用于确定性能参数的指纹的方法和设备

摘要

光刻过程是一种将所需图案施加到衬底上(通常在衬底的目标部分上)的工艺。在光刻过程中，需要控制聚焦。公开了一种用于确定与衬底相关的性能参数的指纹的方法，例如在光刻过程期间要使用的聚焦值。确定参考衬底的性能参数的参考指纹。确定参考衬底的参考衬底参数。确定衬底(例如具有产品结构的衬底)的衬底参数。随后，基于参考指纹、参考衬底参数和衬底参数确定性能参数的指纹。然后可以使用指纹来控制光刻过程。

权利要求

1.一种用于确定与衬底相关的性能参数的指纹的方法，所述方法包括：确定与参考衬底相关的性能参数的参考指纹的步骤；

确定与所述参考衬底相关的至少一个参考衬底参数的步骤；

确定与所述衬底相关的至少一个衬底参数的步骤；和

基于所述参考衬底参数、所述衬底参数和所述参考指纹确定所述性能参数的所述指纹的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括基于所述性能参数的所述指纹调整光刻设备的操作的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述性能参数是反映所述衬底或参考衬底相对于光刻设备的焦平面的相对位置的聚焦设定。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，通过测量跨过所述参考衬底的所述聚焦设定来确定所述参考指纹。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述参考衬底参数包括所述参考衬底的参考高度图。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述参考高度图包括由水平传感器获得的高度测量数据。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，确定所述参考衬底参数的步骤还包括获得附加参考数据。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述性能参数的所述指纹的步骤包括执行所述参考指纹、参考衬底参数和所述衬底参数中的每一个的求和。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括调整所述参考指纹、参考衬底参数和所述衬底参数中的至少一个的步骤，以使所述参考指纹、参考衬底参数和所述衬底参数中的每一个的数据点在所述衬底的表面上的参考网格中重叠。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括确定所述衬底或参考衬底的至少一个参数的附加指纹的步骤。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，确定参考指纹的步骤包括基于第一组参考测量数据导出对所述参考指纹的场间贡献。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，确定参考指纹的步骤包括基于第二组参考测量数据导出对所述参考指纹的场内贡献。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述第一组参考测量数据或第二组参考测量数据包括与光刻设备的特性相关的信息。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述信息与所述光刻设备的光学系统的光学特性相关。

15.一种用于制造器件的方法，其中，通过光刻过程在一系列衬底上形成器件特征，其中通过一个或更多个测量过程测量所处理的衬底的属性，并且其中所测量的属性用于根据权利要求1所述的方法确定性能参数的指纹。

16.一种光刻设备，包括用于执行根据权利要求1所述的方法的装置。

17.一种计算机程序产品，包含用于实施根据权利要求1所述的方法的一个或更多个机器可读指令序列。

18.根据权利要求1所述的方法，其中，所述性能参数是与重叠相关的参数。

19.根据权利要求1所述的方法，其中，所述性能参数是与临界尺寸相关的参数。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，通过测量跨过所述参考衬底的临界尺寸来确定所述参考指纹，并且其中所述参考衬底参数包括所述参考衬底的叠层属性图。

说明书

用于确定性能参数的指纹的方法和设备

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求于2016年7月11日提交的欧洲申请16178809.6的优先权，以及于2016年10月21日提交的欧洲申请16195549.7的优先权，这些欧洲申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

[0003] 本发明涉及一种用于确定光刻衬底的性能参数的指纹的方法和设备。更具体地，本发明涉及一种用于确定聚焦参数的指纹的方法和设备。

背景技术

[0004] 光刻过程是一种将所需图案施加到衬底上(通常在衬底的目标部分上)的过程。例如，光刻设备可以用于集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可替代地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成于集成电路的单层上的电路图案。可以将该图案转印到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的一部分、一个或更多个管芯)上。所述图案的转印通常通过光学系统(例如投影透镜)将图案形成装置成像到设置于衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来完成。可以涉及步进和/或扫描运动，以在衬底上的连续目标部分处重复图案。还可以通过将图案压印到衬底上而将图案从图案形成装置转印到衬底。

[0005] 所关注的重要属性是临界尺寸(CD)。重要的是，在整个衬底(例如晶片)上用精确的临界尺寸控制而形成结构。在光刻过程期间，控制临界尺寸的关键参数是衬底相对于光刻设备的焦平面的位置(其也可以称为“聚焦设定”)。特别是，在曝光衬底期间必须仔细地保持对聚焦设定的控制。这可以通过控制投影透镜的聚焦特性，或者通过控制衬底的位置使其在曝光衬底期间保持接近投影透镜的焦平面来实现。

[0006] 通常，通过对一个或更多个聚焦目标执行测量来确定聚焦设定。将聚焦目标定位在图案形成装置(例如掩模版)上，并使用光刻步骤将其图案化到衬底上。通常，图案形成装置还包括与产品(例如IC)的图案相关的结构，所述结构被称为“产品结构”。在图案化之后，产品结构和聚焦目标存在于衬底上。测量聚焦目标(例如在量测或检查设备中)并确定聚焦设定。确定的聚焦设定代表在曝光衬底期间的参考聚焦设定和实际聚焦设定之间的特定偏差。可以使用聚焦设定的知识来校正光刻设备的聚焦，以便提高光刻过程的性能。可以通过调整光刻设备的投影透镜内的光学元件或者通过相对于光刻设备的投影透镜的焦平面调整衬底的位置和/或方向来实现该校正。

[0007] 确定的聚焦设定代表在曝光衬底期间的期望聚焦设定和实际聚焦设定之间的特定偏差。可以使用聚焦设定的知识来校正光刻设备的聚焦，以便提高光刻过程的性能。可以通过调整光刻设备的投影透镜内的光学元件或者通过相对于光刻设备的投影透镜的焦平面调整衬底的位置和/或方向来实现该校正。

[0008] 然而，聚焦目标占用了衬底上的空间。这直接减少了可以放置在衬底上的产品结构的数量，这是不希望的。另外，聚焦目标的定位和特征可能导致对附近产品结构的干扰，从而潜在地劣化了这些产品结构的品质。

[0009] 此外，为了确定聚焦设定，除了测量本身之外还必须执行测试和校准程序。此外，必须使用量测或检查设备进行这种测量。因此，测量中的衬底在测量过程期间被延迟，这成比例地增加了生产时间并因此降低了光刻设备的生产率。

[0010] 已知的方法测量衬底的总聚焦设定，其包括所有聚焦误差源。因此，在使用上述方法和设备时，可能难以识别任何缺陷或聚焦误差源的根本原因。该已知方法不区分不同的聚焦误差源(例如由光刻设备引起的误差或由光刻过程引起的误差)。因此，识别和校正聚焦误差及其来源可能花费大量时间。

[0011] 通常，使用的聚焦目标被放置在产品掩模版(包括产品结构的掩模版)上，并且包括具有小于产品结构的间距的间距的衍射结构。在对这些聚焦目标进行图案化(在抗蚀剂中曝光)之后，可以从基于衍射的测量确定聚焦设定。基本上，从观察到的衍射图案重建聚焦设定。这种测量聚焦设定的方法通常被称为“基于衍射的聚焦”(DBF)测量。其聚焦目标被称为基于衍射的聚焦目标(例如“DBF目标”)。

[0012] 在同一光刻过程中，聚焦目标和产品结构被图案化的事实是必需的。聚焦目标在与产品结构完全相同的条件下(相同的剂量设置、照射模式、透镜设定、平台特征等)被曝光。因此，测量的聚焦设定代表光刻设备在生产期间的聚焦行为，例如，确定的聚焦设定与聚焦目标和产品结构均相关。

[0013] 当抗蚀剂的厚度选择得非常薄时，发现所描述的用于测量聚焦设定的基于衍射的方法不太成功。这例如是以下情形，在采用极紫外(EUV)光刻过程的情况中，其中抗蚀剂必须非常薄以防止整个抗蚀剂叠层中过强的吸收梯度。在薄的抗蚀剂叠层的情况下，例如，比50-100nm更薄，基于衍射的方法将受到限制，因为用于执行基于衍射的量测的辐射越来越多地被从抗蚀剂图案下面的结构反射。此外，DBF目标所需的节距与产品结构节距成比例。
对于掩模版上DBF目标的可制造性，如DBF目标所要求的EUV过程的亚分辨率节距将变得越来越具有挑战性。

[0014] 本发明提出了一种解决方案，用于在采用薄抗蚀剂和/或高分辨率光刻过程(例如EUV或低k1-DUV过程)时测量代表生产期间光刻过程的聚焦设定。

发明内容

[0015] 提议将聚焦目标上的执行的测量限制到在参考衬底上。除了聚焦测量之外，还执行与参考衬底的属性相关的测量，例如参考衬底的高度图。使用参考聚焦测量和测量的高度图允许确定已经确定了高度图的任何产品衬底的聚焦指纹。然后，不再需要直接聚焦测量来确定与产品衬底相关的聚焦设定，从而避免使用占用空间的聚焦目标。除了聚焦设定之外，还可以以类似的方式确定与产品衬底相关的其他参数(称为性能参数)。

[0016] 在第一方面，本发明提供了一种用于确定与衬底相关的性能参数的指纹的方法，所述方法包括：

[0017] 确定与参考衬底相关的性能参数的参考指纹；

[0018] 确定与所述参考衬底相关的至少一个参考衬底参数；

[0019] 确定与所述衬底相关的至少一个衬底参数；和

[0020] 基于所述参考衬底参数、所述衬底参数和所述参考指纹确定所述性能参数的所述指纹。

[0021] 在第二方面，本发明提供一种用于制造器件的方法，其中通过光刻过程在一系列衬底上形成器件特征，其中通过一个或更多个测量过程测量所处理的衬底的属性，并且其中所测量的属性用于根据上述方法确定性能参数的指纹。

[0022] 本发明还提供了一种光刻设备，包括用于执行如上所提供的用于确定性能参数的指纹的方法的装置。

[0023] 本发明还提供了一种计算机程序产品，包含一个或更多个机器可读指令序列，用于实施上面提供的方法。

[0024] 进一步提出聚焦设定确定阶段在光刻过程的体量(volume)制造阶段之前，聚焦设定确定阶段中包括聚焦目标的生产掩模版用于图案化一个或更多个衬底。通常，衬底属于包括预先发送的衬底的一个或更多个预先发送的批次。在与产品衬底(在体量制造阶段期间图案化的衬底)相同的条件(光刻设备的设定)下曝光衬底。聚焦目标基于具有足够大的节距的特征，以保证良好的可制造性和量测工具的准确读数。为了增强聚焦目标对聚焦设定的响应，在对衬底进行图案化的同时在光刻设备的投影透镜内引入一定量的像散。随后在量测工具上测量图案化的衬底，并且基于测量确定聚焦设定。确定的聚焦设定用于在光刻过程的体量制造阶段期间优化光刻设备的聚焦设定。以这种方式，不必使用与薄抗蚀剂和/或高分辨率光刻过程不兼容的聚焦目标。

[0025] 在另一方面，本发明提供一种利用光刻设备图案化多个衬底的方法，该方法包括：基于对衬底上的结构的测量来确定聚焦设定，其中所述衬底已经由所述光刻设备在与结构的测量对所述聚焦设定的变化的增强的灵敏度相关的像差设定下被曝光；基于确定的聚焦设定，在校正的聚焦设定下利用光刻设备对所述多个衬底进行图案化。

[0026] 本发明还提供一种光刻设备，包括用于执行图案化多个衬底的方法的装置。

[0027] 本发明还提供了一种计算机程序产品，其包含一个或更多个机器可读指令序列，用于实施图案化多个衬底的方法。

[0028] 本发明的另外的方面、特征和优点以及本发明的各实施例的结构和操作被参考附图在下文更详细地描述。注意到，本发明不限于此处描述的特定实施例。这样的实施例被在此处提供，仅用于说明性的目的。基于此处包含的教导，相关领域的技术人员将明白另外的实施例。

附图说明

[0029] 现在将参考所附的示意性附图、仅以示例的方式来描述本发明的实施例，在附图中对应的附图标记表示对应部件，且在所述附图中：

[0030] 图1描绘了形成用于半导体器件的生产设施的光刻设备以及其他设备；

[0031] 图2示出了在图1的双台设备中曝光衬底的步骤；

[0032] 图3描绘了根据本发明第一实施例的方法；

[0033] 图4示出了用于执行图3的方法的系统；

[0034] 图5是用于确定多个测量点的公共网格布局的方法的示意图；和

[0035] 图6示出了已知方法和图3的方法之间的示例性比较。

[0036] 图7描绘了描述聚焦设定优化方法的实施例的功能概述。

具体实施方式

[0037] 在详细地描述本发明的实施例之前，提供一个可以实施本发明的实施例的示例性环境是具有指导意义的。

[0038] 图1中的200示出了一种光刻设备LA，其作为实施大容量光刻制造过程的工业设施的一部分。在本示例中，所述制造过程适用于在诸如半导体晶片的衬底上制造半导体产品(集成电路)。所述技术人员将理解，可以通过在该过程的变型中处理不同类型的衬底来制造多种产品。半导体产品的生产仅作为在今天具有重大的商业意义的一个例子。

[0039] 在光刻设备(或简称“光刻工具”200)内，测量站MEA在202处示出，曝光站EXP在204处示出。控制单元LACU在206处示出。在该示例中，每个衬底访问测量站和曝光站以被施加图案。在光学光刻设备中，例如，投影系统用于使用调节后的辐射和投影系统将产品图案从图案形成装置MA转印到衬底上。这是通过在辐射敏感抗蚀剂材料的层中形成图案的图像来完成的。

[0040] 此处使用的术语“投影系统”应该被广义地理解为包括适合于所使用的曝光辐射或者其他因素(诸如使用浸没液体或使用真空)的任何类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统，或它们的任何组合。图案形成装置MA可以是掩模或掩模版，其将图案赋予由图案形成装置透射或反射的辐射束。众所周知的操作模式包括步进模式和扫描模式。众所周知，投影系统可以以各种方式与用于衬底和图案形成装置的支撑件和定位系统协作，以将所需图案施加到衬底上的许多目标部分。可以使用可编程图案形成装置代替具有固定图案的掩模版。例如，辐射可以包括深紫外(DUV)或极紫外(EUV)波段中的电磁辐射。本公开还适用于其他类型的光刻过程，例如压印光刻术和例如通过电子束的直写光刻术。

[0041] 光刻设备控制单元LACU控制各种致动器和传感器的所有移动和测量，以接收衬底W和掩模版MA并实现图案化操作。LACU还包括信号处理和数据处理能力，以实现与所述设备的操作相关的所需计算。在实践中，控制单元LACU将被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。

[0042] 在将图案施加到曝光站EXP处的衬底之前，在测量站MEA处处理衬底，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来映射衬底的表面高度，和使用对准传感器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网格图案。然而，由于产生标记的不准确性以及由于在整其个处理过程中发生的衬底变形，所述标记偏离理想网格。因此，除了测量所述衬底的位置和方向之外，如果设备要以非常高的准确度在正确的部位处印制产品特征，则实际上所述对准传感器必须详细测量跨越整个衬底区域上的许多标记的位置。该设备可以是所谓的双台型，其具有两个衬底台，每个衬底台具有由控制单元LACU控制的定位系统。在曝光站EXP处正曝光一个衬底台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台上以使得进行各种预备步骤。因此，对准标记的测量非常耗时，设置两个衬底台能够显著地提高设备的生产率。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台的位置，则可以设置第二位置传感器以能够在两个站处实现衬底台的位置能够被追踪。光刻设备LA可例如是所谓的双台型，其具有两个衬底台WTa和WTb以及两个站-(即曝光站和测量站)，且在所述两个站之间衬底台可被交换。

[0043] 在生产设施内，设备200形成“光刻单元”或“光刻簇”的一部分，其还包含涂覆设备208，用于将光敏抗蚀剂和其它涂层施加到衬底W上，以用于由设备200进行图案化过程。在设备200的输出侧处，设置焙烤设备210和显影设备212，用于将曝光的图案显影成实体抗蚀剂图案。在所有这些设备之间，衬底处理系统负责支撑所述衬底并将它们从一件设备转移到下一件设备。这些设备通常统称为轨道，并由轨道控制单元控制，轨道控制单元本身由管理控制系统SCS控制，该管理控制系统SCS也通过光刻设备控制单元LACU控制光刻设备。因此，可以操作不同的设备以最大化生产率和处理效率。管理控制系统SCS接收选配方案信息R，选配方案信息R非常详细地提供了待执行以创建每个已形成图案的衬底的步骤的定义。

[0044] 一旦已经在光刻单元中施加并显影图案，就将图案化的衬底220转移到其他处理设备，例如在标记222，224，226处所示。由典型的制造设施中的各种设备实施各种处理步骤。为了举例，该实施例中的设备222是蚀刻站，并且设备224执行蚀刻后退火步骤。进一步的物理和/或化学处理步骤在另外的设备226等中被施加。制造真实的器件可需要许多类型的操作，例如材料的沉积、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。实际上，设备226可代表在一个或更多个设备中执行的一系列不同的处理步骤。

[0045] 众所周知，半导体器件的制造涉及这种处理的多次重复，以在衬底上逐层地构建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可以是新制备的衬底，或者它们可以是先前已完全在该簇中或在另一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可以被返回以用于在同一光刻簇中的后续图案化操作，它们可以在不同的簇中进行图案化操作，或者它们可以是待被送去用于切割和封装的成品。

[0046] 产品结构的每一层需要不同的一组处理步骤，并且在每一层处所使用的设备226的类型可以完全不同。此外，即使在由设备226将要施加的处理步骤名义上是相同的情况下，在大型设施中，也可能存在若干假设相同的机器并行工作以在不同衬底上执行步骤226。这些机器之间的设置或故障的小差异可能意味着它们以不同的方式影响不同的衬底。
甚至对于每层相对共用的步骤，例如蚀刻(设备222)，也可以通过几个名义上相同但并行工作以最大化生产率的蚀刻设备来实现。此外，在实践中，根据待蚀刻材料的细节，不同的层需要不同的蚀刻工艺，例如化学蚀刻、等离子蚀刻，以及特殊要求，例如各向异性蚀刻。

[0047] 如刚才所述，可以在其他光刻设备中执行先前和/或后续处理，并且甚至可以在不同类型的光刻设备中执行先前和/或后续处理。例如，比其他要求较低的层相比，器件制造过程中对诸如分辨率和重叠的参数要求非常高的一些层可以在更先进的光刻工具中被执行。因此，一些层可以在浸没型光刻工具中曝光，而其他层则在“干型”工具中曝光。一些层可以在工作在DUV波长的工具中曝光，而其他层则使用EUV波长辐射曝光。

[0048] 为了正确且一致地曝光由光刻设备所曝光的衬底，需要检查曝光后的衬底、以测量诸如后续层之间的重叠误差、线厚度、临界尺寸(CD)等属性。由此，其中定位光刻元LC的制造设施也包括量测系统MET，量测系统MET接收已在光刻单元中被处理的衬底W中的一些或全部。将量测结果直接或间接地提供至管理控制系统SCS。如果检测到误差，则可对后续衬底的曝光进行调整，尤其在量测可以足够迅速地且快速地进行使得同一批次的其他衬底仍处于待曝光的情况下。此外，已经曝光的衬底可被剥离及返工-以改善良率-或被废弃，由此避免对已知有缺陷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，可仅对良好的那些目标部分执行进一步曝光。

[0049] 图1中还示出了量测设备240，其被提供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设备的常见示例是散射计，例如角度分辨散射计或光谱散射计，并且其可以被应用于在设备222中蚀刻之前在设备220处测量已显影的衬底的属性。使用量测设备240，例如，可以确定诸如聚焦、重叠或临界尺寸(CD)的重要性能参数不满足在已显影的抗蚀剂中的规定的准确度要求。在蚀刻步骤之前，存在剥离已显影的抗蚀剂并通过光刻簇重新处理衬底220的机会。众所周知，来自设备240的量测结果242可用于通过随时间进行小的调整的管理控制系统SCS和/或控制单元LACU206来维持光刻簇中的图案化操作的准确性能，由此最小化产品被制造出超出规格、需要返工的风险。可以应用量测设备240和/或其他量测设备(未示出)来测量经过处理的衬底232，234和进入的衬底230的属性。

[0050] 图2示出了图1的双台设备中曝光衬底W上的目标部分(例如，管芯)的步骤。

[0051] 测量站MEA处所执行的步骤是在虚线框内的左手侧，而右手侧示出曝光站EXP处所执行的步骤。经常，衬底台WTa、WTb中的一个将在曝光站处，而另一个是在测量站处，如上文所描述。出于此描述的目的，假定衬底W已经被加载至曝光站中。在步骤200处，通过图中未示出的机构将新衬底W’加载至所述设备。并行地处理这两个衬底，以便增加光刻设备的生产率。

[0052] 最初参考新加载的衬底W’，此衬底可以是先前未被处理的衬底，是用新光致抗蚀剂制备以供在所述设备中的第一次曝光使用。然而，一般地，所描述的光刻过程将仅仅是一系列曝光和处理步骤中的一个步骤，使得衬底W’已经通过此设备和/或其它光刻设备几次，且也可以经历后续过程。特别针对改善重叠性能的问题，任务将是确保新图案被精确地施加于已经经受图案化和处理的一个或更多个循环的衬底上的正确位置中。这些处理步骤逐渐在衬底中引入变形，这些变形必须被测量和校正，以实现令人满意的重叠性能。

[0053] 如刚刚所述，可以在其他光刻设备中执行先前和/或后续图案化步骤，并且甚至可以在不同类型的光刻设备中执行先前和/或后续处理。例如，器件制造过程中对诸如分辨率和重叠的参数要求非常高的一些层可以与其他要求较低的层相比，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，而其他层则在“干型”工具中曝光。一些层可以在工作在DUV波长的工具中曝光，而其他层则使用EUV波长辐射曝光。

[0054] 在202处，将使用衬底标记P1等等和图像传感器(未示出)的对准测量用以测量和记录衬底相对于衬底台WTa/WTb的对准。另外，将使用对准传感器AS来测量跨过衬底W’的几个对准标记。这些测量在一实施例中用以建立“晶片栅格”，其极准确地映射跨过衬底的标记的分布，包括相对于名义矩形栅格的任何变形。

[0055] 在步骤204处，还使用水平传感器LS来测量相对于X-Y位置的晶片高度(Z)图。传统上，高度图仅用以实现曝光后的图案的精确聚焦。如下面将进一步解释的，本发明的设备还使用高度图数据来补充对准测量。

[0056] 当加载衬底W’时，接收选配方案数据206，其定义待执行的曝光，且还定义晶片、先前产生的图案和待产生于晶片上的图案的属性。将在202、204处进行的晶片位置、晶片栅格和高度图的测量值添加至这些选配方案数据，使得可以将完整的一组选配方案和测量数据208传递至曝光站EXP。对准数据的测量值例如包括以与产品图案(所述产品图案是光刻过程的产品)成固定或名义上固定的关系而形成的对准目标的X位置和Y位置。就在曝光之前获得的这些对准数据被组合和内插以提供对准模型的参数。这些参数和对准模型将在曝光操作期间使用，以校正当前光刻步骤中所施加的图案的位置。传统的对准模型可能包括四个、五个或六个参数，所述参数一起以不同的维度界定“理想”栅格的平移、旋转及缩放。如US 2013230797A1中进一步所描述的，使用较多参数的先进模型是已知的。

[0057] 在210处，调换晶片W’与W，使得测量的衬底W’替代衬底W而进入曝光站EXP。在图1的示例设备中，通过交换设备内的支撑件WTa和WTb来执行这一调换，使得衬底W、W’保持准确地被夹持且定位于那些支撑件上，以保持衬底台与衬底自身之间的相对对准。因此，一旦已调换所述台，为了利用用于衬底W(以前为W’)的测量信息202和204、以控制曝光步骤，就必需确定投影系统PS与衬底台WTb(以前为WTa)之间的相对位置。在步骤212处，使用掩模对准标记M1、M2来执行掩模版对准。在步骤214、216、218中，将扫描运动和辐射脉冲施加于跨过衬底W的连续的目标部位处，以便完成许多图案的曝光。

[0058] 通过在执行曝光步骤中使用测量站处所获得的对准数据和高度图，使这些图案相对于所希望的部位准确地对准，且具体地说，相对于先前放置于同一衬底上的特征准确地对准。在步骤220处，从设备被卸除、现在被标注为W”的经曝光的衬底根据经曝光的图案使其经历蚀刻或其它过程。

[0059] 如上所述，以已知方式执行聚焦测量需要在衬底上提供特定的目标结构。这种目标结构的存在减少了可用于产品结构的衬底上的表面积。这减少了可以在衬底上提供的产品结构的数量，直接降低了产品良率并增加了产品成本。另外，确定聚焦误差的根本原因可能是困难的，因为已知方法导致对衬底的总聚焦测量。例如，确定聚焦误差是由于与过程相关的影响还是由于与光刻设备相关的影响是非常重要的。

[0060] 因此，希望省去在产品衬底上使用聚焦目标结构。然而，这消除了执行上述聚焦测量的能力，并且反过来阻止了将被光刻设备使用以便校正系统中的任何聚焦误差的聚焦设定的确定。换句话说，移除聚焦目标结构可能显着降低光刻设备的准确度。

[0061] 此外，期望提供一种确定在光刻设备中曝光的衬底上的位置的聚焦设定的方法，其中可以分离各个聚焦误差源。换句话说，期望确定可能改变所需聚焦设定从而潜在地导致对于衬底上的任何给定位置的聚焦误差的各个因素或属性。

[0062] 发明人已经认识到，可以确定光刻设备的聚焦设定，而不需要对产品衬底上的上述聚焦目标结构进行测量。代替在产品衬底上使用这样的目标结构，其降低了产品的良率，可以从在一个或更多个参考衬底上执行的聚焦测量和一组或更多组聚焦相关的测量数据导出聚焦设定。

[0063] 发明人还已经认识到，通过使用多个测量数据，可以确定和分离出聚焦误差的根本原因。这反过来可能导致后续衬底的设计过程的改进。

[0064] 现在将参考图3简要概述用于确定与衬底相关的性能参数的指纹的示例性方法。下面紧接着的是参考图3和图4的更详细的讨论。

[0065] 在第一步骤301中，确定与参考衬底相关的性能参数的参考指纹402。通过将多个测量目标结构从图案形成装置图案化到参考衬底上，并随后测量目标结构的一个或更多个属性来确定性能参数的指纹。在一个示例中，目标结构被设计为允许测量聚焦设定。可以以任何合适的方式测量聚焦设定，例如，通过使用光刻设备或通过使用专用的测量设备。应当理解，尽管在下文中关于聚焦设定进行了描述，但是可以使用示例性方法同样很好地确定其他性能参数。测量目标结构可以被设计为允许测量性能参数，例如(不限于)：对准、重叠、剂量或临界尺寸(CD)。

[0066] 在第二步骤302中，确定与参考衬底相关的参考衬底参数404。当性能参数是聚焦设定时，参考衬底参数可以例如是参考衬底的高度图(其可以例如由光刻设备的水平传感器测量)。其他参考衬底参数可能相关于与例如重叠或CD性能相关的性能参数，包括但不限于：对准指纹(通过测量跨过参考衬底上的对准标记位置)或与参考衬底相关的叠层特性。叠层特性可以例如与抗蚀剂厚度测量或跨过参考衬底执行的反射率测量有关。

[0067] 在第三步骤303中，确定与衬底(通常设置有一个或更多个产品结构)相关的衬底参数420。在一个实例中，衬底参数以与参考衬底参数基本相同的方式被确定，但是通过测量衬底(例如包含产品特征的产品衬底)而不是参考衬底来确定。

[0068] 在第四步骤304中，基于参考指纹402、参考衬底参数404和衬底参数420确定性能参数的指纹424。对参考衬底而确定的参考性能参数和参考衬底参数的指纹的知识允许确定衬底的性能参数的指纹，只要还已经确定了衬底参数即可。这消除了直接确定衬底上的性能参数的指纹的需要。在性能参数是聚焦设定的示例中，上述方法使得能够确定聚焦设定而不需要在衬底上直接执行聚焦测量，从而避免了对衬底表面上的聚焦目标结构的需要。

[0069] 应当理解，虽然关于聚焦设定进行了描述，但是原则上，上述方法可以用于确定衬底的多个不同性能参数。因此，聚焦设定的确定应该仅被视为示例性的，而不应被解释为限制性的。

[0070] 现在将参考图3和4详细讨论上述方法。如所描述的，在第一步骤301中，确定与参考衬底相关的性能参数的参考指纹402。在示例中，性能参数是与聚焦相关的参数。在特定示例中，参考指纹是聚焦设定，其反映参考衬底相对于光刻设备的焦平面的相对位置。如上所述，应该注意，这仅用于示例性目的。本领域技术人员可以容易地设想其中针对其他性能参数(例如，对准、临界尺寸或重叠误差)确定参考指纹的示例。

[0071] 在一些示例中，基于一个或更多个特定的贡献确定参考指纹。通常，贡献可以分为两种类型：场内贡献和场间贡献。如上所述，在曝光期间，图案形成装置被成像到衬底的表面上。衬底表面上的每个曝光图案称为场。场内贡献是指在每个场中重复的贡献，即对于每个单独的曝光而言重复的贡献。场间贡献是指分布在衬底的一部分或全部上的贡献，即它们不对每个场重复。

[0072] 在示例中，基于第一组参考测量数据导出对参考指纹的场间贡献406。可以以任何合适的方式获得第一组测量数据。如所描述的，场间贡献描述了对参考指纹的衬底范围(substrate-wide)的贡献。换句话说，场间贡献描述了在衬底的整个表面上变化的效应或贡献，包括(但不限于)：衬底和/或衬底放置在其上的衬底台的变形；或者基底衬底表面的缺陷。在一个示例中，第一组测量数据包括高度数据，其描述由于参考衬底的表面中的缺陷引起的高度变化。

[0073] 附加地或替代地，可以基于其他贡献来确定参考指纹。在一个这样的示例中，基于第二组参考测量数据导出对参考指纹的场内贡献408。如所描述的，场内贡献描述了在每个场中重复的对参考指纹的贡献，包括(但不限于)：图案形成装置(掩模版)的变形(例如弯曲)；或投影透镜的变形。

[0074] 在一些示例中，可以基于多组参考测量数据来确定参考指纹。在示例中，可以通过在特定时间段内对多个参考衬底执行测量来获得多个组。这使得能够导出并考虑对参考指纹的时间依赖的或时间演变的贡献410。应当理解，多组参考测量数据可以用于导出场间和场内贡献中的一个或两个。例如，在一个示例中，多组参考测量数据用于导出场间贡献。在另一示例中，多组测量数据用于导出场间贡献和场内贡献。

[0075] 通过在一段时间内执行参考测量，还可以确定参考衬底的聚焦稳定性。然后，可以使用这种稳定性信息来模拟和/或预测后续批次的衬底的聚焦稳定性。

[0076] 在一些示例中，参考测量数据包括与光刻设备的特性相关的信息。由于参考衬底通常不包括任何产品结构，因此参考测量数据将主要反映光刻设备的各种部件的属性。在一个示例中，该信息与光刻设备的光学系统的光学特性相关。在特定示例中，该信息表示光刻设备的光学系统(例如曝光系统)的一个或更多个光学元件(例如，透镜)中的像差。在另一示例中，该信息与光刻设备的定位系统的特性相关。在一个这样的示例中，该信息表示光刻设备的一个或更多个可移动元件或台(例如，衬底台)的定位误差。

[0077] 应当理解，可以使用任何合适的测量系统或方法论以任何合适的方式获得参考测量数据。例如，当参考测量数据的信息表示光刻设备的光学系统的光学属性时，可以通过测量或计算获得信息。在特定示例中，参考衬底在其表面上已经设置有一个或更多个用于执行聚焦测量的聚焦目标。在其他示例中，可以使用其他类型的目标或目标结构来执行测量。测量结果被随后使用以确定光刻设备的光学系统的一个或更多个透镜中的像差。在其他示例中，参考衬底包括用于位置或对准测量的目标或特征(例如，用于测量图案形成装置的对准的目标结构)，其结果可以在一些示例中用于获得表示光刻设备的一个或更多个可移动元件中的位置偏差或误差的信息。

[0078] 在第二步骤302中，确定与参考衬底相关的参考衬底参数404。可以以任何合适的方式确定参考衬底参数。在一些示例中，参考衬底参数包括参考衬底的高度图(或其他高度相关的信息)。在特定示例中，高度图包括由水平传感器获得的高度测量数据。可以在任何方便的时间获得高度测量数据。例如，高度测量数据可以在光刻过程之前被获得，或者可以作为光刻过程的一部分被获得。可替代地，高度测量数据可包括在光刻过程之前获得的数据和在光刻过程期间获得的数据。

[0079] 通常，当性能参数为(相关于)聚焦设定时，参考衬底参数被选择为高度图。当性能参数为(相关于)重叠性能时，包括与参考衬底相关的对准测量数据是更有用的(因为重叠和对准数据都涉及限定在衬底的平面内的特征的位置)。因此，有利的是使用对准测量数据作为参考衬底参数。当性能参数是临界尺寸时，可以使用与参考衬底相关的叠层特性数据作为参考衬底参数。

[0080] 在一些示例中，确定参考衬底参数的步骤还包括获得附加参考数据405。附加参考数据可以通过执行附加测量而被获得，并且可以例如被执行以增加高度图的准确度。例如，附加参考数据可以包括代表参考衬底的高度图中的误差的校正信息，例如，衬底台定位误差。在另一示例中，参考衬底参数的附加参考数据包括表示衬底(而不是参考衬底)的高度图中的误差的校正数据信息。提高高度图的准确度直接改善了对光刻设备良率的控制。例如，增加高度图的准确度允许改进校正位置误差(包括高度误差)的能力，这减小了衬底的高度轮廓的变化。如果不控制高度轮廓的变化，则增加了一些产品结构未正确曝光并因此品质不足好的风险，这反过来又会对良率产生负面影响并增加每个产品结构的价格。

[0081] 可以以任何合适的方式获得附加参考数据。在一些示例中，通过在光刻过程期间的适当时间执行的气压计测量来获得附加参考数据。可替代地，在其他示例中，通过录入光刻设备的一个或更多个可移动部件的定位误差(例如，衬底或掩模版台定位误差)来获得附加参考数据，在参考衬底参数与对准测量数据相关时，光刻设备的一个或更多个可移动部件的定位误差是特别相关的。

[0082] 第一步骤和第二步骤共同地能够使得导出表示光刻设备的属性的设备指纹412(其也可以称为“扫描器指纹”)。可以以任何合适的方式导出设备指纹。在示例中，通过从参考指纹402中减去参考衬底参数404和附加参考数据405来导出设备指纹：

[0083] 设备指纹＝参考指纹-(衬底参数+附加参考数据)

[0084] 应当理解，上述设备指纹的贡献因素仅是示例性的，不应以任何限制方式进行解释。本领域技术人员可以容易地想到其中使用设备指纹的附加或替代贡献因素的其他示例。

[0085] 在第三步骤303中，确定与衬底(通常设置有一个或更多个产品结构)相关的衬底参数420。在一些实例中，衬底参数以与参考衬底参数类似的方式但是针对于衬底而不是参考衬底来确定。因此，应当理解，参考参考衬底参数描述的各种示例和方法步骤也可以应用于衬底参数。通常，用于获得衬底参数的方法与用于获得参考衬底参数的方法基本相同。

[0086] 在一些示例中，衬底参数包括衬底的高度图。高度图可以包括衬底表面的一部分或整个表面的高度数据。在示例中，高度图包括在至少第一图案化步骤之后获得的高度数据。在另一示例中，高度图包括在至少第一处理步骤之后获得的高度数据。

[0087] 在另外的其他示例中，高度图包括多组高度数据，每组高度数据是在多个图案化和/或进一步处理步骤之一之后获得的。应该认识到，原则上，可以在光刻过程期间的任何合适的时间获得任何合适数量的高度数据组。此外，原则上可以利用来自之前的衬底或批量衬底的高度数据。

[0088] 在一些示例中，确定衬底参数的步骤还包括获得附加衬底数据425，类似于上述参考衬底参数404。衬底参数和附加衬底数据可以统称为处理指纹422。可以以任何合适的方式确定处理指纹。在一个示例中，处理指纹422等于衬底参数420和任何附加衬底数据425的总和：

[0089] 处理指纹＝衬底参数+附加衬底数据

[0090] 在一些示例中，附加衬底数据附加地或可替代地包括表示一个或更多个与过程相关的效应的信息。例如，随着层数的增加和使用数量越来越多的不同材料，产品结构正变得越来越复杂。每种材料可具有独特的光学性属性。某些材料在某些波长下可能是不透明的，在另一些波长下可能是透明的。因此，有必要补偿由这种与材料相关的效应引起的任何测量误差。在一些示例中，假设过程相关效应是恒定的(即，过程依赖性随时间是稳定的)。在这样的例子中，与过程相关效应有关的贡献是恒定的。然而，在其他示例中，可以确定过程相关效应随时间或根据过程参数而变化。

[0091] 在第四步骤304中，基于参考指纹402、参考衬底参数404和衬底参数420确定性能参数的指纹424。

[0092] 可以以任何合适的方式确定性能参数的指纹。在一些示例中，性能参数的指纹通过简单求和来获得，即：

[0093] 性能参数＝过程指纹+设备指纹

[0094] 应当理解，这仅仅是示例性的而非限制性的。本领域技术人员可以想到许多具体的确定方法。例如，可以通过使用上述求和来获得性能参数的指纹，其中添加了一个或更多个其他参数(例如，下面描述的附加参数)。

[0095] 应当理解，用于确定上面描述的性能参数的指纹的特性和参数仅是示例性的。原则上，同样可以通过使用替代或附加参数和特性来确定性能参数的指纹。

[0096] 在一些示例中，除了上述特性和参数之外，还有一个或更多个附加特性用于确定性能参数的指纹。例如，这可以包括表现出随时间变化的特性，或者它可以包括否则依赖于衬底图或单个场图的特性。附加特性可用于导出衬底的附加指纹426。附加指纹也可以称为“时间指纹”。

[0097] 在一个示例中，附加指纹426包括光刻设备的一个或更多个可移动部件的移动信息428。例如，移动信息可以与测量阶段期间的水平传感器的移动相关。在特定示例中，当在参考衬底上执行测量时水平传感器的移动模式与当在产品衬底上执行测量时水平传感器的移动模式之间的差异相关的移动信息。在另一个示例中，移动信息与曝光步骤期间图案形成装置的移动相关。例如，移动信息可以具体地与曝光步骤期间的移动误差相关，例如，编程的运动与实际运动之间的差异。

[0098] 应注意，水平传感器和/或图案形成装置的上述运动是相对于处于测量中的衬底的。这样，可以认识到，水平传感器或图案形成装置在衬底被移动时同样可以是静止的。或者，可以在测量期间移动水平传感器或图案形成装置和衬底两者。

[0099] 在其他示例中，附加指纹包括光刻设备的光学系统的一个或更多个时间特性430。在一个这样的示例中，时间特性与光刻设备的光学系统的一个或更多个光学部件的光学属性中的依赖于温度的变化相关。众所周知，光学部件，特别是光学透镜，的光学属性可能依赖于部件的温度(这种效应有时可称为“透镜加热”)。

[0100] 在另外的其他示例中，附加指纹包括光刻设备的部件的一个或更多个物理特性432。在一个这样的示例中，附加指纹包括图案形成装置的特性，例如，图案形成装置中的变化或图案形成装置的变形。如上所述，在光刻过程期间，图案形成装置上的图案被转印到衬底。因此，图案形成装置的任何缺陷或变形都会影响转印到衬底上的图案的品质。例如，图案形成装置的变形将影响光刻设备的聚焦设定。因此，如果可以确定这种变化，则可以相应地修改聚焦设定，从而提高光刻设备的准确度。

[0101] 将认识到，除了上述特性和参数之外，还可以使用在先前测量434期间获得的统计数据和/或数据。例如，这些数据可能已经从先前的衬底或批次的衬底获得。以这种方式，可以识别和校正批次衬底之间的变化。

[0102] 应当理解，上述所有数据组(例如但不限于参考指纹、参考衬底参数、衬底参数以及附加指纹)由以合适的方式排列的多个离散数据点组成。在一些示例中，数据点被布置成规则网格布局。在其他示例中，数据点被布置以覆盖衬底表面的特定部分，例如关键产品结构或部件。

[0103] 在上文中，纯粹为了示例性目的，假设每组数据的数据点已经布置成相同的网格布局。实际上，情况可能并非总是如此，因此有必要修改数据组以使得能够确定性能参数的指纹。图5中示出了这种过程的示例，其也将被称为“重新网格化”。应当理解，图中所示的网格布局纯粹是出于示例性目的。

[0104] 图5示出了使用三组数据(例如测量或计算结果)的情况。第一组数据502被布置成第一网格布局504。类似地，第二组数据506被布置成第二网格布局508，第三组数据510被布置成第三网格布局512。可以看出，三个网格布局中的每一个都与其他两个网格布局不同。

[0105] 图5还示出了第四网格布局514。为了与第一、第二和第三网格布局进行比较，第四网格布局的数据点516被显示为覆盖在这些网格布局上的虚线。可以看出，为了遵从第四网格布局，有必要为第一、第二和第三组数据中的每一个至少部分地导出新数据点。该导出可以以任何合适的方式执行。在一些示例中，可以通过线性插值来执行所述导出。应该认识到，原则上可以使用任何合适的插值方法。

[0106] 第四种网格布局的属性，例如，衬底表面上的数据点之间的水平和竖直距离，可以以合适的方式被确定。在图5所示的示例中，第四网格布局具有等于第二网格布局的水平间距和等于第一网格布局的竖直间距。然而，应当理解，这纯粹是出于示例性目的，并且所述技术人员可以设想其他网格布局。在一个示例中，第一、第二和第三网格布局的数据点被重新网格化以使网格布局与数据点的最低密度匹配。

[0107] 回到图4，可以在图4所示的测量过程期间的任何合适的时间执行重新网格化步骤。然而，通常，恰恰在确定性能参数的指纹之前执行重新网格化步骤436。

[0108] 图6示出了实际聚焦设定测量结果之间的相关性，因为与专用聚焦目标(沿着X轴602)和已经使用上述方法(沿着Y轴604)导出的计算的聚焦设定有关。线606显示测量结果和计算结果之间的高度相关性。从图6中可以看出，上述方法可用于确定衬底上的聚焦设定，而无需对聚焦目标结构执行专用测量。

[0109] 到目前为止所描述的实施例意图省去在产品掩模版上使用聚焦目标；例如包括产品结构的掩模版。使用包括聚焦目标的参考掩模版，一旦印制在参考衬底上，使用量测工具基于由测量光束和印制的聚焦目标的相互作用产生的衍射图案的分析测量聚焦目标。这通常被认为是确定与光刻设备或光刻过程相关的聚焦设定或聚焦指纹的最佳方法。

[0110] 如上所述，以已知方式执行聚焦测量需要聚焦目标与基于散射测量和/或衍射图案测量的量测工具兼容。对于薄抗蚀剂和/或高分辨率工艺(基于EUV的工艺)，基于衍射/散射仪的聚焦目标的架构变得不切实际。在专利申请，申请号PCT/EP2016/062259(在撰写本文时尚未公布)中提出了一种解决方案，其中基于衍射的聚焦目标被替换成由两个特征组成的聚焦目标，每个特征具有不同的方向。这种聚焦目标的示例是由水平定向的线(或间距)和竖直定向的线(或间距)组成的目标，如在包括产品结构的掩模版上所设置的。在光刻设备的投影透镜中引入像散像差′AST′的同时曝光包括聚焦目标的掩模版。像散像差导致水平特征相对于竖直特征的不同的散焦效果。这被建模为与水平特征相关的泊松(Bossung)曲线相对于与竖直特征相关的Bossung曲线的移位。Bossung曲线表示特征参数(通常是临界尺寸，通常缩写为CD)的响应，其作为聚焦设定“F”相对于基准的偏差幅度的函数。通常，Bossung曲线可以近似为参数(CD)相对于聚焦设定′F′的二次关系式：CD＝a*(F-b)^2+c。参数′a′与Bossung的曲率有关，参数′b′与Bossung相对于参考聚焦水平的聚焦偏移有关，参数′c′是特征的目标CD。引入像散像差将改变投影透镜的焦平面的位置，导致Bossung移位；参数′b′将依赖于引入的AST的水平。当像散像差具有与特征的方向(水平-竖直)对准的对称轴时，水平特征H的聚焦偏移′b′和竖直特征V的聚焦偏移′-b′(相反的符号)将被引入。根据CD_H＝a*(F-b)^2+c，那么特征H的CD(CD_H)依赖于F：和根据CD_V＝a*(F+b)^2+c，特征V的CD(CD_V)也依赖于F。当使得两个CD相减时，获得以下关系：CD_H-CD_V＝d*F，参数′d′是常数。通过测量水平和竖直特征之间的CD的差异，可以重建聚焦设定′F′，其通常与光刻设备的聚焦误差相关。需要提及的是，除了测量CD(使用扫描电子显微镜SEM或散射仪)，也可以确定通过聚焦而展现Bossung曲线行为的另一个参数。当使用散射仪量测工具时，该参数可以与在与聚焦目标相互作用之后的零级光束的强度分布相关。当使用基于衍射测量的量测工具时，可以使用基于各种阶数(-1，+1，等等)的能量和/或相位内容之间的比较的参数。

[0111] 聚焦设定′F′是相对于参考聚焦设定定义的，通常对应于Bossung曲线显示CD或其他感兴趣参数的最大值或最小值的聚焦设定。需要强调的是，在引入所引入的像散误差之前，该文献中的聚焦设定总是与光刻设备的操作模式相关。像散像差确实改变了光刻设备的聚焦设定，但是当参考聚焦设定时，除故意引入的像散像差之外，与聚焦设定相关的效果是有意义的。

[0112] 除了引入像散像差之外，在它们的引入增强用于测量的结构的聚焦灵敏度的情况下，还可以引入其他像差。例如，在聚焦目标基于相移掩模原理的情况下，可以选择球面像差。除了操纵投影透镜之外，可以通过其他方法引入像差。例如，可以调整掩模版高度(沿着投影透镜的光轴测量的掩模版和投影透镜的焦平面之间的距离)以引入球面像差。

[0113] 发明人已经认识到，可以使用上述的在体量生产环境中确定光刻设备的聚焦设定的原理。这个构思在如图7示出。箭头示出了采用发明人提出的体量生产方法时的步骤的顺序和产品。虚线的步骤和箭头指的是可选的步骤。

[0114] 基于测量1200确定用于光刻设备的聚焦设定1300。在步骤1100期间已经曝光的衬底1010上的聚焦目标上执行测量1200。在引入像差1105(通常为AST)的同时执行曝光1100。聚焦目标可以从对光刻设备的聚焦设定敏感的许多结构中选择，特别是当引入像差(像散、球面像差)时。

[0115] 在一个实施例中，聚焦目标结构是沿着两个或更多个方向定向的线和间隔，例如一对线和间隔。一个结构沿水平方向定向，另一个结构沿竖直方向定向。

[0116] 在另一实施例中，聚焦目标是单个特征，对于该单个特征，确定与第一方向相关的第一度量和与第二方向相关的第二度量。该实施例的一个例子是选择接触孔作为单个特征，针对该单个特征确定水平和竖直尺寸。类似于先前描述的由水平和竖直线组成的目标的情况，基于从第一参数减去第二参数的度量可以用于从参考聚焦设定获得线性地依赖于聚焦设定的偏差的度量。

[0117] 在另一个实施例中，代替专用聚焦目标结构，选择产品结构来确定聚焦设定。如果存在于产品结构特征之间，其与引入的像散相结合可用于导出光刻设备的聚焦设定，则这是有用的。例如，对产品结构的水平方向和竖直方向特征的(CD)测量可以使这成为可行的解决方案。优点在于，在这种情况下，不需要为掩模版提供聚焦目标，从而为产品结构留下更多的设计自由度和更大的可用区域。

[0118] 在另一个实施例中，需要确定聚焦设定的时间演变方面。然后需要将聚焦设定确定延伸跨过多于一个衬底。在曝光衬底′i′之后，将选择衬底′i+1′用于曝光1100和测量1200，以确定代表在曝光衬底′i+1′期间光刻设备的聚焦设定1300。多个衬底的曝光可能是有用的，因为在曝光期间光刻设备的(光学)部件可能会加热，从而导致光刻设备的显着不同的聚焦行为。诸如掩模版、投影透镜和衬底本身的部件易于受到因长时间使用光刻设备(曝光)而导致加热效应的影响。用于曝光掩模版的光导致掩模版、投影透镜和衬底的加热。
结果是光刻设备的聚焦设定的漂移。通过选择多个衬底(例如，重复选择衬底′i+1′的步骤
1005，其中′i′指的是最近曝光的衬底的ID)用于曝光和随后的聚焦设定测量，在曝光(生产)批次的衬底期间典型的聚焦设定演变可以被建立。

[0119] 在另一个实施例中，模型被与聚焦设定演变特性拟合。该模型可以例如是聚焦指纹(跨过衬底的聚焦设定的空间分布)，其中每个聚焦设定值被建模为随时间的参数化指数函数。

[0120] 在另一个实施例中，用于图案化用于确定聚焦设定的衬底1000的辐射剂量高于在产品衬底1400的图案化步骤期间使用的剂量。该效果是部件的更强加热效果，这导致建立聚焦设定1300的时间演变方面所需的衬底1000的减少。

[0121] 在另一个实施例中，在一批次的衬底中选择多个衬底1000用于随后的曝光1100、测量1200和聚焦设定1300的确定。

[0122] 在另一个实施例中，在一批次的衬底中选择一个或更多个衬底用于随后的曝光1100、测量1200和聚焦设定1300的确定。

[0123] 在另一个实施例中，用于确定聚焦设定1300的衬底1000属于包括预先发送衬底的一个或更多个预先发送批次。当在产品掩模版的曝光期间引入像散像差1105时，在许多情况下，图案化的衬底仅用于确定与光刻设备相关的聚焦设定。聚焦关键产品特征可能受故意引入的像散影响，并且图案化的衬底需要重新加工。这个构思通常与“预先发送”原则有关；来自预先发送批次的预先发送衬底1000被曝光和测量，以便提供改进的机器设定，后续(生产)衬底1400将在该机器设定下被曝光。

[0124] 在另一个实施例中，用于确定聚焦设定的衬底被包括在所述一组图案化产品衬底内。当产品结构不易受像散像差影响时(例如当它们是单向的时)，所测量的衬底可以被包括在所述一组生产衬底内。这在图7中通过测量步骤1200和代表末端产品的框之间的虚线箭头示出；图案化的生产衬底1410。

[0125] 在已经确定了聚焦设定1300之后，光刻设备将被配置为开始产品衬底1400的图案化步骤1500。通常，产品衬底将以与衬底1000的曝光1100期间不同的像差设定曝光。在步骤1510期间将更新光刻设备的像差设定，但是在产品结构对像散像差的有限敏感性的情况下这不是必需的。

[0126] 在另一实施例中，基于所确定的聚焦设定1300来应用聚焦设定的校正。该校正可涉及调整投影透镜和/或使衬底1400的定位更接近或更平行于投影透镜的焦平面。当聚焦设定1300包括描述时间演变特性的模型时，校正可以是动态的；例如根据光刻设备的曝光历史调整聚焦设定。

[0127] 在另一个实施例中，将使用互补聚焦设定数据(与数据1300不同)来配置产品衬底1400的曝光1500。该附加聚焦设定数据被称为情形数据1600。情形数据1600可包括衬底几何数据、调平数据、像差测量数据、衬底上的层的形貌的知识(基于产品结构布局)或与在其他光刻设备上测量的衬底相关的聚焦设定数据。

[0128] 在另一实施例中，除了像差设置1510之外，不在曝光1100和曝光1500之间改变光刻设备的配置。照射模式、照射剂量设定、掩模版和衬底台参数基本上保持相同，以使确定的聚焦设定1300尽可能代表产品曝光1500期间的实际生产条件。保持曝光1100和1500之间的设定相等的选择的基础是在聚焦设定确定和体量生产条件期间掩模版、投影透镜和衬底的加热特性需要基本相同。

[0129] 在另一个实施例中，衬底的曝光1100和测量1200进行一次，或者在非常长的时间间隔(数周，数月)进行，因为通常在一批次的衬底曝光期间光刻设备的聚焦设定行为在常规生产期间将是稳定的。这通常适用于短期演变特性(在一批次的曝光期间的聚焦漂移)或长期演变特性(在大量批次曝光期间的聚焦漂移；例如在长于一天的时段期间)。

[0130] 在以下编号的方面中列出了本发明的进一步实施例：

[0131] 1.一种用于确定与衬底相关的性能参数的指纹的方法，所述方法包括：

[0132] 确定与参考衬底相关的性能参数的参考指纹的步骤；

[0133] 确定与所述参考衬底相关的至少一个参考衬底参数的步骤；

[0134] 确定与所述衬底相关的至少一个衬底参数的步骤；和

[0135] 基于所述第一参考衬底参数、所述衬底参数和所述参考指纹确定所述性能参数的所述指纹的步骤。

[0136] 2.根据方面1所述的方法，其中所述方法还包括基于所述性能参数的所述指纹调整光刻设备的操作的步骤。

[0137] 3.根据方面1所述的方法，其中所述性能参数是反映所述衬底或参考衬底相对于光刻设备的焦平面的相对位置的聚焦设定。

[0138] 4.根据方面3所述的方法，其中通过测量跨过所述参考衬底的所述聚焦设定来确定所述参考指纹。

[0139] 5.根据前述任一方面所述的方法，其中所述参考衬底参数包括所述参考衬底的参考高度图。

[0140] 6.根据方面5所述的方法，其中，所述参考高度图包括由水平传感器获得的高度测量数据。

[0141] 7.根据方面6所述的方法，其中所述确定所述参考衬底参数的步骤还包括获得附加参考数据。

[0142] 8.根据方面7所述的方法，其中所述附加参考数据包括表示所述参考高度图中的误差的校正信息。

[0143] 9.根据方面7所述的方法，其中所述附加参考数据包括表示所述衬底高度图中的误差的校正信息。

[0144] 10.根据前述任一方面所述的方法，其中所述衬底参数包括所述衬底的衬底高度图。

[0145] 11.根据方面10所述的方法，其中所述衬底高度图包括在至少第一图案化步骤之后获得的衬底的高度数据。

[0146] 12.根据方面10或11所述的方法，其中所述衬底高度图包括在至少第一处理步骤之后获得的衬底的高度数据。

[0147] 13.根据方面10-12中任一方面所述的方法，其中所述衬底参数包括多个衬底高度图，所述多个衬底高度图表示所述衬底上的对应的多个图案化层。

[0148] 14.根据前述任一方面所述的方法，其中确定所述性能参数的所述指纹的步骤包括执行所述参考指纹、参考衬底参数和所述衬底参数中的每一个的求和。

[0149] 15.根据前述任一方面所述的方法，还包括调整所述参考指纹、参考衬底参数和所述衬底参数中的至少一个的步骤，以使所述参考指纹、参考衬底参数和所述衬底参数中的每一个的数据点在所述衬底的表面上的参考网格中重叠。

[0150] 16.根据前述任一方面所述的方法，还包括确定衬底或参考衬底的至少一个参数的附加指纹的步骤。

[0151] 17.根据前述任一方面所述的方法，其中确定参考指纹的步骤包括基于第一组参考测量数据导出对参考指纹的场间贡献。

[0152] 18.根据前述任一方面所述的方法，其中确定参考指纹的步骤包括基于第二组参考测量数据导出对参考指纹的场内贡献。

[0153] 19.根据前述任一方面所述的方法，其中确定参考指纹的步骤包括基于多组参考测量数据导出参考指纹。

[0154] 20.根据方面17-19中任一方面所述的方法，其中所述参考测量数据包括与所述光刻设备的特性相关的信息。

[0155] 21.根据方面20所述的方法，其中，所述信息与所述光刻设备的光学系统的光学特性相关。

[0156] 22.根据方面20或21所述的方法，其中，所述信息与所述光刻设备的定位系统的特性相关。

[0157] 23.一种用于制造器件的方法，其中通过光刻过程在一系列衬底上形成器件特征，其中通过一个或更多个测量过程测量所处理的衬底的属性，并且其中所测量的属性用于根据方面1至22中任一方面所述的方法确定性能参数的指纹。

[0158] 24.一种光刻设备，包括用于执行方面1至23中任一方面所述的方法的装置。

[0159] 25.根据方面24所述的光刻设备，包括：

[0160] 照射光学系统，所述照射光学系统被布置为照射图案；以及

[0161] 投影光学系统，所述投影光学系统被布置为将所述图案的图像投影到衬底上；

[0162] 其中所述光刻设备被布置为在将图案施加其他衬底上时使用所述性能参数的所确定的指纹。

[0163] 26.一种计算机程序产品，包含一个或更多个机器可读指令序列，用于实施根据方面1至23中任一方面所述的方法。

[0164] 27.根据方面1或2的方法，其中所述性能参数是与重叠相关的参数。

[0165] 28.根据方面27所述的方法，其中通过测量跨过所述参考衬底的重叠特征来确定所述参考指纹。

[0166] 29.根据方面27或28所述的方法，其中所述参考衬底参数包括参考衬底的对准标记位置图。

[0167] 30.根据方面29所述的方法，其中所述对准标记位置图包括由对准传感器获得的对准测量数据。

[0168] 31.根据方面1或2所述的方法，其中所述性能参数是与临界尺寸相关的参数。

[0169] 32.根据方面31所述的方法，其中通过测量跨过所述参考衬底的临界尺寸来确定所述参考指纹。

[0170] 33.根据方面31或32所述的方法，其中所述参考衬底参数包括所述参考衬底的叠层属性图。

[0171] 34.根据方面33所述的方法，其中所述叠层属性图包括抗蚀剂厚度数据。

[0172] 35.根据方面33或34所述的方法，其中所述叠层属性图包括反射率数据。

[0173] 36.一种利用光刻设备图案化多个衬底的方法，该方法包括：

[0174] 基于对衬底上的结构的测量来确定聚焦设定，其中所述衬底已经由所述光刻设备在与结构的测量对所述聚焦设定的变化的增强的灵敏度相关的像差设定被曝光；以及[0175] 基于所确定的聚焦设定，在校正的聚焦设定下利用光刻设备对所述多个衬底进行图案化。

[0176] 37.根据方面36所述的方法，其中，所述像差设定与像散的引入相关。

[0177] 38.根据方面36或方面37所述的方法，其中度量被定义为表示所述聚焦设定与目标聚焦设定的偏差。

[0178] 39.根据方面38所述的方法，其中，所述结构是聚焦目标。

[0179] 40.根据方面38至39中任一方面所述的方法，其中所述结构包括两个特征。

[0180] 41.根据方面40所述的方法，其中，所述度量基于与第一特征相关的第一度量和与第二特征相关的第二度量。

[0181] 42.根据方面36至41中任一方面所述的方法，其中所述结构是产品结构。

[0182] 43.根据方面36至42中任一方面的方法，其中利用所述光刻设备在第二像差设定下对所述多个衬底进行图案化，所述第二像差设定不同于与对所述测量对聚焦设定的变化的增强的灵敏度相关的所述像差设定。

[0183] 44.根据方面36至43中任一方面所述的方法，其中测量基于结构的衍射图案的分析。

[0184] 45.根据方面36至44中任一方面所述的方法，其中所述测量基于由基于电子束成像的量测工具所获取的衬底上的结构的图像的分析。

[0185] 46.根据方面36至45中任一方面所述的方法，其中所述测量基于散射测量术。

[0186] 47.根据方面36至46中任一方面所述的方法，其中所述多个衬底属于一批或更多批衬底。

[0187] 48.根据方面47所述的方法，其中多个批次的衬底与体量制造过程相关。

[0188] 49.根据方面36至48中任一方面所述的方法，其中在属于预先发送批次的一个或更多个衬底上的结构上执行测量。

[0189] 50.根据方面36至49中任一方面所述的方法，其中在一个或更多个衬底上的多个聚焦目标上执行测量。

[0190] 51.根据方面50所述的方法，其中所述聚焦设定包括在图案化多个衬底的步骤期间建立聚焦设定的时间行为的模型。

[0191] 52.根据方面51所述的方法，其中在所述多个衬底的所述图案化期间，动态地调整校正的聚焦设定。

[0192] 53.根据方面36至52中任一方面所述的方法，其中校正的聚焦设定基于所确定的聚焦设定和附加情形数据。

[0193] 54.根据方面53所述的方法，其中所述情形数据包括以下中的一个或更多个：调平或水平数据、衬底几何构型数据、对准数据、像差数据、掩模版数据。

[0194] 55.根据方面54所述的方法，其中在属于多个衬底的一个衬底上执行测量。

[0195] 尽管上文已经对本发明的实施例在光学光刻术中的情形中的使用做出了具体参考，但应该理解的是，本发明可以用于其它应用，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，图案形成装置中的拓扑限定了在衬底上产生的图案。图案形成装置的拓扑可以被印制到提供给衬底的抗蚀剂层中，通过施加电磁辐射、热、压力或它们的组合而使抗蚀剂固化。将图案形成装置从抗蚀剂中移出，从而在抗蚀剂固化后留下图案。

[0196] 这里关于光刻设备使用的术语“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(例如具有等于或约为365nm、355nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有处于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。

[0197] 在允许的情况下，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。

[0198] 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，通过应用本领域技术范围内的知识，其他人可以为了各种应用容易地修改和/或适应这样的特定实施例，而无需过多的实验，而不背离本发明的整体构思。因此，基于本文给出的教导和指导，这些改变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，本文中的措辞或术语是出于举例说明的目的而非限制性的目的，使得本说明书的术语或措辞将由本领域技术人员根据教导和指导来解释。

[0199] 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，而应仅根据下述的权利要求书及其等同方案来限定。