述衬底上的空间的坐标来表达。例如，所述第一函数801可以被表达为x,y或极坐标的函数。
在实施例中，第一函数801可以被表示为p(x,y)，并且重叠可以被表达为位移向量(ux,uy)。所述第一函数801与重叠之间的关系可以被表达成作为所述第一函数801梯度的重叠。例如，所述关系以符号形式表示为
过程P804包括基于所述第一函数801导出图案分布803，所述图案分布指示所述衬底的一部分内的特征的数目。例如，所述图案分布可以指示在所述衬底的一部分内的特征的密度。可以由特征的面积除以所述衬底的部分的面积来计算特征的密度。
在实施例中，通过使用第二函数802对所述第一函数801进行解卷积即去卷积来导出所述图案分布803，其中，所述第二函数802表征所述半导体制造过程对所述衬底的层的物理效应。
在实施例中，所述第二函数802在与所述图案分布803卷积时是可分离的。在实施例中，第二函数802可以包括核函数，所述核函数是所述衬底的尺寸(例如，长度)的函数，从而允许所述第二函数802捕获所述重叠特征标识在所述衬底上在不同长度处的改变。在实施例中，所述核函数是具有长度作为参数的高斯核，所述高斯核捕获所述过程对所述重叠的物理效应。例如，过程(例如，蚀刻)在第一长度处的物理效应表现为所述重叠中的第一贡献，在第二长度处的物理效应表现为所述重叠中的第二贡献，等等。在实施例中，所述第二函数802包括以下各项中的至少一个：扩散核，所述扩散核表征有助于即促成所述重叠特征标识的在蚀刻过程期间的表面电荷的再分布或重新分布；或应力核，所述应力核表征有助于即促成所述重叠特征标识的在蚀刻过程期间所释放的应力。
在实施例中，图案密度803与重叠(例如被表示为移位(ux,uy))之间的关系式可以被表达为：
在上述方程式中，D(x,y)依据笛卡儿坐标指明图案分布；K(x,y)指明第二函数(例如，过程核函数)；是卷积算子；/>是梯度算子。在实施例中，以上模型形式假定过程重叠特征标识是图案密度上的添加项，并且假定重叠场上没有旋度(curl)分量。
所述第二函数K(x,y)的一个示例可以是表征应力引起的重叠的反幂核函数。所述反幂核函数可以包括与所述衬底上的膜的厚度对应的第一参数、以及指示所述衬底上的长度的第二参数。如此，通过使所述第一参数发生变化，则所述反幂核函数可以被配置成用以确定针对不同厚度的应力引起的重叠，并且通过使所述第二参数发生变化，则所述核函数可以被配置成用以确定在不同长度处的应力引起的重叠。
所述第二函数K(x,y)的另一示例可以是表征扩散引起的重叠的扩散相关过程(例如蚀刻剂浓度)的高斯核。所述高斯核函数可以包括指示所述衬底上的长度的长度参数。如此，通过使长度参数发生变化，则所述高斯核函数可以被配置成用以确定在不同长度处的扩散引起的重叠。
如所测量的所述衬底的重叠特征标识可以归因于所述衬底已经受的多个过程的组合。有用的是分离每个过程特征标识贡献以确定所述重叠特征标识的根本原因。本文中所描述的量测标记结构设计了特性重叠特征标识，所述特性重叠特征标识能够由一个或更多个核函数来计算，并且测试来自所设计的重叠特征标识的所测量的偏差。在实施例中，通过多重线性回归，可以分离出过程引起的重叠特征标识。
在实施例中，对所述图案分布803的导出包括：将傅里叶变换应用至所述第一函数801和所述第二函数802以获得经变换的第一函数和经变换的第二函数；将经变换的第一函数除以经变换的第二函数；和随后应用反傅里叶变换以确定量测标记结构的所述图案分布803。
在实施例中，可以如上文所论述的那样来确定所述图案分布803，并且以符号形式将所述图案分布803解释如下。例如，可以通过使用所述第二函数对所述第一函数解卷积以获得所述图案分布函数，来确定所述图案密度分布803。例如，以符号形式表示为其中，/>表示解卷积算子。在实施例中，可以由快速傅里叶变换来计算所述解卷积。例如，以上方程式可以用公式表示如下：
在以上方程式中，ξ所述被添加以避免奇异性的小数字，fft2表示快速傅里叶变换函数，并且ifft2表示反快速傅里叶变换函数。
在实施例中，可以通过将二元阈值应用至每个(x,y)坐标处对应的D(x,y)的值来二元化所述图案分布函数D(x,y)。作为示例，所述二元化可以被实现如下：对于D(x,y)＞阈值，D(x,y)被指派有值1；并且对于D(x,y)＜＝阈值，D(x,y)被指派有值0。在实施例中，所述图案分布的二元化的目的可以是用于放大所述重叠特征标识的量值。
过程P806包括基于所述图案分布803确定用于设置所述衬底的量测标记结构810的特征的物理特性。例如，作为被表示为D(x,y)的函而获得的所述图案分布还可以被用于确定量测标记结构810的特征。在实施例中，对于所述量测标记结构的特征的确定涉及通过改变所述特征的大小、形状等进行密度调制。例如，通过密度调制，一个或更多个图案可以被设计为均一编织网格上的正方形，且其局部图案密度由正方形的侧向长度来调制。密度调制图案可以被表示(或形成)于所述衬底的顶部层上。在实施例中，底部层特征可以被设计为较小正方形，且边缘被顶部层正方形所包含。这将会在蚀刻过程之后由SEM启用局部重叠测量。
在实施例中，可以通过基于所述图案分布803使所述量测标记结构810的多边形形状发生变化来确定所述特征的物理特性。例如，第一组多边形形状(例如，正方形)包括与第二组多边形形状中的多边形形状(例如，圆形)不同的多边形形状。在实施例中，可以通过使特征相对于彼此的定位发生变化来确定所述物理特性。
在实施例中，可以基于一组几何约束和所述图案分布803来确定所述特征的所述物理特性以产生所述量测标记结构810的所述一组多边形形状。在实施例中，基于特征之间的距离约束和所述图案分布803，可以确定所述第一组多边形形状或所述第二组多边形形状的多边形形状之间的定位。在实施例中，所述一组几何约束包括与多边形形状的形状、大小和/或多边形形状关于彼此的相对定位相关的一组阈值。
在实施例中，确定所述特征的物理特性是迭代过程，每次迭代涉及基于所述图案分布803将初始组的多边形形状分布在所述量测标记结构810的一部分内；确定与初始组的多边形形状相关联的所述一组几何约束是否被满足；响应于一个或更多个几何约束没有被满足，修改所述初始组的多边形形状中的一个或更多个多边形形状的形状，从而使得所述一个或更多个几何约束被满足；以及将经修改的多边形形状包括在所述一组多边形形状的集合内。
在实施例中，所述量测标记结构810可以被形成在所述第一层上。在实施例中，所述量测标记结构810在所述第一层上的所述特征具有非周期性结构，并且所述第二层上的所述特征具有周期结构。
图9至图12图示使用图案分布或图案密度图作为引导以确定所述量测结构的特征的多边形形状而产生的量测标记结构的示例。图9图示具有跨越所述衬底的一部分发生变化的密度的示例图案密度图PDM。图10、图11、图12图示了使用所述图案密度图PDM的变化密度作为引导而可以产生的不同量测标记结构。图9至图12中的特征填充有灰色或阴影线以在视觉上区分不同层。在实施例中，所述特征可以表示为进行表征的多边形或函数，每个多边形表征所述特征的轮廓。
参考图9，可以使用与重叠特征标识相关联的第一函数和与过程效应相关联的核函数来获得所述图案密度图PMD，如本文中所论述的。作为示例，所述图案密度图PDM被表示为图像，其中，像素强度指示特征的量。例如，所述图像内的较高像素强度部分指示了这样的部分应具有相比于其它部分更高的特征密度。使用所述图案密度图PDM作为引导，量测标记结构MS1被设计，使得所述量测标记结构MS1内的特征的密度对应于所述图案密度图PDM的密度。例如，MS1的暗环R1对应于较高密度环D1。所述量测标记结构MS1的特征在放大部分MSp1和MSp2中较好地可见。
所述量测标记结构MS1的放大部分MSp1示出所述量测标记结构MS1内的示例特征。如所述部分MSp1内中示出的，右下角区相较于所述部分MSp1的其它区具有更高密度。在示例中，高密度区可以通过利用特征(所述特征具有比所述部分MSp1的其它区中的特征的CD更大的CD)填充右下角区来实现。在本示例中，所述量测标记结构MS1包括被布置成阵列的正方形特征，其中，一些正方形大于其它正方形。然而，任何其它合适的形状也可以在不背离本公开的范围的情况下使用。所述量测标记结构MS1的正方形特征可以被形成在层L1上。所述部分MSp1也示出被形成在所述量测标记结构MS1所在的层(例如，层L1)下方的另一层(例如，层L2)上的较小正方形。在示例中，可以在两个层之间的特征的边缘之间测量重叠。
所述部分MSp1的另一放大部分MSp2示出与所述特征相关联的更多细节。部分MSp2示出被包括在层L1上的特征L1-F1、L1-F2和L1-F3(由阴影线指示)。所述量测结构的这些特征可以被设置在被包括在层L2上的特征L2-F1、L2-F2、和L2-F3的顶部上，其中，每个特征具有CD1的CD值(例如，0.05μm)。在实施例中，特征可以是具有诸如CD2和CD3之类的不同CD的正方形。例如，类似于L1-F3的小型特征具有CD2(例如，0.08μm)，并且类似于L1-F1和L1-F2的大型特征具有CD3(例如，0.3μm)。另外，在实施例中，所述密度可以通过改变MS1的特征之间的距离而变化。在本示例中，类似于L1-F3的小型特征之间的距离可以是d1(例如，0.4μm)。
图10图示了使用所述图案密度图(例如，图9中的图PDM)所产生的另一量测标记结构MS2(在层L1上)。所述量测标记结构MS2包括由小尺寸特征所表征的低密度区D1，和由大尺寸特征所表征的高密度区D2。如图所示出的，层L1上的一些特征具有不同大小，并且被非均一地隔开。在实施例中，所述量测标记结构MS2可以被设置在另一层L2上方，其具有距彼此等距的小型特征的阵列(点线，即虚线)。当这样的量测标记结构MS2可以被印制于衬底上且获得相度应的重叠测量时，可以使用被用于设计所述结构MS2的核来提取特定的过程引起的重叠特征标识(例如，应力相关、扩散相关，等等)。
图10图示了使用所述图案密度图(例如，图9中的图PDM)而产生的另一量测标记结构MS2(衬底的层L1上)。所述量测标记结构MS2包括由小尺寸特征所表征的低密度区D21，和由大尺寸特征所表征的高密度区D22。如图所示，层L1上的一些特征具有不同大小，并且被非均一地间隔开。在实施例中，所述量测标记结构MS2可以被设置在另一层L2上方，其具有距彼此等距的小型特征的阵列(点线，即虚线)。
图11图示使用图案密度图(例如，图9中的图PDM)而产生的另一量测标记结构MS3(衬底的层L1上)。所述量测标记结构MS3包括由小尺寸特征所表征的低密度区D31，和由大尺寸特征所表征的高密度区D32。相较于(图10的)密度区D21和D22中的特征和(图11的)密度区D31和D32中的特征，形状、大小和特征之间的距离可以是不同的，虽然密度(例如，D21和D31，和D22和D32)可以大约相同。在图11中，特征具有相同形状，诸如正方形但具有不同大小。这些特征形状和大小可以不同于MS1或MS2中的特征的形状。如图11中示出的，层L1上的一些特征具有不同大小，并且被非均一地隔开。在实施例中，量测标记结构MS3可以被设置在另一层L2上方，其具有距彼此等距的小型特征的阵列(点线即虚线)。
图12图示使用所示图案密度图(例如，图9中的图PDM)而产生的另一量测标记结构MS4(衬底的层L1上)。量测标记结构MS4包括由小尺寸特征所表征的低密度区D41，和由大尺寸特征所表征的高密度区D42。相较于(图10的)密度区D21和D22中的特征和(图12的)密度区D41和D42中的特征，形状、大小和特征之间的距离可以是不同的，虽然密度(例如，D21和D41，和D22和D42)可以大约相同。在图12中，特征可以具有不同形状，诸如矩形、正方形、十字形即加号、圆形等，所述形状不同于MS2或MS3中的特征的形状。如图12中示出的，层L1上的一些特征具有不同大小，并且被非均一地隔开。在实施例中，量测标记结构MS3可以被设置在另一层L2上方，其具有距彼此等距的小型特征的阵列(点线即虚线)。
当这种量测标记结构MS1、MS2、MS3或MS4被印制于衬底上且相对应的重叠测量被获得时，可以使用用于设计所述量测标记结构的核来提取特定过程引起的重叠特征标识。
在实施例中，所述量测标记结构可以在顶部层上形成于所述衬底上，并且可以获得重叠测量。在实施例中，所述方法800还可以包括：获得(例如，经由测量工具)经图案化的衬底的重叠在所述量测标记结构810处的测量结果；使用与所述量测标记结构810相关联的图案密度函数和表征对经图案化的衬底执行的一组过程的物理效应的一组第二函数802s来预测重叠特征标识；以及基于所测量的重叠和所预测的重叠特征标识来确定对经图案化的衬底执行的一组过程中的每个过程的重叠特征标识贡献。在实施例中，可以通过将所预测的重叠特征标识拟合至所测量的重叠来确定所述重叠特征标识贡献。例如，可以通过调节与一组第二函数802s相关联的参数来执行多重线性回归。
例如，在处理所述衬底之后，可以在所述量测标记结构区域处测量局部重叠(ux,uy)，所测量的重叠包括过程引起的特征标识。在实施例中，局部重叠可以被确定为特征的测量位置减去布局(例如，GDS或OAS文件)位置。在实施例中，重叠特征标识库可以如下方程式所表达的那样从所设计的图案分布D(x,y)和不同核Ki(其中i表示第一过程，第二过程、第三过程等)产生：
在实施例中，可以使用诸如多重线性回归之类的拟合技术来执行特征标识映射或特征标识图绘制，所述拟合技术对所测量特征标识与一个或更多个计算特征标识之间的关系进行建模。特征标识映射或特征标识图绘制可以如下方程式表达：
例如，Ci可以将拟合系数应用至核函数。在实施例中，在拟合之后，可以通过使对应的经拟合核K与密度分布进行卷积来获得过程的重叠特征标识贡献。
在实施例中，所述过程800还可以包括基于一过程的在所述多重线性回归之后被获得的重叠特征标识贡献来调整所述一组过程的过程参数以减小与所述过程相关联的所述重叠特征标识贡献。在实施例中，所述方法800还可以包括通过测量所述第二函数802对所述量测标记结构810的重叠响应来将扩散特征标识和应力特征标识与所述量测标记结构810的所测量的重叠特征标识进行分离。
在实施例中，可以使用所述第一函数p(x,y)和所述第二函数导出图案分布D，所述第一函数可以是拋物线函数，并且第二函数可以是具有可变长度的高斯核K，所述可变长度能实现基于不同长度的过程引起的特征标识。例如，在30的长度(单位与x和y单位相同)的情况下。使用所述图案分布D，过程特征标识在不同高斯长度的情况下可能差别很大。例如，在低于30的长度的情况下，经卷积的图案分布D可以具有多个条带；表示重叠的梯度(例如，具有大小和方向的箭头)具有交替方向。在等于或高于30的长度的情况下，经卷积的图案分布D可以具有梯度(例如，表示重叠)，其中，箭头指向所述衬底的中心。
如本文中所提及的，不同过程特征标识的可分离性和所述重叠特征标识对长度尺度的敏感性提供若干优势。因此，有利的是设计对于长度尺度改变敏感的图案分布，这类似于带通滤波器。可以通过限定目标函数、利用数值方法来进行这种优化，并且通过各种优化方法使成本函数最小化。
图13A至图13B图示了分离如本文中所论述般而设计的量测标记结构的过程特征标识的示例。在设计所述量测标记结构中，如上文所论述的，所选的第一函数可以是圆锥函数，所选的核可以是长度参数设置为40个单位的高斯核。在实施例中，所述量测标记结构可以嵌入有9μm的基于衍射的重叠(DBO)标记(例如，具有周期性结构)以进一步利用所述区域。图13A图示了被配置成分离两个不同过程引起的重叠特征标识的示例性量测标记结构。例如，高斯核和反功率函数可以被用于设计所述量测标记结构。如此，扩散引起的特征标识可以分别使用高斯核和反功率函数来与应力引起的特征标识分离。
图13B图示了使用高斯核而分离的重叠特征标识OVLFP1。由指向背离所述量测标记结构的中心的箭头表示所述重叠特征标识OVLFP1。图13C图示了使用反功率核而分离的重叠特征标识OVLFP2。重叠特征标识OVLFP2由具有交替方向的箭头表示。因而，重叠特征标识OVLFP1和OVLFP2非常不同于彼此。换句话说，高斯核和反功率函数可以用于预测相应的过程引起的重叠特征标识。
在实施例中，所述方法800还可以包括使用所述一组第二函数802s来将所测量的重叠外推至衬底的整个场。在实施例中，所述方法800还可以包括：使用衬底的整个场的经外推的重叠来校准一个或更多个过程模型；和基于经校准的过程模型来确定用于控制由所述过程引起的重叠的过程的参数值。
在实施例中，可以使用以下过程来实施另一方法(类似于方法800)。例如，所述方法包括：接收第一函数，所述第一函数表征由对衬底执行的半导体制造过程所引起的重叠特征标识，所述重叠特征标识是所述衬底的第一层上的特征相对于所述衬底的第二层上的特征之间的重叠的表示；接收第二函数，所述第二函数表征所述半导体制造过程中的过程对所述衬底的一层的物理效应；通过在所述第一函数与所述第二函数之间应用解卷积计算来确定所述第一层的图案分布，所述图案分布指示所述第一层的一部分内的特征的密度；以及基于所述图案分布产生所述量测标记结构的所述特征的形状和/或定位。
如上文提及的，所述量测标记结构的所述特征可以非均一地分布在所述第一层上，从而使得所述量测结构的一个部分中特征的密度大于所述量测结构的另一部分中的特征的密度，并且所述第二层上的特征均一地分布在所述第二层上，所述第二层形成在所述第一层下方，其中，均一分布的特征具有所述第二层上的特征之间的均一间距。
在实施例中，一种非暂时性计算机可读介质可以被配置成实施本文中所描述的方法的用以产生所述量测标记结构、确定过程特征标识的步骤。例如，用于在芯片上产生量测标记结构的所述非暂时性计算机可读介质，所述量测标记结构用于通过基于图案密度图确定所述量测标记结构的特征来测量由对芯片执行的半导体制造过程所引起的重叠特性，所述介质包括储存在其中的指令，所述指令在由一个或更多个处理器执行时执行包括本文中所描述的方法的过程的操作。
在实施例中，一种计算机程序产品包括记录有指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由计算机(例如，参见图14)执行时实施本文中所论述的方法的过程中的任一过程。
图14是根据实施例的示例计算机系统CS的框图。计算机系统CS可以用于确定重叠和控制所述图案化过程(例如，图2和图3)的过程、确定与本文中所论述的方法的过程或其它过程相关联的重叠特征标识。计算机系统CS包括用于通信信息的总线BS或其它通信机构和与总线BS耦接以供处理信息的处理器PRO(或多处理器)。计算机系统CS也包括耦合至总线BS以用于储存将要由处理器PRO执行的信息和指令的主存储器MM，诸如随机存取存储器(RAM)或其它动态存储。主存储器MM也可以用于在将要由处理器PRO执行的指令的执行期间储存暂时性变量或其它中间信息。计算机系统CS还包括耦接至总线BS以用于储存用于处理器PRO的静态信息和指令的只读存储器(ROM)ROM或其它静态储存装置。提供诸如磁盘或光盘的储存装置SD，并且将其耦接至总线BS以用于储存信息和指令。
计算机系统CS可以由总线BS耦接至用于向计算机用户显示信息的显示器DS，诸如阴极射线管(CRT)，或平板或触控面板显示器。包括文数字和其它按键的输入设备ID耦接至总线BS以用于将信息和命令选择通信至处理器PRO。另一类型的用户输入设备是用于将方向信息和命令选择通信至处理器PRO且用于控制显示器DS上的光标移动的光标控制件CC，诸如鼠标、轨迹球或光标方向按键。这种输入设备通常具有在两个轴线(第一轴(例如，x)和第二轴(例如，y))上的两个自由度，这种情形允许所述装置指定平面中的位置。触控面板(屏幕)显示器也可以被用作输入装置。
根据一个实施例，本文中所描述的一种或多种方法的部分可以通过计算机系统CS响应于处理器PRO执行主存储器MM中所包括的一个或更多个指令的一个或更多个序列来执行。可以将这些指令从另一计算机可读介质(诸如储存装置SD)读取至主存储器MM中。主存储器MM中所包括的指令序列的执行促使处理器PRO执行本文中所描述的过程步骤。呈多处理布置的一个或更多个处理器也可以用于执行主存储器MM中所包括的指令序列。在替代性实施例中，可以代替或结合软件指令来使用硬联机电路。因此，本文中的描述内容不限于硬件电路和软件的任何特定组合。
如本文中所使用的术语“计算机可读介质”是指参与将指令提供至处理器PRO以供执行的任何介质。这种介质可以采取许多形式，包括(但不限于)非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘，诸如储存装置SD。易失性介质包括易失存储器，诸如主存储器MM。传输介质包括同轴缆线、铜线和光纤，包括包含总线BS的导线。传输介质也可以采取声波或光波的形式，诸如，在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间产生的声波或光波。计算机可读介质可以是非暂时性的，例如软盘、可挠性磁盘、硬盘、磁带、任何其它磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其它光学介质、打孔卡、纸带、具有孔图案的任何其它实体介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储器芯片或卡匣。非暂时性计算机可读介质可以具有记录于其上的指令。在由计算机执行时，指令可以实施本文中所描述的特征中的任一特征。暂时性计算机可读介质可以包括载波或其它传播电磁信号。
可以在将一个或更多个指令的一个或更多个序列承载至处理器PRO以供执行时涉及计算机可读介质的各种形式。例如，初始地可以将所述指令承载于远程计算机的磁盘上。远程计算机可以将指令加载至其易失存储器内，并且使用调制解调器经由电话线来发送指令。在计算机系统CS本地的调制解调器可以接收电话线上的数据，并且使用红外传输器将数据转换为红外信号。耦接至总线BS的红外检测器可以接收红外信号中所承载的数据且将数据放置于总线BS上。总线BS将数据承载至主存储器MM，处理器PRO从所述主存储器获取指令且执行指令。由主存储器MM接收的指令可以可选地在由处理器PRO执行之前或之后储存在储存装置SD上。
计算机系统CS也可以包括耦合至总线BS的通信接口CI。通信接口CI提供与网络链路NDL的双向数据通信耦接，所述网络链路NDL连接至局域网LAN。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至相应类型的电话线的数据通信连接。作为另一示例，通信接口CI可以是局域网(LAN)卡以提供与兼容LAN的数据通信连接。也可以实施无线链路。在任何这种实施中，通信接口CI发送且接收承载数字数据流的电信号、电磁信号或光学信号，所述数字数据流表示各种类型的信息。
网络链路NDL通常通过一个或更多个网络提供与其它数据装置的数据通信。例如，网络链路NDL可以通过局域网LAN提供与主计算机HC的连接。这可以包括经由全球封包数据通信网络(现在通常称为“因特网”INT)提供的数据通信服务。局域网LAN(因特网)都使用承载数字数据流的电信号、电磁信号或光学信号。通过各种网络的信号和在网络数据链路NDL上且通过通信接口CI的信号为输送信息的示例性载波形式，所述信号将数字数据承载至计算机系统CS且从所述计算机系统承载数字数据。
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)。在因特网示例中，主计算机HC可以由因特网INT、网络数据链路NDL、局域网LAN和通信接口CI传输用于应用程序的所请求的程序代码。例如，一个这种所下载的应用程序可以提供本文中所描述的方法的全部或部分。所接收的代码可以在接收其时由处理器PRO执行，和/或储存在储存装置SD或其它非易失性储存器中以供稍后执行。以这种方式，计算机系统CS可以获得呈载波的形式的应用代码。
图15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、配置成调节辐射束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，图案形成装置台)MT可以被构造成支撑图案形成装置(例如，掩模或掩模版)MA且连接至配置成准确地定位图案形成装置的第一定位器PM；
衬底台(例如，晶片台)WT可以被构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并且连接至配置成准确地定位所述衬底的第二定位器PW。
投影系统(例如，反射性投影系统)PS可以被配置成将由图案形成装置MA赋予给辐射束B的图案投影于衬底W的目标部分C(例如，包括一个或更多个管芯)上。
如在该所描绘的，LPA可以具有反射类型(例如，使用反射型图案形成装置)。应注意，因为大多数材料在EUV波长范围内具吸收性，所以图案形成装置可以具有包括(例如)钼与硅的多重叠层的多层反射器。在一个示例中，多重叠层反射仪器有钼与硅的40个层对，其中，每个层的厚度为四分之一波长。可以利用X射线光刻来产生甚至更小的波长。因为大多数材料在EUV和x射线波长下具吸收性，所以图案形成装置形貌上的经图案化的吸收材料的薄片段(例如，多层反射器的顶部上的TaN吸收器)限定特征将印制(正型抗蚀剂)或不印制(负型抗蚀剂)的位置。
照射器IL可以从源收集器模块SO接收极紫外辐射束。用于产生EUV辐射的方法包括但不必限于用在EUV范围内的一种或多种发射谱线将具有至少元素(例如，氙、锂或锡)的材料转换成等离子体状态。在一种这样的方法(常常被称为激光产生等离子体(“LPP”))中，可以通过用激光束来辐照燃料(诸如，具有谱线发射元素的材料小滴、串流或簇)而产生等离子体。源收集器模块SO可以是包括激光器(图15中未示出)的EUV辐射系统的部分，所述激光器用于提供激发燃料的激光束。得到的等离子体发射输出辐射(例如，EUV辐射)，所述输出辐射是使用设置在源收集器模块中的辐射收集器来收集。例如，当使用CO2激光器以提供用于燃料激发的激光束时，激光器与源收集器模块可以是分立的实体。
在这些情况下，可以不认为激光器形成光刻设备的部分，并且辐射束可以借助于包括例如适合的定向反射镜和/或射扩束器的射束传递系统而从激光器传递至源收集器模块。在其它情况下，例如，当源是放电产生等离子体EUV产生器(常常被称为DPP源)时，源可以是源收集器模块的组成部分。
照射器IL可以包括用于调整辐射束的角强度分布的调整器。通常，可以调整照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部径向范围和/或内部径向范围(通常分别称作σ-外部和σ-内部)。另外，照射器IL可以包括各种其它部件，诸如，琢面场反射镜装置和琢面光瞳反射镜装置。照射器可以用于调节辐射束，以在其横截面中具有期望的均一性和强度分布。
辐射束B可以入射到保持在支撑结构(例如，图案形成装置台)MT上的图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且由所述图案形成装置来图案化。在从图案形成装置(例如，掩模)MA反射之后，辐射束B穿过投影系统PS，投影系统PS将所述束聚焦至衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器PS2(例如，干涉测量装置、线性编码器或电容式传感器)，可以准确地移动衬底台WT例如以便使不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中。类似地，第一定位器PM和另一位置传感器PS1可以用于相对于辐射束B的路径来准确定位图案形成装置(例如，掩模)MA。可以使用图案形成装置对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如，掩模)MA和衬底W。
所描绘的设备LPA可以用于以下模式中的至少一种模式：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，图案形成装置台)MT和衬底台WT保持基本上静止，同时赋予至辐射束的整个图案一次性投影于目标部分C上(例如，单次静态曝光)。接着，使衬底台WT在X和/或Y方向上移位，以使得可以曝光不同的目标部分C。
在扫描模式中，在将赋予至辐射束的图案投影至目标部分C上时，同步地扫描支撑结构(例如，图案形成装置台)MT和衬底台WT(例如，单次动态曝光)。可以通过投影系统PS的放大率(缩小率)和图像反转特性来确定衬底台WT相对于支撑结构(例如，图案形成装置台)MT的速度和方向。
在静止模式中，支撑结构(例如，图案形成装置台)MT保持基本上静止，从而保持可编程图案形成装置，并且衬底台WT经移动或扫描，同时赋予至辐射束的图案投影于目标部分C上。在这种模式中，通常使用脉冲辐射源，并且在衬底台WT的每次移动之后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间根据需要来更新可编程图案形成装置。这种操作模式可以易于应用于利用可编程图案形成装置(诸如，上文提及的类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术。
图16是根据实施例的光刻投影设备的详细视图。
如所示出的，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经构造和布置，使得可以将真空环境维持于源收集器模块SO的围封结构220中。可以通过放电产生的等离子体源来形成EUV辐射发射等离子体210。可以通过气体或蒸汽(例如，Xe气体、Li蒸汽或Sn蒸汽)来产生EUV辐射，其中，产生非常热的等离子体210以发射在电磁光谱的EUV范围内的辐射。例如，通过产生至少部分离子化等离子体的放电来产生非常热的等离子体210。为了辐射的高效产生，可能需要为(例如)10Pa的分压的Xe、Li、Sn蒸汽或任何其它合适的气体或蒸汽。在实施例中，提供经激发的锡(Sn)等离子体以产生EUV辐射。
由热等离子体210发射的辐射是经由定位在源腔室211中的开口中或后方的可选的气体屏障或污染物陷阱230(在一些情况下，也被称为污染物屏障或翼片阱)而从源腔室211传递至收集器腔室212中。污染物陷阱230可以包括通道结构。污染物陷阱230也可以包括气体屏障，或气体屏障与通道结构的组合。如在本领域中是众所周知的，本文中进一步所指示的污染物陷阱或污染物屏障230至少包括通道结构。
收集器腔室211可以包括可以是所谓掠入射收集器的辐射收集器CO。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。横穿收集器CO的辐射可以从光栅光谱滤波器240反射，以沿由点虚线“O”指示的光轴而聚焦在虚拟源点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，使得中间焦点IF位于围封结构220中的开口221处或附近。虚拟源点IF为辐射发射等离子体210的图像。
随后，辐射横穿照射系统IL，照射系统IL可以包括琢面场反射镜装置22和琢面光瞳反射镜装置24，琢面场反射镜装置22和琢面光瞳反射镜装置24被布置成提供在图案形成装置MA处的辐射束21的期望的角分布，以及在图案形成装置MA处的辐射强度的期望的均一性。在由支撑结构MT保持的图案形成装置MA处反射辐射束21后，就形成经图案化的束26，并且经图案化的束26通过投影系统PS经由反射元件28、30成像至由衬底台WT保持的衬底W上。
比所示出的元件多的元件通常可以存在于照射光学器件单元IL和投影系统PS中。依赖于光刻设备的类型，光栅光谱滤波器240可以可选地存在。此外，可以存在比各图中示出的反射镜更多的反射镜，例如，与图15中示出相比，在投影系统PS中可以存在1至6个额外的反射元件。
如图15中所图示的收集器光学器件CO被描绘是具有掠入射反射器253、254和255的巢状收集器，仅仅作为收集器(或收集器反射镜)的示例。掠入射反射器253、254和255被设置成围绕光轴O轴向地对称，并且这种类型的收集器光学器件CO可以结合常常被称为DPP源的放电产生等离子体源来使用。
图17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辐射系统的部分。激光器LA可以被布置成将激光能量沉积至诸如氙(Xe)、锡(Sn)或锂(Li)的燃料中，从而产生具有数十eV的电子温度的高度离子化等离子体210。在这些离子的去激发和再结合期间所产生的高能辐射从等离子体发射，由近正入射收集器光学器件CO收集，并且聚焦至围封结构220中的开口221上。
本文中所公开的概念可以对用于使子波长特征成像的任何通用成像系统进行模拟或数学建模，并且尤其可以用于能够产生越来越短波长的新兴成像技术。已经在使用中的新兴技术包括能够通过使用ArF激光器来产生193nm波长且甚至能够通过使用氟激光器来产生157nm波长的极紫外(EUV)、DUV光刻。此外，EUV光刻能够通过使用同步加速器或通过利用高能电子来射到材料(固体或等离子体)而产生在20nm至50nm的范围内的波长，以便产生在该范围内的光子。
虽然上文已描述本公开的特定实施例，但应了解，可以以与所描述的方式不同的其它方式来实践本发明。虽然上文所描述的作为量测标记的示例结构为出于位置测量的目的而特定设计和形成的光栅结构，但在其它实施例中，可以在为形成在衬底上的装置的功能性部分的结构上测量位置。
许多器件具有规则的类光栅结构。如本文中所使用的术语“标记”和“光栅结构”无需特定地针对正执行的测量来设置结构。不透明层不是可能通过对呈常规波长的标记进行观测来破坏对标记的位置所进行的测量的唯一种类的覆盖结构或上覆结构。例如，表面粗糙度、或冲突的周期性结构可能干涉或妨碍在一个或更多个波长的情况下进行的测量。
与在衬底和图案形成装置上所实现的合适结构和位置测量硬件相关联，实施例可以包括包含机器可读指令的一个或更多个序列的计算机程序，所述机器可读指令实施上文所图示的类型的测量方法以获得关于由覆盖结构即上覆结构所覆盖的标记的位置的信息。
可以例如由专用于所述用途的处理器等来执行这种计算机程序。也可以设置其中储存有这种计算机程序的数据储存介质(例如，半导体存储器，磁盘或光盘)。
虽然上文可以已具体地参考在光学光刻术的情境下的本发明的实施例的使用，但应了解，本发明可以用于其它应用(例如，压印光刻术)中，并且在情境允许的情况下不限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的形貌限定产生于衬底上的图案。可以将图案形成装置的形貌压入被供应给衬底的抗蚀剂层中，在衬底上，抗蚀剂是通过施加电磁辐射、热、压力或其组合而固化。在抗蚀剂固化之后将图案形成装置移除抗蚀剂，从而在抗蚀剂中留下图案。
本文中所使用的术语“辐射”和“射束”涵盖全部类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如，具有为或约为365nm、355nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和紫外(EUV)辐射(例如，具有在1nm至100nm的范围内的波长)，以及粒子射束，诸如离子射束或电子射束。
术语“透镜”在情境允许时可以指各种类型的光学元件(包括折射、反射、磁性、电磁和静电型光学元件)中的任一个或组合。反射元件很可能用于在UV和/或EUV范围内操作的设备中。
本发明的实施例可以通过以下方面进一步描述。
1.一种用于在芯片上产生量测标记结构的非暂时性计算机可读介质，所述量测标记结构用于通过基于图案分布确定所述量测标记结构的特征来测量由对所述芯片执行的半导体制造过程所引起的重叠特性，所述介质包括储存在其中的指令，所述指令在由一个或更多个处理器执行时引起包括以下各项的操作：
接收第一函数，所述第一函数表征由对衬底执行的半导体制造过程所引起的重叠特征标识，所述重叠特征标识是所述衬底的第一层上的特征相对于所述衬底的第二层上的特征之间的重叠的表示；
接收第二函数，所述第二函数表征所述半导体制造过程中的过程对所述衬底的一层的物理效应；
通过在所述第一函数与所述第二函数之间应用解卷积计算来确定所述第一层的图案分布，所述图案分布指示所述第一层的一部分内的特征的密度；以及
基于所述图案分布产生所述量测标记结构的所述特征的形状和/或定位。
2.根据方面1所述的介质，其中：
所述量测标记结构的所述特征非均一地分布在所述第一层上，从而使得特征的在所述量测结构的一部分中的密度大于特征的在所述量测结构的另一部分中的密度，并且
所述第二层上的所述特征均一地分布在所述第二层上，所述第二层形成在所述第一层下方，其中，均一分布的特征在所述第二层上的所述特征之间具有均一间距。
3.一种用于确定量测标记结构的非暂时性计算机可读介质，所述量测标记结构用于测量半导体制造过程的过程特性，所述介质包括储存在其中的指令，所述指令在由一个或更多个处理器执行时引起包括以下各项的操作：
获得第一函数，所述第一函数被配置成表征由对衬底执行的半导体制造过程所引起的重叠特征标识；
基于所述第一函数导出指示所述衬底的一部分内的特征的数目的图案分布；以及
基于所述图案分布确定用于设置在所述衬底上的所述量测标记结构的所述特征的物理特性。
4.根据方面3所述的介质，其中，所述获得所述第一函数包括：
获得可微函数，所述可微函数的梯度等效于由所述半导体制造过程所引起的所述重叠特征标识。
5.根据方面3至4中任一项所述的介质，其中，所述第一函数包括以下各项中的至少一个：
所述衬底的一个或更多个尺寸的拋物线函数；
所述衬底的一个或更多个尺寸的三角函数；或
所述衬底的一个或更多个尺寸的反函数。
6.根据方面3至5中任一项所述的介质，其中，导出所述图案分布包括：
使用第二函数对所述第一函数进行解卷积，所述第二函数表征所述半导体制造过程在所述衬底的一层上所产生的物理效应。
7.根据方面6所述的介质，其中，所述第二函数在与所述图案分布卷积时是能够分离的。
8.根据方面6所述的介质，其中，所述第二函数包括核函数，所述核函数是所述衬底的长度尺寸的函数，从而允许所述第二函数捕获所述重叠特征标识在所述衬底上的不同长度的情况下的改变。
9.根据方面8所述的介质，其中，所述核函数是具有长度作为参数的高斯核。
10.根据方面6至9中任一项所述的介质，其中，所述第二函数包括以下各项中的至少一个：
扩散核，所述扩散核表征表面电荷在促成所述重叠特征标识的蚀刻过程期间的再分布；或
应力核，所述应力核表征在促成所述重叠特征标识的蚀刻过程期间所释放的应力。
11.根据方面6至10中任一项所述的介质，其中，导出所述图案分布包括：
将傅里叶变换应用至所述第一函数和所述第二函数以获得经变换的第一函数和经变换的第二函数；
将所述经变换的第一函数除以所述经变换的第二函数；以及
随后应用反傅里叶变换以确定所述量测标记结构的所述图案分布。
12.根据方面3至10中任一项所述的介质，其中，确定所述特征的物理特性包括：
基于所述图案分布确定所述量测标记结构的一组多边形形状，第一组多边形形状包括与第二组多边形形状中的多边形形状不同的多边形形状；和/或
确定所述特征相对于彼此的定位。
13.根据方面12所述的介质，其中，确定所述特征的所述物理特性包括：
基于一组几何约束和所述图案分布确定所述量测标记结构的所述一组多边形形状；和
基于所述特征之间的距离约束和所述图案分布确定所述第一组多边形形状或所述第二组多边形形状中的多边形形状之间的定位。
14.根据方面13所述的介质，其中，所述一组几何约束包括与多边形形状的形状、大小和/或多边形形状的关于彼此的相对定位相关的一组阈值。
15.根据方面13所述的介质，其中，确定所述特征的所述物理特性是迭代过程，每次迭代包括：
基于所述图案分布使初始组的多边形形状分布在所述量测标记结构的一部分内；
确定与所述初始组的多边形形状相关联的所述一组几何约束是否被满足；
响应于一个或更多个几何约束没有被满足，修改所述初始组的多边形形状中的一个或更多个多边形形状的形状，从而使得所述一个或更多个几何约束被满足；以及
将经修改的多边形形状包括在所述一组多边形形状的集合中。
16.根据方面3至15中任一项所述的介质，还包括：
获得经图案化的衬底在所述量测标记结构处的重叠的测量；
使用一组第二函数和与所述量测标记结构相关联的图案密度函数来预测重叠特征标识，所述一组第二函数表征在所述经图案化的衬底上执行的一组过程的物理效应；以及
基于所测量的重叠和所预测的重叠特征标识来确定在所述经图案化的衬底上执行的所述一组过程中的每个过程的重叠特征标识贡献。
17.根据方面16所述的介质，其中，确定所述重叠特征标识贡献包括：
通过调节与所述一组第二函数相关联的参数执行多重线性回归以使所述所预测的重叠特征标识拟合至所述所测量的重叠。
18.根据方面17所述的介质，还包括：
基于一过程的在所述多重线性回归之后被获得的重叠特征标识贡献来调整所述一组过程的过程参数以减小与所述过程相关联的所述重叠特征标识贡献。
19.根据方面16中任一项所述的介质，还包括：
通过测量所述第二函数对所述量测标记结构的重叠响应来从所述量测标记结构的所测量的重叠特征标识分离扩散特征标识和应力特征标识。
20.根据方面16至19中任一项所述的介质，还包括：
使用所述一组第二函数将所述所测量的重叠外推至所述衬底的整个场。
21.根据方面20所述的介质，还包括：
使用所述衬底的所述整个场的经外推的重叠来校准一个或更多个过程模型，和
基于经校准的过程模型确定一过程的用于控制由所述过程引起的所述重叠的参数值。
22.根据方面3至21中任一项所述的介质，其中，所述重叠特征标识是所述衬底的第一层上的特征相对于所述衬底的第二层上的特征之间的重叠的表示。
23.根据方面22所述的介质，其中，所述量测标记结构被形成在所述衬底的第一层上。
24.根据方面23所述的介质，其中，所述量测标记结构的在所述第一层上的特征具有非周期性结构，并且所述量测标记结构的在所述第二层上的特征具有周期结构。
25.一种用于确定量测标记结构的方法，所述方法包括：
获得用以表征由在衬底上执行的半导体制造过程所引起的重叠特征标识的第一函数；
基于所述第一函数导出指示所述衬底的一部分内的特征的数目的图案分布；以及
基于所述图案分布确定用于设置在所述衬底上的所述量测标记结构的所述特征的物理特性。
26.根据方面25所述的方法，其中，所述获得所述第一函数包括：
获得可微函数，所述可微函数的梯度等效于由所述半导体制造过程所引起的所述重叠特征标识。
27.根据方面25至26中任一项所述的方法，其中，所述第一函数包括以下各项中的至少一个：
所述衬底的一个或更多个尺寸的拋物线函数；
所述衬底的一个或更多个尺寸的三角函数；或
所述衬底的一个或更多个尺寸的反函数。
28.根据方面25至27中任一项所述的方法，其中，导出所述图案分布包括：
使用第二函数对所述第一函数进行解卷积，所述第二函数表征所述半导体制造过程在所述衬底的一层上所产生的物理效应。
29.根据方面28所述的方法，其中，所述第二函数在与所述图案分布卷积时是能够分离的。
30.根据方面28所述的方法，其中，所述第二函数包括核函数，所述核函数是所述衬底的长度尺寸的函数，从而允许所述第二函数捕获所述重叠特征标识在所述衬底上的不同长度的情况下的改变。
31.根据方面30所述的方法，其中，所述核函数是具有长度作为参数的高斯核。
32.根据方面28至31中任一项所述的方法，其中，所述第二函数包括以下各项中的至少一个：
扩散核，所述扩散核表征表面电荷在促成所述重叠特征标识的蚀刻过程期间的再分布；或
应力核，所述应力核表征在促成所述重叠特征标识的蚀刻过程期间所释放的应力。
33.根据方面28至32中任一项所述的方法，其中，导出所述图案分布包括：
将傅里叶变换应用至所述第一函数和所述第二函数以获得经变换的第一函数和经变换的第二函数；
将所述经变换的第一函数除以所述经变换的第二函数；以及
随后应用反傅里叶变换以确定所述量测标记结构的所述图案分布。
34.根据方面25至33中任一项所述的介质，其中，确定所述特征的物理特性包括：
基于所述图案分布确定所述量测标记结构的一组多边形形状，第一组多边形形状包括与第二组多边形形状中的多边形形状不同的多边形形状；和/或
确定所述特征相对于彼此的定位。
35.根据方面34所述的方法，其中，确定所述特征的所述物理特性包括：
基于一组几何约束和所述图案分布确定所述量测标记结构的所述一组多边形形状；和
基于所述特征之间的距离约束和所述图案分布确定所述第一组多边形形状或所述第二组多边形形状中的多边形形状之间的定位。
36.根据方面35所述的方法，其中，所述一组几何约束包括与多边形形状的形状、大小和/或多边形形状的关于彼此的相对定位相关的一组阈值。
37.根据方面35所述的方法，其中，确定所述特征的所述物理特性是迭代过程，每次迭代包括：
基于所述图案分布使初始组的多边形形状分布在所述量测标记结构的一部分内；
确定与所述初始组的多边形形状相关联的所述一组几何约束是否被满足；
响应于一个或更多个几何约束没有被满足，修改所述初始组的多边形形状中的一个或更多个多边形形状的形状，从而使得所述一个或更多个几何约束被满足；以及
将经修改的多边形形状包括在所述一组多边形形状的集合中。
38.根据方面25至37中任一项所述的方法，还包括：
获得经图案化的衬底在所述量测标记结构处的重叠的测量；
使用一组第二函数和与所述量测标记结构相关联的图案密度函数来预测重叠特征标识，所述一组第二函数表征在所述经图案化的衬底上执行的一组过程的物理效应；以及
基于所测量的重叠和所预测的重叠特征标识来确定在所述经图案化的衬底上执行的所述一组过程中的每个过程的重叠特征标识贡献。
39.根据方面38所述的方法，其中，确定所述重叠特征标识贡献包括：
通过调节与所述一组第二函数相关联的参数执行多重线性回归以使所述所预测的重叠特征标识拟合至所述所测量的重叠。
40.根据方面39所述的方法，还包括：
基于一过程的在所述多重线性回归之后被获得的重叠特征标识贡献来调整所述一组过程的过程参数以减小与所述过程相关联的所述重叠特征标识贡献。
41.根据方面38所述的方法，还包括：
通过测量所述第二函数对所述量测标记结构的重叠响应来从所述量测标记结构的所测量的重叠特征标识分离扩散特征标识和应力特征标识。
42.根据方面38至41中任一项所述的方法，还包括：
使用所述一组第二函数将所述所测量的重叠外推至所述衬底的整个场。
43.根据方面42所述的方法，还包括：
使用所述衬底的所述整个场的经外推的重叠来校准一个或更多个过程模型，和
基于经校准的过程模型确定一过程的用于控制由所述过程引起的所述重叠的参数值。
44.根据方面25至43中任一项所述的方法，其中，所述重叠特征标识是所述衬底的第一层上的特征相对于所述衬底的第二层上的特征之间的重叠的表示。
45.根据方面44所述的方法，其中，所述量测标记结构被形成在第一层上。
46.根据方面45所述的方法，其中，所述量测标记结构的在所述第一层上的特征具有非周期性结构，并且所述量测标记结构的在所述第二层上的特征具有周期结构。
47.一种非暂时性计算机可读介质，所述介质包括储存在其中的指令，所述指令在由一个或更多个处理器执行时执行方面25至46的方法的操作。
本发明的广度和范围不应受上述示例性实施例中的任一项限制，而是应仅根据以下权利要求及其等效物来限定。
虽然本文中所公开的概念可以用于，诸如硅晶片之类的衬底上，但应理解，所公开的概念可以与任何类型的光刻系统(例如，用于在不同于硅晶片的衬底上成像的那些光刻系统)一起使用。
以上描述旨在是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域技术人员将明白，可以在不背离下文所阐述的权利要求的范围的情况下如所描述的那样进行修改。

Claims (16)

1.一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质包括储存在其中的指令，所述指令在由一个或更多个处理器执行时促使所述处理器执行确定量测标记结构的方法，所述方法包括：
获得用以表征由在衬底上执行的半导体制造过程所引起的重叠特征标识的第一函数；
基于所述第一函数导出指示所述衬底的一部分内的特征的数目的图案分布；以及
基于所述图案分布确定用于设置在所述衬底上的所述量测标记结构的所述特征的物理特性。
2.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述获得所述第一函数包括：
获得可微函数，所述可微函数的梯度等效于由所述半导体制造过程所引起的所述重叠特征标识。
3.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述第一函数包括以下各项中的至少一个：
所述衬底的一个或更多个尺寸的拋物线函数；
所述衬底的一个或更多个尺寸的三角函数；或
所述衬底的一个或更多个尺寸的反函数。
4.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读介质，其中，导出所述图案分布包括：
使用第二函数对所述第一函数进行解卷积，所述第二函数表征所述半导体制造过程在所述衬底的一层上所产生的物理效应。
5.根据权利要求4所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述第二函数包括核函数，所述核函数是所述衬底的长度尺寸的函数，从而允许所述第二函数捕获所述重叠特征标识在所述衬底上的不同长度的情况下的改变。
6.根据权利要求5所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述第二函数包括以下各项中的至少一个：
扩散核，所述扩散核表征表面电荷在促成所述重叠特征标识的蚀刻过程期间的再分布；或
应力核，所述应力核表征在促成所述重叠特征标识的蚀刻过程期间所释放的应力。
7.根据权利要求4所述的非暂时性计算机可读介质，其中，导出所述图案分布包括：
将傅里叶变换应用至所述第一函数和所述第二函数以获得经变换的第一函数和经变换的第二函数；
将所述经变换的第一函数除以所述经变换的第二函数；以及
随后应用反傅里叶变换以确定所述量测标记结构的所述图案分布。
8.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读介质，其中，确定所述特征的物理特性包括：
基于所述图案分布确定所述量测标记结构的一组多边形形状，第一组多边形形状包括与第二组多边形形状中的多边形形状不同的多边形形状；和/或
确定所述特征相对于彼此的定位。
9.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读介质，其中，确定所述特征的所述物理特性包括：
基于一组几何约束和所述图案分布确定所述量测标记结构的所述一组多边形形状；和
基于所述特征之间的距离约束和所述图案分布确定所述第一组多边形形状或所述第二组多边形形状中的多边形形状之间的定位。
10.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读介质，其中，确定所述特征的所述物理特性是迭代过程，每次迭代包括：
基于所述图案分布使初始组的多边形形状分布在所述量测标记结构的一部分内；
确定与所述初始组的多边形形状相关联的所述一组几何约束是否被满足；
响应于一个或更多个几何约束没有被满足，修改所述初始组的多边形形状中的一个或更多个多边形形状的形状，使得所述一个或更多个几何约束被满足；以及
将经修改的多边形形状包括在所述一组多边形形状的集合中。
11.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述方法还包括：
获得经图案化的衬底在所述量测标记结构处的重叠的测量；
使用一组第二函数和与所述量测标记结构相关联的图案密度函数来预测重叠特征标识，所述一组第二函数表征在所述经图案化的衬底上执行的一组过程的物理效应；以及
基于所测量的重叠和所预测的重叠特征标识来确定在所述经图案化的衬底上执行的所述一组过程中的每个过程的重叠特征标识贡献。
12.根据权利要求11所述的非暂时性计算机可读介质，其中，确定所述重叠特征标识贡献包括：
通过调节与所述一组第二函数相关联的参数执行多重线性回归以使所述所预测的重叠特征标识拟合至所述所测量的重叠；和
基于一过程的在所述多重线性回归之后被获得的重叠特征标识贡献来调整所述一组过程的过程参数以减小与所述过程相关联的所述重叠特征标识贡献。
13.根据权利要求11所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述方法还包括：
通过测量所述第二函数对所述量测标记结构的重叠响应来从所述量测标记结构的所测量的重叠特征标识分离扩散特征标识和应力特征标识。
14.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述方法还包括：
使用所述一组第二函数将所测量的重叠外推至所述衬底的整个场；
使用所述衬底的所述整个场的经外推的重叠来校准一个或更多个过程模型，和
基于经校准的过程模型确定一过程的用于控制由所述过程引起的所述重叠的参数值。
15.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述重叠特征标识是所述衬底的第一层上的特征与所述衬底的第二层上的特征之间的重叠的表示。
16.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述量测标记结构的在所述第一层上的特征具有非周期性结构，并且所述量测标记结构的在所述第二层上的特征具有周期结构。
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