对准方法和相关联的对准和光刻设备与流程-j9九游会真人

对准方法和相关联的对准和光刻设备
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年3月2日递交的欧洲申请21160224.8的优先权，所述欧洲申请的全部内容通过引用而被合并入本文中。
技术领域
3.本发明涉及能够例如在由光刻技术进行的器件制造中使用的方法和设备，并且涉及使用光刻技术来制造器件的方法。本发明涉及量测装置，并且更具体地涉及用于测量诸如对准传感器和具有这样的对准传感器的光刻设备的位置的量测装置。


背景技术：

4.光刻设备是一种将所需的图案施加至衬底(通常在所述衬底的目标部分上)上的机器。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，可以将替代地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于产生待形成于ic的单层上的电路图案。可以将这种图案转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括管芯的一部分、一个管芯、或若干管芯)上。典型地，经由将图案成像到被设置在所述衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来进行所述图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续地图案化的相邻目标部分的网格。这些目标部分通常被称为“场”。
5.在复杂器件的制造中，典型地执行许多光刻图案化步骤，由此在所述衬底上的连续层中形成功能性特征。因此，所述光刻设备的性能的关键方面是将所施加的图案相对于在先前的层中(由相同的设备或不同的光刻设备)所放置的特征来正确地且准确地放置所施加的图案的能力。为此目的，所述衬底被设置有一组或更多组对准标记。每个标记是这样的结构：其位置可以稍后利用位置传感器或对准传感器(两个术语都被同义地使用)，典型地为光学位置传感器，来进行测量。
6.所述光刻设备包括一个或更多个对准传感器，通过所述对准传感器可以准确地测量衬底上的标记的位置。不同类型的标记和不同类型的对准传感器是从不同制造商和相同制造商的不同产品已知的。在当前光刻设备中广泛地使用的一类型的传感器基于如us 6961116(den boef等人)中所描述的自参考干涉仪。已经开发了所述位置传感器的各种改善即增强和修改，例如，如在us2015261097a1中所披露的改善和修改。所有这些公开的内容通过引用而被合并入本文。
7.对准标记中的瑕疵可能导致来自该标记的测量值的依赖于波长/偏振的变化即来自该标记的测量值的波长/偏振相关的变化。如此，有时通过使用多个不同的波长和/或偏振(或更一般地，多种不同的照射条件)执行相同的测量来实现对这种变化的校正和/或减轻。将会需要改善使用多种照射条件来进行测量的一个或更多个方面。


技术实现要素：

8.本发明在第一方面提供了一种用于确定一组校正权重以校正量测数据的方法；所
述方法包括：获得与用于执行测量的测量辐射的多个照射设置相关的第一量测数据，其中每个照射设置包括不同的波长、偏振或其组合；将量测数据拟合到用于表示所述量测数据的模型，并且确定拟合残差；以及确定所述校正权重为最小化所述拟合残差的校正权重。
9.也披露了一种能够操作以执行第一方面的方法的计算机程序、对准传感器和光刻设备。
10.将根据下文所描述的示例的考虑因素来理解本发明的以上方面和其它方面。
附图说明
11.现在将仅通过举例的方式、参考随附附图来描述本发明的实施例，在附图中：
12.图1描绘了光刻设备；
13.图2示意性地图示出图1的设备中的测量和曝光过程；
14.图3是根据本发明的实施例能够适用的对准传感器的示意图；和
15.图4是根据本发明的实施例的颜色选择方法的流程图。
具体实施方式
16.在详细地描述本发明的实施例之前，提出可以实施本发明的实施例的示例环境是有指导意义的。
17.图1示意性地描绘了光刻设备la。所述光刻设备包括：照射系统(照射器)il，所述照射系统被配置成调节辐射束b(例如，uv辐射或duv辐射)；图案形成装置支撑件或支撑结构(例如，掩模台)mt，所述图案形成装置支撑件或支撑结构被构造成支撑图案形成装置(例如，掩模)ma，并与配置用于根据特定的参数准确地定位图案形成装置的第一定位器pm相连；两个衬底台(例如，晶片台)wta和wtb，每个被构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)w，并且每个与配置成根据特定参数准确地定位衬底的第二定位器pw相连；以及投影系统(例如折射型投影透镜系统)ps，所述投影系统被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。
18.所述照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件，或其任何组合，用于引导、成形或控制辐射。
19.所述图案形成装置mt以依赖于所述图案形成装置的方向、所述光刻设备的设计和诸如所述图案形成装置是否保持在真空环境中之类的其它条件的方式保持所述图案形成装置。所述图案形成装置支撑件可以采用机械、真空、静电、或其它夹持技术来保持所述图案形成装置。所述图案形成装置支撑件mt可以是框架或台，例如，它可以根据需要而是固定的或者可移动的。所述图案形成装置支撑件可以确保所述图案形成装置(例如，相对于所述投影系统)位于期望的位置上。
20.本文中使用的术语“图案形成装置”应被广义地解释为表示可以被用于在辐射束的截面中赋予所述辐射束图案以便在所述衬底的目标部分中产生图案的任何装置。应注意，被赋予至所述辐射束的图案可以不与所述衬底的目标部分中的期望的图案精确地对应(例如，如果所述图案包括相移特征或所谓的辅助特征)。通常，被赋予至所述辐射束的图案将与在所述目标部分中产生的器件(诸如集成电路)中的特定功能层相对应。
21.如这里描绘的，所述设备可以是透射类型的(例如，使用透射型图案形成装置)。替
代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上文所提及类型的可编程反射镜阵列，或采用反射型掩模)。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程lcd面板。本文中使用的任何术语“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。术语“图案形成装置”还可以被解释为表示以数字形式存储图案信息以用于控制这种可编程图案形成装置的装置。
22.在本文中所使用的术语“投影系统”应被广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型以及静电型光学系统或者它们的任意组合，如对于所使用的曝光辐射或者诸如使用浸没液体或使用真空之类的其它因素所适合的。本文中使用的任何术语“投影透镜”可以被认为与更上位的术语“投影系统”同义。
23.所述光刻设备还可以是如下类型：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，以填充投影系统与衬底之间的空间。浸没液体也可以被施加至所述光刻设备中的其它空间，例如所述掩模与所述投影系统之间的空间。浸没技术在本领域中公知用于增加投影系统的数值孔径。
24.在操作中，所述照射器il接收来自辐射源so的辐射束。所述源和所述光刻设备可以是分立的实体，例如当所述源是准分子激光器时。在这样的情况下，所述源并不被认为是构成所述光刻设备的一部分，并且所述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而从所述源so传递至所述照射器il。在其它情况下，所述源可以是所述光刻设备的组成部分(例如，当所述源是汞灯时)。可以将所述源so和所述照射器il以及需要时设置的所述束传递系统bd一起称为辐射系统。
25.所述照射器il可以例如包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器ad、积分器in和聚光器co。可以将所述照射器用于调整所述辐射束，以便在其横截面中具有期望的均一性和强度分布。
26.所述辐射束b被入射到保持于所述图案形成装置支撑件mt上的所述图案形成装置ma上，并且由所述图案形成装置来图案化。在已横穿所述图案形成装置(例如，掩模)ma的情况下，所述辐射束b穿过所述投影系统ps，所述投影系统将所述束聚焦至所述衬底w的目标部分c上。借助于第二定位器pw和位置传感器if(例如干涉量测装置、线性编码器、2d编码器或电容式传感器)，可以准确地移动衬底台wta或wtb，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，例如在从掩模库的机械获取之后或在扫描期间，可以将第一定位器pm和另一位置传感器(图1中未明确示出)用于相对于辐射束b的路径准确地定位图案形成装置(例如，掩模)ma。
27.图案形成装置(例如，掩模)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。虽然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(这些被称为划线对准标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在图案形成装置(例如，掩模)ma上的情形下，图案形成装置对准标识可以位于所述管芯之间。小的对准标记也可以被包括在管芯内、在器件特征之间，在这种情况下，期望所述标识尽可能小且不需要任何与相邻的特征不同的成像或过程条件。下面进一步描述检测对准标识的对准系统。
28.所描绘的设备可以以各种模式来使用。在扫描模式中，在将被赋予至辐射束的图案投影至目标部分c上时，同步地扫描图案形成装置支撑件(例如，掩模台)mt和衬底台wt
(即，单次动态曝光)。可以通过投影系统ps的放大率(缩小率)和图像反转特性来确定衬底台wt相对于图案形成装置支撑件(例如，掩模台)mt的速度和方向。在扫描模式中，所述曝光场的最大大小限制了单次动态曝光中所述目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度决定了所述目标部分c的高度(沿扫描方向)。如本领域中公知的，其它类型的光刻设备和操作模式是可能的。例如，步进模式是已知的。在所谓“无掩模”光刻术中，使可编程图案形成装置保持固定，但具有改变的图案，并且移动或扫描所述衬底台wt。
29.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/或变型。
30.光刻设备la属于所谓的双平台类型，其具有两个衬底台wta、wtb、两个站——曝光站exp、测量站mea——衬底台可以在这两个站之间进行交换。当一个衬底台上的一个衬底在所述曝光站处被进行曝光时，另一衬底可以被加载到所述测量站处的另一衬底台上，并且执行各种预备步骤。这能够实现所述设备的生产量显著增加。所述预备步骤可以包括使用水平传感器ls对所述衬底的表面高度廓进行映射或绘图和使用对准传感器as测量所述衬底上的对准标识的位置。如果所述位置传感器if不能够在所述衬底台处于所述测量站以及处于所述曝光站的同时测量所述衬底台的位置，则可以提供第二位置传感器以使得能够在两个站处追踪所述衬底台相对于参考框架rf的位置。代替示出的双平台布置，其它布置是已知的且可用的。例如，在其中设置有衬底台和测量台的其它光刻设备是已知的。这些衬底台和测量台在执行预备测量时对接在一起，并且接着在衬底台经历曝光时不对接。
31.图2图示出用于在图1的双平台设备中曝光衬底w上的目标部分(例如，管芯)的步骤。在虚线框内的左手侧的步骤是在测量站mea处执行的，而右手侧示出所述曝光站exp处执行的步骤。经常，所述衬底台wta、wtb中的一个衬底台将位于所述曝光站处，而另一衬底台位于所述测量站处，如上文描述的。出于本说明书的目的，假定衬底w已经被加载至所述曝光站中。在步骤200处，通过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增加所述光刻设备的生产量。
32.首先参考新加载的衬底w’，这个衬底可以是先前未处理的衬底，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，通常，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’已经穿过这个设备和/或其它光刻设备若干次，并且也可以经历后续过程。特别地，针对改善重叠性能的问题，任务将是确保新图案被正确地施加在已经经受图案化和处理的一个或更多个周期的衬底上的正确位置中。这些处理步骤逐渐在所述衬底中引入变形，这些变形必须被测量和校正，以实现令人满意的重叠性能。
33.可以在其它光刻设备中执行先前和/或后续的图案化步骤(如刚刚提到的)，并且甚至可以在不同类型的光刻设备中执行先前和/或后续图案化步骤。例如，在器件制造过程中，在诸如分辨率和重叠之类的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，一些层可以在浸没式光刻工具中曝光，而其它层在“干式”工具中曝光。一些层可以在duv波长下工作的工具中曝光，而其它层使用euv波长辐射曝光。
34.在202处，将使用所述衬底标记p1等和图像传感器(未示出)的对准测量用于测量和记录所述衬底相对于衬底台wta/wtb的对准。此外，将使用对准传感器as来测量遍及所述衬底w’的若干对准标记。在一个实施例中这些测量结果被用于建立“晶片栅格”，所述晶片
栅格非常准确地映射标记遍及所述衬底的分布，包括相对于名义矩形栅格的任何变形。
35.在步骤204处，还使用所述水平传感器ls来测量相对于x-y位置的晶片高度(z)图。常规地，高度映射仅用于实现被曝光的图案的准确聚焦。此外，可以出于其它目的使用高度映射。
36.当加载衬底w’时，接收选配方案数据206，所述选配方案数据定义待执行的曝光，并且还定义所述晶片、先前制作的图案和待制作于晶片上的图案的性质。将在202、204处进行的晶片位置、晶片栅格和高度映射的测量结果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传递至所述曝光站exp。对准数据的测量结果例如包括以与所述产品图案(其是所述光刻过程的产品)呈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。在曝光之前刚刚获得的这些对准数据用于产生对准模型，所述对准模型具有将所述模型与数据进行拟合的参数。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。所使用的模型在所测量的位置之间对位置偏差进行内插。常规的对准模型可以包括四个、五个或六个参数，这些参数一起以不同维度来限定“理想”栅格的平移、转动和缩放。已知使用更多参数的高级模型。
37.在210处，调换晶片w'和w，使得所测量的衬底w’变成进入所述曝光站ex的所述衬底w。在图1的示例设备中，通过交换所述设备内的所述支撑件wta和wtb来执行这种调换，使得所述衬底w、w’保持准确地被夹持且定位于那些支撑件上，以保持所述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，确定投影系统ps与衬底台wtb(以前为wta)之间的相对位置对于控制曝光步骤时利用所述衬底w(以前为w')的测量信息202、204是必要的。在步骤212处，使用所述掩模对准标记ml、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在遍及所述衬底w的连续目标部位处，以完成多个图案的曝光。
38.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映射，使这些图案相对于所期望的部位准确地对准，并且具体地说，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，从所述设备卸载的现在被标注为w”的经曝光的衬底根据所曝光的图案而经历蚀刻或其它过程。
39.技术人员将认识到，上文的描述是在真实制造情形的一个示例中涉及的许多非常详细的步骤的简化概述。例如，不是在单个行程或通过过程中测量对准，而是经常将存在使用相同或不同的标记进行的粗略测量和精细测量的分立的阶段。可以在所述高度测量之前或之后、或与所述高度测量交错地执行粗略对准测量步骤和/或精细对准测量步骤。
40.在复杂的器件的制造中，典型地执行许多光刻图案化步骤，从而在所述衬底上的连续层中形成功能特征。因此，所述光刻设备的性能的重要方面是将所施加的图案相对于在先前的层中(通过相同的设备或不同的光刻设备)设置的特征正确地且准确地放置的能力。为此目的，所述衬底被设置有一组或更多组标记。每个标记是这样的结构：其位置可以稍后利用位置传感器(典型地，光学位置传感器)来测量。所述位置传感器可以被称为“对准传感器”并且标记可以被称为“对准标记”。
41.光刻设备可以包括一个或更多个(例如，多个)对准传感器，可以通过所述对准传感器来准确地测量被设置于衬底上的对准标记的位置。对准传感器(或位置传感器)可以使用光学现象(诸如衍射和干涉)来获得来自形成在所述衬底上的对准标记的位置信息。在当前光刻设备中使用的对准传感器的示例是基于如在us6961116中描述的自参考干涉干涉
仪。已经开发了所述位置传感器的各种改善和修改，例如如在us2015261097a1中公开的改善和修改。所有这些公开的内容通过引用而被合并入本文。
42.标记或对准标记可以包括一系列栅条，所述栅条被形成在设置在所述衬底上的层上或所述层中，或被(直接地)形成在所述衬底中。这些栅条被规律地间隔开并用作光栅线，使得所述标记可以被视为具有众所周知的空间周期(节距)的衍射光栅。依赖于这些光栅线的方向，标记可以被设计用于允许沿x轴或沿y轴(y轴大致垂直于x轴定向)的位置的测量。包括相对于x轴和y轴两者呈 45度和/或-45度而布置的标记，允许使用如在us2009/195768a(其通过引用被并入)中描述的技术进行的组合式x测量和y测量。
43.所述对准传感器用辐射斑光学地扫描每个标记以获得周期性变化的信号，诸如正弦波。这种信号的相位被分析以确定所述标记的位置，并因此确定所述衬底相对于所述对准传感器的位置，其进而相对于光刻设备的参考框架被固定。可以提供涉及不同的(粗略的和精细的)标记尺寸的所谓的粗略标记和精细标记，使得所述对准传感器可以区分周期性信号的不同周期，而且可以区分一周期内的确切位置(相位)。也可以出于此目的而使用不同节距的标记。
44.测量所述标记的位置还可以提供与所述衬底的变形有关的信息，所述标记例如以晶片栅格的形式被设置在所述衬底上。通过例如将所述衬底静电夹持至所述衬底台和/或当所述衬底遭受辐射时加热所述衬底，可能发生所述衬底的变形。
45.图3是已知的对准传感器as的实施例的示意性框图。辐射源rso提供具有一个或更多个波长的束rb，所述束rb被转向光学器件转向到一标记(诸如位于衬底w上的标记am)上，作为照射斑sp。在这个示例中，所述转向光学器件包括斑反射镜sm和物镜ol。所述照射斑sp(所述标记am被所述照射斑sp照射)的直径可以稍微小于所述标记自身的宽度。
46.由所述标记am衍射的辐射(在这个示例中，通过所述物镜ol)被准直到信息承载束ib中。术语“衍射”旨在包括互补的较高衍射阶；例如， 1和-1衍射阶(标注为 1、-1)以及可选地来自所述标记的0阶衍射(其可以被称为反射)。自参考干涉仪sri(例如，属于上文提到的us6961116中公开的类型)使所述束ib与自身干涉，此后所述束被光电探测器pd接收。在所述辐射源rso产生了多于一个波长的情况下，可以包括额外的光学器件(未示出)以提供分立的束。所述光电探测器可以是单个元件，或可以包括多个像素(如果期望的话)。所述光电探测器可以包括传感器阵列。
47.所述转向光学器件(其在这个示例中包括所述斑反射镜sm)还可以用于阻挡从所述标记反射的零阶辐射，使得所述信息承载束ib仅包括来自所述标记am的较高阶衍射辐射(这对测量来说不是必要的，但是改善信噪比)。
48.sri强度信号si被供给至处理单元pu。通过所述自参考干涉仪sri中的光学处理和所述单元pu中的计算处理的组合，输出了在所述衬底上的相对于参考框架或参考系的x位置和y位置的值。
49.属于图示的类型的单次测量仅将所述标记的位置固定在与所述标记的一个节距相对应的某一范围内。较粗略的测量技术可以与所述单次测量结合使用，以识别正弦波的哪个周期是包含所标记的位置的周期。为了增加准确度即精度和/或稳健地检测所述标记，而不管制成所述标记的材料以及所述标记被设置在哪些材料之上或下方，在不同波长下重复以较粗略水平和/或较精细水平的同一过程。下面公开了在执行和处理这种多波长测量
方面的改善。
50.在晶片对准的情境中，正在使用或已经提出以下方法以针对标记不对称性来校正所述标记位置(所述对准标记中的不对称性，其导致位置误差或偏移)：ocw(最优颜色加权——它在通过引用而被合并入本文中的美国公开us2019/0094721 a1中被更详细地描述)、ociw(最佳颜色和强度加权——在pct公开wo2017032534 a2中被更详细地描述)、以及wamm(晶片对准模型映射——在pct公开wo2019001871 a1和wo2017060054 a1中被更详细地描述)。
51.使用ocw的示例，在ocw中，根据包括每个颜色的权重的一组权重对于对准模型拟合系数x执行最小二乘优化。这些权重在它们最小化了对准与重叠量测之间的差时被认为是最优的；即，所述优化找到最能满足以下条件的权重
[0052][0053]
在这些现有技术方法中的每种现有技术方法中，需要或期望对参考重叠数据进行训练。其它方法可能依赖于对所述晶片上的标记变形的空间分布所做的特定假设。这意味着，只有在如果有足够的参考数据可用并且如果参考数据中的过程变化代表需要被校正的变化的情况下，才能准确地执行这些校正。此参考数据可以由参考传感器测量，例如事后重叠数据，诸如在刚刚呈现的ocw示例中所使用的数据。这种重叠量测数据被用作反馈模式中的参考：在晶片已被曝光之后，所得到的测量误差经由重叠量测在事后被观察到，并且在未来曝光中被校正。
[0054]
以这种方式使用重叠量测存在有重大的缺点。例如，重叠量测是昂贵的，不是所有经曝光的晶片通常都被测量，在曝光之后相对长的时间进行测量，使得在施加校正时所述校正可能已经过时，并且重叠量测也遭受非常相似的标记变形误差并且因此是有瑕疵的参考。
[0055]
因此，提出仅使用对准数据来校正标记不对称性，例如，不依赖于重叠量测反馈。所提出的方法基于在晶片对准模型残差(所测量的对准数据与被拟合到所述对准数据的对准模型之间的差)与重叠性能之间的所观察到的相关性。由于标记不对称性，每种颜色测量略微不同的晶圆形状，并且可以选择与所述模型最佳拟合的颜色作为选配方案颜色。此构思可以被扩展以用与ocw类似的方式来确定针对多个颜色的颜色权重，但不依赖于参考重叠数据。为避免疑问，本公开中对“颜色”的所有指代或提及应被理解为涵盖特定波长和偏振组合(并且是针对特定波长和偏振组合的简写)。
[0056]
所提出的方法包括确定颜色n(颜色的总数为n)的颜色权重w
(n)
，当所述颜色权重被施加至所测量的对准数据(针对每种颜色的相应的测量位置)时，产生正确对准位置x：
[0057][0058]
并且可以对所述颜色权重施加额外的约束，即颜色权重之和等于1：
[0059][0060]
所提出的方法的目标是确定一组颜色权重，所述一组颜色权重最小化所述对准模型残差，使得颜色加权位置与单色测量位置相比具有更低(或至少相同)的模型残差。下文描述的特定说明性方法通过针对每次测量执行对于所述模型残差的线性最小二乘优化来确定该组颜色权重。然而，应理解，这只是一个优化选项，并且可以替代地执行替代优化方法。例如通过在基于l1范数的优化中包括正则化项。
[0061]
所述方法包括获得包括每颜色对准值的对准数据(即，对于每个对准标记，存在多个对准值，每颜色一个对准值)。可以通过利用对准模型拟合按照颜色的测量结果，并且记录拟合残差，来针对每个对准标记(总共m个标记)且针对每种颜色(总共n个颜色)计算所述模型残差。所述对准模型可以是用于对准建模的任何合适的对准模型。所述拟合残差可以被表示为残差矩阵r，其中每个元素包括对准标记索引m(其中m＝1到m)和颜色通道n(其中n＝1到n)的残差
[0062][0063]
可以对多个晶片计算所述残差，并且所述残差竖直地堆叠在r中。
[0064]
算法的目标是找到使残差r最小化(例如，在最小二乘意义上)的一组颜色权重即获得：
[0065][0066][0067]
如已经陈述的，此方程组可以例如在颜色权重之和等于1的额外约束条件下经由线性最小二乘回归来求解：
[0068][0069]
此约束确保所确定的对准位置校正对于所有颜色中的平移是不变的，并且也避免了所有权重等于0的平凡解。
[0070]
一旦此方程组被求解，则将所得到的最优权重w施加至对准数据就将导致在输入中所考虑的所述(一组)晶片上的最小模型残差(例如，模型残差的最小平方根/均方根)。所述加权可以被施加至对准数据，以便当确定针对未来曝光的对准栅格时针对标记不对称性校正所述对准数据。
[0071]
所提出的方法可以用与ocw类似的方式被实施为外部训练算法。来自一个或更多个晶片的对准数据可以用作训练数据，以便确定一组颜色权重，所述一组颜色权重然后可以被施加至一个或更多个(未来)晶片。然而，仅依赖于对准数据而不需要参考重叠数据也意味着可以使用相同的方法来执行根据晶片的在线对准校正；例如，在扫描器或单独的对准站内。在已测量了所有对准标记之后(例如，在双平台系统或独立的对准站的测量平台内)，但是在晶片已经被转移到曝光平台或曝光站之前，所提出的方法可以用于确定一组颜色权重，所述一组颜色权重在每个晶片基础上使每个晶片的所述模型残差最小化。以这种方式，针对每个晶片的对准栅格可以利用专门地针对该晶片而确定的一组最优颜色权重来校正。
[0072]
通常，使用上文所描述的方法而获得的所述一组颜色权重将包括针对每种颜色的非零值。例如，一些对准传感器可以利用多达24种照射设置(例如，12种波长和两种偏振)进行测量，并且如此，本文中所披露的方法可以确定24种颜色权重。
[0073]
在实施例中，对于在解中所使用的颜色权重的数目进行限制可能是有利的，例如，用以限制用于测量的颜色的数目(例如，多达4、5、6或7种颜色)。这种实施例的优点包括抵抗对于训练数据中的异常值的过度拟合的更强的鲁棒性即稳健性，以及对其上将被施加选配方案的未来晶片的不太严格的要求，这是因为具有非零权重的所有颜色也必须是有效的(例如，足够的信号强度)。
[0074]
用于减少颜色权重的数目的第一方法(可以被单独地应用或与本文中所描述的其它这样的方法组合地应用)可以包括施加适当的阈值来排除具有非常小的相关联权重的颜色，和/或去除对结果没有显著贡献的颜色(例如，具有低于阈值的相关联权重的颜色可以被排除)。
[0075]
图4是描述可以用于减少颜色数目的方法的流程图(例如，用以确定用于量测的一组启用颜色作为可用颜色的子集)。这描述了一种经由向后逐步选择的预测器或预测因子来去除颜色的方法。另一方法将会是采用向前逐步选择，或者两者的结合。
[0076]
在步骤402处，根据残差(res)r和权重(wt)w来确定颜色影响指标和当前性能指标。可以根据回归误差(例如，回归误差的平方根：来确定当前性能。可以通过将所述残差矩阵的每个颜色(列)乘以相对应的颜色权重来构建颜色影响指标。基于此，可以确定每种颜色的rms(或其它合适的统计量度)，从而产生具有每种颜色的值的颜色影响向量。
[0077]
由所述流程图所描述的方法可以在多次运行期间重复，例如，可以一次去除一种颜色。在步骤404处，确定这是否是第一次运行，如果是，则使用在前一步骤中所确定的当前性能指标来初始化406起始性能指标408。在步骤412处，确定所述当前性能指标与所述起始性能指标408之间的差是否在性能阈值410之外：如果是，则基于性能来确定414前一运行是否导致颜色被去除。如果是，则所述算法恢复416到来自前一运行418的权重，并且以这些权
重结束420，并且呈现启用的颜色。
[0078]
如果步骤412、414中的任一个为负，则在步骤422处，确定启用颜色的当前数目426是否大于启用颜色的指定的最大数目424。如果否，则在步骤430处，确定这些权重中的任一权重是否具有低于最小权重阈值428的量值。如果否，则在步骤440处，确定所述当前性能指标与所述起始性能指标408之间的差是否在性能阈值410内。如果否，则过程以当前权重和启用的颜色来结束/终止444。
[0079]
如果对于步骤422、430、440中的任何一步骤，该确定为是，则储存442此运行的当前权重，并且在步骤432处确定颜色的数目是否大于1。如果否，则所述过程以当前权重来结束/终止444。如果是，则基于当前启用颜色434，移除具有最低相关联颜色影响的颜色，以确定经更新的一组启用颜色438。然后可以基于经更新的启用颜色438及其相关联的权重442来执行另外的运行。
[0080]
减少颜色的数目的另一方法可以包括蛮力方法即强力方法，其中考虑所有颜色组合并且选择最佳组合(例如，满足所有条件的组合)。更具体地，所述方法可以包括计算针对每个可能组的颜色权重的解。这可以包括从所有1颜色解开始，然后是所有2颜色解，然后是所有3颜色解，直到所有颜色解。最优解可以是使用最少数目的颜色来满足某一性能阈值的解。
[0081]
在实施例中，所披露的对残差进行优化的方法也可以(用对于技术人员将会显而易见的多种不同方式)与对于重叠的优化相结合；例如，用以将该方法与ocw方法相结合。例如，当只有少量重叠晶片可用时，如上文描述的，可以仅对于所述对准残差执行优化。稍后，一旦有足够的重叠晶片可用，则所述方法就可以替代地平滑地转变到对所述重叠数据进行优化(例如，对于对准与重叠数据之间的差的优化)。替代地，或另外地，所述重叠数据可以用于在最小化残差和对准与重叠数据之间的差之间执行协同优化。
[0082]
本文中所披露的方法的优点在于不需要重叠训练数据。此外，在在线实施例中，与基于重叠训练晶片的校正相比，晶片对准数据可以被更快地校正，因为所述对准数据在曝光之后直接可用即立即可用。因而，可以更快地检测和处理需要重新训练权重的过程中的任何变化。此外，与单颜色残差方法和经重叠训练的ocw方法相比，这种多颜色最小残差方法示出显著的性能增益(就改善的重叠性能而言)。
[0083]
虽然以上构思是就晶片对准来描述的，但是它们也适用于其它量测方面，诸如重叠量测。重叠目标也会遇到相同的问题(不需要的不对称性)，并且基于多颜色测量来校正重叠测量结果。如此，上文所描述的方法直接地适用于这种重叠测量结果，其中残差是通过将重叠模型拟合到每颜色重叠数据而获得的重叠残差。
[0084]
如此，本文中所披露的构思可以被概括为确定一组颜色权重(或照射设置权重，其中照射设置是测量波长和偏振的组合)，以用于通过根据权重来最小化所述模型残差以校正多个颜色/照射设置量测数据，所述模型残差根据将所述量测数据拟合到用于表示所述量测数据的模型而获得。
[0085]
现在将描述应用至量测工具(例如，对准传感器)的另外的实施例，所述量测工具包括已经描述的sri(或相位通道)和额外的强度通道。将就使用这种强度通道的强度不对称性测量来描述实施例。然而，可以理解，该实施例可以使用指示所述对准数据中的妨害成分(例如，由于标记不对称性)的任何补充量测数据或补充量测参数。所述补充量测数据可
以补充和/或对应于所述对准数据，并且可以(例如)与所述对准数据同时被测量，
[0086]
sri测量来自目标的多个波长的一对互补衍射阶之间的相位差，并且因此测量包括这些波长中的每个波长的任何标记变形误差(所述标记变形误差导致根据波长的对准位置变化)的对准位置。所述强度通道与sri相位测量同时地测量来自所述标记的所述一对互补衍射阶中的每个衍射阶的强度，并且因此这些衍射阶之间的差(例如，可选地经归一化的差)仅指示所述标记变形误差分量。如此，强度通道输出可以用来校正针对标记变形误差的所述对准位置。
[0087]
更具体地，-1和 1衍射阶的复电场e-(ω)、e

(ω)被描述如下
[0088][0089][0090]
其中ω是角频率(＝2πc/λ)。
[0091]
使用sri(相位通道)而被测量的测量位置x
meas
(ω)(包括标记变形误差)可以被描述如下：
[0092][0093]
其中p是目标/标记节距，并且是 1衍射阶与-1衍射阶之间的相位差。仅指示所述标记变形误差的所测量的(经归一化的)强度不对称性q
meas
(ω)可以被描述如下：
[0094][0095]
其中i

(ω)是 1衍射阶的强度，并且i-(ω)是-1衍射阶的强度。
[0096]
现在提出将本文中所披露的颜色加权方法扩展到包括针对所述强度通道输出的额外的颜色加权。这种方法可以包括确定用于位置测量结果的第一组权重w
(n)
(如前所述)，而同时确定用于强度不对称性测量结果的第二组权重v
(n)
(强度不对称性权重)。如此，权重w
(n)
、v
(n)
可以使得实际对准位置可以通过下式找到：
[0097][0098]
如前所述，可以施加权重w
(n)
总和为1的额外的约束。注意，这仅适用于对准数据权重，而不对所述强度不对称性权重施加这种约束。这是因为由所述加权产生的所述对准位置x应是对于所有颜色的位置偏移deltaδ不敏感的(因为这对应于晶片上的标记的真实位置、机械的偏移或移位)：
[0099][0100]
根据此方程式，紧随其后的是相位通道权重的和应等于1的约束。因为所述强度不
对称性测量结果不取决于所述标记本身的位置，则该约束在该处不适用。
[0101]
此方法的实施方式可以包括确定使所述残差ri最小化的所述一组颜色权重(例如，在最小二乘意义上)：
[0102][0103][0104]
其中是强度不对称性模型拟合残差。如前所述，m是对准标记索引(其中m＝1到m)，并且n是颜色通道索引(其中n＝1到n)。基本方法与前一实施例相同，而没有强度不对称性加权。
[0105]
虽然上文已经描述了本发明的具体实施例，但是将理解，可以与所描述的不同的方式来实践本发明。
[0106]
虽然上文已经在光学光刻术的情境下使用本发明的实施例进行具体参考，但是将理解，本发明可以用于其它应用，例如压印光刻术，并且在情境允许的情况下，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产生在衬底上的图案。图案形成装置的形貌可以被压印到供给至所述衬底的抗蚀剂层中，由此所述抗蚀剂通过施加电磁辐射、热、压力或其组合而被固化。在抗蚀剂被固化之后所述图案形成装置被移出所述抗蚀剂，从而在其中留下图案。
[0107]
在本文中所使用的术语“辐射”和“束”包括全部类型的电磁辐射，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1nm至100nm范围内的波长)，以及粒子束，例如离子束或电子束。
[0108]
在情境允许的情况下，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，包括折射型、反射型、磁性型、电磁型和静电型光学部件。反射型部件可以用于在uv和/或euv范围内操作的设备中。
[0109]
本公开的实施例可以通过以下方面进一步描述。
[0110]
1.一种用于确定一组校正权重以校正量测数据的方法；所述方法包括：
[0111]
获得与用于执行测量的测量辐射的多个照射设置相关的第一量测数据，其中每个照射设置包括不同的波长、偏振或其组合；
[0112]
将量测数据拟合到用于表示所述量测数据的模型，并且确定拟合残差；
[0113]
确定所述校正权重为最小化所述拟合残差的校正权重。
[0114]
2.根据方面1所述的方法，其中，所述拟合步骤包括利用所述模型按照照射设置来拟合所述量测数据，并且记录针对于每个照射设置的所述拟合残差。
[0115]
3.根据方面1或2所述的方法，其中，所述确定步骤包括对最小化残差矩阵的所述校正权重的优化，所述残差矩阵包括在第一维中按照目标或标记和在第二维中按照颜色而布置的所述量测数据。
[0116]
4.根据方面3所述的方法，其中，所述优化包括最小二乘优化。
[0117]
5.根据任一前述方面所述的方法，其中，所述校正权重包括用于所述多个照射设置中的每个照射设置的校正权重。
[0118]
6.根据任一前述方面所述的方法，还包括确定所述多个照射设置的优选子集。
[0119]
7.根据方面6所述的方法，其中，确定优选子集的所述步骤包括：：
[0120]
根据性能指标和影响指标来评估照射设置的候选组合；和
[0121]
基于所述性能指标和影响指标，从所述照射设置的所述候选组合移除照射设置或向所述候选组合添加照射设置。
[0122]
8.根据方面7所述的方法，其中，所述移除或添加步骤包括在性能阈值得以满足的前提下移除具有最低影响指标的照射条件，以获得照射设置的经更新的候选组合。
[0123]
9.根据方面7或8所述的方法，包括：执行所述评估步骤、和移除或添加步骤，直到照射设置的所述候选组合包括所需数目个照射设置为止。
[0124]
10.根据方面6所述的方法，其中，确定优选子集的所述步骤包括：评估照射设置的所有可能组合；和
[0125]
选择所述优选子集为使用最少数目的照射设置来满足性能阈值的照射设置的组合。
[0126]
11.根据任一前述方面所述的方法，包括：移除为其确定的校正权重低于显著性阈值的任何照射设置。
[0127]
12.根据任一前述方面所述的方法，其中，所述确定步骤被约束使得所述校正权重之和等于1。
[0128]
13.根据任一前述方面所述的方法，其中，所述量测数据包括对准数据。
[0129]
14.根据方面13所述的方法，包括：将所述校正权重施加至利用多个照射设置而执行的对于衬底的对准测量，以获得经校正的对准测量结果。
[0130]
15.根据方面13所述的方法，其中，所述量测数据还包括与所述对准数据相对应的补充量测数据，所述补充量测数据与补充量测参数相关；并且所述方法还包括：
[0131]
同时地，将所述对准数据拟合到用于表示所述对准数据的第一模型并且确定对准数据拟合残差、以及将所述补充量测数据拟合到用于表示所述补充量测数据的第二模型并且确定补充量测数据拟合残差；和
[0132]
确定所述校正权重为最小化所述对准拟合残差的第一组校正权重和最小化所述补充量测数据拟合残差的第二组校正权重。
[0133]
16.根据方面15所述的方法，其中，所述补充量测数据指示所述对准数据中的妨害成分。
[0134]
17.根据方面15或16所述的方法，其中，所述补充量测数据指示为获得所述对准数据和补充量测数据而测量的一个或更多个目标或标记中的不对称性。
[0135]
18.根据方面17所述的方法，其中，所述补充量测参数包括强度不对称性，所述强度不对称性与来自所述一个或更多个目标或标记的一对互补衍射阶的差异或不平衡有关。
[0136]
19.根据方面15至18中任一项所述的方法，包括：
[0137]
将所述第一校正权重施加至利用多个照射设置执行的对于衬底的对准测量，以获得经加权的对准测量结果；
[0138]
将所述第二校正权重施加至与所述对准测量结果相对应的补充量测参数测量结果，以获得经加权的补充量测参数测量结果；以及
[0139]
根据所述经加权的对准测量结果和经加权的补充量测参数测量结果来确定经校正的对准测量结果。
[0140]
20.根据方面14或19所述的方法，包括：执行所述对准测量。
[0141]
21.根据方面13至20中任一项所述的方法，其中，执行所述方法以在初始训练阶段使用训练衬底来确定所述校正权重，所述所确定的校正权重用于施加至多个后续衬底。
[0142]
22.根据方面13至20中任一项所述的方法，其中，在执行对准量测步骤与光刻曝光步骤之间执行所述方法；
[0143]
其中，执行所述对准量测步骤以获得所述对准测量结果，使得所述第一对准数据包括所述对准测量结果，并且所述方法还包括：
[0144]
使用通过施加所确定的校正权重而被校正的所述对准测量结果来执行所述光刻曝光步骤。
[0145]
23.根据方面22所述的方法，其中，在每个曝光步骤之前，针对每个衬底单独地确定所述对准权重。
[0146]
24.根据方面13至23中任一项所述的方法，其中，所述方法包括：当可用的重叠数据的量达到阈值时，转换到基于最小化所述重叠数据与所述对准数据之间的差进行的优化。
[0147]
25.根据方面13至24中任一项所述的方法，其中，所述确定所述校正权重包括在所述最小化拟合残差与最小化重叠数据与所述对准数据之间的差之间执行协同优化。
[0148]
26.根据方面1至12中任一项所述的方法，其中，所述量测数据包括重叠数据。
[0149]
27.一种计算机程序，包括程序指令，所述程序指令能够操作以当在合适的设备上运行时执行根据方面1至26中任一项所述的方法。
[0150]
28.一种非暂时性计算机程序载体，所述非暂时性计算机程序载体包括根据方面27所述的计算机程序。
[0151]
29.一种处理系统，所述处理系统包括处理器和储存装置，所述储存装置包括根据方面28所述的计算机程序。
[0152]
30.一种对准传感器，所述对准传感器能够操作以执行根据方面13至23中任一项所述的方法。
[0153]
31.一种光刻设备，包括：
[0154]
图案形成装置支撑件，所述图案形成装置支撑件用于支撑图案形成装置；
[0155]
衬底支撑件，所述衬底支撑件用于支撑衬底；以及
[0156]
根据方面30所述的对准传感器。
[0157]
32.一种量测装置，所述量测装置能够操作以执行根据方面26所述的方法。
[0158]
本发明的广度和范围不应受到上文描述的任何的示例性实施例的限制，而应仅由随附的权利要求及其等同物来限定。