用于监测光刻制造过程的方法和设备与流程

本申请要求于2017年2月17日提交的欧洲申请17156769.6的优先权，该欧洲申请通过引用全文并入本文。

本发明涉及用于工业过程的监测方法和设备。该设备已被开发所针对的工业过程的示例是光刻制造过程，所述光刻制造过程包括使用光刻设备将图案从图案形成装置转印到衬底上的一个或更多个步骤。

背景技术：

光刻过程是一种如下的制造过程：在该制造过程中，光刻设备将所期望的图案施加到衬底(通常是在衬底的目标部分)上。由光刻设备执行的图案化步骤仅是在整个光刻过程中对每个衬底执行的一系列处理步骤中的一个步骤。处理步骤通常包括一个或更多个预图案化过程步骤和一个或更多个后图案化过程步骤。预图案化步骤的示例包括施加或改变产品材料或掩模材料层、施加底部抗反射涂层(barc)和施加辐射敏感抗蚀剂的步骤。后图案化过程步骤的示例包括显影抗蚀剂、根据图案蚀刻产品材料或掩模材料、去除抗蚀剂、清洁等。每个衬底可能经过许多轮的图案化步骤和处理步骤，以建立期望的产品结构。

可以通过各种参数来测量光刻过程的性能。被称为重叠误差或简称为“重叠”的特定性能参数涉及以足够准确的方式定位叠加地连续的特征层而产生具有高产出的工作器件的能力。一般来说，重叠应该达到在如今的亚微米半导体器件中数十纳米内，下至最关键层中的几纳米内。诸如临界尺寸(cd或线宽)的其它性能参数也应该被优化，并且这些气体性能参数横跨衬底是均一的，以确保所制造的器件的良好产出和性能。为了在这些参数中获得良好的性能，衬底在图案化步骤期间应该是稳定且平坦的。典型地，通过夹持力将衬底保持在衬底支撑件上。通常通过抽吸来实现夹持。在使用极紫外(euv)辐射的最新光刻工具中，图案化操作在真空环境中进行。在这种情况下，通过静电吸引实现夹持力。

当衬底移动通过光刻设备时，将利用衬底对准和调平量测术来测量这些衬底的位置。这在衬底被夹持到衬底支撑件上之后并且恰好在曝光之前发生。目的是表征任何独特的衬底间(substrate-to-substrate)的偏差。偏差可能来自多个来源；由衬底放置到衬底支撑件上的误差，先前调平的过程如何使衬底表面成形，或者衬底背面是否存在污染。因为衬底被夹在衬底支撑件上，所以衬底背面和衬底保持器表面之间的任何污染或任何不均匀的支撑特性都可能影响衬底表面形貌。在操作中时，控制光刻设备的衬底间的调整的物理模型使用对准和调平量测术来一致地正确地定位每个衬底，以便实现衬底的准确图案化。

诸如在夹持期间对衬底支撑件的损坏之类的缺陷可能导致衬底变形。特别地，应当理解，由于衬底支撑件的支撑表面和衬底的背面之间的摩擦和/或化学品的影响(在一个或更多个处理步骤期间用于处理衬底)，衬底支撑件将随时间劣化。该支撑表面可典型地包括多个突起或突节，主要是为了减轻介于衬底和支撑件之间的污染物颗粒的影响。这些突节中的一个或更多个、或衬底支撑件的其它方面(特别是在边缘处)可能受到这种劣化的影响，导致其形状随时间的变化，这将影响夹在其上的衬底的形状。现有的控制系统可能无法校正衬底支撑件的这种劣化的影响。

技术实现要素：

期望在生产过程中实时监测衬底支撑件的劣化。

本发明第一方面提供了一种用于监测光刻过程的方法，包括：获得与由衬底支撑件支撑的衬底相关的高度变化数据；通过所述高度变化数据拟合回归，所述回归近似所述衬底的形状；确定表示所述高度变化数据和所述回归之间的差的残差数据；和监测所述残差数据随时间的变化。

本发明第二方面提供了一种光刻设备，包括：水平传感器，所述水平传感器能够操作以测量与衬底相关的高度变化数据；衬底支撑件，所述衬底支撑件能够操作以支撑所述衬底；和处理器，所述处理器能够操作以：通过所述高度变化数据拟合回归，所述回归近似所述衬底的形状；确定表示所述高度变化数据和所述回归之间的差的残差数据；和监测所述残差数据随时间的变化。

本发明的另一方面还提供了一种计算机程序产品或其它非暂时性存储装置，其上储存有软件，当运行计算机时，所述软件使得所述计算机执行第一方面的方法。

所述计算机程序产品还可以包含用于特定地实施上面描述的可选的特征中任一个的指令。

附图说明

现在将参考附图仅通过举例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

图1描绘了根据本发明的实施例的光刻设备；

图2示意性地显示了图1的光刻设备与构成用于半导体器件的光刻生产系统的其它设备一起的应用，该系统还包括根据本发明的实施例的诊断设备；

图3显示了(a)来自高度变化数据的回归的残差数据和根据该平均残差数据去卷积的标识(signature)，包括(b)边缘标识、(c)中心突节标识和(d)中心其它标识；

图4是y轴上的距离量值d相对于x轴上的时间t的标绘图，其显示了衬底支撑件的去卷积的标识随时间的变化率；和

图5是描述根据本发明的实施例的流程图。

具体实施方式

在描述作为本公开内容的特定主题的技术之前，提供关于光刻制造过程和其中出现的问题的一些背景信息将是有用的。这些示例主要涉及在半导体衬底上生成功能器件的过程。相同的原理可以应用于其他类型的产品或衬底。还应该特别理解的是，相同的原理可以应用于制造图案形成装置，诸如掩模版，其本身可以用于随后的制造过程中。因此，以下对衬底的参考也可以解释为对其上要形成主图案的衬底的参考，该主图案随后被用于将功能器件图案施加到一系列衬底上。图案形成装置可以是光学光刻掩模版，其可以是透射型或反射型。可替代地，图案形成装置可以是例如用于压印光刻术的模板。

图1示意性地描绘了根据本发明的一个实施例的光刻设备la。所述设备包括：

-照射系统(照射器)il，配置成调节辐射束b(例如uv辐射或euv辐射)；

-支撑结构(例如掩模台)mt，构造成支撑图案形成装置(例如掩模)ma，并与配置成根据某些参数准确地定位图案形成装置的第一定位器pm相连；

-衬底保持器(例如，晶片台)wta或wtb，构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的衬底)w，并与配置成根据某些参数准确地定位衬底的第二定位器pw相连；和

-投影系统(例如折射式投影透镜系统)ps，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(例如包括一个或更多个管芯)上。衬底w或晶片具有：正面，所述正面在处理期间被定位在最上部，各种处理步骤发生在所述正面上；和与正面相反的背面，所述背面在处理期间与衬底支撑件wta、wtb接触。背面易遭受污染，其可导致正面变形，如下文所述。

照射系统可以包括各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。

支撑结构支撑(即承载)图案形成装置的重量。支撑结构以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计和诸如例如图案形成装置是否保持在真空环境中的其他条件的方式保持图案形成装置。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构可以确保图案形成装置(例如相对于投影系统)位于所期望的位置上。本发明使用的任何术语“掩模版”或“掩模”可以被认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。

这里使用的术语“图案形成装置”应该被广义地解释为表示能够用于在辐射束的横截面上赋予辐射束图案、以在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应注意，被赋予至辐射束的图案可以不完全对应于衬底的目标部分中的所期望的图案，例如，如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征。通常，被赋予至辐射束的图案将对应于在目标部分中产生的器件(诸如集成电路)中的特定功能层。

图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程lcd面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以单独地倾斜，以便沿不同的方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。

这里使用的术语“投影系统”应该被广义地解释为包括任何类型的投影系统，包括折射型光学系统、反射型光学系统、反射折射型光学系统、磁性型光学系统、电磁型光学系统和静电型光学系统或其任意组合，例如对于所使用的曝光辐射或者对于诸如浸没液体的使用或真空的使用之类的其他因素合适的。这里使用的任何术语“投影透镜”可以被认为与更上位的术语“投影系统”同义。

如此处所显示，所述设备属于透射型(例如，采用透射式掩模)。可替代地，所述设备可以属于反射型(例如，采用如上文所提及类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。

光刻设备可以是具有两个(双平台)或更多个衬底支撑件(和/或两个或更多个掩模台)的类型。在这种“多平台”机器中，可以并行地使用附加的晶片台，或可以在一个或更多个晶片台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它晶片台用于曝光。本文公开的发明可以以独立的方式使用，但是特别地，它可以在单平台或多平台设备的预曝光测量阶段中提供附加功能。

光刻设备也可以是这样一种类型：其中衬底的至少一部分可以被具有相对高折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统和衬底之间的空间。浸没液体也可以被施加至光刻设备中的其它空间，例如掩模和投影系统之间的空间。本领域中众所周知的是，浸没技术用于增加投影系统的数值孔径。本文使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底的结构必须浸没在液体中；相反，“浸没”仅意味着在曝光期间液体位于投影系统和衬底之间。

照射器il接收来自辐射源so的辐射束。例如，当所述源为准分子激光器时，所述源和光刻设备可以是分立的实体。在这种情况下，不认为所述源构成光刻设备的一部分，且辐射束被借助于包括(例如)适合的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统bd从源so传递至照射器il。在其它情况下，例如当所述源为汞灯时，所述源可以是所述光刻设备的组成部分。可以将源so和照射器il以及需要时设置的束传递系统bd一起称为辐射系统。

所述照射器il可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器ad。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，照射器il可以包括各种其它部件，诸如，积分器in和聚光器co。所述照射器可以用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所期望的均匀性和强度分布。

所述辐射束b入射到保持在支撑结构(例如，掩模台mt)上的所述图案形成装置(例如，掩模ma)上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。在已横穿掩模ma的情况下，辐射束b传递通过投影系统ps，所述投影系统将所述束聚焦到衬底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，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)，可以准确地移动衬底支撑件wta/wtb，例如以便将不同的目标部分c定位于辐射束b的路径中。类似地，例如在从掩模库进行机械获取之后，或在扫描期间，可以将第一定位器pm和另一个位置传感器(图1中未明确示出)用于相对于辐射束b的路径准确地定位掩模ma。通常，可以借助于构成所述第一定位器pm的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)来实现掩模台mt的移动。类似地，可以采用构成第二定位器pw的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底支撑件wta/wtb的移动。在步进器的情况下(与扫描器相反)，掩模台mt可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以通过使用掩模对准标记m1、m2和衬底对准标记pl、p2来对准掩模ma和衬底w。尽管所图示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于多个目标部分之间的空间(这些公知为划线对准标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在掩模ma上的情况下，掩模对准标记可以位于所述管芯之间。

所描绘的设备可以用于下列模式中的至少一种：

1.在步进模式中，在将掩模台mt和衬底支撑件wta/wtb保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分c上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底支撑件wta/wtb沿x和/或y方向移动，使得可以对不同目标部分c曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中被成像的目标部分c的尺寸。

2.在扫描模式中，在对掩模台mt和衬底支撑件wta/wtb同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分c上(即，单一的动态曝光)。衬底支撑件wta/wtb相对于掩模台mt的速度和方向可以通过所述投影系统ps的(缩小)放大率和图像反转特性来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度决定了目标部分的高度(沿扫描方向)。

3.在另一模式中，将用于保持可编程图案形成装置的掩模台mt保持为基本静止，并且在对所述衬底支撑件wta/wtb进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分c上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底支撑件wta/wtb的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(诸如，如上所提及类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。

也可以采用上述使用模式的组合和/或变形例，或完全不同的使用模式。

在该示例中的光刻设备la是所谓的双平台型，其具有两个衬底支撑件wta和wtb以及两个站——曝光站和测量站——在所述两个站之间衬底支撑件可被交换。在曝光站exp处正曝光一个衬底支撑件上的一个衬底的同时，可在测量站mea处将另一衬底装载至另一衬底支撑件上以使得可以执行各种预备步骤。预备步骤可包括使用水平传感器ls来绘制衬底的表面高度，和使用对准传感器as来测量衬底上的对准标记的位置。对准标记名义上布置成规则的栅格图案。然而，由于产生标记的不准确性以及由于在其整个处理过程中发生的衬底变形，所述标记偏离理想栅格。因此，除了测量所述衬底的位置和方向之外，如果设备la要以非常高的准确度在正确的部位处印制产品特征，则在实践中所述对准传感器必须详细测量横跨衬底区域的许多标记的位置。因此，对准标记的测量非常耗时，设置两个衬底支撑件能够显著地提高设备的生产量。如果位置传感器if在测量站和曝光站处时都不能测量衬底支撑件的位置，则可以设置第二位置传感器以实现在两个站处追踪衬底支撑件的位置。本发明可以应用于仅具有一个衬底支撑件的设备，或应用于具有多于两个衬底支撑件的设备。

所述设备还包括光刻设备控制单元lacu，其控制所描述的各种致动器和传感器的所有运动和测量。lacu还包括信号处理和数据处理能力，以实施与设备的操作相关的期望计算。在实践中，控制单元lacu将实现为许多子单元的系统，每个子单元处理所述设备内的子系统或部件的实时数据采集、处理和控制。例如，一个处理子系统可以专用于伺服控制衬底定位器pw。单独的单元甚至可以处理粗致动器和精致动器，或不同的轴线。另一单元可以专用于位置传感器if的读出。设备的整体控制可以由中央处理单元控制，与这些子系统处理单元通信，与操作员以及与光刻制造过程中涉及的其它设备通信。

图2中在200处显示了在用于半导体产品的工业制造设施的背景下的光刻设备la。在光刻设备(或简称“光刻工具”200)内，在202处显示测量站mea，在204处显示曝光站exp。在206处显示控制单元lacu。在生产设施内，设备200构成“光刻单元”或“光刻簇”的一部分，所述“光刻单元”或“光刻簇”还包含涂覆设备208，用于将光敏抗蚀剂和其它涂层施加到衬底w，以用于由设备200图案化。在设备200的输出侧，提供焙烤设备210和显影设备212用于将曝光后的图案显影成物理抗蚀剂图案。

一旦已经应用和显影了图案，图案化的衬底220被转移到诸如在222、224、226处所示的其它处理设备。一宽范围的处理步骤是通过典型的制造设施中的各种设备来实现的。为了举例，本实施例中的设备222是蚀刻站，设备224执行蚀刻后的退火步骤。进一步的物理和/或化学处理步骤在其它设备226等中被施加。制造真实的器件可能需要许多类型的操作，诸如材料的沉积、表面材料特性的改性(氧化、掺杂、离子注入等)、化学机械抛光(cmp)等。在实践中，设备226可以表示在一个或更多个设备中执行的一系列不同的处理步骤。

众所周知，半导体器件的制造涉及这种处理的多次重复，以在衬底上逐层地建造具有适当材料和图案的器件结构。因此，到达光刻簇的衬底230可以是新准备的衬底，或者它们可以是先前已经在该簇中或完全在另一个设备中被处理过的衬底。类似地，依赖于所需的处理，离开设备226的衬底232可以返回以用于在同一光刻簇中的后续图案化操作，或者它们可以被指定用于在不同簇中的图案化操作，或者它们可以是待发送用于切片和封装的成品。

产品结构中的每一层要求一组不同的过程步骤，并且在每一层处的设备226可以是完全不同的类型。此外，即使在待由设备226应用的处理步骤在大型设施中名义上是相同的情况下，也可能存在几个假设相同的机器并行地工作以在不同的衬底上执行步骤226。这些机器之间的设定或故障的微小差异可能意味着它们以不同的方式影响不同的衬底。甚至对于每一层是相对共同的步骤，诸如蚀刻(设备222)也可以由几个蚀刻设备实施，这些蚀刻设备名义上是相同的但并行地工作以使生产量最大化。此外，在实践中，不同的层根据待蚀刻材料的细节和诸如例如各向异性蚀刻的特定要求需要不同的蚀刻过程，例如化学蚀刻、等离子体蚀刻。

可以在其它光刻设备中执行先前和/或后续的过程(如刚才所提到)，且甚至可以在不同类型的光刻设备中执行先前和/或后续的过程。例如，在器件制造过程中，在诸如分辨率和重叠等参数上要求非常高的一些层相比于其它要求较不高的层可以在更先进的光刻工具中执行。因此，一些层可以在浸没型光刻工具中曝光，而其它层在“干型”工具中曝光。一些层可以在duv波长下工作的工具中曝光，而其它层是使用euv波长辐射曝光。

图2还显示出了量测设备240，该量测设备240设置为用于在制造过程中的期望阶段测量产品的参数。现代光刻生产设施中的量测站的常见示例是散射仪(例如角分辨散射仪或光谱散射仪)，并且它可以被应用以在设备222中的蚀刻之前在220处测量被显影的衬底的性质。通过使用量测设备240可以确定，例如诸如重叠或临界尺寸(cd)的重要性能参数不满足被显影的抗蚀剂中规定的准确度要求。在蚀刻步骤之前，存在剥离被显影的抗蚀剂并且通过光刻簇重新处理衬底220的机会。此外，众所周知，来自设备240的量测结果可以用于通过随时间进行小调整来维持光刻簇中的图案化操作的准确性能，由此使得制造出不符合规格且需要返工的产品的风险最小化。当然，量测设备240和/或其它量测设备(未示出)可以应用于测量被处理的衬底232、234和入射衬底230的性质。

返回参考图1，由于来自早期处理步骤的化学残留物对衬底的影响，以及衬底在衬底支撑件上反复夹持和松开的更普遍的摩擦磨损，衬底支撑件wta/wtb随时间劣化。严重劣化的衬底支撑件将导致成像图案中的缺陷并因此导致产出降低。因此，重要的是在劣化影响产出之前更换衬底支撑件(或执行其他合适的维护动作，诸如清洁衬底支撑件)。然而，更换衬底支撑件导致显著的设备停机时间(和成本)，因此这不是应该以不必要的频率进行的任务。能够预见何时需要这样的维护也会是非常有益的，从而可以为随后的停机时间做出必要的准备并且减轻其影响。

提出使用水平传感器测量数据(高度变化数据)来监测由于衬底支撑件劣化(主要地)和/或污染导致的随时间的变化。特别地，提出来监测包括水平传感器数据的残差和被夹持的衬底形状的回归拟合的残差数据随时间的变化。可以基于已知特征(例如，衬底支撑件的特征)对这种残差数据去卷积。以这种方式，可以使用一系列基于高斯的滤波器来处理回归拟合到水平传感器数据的残差，以了解对衬底支撑件标识如何随时间变化。

水平传感器设备(例如紫外线水平传感器或uvls)执行调平量测，并且可以每个衬底测量超过213,000个测量点。为了有效且准确地对这种大小的数据集建模，可以进行回归以更有效地表征该数据集。作为具体示例，回归可以包括具有k最近邻搜索的局部回归非参数方程。

可以通过从水平传感器数据中减去被夹持的衬底形状的回归拟合来确定残差数据，从而揭示下面的衬底支撑件标识。在此之后，建议使用衬底支撑件设计/或标识效应的信息将该残差数据去卷积成已知的下面结构的去卷积标识。台设计和/或具有不同标识效果的区域的信息可以包括诸如突节的已知物体之间的间距、和/或衬底边缘(其可以被定义为距离衬底中心100mm-140mm的圆周外部的衬底区域；例如距离衬底中心100mm、距离衬底中心120mm、或距离衬底中心140mm)相对于衬底的其余部分(衬底中心)的部位的信息。这可以通过应用一个或更多个滤波器来对残差数据去卷积来完成。滤波器可以包括(例如)一系列基于高斯的滤波器，利用衬底支撑件设计和/或标识效应的信息进行优化。一旦分成单独的子组，就提出了一种监测其标识随时间的微小变化的方法。

为了从监测衬底支撑件标识中分离过程效应和器件效应，最佳实际操作是，必要时在没有任何器件或过程叠层的情况下测量衬底。监视来自给定的光刻设备的参考衬底集和生产衬底集两者的标识是有价值的。例如，可对每个衬底支撑件(例如，来自台1的12个衬底和来自台2的13个衬底)将来自1批(总共25个衬底)的残差取平均值，使得可以隔离每个衬底支撑件独有的标识。

在一个具体的实施例中，将残差数据去卷积为三个去卷积的台标识或子组。图3示出了这操作。图3(a)是残差数据，其可包括多个衬底上的平均残差(例如，每个衬底支撑件)。三个去卷积的标识或子组包括(b)衬底边缘标识(例如，距离台中心>140mm)和两个衬底中心标识。因此，中心(距离台中心＜140mm)标识被分解为：(c)“中心突节”(高频)标识和剩余的(d)“中心其它”低频标识。对这些特定标识的去卷积纯粹是示例性的。例如，原理上，可以进一步对中心其它标识去卷积。这样的示例可以包括对径向标识(同心环标识)去卷积，其可以在残差数据和“中心其它”标识中看到。

在图4中显示出了标绘图，其示出了被去卷积的子组随时间t在每个单独点和参考点之间的相似性或距离量值d(例如欧几里德距离)方面的变化率。因此，多次观察之间的成对距离用于生成每个子组的单个值kpi，其随时间的变化可以被监测。在所示的具体示例中，参考点包括针对前两个批次r的衬底的多个点上的平均标识，尽管这是一任意示例。数据显示台边缘标识的变化率大于台边缘中心的变化率。而且，可以看出，针对中心子组的距离量值趋于平稳并且在第一次一般增加之后保持相对平坦。通过监测该距离量值(或更一般地，一个或更多个衬底支撑件标识的变化)，可以监测随时间的通常指示衬底支撑件的劣化的变化。例如，如果距离量值开始接近阈值，则该距离量值可以看作指示衬底支撑件将需要更换或其他维护动作。然后这可以被适当地计划，并且通过例如确保在设施中的另一个光刻设备上存在足够的生产能力来减少随之而来的停机时间。

在监测距离量值时，可以观察到跃变j或尖峰的一个或更多个实例。这可能是衬底支撑件上存在污染的指示。如果观察到这样的跃变，则在实施例中，然后可以测量监测衬底以确定该跃变是否是批次特定的，或者由于该台引起(在这种情况下可以启动台清洁动作)。观察到与尖峰相关的对应相关的标识也可以指示污染的部位。在实施例中，提议使用这种情形，利用该水平传感器数据的细节来确定关于污染的管芯内产品布局。通过这样做，可能确定可能受污染影响的管芯的数目，并因此估计污染对产出的可能影响。

图5是描述用于监测一个或更多个衬底支撑件标识的方法的流程图，并且特别是用于监测这种标识以确定衬底支撑件和/或污染的方法。该方法可以包括以下步骤：

在步骤500，例如通过使用水平传感器设备测量一个或更多个监测器或参考衬底的高度变化数据。可以在没有对这些监测衬底已进行任何其它处理或曝光的情况下测量这些监测衬底。

在步骤510，通过高度变化数据拟合回归，并且确定包括来自监测衬底的高度传感器数据和回归之间的残差的监测残差数据。可以在多个衬底上对监测残差数据取平均值(每个衬底支撑件)。

在步骤520，对监测残差数据去卷积(例如，通过应用合适的滤波器)以建立多个子组。在特定示例中，多个子组可以包括边缘子组、中心突出子组和中心其它子组。

然后测量生产衬底530以获得生产高度变化数据，以类似于步骤500和510的方式从所述生产高度变化数据中导出生产残余数据。

在步骤540，实时地对生产残余数据去卷积和监测。这可以包括确定每个子组相对于参考的距离量值，该参考是根据来自一个或更多个初始生产衬底/批次的生产残差数据(例如，前两个批次的平均值)和/或来自监测残差数据确定的。这一步骤在整个生产批次的处理和曝光过程中循环，并且应该与产品无关。

在决策550，确定是否应该重新测量监测衬底。如果是，则在步骤560，使监测衬底循环通过光刻设备并重新测量560以对相对于参考基线的任何变化进行基准测试。这可以周期性地完成，或者由于监测去卷积的产品残差数据(例如，检测到跃变)而触发。

在决策570，确定是否需要维护动作。如果是，则在步骤580执行维护动作(例如，安排衬底支撑件更换)。如果否，则该方法返回到步骤530，使得在整个生产过程中测量、去卷积和监测生产残差数据。

在实施例中，还可以对去卷积的残差数据进行矢量化以获得等效(xy梯度)矢量图。这可以例如通过使用下列等式来进行：

其中f(x，y)表示作为衬底上的x，y坐标的函数的残差数据的值。然后可以使用该矢量图来确定任何衬底支撑件变化对重叠的影响。

尽管上文已经具体参考了在光学光刻术的上下文中使用本发明的实施例，但是应当理解，本发明可以用于其他应用，例如压印光刻术，并且在上下文允许的情况下，不限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的形貌限定了在衬底上产生的图案。图案形成装置的形貌可以被压制到被提供给衬底的抗蚀剂层中，于是抗蚀剂通过施加电磁辐射、热、压力或者它们的组合被固化。在抗蚀剂被固化之后所述图案形成装置被移出抗蚀剂，在其中留下图案。

这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，所述电磁辐射包括紫外(uv)辐射(例如具有或约为365nm、355nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和极紫外(euv)辐射(例如具有在5nm至20nm的范围内的波长)以及诸如离子束或电子束等粒子束。

在上下文允许的情况下，术语“透镜”可以表示各种类型的光学部件中的任何一种或其组合，包括折射式的、反射式的、磁性的、电磁的和静电的光学部件。

具体实施例的前述描述将如此充分地揭示本发明的一般性质，在不背离本发明的整体构思且不进行过度实验的情况下，其他人可通过应用本领域技术范围内的知识容易地修改和/或调适例如这些具体实施例的各种应用。因此，基于本文展示的教导和指导，这些调适和修改旨在落入所公开实施例的等同物的含义和范围内。应理解，本文的措辞或术语是出于通过举例的描述而非限制的目的，使得本说明书的术语或措辞将由技术人员根据教导和指导来解释。

在以下编号实施例的清单中公开了其它实施例：

1.一种用于监测光刻过程的方法，包括：

获得与由衬底支撑件支撑的衬底相关的高度变化数据；

通过所述高度变化数据拟合回归，所述回归近似所述衬底的形状；

确定表示所述高度变化数据和所述回归之间的差的残差数据；和监测所述残差数据随时间的变化。

2.根据实施例1所述的方法，包括基于所述衬底支撑件的已知特征对所述残差数据去卷积，以获得去卷积的残差数据，所述监测步骤包括监测所述去卷积的残差数据。

3.根据实施例2所述的方法，其中，所述去卷积的残差数据包括与衬底边缘相关的至少一个子组和与衬底中心相关的至少一个子组。

4.根据实施例3所述的方法，其中，所述衬底边缘包括在距离所述衬底中心大于120mm的圆周的外部的区域。

5.根据实施例4所述的方法，其中，所述衬底边缘包括在距离所述衬底中心140mm的圆周的外部的区域。

6.根据实施例3-5中任一项所述的方法，其中，将所述与所述衬底中心相关的至少一个子组去卷积成与所述衬底支撑件上的突节的部位相关的第一中心子组和与所述衬底中心的残差数据的剩余部分相关的第二中心子组。

7.根据实施例2-6中任一项所述的方法，其中，所述对所述残差数据去卷积的步骤包括将至少一个滤波器应用于所述残差数据。

8.根据任意前述实施例所述的方法，包括基于所述监测所述残差数据随时间的变化安排或计划维护动作的步骤。

9.根据实施例8所述的方法，其中，所述维护动作包括更换所述衬底支撑件。

10.根据实施例8或9所述的方法，其中，监测所述残差数据随时间的变化的所述步骤包括确定和监测距离量值相对于参考残差数据的变化，所述参考残差数据根据一个或更多个初始高度变化测量结果来获得。

11.根据实施例10所述的方法，其中，当观察到所述残差数据根据所述距离量值而漂移离所述参考残差数据预定距离时，安排所述维护动作。

12.根据实施例8所述的方法，包括：在所述残差数据中观察到指示污染的事件的情况下，所述维护动作包括清洁所述衬底支撑件。

13.根据实施例12所述的方法，其中，所述事件包括在所述残差数据随时间变化的尖峰。

14.根据实施例12或13所述的方法，包括：

确定所述污染相对于由所述光刻过程施加的产品布局的部位；和

确定所述污染对产出的影响。

15.根据任意前述实施例所述的方法，包括获得与由所述衬底支撑件支撑的至少一个监测衬底相关的监测高度变化数据的初始步骤，所述监测衬底没有由所述光刻过程施加至所述监测衬底的产品。

16.根据实施例15所述的方法，包括在生产过程中重新测量在所述至少一个监测衬底上的监测高度变化数据。

17.根据实施例16所述的方法，其中，将所述重新测量监测高度变化数据用于识别、移除和/或补偿所述残差数据随时间的变化的任何效应，所述效应能够归因于处理效应和/或由所述光刻过程施加的产品的效应。

18.根据实施例16或17所述的方法，其中，将所述重新测量监测高度变化数据用于确定在所述残差数据中的事件是特定于一批次，还是能够归因于所述衬底支撑件或其上的污染。

20.根据任意前述实施例所述的方法，包括以下步骤：矢量化所述残差数据以获得等效矢量图，并使用所述矢量图来确定任意衬底支撑件变化对重叠的影响。

21.根据任意前述实施例所述的方法，其中，所述光刻设备包括多个衬底支撑件，对每个衬底支撑件单独地执行所述方法。

22.根据任意前述实施例所述的方法，包括使用水平传感器设备测量所述衬底以获得所述高度变化数据的步骤。

23.一种光刻设备，包括：

水平传感器，所述水平传感器能够测量与衬底相关的高度变化数据；

衬底支撑件，所述衬底支撑件能够操作以支撑所述衬底；和

处理器，能够操作以：

通过所述高度变化数据拟合回归，所述回归近似于所述衬底的形状；

确定表示所述高度变化数据和所述回归之间的差的残差数据；和

监测所述残差数据随时间的变化。

24.根据实施例23所述的光刻设备，其中，所述处理器还能够操作以：基于所述衬底支撑件的已知特征对所述残差数据去卷积以获得去卷积的残差数据，并监测所述去卷积的残差数据。

25.根据实施例24所述的光刻设备，其中，所述去卷积的残差数据包括与衬底边缘相关的至少一个子组和与衬底中心相关的至少一个子组。

26.根据实施例25所述的光刻设备，其中，所述衬底边缘包括在距离所述衬底中心大于120mm的圆周的外部的区域。

27.根据实施例26所述的光刻设备，其中，所述衬底边缘包括在距离所述衬底中心140mm的圆周的外部的区域。

28.根据实施例25-27中任一项所述的光刻设备，其中，所述处理器还能够操作以：将所述与所述衬底中心相关的至少一个子组去卷积成与所述衬底支撑件上的突节的部位相关的第一中心子组和与所述衬底中心的残差数据的剩余部分相关的第二中心子组。

29.根据实施例24-28中任一项所述的光刻设备，其中，所述处理器还能够操作以：通过将至少一个滤波器应用于所述残差数据对所述残差数据去卷积。

30.根据实施例23-29中任一项所述的光刻设备，其中，所述处理器还能够操作以：基于所述监测所述残差数据随时间的变化安排维护动作。

31.根据实施例30所述的光刻设备，其中，所述维护动作包括更换所述衬底支撑件。

32.根据实施例30或31所述的方法，其中，所述处理器能够操作以：当监测所述残差数据随时间的变化时确定和监测距离量值相对于参考残差数据的变化，所述参考残差数据根据一个或更多个初始高度变化测量结果来获得。

33.根据实施例30所述的方法，其中，所述处理器能够操作以：当观察到所述残差数据根据所述距离量值漂移所述参考残差数据预定距离时，安排或计划所述维护动作。

34.根据实施例30所述的光刻设备，包括：在所述残差数据中观察到指示污染的事件的情况下，所述维护动作包括清洁所述衬底支撑件。

35.根据实施例34所述的光刻设备，其中，所述事件包括在所述残差数据中随时间出现尖峰。

36.根据实施例34或35所述的光刻设备，其中，所述处理器还能够操作以：

确定所述污染相对于由所述光刻过程施加的产品布局的部位；和

确定所述污染对产出的影响。

37.根据实施例23-36中任一项所述的光刻设备，能够操作以：测量与由所述衬底支撑件支撑的至少一个监测衬底相关的监测高度变化数据，所述监测衬底没有由所述光刻设备施加至所述监测衬底的产品。

38.根据实施例37所述的光刻设备，能够操作以：在生产过程中重新测量在所述至少一个监测衬底上的监测高度变化数据。

39.根据实施例38所述的光刻设备，其中，所述处理器能够操作以：使用所述重新测量的监测高度变化数据以识别、移除和/或补偿所述残差数据随时间的变化的任何效应，所述效应能够归因于处理效应和/或由所述光刻设备施加的产品的效应。

40.根据实施例38或39所述的光刻设备，其中，所述处理器能够操作以：使用所述重新测量的监测高度变化数据以确定在所述残差数据中的事件是特定于一批次，还是能够归因于所述衬底支撑件或其上的污染。

41.根据实施例23-40中任一项所述的光刻设备。

42.根据实施例23-41中任一项所述的光刻设备，其中，所述处理器能够操作以：矢量化所述残差数据以获得等效矢量图，并使用所述矢量图来确定任意衬底支撑件变化对重叠的影响。

43.根据实施例23-42中任一项所述的光刻设备，包括多个衬底支撑件，所述处理器能够操作以：针对每个衬底支撑件单独地监测对应的残差数据随时间的变化。

44.一种计算机程序产品或其它非暂时性存储装置，其上储存有软件，当运行计算机时，所述软件使得所述计算机执行实施例1-22中任一项所述的方法的步骤。

本发明的宽度和范围不应受任一上述的示例性实施例限制，而应仅由下述的权利要求书及其等同方案来限定。