确定处理装置对衬底参数的贡献的方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求在2019年11月12日提交的欧洲申请18205693.7的优先权，该申请通过引用整体并入本文。

本发明涉及用于确定处理装置对跨第一衬底的参数的特征标识的贡献的方法。具体地，本发明涉及确定可以在使用之前或期间被用于校准光刻装置的校准指标。

背景技术：

光刻装置是一种被建构为将所要图案应用到衬底上的机器。例如，光刻装置可以被用于集成电路(ic)的制造中。例如，光刻装置可以将在图案化设备(例如掩模)处的图案(通常还被称为“设计布局”或“设计”)投射到辐射敏感材料(抗蚀剂)层上，该辐射敏感材料(抗蚀剂)层被设置在衬底(例如晶片)上。

为了在衬底上投射图案，光刻装置可以使用电磁辐射。该辐射的波长确定了可以被形成在衬底上的特征的最小大小。当前使用的典型波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。使用具有在4nm至20nm范围内(例如6.7nm或13.5nm)的波长的极紫外线(euv)辐射的光刻装置可以被用于比使用例如具有193nm的波长的辐射的光刻装置在衬底上形成更小的特征。

低k1光刻可以被用于处理尺寸小于光刻装置的经典分辨率极限的特征。在这种过程中，分辨率公式可以被表达为cd＝k1×λ/na，其中λ是所采用的辐射波长，na是光刻装置中投射光学器件的数值孔径，cd是“临界尺寸”(通常是所印刷的最小特征大小，但在该情况下是半节距)，并且k1是经验分辨率因数。大体上，k1越小，越难以在基衬底上再现与由电路设计者所计划的形状和尺寸类似的图案以便实现特定的电气功能性和性能。为了克服这些困难，精密的微调步骤可以被应用于光刻投射装置和/或设计布局。这些微调步骤包括例如但不限于na的优化、定制的照射过程、相移图案化设备的使用、设计布局的各种优化(诸如设计布局中的光学邻近校正(opc，有时也被称为“光学和过程校正”)或其他大体上被定义为“分辨率增强技术”(ret)的方法。备选地，用于控制光刻装置的稳定性的严密控制回路可以被用于改善在低k1处的图案的再现。

典型的半导体制作过程将包括以下基本步骤：沉积光致抗蚀剂膜(膜沉积)；烘烤光致抗蚀剂；曝光光致抗蚀剂以提供必要的图案；对曝光的抗蚀剂进行显影以及蚀刻衬底。过程的波动可能导致跨衬底的临界尺寸的不期望的变化，并因此导致临界尺寸均匀性cdu的恶化。cdu是用于确保任何集成电路的良好性能和可靠功能性的关键参数，并且使该测量最大化是半导体制作工业中的持续目标。

由每个过程步骤引入的变化对于该过程步骤可以是唯一的，并且可以被称为特征标识。所有过程步骤的累积变化可以被称为积聚特征标识。

用于确定积聚特征标识的各种量测方法是已知的。一种方法包括通过测量在后处理衬底中的各种参数、并且将测量值与功能库进行比较以确定临界尺寸，来确定临界尺寸均匀性。这是耗时且困难的方法，其是大量计算的并且通常包括明显的不准确性。示例性量测方法可以使用过程图来描述蚀刻后过程如何跨晶片变化。过程图是基于使用cdsem工具所获得的锚特征的cd临界尺寸测量值。

本发明试图提供一种改善的确定处理装置对处理的衬底的参数的贡献的方式，并且还试图提供一种改善的校准和控制技术。

技术实现要素：

本发明提供了一种根据所附权利要求的方法和装置。

本文中公开了一种用于确定处理装置对跨第一衬底的参数的特征标识的贡献的方法，该方法包括：获得涉及与检查衬底上的第一特征相关联的第一光瞳图像和与衬底上的第二特征的检查相关联的第二光瞳图像之间的差异的增量图像，其中第一特征和第二特征具有不同的剂量敏感性；响应于被用于形成所述第一特征和第二特征的剂量的变化来确定差异的改变率；选择在具有高于预定阈值的改变率的增量图像内所包括的多个像素；以及使用确定的改变率和被限于多个像素的增量图像来确定贡献。

贡献可以被表达为有效剂量的一个或多个值。

第一光瞳图像和第二光瞳图像可以形成一对光瞳图像。方法还可以包括：获得针对多对光瞳图像的差异。可以被用于形成与第一对光瞳图像相关联的特征的剂量可以与被用于形成与第二对光瞳图像相关联的特征的剂量不同。

方法还可以包括使用在第一对光瞳图像之间的差异和第二对光瞳图像之间的差异来确定图像强度相对于剂量的曲线，并且使用该图像强度相对于剂量的曲线来确定改变率。

改变率可以是图像强度相对于剂量的曲线的导数。

获得在第一光瞳图像与第二光瞳图像之间的差异可以包括：对来自第一光瞳图像和第二光瞳图像的图像数据求和；以及从来自第二光瞳图像的求和图像数据中减去来自第一光瞳图像的求和图像数据。

数据可以是散射测量数据。第一光瞳图像和第二光瞳图像可以包括散射测量强度数据的分布。增量图像可以包括多个像素，并且方法还包括：从增量图像内选择像素；以及使用所选择的像素来确定改变率。方法还可以包括选择具有高于预定阈值的改变率的像素。

第一特征和第二特征可以在衬底上彼此相邻。第一对光瞳图像从第一衬底区域被选择，并且第二对光瞳图像从第二衬底区域被选择，其中第一衬底区域和第二衬底区域已接收到不同的剂量。

第一特征或第二特征中的任一个特征可以是线特征。第一特征或第二特征中的任一个可以是空间特征。第一特征可以是第二特征的反转。

衬底可以包括多个第一特征和第二特征。衬底可以是具有多个第一特征和第二特征的聚焦位置曝光矩阵，该多个第一特征和第二特征被跨衬底表面分布、并且被分布在多个不同的曝光区中，其中每个曝光区接收不同的剂量。曝光区可以跨衬底表面被随机地分散。

衬底可以已经使用以下一个或多个处理步骤来处理：沉积、烘烤、涂覆、显影、曝光和蚀刻。

有效剂量的一个或多个值可以通过将增量图像或其一部分的求和强度除以改变率来确定。

方法还可以包括：使用有效剂量的一个或多个值来确定有效剂量图。

方法还可以包括：从增量光瞳图像减去有效剂量，以提供表示非曝光处理步骤的纯工艺图像数据。

方法还可以包括：获得针对跨晶片的多个位置的纯工艺图像数据，以提供纯工艺图。

方法还可以包括：提供第二衬底；

获得在多个第二衬底光瞳对之间的差异，以提供多个第二衬底增量图像；使用确定的贡献来生成针对第二衬底的第二衬底量测图。

第二衬底可以不同于第一衬底。第二衬底可以是临界尺寸晶片。第二衬底量测图可以是包括来自多个第二衬底增量图像的强度数据的强度图。

第二衬底量测图可以包括第二衬底有效剂量图。

方法还可以包括：对纯工艺图和第二衬底量测图求和，以提供有效的第二衬底过程图。

方法还可以包括：使用有效的第二衬底过程图来监测和/或控制制作过程的一个或多个参数。

参数可以涉及曝光系统。

方法还可以包括：使用有效的第二衬底过程图来确定第二衬底或第三衬底的临界尺寸或临界尺寸均匀性。

参数可以涉及场内效应。

方法还可以包括：使用与贡献相关联的有效剂量的一个或多个值来确定跨衬底特征的临界尺寸或临界尺寸均匀性。

本文中还描述了一种光刻装置，包括：处理器，被配置成执行根据本文中所描述的任何方法的方法。还描述了一种包括指令的计算机程序，当该指令在至少一个处理器上被执行时，该指令使至少一个处理器控制装置执行本文中所描述的任何方法。本文中还描述了一种包含上文所引用的计算机程序的载体。载体可以是电子信号、光学信号、无线电信号或非暂时性计算机可读存储介质中的一种。

附图说明

本发明的实施例现在将参考随附示意图仅通过示例来描述，在图中：

图1描绘了光刻装置的示意性概览；

图2描绘了光刻单元的示意性概览；

图3描绘了整体光刻的示意性图示，表示三种关键技术之间的协作以优化半导体制造；

图4示出了过程专用特征标识的示意性图示；

图5提供了用于确定处理装置对跨第一衬底的参数的特征标识的贡献的方法的示意性流程图；

图6提供了图5的方法的图形表示；

图7提供了用于使用有效剂量图来控制一件处理装置的示意性流程图。

具体实施方式

在本文档中，术语“辐射”和“束”被用于涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外线辐射(例如具有365、248、193、157或126nm的波长)和euv(极紫外线辐射，例如具有约5至100nm的范围内的波长)。如该文本中所采用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案化设备”可以广义地被解释为是指通用图案化设备，其可以被用于为入射辐射束赋予图案化的横截面，该图案化的横截面对应于将在衬底的目标部分中被产生的图案。术语“光阀”在该上下文中也可以被使用。除了经典的掩模(透射或反射、二进制、相移、混合等)之外，其他这种图案化设备的示例还包括可编程反射镜阵列和可编程lcd阵列。

图1示意性地描绘了光刻装置la。光刻装置la包括：照射系统(也被称为照射器)il，被配置成调节辐射束b(例如uv辐射、duv辐射或euv辐射)；掩模支撑件(例如掩模台)mt，被构造成支撑图案化设备(例如掩模)ma并且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化设备ma；衬底支撑件(例如晶片台)wt，被构造成保持衬底(例如涂覆抗蚀剂的晶片)w并且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支撑件；以及投射系统(例如折射投射透镜系统)ps，被配置成将由图案化设备ma赋予给辐射束b的图案投射到衬底w的目标部分c(例如，包括一个或多个裸片)上。

在操作中，照射系统il从辐射源so例如经由束递送系统bd接收辐射束。照射系统il可以包括各种类型的光学组件，诸如折射、反射、磁性、电磁、静电和/或其他类型的光学组件，或其任何组合，以用于引导、塑形和/或控制辐射。照射器il可以被用于调节辐射束b，以在图案化设备ma的平面处在其横截面中具有期望的空间和角强度分布。

本文中所使用的术语“投射系统”ps应该被广义地解释为涵盖各种类型的投射系统，包括折射、反射、折反射、失真、磁性、电磁和/或静电光学系统，或其任何组合，以适于被使用的曝光辐射和/或其他因素，诸如使用浸没液体或使用真空。本文中术语“投射透镜”的任何使用可以被视为与更一般的术语“投射系统”ps同义。

光刻装置la可以属于以下类型，其中衬底的至少一部分可以由具有相对高的折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充投射系统ps与衬底w之间的空间——这也被称为浸没光刻。关于浸没技术的更多信息在us6952253中给出，该申请通过引用并入本文。

光刻装置la也可以属于具有两个或更多个衬底支撑件wt的类型(也被称为“双平台”)。在这种“多平台”机器中，衬底支撑件wt可以被并行使用，和/或准备衬底w的后一曝光的步骤可以在位于衬底支撑件wt中的一个衬底支撑件上的衬底w上被执行，而另一衬底支撑件wt上的另一衬底w被用于在该另一衬底w上曝光图案。

除了衬底支撑件wt之外，光刻装置la还可以包括测量平台。测量平台被布置成保持传感器和/或清洁设备。传感器可以被布置成测量投射系统ps的性质或辐射束b的性质。测量平台可以保持多个传感器。清洁设备可以被布置成清洁光刻装置的一部分，例如投射系统ps的一部分或提供浸没液体的系统的一部分。当衬底支撑件wt远离投射系统ps时，测量平台可以在投射系统ps下方移动。

在操作中，辐射束b入射在图案化设备(例如掩模)ma上，该图案化设备被保持在掩模支撑件mt上，并且通过在图案化设备ma上存在的图案(设计布局)被图案化。在横穿掩模ma之后，辐射束b穿过投射系统ps，该投射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和位置测量系统if，衬底支撑件wt可以被准确地移动，例如，以便在辐射束b的路径中将不同的目标部分c定位在聚焦并且对准的位置处。类似地，第一定位器pm以及可能的另一位置传感器(在图1中未被明确地描绘)可以被用于相对于辐射束b的路径准确地定位图案化设备ma。图案化设备ma和衬底w可以使用掩模对准标记m1、m2和衬底对准标记p1、p2来对准。尽管如所图示的衬底对准标记p1、p2占据专用的目标部分，但是它们可以被定位于目标部分之间的空间中。当衬底对准标记p1、p2被定位于目标部分c之间时，它们被称为划线对准标记。

如图2中所示出，光刻装置la可以形成光刻单元lc(有时也被称为光刻制造单元或(光刻)簇)的一部分，该光刻单元通常还包括用以在衬底w上执行曝光前过程和曝光后过程的装置。常规地，这些装置包括用以沉积抗蚀剂层的旋涂器sc、用以对曝光的抗蚀剂显影的显影剂de、例如用于调节衬底w的温度(例如用于调节抗蚀剂层中的溶剂)的冷却板ch和烘烤板bk。衬底处置器或机器人ro从输入/输出端口i/o1、i/o2拾取衬底w，将其在不同的处理装置之间移动，并且将衬底w递送到光刻装置la的进料台lb。光刻制造单元中的设备(通常也被统称为轨道)通常处于轨道控制单元tcu的控制下，该轨道控制单元本身可以由监督控制系统scs控制，该监督控制系统也可以例如经由光刻控制单元lacu来控制光刻装置la。

为了使由光刻装置la曝光的衬底w被正确且一致地曝光，期望检查衬底以测量图案化结构的性质，诸如在后续层之间的套刻误差、线厚度、临界尺寸(cd)等。出于该目的，检查工具(未示出)可以被包括在光刻制造单元lc中。如果误差被检测到，那么例如可以对后续衬底的曝光或要在衬底w上执行的其他处理步骤进行调整，尤其是在检查在相同批或批次的其他衬底w仍要被曝光或处理之前被完成的情况下。

检查装置(也可以被称为量测装置)被用于确定衬底w的性质，并且具体地，确定不同衬底w的性质如何变化、或与同一衬底w的不同层相关联的性质在各层之间如何变化。检查装置可以被备选地构造成标识衬底w上的缺陷，并且例如可以是光刻制造单元lc的一部分，或可以被集成到光刻装置la中，或甚至可以是独立设备。检查装置可以测量在潜像(曝光之后的抗蚀剂层中的图像)上、半潜像(后曝光烘烤步骤peb之后的抗蚀剂层中的图像)上、或显影的抗蚀剂图像(其中抗蚀剂的曝光或未曝光的部分已被去除)上或甚至蚀刻图像(在图案转移步骤(诸如蚀刻)之后)上的性质。

通常，光刻装置la中的图案化过程是处理中最关键的步骤之一，该处理要求在衬底w上高准确性地确定尺寸和放置结构。为了确保该高准确性，三个系统可以被组合在如图3中所示意性地描绘的所谓的“整体”控制环境中。这些系统中的一个控制系统是光刻装置la，该光刻装置(实际上)被连接到量测工具mt(第二系统)和计算机系统cl(第三系统)。这种“整体”环境的关键是优化在这三个系统之间的协作，以增强整个过程窗口并且提供严密控制回路以确保由光刻装置la所执行的图案化保持在过程窗口内。过程窗口定义了过程参数(例如剂量、焦点、套刻)的范围，在这些过程参数的范围内，特定的制造过程会产生定义的结果(例如功能半导体设备)，通常在这些过程参数范围内，光刻过程或图案化过程中的过程参数被允许变化。

计算机系统cl可以使用将要被图案化的设计布局(的一部分)来预测要使用的分辨率增强技术，以及执行计算光刻模拟和运算以确定哪些掩模布局和光刻装置设置实现图案化过程的最大的总体过程窗口(在图3中由第一标度sc1中的双箭头所描绘)。通常，分辨率增强技术被布置成与光刻装置la的图案化可能性匹配。计算机系统cl还可以被用于检测光刻装置la当前在过程窗口内的何处操作(例如使用来自量测工具mt的输入)，以预测是否由于例如次佳处理而可能存在缺陷(在图3中由第二标度sc2中的箭头指向“0”所描绘)。

量测工具mt可以向计算机系统cl提供输入以实现准确的模拟和预测，并且可以向光刻装置la提供反馈以标识例如在光刻装置la的校准状态下可能的漂移(在图3中由第三标度sc3中的多个箭头所描绘)。

在光刻过程中，期望频繁地对所产生的结构进行测量，例如以用于过程控制和验证。进行这种测量的工具通常被称为量测工具mt。用于进行这种测量的不同类型的量测工具mt是已知的，包括扫描电子显微镜或各种形式的散射计量测工具mt。散射计是通用仪器，其允许通过在散射计的物镜的光瞳或与光瞳的共轭平面中具有传感器来测量光刻过程的参数(测量通常被称为基于光瞳的测量)，或允许通过在图像平面或与图像平面共轭的平面中具有传感器来测量光刻过程的参数，在该情况下，测量通常被称为基于图像或场的测量。这种散射计和相关联的测量技术在专利申请us20100328655、us2011102753a1、us20120044470a、us20110249244、us20110026032或ep1628164a中被进一步描述，这些专利申请通过引用整体并入本文。前述散射计可以使用来自软x射线以及可见光至近ir波长范围的光来测量光栅。

散射计mt可以是角分辨散射计。在这种散射计中，重构方法可以被应用于测量的信号，以对光栅的性质进行重构或运算。例如，这种重构可以由模拟散射辐射与目标结构的数学模型的相互作用并且将模拟结果与测量的结果进行比较造成。数学模型的参数被调整，直到模拟的相互作用产生类似于从真实目标所观察到的衍射图案为止。

散射计mt可以是光谱散射计mt。在这种光谱散射计mt中，由辐射源发射的辐射被引导到目标上，并且来自目标的反射或散射辐射被引导到光谱仪检测器，该光谱仪检测器测量镜面反射辐射的光谱(即强度随波长而变的测量)。根据该数据，目标的结构或轮廓所产生的检测到的光谱可以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而被重构。

散射计mt可以是椭圆偏振量测散射计。椭圆偏振量测散射计允许通过针对每个偏振态测量散射辐射，来确定光刻过程的参数。这种量测装置通过在量测装置的照射区部中使用例如适当的偏振滤光器来发射偏振光(诸如线性、圆形或椭圆形)。适用于量测装置的源也可以提供偏振辐射。现有的椭圆偏振散射计的各种实施例在美国专利申请11/451,599、11/708,678、12/256,780、12/486,449、12/920,968、12/922,587、13/000,229、13/033,135、13/533,110和13/891,410中被描述，这些申请通过引用整体并入本文。

散射计mt可以被适配以通过测量在反射光谱和/或检测配置中的不对称性，来测量在两个未对准的光栅或周期性结构的套刻，该不对称性与套刻的程度相关。两个(通常交叠的)光栅结构可以被应用在两个不同的层(不一定是连续的层)中，并且可以基本上被形成在跨晶片的相同位置处。散射计可以具有如例如在共同拥有的专利申请ep1628164中所描述的对称的检测配置，以使得任何不对称性是明显可区分的。这提供了测量光栅中的未对准的直接方法。用于在目标通过周期性结构的不对称性被测量时测量包含周期性结构的两层之间的套刻误差的其他示例可以在pct专利申请公开no.wo2011/012624或美国专利申请us20160161863中被找到，这些专利申请通过引用整体并入本文。

其他感兴趣的参数可以是焦点和剂量。如美国专利申请us2011-0249244中所描述，焦点和剂量可以通过散射测量(或备选地通过扫描电子显微镜法)被同时确定，该专利申请通过引用整体并入本文。单个结构可以被使用，其具有针对聚焦位置能量矩阵(fem，也被称为聚焦位置曝光矩阵)中的每个点的临界尺寸和侧壁角度测量值的唯一组合。如果临界尺寸和侧壁角的这些唯一组合可用，那么焦点和剂量值可以从这些测量值被唯一地确定。

量测目标可以是复合光栅的整体，其通过光刻过程被形成，主要是在抗蚀剂中被形成，但是也可以在例如蚀刻过程之后被形成。通常，光栅中结构的节距和线宽强烈地取决于测量光学器件(具体地，光学器件的na)，以便能够捕获来自量测目标的衍射级。如先前所指示，衍射信号可以被用于确定两层之间的偏移(也被称为“套刻”)，或可以被用于重构由光刻过程产生的原始光栅的至少一部分。该重构可以被用于提供光刻过程的质量的指导，并且可以被用于控制光刻过程的至少一部分。目标可以具有较小的子分段，该子分段被配置成模仿目标中设计布局的功能部分的尺寸。由于该子分段，目标的行为将更加类似于设计布局的功能部分，以使得总体过程参数测量更好地与设计布局的功能部分类似。目标可以在填充不足模式下或填充过度模式下被测量。在填充不足模式下，测量束生成小于总体目标的光斑。在填充过度模式下，测量束生成大于总体目标的光斑。在这种填充过度模式下，也可能同时测量不同的目标，从而同时确定不同的处理参数。

使用特定目标的光刻参数的总体测量质量至少部分地通过被用于测量该光刻参数的测量方案确定。术语“衬底测量方案”可以包括测量本身的一个或多个参数、所测量的一个或多个图案的一个或多个参数或两者。例如，如果在衬底测量方案中所使用的测量是基于衍射的光学测量，那么测量的一个或多个参数可以包括辐射的波长、辐射的偏振、辐射相对于衬底的入射角、辐射相对于衬底上的图案的定向等。选择测量方案的准则中的一个准则例如可以是测量参数中的一个对处理变化的敏感性。更多示例在美国专利申请us2016-0161863和所公开的美国专利申请us2016/0370717a1中被描述，这些专利申请通过引用整体并入本文。

辐射的焦点和剂量直接影响在衬底上被曝光的图案或结构的参数。可以使用散射计被测量的参数是已经被印刷到衬底上的结构的物理性质，诸如例如棒状结构的临界尺寸(cd)或侧壁角(swa)。临界尺寸实际上是取决于所测量的结构的结构(例如诸如条、空间、点或孔)的平均宽度。侧壁角是衬底的表面与结构的上升或下降部分之间的角度。

附加地，如果划线结构与产品掩模一起被用于焦点测量，那么掩模形状校正(例如诸如用于校正掩模的弯曲的焦点校正)可以被应用。

焦点和剂量已经通过散射测量或扫描电子显微镜测量从掩模图案中的一维结构被同时确定，这在衬底上产生了一维标记，从中进行测量。单个结构可以被使用，只要该结构在被曝光和处理时具有针对聚焦位置能量矩阵(fem)中的每个点的临界尺寸和侧壁角测量值的唯一组合即可。如果临界尺寸和侧壁角的这些唯一组合可用，那么焦点和剂量值可以从这些测量值被唯一地确定。

如图4中所示出，衬底通常在数个连续阶段中被制作，这些连续阶段包括膜沉积410、烘烤、曝光和显影412以及蚀刻414。这些阶段中的每个阶段以及任何其他阶段都可以影响在该表面上所产生的特征的尺寸。如此，跨晶片的临界尺寸均匀性可以被每个阶段影响。如图4中所展示，在每个阶段中所产生的误差会累积，以提供总体晶片误差图案或特定于过程的特征标识。

理解特定于过程的特征标识和相关联的临界尺寸很重要。其提供了关于不同过程如何可能做出贡献并且被调整以改善临界尺寸均匀性的见解。本文中所描述的方法使用量测数据来理解和表征跨衬底的参数的特征标识。该信息可以被用于确定处理装置的贡献。在来自处理装置的贡献导致临界尺寸或临界尺寸均匀性的减小的情况下，可以通过调整曝光来校正临界尺寸的减小。因此，贡献可以被表达为有效剂量的一个或多个值。有效剂量可以被认为是影响临界尺寸的过程变化，如同剂量变化将负责一样被建模。

处理装置可以例如是光刻装置。然而，其他处理装置和贡献可以被确定。例如，处理装置可以是在处理环境内的任何装置、或多个处理装置的合并。在一个示例中，贡献可以涉及除光刻装置之外的所有处理装置。备选地或附加地，贡献可以是除有效剂量之外的任何贡献。例如，贡献可能是场内分布中的不均匀性。

有效剂量可以跨晶片在不同位置处被确定，以提供有效剂量图。有效剂量图可以提供有效剂量的跨晶片表示，并且被用于确定曝光可以如何被校正以解决过程变化。有效剂量图可以被用于其他目的。例如，有效剂量图可以被用于确定其他过程的贡献。有效剂量图可以从晶片的强度图中被减去，以提供除曝光之外的所有过程的贡献，其中强度图包括表示所处理晶片的强度量测数据。强度图可以包括增量光瞳图像的集合，如下文所描述。

本文中所描述的方法提供了一种确定完整的有效过程图的方式。有效过程图可以提供与有助于临界尺寸的过程变化相关的数据或表示。有效过程图可以包括有效剂量图和纯工艺图。一旦有效剂量已经被去除，纯工艺图就可以从增量图像被运算。例如，有效过程图可以捕获由例如应用于给定层的沉积、烘烤、曝光、显影和蚀刻所引起的过程变化。

有效剂量图和有效过程图中的任一个或两者都可以被用于确定校正动作，过程步骤的一个或多个参数可以通过这些校正动作被校正。例如，有效剂量图可以被用作控制一个或多个剂量控制装置、系统、方法或方案的输入。有效过程图可以被用作过程监测图或被用作缺陷预测模型的输入。有效过程图可以被用作校正过程图或揭示关于处理衬底的信息。

量测数据可以包括两个或更多个强度信号。强度信号可以使用一个或多个量测装置被测量，如上文所描述。量测装置可以是基于衍射的量测。基于衍射的量测可以是基于散射测量的量测。

强度信号可以被不同地使用。通过获得第一特征的第一强度信号和第二特征的强度信号，可以获得两个图像之间的对比图像。凭借具有不同的剂量敏感性，两个图像可以形成对比。因此，第一特征可以具有第一剂量敏感性，并且第二特征可以具有第二剂量敏感性，其中第一剂量敏感性和第二剂量敏感性不同。将两个剂量敏感性相减提供了给定位置处强度的差分图像或增量图像。

获得强度的差分的优点在于，其允许处理误差的共同方面被去除。也就是说，将图像彼此相减帮助去除与特征的剂量敏感性无关、并且对于第一特征和第二特征两者是共同的差异。在第一特征和第二特征被设置于在两者之下具有相同堆叠的同一层上的情况下，这是有用的。增量光瞳图像中的剩余分量可以与临界尺寸的分歧相关，并提供关于可能需要进行何种校正以解决过程变化的指示。如此，增量图像强度可以被用于在特定位置处提供有效剂量，该有效剂量可以被用于相应地调整曝光以及改善该位置处的临界尺寸。

第一特征和第二特征中的强度差异可以使用特征的正确选择提供。特征的选择可以使用对特定特征的剂量敏感性的先验知识来完成。在一个实例中，线可以被选择作为第一特征，并且空间可以被选择作为第二特征，然而，其他对比特征可以是已知的。第一特征和第二特征可以被选择以使强度对比度的差异最大化。例如，第一特征和第二特征或其相应的强度图像可以相对于彼此被反转。以该方式选择反转特征或反转强度响应帮助增加由增量图像所提供的强度信号，这帮助增加信噪比。在一些示例中，方法可以在单个位置内采用不同的特征类型。

另一种有利的技术是基于指示不良临界尺寸的良好剂量响应来从增量光瞳图像中选择像素。这样做，信噪比被可以增大，从而改善分析质量。这种情况将在下文结合图5进一步被描述。

在一个示例中，不同的增量图像从跨晶片的表面的不同位置被获得。不同的位置可能已经接收到不同的剂量。因此，晶片可以已经在第一位置处接收到第一剂量、并且在第二位置处接收到第二剂量，其中第一剂量和第二剂量彼此不同。通过获得跨晶片的多个位置处的增量图像，假设剂量在各位置之间不同，剂量敏感性图可以被生成。来自不同位置的增量图像可以被用于确定增量光瞳强度相对于剂量的曲线(如图6中所示出)。该曲线可以被称为校准曲线，该校准曲线给出了从增量图像所获得的像素强度的改变率随接收到的剂量的而变的表达。因此，改变率可以从多个增量图像被确定。

响应于被用于形成第一特征和第二特征的剂量的变化的差异的改变率可以提供关于已经在衬底上的特定位置处接收到的有效剂量的信息。因此，在已知特定剂量已经在衬底上的特定位置处被使用的情况下，如由改变率和/或校准曲线所表示的剂量敏感性可以被用于确定已经在该位置处被接收到的实际剂量。

如上文所描述，本文中公开了用于确定已经经历了多个处理步骤的处理的晶片的特性的方法和装置。特性可以指示处理装置对特征标识和/或临界尺寸和/或临界尺寸均匀性或另一测量的贡献。

图5示出了用于确定处理装置对跨第一衬底的参数的特征标识的贡献的方法500的主要步骤。方法包括：在第一位置处选择第一特征和第二特征501；获得第一特征和第二特征的测量502；获得在第一特征与第二特征的测量之间的差异503，以提供增量图像。一旦增量图像已经被获得，就作出关于是否需要在不同剂量下进行另一测量的确定504。在不同剂量下所需的增量图像的数量可以被预先确定。所需剂量和对应测量的数量将在应用之间变化，但是应当采取足够的测量以允许改变率被运算。测量的数目可以在计数器或其他寄存器上被跟踪。

剂量可以在目标剂量的正或负10％之间的范围内变化。因此，除了正常预期的变化之外，针对10mj的目标剂量，范围可以在9mj与11mj之间。

一旦已经收集了所需数目的增量光瞳图像，针对增量图像的强度与剂量就可以被获得505、整理和存储。强度与剂量可以由足以允许改变率被运算的数据集或类似表示被表示。在一些示例中，强度数据与剂量数据可以被认为是曲线，其可以被称为校准曲线。该曲线的导数将响应于被用于形成第一特征和第二特征的剂量变化而提供差异的改变率。

图5中的方法也可以被认为是使用从衬底所获取的量测数据来提供强度数据的剂量敏感性图。进一步地，方法可以被认为是针对光刻装置的曝光剂量的校准方法的一部分。

如上文所描述，方法可以包括确定处理装置对跨衬底的参数的特征标识的贡献。这种情况在下文更详细地被描述。贡献可以被表达为针对晶片的有效剂量的一个或多个值。

图5的过程可以在需要时被执行。由于跨衬底的参数的特征标识可能是特定于过程的，因此改变率和/或强度与剂量的数据可以在引入新过程时被获得和/或确定。然而，应了解，方法可以在过程的整个生命周期中以适当的间隔被重复。这可以以预定间隔被执行，或作为对指示过程特征标识由于处理系统中其他地方的改变而可能已经被更改的数据的反应被执行，该处理系统已经在处理特征标识中产生了漂移。

第一光瞳图像和第二光瞳图像可以被方便地称为一对图像。因此，第一对光瞳图像可以包括第一光瞳图像和第二光瞳图像，并且第二对光瞳图像可以包括第三光瞳图像和第四光瞳图像，依此类推。因此，方法还可以包括：获得针对多对光瞳图像的差异，其中被用于形成与第一对光瞳图像相关联的特征的剂量与被用于形成与第二对光瞳图像相关联的特征的剂量不同。光瞳图像的对的数目通常将在2与n个光瞳之间，其中n是整数。n可以是任何适合的数目，其提供足够的数据以供改变率被准确运算。

获得在第一光瞳图像与第二光瞳图像之间的差异可以包括：对来自相应的第一光瞳图像和第二光瞳图像的图像数据求和；以及从来自第二光瞳图像的求和图像数据中减去来自第一光瞳图像的求和图像数据。

与光瞳图像相关的量测数据可以涉及光学测量或光学量测。在一个示例中，基于衍射的量测可以被使用。如本领域中所公知，基于衍射的量测可以包括基于散射测量的技术。光学测量方法的使用替代了常用的临界尺寸扫描电子显微镜测量，其使用可以在光刻或显影检查时或之后被提供，并且大体上是破坏性的测量方式。在本领域方法的状态下，获得过程图通常涉及使用不同的技术来确定不同的特征特性。然而，因为敏感性不同，这些技术可能由于过程而具有不同的临界尺寸响应。使用光学技术并提供增量图像的优点意味着，过程变化由于仅通过剂量敏感性的差异来区分的两个图像的相减而将是特征不变的。使用光学技术(具体地基于衍射的量测和散射测量)的另一优点在于，它允许相当快的数据采集。

如根据上文描述将了解，第一光瞳图像和第二光瞳图像包括散射测量强度数据的分布。在一个示例中，第一光瞳图像和第二光瞳图像各自包括多个像素，并且方法还包括：从增量光瞳图像内选择像素和使用所选择的像素来确定差异。所选择的像素可以具有高于预定阈值的改变率剂量敏感性。预定阈值将是特定于应用的，但是大体上将使用特定系统和/或特征所需的所需强度数据的经验和知识被设置。例如，阈值可以对应于临界尺寸或良率阈值。

为了提供不同的剂量变化，曝光剂量可以跨晶片变化。剂量变化可以跨整个晶片被随机化。使剂量随机化帮助减少有效剂量的特征标识中误差的积累。因此，方法可以包括：从第一衬底区域选择第一对光瞳图像以及从第二衬底区域选择第二对光瞳图像，其中第一衬底区域和第二衬底区域已接收到不同的剂量。第一特征和第二特征可以在衬底上彼此相邻，以确保两个特征都已经接收到相同的剂量。

出于该目的，校准曲线/改变率被确定的衬底可以被特别地提供。衬底可以包括在光刻装置的多个焦点和剂量设置下所执行的曝光矩阵。已知的衬底是聚焦位置曝光矩阵fem，通常被用于确定由光刻过程所产生的特征的焦点和剂量敏感性。特征可以包括例如被跨晶片的表面分布的线和空间/沟槽。因此，方法可以包括使用包括多个第一特征和第二特征的衬底，该多个第一特征和第二特征是跨晶片相同的并且被分布在多个曝光区上。通过曝光区，应了解，与另一曝光区相比，每个曝光区已接收到不同的曝光剂量。

图6示出了上文所描述的方法的图形表示600。因此，提供了一种量测系统610，该量测系统可操作以从衬底的表面获得强度图像。如上文所描述，量测系统可以包括光学系统，诸如散射计。多个第一特征612和第二特征614被设置在衬底上，并且包括第一光瞳图像616和第二光瞳图像618的多个光瞳图像被获得。图像616、618被彼此相减，以提供与第一光瞳616和第二光瞳618的位置处的剂量敏感性相关的增量强度图像620。获得针对多个剂量变化的增量图像允许强度与剂量的相互关系被确定，并且可选地被描绘为曲线622。然后，确定该变化的改变率可以被用于确定处理装置的贡献。

如上文所提及，示出了良好剂量响应的特定部分或像素可以从增量光瞳图像内被选择。因此，区域624可以被选择并且用于提供增量光瞳强度值。

所确定的贡献可以被表达为有效剂量。有效剂量可以通过将改变率的倒数与增量图像的求和的所选择像素强度相乘被确定。因此，有效剂量可以等于增量图像或其部分的求和强度除以改变率。

方法还可以包括确定有效剂量图。有效剂量图可以通过确定跨晶片的多个位置处的有效剂量被实现。有效剂量图提供了由于过程特征标识而跨衬底的每个位置处被有效地接收到的剂量的测量。一旦被确定，有效剂量图可以被存储在适合的存储器中以用于其他过程，如下文所描述。

在一些应用中，确定过程的特征标识的其他贡献者可以是可能并且有用的。本文中公开了一种确定过程图的方法，该过程图涉及跨衬底的过程变化的估计。过程图可以表示除了有效剂量的变化之外的所有过程步骤发生的过程变化。这可以被称为纯工艺图。在所呈现的情况下，纯工艺图的确定可以例如通过使用如上文所描述的有效剂量来获得针对位置的有效剂量、并且在该位置处从量测数据(例如增量图像)中减去该有效剂量被实现。在一个示例中，有效剂量可以从增量图像中被获得，并且从该增量图像中被减去。剩余强度将与除了有效剂量之外的由过程变化引起的变化相关。一旦有效剂量已经被减去，低阶特征标识就可以通过执行低阶拟合来估计增量特征标识被运算。用于确定低阶拟合的适合函数是使用zernike多项式。低阶拟合足以估计来自例如蚀刻或膜沉积的过程贡献，因为它跨晶片具有低频特征标识。

有效剂量图和/或纯工艺图可以被用于确定提供对一件或多件处理装置的监测或调整。例如，有效剂量图可以被用于提供对由源装置所提供的剂量的控制、校准或校正。因此，有效剂量图可以被用作特定过程或方案的设置程序的一部分，或被用于以给定的间隔、或当根据量测和性能测量被需要时校准装置。

有效剂量图和纯工艺图还可以被用于确定有效过程图。有效过程图可以提供有效剂量和纯工艺对跨衬底的变化的总贡献，该变化可以与临界尺寸均匀性相关。

有效过程图可以被用于确定第二衬底或另一衬底的临界尺寸或临界尺寸均匀性。第二衬底可以是临界尺寸衬底。有效过程图可以被用作过程监测图或被用作缺陷预测模型的输入。在后者中，适合的算法可以被用于将包括强度数据的有效过程图转换为用于不同特征的临界尺寸数据。在一个示例中，特征n可以具有α的剂量敏感性。在这种情况下，特征n的预测临界尺寸可以等于有效剂量乘以α。有效剂量可以根据本文中所描述的方法被确定。

备选地或附加地，有效剂量数据可以使用一种或多种不同的量测类型(诸如临界尺寸扫描电子显微镜法，cdsem)被转换为临界尺寸数据。因此，一旦有效剂量被确定，剂量就可以在给定晶片中的任何特征的cd剂量敏感性(从模拟或实验中被独立地定义)的情况下被转换为cd。

图7示出了一种用于提供针对衬底的有效过程图的方法。衬底可以是临界尺寸晶片。过程700开始于提供适合的衬底701，方法将在该衬底上被执行。衬底通常不同于被用于获得剂量敏感性和确定改变率的上文所描述的第一衬底。衬底可以基本上类似于第一衬底，但是可能没有接收到跨衬底随机化的曝光剂量。因此，衬底可以包括对应特征，但是接收到基本均匀的跨晶片曝光。通过基本均匀，应了解，这并不排除通常可能被经历的较小的局部或跨晶片变化。由于方法适用于给定的过程，具体地，过程的剂量敏感性，因此第二衬底将经历基本相同的过程。

第二衬底可以被测量以获得在两个或更多个目标上的至少两个光瞳图像，以使得差分或增量光瞳图像可以如上文所描述地被提供702。然后，该过程针对提供量测图所需的尽可能多的位置在多个位置处被重复703。量测图可以是包括来自第二衬底增量光瞳图像的强度数据的强度图。量测图可以具有足够的数据点以提供适合的分辨率，以供用作用于控制扫描器的校准工具。

一旦增量图像已经被获得，变化的改变率就被应用于每个增量图像以提供有效剂量图704。除此之外，如上文所描述的纯工艺图可以被添加到有效剂量图以提供完整的有效过程图。因此，方法可以包括对纯工艺图和第二衬底量测图求和，以提供有效的第二衬底过程图。

如上所述，有效的第二衬底过程图可以被用于监测和/或控制制作过程的一个或多个参数705。参数涉及曝光系统。

上文所描述的贡献大体上与处理装置及其对跨晶片的剂量敏感性的影响相关。然而，应了解，在曝光源和/或图案化设备中可能存在场内变化。在曝光场上标识足够的第一特征和第二特征，增量图像光瞳可以被用于估计这些变化。一旦变化已经被确定，校准就可以被执行以将测量的强度转换为剂量单位和临界尺寸测量。

如应了解，上文所描述的方法可以结合光刻装置或通过光刻装置被执行。光刻装置la可以是本领域中已知的任何适合的装置。如上文所描述，光刻装置可以包括被配置成控制和/或监测处理步骤的计算机系统cl。计算机系统可以包括被配置成执行本文中所描述的方法的一部分或任一部分的一个或多个处理器。处理器可以是分布式处理器，以便被分布在机器和/或位置之间。因此，例如，方法的一个或多个步骤可以在第一位置处被执行，并且方法的一个或多个第二部分可以在第二位置中被执行。例如，量测数据(即光瞳图像)的获得可以在与光刻装置la相同的位置处被执行。方法的其他部分(诸如有效剂量或过程图的确定)可以在不同的位置处并通过备选的计算机系统被执行。还应了解，方法可以被实施在计算机程序中，该计算机程序包括指令，当在至少一个处理器上被执行时，这些指令使至少一个处理器控制装置以执行本文中所描述的方法中的任一个或一部分。附加地公开了一种包含计算机程序的载体。载体可以是电子信号、光学信号、无线电信号或非暂时性计算机可读存储介质中的一种。

本发明的其他实施例被公开在下文被编号的条款列表中：

1.一种用于确定处理装置对第一衬底上的参数的特征标识的贡献的方法，该方法包括：

获得增量图像，其涉及与检查衬底上的第一特征相关联的第一光瞳图像和与衬底上的第二特征的检查相关联的第二光瞳图像之间的差异，其中第一特征和第二特征具有不同的剂量敏感性；

响应于被用于形成所述第一特征和第二特征的剂量的变化，来确定差异的改变率；以及

使用确定的改变率和增量图像来确定贡献。

2.根据条款1的方法，其中贡献被表达为有效剂量的一个或多个值。

3.根据条款1或2的方法，其中第一光瞳图像和第二光瞳图像形成一对光瞳图像，方法还包括：获得针对多对光瞳图像的差异，其中被用于形成与第一对光瞳图像相关联的特征的剂量与被用于形成和与第二对光瞳图像相关联的特征的剂量不同。

4.根据条款3的方法，还包括：使用在第一对光瞳图像之间的差异以及在第二对光瞳图像之间的差异来确定图像强度相对于剂量的曲线，并且使用图像强度相对于剂量的曲线来确定改变率。

5.根据条款4的方法，其中改变率是图像强度相对于剂量的曲线的导数。

6.根据前述条款中任一项的方法，其中获得在第一光瞳图像与第二光瞳图像之间的差异包括：对来自第一光瞳图像和第二光瞳图像的图像数据求和；以及从来自第二光瞳图像的求和图像数据中减去来自第一光瞳图像的求和图像数据。

7.根据条款6的方法，其中数据是散射测量数据。

8.根据条款7的方法，其中第一光瞳图像和第二光瞳图像包括散射测量强度数据的分布。

9.根据前述条款中任一项的方法，其中增量图像包括多个像素，并且方法还包括：从增量图像内选择像素；以及使用所选择的像素来确定改变率。

10.根据条款9的方法，还包括：选择具有高于预定阈值的改变率的像素。

11.根据前述条款中任一项的方法，其中第一特征和第二特征在衬底上彼此相邻。

12.根据条款3至11中任一项的方法，其中第一对光瞳图像从第一衬底区域被选择，并且第二对光瞳图像从第二衬底区域被选择，其中第一衬底区域和第二衬底区域已接收到不同的剂量。

13.根据前述条款中任一项的方法，其中第一特征或第二特征中的任一特征是线特征。

14.根据前述条款中任一项的方法，其中第一特征或第二特征中的任一特征是空间特征。

15.根据前述条款中任一项的方法，其中第一特征是第二特征的反转。

16.根据前述条款中任一项的方法，其中衬底包括多个第一特征和第二特征。

17.根据任一条款16的方法，其中衬底是具有多个第一特征和第二特征的聚焦位置曝光矩阵，该多个第一特征和第二特征被分布在其表面上并且被分布在多个不同的曝光区中，其中每个曝光区接收不同的剂量。

18.根据条款17的方法，其中曝光区被随机地分散在衬底的表面上。

19.根据前述条款中任一项的方法，其中衬底已经使用以下处理步骤中一项或多项被处理：沉积、烘烤、涂覆、显影、曝光和蚀刻。

20.根据条款2至19中任一项的方法，其中有效剂量的一个或多个值通过将增量图像或其一部分的求和强度除以改变率被确定。

21.根据条款20的方法，还包括：使用有效剂量的一个或多个值来确定有效剂量图。

22.根据条款20或21的方法，还包括：从增量光瞳图像减去有效剂量，以提供表示非曝光处理步骤的纯工艺图像数据。

23.根据条款22的方法，还包括：获得针对跨晶片多个位置的纯工艺图像数据，以提供纯工艺图。

24.根据条款23的方法，还包括：

提供第二衬底；

获得在多个第二衬底光瞳对之间的差异，以提供多个第二衬底增量图像；

使用确定的贡献来生成针对第二衬底的第二衬底量测图。

25.根据条款24的方法，其中第二衬底不同于第一衬底。

26.根据条款25的方法，其中第二衬底是临界尺寸晶片。

27.根据条款25或26的方法，其中第二衬底量测图是包括来自多个第二衬底增量图像的强度数据的强度图。

28.根据条款27的方法，其中第二衬底量测图包括第二衬底有效剂量图。

29.根据条款24至28中任一项的方法，当依赖于条款22时，还包括：对纯工艺图和第二衬底量测图求和，以提供有效的第二衬底过程图。

30.根据条款29的方法，还包括：使用有效的第二衬底过程图来监测和/或控制制作过程的一个或多个参数。

31.根据条款30的方法，其中参数涉及曝光系统。

32.根据条款29至31的方法，还包括：使用有效的第二衬底过程图，来确定第二衬底或第三衬底的临界尺寸或临界尺寸均匀性。

33.根据前述条款中任一项的方法，其中参数涉及场内效应。

34.根据条款2至34中任一项的方法，还包括：使用与贡献相关联的有效剂量的一个或多个值，来确定跨衬底特征的临界尺寸或临界尺寸均匀性。

35.一种光刻装置，包括：

处理器，被配置成执行根据条款1至34中任一项的方法。

36.一种包括指令的计算机程序，当在至少一个处理器上被执行时这些指令使至少一个处理器控制装置执行根据条款1至34中任一项的方法。

37.一种包含根据条款36的计算机程序的载体，其中载体是以下一项：电子信号、光学信号、无线电信号或非暂时性计算机可读存储介质。

尽管可以在本文中对光刻装置在ic的制造中的使用进行特定参考，但应理解，本文中所描述的光刻装置可以具有其他应用。可能的其他应用包括集成光学系统的制造、磁畴存储器、平板显示器、液晶显示器(lcd)、薄膜磁头等的引导和检测图案。

尽管可以在本文中在光刻装置的上下文中对本发明的实施例进行特定参考，但本发明的实施例可以被用于其他装置中。本发明的实施例可以形成掩模检查装置、量测装置或测量或处理物体(诸如晶片(或其他衬底)或掩模(或其他图案化设备))的任何装置的部分。这些装置大体上可以被称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。

尽管上文可能已经在光学光刻的上下文中对本发明的实施例的使用进行特定参考，但将了解，在上下文允许的情况下，本发明不限于光学光刻，并且可以被用于其他应用，例如压印光刻。

虽然本发明的具体实施例已经在上文被描述，但将了解，本发明可以以不同于所描述的方式被实践。上文描述旨在为说明性而非限制性的。因此，本领域的技术人员将明显的是，可以如所描述在不脱离下文所阐述的权利要求书的范围的情况下，对本发明进行修改。