CN117940851A

CN117940851A - 从量测数据的源分离

Info

Publication number: CN117940851A
Application number: CN202280061396.3A
Authority: CN
Inventors: 马克·约翰尼斯·努特; S·G·J·马西森; 斯科特·安德森·米德尔布鲁克斯; K·巴塔查里亚
Original assignee: ASML Holding NV
Current assignee: ASML Holding NV
Priority date: 2021-09-15
Filing date: 2022-09-12
Publication date: 2024-04-26
Also published as: WO2023041488A1; TW202321806A

Abstract

本文中披露一种确定来自统计学独立源的量测贡献的方法，包括：提供在多个测量设置的情况下从统计学独立源获得的多个贡献，根据所述贡献确定量测贡献，其中，所述量测贡献是随着所述测量设置变化而具有最小依存性的所述贡献。

Description

从量测数据的源分离

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年9月15日递交的欧洲申请21196982.9的优先权，并且该欧洲申请的全部内容通过引用而被合并入本文中。

技术领域

本文中的描述涉及光刻设备和过程，并且更特别地涉及一种用于检查由光刻设备和过程所产生的衬底的工具和方法。

背景技术

光刻设备可以用于例如集成电路(IC)或其它器件的制造中。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装置的单层的电路图案(“设计布局”)，并且可以由诸如经由图案形成装置上的电路图案而辐射目标部分的方法将这种电路图案转印至已涂覆有辐射敏感材料(“抗蚀剂”)层的衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或更多个管芯)上。通常，单个衬底包括多个相邻目标部分，电路图案由光刻设备连续地转印至所述多个相邻目标部分，一次一个目标部分。在这种类型的光刻设备中，将整个图案形成装置上的电路图案一次性转印至一个目标部分上；这样的设备通常称作晶片步进器。在通常称作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电路图案的不同部分逐步地转印至一个目标部分。

在将电路图案从图案形成装置转印至衬底之前，衬底可以经历各种工序，诸如涂底料、涂覆抗蚀剂和软焙烤。在曝光之后，衬底可以经受其它工序，诸如曝光后焙烤(PEB)、显影、硬焙烤和经转印的电路图案的测量/检查。这种工序阵列用作制造器件(例如，IC)的单层的基础。衬底可以接着经历各种工序，诸如蚀刻、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学-机械抛光等，所述工序都旨在精整器件的单层。如果在器件中需要若干层，则针对每个层可以重复这些工序中的一些或全部或其变体。最终，在衬底上的每个目标部分中将存在器件。如果存在多个器件，则接着由诸如切块或锯切之类的技术将这些器件彼此分离，据此，可以将单独的器件安装在载体上、连接至引脚等。

发明内容

本文中披露了一种用以确定来自统计学独立源即与统计学无关的源的量测贡献的方法，包括提供来自在多个测量设置的情况下所获得的统计学独立源的多个贡献，根据所述贡献确定量测贡献，其中，所述量测贡献是随着所述测量设置变化而具有最小依存性的所述贡献。

本文中披露了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计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施上述方法。

附图说明

图1是光刻系统的各个子系统的框图。

图2A示意性地描绘在光刻过程中预测缺陷的方法。

图2B是根据本发明的实施例的用于测量目标的暗场测量设备的示意图，所述暗场测量设备使用提供某些照射模式的第一对照射孔。

图2C是给定照射方向的目标的衍射光谱的示意性细节。

图2D是在使用测量设备用于基于衍射的重叠测量时提供另外的照射模式的第二对照射孔的示意性图示。

图2E是组合第一对孔与第二对孔的第三对照射孔的示意性图示，所述第三对照射孔在使用测量设备用于基于衍射的重叠测量时提供另外的照射模式。

图2F描绘衬底上的多个周期性结构(例如，多个光栅)目标的形式和测量斑的轮廓。

图2G描绘在图2B的设备中所获得的图2F的目标的图像。

图3示意性地示出具有两个不同的目标P和Q的衬底，其中，每个的复本被放置在衬底的四个不同区域中。

图4A和图4B表明相同目标可以如何将不同系统误差引入到不同衬底测量选配方案中。

图5示意性地示出在测量结果的集合中来自各种源(诸如系统误差和真值)的贡献的组合。

图6示意性地示出在衬底上的不同部位处所测量的十二个重叠值作为图5中的结果的示例。

图7示意性地示出可以将十二个重叠值、重叠的真值、和来自不对称性的贡献绘制为映射(即，作为部位的函数)。

图8示意性地示出根据实施例的用于在结果的集合中确定来自不同源的贡献的方法的流程图，所述结果从光刻过程或由光刻过程所处理的衬底测量。

图9示意性地示出根据实施例可以根据图8中所确定的贡献当中的测量识别来自真值的贡献。

图10示意性地示出根据实施例可以根据在图8的流程中所确定的贡献或矩阵来确定用于获得图8中的结果的衬底测量选配方案的准确度。

图11A、图11B和图11C各自示出使用十六个不同衬底测量选配方案(横轴)而获得的结果中来自三个源的归一化贡献(竖轴)。

图12是示例计算机系统的框图。

图13是光刻设备的示意图。

图14是另一光刻设备的示意图。

图15是图14中的设备的更详细视图。

具体实施方式

虽然在本文中可以具体地参考IC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，其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。本领域技术人员将了解，在这样的替代应用的情境下，本文中对术语“掩模版”、“晶片”或“管芯”的任何使用应视是可以分别与更上位的术语“掩模”、“衬底”和“目标部分”互换。

在本文件中，术语“辐射”和“束”用于涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外辐射(例如，具有365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和EUV(极紫外辐射，例如，具有在5nm至20nm范围内的波长)。

如本文中所使用的术语“优化(optimizing/optimization)”意味着调整设备(例如，光刻设备)使得(例如，光刻的)器件制造结果和/或过程具有一个或更多个期望的特性，诸如衬底上的设计布局的投影的较高准确度、较大过程窗口等。

作为简要介绍，图1图示示例性光刻设备10A。主要部件包括照射光学器件，所述照射光学器件限定部分相干性(标示为标准差)，并且可以包括：成形来自辐射源12A的辐射的光学器件14A、16Aa和16Ab，所述辐射源可以是深紫外准分子激光器源或包括极紫外(EUV)源的其它类型的源(如本文中所论述的，光刻设备自身无需具有辐射源)；和光学器件16Ac，其将图案形成装置18A的图案形成装置图案的图像投影至衬底平面22A上。投影光学器件的光瞳平面处的可调滤波器或孔20A可限制照射到衬底平面22A上的束角度的范围，其中，最大可能角度限定投影光学器件的数值孔径NA＝sin(Θmax)。

在光刻设备中，投影光学器件经由图案形成装置将来自源的照射引导至衬底上且成形所述照射。这里，术语“投影光学器件”广泛地限定为包括可以变更辐射束的波前的任何光学部件。例如，投影光学器件可以包括部件14A、16Aa、16Ab和16Ac中的至少一些。空间图像(AI)是在衬底水平处的辐射强度分布。曝光衬底上的抗蚀剂层，并且将空间图像转印至抗蚀剂层以在其中作为潜在“抗蚀剂图像”(RI)。可以将抗蚀剂图像(RI)限定为抗蚀剂层中的抗蚀剂的溶解度的空间分布。可以使用抗蚀剂模型以从空间图像计算抗蚀剂图像，其示例可以在美国专利申请公开号US2009-0157630中，该公开的公开内容由此以全文引用的方式并入。抗蚀剂模型仅与抗蚀剂层的性质(例如，在曝光、曝光后焙烤(PEB)和显影期间发生的化学过程的效应)相关。光刻设备的光学性质(例如，源、图案形成装置和投影光学器件的性质)规定空间图像。由于可以改变光刻设备中所使用的图案形成装置，因此期望将图案形成装置的光学性质与包括至少源和投影光学器件的光刻设备的其余部分的光学性质分离。

如图2A中示出的，光刻设备LA可以形成光刻单元LC(有时也称作光刻元或光刻簇)的部分，所述光刻单元也包括用于对衬底执行一个或更多个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/O2拾取衬底，在不同过程装置之间移动衬底，并且将衬底传递至光刻设备的进料台LB。常常统称为轨道或涂覆显影系统的这些装置在轨道或涂覆显影系统控制单元TCU的控制下，所述轨道或涂覆显影系统控制单元自身受管理控制系统SCS控制，所述管理控制系统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。光刻单元LC还可以包括用于蚀刻衬底的一个或更多个蚀刻器和配置成测量衬底的参数的一个或更多个测量装置。测量装置可以包括配置成测量衬底的实体参数的光学测量装置，诸如散射仪、扫描电子显微镜等。

在半导体器件制造过程(例如，光刻过程)中，衬底可以在过程期间或之后经受各种类型的测量。测量可以确定特定衬底是否有缺陷，可以建立对过程和用于过程中的设备的调整(例如，将衬底上的两个层对准或将掩模与衬底对准)，可以测量过程和设备的性能，或可以用于其它目的。衬底测量的示例包括光学成像(例如，光学显微镜)、非成像光学测量(例如，基于衍射的测量，诸如ASML YieldStar、ASML SMASH GridAlign)、机械测量(例如，使用触控笔的轮廓探测、原子力显微法(AFM))、非光学成像(例如，扫描电子显微法(SEM))。如全文以引用的方式并入本文中的美国专利号6,961,116中所描述的SMASH(智能型对准传感器混合)系统使用自参考干涉仪，所述自参考干涉仪产生对准标记的两个叠置且相对旋转的图像，检测导致图像的傅里叶变换进行干涉的光瞳平面中的强度，并且从两个图像的衍射阶之间的相位差提取位置信息，所述相位差显现为干涉阶中的强度变化。为了获得有用数据，衬底测量选配方案应充分准确且精密的。

术语“衬底测量选配方案”可以包括测量自身的参数、所测量的图案的参数或两者。例如，如果用于衬底测量选配方案中的测量为非成像基于衍射的光学测量，则测量的参数可以包括衍射的光的波长、偏振、相对于衬底的入射角、相对于衬底上的图案的相对定向。所测量的图案可以是衍射所测量的图案。所测量的图案可以是出于测量目的而特殊设计的图案(也称作“目标”或“目标结构”)。可以将目标的多个复本放置在衬底上的多个地点上。所测量的图案的参数可以包括这些图案的形状、定向和大小。衬底测量选配方案可以用于对照衬底上的现有图案而对准所成像的图案的层。衬底测量选配方案可以用于通过测量衬底的相对位置而将掩模与衬底对准。

可以以数学形式来表达衬底测量选配方案：(r₁,r₂,r₃,…r_n；t₁,t₂,t₃,…t_n)，其中，r_i为测量的参数且t_j为所测量的图案的参数。图3示意性地示出具有两个不同的目标P和Q的衬底，其中，各项的复本放置在衬底的四个不同区域中。目标可以包括例如具有相互垂直方向的光栅。图3的衬底可以经受使用两个衬底测量选配方案A和B的测量。衬底测量选配方案A和B至少在所测量的目标方面不同(例如，A测量目标P且B测量目标Q)。衬底测量选配方案A和B也可以在其测量的参数方面不同。衬底测量选配方案A和B甚至可以不基于同一测量技术。例如，选配方案A可以基于SEM测量且选配方案B可以基于AFM测量。

由散射仪使用的目标可以包括相对大的周期性结构布局(例如，包括一个或更多个光栅)，例如40μm乘40μm。在那种情况下，测量束常常具有小于周期性结构布局的斑大小(即，布局欠填充，使得周期性结构中的一个或更多并未完全由斑覆盖)。这种简化目标的数学重建，这是因为可以将目标视为无限的。然而，例如，因此目标可以定位在产品特征当中，而不是定位在划线中，目标的大小已减小例如至20μm乘20μm或更小，或减小至10μm乘10μm或更小。在这样的情形下，可以使周期性结构布局小于测量斑(即，周期性结构布局过填充)。通常使用暗场散射测量来测量这种目标，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中发现暗场量测的示例，该专利申请公开由此以全文引用的方式并入。美国专利申请公开US2011/0027704、US2011/0043791和US2012/0242970中已描述技术的进一步开发，这些美国专利申请公开由此以全文引用的方式并入。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产品结构环绕。在实施例中，可以在一个图像中测量多个目标。

在实施例中，衬底上的目标可以包括一个或更多个1-D周期性光栅，所述一个或更多个1-D周期性光栅被印制成使得在显影之后，栅条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周期性光栅，所述一个或更多个2-D周期性光栅被印制成使得在显影之后，一个或更多个光栅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。光栅的图案对光刻投影设备(特别地，投影系统PL)中的色差敏感，并且照射对称性和这些像差的存在将使其自身表现为所印制的光栅的变化。因此，所印制的光栅的经测量数据可以用于重建光栅。根据对印制步骤和/或其它测量过程的知识，可以将1-D光栅的参数(诸如线宽和形状)或2-D光栅的参数(诸如导柱或通孔宽度或长度或形状)输入至由处理单元PU执行的重建过程。

图2B中示出暗场量测设备。图2C中更详细地图示目标T(包括诸如光栅的周期性结构)和衍射射线。暗场量测设备可以是单独的装置或(例如)在测量站处并入于光刻设备LA中，或并入于光刻单元LC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，由输出11(例如，诸如激光器或氙气灯的源，或连接至源的开口)发射的辐射由包括透镜12、14和物镜16的光学系统经由棱镜15引导至衬底W上。这些透镜以4F布置的双重序列布置。可以使用不同透镜布置，其限制条件为透镜布置仍将衬底图像提供至检测器上。

在实施例中，透镜配置允许存取中间光瞳平面以用于空间-频率滤光。因此，可以通过在呈现衬底平面的空间光谱的平面(在该称作(共轭)光瞳平面)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。特别地，这可以例如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12与14之间插入合适的形式的孔板13来完成。在所图示的示例中，孔板13具有不同的形式(标记为13N和13S)，从而允许选择不同的照射模式。当前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从仅出于描述起见而被指定为“北”的方向提供离轴照射。在第二照射模式中，孔板13S用于提供类似照射，但从标记为“南”的相反方向提供照射。通过使用不同的孔，其它照射模式是可能的。光瞳平面的其余部分期望地为暗的，这是因为期望的照射模式之外的任何不必要辐射可能干涉期望的测量信号。

如图2C中示出的，目标T与衬底W放置成大致垂直于物镜16的光轴O。以从轴线O偏离的角度照射到目标T上的照射射线I产生零阶射线(实线0)和两个一阶射线(点划线+1和双点划线-1)。在过填充的小目标T的情况下，这些射线仅仅是覆盖包括量测目标T和其它特征的衬底的区域的许多平行射线中的一条射线。由于板13中的孔具有有限的宽度(对于接收有用的辐射量所必要的)，因此入射射线I实际上将占据一角度范围，并且衍射射线0和+1/-1将稍微散开。根据小目标的点扩散函数，每个阶+1和-1将在角度范围上进一步散布，而不是如所示出的出的单条理想射线。应注意，周期性结构节距和照射角度可以被设计或调整成使得进入物镜的一阶射线与中心光轴紧密地对准。图2B和图2C中所图示的射线示出为稍微离轴，以仅地使其能够在图中被更容易地区分。

由衬底W上的目标衍射的至少0阶和+1阶由物镜16收集，并且引导回穿过棱镜15。返回至图2B，通过指定标记为北(N)和南(S)的完全相反的孔来图示第一照射模式和第二照射模式两者。当入射射线I来自光轴的北侧时，即，当使用孔板13N来施加第一照射模式时，标记为+1(N)的+1衍射射线进入物镜16。相反地，当使用孔板13S来施加第二照射模式时，-1衍射射线(标记为-1(S))是进入透镜16的衍射射线。因此，在实施例中，通过在某些条件下测量目标两次(例如，在使目标旋转或改变照射模式或改变成像模式以分别获得-1衍射阶强度和+1衍射阶强度之后)来获得测量结果。针对给定目标比较这些强度提供目标中的不对称性的测量，并且目标中的不对称性可以用作光刻过程的参数的指示器，例如，重叠误差。在上文所描述的情形下，改变照射模式。

分束器17将衍射束划分成两个测量分支。在第一测量分支中，光学系统18使用零阶和一阶衍射束形成第一传感器19(例如，CCD或CMOS传感器)上的目标的衍射光谱(光瞳平面图像)。每个衍射阶射中传感器上的不同点，使得图像处理可以比较和对比若干阶。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/或归一化一阶束的强度测量。光瞳平面图像也可以用于诸如重建的许多测量目的，其没有在这里详细描述。

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)上形成衬底W上的目标的图像。在第二测量分支中，在与光瞳平面共轭的平面中提供孔径光阑21。孔径光阑21用于阻挡零阶衍射束，使得形成在传感器23上的目标的图像DF由-1或+1一阶束形成。将由传感器19和23捕获的图像输出至图像处理器与控制器PU，所述图像处理器和控制器的功能将依赖于正在执行的测量的特定类型。应注意，在广义上使用术语“图像”。如果仅存在-1阶和+1阶中的一个，则将不形成如这样的周期性结构特征(例如，光栅线)的图像。

图2D和图2E中示出的孔板13和光阑21的特定形式仅是示例。在本发明的另一实施例中，使用目标的同轴照射，并且使用具有离轴孔的孔径光阑以将大致仅一个一阶衍射辐射传递至传感器。在又一其它实施例中，代替一阶束或除一阶束以外，在测量中也可以使用2阶束、3阶束和更高阶束(未示出)。

为了使照射可以适应于这些不同类型的测量，孔板13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。应注意，孔板13N或13S用于测量在一个方向(依赖于设置而是X或Y)上定向的目标的周期性结构。对于测量正交周期性结构，可以实施达90°和270°的目标旋转。图2D和图2E中示出不同的孔板。图2D图示离轴照射模式的另外两种类型。在图2D的第一照射模式中，孔板13E提供来自仅出于描述起见而指定为相对于先前所描述的“北”的“东”的方向的离轴照射。在图2E的第二照射模式中，孔板13W用于提供类似照射，但提供来自标记为“西”的相反方向的照射。图2E图示离轴照射模式的另外两种类型。在图2E的第一照射模式中，孔板13NW提供来自指定为如先前所描述的“北”和“西”的方向的离轴照射。在第二照射模式中，孔板13SE用于提供相似照射，但提供来自标记为如先前所描述的“南”和“东”的相反方向的照射。例如，上文提及的先前公开的专利申请公开出版物中描述设备的这些和许多其它变化和应用的使用。

图2F描绘形成在衬底上的示例复合量测目标。复合目标包括紧密地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，所述周期性结构足够紧密地定位在一起，使得所述周期性结构都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都同时照射且同时成像在传感器19和23上。在专用于重叠测量的示例中，周期性结构32、33、34、35自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)，即，周期性结构在形成在衬底W上的装置的不同层中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。这样的目标的外部尺寸在20μm×20μm内或在16μm×16μm内。另外，所有周期性结构用于测量特定层对之间的重叠。为了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，以便促进其中形成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。

图2G示出可以在图2B的设备中使用图2F的目标、使用来自图2E的孔板13NW或13SE而形成在传感器23上且由所述传感器所检测的图像的示例。虽然传感器19不能分辨不同的单独的周期性结构32至35，但传感器23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。如果周期性结构位于产品区域中，则产品特征也可以在该图像场的周边中可见。图像处理器与控制器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密地对准，这种非常大的改善测量设备整体上的生产量。

准确度和精度是相关的但不同的概念。对数量的测量的准确度是数量的测量值与数量的真值的接近程度。与再现性和可重复性相关的测量的精度是在不变条件下的对数量的重复测量示出相同结果的程度。虽然精度和准确度这两个术语可以在口语使用中是同义的，但他们在科学方法的情境中以及在本公开中有意地形成对比。测量可以是准确的但不精密的、可以是精密的但不准确的、或可以是既不准确的也不精密的、或可以是即准确的也精密的。例如，如果测量包含系统误差，则增加样本大小(即，重复的数目)通常会增加精度但不改善准确度。消除所述系统误差会改善准确度但不改变精度。

基于这些定义，确定测量的精度并不一定需要了解所测量的数量的真值。数量的测量的精度可能受到测量的性质、用于测量的设备、环境、或甚至测量中所涉及的物理因素的限制。然而，在不了解所测量的数量的真值的情况下，可能难以确定测量的准确度。

在半导体器件制造过程的情境中，确定衬底测量选配方案是否准确且根据测量结果获得所述真值可能是具有挑战性的，这是因为所述真值和所述系统误差两者在测量的结果中显现。即，所述真值和所述系统误差两者影响结果，且因而，所述结果可以具有来自所述真值的贡献和来自所述系统误差的贡献。如果可以确定所述系统误差的贡献，则可以根据所述测量的结果确定所述真值和所述测量的准确度。如果所述测量的结果是来自所述系统误差的贡献与来自所述真值的贡献的线性组合(例如，总和)，则可以通过从所述测量的结果移除所述系统误差而获得来自所述真值的贡献，且可以根据来自真值的贡献确定所述真值。

图4A和图4B表明相同目标可以如何将不同系统误差引入到不同衬底测量选配方案中。图4A示意性地示出包括沟槽312上方的上部结构311的目标310的横截面视图，所述目标适于测量所述上部结构311与所述沟槽312之间的重叠误差即套刻误差。由于过程(例如，蚀刻、CMP或过程中的其它步骤)，则所述沟槽312的底部313是倾斜的(不平行于所述衬底)。例如，除光束314和315从不同方向被引导至所述衬底上之外，两个在其它方面相同的衬底测量选配方案使用处于相同入射角的光束314和315来用于进行衬底测量。虽然束314和315具有相对于所述衬底的相同入射角，但它们不具有相对于所述沟槽312的底部313的相同入射角，这是因为底部313相对于所述衬底是倾斜的。因此，束314和315被所述目标散射的特性不同。

图4B示意性地示出包括沟槽322上方的上部结构321的另一目标320的横截面视图，所述目标适于测量所述上部结构321与所述沟槽322之间的重叠误差。由于过程(例如，蚀刻、CMP或过程中的其它步骤)，则所述沟槽322的所述侧壁323是倾斜的(不垂直于所述衬底)。例如，除光束324和325从不同方向被引导至所述衬底上之外，两个在其它方面相同的衬底测量选配方案使用处于相同入射角的光束324和325来用于进行衬底测量。虽然束324和325具有相对于所述衬底的相同入射角，但束324扫掠过所述侧壁323，而束325几乎垂直于所述侧壁323。因而，束324几乎不由所述侧壁323散射，但束325由所述侧壁323强烈地散射。因此，所述束324和325被由所述目标散射的特性是不同的。

一种用于确定所述系统误差的贡献的方式是建模。如果可以测量所述系统误差的原因且所述系统误差的所述原因与所述贡献之间的关系是已知的，则可以根据所测量的原因和关系来确定所述系统误差的贡献。不幸地，所述原因并非始终是能够测量的且所述关系并非始终是已知的。本公开将描述根据所述测量的结果以统计方式确定来自所述系统误差的所述贡献的另一方法。

图5示意性地示出在测量结果的集合(S₁,S₂,…,S_m)中来自各种源(诸如所述系统误差和所述真值)的贡献的组合(M₁,M₁,…,M_n)。当所述组合为线性时，则所述组合可以由矩阵A表达，其中，测量结果(M₁,M₁,…,M_n)常常是已知的，并且问题是从测量结果(M₁,M₁,…,M_n)找出所述贡献(S₁,S₂,…,S_m)。可以通过确定矩阵A来确定所述贡献(S₁,S₂,…,S_m)。

图6示意性地示出在衬底上的不同部位i处所测量的十二个重叠值作为结果(M₁,M₁,…,M_n)的示例。这些十二个重叠值中的每个重叠值可以由如图2B中所描绘的量测工具从多个部位i中的一个部位处的目标获得。这些十二个重叠值中的各项可以具有来自两个不同源的贡献S₁和S₂，两个源中的一个源可以是所述重叠的真值且另一个可以是在该部位处所测量的目标中的不对称性(例如，图4A和图4B中苏所描绘的不对称性)。当确定所述系数a_i,1和a_i,2时，确定多个结果中的各项结果中的两个贡献中的每个贡献。假定贡献S₁来自真值，一旦_i,1是已知的，则部位中的每个部位处的所述重叠的真值是并且可以通过例如使用合适的建模根据/>确定不对称性。可以由其它数据验证所述贡献的性质，其它数据例如与SEM图像的依存性、或与在来自另一量测工具不同地受所述目标的不对称性的影响的数据中所确定的贡献的一致性。

图7示意性地示出可以将十二个重叠值、重叠的真值和来自不对称性的贡献绘制为映射(即，作为部位的函数)。

图8示意性地示出根据实施例的用于在从光刻过程或由光刻过程处理的衬底所测量的结果810的集合中确定来自不同源的贡献的方法的流程图。使用多个不同衬底测量选配方案来测量所述结果810。在820中，可选地减小所述结果810中的尺寸的数目。例如，所述结果可以是从多个不同部位并且在每个部位处使用多个不同衬底测量选配方案所获得的重叠值。所述衬底测量选配方案可以在一些参数(r₁,r₂,r₃,…r_n；t₁,t₂,t₃,…t_n中不同，诸如用于衬底测量选配方案中的光的偏振和波长。参数中的每个是结果810的尺寸。参数中的一些可能不是独立的。可以使用诸如主成分分析(PCA)之类的合适的算法来实现减小尺寸的数目。PCA是一种使用正交变换来将可能相关变量的观测值的集合转换成被称为主成分的线性不相关变量值的集合的统计工序。在830中，从可选地具有减小数目的尺寸的结果810确定来自独立源的贡献850。一种用于确定贡献的方式是通过独立成分分析(ICA)。ICA将数据从统计上彼此独立和非高斯源分离成相加贡献。可以将贡献850编译为矩阵840，所述矩阵将多个独立源投影至所述结果810。

图9示意性地示出根据实施例的可以根据贡献850当中的测量来识别来自所述真值的贡献850T。可以通过与其它数据(SEM图像)的验证来识别所述贡献850T。可以通过寻找贡献850中的哪一个是与在另一测量的结果中所确定的贡献一致的来识别所述贡献850T，这是因为真值应类似地影响对相同特性的不同测量且其它源可以不同地影响这些测量。例如，因为图8中所使用的所述衬底测量选配方案都被用于测量相同特性(例如，重叠)，则所述特性的真值应在结果810中具有类似贡献。如果来自贡献850之中的源的贡献在结果810中是类似的，则所述贡献很可能是来自所述真值的贡献。

图10示意性地示出可以根据贡献850(或矩阵840)来确定用于获得结果810的所述衬底测量选配方案的准确度860。按照定义，准确的衬底测量选配方案应产生具有来自真值的大贡献和来自其它源的小贡献的结果。因此，如果贡献850示出特定衬底测量选配方案具有来自真值的大贡献和来自其它源的小贡献，则该特定衬底测量选配方案是准确的。

另外能够识别来自如从先前实施例中所理解和所描述的源的贡献也是有利的，所述源对量测工具的参数的变化、或半导体晶片的参数的变化、或两者的变化最不敏感。对于对量测工具或半导体晶片或两者的参数中的变化具有最低灵敏度的源，假定这种源最适合于提取所关注的量测参数，诸如重叠、临界尺寸、光刻工具的聚焦、倾斜或半导体器件的其它几何参数。

因此，本发明的方面是一种确定来自统计学独立源的量测贡献的方法，包括提供来自在多个测量设置的情况下所获得的统计学独立源的多个贡献，根据所述贡献确定量测贡献，其中，所述量测贡献是随着所述测量设置变化而具有最小依存性即依赖性的贡献。在实施例中，获得对量测目标的多个测量，在所述量测工具的不同参数的情况下、或所述半导体晶片的不同参数的情况下、或二者情况下执行测量。在实施例中，在所述量测工具的照射束的多个波长的情况下执行测量。执行统计法以提取ICA贡献。在另外的步骤中，在这种实施例中，分析每个ICA贡献作为所述量测工具的波长的函数。任何其它参数可以被用于以不同变化参数执行测量的情况中。所述分析另外采用了计算作为波长的函数的每个ICA贡献的方差的量度。示出最小方差的ICA贡献被认为是用于进一步提取所关注的量测参数的基础。

在另外的实施例中，从若干ICA贡献的组合获得了适于进一步提取量测参数的ICA贡献。在实施例中，所述组合是线性组合。在实施例中，所述组合是每个ICA的经加权贡献。因而，提出一种用以确定来自统计学独立源的量测贡献的方法，包括：在半导体晶片上的至少一个测量部位处提供多个测量，其中，在每个测量时修改所述量测工具的特性，或修改所述半导体晶片的在所述测量部位处的特性，或这两者；基于所述多个测量确定来自统计学独立源的贡献；确定指示所述统计学独立源的变化的方式的参数；通过选择所述统计学独立源或其组合来确定来自统计学独立源的量测贡献，其中，所述参数低于所选贡献的阈值。统计学独立源是独立成分分析(ICA)的成分，多个统计学独立源是使用所述ICA方法获得的ICA成分。ICA方法在本领域中是已知的以对数据执行统计分析。

图11A、图11B和图11C各自示出使用十六个不同衬底测量选配方案(横轴)所获得的结果中来自三个源的归一化贡献(竖轴)。由箭头标记的衬底测量选配方案是相对准确的，这是因为其产生具有来自所述三个源中的一个源(其很可能是真值)的大贡献和来自其它两个源的小贡献的结果。

图12是图示可以辅助实施本文中所公开的方法和流程的计算机系统100的框图。计算机系统100包括用于通信信息的总线102或其它通信机构，和与总线102联接以处理信息的处理器104(或多个处理器104和105)。计算机系统100也可以包括联接至总线102以储存和/或供应将要由处理器104执行的信息和指令的主存储器106，诸如随机存取存储器(RAM)或其它动态存储。主存储器106也可以用于在执行将要由处理器104执行的指令期间储存和/或供应暂时变量或其它中间信息。计算机系统100还可以包括联接至总线102以储存和/或供应用于处理器104的静态信息和指令的只读存储器(ROM)108或其它静态储存装置。可以提供诸如磁盘或光盘的储存装置110，并且可以将所述储存装置联接至总线102以储存和/或供应信息和指令。

计算机系统100可以由总线102联接至用于向计算机用户显示信息的显示器112，诸如阴极射线管(CRT)或平板显示器或触控面板显示器。可以将包括字母数字键和其它键的输入装置114联接至总线102以将信息和命令选择通信至处理器104。另一类型的用户输入装置可以是用于将方向信息和命令选择通信至处理器104且控制显示器112上的光标移动的光标控制件116，诸如鼠标、轨迹球或光标方向键。这种输入装置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，从而允许装置指定平面中的位置。触控面板(屏幕)显示器也可以用作输入装置。

根据一个实施例，可以由计算机系统100响应于处理器104执行主存储器106中所包括的一个或更多个指令的一个或更多个序列而执行优化过程的部分。可以将这样的指令从另一计算机可读介质(诸如储存装置110)读取至主存储器106中。主存储器106中所包括的指令序列的执行促使处理器104执行本文中所描述的处理步骤。呈多处理布置的一个或更多个处理器可以用于执行主存储器106中所包括的指令的序列。在替代性实施例中，可以代替或结合软件指令来使用硬线电路。因此，本文中的描述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104以供执行的任何介质。这种介质可以呈许多形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。例如，非易失性介质包括光盘或磁盘，诸如储存装置110。易失性介质包括易失存储器，诸如主存储器106。传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，其包括包含总线102的线。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。计算机可读介质的常见形式包括例如软盘、软磁盘、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、如下文中所描述的载波或可以供计算机读取的任何其它介质。

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104以供执行时可以涉及各种形式的计算机可读介质。例如，最初可以将所述指令承载于远程计算机的磁盘或存储器上。远程计算机可以将所述指令加载至其易失存储器中，并且经由通信路径发送所述指令。计算机系统100可以从路径接收数据且将数据放置在总线102上。总线102将数据承载至主存储器106，处理器104从所述主存储器获取并执行指令。由主存储器106接收的指令可以可选地在由处理器104执行之前或之后储存在储存装置110上。

计算机系统100可以包括联接至总线102的通信接口118。通信接口118提供联接至连接至网络122的网络链路120的双向数据通信。例如，通信接口118可以提供有线或无线数据通信连接。在任何这样的实施中，通信接口118发送且接收承载表示各种类型的信息的数字数据流的电信号、电磁信号或光学信号。

网络链路120通常经由一个或更多个网络将数据通信提供至其它数据装置。例如，网络链路120可以由网络122将连接提供至主计算机124或由因特网服务提供商(ISP)126操作的数据设备。ISP 126进而经由全球封包数据通信网络(现在通常称作“因特网”128)来提供数据通信服务。网络122和因特网128都使用承载数字数据流的电信号、电磁信号或光学信号。经由各种网络的信号和在网络链路120上且经由通信接口118的信号为输送信息的载波的示例性形式，所述信号将数字数据承载至计算机系统100且从计算机系统100承载数字数据。

计算机系统100可以由网络、网络链路120和通信接口118发送消息且接收数据，包括程序代码。在因特网示例中，服务器130可以由因特网128、ISP 126、网络122和通信接口118传输应用程序所请求的程序代码。例如，一个这样的经下载的应用程序可以提供用于实施本文中的方法的程序代码。所接收的代码可以在其被接收时由处理器104执行，和/或储存在储存装置110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100可以获得呈载波形式的应用代码。

图13示意性地描绘示例性光刻设备。设备包括：

-照射系统IL，所述照射系统用于调节辐射束B。在这样的特定情况下，照射系统也包括辐射源SO；

-第一载物台(例如，掩模台)MT，所述第一载物台设置有用于保持图案形成装置MA(例如，掩模版)的图案形成装置保持器，并且连接至用于相对于物件PS来准确地定位图案形成装置的第一定位器PM；

-第二载物台(衬底台)WT，所述第二载物台设置有用于保持衬底W(例如，涂覆有抗蚀剂的硅晶片)的衬底保持器，并且连接至用于相对于物件PS来准确地定位衬底的第二定位器PW；

-投影系统PS(例如，折射、反射或折反射型光学系统)，所述投影系统用于将图案形成装置MA的经辐射的部分成像至衬底W的目标部分C(例如，包括一个或更多个管芯)上。

如本文中描绘的，设备属于透射类型(即，具有透射型掩模)。然而，通常，其也可以属于例如反射类型(具有反射型掩模)。替代地，设备可以使用另一种类的图案形成装置作为经典掩模的使用的替代例；示例包括可编程反射镜阵列或LCD矩阵。

源SO(例如，汞灯或准分子激光器)产生辐射束。这种束直接地或在已横穿诸如扩束器的调节器之后馈入至照射系统(照射器)IL中。照射器IL可以包括配置成设置束中的强度分布的外部径向范围和/或内部径向范围(通常分别称作σ-外部和σ-内部)的调整器AD。另外，其通常将包括各种其它部件，诸如积分器IN和聚光器CO。以这种方式，照射到图案形成装置MA上的束B在其横截面中具有期望的均一性和强度分布。

关于图13应注意，源SO可以在光刻设备的壳体内(这种常常为当源SO例如)汞灯时的情况)，但其也可以在光刻设备的远程，其所产生的辐射束被引导至设备中(例如，借助于合适的定向反射镜BD)；这种后情境常常为当源SO为准分子激光器(例如，基于KrF、ArF或F₂激光器作用)时的情况。

束B随后截取保持在图案形成装置台MT上的图案形成装置MA。在已横穿图案形成装置MA的情况下，束B穿过投影系统PS，所述投影系统将束B聚焦至衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW(和干涉仪IF)，可以准确地移动衬底台WT，例如，以便将不同的目标部分C定位在束B的路径中。类似地，第一定位器PM可以用于例如在从图案形成装置库对图案形成装置MA的机械获取之后或在扫描期间相对于束B的路径来准确地定位图案形成装置MA。通常，将借助于未在图13中明确地描绘的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)来实现载物台MT、WT的移动。

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(这些标记称为划线对准标记)。类似地，在多于一个管芯被设置在图案形成装置(例如，掩模)MA上的情形中，图案形成装置对准标记可以位于所述管芯之间。小的对准标记也可以被包括在器件特征当中的管芯内，在这种情况下，期望使标记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。

图14示意性地描绘另一示例性光刻设备1000。光刻设备1000包括：

-源收集器模块SO

-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，EUV辐射)；

-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，掩模或掩模版)MA且连接至被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，所述衬底台被构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并且连接至被配置成准确地定位衬底的第二定位器PW；以及

-投影系统(例如，反射投影系统)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。

如这里所描绘的，设备1000属于反射类型(例如，采用反射型掩模)。应注意，由于大多数材料在EUV波长范围内具吸收性，因此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和硅的40个层对。可以利用X射线光刻来产生甚至更小的波长。由于大多数材料在EUV和x射线波长下具吸收性，因此图案形成装置形貌上的图案化吸收材料的薄件(例如，在多层反射器的顶部上的TaN吸收器)限定特征将印制(正性抗蚀剂)或不印制(负性抗蚀剂)的位置。

参考图14，照射器IL从源收集器模块SO接收极紫外(EUV)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一个元素(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14中未示出)的EUV辐射系统的部分，所述激光器用于提供用于激发燃料的激光束。得到的等离子体发射输出辐射(例如，EUV辐射)，所述输出辐射使用设置在源收集器模块中的辐射收集器来收集。例如当CO₂激光器用于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分立的实体。

在这些情况下，激光器不视为形成光刻设备的部分，并且辐射束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可以包括配置成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入射到保持在支撑结构(例如，掩模台)MT上的图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且由图案形成装置图案化。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，所述投影系统将束聚焦至衬底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。

所描绘的设备可以用于以下模式中的至少一种模式中：

1.在步进模式中，在将赋予至辐射束的整个图案一次性投影至目标部分C上的同时使支撑结构(例如，掩模台)MT和衬底台WT保持基本上静止(即，单次静态曝光)。接着，使衬底台WT在X和/或Y方向上移位，使得可以曝光不同的目标部分C。

2.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，在给定方向(所谓的“扫描方向”)上同步地扫描支撑结构(例如，掩模台)MT和衬底台WT(即，单次动态曝光)。可以由投影系统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，掩模台)MT的速度和方向。

3.在另一模式中，在将赋予至辐射束的图案投影至目标部分C上的同时，使保持可编程图案形成装置的支撑结构(例如，掩模台)MT保持基本上静止，并且移动或扫描衬底台WT。在这样的模式下，通常采用脉冲辐射源且可编程图案形成装置按需要在衬底台WT的每个移动之后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间更新。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。

另外，光刻设备可以属于具有两个或更多个台(例如，两个或更多个衬底台、两个或更多个图案形成装置台和/或衬底台和不具有衬底的台)的类型。在这样的“多平台”装置中，可以并行地使用额外的台，或可以在一个或更多个台上进行预备步骤，同时将一个或更多个其它台用于曝光。例如，在全文以引用的方式并入本文中的美国专利号5,969,441中描述双平台光刻设备。

图15更详细地示出设备1000，所述设备包括源收集器模块SO、照射系统IL和投影系统PS。源收集器模块SO被构造且布置成使得可以在源收集器模块SO的围封结构220中维持真空环境。可以由放电产生等离子体源形成EUV辐射发射等离子体210。可以由气体或蒸汽(例如，Xe气体、Li蒸汽或Sn蒸汽)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，由引起至少部分地离子化等离子体的放电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。如在本领域中已知，本文中进一步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的辐射可以从光栅滤波器240反射，以沿由点虚线“O”指示的光轴聚焦于虚拟源点IF中。虚拟源点IF通常称作中间焦点，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，所述照射系统可以包括琢面场反射镜装置22和琢面光瞳反射镜装置24，所述琢面场反射镜装置和琢面光瞳反射镜装置被布置成在图案形成装置MA处提供辐射束21的期望的角分布，以及在图案形成装置MA处提供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时，形成经图案化的束26，并且由投影系统PS经由反射元件28、30将经图案化的束26成像至由衬底台WT保持的衬底W上。

通常可以在照射光学器件单元IL和投影系统PS中存在比所示出的元件更多的元件。依赖于光刻设备的类型，光栅滤波器240可以可选地存在。另外，可以存在比各图所示出的反射镜更多的反射镜，例如，在投影系统PS中可以存在比图15所示出的反射元件多1至6个的额外的反射元件。

如图15所图示的收集器光学器件CO描绘是具有掠入射反射器253、254和255的巢状式收集器，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期望地结合放电产生等离子体源(常常称为DPP源)来使用。替代地，源收集器模块SO可以是LPP辐射系统的部分。

本文中所使用的术语“投影系统”应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、反射、折反射、磁性、电磁和静电型光学系统或其任何组合。

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加投影系统的数值孔径。本文中所使用的术语“浸没”不意味着诸如衬底之类的结构必须浸没在液体中，而是仅意味着液体在曝光期间位于投影系统与衬底之间。

本文中所公开的概念可以用于对涉及光刻设备的器件制造过程进行模拟或数学建模，并且可以在使用能够产生大小越来越小的波长的新兴成像技术的情况下尤其有用。已经在使用中的新兴技术包括能够由使用ArF激光器来产生193nm波长且甚至能够由使用氟激光器来产生157nm波长的深紫外(DUV)光刻。此外，EUV光刻能够产生在5nm至20nm范围内的波长。

虽然本文中所公开的概念可以用于在诸如硅晶片之类的衬底上的装置制造，但应理解，所公开的概念可以供任何类型的光刻成像系统使用，例如用于在除硅晶片以外的衬底上的成像的光刻成像系统。

上文提及的图案形成装置包括或可以形成设计布局。可以利用CAD(计算机辅助设计)过程来产生设计布局。这种过程通常称为EDA(电子设计自动化)。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。由处理和设计限制设置这些规则。例如，设计规则限定电路装置(诸如闸、电容器等)或互联机之间的空间容许度，以便确保电路装置或线彼此不会以不期望的方式相互作用。设计规则限制通常称作“临界尺寸(CD)”。可以将电路的临界尺寸限定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确定所设计的电路的总大小和密度。当然，集成电路制造中的目标中的一个为(经由图案形成装置)在衬底上如实地再现原始电路设计。

如本文中所所采用的术语“掩模”或“图案形成装置”可以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；术语“光阀”也可以用于这种情境下。除经典掩模(透射或反射；二元、相移、混合等)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。这种装置的示例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使入射辐射反射为衍射辐射，而未寻址区域使入射辐射反射为非衍射辐射。在使用适当滤波器的情况下，可以从反射束滤出所述非衍射辐射，从而仅留下衍射辐射；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。可以例如从以引用方式并入本文中的美国专利号5,296,891和5,523,193搜集到关于这样的反射镜阵列的更多信息。

-可编程LCD阵列。以引用方式并入本文中的美国专利号5,229,872中给出这种构造的示例。

如提及的，光刻蚀刻术是制造诸如IC之类的器件的重要步骤，在光刻蚀刻术中形成在衬底上的图案限定IC的功能元件，诸如微处理器、存储器芯片等。类似光刻技术也用于形成平板显示器、微机电系统(MEMS)和其它装置。

根据分辨率公式CD＝k₁×λ/NA，印制尺寸小于光刻设备的经典分辨率极限的特征的过程通常称作低k₁光刻，其中，λ是所使用的辐射的波长(当前在大多数情况下是248nm或193nm)，NA是光刻设备中的投影光学器件的数值孔径，CD是“临界尺寸”(通常是所印制的最小特征大小)，并且k₁是经验分辨率因子。通常，k₁越小，则在衬底上再现类似于由电路设计者规划的形状和尺寸以便实现特定电功能性和性能的图案变得越困难。为了克服这些困难，将复杂的微调步骤应用于光刻设备和/或设计布局。这些步骤包括例如但不限于NA和光学相干设置的优化、自定义照射方案、相移图案形成装置的使用、设计布局中的光学接近校正(OPC，有时也称作“光学和过程校正”)，或通常限定为“分辨率增强技术”(RET)的其它方法。

作为示例，OPC处理如下事实：投影于衬底上的设计布局的图像的最终大小和放置将不相同于或简单地仅依赖于设计布局在图案形成装置上的大小和放置。本领域技术人员应认识到，尤其在光刻模拟/优化的情境下，术语“掩模”/“图案形成装置”和“设计布局”可互换地使用的，这是因为：在光刻模拟/优化中，不必使用实体图案形成装置，而可以使用设计布局以表示实体图案形成装置。对于存在于一些设计布局上的小特征大小和高特征密度，给定特征的特定边缘的位置将在某种程度上受其它邻近特征的存在或不存在影响。这些接近范围效应产生于从一个特征联接至另一特征的微量辐射和/或非几何光学效应，诸如衍射和干涉。类似地，接近范围效应可以产生于在通常在光刻之后的曝光前焙烤(PEB)、抗蚀剂显影和蚀刻期间的扩散和其它化学效应。

为了帮助确保设计布局的投影图像是根据给定目标电路设计的要求，可以使用设计布局的复杂数值模型、校正或预变形来预测和补偿接近效应。文章“Full-ChipLithography Simulation and Design Analysis-How OPC Is Changing IC Design”(C.Spence,Proc.SPIE，第5751卷，第1至14页(2005))提供当前“基于模型的”光学接近校正过程的概述。在典型的高端设计中，设计布局的几乎每个特征都具有某种修改，以便实现投影图像至目标设计的高保真度。这些修改可以包括边缘位置或线宽的移位或偏置，以及旨在辅助其它特征的投影的“辅助”特征的应用。

应用OPC通常不是“精密的科学”，而是不总是补偿所有可能接近效应的经验迭代过程。因此，应通过设计检查(即，使用经校准的数值过程模型的密集型全芯片模拟)来验证OPC的效应(例如，在应用OPC和任何其它RET之后的设计布局)，以便使将设计缺陷创建至图案形成装置图案中的可能性最小化。

OPC和全芯片RET验证两者可以基于如(例如)美国专利申请公开号US2005-0076322和Y.Cao等人的名称为“Optimized Hardware and Software For Fast,Full ChipSimulation”(Proc.SPIE，第5754卷，405(2005年))的文章中描述的数值建模系统和方法。

一个RET涉及设计布局的全局偏差的调整。全局偏差为设计布局中的图案与旨在印制于衬底上的图案之间的差。例如，25nm直径的饼图案可以由设计布局中的50nm直径图案或由设计布局中的20nm直径图案但以高剂量而印制于衬底上。

除了对设计布局或图案形成装置的优化(例如，OPC)以外，也可以与图案形成装置优化联合地或分离地优化照射源，以致力于改善总光刻保真度。术语“照射源”和“源”在该文件中可互换使用。如所已知，诸如环形、四极和双极的离轴照射是用于分辨图案形成装置中所包括的精细结构(即，目标特征)的经证实方式。然而，相比于传统照射源，离轴照射源通常提供针对空间图像(AI)的较小辐射强度。因此，变得期望尝试优化照射源以在较精细分辨率与经减小的辐射强度之间实现最优平衡。

例如，可以在Rosenbluth等人的名称为“Optimum Mask and Source Patterns toPrint A Given Shape”(Journal of Microlithography,Microfabrication,Microsystems 1(1)，第13至20页(2002))的文章中找到许多照射源优化方法。将光源分割成若干区，所述区中各项对应于光瞳光谱的某一区。接着，将源分布假定是在每个源区中为均一的，并且针对过程窗口来优化每个区的亮度。在Granik的名称为“SourceOptimization for Image Fidelity and Throughput”(Journal of Microlithography,Microfabrication,Microsystems 3(4)，第509至522页(2004年))的论文所阐述的另一示例中，概述若干现有源优化方法，并且提议将源优化问题转换成一系列非负最小二乘优化的基于照射器像素的方法。

对于低k₁光刻，源和图案形成装置两者的优化适用于确保用于临界电路图案的投影的可用过程窗口。一些算法在空间频域中将照射离散成独立光源点且将图案形成装置图案离散成衍射阶，并且基于可以由光学成像模型从光源点强度和图案形成装置衍射阶而预测的过程窗口指标(诸如，曝光宽容度)来分离地公式化成本函数(其限定为选定设计变量的函数)。如本文中所使用的术语“设计变量”包括设备或器件制造过程的参数集合，例如光刻设备的使用者可以调整的参数，或使用者可以通过调整那些参数而调整的图像特性。应了解，器件制造过程的任何特性(包括源、图案形成装置、投影光学器件的特性和/或抗蚀剂特性)可以在优化中的设计变量当中。成本函数常常为设计变量的非线性函数。接着使用标准优化技术来最小化成本函数。

在由此以全文引用方式并入的共同让与的PCT专利申请公开号WO2010/059954中描述允许在不具有约束的情况下且在可执行时间量内使用成本函数来同时优化源和图案形成装置(设计布局)的源和图案形成装置优化方法和系统。

在由此以全文引用方式并入本文中的美国专利申请公开号2010/0315614描述涉及通过调整源的像素而优化源的另一源和掩模优化方法和系统。

在以下经编号的方面中描述根据本发明的另外的实施例：

1.一种方法，包括：

使用计算机从光刻过程或由所述光刻过程处理的衬底测量的结果确定来自独立源的贡献；

其中使用多个不同衬底测量选配方案来测量所述结果。

2.根据方面1所述的方法，还包括减小所述结果的多个尺寸。

3.根据方面2所述的方法，其中，减小所述多个尺寸包括使用主成分分析(PCA)。

4.根据方面1至3中任一项所述的方法，其中，所述结果是所述贡献的线性组合。

5.根据方面1至4中任一项所述的方法，还包括将所述贡献编译成矩阵。

6.根据方面1至5中任一项所述的方法，其中，所述结果包括从多个不同部位获得的重叠值。

7.根据方面1至6中任一项所述的方法，其中，所述衬底测量选配方案在所述衬底测量选配方案进行的测量的参数、或在由衬底测量选配方案测量的图案的参数方面不同。

8.根据方面1至7中任一项所述的方法，其中，所述贡献包括来自由所述衬底测量选配方案测量的特性的真值的贡献。

9.根据方面8所述的方法，还包括识别来自所述真值的所述贡献。

10.根据方面9所述的方法，还包括根据来自所述真值的所述贡献确定所述真值。

11.根据方面9至10中任一项所述的方法，其中，识别来自所述真值的所述贡献包括利用其它数据进行验证。

12.根据方面9至10中任一项所述的方法，其中，识别来自所述真值的所述贡献包括发现所述贡献中的哪一个在所述多个衬底测量选配方案中是一致的。

13.根据方面1至7中任一项所述的方法，还包括根据所述贡献来确定所述衬底测量选配方案的准确度。

14.一种计算机程序产品，包括其上记录有指令的计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施根据方面1至13中任一项所述的方法。

X.一种确定来自统计学独立源的量测贡献的方法，包括：在半导体晶片上的至少一个测量部位处提供多个测量，其中，在每个测量时修改量测工具的特性，或修改在所述测量部位处的半导体晶片的特性，或这两者；基于多个测量来确定来自统计学独立源的贡献；确定指示所述统计学独立源的变化的方式的参数；通过选择所述统计学独立源或其组合来确定来自统计学独立源的量测贡献，其中，所述参数低于所选贡献的阈值。

如本文中所使用的术语“投影光学器件”应广义地解释为涵盖各种类型的光学系统，包括例如折射型光学器件、反射型光学器件、孔和折射反射型光学器件。术语“投影光学器件”也可以包括根据这些设计类型中任一个操作的部件以用于共同地或单个地引导、成形或控制投影辐射束。术语“投影光学器件”可以包括光刻设备中的任何光学部件，而不管光学部件在光刻设备的光学路径上位于何处。投影光学器件可以包括用于在来自源的辐射通过图案形成装置之前成形、调整和/或投影所述辐射的光学部件，和/或用于在所述辐射通过图案形成装置之后成形、调整和/或投影所述辐射的光学部件。投影光学器件通常不包括源和图案形成装置。

虽然上文可以具体地参考在光学光刻术的情境下对实施例的使用，但应了解，本发明的实施例可以用于其它应用(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至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出抗蚀剂，从而在其中留下图案。因此，使用压印技术的光刻设备通常包括用于保持压印模板的模板保持器、用于保持衬底的衬底台和一个或更多个致动器，所述一个或更多个致动器用于造成衬底与压印模板之间的相对移动使得可以将压印模板的图案压印至衬底的层上。

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

1.一种确定来自统计学独立源的量测贡献的方法，包括：

提供在多个测量设置的情况下从统计学独立源获得的多个贡献，

根据所述贡献确定量测贡献，其中，所述量测贡献是随着所述测量设置变化而具有最小依存性的所述贡献。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在半导体晶片上的至少一个测量部位处获得所述多个测量设置。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在每个测量设置的情况下，修改量测工具的特性。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在每个测量设置的情况下，修改所述半导体晶片在所述测量部位处的特性。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定量测贡献包括：确定指示所述统计学独立源的变化的方式的参数。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，在指示所述统计学独立源的变化的方式的所述参数的低于阈值的值处，选择随着所述测量设置变化而具有最小依存性的所述贡献。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，由用户输入确定所述阈值。

8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述测量设置是所述量测工具的波长。

9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，经由独立成分分析获得提供来自统计学独立源的多个贡献。

10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，确定所述量测贡献包括：至少两个量测贡献的线性组合。

11.一种确定光刻过程的所关注的参数的方法，其中，从根据权利要求1所述的量测贡献确定所述所关注的参数。

12.根据任一前述权利要求所述的方法，包括将所述方法内联为半导体器件制造过程的一部分。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

将所述至少一个目标曝光于衬底上，

执行所述测量步骤，以及

在校正后续衬底上的后续曝光步骤时，使用经校正的所关注的参数值或与优选的测量设置相对应的所关注的参数。

14.一种计算机程序，包括程序指令，所述程序指令当运行于合适的设备上时能够操作以执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。

15.一种非暂时性计算机程序载体，包括根据权利要求14所述的计算机程序。