CN118382841A - 周围图案和过程感知量测 - Google Patents

Abstract

公开了用于设计标记的方法和系统，所述标记用于在光刻设备中使用光刻过程将图案成像在衬底上。该方法包括：获得标记构造，获得与标记构造相关联的几何参数的空间变化，以及基于标记的空间变化和空间位置确定标记的各个图案的几何形状设计。

Description

周围图案和过程感知量测

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年12月9日提交的EP申请21213572.7的优先权，该申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本文的描述涉及光刻过程中的产品的量测，并且更具体地，涉及设计量测目标。

背景技术

光刻设备是一种被构造为将期望图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造中。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如，掩模)的图案(通常也称为“设计布局”或“设计”)投影到设置在衬底(例如，晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)的层上。该制造过程可以被称为图案化过程或光刻过程。例如，智能手机中的IC芯片可以与人的拇指一样小，并且可能包括超过20亿个晶体管。制造IC是复杂且耗时的过程，其中电路部件位于不同的层中，并包括数百个单独的步骤。即使是一个步骤中的错误也有可能导致最终IC出现问题，并可能导致器件故障。高过程产率和高晶片产量可能由于缺陷的存在而受到影响，尤其在需要操作员干预以检查缺陷的情况更是如此。

量测过程被使用在图案化过程期间的各个步骤处，以监控和/或控制该过程。例如，量测过程用于测量衬底的一个或多个特性，诸如在图案化过程期间形成在衬底上的特征的相对位置(例如，配准、重叠、对准等)或尺寸(例如，线宽、临界尺寸(CD)、厚度等)，使得例如可以根据一个或多个特性确定图案化过程的性能。如果一个或多个特性是不可接受的(例如，在(多个)特性的预定范围之外)，则可以例如基于一个或多个特性的测量结果来设计或改变图案化过程的一个或多个变量，使得通过图案化过程制造的衬底具有可接受的(多个)特性。

发明内容

在一些实施例中，提供了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具有指令，所述指令当被计算机执行时使所述计算机执行用于标记设计的方法，所述标记设计用于在光刻设备中使用光刻过程将图案成像在衬底上。所述方法包括：获得标记构造；获得与所述标记构造相关联的几何参数的空间变化，其中所述空间变化与光刻过程相关联；和基于标记的所述空间变化确定所述标记的各个图案的几何形状设计。

在一些实施例中，提供了一种用于标记设计的方法，所述标记设计用于在光刻设备中使用光刻过程将图案成像在衬底上。所述方法包括：获得标记构造；获得与所述标记构造相关联的几何参数的空间变化，其中所述空间变化与光刻过程相关联；和基于标记的所述空间变化确定所述标记的各个图案的几何形状设计。

在一些实施例中，提供了一种用于标记设计的设备，所述标记设计用于在光刻设备中使用光刻过程将图案成像在衬底上。所述设备包括：存储器，所述存储器存储指令的集合；和处理器，所述处理器被配置为执行所述指令的集合，以使所述设备执行以下方法：获得标记构造；获得与所述标记构造相关联的几何参数的空间变化，其中所述空间变化与光刻过程相关联；和基于标记的所述空间变化确定所述标记的各个图案的几何形状设计。

附图说明

图1是根据实施例的光刻投影设备的示意图。

图2示意性地描绘了光刻单元或光刻簇的实施例。

图3A是根据实施例的用于在使用提供特定照射模式的第一对照射孔来测量目标的测量设备(例如，量测设备)的示意图。

图3B是根据实施例的针对给定照射方向的目标的衍射光谱的示意性细节。

图3C是根据实施例的在使用用于基于衍射的重叠测量的测量设备时的提供另外照射模式的第二对照射孔的示意图。

图3D是根据实施例的在使用用于基于衍射的重叠测量的测量设备时的提供另外照射模式的、组合第一对孔和第二对孔的第三对照射孔的示意图。

图3E描绘了根据实施例的多周期性结构(例如，多光栅)目标的形式和衬底上的测量斑点的轮廓。

图3F描绘了在图3A的设备中获得的图3E的目标的图像。

图4A、图4B和图4C包括根据实施例的可用于设计本文公开的目标的示例性目标设计方法的不同方面的流程图。

图5是根据实施例的用于基于标记的局部几何形状来设计标记的系统的框图。

图6A和图6B是根据实施例的基于标记的局部几何形状设计标记的方法的流程图。

图7示出了根据实施例的标记的示例性虚设过程。

图8是图示可以帮助实现本文公开的系统和方法的计算机系统的框图。

图9示出了根据实施例的光刻过程或图案化模拟方法的流程。

具体实施方式

量测是用于测量衬底的一个或多个特性(诸如，在图案化过程期间在衬底上形成的特征的相对位置(例如，配准、重叠、对准等)或尺寸(例如，线宽、临界尺寸(CD)、厚度等))的过程，使得例如可以根据一个或多个特性确定图案化过程的性能。量测目标(也称为“量测标记”或“标记”)(诸如重叠(OVL)标记、对准标记或其他标记(基准))可以用于获得测量结果。量测标记基于一个或多个光刻过程参数而被构造或设计。量测标记中可以具有多个单独的图案(例如，周期性结构，诸如光栅)。模拟模型可以用于设计或优化量测标记，或用于确定量测标记的测量性能(例如，使用量测标记所获得的测量结果的准确度)。然而，设计测量标记的传统方法效率低下。例如，传统方法在优化量测标记时使用标称几何参数(例如，针对作为整体的量测标记的几何参数，或仅针对量测标记的一部分的几何参数)，而不考虑标记间几何变化或周围图案(例如，在量测标记的特定邻近范围内的图案)。例如，在由传统方法模拟的量测标记中，设定每个单个图案可以具有相同的几何参数(诸如，侧壁角、蚀刻深度、CD、节距等)。然而，在实践中，标记内的各个图案的几何参数存在变化。该变化可能由制造量测标记的一个或多个制造过程(例如，沉积、蚀刻、CMP、光刻等)导致。各个图案的几何参数的变化、或周围图案的存在或不存在可能对标记的测量性能产生显著影响。因此，在没有进行这些考虑的情况下设计的量测标记可能具有非最佳设计，这可能导致获得不准确的测量结果，这又可能影响制造过程的良率。

根据本公开，通过考虑标记的局部几何形状(例如，标记的每个单个图案的几何参数的空间变化)来设计(或优化)标记(例如，量测标记)。设计方法还可以考虑标记在目标设计布局(例如，全芯片设计布局)内的空间位置，或标记的周围图案的存在或不存在。在一些实施例中，模拟模型用于设计标记，模拟标记的测量性能，并基于测量性能优化标记。例如，使用基于输入目标设计布局和光刻过程的过程参数来模拟目标设计布局(例如，针对整个集成电路的目标设计布局，也称为“全芯片设计布局”)的模拟模型来生成目标设计布局。然而，所模拟的全芯片设计布局中的量测标记可能不是基于标记内变化(例如，组成标记的各个图案的几何参数的空间变化)而被优化的，由于所述标记内变化没有被模拟模型考虑用于优化全芯片设计布局。因此，在目标设计布局中识别具有待被优化的量测标记的粗网格，并对粗网格进行插值，以提取量测标记的每个单个图案的几何参数的空间变化。基于所提取的几何参数、量测标记在目标设计布局中的空间位置、或量测标记的周围图案中的至少一项重构量测标记。测量模拟模型可以模拟使用经重构的量测标记(例如，本应使用量测工具获得量测标记)获得的测量参数(例如，光学测量参数)。在一些实施例中，基于所模拟的测量参数来计算指示测量性能的关键性能指标(KPI)，并且迭代地优化量测标记，直到KPI被优化。在一些实施例中，调整量测标记包括调整标记的各个图案的几何形状设计(例如，临界尺寸、节距、或子分段)。

图1示意性地描绘了根据一个或多个实施例的光刻设备。该设备包括：

照射系统(照射器)IL，其被配置为调节辐射束B(例如，UV辐射、DUV辐射)；

第一物体保持件或支撑结构(例如，掩模台)MT，其被构造成支撑图案形成装置(例如，掩模)MA并且连接到第一定位器PM，第一定位器PM被配置为根据特定参数准确地定位图案形成装置；

第二物体保持件(诸如，衬底保持件或衬底台(例如，晶片台)WT)，其被构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W并且连接到第二定位器PW，第二定位器PW被配置为根据特定参数准确地定位衬底；以及

投影光学系统(例如，折射投影透镜系统)PS，其被配置为将通过图案形成装置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。

照射系统可以包括用于引导、整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、或其他类型的光学部件、或其任意组合。

支撑结构以依赖于图案形成装置的取向、光刻设备的设计以及其他条件(诸如，例如图案形成装置是否保持在真空环境中)的方式保持图案形成装置。支撑结构可以采用机械、真空、静电或其他夹持技术来保持图案形成装置。支撑结构可以是框架或者台，例如所述支撑结构可以根据需要而是固定的或者可移动的。支撑结构可以确保图案形成装置在例如相对于投影系统的期望位置处。对本文中术语“掩模版”或“掩模”的任何使用可以被视为与更上位的术语“图案形成装置”同义。

本文中使用的术语“图案形成装置”应当被广义地理解为是指能够用于将图案赋予在辐射束的横截面上，使得在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分上的期望图案完全相对应(例如，如果该图案包括相移特征或所谓的辅助特征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定功能层相对应，诸如集成电路。

图案形成装置可以是透射型的或反射型的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列、以及可编程LCD面板。掩模在光刻中是众所周知的，并且包括诸如二元、交替式相移和衰减式相移的掩模类型，以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的示例使用小反射镜的矩阵布置，所述小反射镜中的每个小反射镜可以被单独地倾斜，以便使入射辐射束在不同方向上反射。被倾斜的反射镜在由反射镜矩阵反射的辐射束中赋予图案。

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”的任何使用可以与更上位的术语“投影系统”同义。

如本文所描述的，该设备是透射型的(例如，采用透射型掩模)。替代地，该设备可以是反射型的(例如，采用如上所述的可编程反射镜阵列类型，或采用反射型掩模)。

光刻设备可以是具有两个衬底台(双台)或更多个衬底台(和/或两个或更多个支撑结构)的类型。在这样的“多台”机器中，可以并行地使用附加的台/支撑结构，或者可以在一个或多个台/支撑结构上执行准备步骤的同时，将一个或多个其他的台/支撑结构用于进行曝光。

参考图1，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离的实体。在这样的情况下，不认为源形成了光刻设备的一部分，并且辐射束是借助于包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD而从源SO传递至照射器IL。在其他情况下，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连同束传递系统BD(在需要时)可以被称为辐射系统。

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AD。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(通常分别被称为σ-外部和σ-内部)。另外，照射器IL可以包括各个其它部件，诸如积分器IN和聚光器CO。照射器可以被用于调节辐射束，以在其横截面中具有期望的均一性和强度分布。

辐射束B入射到被保持在支撑结构(例如，掩模台)MT上的图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且被图案形成装置图案化。在穿过图案形成装置MA之后，辐射束B穿过投影系统PS，所述投影系统PS将束聚焦到衬底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，干涉量测装置、线性编码器或电容性传感器)，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，例如在从掩模库机械获取之后，或在扫描期间，可以使用第一定位器PM和另一位置传感器(图1中未明确描绘)以相对于辐射束B的路径准确地定位图案形成装置MA。通常，可以借助于形成第一定位器PM的部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)来实现支撑结构MT的移动。类似地，可以使用形成第二定位器PW的部分的长行程模块和短行程模块来实现衬底台WT的移动。在步进器(相对于扫描器)的情况下，支撑结构MT可以仅连接至短行程致动器，或可以是固定的。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MA与衬底W。虽然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。

所描述的设备可以用于以下模式中的至少一种。

1.在步进模式中，在将支撑结构MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单次静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移位，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单次静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。

2.在扫描模式中，在对支撑结构MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上(即，单次动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构MT的速度和方向可以是通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特性来确定的。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单次动态曝光中所述目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分的高度(沿所述扫描方向)。

3.在另一模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲式辐射源，并且在所述衬底台WT的每次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述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(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。

也可以采用如上所描述的使用模式的组合和/或变型，或者完全不同的使用模式。

如图2所示，光刻设备LA可以形成光刻单元LC(有时也称为光刻元或簇)的一部分，所述光刻单元LC还可以包括在衬底上执行预曝光和后曝光过程的设备。通常，这些设备包括用于沉积一个或多个抗蚀剂层的一个或多个旋涂器SC、用于显影经曝光的抗蚀剂的一个或多个显影剂DE、一个或多个激冷板CH和/或一个或多个烘烤板BK。衬底输送装置或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取一个或多个衬底，在不同处理设备之间移动衬底，然后将衬底输送到光刻设备的装载台LB。这些通常也统称为轨道的设备受轨道控制单元TCU的控制，轨道控制单元TCU本身受管理控制系统SCS控制，管理控制系统SCS还经由光刻控制单元LACU控制光刻设备。因此，可以操作不同的设备以使产量和处理效率最大化。

为了正确且一致地曝光由光刻设备曝光的衬底，和/或为了监控包括至少一个图案转印步骤(例如，光学光刻步骤)的图案化过程(例如，器件制造过程)的一部分，期望检查衬底或其他物体以测量或确定一个或多个性质，诸如对准、重叠(例如，可以是重叠的层中的结构之间的重叠，或同一层中的通过例如双重图案化过程而被单独地提供到所述层的结构之间的重叠)、线厚度、临界尺寸(CD)、聚焦偏移、材料性质等。相应地，光刻单元LC所位于的制造设置还典型地包括量测系统MET，所述量测系统MET测量还典型地包括量测系统MET，其测量已经在光刻单元中进行处理的衬底W中的一些或全部衬底，或测量光刻单元中的其他物体。量测系统MET可以是光刻单元LC的一部分，例如量测系统MET可以是光刻设备LA的一部分(诸如对准传感器AS)。

例如，一个或多个测量参数可以包括，在图案化衬底中或图案化衬底上形成的连续层之间的重叠、例如在图案化衬底中或图案化衬底上形成的特征的临界尺寸(CD)(例如，临界线宽)、光学光刻步骤的聚焦或聚焦误差、光学光刻步骤的剂量或剂量误差、光学光刻步骤的光学像差，等等。可以对产品衬底本身的目标和/或在衬底上提供的专用量测目标执行这种测量。可以在抗蚀剂的显影之后、但在蚀刻之前执行测量，或可以在蚀刻之后执行测量。

存在用于对在图案化过程中形成的结构进行测量的各种技术，包括使用扫描电子显微镜、基于图像的测量工具和/或各种专用工具。如上所述，一种快速且非侵入式的专用量测工具正是将辐射束引导到衬底表面上的目标上，并测量散射束(衍射束/反射束)的性质的量测工具。通过评估由衬底散射的辐射的一个或多个性质，可以确定衬底的一个或多个性质。这可以称为基于衍射的量测。这种基于衍射的量测的一个这样的应用是对目标内的特征不对称性的测量。例如，这可以用作重叠的测度，但其他应用也是已知的。例如，可以通过比较衍射光谱的相对部分(例如，比较周期性光栅的衍射光谱中的-1阶和+1阶)来测量不对称性。这可以如上所述来完成，以及如例如在美国专利申请公开US2006-0066855中所描述的完成，该申请通过引用整体并入本文。基于衍射的量测的另一应用是对目标内的特征宽度(CD)的测量。这样的技术可以使用下文描述的设备和方法。

因此，在器件制造过程(例如，图案化过程或光刻过程)中，衬底或其他物体可能在过程期间或之后进行各种类型的测量。所述测量可以确定特定衬底是否有缺陷，可以建立对过程中使用的过程和设备的调整(例如，将衬底上的两层对准或将图案形成装置对准衬底)，可以测量过程和设备的性能，或可以用于其他目的。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、机械测量(例如，使用触针的轮廓绘制、原子力显微镜(AFM))和/或非光学成像(例如，扫描电子显微镜(SEM))。如美国专利No.6,961,116(其通过引用整体并入本文)中描述的对准系统采用自参考干涉仪，所述自参考干涉仪产生对准标记的两个重叠且相对旋转的图像，检测使图像的傅立叶变换发生干涉的光瞳平面中的强度，以及从两个图像的衍射阶之间的相位差提取位置信息，所述相位差表现为干涉阶中的强度变化。

量测结果被直接或间接地提供给管理控制系统SCS。如果检测到误差，可以对后续衬底的曝光进行调节(特别是在可以足够迅速和快速地进行检查使得该批次的一个或多个其他衬底仍处于曝光状态的情况下)，和/或可以对所曝光的衬底的后续曝光进行调节。此外，已经曝光的衬底可以被剥离和返工以提高良率，或者被丢弃，从而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进一步曝光。

在量测系统MET内，使用量测设备来确定衬底的一个或多个性质，特别是不同衬底或相同衬底的不同层的一个或多个性质如何在层与层之间变化。如上所述，量测设备可以被集成到光刻设备LA或光刻单元LC中，或者可以是独立装置。

为了实现量测，可以在衬底上提供一个或多个量测目标(也称为“目标”、“量测标记”或“标记”)。在实施例中，目标是专门设计的，并且可以包括周期性结构。在实施例中，目标是器件图案的一部分，例如器件图案的周期性结构。在实施例中，器件图案是存储器器件的周期性结构(例如，双极晶体管(BPT)、位线接点(BLC)等结构)。

在实施例中，衬底上的目标可以包括一个或多个1-D周期性结构(例如，光栅)，所述1-D周期性结构被印制成使得在显影之后，该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多个2-D周期性结构(例如，光栅)，所述2-D周期性结构被印制成使得在显影之后，一个或多个周期性结构由抗蚀剂中的实体抗蚀剂柱或过孔形成。条、柱或过孔可替代地被蚀刻到衬底中(例如，被蚀刻到衬底上的一个或多个层中)。

在实施例中，图案化过程的感兴趣参数中的一个为重叠。可使用暗场散射量测来测量重叠，其中阻挡零阶折射(对应于镜面反射)，并且仅处理高阶。可在PCT专利申请公开号为WO 2009/078708和WO 2009/106279中找到暗场量测的示例，它们通过引用整体并入本文。美国专利申请公开US2011-0027704、US2011-0043791和US2012-0242970中已描述该技术的进一步开发，它们通过引用整体并入本文。使用折射阶的暗场检测的基于折射的重叠实现对较小目标的重叠量测。这些目标可以小于照射斑点且可以被衬底上的器件产品结构围绕。在实施例中，可以在一次辐射捕捉中测量多个目标。

图3A示意性地示出了适于在实施例中用于测量例如重叠的量测设备。图3B更详细地图示了目标T(包括周期性结构，诸如光栅)和衍射射线。量测设备可以是独立装置，或者可以并入光刻设备LA中(例如，在测量站处)或光刻单元LC中。在整个设备中具有多个分支的光轴由虚线O表示。在该设备中，输出11(例如，源(诸如激光器或氙气灯)或连接到源的开口)发射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而引导到衬底W。这些透镜以4F布置的双序列布置。可以使用不同的透镜布置，只要所述透镜布置会将衬底图像提供到检测器即可。

在实施例中，该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，可以通过限定呈现衬底平面的空间光谱的平面(本文中称为(共轭)光瞳平面)中的空间强度分布，来选择辐射入射到衬底上的角度范围。具体地，这可以通过在作为物镜光瞳平面的后投影图像的平面中，在透镜12与14之间插入适当形式的孔板13来实现。在所示的示例中，孔板13具有不同的形式(被标记为13N和13S)，由此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提供仅是为了便于描述而指定为“北”的方向的离轴照射。在第二照射模式中，孔板13S用于提供类似的但来自标记为“南”的相反方向的照射。通过使用不同的孔可以有其它照射模式。因为期望的照射模式之外的任何不必要的辐射都可能干扰期望的测量信号，所以光瞳平面的其余部分期望是暗的。

如图3B所示，在衬底W与物镜16的光轴O基本上正交的情况下，放置目标T。以偏离轴线O的一角度入射在目标T上的照射射线I产生了零阶射线(实线0)和两个一阶射线(点划线+1和双点划线-1)。在过填充的较小目标T的情况下，这些射线仅是覆盖包括量测目标T和其他特征的衬底的区域的许多平行射线中的一种。由于板13中的孔具有有限的宽度(对于允许有益的光量所需要的)，因此入射射线I实际上将占据一定角度范围，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+1阶和-1阶都将进一步扩散在一定角度范围上，而不是如图所示的单个理想的射线。注意的是，可以设计或调整周期性结构节距和照射角度，使得进入物镜的第一阶射线与中心光轴接近地对准。图3A和图3B中所示的射线被示出为是稍微离轴的，这仅是为了能够在附图中更容易地区分所示的射线。至少由衬底W上的目标衍射的0阶和+1阶被物镜16收集并且引导返回通过棱镜15。

返回到图3A，通过指定标记为北(N)和南(S)的径向相反的孔，示出了第一照射模式和第二照射模式。当入射射线I来自光轴的北侧时，即当通过使用孔板13N而应用第一照射模式时，被标记为+1(N)的+1衍射射线进入物镜16。相反，当通过使用孔板13S而应用第二照射模式时，-1衍射射线(被标记为1(S))是进入透镜16的射线。因此，在实施例中，通过在特定条件下(例如，在旋转目标或改变照射模式或改变成像模式之后)，测量目标两次以分别获得-1衍射阶和+1衍射阶强度来获得测量结果。比较给定目标的这些强度提供了对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(例如，重叠)的指标。在上述的情况中，改变了照射模式。

分束器17将衍射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，使得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/或使强度测量结果归一化。光瞳平面图像还可以用于其他测量目的(诸如重构)，如下文中进一步描述的。

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)上形成衬底W上的目标的图像。在第二测量分支中，孔光阑21设置在与物镜16的光瞳平面共轭的平面中。孔光阑21用于阻挡零阶衍射束，使得仅通过-1或+1的第一阶束形成在传感器23上形成的目标的图像。与由传感器19和23测量的图像相关的数据被输出到处理器和控制器PU，所述处理器和控制器PU的功能将取决于正在执行的测量的具体类型。注意的是，所使用的术语“图像”是广义的。如果仅存在-1阶和+1阶中的一个，则将不会形成这样的周期性结构特征(例如，光栅线)的图像。

图3A中所示的孔板13和光阑21的具体形式仅是示例。在另一实施例中，使用目标的轴上照射，并使用具有离轴孔的孔光阑来使基本上仅一个一阶衍射辐射传递到传感器。在又一实施例中，代替一阶束或除了一阶束之外，可以在测量中使用二阶、三阶和更高阶束(图3A中未示出)。

为了使照射能够适于这些不同类型的测量，孔板13可以包括围绕圆盘形成的多个孔图案，所述圆盘旋转以使期望的图案就位。注意的是，孔板13N或13S用于测量在一个方向上(X方向或Y方向，这取决于设置)取向的目标的周期性结构。对于正交周期性结构的测量，可以实施目标90°和270°的旋转。不同的孔板如图3C和图3D所示。图3C图示了两种其他类型的离轴照射模式。在图3C的第一种照射模式中，孔板13E从相对于前面描述的“北”而被指定为“东”(仅为了描述的目的)的方向提供离轴照射。在图3C的第二种照射模式中，孔板13W用于提供类似的照射，但从标记为“西”的相反方向提供照射。图3D图示了两种其他类型的离轴照射模式。在图3D的第一种照射模式中，孔板13NW从被指定为前面描述的“北”和“西”的方向提供离轴照射。在第二种照射模式中，孔板13SE用于提供类似的照射，但从标记为如前所述的“南”和“东”的相反方向提供照射。这些装置的使用以及该装置的许多其他变型和应用被描述在例如上述先前公开的专利申请出版物中。

图3E描绘了形成在衬底上的示例性复合量测目标T。复合目标包括被紧密地定位在一起的四个周期性结构(在本示例中为光栅)32、33、34、35。在实施例中，可以使周期性结构布局小于测量斑点(即，周期性结构布局是过填充的)。因此，在实施例中，周期性结构被足够紧密地定位在一起，使得它们都处于由量测设备的照射束形成的测量斑点31内。在这种情况下，四个周期性结构因此都被同时照射并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本身是由叠加的周期性结构形成的复合周期性结构(例如，复合光栅)，即周期性结构被图案化在形成在衬底W上的器件的不同层中，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。这种目标的外部尺寸可能在20μm x 20μm内或在16μm x 16μm内。此外，所有的周期性结构都被用于测量特定层对之间的重叠。为了便于目标能够被测量多于一对层，周期性结构32、33、34、35可以具有不同偏置的重叠偏移，以便有利于测量形成有复合周期性结构的不同部分的不同层之间的重叠。因此，衬底上的目标的所有周期性结构将用于测量一对层，并且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对层，其中不同的偏置有利于在层对之间进行区分。

返回图3E，如图所示，周期性结构32、33、34、35的取向也可能不同，从而在X和Y方向上衍射入射辐射。在一个示例中，周期性结构32和34是分别具有偏置+d、-d的X方向周期性结构。周期性结构33和35可以是分别具有偏置+d和-d的Y方向周期性结构。虽然示出了四个周期性结构，但其他实施例可以包括更大的矩阵以获得期望的准确度。例如，9个复合周期性结构的3x 3阵列可以具有偏置-4d、-3d、-2d、-d、0、+d、+2d、+3d、+4d。这些周期性结构的单独图像可以在传感器23所捕获的图像中被识别。

图3F示出了图像示例，该图像可以在图3A的设备中，使用图3E的目标、使用图3D的孔板13NW或13SE而被形成在传感器23上并由传感器23检测。虽然传感器19无法分辨不同的单个周期性结构32至35，但传感器23可以。深色矩形表示传感器上的图像场，在所述图像场内，衬底上的照射斑点31被成像到相应的圆形区域41中。在所述圆形区域41内，矩形区域42-45表示周期性结构32至35的图像。目标可以位于器件产品特征之间而不是位于划线道中，或目标除了位于划线道中之外还可以位于器件产品特征之间。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周可见。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处非常精确地对准，这大大提高了整个测量设备的产量。

一旦识别出周期性结构的单独图像，就可以测量这些单独图像的强度，例如通过对所识别的区域内的选定像素强度值进行平均化或求和。图像的强度和/或其他性质可以被相互比较。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。

在制造过程中，各种过程参数(也称为“几何参数”)的变化可能会对合适的量测目标(或对准目标)的设计产生显著影响，以忠实地反映器件设计。可以改变量测目标或对准目标的这种过程参数可以包括但不限于，侧壁角(由例如蚀刻或显影过程确定)、折射率(器件层或抗蚀剂层的折射率)、厚度(器件层和抗蚀剂的厚度)、入射辐射的频率、蚀刻深度、底部倾斜度、辐射源的消光系数、涂层不对称性(抗蚀剂或器件层的涂层不对称性)、化学机械抛光过程期间的侵蚀度变化，等等。计算技术也可以用于通过量测系统模拟或在目标制造过程模拟(例如，包括使用光刻过程曝光量测目标、显影量测目标、蚀刻目标等)中，限定在例如量测系统MET中使用的量测目标。用于设计量测目标的示例性软件平台包括控制设计(被称为“DFC”)，这将在下文详细描述。以类似的方式，可以限定对准目标。量测目标设计或对准目标设计可以通过各种参数来表征。对于量测目标，这些参数可以是，例如目标系数(TC)、堆叠敏感度(SS)、重叠冲击(OV)等。叠层敏感度可以理解为由于目标(例如，光栅)层之间的衍射引起的信号强度会随着例如重叠的变化而变化多少的测量结果。目标系数可以理解为由测量系统的光子收集变化引起的特定测量时间内的信噪比的测量结果。在实施例中，目标系数也可以被认为是堆叠敏感度与光子噪声的比率；即，信号(即，堆叠敏感度)可以除以光子噪声的测量结果，以确定目标系数。重叠冲击测量作为目标设计的函数的重叠误差的变化。

量测目标设计布局可以指定目标的一个或多个设计参数(例如，几何尺寸)，并且可以指定一个或多个设计参数的其他离散值或值的范围。此外，用户和/或系统可以基于例如目标所期望的光刻过程，对同一层中或层之间的一个或多个设计参数(例如，节距和沟槽宽度之间的关系、节距或沟槽宽度的限制、CD和节距之间的关系(例如，CD小于节距)等)施加一个或多个约束。替代地，可以对已经被指定离散值或范围的一个或多个设计参数，或对一个或多个其他设计参数施加一个或多个约束。潜在的量测目标设计或对准目标设计可以被输入到模拟器，以确定例如一个或多个目标设计的可行性和/或适用性。约束可以包括量测参数约束。例如，在一些量测系统中，系统的物理特性可以设置约束(例如，系统中使用的辐射波长可以约束目标设计的节距)。替代地，约束可以是过程参数约束(例如，依赖于蚀刻类型、显影类型、抗蚀剂类型等的约束)。本文中使用的术语“目标”、“目标光栅”和“目标结构”不要求专门为正在执行的测量提供结构。目标可以包括光栅，例如在衍射测量技术中使用的光栅，但是也可以使用其他目标类型(诸如，基于框中框图像的重叠目标)。量测目标可以用于确定重叠、CD、聚焦、剂量等，并且量测目标设计布局可以使用数据结构(诸如，基于像素的数据结构或基于多边形的数据结构)进行限定。例如，可以使用GDSII数据格式来描述基于多边形的数据结构，所述GDSII数据格式在芯片制造业中相当常见。同样，在不脱离实施例的范围的情况下，可以使用任何合适的数据结构或数据格式。

如上所述，量测目标设计平台(诸如DFC)可以用于设计量测目标。在DFC方法中，光刻过程的各个步骤被建模为单一过程序列，以模拟物理衬底处理。该过程序列驱动以一个整体构建器件几何形状，而不是逐个元素“构建”器件几何形状。在一些实施例中，DFC方法可以是用于自动生成量测目标的高级计算机辅助设计(CAD)工具。一旦光刻过程序列被建模并添加为输入，就可以以有效的方式(例如，无需手动干预或最小的手动干预)设计任意数量的量测目标。量测目标的数量可以是数千个甚至数百万个。光刻过程模型考虑了光刻设备的特性。DFC使用户能够在不受DFC程序的创建者干预的情况下执行设计量测目标的步骤。合适的图形用户界面(GUI)可以进行设置、执行、审查和使用DFC程序的功能。通常，可以不需要与制造工具的特定接口，因为量测目标设计主要局限于模拟领域，而不是实际器件制造领域。

图4A示出了列出DFC方法的主要阶段的流程图。在过程P410中，选择待在光刻过程中使用的材料。可以通过合适的GUI，从与DFC界面连接的材料库中选择材料。在过程P420中，通过输入每个过程步骤并建立整个过程序列的计算机模拟模型来限定光刻过程。在过程P430中，限定量测目标，例如将目标中包括的各种特征的尺寸和其他特性输入DFC程序。例如，如果光栅包括在结构中，则必须限定光栅元件的数量、单个光栅元件的宽度、两个光栅元件之间的节距等。在过程P440中，创建3D几何形状。该步骤还考虑是否存在与多层目标设计相关的任何信息，例如不同层之间的相对偏移。该特征使得能够进行多层目标设计。在过程P450中，所设计的目标的最终几何形状被可视化。如下面将更详细地解释的，不仅最终设计是可视化的，而且当设计者应用光刻过程的各个步骤时，他/她也可以使3D几何结构如何形成，以及如何由于过程诱导的效应而变化可视化。例如，在抗蚀剂图案化之后的3D几何形状不同于在抗蚀剂移除和蚀刻之后的3D几何形状。

本公开的重要方面在于，使目标设计者能够可视化该方法的各阶段，以便于他们在建模和模拟期间进行感知和控制。不同的可视化工具(被称为“查看器”)被内置到DFC软件中。例如，如图4B所示，设计者可以根据所限定的光刻过程和目标查看材料图P460(并且还可以获得运行时间估计图)。一旦创建了光刻模型，设计者就可以通过模型查看器工具P475来查看模型参数。设计布局查看器工具P480可以用于查看设计布局(例如，GDS文件的视觉呈现)。抗蚀剂轮廓查看器工具P485可以用于查看抗蚀剂中的图案轮廓。几何形状查看器工具P490可以用于查看晶片上的3D结构。光瞳查看器工具P495可以用于查看量测工具上的模拟响应。本领域技术人员将理解，这些查看工具可用于在设计和模拟期间增强设计者的理解。这些工具中的一个或多个工具可以不存在于DFC软件的一些实施例中，并且在一些其他实施例中可能存在额外的查看工具。

图4C示出了说明DFC过程如何通过减少被选择用于光刻过程的实际模拟的量测目标的数量来提高整个模拟过程中的效率的流程图。如前所述，DFC使设计者能够设计数千个甚至数百万个设计。并非所有这些设计都可以对过程步骤中的变化具有鲁棒性。为了选择能够承受过程变化的目标设计的子集，光刻机可以有意干扰所限定的光刻过程的一个或多个步骤，如方框P452所示。相对于整个过程序列的最初限定的方式，干扰的引入改变了整个过程序列。因此，应用被干扰的过程序列(方框P454)也改变了设计目标的3D几何形状。光刻机仅选择在原始设计目标中显示非零交替的干扰，并创建所选择的过程干扰的子集(方框P456)。然后，利用该过程干扰的子集来模拟光刻过程(方框P458)。

在设计量测标记时，传统方法可能考虑几何参数对于量测标记是一致的，而未考虑到标记内的几何形状变化或周围图案。然而，从这种量测标记获得的测量结果可能是不准确的，因为单个图案的几何参数变化(例如，由于制造过程变化引起的几何参数变化)，或周围图案的存在或不存在，可能对标记的测量性能产生显著影响。

以下段落至少参考图5和图6A-图6B描述基于标记的局部几何形状来设计标记(例如，量测标记)。

图5是根据本公开的实施例的用于基于标记的局部几何形状来设计标记的示例性系统400的框图。图6A是根据实施例的用于基于标记的局部几何形状来设计标记的示例性方法600的流程图。标记的局部几何形状可以由几何参数在标记内或标记周围的空间变化、标记的空间位置、或标记的周围图案中的一项或多项来表征。

在过程P601，标记设计部件450获得指定标记的标记构造602。在一些实施例中，指定标记可以包括量测标记(例如，光学量测标记)，诸如图3E的目标T。在一些实施例中，标记构造602可以与指定标记在目标设计布局414和标记设计布局408中的空间位置406相关联。空间位置406和标记设计布局408可以例如通过用户或通过任何其他方式而被提供作为标记设计部件450的输入。目标设计布局414可以对应于全芯片(例如IC)的设计布局，所述全芯片的设计布局包括多个标记的最终几何形状设计(例如，该指定标记是所述多个标记中的一个)。目标设计布局414包括用于整个芯片的标记的3D构造。

在一些实施例中，目标设计布局414可以由全芯片设计部件425生成，所述全芯片设计部件425可以通过使用一个或多个预测模型实现，诸如通过使用参考图4A描述的过程实现。在一些实施例中，全芯片设计部件425可以将全芯片设计布局402和光刻过程信息404作为输入，以生成目标设计布局414。全芯片设计布局402可以是基于多边形的数据结构的形式，所述基于多边形的数据结构例如包括为多边形的标记的设计，并使用GDSII数据格式进行描述。光刻过程信息404包括描述光刻过程的各种参数，诸如光刻设备设置；光刻过程中使用的材料；叠层信息(诸如，层数目、层厚度、蚀刻深度等)；用户指定的设计约束(诸如，CD、节距等)；过程信息；或过程变化中的一项或多项。

在过程P602，标记设计部件450获得与标记构造相关联的几何参数的空间变化420。在一些实施例中，几何参数包括层厚度t(x,y)、化学机械抛光凹陷高度d(x,y)、蚀刻侧壁角a(x,y)、光刻-蚀刻CD偏置b(x,y)、蚀刻底部倾斜度s(x,y)、或与光刻过程相关联的其他这样的几何参数。在一些实施例中，标记设计部件450获得指定标记内的几何参数的空间变化420。在一些实施利中，这样的几何参数可以在图案之间变化。在一些实施例中，这样的几何参数可以在单个图案内变化。例如，如果指定标记具有多个周期性结构，诸如图3E的标记T的四个周期性结构(光栅)32-35，则标记设计部件450可以获得该四个周期性结构中的每个周期性结构中的每个图案的几何参数的空间变化420。在一些实施例中，空间变化420是几何参数在与指定标记中的图案坐标相对应的坐标范围(例如，(x1,y1)至(x2,y2))内的分布。在一些实施例中，可以根据测量数据、经验数据或实验数据获得几何参数的空间变化。也可以通过使用模拟光刻过程的模型获得几何参数的空间变化，诸如至少参考图9描述的模型；蚀刻模型、沉积模型、或被配置为确定蚀刻图案、沉积图案和相应图案的特征值(例如，CD、图案放置误差(PPE)、边缘放置误差(EPE)等)的其他相关模型；被配置为对残留物进行建模的CMP模型；用于模拟抗蚀层的抗蚀剂显影过程以获得抗蚀层的显影特性的显影模型；或其他模型。模型可以是机器学习(ML)模型，或可以是非ML模型(例如，物理模型、经验模型、半经验模型)。

在一些实施例中，标记设计部件450可以基于目标设计布局414(例如，由全芯片设计部件425生成的目标设计布局414)来确定几何参数。例如，标记设计部件450可以根据指定标记的空间位置406，通过识别指定标记所在的目标设计布局414中的网格来提取几何参数，然后获得所识别的网格内的几何参数的空间变化420。在一些实施例中，网格的尺寸(例如，面积)大于指定标记的尺寸。由于网格尺寸大于指定标记，所以标记设计部件450可以对网格进行插值(例如，使用已知的插值方法进行插值)，以获得指定标记内的几何参数。几何参数可以在标记中的各个图案之间变化。此外，标记设计部件450还可以获得关于周围图案的信息。例如，该信息可以包括在指定标记的指定邻近区域内存在或不存在图案(例如，量测标记或器件图案)。在一些实施例中，周围图案的存在可能对标记的测量性能产生显著影响，因此标记设计部件450可以在设计指定标记时使用周围图案信息。

在过程P603，标记设计部件450基于几何参数的空间变化420生成标记设计424，所述标记设计424是指定标记的3D构造。在一些实施例中，生成标记设计424包括基于几何参数的空间变化420来确定指定标记的各个图案的几何形状设计。几何形状设计包括指定标记的单个图案的CD、节距或子分段中的一项或多项。虽然基于几何参数的空间变化420生成标记设计424，但标记设计部件450也可以在生成或优化标记设计424时考虑指定标记的周围图案或指定标记的空间位置。这种标记设计424是基于标记的局部几何形状(例如，标记中的单个图案的每个图案的几何参数的空间变化420、指定标记的周围图案、或指定标记的空间位置)进行设计，与使用不考虑标记的局部几何形状的传统方法设计的标记相比，这种标记设计424具有更好的测量性能(更好的测量准确度)。在一些实施例中，生成标记设计424可以包括模拟指定标记的测量性能，并迭代地调整标记的设计，直到测量性能满足阈值性能，如图6B所示。

图6B是根据实施例的优化标记设计的示例性方法650的流程图。在一些实施例中，方法650被执行为图6A的方法600的过程P603的部分。在过程P651，标记设计部件450计算代表关键性能指标(KPI)的成本函数651，所述关键性能指标又指示指定标记的测量性能(例如，光学测量性能)。在一些实施例中，标记设计部件450可以使用预测标记的测量性能(例如，可以使用量测工具的传感器实际获得的测量结果)的传感器预测模拟过程或模型475来计算成本函数651。如上所述，模型475可以模拟由安装在量测工具上的感测系统执行的测量过程，所述量测工具独立于处理设备或与处理设备分离，或被安装在处理设备(例如光刻设备)上。例如，标记设计部件450可以将标记设计424(例如，指定标记的几何形状设计)输入到传感器预测模型475，所述传感器预测模型475在执行时模拟光学测量参数434，所述光学测量参数434可以从测量指定标记的量测工具获得。在一些实施例中，光学测量结果434可以包括(例如，图3A的量测设备的源的)辐射的强度、波长和/或相位、光瞳大小、光瞳中的辐射量，等等。标记设计部件450可以基于光学测量结果434生成一个或多个KPI。例如，一种KPI可以是摆动曲线或颜色与颜色偏差，这是使用不同的源波长获得的测量结果之间的差异。然后，标记设计部件450可以基于光学测量参数(例如，对于特定KPI的光学测量参数)来计算成本函数651。

在过程P652，在一些实施例中，标记设计部件450确定是否满足终止条件。在一些实施例中，当成本函数651被最小化或最大化时，满足终止条件。例如，如果成本函数是诸如颜色与颜色偏差之类的KPI，则当成本函数651被最小化(或低于阈值)时，满足终止条件。在一些实施例中，当满足终止条件时，标记设计424的测量性能被视为令人满意，并且方法650可以通过输出标记设计424而结束。然而，如果不满足终止条件(例如，成本函数651没有被最小化或最大化)，则标记设计部件450可以进行到过程P653以调整标记设计424。

在过程P653，标记设计部件450调整标记设计424以产生经调整的标记设计424’。在一些实施例中，调整标记设计424包括调整几何形状设计，诸如指定标记的图案的CD、节距或子分段中的至少一项。该调整可以在标记的各个图案之间不同或相同。在一些实施例中，调整几何形状设计包括调整指定标记的空间位置(例如，改变指定标记在目标设计布局414中的空间位置)。在一些实施例中，调整几何形状设计包括在两个标记之间的空白空间中添加或调整标记(例如，以最小化由于空白空间引起的光学串扰或光刻过程挑战；该过程通常被称为“虚设”)。例如，如图7所示，标记设计部件450可以在第一标记701和第二标记703之间的空白空间702中添加标记。

优化方法650可以是迭代过程，并且可以迭代地执行，直到满足终止条件。在一些实施例中，当(a)成本函数651被最小化或最大化，(b)方法650(例如，操作P651-P653)被执行达预定迭代次数，或(c)其他这样的条件时，满足终止条件。在方法650结束之后，控制可以转移到方法600的过程P603，所述过程P603输出经调整的标记设计424’作为标记设计424。

虽然上述段落描述了为设计或优化标记而实施的实施例，但除了优化给定标记之外或代替优化给定标记，这些实施例也可以被实施用于监控使用给定标记进行的测量。例如，在基于标记的局部几何形状重构给定标记的标记设计之后(例如，如方法600的过程P603中所描述的，且未对标记的几何形状设计进行任何优化)，标记设计部件450可以基于传感器预测模型475针对给定标记模拟的光学测量结果生成一个或多个KPI。然后，标记设计部件450可以确定KPI与KPI的阈值(例如，给定标记被认为将被优化到的值)之间的差异。该差异(例如，可以计算为百分比)可以被确定为待被应用于使用标记(从量测工具)获得的任何实际测量结果的校正量，以便获得准确的测量结果。例如，如果基于使用标记获得的测量结果而确定的实际KPI是X，并且对KPI的校正被确定为±Y％，则标记设计部件450可以将经校正的KPI输出为X±Y％。

图8是图示计算机系统100的框图，所述计算机系统100可以辅助实现本文公开的系统和方法。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耦接以用于处理信息的处理器104(或多个处理器104和105)。计算机系统100还包括耦接至总线102以用于储存待由处理器104执行的指令和信息的主存储器106，诸如随机存取存储器(RAM)或其它动态储存装置。主存储器106也可以用于在待由处理器104执行的指令的执行期间储存临时变量或其它中间信息。计算机系统100还包括耦接至总线102以用于储存用于处理器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。设置诸如磁盘或光盘的储存装置110，并且将其耦接至总线102以用于储存信息和指令。

计算机系统100可以经由总线102耦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。包括字母数字按键和其它按键的输入装置114被耦接至总线102以用于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是用于将方向信息和命令选择通信至处理器104且用于控制显示器112上的光标移动的光标控制件106，诸如鼠标、轨迹球或光标方向按键。这种输入装置通常具有在两个轴线(即第一轴线(例如，x)和第二轴线(例如，y))上的两个自由度，其允许装置指定在平面中的位置。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中所包含的一个或多个指令的一个或多个序列而执行优化过程的部分。可以将这些指令从诸如储存装置110的另一计算机可读介质读取至主存储器106中。主存储器106中所包含的指令序列的执行使处理器104执行本文中所描述的过程步骤。呈多处理布置的一个或多个处理器也可以被采用来执行主存储器106中所包含的指令序列。在替代实施例中，可代替或结合软件指令而使用硬连线电路系统。因此，本文中的描述不限于硬件电路与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110。易失性介质包括动态存储器，诸如主存储器106。传输介质包括同轴缆线、铜线和光纤，包括包含总线102的电线。传输介质也可以采取声波或光波的形式，诸如在射频(RF)和红外线(IR)数据通信期间所产生的声波或光波。例如，计算机可读介质的常用形式可以包括软盘、软性磁盘、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、如下文描述的载波、或计算机可从其进行读取的任何其他介质。

各种形式的计算机可读介质可被参与到将一个或多个指令的一个或多个序列携载至处理器104以供执行。例如，最初可以将指令承载在远程计算机的磁盘上。远程计算机可以将指令加载至其动态存储器中，并且使用调制解调器通过电话线发送指令。在计算机系统100本地的调制解调器可以接收电话线上的数据，并且使用红外线传输器将数据转换成红外线信号。耦接至总线102的红外线检测器可接收红外线信号中所承载的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从主存储器106检索和执行指令。由主存储器106所接收的指令可以可选地在由处理器104执行之前或之后被储存在储存装置110上。

计算机系统100还优选地包括耦接至总线102的通信接口118。通信接口118提供与连接至局域网络122的网络链路120的双向数据通信耦接。例如，通信接口118可以是综合业务数字网(ISDN)卡或调制解调器，以提供通往对应类型的电话线的数据通信连接。作为另一示例，通信接口118可以是局域网络(LAN)卡以提供通往兼容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118发送和接收电信号、电磁信号或光学信号，所述信号承载表示各种类型的信息的数字数据串流。

网络链路120通常通过一个或多个网络而将数据通信提供至其它数据装置。例如，网络链路120可以通过局域网络122向主机计算机124或由互联网服务提供商(ISP)126运行的数据设备提供连接。ISP 126又通过全球封包数据通信网络(现通常被称作“因特网”128)而提供数据通信服务。局域网络122和因特网128两者都使用承载数字数据串流的电信号、电磁信号或光学信号。经过各种网络的信号和在网络链路120上且经过通信接口118的信号(所述信号将数字数据承载至计算机系统100和从计算机系统100承载数字数据)是输送信息的载波的示例形式。

计算机系统100可以经过网络、网络链路120和通信接口118发送消息和接收包括过程代码的数据。在因特网示例中，服务器130可以通过因特网128、ISP 126、局域网络122和通信接口118而传输用于应用程序的所请求的代码。例如，一个这样的下载应用程序可以被提供用于图示实施例的优化。所接收的代码可以在接收时由处理器104执行，和/或被储存在储存装置110、或其它非易失性储存装置中以供稍后执行。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9示出了用于建模和/或模拟图案化过程的部分的示例性流程图。如将理解的，模型可以表示不同的图案化过程，并且不需要包括下面描述的所有模型。源模型1200表示图案形成装置的照射的光学特性(包括辐射强度分布、带宽和/或相位分布)。源模型1200可以表示照射的光学特性，其包括但不限于数值孔径设置、照射西格玛(σ)设置、以及任何特定照射形状(例如离轴辐射形状(诸如环形、四极、偶极等))，其中σ(或西格玛)是照射器的外部径向范围。

投影光学器件模型1210表示投影光学器件的光学特性(包括由投影光学器件引起的辐射强度分布和/或相位分布的变化)。投影光学器件模型1210可以表示投影光学器件的光学特性，其包括像差、失真、一个或多个折射率、一种或多个物理尺寸、一个或多个物理维度等。

图案形成装置/设计布局模型模块1220捕获设计特征如何在图案形成装置的图案中布局，并且可以包括图案形成装置的物理性质的详细表示，例如如美国专利No.7,587,704中所描述的，该专利通过引用整体并入。在实施例中，图案形成装置/设计布局模型模块1220表示设计布局(例如，与集成电路、存储器、电子器件等的特征相对应的器件设计布局)的光学特性(包括由给定设计布局引起的辐射强度分布和/或相位分布的变化)，其是图案形成装置上的或由图案形成装置形成的特征的布置的表示。由于可以改变光刻投影设备中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光刻投影设备的其余部分的光学性质分开，所述光刻投影设备至少包括照射器和投影光学器件。模拟的目的通常是为准确预测例如边缘放置和CD，然后可以将其与器件设计进行比较。器件设计通常被定义为预OPC图案形成装置布局，并将以诸如GDSII或OASIS的标准化数字文件格式提供。

可以根据源模型1200、投影光学器件模型1210和图案形成装置/设计布局模型模块1220模拟空间图像1230。空间图像(AI)是衬底水平上的辐射强度分布。光刻投影设备的光学性质(例如，照射、图案形成装置、以及投影光学器件的性质)决定了空间图像。

衬底上的抗蚀剂层被空间图像曝光，并且将该空间图像作为其中潜在的“抗蚀剂图像”(RI)而转移到抗蚀剂层上。抗蚀剂图像(RI)可以定义为抗蚀剂在抗蚀剂层中的溶解度的空间分布。可以使用抗蚀剂模型1240根据空间图像1230模拟抗蚀剂图像1250。抗蚀剂模型可以用于根据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No.US2009-0157360中找到，其公开内容通过引用整体并入本文。抗蚀剂模型通常描述在抗蚀剂曝光、曝光后烘烤(PEB)、以及显影期间发生的化学过程的影响，以便预测例如形成在衬底上的抗蚀剂特征的轮廓，因此抗蚀剂模型通常仅与这种抗蚀剂层的性质(例如，在曝光、曝光后烘烤、以及显影期间发生的化学过程的影响)有关。在实施例中，抗蚀剂层的光学性质(例如折射率、膜厚度、传播和偏振效应)可以作为投影光学器件模型1210的部分被捕捉。

因此，通常，光学器件模型与抗蚀剂模型之间的连接是所模拟的抗蚀剂层内的空间图像强度，其根据到衬底上的辐射、抗蚀剂界面处的折射、以及抗蚀剂膜堆叠中的多次反射的投影而得到。辐射强度分布(空间图像强度)通过吸收入射能量而转变为潜在的“抗蚀剂图像”，所述入射能量被漫射过程和各种加载效应进一步修改。对于全芯片应用足够快速的高效模拟方法通过二维空间(和抗蚀剂)图像而近似于抗蚀剂堆叠中的真实三维强度分布。

在实施例中，抗蚀剂图像可以用作后图案转印过程模型模块1260的输入。后图案转印过程模型模块1260定义一个或多个后抗蚀剂显影过程(例如，蚀刻、显影等)的性能。

例如，图案化过程的模拟可以预测抗蚀剂和/或蚀刻图像中的轮廓、CD、边缘放置(例如，边缘放置误差)等。因此，模拟的目的是准确地预测例如印制图案的边缘放置、和/或空间图像强度斜率、和/或CD等。可以将这些值与预期设计进行比较，以例如校正图案化过程，识别预测发生缺陷的位置等。预期设计通常被定义为预OPC设计布局，所述预OPC设计布局可以以标准化数字文件格式(诸如GDSII或OASIS或其他文件格式)提供。

因此，模型公式描述了整个过程的已知物理和化学过程的大部分(如果不是全部)，并且每个模型参数理想地对应于不同的物理或化学效应。因此，模型公式设定了模型可以用于模拟整个制造过程的效果的上限。

虽然本文公开的概念可以用于在诸如硅晶片的衬底上成像，但应理解，所公开的概念可以与任何类型的光刻成像系统一起使用，例如，用于在除了硅晶片之外的衬底上成像的光刻成像系统。

本文中使用的术语“优化的”和“优化”是指或表示调整图案形成装置(例如，光刻设备)、图案化过程等，使得结果和/或过程具有更期望的特性，诸如设计图案在衬底上的投影的更高准确性、更大的过程窗口等。因此，本文中使用的术语“优化的”和“优化”是指或表示识别相比于一个或多个参数的一个或多个值的初始设置，提供了在至少一个相关度量上的改进(例如局部最优)的所述一个或多个参数的一个或多个值的过程。“最优”和其他相关术语应当相应地进行解释。在实施例中，可以迭代地应用优化步骤以提供在一个或多个度量上的进一步改进。

本发明的各方面可以以任何方便的形式实现。例如，实施例可以通过一个或多个适当的计算机程序来实现，所述计算机程序可以承载在适当的载体介质上，所述载体介质可以是有形载体介质(例如，磁盘)或无形载体介质(如，通信信号)。本发明的实施例可以使用合适的设备来实现，所述设备可以具体地采用运行计算机程序的可编程计算机的形式，所述计算机程序被布置成实现如本文中描述的方法。因此，本公开的实施例可以硬件、固件、软件或其任何组合来实现。本公开的实施例还可以实现为储存在机器可读介质上的指令，所述指令可以由一个或多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于以机器(例如，计算装置)可读的形式储存或传输信息的任何机制。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光存储介质；闪存装置；电、光、声或其他形式的传播信号(例如载波、红外信号、数字信号等)等。此外，固件、软件、例程、指令可以在本文中被描述为执行某些动作。然而，应当理解，这样的描述仅仅是为了方便，并且这样的动作实际上是由执行固件、软件、例程、指令等的计算装置、处理器、控制器或其他装置产生的。

可以通过以下条项进一步描述本公开的实施例。

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具有指令，所述指令当被计算机执行时使所述计算机执行用于标记设计的方法，所述标记设计用于在光刻设备中使用光刻过程将图案成像在衬底上，所述方法包括：

获得标记构造；

获得与所述标记构造相关联的几何参数的空间变化，其中所述空间变化与光刻过程相关联；和

基于标记的所述空间变化确定所述标记的各个图案的几何形状设计。

2.根据条项1所述的计算机可读介质，其中还基于所述标记的周围图案确定所述几何形状设计。

3.根据条项1所述的计算机可读介质，其中确定所述几何形状设计包括确定所述标记的各个图案的临界尺寸、节距或子分段中的至少一项。

4.根据条项1所述的计算机可读介质，其中确定所述几何形状设计包括：确定所述标记在待被印制在所述衬底上的目标设计中的空间位置。

5.根据条项1所述的计算机可读介质，其中确定所述几何形状设计包括：基于所预测的测量性能迭代地调整所述几何形状设计。

6.根据条项5所述的计算机可读介质，其中每次迭代包括：

(i)计算成本函数；

(ii)确定所述成本函数是否满足所述指定条件；和

(iii)基于确定所述成本函数不满足所述指定条件来调整所述几何形状设计。

7.根据条项5所述的计算机可读介质，其中迭代地调整所述几何形状设计包括调整所述标记的各个图案的临界尺寸、节距或子分段中的至少一项，或调整所述标记的空间位置。

8.根据条项5所述的计算机可读介质，其中调整所述几何形状设计包括在所述标记周围添加或调整一个或多个图案。

9.根据条项5所述的计算机可读介质，其中所述成本函数包括一个或多个性能指标，所述性能指标指示所述标记的光学测量性能。

10.根据条项5所述的计算机可读介质，其中计算所述成本函数包括：

将所述标记的几何形状设计输入到第一模拟模型，所述第一模拟模型被配置为模拟使用所述标记从测量工具获得的光学测量参数，所述测量工具被配置为测量印制在所述衬底上的图案；

执行所述第一模拟模型以获得所述光学测量参数；和

基于所述光学测量参数计算所述成本函数。

11.根据条项1所述的计算机可读介质，还包括：

基于所述标记的空间位置确定所述标记的各个图案的几何形状设计。

12.根据条项1所述的计算机可读介质，其中所述标记构造包括多个图案，并且每个图案由所述各个图案的临界尺寸、节距或子分段表征。

13.根据条项1所述的计算机可读介质，其中获得所述标记构造包括：

将所述光刻过程的目标设计布局和设计布局变量输入到第二模拟模型，所述第二模拟模型被配置为生成与使用所述光刻过程而被印制在所述衬底上的所述目标设计布局相对应的设计的三维(3D)表示；和

执行所述第二模拟模型以获得模拟结果，所述模拟结果包括所述设计的3D表示。

14.根据条项13所述的计算机可读介质，其中获得所述几何参数的空间变化包括：

在所述目标设计布局中识别具有所述标记的网格，其中所述网格的尺寸大于所述标记的尺寸；和

从所述模拟结果中获得在所述网格上所述几何参数的空间变化。

15.根据条项14所述的计算机可读介质，其中获得所述空间变化包括，对所述网格进行插值以获得所述标记的各个图案中的每个图案的几何参数的空间变化。

16.根据条项14所述的计算机可读介质，其中确定所述几何形状设计包括：

使用所述模拟模型，基于所述几何参数的空间变化和标记设计布局来重构所述标记的各个图案。

17.根据条项16所述的计算机可读介质，其中还基于所述标记的周围图案的特性重构所述各个图案。

18.根据条项1所述的计算机可读介质，其中使用测量数据、经验数据、或实验数据中的至少一项获得所述几何参数的空间变化。

19.根据条项1所述的计算机可读介质，其中所述几何参数包括层厚度、化学机械抛光凹陷高度、蚀刻侧壁角、光刻临界尺寸偏差、或蚀刻底部倾斜度中的至少一项。

20.根据条项1所述的计算机可读介质，其中所述几何参数在各个图案内变化。

21.根据条项1所述的计算机可读介质，还包括：

使用第一模拟模型获得所述标记的测量性能；

使用测量工具执行测量以获得测量信号，所述测量信号包括使用所述标记获得的光学测量参数的集合；和

基于所述测量性能调整所述测量信号。

22.根据条项1所述的计算机可读介质，其中所述标记包括量测标记、重叠标记或对准标记中的至少一项。

23.根据条项1所述的计算机可读介质，还包括：

基于所述标记生成掩模图案，所述掩模图案包括与待被印制在所述衬底上的目标设计布局相对应的图案。

24.根据条项23所述的计算机可读介质，还包括：

使用所述掩模图案执行图案化步骤，以经由所述光刻过程在所述衬底上印制图案。

25.一种用于标记设计的计算机实施方法，所述标记设计用于在光刻设备中使用光刻过程将图案成像在衬底上，所述方法包括：

获得标记构造；

获得与所述标记构造相关联的几何参数的空间变化，其中所述空间变化与光刻过程相关联；和

基于标记的所述空间变化确定所述标记的各个图案的几何形状设计。

26.根据条项25所述的方法，其中还基于所述标记的周围图案确定所述几何形状设计。

27.根据条项25所述的方法，其中确定所述几何形状设计包括确定所述标记的各个图案的临界尺寸、节距或子分段中的至少一项。

28.根据条项25所述的方法，其中确定所述几何形状设计包括确定所述标记在待被印制在所述衬底上的目标设计中的空间位置。

29.根据条项25所述的方法，其中确定所述几何形状设计包括基于所预测的测量性能迭代地调整所述几何形状设计。

30.根据条项29所述的方法，其中每次迭代包括：

(i)计算成本函数；

(ii)确定所述成本函数是否满足所述指定条件；和

(iii)基于确定所述成本函数不满足所述指定条件来调整所述几何形状设计。

31.根据条项29所述的方法，其中迭代地调整所述几何形状设计包括调整所述标记的各个图案的临界尺寸、节距或子分段中的至少一项，或调整所述标记的空间位置。

32.根据条项29所述的方法，其中调整所述几何形状设计包括在所述标记周围添加或调整一个或多个图案。

33.根据条项29所述的方法，其中所述成本函数包括一个或多个性能指标，所述性能指标指示所述标记的光学测量性能。

34.根据条项29所述的方法，其中计算所述成本函数包括：

将所述标记的几何形状设计输入到第一模拟模型，所述第一模拟模型被配置为模拟使用所述标记从测量工具获得的光学测量参数，所述测量工具被配置为测量印制在所述衬底上的图案；

执行所述第一模拟模型以获得所述光学测量参数；和

基于所述光学测量参数计算所述成本函数。

35.根据条项25所述的方法，还包括：

基于所述标记的空间位置确定所述标记的各个图案的几何形状设计。

36.根据条项25所述的方法，其中所述标记构造包括多个图案，并且每个图案由所述各个图案的临界尺寸、节距或子分段表征。

37.根据条项25所述的方法，其中获得所述标记构造包括：

将所述光刻过程的目标设计布局和设计布局变量输入到第二模拟模型，所述第二模拟模型被配置为生成与使用所述光刻过程而被印制在所述衬底上的所述目标设计布局相对应的设计的三维(3D)表示；和

执行所述第二模拟模型以获得模拟结果，所述模拟结果包括所述设计的3D表示。

38.根据条项37所述的方法，其中获得所述几何参数的空间变化包括：

在所述目标设计布局中识别具有所述标记的网格，其中所述网格的尺寸大于所述标记的尺寸；和

从所述模拟结果中获得在所述网格上所述几何参数的空间变化。

39.根据条项38所述的方法，其中获得所述空间变化包括，对所述网格进行插值以获得所述标记的各个图案中的每个图案的几何参数的空间变化。

40.根据条项38所述的方法，其中确定所述几何形状设计包括：

使用所述模拟模型，基于所述几何参数的空间变化和标记设计布局来重构所述标记的各个图案。

41.根据条项40所述的方法，其中还基于所述标记的周围图案的特性重构所述各个图案。

42.根据条项25所述的方法，其中使用测量数据、经验数据、或实验数据中的至少一项获得所述几何参数的空间变化。

43.根据条项25所述的方法，其中所述几何参数包括层厚度、化学机械抛光凹陷高度、蚀刻侧壁角、光刻临界尺寸偏差、或蚀刻底部倾斜度中的至少一项。

44.根据条项25所述的方法，其中所述几何参数在各个图案内变化。

45.根据条项25所述的方法，还包括：

使用第一模拟模型获得所述标记的测量性能；

使用测量工具执行测量以获得测量信号，所述测量信号包括使用所述标记获得的光学测量参数的集合；和

基于所述测量性能调整所述测量信号。

46.根据条项25所述的方法，其中所述标记包括量测标记、重叠标记或对准标记中的至少一项。

47.根据条项25所述的方法，还包括：

基于所述标记生成掩模图案，所述掩模图案包括与待被印制在所述衬底上的目标设计布局相对应的图案。

48.根据条项47所述的方法，还包括：

使用所述掩模图案执行图案化步骤，以经由所述光刻过程在所述衬底上印制图案。

49.一种用于改进在光刻设备的扫描操作期间掩模上的特征到衬底的成像的设备，所述设备包括：

存储器，所述存储器存储指令的集合；和

处理器，所述处理器被配置为执行所述指令的集合，以使所述设备执行以下方法：

获得标记构造；

获得与所述标记构造相关联的几何参数的空间变化，其中所述空间变化与光刻过程相关联；和

基于标记的所述空间变化确定所述标记的各个图案的几何形状设计。

在框图中，所示的部件被描绘为分立的功能块，但实施例不限于其中本文所描述的功能被如图示那样组织的系统。由每个部件提供的功能可以由与当前描述不同组织的软件或硬件模块来提供，例如，这样的软件或软件可以被混合、联合、复制、分解、分布(例如在数据中心内或在地理上)或以其他方式不同组织。本文描述的功能可以由一个或多个计算机的一个或多个处理器提供，所述处理器执行储存在有形、非暂时性机器可读介质上的代码。在一些情况下，第三方内容递送网络可以托管通过网络传递的信息中的一些或全部，在这种情况下，在信息(例如，内容)被称为被提供或以其他方式提供的情况下，可以通过发送从内容递送网络检索信息的指令而提供该信息。

除非另有特别说明，如从讨论中显而易见的，应理解，在整个本说明书中，使用诸如“处理”、“计算处理”、“计算”、“确定”等术语的讨论是指特定设备(诸如专用计算机或类似的专用电子处理/计算装置)的动作或过程。

读者应当理解，本申请描述了几个发明。这些发明没有被分成多个独立的专利申请，而是被归类为单个文件，因为它们的相关主题有助于在申请过程中的经济性。但这些发明的单独优势和方面不应混为一谈。在一些情况下，实施例解决了本文中指出的所有缺陷，但是应当理解，本发明是独立有用的，并且一些实施例仅解决了这些问题的子集，或者提供了对审查本公开的本领域技术人员来说显而易见的其他未提及的益处。由于成本限制，本文中公开的一些发明目前可能未被要求保护，并且可能在以后的申请中被要求保护(诸如继续申请或通过修改当前的权利要求)。类似地，由于篇幅限制，本文件的摘要和发明内容部分均不应被视为包含所有这些发明或这些发明的所有方面的全面列表。

应当理解，说明书和附图不旨在将本公开限制于所公开的特定形式，而是相反，旨在涵盖落入所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等价方案和替代方案。

本领域技术人员鉴于本说明书将清楚本发明的各个方面的修改和替代实施例。因此，本说明书和附图仅被解释为说明性的，并且用于教导本领域技术人员实施本发明的一般方式。应当理解，本文所示和描述的本发明的形式将作为实施例的示例。可以替代本文所示和描述的元件和材料，可以颠倒或省略部分和过程，可以独立地使用某些特征，并且可以组合实施例或实施例的特征，所有这些对于本领域技术人员在受益于本描述之后将是显而易见的。在不脱离如以下权利要求中所描述的本发明的精神和范围的情况下，可以对本文所描述的元件进行改变。本文中使用的标题仅用于组织目的，并不意味着用于限制本描述的范围。

如在本申请中所使用的，词语“可以”是在允许意义上使用(即，意味着有可能)，而不是在强制性意义上使用(即，意味着必须)。词语“包括”、“包括有”以及“包括了”等意味着包括但不限于。如在本申请中使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数指代词，除非内容另有明确说明。因此，例如，提及“一个”元素或“一”元素包括两个或更多个元素的组合，尽管对一个或多个元素使用了其他术语和短语，诸如“一个或多个”。如在本文中所使用的，除非另有特别说明，否则术语“或”涵盖所有可能的组合，除了不可行的情况。例如，如果阐述部件可以包括A或B，则除非另有特别声明或不可行的情况，否则该部件可以包括A、或B、或A和B。作为第二示例，如果阐述部件可以包括A、B或C，则除非另有特别声明或不可行的情况，否则该部件可以包括A、或B、或C、或A和B、或A和C、或B和C、或A和B和C。

描述条件关系的术语(例如“响应于X、Y”、“在X、Y的情况下”、“如果X、Y”、“当X、Y时”等)包括因果关系，其中先行词是必要的因果条件，先行词是充分的因果条件或先行词是结果的促成性因果条件，例如，“在条件Y获得的情况下发生状态X”与“仅在Y的情况下发生X”和“在Y和Z的情况下发生X”是通用的。这种条件关系不限于紧跟先行词获得的结果，因为某些结果可能会延迟，并且在条件陈述中，先行词与其结果相关，例如先行词与结果发生的可能性相关。多个属性或功能被映射到多个物体(例如，执行步骤A、B、C和D的一个或多个处理器)的陈述包括，被映射到所有这些物体的所有这些属性或功能以及被映射到属性或功能的子集的属性或功能的子集(例如，所有处理器中的每个都执行步骤A-D，以及处理器1执行步骤A、处理器2执行步骤B和步骤C的一部分、处理器3执行步骤C和步骤D的一部分的情况)，除非另有说明。此外，一个值或动作是“基于”另一个条件或值的陈述包括，条件或值是唯一因素的情况以及条件或值是多个因素中的一个因素的情况，除非另有说明。某些集合的“每个”实例具有某些性质的陈述不应被解读为排除较大集合中的某些另外相同或相似的成员不具有该性质的情况，即每个不一定意味着每个和每一个，除非另有说明。对范围选择的引用包括范围的端点。

在上述描述中，流程图中的任何过程、描述或块应被理解为表示包括用于实现过程中的特定逻辑功能或步骤的一个或多个可执行指令的代码的模块、段或部分，并且替代实施方式被包括在本改进方案的示例性实施例的范围内，其中根据所涉及的功能，可以按照与所示或所讨论的功能不同的顺序执行功能，包括基本上同时执行或以相反的顺序执行，如本领域技术人员将理解的。

在某些美国专利、美国专利申请或其他材料(例如，文章)已通过引用并入的情况下，此类美国专利、美国专利申请和其他材料的文本仅在此类材料与本文阐述的陈述和附图之间不存在冲突的情况下通过引用并入。如果发生此类冲突，通过引用美国专利、美国专利申请和其他材料而并入的此类冲突文本均未通过引用并入本文。

虽然已经描述了某些实施例，但这些实施例仅通过示例的方式呈现，并不旨在限制本公开的范围。事实上，本文描述的新颖方法、设备和系统可以以各种其他形式体现；此外，在不背离本公开的精神的情况下，可以对本文所述的方法、设备和系统的形式进行各种省略、替换和改变。所附权利要求及其等同方案旨在涵盖将落入本公开的范围和精神内的此类形式或修改。

Claims (15)

1.一种用于标记设计的计算机实现的方法，所述标记设计用于在光刻设备中使用光刻过程将图案成像在衬底上，所述方法包括：

获得标记构造；

获得与所述标记构造相关联的几何参数的空间变化，其中所述空间变化与光刻过程相关联；和

基于标记的所述空间变化确定所述标记的各个图案的几何形状设计。

2.根据权利要求1所述的方法，其中还基于所述标记的周围图案确定所述几何形状设计。

3.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述几何形状设计包括：确定所述标记的各个图案的临界尺寸、节距或子分段中的至少一项。根据权利要求1所述的方法，其中确定所述几何形状设计包括：确定所述标记在待被印制在所述衬底上的目标设计中的空间位置。

4.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述几何形状设计包括：基于所预测的测量性能迭代地调整所述几何形状设计。

5.根据权利要求4所述的方法，其中每次迭代包括：

计算成本函数；

确定所述成本函数是否满足指定条件；和

基于确定所述成本函数不满足所述指定条件来调整所述几何形状设计。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述成本函数包括一个或多个性能指标，所述性能指标指示所述标记的光学测量性能。

7.根据权利要求1所述的方法，其中获得所述标记构造包括：

将所述光刻过程的目标设计布局和设计布局变量输入到第二模拟模型，所述第二模拟模型被配置为生成与使用所述光刻过程而被印制在所述衬底上的所述目标设计布局相对应的设计的三维(3D)表示；和

执行所述第二模拟模型以获得模拟结果，所述模拟结果包括所述设计的3D表示。

8.根据权利要求1所述的方法，其中获得所述几何参数的空间变化包括：

在所述目标设计布局中识别具有所述标记的网格，其中所述网格的尺寸大于所述标记的尺寸；和

从所述模拟结果中获得在所述网格上所述几何参数的空间变化。

9.根据权利要求8所述的方法，其中获得所述空间变化包括：对所述网格进行插值以获得所述标记的各个图案中的每个图案的几何参数的空间变化。

10.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述几何形状设计包括：

使用所述模拟模型，基于所述几何参数的空间变化和标记设计布局来重构所述标记的各个图案。

11.根据权利要求10所述的方法，其中还基于所述标记的周围图案的特性重构所述各个图案。

12.根据权利要求1所述的方法，其中使用测量数据、经验数据、或实验数据中的至少一项获得所述几何参数的空间变化，并且其中，所述几何参数包括层厚度、化学机械抛光凹陷高度、蚀刻侧壁角、光刻临界尺寸偏差、或蚀刻底部倾斜度中的至少一项。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述几何参数在各个图案内变化。

14.根据权利要求1所述的方法，还包括：

使用第一模拟模型获得所述标记的测量性能；

使用测量工具执行测量以获得测量信号，所述测量信号包括使用所述标记获得的光学测量参数的集合；和

基于所述测量性能调整所述测量信号。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述标记包括量测标记、重叠标记或对准标记中的至少一项，其中所述方法还包括基于所述标记生成掩模图案，所述掩模图案包括与待被印制在所述衬底上的目标设计布局相对应的图案。