CN112689801B - 使用图像品质度量的量测数据校正 - Google Patents

Abstract

本公开描述了一种用于校正图案化过程的量测数据的方法。方法包括：获得(P92)(i)经历图案化过程的衬底的量测数据(901)和(ii)量化衬底的量测数据的品质的品质度量(902，例如聚焦指数)；建立(P94)品质度量与量测数据之间的相关性；以及基于品质度量与量测数据之间的相关性来确定(P96)对量测数据的校正。

Description

使用图像品质度量的量测数据校正

相关申请的交叉引用

本申请要求美国申请62/719,378的优先权，该案在2018年8月17日提交且该案的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本文中的描述大体上涉及图案化过程和量测设备。更具体地，一种用于确定对量测数据的校正的设备或方法。

背景技术

光刻设备是将期望的图案应用到衬底的目标部分上的机器。例如，光刻设备可以被用于集成电路(IC)的制造中。在该情形下，图案形成装置(备选地被称为掩模或掩模版)可以被用于生成对应于IC的单个层的电路图案，并且该图案可以被成像到具有辐射敏感材料(抗蚀剂)层的衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如，包括管芯的一部分、一个或几个管芯)上。一般地，单个衬底将包含被连续曝光的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括所谓的步进器，其中，通过将整个图案一次性曝光到目标部分上来辐照每个目标部分；以及所谓的扫描仪，其中，通过在给定方向(“扫描”方向)上通过束扫描图案同时平行或反平行于该方向同步扫描衬底来辐照每个目标部分。

在将电路图案从图案形成装置转印到衬底之前，衬底可以经历各种程序，诸如底涂、抗蚀剂涂覆和软烘烤。在曝光之后，衬底可以经历其他步骤，诸如曝光后烘烤(PEB)、显影、硬烘烤以及转印电路图案的测量/检查。该步骤排列被用作制造装置(例如IC)的单个层的基础。然后，衬底可以经历各种过程，诸如蚀刻、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等，所有这些过程都旨在完成装置的单个层。如果装置中需要多个层，则针对每个层重复整个程序或其变体。最终，于衬底上的每个目标部分中将存在装置。然后，这些装置通过诸如切割或锯切的技术被彼此分离，从而单个装置可以被安装在载体上、连接至引脚等。

因此，制造装置(诸如半导体装置)通常涉及使用大量制作过程来处理衬底(例如半导体晶片)以形成装置的各种特征和多个层。通常使用例如沉积、光刻、蚀刻、化学机械抛光和离子注入来制造和处理这种层和特征。多个装置可以在衬底上的多个管芯上被制作，且然后被分离成单个装置。该装置制造过程可以被视为图案化过程。图案化过程涉及图案化步骤，诸如使用光刻设备中的图案形成装置的光学光刻或纳米压印光刻，以将图案形成装置上的图案转印到衬底，并且通常但可选地，涉及一个或多个相关的图案处理步骤，诸如通过显影设备进行抗蚀剂显影、使用烘烤工具烘烤衬底、使用蚀刻设备使用图案进行蚀刻等。

发明内容

根据实施例，提供了一种用于校正图案化过程的量测数据的方法。方法包括：获得(i)经历图案化过程的衬底的量测数据和(ii)量化衬底的量测数据的品质的品质度量；经由计算系统建立品质度量与量测数据之间的相关性；以及经由计算系统基于品质度量与量测数据之间的相关性来确定对量测数据的校正。

在实施例中，确定该校正包括基于校正模型来确定量测数据的校正值，其中量测数据经由量测工具被获得。

在实施例中，校正值基于品质度量与量测数据之间的相关性的斜率以及衬底上的品质度量的最大值与衬底上的感兴趣点处的品质度量的值之间的差被确定。

在实施例中，品质度量是经由量测工具被捕获的衬底的图像的聚焦指数。

在实施例中，聚焦指数基于局部相位相干映射图被确定，该局部相位相干映射图揭示了衬底上的特征位置附近的尺度空间中的相邻小波系数之间的相位关系。

在实施例中，聚焦指数基于从图像被选择的样本被确定，该样本与图像上的其他位置相比具有相对较高的梯度。

在实施例中，样本是图像的与该图像的其余区域相比具有相对高的梯度值的区域。

在实施例中，品质度量与图案化过程中被使用的剂量的变化无关。

在实施例中，量测数据包括经印刷的衬底的图像或图案化过程的参数。

在实施例中，图案化过程的参数是临界尺寸、边缘放置误差或重叠。

在实施例中，方法还包括基于被应用于量测数据的校正来生成图案化过程的参数的图。

在实施例中，图是剂量图、聚焦图、临界尺寸(CD)图、重叠图或边缘放置误差图。

在实施例中，量测数据是扫描电子显微镜图像或电子束图像。

在实施例中，方法还包括基于品质度量与量测数据之间的相关性来训练校正模型，其中该校正模型被配置成确定对在图案化过程期间被收集到的量测数据的实时校正。

在实施例中，校正模型被包括在量测工具中。

此外，根据实施例，提供了一种用于执行图案化过程的量测数据的实时校正的方法。方法包括获得(i)经历图案化过程的衬底的量测数据和(ii)针对特定图案实施品质度量与量测数据之间的相关性的校正模型；以及经由计算系统基于校正模型来确定对特定图案的量测数据的校正。

在实施例中，确定校正包括基于校正模型来确定经由量测工具获取的量测数据的校正值，其中量测数据经由量测工具被获得。

在实施例中，校正值基于品质度量与量测数据之间的相关性的斜率以及衬底上的品质度量的最大值与该品质度量之间的差被确定。

在实施例中，品质度量是经由量测工具被捕获的衬底的图像的聚焦指数。

在实施例中，量测数据包括经印刷的衬底的图像或图案化过程的参数。在实施例中，量测数据包括经印刷的衬底的图像或图案化过程的参数包括量测数据，该量测数据包括经印刷的衬底的图像和图案化过程的参数。

在实施例中，方法还包括：基于特定图案的特征特性将特定图案中的一个或多个特定图案分组为图案类别；以及确定对属于图案类别的图案的量测数据的校正。

此外，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括其上记录有指令的非暂时性计算机可读介质，这些指令在被计算机执行时实施上文所讨论的方法。

附图说明

通过结合附图浏览以下对特定实施例的描述，上文的多个方面和其他方面以及特征对于本领域的普通技术人员将变得明显。

图1示意性地描绘了根据实施例的光刻设备。

图2示意性地描绘了根据实施例的光刻单元或簇的实施例。

图3示意性地描绘了根据实施例的示例检查设备和量测技术。

图4示意性地描绘了根据实施例的示例检查设备。

图5图示了根据实施例的检查设备的照射斑点与量测目标之间的关系。

图6示意性地描绘了根据实施例的基于测量数据推导多个感兴趣变量的过程。

图7示出了根据实施例的处理变量的示例类别。

图8图示了根据实施例的量测数据的示例衬底映射图。

图9是根据实施例的用于确定对量测数据的校正的方法的流程图。

图10是图示根据实施例的聚焦指数与图像品质之间的关系的曲线图。

图11图示了根据实施例的用于计算聚焦指数的示例。

图12是根据实施例的聚焦指数与量测数据之间的相关性的示例。

图13A图示了根据实施例的图案化设备的聚焦与第一图案的聚焦指数之间的关系。

图13B图示了根据实施例的图案化设备的剂量与第一图案的聚焦指数之间的关系。

图14A图示了根据实施例的图案化设备的聚焦与第二图案的聚焦指数之间的关系。

图14B图示了根据实施例的图案化设备的剂量与第二图案的聚焦指数之间的关系。

图15是根据实施例的示例计算机系统的框图。

图16是根据实施例的另一光刻投影设备的示意图。

图17是根据实施例的图16中的设备的更详细的视图。

图18是根据实施例的图16和图17的设备的源收集器模块的更详细的视图。

现在将参考附图详细描述实施例，这些附图作为说明性示例被提供以便使得本领域的技术人员能够实践实施例。值得注意的是，下文图式和示例并不意味着将范围限制为单个实施例，而是通过互换所描述或图示的元件中的一些或全部元件，其他实施例也是可能的。在方便的地方，在全部附图中将使用相同的附图标记指代相同或相似的部件。在可以使用已知部件部分地或完全地实施这些实施例的某些元件的情况下，将仅描述对于理解实施例所必需的这种已知部件的那些部分，并且将省略这种已知部件的其他部分的详细描述以便不混淆实施例的描述。在本说明书中，示出单个部件的实施例不应被认为是限制性的；相反，除非本文中另外明确陈述，否则范围旨在涵盖包括多个相同部件的其他实施例，且反之亦然。此外，除非明确如此阐述，否则申请人不希望说明书或权利要求书中的任何术语具有不常见或特殊的含义。进一步地，范围涵盖本文中通过说明提及的部件的当前和将来已知的等效物。

具体实施方式

在详细描述实施例之前，呈现可以实施实施例的示例环境是有益的。

图1示意性地描绘了光刻设备LA的实施例。设备包括：

-照射系统(照射器)IL，被配置成调节辐射束B(例如紫外线(UV)辐射或深紫外线(DUV)辐射)；

-支撑结构(例如掩模台)MT，被构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA，并被连接到第一定位器PM，该第一定位器被配置成根据某些参数准确地定位图案形成装置；

-衬底台(例如晶片台)WT(例如WTa、WTb或两者)，被构造成保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并被连接到第二定位器PW，该第二定位器被配置成根据某些参数准确地定位衬底；以及

-投影系统(例如折射投影透镜系统)PS，被配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个管芯并且通常被称为场)上，投影系统被支撑在参考框架(RF)上。

如此处所描绘，设备是透射型的(例如，采用透射掩模)。备选地，设备可以是反射型的(例如，采用如上文提及的类型的可编程反射镜阵列，或采用反射掩模)。

照射器IL从辐射源SO接收辐射束。例如，当该源是准分子激光器时，该源和光刻设备可以是分离的实体。在这种情况下，不认为该源形成光刻设备的一部分，并且辐射束借助于包括例如合适的引导镜或扩束器的束递送系统BD从源SO传递到照射器IL。在其他情况下，例如，当该源是汞灯时，该源可以是设备的组成部分。如果需要，源SO和照射器IL以及束递送系统BD一起可以被称为辐射系统。

照射器IL可以更改束的强度分布。照射器可以被布置成限制辐射束的径向范围，以使得强度分布在照射器IL的光瞳平面中的环形区内为非零。附加地或备选地，照射器IL可以可操作以限制束在光瞳平面中的分布，以使得强度分布在光瞳平面中的多个相等间隔的扇区中为非零。辐射束在照射器IL的光瞳平面中的强度分布可以被称为照射模式。

因此，照射器IL可以包括调节器AM，该调节器被配置成调节束的(角度/空间)强度分布。一般地，可以调节照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部径向范围或内部径向范围(通常分别被称为σ-外部和σ-内部)。照射器IL可以可操作以使束的角度分布变化。例如，照射器可以可操作以更改光瞳平面中的扇区的数量和角范围，其中强度分布为非零。通过调节束在照射器的光瞳平面中的强度分布，可以实现不同的照射模式。例如，通过限制照射器IL的光瞳平面中强度分布的径向范围和角范围，强度分布可以具有多极分布，诸如偶极分布、四极分布或六极分布。可以例如通过将提供该照射模式的光学元件插入照射器IL中或使用空间光调制器来获得期望的照射模式。

照射器IL可以可操作更改束的偏振并且可以可操作以使用调节器AM来调节偏振。辐射束在照射器IL的光瞳平面上的偏振状态可以被称为偏振模式。使用不同的偏振模式可以允许在形成在衬底W上的图像中实现更大的对比度。辐射束可以是非偏振的。备选地，照射器可以被布置成使辐射束线性偏振。辐射束的偏振方向可以跨照射器IL的光瞳平面变化。在照射器IL的光瞳平面中的不同区域中，辐射的偏振方向可以不同。可以根据照射模式来选择辐射的偏振状态。针对多极照射模式，辐射束的每个极的偏振一般可以垂直于该极在照射器IL的光瞳平面中的位置矢量。例如，针对偶极照射模式，辐射可以在与将偶极的两个相对的扇区二等分的线基本上垂直的方向上被线性偏振。辐射束可以在被称为X偏振状态和Y偏振状态的两个正交的不同方向中的一个方向上被偏振。针对四极照射模式，每个极的扇区中的辐射可以在与将该扇区二等分的线的基本上垂直的方向上被线性偏振。该偏振模式可以被称为XY偏振。类似地，针对六极照射模式，每个极的扇区中的辐射可以在基本上垂直于将该扇区二等分的线的方向上被线性偏振。该偏振模式可以被称为TE偏振。

附加地，照射器IL一般包括各种其他部件，诸如积光器IN和聚光器CO。照射系统可以包括各种类型的光学部件，诸如折射、反射、磁性、电磁、静电或其他类型的光学部件，或其任何组合，以用于引导、成形或控制辐射。

因此，照射器提供调节的辐射束B，该调节的辐射束在其横截面中具有期望的均匀性和强度分布。

支撑结构MT以取决于图案形成装置的定向、光刻设备的设计和其他条件(诸如例如图案形成装置是否被保持在真空环境中)的方式支撑图案形成装置。支撑结构可以使用机械、真空、静电或其他夹持技术来保持图案形成装置。支撑结构可以是例如框架或台，其可以根据需要固定或可移动。支撑结构可以确保例如相对于投影系统，图案形成装置处于期望位置。本文中对术语“掩模版”或“掩模”的任何使用可以被视为与更一般的术语“图案形成装置”同义。

本文中所使用的术语“图案形成装置”应该广义地被解释为是指可以被用于在衬底的目标部分中赋予图案的任何装置。在实施例中，图案形成装置是可以被用于向辐射束在其横截面中赋予图案以便在衬底的目标部分中创建图案的任何装置。应注意，例如如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征，则被赋予给辐射束的图案可能不完全对应于衬底的目标部分中的期望图案。一般地，被赋予给辐射束的图案将对应于装置中的在目标部分中被创建的特定功能层，诸如集成电路。

图案形成装置可以是透射的或反射的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程液晶显示器(LCD)面板。掩模在光刻中是众所周知的，并且包括各掩模类型，诸如二进制、交替相移和衰减相移，以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每个小反射镜可以单个地被倾斜以便在不同方向上反射入射的辐射束。倾斜的反射镜在辐射束中赋予图案，该图案由反射镜矩阵反射。

本文中所使用的术语“投影系统”应广义地被解释为涵盖任何类型的投影系统，包括折射、反射、折反射、磁性、电磁和静电光学系统或其任何组合，以适合于使用的曝光辐射或其他因素，诸如使用浸没液体或使用真空。本文中术语“投影透镜”的任何使用可以被视为与更一般的术语“投影系统”同义。

投影系统PS具有可能不均匀的光学转印功能，这可能会影响被成像在衬底W上的图案。针对非偏振辐射，这种效果可以通过两个标量映射图很好地描述，这些标量映射图描述了离开投影系统PS的辐射随着其光瞳平面中的位置而变化的透射(变迹)和相对相位(像差)。这些标量映射图(可以被称为透射映射图和相对相位映射图)可以被表达为完整的基函数集合的线性组合。特别方便的集合是Zernike多项式，其形成了在单位圆上所定义的正交多项式集合。每个标量映射图的确定可以涉及确定这种展开式中的系数。由于Zernike多项式在单位圆上是正交的，因此Zernike系数可以通过依次运算测量标量映射图与每个Zernike多项式的内积并将该内积除以该Zernike多项式的范数的平方来确定。

透射映射图和相对相位映射图取决于场和系统。也就是说，一般地，每个投影系统PS针对每个场点(即，针对其图像平面中的每个空间位置)将具有不同的Zernike展开式。可以通过将辐射例如从投影系统PS的物平面(即图案形成装置MA的平面)中的点状源投影通过投影系统PS并使用剪切干涉仪测量波前(即具有相同相位的点的轨迹)来确定投影系统PS在其光瞳平面中的相对相位。剪切干涉仪是公共路径干涉仪，并且因此，有利地，不需要次级参考束来测量波前。剪切干涉仪可以包括：衍射光栅(例如二维栅格)，在投影系统(即衬底台WT)的图像平面中；以及检测器，被布置成检测与投影系统PS的光瞳平面共轭的平面中的干涉图案。干涉图案与辐射的相位在剪切方向上的光瞳平面中的坐标的导数有关。检测器可以包括感测元件的阵列，诸如电荷耦合装置(CCD)。

光刻设备的投影系统PS可能不会产生可见的条纹，并且因此可以使用相位步进技术(诸如例如移动衍射光栅)来增强确定波前的准确性。可以在衍射光栅的平面中并且在垂直于测量的扫描方向的方向上执行步进。步进范围可以是一个光栅周期，并且可以使用至少三个(均匀分布的)相位步进。因此，例如，可以在y方向上执行三个扫描测量，每个扫描测量都在x方向上的不同位置执行。衍射光栅的该步进有效地将相位变化变换为强度变化，从而允许确定相位信息。光栅可以在垂直于衍射光栅的方向(z方向)上步进以校准检测器。

可以在两个垂直方向上依序扫描衍射光栅，这些垂直方向可以与投影系统PS的坐标系的轴(x和y)重合，或可以与这些轴成一角度，诸如45度。可以在整数个光栅周期(例如一个光栅周期)内执行扫描。扫描对一个方向上的相位变化求平均，从而允许重构另一方向上的相位变化。这种情况允许根据两个方向来确定波前。

可以通过将辐射例如从投影系统PS的物平面(即图案形成装置MA的平面)中的点状源投影通过投影系统PS并使用检测器测量与投影系统PS的光瞳平面共轭的平面中的辐射强度来确定投影系统PS在其光瞳平面中的透射(变迹)。可以使用与被用于测量波前以确定像差相同的检测器。

投影系统PS可以包括多个光学(例如透镜)元件，并且还可以包括调节机构AM，该调节机构被配置成调节一个或多个光学元件，以便校正像差(跨贯穿场的光瞳平面的相位变化)。为了实现这种情况，调节机构可以可操作而以一种或多种不同方式操纵投影系统PS内的一个或多个光学(例如透镜)元件。投影系统可以具有坐标系，其中其光轴在z方向上延伸。调节机构可以可操作以进行以下的任何组合：使一个或多个光学元件位移；使一个或多个光学元件倾斜；或使一个或多个光学元件变形。光学元件的位移可以在任何方向(x、y、z或其组合)上。通过绕x或y方向上的轴线旋转，光学元件的倾斜通常不在垂直于光轴的平面内，但是，绕z轴的旋转可以被用于非旋转对称的非球面光学元件。光学元件的变形可以包括低频形状(例如像散)或高频形状(例如自由形式的非球面)。可以例如通过使用一个或多个致动器在光学元件的一个或多个侧面上施加力或通过使用一个或多个加热元件来加热光学元件的一个或多个选定区来执行光学元件的变形。一般地，可能无法调节投影系统PS来校正变迹(跨光瞳平面的透射变化)。当设计用于光刻设备LA的图案形成装置(例如掩模)MA时，可以使用投影系统PS的透射映射图。使用计算光刻技术，图案形成装置MA可以被设计成至少部分地校正变迹。

光刻设备可以是具有两个(双载物台)或更多个台(例如两个或更多个衬底台Wta、WTb、两个或更多个图案形成装置台、衬底台WTa和在投影系统下方的没有专用于例如便于测量或清洁等的衬底的台WTb)的类型。在这种“多个载物台”机器中，附加台可以被并行地使用，或在一个或多个其他台被用于曝光的同时，可以在一个或多个台上执行准备步骤。例如，可以进行使用对准传感器AS的对准测量或使用调平传感器LS的水平(高度、倾斜等)测量。

光刻设备也可以是以下类型，其中衬底的至少一部分可以由具有相对高的折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统与衬底之间的空间。浸没液体也可以被施加到光刻设备中的其他空间，例如在图案形成装置与投影系统之间的空间。用于增加投影系统的数值孔径的浸没技术在本领域中是众所周知的。如本文中所使用的术语“浸没”并不意味着结构(诸如衬底)必须被浸入液体中，而是仅意味着在曝光期间液体位于投影系统与衬底之间。

因此，在光刻设备的操作中，由照射系统IL调节并提供辐射束。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。在横穿图案形成装置MA之后，辐射束B穿过投影系统PS，该投影系统将束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器IF(例如干涉测量装置、线性编码器、2-D编码器或电容传感器)，可以准确地移动衬底台WT，例如以便将不同目标部分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(在图1中未明确描绘)可以被用于例如在从掩模库机械检索之后或在扫描期间，相对于辐射束B的路径准确地定位图案形成装置MA。一般地，可以借助于长冲程模块(粗略定位)和短冲程模块(精细定位)来实现支撑结构MT的移动，该长冲程模块和该短冲程模块形成第一定位器PM的一部分。类似地，可以使用形成第二定位器PW的一部分的长冲程模块和短冲程模块来实现衬底台WT的移动。在步进器(与扫描仪相反)的情况下，支撑结构MT可以仅被连接到短冲程致动器，或可以被固定。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和衬底W。尽管如图示的衬底对准标记占据专用的目标部分，但这些衬底对准标记可以位于目标部分之间的空间中(将这些称为划线道对准标记)。类似地，在多于一个管芯被设置在图案形成装置MA上的情形下，图案形成装置对准标记可以位于管芯之间。

所描绘的设备可以在以下模式中至少一种模式中使用：

1.在步进模式中，支撑结构MT和衬底台WT基本保持静止，同时将赋予给辐射束的整个图案一次性投影到目标部分C上(即单次静态曝光)。然后，使衬底台WT在X或Y方向上移位，以使得可以曝光不同的目标部分C。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目标部分C的尺寸。

2.在扫描模式中，同步扫描支撑结构MT和衬底台WT，同时将赋予给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的速度和方向可以由投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特性来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单次动态曝光中目标部分的宽度(在非扫描方向上)，而扫描运动的长度确定了目标部分的高度(在扫描方向上)。

3.在另一模式中，支撑结构MT基本保持静止，从而保持可编程图案形成装置，并且在将赋予给辐射束的图案投影到目标部分C上的同时，移动或扫描衬底台WT。在该模式中，一般采用脉冲辐射源，并且在衬底台WT的每次移动之后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新可编程图案形成装置。该操作模式可以容易地应用于利用可编程图案形成装置(诸如，如上文所提及的类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻。

也可以采用关于上文所描述的使用模式或完全不同的使用模式的组合或变化。

尽管在本文中可以具体参考光刻设备在IC制造中的使用，但应理解，本文中所描述的光刻设备可能具有其他应用，诸如制造集成光学系统、用于磁畴存储器的导引和检测图案、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。本领域的技术人员将了解，在这种备选应用的上下文中，应将本文中的术语“晶片”或“管芯”的任何使用视为分别与更一般的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文中所提及的衬底可以在曝光之前或之后在例如涂布显影系统(通常将抗蚀剂层施加到衬底并使曝光的抗蚀剂显影的工具)或量测工具或检查工具中进行处理。在适用的情况下，本文中的公开内容可以被应用于这种和其他衬底处理工具。进一步地，可以对衬底处理多于一次，例如，以便创建多层IC，以使得本文中所使用的术语衬底也可以指已经包含多个已处理层的衬底。

本文中所使用的术语“辐射”和“束”涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外线(UV)辐射(例如，具有365、248、193、157或126nm的波长)和极紫外线(EUV)辐射(例如，具有5-20nm的范围内的波长)以及粒子束，诸如离子束或电子束。

图案形成装置上或由图案形成装置提供的各种图案可以具有不同的过程窗口，即，在规格内会产生图案的处理变量空间。涉及潜在的系统性缺陷的图案规格的示例包括颈缩、线拉回、线细化、临界尺寸(CD)、边缘放置、交叠、抗蚀剂顶部损失、抗蚀剂底切或桥接的检查。图案形成装置或其区域上的所有图案的过程窗口可以通过合并(例如交叠)每个单个图案的过程窗口来获得。所有图案的过程窗口的边界包含一些单个图案的过程窗口的边界。换句话说，这些单个图案限制了所有图案的过程窗口。这些图案可以被称为“热点”或“过程窗口限制图案(PWLP)”，它们在本文中可互换使用。当控制图案化过程的一部分时，集中在热点上是可能且经济的。当热点没有缺陷时，最有可能所有图案都没有缺陷。

如图2中所示出，光刻设备LA可以形成光刻单元(有时也被称为光刻胞或簇)LC的一部分，其还包括用以在衬底上执行曝光前过程和曝光后过程的设备。通常，这些包括用以沉积一个或多个抗蚀剂层的一个或多个旋涂器SC、用以显影曝光的抗蚀剂的一种或多种显影剂DE、一个或多个冷却板CH或一个或多个烘烤板BK。衬底处置器或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取一个或多个衬底，将其在不同的过程装置之间移动，并将其递送到光刻设备的进料台LB。这些设备(通常被统称为涂布显影系统)处于涂布显影系统控制单元TCU的控制下，涂布显影系统控制单元本身由管理控制系统SCS进行控制，该管理控制系统也经由光刻控制单元LACU控制光刻设备。因此，可以操作不同设备以使吞吐量和处理效率最大化。

为了使被光刻设备曝光的衬底正确且一致地曝光或为了监测包括至少一个图案转印步骤(例如光学光刻步骤)的图案化过程的一部分(例如器件制造过程)，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(例如可以在上覆层的结构之间或同一层的已经通过例如双重图案化过程分别提供给该层的结构之间)、线厚度、临界尺寸(CD)、聚焦偏移、材料性质等。因此，光刻胞LC所处的制造设施通常还包括量测系统MET，该量测系统测量已在光刻胞中处理的部分或全部衬底W或光刻胞中的其他物体。量测系统MET可以是光刻胞LC的一部分，例如，它可以是光刻设备LA(诸如对准传感器AS)的一部分。

一个或多个测量的参数可以包括例如在图案化的衬底中或上所形成的连续层之间的重叠、例如在图案化的衬底中或上所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。可以对产品衬底本身的目标或对被设置在衬底上的专用量测目标执行该测量。测量可以在抗蚀剂显影之后但在蚀刻之前被执行，或可以在蚀刻之后被执行。

存在用于测量图案化过程中所形成的结构的多种技术，包括使用扫描电子显微镜、基于图像的测量工具或各种专用工具。如上文所讨论，快速且非侵入形式的专用量测工具是将辐射束引导到衬底的表面上的目标上并测量散射(衍射/反射)束的性质的工具。通过评估由衬底散射的辐射的一种或多种性质，可以确定衬底的一种或多种性质。这种情况可以被称为基于衍射的量测。该基于衍射的量测的一个这种应用是在目标内的特征不对称性的测量中。例如，这种情况可以被用作重叠的测量，但是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。这种情况可以如上文所描述并如例如在美国专利申请公开US 2006-066855中所描述进行，该案的全部内容以引用的方式并入本文。基于衍射的量测的另一应用是在目标内的特征宽度(CD)的测量中。这种技术可以使用下文所描述的设备和方法。

因此，在装置制作过程(例如图案化过程或光刻过程)中，衬底或其他物体可以在过程期间或之后经历各种类型的测量。测量可以确定特定衬底是否有缺陷，可以建立对过程和过程中所使用的设备的调节(例如，将衬底上的两个层对准或将图案形成装置与衬底对准)，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，诸如ASML YieldStar量测工具、ASMLSMASH量测系统)、机械测量(例如使用触笔进行轮廓分析、原子力显微镜(AFM))或非光学成像(例如扫描电子显微镜(SEM))。如美国专利第6,961,116号(其全部内容以引用的方式并入本文)中所描述的SMASH(SMart对准传感器混合式)系统采用自参考干涉仪，该自参考干涉仪产生对准标记的两个交叠且相对旋转的图像，检测图像的傅立叶变换会引起干涉的光瞳平面中的强度，并从两个图像的衍射阶之间的相位差提取位置信息，该相位差表现为干涉阶的强度变化。

量测结果可以直接或间接地被提供给管理控制系统SCS。如果检测到误差，则可以对后续衬底的曝光进行调节(特别是如果可以尽快且足够迅速地进行检查以使该批中的一个或多个其他衬底仍待曝光)或对曝光的衬底的后续曝光进行调节。此外，可以剥离已经曝光的衬底，并对其进行重新加工以提高良率，或将其丢弃，从而避免对已知有故障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，可以仅对那些良好的目标部分执行进一步的曝光。

在量测系统MET内，量测设备被用于确定衬底的一个或多个性质，并且尤其是，确定不同衬底的一个或多个性质如何变化或同一衬底的不同层之间如何变化。如上文所提及，量测设备可以集成到光刻设备LA或光刻胞LC中，或可以是独立装置。

为了实现量测，一个或多个目标可以被设置在衬底上。在实施例中，目标被特别设计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，器件图案是存储器装置的周期性结构(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)，这些1-D周期性结构被印刷以使得在显影之后，周期性结构特征由固体抗蚀剂线形成。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)，这些2-D周期性结构被印刷，以使得在显影之后，一个或多个周期性结构由抗蚀剂中的固体抗蚀剂柱或过孔形成。备选地，条、柱或过孔可以被蚀刻到衬底中(例如，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感兴趣参数是重叠。重叠可以使用暗场散射法来测量，在暗场散射法中，衍射的零阶(对应于镜面反射)被阻挡，并且仅较高阶被处理。暗场量测的示例可以在PCT专利申请公开第WO 2009/078708号和第WO 2009/106279号中找到，这些公开的全部内容以引用的方式并入本文。技术的进一步发展已经在美国专利申请公开US2011-0027704、US2011-0043791和US2012-0242970中进行了描述，这些公开的全部内容以引用的方式并入本文。使用衍射阶的暗场检测的基于衍射的重叠使得能够在较小目标上进行重叠测量。这些目标可以小于照射斑点，并且可以被衬底上的器件产品结构包围。在实施例中，可以在一次辐射捕获中测量多个目标。

图3描绘了示例检查设备(例如散射仪)。该检查设备包括宽带(白光)辐射投影仪2，该宽带辐射投影仪将辐射投影到衬底W上。重定向的辐射被传递到光谱仪检测器4，该光谱仪检测器测量镜面反射辐射的光谱10(强度随着波长而变化)，如例如在左下方的曲线图中所示出。根据该数据，产生检测到的光谱的结构或轮廓可以通过处理器PU(例如通过严格耦合波分析和非线性回归或通过与模拟光谱库进行比较，如图3的右下方处所示出)重构。一般地，针对重构，结构的一般形式是已知的，并且从制得结构的过程的知识假定了一些变量，从而仅留下一些要从测量数据确定的结构的变量。这种检查设备可以被配置为正入射检查设备或斜入射检查设备。

图4中示出了可以使用的另一检查设备。在该装置中，由辐射源2发射的辐射使用透镜系统12被准直，并通过干涉滤光片13和偏振器17被传输，被部分反射表面16反射，并经由物镜15聚焦到衬底W上的斑点S中，该物镜具有高数值孔径(NA)，期望地至少为0.9或至少为0.95。浸没检查设备(使用相对高折射率的流体，诸如水)甚至可以具有大于1的数值孔径。

如在光刻设备LA中一样，可以提供一个或多个衬底台以在测量操作期间保持衬底W。衬底台的形式可以与图1的衬底台WT类似或相同。在检查设备与光刻设备集成的示例中，它们甚至可以是相同的衬底台。粗略定位器和精细定位器可以被提供给第二定位器PW，该第二定位器被配置成相对于测量光学系统准确地定位衬底。例如，提供各种传感器和致动器以获取感兴趣目标的位置，并将其置于物镜15下面的位置。通常，将跨衬底W的不同位置处的目标上进行多次测量。衬底支撑件可以在X和Y方向上移动以获取不同的目标，并在Z方向上获得相对于光学系统的聚焦的目标的期望位置。当例如在实际应用中，光学系统可以保持基本静止(通常在X和Y方向上，但也可能在Z方向上)并且仅衬底移动时，就可以像将物镜带到相对于衬底的不同位置一样方便地思考和描述操作。如果衬底和光学系统的相对位置是正确的，那么原则上衬底和光学系统中的哪一个在现实世界中移动、或两者都在移动、或光学系统的一部分的组合在移动(例如，在Z方向或倾斜方向上)而光学系统的其余部分静止并且衬底在移动(例如，在X和Y方向上，但还可选地在Z方向或倾斜方向上)都没关系。

然后，由衬底W重定向的辐射通过部分反射表面16进入检测器18，以便检测光谱。检测器18可以位于向后投影的焦平面11处(即，在透镜系统15的焦距处)，或平面11可以用辅助光学元件(未示出)被重新成像到检测器18上。检测器可以是二维检测器，以使得可以测量衬底目标30的二维角散射光谱。检测器18可以是例如CCD或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器的阵列，并且可以使用例如每帧40毫秒的积分时间。

例如，参考束可以被用于测量入射辐射的强度。为此，当辐射束入射在部分反射表面16上时，辐射束的一部分作为参考束通过部分反射表面16朝向参考反射镜14传输。然后，将参考束投影到同一检测器18的不同部分上，或备选地，投影到不同的检测器(未示出)上。

一个或多个干涉滤光片13可用于在例如405-790nm或甚至更低(诸如200-300nm)的范围内选择感兴趣波长。干涉滤光片可以是可调的，而不是包括不同滤光片集合。可以使用光栅代替干涉滤光片。孔径光阑或空间光调制器(未示出)可以被设置在照射路径中，以控制辐射在目标上的入射角的范围。

检测器18可以测量在单个波长(或窄波长范围)处的重定向辐射的强度、在多个波长处单独的强度或在波长范围上结合的强度。此外，检测器可以分别测量横向磁偏振辐射和横向电偏振辐射的强度或横向磁偏振辐射与横向电偏振辐射之间的相位差。

衬底W上的目标30可以是1-D光栅，该1-D光栅被印刷成使得在显影之后，条由固体抗蚀剂线形成。目标30可以是2-D光栅，该2-D光栅被印刷成使得在显影之后，光栅由抗蚀剂中的固体抗蚀剂柱或过孔形成。条、柱或过孔可以被蚀刻到衬底中或上(例如，蚀刻到衬底上的一个或多个层中)。图案(例如条、柱或过孔的图案)对于图案化过程中的处理的改变(例如光刻投影设备(特别是投影系统PS)中的光学像差、聚焦改变、剂量改变等)敏感，并且将会表现出印刷光栅的变化。因此，印刷光栅的测量数据被用于重构光栅。1-D光栅的一个或多个参数(诸如线宽或形状)或2-D光栅的一个或多个参数(诸如柱或过孔宽度或长度或形状)可以被输入到重构过程，由处理器PU根据印刷步骤或其他检查过程的知识来执行。

除了通过重构来测量参数之外，角度分辨散射法还可用于测量产品或抗蚀剂图案中的特征的不对称性。不对称性测量的特定应用是用于重叠的测量，其中目标30包括一个彼此叠加的周期性特征的集合。例如，在美国专利申请公开US2006-066855中描述了使用图3或图4的仪器进行的不对称性测量的概念，该案的全部内容并入本文。简而言之，虽然仅通过目标的周期性来确定目标的衍射光谱中的衍射阶的位置，但是衍射光谱中的不对称性指示构成目标的单个特征的不对称性。在图4的仪器中，其中检测器18可以是图像传感器，衍射阶的这种不对称性直接表现为由检测器18记录的光瞳图像的不对称性。该不对称性可以通过单元PU中的数字图像处理来测量，并针对重叠的已知值进行校准。

图5图示了典型目标30的平面图以及图4的设备中的照射斑点S的范围。为了获得不受周围结构干扰的衍射光谱，在实施例中，目标30是大于照射斑点S的宽度(例如直径)的周期性结构(例如光栅)。斑点S的宽度可以小于目标的宽度和长度。换句话说，目标被照射“填充不足”，并且衍射信号基本没有来自目标自身外部的产品特征等的任何信号。照射布置2、12、13、17可以被配置成跨物镜15的后焦平面提供均匀强度的照射。备选地，通过例如在照射路径中包括孔径，照射可以被限制在轴线方向上或离轴方向上。

图6示意性地描绘了基于使用量测所获得的测量数据来确定目标图案30'的一个或多个感兴趣变量的值的示例过程。由检测器18检测到的辐射为目标30'提供了测量的辐射分布108。

针对给定的目标30'，可以使用例如数值Maxwell求解器210从参数化模型206计算/模拟辐射分布208。参数化模型206示出了构成目标并与目标相关联的各种材料的示例层。参数化模型206可以包括针对所考虑的目标的部分的特征和层的一个或多个变量，这些变量可以被变化和推导。如图6中所示出，变量中的一个或多个变量可以包括一个或多个层的厚度t、一个或多个特征的宽度w(例如CD)、一个或多个特征的高度h或一个或多个特征的侧壁角α。尽管未示出，但是一个或多个变量还可以包括但不限于以下：层中的一个或多个层的折射率(例如实数或复数折射率、折射率张量等)、一个或多个层的消光系数、一个或多个层的吸收、显影期间的抗蚀剂损失、一个或多个特征的基脚或一个或多个特征的线边缘粗糙度。变量的初始值可以是针对被测量目标所预期的初始值。然后，在212处将测量的辐射分布108与计算出的辐射分布208进行比较，以确定两者之间的差异。如果存在差异，则参数化模型206的变量中的一个或多个变量的值可以变化，新的计算的辐射分布208被计算并与测量的辐射分布108比较，直到测量的辐射分布108与计算的辐射分布208之间存在足够的匹配为止。在这一点上，参数化模型206的变量的值提供了实际目标30'的几何形状的良好或最佳匹配。在实施例中，当测量的辐射分布108与计算的辐射分布208之间的差异在容差阈值内时，存在足够的匹配。

图案化过程的变量被称为“处理变量”。图案化过程可以包括光刻设备中的图案的实际转印的上游和下游的过程。图7示出了处理变量370的示例类别。第一类别可以是光刻设备或光刻过程中所使用的任何其他设备的变量310。该类别的示例包括光刻设备的照射、投影系统，衬底载物台等的变量。第二类别可以是在图案化过程中所执行的一个或多个程序或步骤的变量320。该类别的示例包括聚焦控制或聚焦测量、剂量控制或剂量测量、带宽、曝光持续时间、显影温度、显影中所使用的化学成分等。第三类别可以是设计布局及其在图案形成装置中或使用该图案形成装置的实施的变量330。该类别的示例可以包括辅助特征的形状或位置、通过分辨率增强技术(RET)进行的调节、掩模特征的CD等。第四类别可以是衬底的变量340。示例包括抗蚀剂层下面的结构的特性、抗蚀剂层的化学成分或物理尺寸等。第五类别可以是图案化过程的一个或多个变量的时间变化的特性350。该类别的示例包括高频载物台移动(例如频率、幅度等)、高频激光带宽改变(例如频率、幅度等)或高频激光波长改变的特性。这些高频改变或移动是高于调节基础变量(例如载物台位置、激光强度)的机构的响应时间的改变或移动。第六类别可以是光刻设备中的图案转印的上游或下游的过程的特性360，诸如旋涂、曝光后烘烤(PEB)、显影、蚀刻、沉积、掺杂或封装。

如将了解，许多(如果不是全部的话)这些变量将对图案化过程的参数以及通常感兴趣参数产生影响。图案化过程的参数的非限制性示例可以包括临界尺寸(CD)、临界尺寸均匀性(CDU)、聚焦、重叠、边缘位置或放置、侧壁角度、图案移位等。通常，这些参数表达与标称值(例如设计值、平均值等)的误差。参数值可以是单个图案的特性的值或一组图案的特性的统计量(例如、平均值、方差等)。

处理变量的一些或所有值或与之相关的参数可以通过合适的方法来确定。例如，可以从用各种量测工具(例如衬底量测工具)获得的数据来确定值。值可以从图案化过程中的设备的各种传感器或系统(例如传感器(诸如光刻设备的调平传感器或对准传感器)、光刻设备的控制系统(例如衬底或图案形成装置台控制系统)、涂布显影系统工具中的传感器等)获得。值可以来自图案化过程的操作者。

量测越来越成为负担，尤其是在所花费的时间方面。例如，这在半导体工业中的多种图案化技术的出现中尤其如此。在多种图案化技术，(诸如光刻-蚀刻-光刻-蚀刻(LELE)或侧壁辅助双重图案化(SADP))的情况下，处理步骤的数量已显着增加，并且因此被用于控制和良率监测的量测步骤的数量也已增加。此外，随着在多个图案化步骤中使用更多的层并且每层使用更多的图案化步骤，每个节点的量测数量增加(例如，由于特征尺寸的减小)。

附加地或备选地，对缺陷确定或导引的缺陷检查的需求增加。这种情况涉及比以前实质上更密集的聚焦、重叠或CD量测。

附加地或备选地，在器件上的CD、重叠或聚焦性能上一直有严格的规格。这种情况驱动了例如曝光工具和处理工具的制造装备规格(例如沉积、蚀刻、涂布显影、化学机械抛光(CMP)等)从一个节点到下一节点。因此，这种情况驱动了对性能的更严格的控制和监测，从而又驱动了对用于控制和监测的不断增加的量测数量的需求。

附加地或备选地，与对器件上的CD、聚焦或重叠性能的规格严格化一致，可能需要更高阶的校正。高阶校正实质上是一种校正动作，该校正动作在衬底的全部或部分上的小空间尺度上是选择性的(例如具有高空间分辨率的校正)。高阶校正涉及用于量测的每衬底的密集采样，从而增加了量测负担，可能超出了量测装备生产率的实际极限。

附加地或备选地，衬底到衬底的变化可能需要进一步的单个衬底水平控制(与例如批次水平控制相比)和相关联的监测，以便实现期望的CD、聚焦或重叠性能。这种情况可能导致每批测量更多的衬底，并且因此驱动所使用的测量的量增加，可能超出了量测装备生产率的实际极限。

然而，为了满足增加的数据需求，仅添加量测装备或增加量测装备生产率可能不够。此外，该措施可能无法解决所有问题，诸如无法及时获得跨衬底的密集CD、聚焦或重叠轮廓。

因此，量测效率是期望的。例如，这是为了获得每衬底更高的数据密度以及每批次中用于更大数量的衬底的数据。

因此，在实施例中，来自多个源的量测数据被组合和操纵以便推导出针对跨衬底的多个位置中的每个位置的一个或多个图案化过程参数(例如CD、聚焦、重叠、边缘放置等)的准确估计值。量测数据可以包括通过扫描电子显微镜获得的图像。然后，在实施例中，提供针对例如在图案化过程中所处理的所有衬底以及例如在图案化过程中在这种衬底上所处理的所有层的密集的量测数据(例如针对每平方毫米)。

在实施例中，量测数据和来自各种源的其他数据可以被组合。例如，将感兴趣图案化过程参数的测量值与来自图案化过程中的一个或多个装置的数据(诸如来自光刻设备的一个或多个传感器的数据)组合。然后，该数据组合可以被用于以预测以以下形式的产品上性能：例如图案化过程参数，诸如CD、重叠、聚焦、图案移位、边缘放置(例如边缘放置误差)等，或从中推导出的参数(诸如良率、缺陷(例如缺陷风险、缺陷计数等)等的形式。因此，重要的是具有高品质的量测数据，以使得可以准确地确定产品上性能、对图案化过程的校正或调节等。

在实施例中，图案化过程的性能可以是基于例如图案保真度匹配(PFM)技术的测量或度量，其旨在预测和检测经印刷的衬底上的图案化缺陷。PFM涉及几个步骤，包括：(1)在掩模布局中标识关键图案，也被称为热点；(2)表征这些热点相对于各种过程变化(诸如扫描仪聚焦、重叠、蚀刻指纹等)的敏感性；(3)估计正在处理的衬底的过程变化并预测衬底上的由于这种过程变化而具有热点成为缺陷的最高概率的位置。此外，(4)可以将检查工具(例如电子束设备)导引到这种预测热点位置，以验证缺陷的实际发生或缺陷尺寸的准确确定。

在实施例中，参考第一步骤(1)，可以通过计算量测、在图案化过程期间进行衬底检查或其组合来标识掩模布局中的关键图案。然而，步骤2-4需要基于检查工具(例如电子束/SEM)的热点量测，以将缺陷与非缺陷区分开。附加地，例如，通用测试图案的CD量测可以被用于表征例如蚀刻过程引起的或涂布显影系统引起的系统性图案化变化的跨衬底的过程变化(例如被表示为过程图)。如此，对于准确的PFM系统性能，期望准确且鲁棒的量测。

量测一般包括执行一系列移动获取测量(MAM)动作，以将载物台移动到预期的测量位置，获取数据(例如SEM图像)，然后通过对获取的数据进行分析来生成测量值(例如SEM图像)。

在实施例中，良好的图像品质(或一般良好的量测数据)取决于将量测工具恰当地聚焦在衬底的表面上。可以通过自动聚焦，即在观察‘图像清晰度’的同时进行跨焦扫描，来完成量测工具的聚焦。但是，为了避免对衬底的潜在损坏，可以不在实际的量测位置处执行聚焦扫描。此外，可能未针对每个位置执行聚焦扫描以便实现高吞吐量。附加地，在操作中，量测工具聚焦也可能遭受在量测工具内图案化过程、测量过程本身或其组合的漂移或偏差。因此，经由量测工具获取的数据包括聚焦变化，例如一SEM图像集合内的聚焦变化。

离焦图像导致不准确和不鲁棒的量测数据(CD、EPE等)。例如，获取的图像中变化的模糊度将导致特征边缘的估计位置的变化。如此，为了区分良好图像和不良图像，期望量化图像品质。然而，仅基于图像的特征(或特性)(例如像素强度)的量化可能无法解释由于量测工具本身引起的变化。

在实施例中，这种量化不仅分析经由量测工具本身获取的图像，而且分析量测工具(或相关联过程)引起的可变性。在实施例中，本公开旨在减少(在实施例中，使之最小化)从获取的图像生成的量测数据(CD、EPE等)的这种可变性。

图8图示了根据实施例的量测数据的示例衬底映射图801。例如，量测数据是在经印刷的衬底上的图案尺寸的测量。量测数据包括由例如蚀刻过程(即待表征的信号)引起的跨衬底的图案尺寸变化。在实施例中，特别是当提及图像时，量测数据被称为要表征的信号。衬底映射图801还图示了具有图案尺寸变化的相对低的值的多个位置805。然而，测量可能会受到那些位置(例如805)处的聚焦问题的影响。从在位置805处获取的模糊图像811可以明显看出聚焦问题。这种受影响的测量将影响缺陷的验证或对应于图案化过程的参数(例如CD、重叠)的衬底映射图的生成。出于说明的目的，图8中所示出的示例暗示了一些临时工具问题，该问题导致相对容易从衬底映射图标识的系统性偏差，然而，在更现实的情况下，这种问题将明显更难以识别。

图9是根据实施例的用于确定对量测数据的校正的方法的流程图。用于经由计算系统(例如图15的计算系统100)确定对经由量测工具(例如散射仪、SEM或电子束)收集的量测数据的校正的方法涉及品质度量的使用。品质度量在本文中也被称为图像品质度量，是量化从量测工具获得的图像的品质的度量。品质度量的示例是与量测工具(例如HMI)相关联的聚焦指数(FI)值。进一步地，使品质度量与量测数据相关以解释量测工具或相关过程的变化。进一步地，校正模型被定义为，使用品质度量与量测数据之间的相关性来确定对量测数据的校正。校正的量测数据还可以被用于生成与图案化过程的不同参数或图案化过程的性能对应的不同的衬底映射图。校正的量测数据也可以被用于确定/验证跨衬底的缺陷位置或掩模上的热点。在实施例中，基于标识出的缺陷位置，量测工具可以被导引至缺陷位置或热点以进行附加的测量，以使得能够对图案化过程进行改善/调节，以便减少衬底上的缺陷。

参照图9，方法在过程P92中涉及获得(i)经历图案化过程的衬底的量测数据901和(ii)量化衬底的量测数据901的品质的品质度量902。在实施例中，量测数据901可以是来自诸如散射仪或SEM的量测工具的测量结果。在实施例中，量测数据901可以是衬底的图像，例如SEM图像，即从扫描电子显微镜(SEM)获得的图像。图像可以是像素化图像，每个像素具有特定的强度。图像可以被表示为每个像素的强度的矢量。此外，像素或像素组是指衬底的特定位置。

在实施例中，图像品质可以指图像中衬底的一个或多个特征(例如条、过孔、接触孔等)的模糊或清晰度的量。在实施例中，图像品质由于与量测工具的特性，诸如量测工具的聚焦，相关联的变化而受到影响。在实施例中，品质度量(例如FI)可以基于度量工具衬底的图像中引起系统性变化的特性(例如聚焦)被定义。在实施例中，品质度量与图案化过程中被使用的剂量的变化无关，如图13A-13B和14A-14B中所示出。

在实施例中，品质度量是通过量测工具被捕获的衬底的图像的聚焦指数。聚焦指数与图像的清晰度相关，并且可以备选地被称为清晰度指数。聚焦指数辅助区分良好图像和不良图像。在实施例中，聚焦指数可以是介于0与1之间的值，其中0表示最差的图像品质，而1表示最好的图像品质。例如，图10中的曲线图示根据实施例的聚焦指数与图像品质之间的关系。

图10示出，随着聚焦指数降低，图像品质降低。例如，当聚焦指数从0.9降低到0.65时，图像变得更模糊，以及清晰度和对比度降低。例如，参见图像1001、1002、1003、1004和1005如何随着聚焦指数降低逐渐变得更模糊和不清晰。超出0.65的聚焦指数值，图像品质呈指数降低，直到图像只是灰色像素化图像1010，而没有衬底的特征。

在实施例中，聚焦指数基于局部相位相干映射图(LPC)被确定，该局部相位相干映射图揭示了衬底上的特征位置附近的尺度空间中的相邻小波系数之间的相位关系。相位信息在各种类型的信号中保留了重要的结构特征(例如衬底的特征)。在实施例中，LPC映射图基于复杂的小波分析工具构建，该小波分析工具提供多尺度的局部的量值和相位信息。在文章“No-reference image sharpness assessment based on local phase coherencemeasurement(基于局部相位相干测量的无参考图像清晰度评定)”(R.Hassen、Z.Wang和M.Salama，2010IEEE International Conference on Acoustics,Speech and SignalProcessing(IEEE国际声学、语音和信号处理会议)达拉斯，TX,2010，第2434-2437页)中讨论了示例LPC计算，该文章的全部内容以引用的方式并入本文。

在实施例中，针对从量测图像被选择的样本确定聚焦指数，该样本与图像上的其他位置相比具有相对较高的梯度。在实施例中，从图像的具有最大梯度的区域选择样本。在实施例中，聚焦指数可以是量测图像的一部分的平均值。例如，图11图示了根据实施例的计算聚焦指数的示例。

在图11中，可以从量测工具(例如SEM)获得衬底的完整图像1101。例如，图像1101可以是4096x4096像素化图像。然后，可以选择完整图像1101的一部分1110。例如，部分1110可以是512×512像素区域。选择的部分1110可以被进一步划分成网格1102(例如4x4网格)。可以为每个网格元件1102确定聚焦指数(FI)，并且然后可以通过将单个聚焦指数求和并除以网格元件的总数(例如，4x4网格中的16个)来计算聚焦指数的平均值。

应理解，聚焦指数是品质度量的示例。然而，本方法不限于聚焦指数；可以完善诸如信噪比的任何其他品质度量，其量化相对于量测工具变化的图像品质，并且可以在本公开的范围内被使用。

进一步地，在过程P94中，方法涉及经由计算系统(例如图15的计算系统100)建立品质度量与量测数据之间的相关性。在实施例中，相关性可以是基于统计分析或测量和品质度量的散布图建立的线性关系。在实施例中，相关性可以呈线性方程、非线性方程或数据库表的形式。在实施例中，可以取决于被测量的图案来产生一个或多个相关性。例如，可以为与第一图案(例如接触孔)相关的测量建立第一相关性。类似地，可以为与第二图案(例如条)相关的测量建立第二相关性。在实施例中，相关性可以是基于特定位置相对于衬底的其余位置中的相对特征密度。例如，与衬底上的其他位置相比具有更高特征密度的位置(例如热点)可以具有特定于该位置的单独的相关性。图12是根据实施例的聚焦指数与量测数据之间的相关性1205的示例。

在图12中，在整个衬底上收集到的CD测量结果(CDx)与测量结果1201的聚焦指数之间建立了相关性1205。随着整个衬底被测量，CD测量可以包含所有图案化过程可变性。因此，这种相关性可以被用于校正具有所有图案化过程可变性的量测数据。在图12的示例图中，相关性1205是线性关系，其特征在于表示相关性1205的线(例如1205)的斜率。相关性1205还可以被用于例如使用在本公开中稍后讨论的校正模型来校正CD测量。

在实施例中，建立相关性的更准确和有效的方法包括在量测配方设置期间，例如通过具有使CD(或特征区域、EPE等)变化的其他源最小化的采样方案的受控制的电子束聚焦变化或图案化过程的其他参数的变化的相关性的表征。

在过程P96中，建立的相关性还可以被用于确定对量测数据的校正。过程P96涉及基于品质度量与量测数据之间的相关性来确定对量测数据的校正。在实施例中，校正的确定涉及基于校正模型来确定由量测工具测量的参数的校正值。与通常阈值被定义以标识和丢弃模糊图像的其他图像处理方法相反，可以在不设置FI阈值的情况下应用校正，以将不良图像与良好图像区分开。例如，在校正是线性关系时，基于品质度量与量测数据之间的相关性的斜率以及衬底上的品质度量的最大值与跨衬底的感兴趣点处的品质度量的值之间的差确定校正值。在实施例中，校正测量以减少模糊图像对例如过程模拟(例如光学、抗蚀剂、蚀刻等)的结果的影响。

示例线性校正模型可以被定义为：

newVal＝(max(FI)-FI)*slope+oldVal

在上文方程中，newVal是指量测数据的校正值，斜率是表示相关性的线的斜率(例如图12中的线1205的斜率)，max(FI)是整个衬底的FI的最大值，FI是在特定位置(即感兴趣位置，诸如热点)处的聚焦指数，且oldVal是指经由量测工具收集到的量测数据。运算符*是乘法运算符。

在实施例中，方法还可以包括基于品质度量与量测数据之间的相关性来训练校正模型，诸如机器学习模型。在实施例中，校正模型可以被配置成确定对在图案化过程期间收集到的量测数据的实时校正。在实施例中，如先前所讨论，例如针对不同图案产生的一个或多个相关性和一个或多个对应的校正模型可以被存储在数据库中。例如，一校正模型对应于特定图案(例如热点图案)，并且另一校正模型对应于另一特定图案(例如非热点图案)。因此，在实施例中，量测数据的实时校正可以被执行，例如，适当的相关性和校正模型可以取决于位置、图案等被选择，以便一旦量测工具收集到量测数据，就校正量测数据。在实施例中，这种校正模型数据库可以被存储在量测工具本身中，或量测工具可以被配置成与存储这种校正模型和相关性的外部数据库通信。

在实施例中，可以通过例如在量测配方设置和验证期间训练校正模型、然后将训练后的校正模型应用于相应量测配方内的后续实时校正，来建立图像品质度量与CD测量之间的相关性。

在实施例中，上文方法还可以被扩展到管芯到数据库的应用。在管芯到数据库的应用中，图案设计信息(诸如目标设计)可以被存储在数据库中。这种目标设计信息可以从数据库被提取，以将诸如目标特征尺寸、图案密度等的图案信息并入相关性内，从而提高图像品质度量和校正的有效性。例如，相关性模型可以包括与不同图案以及对应系数相关的不同项，其可以基于经印刷的衬底内的特定管芯的测量来训练。例如，可以将CD与聚焦指数之间的相关性定义为CD＝a1*FI+a2*FI*pattern1+a3*FI*pattern2。在方程中，a1、a2和a3是系数，pattern1和pattern2是指对应于第一图案和第二图案的类别变量。

在实施例中，多个图案可以基于特征特性(例如诸如接触孔的特征的尺寸和类型)被分组，以创建图案类别。图案类别包括具有类似特征特性的不同图案。进一步地，相关性和对应的校正模型可以针对图案的每个类别被完善(以与上文所讨论类似的方式)，因此实现对量测数据的类别特定校正。因此，方法可以被扩展成确定对属于一组图案的图案的量测数据的校正。

在实施例中，方法还可以有效地减轻与聚焦无关的图像对比度变化，例如膜堆叠变化。例如，可以定义基于包括厚度、材料等的膜堆叠变化的品质度量。这种品质度量还可以与对应于膜堆叠的量测数据相关，并且相关性被用于校正量测数据。在实施例中，量测数据包括经印刷的衬底的图像，或图案化过程的参数。例如，图案化过程的参数是临界尺寸、边缘放置误差或重叠。

在实施例中，在过程P98中，方法还可以包括用于基于被应用于量测数据的校正来生成图案化过程的参数的映射图的步骤。例如，校正数据可以被用于生成衬底的剂量映射图、聚焦映射图、CD映射图、重叠映射图、边缘放置误差图等。在实施例中，针对一个或多个衬底的图案化衬底重叠量测数据被获得，并根据图9中的方法被校正。然后，从校正的重叠量测数据去除一种或多种类型的光刻设备处理变量对至少两次图案转印中的每次图案转印的贡献。可以去除的一种类型的贡献是例如从光刻设备的调平传感器获得的衬底高度映射图的重叠贡献。可以找到用于两次图案转印的衬底高度映射图的差异，并且然后该差异可以被转换成重叠值，并因此被转换成重叠贡献。例如，通过将高度差视为衬底的翘曲或弯曲并使用第一原理来运算X或Y位移，Z高度差可以被转换为X或Y位移(例如，位移可以是Z的变化相对于X或Y的变化乘以衬底的例如在衬底的夹持区中的厚度的一半的变化，或位移可以在例如衬底的非夹持区使用Kirchhoff-Love板理论被计算)。在实施例中，高度至重叠贡献的变换可以通过模拟、数学建模或实验来确定。因此，通过每次图案转印使用这种衬底高度信息，可以观察并解决由于量测工具(例如SEM)的聚焦而引起的重叠影响。

在实施例中，在过程P100中，方法还可以包括用于将量测工具导引至基于量测数据确定的感兴趣位置(例如由于量测工具的聚焦问题而具有高的聚焦影响的位置)的步骤。在实施例中，感兴趣位置是热点。在实施例中，导引涉及生成信号以相对于衬底(或图案形成装置)移动量测工具或检查设备，同时衬底(或图案形成装置)保持静止，以使得能够在对应于衬底(或图案形成装置)的过程窗口限制图案位置(例如热点)处进行测量。

如上文所讨论，图9的方法具有几个优点。例如，减少了模糊图像对采用量测数据的模拟的影响，例如以校准过程模型。校正模型使测量更加准确和鲁棒(例如与过程变化无关)。当测量基于品质度量被校正时，它减少或节省了重新检查的时间，其中通常执行重新检查以通过实际重新测量衬底来减轻聚焦误差。方法是非破坏性方法，即，它避免了衬底多次曝光于电子束。

如先前所提及，另一优点可以是在相关性中所使用的品质度量，其还在校正模型中被采用，与图案化过程的参数(例如剂量和聚焦)无关，如图13A-13B和14A-14B中所图示。换句话说，例如剂量/聚焦的变化可以不影响校正模型。

图13A图示了图案化设备的聚焦与针对第一图案(例如SRAM图案)的聚焦指数之间的关系。如散布图所示出，针对图案化设备的不同聚焦值，聚焦指数保持在大约0.86与0.74之间，并且未观察到特定趋势。类似地，图13B图示了用于第一图案的聚焦指数与图案形成装置的剂量无关。

品质度量(例如聚焦指数)相对于图案化设备的聚焦和剂量的独立性被针对图14A和14B中的不同图案(例如逻辑过孔)进一步确认。如散布曲线所示出，针对图案化设备的不同聚焦和剂量值，聚焦指数保持大约在0.86与0.74之间，并且未观察到特定趋势。

图15是图示了可以辅助实施本文中所公开的优化方法和流程的计算系统100的框图。计算系统100可以包括一个或多个单独的计算机系统，诸如计算机系统101。进一步地，计算系统100可以包括例如量测工具或量测工具的一部分。计算机系统101包括用于传达信息的总线102或其他通信机制，和与总线102耦合以供处理信息的处理器104(或多个处理器104和105)。计算机系统101还包括被耦合至总线102以供存储待由处理器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)或其他动态存储装置。主存储器106还可以被用于在执行待由处理器104执行的指令期间存储临时变量或其他中间信息。计算机系统101还可以包括只读存储器(ROM)108或被耦合至总线102以供存储用于处理器104的静态信息和指令的其他静态存储装置。存储装置110(诸如磁盘或光盘)被提供并耦合至总线102以供存储信息和指令。

计算机系统101可以经由总线102被耦合到显示器112，诸如用于向计算机用户显示信息的阴极射线管(CRT)或平板或触摸面板显示器。包括字母数字键和其他键的输入装置114被耦合到总线102，以供将信息和命令选择传达给处理器104。另一种类型的用户输入装置是用于将方向信息和命令选择传达给处理器104并用于控制显示器112上的光标移动的光标控件116，诸如鼠标、轨迹球或光标方向键。该输入装置通常在两个轴(第一轴(例如x)和第二轴(例如y))上具有两个自由度，这允许装置指定平面中的位置。触摸面板(屏幕)显示器也可以被用作输入装置。

根据一个实施例，可以由计算机系统101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来执行本文中所描述的过程的部分。这种指令可以从另一计算机可读介质(诸如存储装置110)读取到主存储器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。多处理布置中的一个或多个处理器还可以被用来执行主存储器106中所包含的指令序列。在备选实施例中，硬连线电路系统可以代替软件指令或与软件指令结合使用。因此，实施例不限于硬件电路系统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”是指参与向处理器104提供指令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，诸如存储装置110。易失性介质包括动态存储器，诸如主存储器106。传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括了包括总线102的线。传输介质也可以采用声波或光波的形式，诸如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间生成的声波或光波。计算机可读介质的常见形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其他光学介质、穿孔卡片、纸带、具有孔图案的任何其他物理介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储器芯片或内存盒、如本文中所描述的载波或可供计算机读取的任何其他介质。

各种形式的计算机可读介质可涉及将一个或多个指令的一个或多个序列携带到处理器104以供执行。例如，指令最初可以承载在远程计算机的磁盘上。远程计算机可以将指令加载到其动态存储器中，并使用调制解调器通过电话线发送指令。计算机系统101本地的调制解调器可以在电话线上接收数据，并使用红外传输器将数据转换成红外信号。被耦合到总线102的红外检测器可以接收红外信号中所携带的数据，并将数据放置在总线102上。总线102将数据携带到主存储器106，处理器104从该主存储器检索并执行指令。由主存储器106接收到的指令可以可选地在由处理器104执行之前或之后被存储在存储装置110上。

计算机系统101还可以包括被耦合到总线102的通信接口118。通信接口118提供耦合到被连接到本地网络122的网络链路120的双向数据通信。例如，通信接口118可以是集成服务数字网络(ISDN)卡或调制解调器，以提供到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(LAN)卡，以提供到兼容LAN的数据通信连接。也可以实施无线链路。在任何这种实施方式中，通信接口118发送和接收携带表示各种类型的信息的数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。

网络链路120通常通过一个或多个网络向其他数据装置提供数据通信。例如，网络链路120可以通过本地网络122提供到主机计算机124或到由互联网服务提供者(ISP)126操作的数据装备的连接。ISP 126又通过全球分组数据通信网络(现在通常被称为“因特网”128)提供数据通信服务。本地网络122和因特网128都使用携带数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。携带往返于计算机系统101的数字数据的通过各种网络的信号以及在网络链路120上并且通过通信接口118的信号是输送信息的载波的示例性形式。包括计算系统100的一个或多个计算机系统101s之间的通信可以经由各种介质中的任一种介质发生。例如，一个或多个计算机系统101s之间的通信可以经由局域网122、因特网128、wi-fi网络、蜂窝网络或任何其他可用的通信介质发生。

计算机系统101可以通过(多个)网络、网络链路120和通信接口118发送消息并接收数据，包括程序代码。在因特网示例中，服务器130可以通过因特网128、ISP 126、本地网络122和通信接口118传输针对应用程序的请求的代码。根据一个或多个实施例，一个这种下载的应用例如提供了实施例的照射优化。接收到的代码可以在接收到时由处理器104执行，或被存储在存储装置110或其他非易失性存储设备中以供稍后执行。以此方式，计算机系统101可以获得呈载波形式的应用代码。

图16示意性地描绘了另一示例性光刻投影设备LA，包括：

-源收集器模块SO，用以提供辐射。

-照射系统(照射器)IL，被配置成调节来自源收集器模块SO的辐射束B(例如EUV辐射)。

-支撑结构(例如掩模台)MT，被构造成支撑图案形成装置(例如掩模或掩模版)MA，并被连接到第一定位器PM，该第一定位器被配置成准确地定位图案形成装置；

-衬底台(例如晶片台)WT，被构造成保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并被连接到第二定位器PW，该第二定位器被配置成准确地定位衬底；以及

-投影系统(例如折射投影透镜系统)PS，被配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个管芯)上。

如本文所描绘，设备LA是反射型的(例如，采用反射掩模)。应注意，因为大多数材料在EUV波长范围内是吸收性的，所以图案形成装置可以具有多层反射器，该多层反射器包括例如钼和硅的多层堆叠。在一个示例中，多堆叠反射器具有40对钼和硅层，其中每层的厚度为四分之一波长。可以用X射线光刻产生甚至更小的波长。由于大多数材料在EUV和x射线波长处是吸收性的，因此图案形成装置形貌上的图案化吸收材料的薄片(例如多层反射器顶部的TaN吸收剂)定义了特征将印刷的位置(正型抗蚀剂)或不印刷的位置(负型抗蚀剂)。

参照图16，照射器IL从源收集器模块SO接收极紫外辐射束。用以产生EUV辐射的方法包括但不必限于将材料转换成具有至少一种元件(例如氙、锂或锡)以及在EUV范围中的一个或多个发射线的等离子体状态。在一个这种方法中，通常被称为激光产生等离子体(“LPP”)，等离子体可以通过用激束辐照燃料(诸如具有线发射元件的材料的液滴、流或簇)来产生。源收集器模块SO可以是EUV辐射系统的一部分，该EUV辐射系统包括未在图16中示出的激光器，以供提供激发燃料的激束。所得等离子体发射输出辐射，例如EUV辐射，使用被安置在源收集器模块中的辐射收集器收集输出辐射。例如，当CO2激光器被用于提供用于燃料激发的激束时，激光器和源收集器模块可以是单独的实体。

在这种情况下，激光器不被看作形成光刻设备的一部分，并且辐射束借助于包括例如合适的引导反射镜或扩束器的束递送系统从激光器传递到源收集器模块。在其他情况下，例如，当辐射源是放电产生等离子体EUV发生器(通常被称为DPP辐射源)时，辐射源可以是源收集器模块的组成部分。

照射器IL可以包括用于调节辐射束的角强度分布的调节器。一般地，可以调节照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部径向范围或内部径向范围(通常分别被称为σ-外部和σ-内部)。附加地，照射器IL可以包括各种其他部件，诸如琢面场反射镜装置和琢面光瞳反射镜装置。照射器可以被用于调节辐射束，以在其横截面中具有期望的均匀性和强度分布。

辐射束B入射到图案形成装置(例如掩模)MA上，该图案形成装置被保持在支撑结构(例如掩模台)MT上，并且被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，该投影系统将束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器PS2(例如干涉测量装置、线性编码器或电容传感器)，可以准确地移动衬底台WT，例如以便将不同目标部分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可以被用于相对于辐射束B的路径准确地定位图案形成装置(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LA可以在以下模式中至少一种模式中使用：

1.在步进模式中，支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT基本保持静止，同时将赋予给辐射束的整个图案一次性投影到目标部分C上(即单次静态曝光)。然后，使衬底台WT在X或Y方向上移位，以使得可以曝光不同的目标部分C。

2.在扫描模式中，同步扫描支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT，同时将赋予给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(例如掩模台)MT的速度和方向可以由投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特性来确定。

3.在另一模式中，支撑结构(例如掩模台)MT基本保持静止，从而保持可编程图案形成装置，并且在将赋予给辐射束的图案投影到目标部分C上的同时，移动或扫描衬底台WT。在该模式中，一般采用脉冲辐射源，并且在衬底台WT的每次移动之后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新可编程图案形成装置。该操作模式可以容易地应用于利用可编程图案形成装置(诸如，如上文所提及的类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻。

图17更详细地示出了设备LA，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被构造和布置成使得可以在源收集器模块SO的封闭结构220中维持真空环境。可以通过放电产生等离子体辐射源形成EUV辐射发射等离子体210。EUV辐射可以由气体或蒸气产生，例如Xe气、Li蒸气或Sn蒸气，其中创建非常热的等离子体210以发射电磁光谱的EUV范围中的辐射。非常热的等离子体210通过例如放电创建，该放电产生至少部分电离的等离子体。为了有效生成辐射，可能需要例如10Pa的Xe、Li、Sn蒸气或任何其他合适的气体或蒸气的分压。在实施例中，提供激发锡(Sn)的等离子体以产生EUV辐射。

由热等离子体210发射的辐射经由被定位于源腔室211中的开口中或后面的任选的气体屏障或污染物捕集器230(在一些情况下也被称为污染物屏障或箔捕集器)从源腔室211进入收集器腔室212。污染物捕集器230可以包括沟道结构。污染物捕集器230还可以包括气体屏障或气体屏障与沟道结构的组合。本文中进一步指示的污染物捕集器或污染物屏障230至少包括如本领域中已知的沟道结构。

收集器腔室211可以包括辐射收集器CO，其可以是所谓的掠入射收集器。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。穿过收集器CO的辐射可以从光栅光谱滤光片240反射，以沿着由点划线‘O’指示的光轴聚焦在虚拟源点IF中。虚拟源点IF通常被称为中间焦点，并且源收集器模块被布置成使得中间焦点IF位于封闭结构220中的开口221处或附近。虚拟源点IF是辐射发射等离子体210的图像。

随后，辐射穿过照射系统IL，该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，该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的期望的角度分布以及在图案形成装置MA处提供期望的辐射强度均匀性。在辐射束21在由支撑结构MT保持的图案形成装置MA处的反射后，形成图案化束26，并且图案化束26被投影系统PS经由反射元件28、30成像到由衬底台WT保持的衬底W上。

照射光学元件单元IL和投影系统PS中一般可以存在比所示出更多的元件。取决于光刻设备的类型，可以可选地存在光栅光谱滤光片240。进一步地，可能存在比图式中所示出的更多的反射镜，例如，投影系统PS中可能存在比图17中所示出多1-6个反射元件。

如图17中所图示，收集器光学元件CO被描绘为具有掠入射反射器253、254和255的嵌套收集器，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在光轴O周围轴向对称地被布置，并且期望这种类型的收集器光学元件CO与放电产生等离子体辐射源结合使用。

备选地，源收集器模块SO可以是LPP辐射系统的一部分，如图18中所示出。激光器LAS被布置成将激光能量沉积到燃料(诸如氙(Xe)、锡(Sn)或锂(Li))中，从而创建具有数十个电子伏特的电子温度的高度电离的等离子体210。在这些离子的去激发和重组期间生成的带能辐射从等离子体发射，由接近正入射收集器光学元件CO收集，并聚焦到封闭结构220中的开口221上。

还可以使用以下条项来描述实施例：

1.一种用于校正图案化过程的量测数据的方法，所述方法包括：

获得(i)经历所述图案化过程的衬底的量测数据和(ii)量化所述衬底的所述量测数据的品质的品质度量；

经由计算系统建立所述品质度量与所述量测数据之间的相关性；以及

经由所述计算系统基于所述品质度量与所述量测数据之间的所述相关性来确定对所述量测数据的校正。

2.根据条项1的方法，其中确定所述校正包括基于校正模型来确定所述量测数据的校正值，其中所述量测数据经由量测工具被获得。

3.根据条项2的方法，其中所述校正值基于所述品质度量与所述量测数据之间的所述相关性的斜率以及跨衬底的所述品质度量的最大值与衬底上的感兴趣点处的所述品质度量的值之间的差被确定。

4.根据条项1至3中任一项的方法，其中所述品质度量是经由所述量测工具捕获的所述衬底的图像的聚焦指数。

5.根据条项4的方法，其中所述聚焦指数基于局部相位相干映射图被确定，所述局部相位相干映射图揭示了所述衬底上的特征位置附近的尺度空间中的相邻小波系数之间的相位关系。

6.根据条项4至5中任一项的方法，其中基于从所述图像选择的样本确定所述聚焦指数，所述样本与所述图像上的其他位置相比具有相对较高的梯度。

7.根据条项6的方法，其中所述样本是所述图像的与所述图像的其余区域相比具有相对高的梯度的区域。

8.根据条项1至7中任一项的方法，其中所述品质度量与所述图案化过程中被使用的剂量的变化无关。

9.根据条项1至8中任一项的方法，其中所述量测数据包括经印刷的衬底的图像或所述图案化过程的参数。

10.根据条项1至9中任一项的方法，其中所述图案化过程的所述参数是临界尺寸、边缘放置误差或重叠。

11.根据条项1至10中任一项的方法，还包括基于被应用于所述量测数据的所述校正来生成所述图案化过程的参数的映射图。

12.根据条项11的方法，其中映射图是剂量映射图、聚焦映射图、临界尺寸(CD)映射图、重叠映射图或边缘放置误差映射图。

13.根据条项1至12中任一项的方法，其中所述量测数据是扫描电子显微镜图像或电子束图像。

14.根据条项1至13中任一项的方法，还包括基于所述品质度量与所述量测数据之间的所述相关性来训练校正模型，其中所述校正模型被配置成确定对在所述图案化过程期间被收集到的量测数据的实时校正。

15.根据条项1至14中任一项的方法，其中所述校正模型被包括在量测工具中。

16.一种用于执行图案化过程的量测数据的实时校正的方法，所述方法包括：

获得(i)经历所述图案化过程的衬底的量测数据和(ii)针对特定图案应用品质度量与所述量测数据之间的相关性的校正模型；以及

经由计算系统基于所述校正模型来确定对所述特定图案的所述量测数据的校正。

17.根据条项16的方法，其中确定所述校正包括基于所述校正模型来确定所述量测数据的校正值，其中所述量测数据经由量测工具被获得。

18.根据条项17的方法，其中所述校正值基于所述品质度量与所述量测数据之间的所述相关性的斜率以及跨所述衬底的所述品质度量的最大值与所述品质度量之间的差被确定。

19.根据条项16至18中任一项的方法，其中所述品质度量是所述衬底的经由所述量测工具被捕获的图像的聚焦指数。

20.根据条项16至19中任一项的方法，其中所述量测数据包括经印刷的衬底的图像或所述图案化过程的参数。

21.据条项20的方法，其中所述量测数据包括所述经印刷的衬底的所述图像或所述图案化过程的所述参数包括所述量测数据，所述量测数据包括所述经印刷的衬底的所述图像和所述图案化过程的所述参数。

22.根据条项16至21中任一项的方法，还包括：

基于所述特定图案的特征特性将所述特定图案中的一个或多个特定图案分组为图案类别；以及

确定对属于所述图案类别的所述图案的所述量测数据的所述校正。

23.一种包括非暂时性计算机可读介质的计算机程序产品，该非暂时性计算机可读介质上记录有指令，所述指令在被计算机执行时实施根据条项1至22中任一项的方法。

本文中所公开的概念可以模拟或数学建模用于成像子波长特征的任何通用成像系统，并且尤其可以适用于能够产生尺寸越来越小的波长的新兴成像技术。已经使用的新兴技术包括能够在使用ArF激光器的情况下产生193nm波长并且甚至在使用氟激光器的情况下产生157nm波长的EUV(极紫外线)光刻。此外，EUV光刻能够通过使用同步加速器或通过用高能电子撞击材料(固体或等离子体)以便产生在该范围内的光子来产生在20-5nm的范围内的波长。

虽然本文中所公开的概念可以被用于在衬底(诸如硅晶片)上成像，但是应当理解，所公开的概念可以与任何类型的光刻成像系统(例如被用于在除硅晶片外的衬底上成像的光刻成像系统)一起使用。

尽管可以在本文中对在IC的制造中的使用进行特定参考，但应理解，本文中的实施例可以具有许多其他可能应用。例如，其可以被用于制造集成光学系统、磁畴存储器的导引和检测图案、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头、微机电系统(MEMS)等中。本领域的技术人员将了解，在这种备选应用的上下文中，应将本文中的术语“掩模版”、“晶片”或“管芯”的任何使用视为分别与更一般的术语“图案形成装置”、“衬底”或“目标部分”同义或可互换。本文中所提及的衬底可以在曝光之前或之后在例如涂布显影系统(通常将抗蚀剂层施加到衬底并使曝光的抗蚀剂显影的工具)或量测工具或检查工具中进行处理。在适用的情况下，本文中的公开内容可以被应用于这种和其他衬底处理工具。进一步地，可以对衬底处理多于一次，例如，以便创建例如多层IC，以使得本文中所使用的术语衬底也可以指已经包含多个已处理层的衬底。

在本文档中，如本文中所使用的术语“辐射”和“束”涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外线辐射(例如，具有或为约365、约248、约193、约157或约126nm的波长)和极紫外线(EUV)辐射(例如，具有5-20nm的范围内的波长)以及粒子束，诸如离子束或电子束。

如本文中所使用的术语“优化(optimizing”)和“优化(optimization)”是指或意味着调节图案化设备(例如光刻设备)、图案化过程骤等，以使得结果或过程具有更理想的特性，诸如在衬底上的设计图案的投影的更高准确性、更大的过程窗口等。因此，如本文中所使用的术语“优化(optimizing”)和“优化(optimization)”是指或意味着标识提供改进的一个或多个参数的一个或多个值的过程，例如与针对那些一个或多个参数的一个或多个值的初始集合相比，在至少一个相关度量中的局部最优。应相应地解释“最优”和其他相关术语。在实施例中，可以迭代地应用优化步骤以提供一个或多个度量的进一步改进。

本发明的方面可以以任何方便的形式实施。例如，实施例可以由一个或多个适当的计算机程序实施，该一个或多个适当的计算机程序可以在适当的载体介质上携带，该适当的载体介质可以是有形的载体介质(例如磁盘)或无形的载体介质(例如通信信号)。本发明的实施例可以使用合适的设备来实施，合适的设备可以具体地采取运行计算机程序的可编程计算机的形式，该计算机程序被布置成实施如本文中所描述的方法。因此，本公开的实施例可以以硬件、固件、软件或其任何组合来实施。本公开的实施例也可以被实施为被存储在机器可读介质上的指令，这些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)可读的形式存储和传输信息的任何机构。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；光学存储介质；闪速存储器装置；电信号、光信号、声信号或其他形式的传播信号(例如载波、红外信号、数字信号等)等。进一步地，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，应了解，这种描述仅是出于方便起见，并且这种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、控制器或其他装置引起的。

在框图中，将图示的部件描绘为离散的功能块，但是实施例不限于如图示组织本文中所描述的功能性的系统。由每个部件提供的功能性可以由与当前所描绘不同地组织的软件或硬件模块来提供，例如，可以将这种软件或硬件混合、结合、复制、分解、分布(例如，在数据中心内或在地理上)或以其他方式不同地组织。本文中所描述的功能性可以由执行有形的非暂时性的机器可读介质上所存储的代码的一个或多个计算机的一个或多个处理器来提供。在一些情况下，第三方内容递送网络可以托管通过网络传达的一些或全部信息，在据说供应或以其他方式提供信息(例如内容)的程度，可以通过发送指令以从内容递送网络检索该信息来提供信息。

除非另外明确陈述，否则如从讨论中明显，应了解，贯穿本说明书，利用术语(诸如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”等)的论述是指特定设备(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。

读者应该了解，本申请描述了数个发明。不是将那些发明分成多个分离的专利申请，而是将这些发明分组到单个文档中，因为其相关主题使申请过程更加经济。但是这种发明的独特优点和方面不应该被混为一谈。在一些情况下，实施例解决了本文中提及的所有缺陷，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种问题的子集，或提供了其他未提及的益处，这些益处对于审阅本公开的本领域的技术人员而言是明显的。由于成本约束，本文中所公开的一些发明可能目前没有要求保护，并且可能在以后的申请中要求保护，诸如在继续申请中或通过修改本权利要求书要求保护。类似地，由于篇幅所限，本文档的摘要或发明内容都不应被视为包含所有这种发明或这种发明的所有方面的全面列举。

应该理解，说明书和附图并非旨在将本公开限制为所公开的特定形式，相反，其意图是涵盖落入如由所附权利要求书所定义的本发明的精神和范围内的所有修改、等效物和备选物。

鉴于本说明书，本发明的各个方面的修改和备选实施例对于本领域的技术人员将是明显的。因此，本说明书和附图仅应解释为说明性的，并且是出于教导本领域的技术人员实行本发明的一般方式的目的。应该理解，本文中所示出和描述的本发明的形式将被视为实施例的示例。可以用元件和材料代替本文中所图示和描述的元件和材料，可以颠倒或省略部件和过程，可以独立地利用某些特征，并且可以组合实施例或实施例的特征，所有这些对于在受益于本说明书之后的本领域的技术人员而言将是明显的。在不脱离如所附权利要求书中所描述的本发明的精神和范围的情况下，可以对本文中所描述的元件做出改变。本文中所使用的标题仅出于组织目的，而并不意味着被用于限制本说明书的范围。

如贯穿本申请所使用，词语“可以”以准许的意义(即，意味着有可能)而不是强制性的意义(即，意味着必须)使用。词语“包括(include)”、“包括(including)”和“包括(includes)”等意味着包括但不限于。如贯穿本申请所使用，除非内容另外明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物。因此，例如，尽管针对一个或多个元件使用其他术语和短语，诸如“一个或多个”，但对“一个”元件或“一”元件的参考包括两个或更多个元件的组合。如本文中所使用，除非另外明确陈述，否则术语“或”涵盖所有可能的组合，除非不可行。例如，如果陈述数据库可以包括A或B，则除非另外特别陈述或不可行，否则数据库可以包括A、或B、或A和B。作为第二示例，如果陈述数据库可以包括A、B或C，则除非另外明确陈述或不可行，否则数据库可以包括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，而Y”、“在X后，Y”、“如果X，则Y”、“在X时，Y”等)涵盖因果关系，其中前提条件是必要的因果条件，前提条件是充分的因果条件，或前提条件是结果的必然因果条件，例如，“状态X在条件Y获得后发生”与“X仅在Y后发生”和“X在Y和Z后发生”通用。这种条件关系不限于在前提条件获得之后立即发生的结果，这是由于一些结果可能会延迟，并且在条件语句中，前提条件与其结果有关系，例如，前提条件与随后发生的可能性相关。除非另外指示，否则将多个属性或功能映射到多个物体(例如，执行步骤A、B、C和D的一个或多个处理器)的语句涵盖了映射到所有这种物体的所有这种属性或功能以及映射到属性或功能的子集的属性或功能的子集两者(例如，所有处理器各自执行步骤A-D和处理器1执行步骤A、处理器2执行步骤B和步骤C的一部分以及处理器3执行步骤C的一部分和步骤D的情况两者)。进一步地，除非另外指示，否则一个值或动作是“基于”另一条件或值的语句既涵盖条件或值是唯一因素的实例，又涵盖条件或值是多个因素当中的一个因素的实例。除非另外指示，否则不应将某个集合的“每个”实例具有某一性质的语句理解为排除更大集合的一些另外相同或类似成员不具有该性质的情况，即，每个不一定意味着每一个。从范围选择的参考包括范围的端点。

在上文描述中，流程图中的任何过程、描述或框应被理解为表示代码的模块、段或部分，代码包括用于实施过程中的特定逻辑功能或步骤的一个或多个可执行指令，并且交替实施方式被包括在本进展的示例性实施例的范围内，其中可以取决于所涉及的功能性从所示出或讨论的功能不按顺序地执行功能，包括基本上同时或以相反的顺序，如本领域的技术人员将理解。

在某些美国专利、美国专利申请或其他材料(例如文章)已经以引用的方式并入的程度上，这种美国专利、美国专利申请和其他材料的文本仅在这种材料与本文中所阐述的语句和附图之间不存在冲突的程度上以引用的方式并入。在这种冲突的情况下，在这种以引用的方式并入的美国专利、美国专利申请和其他材料中的任何这种冲突文本在本文中都未具体地以引用的方式并入。

虽然已经描述了某些实施例，但是这些实施例仅通过示例被呈现，并且不旨在限制本公开的范围。实际上，本文中所描述的新颖的方法、设备和系统可以以多种其他形式来体现；此外，在不脱离本公开的精神的情况下，可以对本文中所描述的方法、设备和系统的形式进行各种省略、代替和改变。所附权利要求书及其等效物旨在覆盖如将落入本公开的范围和精神内的这种形式或修改。

Claims (15)

1.一种用于校正图案化过程的量测数据的方法，所述方法包括：

获得(i)经历所述图案化过程的衬底的量测数据、以及(ii)量化所述衬底的所述量测数据的品质的图像品质度量；

经由计算系统，建立所述图像品质度量与所述量测数据之间的相关性；以及

经由所述计算系统，基于所述图像品质度量与所述量测数据之间的所述相关性来确定对所述量测数据的校正。

2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述校正包括：基于校正模型来确定所述量测数据的校正值，其中所述量测数据经由量测工具被获得。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述校正值基于所述图像品质度量与所述量测数据之间的所述相关性的斜率、以及跨所述衬底的所述图像品质度量的最大值与所述衬底上的感兴趣点处的所述图像品质度量的值之间的差被确定。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述图像品质度量是经由量测工具捕获的所述衬底的图像的聚焦指数。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述聚焦指数基于局部相位相干映射图被确定，所述局部相位相干映射图揭示了所述衬底上的特征位置附近的、尺度空间中的相邻小波系数之间的相位关系。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述聚焦指数基于从所述图像选择的样本被确定，所述样本与所述图像上的其他位置相比具有相对较高的梯度。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述样本是所述图像的与所述图像的其余区域相比具有相对高的梯度的区域。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述图像品质度量与所述图案化过程中被使用的剂量的变化无关。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述量测数据包括经印刷的衬底的图像、或所述图案化过程的参数。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述图案化过程的参数是临界尺寸、边缘放置误差或重叠。

11.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于被应用于所述量测数据的所述校正来生成所述图案化过程的参数的映射图。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述映射图是剂量映射图、聚焦映射图、临界尺寸(CD)映射图、重叠图或边缘放置误差映射图。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述量测数据是扫描电子显微镜图像或电子束图像。

14.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述图像品质度量与所述量测数据之间的所述相关性来训练校正模型，其中所述校正模型被配置成确定对在所述图案化过程期间被收集到的量测数据的实时校正。

15.一种包括非暂时性计算机可读介质的计算机程序产品，所述非暂时性计算机可读介质上记录有指令，所述指令在被计算机执行时实施根据权利要求1所述的方法。