CN109716236A - 用于监视工艺设备的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种衬底，包括衬底层；以及在衬底层上的可蚀刻层，可蚀刻层包括在其上或在其中的图案化区域，并且包括尺寸足以使得能够确定用于蚀刻空白区域的蚀刻工具的体蚀刻率的空白区域。

Description

用于监视工艺设备的方法和设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年9月6日提交的EP申请16187478.9的优先权，并且该申请全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本说明书涉及一种用于监视和/或调节与衬底的处理相关的一个或多个制造变量的方法和设备。

背景技术

光刻设备是一种将期望图案施加到衬底上、通常施加到衬底的目标部分上的机器。例如，光刻设备可以用于制造集成电路(IC)或被设计为功能器件的其他器件。在这种情况下，可以使用图案化装置(其替代地称为掩模或掩模版)来生成要在被设计为功能器件的器件的单个层上形成的电路图案。该图案可以转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括部分、一个或几个管芯)上。图案的转印通常经由到在衬底上提供的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上的成像来进行。一般地，单个衬底将包含连续图案化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曝光到目标部分上来照射每个目标部分)以及所谓的扫描仪(其中通过辐射束在给定方向(“扫描”方向)上扫描图案同时平行或反平行于该方向来扫描衬底来照射每个目标部分)。还可以通过将图案压印到衬底上来将图案从图案化装置转印到衬底。

发明内容

诸如半导体器件之类的制造器件一般涉及使用多种制造工艺来处理衬底(例如，半导体晶片)以形成器件的各种特征和通常是多个层。一般使用例如沉积、光刻、蚀刻、化学机械抛光和离子注入来制造和处理这样的层和/或特征。可以在衬底上的多个管芯上制造多个器件，并且然后将其分成单独的器件。这个器件制造工艺可以被认为是图案化工艺。图案化工艺涉及诸如使用光刻设备的光学和/或纳米压印光刻之类的用于在衬底提供图案的图案化步骤，并且一般地，但是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，使用蚀刻设备蚀刻图案，等等。此外，在图案化工艺中涉及一个或多个量测工艺。

在图案化工艺期间的各个步骤中使用量测工艺来监视和/或控制工艺。例如，量测工艺用于测量衬底的一个或多个特性，诸如在图案化工艺期间形成在衬底上的特征的相对位置(例如，配准、套刻、对准等)或尺寸(例如，线宽、临界尺寸(CD)、厚度等)，使得例如可以从一个或多个特性确定图案化工艺的性能。如果一个或多个特性是不可接受的(例如，超出特性的预定范围)，则可以改变图案化工艺的一个或多个变量，例如，基于一个或多个特性的测量结果，使得通过图案化工艺制造的其他衬底具有可接受的特性。

随着光刻和其他图案化工艺技术的进步，功能元件的尺寸不断减小，而每个器件的功能元件(诸如晶体管)的数量已经稳定地增加了数十年。同时，在套刻、临界尺寸(CD)等方面的准确性要求变得越来越严格。在图案化工艺中将不可避免地产生诸如套刻误差、CD误差等误差。例如，成像误差可能由光学像差、图案化装置加热、图案化装置误差和/或衬底加热产生，并且可以在例如套刻误差、CD误差等方面表征。附加地或替代地，误差可以是在图案化工艺的其他部分中引入，诸如在蚀刻、显影、烘烤等中，并且类似地可以在例如套刻误差、CD误差等方面表征。误差可能直接导致器件的功能方面的问题，包括器件运行失败或功能器件的一个或多个电气问题。

光刻基线器系统可以用于监视光刻设备随时间的性能。当光刻设备的性能偏离可接受的标准时，可以采取动作，诸如重新校准、修复、关闭等。此外，光刻基线器系统可以能够通过例如修改光刻设备的一个或多个设置(变量)来及时控制光刻设备。因此，光刻基线器系统可以例如在大批量制造(HVM)中实现稳定的性能。

光刻基线器系统可以有效地旨在将光刻设备保持在某个基线。为此，在一个实施例中，光刻基线器系统使用量测工具(诸如基于衍射的光学测量工具)获取在监视晶片上得到的测量结果。在一个实施例中，可以使用包括适合于量测工具的标记的特定图案化装置图案来曝光监视晶片。根据测量结果，光刻基线器系统确定光刻设备已经偏离其基线多远。在一个实施例中，光刻基线器系统然后计算例如衬底级套刻和/或焦点校正集。然后，光刻设备使用这些校正集来对后续生产晶片的曝光进行特定校正。

类似的基线器对于非光刻工艺设备是期望的，例如，轨道、蚀刻工具、沉积工具、化学机械平坦化(CMP)工具等。因此，期望提供一种可以更好地监视和/或控制非光刻工艺设备的性能的方法和/或设备。

在一个实施例中，提供了一种衬底，其包括：衬底层；以及在衬底层上的可蚀刻层，可蚀刻层包括在其上或其中的图案化区域，并且包括空白(blank)区域，空白区域的尺寸足以使得能够确定蚀刻工具的体蚀刻率。

在一个实施例中，提供了一种方法，其包括：在通过光刻工具上游或下游的处理工具处理衬底之后，评估衬底上的图案以确定所评估的图案的特性的值；确定所评估的图案的特性的值是否满足特性的目标值；以及响应于确定所评估的图案的特性的值不满足特性的目标值，通过硬件计算机系统至少部分基于该确定来产生和输出关于处理工具的信息。

在一个实施例中，提供了一种方法，其包括：提供衬底，衬底包括衬底层和在衬底层上的可蚀刻层，可蚀刻层在其上或其中具有第一图案化区域；利用蚀刻工具蚀刻图案化区域的至少一部分以在可蚀刻层中形成第二图案化区域；评估第二图案化区域的特性，其中评估包括确定第二图案化区域的所评估的特性的值与特性的目标值之间的偏差；以及通过硬件计算机系统基于偏差来产生和输出用于调节蚀刻工具和/或调节蚀刻工具上游或下游的处理设备的修改信息。

在一个方面，提供了一种非瞬态计算机程序产品，其包括用于引起处理器系统引起本文中描述的方法的执行的机器可读指令。

在一个实施例中，提供了一种系统，其包括：硬件处理器系统；以及被配置为存储机器可读指令的非瞬态计算机可读存储介质，其中机器可读指令在被执行时引起硬件处理器系统执行如本文中描述的方法。

附图说明

现在将仅通过示例的方式参考附图描述实施例，在附图中：

图1示意性地描绘了光刻设备的一个实施例；

图2示意性地描绘了光刻单元或簇的一个实施例；

图3A是根据一个实施例的使用提供某些照射模式的第一对照射孔径的用于测量目标的测量设备的示意图；

图3B是给定照射方向的目标的衍射光谱的示意性细节；

图3C是使用测量设备提供另外的照射模式以进行基于衍射的套刻测量的第二对照射孔径的示意图；

图3D是使用测量设备提供另外的照射模式以进行基于衍射的套刻测量的组合第一对孔径和第二对孔径的第三对照射孔径的示意图；

图4示意性地描绘了一种形式的多周期性结构(例如，多光栅)目标和衬底上的测量点的轮廓；

图5示意性地描绘了在图3的设备中获取的图4的目标的图像；

图6示意性地描绘了工艺设备基线器系统的实施例；

图7A-7F示意性地描绘了在衬底上形成图案并且在可蚀刻层中蚀刻图案的过程。

图7G示意性地描绘了使用量测设备测量经处理衬底的过程；

图8描绘了根据本公开的一个实施例的调节一个或多个衬底制造变量的方法的示例流程图；

图9描绘了根据本公开的实施例的调节一个或多个衬底制造变量的方法的示例流程图；

图10示意性地描绘了示例检查设备和量测技术；

图11示意性地描绘了示例检查设备；

图12示出了检查设备的照射点与量测目标之间的关系；

图13示意性地描绘了基于测量数据导出多个感兴趣变量的过程；以及

图14示意性地描绘了可以实现本公开的一个实施例的计算机系统。

具体实施方式

在详细描述实施例之前，呈现可以实现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。该设备包括：

-照射系统(照射器)IL，被配置为调节辐射束B(例如，UV辐射或DUV辐射)；

-支撑结构(例如，掩模台)MT，被构造为支撑图案化装置(例如，掩模)MA并且连接到第一定位器PM，第一定位器PM被配置为根据某些参数准确地定位图案化装置；

-衬底台(例如，晶片台)WT，被构造为保持衬底(例如，抗蚀剂涂覆的晶片)W并且连接到第二定位器PW，第二定位器PW被配置为根据某些参数准确地定位衬底；以及

-投射系统(例如，折射投射透镜系统)PS，被配置为通过图案化装置MA将赋予辐射束B的图案投射到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个管芯)上，投射系统支撑在参考框架(RF)上。

照射系统可以包括用于引导、成形或控制辐射的各种类型的光学元件，诸如折射、反射、磁性、电磁、静电或其他类型的光学元件或其任何组合。

支撑结构以取决于图案化装置的取向、光刻设备的设计以及诸如例如图案化装置是否被保持在真空环境中等其他条件的方式来支持图案化装置。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化装置。支撑结构可以是框架或台子，例如，根据需要，框架或台子可以是固定的或可移动的。支撑结构可以确保图案化装置处于期望的位置，例如，相对于投射系统。本文中对术语“掩模版”或“掩模”的任何使用可以被认为与更通用的术语“图案化装置”同义。

本文中使用的术语“图案化装置”应当广义地解释为是指可以用于在衬底的目标部分中赋予图案的任何装置。在一个实施例中，图案化装置是可以用于在辐射束的横截面中向辐射束赋予图案以便在衬底的目标部分中产生图案的任何装置。应当注意，赋予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，例如，在图案包括相移特征或所谓的辅助特征的情况下。一般地，赋予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。

图案化装置可以是透射性的或反射性的。图案化装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程LCD面板。掩模在光刻中是公知的，并且包括诸如二进制、交替相移和衰减相移等掩模类型以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的一个示例采用小反射镜的矩阵布置，每个小反射镜可以单独倾斜以便在不同方向上反射入射辐射束。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。

本文中使用的术语“投射系统”应当广义地解释为包括适合于所使用的曝光辐射或者适合于诸如浸没液体的使用或真空的使用等其他因素的任何类型的投射系统，包括折射、反射、反射折射、磁、电磁和静电光学系统、或其任何组合。本文中对术语“投射透镜”的任何使用可以被认为与更通用的术语“投射系统”同义。

投射系统PS具有可以是不均匀的光学传递函数，光学传递函数可以影响在衬底W上成像的图案。对于非偏振辐射，这种效果可以通过两个标量图来很好地描述，这两个标量图将离开投射系统PS的辐射的透射(变迹)和相对相位(像差)描述为其光瞳平面中的位置的函数。这些标量图(其可以被称为透射图和相对相位图)可以表示为一组完整的基函数的线性组合。一个特别方便的集合是Zernike多项式，它形成在单位圆上定义的一组正交多项式。每个标量图的确定可以涉及确定这种扩展中的系数。由于Zernike多项式在单位圆上是正交的，因此可以通过依次计算所测量的标量图与每个Zernike多项式的内积并且将其除以该Zernike多项式的范数的平方来确定Zernike系数。

透射图和相对相位图是场和系统相关的。也就是说，一般地，每个投射系统PS对于每个场点(即，对于其图像平面中的每个空间位置)将具有不同的Zernike扩展。投射系统PS在其光瞳平面中的相对相位可以通过投射辐射来确定，例如来自投射系统PS的物平面(即，图案化装置MA的平面)中的点状源，通过投射系统PS并且使用剪切干涉仪测量波前(即，具有相同相位的点的轨迹)。剪切干涉仪是公共路径干涉仪，并且因此有利地，测量波前不需要辅助参考光束。剪切干涉仪可以包括在投射系统的图像平面(即，衬底台WT)中的衍射光栅(例如，二维网格)和被布置为检测与投射系统PS的光瞳平面共轭的平面中的干涉图案的检测器。干涉图案与辐射相位在剪切方向上相对于光瞳平面中的坐标的导数相关。检测器可以包括诸如例如电荷耦合器件(CCD)等传感元件阵列。

光刻设备的投射系统PS可能不产生可见的条纹，并且因此可以使用相位步进技术(诸如例如，移动衍射光栅)来增强波前的确定的准确性。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)相位步长。因此，例如，可以在y方向上执行三次扫描测量，每次扫描测量针对x方向上的不同位置执行。衍射光栅的这种步进有效地将相位变化转换成强度变化，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。

投射系统PS在其光瞳平面中的透射(变迹)可以通过投射辐射来确定，例如从投射系统PS的物平面(即，图案化装置MA的平面)中的点状源，通过投射系统PS，以及使用检测器测量与投射系统PS的光瞳平面共轭的平面中的辐射强度。可以使用与用于测量波前以确定像差的相同的检测器。

投射系统PS可以包括多个光学(例如，透镜)元件，并且还可以包括被配置为调节一个或多个光学元件以校正像差(在整个场中在光瞳平面上的相位变化)的调节机构AM。为实现此目的，调节机构可以可操作以便以一种或多种不同方式操纵投射系统PS内的一个或多个光学(例如，透镜)元件。投射系统可以具有其中其光轴在z方向上延伸的坐标系。调节机构可以可操作以进行以下各项的任何组合：移动一个或多个光学元件；倾斜一个或多个光学元件；和/或使一个或多个光学元件变形。光学元件的移动可以在任何方向(x、y、z或其组合)上。光学元件的倾斜通常通过在x和/或y方向上围绕轴旋转而在垂直于光轴的平面之外，尽管围绕z轴的旋转可以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)和/或高频形状(例如，自由形式的非球面)。光学元件的变形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和/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域来执行。一般地，可能无法调节投射系统PS以校正变迹(光瞳平面上的透射变化)。当设计用于光刻设备LA的图案化装置(例如，掩模)MA时，可以使用投射系统PS的透射图。使用计算光刻技术，可以将图案化装置MA设计为至少部分校正变迹。

如这里描绘的，该设备是透射型的(例如，采用透射掩模)。或者，该设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或者采用反射掩模)。

光刻设备可以是具有两个(双级)或多个台(例如，两个或更多个衬底台WTa、WTB、两个或更多个图案化装置台、在投射系统下方的衬底台WTa和台WTb而没有专用于例如便于测量和/或清洁衬底等)。在这种“多级”机器中，可以并行使用附加台，或者可以在一个或多个台上执行准备步骤，同时使用一个或多个其他台进行曝光。例如，可以使用对准传感器AS进行对准测量和/或使用水平传感器LS进行水平(高度、倾斜等)测量。

光刻设备也可以是如下类型：其中衬底的至少一部分可以被具有相对较高折射率的液体(例如，水)覆盖以填充投射系统与衬底之间的空间。浸没液体也可以应用于光刻设备中的其他空间，例如，在图案化装置与投射系统之间。浸没技术在本领域中公知用于增加投射系统的数值孔径。本文中使用的术语“浸没”并不表示诸如衬底等结构必须沉浸在液体中，而是仅表示液体在曝光期间位于投射系统与衬底之间。

参考图1，照射器IL从辐射源SO接收辐射束。源和光刻设备可以是分离的实体，例如，当源是准分子激光器时。在这种情况下，源不被认为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定向镜和/或扩束器的光束传输系统BD从源SO传递到照射器IL。在其他情况下，源可以是光刻设备的组成部分，例如当源是汞灯时。如果需要，源SO和照射器IL以及光束传输系统BD可以称为辐射系统。

照射器IL可以包括被配置为调节辐射束的角强度分布的调节器AD。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和/或内部径向范围(通常分别称为“外部δ”和“内部δ”)。另外，照射器IL可以包括各种其他组件，诸如积分器IN和聚光器CO。照射器可以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在被保持在支撑结构(例如，掩模台)MT上的图案化装置(例如，掩模)MA上入射，并且由图案化装置图案化。在穿过图案化装置MA之后，辐射束B穿过投射系统PS，投射系统PS将光束聚焦到衬底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、2D编码器或电容传感器)，可以准确地移动衬底台WT，例如，以便将不同的目标部分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(其图1B中未明确描绘)可以用于相对于辐射束B的路径准确地定位图案化装置MA，例如，在从掩模库机械地取回之后或者在扫描期间。一般地，支撑结构MT的移动可以借助于形成第一定位器PM的一部分的长行程模块(粗略定位)和短行程模块(精细定位)来实现。类似地，衬底台WT的移动可以使用形成第二定位器PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现。在步进器(与扫描仪相对)的情况下，支撑结构MT可以仅连接到短行程致动器，或者可以是固定的。可以使用图案化装置对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案化装置MA和衬底W。尽管衬底对准标记如图所示占据专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间中(这些称为划线对准标记)。类似地，在图案化装置MA上提供有多于一个管芯的情况下，图案化装置对准标记可以位于管芯之间。

所描绘的设备可以以下列模式中的至少一种来使用：

1.在步进模式下，支撑结构MT和衬底台WT保持基本静止，而赋予辐射束的整个图案被一次投射到目标部分C上(即，单次静态曝光)。然后，衬底台WT在X和/或Y方向上移位，从而可以暴露不同的目标部分C。在步进模式下，曝光区域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.在扫描模式下，同步扫描支撑结构MT和衬底台WT，同时将赋予辐射束的图案投射到目标部分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射系统PS的(缩小)放大率和图像反转特性来确定。在扫描模式下，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)，而扫描运动的长度决定了目标部分的高度(在扫描方向上)。

3.在另一模式下，支撑结构MT保持基本静止，以保持可编程图案化装置，并且衬底台WT被移动或扫描，同时赋予辐射束的图案被投射到目标部分C上。在这种模式下，采用脉冲辐射源，并且在衬底台WT的每次移动之后或者在扫描期间在连续的辐射脉冲之间根据需要更新可编程图案化装置。这种操作模式可以容易地应用于利用诸如上述类型的可编程反射镜阵列等可编程图案化装置的无掩模光刻。

也可以采用上述使用模式或完全不同的使用模式的组合和/或变体。

如图2所示，光刻设备LA可以形成光刻单元LC的一部分，有时也称为光刻单元或簇，其还包括用于在衬底上执行曝光前和曝光后处理的设备。一般地，这些包括用于沉积一个或多个抗蚀剂层的一个或多个旋涂器SC、用于显影曝光的抗蚀剂的一个或多个显影剂DE、一个或多个冷却板CH和/或一个或多个烘烤板BK。衬底处理器或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取一个或多个衬底，在不同的处理设备之间移动它们，并且将它们传送到光刻设备的装载台LB。这些设备(通常统称为轨道)由轨道控制单元TCU控制，轨道控制单元TCU本身由监控系统SCS控制，监控系统SCS也经由光刻控制单元LACU控制光刻设备。因此，可以操作不同的设备以最大化吞吐量和处理效率。

为了使由光刻设备曝光的衬底正确且一致地曝光，期望检查曝光的衬底以测量一个或多个性质，诸如后续层之间的套刻误差、线厚度、临界尺寸(CD)、焦点偏移、材料属性等。因此，光刻单元LC所在的制造设备通常还包括容纳已经在光刻单元中处理的一些或全部衬底W的量测系统MET。量测系统MET可以是光刻单元LC的一部分，例如它可以是光刻设备LA的一部分。

可以直接或间接地向监控系统SCS提供量测结果。如果检测到误差，则可以对后续衬底的曝光进行调节(特别是在可以快速且足够快地进行检查以使得仍然能够曝光该批次中的一个或多个其他衬底的情况下)，和/或可以对曝光衬底的后续曝光进行调节。而且，已经曝光的衬底可以被剥离和再加工以提高产量，或者被丢弃，从而避免在已知有缺陷的衬底上进行进一步处理。在仅衬底的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进行进一步的曝光。

在量测系统MET内，检查设备用于确定衬底的一个或多个属性，并且特别地确定不同衬底的一个或多个属性如何变化或者同一衬底的不同层如何在层与层之间变化。检查设备可以集成到光刻设备LA或光刻单元LC中，或者可以是独立设备。为了能够快速测量，期望检查设备在曝光之后立即测量曝光的抗蚀剂层中的一个或多个属性。然而，抗蚀剂中的潜像具有低对比度——在已经暴露于辐射的抗蚀剂部分与未暴露于辐射的抗蚀剂部分之间仅存在非常小的折射率差异——并且并非所有检查设备都具有足够的灵敏度来对潜像进行有用的测量。因此，可以在曝光后烘烤步骤(PEB)之后进行测量，该PEB步骤通常是在曝光的衬底上进行的第一步骤并且增加了抗蚀剂的曝光部分与未曝光部分之间的对比度。在这个阶段，抗蚀剂中的图像可以称为半潜伏。还可以测量显影的抗蚀剂图像——此时抗蚀剂的曝光或未曝光部分已经被除去——或者在诸如蚀刻等图案转印步骤之后。后一种可能性限制了有缺陷衬底返工的可能性，但仍然可以提供有用的信息。

为了实现量测，可以在衬底上提供一个或多个目标。在一个实施例中，目标被专门设计，并且可以包括周期性结构。在一个实施例中，目标是器件图案的一部分，例如器件图案的周期性结构。常规散射仪使用的目标包括相对较大的周期性结构布局(例如，包括一个或多个光栅)，例如40μm×40μm。在这种情况下，测量光束的光点尺寸通常小于周期性结构布局(即，布局未充满，使得一个或多个周期性结构未完全被光点套刻)。这简化了目标的数学重建，因为它可以被视为无限的。然而，例如，因此目标可以定位在产品特性中而不是在划道中，因此目标的尺寸已经减小，例如，减小到20μm×20μm或更小，或者减小到10μm×10μm或更小。在这种情况下，可以使周期性结构布局小于测量点(即，周期性结构布局被过度填充)。一般地，这样的目标使用暗场散射测量法来测量，其中阻挡零级衍射(对应于镜面反射)，并且仅处理更高阶。暗场测量法的示例可以在PCT专利申请公开No.WO2009/078708和WO2009/106279中找到，其全部内容通过引用并入本文。该技术的进一步发展在美国专利申请公开US2011-0027704、US2011-0043791和US2012-0242970中描述，这些专利申请的全部内容通过引用并入本文。使用衍射级的暗场检测的基于衍射的套刻使得能够在较小的目标上进行套刻测量。这些目标可以小于照射点，并且可以被衬底上的产品结构包围。在一个实施例中，可以在一个图像中测量多个目标。

在一个实施例中，衬底上的目标可以包括一个或多个1D周期性光栅，这些光栅被印刷使得在显影之后，由实心抗蚀剂线形成条。在一个实施例中，目标可以包括一个或多个2D周期性光栅，这些光栅被印刷使得在显影之后，由抗蚀剂中的固体抗蚀剂柱或通孔形成一个或多个光栅。或者，可以将条、柱或通孔蚀刻到衬底中。

在一个实施例中，光栅的图案对图案化工艺的一个或多个处理属性(例如，色差、焦点、剂量等)敏感，并且这种一个或多个属性的存在将在印刷光栅的变化中表现出来。例如，在一个实施例中，光栅的图案对光刻投射设备的一个或多个处理属性(例如，色差、焦点、剂量等)敏感，并且这种一个或多个属性的存在将在印刷光栅的变化中表现出来；然后，可以使用光栅的测量结果来确定曝光期间的焦点、曝光期间的剂量等。在一个实施例中，光栅的图案对一个或多个非光刻工艺属性(例如，沉积的属性、蚀刻的属性、平坦化的属性等)敏感，并且这种一个或多个属性的存在将在印刷光栅的变化中表现出来；然后可以使用光栅的测量结果来确定例如膜厚度均匀性(用于沉积)、蚀刻率均匀性(用于蚀刻)、蚀刻倾斜角度均匀性(用于蚀刻)和/或平坦化凹陷(用于平坦化，诸如CMP平坦化)。

因此，印刷光栅的测量数据可以用于重建光栅和图案化工艺的一个或多个特性。可以将1D光栅的参数(诸如线宽或形状或3D轮廓特性)或2D光栅的参数(诸如柱或通孔宽度或长度或形状或3D轮廓特性)输入到由处理单元PU根据印刷步骤和/或其他测量过程的知识而执行的重建过程。

适合在实施例中使用的量测设备在图3A中示出。在图3B中更详细地示出了目标T(包括诸如光栅等周期性结构)和衍射光线。暗场测量设备可以是独立设备，或者并入光刻设备LA中，例如，在测量站处，或者并入光刻单元LC中。在整个设备中具有多个分支的光轴由虚线O表示。在该设备中，由输出11(例如，诸如激光器或氙灯等源或连接到源的开口)发射的辐射通过包括透镜12、14和物镜16的光学系统经由棱镜15引导到衬底W。这些透镜以4F布置的双重顺序布置。可以使用不同的透镜布置，只要它仍然将衬底图像提供到检测器上。

在一个实施例中，透镜布置允许访问中间光瞳平面以进行空间频率滤波。因此，可以通过在呈现衬底平面的空间光谱的平面(这里称为(共轭)光瞳平面)中定义空间强度分布来选择辐射在衬底上入射的角度范围。特别地，这可以通过例如在作为物镜光瞳平面的反投射图像的平面中在透镜12和14之间插入适当形式的孔板13来进行。在所示的示例中，孔板13具有不同的形式，标记为13N和13S，以允许选择不同的照射模式。本示例中的照射系统形成离轴照射模式。在第一照射模式下，孔板13N从仅为了描述的目的而指定为“北”的方向提供离轴照射。在第二照射模式下，孔板13S用于提供类似的照射，但是从标记为“南”的相反的方向。通过使用不同的孔径可以实现其他照射模式。光瞳平面的其余部分理想地是暗的，因为在期望的照射模式之外的任何不必要的辐射可能干扰期望的测量信号。

如图3B所示，目标T与基本垂直于物镜16的光轴O的衬底W一起放置。从离开轴O的角度照射在目标T上的照射光线I引起零级射线(实线0)和两个一级射线(点划线+1和双点划线-1)。对于过度填充的小目标T，这些射线只是覆盖衬底的包括量测目标T和其他特征的区域的很多平行光线之一。由于板13中的孔径具有有限的宽度(允许有用的辐射量所必需的)，所以入射光线I实际上将占据一定角度范围，并且衍射光线0和+1/-1将在某种程度上展开。根据小目标的点扩散函数，每个阶+1和-1将在一定角度范围内进一步扩展，而不是如图所示的单个理想射线。注意，可以设计或调节周期性结构间距和照射角度，使得进入物镜的一级光线与中心光轴紧密对准。图3A和3B所示的光线被示出为稍微偏离轴线，纯粹是为了使得它们在图中更容易区分。由衬底W上的目标衍射的至少0和+1级由物镜16收集并且通过棱镜15引导回。

返回到图3A，通过指定标记为北(N)和南(S)的径向相对的孔径，示出了第一照射模式和第二照射模式。当入射光线I来自光轴的北侧时，即当使用孔板13N施加第一照射模式时，标记为+1(N)的+1衍射光线仍然进入物镜16。相反，当使用孔板13S施加第二照射模式时，-1衍射光线(标记为1(S))是进入透镜16的光线。因此，在一个实施例中，通过在某些条件下测量目标两次来获取测量结果，例如，在旋转目标或改变照射模式或改变成像模式以分别获取第-1和第1衍射级强度之后。比较给定目标的这些强度提供了目标中的不对称的测量结果，并且目标中的不对称可以用作光刻工艺的参数的指示符，例如套刻误差。在上述情况下，改变照射模式。

分束器17将衍射光束分成两个测量分支。在第一测量分支中，光学系统18使用第零和第一阶衍射光束在第一传感器19(例如，CCD或CMOS传感器)上形成目标的衍射光谱(光瞳平面图像)。每个衍射级撞击传感器上的不同点，因此图像处理可以比较和对比级数。由传感器19捕获的光瞳平面图像可以用于聚焦量测设备和/或归一化第一阶光束的强度测量结果。瞳孔平面图像还可以用于很多测量目的，诸如重建，这里不再详细描述。

在第二测量分支中，光学系统20、22在传感器23(例如，CCD或CMOS传感器)上形成衬底W上的目标的图像。在第二测量分支中，孔径光阑21设置在与光瞳平面共轭的平面中。孔径光阑21用于阻挡零级衍射光束，使得形成在传感器23上的目标的图像DF由-1或+1一级光束形成。由传感器19和23捕获的图像被输出到处理器和控制器PU，其功能将取决于正在执行的特定测量类型。注意，术语“图像”在这里在广义上用于。如果仅存在-1和+1级中的一个，则将不形成这样的周期性结构特征(例如，光栅线)的图像。

图3所示的特定形式的孔板13和挡板21纯粹是示例。在另一实施例中，使用目标的轴上照射，并且使用具有离轴孔径的孔径光阑基本上仅将一个第一阶衍射辐射传递到传感器。在其他实施例中，代替或者除了第一阶光束，可以在测量中使用第二、第三和更高阶光束(图3中未示出)。

为了使照射适合于这些不同类型的测量，孔板13可以包括围绕盘而形成的多个孔图案，盘旋转以将期望图案带入适当位置。注意，孔板13N或13S用于测量在一个方向(X或Y，取决于设置)上取向的目标的周期性结构。为了测量正交周期性结构，可以实现目标的90°和270°的旋转。图3C和D中示出了不同的孔板。图3C示出了另外两种类型的离轴照射模式。在图3C的第一照射模式下，孔板13E从仅为了描述而相对于先前描述的“北”指定为“东”的方向提供离轴照射。在图3C的第二照射模式下，孔板13W用于提供类似的照射，但是从标记为“西”的相反的方向。图3D示出了另外两种类型的离轴照射模式。在图3D的第一照射模式下，孔板13NW从如前所述指定为“北”和“西”的方向提供离轴照射。在第二照射模式下，孔板13SE用于提供类似的照射，但是从如前所述标记为“南”和“东”的相反的方向。在例如上面提到的在先公开的专利申请公开中描述了这些设备的使用以及这些设备的很多其他变体和应用。

图4描绘了形成在衬底上的示例复合量测目标。复合目标包括紧密地定位在一起的四个周期性结构(在这种情况下为光栅)32、33、34、35。在一个实施例中，周期性结构足够紧密地定位在一起使得它们都在由量测设备的照射光束形成的测量点31内。在这种情况下，四个周期性结构因此全部同时被照射并且同时在传感器19和23上成像。在专用于套刻测量的示例中，周期性结构32、33、34、35本身是通过套刻周期性结构而形成的复合周期性结构(例如，复合光栅)，即，在形成在衬底W上的器件的不同层中图案化周期性结构，并且使得一层中的至少一个周期性结构在不同层中套刻至少一个周期性结构。这样的目标的外部尺寸可以为20μm×20μm或16μm×16μm。此外，所有周期性结构用于测量特定层对之间的套刻。为了便于目标能够测量多于一对层，周期性结构32、33、34、35可以具有不同偏差的套刻偏移，以便于测量其中形成有复合周期性结构的不同部分不同层之间的套刻。因此，衬底上的目标的所有周期性结构将用于测量一对层，并且衬底上的另一相同目标的所有周期性结构将用于测量另一对层，其中不同的偏差有助于区分层对。

返回到图4，周期性结构32、33、34、35的取向也可以不同，如图所示，以便在X和Y方向上衍射入射辐射。在一个示例中，周期性结构32和34是X方向周期性结构，其偏差分别为+d、-d。周期性结构33和35可以是Y方向周期性结构，其偏移分别为+d和-d。虽然示出了四个周期性结构，但是另一实施例可以包括更大的矩阵以获取期望的准确性。例如，9个复合周期性结构的3×3阵列可以具有偏差-4d、-3d、-2d、-d、0、+d、+2d、+3d、+4d。可以在由传感器23捕获的图像中标识这些周期性结构的单独图像。

图5示出了使用图3D的孔板13NW或13SE，使用图3的设备中的图4的目标，可以在传感器23上形成并且由传感器23检测的图像的示例。虽然传感器19不能分辨不同的各个周期性结构32至35，但传感器23可以这样做。暗矩形表示传感器上的图像的场，在该场中，衬底上的照射点31被成像到相应的圆形区域41中。在其中，矩形区域42-45表示周期性结构32至35的图像。如果周期性结构位于产品区域中，则产品特征也可以在该图像场的外围可见。处理器和控制器PU使用模式识别来处理这些图像以标识周期性结构32至35的单独图像42至45。以这种方式，图像不必在传感器框架内的特定位置处非常准确地对准，这整体上大大地提高了测量设备的吞吐量。

一旦标识出周期性结构的单独图像，就可以测量那些单独图像的强度，例如，通过对所标识区域内的选定像素强度值求平均或求和。可以将图像的强度和/或其他属性彼此进行比较。可以组合这些结果以测量光刻工艺的不同参数。套刻性能是这种参数的一个示例。

图10描绘了示例检查设备(例如，散射仪)。它包括将辐射投射到衬底W上的宽带(白光)辐射投射器2。重定向的辐射被传递到光谱仪检测器4，光谱仪检测器4测量镜面反射辐射的光谱10(作为波长的函数的强度)，如例如图中的左下方所示。根据该数据，可以由处理器PU重建产生检测到的频谱的结构或轮廓，例如通过严格耦合波分析和非线性回归或者通过与图10的右下方所示的模拟光谱库相比较。一般地，对于重建，结构的一般形式是已知的，并且一些变量是根据用于制造结构的工艺的知识而假定的，只留下结构的一些变量要根据所测量的数据来确定。这种检查设备可以被配置为垂直入射检查设备或倾斜入射检查设备。

图11中示出了可以使用的另一种检查设备。在该设备中，由辐射源2发射的辐射使用透镜系统120进行准直并且被传输通过干涉滤波器130和极化器170，由部分反射表面160反射并且经由物镜150聚焦成衬底W上的光点S，物镜15具有高数值孔径(NA)，理想地为至少0.9或至少0.95。浸入式检查设备(使用诸如水等相对较高折射率的流体)甚至可以具有超过1的数值孔径。

如在光刻设备LA中，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相似或相同。在检查设备与光刻设备集成的示例中，它们甚至可以是同一衬底台。粗略和精细定位器可以被提供给第二定位器PW，第二定位器PW被配置为相对于测量光学系统准确地定位衬底。提供各种传感器和致动器，例如以获取感兴趣目标的位置，并且将其带到物镜150下方的位置。一般地，将在衬底W上的不同位置处对目标进行很多测量。衬底支撑件可以在X和Y方向上移动以获取不同的目标，并且在Z方向上移动以获取目标相对于光学系统的焦点的期望位置。例如，在实践中，当光学系统可以保持基本上静止(通常在X和Y方向，但也可能在Z方向上)并且仅衬底移动时，可能方便的是，将操作视为和描述为好像物镜被带到相对于衬底的不同位置。如果衬底和光学系统的相对位置是正确的，则原则上哪一个在现实世界中移动，或者两者都在移动，或者光学系统的一部分的组合在移动(例如，在Z和/或倾斜方向上)并且光学系统的其余部分是静止的并且衬底正在移动(例如，在X和Y方向上，但也可选地在Z和/或倾斜方向上)是无关紧要的。

然后，由衬底W重新定向的辐射穿过部分反射表面160进入检测器180中以便检测光谱。检测器180可以位于背投射焦平面110处(即，在透镜系统150的焦距处)，或者平面110可以利用辅助光学器件(未示出)被重新成像到检测器180上。检测器可以是二维检测器，从而可以测量衬底目标30的二维角散射光谱。检测器180可以是例如CCD或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，可以使用参考光束来测量入射辐射的强度。为此，当辐射束在部分反射表面160上入射时，其部分朝向参考镜140透射通过部分反射表面160作为参考光束。然后参考光束被投射到同一检测器180的不同部分上，或者替代地被投射到不同的检测器(未示出)上。

一个或多个干涉滤波器130可用于在例如405至790nm的范围内或甚至更低(诸如200至300nm)选择感兴趣的波长。干涉滤波器可以是可调谐的，而不是包括一组不同的滤波器。可以使用光栅代替干涉滤波器。可以在照射路径中设置孔径光阑或空间光调制器(未示出)以控制目标上的辐射入射角的范围。

检测器180可以测量单个波长(或窄波长范围)的重定向辐射的强度，该强度分别在多个波长处或在波长范围上积分。此外，检测器可以分别测量横向磁极化和横向电极化辐射的强度和/或横向磁极化和横向电极化辐射之间的相位差。

衬底W上的目标30可以是1D光栅，这些光栅被印刷使得在显影之后，由实心抗蚀剂线形成条。目标30可以是2D光栅，这些光栅被印刷使得在显影之后，由抗蚀剂中的固体抗蚀剂柱或通孔形成光栅。可以将条、柱或通孔蚀刻到衬底中或衬底上(例如，到衬底上的一个或多个层中)。(例如，条、柱或通孔的)图案对图案化工艺中的处理的变化(例如，光刻投射设备(特别是投射系统PS)中的光学像差、焦点变化、剂量变化等)是敏感的，并且将在印刷光栅的变化中表现出来。因此，印刷光栅的测量数据用于重建光栅。可以将1D光栅的一个或多个参数(诸如线宽和/或形状)或2D光栅的一个或多个参数(诸如柱或通孔宽度或长度或形状)输入到由处理器PU根据印刷步骤和/或其他检查过程的知识而执行的重建过程。

除了通过重建来测量参数之外，角度分辨散射测量法也可用于测量产品和/或抗蚀剂图案中的特征的不对称。不对称测量的特定应用是覆盖的测量，其中目标30包括彼此套刻的一组周期性特征。使用图10或图11的仪器的不对称测量的概念在例如美国专利申请公开US2006-066855中描述，该专利申请整体并入本文。简单地说，虽然目标的衍射光谱中衍射级的位置仅由目标的周期性确定，但是衍射光谱中的不对称指示构成目标的各个特征的不对称。在图11的仪器中，其中检测器180可以是图像传感器，衍射级中的这样的不对称直接表现为由检测器180记录的光瞳图像的不对称。这种不对称可以通过单位PU中的数字图像处理来测量，并且对照已知的套刻值来进行校准。

图12示出了典型目标30的平面图、以及图11的设备中的照射点S的范围。为了获取不受周围结构干扰的衍射光谱，在一个实施例中，目标30是大于照射点S的宽度(例如，直径)的周期性结构(例如，光栅)。光点S的宽度可以小于目标的宽度和长度。换言之，目标由照射“未充满”，并且衍射信号基本上没有来自目标本身之外的产品特征等的任何信号。照射布置2、120、130、170可以被配置为在物镜150的后焦平面上提供均匀强度的照射。或者，通过例如在照射路径中包括孔径，可以将照射限制到轴上或离轴方向。

图13示意性地描绘了基于使用量测方法获取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。检测器180检测到的辐射为目标30'提供测量辐射分布108。

对于给定目标30'，可以使用例如数值麦克斯韦尔求解器210从参数化模型206计算/模拟辐射分布208。参数化模型206示出了构成目标和与目标相关联的各种示例材料层。参数化模型206可以包括所考虑的目标的一部分的特征和层的一个或多个变量，其可以变化和导出。如图13所示，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、和/或一个或多个特征的侧壁角度α。尽管未示出，但是一个或多个变量可以还包括但不限于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率、显影期间的抗蚀剂损失、一个或多个特征的基础、和/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的预期值。然后在212处将测量辐射分布108与计算辐射分布208相比较以确定两者之间的差异。如果存在差异，则可以改变参数化模型206的一个或多个变量的值，计算新的计算辐射分布208并且将其与测量辐射分布108相比较，直到测量辐射分布108与计算辐射分布208之间存在足够的匹配。此时，参数化模型206的变量值提供实际目标30'的几何形状的良好或最佳匹配。在一个实施例中，当测量辐射分布108与计算辐射分布208之间的差异在容限阈值内时，存在足够的匹配。

目标的测量准确性和/或灵敏度可以相对于提供到目标上的辐射束的一个或多个属性而变化，例如，辐射束的波长、辐射束的偏振、和/或辐射束的强度分布(即，角度或空间强度分布)。在一个实施例中，辐射束的波长范围限于选自特定范围(例如，选自约400nm至900nm的范围)的一个或多个波长。此外，可以提供辐射束的不同偏振的选择，并且可以使用例如多个不同的孔径来提供各种照射形状。

为了监视包括至少一个图案化步骤(例如，光学光刻步骤)的图案化工艺(例如，器件制造工艺)，检查图案化衬底并且测量图案化衬底的一个或多个参数。例如，一个或多个参数可以包括形成在图案化衬底中或上的连续层之间的套刻误差、例如形成在图案化衬底中或上的特征的临界尺寸(CD)(例如，临界线宽)、光学光刻步骤的焦点或聚焦误差、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。该测量可以在产品衬底本身的目标上和/或在提供在衬底上的专用量测目标上进行。存在各种用于测量在图案化工艺中形成的结构的技术，包括使用扫描电子显微镜、基于图像的测量或检查工具和/或各种专用工具。如上所述，快速且非侵入式的专用量测和/或检查工具是这样一种技术：其中将辐射束引导到衬底的表面上的目标上，并且测量散射(衍射/反射)光束的属性。通过比较光束被衬底散射之前和之后的一个或多个属性，可以确定衬底的一个或多个属性。这可以称为基于衍射的量测或检查。这种基于衍射的量测或检查的一种这样的应用是测量周期性目标内的特征不对称。例如，这可以用作套刻误差的度量，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来测量不对称(例如，比较周期性光栅的衍射光谱中的第-1和第1级)。这可以简单地完成，如例如在美国专利申请公开US2006-066855中描述的，该专利申请通过引用整体并入本文。

启用图案化工艺的重要方面包括显影过程本身，将其设置用于监视和控制，并且然后实际监视和控制过程本身。假定图案化工艺的基本原理的配置，诸如图案化装置图案、抗蚀剂类型、后光刻工艺步骤(例如，显影、蚀刻等)，则需要在图案化工艺中设置设备以用于将图案转印到衬底上，显影一个或多个量测目标以监视过程，建立量测工艺以测量量测目标，并且然后基于测量结果来实现监视和/或控制过程的过程。

可以使用覆盖膜测试衬底来监视蚀刻工具的性能。覆盖膜测试衬底包括其上设置有平坦、光滑、非图案化的可蚀刻层的衬底层(例如，裸硅晶片)。通过蚀刻工具蚀刻覆盖膜测试衬底的可蚀刻层以确定蚀刻工具的体蚀刻率，具体地，由于蚀刻工具在一定时间段内的蚀刻导致的可蚀刻层的厚度变化被评估以获取蚀刻率。因此，可以基于确定的体蚀刻率来调节蚀刻工具。

因此，在一个实施例中，提供了一种监视和/或控制系统，其基于从监视衬底确定的特性来监视和/或控制蚀刻工具，或者替代地，确定蚀刻工具的蚀刻率。

在一个实施例中，提供了一种监视和/或控制系统，其使用图案化监视衬底来监视和/或控制光刻工具上游或下游的处理工具(例如，蚀刻工具)的性能。上述覆盖膜测试衬底可能不能准确地监视和/或控制这种处理工具，因为它没有图案。

参考图6，示例过程设备基线器系统600在示例制造环境中示意性地示出。制造环境包括预光刻处理工具610、光刻系统620、后光刻处理工具630和量测设备640。在一个实施例中，预光刻处理工具610包括轨道(诸如轨道的抗蚀剂施加组件)、沉积工具等。在一个实施例中，后光刻处理工具630包括轨道(诸如轨道的显影组件和/或轨道的烘烤板组件)、蚀刻工具、沉积工具等。沉积工具可以是化学气相沉积(CVD)和/或物理气相沉积(PVD)工具。蚀刻工具可以是原子层蚀刻(ALE)工具。

应当理解，制造环境不需要具有所描绘的所有设备。此外，一个或多个设备可以组合成一个。例如，量测设备640可以是预光刻处理工具610、光刻系统620和/或后光刻处理工具630的一部分。

工艺设备基线器系统600包括软件应用650。在一个实施例中，工艺设备基线器系统600可以使用现有的量测设备640，或者包括量测设备640。例如，在工艺设备基线器系统600包括量测设备640的情况下，软件应用650可以设置有量测设备640(例如，在与量测设备640相关联的计算机中)。选自以下项中的一个或多个项与软件应用650通信：预光刻处理工具610、光刻系统620、后光刻处理工具630和/或量测设备640，以便可以由软件应用650在相同时间或不同时间存储和分析适用的预光刻处理工具610、光刻系统620、后光刻处理工具630和/或量测设备640的结果、设计、数据等。

参考图7A-7D，以侧视截面图示出了用于与工艺设备基线系统600一起使用的监视衬底605、615、635的实施例。在平面图中，监视衬底可以具有与常规衬底相同的形状(例如，圆盘形状)，并且可以具有与常规衬底相当的横向尺寸(例如，约200mm、约300mm或约450mm)。如图7A中示意性所示，监视衬底605包括衬底层705(例如，裸硅层)。另外，如图7B中示意性所示，监视衬底615包括衬底层705和在衬底层705上的可蚀刻层710(例如，沉积层)。可蚀刻层710可以是一个或多个合适的材料层，例如，氧化硅、氮化硅等。在一个实施例中，预光刻处理工具610可以被配置为将可蚀刻层施加到一个或多个监视衬底605的衬底层705，例如在多个衬底层中的每个上以形成一组监视衬底615。在一个实施例中，用于提供可蚀刻层710的预光刻处理工具610是用于借助于例如原子层沉积(ALD)、化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)来施加沉积层作为可蚀刻层710的沉积工具。

如图7C中示意性所示，可以在监视衬底615的可蚀刻层710上提供抗蚀剂层715(例如，光致抗蚀剂)。在一个实施例中，预光刻处理工具610可以被配置为将抗蚀剂层715施加到一个或多个监视衬底605的衬底层705。在一个实施例中，用于提供抗蚀剂层715的预光刻处理工具610是轨道的抗蚀剂涂覆组件。

参考图7D，监视衬底635包括衬底层705(例如，裸硅层)和可蚀刻层710。此外，监视衬底635包括一个或多个图案化区域720、730。在一个实施例中，监视衬底635包括抗蚀剂层715，并且抗蚀剂层715包括一个或多个图案化区域720、730。下面描述如何将一个或多个图案化区域720、730提供给抗蚀剂层715的实施例。在一个实施例中，可蚀刻层710包括在其中的一个或多个图案化区域720、730。例如，可以通过使用图案化装置625图案化抗蚀剂并且使用图案化抗蚀剂将一个或多个图案化区域720、730蚀刻到可蚀刻层710中来提供一个或多个图案化区域720、730。

可选地，抗蚀剂层715包括例如厚度为0的区域725，从而下面的可蚀刻层710的空白区域被暴露。区域725在平行于衬底层的伸长方向的尺寸上的尺寸足以使得能够在可蚀刻层的蚀刻期间确定蚀刻工具的体蚀刻率。在另一实施例中，区域725在平行于衬底层的伸长方向的方向上的尺寸为至少5微米。在一个实施例中，区域725在平行于衬底层705的伸长方向的方向上的尺寸为至少1毫米。在一个实施例中，区域725在平行于衬底层的伸长方向的方向上的尺寸为至少10mm。关于区域725和/或蚀刻率测量的更多细节将在下面更详细地讨论。如图7D的实施例中所示，抗蚀剂层715包括两个图案化区域720、730，其间具有区域725。然而，区域725不需要在两个图案化区域720、730之间。此外，图案化区域720、730可以位于监视衬底635的中央周围；图案化区域720、730不需要围绕中央连续延伸。

如上所述，图案化区域720、730中的每个图案化区域可以具有从图案化装置625转印的一个或多个图案。在一个实施例中，一个或多个图案包括周期性结构(例如，光栅)。在一个实施例中，一个或多个图案包括与功能器件相对应的特征。在一个实施例中，一个或多个图案包括与功能器件图案化的测量中使用的量测目标相对应的特征。

在一个实施例中，一个或多个图案是临界图案，其中CD与功能器件CD相关，例如用于10nm节点的10nm。在一个实施例中，一个或多个图案包括不同的间距。例如，密集间距和稀疏间距。因此，在一个实施例中，监视密集与稀疏间距之间的CD差异(有时称为等密度偏差)。在一个实施例中，监视光刻蚀刻偏差。光刻蚀刻偏差是显影后CD与蚀刻后CD之间的差异。在一个实施例中，图案化区域720、730中的图案的特征的宽度、图案化区域720、730中的图案的相邻特征之间的间隔和/或图案化区域720、730中的图案的间距的范围可以从数纳米到数百纳米。

在一个实施例中，一个或多个图案是用于功能器件图案化的测量的套刻或对准量测目标(例如，诸如光栅之类的周期性结构)或与之相关。在一个实施例中，监视一个或多个特征的放置。在一个实施例中，监视侧壁不对称(例如，特征的一个侧壁的角度与特征的另一侧壁的角度之间的差异)。这些量测目标通常具有比功能器件类型模式更大的CD和间距。在一个实施例中，图案化区域720、730中的图案的特征的宽度、图案化区域720、730中的图案的相邻特征之间的间隔和/或图案化区域720、730中的图案的间距的范围可以从数百纳米到数十微米。在一个实施例中，宽CD(例如，在微米范围内)可以被细分为与功能器件图案特征类似的尺寸。

抗蚀剂层715可以具有任何数目和/或尺寸的图案化区域(但至少一个)。例如，抗蚀剂层715可以具有一个图案化区域、两个图案化区域、三个图案化区域等。在一个实施例中，图案化区域的数目和/或尺寸受到约束，从而区域725的尺寸足以使得能够确定蚀刻工具的蚀刻率。

在一个实施例中，光刻系统620被配置为在施加在一个或多个监视衬底615上的抗蚀剂层715中产生一个或多个图案，以形成一个或多个图案化监视衬底635(例如，一组图案化监视衬底635)。光刻系统620可以包括诸如关于图1描述的光学光刻设备、纳米压印光刻工具等。例如，光刻系统620的光学光刻设备可以暴露一个或多个监视衬底615的抗蚀剂层715，以将图案从图案化装置625转印到一个或多个监视衬底615上的抗蚀剂层715以产生例如多个图案化监视衬底635。图案化装置625可以用于在衬底615上产生功能器件的图案或仅产生用于量测目的的图案设计。例如，图案化装置625可以用于产生周期性结构，诸如线和空间光栅。在一个实施例中，在通过光刻系统620进行图案化之后，可以使用后光刻处理工具630来显影(即，去除)抗蚀剂的部分，以在衬底635的抗蚀剂7715中形成包括一个或多个凹陷的图案。在一个实施例中，在光刻系统620的图案转印之后，使用轨道形式的后光刻处理工具630来显影抗蚀剂。

在一个实施例中，使用具有一个或多个图案化区域720、730的监视衬底635，通过如上所述的光刻基线器来监视和/或控制光刻系统620。例如，可以测量图案化衬底635的一个或多个特性(例如，临界尺寸)。如果一个或多个特性的测量值与一个或多个特性的目标值(例如，在阈值范围之外)不同，则光刻基线器可以调节光刻系统620的一个或多个变量(例如，剂量、焦点等)。以这种方式，可以监视和/或控制光刻系统620从操作基线的漂移。

在一个实施例中，具有一个或多个图案化区域720、730的监视衬底635根据工艺设备基线器系统600由预光刻处理工具610和/或后光刻处理工具630处理。在一个实施例中，预光刻处理工具610和/或后光刻处理工具630被配置为处理每个图案化监视衬底635，以形成一组处理监视衬底645。

在一个实施例中，监视衬底635由后光刻处理工具630处理。在一个实施例中，后光刻工具630包括蚀刻工具，该蚀刻工具被配置为蚀刻图案化衬底635的可蚀刻层710并且因此将可蚀刻层710的一个或多个图案进一步转印到可蚀刻层710中，或者将抗蚀剂层715中的一个或多个图案转印到可蚀刻层710，以形成经处理衬底645。

图7E示意性地示出了在蚀刻之后的经处理衬底645的侧视截面图。如图所示，蚀刻层710的未被抗蚀剂层715覆盖的部分(具体地，抗蚀剂层715的图案化区域720、730)被蚀刻，因为抗蚀剂至少部分抵抗蚀刻。

在一个实施例中，在可蚀刻层710中形成未图案化的空白区域745。在与衬底层的伸长方向平行的方向上，空白区域745的尺寸可以与抗蚀剂层715中的区域725类似。在一个实施例中，可蚀刻层710中的空白区域745的尺寸可以足以使得能够测量蚀刻工具的体蚀刻率。例如，可蚀刻层710中的空白区域745在平行于衬底层705的伸长方向的方向上的尺寸可以为至少5微米。在一个实施例中，可蚀刻层710中的空白区域745在平行于衬底层705的伸长方向的方向上的尺寸可以为至少1mm。在一个实施例中，空白区域在平行于衬底层705的伸长方向的方向上的尺寸可以为至少10mm。在一个实施例中，量测设备640可以被配置为监视可蚀刻层710中的空白区域745的厚度；在一个实施例中，蚀刻工具包括被配置为监视可蚀刻层710中的空白区域745的厚度735以导出蚀刻率的量测模块。为了获取蚀刻率，在可蚀刻层710的蚀刻工艺之前或期间，在第一时间测量空白区域745的第一厚度。在可蚀刻层710的蚀刻工艺期间或之后，在第二时间测量空白区域745的第二厚度。蚀刻工具的蚀刻率可以通过将第一厚度与第二厚度之间的差值除以第一时间与第二时间之间由蚀刻工具处理可蚀刻层710的时间长度来确定。在一个实施例中，可蚀刻层的空白区域745的蚀刻后厚度可以为0。然而，在其他实施例中，可蚀刻层仍可以具有剩余厚度，这是图7E-7G所示实施例中的情况。如图7F所示，在需要时，从经处理衬底645上去除抗蚀剂层715。

参考图7F，在完成蚀刻之后，经处理监视衬底645仅包括衬底层705和可蚀刻层710。可蚀刻层710包括一个或多个图案化区域740、750。在一个实施例中，可蚀刻层710包括空白区域745。类似于一个或多个图案化区域720、730，可蚀刻层710可以具有任意数目的图案化区域740、750。例如，可蚀刻层710可以具有一个图案化区域、三个图案化区域、五个图案化区域、八个图案化区域等。在一个实施例中，图案化区域740、750的数目和/或尺寸受到约束，从而空白区域745的尺寸足以使得能够确定蚀刻工具的蚀刻率。图案化区域740、750中的每个可以具有从图案化衬底635的图案化区域720、730转印的一个或多个图案。一个或多个图案可以被配置为由量测设备640测量。在一个实施例中，对于如图案等功能器件，图案化区域720、730中的图案的特征的宽度、图案化区域720、730中的图案的相邻特征之间的间隔和/或图案化区域720、730中的图案的间距的范围可以从数纳米到数百纳米。在一个实施例中，对于如图案等量测目标，图案化区域720、730中的图案的特征的宽度、图案化区域720、730中的图案的相邻特征之间的间隔和/或图案化区域720、730中的图案的间距的范围可以从数百纳米到数十微米。

如图7G中示意性所示，量测设备640可以被配置为评估经处理的衬底645的至少一个特性。例如，量测设备640可以被配置为评估经处理衬底645的图案化区域740、750的至少一个特性。在一个实施例中，该特性包括选自以下项中的一个或多个：图案化区域740和/或图案化区域750中的至少一个图案的临界尺寸、套刻、侧壁角度(即，图案特征的侧壁的角度)、底面倾斜(即，图案中的间隙的底面的倾斜)、图案特征高度、层厚度、图案偏移(例如，在两个正交方向上)、几何不对称(例如，特征的侧壁角度的差异)和/或一个或多个其他几何参数。如上所述，光栅的图案对一个或多个非光刻工艺(例如，沉积、蚀刻、平坦化等)敏感，并且这些特性的存在将在印刷光栅的变化中表现出来。因此，至少一个特性可以是膜厚度均匀性、蚀刻率均匀性、蚀刻倾斜角度均匀性和/或平坦化凹陷。

在一个实施例中，量测设备640可以是可以测量特性的光学(例如，基于衍射的)量测工具。在一些示例中，可蚀刻层710可以包括跨衬底的多个图案化区域(例如，相同的图案化区域)。因此，量测设备640可以测量经处理衬底645上的多个图案化区域的特性。因此，在一个实施例中，确定经处理衬底645上的至少一个特性的空间分布。在一个实施例中，量测设备640是用于测量表面的位置(例如，经处理衬底645的表面的高度和/或旋转位置)的水平传感器。

软件应用650可以被配置为使用来自量测设备640的测量数据(例如，临界尺寸、套刻、侧壁角度、底面倾斜、图案偏移、几何不对称等)来产生修改信息。例如，软件应用650可以被配置为确定由量测设备640测量的至少一个特性的测量值是否满足至少一个特性的目标值(其可以包括公差范围)。在一个实施例中，软件应用650确定由量测设备640测量的至少一个特性的测量值与至少一个特性的目标值之间的偏差(例如，差值)。在一个实施例中，偏差可以是临界尺寸误差、套刻误差、侧壁角度误差、底面倾斜误差、图案偏移误差等。在一个实施例中，软件应用650确定由量测设备640测量的至少一个特性的测量值是否满足至少一个特性的目标值跨经处理衬底645的空间分布。

在步骤830，响应于确定由量测设备640测量的至少一个特性的测量值不满足至少一个特性的目标值(其可以包括公差范围)，可以采取动作。在一个实施例中，软件应用650可以向用户通知这种确定。在一个实施例中，软件应用650被配置为产生修改信息，该修改信息用于修改后光刻处理工具630的操作以例如校正(例如，消除或减小到公差范围内)由量测设备640测量的至少一个特性的测量值与至少一个特性的目标值之间的偏差。

在一个实施例中，可以至少部分基于偏差(例如，差值)来产生用于调节后光刻处理工具630的修改信息。具体地，可以产生用于调节后光刻处理工具630的一个或多个变量的修改信息。例如，当后光刻处理工具630是蚀刻工具时，修改信息可以用于基于偏差的空间分布或至少一个特性的测量值的空间分布来在空间上修改一个或多个蚀刻变量(例如，蚀刻率、蚀刻类型等)。此外，在一个实施例中，使用空白区域745确定的体蚀刻率可以用于将整个衬底上的整体变化应用于蚀刻变量(例如，蚀刻率的变化)。在一个实施例中，处理工具可以具有多个区域(例如，10个或更多个、20个或更多个、30个或更多个区域)等，以提供对适用工艺的不同控制。例如，蚀刻工具可以具有多个区域，每个区域提供对蚀刻属性(例如，蚀刻率、蚀刻角度等)的单独控制。因此，在一个实施例中，修改信息可以实现对处理工具的一个或多个区域的差异控制。

在一个实施例中，可以产生用于匹配两个或更多个后光刻处理工具630或相同后光刻工具630或不同后光刻处理工具630的不同组件的性能的修改信息。因此，用于评估偏差的目标值是另一工具和/或组件的特性的值。例如，当图案化处理工具630是蚀刻工具时，可以通过使用蚀刻工具的第一蚀刻室，使用蚀刻工具的第二蚀刻室或两者蚀刻可蚀刻层710来形成经处理衬底645。为了匹配第一蚀刻室与第二蚀刻室之间的性能，软件应用650可以被配置为确定由蚀刻工具的第一蚀刻室处理的第一图案的特性的值与由蚀刻工具的第二蚀刻室处理的第二图案的特性的值之间的偏差。软件应用650还可以被配置为产生修改信息，该修改信息用于调节第一蚀刻室和/或第二蚀刻室的一个或多个变量(例如，蚀刻率或蚀刻类型)以便校正由第一蚀刻室和第二蚀刻室处理的图案之间的特性的值之间的偏差。因此，在一个实施例中，修改信息可以使第一蚀刻室的特性的空间分布在公差范围内匹配第二蚀刻室的特性的空间分布。

虽然讨论集中在蚀刻工具上，但在一个实施例中，后光刻处理工具630可以是改变经处理衬底645的物理特性的轨道(或其组件，诸如显影工具或烘烤工具)、沉积工具、化学机械抛光/平坦化(CMP)工具或其他后光刻处理工具。在一个或多个这样的工具的情况下，层710不需要是可蚀刻的，并且当然，衬底的处理不需要涉及蚀刻(例如，其中后光刻处理工具630是显影工具或烘烤工具)。在一个实施例中，工艺设备基线器系统600评估预光刻处理工具610(代替或者除了后光刻处理工具630)。预光刻处理工具610可以是改变经处理衬底645的物理特性的轨道(或其组件，诸如抗蚀剂施加工具)、沉积工具或其他预先平版印刷处理工具。在一个或多个这样的工具的情况下，层710不需要是可蚀刻的，并且当然，衬底的处理不需要涉及蚀刻(例如，其中预光刻处理工具610是抗蚀剂施加工具)。

因此，当评估工具是轨道时，一个或多个变量可以是一个或多个轨道变量，诸如轨道的烘烤工具的烘烤温度(例如，全局变化或空间分布的变化)和/或轨道显影工具的显影变量。当评估工具是沉积工具时，一个或多个变量可以是一个或多个沉积变量(例如，沉积速率的全局或空间变化、沉积的空间变化等)。当评估工具是CMP工具时，一个或多个变量可以是一个或多个平坦化变量(例如，平坦化速率的全局或空间变化、平坦化的空间变化等)。

在一个实施例中，测量值和/或修改信息可以专用于特定设备，例如，专用于蚀刻工具的蚀刻室，专用于多个蚀刻工具中的蚀刻工具，等等。因此，监视和/或控制可以特定于工具和/或其部分。因此，例如，基于在功能器件的特定图案化工艺中使用什么工具和/或其部件，可以将适当的修改信息应用于用于在图案化工艺中处理一个或多个衬底的工具和/或其一部分。

此外，后光刻工具中的偏差可以在另一工具(例如，预光刻处理工具或光刻系统)中校正，或反之亦然。因此，修改信息不需要用于被评估的工具。例如，可以调节光刻系统620的一个或多个光刻变量。在一个实施例中，一个或多个光刻变量包括剂量和/或焦点。作为示例，可以产生用于调节光刻设备的一个或多个修改设备的修改信息，例如，通过采用调节机构AM来校正或应用光学像差，通过采用调节器AD来校正或修改照射强度分布，通过采用图案化装置支撑结构MT的定位器PM来校正或修改图案化装置支撑结构MT的位置，通过采用衬底台WT的定位器PW来校正或修改衬底台WT的位置，等等。

因此，在后光刻处理工具630的评估的示例中，可以产生用于修改后光刻处理工具630和/或后光刻处理工具630上游或下游的一个或多个处理设备的一个或多个变量的修改信息。一个或多个处理设备可以包括例如预光刻处理工具610、光刻系统620和/或另一后光刻处理工具630。

在一个实施例中，软件应用650使用一个或多个数学模型来确定由选自以下项中的一个或多个可校正的至少一个特性的偏差：预光刻处理工具610、光刻系统620和/或后光刻处理工具630。软件应用650还可以被配置为提供修改信息，该修改信息使得能够配置选自以下项中的一个或多个以校正(例如，消除或减小到公差范围内)偏差：预光刻处理工具610、光刻系统620和/或后光刻处理工具630。在一个实施例中，一个或多个数学模型定义一旦参数化就适合数据的一组基本函数。在一个实施例中，模型指定选自以下项中的一个或多个项可以做出的修改范围：预光刻处理工具610、光刻系统620和/或后光刻处理工具630，并且确定可校正偏差是否是在范围内。也就是说，该范围可以指定预光刻处理工具610、光刻系统620和/或后光刻处理工具630可以做出的修改量的上限、下限和/或两者。例如，在一个实施例中，坐标(x，y)处的x方向上的可校正偏差Δx可以通过以下方式建模：

Δx＝k₁+k₃x+k₅y+k₇x²+k₉xy+k₁₁y²+k₁₃x³+k₁₅x²y+k₁₇xy²+k₁₉y³

(1)

其中k1是参数(其可以是常数)，并且k3、k5、k7、k9、k11、k13、k15、k17和k19分别是项x、y、x²、xy、y²、x³、x²y、xy²和y³的参数(其可以是常数)。k1、k3、k5、k7、k9、k11、k13、k15、k17和k19中的一个或多个可以是零。相关地，在一个实施例中，坐标(x，y)处的y方向上的可校正偏差Δy可以通过以下方式建模：

Δy＝k₂+k₄y+k₆x+k₈y²+k₁₀yx+k₁₂x²+k₁₄y³+k₁₆y²x+k₁₈yx²+k₂₀x³

(2)

其中k2是参数(其可以是常数)，并且k₄、k₆、k₈、k₁₀、k₁₂、k₁₄、k₁₆、k₁₈和k₂₀分别是项y、x、y²、yx、x²、y³、y²x、yx²和x³的参数(其可以是常数)。k₂、k₄、k₆、k₈、k₁₀、k₁₂、k₁₄、k₁₆、k₁₈和k₂₀中的一个或多个可以是零。

在一个实施例中，提供了通过选自以下项中的两个或更多个进行的偏振校正的共同优化：预光刻处理工具610、光刻系统620和/或后光刻处理工具630。在一个实施例中，用于确定通过选自以下项中的两个或更多个项的可校正的误差的一个或多个数学模型被组合以实现共同优化：预光刻处理工具610、光刻系统620和/或后光刻处理工具630。

在一个实施例中，针对不同类型的误差单独地或组合地执行共同优化，诸如针对临界尺寸误差、套刻误差、图案偏移误差等单独地或组合地执行。在一个实施例中，预光刻处理工具610、光刻系统620或后光刻处理工具630可以更好地能够校正某些类型的误差，并且因此误差校正在选自以下中的两个或更多个项的合适的不同变量之间适当地加权或分配：预光刻处理工具610、光刻系统620和/或后光刻处理工具630。

因为，在一个实施例中，相同的衬底具有空白区域725、745以及图案化区域720、730、740和750，可以执行使用空白区域745确定蚀刻工具的蚀刻率(用于蚀刻可蚀刻层710)以及测量图案化区域740、750的一个或多个特性(以及确定其相关联的偏差)，而无需针对这些功能使用不同的衬底。具体地，可以使用可蚀刻层710的空白区域745来确定体蚀刻率，同时可以使用图案化区域的测量结果来确定图案化区域的特性的测量值与目标值的偏差并且相应地进行校正(例如，空间变化的校正)。

在一个实施例中，软件应用650被配置为标识一个或多个图案目标以便应用于衬底635、645并且用于利用工艺设备基线器系统进行测量，并且显影一个或多个目标的量测方案。在该上下文中的量测方案是与用于测量一个或多个量测目标的量测设备640本身和/或与测量过程相关联的一个或多个变量(以及一个或多个相关联的值)，诸如测量光束的一个或多个波长、测量光束的一种或多种类型的偏振、测量光束的一个或多个剂量值、测量光束的一个或多个带宽、与测量光束一起使用的检查设备的一个或多个孔径设置、用于在目标上定位测量光束的对准标记、所使用的对准方案、多个目标的采样方案、目标的布局、用于测量目标和/或目标的感兴趣点的移动方案等。

在一个实施例中，可以设计一个或多个目标并且使其适合于图案化工艺。例如，可以评估多个目标设计以标识最小化残余变化(系统和/或随机)的一个或多个目标。在一个实施例中，可以评估多个目标设计以标识其性能与功能器件相匹配的一个或多个目标，例如，标识其临界尺寸、套刻、图案偏移等的度量与器件的临界尺寸、套刻、图案偏移等相匹配的目标。可以设计目标，例如，用于测量临界尺寸(CD)、套刻、图案偏移、侧壁角度、底面倾斜、目标中几何不对称等、或者从中选择的任何组合。

参考图8，描绘了调节一个或多个衬底制造变量的方法的示例流程图。在步骤810，在通过处理工具(例如，后光刻处理工具630)处理衬底之后，评估衬底(例如，经处理衬底645)上的图案。在一个实施例中，通过处理工具处理衬底包括通过蚀刻形成图案的至少一部分。在一个实施例中，通过处理工具处理衬底包括在衬底的图案的至少一部分上沉积层。在一个实施例中，通过处理工具处理衬底包括在衬底上的抗蚀剂中显影图案的至少一部分。在一个实施例中，通过处理工具处理衬底包括在衬底上平坦化图案的至少一部分。在一个实施例中，通过处理工具处理衬底包括在衬底上烘烤图案的至少一部分。

在一个实施例中，通过获取衬底上的图案的至少一个特性的测量结果来评估经处理衬底上的图案。在一个实施例中，图案的至少一个特性包括图案的临界尺寸、图案的套刻误差、图案的侧壁角度、图案的底面倾斜、图案的图案偏移、图案的几何不对称等。

在一个实施例中，衬底包括衬底层(例如，衬底层705)、以及在衬底层上并且在其中或其上具有图案化区域(例如，图案化区域720、730)的层(例如，可蚀刻层710)。图案位于图案化区域中。在一个实施例中，衬底层包括裸硅。在一个实施例中，衬底层上的层包括在其上的图案化抗蚀剂层形式的图案化区域(例如，图案化区域720、730)。在一个实施例中，衬底包括在衬底层上的层的空白区域(例如，空白区域745)。空白区域的尺寸被设置为使得能够确定蚀刻工具的蚀刻率。在一个实施例中，空白区域在平行于衬底层的伸长方向的方向上的尺寸为至少1mm。

在步骤820，确定由量测设备640测量的至少一个特性的测量值是否满足至少一个特性的目标值(其可以包括公差范围)。例如，可以确定测量图案与目标图案之间是否存在误差。在一个实施例中，目标值可以是测量的至少一个特性的较早值。在一个实施例中，目标值可以是与至少一个特性相关的统计值(例如，平均值、标准偏差等)(例如，至少一个特性的先前测量值、用户指定的统计值等)。在一个实施例中，确定由量测设备640测量的至少一个特性的测量值与至少一个特性的目标值之间的偏差(例如，差值)。在一个实施例中，偏差可以是临界尺寸误差、套刻误差、侧壁角度误差、底面倾斜误差、图案偏移误差等。在一个实施例中，确定至少一个特性的测量值在经处理衬底上的空间分布，或者确定至少一个特性的测量值是否满足至少一个特性的目标值在经处理衬底上的空间分布。在一个实施例中，确定误差在衬底上的空间分布。

在步骤830，响应于确定至少一个特性的测量值不满足至少一个特性的目标值(其可以包括公差范围)，可以采取动作。在一个实施例中，可以向用户通知这种确定。在一个实施例中，通过硬件计算机系统产生用于调节处理工具(例如，后光刻处理工具630)和/或调节处理工具上游或下游的一个或多个处理设备的修改信息。在一个实施例中，至少部分基于至少一个特性的测量值与至少一个特性的目标值之间的偏差(例如，差值)来生成修改信息。在一个实施例中，处理工具是蚀刻工具、轨道工具、CMP工具或沉积工具。在一个实施例中，处理工具上游或下游的一个或多个处理设备是选自以下项中的一个或多个项处理设备：沉积工具、轨道工具、CMP工具、蚀刻工具和/或光刻设备。

在一个实施例中，可以随时间重复步骤810-830以实现对处理工具的监视和/或控制。例如，监视衬底645可以在生产衬底的处理之间穿过处理工具以确定处理工具的性能(例如，标识处理工具的漂移)并且采取适当的动作(例如，生成修改信息，通知用户，等等)。类似地，可以评估不同处理工具和/或相同处理工具的不同部分之间的性能。例如，监视衬底645可以在生产衬底的处理之间穿过不同的处理工具和/或相同处理工具的不同部分以确定不同处理工具和/或相同处理工具的不同部分的性能(例如，标识一个处理工具相对于另一处理工具的漂移，标识处理工具的一部分相对于同一处理工具的另一部分的漂移，等等)并且采取适当的动作(例如，生成修改信息，通知用户，等等)。

参考图9，描绘了调节一个或多个衬底制造变量的另一方法的示例流程图。在步骤910，提供图案化衬底(例如，图案化衬底635)。图案化衬底包括衬底层(例如，衬底层705)和在衬底层上的可蚀刻层(例如，可蚀刻层710)。在一个实施例中，图案化衬底包括在可蚀刻层上的抗蚀剂层(例如，抗蚀剂层715)。衬底层可以包括裸硅。在一个实施例中，可蚀刻层可以包括二氧化硅、氮化硅或任何其他合适的材料。可蚀刻层在其上或其中具有至少一个第一图案化区域(例如，图案化衬底635的图案化区域720、730)、以及空白区域(例如，图案化衬底635的空白区域725)。在一个实施例中，暴露空白区域以使得能够通过蚀刻工具进行直接蚀刻。在一个实施例中，至少一个第一图案化区域包括在可蚀刻层上的抗蚀剂层(例如，抗蚀剂层715)的图案化部分。在存在抗蚀剂层的情况下，抗蚀剂层可以具有用于使得能够暴露可蚀刻层的空白区域的开口区域。空白区域的尺寸足以使得能够确定蚀刻工具的蚀刻率。在一个实施例中，空白区域在平行于衬底层的伸长方向的方向上的尺寸为至少1mm。

在步骤920，用蚀刻工具蚀刻可蚀刻层。在一个实施例中，在蚀刻之后，可蚀刻层在其中具有至少一个第二图案化区域(例如，经处理衬底645的图案化区域740、750)。在一个实施例中，在蚀刻之后，蚀刻空白区域以形成厚度减小的空白区域(例如，经处理衬底645的空白区域745)。

在步骤930，测量蚀刻工具的蚀刻率，例如，在可蚀刻层的空白区域处。具体地，在蚀刻之前或期间在第一时间测量空白区域的第一厚度。在蚀刻期间或之后在第二时间测量空白区域的第二厚度。然后，可以基于第一厚度与第二厚度之间的差值和第一时间与第二时间之间由蚀刻工具处理可蚀刻层的时间长度来确定蚀刻工具的蚀刻率。

在一个实施例中，提供了一种衬底，其包括：衬底层；以及在衬底层上的可蚀刻层，可蚀刻层包括在其上或其中的图案化区域，并且包括空白区域，空白区域的尺寸足以使得能够确定用于蚀刻空白区域的蚀刻工具的蚀刻率。

在一个实施例中，衬底还包括在可蚀刻层上的抗蚀剂层，抗蚀剂层包括图案化区域。在一个实施例中，图案化区域包括要使用蚀刻工具从抗蚀剂层转印到可蚀刻层的图案。在一个实施例中，抗蚀剂层包括用于将空白区域暴露于蚀刻工具的蚀刻剂的开口区域，开口区域的尺寸足以使得能够确定用于蚀刻空白区域的蚀刻工具的蚀刻率。在一个实施例中，空白区域在平行于衬底层的伸长方向的方向上的尺寸为至少1毫米。在一个实施例中，空白区域的蚀刻后厚度为0。在一个实施例中，衬底层包括裸硅。在一个实施例中，图案化区域包括要通过量测设备测量的图案。

在一个实施例中，提供了一种方法，其包括：在通过光刻工具上游或下游的处理工具处理衬底之后，评估衬底上的图案，以确定所评估的图案的特性的值；确定所评估的图案的特性的值是否满足特性的目标值；以及响应于确定所评估的图案的特性的值不满足特性的目标值，通过硬件计算机系统至少部分基于该确定来产生和输出关于处理工具的信息。

在一个实施例中，该确定包括确定所评估的图案的特性的值与特性的目标值之间的偏差，并且该产生和输出包括至少部分基于偏差来产生用于调节处理工具和/或处理工具上游或下游的另一处理设备的修改信息。在一个实施例中，处理工具上游或下游的处理设备包括选自以下项中的一个或多个项：沉积工具、轨道工具、蚀刻工具、化学机械平坦化(CMP)工具和/或光刻工具。在一个实施例中，修改信息用于修改处理工具和/或处理工具上游或下游的另一处理设备的变量，并且其中变量包括沉积工具的沉积变量、轨道的轨道变量、光刻设备的光刻变量、蚀刻工具的蚀刻变量和/或CMP工具的平坦化变量。在一个实施例中，变量包括轨道的轨道变量，轨道变量包括轨道的烘烤工具的烘烤温度或轨道的显影工具的显影变量。在一个实施例中，变量包括光刻设备的光刻变量，光刻变量包括剂量或焦点。在一个实施例中，变量包括蚀刻工具的蚀刻变量，蚀刻变量包括蚀刻工具的蚀刻类型或蚀刻工具的蚀刻率。在一个实施例中，确定包括确定所评估的图案的特性的值跨衬底的空间分布，或者确定所评估的图案的特性的值与特性的目标值之间的偏差跨衬底的空间分布。在一个实施例中，产生修改信息包括产生用于与处理工具的第二组件分开地调节处理工具的第一组件的变量的修改。在一个实施例中，处理工具是蚀刻工具，图案已经由蚀刻工具的第一蚀刻室处理，并且目标值用于蚀刻工具的第二蚀刻室。在一个实施例中，处理工具是蚀刻工具、轨道、化学机械平坦化(CMP)工具或沉积工具。在一个实施例中，处理工具包括蚀刻工具。在一个实施例中，衬底包括衬底层和可蚀刻层，并且其中可蚀刻层包括在其中或在其上图案化区域并且包括空白区域，空白区域的尺寸被设置为使得能够确定蚀刻工具的蚀刻率。在一个实施例中，该方法还包括利用蚀刻工具蚀刻可蚀刻层的至少空白区域；以及使用蚀刻的空白区域确定蚀刻工具的蚀刻率。在一个实施例中，确定蚀刻工具的蚀刻率包括：在第一时间测量空白区域的第一厚度；在第二时间测量空白区域的第二厚度；以及基于第一厚度与第二厚度之间的差值和第一时间与第二时间之间由蚀刻工具处理衬底的时间长度来确定蚀刻工具的蚀刻率。在一个实施例中，空白区域在平行于衬底层的方向上的尺寸为至少1毫米。在一个实施例中，该方法包括至少部分基于所确定的蚀刻率来产生用于调节处理工具的修改信息。在一个实施例中，评估衬底上的图案包括获取衬底上的图案特性的值的测量结果。在一个实施例中，图案的特性包括选自以下项中的一个或多个项：临界尺寸、套刻、侧壁角度、底面倾斜、图案特征高度、层厚度、图案偏移、几何不对称和/或一个或多个其他几何参数。

在一个实施例中，提供了一种方法，其包括：提供衬底，衬底包括衬底层和在衬底层上的可蚀刻层，可蚀刻层在其上或其中具有第一图案化区域并且具有空白区域；利用蚀刻工具蚀刻图案化区域的至少一部分以在可蚀刻层中形成第二图案化区域；以及评估第二图案化区域的特性；以及通过硬件计算机系统基于所评估的特性来产生和输出关于蚀刻工具的信息。

在一个实施例中，评估包括确定第二图案化区域的所评估的特性的值与特性的目标值之间的偏差，并且其中产生和输出包括基于偏差来产生用于调节蚀刻工具和/或调节蚀刻工具上游或下游的处理设备的修改信息。在一个实施例中，蚀刻工具上游或下游的处理设备包括选自以下项中的一个或多个项：沉积工具、另一蚀刻工具、轨道工具、化学机械平坦化(CMP)工具和/或光刻工具。在一个实施例中，修改信息用于修改蚀刻工具和/或蚀刻工具上游或下游的另一处理设备的变量，并且其中变量包括沉积工具的沉积变量、轨道的轨道变量、光刻设备的光刻变量、另一蚀刻工具的蚀刻变量和/或CMP工具的平坦化变量。在一个实施例中，变量包括轨道的轨道变量，轨道变量包括轨道的烘烤工具的烘烤温度或轨道的显影工具的显影变量。在一个实施例中，变量包括光刻设备的光刻变量，光刻变量包括剂量或焦点。在一个实施例中，变量包括蚀刻工具的蚀刻变量，蚀刻变量包括蚀刻工具的蚀刻类型或蚀刻工具的蚀刻率。在一个实施例中，评估包括确定所评估的图案的特性的值跨衬底的空间分布，或者确定所评估的图案的特性的值与特性的目标值之间的偏差跨衬底的空间分布。在一个实施例中，产生修改信息包括产生用于与蚀刻工具的第二蚀刻室分开地调节蚀刻工具的第一蚀刻室的变量的修改。在一个实施例中，第二图案化区域由蚀刻工具的第一蚀刻室生成，并且目标值用于蚀刻工具的第二蚀刻室。在一个实施例中，评估第二图案化区域的特性包括获取第二图案化区域中的图案的特性的值的测量结果。在一个实施例中，第二图案化区域的特性包括选自以下项中的一个或多个项：临界尺寸、套刻、侧壁角度、底面倾斜、图案特征高度、层厚度、图案偏移、几何不对称和/或一个或多个其他几何参数。在一个实施例中，空白区域在平行于衬底层的伸长方向的方向上的尺寸为至少1毫米。在一个实施例中，第一图案化区域包括在可蚀刻层上的抗蚀剂层中的图案。在一个实施例中，该方法还包括基于可蚀刻层的空白区域的至少一部分的蚀刻来确定蚀刻工具的蚀刻率。在一个实施例中，该方法包括至少部分基于蚀刻率来产生用于调节蚀刻工具和/或调节蚀刻工具上游或下游的处理设备的修改信息。在一个实施例中，确定蚀刻率包括：在第一时间测量空白区域的第一厚度；在第二时间测量空白区域的第二厚度；以及基于第一厚度与第二厚度之间的差值和第一时间与第二时间之间由蚀刻工具处理可蚀刻层的时间长度来确定蚀刻工具的蚀刻率。

在一个实施例中，提供了一种衬底，其包括：衬底层；以及在衬底层上的沉积层，沉积层包括在其中的空白区域和图案化区域，并且空白区域的尺寸足以使得能够确定其蚀刻率。在一个实施例中，空白区域在平行于衬底层的方向上的尺寸为至少1毫米。在一个实施例中，空白区域的蚀刻后厚度为0。在一个实施例中，衬底层包括裸硅。在一个实施例中，图案化区域包括要通过量测设备测量的图案。

在一个实施例中，提供了一种衬底，其包括：衬底层；在衬底层上的沉积层；以及在沉积层上的抗蚀剂层，其中抗蚀剂层包括图案化区域和未图案化区域，未图案化区域的尺寸足以使得能够确定用于蚀刻沉积层的蚀刻工具的蚀刻率。在一个实施例中，未图案化区域在平行于衬底层的伸长方向的方向上的尺寸为至少1毫米。在一个实施例中，沉积层的一部分暴露在抗蚀剂层的未图案化区域中。在一个实施例中，衬底层包括裸硅。在一个实施例中，图案化区域包括要使用蚀刻工具从抗蚀剂层转印到沉积层的图案。

在一个实施例中，提供了一种调节一个或多个衬底制造变量的方法，其包括：在通过后光刻处理工具处理衬底之后，评估衬底上的图案，其中衬底包括衬底层和沉积层，并且其中沉积层包括图案化区域和空白区域，空白区域的尺寸被设置为使得能够在沉积层的蚀刻期间确定其蚀刻率；确定图案与目标图案之间的误差；以及通过硬件计算机系统至少部分基于该误差来产生用于调节后光刻处理工具和/或调节后光刻处理工具上游或下游的处理设备的修改信息。

在一个实施例中，该方法还包括利用蚀刻工具蚀刻沉积层；并且使用空白区域确定蚀刻工具的蚀刻率。在一个实施例中，确定蚀刻工具的蚀刻率包括：在第一时间测量空白区域的第一厚度；在第二时间测量空白区域的第二厚度；以及基于第一厚度与第二厚度之间的差值和第一时间与第二时间之间由蚀刻工具处理衬底的时间长度来确定蚀刻工具的蚀刻率。在一个实施例中，修改信息还至少部分基于蚀刻工具的蚀刻率。在一个实施例中，空白区域在平行于衬底层的伸长方向的方向上的尺寸为至少1毫米。在一个实施例中，空白区域的蚀刻后厚度为0。在一个实施例中，评估衬底上的图案包括获取衬底上的图案的至少一个特性的测量结果。在一个实施例中，图案的至少一个特性包括图案的临界尺寸或图案的套刻误差。在一个实施例中，图案位于衬底上的沉积层的图案化区域处。在一个实施例中，确定误差包括确定误差跨衬底的空间分布。在一个实施例中，误差是临界尺寸误差。在一个实施例中，误差是套刻误差。在一个实施例中，后光刻处理工具是蚀刻工具、轨道、化学机械平坦化(CMP)工具或沉积工具。在一个实施例中，后光刻处理工具是蚀刻工具，图案已经由蚀刻工具的第一蚀刻室处理，并且目标图案已经由蚀刻工具的第二蚀刻室处理。在一个实施例中，修改信息包括用于调节第一蚀刻室或第二蚀刻室的至少一个变量的信息。在一个实施例中，至少一个变量包括蚀刻类型或蚀刻率。在一个实施例中，后光刻处理工具上游或下游的处理设备包括选自以下的处理设备：沉积工具、轨道工具和/或光刻设备。在一个实施例中，修改信息用于修改后光刻处理工具和/或后光刻处理工具上游或下游的处理设备的变量，并且其中变量包括沉积工具的沉积变量、轨道的轨道变量、光刻设备的光刻变量、蚀刻工具的蚀刻变量或CMP工具的平坦化变量。在一个实施例中，变量包括轨道的轨道变量，轨道变量包括轨道的烘烤工具的烘烤温度或轨道的显影工具的显影变量。在一个实施例中，变量包括光刻设备的光刻变量，光刻变量包括剂量或焦点。在一个实施例中，变量包括蚀刻工具的蚀刻变量，蚀刻变量包括蚀刻工具的蚀刻类型或蚀刻工具的蚀刻率。在一个实施例中，衬底层包括裸硅。

在一个实施例中，提供了一种调节一个或多个衬底制造变量的方法，其包括：提供图案化衬底，图案化衬底层包括衬底层、在衬底层上的沉积层和在沉积层上的抗蚀剂层，抗蚀剂层具有第一图案化区域和第一空白区域；利用蚀刻工具蚀刻沉积层；以及基于沉积层的蚀刻来确定蚀刻工具的蚀刻率。

在一个实施例中，沉积层包括在被蚀刻之后的第二图案化区域和第二空白区域。在一个实施例中，该方法还包括在蚀刻之后去除光致抗蚀剂层，以及评估第二图案化区域的至少一个特性。在一个实施例中，该方法还包括确定第二图案化区域的至少一个特性与至少一个目标之间的误差，并且利用计算机系统基于该误差和蚀刻率来产生用于调节蚀刻工具和/或调节蚀刻工具上游的一个或多个处理设备的修改信息。在一个实施例中，确定蚀刻工具的蚀刻率包括：在第一时间测量第二空白区域的第一厚度；在第二时间测量第二空白区域的第二厚度；以及基于第一厚度与第二厚度之间的差值和第一时间与第二时间之间由蚀刻工具处理沉积层的时间长度来确定蚀刻工具的蚀刻率。在一个实施例中，第一空白区域和第二空白区域在沉积层下方在平行于衬底层的方向上的尺寸为至少1毫米。在一个实施例中，衬底层包括裸硅。在一个实施例中，第一空白区域的厚度为0。在一个实施例中，第二空白区域的蚀刻后厚度为0。在一个实施例中，评估第二图案化区域的至少一个特性包括获取第二图案化区域中的图案的至少一个特性的测量结果。在一个实施例中，图案的至少一个特性包括图案的临界尺寸或图案的套刻。在一个实施例中，确定误差包括确定误差跨图案化衬底的空间分布。在一个实施例中，误差是临界尺寸误差。在一个实施例中，误差是套刻误差。在一个实施例中，图案化区域已经由蚀刻工具的第一蚀刻室处理，并且至少一个目标是由蚀刻工具的第二蚀刻室处理的另一图案化区域的至少一个特性。在一个实施例中，修改信息包括用于调节第一蚀刻室或第二蚀刻室的至少一个变量的信息。在一个实施例中，至少一个变量包括蚀刻类型或蚀刻率。在一个实施例中，蚀刻工具上游或下游的一个或多个处理设备包括选自以下项中的一个或多个项：沉积工具、轨道工具和/或光刻设备。在一个实施例中，修改信息用于修改蚀刻工具和/或蚀刻工具上游或下游的一个或多个处理设备的一个或多个变量，并且其中一个或多个变量包括沉积工具的一个或多个沉积变量、轨道的一个或多个轨道变量、光刻设备的一个或多个光刻变量和蚀刻工具的一个或多个蚀刻变量。在一个实施例中，一个或多个变量包括轨道的一个或多个轨道变量，一个或多个轨道变量包括轨道的烘烤工具的烘烤温度或轨道的显影工具的显影变量。在一个实施例中，一个或多个变量包括光刻设备的一个或多个光刻变量，一个或多个光刻变量包括剂量或焦点。在一个实施例中，一个或多个变量包括蚀刻工具的一个或多个蚀刻变量，一个或多个蚀刻变量包括蚀刻工具的蚀刻类型或蚀刻工具的蚀刻率。

虽然本申请中的讨论将考虑被设计用于测量形成在衬底上的器件的一个或多个层之间的套刻的量测工艺和量测目标的实施例，但是本文中的实施例同样适用于其他量测工艺和目标，诸如用于测量对准的工艺和目标(例如，在图案化装置与衬底之间)、用于测量临界尺寸的工艺和目标等。因此，本文中对套刻量测目标、套刻数据等的引用应当被认为被适当地修改以实现其他类型的量测工艺和目标。

参考图14，示出了计算机系统1000。计算机系统1000包括总线1002或用于传递信息的其他通信机制、以及与总线1002耦合以处理信息的处理器1004(或多个处理器1004和1005)。计算机系统1000还包括主存储器1006，诸如随机存取存储器(RAM)或其他动态存储设备，主存储器1006耦合到总线1002以存储要由处理器1004执行的信息和指令。主存储器1006也可以用于存储在要由处理器1004执行的指令的执行期间的临时变量或其他中间信息。计算机系统1000还包括只读存储器(ROM)1008或耦合到总线1002以存储处理器1004的静态信息和指令的其他静态存储设备。诸如磁盘或光盘等存储设备1010被设置并且耦合到总线1002以存储信息和指令。

计算机系统1000可以经由总线1002耦合到显示器1012，诸如阴极射线管(CRT)或平板或触控面板显示器，以向计算机用户显示信息。包括字母数字键和其他键的输入设备1014耦合到总线1002以向处理器1004传送信息和命令选择。另一种类型的用户输入设备是光标控制1016，诸如鼠标、轨迹球或光标方向键，光标控制1016用于向处理器1004传送方向信息和命令选择并且用于控制显示器1012上的光标移动。该输入设备通常在两个轴：第一轴(例如，x)和第二轴(例如，y)上具有两个自由度，允许设备指定平面中的位置。触控面板(屏幕)显示器也可以用作输入设备。

计算机系统1000可以适合于响应于处理器1004执行包含在主存储器1006中的一个或多个指令的一个或多个序列而用作图10中的软件应用650。这样的指令可以从诸如存储设备1010等另一计算机可读介质读取到主存储器1006中。被包含在主存储器106中的指令序列的执行引起处理器1004执行本文中描述的由软件应用650实现的过程。还可以采用多处理布置的一个或多个处理器来执行被包含在主存储器1006中的指令序列。在替代实施例中，可以使用硬连线电路代替软件指令或与软件指令组合。因此，实施例不限于硬件电路和软件的任何特定组合。

本文中使用的术语“计算机可读介质”是指参与向处理器1004提供指令以供执行的任何介质。这样的介质可以采用很多形式，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，诸如存储设备1010。易失性介质包括动态存储器，诸如主存储器1006。传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括包含总线的电线1002。传输介质还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。常见形式的计算机可读介质包括例如软盘、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、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盒、如下文中所述的载波、或计算机可以从其进行读取的任何其他介质。

各种形式的计算机可读介质可以涉及将一个或多个指令的一个或多个序列传送到处理器1004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，并且使用调制解调器通过电话线发送指令。计算机系统1000本地的调制解调器可以在电话线上接收数据并且使用红外发射器将数据转换成红外信号。耦合到总线1002的红外检测器可以接收红外信号中携带的数据并且将数据放置在总线1002上。总线1002将数据传送到主存储器1006，处理器1004从主存储器1006检索并且执行指令。主存储器1006接收的指令可以可选地在由处理器1004执行之前或之后存储在存储设备1010上。

计算机系统1000还可以包括耦合到总线1002的通信接口1018。通信接口1018提供耦合到连接到本地网络1022的网络链路1020的双向数据通信。例如，通信接口1018可以是用于提供与相应类型的电话线的数据通信连接的综合业务数字网(ISDN)卡或调制解调器。作为另一示例，通信接口1018可以是用于提供与兼容LAN的数据通信连接的局域网(LAN)卡。还可以实现无线链路。在任何这样的实现中，通信接口1018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1020通常通过一个或多个网络提供到其他数据设备的数据通信。例如，网络链路1020可以通过本地网络1022提供到主计算机1024或到由因特网服务提供商(ISP)1026操作的数据设备的连接。ISP 1026又通过现在通常称为“因特网”1028的全球分组数据通信网络提供数据通信服务。本地网络1022和因特网1028都使用承载数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。通过各种网络的信号和在网络链路1020上并且通过通信接口1018的信号(其将数字数据传送到计算机系统1000和从计算机系统1000传送数字数据)是传送信息的载波的示例性形式。

计算机系统1000可以通过网络、网络链路1020和通信接口1018发送消息和接收数据，包括程序代码。在因特网示例中，服务器1030可以通过因特网1028、ISP 1026、本地网络1022和通信接口1018传输用于应用程序的所请求的代码。例如，根据一个或多个实施例，一个这样的下载的应用提供本文中公开的方法。所接收的代码可以在被接收时由处理器1004执行，和/或存储在存储设备1010或其他非易失性存储器中以供稍后执行。以这种方式，计算机系统1000可以以载波的形式获取应用代码。

本公开的实施例可以采用包含描述本文中公开的方法的一个或多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或者采用其中存储有这样的计算机程序的数据存储介质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。此外，机器可读指令可以包含在两个或更多个计算机程序中。两个或更多个计算机程序可以存储在一个或多个不同的存储器和/或数据存储介质上。

当位于光刻设备的至少一个组件内的一个或多个计算机处理器读取一个或多个计算机程序时，本文中描述的任何控制器可以各自或组合地可操作。控制器可以各自或组合地具有用于接收、处理和发送信号的任何合适的配置。一个或多个处理器被配置为与至少一个控制器通信。例如，每个控制器可以包括用于执行包括用于上述方法的机器可读指令的计算机程序的一个或多个处理器。控制器可以包括用于存储这种计算机程序的数据存储介质、和/或用于容纳这种介质的硬件。因此，控制器可以根据一个或多个计算机程序的机器可读指令进行操作。尽管在本文中可以具体参考IC制造中检查设备的使用，但是应当理解，本文中描述的检查设备可以具有其他应用，诸如集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测模式、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。技术人员将理解，在这样的替代应用的上下文中，本文中对术语“晶片”或“管芯”的任何使用可以被视为分别与更一般的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文中提到的衬底可以在曝光之前或之后使用例如轨道(通常向衬底施加抗蚀剂层并且显影曝光的抗蚀剂的工具)、量测工具和/或检查工具来进行处理。在适用的情况下，本文中的公开内容可以应用于这样的和其他的衬底处理工具。此外，衬底可以被处理一次以上，例如以便产生多层IC，使得本文中使用的术语衬底也可以指代已经包含多个经处理层的衬底。

尽管以上可能已经在光学光刻的上下文中对本公开的实施例的使用进行了具体参考，但是应当理解，本公开内容可以用于其他应用，例如纳米压印光刻，并且在上下文允许的情况下，不限于光学光刻。在纳米压印光刻的情况下，图案化装置是压印模板或模具。本文中使用的术语“辐射”和“光束”包括所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如，波长为或约为365、355、248、193、157或126nm)和极紫外(EUV)辐射(例如，波长在5-20nm的范围内)、以及粒子束，诸如离子束或电子束。

在上下文允许的情况下，术语“透镜”可以指代各种类型的光学元件中的任何一个或组合，包括折射、反射、磁性、电磁和静电光学元件。

本文中对跨越或超过阈值的引用可以包括某物的值低于特定值或低于或等于特定值，某物的值高于特定值或高于或等于特定值，某物基于例如参数等被排名高于或低于其他东西(例如，通过排序)。

本文中对误差校正的引用包括消除误差或将误差减小到公差范围内。

本文中使用的术语“优化(optimizing)”和“优化(optimization)”是指或表示调节光刻设备、图案化工艺等，使得光刻或图案化处理的结果和/或过程具有更多期望的特性，诸如设计布局在衬底上投射的更高准确性、更大的工艺窗口等。因此，本文中使用的术语“优化(optimizing)”和“优化(optimization)”是指或表示标识与那些一个或多个变量的一个或多个值的初始集合相比在至少一个相关度量中提供改进(例如，局部最优值)的一个或多个变量的一个或多个值的过程。应当相应地解释“最佳”和其他相关术语。在一个实施例中，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。

在系统的优化过程中，系统或过程的品质因数可以表示为成本函数。优化过程归结为找到优化(例如，最小化或最大化)成本函数的系统或过程的一组参数(设计变量)的过程。成本函数可以具有任何合适的形式，这取决于优化的目标。例如，成本函数可以是系统或过程的某些特性(评估点)相对于这些特性的预期值(例如，理想值)的偏差的加权均方根(RMS)；成本函数也可以是这些偏差的最大值(即，最差偏差)。本文中的术语“评估点”应当广义地解释为包括系统或过程的任何特性。由于系统或过程的实现的实用性，系统的设计变量可以被限制在有限范围内和/或相互依赖。在光刻设备或图案化工艺的情况下，约束通常与硬件的物理属性和特性相关联，诸如可调范围和/或图案化装置可制造性设计规则，并且评估点可以包括衬底上的抗蚀剂图像上的物理点以及诸如剂量和焦点等非物理特性。

本发明的其他方面在以下编号的条款中公开：

1.一种衬底，包括：

衬底层；以及

在所述衬底层上的可蚀刻层，所述可蚀刻层包括在其上或在其中的图案化区域，并且包括空白区域，所述空白区域的尺寸足以使得能够确定用于蚀刻所述空白区域的蚀刻工具的蚀刻率。

2.根据条款1所述的衬底，还包括在所述可蚀刻层上的抗蚀剂层，所述抗蚀剂层包括所述图案化区域。

3.根据条款2所述的衬底，其中所述图案化区域包括待使用所述蚀刻工具从所述抗蚀剂层转印到所述可蚀刻层的图案。

4.根据条款2或条款3所述的衬底，其中所述抗蚀剂层包括用于将所述空白区域暴露于所述蚀刻工具的蚀刻剂的开口区域，所述开口区域的尺寸足以使得能够确定用于蚀刻所述空白区域的所述蚀刻工具的蚀刻率。

5.根据条款1至4中任一项所述的衬底，其中所述空白区域在平行于所述衬底层的伸长方向的方向上的尺寸为至少1毫米。

6.根据条款1至5中任一项所述的衬底，其中所述空白区域的蚀刻后厚度为0。

7.根据条款1至6中任一项所述的衬底，其中所述衬底层包括裸硅。

8.根据条款1至7中任一项所述的衬底，其中所述图案化区域包括要通过量测设备测量的图案。

9.一种方法，包括：

提供衬底，所述衬底包括衬底层和在所述衬底层上的可蚀刻层，所述可蚀刻层上或中具有第一图案化区域并且具有空白区域；

利用蚀刻工具蚀刻所述图案化区域的至少一部分以在所述可蚀刻层中形成第二图案化区域；以及

评估所述第二图案化区域的特性；以及

通过硬件计算机系统基于所评估的特性来产生和输出关于所述蚀刻工具的信息。

10.根据条款9所述的方法，其中所述评估包括确定所述第二图案化区域的所评估的特性的值与所述特性的目标值之间的偏差，并且其中所述产生和输出包括基于所述偏差来产生用于调节所述蚀刻工具和/或调节所述蚀刻工具上游或下游的处理设备的修改信息。

11.根据条款10所述的方法，其中所述蚀刻工具上游或下游的所述处理设备包括选自以下项中的一个或多个项：沉积工具、另一蚀刻工具、轨道工具、化学机械平坦化(CMP)工具和/或光刻工具。

12.根据条款10或11所述的方法，其中所述修改信息用于修改所述蚀刻工具和/或所述蚀刻工具上游或下游的另一处理设备的变量，并且其中所述变量包括沉积工具的沉积变量、轨道的轨道变量、光刻设备的光刻变量、另一蚀刻工具的蚀刻变量和/或CMP工具的平坦化变量。

13.根据条款12所述的方法，其中所述变量包括所述轨道的轨道变量，所述轨道变量包括所述轨道的烘烤工具的烘烤温度或所述轨道的显影工具的显影变量。

14.根据条款12或条款13所述的方法，其中所述变量包括所述光刻设备的光刻变量，所述光刻变量包括剂量或焦点。

15.根据条款12至14中任一项所述的方法，其中所述变量包括所述蚀刻工具的蚀刻变量，所述蚀刻变量包括所述蚀刻工具的蚀刻类型或所述蚀刻工具的蚀刻率。

16.根据条款10至15中任一项所述的方法，其中所述产生修改信息包括产生用于与所述蚀刻工具的第二蚀刻室分开地调节所述蚀刻工具的第一蚀刻室的变量的修改。

17.根据条款10至16中任一项所述的方法，其中所述评估包括确定所评估的图案的特性的值在所述衬底上的空间分布，或者确定所评估的图案的特性的值与所述特性的目标值之间的偏差在所述衬底上的空间分布。

18.根据条款9至17中任一项所述的方法，其中所述第二图案化区域由所述蚀刻工具的第一蚀刻室生成，并且所述目标值用于所述蚀刻工具的第二蚀刻室。

19.根据条款9至18中任一项所述的方法，其中所述评估所述第二图案化区域的特性包括获取所述第二图案化区域中的图案的特性的值的测量结果。

20.根据条款9至19中任一项所述的方法，其中所述第二图案化区域的特性包括选自以下项中的一个或多个项：临界尺寸、套刻、侧壁角度、底面倾斜、图案特征高度、层厚度、图案偏移、几何不对称和/或一个或多个其他几何参数。

21.根据条款9至20中任一项所述的方法，其中所述空白区域在平行于所述衬底层的伸长方向的方向上的尺寸为至少1毫米。

22.根据条款9至21中任一项所述的方法，其中所述第一图案化区域包括在所述可蚀刻层上的抗蚀剂层中的图案。

23.根据条款9至22中任一项所述的方法，还包括基于所述可蚀刻层的空白区域的至少一部分的蚀刻来确定所述蚀刻工具的蚀刻率。

24.根据条款23所述的方法，包括至少部分基于所述蚀刻率来产生用于调节所述蚀刻工具和/或调节所述蚀刻工具上游或下游的处理设备的修改信息。

25.根据条款23或条款24所述的方法，其中确定所述蚀刻率包括：

在第一时间测量所述空白区域的第一厚度；

在第二时间测量所述空白区域的第二厚度；以及

基于所述第一厚度与所述第二厚度之间的差值和所述第一时间与所述第二时间之间由所述蚀刻工具处理所述可蚀刻层的时间长度来确定所述蚀刻工具的蚀刻率。

26.一种方法，包括：

在通过光刻工具上游或下游的处理工具处理衬底之后，评估所述衬底上的图案以确定所评估的图案的特性的值；

确定所评估的图案的特性的值是否满足所述特性的目标值；以及

响应于确定所评估的图案的特性的值不满足所述特性的目标值，通过硬件计算机系统至少部分基于所述确定来产生和输出关于所述处理工具的信息。

27.根据条款26所述的方法，其中所述确定包括确定所评估的图案的特性的值与所述特性的目标值之间的偏差，并且所述产生和输出包括至少部分基于所述偏差来产生用于调节所述处理工具和/或所述处理工具上游或下游的另一处理设备的修改信息。

28.根据条款27所述的方法，其中所述处理工具上游或下游的所述处理设备包括选自以下项中的一个或多个项：沉积工具、轨道工具、蚀刻工具、化学机械平坦化(CMP)工具和/或光刻工具。

29.根据条款27或条款28所述的方法，其中所述修改信息用于修改所述处理工具和/或所述处理工具上游或下游的另一处理设备的变量，并且其中所述变量包括沉积工具的沉积变量、轨道的轨道变量、光刻设备的光刻变量、蚀刻工具的蚀刻变量和/或CMP工具的平坦化变量。

30.根据条款29所述的方法，其中所述变量包括所述轨道的轨道变量，所述轨道变量包括所述轨道的烘烤工具的烘烤温度或所述轨道的显影工具的显影变量。

31.根据条款29或条款30所述的方法，其中所述变量包括所述光刻设备的光刻变量，所述光刻变量包括剂量或焦点。

32.根据条款29至31中任一项所述的方法，其中所述变量包括所述蚀刻工具的蚀刻变量，所述蚀刻变量包括所述蚀刻工具的蚀刻类型或所述蚀刻工具的蚀刻率。

33.根据条款27至32中任一项所述的方法，其中所述确定包括确定所评估的图案的特性的值跨所述衬底的空间分布，或者确定所评估的图案的特性的值与所述特性的目标值之间的偏差跨所述衬底的空间分布。

34.根据条款27至33中任一项所述的方法，其中所述产生修改信息包括产生用于与所述处理工具的第二组件分开地调节所述处理工具的第一组件的变量的修改。

35.根据条款26至34中任一项所述的方法，其中所述处理工具是蚀刻工具，所述图案已经由所述蚀刻工具的第一蚀刻室处理，并且所述目标值用于所述蚀刻工具的第二蚀刻室。

36.根据条款26至35中任一项所述的方法，其中所述处理工具是蚀刻工具、轨道、化学机械平坦化(CMP)工具或沉积工具。

37.根据条款36所述的方法，其中所述处理工具包括蚀刻工具。

38.根据条款37所述的方法，其中所述衬底包括衬底层和可蚀刻层，并且其中所述可蚀刻层包括在其中或在其上的图案化区域并且包括空白区域，所述空白区域的尺寸被设置为使得能够确定所述蚀刻工具的蚀刻率。

39.根据条款38所述的方法，还包括：

利用蚀刻工具蚀刻所述可蚀刻层的至少空白区域；以及

使用所述蚀刻的空白区域确定所述蚀刻工具的蚀刻率。

40.根据条款39所述的方法，其中所述确定所述蚀刻工具的蚀刻率包括：

在第一时间测量所述空白区域的第一厚度；

在第二时间测量所述空白区域的第二厚度；以及

基于所述第一厚度与所述第二厚度之间的差值和所述第一时间与所述第二时间之间由所述蚀刻工具处理所述衬底的时间长度来确定所述蚀刻工具的蚀刻率。

41.根据条款38至40中任一项所述的方法，其中所述空白区域在平行于所述衬底层的方向上的尺寸为至少1毫米。

42.根据条款38至41中任一项所述的方法，包括至少部分基于所确定的蚀刻率来产生用于调节所述处理工具的修改信息。

43.根据条款26至42中任一项所述的方法，其中评估所述衬底上的图案包括获取所述衬底上的图案的特性的值的测量结果。

44.根据条款26至43中任一项所述的方法，其中所述图案的特性包括选自以下项中的一个或多个项：临界尺寸、套刻、侧壁角度、底面倾斜、图案特征高度、层厚度、图案偏移、几何不对称和/或一个或多个其他几何参数。

45.一种非瞬态计算机程序产品，包括用于引起处理器系统引起根据条款9至44中任一项所述的方法的执行的机器可读指令。

46.一种系统，包括：

硬件处理器系统；以及

非瞬态计算机可读存储介质，被配置为存储机器可读指令，所述机器可读指令在被执行时引起所述硬件处理器系统执行根据条款9至44中任一项所述的方法。

虽然上面已经描述了本公开的特定实施例，但是应当理解，本公开可以以不同于所描述的方式来实践。例如，本公开可以采取包含描述上述方法的一个或多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或者可以采取其中存储有这样的计算机程序的数据存储介质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。

以上描述旨在说明而非限制。因此，对于本领域技术人员很清楚的是，在不脱离下面陈述的权利要求的范围的情况下，可以对所描述的本公开内容进行修改。

Claims (15)

1.一种衬底，包括：

衬底层；以及

在所述衬底层上的可蚀刻层，所述可蚀刻层包括在其上或在其中的图案化区域，并且所述可蚀刻层包括尺寸足以使得能够确定蚀刻工具的体蚀刻率的空白区域。

2.根据权利要求1所述的衬底，还包括在所述可蚀刻层上的抗蚀剂层，所述抗蚀剂层包括所述图案化区域。

3.根据权利要求2所述的衬底，其中所述图案化区域包括待使用所述蚀刻工具从所述抗蚀剂层转印到所述可蚀刻层的图案。

4.根据权利要求2所述的衬底，其中所述抗蚀剂层包括用于将所述空白区域暴露于所述蚀刻工具的蚀刻剂的开口区域，所述开口区域的尺寸足以使得能够确定用于蚀刻所述空白区域的所述蚀刻工具的蚀刻率。

5.根据权利要求1所述的衬底，其中所述空白区域在平行于所述衬底层的伸长方向的方向上的尺寸为至少1毫米。

6.一种方法，包括：

提供衬底，所述衬底包括衬底层和在所述衬底层上的可蚀刻层，所述可蚀刻层具有在其上或在其中的第一图案化区域；

利用蚀刻工具蚀刻所述图案化区域的至少一部分，以在所述可蚀刻层中形成第二图案化区域；

评估所述第二图案化区域的特性，其中所述评估包括确定所述第二图案化区域的所评估的特性的值与所述特性的目标值之间的偏差；以及

通过硬件计算机系统基于所述偏差来产生和输出用于调节所述蚀刻工具和/或调节在所述蚀刻工具上游或下游的处理设备的修改信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其中在所述蚀刻工具上游或下游的所述处理设备包括选自以下项中的一个或多个项：沉积工具、另一蚀刻工具、轨道工具、化学机械平坦化(CMP)工具和/或光刻工具。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述修改信息被用于修改所述蚀刻工具和/或在所述蚀刻工具上游或下游的另一处理设备的变量，并且其中所述变量包括沉积工具的沉积变量、轨道的轨道变量、光刻设备的光刻变量、另一蚀刻工具的蚀刻变量和/或CMP工具的平坦化变量。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述变量包括所述轨道的所述轨道变量，所述轨道变量包括所述轨道的烘烤工具的烘烤温度或所述轨道的显影工具的显影变量。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述变量包括所述光刻设备的光刻变量，所述光刻变量包括剂量或焦点。

11.根据权利要求8所述的方法，其中所述变量包括所述蚀刻工具的蚀刻变量，所述蚀刻变量包括所述蚀刻工具的蚀刻类型或所述蚀刻工具的蚀刻率。

12.根据权利要求6所述的方法，其中所述评估包括确定所评估的图案的特性的值跨所述衬底的空间分布，或者确定所评估的图案的特性的值与所述特性的目标值之间的偏差跨所述衬底的空间分布。

13.根据权利要求6所述的方法，其中所述第二图案化区域的特性包括选自以下项中的一个或多个项：临界尺寸、套刻、侧壁角度、底面倾斜、图案特征高度、层厚度、图案偏移、几何不对称和/或一个或多个其他几何参数。

14.一种非瞬态计算机程序产品，包括用于引起处理器系统引起根据权利要求6所述的方法的执行的机器可读指令。

15.一种系统，包括：

硬件处理器系统；以及

非瞬态计算机可读存储介质，被配置为存储机器可读指令，其中所述机器可读指令在被执行时引起所述硬件处理器系统执行根据权利要求6所述的方法。