用于量測目標的設(shè)計的方法和設(shè)備的制造方法
【專利摘要】描述了一種量測目標設(shè)計的方法。該方法包括：確定量測目標設(shè)計的參數(shù)對于光學(xué)像差的靈敏度、基于所述靈敏度與光學(xué)系統(tǒng)的像差的乘積確定在對于量測目標設(shè)計的參數(shù)的影響與對于使用光刻設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)進行曝光的產(chǎn)品設(shè)計的參數(shù)的影響之間的差異。該方法還包括：確定量測目標設(shè)計的參數(shù)對于多個像差中的每個像差的靈敏度；和基于所述靈敏度與用于光學(xué)系統(tǒng)的相應(yīng)的像差的乘積的總和來確定對于量測目標設(shè)計的參數(shù)的影響。該參數(shù)可以是重疊誤差、臨界尺寸和聚焦。該像差可以在曝光狹縫上有所不同，但是靈敏度基本上獨立于狹縫位置。
【專利說明】
用于量測目標的設(shè)計的方法和設(shè)備
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請主張2013年12月30日提交的美國臨時申請61/921,874的權(quán)益，其通過引用 而全文合并到本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及用于確定量測目標的一種或更多種結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法和設(shè)備以及使用 光刻技術(shù)的制造方法，所述量測目標例如可用于例如由光刻技術(shù)進行的器件制造中。
【背景技術(shù)】
[0004] 光刻設(shè)備是一種將所需圖案應(yīng)用到襯底上，通常是襯底的目標部分上的機器。例 如，可以將光刻設(shè)備用在集成電路(1C)的制造中。在這種情況下，可以將可選地稱為掩?；?掩模版的圖案形成裝置用于生成待形成在所述1C的單層上的電路圖案?？梢詫⒃搱D案轉(zhuǎn)移 到襯底(例如，硅晶片)上的目標部分(例如，包括一部分管芯、一個或多個管芯)上。通常，圖 案的轉(zhuǎn)移是通過把圖案成像到設(shè)置在襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上進行的。通常， 單個的襯底將包含被連續(xù)形成圖案的相鄰目標部分的網(wǎng)絡(luò)。公知的光刻設(shè)備包括:所謂的 步進機，在所述步進機中，通過將整個圖案一次曝光到所述目標部分上來輻射每一個目標 部分；以及所謂的掃描器，在所述掃描器中，通過輻射束沿給定方向（"掃描"方向）掃描所述 圖案、同時沿與該方向平行或反向平行的方向掃描所述襯底來輻射每一個目標部分。也可 能通過將圖案壓?。╥mprinting)到襯底的方式從圖案形成裝置將圖案轉(zhuǎn)移到襯底上。
[0005] 在光刻過程中，經(jīng)常期望對所生成的結(jié)構(gòu)進行測量，例如用于過程控制和驗證。結(jié) 構(gòu)的一種或更多種參數(shù)典型地被測量或確定，例如在襯底上或襯底中形成的連續(xù)層之間的 重疊誤差。存在用于對在光刻過程中形成的顯微結(jié)構(gòu)進行測量的多種技術(shù)。用于進行這種 測量的多種工具是已知的，包括經(jīng)常用于測量臨界尺寸(CD)的掃描電子顯微鏡以及用于測 量重疊(在器件中兩個層的對準精度)的專用工具。這種工具的一個示例是針對光刻領(lǐng)域中 的用途所研發(fā)的散射儀。該裝置將輻射束引導(dǎo)到襯底表面上的目標上并測量被轉(zhuǎn)向的輻射 的一種或更多種性質(zhì)(例如作為波長的函數(shù)的、在單個反射角處的強度;作為反射角的函數(shù) 的、在一個或更多個波長處的強度;或作為反射角的函數(shù)的偏振）以獲得"光譜"，根據(jù)該"光 譜"，可以確定目標的感興趣的性質(zhì)。感興趣的性質(zhì)的確定可以通過各種技術(shù)來進行:例如 通過迭代方法(例如嚴格耦合波分析或有限元方法）、庫搜索以及主分量分析來重建目標結(jié) 構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 希望提供用于量測目標的設(shè)計的方法和設(shè)備。而且，不限于此，只要該方法和設(shè)備 能夠被用于將光刻過程中重疊誤差最小化就是有益的。
[0007] -方面，提供一種量測目標設(shè)計的方法。該方法包括:確定量測目標設(shè)計的參數(shù)對 于多個光學(xué)像差的靈敏度;確定使用光刻設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)進行曝光的產(chǎn)品設(shè)計的參數(shù);和 基于所述產(chǎn)品設(shè)計的所述參數(shù)以及所述靈敏度與光學(xué)系統(tǒng)的相應(yīng)的像差中的一種或更多 種像差的乘積來確定對于所述量測目標設(shè)計的所述參數(shù)的影響。
[0008] -方面，提供一種量測目標設(shè)計的方法。所述方法包括:確定量測目標設(shè)計的重疊 誤差對于多個像差中的每個像差的靈敏度;和基于所述靈敏度與用于曝光該量測目標的光 刻設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)的相應(yīng)的像差的乘積的總和來確定量測目標設(shè)計的重疊誤差影響。
【附圖說明】
[0009] 在此僅僅以示例的方式參照附圖對本發(fā)明的實施例進行描述，在附圖中：
[0010] 圖1示意性的示出光刻設(shè)備的實施例；
[0011] 圖2示意性的示出光刻單元或集群(cluster)的實施例；
[0012]圖3示意性的示出散射儀的實施例；
[0013]圖4不意性的不出散射儀的另一實施例；
[0014] 圖5示意性的示出多光柵目標的形式和襯底上的測量光斑的略圖；
[0015] 圖6A和6B示意性的示出重疊目標的一個周期的模型結(jié)構(gòu)，其示出由理想的、例如 兩種類型的過程誘發(fā)的不對稱度帶來的目標的變化的示例；
[0016] 圖7是示出光刻模擬模型的功能模塊的示例性方框圖；
[0017]圖8示意性的示出量測目標設(shè)計的過程；以及
[0018] 圖9示意性的示出量測目標設(shè)計的另一過程。
【具體實施方式】
[0019] 在更詳細地描述這些實施例之前，闡釋本發(fā)明的實施例可以實施的示例環(huán)境是有 意義的。
[0020] 圖1示意地示出一種光刻設(shè)備LA。所述設(shè)備包括：
[0021] -照射系統(tǒng)(照射器)IL，其配置用于調(diào)節(jié)輻射束B(例如深紫外(DUV)輻射或極紫外 (EUV)輻射）；
[0022] -支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT，其構(gòu)造用于支撐圖案形成裝置(例如掩模)MA，并與配 置用于根據(jù)特定的參數(shù)精確地定位圖案形成裝置的第一定位裝置PM相連；
[0023] -襯底臺（例如晶片臺)WTa，其構(gòu)造用于保持襯底(例如涂覆有抗蝕劑的晶片)W，并 與配置用于根據(jù)特定的參數(shù)精確地定位襯底的第二定位裝置PW相連;和
[0024] -投影系統(tǒng)（例如折射式投影透鏡系統(tǒng))PS，其配置成用于將由圖案形成裝置MA賦 予輻射束B的圖案投影到襯底W的目標部分C(例如包括一根或更多根管芯)上。
[0025] 照射系統(tǒng)可以包括各種類型的光學(xué)部件，例如折射型、反射型、磁性型、電磁型、靜 電型或其它類型的光學(xué)部件、或其任意組合，以引導(dǎo)、成形、或控制輻射。
[0026] 圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)以依賴于圖案形成裝置的方向、光刻設(shè)備的設(shè)計以及諸如 圖案形成裝置是否保持在真空環(huán)境中等其他條件的方式保持圖案形成裝置。所述圖案形成 裝置支撐結(jié)構(gòu)可以采用機械的、真空的、靜電的或其它夾持技術(shù)來保持圖案形成裝置。所述 圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或臺，例如，其可以根據(jù)需要成為固定的或可移動的。所 述圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)可以確保圖案形成裝置位于所需的位置上（例如相對于投影系 統(tǒng)）。這里使用的術(shù)語"掩模版"或"掩模"可以看作與更為上位的術(shù)語"圖案形成裝置"同義。
[0027] 這里所使用的術(shù)語"圖案形成裝置"應(yīng)該被廣義地理解為表示能夠用于將圖案在 輻射束的橫截面上賦予輻射束、以便在襯底的目標部分上形成圖案的任何裝置。應(yīng)該注意 的是，賦予輻射束的圖案可能不與襯底的目標部分上的所需圖案精確地對應(yīng)(例如，如果所 述圖案包括相移特征或所謂的輔助特征）。通常，被賦予輻射束的圖案將與在目標部分上形 成的器件中的特定的功能層相對應(yīng)，例如集成電路。
[0028] 圖案形成裝置可以是透射型的或反射型的。圖案形成裝置的示例包括掩模、可編 程反射鏡陣列以及可編程LCD面板。掩模在光刻技術(shù)中是熟知的，并且包括諸如二元掩模類 型、交替型相移掩模類型、衰減型相移掩模類型和各種混合掩模類型之類的掩模類型。可編 程反射鏡陣列的示例采用小反射鏡的矩陣布置，每一個小反射鏡可以獨立地傾斜，以便沿 不同方向反射入射的輻射束。所述已傾斜的反射鏡將圖案賦予由所述反射鏡矩陣反射的輻 射束。
[0029] 這里使用的術(shù)語"投影系統(tǒng)"可以廣義地解釋為包括任意類型的投影系統(tǒng)，包括折 射型、反射型、反射折射型、磁性型、電磁型和靜電型光學(xué)系統(tǒng)、或其任意組合，如對于所使 用的曝光輻射所適合的、或?qū)τ谥T如使用浸沒液或使用真空之類的其他因素所適合的。這 里任何使用的術(shù)語"投影透鏡"可以認為是與更上位的術(shù)語"投影系統(tǒng)"同義。
[0030] 如這里所示的，所述設(shè)備是透射型的（例如，采用透射式掩模）。替代地，所述設(shè)備 可以是反射型的(例如，采用如上所述類型的可編程反射鏡陣列，或采用反射式掩模）。
[0031] 光刻設(shè)備可以是具有兩個(雙臺）或更多的臺（例如兩個或更多的襯底、兩個或更 多的圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)、或者襯底臺和量測臺）的類型。在這種"多平臺"機器中，可以 并行地使用附加的臺，或可以在一個或更多個臺上執(zhí)行預(yù)備步驟的同時，將一個或更多個 其它臺用于曝光。
[0032] 所述光刻設(shè)備還可以是這種類型，其中襯底的至少一部分可以由具有相對高的折 射率的液體覆蓋(例如水），以便填充投影系統(tǒng)和襯底之間的空間。浸沒液體還可以施加到 光刻設(shè)備的其他空間中，例如掩模和投影系統(tǒng)之間的空間。浸沒技術(shù)用于提高投影系統(tǒng)的 數(shù)值孔徑在本領(lǐng)域是熟知的。這里使用的術(shù)語"浸沒"并不意味著必須將結(jié)構(gòu)(例如襯底)浸 入到液體中，而僅意味著在曝光過程中液體位于投影系統(tǒng)和該襯底之間。
[0033]參照圖1，照射器IL接收來自輻射源S0的輻射束。所述源和光刻設(shè)備可以是分立的 實體(例如當該源為準分子激光器時）。在這種情況下，不會將該源考慮成形成光刻設(shè)備的 一部分，并且通過包括例如合適的定向反射鏡和/或擴束器的束傳遞系統(tǒng)BD的幫助，將所述 輻射束從所述源S0傳到所述照射器IL。在其它情況下，所述源可以是所述光刻設(shè)備的組成 部分(例如當所述源是汞燈時）?？梢詫⑺鲈碨0和所述照射器IL、以及如果需要時設(shè)置的 所述束傳遞系統(tǒng)BD-起稱作輻射系統(tǒng)。
[0034]所述照射器IL可以包括用于調(diào)整所述輻射束的角強度分布的調(diào)整器AD。通常，可 以對所述照射器IL的光瞳平面中的強度分布的至少所述外部和/或內(nèi)部徑向范圍（一般分 別稱為σ_外部和σ_內(nèi)部)進行調(diào)整。此外，所述照射器IL可以包括各種其它部件，例如整合 器IN和聚光器C0?？梢詫⑺稣丈淦鱅L用于調(diào)節(jié)所述輻射束，以在其橫截面中具有所需的 均勾性和強度分布。
[0035]所述輻射束B入射到保持在圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)（例如，掩模臺MT)上的所述圖 案形成裝置(例如，掩模)MA上，并且通過所述圖案形成裝置來形成圖案。已經(jīng)穿過圖案形成 裝置(例如，掩模)MA之后，所述輻射束B通過投影系統(tǒng)PS，所述投影系統(tǒng)將輻射束聚焦到所 述襯底W的目標部分C上。通過第二定位裝置PW和位置傳感器IF(例如，干涉儀器件、線性編 碼器、二維編碼器或電容傳感器)的幫助，可以精確地移動所述襯底臺WTa，例如以便將不同 的目標部分C定位于所述輻射束B的路徑中。類似地，例如在從掩模庫的機械獲取之后或在 掃描期間，可以將所述第一定位裝置PM和另一個位置傳感器(在圖1中沒有明確地示出）用 于相對于所述輻射束B的路徑精確地定位圖案形成裝置(例如，掩模)MA。通常，可以通過形 成所述第一定位裝置PM的一部分的長行程模塊(粗定位)和短行程模塊(精定位）的幫助來 實現(xiàn)圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)（例如掩模臺)MT的移動。類似地，可以采用形成所述第二定位 裝置PW的一部分的長行程模塊和短行程模塊來實現(xiàn)所述襯底臺WTa的移動。在步進機的情 況下（與掃描器相反），圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)（例如掩模臺）MT可以僅與短行程致動器相 連，或可以是固定的。
[0036]可以使用掩模對準標記Ml、M2和襯底對準標記P1、P2來對準圖案形成裝置(例如， 掩模)MA和襯底W。盡管所示的襯底對準標記占據(jù)了專用目標部分，但是它們可以位于目標 部分之間的空間（這些公知為劃線對齊標記）上。類似地，在將多于一個的管芯設(shè)置在圖案 形成裝置(例如，掩模)MA上的情況下，所述掩模對準標記可以位于所述管芯之間。小的對準 標記也可以被包括在管芯內(nèi)、在器件特征之間，在這種情況下，期望所述標記盡可能小且不 需要任何與相鄰的特征不同的成像或處理條件。下面進一步描述檢測對準標記的對準系 統(tǒng)。
[0037] 可以將所示的設(shè)備用于以下模式中的至少一種中：
[0038] 1.在步進模式中，在將圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)（例如掩模臺)MT和襯底臺WTa保持 為基本靜止的同時，將賦予所述輻射束的整個圖案一次投影到目標部分C上（即，單一的靜 態(tài)曝光）。然后將所述襯底臺WTa沿X和/或Y方向移動，使得可以對不同目標部分C曝光。在步 進模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單一的靜態(tài)曝光中成像的所述目標部分C的尺寸。
[0039] 2.在掃描模式中，在對圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)（例如掩模臺)MT和襯底臺WTa同步 地進行掃描的同時，將賦予所述輻射束的圖案投影到目標部分C上（即，單一的動態(tài)曝光）。 襯底臺WTa相對于圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)（例如掩模臺)MT的速度和方向可以通過所述投影 系統(tǒng)PS的（縮小)放大率和圖像反轉(zhuǎn)特征來確定。在掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了 單一的動態(tài)曝光中的所述目標部分的寬度(沿非掃描方向），而所述掃描移動的長度確定了 所述目標部分的高度(沿掃描方向）。
[0040] 3.在另一模式中，將用于保持可編程圖案形成裝置的圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)（例 如掩模臺)MT保持為基本靜止狀態(tài)，并且在將賦予所述輻射束的圖案投影到目標部分C上的 同時，對所述襯底臺WTa進行移動或掃描。在這種模式中，通常采用脈沖輻射源，并且在所述 襯底臺WTa的每一次移動之后、或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間，根據(jù)需要更新所述可編 程圖案形成裝置。這種操作模式可易于應(yīng)用于利用可編程圖案形成裝置(例如，如上所述類 型的可編程反射鏡陣列）的無掩模光刻中。
[0041] 也可以采用上述使用模式的組合和/或變體，或完全不同的使用模式。
[0042]光刻設(shè)備LA是所謂的雙平臺類型，其具有兩個襯底臺WTa、WTb(例如兩個襯底臺） 和兩個站一一曝光站和測量站，在曝光站和測量站之間襯底臺可以被進行交換。例如，當一 個臺上的襯底在曝光站被進行曝光時，另一襯底可以被加載到測量站處的另一襯底臺上且 執(zhí)行各種預(yù)備步驟。所述預(yù)備步驟可以包括使用水平傳感器LS對襯底的表面控制進行規(guī)劃 和使用對準傳感器AS測量襯底上的對準標記的位置。兩個傳感器都由參考框架RF支撐。如 果當臺位于測量站以及位于曝光站時，位置傳感器IF不能夠測量臺的位置，則第二位置傳 感器可以被提供以能夠在兩個站上都能夠追蹤該臺的位置。作為另一示例，當在一個臺上 的襯底在曝光站處被曝光時，不具有襯底的另一臺在測量站處等待(在此處可以視情況地 出現(xiàn)測量活動）。該另一臺具有一個或更多個測量裝置且可以視情況而具有其它工具(例如 清潔設(shè)備）。當該襯底已經(jīng)完成曝光時，該不具備襯底的臺移動至該襯底卸載而另一襯底裝 載的位置(例如測量站）。這種多臺布置能夠明顯增加設(shè)備的生產(chǎn)率。
[0043] 如圖2所示，光刻設(shè)備LA形成光刻單元LC(有時也稱為光刻元或者光刻集群）的一 部分，光刻單元LC還包括用以在襯底上執(zhí)行一種或更多種曝光前和曝光后處理的設(shè)備。通 常情況下，這些包括用以沉積抗蝕劑層的一個或更多個旋涂器SC、用以對曝光后的抗蝕劑 顯影的一個或更多個顯影器DE、一個或更多個激冷板CH和一個或更多個烘烤板BK。襯底操 縱裝置或機械人R0從輸入/輸出口 I/0UI/02拾取襯底，然后將它們在不同的處理設(shè)備之間 移動，然后將它們傳遞到光刻設(shè)備的進料臺LB。經(jīng)常統(tǒng)稱為軌道的這些裝置處在軌道控制 單元TCU的控制之下，所述軌道控制單元TCU自身由管理控制系統(tǒng)SCS控制，所述管理控制系 統(tǒng)SCS也經(jīng)由光刻控制單元LACU控制光刻設(shè)備。因此，不同的設(shè)備可以被操作用于將生產(chǎn)率 和處理效率最大化。
[0044] 為了由光刻設(shè)備曝光的襯底被正確地和一致地曝光，需要檢驗經(jīng)過曝光的襯底以 測量一種或更多種屬性，例如連續(xù)層之間的重疊誤差、線條粗細、臨界尺寸(CD)等。如果檢 測到誤差，可以對后續(xù)襯底的曝光進行調(diào)整(尤其是在檢驗?zāi)軌蚝芸焱瓿汕易銐蜓杆俚绞?同一批次的其他襯底仍處于待曝光狀態(tài)的情況下）。此外，已經(jīng)曝光過的襯底也可以被剝離 并被重新加工（以提高產(chǎn)率），或可以被遺棄，由此避免在已知存在缺陷的襯底上進行曝光。 在襯底的僅僅一些目標部分存在缺陷的情況下，可以僅對認為是完好的那些目標部分進行 進一步曝光。另一種可能是適應(yīng)性的修改后續(xù)處理步驟的設(shè)定以補償誤差，例如修整蝕刻 步驟的時間可以被調(diào)整以補償由光刻過程步驟所導(dǎo)致的襯底之間的CD變化。
[0045] 檢驗設(shè)備被用于確定襯底的一種或更多種屬性，且尤其，用于確定不同的襯底或 同一襯底的不同層的一種或更多種屬性如何從層到層變化和/或跨襯底變化。檢驗設(shè)備可 以被集成到光刻設(shè)備LA或光刻單元LC中，或可以是獨立的裝置。為了能進行最迅速的測量， 需要檢驗設(shè)備在曝光后立即測量經(jīng)過曝光的抗蝕劑層中的一種或更多種屬性。然而，抗蝕 劑中的潛影具有很低的對比度(在經(jīng)過輻射曝光的抗蝕劑部分和沒有經(jīng)過輻射曝光的抗蝕 劑部分之間僅有很小的折射率差），且并非所有的檢驗設(shè)備都對潛影的有效測量具有足夠 的靈敏度。因此，測量可以在曝光后烘烤步驟(PEB)之后進行，所述曝光后烘烤步驟通常是 在經(jīng)過曝光的襯底上進行的第一步驟，且增加抗蝕劑的經(jīng)過曝光和未經(jīng)曝光的部分之間的 對比度。在該階段，抗蝕劑中的圖像可以被稱為半潛在的。也能夠在抗蝕劑的曝光部分或者 非曝光部分已經(jīng)被去除的點處，或者在諸如蝕刻等圖案轉(zhuǎn)移步驟之后，對經(jīng)過顯影的抗蝕 劑圖像進行測量。后一種可能性限制了有缺陷的襯底進行重新加工的可能性，但是仍舊可 以提供有用的信息，例如對于過程控制的目的。
[0046] 圖3示出可以用在本發(fā)明的實施例中的散射儀SM1。散射儀包括寬帶（白光)輻射投 影裝置2，其將輻射投影到襯底6上。反射的輻射傳遞至光譜儀檢測器4，光譜儀檢測器4測量 鏡面反射輻射的光譜10(即作為波長的函數(shù)的強度的測量）。通過這個數(shù)據(jù)，如圖3下部所 示，產(chǎn)生所檢測的光譜Ι(λ)的結(jié)構(gòu)或輪廓可以通過處理單元PU重構(gòu)，例如，這通過嚴格耦合 波分析(RCWA)和非線性回歸來完成，或通過與模擬光譜庫進行比較來完成。通常，對于所述 重構(gòu)，已知所述結(jié)構(gòu)的總體形式，且通過根據(jù)所述結(jié)構(gòu)的制作過程的知識假定一些參數(shù)，僅 留有結(jié)構(gòu)的一些參數(shù)根據(jù)散射測量數(shù)據(jù)確定。這種散射儀可以被配置為正入射散射儀或斜 入射散射儀。
[0047] 散射儀SM2的另一實施例如圖4所示。在該裝置中，由輻射源2發(fā)出的輻射采用透鏡 系統(tǒng)12聚焦并透射通過干涉濾光片13和偏振器17,由部分反射表面16反射并經(jīng)由具有高數(shù) 值孔徑(ΝΑ)(優(yōu)選至少0.9或更優(yōu)選至少0.95)的顯微鏡物鏡15聚焦到襯底W上。浸沒式散射 儀甚至可以具有數(shù)值孔徑超過1的透鏡。然后，所反射的輻射通過部分反射表面16透射入檢 測器18,以便檢測散射光譜。檢測器可以位于在透鏡系統(tǒng)15的焦距處的后投影光瞳平面11 上，然而，光瞳平面可以替代地通過輔助的光學(xué)元件(未示出）在檢測器18上重新成像。所述 光瞳平面是在其中輻射的徑向位置限定入射角而角位置限定輻射的方位角的平面。所述檢 測器優(yōu)選為二維檢測器，以使得可以測量襯底目標的兩維角散射光譜（即作為散射角的函 數(shù)的強度的測量）。檢測器18可以是例如電荷耦合器件（CCD)或互補金屬氧化物半導(dǎo)體 (CMOS)傳感器的陣列，且可以采用例如每幀40毫秒的積分時間。
[0048] 參考束經(jīng)常被用于例如測量入射輻射的強度。為此，當輻射束入射到部分反射表 面16上時，輻射束的一部分透射通過所述表面作為參考束朝向參考反射鏡14行進。然后，所 述參考束被投射到同一檢測器18的不同部分上。
[0049] 一個或更多個干涉濾光片13可用于在如405-790nm或甚至更低（例如200-300nm) 的范圍中選擇感興趣的波長。干涉濾光片可以是可調(diào)的，而不是包括一組不同的濾光片。光 柵可以被用于替代一個或更多個干涉濾光片或與一個或更多個干涉濾光片附加使用。
[0050] 檢測器18可以測量單一波長(或窄波長范圍）的散射輻射的強度，所述強度在多個 波長處是分立的，或者所述強度在一個波長范圍上被積分。進而，檢測器可以獨立地測量橫 向磁場(TM)和橫向電場(TE)偏振福射的強度和/或在橫向磁場和橫向電場偏振福射之間的 相位差。
[0051] 可以采用給出大集光率的寬帶光源2(即具有寬的光頻率或波長范圍以及由此具 有大的色彩范圍），由此允許多種波長的混合。寬帶中的多個波長中的每一個波長希望具有 心的帶寬，并且具有至少2δλ(即波長帶寬的兩倍）的間距。多個輻射"源"可以是已經(jīng)被用光 纖束分割的擴展輻射源的不同部分。以這樣的方式，角分辨散射光譜可以并行地在多個波 長處被測量?？梢詼y量包含比二維光譜更多的信息的三維光譜(波長和兩個不同角度）。這 允許更多的信息被測量，這增加量測過程的魯棒性(robustness)。這在公開號為US 2006-0066855的美國專利申請中進行了更詳細的描述，該文獻以引用的方式整體并入本文中。 [0052]通過對比束在其已經(jīng)被目標改變方向之前和之后的一種或更多種屬性，可以確定 襯底的一種或更多種屬性。這例如可以通過對比被改變方向的束與使用襯底的模型計算的 理論上的被改變方向的束和搜索給出在所測量的和計算的被改變方向的束之間的最佳擬 合的模型來完成。典型地，使用參數(shù)化的通用模型并改變模型的參數(shù)，例如圖案的濶、高度 和側(cè)壁角，直至獲得最佳匹配為止。
[0053]使用了兩種主要類型的散射儀。分光式散射儀將寬帶輻射束引導(dǎo)到襯底上并且測 量散射入特定窄角度范圍內(nèi)的輻射的光譜(強度是波長的函數(shù)）。角度分辨式散射儀使用單 色輻射束并且測量作為角度的函數(shù)的散射輻射的強度(或在橢圓偏振配置情況下的強度比 率以及相位差）。替代地，不同波長的測量信號可以在分析階段單獨地和組合地被測量。偏 振輻射可以被用來產(chǎn)生來自同一襯底的多于一個光譜。
[0054] 為了確定襯底的一個或更多的參數(shù)，通常在由襯底模型所產(chǎn)生的理論光譜與作為 波長(分光式散射儀)或角度（角度分辨式散射儀)的函數(shù)的通過被改變方向的束所產(chǎn)生的 測量光譜之間找到最佳匹配。為找出該最佳匹配，存在著可以組合的許多方法。例如，第一 方法是迭代搜索方法，其中第一組模型參數(shù)用來計算第一光譜，與所測量的光譜進行對比。 隨后選擇第二組模型參數(shù)，計算出第二光譜并且進行第二光譜與所測量光譜的對比。這些 步驟重復(fù)進行，目的在于找到給出最佳匹配光譜的成組的參數(shù)。通常情況下，源自對比的信 息被用來操縱對后續(xù)組參數(shù)的選擇。此過程被稱為迭代搜索技術(shù)。具有給出最佳匹配的成 組參數(shù)的模型被認為是對所測量的襯底的最佳描述。
[0055] 第二方法是做出光譜庫，每個光譜對應(yīng)于特定組的模型參數(shù)。通常情況下，該組的 模型參數(shù)被選擇用來覆蓋襯底屬性的所有或幾乎所有可能變化。所測量的光譜與庫中的光 譜進行比較。與迭代搜索方法類似地，具有與給出最佳匹配的光譜對應(yīng)的該組參數(shù)的模型 被認為是對所測量的襯底的最佳描述。插值技術(shù)可用來更精確地確定在此庫搜索技術(shù)中的 最佳的該組參數(shù)。
[0056] 在任何方法中，應(yīng)使用所計算的光譜中的充足的數(shù)據(jù)點（波長和/或角度）以便使 得能實現(xiàn)精確的匹配，通常對于每個光譜而言在80至800個數(shù)據(jù)點或更多個數(shù)據(jù)點之間。使 用迭代方法，對于每個參數(shù)值每次迭代將會涉及在80個或更多數(shù)據(jù)點處進行的計算。這被 乘以所需迭代次數(shù)以獲得正確的輪廓參數(shù)。因而可能需要許多計算。實踐中，這導(dǎo)致在精確 度與處理速度之間的折衷。在庫方法中，這是在精確度與設(shè)置所述庫所需時間之間的類似 折衷。
[0057]在如上討論的任何散射儀中，襯底W上的目標可以是光柵，其被印刷成使得在顯影 之后，所述條紋由實抗蝕劑線構(gòu)成。所述條紋可以替代地被蝕刻到所述襯底內(nèi)。所述目標圖 案被選擇為對感興趣的參數(shù)諸如光刻投影設(shè)備中的聚焦、劑量、重疊、色差等敏感，從而使 得相關(guān)參數(shù)的變化將表明為是在所印刷目標中的變化。例如，目標圖案可以對光刻投影設(shè) 備(尤其是投影系統(tǒng)PL)中的色差以及照射對稱度敏感，且這種像差的存在將表明自身在所 印刷的目標圖案中的變化。相應(yīng)地，所印刷的目標圖案的散射測量數(shù)據(jù)被用于重構(gòu)所述目 標圖案。目標圖案的參數(shù)(諸如線寬和線形)可以被輸入到重構(gòu)過程中，所述重構(gòu)過程由處 理單元PU根據(jù)印刷步驟和/或其它散射測量過程的知識實現(xiàn)。
[0058] 盡管本文中已經(jīng)描述了散射儀的實施例，其它類型的量測設(shè)備可以用于實施例 中。例如，可以使用諸如在以引用方式整體并入本文的公開號為2013-0308142的美國專利 申請中所描述的暗場量測設(shè)備。此外，那些其它類型的量測設(shè)備可以使用與散射測量完全 不同的技術(shù)。
[0059] 圖5示出根據(jù)已知的實踐在襯底上形成的示例性的復(fù)合量測目標。該復(fù)合目標包 括緊密地定位在一起的四個光柵32，33，34，35，以使得它們都將在由量測設(shè)備的照射束形 成的測量光斑31內(nèi)。于是，四個目標都被同時地照射并被同時地成像在傳感器4，18上。在專 用于重疊測量的一示例中，光柵32，33，34，35自身是由重疊光柵形成的復(fù)合光柵，所述重疊 光柵在形成在襯底W上的半導(dǎo)體器件的不同層中被圖案化。光柵32,33,34,35可以具有被不 同地偏置的重疊偏移，以便便于在形成復(fù)合光柵的不同部分的層之間的重疊測量。光柵32， 33，34，35也可以具有不同的取向，如圖所示，以便在X方向和Y方向上衍射入射的輻射。在一 個不例中，光柵32和34分別是具有+d、-d偏置的X方向光柵。這意味著，光柵32具有其重疊分 量或成分，所述重疊分量或成分布置成使得如果它們都恰好被印刷在它們的名義位置上， 則所述重疊分量或成分之一將相對于另一重疊分量或成分偏置距離d。光柵34具有其分量 或成分，所述分量或成分布置成使得如果被完好地印刷則將存在d的偏置，但是該偏置的方 向與第一光柵的相反，等等。光柵33和35可以分別是具有偏置+d和-d的Y方向光柵。盡管四 個光柵被示出，但是另一實施例可能包括更大的矩陣來獲得所期望的精度。例如，9個復(fù)合 光柵的3X3陣列可以具有偏置-4(1、-3(1、-2(1、-(1、0、+(1、+2(1、+3(1、+4(1。這些光柵的獨立的圖 像可以在由傳感器4，18捕捉的圖像中被識別。
[0060] 本文所描述的量測目標可以例如是被設(shè)計用于諸如Yieldstar獨立或集成量測工 具這樣的量測工具的重疊目標、和/或諸如那些通常用于TwinScan光刻系統(tǒng)的對準目標，它 們二者都可以從ASML購得。
[0061] -般而言，用于這些系統(tǒng)的量測目標應(yīng)當被印刷在襯底尺寸滿足將要在該襯底上 形成圖像的特定微電子器件的設(shè)計規(guī)格的襯底上。隨著過程繼續(xù)進行以克服在超前的過程 節(jié)點中的光刻器件成像分辨率的限制，則設(shè)計規(guī)則和過程兼容性需求強調(diào)對恰當目標的選 擇。隨著目標本身變得更先進，經(jīng)常需要使用分辨率增強技術(shù)，諸如相移圖案形成裝置，以 及光學(xué)接近校正，則在過程設(shè)計規(guī)則內(nèi)的目標的可印刷性變得更不確定。結(jié)果，所提出的量 測目標設(shè)計可以受測試和/或模擬以便確認它們的適合性和/或可行性，二者均根據(jù)可印刷 性和可檢測性觀點。在商業(yè)環(huán)境中，良好的重疊標記可檢測性可以被認為是低的總測量不 確定性以及短的移動-獲取-移動時間的組合，因為緩慢的獲取有損于生產(chǎn)線的總生產(chǎn)率。 現(xiàn)代的基于微衍射的重疊目標(yDBO)在一側(cè)上可以為大約ΙΟμπι量級，這提供了與諸如那些 用于監(jiān)視器襯底情況下40χ160μπι 2的目標相比固有地較低的檢測信號。
[0062]另外，一旦已選擇了滿足上述標準的量測目標，則可能的是可檢測性將相對于由 蝕刻和/或拋光過程所引起的諸如膜厚變化、各種蝕刻偏差、以及幾何不對稱度這樣的過程 變化而改變。因此，可能有用的是選擇相對于各種過程變化而言具有低的可檢測性變化和 低的重疊/對準變化的目標。同樣，將要用來生產(chǎn)待成像的微電子器件的特定機器的標志特 征(fingerprint)(印刷特征，包括例如透鏡像差)將（一般而言）影響到量測目標的成像和 產(chǎn)生。因此可能有用的是確保所述量測目標能耐受指紋效應(yīng)，因為某些圖案將或多或少受 到特別的光刻標志特征的影響。
[0063]圖6A和6B示意性地示出了重疊目標的一個周期的模型結(jié)構(gòu)，示出了源自理想的、 例如兩種類型的過程所致不對稱性的目標的改變的實例。關(guān)于圖6A，襯底W被圖案化為具有 蝕刻到襯底層內(nèi)的底部光柵700。用于所述底部光柵的蝕刻過程導(dǎo)致了所蝕刻溝道的底板 702的傾斜。此底板傾斜(FT)可以被表示為結(jié)構(gòu)參數(shù)，例如，作為跨越整個底板702上的高度 降低的測量，單位為nnuBARC(底部抗反射涂層)層704支持了頂部光柵706的圖案化的抗蝕 劑特征。在此實例中，在頂部與底部光柵之間的對準重疊誤差為零，因為頂部和頂部光柵特 征的中心位于相同的橫向位置處。然而，底層的過程引起的不對稱性，即，底板傾斜，導(dǎo)致了 在所測量的重疊偏移中的誤差，在此情況下給出了非零的重疊偏移。圖6B示出了另一種類 型的底層的過程引起的不對稱性，其能夠?qū)е略跍y量的重疊偏移中的誤差。這是側(cè)壁角 (SWA)不平衡，SWAun。與圖6A中的那些相同的特征被標記為相同。此處，底部光柵的一個側(cè) 壁708具有與另一側(cè)壁710不同的坡度或傾斜度。這種不平衡可以表示為結(jié)構(gòu)參數(shù)，例如表 示為相對于襯底的平面而言的兩個側(cè)壁角的比率。兩個不對稱度參數(shù)底板傾斜和SWA不平 衡引起了在頂部和底部光柵之間的"表觀的"重疊誤差。這個表觀的重疊誤差產(chǎn)生于頂部和 底部光柵之間將要測量的"實際的"重疊誤差的頂部。
[0064] 因此，在實施例中，希望模擬各種量測目標設(shè)計以便確認所提出的一個或更多的 目標設(shè)計的適合性和/或可行性。
[0065] 在用于對涉及光刻和量測目標的制造過程進行模擬的系統(tǒng)中，主要制造系統(tǒng)部件 和/或過程可以利用各種功能模塊加以描述，例如，如圖7中所示。參考圖7,功能模塊可包括 設(shè)計布局模塊71，所述設(shè)計布局模塊71限定量測目標(和/或微電子器件)設(shè)計圖案；圖案形 成裝置布局模塊72，所述圖案形成裝置布局模塊72限定如何基于所述目標設(shè)計而將所述圖 案形成裝置的圖案布局為呈多邊形；圖案形成裝置模型模塊73,所述圖案形成裝置模型模 塊73對于模擬過程期間待運用的像素化的（pixilated)并且連續(xù)色調(diào)的圖案形成裝置的物 理性質(zhì)進行建模;光學(xué)模型模塊74,所述光學(xué)模型模塊74限定了所述光刻系統(tǒng)的光學(xué)部件 的性能;抗蝕劑模型模塊75,所述抗蝕劑模型模塊75限定了運用于給定過程中的抗蝕劑的 性能；過程模型模塊76,所述過程模型模塊76限定了抗蝕劑后顯影過程(例如，蝕刻）的性 能；以及量測模塊77,所述量測模塊77限定了用于量測目標的量測系統(tǒng)的性能并且因而當 用于量測系統(tǒng)時限定了量測目標的性能。在結(jié)果模塊78中提供一個或更多的所述仿真模塊 的結(jié)果，例如，所預(yù)測的外形和CD。
[0066] 在光學(xué)模型模塊74中捕捉照射和投影光學(xué)器件的性質(zhì)，光學(xué)模型模塊74包括但不 限于NA-西格瑪〇設(shè)置以及任何特定的照射源形狀，其中（或西格瑪)是照射器的外部徑向 范圍。涂覆于襯底上的光致抗蝕劑層的光學(xué)屬性-即，折射率，膜厚度，傳播和偏振效應(yīng)-也 可以作為光學(xué)模型模塊74的部分而被捕捉，而抗蝕劑模型模塊75描述了在抗蝕劑曝光、曝 光后烘烤(PEB)以及顯影的期間發(fā)生的化學(xué)過程的影響，以便預(yù)測例如在襯底上所形成的 抗蝕劑特征的外形。圖案形成裝置模型模塊73捕捉了目標設(shè)計特征如何被布局呈所述圖案 形成裝置的圖案，并且可包括對于例如在美國專利號7,587,704中所描述的圖案形成裝置 的詳細物理屬性的表示。模擬的目的是精確地預(yù)測例如邊緣定位和臨界尺寸(CD)，它們隨 后可與目標設(shè)計相比。目標設(shè)計一般地被限定為0PC前的圖案形成裝置布局，并且將被設(shè)置 為呈標準化的數(shù)字化文件格式諸如GDSII或OASIS。
[0067] -般而言，在光學(xué)模型和抗蝕劑模型之間的連接是在抗蝕劑層內(nèi)的經(jīng)模擬的空間 圖像強度，這是由輻射在襯底上的投影、在抗蝕劑界面處的折射以及在抗蝕劑膜疊層中的 多次反射所造成的。輻射強度分布(空間圖像強度)通過光子的吸收而被轉(zhuǎn)化為潛在的"抗 蝕劑圖像"，其由衍射過程和各種加載效應(yīng)而進一步更改。對于全芯片應(yīng)用而言足夠快的有 效模擬方法以二維空間（以及抗蝕劑)圖像來近似在抗蝕劑疊層中的現(xiàn)實的三維強度分布。 [0068]因而，模型公式描述了整體過程中的公知的物理和化學(xué)特性的大部分（若非全 部），并且模型參數(shù)中每個模型參數(shù)理想地對應(yīng)于獨特或不同的物理或化學(xué)效應(yīng)。模型公式 因而對于模型可以在何種程度上模擬整體制造過程設(shè)定了上邊界。然而，有時所述模型參 數(shù)可能由于測量和讀取誤差而不精確，并且可能在系統(tǒng)中存在其它缺陷。利用對于模型參 數(shù)的精密校準，可以實現(xiàn)極精確的模擬。
[0069] 在制造過程中，各種過程參數(shù)中的變化對于可以如實地反映產(chǎn)品設(shè)計的合適目標 的設(shè)計具有顯著影響。這樣的過程參數(shù)包括但不限于：側(cè)壁角（由蝕刻或顯影過程確定）、 (器件層或抗蝕劑層的）折射率、（器件層或抗蝕劑層的）厚度、入射輻射的頻率、蝕刻深度、 底板傾斜、輻射源的消光系數(shù)、（對于抗蝕劑層或器件層的）涂層不對稱度、在化學(xué)-機械拋 光過程期間的腐蝕中的變化，等等。
[0070] 量測目標設(shè)計可以由多種參數(shù)（例如目標系數(shù)(TC)、疊層靈敏度（SS)、重疊影響 (0V)等)來特征化。疊層靈敏度測量隨著重疊的改變而由于目標(例如光柵)層之間的衍射 而造成的強度改變。目標系數(shù)測量來自測量系統(tǒng)的噪聲并可以被考慮成對于量測目標的信 噪比的等價物。目標系數(shù)也可以被考慮成疊層靈敏度與光子噪聲之比。重疊影響將重疊誤 差的變化作為目標設(shè)計的函數(shù)來進行測量。
[0071] 如上所述，可能存在能夠影響或限定特定的量測目標設(shè)計的選擇的多種模型參 數(shù)。例如，一個或更多個幾何尺寸可以針對于特定的目標設(shè)計(例如量測目標設(shè)計的特征的 節(jié)距、臨界尺寸等)來定義。
[0072] 模型參數(shù)之一可以是用于將量測目標設(shè)計傳遞到襯底的系統(tǒng)的光學(xué)像差；用于對 量測目標(和/或，例如電子器件圖案)成像的投影系統(tǒng)PL可以具有非均勻的光學(xué)傳遞函數(shù)， 該光學(xué)傳遞函數(shù)可以影響在襯底W上成像的圖案。存在能夠表達這樣的參數(shù)的多種方式。對 于光學(xué)模型，用于限定像差的一種方便的方式是通過一組澤尼克多項式。澤尼克多項式形 成在單位圓上限定的一組正交多項式。在本申請的公開內(nèi)容中，澤尼克多項式用作用于設(shè) 計量測目標的方法的非限制性示例。然而，注意到，在此描述的設(shè)計方法可以被擴展到具有 類似特性的其他任何像差基。
[0073] 在一實施例中，對于非偏振輻射，像差效應(yīng)可以由兩個標量圖相當好地描述，該標 量圖將從投影系統(tǒng)PL出射的輻射的透射(變跡術(shù))和相對相位(像差)描述為投影系統(tǒng)的光 瞳面中的位置的函數(shù)。這些標量圖（可以被稱為透射圖和相對相位圖）可以被表達為一組完 整的基函數(shù)的線性組合。每個標量圖的確定可以涉及確定在這種擴展中的系數(shù)。由于澤尼 克多項式在單位圓上是正交的，所以澤尼克系數(shù)又可以通過依次計算所測量的標量圖與每 個澤尼克多項式的內(nèi)積和將其除以澤尼克多項式的范數(shù)的平方來確定。
[0074] 在此所述的方法提供了用于基于設(shè)計參數(shù)對于一個或更多個澤尼克多項式的設(shè) 計參數(shù)的靈敏度來設(shè)計量測目標的途徑。作為背景，被表達為澤尼克項的像差、霍普金斯理 論和傳遞交叉函數(shù)(TCC)在此被簡短地討論?？臻g圖像AI可以被表達為：
[0075]
[0078] 其中AI(x，y)是空間域中的空間圖像，A(h，k2)是來自源光瞳面上的點k的源振幅， Uk^ks)是對于在光學(xué)系統(tǒng)光瞳面上的點(h，k2)的投影光學(xué)裝置振幅和相位函數(shù)，在本申 請的公開內(nèi)容中也被稱為"光瞳圖像"。在空間域中的投影光學(xué)裝置函數(shù)將由投影光學(xué)裝置 對通過投影光學(xué)裝置(例如振幅的變形、相位或這兩者)的輻射造成的變形表示為位置的函 數(shù)。M(h，k 2)是空間頻率域中的圖案形成裝置函數(shù)（即設(shè)計布局函數(shù)），并且可以通過傅里葉 變換從空間域中的圖案形成裝置函數(shù)來獲得。在空間域中的圖案形成裝置函數(shù)將由圖案形 成裝置對經(jīng)過該圖案形成裝置的輻射所造成的變形(例如振幅的變形、相位或這兩者)表示 為位置的函數(shù)。更多的細節(jié)可以例如在專利號為US7,857,704的美國專利中找到，該文獻以 引用方式整體并入本文。在空間域中的函數(shù)可以通過傅里葉變換而被變換成在空間頻率域 中的函數(shù)，反之亦然。在此，X和k都是矢量。還要注意，盡管在給定的示例中，上述等式由標 量成像模型推導(dǎo)出，但是該公式形式也可以擴展到矢量成像模型，其中TE和TM或其他的偏 振福射分量被獨立地求和。
[0079] 以被看成矩陣，其包括排除圖案形成裝置的光刻投影設(shè)備的光學(xué)性 質(zhì)。也注意到TCC矩陣是厄比特(Hermit ian)矩陣，即
[0081]使用上述方程計算空間圖像可以在僅僅使用的主特征值情況下可以 被簡化。特別地，當被對角化且最大的R個特征值被保留時，可以被 近似成：
[0083] 其中Ar(r=l，. .，R)是R個最大特征值，(})r是對應(yīng)于特征值\1的特征矢量。
[0084] 在實際的光刻投影設(shè)備中，對于澤尼克系數(shù)zn，可以被很好地近似為
[0085]

函數(shù)是已知的?？梢詮拿x條件Zn=ZnQ直接計算。系 和''RU;.W ^可以從zn的一組已知的值擬合或可以被作為部分偏導(dǎo)數(shù)推導(dǎo)出，其細節(jié)可 以在共同轉(zhuǎn)讓的、公開號為2009-0157360的美國專利申請中找到，該文獻的公開內(nèi)容以引 用的方式全部并入本文。
[0087]
，則空間圖像AI 的計算可以使用相對于zn的展開來進一步簡化：
[0088] Al(Zn) * Al(Zn〇)+ai,n(Zn-Zn〇)+bl,n(Zn-Zn〇)2
[0089] 注意到，ΑΙ(ζη〇)、&Ι,η和bI>n被稱為偽空間圖像，其可以由圖案形成裝置圖案和 間圖像都不依賴于z n。
[0090] 對于具有光瞳圖像L(h，k2)和A(h，k2)的光學(xué)裝置，所得到的TCC是：
[0091]
[0092] 對于澤尼克系數(shù)~，光瞳圖像被表達成：
[0093] L (ki，1?) = L。（ ki，1?) exp (j (Zn-Zn。）Pn (ki，1?))
[0094] 其中L〇(h，k2)是對于zn = znQ的名義光瞳圖像，Pn(h，k2)是對應(yīng)于2"的內(nèi)核圖像 (或澤尼克多項式）。為了簡化符號，在不失一般性的情況下，我們假定z nQ = 〇,即1X1^，!《) = L〇(ki，k2)exp( jznPn(ki，k2))。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解所有的討論對于非零的zn〇都是合理 的。還假定名義條件被設(shè)定成使得所有的z nQ = 0,因此Loa^ks)是沒有像差的，除去其可以 具有離焦量。因此，LoU^ks)是旋轉(zhuǎn)對稱度，即對于任何兩個頻率對，（kicks'）和"， k2"），L〇(ki'，k2'）=L〇(ki"，k2"），無論何時，ki'2+k2'2 = ki"2+k2"2。
[0095] TCC擬合過程可以被看成泰勒展開，其中
[0096]
[0097] 這意味著：
[0098]
[0100] 在公開號為2013-0014065的美國專利申請中（該文獻以引用的方式整體并入本 文），描述了一種設(shè)計用于經(jīng)由投影光刻系統(tǒng)成像的一組測試圖案的方法，該組測試圖案包 括與投影光刻系統(tǒng)的預(yù)定的波前像差項相關(guān)聯(lián)的光刻響應(yīng)參數(shù)，所屬預(yù)定的波前像差項以 數(shù)學(xué)方式表示波前像差的特征，所述方法包括:a)生成數(shù)學(xué)級數(shù)展開式作為光刻響應(yīng)參數(shù) 的近似，該光刻響應(yīng)參數(shù)作為預(yù)定的波前像差項的函數(shù);b)從數(shù)學(xué)級數(shù)展開式中選擇一組 被選擇的展開項；c)生成包括所述被選擇的展開項的成本函數(shù);和d)求解成本函數(shù)以在將 未被選擇的展開項的至少一部分限制為基本上為零的同時限定該組測試圖案的參數(shù)?？梢?根據(jù)之前的用于生成對于預(yù)定的波前像差項的變化的預(yù)定響應(yīng)的方法來設(shè)計經(jīng)由投影光 刻系統(tǒng)成像的一組測試圖案，其中所述預(yù)定的響應(yīng)基本上是線性的。
[0101] 量測目標設(shè)計可以由各種參數(shù)表征，例如，目標系數(shù)(TC)，疊層靈敏度(SS)、重疊 影響(0V)，等等。疊層靈敏度可以被理解為對于由于在目標(例如，光柵)層之間的衍射而隨 著重疊改變而使得信號強度改變多少的測量。目標系數(shù)可以被理解為對于因為由測量系統(tǒng) 所收集的光子的變化而導(dǎo)致的對于特定測量時間而言的信噪比的測量。在實施例中，目標 系數(shù)也可以被認為是疊層靈敏度與光子噪聲的比率;即，信號（即，疊層靈敏度)可以除以光 子噪聲的測量值以確定目標系數(shù)。重疊影響測量作為目標設(shè)計的函數(shù)的重疊誤差中的改 變。
[0102] 在給定的光學(xué)系統(tǒng)中，更具體地對于給定的光刻設(shè)備，當使用光刻設(shè)備曝光量測 目標時和當使用光刻設(shè)備曝光產(chǎn)品（例如器件）圖案時，由光刻設(shè)備的各種光學(xué)元件導(dǎo)致的 光學(xué)像差可以對于光刻設(shè)備的成像狹縫上的不同的位置i而變化。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在光刻設(shè)備像 差變化的正常范圍中，特定的參數(shù)par的變化可以被考慮成在光刻設(shè)備的成像狹縫上的特 定位置i處線性的依賴于澤尼克項z n，所述特定的參數(shù)par表征量測目標。例如：
[0104]
:可以被考慮成該參數(shù)對于特定的澤尼克項2"的靈敏度。還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該 參數(shù)對于特定的澤尼克項zn的靈敏度基本上獨立于狹縫位置和光刻設(shè)備。相應(yīng)地，能夠確 定對于一個或更多個澤尼克項^的靈敏度
并對于不同的狹縫位置和/或不同的光刻設(shè) 備使用這些靈敏度(例如不同的像差值和/或不同的像差輪廓）。
[0105] 在各種實施例中，可以測量或模擬所述一個或更多參數(shù)的靈敏度。例如，可以測量 一個或更多過程變化。例如，在一實施例中，可以執(zhí)行像差擾動（"蜿蜒曲路(meander)"）實 驗來確定靈敏度。作為示例，在襯底曝光期間，可以略微加熱光刻設(shè)備中的投影系統(tǒng)，使得 投影系統(tǒng)中的一個或更多個光學(xué)元件變形并因此導(dǎo)致光學(xué)像差。光刻設(shè)備可以具有控制機 構(gòu)來減小這種像差。但是，當該控制被關(guān)閉后，該像差被期望足夠大以引起例如產(chǎn)品圖案中 以及量測目標中的可測量的重疊誤差。像差量可以通過在光刻設(shè)備中的傳感器測量或確 定，并且感興趣的參數(shù)（例如，重疊）也可以被測量或確定。因而，可以計算出參數(shù)（例如重 疊)對像差的靈敏度。類似地，靈敏度可以通過使用光刻模型（例如，模塊71-75中的一個或 更多個）以及量測模型而加以模擬。例如，通過對于每個相關(guān)的澤尼克像差使用光刻模型可 以執(zhí)行模擬，其中該像差被改變一定量(例如，若干nm或一定的小百分比（例如1 -5 % ))以獲 得輪廓并且所述輪廓被提供給量測模擬以給出適用參數(shù)的變化，例如，對于像差的改變而 言的重疊，并且因而產(chǎn)生了靈敏度。
[0106] 進而，通常，量測目標設(shè)計的目標是設(shè)計在被特定的光刻設(shè)備曝光時精確地模擬 對于特定的產(chǎn)品（例如器件)設(shè)計的感興趣的參數(shù)的變化的目標。換句話說，在一實施例中， 對于使用特定的光刻設(shè)備進行曝光的特定的產(chǎn)品設(shè)計，優(yōu)化的目標設(shè)計可以是將對于產(chǎn)品 設(shè)計的感興趣的參數(shù)變化和對于量測目標設(shè)計的感興趣的參數(shù)Part之間的差異最小 化的目標設(shè)計。于是，在一實施例中，該差異對于光學(xué)像差可以使用該靈敏度利用等式（1) 計算為：
[0108] 在一實施例中，對于該產(chǎn)品設(shè)計的感興趣的參數(shù)Parp(例如重疊)可以通過使用光 刻模型（例如模塊71-75中的一個或更多個）、利用用于形成量測目標的光學(xué)系統(tǒng)來進行模 擬來確定。該興趣的參數(shù)可以針對于具體的狹縫位置來確定或?qū)τ谡麄€狹縫(可視情況在 例如用于等式(2)中的狹縫上平均)來確定。如果能夠使用合適的傳感器和/或?qū)嶒灅?gòu)架來 使用，則可以測量該感興趣的參數(shù)。
[0109] 圖8示意性地示出一種用于設(shè)計量測目標的方法。該方法包括:在框P101處，確定 量測目標的感興趣的參數(shù)對于多種光學(xué)像差中的一種或更多種的靈敏度;在框P102處，確 定對于使用光刻設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)來曝光的產(chǎn)品設(shè)計的感興趣的參數(shù)；以及在框P103處，基 于產(chǎn)品設(shè)計的參數(shù)和靈敏度確定對感興趣的參數(shù)的影響。在一實施例中，基于靈敏度確定 對感興趣的參數(shù)的影響包括基于該靈敏度和光學(xué)系統(tǒng)的各個像差中的一種或更多種的乘 積來確定影響。在一實施例中，所述各個像差中的一種或更多種的值可以在光刻設(shè)備的整 個成像狹縫上的多個特定位置i。在一實施例中，感興趣的參數(shù)對于特定的像差類型的靈敏 度被考慮成在光刻設(shè)備中的光學(xué)像差變化的設(shè)計范圍內(nèi)是線性的。
[0110]于是，光學(xué)像差在光刻設(shè)備的曝光狹縫上的變化的影響可以使用該靈敏度和光學(xué) 系統(tǒng)的其各個像差值的乘積在該狹縫上求和(例如使用等式(1)和/或(2))來確定。
[0111] 在一實施例中，感興趣的參數(shù)可以是重疊誤差。在一實施例中，多種光學(xué)像差中的 每一個由澤尼克多項式表示。
[0112] 相應(yīng)地，在一實施例中，多個不同的量測目標設(shè)計可以被評估以使用上述方法來 確定對于量測目標設(shè)計的一個或更多個參數(shù)的影響以識別具有在對于目標設(shè)計的參數(shù)的 影響和在產(chǎn)品（器件)設(shè)計的參數(shù)的影響之間的最小差異的量測目標設(shè)計。因此，有益地，在 一實施例中，一個或更多個參數(shù)對于一個或更多個光學(xué)像差類型的靈敏度可以最初被模擬 且可選地被僅僅模擬一次，例如，可以針對于多個量測目標設(shè)計中的每一個模擬一個或更 多個參數(shù)對于一個或更多個光學(xué)像差類型的靈敏度。然后，可以相對于產(chǎn)品設(shè)計的參數(shù)評 估每個量測設(shè)計的一個或更多個參數(shù)，以確定量測目標對于該產(chǎn)品設(shè)計的適應(yīng)性。因此，不 同的產(chǎn)品設(shè)計可以在不必重新確定靈敏度或不進行對于量測目標設(shè)計的新的模擬的情況 下被評估。類似地，對于該狹縫中的任何不同點的不同的像差值可以被評估和/或像差類型 的不同組合可以被評估，其中每一種像差值或每一種組合都在不必重新確定靈敏度或不進 行對于量測目標設(shè)計的新的模擬的情況下被評估。于是，例如，光刻和量測的模擬可能不需 要對于狹縫像差輪廓中的每一點重復(fù)進行，類似地，光刻和量測模擬可能不需要在像差輪 廓被改變時（例如對于不同的光刻設(shè)備)被重復(fù)。該靈敏度的線性關(guān)系允許新的像差輪廓 和/或像差值的相對簡單的規(guī)范，以確定像差變化對于量測目標設(shè)計的參數(shù)的影響。
[0113] 多個量測目標設(shè)計可以根據(jù)對于所述一個或更多個參數(shù)的影響值來進行分級或 排隊。這種分級或排隊可以允許使用光刻模型來選擇可能不是被分級為最佳的設(shè)計但更適 合于使用者的制造過程的特定設(shè)計。在一實施例中，在該參數(shù)為重疊的情況下，合適的量測 目標設(shè)計可以是對重疊具有小于或等于l〇nm的影響的量測目標設(shè)計，例如具有小于或等于 7nm的影響、小于或等于5nm的影響或者小于或等于3nm的影響。
[0114] 圖9示意性地示出設(shè)計量測目標的另一種方法。該方法包括，在框P201處，確定量 測目標設(shè)計的重疊誤差對于多個像差類型中的一個或更多個的靈敏度。在一實施例中，所 述多種光學(xué)像差中的每一個由澤尼克多項式來表示。在框202處，該方法還包括基于光刻設(shè) 備的用于曝光該量測目標的光學(xué)系統(tǒng)的相應(yīng)的像差值與該靈敏度的乘積確定量測目標設(shè) 計的重疊誤差影響。在一實施例中，確定量測目標設(shè)計的重疊誤差影響的步驟是基于多個 像差類型的靈敏度與光刻設(shè)備的用于曝光該量測目標的光學(xué)系統(tǒng)的相應(yīng)的像差值的乘積 的總和。
[0115] 在一實施例中，該量測目標設(shè)計的重疊誤差的靈敏度被考慮成在光學(xué)像差變化的 設(shè)計范圍內(nèi)是線性的。
[0116] 隨后，對于在光學(xué)像差在光刻設(shè)備的曝光狹縫上的變化的重疊誤差的影響可以使 用靈敏度和光學(xué)系統(tǒng)的多種像差的其相應(yīng)的像差的乘積的總和來確定，例如使用以下等式 來確定：
[0118]其中，ovP(i)是產(chǎn)品設(shè)計在曝光狹縫位置i處的重疊誤差，而〇Vt(i)是產(chǎn)品設(shè)計在 曝光狹縫位置i處的重疊誤差。A ov的盡可能小的值表示最小的重疊影響。在一實施例中， 合適的量測目標設(shè)計可以是Α ον的值小于或等于10nm的量測目標設(shè)計，例如△ ον的值小于 或等于7nm、小于或等于5nm或者小于或等于3nm的量測目標設(shè)計。
[0119] 在一實施例中，可能不確定特定的曝光狹縫位置i的ovP(i)。相反，ovP(i)可以是在 曝光狹縫上的平均值(并因此對于在曝光狹縫上的總值在等式(3)中在該狹縫上被求和）。
[0120] 在一實施例中，Δ 〇v是量測目標設(shè)計的示例性的性能指示器。其它的性能指示器 可以被公式化。例如，可以通過省略〇vP(i)來從等式(3)來對性能指示器進行公式化。
[0121] 相應(yīng)地，在一實施例中，多個不同的量測目標設(shè)計可以被評估以使用所述方法來 確定對于量測目標設(shè)計的重疊誤差的影響，以識別具有在目標設(shè)計的重疊誤差的影響和對 于產(chǎn)品（器件)設(shè)計的重疊誤差的影響之間的最小差異的量測目標設(shè)計。
[0122] 多個量測目標設(shè)計可以根據(jù)對于所述一個或更多個參數(shù)的影響值來進行分級或 排隊。這種分級或排隊可以允許使用光刻模型來選擇可能不是被分級或排隊為最佳的設(shè)計 但更適合于使用者的制造過程的特定設(shè)計。在一實施例中，在該參數(shù)為重疊的情況下，合適 的量測目標設(shè)計可以是對重疊具有小于或等于l〇nm的影響的量測目標設(shè)計，例如具有小于 或等于7nm的影響、小于或等于5nm的影響或者小于或等于3nm的影響的量測目標設(shè)計。
[0123] 在一實施例中，靈敏度中的一個或更多個可以具有與其他的靈敏度不同的權(quán)重。 例如，對于特定的澤尼克系數(shù)的靈敏度可以具有比另一特定的澤尼克系數(shù)的靈敏度更大的 權(quán)重。在一實施例中，某些澤尼克系數(shù)的靈敏度可以不被確定或評估。例如，球面澤尼克系 數(shù)可能不具有任何重疊影響，并因此其確定或評估可能不是必須的。而且，依賴于特定的量 測目標設(shè)計，在特定方向（例如X或Y方向）中的澤尼克系數(shù)對稱可以不被確定或評估，因為 其可以在該特定方向上對于特定的量測目標設(shè)計不具有重疊影響。
[0124] 即使在本申請的公開內(nèi)容中，澤尼克項被用作展示該量測的主要示例，但是該方 法可以被推廣至其它的像差表示或甚至其它的光刻參數(shù)，例如可能對非線性CD響應(yīng)有貢獻 的光瞳擬合參數(shù)。
[0125] 總之，可以提供一種用于促使特定的產(chǎn)品設(shè)計的有效的量測目標的更快的確定的 技術(shù)。期望使對于像差的目標靈敏度將產(chǎn)品靈敏度/行為與像差匹配。如果它們匹配，則目 標對于產(chǎn)品是更好的預(yù)測器。問題是要對于眾多的目標設(shè)計將冗長復(fù)雜的光刻和量測模擬 運行多次(并然后在像差被改變(例如不同工具)時完全再執(zhí)行一遍）。已經(jīng)公開，在設(shè)計該 目標中，量測目標參數(shù)(例如目標重疊)對于每個澤尼克系數(shù)（
·對于一個或更多個澤尼克 系數(shù)zn)的靈敏度在光刻設(shè)備的像差變化的范圍內(nèi)通常是線性的。于是，可能對于目標僅僅 模擬一次以確定對于每個澤尼克系數(shù)的參數(shù)靈敏度。該目標的參數(shù)(例如重疊)影響然后可 以被計算成澤尼克系數(shù)的靈敏度與特定的澤尼克量(例如，在特定工具的狹縫中的多個位 置中的每個位置處的澤尼克量)的乘積的總和。這可以與產(chǎn)品（例如在該狹縫中的同樣的多 個位置中的每一位置處）的參數(shù)(例如重疊)組合以產(chǎn)生對于該目標的性能指示器。該過程 可以對于多個目標設(shè)計進行重復(fù)，然后具有最佳性能指示器值的目標設(shè)計是最佳匹配(對 該準則而言）。
[0126] 在一實施例中，量測目標設(shè)計可以被評估以便確定是否該量測目標設(shè)計具有與產(chǎn) 品設(shè)計對于光學(xué)像差參數(shù)的類似的靈敏度，以使得更好的預(yù)測可以在測量該目標時由該產(chǎn) 品設(shè)計制成。
[0127] 于是，如前所述，表征產(chǎn)品設(shè)計和量測目標設(shè)計的參數(shù)對于光學(xué)像差參數(shù)的響應(yīng) 度或靈敏度（即，參數(shù)值的變化對于光學(xué)像差參數(shù)的值的變化的測量)可以被測量或模擬。 在一實施例中，該靈敏度可以對每種類型的像差被測量或模擬。
[0128] 多個量測目標設(shè)計然后可以被評估以找到在靈敏度方面與產(chǎn)品設(shè)計相匹配的量 測目標設(shè)計。這種匹配可以是針對特定的像差或針對于一組像差。
[0129] 于是，可以提供對量測目標設(shè)計的收集，該量測目標設(shè)計具有相對于一種或更多 種像差的靈敏度，且從該對量測目標設(shè)計的收集來選擇期望的量測目標設(shè)計。借助于產(chǎn)品 設(shè)計對于所確定(例如通過模擬)的一組具體的像差的靈敏度，隨后來自所述收集的的量測 目標設(shè)計可以被識別這與該產(chǎn)品設(shè)計的靈敏度匹配(例如對于單一像差或多個像差）。
[0130] 盡管上述目標結(jié)構(gòu)是為測量目的而具體指定和形成的量測目標，但是在其他實施 例中，可以在作為形成在襯底上的器件的功能部分的目標上對性質(zhì)進行測量。許多器件具 有規(guī)則的類似光柵的結(jié)構(gòu)。在此所使用的術(shù)語"目標"、"目標光柵"和"目標結(jié)構(gòu)"不需要該 結(jié)構(gòu)已經(jīng)為正在進行的測量所具體提供。
[0131] 盡管已描述了呈光柵形式的重疊目標，但是在實施例中，可以使用其它目標類型 諸如基于套盒(box-in-box)圖像的重疊目標。
[0132] 盡管已經(jīng)主要描述了用以確定重疊的量測目標，但是替代地或補充地，可以使用 量測目標來確定一個或更多的其它特征諸如焦距、劑量等。
[0133] 可以使用諸如基于像素的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或基于多邊形的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來 限定根據(jù)實施例的量測目標?；诙噙呅蔚臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以例如使用在芯片制造行業(yè)中相當 常見的GDSII數(shù)據(jù)格式來加以描述。另外，在不背離實施例的范圍的情況下，可以使用任何 合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)格式。量測目標可以被儲存于數(shù)據(jù)庫中，用戶可以從該數(shù)據(jù)庫選擇 所需的量測目標用于特定半導(dǎo)體加工步驟中。這樣的數(shù)據(jù)庫可以包括根據(jù)多個實施例而選 擇或設(shè)計的單個量測目標或多個量測目標。數(shù)據(jù)庫也可以包括多個量測目標，其中數(shù)據(jù)庫 包括對于多個量測目標中每個量測目標的額外信息。這種額外信息可包括例如與用于特定 光刻過程步驟的量測目標的適合性或品質(zhì)相關(guān)的信息并且甚至可包括單個量測目標對于 不同光刻過程步驟的品質(zhì)和/或適合性。量測目標的適合性和/或品質(zhì)可以分別表達為適合 性值和/或品質(zhì)值，或可在從將要用于特定光刻過程步驟的數(shù)據(jù)庫中選擇一種量測目標的 選擇過程或設(shè)計過程期間使用的任何其它值。
[0134] 在一實施例中，計算機可讀介質(zhì)可包括使用從遠程計算機或從遠程系統(tǒng)至計算機 可讀介質(zhì)的連接來用于啟動至少某些方法步驟的指令。這些連接可以例如在安全網(wǎng)絡(luò)上或 經(jīng)由在萬維網(wǎng)（互聯(lián)網(wǎng)）上的（安全)連接而生成。在此實施例中，用戶可例如從遠程位置登 錄以使用計算機可讀介質(zhì)用于確定所述量測目標設(shè)計的適合性和/或品質(zhì)，或用于設(shè)計合 適的量測目標設(shè)計。所提出的量測目標設(shè)計的一個或多個參數(shù)可以由遠程機計算機提供 (或由使用遠程計算機的操作者提供以向所述系統(tǒng)提供量測目標設(shè)計來用于確定量測目標 設(shè)計的適合性或用于確定量測目標設(shè)計對于該參數(shù)的影響）。因此，與在模擬過程或確定過 程期間所使用的模型相比，所提出的量測目標設(shè)計可以例如使用模型來模擬和可以被不同 實體或公司擁有。隨后，例如，用以評估目標品質(zhì)的所得到的所確定的影響可被往回提供給 遠程計算機，例如而不留下超出量測目標設(shè)計的所提出的參數(shù)或所用的模擬參數(shù)的任何殘 余細節(jié)。在這樣的實施例中，客戶可能需要用以運行對于獨立地提出的量測目標設(shè)計或評 估的選項，而不擁有軟件或不具有軟件的處于其遠程位置的副本。這樣的選項可以由例如 用戶協(xié)議而獲得。這種用戶協(xié)議的益處可以是，用于模擬中的模型可以總是最新的和/或最 詳細的可用模型，而不需要在本地升級任何軟件。此外，通過分離所述模型模擬和量測目標 設(shè)計或量測目標提案的所提出的參數(shù)，所設(shè)計的標記或不同層的細節(jié)用于處理不被兩個公 司分享的需求。
[0135] 與在襯底和圖案形成裝置上實現(xiàn)的目標的物理光柵結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，一實施例可以包 括計算機程序，該計算機程序包含一個或更多個機器可讀指令序列，所述機器可讀指令序 列用于描述設(shè)計出目標、在襯底上產(chǎn)生目標、測量在襯底上的目標和/或分析測量結(jié)果以獲 得關(guān)于光刻過程的信息的方法。該計算機程序可以例如在圖3和圖4的設(shè)備中的單元PU中 和/或在圖2的控制單元LACU中被執(zhí)行。也可以提供數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)(例如半導(dǎo)體存儲器、磁盤 或光盤），該數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)具有存儲于其中的所述計算機程序。在已有的設(shè)備(例如如圖1-4 所示類型的量測設(shè)備）已經(jīng)處于生產(chǎn)中和/或使用中的情況下，一個實施例可以通過提供用 于使設(shè)備的處理器執(zhí)行本文所描述方法的經(jīng)更新的計算機程序產(chǎn)品來實現(xiàn)。
[0136] 本發(fā)明的實施例可以采用包含用于描述一種如上面公開的方法的一個或更多個 機器可讀指令序列的計算機程序的形式，或具有存儲其中的所述計算機程序的數(shù)據(jù)存儲介 質(zhì)(例如半導(dǎo)體存儲器、磁盤或光盤)的形式。此外，計算機可讀指令可以實現(xiàn)于兩個或更多 的計算機程序中。所述兩個或更多的計算機程序可以儲存于一個或更多的不同存儲器和/ 或數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)上。
[0137] 當一個或更多的計算機程序由位于光刻設(shè)備的至少一個部件內(nèi)的一個或更多的 計算機處理器讀取時，本文中所描述的任何控制器可以是各自或組合地可操作的?？刂破?可以各自或組合地具有用于接收、處理和發(fā)送信號的任何合適配置。一個或更多的處理器 被配置成用以與控制器中至少一個控制器通信。例如，每個控制器可包括用于執(zhí)行包括用 于上述方法的計算機可讀指令的計算機程序的一個或更多的處理器。控制器可以包括用于 存儲這樣的計算機程序的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，和/或用以接收這樣的介質(zhì)的硬件。因此，控制器 可以根據(jù)一個或更多的計算機程序的機器可讀指令而操作。
[0138] 本發(fā)明還可使用下列方面加以描述：
[0139] 1.-種量測目標設(shè)計的方法，所述方法包括：
[0140] 確定量測目標設(shè)計的參數(shù)對于光學(xué)像差的靈敏度;和
[0141] 基于使用光刻設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)來曝光的產(chǎn)品設(shè)計的所述參數(shù)以及所述靈敏度與 光學(xué)系統(tǒng)的相應(yīng)的像差的乘積來確定對于所述量測目標設(shè)計的所述參數(shù)的影響。
[0142] 2.根據(jù)方面1所述的方法，包括確定量測目標設(shè)計的參數(shù)對于多個光學(xué)像差中的 每個光學(xué)像差的靈敏度和基于產(chǎn)品設(shè)計的所述參數(shù)以及所述靈敏度與光學(xué)系統(tǒng)的相應(yīng)的 像差的乘積來確定對于所述量測目標設(shè)計的所述參數(shù)的影響。
[0143] 3.根據(jù)方面1或方面2所述的方法，還包括確定使用光刻設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)進行曝光 的產(chǎn)品設(shè)計的參數(shù)。
[0144] 4.根據(jù)方面3所述的方法，還包括通過模擬使用光學(xué)系統(tǒng)進行曝光的產(chǎn)品設(shè)計來 確定所述產(chǎn)品設(shè)計的參數(shù)。
[0145] 5.根據(jù)方面1至4中任一項所述的方法，其中通過使用光刻模型進行模擬來執(zhí)行確 定靈敏度的步驟。
[0146] 6.根據(jù)方面1至5中任一項所述的方法，其中所述參數(shù)包括重疊誤差。
[0147] 7.根據(jù)方面1至6中任一項所述的方法，其中光學(xué)像差包括澤尼克多項式。
[0148] 8.根據(jù)方面1至7中任一項所述的方法，其中確定所述影響的步驟包括針對于光刻 設(shè)備的曝光狹縫的多個位置來對所述靈敏度與其對應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)的像差的乘積求和。 [0149] 9.根據(jù)方面1至8中任一項所述的方法，其中所述靈敏度被考慮成在光學(xué)系統(tǒng)像差 變化的設(shè)計范圍內(nèi)是線性的。
[0150] 10.根據(jù)方面1至9中任一項所述的方法，包括對于多個不同的量測目標設(shè)計來執(zhí) 行所述確定，以識別具有在量測目標設(shè)計的參數(shù)和產(chǎn)品設(shè)計的參數(shù)之間的最小差異的量測 目標設(shè)計。
[0151 ] 11. -種量測目標設(shè)計的方法，所述方法包括：
[0152] 確定量測目標設(shè)計的重疊誤差對于多個像差中的相應(yīng)的像差的靈敏度;和
[0153] 基于所述靈敏度與用于曝光該量測目標的光刻設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)的相應(yīng)的像差的 乘積的總和來確定量測目標設(shè)計的重疊誤差影響。
[0154] 12.根據(jù)方面11所述的方法，其中所述像差分別包括澤尼克多項式。
[0155] 13.根據(jù)方面11或方面12所述的方法，其中，所述靈敏度被考慮成在光學(xué)系統(tǒng)像差 變化的設(shè)計范圍內(nèi)是線性的。
[0156] 14.根據(jù)方面11至13中任一項所述的方法，其中通過使用光刻模型進行模擬來實 現(xiàn)確定所述靈敏度。
[0157] 15.根據(jù)方面11至14中任一項所述的方法，還包括對使用光學(xué)系統(tǒng)進行曝光的產(chǎn) 品設(shè)計的重疊誤差進行模擬。
[0158] 16.根據(jù)方面11至15中任一項所述的方法，其中確定所述影響的步驟包括針對于 光刻設(shè)備的曝光狹縫的多個位置來對所述靈敏度與光學(xué)系統(tǒng)的相應(yīng)的像差的乘積求和。
[0159] 17.-種計算機可讀介質(zhì)，包括能夠由計算機執(zhí)行以實現(xiàn)根據(jù)方面1至16中任一項 所述的方法的指令。
[0160] 18.根據(jù)方面7所述的計算機可讀介質(zhì)，其中能夠由計算機執(zhí)行的指令還包括使用 從遠程計算機至計算機可讀介質(zhì)的連接來啟動所述方法步驟中至少一個方法步驟的指令。
[0161] 19.根據(jù)方面18所述的計算機可讀介質(zhì)，其中與遠程計算機的連接是安全連接。
[0162] 20.根據(jù)方面18和19中任一項所述的計算機可讀介質(zhì)，其中量測目標設(shè)計的參數(shù) 由遠程計算機提供。
[0163] 21.根據(jù)方面20所述的計算機可讀介質(zhì)，其中所述方法還配置成用于提供對返回 至遠程計算機的量測設(shè)計的影響。
[0164] 22. -種用以在襯底上使用量測目標設(shè)計的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
[0165] 處理單元，配置和布置成用以：
[0166] 確定量測目標設(shè)計的參數(shù)對于光學(xué)像差的靈敏度;和
[0167] 基于使用光刻設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)來曝光的產(chǎn)品設(shè)計的所述參數(shù)以及所述靈敏度與 光學(xué)系統(tǒng)的相應(yīng)的像差的乘積來確定對于所述量測目標設(shè)計的所述參數(shù)的影響。
[0168] 23.根據(jù)方面22所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括至用于與遠程系統(tǒng)通信的網(wǎng)絡(luò)的 連接。
[0169] 24.根據(jù)方面23所述的系統(tǒng)，其中所述遠程系統(tǒng)被配置成用于將量測目標設(shè)計的 參數(shù)提供至所述系統(tǒng)。
[0170] 25.根據(jù)方面23或24所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)被配置成用于使用與遠程系統(tǒng)的 連接來將對于量測目標設(shè)計的參數(shù)的影響發(fā)送回所述遠程系統(tǒng)。
[0171 ] 26. -種配置成使用量測測量系統(tǒng)來測量的量測目標，所述量測目標使用根據(jù)上 述方面1至16中任一項所述的方法或根據(jù)上述方面17至21中任一項所述的計算機可讀介質(zhì) 來設(shè)計或選擇。
[0172] 27.根據(jù)方面26所述的量測目標，其中所述量測測量系統(tǒng)包括基于衍射的測量系 統(tǒng)。
[0173] 28.-種使用量測目標的量測測量系統(tǒng)，所述量測目標通過根據(jù)方面1至16中任一 項所述的方法或根據(jù)方面17至21中任一項所述的計算機可讀介質(zhì)來設(shè)計或選擇。
[0174] 29. -種配置成用于測量量測目標的量測測量系統(tǒng)，所述量測目標通過根據(jù)方面1 至16中任一項所述的方法或根據(jù)方面17至21中任一項所述的計算機可讀介質(zhì)來設(shè)計或選 擇。
[0175] 30. -種包括量測目標的襯底，所述量測目標通過根據(jù)方面1至16中任一項所述的 方法或根據(jù)方面17至21中任一項所述的計算機可讀介質(zhì)來設(shè)計或選擇。
[0176] 31.根據(jù)方面30所述的襯底，其中所述襯底是包括集成電路的至少一些層的晶片。
[0177] 32. -種配置成用于對量測目標進行成像的光刻成像設(shè)備，所述量測目標通過根 據(jù)方面1至16中任一項所述的方法或根據(jù)方面17至21中任一項所述的計算機可讀介質(zhì)來設(shè) 計或選擇。
[0178] 33.-種配置成用于對根據(jù)方面26和27中任一項所述的量測目標進行成像的光刻 成像設(shè)備。
[0179] 34.-種表示量測目標的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所述量測目標通過根據(jù)方面1至16中任一項所 述的方法或根據(jù)方面17至21中任一項所述的計算機可讀介質(zhì)來設(shè)計或選擇。
[0180] 35.-種表不根據(jù)方面25和26中任一項所述的量測目標的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
[0181 ] 36. -種包括量測目標設(shè)計的數(shù)據(jù)庫，所述量測目標設(shè)計通過根據(jù)方面1至16中任 一項所述的方法或根據(jù)方面17至21中任一項所述的計算機可讀介質(zhì)來設(shè)計或選擇。
[0182] 37.根據(jù)方面36所述的數(shù)據(jù)庫，其中所述數(shù)據(jù)庫包括多個量測目標，每個量測目標 通過根據(jù)方面1至16中任一項所述的方法或根據(jù)方面17至21中任一項所述的計算機可讀介 質(zhì)來設(shè)計或選擇。
[0183] 38.-種包括根據(jù)方面34和35中任一項所述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫。
[0184] 39.根據(jù)方面38所述的數(shù)據(jù)庫，其中所述數(shù)據(jù)庫包括多個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 表示通過根據(jù)方面1至16中任一項所述的方法或根據(jù)方面17至21中任一項所述的計算機可 讀介質(zhì)來設(shè)計或選擇的量測目標。
[0185] 40.根據(jù)方面36至39中任一項所述的數(shù)據(jù)庫，其中所述數(shù)據(jù)庫包括與量測目標設(shè) 計相關(guān)聯(lián)的適合性值，所述適合性值指示用于光刻過程步驟的量測目標設(shè)計的適合性。
[0186] 41. 一種數(shù)據(jù)載體，包括根據(jù)方面34和35中任一項所述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和/或包括根據(jù) 方面36至40中任一項所述的數(shù)據(jù)庫。
[0187] 42.根據(jù)方面26和27所述的量測目標的用途，其中量測目標用于確定所述襯底上 一個層相對于另一層的定位，和/或用于確定所述襯底上的層相對于光刻成像設(shè)備的投影 光學(xué)裝置的對準，和/或用于確定結(jié)構(gòu)在所述襯底上的臨界尺寸。
[0188] 雖然上文已經(jīng)做出了具體參考，將本發(fā)明的實施例用于光學(xué)光刻術(shù)的情況中，但 是應(yīng)該注意到，本發(fā)明可以用在其它的應(yīng)用中，例如壓印光刻術(shù)，并且只要情況允許，不局 限于光學(xué)光刻術(shù)。在壓印光刻術(shù)中，圖案形成裝置中的形貌限定了在襯底上產(chǎn)生的圖案?？?以將所述圖案形成裝置的形貌印刷到提供給所述襯底的抗蝕劑層中，在其上通過施加電磁 輻射、熱、壓力或其組合來使所述抗蝕劑固化。在所述抗蝕劑固化之后，所述圖案形成裝置 被從所述抗蝕劑上移走，并在抗蝕劑中留下圖案。
[0189] 另外，雖然在本文中已經(jīng)做出了具體參考，在制造 1C(集成電路）中使用光刻設(shè)備， 但是應(yīng)該理解到這里所述的光刻設(shè)備可以有其他的應(yīng)用，例如制造集成光學(xué)系統(tǒng)、磁疇存 儲器的引導(dǎo)和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該 認識到，在這種替代應(yīng)用的情況中，可以將這里使用的任何術(shù)語"晶片"或"管芯"分別認為 是與更上位的術(shù)語"襯底"或"目標部分"同義。這里所指的襯底可以在曝光之前或之后進行 處理，例如在軌道(一種典型地將抗蝕劑層涂到襯底上，并且對已曝光的抗蝕劑進行顯影的 工具）、量測工具和/或檢驗工具中。在可應(yīng)用的情況下，可以將所述公開內(nèi)容應(yīng)用于這種和 其他襯底處理工具中。另外，所述襯底可以處理一次以上，例如為產(chǎn)生多層1C，使得這里使 用的所述術(shù)語"襯底"也可以表示已經(jīng)包含多個已處理層的襯底。
[0190] 這里使用的術(shù)語"輻射"和"束"包含全部類型的電磁輻射，包括:紫外輻射(UV)(例 如具有或約為365、355、248、193、157或126腦的波長）和極紫外化1^)輻射（例如具有在5_ 20nm范圍內(nèi)的波長），以及粒子束，例如離子束或電子束。
[0191] 在允許的情況下，術(shù)語"透鏡"可以表示各種類型的光學(xué)部件中的任何一種或其組 合，包括折射式的、反射式的、磁性的、電磁的以及靜電的光學(xué)部件。
[0192] 本說明書是為了說明而不是限制。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認識到，在不背離權(quán) 利要求的精神和范圍的情況下可以對本發(fā)明做出修改。例如，一個或更多的實施例的一個 或更多方面可酌情與一個或更多的其它實施例的一個或更多方面相組合、或替代一個或更 多其它實施例的一個或更多方面。因此，基于這里給出的教導(dǎo)和啟示，這種修改和適應(yīng)應(yīng)該 在所公開的實施例的等價物的范圍和含義內(nèi)。應(yīng)該理解，這里的術(shù)語或措辭是為了舉例描 述的目的，而不是限制性的，使得本說明書的術(shù)語或措辭由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)教導(dǎo)和啟 示進行解釋。本發(fā)明的覆蓋度和范圍不應(yīng)該受到上述的示例性實施例中的任一個的限制， 而應(yīng)該僅根據(jù)隨附的權(quán)利要求及其等價物限定。
【主權(quán)項】
1. 一種量測目標設(shè)計的方法，所述方法包括： 確定量測目標設(shè)計的參數(shù)對于光學(xué)像差的靈敏度;和 基于使用光刻設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)來曝光的產(chǎn)品設(shè)計的所述參數(shù)以及所述靈敏度與光學(xué) 系統(tǒng)的相應(yīng)的像差的乘積來確定對于所述量測目標設(shè)計的所述參數(shù)的影響。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括確定量測目標設(shè)計的參數(shù)對于多個光學(xué)像差中的 每個光學(xué)像差的靈敏度和基于產(chǎn)品設(shè)計的所述參數(shù)以及所述靈敏度與光學(xué)系統(tǒng)的相應(yīng)的 像差的乘積來確定對于所述量測目標設(shè)計的所述參數(shù)的影響。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括確定使用光刻設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)進行曝光的產(chǎn)品 設(shè)計的參數(shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括通過對使用光學(xué)系統(tǒng)進行曝光的產(chǎn)品設(shè)計進行 模擬來確定所述產(chǎn)品設(shè)計的參數(shù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過使用光刻模型進行模擬來執(zhí)行確定靈敏度。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述參數(shù)包括重疊誤差。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中確定所述影響包括針對于光刻設(shè)備的曝光狹縫的 多個位置來對所述靈敏度與光學(xué)系統(tǒng)的其對應(yīng)的像差的乘積求和。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述靈敏度被考慮成在光學(xué)系統(tǒng)像差變化的設(shè)計 范圍內(nèi)是線性的。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括對于多個不同的量測目標設(shè)計來執(zhí)行所述確定步 驟，以識別具有在量測目標設(shè)計的參數(shù)和產(chǎn)品設(shè)計的參數(shù)之間的最小差異的量測目標設(shè) 計。10. -種量測目標設(shè)計的方法，所述方法包括： 確定量測目標設(shè)計的重疊誤差對于多個像差中的相應(yīng)的像差的靈敏度;和 基于所述靈敏度與用于曝光該量測目標的光刻設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)的相應(yīng)的像差的乘積 的總和來確定量測目標設(shè)計的重疊誤差影響。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述靈敏度被考慮成在光學(xué)系統(tǒng)像差變化的設(shè) 計范圍內(nèi)是線性的。12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中通過使用光刻模型進行模擬來執(zhí)行確定靈敏度。13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括對使用光學(xué)系統(tǒng)進行曝光的產(chǎn)品設(shè)計的重疊 誤差進行模擬。14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中確定所述影響包括針對于光刻設(shè)備的曝光狹縫 的多個位置來對所述靈敏度與光學(xué)系統(tǒng)的相應(yīng)的像差的乘積求和。15. -種計算機可讀介質(zhì)，包括能夠由計算機執(zhí)行以執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1和10中任一項 所述的方法的指令。
【文檔編號】G03F7/20GK105874388SQ201480071609
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年12月4日
【發(fā)明人】陳光青, 埃里克·R·肯特, 王禎祥, 歐麥·A·O·亞當
【申請人】Asml荷蘭有限公司