减少光刻过程中的透镜加热和/或冷却效应的方法与流程

减少光刻过程中的透镜加热和/或冷却效应的方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年2月27日提交的ep申请19159788.9的优先权，其通过引用全部并入本文。
3.背景
发明领域
4.本发明涉及一种减少光刻过程中的透镜加热和/或冷却效应的方法，尤其是涉及透镜加热和/或冷却对成像性能(例如重叠和/或聚焦)的影响。
5.相关领域描述
6.光刻设备是被构造为将期望的图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以被用于例如集成电路(ic)的制造中。例如，光刻设备可以将图案形成装置(例如掩模)的图案投影到设置在衬底(例如晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
7.在光刻设备中，由投影系统接收的辐射剂量引起投影系统的加热和后续的冷却。因此，投影系统在投影图像中引起一些像差，从而不利地影响光刻过程的成像性能，例如重叠和/或聚焦。
8.随着半导体制造过程的不断发展，遵循通常被称为
‘
摩尔定律’的趋势，电路元件的尺寸不断减小，但几十年来每个装置的功能元件(诸如晶体管)的数量却稳定增加。为了跟上摩尔定律，半导体行业正在寻求能够创建越来越小的特征的技术。特征越小，越需要克服投影图像中的像差。
9.众所周知，透镜加热效应可以通过使用数学模型预先计算。这些模型有助于确定由透镜加热效应引起的投影图像的(预期)像差。在了解预期像差的情况下，校正可以通过引入补偿像差来应用。这些对策可以由布置在投影系统中的可调整透镜元件提供。因此，透镜加热的效应至少可以被减轻。
10.随着光刻设备的成像性能需求的增加，模型的复杂性也随之提高。为了有效地校正透镜加热的效应，模型越来越复杂可能会导致过度拟合、增加的数值工作和/或错误拟合。
11.本发明的目的是提供一种校正像差的方法，该方法消除或减轻了与现有技术相关联的问题。


技术实现要素：

12.根据本发明的第一方面，提供了一种光刻设备，包括：投影系统，包括至少一个光学部件(例如透镜或反射镜)，并且被配置为将图案投影到衬底上；以及控制系统，被布置为减少至少一个光学部件在光刻过程中的加热和/或冷却的效应，其中控制系统被配置为选择多个模式形态中的至少一个，以表示光刻过程中的至少一个输入与由输入产生的像差之间的关系，并且基于所选模式形态来生成并应用对光刻设备的校正。单个像差可以被表示，或者多个像差可以由所选模式形态表示。
13.一个或多个像差可能会影响光刻投影系统的性能。例如，像差可以包括失真和/或散焦。使用模式形态来表示光刻过程中的至少一个输入与由输入产生的像差之间的关系通过减少描述该关系所需的参数数量来防止过度拟合。使用模式形态可能有利于减少描述由于至少一个光学部件(透镜和/或反射镜)的加热和/或冷却(也称为透镜加热/冷却)引起的像差所需的测量次数。模式形态可以是具有它自己独特的时间和/或动态行为的特定透镜加热图案。例如，模式形态可以根据泽尼克多项式或根据波前来表达。多个模式形态可以是正交的。
14.至少一个模式形态可以选自预定的模式形态集合。预定的模式形态集合可以被定义为捕获光学部件的加热效应所需的最小量的模式形态，通常称为透镜加热(包括反射镜加热)。预定模式形态可以在选择之前生成。例如，预定的模式形态集合可以基于处理第一数量的物体标记来获得。选择至少一个模式形态可以基于对那些物体标记的较小子集的处理。从预定模式形态集合中进行选择可以有利地改进处理时间，从而允许光刻设备的实时调整，减少计算负载和/或增加吞吐量。预定模式形态可以通过建模来选择，例如fem建模、射线追踪建模、热机械建模或建模技术的组合。预定模式形态可以通过使用测量数据来选择。预定模式形态的选择可以在图案化特定批次的衬底之前执行。预定模式形态的选择可以逐个衬底地执行。预定模式形态可以基于输入选择，例如光刻设备类型、掩模版图案和/或光瞳形状。模式形态的选择可以具体地与光刻应用和/或设备相关联，并且可以针对该光刻应用和/或设备的生命周期进行选择。
15.控制系统可以选择二十个或更少的模式形态。本发明人已经有利地发现，像差可以通过二十个或更少的模式形态来稳健地描述。使用二十个或更少的模式形态减少了过度拟合。备选地，更少的模式形态可以被使用，例如十个模式形态。
16.控制系统可以选择六个或更少的模式形态。在许多光刻应用中，使用六个或更少的模式形态可以稳健地描述像差。使用六个或更少的模式形态还可以减少过度拟合。
17.光刻设备中的至少一个输入可以包括由辐射源供应的辐射剂量。备选地或附加地，光刻设备中的至少一个输入可以包括在光刻设备中使用的物体的透射率。备选地或附加地，光刻设备中的至少一个输入可以包括光刻系统中的至少一个光学部件的温度。光刻设备中的至少一个输入还可以包括晶片台标识符、透镜标识符(也重叠反射镜)、掩模版标识符和/或由掩模版产生的衍射图案的标识符。另外，光刻设备中的至少一个输入还可以包括关于照射光束的数据，例如偏振态或者内半径和/或外半径。备选地或附加地，光刻设备中的至少一个输入可以包括围绕至少一个光学部件的压力的代表性数据。
18.光刻设备还可以包括被配置为测量像差的传感器。所选模式形态可以与测量的像差数据进行比较。所选模式形态和测量的像差数据之间的比较可以被用作控制系统中的输入。
19.控制系统还可以被配置为对来自至少一个输入的数据进行滤波。滤波器可以被应用于测量的像差数据。滤波器可以被用于减少测量和/或过程噪声的影响。滤波器可以使用模式形态来表示像差和/或应用滤波器。滤波器可以是卡尔曼滤波器。
20.控制系统可以使用测量数据校准。测量数据可以包括诸如像差波前等像差数据，其例如使用布置在光刻设备中的传感器来测量。像差数据可以指示跨越曝光狭缝中的多个位置的像差。像差可以是空间维度的函数，诸如x、y和泽尼克多项式。备选地或附加地，控制
系统可以使用输入数据来校准。输入数据可以包括例如由辐射源供应的辐射剂量、物体的透射率(或反射率)、至少一个光学部件的温度、晶片台标识符、透镜标识符、关于照射光束的数据和/或透镜压力。
21.另外，控制系统可以使用从模型获得的数据来校准。为了对透镜(或反射镜)加热效应建模，多个模型可以被使用，包括：有限元模型(fem)、射线追踪模型、热机械模型或建模技术的组合。使用测量数据、输入数据和/或模型数据的校准允许控制系统针对单个光学部件和/或具有基本对应行为的特定类型或光学部件组来校准。另外，校准可以考虑光刻设备的操作的历史数据，例如借助于反馈回路。备选地或附加地，校准可以考虑光刻设备的未来状态的预测，例如借助于前馈回路。
22.对光刻设备的校正可以是对衬底相对于投影系统的对准的校正。校正被提供，以提高光刻设备中的成像性能。例如，校正可以改进重叠和/或聚焦。校正可以包括对衬底相对于投影系统的位置的操纵。附加地或备选地，校正可以包括对光刻设备中的投影系统的至少一个光学部件的操纵。校正可以是至少一个光学部件(透镜和/或反射镜)的参数调整。附加地或备选地，校正可以包括向至少一个光学部件的至少一部分供应热量。
23.根据本发明的第二方面，提供了一种减少光刻设备中的投影系统的至少一个光学部件(透镜和/或反射镜)的加热和/或冷却效应的方法。该方法包括以下步骤：选择多个模式形态中的至少一个，以表示光刻设备中的至少一个输入与由该输入产生的像差之间的关系；以及基于模式形态来生成并应用对光刻设备的校正。单个像差可以被表示，或者多个像差可以被表示。一个或多个像差可能会影响光刻投影系统的性能。例如，像差可以包括失真和/或散焦。
24.使用模式形态来表示光刻过程中的至少一个输入与由输入产生的像差之间的关系通过减少描述该关系所需的参数数量来防止过度拟合。使用模式形态可以减少描述由于透镜加热和/或冷却引起的像差所需的测量次数。模式形态是具有它自己独特的空间、时间和/或动态行为的特定透镜加热图案。模式形态可以根据泽尼克多项式或根据波前来表达。多个模式形态可以是正交的。
25.选择至少一个模式形态可以从预定的模式形态集合中选择。预定的模式形态集合可以被定义为捕获透镜加热效应所需的最小量的模式形态。从预定模式形态集合中进行选择可以有利地改进处理时间，从而允许光刻设备的实时调整和/或减少计算负载和/或增加吞吐量。预定模式形态可以通过建模来选择，例如fem建模、射线追踪建模、热机械建模或建模技术的组合。预定模式形态可以通过使用测量数据来选择。预定模式形态的选择可以在图案化特定批次的衬底之前执行。预定模式形态的选择可以逐个衬底地执行。预定模式形态可以基于输入选择，例如光刻设备类型、掩模版图案和/或光瞳形状。模式形态的选择可以具体地与光刻应用和/或设备相关联，并且可以针对该光刻应用和/或设备的生命周期进行选择。
26.预定的模式形态集合可以是一组二十个或更少的模式形态。本发明人已经有利地发现，像差可以通过二十个或更少的模式形态来稳健地描述。使用二十个或更少的模式形态减少了过度拟合。备选地，更少的模式形态可以被使用，例如十个模式形态。
27.预定的模式形态集合可以是一组六个或更少的模式形态。在许多光刻应用中，使用六个或更少的模式形态可以稳健地描述像差。使用六个或更少的模式形态还可以减少过
度拟合。
28.光刻过程中的至少一个输入可以包括由辐射源供应的辐射剂量。备选地或附加地，光刻过程中的至少一个输入可以包括在光刻过程中使用的物体的透射率(或反射率)。备选地或附加地，光刻过程中的至少一个输入可以包括至少一个光学部件、晶片台标识符和/或透镜标识符(包括反射镜)的温度。备选地或附加地，光刻过程中的至少一个输入可以包括关于照射光束的数据，例如偏振态或者内半径和/或外半径。备选地或附加地，光刻过程中的至少一个输入可以包括围绕至少一个光学部件的压力。
29.该方法还可以包括使用布置在光刻设备中的传感器来测量像差。所选模式形态可以与测量的像差数据进行比较。所选模式形态和测量的像差数据之间的比较可以被用作控制系统中的输入。
30.该方法还可以包括对来自至少一个输入的数据进行滤波的步骤。数据滤波可以被用于减少测量和/或过程噪声的影响。数据滤波器可以通过使用卡尔曼滤波器来执行。
31.应用校正被提供，以提高光刻过程中的成像性能。例如，校正可以改进重叠和/或聚焦。对光刻设备的校正可以是对衬底相对于投影系统的对准的校正。例如，校正可以包括对衬底相对于投影系统的位置的操纵。附加地或备选地，校正可以包括对光刻设备中的投影系统的至少一个光学部件的操纵。附加地或备选地，校正可以是至少一个光学部件的参数调整。附加地或备选地，校正可以包括向光学部件的至少一部分供应热量。
32.根据本发明的第三方面，提供了一种包括计算机可读指令的非暂时性计算机可读介质程序，该计算机可读指令被配置为使处理器执行以上任何方法。计算机可读介质可以是例如有形载体介质(例如硬盘、cd rom等)或无形载体介质(诸如通信信号)。
33.根据本发明的第四方面，提供了一种装置制造方法，包括使用上述光刻设备来产生集成电路。该装置制造方法还可以被用于产生其他装置，例如集成光学系统和/或磁畴存储器的引导和检测图案和/或平板显示器和/或液晶显示器(lcd)和/或薄膜磁头。
附图说明
34.本发明的实施例现在将仅通过示例的方式参照所附示意图来描述，其中对应的附图标记指示对应的部分，并且其中：
35.图1描绘了光刻设备的示意性概述；
36.图2示出了使用透镜加热模型的控制策略的示例的控制方案；
37.图3示出了与用于光刻应用的透镜加热相关的模式形态(mode shape)的三个示例；
38.图4示出了模式形态对光刻设备的透镜加热效应的贡献；以及
39.图5示出了与校正像差的常规方法相比来比较模式形态的使用的数据。
具体实施方式
40.图1示意性地描绘了根据本发明的示例实施方式的光刻设备la。光刻设备la包括：
41.‑
照射系统(也称为照射器)il，被配置为调节辐射束b(例如uv辐射、duv辐射或euv辐射)；
42.‑
掩模支撑件(例如掩模台mt)，被构造为支撑图案形成装置(例如掩模)ma，并且被
连接至被配置为根据某些参数准确地定位图案形成装置ma的第一定位器pm；
43.‑
衬底支撑件(例如晶片台)wt，被构造为保持衬底(例如涂有抗蚀剂的晶片)w，并且被连接至被配置为根据某些参数准确地定位衬底支撑件的第二定位器pw；以及；
44.‑
投影系统(例如折射式或反射式投影透镜系统或其组合)pl，被配置为将由图案形成装置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。
45.术语“辐射”和“光束”被用于涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外辐射(例如波长为365、248、193、157或126nm)和euv(极紫外辐射，例如波长在约5至100nm的范围内)。
46.本文中采用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案形成装置”可以被广义地解释为指代通用图案形成装置，其可以被用于赋予传入的辐射束图案化的横截面，对应于将在衬底的目标部分中创建的图案。在该上下文中，术语“光阀”也可以被使用。除了经典的掩模(透射或反射的、二进制的、相移的、混合的等)以外，其他这种图案形成装置的示例还包括可编程反射镜阵列和可编程lcd阵列。
47.本文使用的术语“投影系统”pl应该被广义地解释为涵盖各种类型的投影系统，包括折射、反射、反射折射、变形、磁性、电磁和/或静电光学系统或其任何组合，以适合于所使用的曝光辐射和/或其他因素(诸如使用浸液或使用真空)。投影系统pl可以包括至少一个透镜。投影系统pl可以包括多个透镜元件，例如被设置在掩模支撑件mt和衬底支撑件wt之间。本文对术语“投影透镜”的任何使用可以被视为与更通用的术语“投影系统”pl同义。术语“透镜”在本文中可以被用作“投影透镜”的简写。
48.照射系统还可以涵盖各种类型的光学部件，包括用于定向、整形或控制辐射束的折射、反射和折射反射光学部件，并且这种部件在下面也可以被统称或单独称为“透镜”。
49.本文中采用的术语“像差”可以被广义地解释为涵盖与光学系统的理论理想性能的任何偏差。常见像差的示例是散焦，其可能会导致图像模糊和/或失真，这可能会导致不规则的放大。像差可能会导致特征印刷的尺寸小于期望尺寸。像差可能会导致特征印刷的尺寸大于期望尺寸。像差可能会导致在衬底上的不期望的位置处打印特征。像差可能会导致重叠和/或聚焦和/或褪色误差。
50.当光线没有会聚到期望点时，发生聚焦像差(也称为散焦)。重叠描述了新光刻图案在衬底上的现有图案的顶部印刷的位置准确性。衰落描述了掩模版和衬底扫描速度之间缺乏同步，这可能会受到光学系统中的变化的影响，例如透镜缩小。应该理解的是，虽然复数术语“像差”已在本文中使用，但这可以被认为与“像差”同义，因为光学系统的性能变化可以由单个像差或多个像差的总和来描述。
51.光刻设备可以是具有两个(双工作台)或多个衬底台(和/或两个或多个支撑结构)的类型。在这种“多工作台”的机器中，附加工作台可以被并行地使用，或者在一个或多个其他工作台正被用于曝光的同时，预备步骤可以在一个或多个工作台上执行。
52.光刻设备也可以是这种类型，其中衬底被浸入到具有相对较高的折射率的液体(例如水)中，以填充投影系统的最终元件和衬底之间的空间。浸入技术在本领域中是众所周知的，以增大投影系统的数值孔径。
53.如此处描绘的，该设备是透射型的(例如采用透射掩模)。备选地，该设备可以是反射型的(例如采用上面引用类型的反射掩模或可编程反射镜阵列)。
54.为了阐明本发明，笛卡尔坐标系被使用。笛卡尔坐标系具有三个轴，即，x轴、y轴和
z轴。三个轴中的每个轴都与其他两个轴正交。围绕x轴的旋转被称为rx旋转。围绕y轴的旋转被称为ry旋转。围绕z轴的旋转被称为rz旋转。x轴和y轴定义了水平平面，而z轴在竖直方向上。笛卡尔坐标系不限制本发明，并且仅被用于阐明。相反，诸如圆柱坐标系等另一坐标系可以被用于阐明本发明。笛卡尔坐标系的定向可以不同，例如使得z轴具有沿着水平平面的分量。
55.参照图1，照射器il接收来自辐射源so的辐射束。源和光刻设备可以是单独的实体，例如当源是准分子激光器时。在这种情况下，辐射源so不被视为形成光刻设备的一部分，并且借助包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的光束递送系统bd，辐射束从辐射源so被传递到照射器il。在其他情况下，源可以是光刻设备的集成部分，例如当源是汞灯时。辐射源so和照射器il以及光束递送系统bd(如果需要的化)可以被称为辐射系统。
56.照射系统il可以包括各种类型的光学部件，诸如折射、反射、磁性、电磁、静电和/或其他类型的光学部件或其任何组合，以用于定向、整形和/或控制辐射。照射器il可以被用于调节辐射束b，以使其在图案形成装置ma的平面处的横截面中具有期望的空间和角度强度分布。
57.除了衬底支撑件wt之外，光刻设备la可以包括测量台。测量台被布置为保持例如传感器。传感器可以被布置为测量投影系统pl的特性或辐射束b的特性。测量台可以保持多个传感器。当衬底支撑件wt远离投影系统pl时，测量台可以在投影系统pl下方移动。
58.在操作中，辐射束b被入射到被保持在掩模支撑结构mt上的图案形成装置ma上，并且由图案形成装置ma图案化。在穿过图案形成装置ma后，辐射束b经过投影系统pl，该投影系统pl将光束聚焦到衬底w的目标部分c上。借助第二定位装置pw和位置传感器if(例如干涉装置、线性编码器或电容式传感器)，衬底台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定位在聚焦且对准的位置处。类似地，第一定位装置pm和另一位置传感器(未在图1中被明确描绘)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ma。
59.通常，物体台mt和mw的移动可以借助形成定位装置pm和pw的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)来实现。图案形成装置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。
60.所描绘的设备可以例如在扫描模式下使用，其中在赋予光束pb的图案被投影到目标部分c上(即，单次动态曝光)的同时，支撑结构mt和衬底台wt被同步地扫描。衬底台wt相对于支撑结构mt的速度和方向由投影系统pl的(缩小)放大率和图像反转特性确定。在扫描模式下，曝光场的最大尺寸限制单次动态曝光中目标部分(在非扫描方向上)的宽度，而扫描运动的长度确定目标部分(在扫描方向上)的高度。扫描方向通常被称为光刻设备的y方向。
61.传感器s被设置在光刻设备的衬底台wt上。传感器s被配置为测量由投影透镜pl(也可以被称为投影系统)投影的辐射束中的像差，例如由于透镜加热。传感器s可以例如包括位于衍射光栅下方几毫米(例如包括几百行)的成像阵列(例如ccd阵列)。可以例如由印刷在针孔内的几个线组成的物体标记物(未示出)被设置在投影系统pl上，例如设置在投影系统pl的透镜上。为了清楚起见，术语透镜可以表示反射镜，如上面解释的。为了执行由投影系统pl引起的像差的测量，投影系统pl在衬底台wt处形成物体标记物的图像。传感器s位
于投影系统pl下方，以捕获物体标记物的远场图像。传感器s可以包括成像阵列(例如ccd阵列)，该成像阵列充分的大，以沿着曝光狭缝的整个x方向范围捕获图像。在这种情况下，物体标记物集合可以沿着曝光狭缝的x方向间隔开。备选地或附加地，物体标记物可以沿着曝光狭缝的y方向定位。一系列物体标记物图像可以在相对于xy平面的不同位置处(即，使用图1所示的笛卡尔坐标的不同的xy方向位置)被捕获。图像然后可以由处理器pr分析，以提供已经由投影系统pl引入到辐射束b中的像差的测量。
62.控制器ct被配置为调整投影系统pl的一个或多个透镜元件，以校正由投影系统pl引起的像差。投影系统pl的多个透镜可以被设置有操纵器，该操纵器被配置为修改那些透镜的形状、位置和/或取向。透镜操纵器可以是例如将压缩力或拉力施加到透镜边缘的机械致动器，或者可以是例如被配置为选择性地加热透镜部分的加热器。使用操纵器修改透镜形状、位置和取向的效果是众所周知的，因此，透镜操纵器可以被用于校正由投影系统pl以已知的方式引入的像差。透镜调整和像差可以被认为具有线性关系。
63.传感器s、处理器pr、控制器ct和光学部件的操纵器(也称为透镜操纵器)包括反馈回路，其可以被用于生成并应用对光刻设备和/或过程的校正。处理器和/或控制器可以使用透镜加热模型。
64.曝光系统和透镜加热模型可以使用线性时不变状态空间系统来描述。曝光系统可以(在一些非限制性示例中)被描述为：
[0065][0066]
z＝cx+du+f
‑1a+v，
[0067]
其中x是系统的状态，尤其是温度，a、b、c和d是系统矩阵并且形成线性时不变状态空间系统，u指示输入(诸如辐射剂量、透射率、反射率等)，z指示由透镜加热引起的测量像差，f
‑1是将调整a变换为校正的变换矩阵，v是测量噪声，并且w是过程噪声。
[0068]
噪声序列被假设为与输入无关的零均值白噪声(恒定功率谱)信号。有利地，透镜加热模型可以被用作预测器，以预测与投影系统pl相关联的像差，由此噪声可以被有效地滤除。通过将卡尔曼滤波器与透镜加热模型一起应用和/或通过拟合模式形态(但是其他形式的滤波器可以被使用)，滤波(降噪)可以被实现。这种类型的系统的卡尔曼滤波器通常被用于通过其测量的输入和输出以最优方式观察系统的状态，其中真实系统是已知的(给定系统矩阵)。此处，最优意味着它给出了具有最小方差的零均值估计。关于卡尔曼滤波器的信息可以在m.verhaegen和v.verdult于2007年在剑桥大学出版社的剑桥电子在线上发表的filtering and system identification(滤波和系绕标识)中找到。
[0069]
透镜加热模型可以被描述为：
[0070][0071][0072]
其中是模型的状态，尤其是温度，和是使用系统标识的真实系统矩阵的估计，u指示输入(诸如辐射剂量、透射率、反射率等)，y
c
是透镜加热预测减去由对准策略y
a
应用的校正，并且f
‑1是将调整a变换为校正y
a
的变换矩阵。
[0073]
透镜加热模型被用于确定与投影系统pl(或光学部件中的至少一个：透镜和/或反射镜)相关联的像差。为了校正像差的效应，调整a被应用。该调整a通过以下公式计算：
[0074]
a＝f(z+y
c
).
[0075]
透镜加热模型是线性时不变(lti)模型。信号生成系统，例如测量由光学部件加热引起的光学部件变形的测量设置，可以通过以下方式被表达为状态空间形式的线性时不变模型：
[0076]
x(k+1)＝ax(k)+bu(k)+w(k)，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0077]
y(k)＝cx(k)+du(k)+v(k)，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0078]
其中x是状态向量(即，指示透镜加热状态的向量)，u是表示诸如辐射剂量、透射率、反射率等输入的向量，y是表示输出的向量(即，由透镜加热引起的像差)，w表示过程噪声，v表示测量噪声，并且k是样本索引。噪声序列被假设为与输入无关的零均值白噪声(恒定功率谱)信号。
[0079]
图2示出了使用透镜加热模型m作为预测器来预测像差y
m
的用于透镜加热补偿的控制策略的控制方案。透镜加热模型使用至少一个模式形态来描述输入u之间的关系，尤其是对光学部件的加热和/或冷却有影响的输入，与所产生的像差之间的关系。
[0080]
期望在透镜加热模型中捕获对透镜的所有影响的效应。另外，还期望捕获对测量设置的所有影响的效应。换言之，对测量值的效应是由测量被执行的方式而不是由透镜加热导致的像差引起的，例如上述噪声w和/或v。
[0081]
可以被用作输入u的数据包括但不限于：
[0082]
偏振整形元件(pse)和偏振改变元件(pce)
‑
这些元件可以是照射系统的一部分，并且可以被用于在辐射束入射到掩模ma和/或投影系统pl上之前将偏振效应应用于辐射束。
[0083]
晶片台标识符(id)
‑
在双工作台光刻设备中，一个晶片台支撑被测量的衬底，而另一晶片台支撑被曝光的衬底。这些工作台携带数字1或2作为id。每个晶片台都可以具有在测量设置中使用的自己的传感器，以测量透镜状态描述。
[0084]
透镜标识符(id)
‑
光刻设备中使用的任何透镜都将具有定义特性。这些特性可以包括例如透镜的面积和/或材料。在可以由“透镜”表示的反射元件的情况下，特性可以包括反射率。
[0085]
掩模版标识符(id)
–
光刻设备中使用的掩模版也将具有定义特性，诸如设置在掩模版上的图案。
[0086]
内σ和外σ——如上面进一步提及的，内σ和外σ预示着所使用的照射光瞳的内半径和外半径。
[0087]
透镜压力和过压
‑
这些输入涉及至少一个光学部件(例如透镜)周围的气体压力。
[0088]
透镜温度
‑
该输入给出投影系统pl和/或单个光学部件的温度。
[0089]
剂量和物体特性
‑
供应给投影系统pl的能量可以取决于由辐射源so供应的剂量。供应给投影系统pl的能量可以取决于由光刻设备中的(光学)物体(例如掩模和/或投影系统pl)透射或反射的光量。剂量可以例如具有3至50mj/cm2的范围。物体的透射率(或反射)具有在0％和100％之间的值，例如70％。物体特性(如光学物体的透射率和反射率)可以被概括为物体的光学参数。
[0090]
功率
‑
从照射系统il施加到投影系统pl的辐射功率是辐射剂量、掩模版的透射率(或反射率)以及被辐射照射的面积的组合。
[0091]
输入可以是已知的和/或可以是关于光刻设备和/或过程的量。例如，已知输入可以是光刻设备中的透镜元件的透射率或反射镜的反射率。透镜元件的透射率和反射镜的反射率可以被概括为光学部件上的光学参数。输入还可以包括场尺寸。输入还可以包括掩模版上的位置与晶片的对应目标部分之间的对应关系，以便发生这种情况。备选地或附加地，输入可以是关于光刻设备和/或过程的测量的量。测量的量例如可以通过使用光刻设备中的传感器来记录。例如，像差测量数据集可以通过使用各种不同的曝光设置曝光衬底来生成。像差测量可以被周期性地执行(例如在每个衬底曝光之后，在每批衬底曝光之后，或者在某个其他间隔之后)。备选地，输入可以包括由例如fem模型、射线追踪模型、热机械模型或建模技术的组合生成的模拟数据。这些模型可以被用于使用输入创建数据集和关联的像差输出。
[0092]
基于至少一个输入，透镜加热模型被配置为预测像差。这些预测的像差可以被用于计算光刻设备和/或过程的校正a。校正被提供，使得衬底w的对准得到改进，并因此对性能方面(诸如重叠或聚焦)有害的像差被减轻。由控制系统ct提供的校正可以以任何合适的方式被应用，以提高光刻设备的重叠性能。校正可以包括更改衬底w相对于投影系统pl的定位，和/或投影系统pl中的一个或多个光学部件的操纵，和/或衬底台wt相对于投影系统pl和掩模ma的定位。
[0093]
校正例如可以在一批衬底w之前，和/或在光刻设备中处理的这种批次的两个后续衬底w之间应用。附加地或备选地，校正可以在将图案化辐射束b投影到衬底w上期间应用。另外，校正可以在曝光衬底w的第一区域和衬底w的第二区域之间应用。
[0094]
值得注意的是，虽然衬底w相对于投影系统pl的对准的校正提供了一种合适的方式来校正像差对光刻设备的重叠性能的影响，但提高成像性能的任何其他方式也可以被应用。例如，计算的校正可以被用于调整投影系统pl的至少一个光学部件的参数，以基于来自透镜加热模型的预测的像差来提高成像性能。而且，透镜加热模型可以被用于预测对光刻设备的聚焦性能具有不利影响的像差，尤其是在垂直于透镜主平面的z方向上具有影响的像差。通过基于z方向上的预测的像差计算并应用光刻过程中的校正，实际像差对成像性能的影响可以被至少部分地补偿，从而提高成像性能，尤其是光刻过程中的聚焦性能。
[0095]
系统标识方法被用于找到系统矩阵a、b、c和d、系统的初始状态x0和联合协方差矩阵：
[0096][0097]
其中r是输出的协方差矩阵，q是状态的协方差矩阵，s预示着不同状态和输出之间的耦合，并且j和k是样本索引。初始状态x0在模型验证期间使用，以将模型的预测与测量数据进行比较。当透镜加热模型被用于计算观察者(例如用于计算卡尔曼增益)时，联合协方差矩阵被应用。卡尔曼增益的计算有利于降噪。例如，在一些实例中，噪声v可能如此之大以致导致投影系统pl的调整，这增加了由投影系统pl引起的像差。这是不期望的，因为它降低了图案将由投影系统pl投影到衬底上的准确性。
[0098]
系统标识方法(例如子空间标识方法)可以被用于标识模型。子空间标识方法基于以下事实：通过将输入和输出数据存储在结构化块hankel矩阵中，可以取回与信号生成系统的系统矩阵相关的某些子空间。利用这些方法，真实系统矩阵a、b、c和d的估计可以被找
到，直到未知相似度变换t。由于相似度变换t未知，因此以下系统矩阵被估计：
[0099]
a
t
＝t
‑1at,b
t
＝t
‑1b，c
t
＝ct,d
t
＝d.
ꢀꢀ
(4)
[0100]
估计这些参数会产生表示模型内部工作的黑盒模型。该模型不必表示实际的物理效应。
[0101]
a、c矩阵和联合协方差矩阵可以使用典型变量分析(cva)来计算。cva可以以v.overchee和b.moor于1996年在荷兰多德雷赫特的kluwer学术出版社发表的subspace identification for linear systems(线性系绕的子空间标识)中描述的方式实施。其他方法也可以被用于计算a、c矩阵和联合协方差矩阵，例如多变量输出误差状态空间(moesp)或用于子空间标识的数值算法(n4sid)。moesp算法可以以m.verhaegen和v.verdult于2007年在剑桥大学出版社的剑桥电子在线上发表的filtering and system identification(滤波和系绕标识)中描述的方式实施。moesp提供的结果与使用cva方法获得的结果非常类似。备选地，其他方法可以被使用，诸如输出误差方法(oe)或预测误差方法(pem)。
[0102]
b矩阵和d矩阵也被计算。执行该计算的第一方法基于以下事实：输出可以在矩阵b、d和向量x0中被线性表达为
[0103][0104]
其中l是输出的数量，是克罗内克积，并且vec运算符将矩阵的所有列彼此堆叠在一起以形成新的向量。该线性表达式可以使用最小二乘法来最小化误差：
[0105][0106]
其中是模型对已经估计的a和c矩阵的预测。
[0107]
第二方法从用于计算a和c的rq因式分解的一部分中提取b和d矩阵(rq因式分解是线性代数中的标准因式分解技术，因此在此处不被描述)。该方法在v.overchee和b.moor于1996年在荷兰多德雷赫特的kluwer学术出版社发表的subspace identification for linear systems(线性系统的子空间标识)中描述，并且也在m.verhaegen和p.dewilde于1992年在国际控制杂志第56卷第5部分第1187至1210页发表的“subspace model identification part 1.the output
‑
error state
‑
space model identification class of algorithms(子空间模型标识部分1.算法的输出误差状态空间模型标识类别)”中描述。通过应用这种方法，使用方程式(5)被避免，这在某些情况下可以显着提高大型数据集的数值性能。然而，该方法没有考虑初始状态x0，并且这可能是与计算b和d的其他方法相比计算b和d准确性较低的原因。
[0108]
这些输入可以被用于标识程序，其用于标识透镜加热模型。用于生成透镜加热模型的数据集可以在光刻设备的操作期间获得。数据集可以通过使用各种不同的曝光设置曝光衬底来生成。像差测量可以被周期性地执行，例如在每个衬底曝光之后，在每批衬底曝光之后，或者在某个其他间隔之后。备选地，fem模型、射线追踪模型、热机械模型或建模技术的组合可以被用于创建具有输入和关联像差输出的数据集。
[0109]
基于输入数据集的透镜加热模型的标识可以是迭代过程。作为示例，单次迭代的步骤是：
[0110]
预处理.数据可以通过去除趋势和偏移来优化，以避免标识单位圆或原点上的极
点。输入序列可以被归一化，以避免必须在子空间标识方法中求解病态矩阵。
[0111]
模式形态选择.至少一个模式形态被选择，以表示光刻过程中的至少一个输入与产生的像差之间的关系。模式形态选择在下面更详细地描述。模式形态可以在每次迭代中选择。备选地，模式形态可以被预定，并且相同的模式形态被用于多次迭代。
[0112]
标识.该模型通过使用系统标识来拟合数据。
[0113]
验证.模型通过分析所标识的模型从数据集中捕获动态的程度来验证。可以做到这一点的一种方式是通过使用称为方差核算(vaf)的度量，它可以被表达如下：
[0114][0115]
其中y是测量的像差，是预测信号，k是样本索引，并且n是样本数量。vaf的值在0％和100％之间，vaf越高，预测误差越低，并且模型越好。vaf将由透镜加热模型预测的透镜加热状态与实际测量的透镜加热状态进行比较。通过查看来自模型的输出的vaf，可以做出关于过度拟合以及模型预测未知输入的能力的陈述。验证还着眼于残差，其被计算为：
[0116][0117]
其中y(k)是测量输出，并且是由模型生成的输出。检查残差与输入的互相关指示是否存在未由模型捕获的任何动态。这可能指示模型拟合不足，即，并非所有透镜加热动态都被模型捕获。另外，残差的自相关可以被执行，以查看信号中是否还有任何其他动态。这可能是未被提供给模型的输入影响的结果，或者可能是非线性效应的结果。验证测试基于以下特性：
[0118]
‑
如果所标识的模型解释了y(k)中的所有动态，则序列e(k)是零均值白噪声序列。
[0119]
‑
如果u(k)和y(k)之间的所有关系都在所标识的模型中捕获，则序列e(k)在统计上独立于输入序列u(k)。
[0120]
以上循环可以被迭代多次(例如若干次)以获得透镜加热模型，该模型令人满意地从数据集中捕获动态。换言之，循环的迭代被执行，直到来自模型的输出足够准确地反映由透镜加热引起的像差。即，直到模型足够准确地将输入与测量的像差相关联。
[0121]
为了标识系统的正确模型，数据集必须包含关于系统的足够信息。为此，数据必须在系统被激发时记录。这被称为激发的持久性。
[0122]
对激发的持久性的检查可以使用系统输入的hankel矩阵来执行。a矩阵和c矩阵是从这个矩阵的部分空间中提取的，即，子空间是从hankel矩阵中提取的。为了确保这个子空间可以被提取，则需要输入的hankel矩阵，其阶数至少为n+s*2，其中n是模型阶数，并且s是hankel矩阵中的行数。如果是这种情况，那么系统就会被激发到足以对系统做出正确的估计。输入u的hankel矩阵被构造如下：
[0123][0124]
其中n是输入样本的数量。常规系统中的标识循环中使用的模型阶数(n)在1和8之间变化(尽管大于8的值是可能的)。
[0125]
通过将卡尔曼滤波器与透镜加热模型一起应用(尽管在其他布置中，其他形式的滤波器可以被使用)，处理(降噪)可以被实现。在方程式(1)和(2)中陈述的类型的系统的卡尔曼滤波器通常被用于通过其测量的输入和输出以最优方式观察系统的状态，其中真实系统是已知的(给定系统矩阵)。此处，最优意味着它给出了具有最小方差的零均值估计。而且，由于信号生成系统被假设为时不变的，卡尔曼滤波器是平稳的，并且可以被表达为增益k，也称为卡尔曼增益。关于卡尔曼滤波器的信息可以在m.verhaegen和v.verdult于2007年在剑桥大学出版社的剑桥电子在线上发表的filtering and system identification(滤波和系统标识)中找到。
[0126]
可以被称为创新预测器模型的以下模型被使用：
[0127][0128][0129]
其中是状态向量，u指示模型的输入(上面讨论的)，y是测量的透镜状态描述符(即，测量的像差，可以被表达为一个或多个模式形态)，是从模型输出的透镜状态描述符(即，估计的像差)，k是样本索引，并且k是系统的卡尔曼增益。
[0130]
方程式(11)描述了状态向量如何由模型使用测量的像差来更新。因此，投影系统(或投影系统的至少一个光学部件)的状态由模型确定，包括使用测量的像差作为输入。方程式(12)描述了状态向量如何被转化为估计的像差。因此，创新预测器使透镜加热模型状态与估计的像差相关。像差可以根据一个或多个模式形态来描述。
[0131]
使用估计的联合协方差矩阵、方程式(3)，卡尔曼增益可以通过求解离散代数riccati方程式(dare)来计算
[0132]
p＝apa
t
+q
‑
(s+apc
t
)(cpc
t
ct+r)
‑1(s+apc
t
)
t
，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)
[0133]
k＝(s+apc
t
)(cpc
t
c+r)
‑1，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(14)
[0134]
其中p是真实状态和通过预测器模型估计的状态之间的误差的方差。a和c是从标识过程中得到的系统矩阵。q、s和r是联合协方差矩阵的元素。
[0135]
基于来自方程式(11)和(12)的透镜加热模型的创新预测器模型可以与计算的卡尔曼增益一起使用，以减少投影系统pl状态描述的噪声。使用模型和卡尔曼增益处理测量的像差值提供噪声降低的估计像差值。这可以被称为透镜加热模型噪声滤波器。
[0136]
完美的波形以球面波前传播。透镜加热和/或冷却可能会导致辐射束中的畸变波形，即具有非球面波前的波形。畸变波形可以用数学方式描述。使用畸变波形的数学描述，透镜加热模型可以预测畸变波形如何随时间变化。
[0137]
用数学符号描述波形的过程也可以被称为分解。波形可以以多种方式描述，例如根据模式形态。即，畸变波形可以被分解为模式形态。
[0138]
模式形态表示光学部件中的空间关系，从而可以通过仅了解光学部件一小部分的像差来估计光学部件的每个感兴趣位置的像差。模式形态可以例如被描述为归一化向量，其中每个条目表示光学部件上的某个位置的像差。模式形态可以是正交的。
[0139]
通过将投影系统pl对准测量投影到模式形态上，模式形态可以被拟合到投影系统pl对准测量。将投影系统pl对准测量分解为模式形态如下：
[0140]
[0141]
其中z(t)是时间t的畸变波形；u
i
是第i个模式形态；η
i
(t)是第i个模式形态的模态振幅，描述第i个模式形态的空间、时间和/或动态演变；并且n是所使用的最大模式形态数量。任何数量的模式形态(即，任何数量的索引i)可以被用于描述畸变波形。即，n是1到∞范围内的整数。n可以取决于所需的应用来选择。
[0142]
提供稳健拟合所需的模式形态数量可以被称为主要模式形态。图2示出了与透镜加热相关的主要模式形态的示例。灰度应以这种方式解释，即，在z方向上，顶部像差的幅度为正，并且底部像差的幅度为负。
[0143]
一个或多个模式形态可以基于传感器数据和/或模拟数据获得。模拟数据可以例如由有限元模型(fem)、射线追踪模型、热机械模型或描述透镜加热输入参数和由这些输入参数导致的透镜加热引起的像差之间的关系的建模技术的组合生成。
[0144]
在传感器数据被用于获得模式形态的情况下，测量可以被执行，例如透镜对准测量。这会产生数据集；{m}
n
，其中n预示着样本数量。通过制造矩阵{m}
n
，其中每个向量m
n
描述单个时间实例的测量，奇异值分解(svd)可以被应用。然后模式形态可以从分解中提取，如下：
[0145][0146]
其中u
i
是模式形态，σ
i
是奇异值，并且v是特征向量。奇异值和特征向量描述了模态振幅η
i
(t)，即，每个模式形态的时间和/或动态演变。要备注的是，虽然单个时间实例在矩阵的确定中被强加，但是整个测量布局实际上可能不是同时测量的。
[0147]
至少一个模式形态可以在控制系统中选择和使用。例如，控制系统还可以包括上述的透镜加热模型。使用系统标识，一个或多个模式可以被拟合到像差数据，以表示输入和像差之间的关系。模式形态集合可以基于上述处理第一数量的物体标记物来预定(例如在使用光刻设备进行生产之前)。在生产期间，那些物体标记物的较小子集可以被测量，以便选择在给定时刻存在的模式形态的线性组合。
[0148]
本发明人已经发现，使用在1到20范围内的多个模式形态是有利的。即，在大多数光刻应用中，使用一到二十个模式形态为透镜加热和/或冷却提供了稳健的拟合。使用一到二十个模式形态减少了过度拟合。当使用模式形态拟合时，对于每个模式形态数量相对较少的参数，例如四个参数被拟合。例如，如果使用二十个模式形态，则八十个参数(20x4)被拟合。每个模式形态可以拟合其他数量的参数。例如，每个模式形态可以拟合七个参数，例如这可能有助于模型衰落。
[0149]
在替代方法中，畸变波形是使用泽尼克多项式描述的。在该替代方法中，多个泽尼克系数可以被用于描述像差。简单光学元件(例如载玻片或掩模版)中的像差可以用几个泽尼克阶数表示。然而，透镜中的像差可能会导致复杂的像差，例如由于透镜不是平面物体而在厚度上变化的事实。因此，如果使用泽尼克多项式来描述透镜中的像差，则需要更高阶的泽尼克系数来完全描述像差。例如，场阶偏移、倾斜、曲率和三阶的泽尼克系数z2至z
25
可以被使用。因此，像差拟合有96个参数(24x4)。备选地，泽尼克系数z2到z
64
可以被使用，因此拟合具有256个参数(64x4)。大量参数可能会导致过度拟合。因此，使用模式形态是有利的，因为它减少了参数的数量，从而减少了过度拟合。
[0150]
使用模式形态描述像差的优点是它减少了计算负载，从而减少了计算时间。在替代的透镜加热校正过程中，由于提供透镜加热的准确描述所需的大量参数，计算时间很长。由拟合模式形态所带来的减少的计算时间允许光刻设备的实时校正被执行，例如在衬底曝光期间。附加地和/或备选地，通过拟合模式形态所带来的减少的计算时间表示光刻处理中的吞吐量的增加和/或计算资源的要求减少。这又可以导致与光刻过程相关联的成本节约。例如，当制成品的吞吐量增加被实现时，或需要更少的计算资源时。
[0151]
要注意的是，使用描述由已知输入参数引起的另一物理现象与至少一个光学部件的感兴趣位置处产生的像差之间的关系的模型也可以被用于预测至少一个光学部件在感兴趣位置处的像差，以便使用估计的像差来校正光学部件的对准。因此，得出结论，通过使用模式形态，由透镜加热引起的像差可以在光学部件的整个场上(即，在光学部件上的感兴趣位置处)更准确地预测。
[0152]
在校正透镜加热的常规方法中，像差测量集合通过使用上述对准标记和传感器s来执行。通常，像差是在沿着x轴的对准标记处测量的，例如利用七个物体标记物。在对准标记处测量的像差被用于将泽尼克多项式拟合到像差。然后，基于沿着x轴的对准测量，多项式被用于在投影系统pl的整个场上内插像差。内插可能会导致误差，尤其是在考虑离轴像差时。为了改进这种替代方法的结果，附加的对准测量可以被使用，例如通过沿着x轴和y轴提供附加的对准标记。然而，这些附加对准测量的使用对光刻设备的吞吐量具有不利影响，因为附加对准标记需要附加测量时间来测量相应附加对准标记处的像差。使用附加的对准标记也会增加过度拟合的发生。
[0153]
本技术人已经发现，使用模式形态附加地提供了一种用于校正两个轴线上的像差的改进方法。由于所选模式形态在三个维度上描述了像差的演变，因此投影系统pl上的任何感兴趣位置处的像差可以更准确和/或更有效地被确定。因此，不再需要用于改进像差估计的附加对准测量以获得实质上对应提高的性能。这可能对光刻设备的吞吐量具有实质上积极的影响。附加地或备选地，投影系统pl对准准确性可以通过使用附加对准测量来提高。如果附加的对齐测量与模式形态结合使用，由于拟合的参数数量较少，与常规方法相比，计算复杂性和/或过度拟合的不利因素较小。
[0154]
使用根据本发明的模式形态，较少数量的参数被拟合，这降低了过度拟合的机会。已经发现，针对大多数光刻应用，二十个或更少的模式形态(n≤20)可以描述由透镜加热和/或冷却引起的大多数像差。所选模式形态的数量将取决于光刻应用。例如，可以为具有复杂透镜加热分布的设备选择二十个模式形态。在其他应用情况下，较少的模式形态可以被选择，以有利地优先考虑减少的过度拟合、减少的处理时间和/或减少的计算负载。
[0155]
图3图示了三个模式形态，它们可以形成对要在上述模型中使用的光刻应用的选择。即，这些模式形态可以被用于描述由与光刻设备la的投影系统pl的辐射相互作用引起的透镜加热效应。
[0156]
图4示出了10个主要模式形态对于光刻应用的相对重要性。这种光刻应用中的像差是许多因素的结果，例如诸如透镜类型和/或辐射剂量等输入。图4描绘了每个模式形态对信号整体方差的贡献。即，多少测量的像差可以由每个模式解释。贡献是从奇异值中推导的，如上所述计算，并按以下比例缩放：
[0157][0158]
其中σ
i
是奇异值，并且n＝10。
[0159]
如通过图4图示的，使用少于10个模式稳健地解释了测量的像差。例如，前六个或七个模式描述了几乎所有的像差。前两个模式描述了大约90％的像差。第一模式单独描述了超过70％的像差。
[0160]
本领域技术人员将了解，不同的光刻应用和/或设备将具有不同的像差分布和/或不同的要求。取决于光刻过程的要求，不同数量的模式可以被选择。例如，对于一些过程，仅使用一个模式形态拟合可以提供对像差的充分描述，同时有利地减少过度拟合和/或增加吞吐量和/或减少计算要求。对于其他过程，例如具有更严格重叠要求的过程，六个或七个模式可以被选择，以提供对像差的更详细描述，从而应用适当的校正。备选地，1到6(或7)之间的多个模式形态可以被选择，以根据用户需要优化校正。
[0161]
图5示出了测量数据，其中使用模式形态的像差校正与替代校正方法进行比较。为了在减少透镜加热和/或冷却的效应方面测试光刻设备的性能，像差可以在校正被生成和应用之后测量。测量的像差然后被分解为泽尼克多项式的总和。泽尼克多项式对应于实际像差，并且表示校正后的残差像差。
[0162]
在图5所描绘的示例中，六个模式形态被用于描述光刻过程中的输入与由透镜加热和/或冷却引起的像差之间的关系。替代的校正方法包括：不校正，以及使用泽尼克系数z1至z
64
的上述常规校正方法。
[0163]
每阶的像差在整个像场上的振幅不同。残差像差的最大振幅在y轴上绘制。最大振幅取决于每个像差(即，每个泽尼克阶数)而变化。
[0164]
针对每个泽尼克阶数，三个条形被示出。从左到右，这些对应于：未校正透镜加热的最大像差(51)；应用常规校正的最大像差(52)；以及在拟合六个模式形态后应用校正的最大像差(53)。值得注意的是，对应于模式形态的使用，第三条形的高度很小，因为残差像差接近于零。可以看出，与没有校正相比，并且与常规方法相比，使用模式形态导致像差的大幅减少。
[0165]
有趣的是，虽然该示例仅使用六个模式形态来表示光刻设备中的输入与像差之间的关系，但在高达20阶的所有泽尼克阶数上都可以看到减少的像差。这指示仅选择六个模式形态提供了测量像差的稳健表示，即使是高阶像差。这种改进可以归因于减少过度拟合。
[0166]
另一优点是在透镜加热模型中使用的模式形态可以被预定。即，与特定光刻应用相关联的模式形态集合可以被确定。然后透镜加热模型可以取决于所需的应用用该预定的模式形态集合来校准。因此，透镜加热模型可以在不同光刻设备之间互换使用。附加地，针对特定应用的透镜加热模型的校准可能仅需要在所述应用的生命周期中执行一次。这些预定模式形态可以以多种方式选择，例如基于建模(例如fem、射线追踪、热机械或建模技术的组合)和/或用实际测量数据校准。
[0167]
一旦针对特定光刻设备和/或过程的主要模式形态被确定，这些模式形态就可以在透镜加热模型中使用以进行多次迭代。例如，主要模式形态可以在校准步骤中确定。然后预定模式形态可以在控制系统中使用，以生成并应用对光刻设备和/或过程的校正。使用预定模式形态的这种校正的生成可以根据用户的需要重复，例如在后续晶片之间和/或相同
晶片的后续区域之间和/或在曝光期间实时地重复。使用预定的模式形态允许该过程被多次重复而无需重新校准。使用预定的模式形态可以允许该过程在设备的整个生命周期内重复而无需重新校准。这提供了增加光刻过程吞吐量的添加优点，因为与校准相关联的停机时间可以被减少。附加地，预定的模式形态可以在具有类似设备和/或过程的机器之间互换使用，允许提高光刻设备之间的兼容性。
[0168]
在上文中，使用模式形态来表达由透镜加热引起的像差已经被描述。通过使用模式形态来描述像差和透镜加热输入参数(诸如辐射剂量、透射率、反射率、冷却剂量等)之间的关系，投影系统pl上的感兴趣位置处由透镜加热引起的像差可以更准确和/或更有效地确定。
[0169]
模式形态的使用与投影系统pl中的物理效应直接相关。像差预测的提高的准确性可以例如被用于提高光刻设备la的重叠性能和/或减少对准标记测量的数量，以便改进光刻设备la的吞吐量。在上文中，模式形态的使用已被描述用于在控制系统中使用，以生成并应用对光刻设备la的校正以减少透镜加热和/或冷却效应。要备注的是，模式形态还可以被用于直接或间接预测由引起透镜加热的输入(或更一般地，与关联于投影系统pl的像差相关的输入)引起的像差的其他控制系统和/或模型中。
[0170]
尽管本发明的具体实施例已经在上面描述，但是要了解的是，本发明可以以不同于所描述的方式来实践。
[0171]
尽管在本文中可能具体引用了对光刻设备在ic的制造中的使用，但是应该理解的是，本文描述的光刻设备可以具有其他应用，诸如集成光学系统的制造、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(lcd)、薄膜磁头等。本领域技术人员将了解的是，在这种替代应用的上下文中，本文中的术语“晶片”或“管芯”的任何使用都可以被认为分别与更通用的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文引用的衬底可以在曝光之前或之后处理，例如在轨道(通常将抗蚀剂层施加到衬底并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、计量工具和/或检验工具中。在适用情况下，本文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，衬底可以被处理一次以上，例如以创建多层ic，使得本文使用的术语衬底也可以指已经包含多个已处理层的衬底。
[0172]
尽管上面可能已经在光学光刻的上下文中具体提及了本发明的实施例的使用，但是要了解的是，本发明可以被用于其他应用中，例如压印光刻，并且在上下文允许的情况下，不被限于光学光刻。在压印光刻中，图案形成装置中的形貌限定在衬底上创建的图案。图案形成装置的形貌可以被压入供应到衬底的抗蚀剂层中，因此抗蚀剂通过施加电磁辐射、热量、压力或其组合来固化。在抗蚀剂被固化之后，图案形成装置被移出抗蚀剂，从而在其中留下图案。
[0173]
在以上描述中，术语“透镜状态”和“透镜状态描述”被使用。这些可以被认为是更通用的“光刻这种状态”和“光刻设备状态描述”的示例。光刻设备状态可以包括可以被认为不形成透镜状态的一部分的信息(例如与衬底台的位置或标识相关的信息)。
[0174]
要了解的是，本发明的各个方面可以以任何便利的方式实施，包括通过合适的硬件和/或软件。例如，被布置为实施本发明的装置可以使用适当的硬件部件来创建。备选地，可编程装置可以被编程为实施本发明的实施例。因此，本发明还提供用于实施本发明的各个方面的合适的计算机程序。这种计算机程序可以被承载在合适的载体介质上，包括有形
载体介质(例如硬盘、cd rom等)和无形载体介质(诸如通信信号)。
[0175]
本发明的各个方面在下面的条项中陈述。
[0176]
条项：
[0177]
1.一种光刻设备，包括：
[0178]
投影系统，包括至少一个光学部件，并且被配置为将图案投影到衬底上；以及控制系统，被布置为减少至少一个光学部件在光刻过程中的加热和/或冷却的效应，其中控制系统被配置为：
[0179]
选择多个模式形态中的至少一个，以表示光刻过程中的至少一个输入与由至少一个输入产生的像差之间的关系；以及
[0180]
基于所选模式形态，生成并应用对光刻设备的校正。
[0181]
2.根据条项1所述的光刻设备，其中至少一个模式形态选自预定的模式形态集合。
[0182]
3.根据条项1或2所述的光刻设备，其中控制系统选择二十个或更少的模式形态，以表示至少一个输入与由至少一个输入产生的像差之间的关系。
[0183]
4.根据条项1至3中任一项所述的光刻设备，其中控制系统选择六个或更少的模式形态，以表示至少一个输入与由至少一个输入产生的像差之间的关系。
[0184]
5.根据前述条项中任一项所述的光刻设备，其中至少一个输入包括：由辐射源供应的辐射剂量；和/或在光刻过程中使用的物体的透射率；和/或在光刻过程中使用的物体的反射率。
[0185]
6.根据前述条项中任一项所述的光刻设备，其中光刻设备还包括：被配置为测量像差的传感器。
[0186]
7.根据前述条项中任一项所述的光刻设备，其中控制系统还被配置为对来自至少一个输入的数据进行过滤。
[0187]
8.根据前述条项中任一项所述的光刻设备，其中控制系统通过使用测量数据、输入数据或者从模型获得的数据被校准。
[0188]
9.根据前述条项中任一项所述的光刻设备，其中校正是对衬底相对于投影系统的对准的调整和/或对投影系统的至少一个光学部件的调整。
[0189]
10.一种减少至少一个光学部件在光刻过程中的加热和/或冷却的效应的方法，该方法包括：
[0190]
选择多个模式形态中的至少一个，以表示光刻过程中的至少一个输入与由输入产生的像差之间的关系；以及
[0191]
基于模式形态来生成并应用对光刻过程的校正。
[0192]
11.根据条项10所述的方法，其中至少一个模式形态选自预定的模式形态集合。
[0193]
12.根据条项10或11所述的方法，其中二十个或更少的模式形态被选择。
[0194]
13.根据条项10至12中任一项所述的方法，其中六个或更少的模式形态被选择。
[0195]
14.根据条项10至13中任一项所述的方法，其中光刻设备中的至少一个输入包括由辐射源供应的辐射剂量；和/或在光刻过程中使用的物体的透射率；和/或在光刻过程中使用的物体的反射率。
[0196]
15.根据条项10至14中任一项所述的方法，其中该方法还包括：使用传感器来测量像差。
[0197]
16.根据条项10至15中任一项所述的方法，其中该方法还包括：对来自至少一个输入的数据进行滤波。
[0198]
17.根据条项10至16中任一项所述的方法，其中控制系统通过使用测量数据、输入数据或者从模型获得的数据被校准。
[0199]
18.根据条项10至17中任一项所述的方法，其中校正是对衬底相对于至少一个光学部件的对准的校正。
[0200]
19.一种包括计算机可读指令的非暂时性计算机可读介质程序，该计算机可读指令被配置为使处理器执行条项10至18中任一项所述的方法。
[0201]
20.一种装置制造方法，包括使用条项1至9中任一项所述的光刻设备来产生集成电路。
[0202]
以上描述旨在是说明性的，而不是限制性的。因此，对本领域技术人员而言显而易见的是，在不脱离下面陈述的权利要求的范围的情况下，修改可以对所描述的本发明进行。