CN102841510A - 用以确保源和图像稳定性的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用以确保源和图像稳定性的系统和方法，其中光刻设备特性的直接测量和晶片量测被结合以通过使用模拟模型来实现光刻设备/过程的时间漂移的减小。模拟模型可以具有子部分。例如，子模型可以表示第一组光学条件，另一子模型可以表示第二组光学条件。第一组光学条件可以是一组标准照射条件，第二组光学条件可以是一组定制照射条件。使用子模型之间的内在关系，可以在不进行晶片量测的情况下较快地实现定制照射条件下的稳定性控制。

Description

用以确保源和图像稳定性的系统和方法
技术领域
本发明的技术领域大体涉及光刻过程和设备，更具体地涉及光刻设备和过程的性能稳定性控制。
背景技术
例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，掩模可以包含对应IC的单层的电路图案，并且该图案被成像到已经涂覆有辐射敏感材料(抗蚀剂)层的衬底(硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或多个管芯)上。通常，单个晶片将包含通过投影系统一次连续地被照射的相邻目标部分的整个网络。在一种类型的光刻投影设备中，通过将整个掩模图案一次曝光到目标部分上来照射每个目标部分；这种设备通常称为晶片步进机。在替换的实施例中，通常称为步进-和-扫描设备，通过沿给定的参照方向(“扫描”方向)在投影束下渐进地扫描掩模图案、同时同步地沿与该方向平行或反向平行的方向扫描衬底台来辐射每一个目标部分。因为通常投影系统将具有放大因子M(通常＜1)，因此衬底台被扫描的速度V将是掩模台被扫描的速度的因子M倍。
在使用光刻投影设备的制造过程中，掩模图案被成像到至少由辐射敏感材料(抗蚀剂)部分地覆盖的衬底上。在该成像步骤之前，衬底可以经过多种工序，例如涂底料、抗蚀剂涂覆和软烘烤(PEB)。在曝光之后，衬底可以经过其它工序，例如曝光后烘烤(PEB)、显影、硬烘烤和成像特征的测量/检验。这一系列的工序被用作对器件(例如IC)的单层进行图案化的基础。然后，这样的图案化层可以经过多种处理，例如蚀刻、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学-机械抛光等，所有这些处理用于完成对一个单层的处理。如果需要几个层，则对于每个新的层必须重复整个工序或其变体。最后，在衬底(晶片)上将形成器件的阵列。然后，这些器件通过例如划片(dicing)或切割等技术彼此分割开，然后独立的器件可以安装到连接到管脚等的载体上。
为了简化起见，下文中投影系统可被称为“透镜”；然而，这个术语应该被广义地解释为包括各种类型的投影系统，包括例如折射式光学系统、反射式光学系统和反射折射式系统。辐射系统还可以包括根据用于引导、成形或控制辐射投影束的这些设计类型中的任意类型来操作的部件，并且这些部件在下文中还可以被统称为或单独地称为“透镜”。此外，光刻设备可以是具有两个或多个衬底台(和/或两个或多个掩模台)的类型。在这种“多台”装置中，附加的台可以并行地使用，或者在一个或多个其他台用于曝光的同时在一个或多个台上执行预备步骤。
上面提及的光刻掩模包括对应于将要被集成到硅晶片上的电路部件的几何图案。用来形成这种掩模的图案通过使用CAD(计算机辅助设计)程序来生成，这种过程通常被称为EDA(电子设计自动化)。大多数CAD程序依照一系列预定的设计规则以便产生功能化掩模。这些规则通过过程和设计限制来设定。例如，设计规则限定电路器件(例如栅极、电容器等)或互连线之间的间隔容许量，使得确保电路器件或线不会彼此以不希望的方式相互作用/影响。通常，设计规则限制被称为“临界尺寸”(CD)。电路的临界尺寸可以被定义成线或孔的最小宽度或两条线或两个孔之间的最小间隔。因此，CD决定所设计的电路的总的尺寸和密度。当然，集成电路制造的目标之一是在晶片上(通过掩模)忠实地复制原始电路设计。
正如提到的，微光刻是半导体集成电路制造过程中的重要步骤，其中形成在半导体晶片衬底上的图案限定半导体器件的功能元件，例如微处理器、存储芯片等。类似的光刻技术也被用于形成平板显示器、微电子机械系统(MEMS)和其他器件。
随着半导体制造过程持续进步，在电路元件的尺寸持续地减小的同时，每个器件的功能元件(例如晶体管)的数量已经在过去几十年中遵照通常被称作为“摩尔定律”的趋势稳定地增加。在目前的技术状态下，先进器件的关键层使用已知为扫描器的光学光刻投影系统进行制造，其使用来自深紫外激光光源的照明将掩模图像投影到衬底上，产生具有100nm以下的尺寸，也就是小于投影光波长一半的独立的电路特征。
依照分辨率公式CD＝k1×λ/NA，这种印刷具有小于光投影系统经典分辨率极限的尺寸的特征的过程通常被称为低-k1(low-k1)光刻术，其中λ是所采用的辐射的波长(目前大多数情况是248nm或193nm)，NA是投影光学装置的数值孔径，CD是“临界尺寸”(通常是所印刷的最小特征尺寸)，以及k1是经验分辨率因子。通常，k1越小，越难以在晶片上复制与电路设计者设计的形状和尺寸相符的图案以获得特定的电功能性和性能。为了克服这些困难，对投影系统和掩模设计实施复杂的精细的微调步骤。这些步骤包括例如但不限于NA和光学相干性设置的优化、定制的照射方案、使用相移掩模、掩模布局中的光学邻近效应校正，或其它通常称为“分辨率增强技术”(RET)的方法。
作为RET的一个重要的示例，光学临近校正(OPC)解决晶片上印刷的特征的最终尺寸和布置不简单地作为掩模上的对应特征的尺寸和布置的函数的事实或问题。要注意的是，术语“掩模”和“掩模板”在此可以互换地使用。对于通常的电路设计中存在的小的特征尺寸和高的特征密度，给定特征的特定边缘的位置将一定程度受其他临近特征的存在或不存在的影响。这些临近效应由于一个特征与另一个特征耦合的光的小量产生。类似地，临近效应可能由于在曝光后烘烤(PEB)、抗蚀剂显影以及通常跟随光刻曝光的蚀刻期间的扩散和其他化学效应引起。
为了确保在半导体衬底上根据给定目标电路设计的要求产生特征，需要使用复杂的数字模型预测临近效应，并且需要在可以成功地制造高端器件之前将校正或预变形应用至掩模的设计中。在通常的高端设计中，几乎每一个特征边缘需要一些修正以便实现印刷的图案充分接近目标设计。这些修正可以包括边缘位置或线宽的漂移或偏移以及应用本身不是为了印刷但是将影响相关主要特征的属性的“辅助”特征。
虽然OPC已经集成到计算光刻领域中，但是基于过程控制的晶片量测已经用于加工产品领域。为了优化整个显影循环次数和制造方案，计算光刻商和加工产品制造商已经相互协作地工作以优化目标设计、光刻过程和光刻设备参数。过去，芯片制造商彼此独立地优化不同的制造步骤。然而，进入32nm技术节点和更小的节点，独立的优化是不够的。需要一种智能地结合计算光刻技术、基于晶片量测的光刻技术以及过程控制的整体的光刻方法。为此，需要全面的光刻模拟模型，其中模型表征任意图案的成像性能并因此便于通过光刻设备(也称为“扫描器”)实现稳定的成像性能。当前的光刻模拟模型使用扫描器模块数据和过程响应数据，例如晶片上的临界尺寸(CD)测量结果。类似地，成像性能的稳定性控制和匹配可以基于单个扫描器模块(照射、投影光学元件等)、晶片上的CD测量值或两者。模型的主要用途之一是为了针对掩模上的相同/不同图案预测不同的光刻过程参数差，例如CD差、两个不同的扫描器之间的行为差异、相同扫描器上的两个不同条件之间的行为差异、相同扫描器上的两个不同时间情形之间的行为差异等。“微分精确度”是模型的要求，使得通过模型预测的CD差与晶片上测量的CD差在特定精确度容限内是相匹配的。在这个前提下，扫描器匹配和稳定性控制变成基于模型的或模型辅助的，因为模型提供指导给补偿两个扫描器之间的差异或针对相同扫描器两个时间情形之间的差异所需的扫描器调节。本发明描述一种用于扫描器匹配和稳定性控制的方法，其中可以基于晶片量测和扫描器测量更新模型，使得针对标准和定制的光学条件实现成像稳定性。
发明内容
本发明公开多种系统和过程的实施例，其中晶片量测和光刻设备特性的直接测量(direct measurement)被结合以通过使用模拟模型实现在光刻设备/过程中的时间漂移减小。模拟模型可以具有子部分。例如，子模型可以表示第一组光学条件，另一子模型可以表示第二组光学条件。第一组光学条件可以是条件的标准组，第二组可以是条件的定制组，或者反之亦然，即，第一组可以是定制组，第二组可以是标准组。要注意的是，一组条件可以包括一个或多个条件。
模拟模型具有若干个参数，包括但不限于照射源光瞳特性、投影光学元件特性、掩模板特性、晶片特性以及光学过程响应参数(例如，临界尺寸、重叠、最佳焦距、侧壁角度等)。
在本发明的一方面中，描述一种控制光刻过程的稳定性的方法，其中所述方法包括步骤：(a)限定用在光刻模型的光刻过程中的光刻设备的基准性能，其中在第一照射条件下获得限定第一基准性能的光刻模型的第一子模型，在第二照射条件下获得限定第二基准性能的光刻模型的第二子模型，光刻模型包括一个或多个照射源光瞳特性和光刻过程响应参数；(b)通过测量照射源光瞳特性的第一时间漂移数据来监测在第一照射条件下光刻设备的照射稳定性并使用测量的第一时间漂移数据将照射源光瞳特性保持在第一基准性能内或基本上接近第一基准性能；和(c)通过测量光刻过程响应参数的第二时间漂移数据来监测在第二照射条件下光刻过程响应稳定性并使用测量的第二时间漂移数据将光刻过程响应保持在第二基准性能内或基本上接近第二基准性能。
在本发明的另一方面中，公开减小光刻过程参数的时间漂移以保持光刻过程中的性能稳定性的方法。所述方法包括下列步骤：(a)限定用在光刻模型的光刻过程的基准性能，其中在第一光学条件下获得限定第一基准性能的光刻模型的第一子模型，在第二光学条件下获得限定第二基准性能的光刻模型的第二子模型；(b)在第一光学条件下测量第一光刻过程参数的相对于第一基准性能的第一时间漂移数据；(c)在第二光学条件下测量第二光刻过程参数的相对于第二基准性能的第二时间漂移数据；和(d)使用第一和第二子模型的内在关系和所测量的第一和第二时间漂移数据确定在第一和第二光刻过程参数中所需的调节以将光刻过程保持在限定的基准性能内或基本上接近限定的基准性能。第一和第二子模型的内在关系包括将光刻过程响应改变与在第一和第二子模型中的光学条件的改变相关联的数学函数(可以称为代价函数)。
基于下面的附图和详细描述，本领域技术人员将清楚本发明的这些方面和其他方面，包括本发明的扫描器匹配/微调方面。
附图说明
现在结合随附的示意性附图描述本发明的具体实施例，其中：
图1是根据本发明示例性应用的光刻系统的多个子系统的方框图；
图2是对应图1中的子系统的模拟模型的方框图；
图3是描述根据本发明一个实施例的扫描器稳定性控制概念的示例的流程图；
图4-8示出根据本发明示例实施例的用于扫描器稳定性设置和控制的图示的过程流程；
图9-13示出根据本发明示例实施例的用于扫描器匹配和微调的图示的过程流程；
图14是应用多个实施例的示例性计算机系统的方框图；
图15是多个实施例可应用的光刻投影设备的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图进行描述，所述附图为本发明的说明性的示例以便本领域技术人员实践本发明。要注意的是，下面的附图和示例并不意味着将本发明的范围限制到单个实施例，相反通过替换所述的或所示的元件的部分或全部，实现其他实施例也是可以的。而且，在通过使用已知的部分可以部分或全部实施本发明的特定元件的情形中，将仅描述那些对理解本发明是必要的已知部件的部分，并且这些已知部件的其他部分的详细描述将被省略以便不会混淆本发明。正如本领域技术人员清楚的，如果这里没有具体指出，描述为被软件实施的实施例不应该限制于此，而可以包括在硬件中实施的实施例，或在软件和硬件的组合中实施的实施例，并且反之亦然。在本说明书中，如果这里没有明确地指出，示出单个部件的实施例不应该看作限制于此；相反，本发明应该包括其他包含多个相同部件的实施例，并且反之亦然。而且，如果这里没有明确地提出，申请人不希望在说明书中的任何术语或这里提出的权利要求表示不普遍的或特定的含义。而且，本发明包含这里通过示例方式提出的已知部件的现在和将来已知的等价物。
通常，半导体工业通过“收缩”驱动-能将芯片特征做得更小的能力，这通常导致提高的器件性能和降低的制造成本。然而，随着芯片特征变得更小，制造商必须在其中工作的容限或“过程窗口”也更小。过程窗口越小，越难以制造正确工作的芯片。较小的过程窗口通常赋予诸如重叠和临界尺寸一致性(CDU)等参数极严格的要求。
为了解决通过光刻技术的芯片可制造性需要，提高控制光刻设备的能力是必需的。要注意的是，存在不同类型的光刻设备，包括但不限于扫描光刻设备，术语“扫描器”在本申请中频繁地使用以表示用以执行光刻过程的任何光刻设备。而且，光刻设备可以不是物理设备，而是物理设备的模拟模型。
扫描器稳定性控制系统和方法给予制造商在他们的扫描器的聚焦和重叠(即，层到层的对准)一致性方面的更好的控制。对于给定特征尺寸和芯片应用，这导致优化的和稳定化的过程窗口，由此允许继续收缩并形成更先进的芯片。要注意的是，扫描器稳定性控制方法与例如可编程照射光瞳控制、投影光学元件(透镜)控制等其他控制因素结合工作。
当首先安装/使用光刻系统时，光刻系统被校准以确保最佳的操作。然而，随着时间推移，系统性能参数将漂移。小量的漂移可以容忍，但是超出特定阈值的漂移可以带来光刻过程和/或设备脱离规格参数的风险。因而制造商需要定期地停止制造用于重新校准。越频繁地校准系统将带来越大的过程窗口，但是这通常意味着更多的定期停工时间。
扫描器稳定性控制选项极大地较少了这些生产中断。代替中断，扫描器稳定性控制系统自动地、定期地将光刻设备/过程重新设置为预定参照性能(通常称为“基准”)。重新设置的周期可以通过使用者控制。例如，每天重新设置、任意小时的操作之后的重新设置、一定量的过程运行之后的重新设置，等等。为了实施重新设置，扫描器稳定性控制系统使用量测工具找出晶片上执行的标准测量结果。晶片可以是测试晶片或监测晶片。使用包含特定散射仪标记的特定的测试掩模板来曝光监测晶片。然而，本领域技术人员应该认识到，散射仪标记也可以容纳在实际的目标晶片中，例如沿刻划线、两个芯片之间、晶片的周围区域内等。附加地，晶片测量技术不限于散射仪。可以包括具有扫描电子显微镜(SEM)的传统的测量。本申请的扫描仪稳定性控制方法不限于晶片量测的特定方法。
通过晶片量测，扫描器稳定性控制系统确定系统已经漂移离开其基准多远。然后，计算例如晶片水平面处重叠和聚焦校正数据。然后，光刻设备将这些校正数据组转换成在随后的晶片(包括产品晶片)上每一次曝光的具体的校正。
扫描器稳定性控制的关键特征和优点的一部分包括但不限于：
●在不同的过程条件下长期的聚焦稳定性，而不需要牺牲扫描器生产率；
●在不同的过程条件下长期的匹配的机器重叠稳定性，而不需要牺牲扫描器生产率；
●能监测扫描器重叠和聚焦的能力
●有效地结合至全自动/半自动步骤中。
A.执行本发明的示例实施例的光刻系统中的一般环境
在讨论本发明之前，简要描述有关整体模拟和成像过程。图1示出示例性的光刻投影系统10。主要部件是光源12，其可以是例如深紫外准分子激光源，或包括EUV波长的其他波长的光源；照射光学元件，其限定部分相干性，并且可以包括具体光源成形光学元件14、16a以及16b；掩模或掩模板18；以及投影光学元件16c，其将掩模板图案的图像形成到晶片平面22上。光瞳平面处的可调节的滤光片或孔20可以限制入射到晶片平面22上的束角度范围，其中最大可能角度限定投影光学元件的数值孔径NA＝sin(Θmax)。
在光刻模拟系统中，这些主要系统部件可以通过分离的功能模块描述，例如如图2所示。参照图2，功能模块包括设计布局模块26，其限定目标设计布局；掩模布局模块28，其限定将要在成像过程中采用的掩模；掩模模型模块30，其限定将要在模拟过程中使用的掩模布局的模型；光学模型模块32，其限定光刻系统的光学部件的性能；以及抗蚀剂模型模块34，其限定在给定过程中使用的抗蚀剂的性能。正如所熟悉的，模拟过程的结果产生例如最终模块36中的CD和预测轮廓。
更具体地，要注意的是，在光学模型32中获取照射和投影光学元件的属性，光学模型包括但不限于NA-σ设置以及任何特定照射源形状，其中σ是照射器的外部径向范围。涂覆在衬底上的光学抗蚀剂层的光学属性，即折射率、膜厚度、传播和偏振效应-也可以被获取作为光学模型32的一部分。掩模模型30收集掩模板的设计特征并且还可以包括掩模的详细物理属性的表示。最后，抗蚀剂模型34描述在抗蚀剂曝光、PEB以及显影期间发生的化学过程的效果，以便预测例如形成在衬底晶片上的抗蚀剂特征的轮廓。模拟的目标是为了精确地预测例如边缘布置和CD，其随后可以与目标设计进行对比。目标设计通常被限定为预OPC掩模布局，并且将以标准数字文件形式(例如GDSII或OASIS)提供。本领域技术人员将理解，输入的文件格式是无关紧要的。
B.本发明的示例方法
图3示出根据本发明一个实施例的示例性过程流程图。通常，光刻制造商将图像稳定性问题的主要部分与照射控制关联。此外，使用专门的工具使得照射光瞳的测量能力相对成熟。从产品制造效率的角度看，在一个或多个已知的感兴趣的照射设置(“标准照射”)条件下运行工艺是有利的。这将通过减少测试图案的组、抗蚀剂工艺类型以及测量的条件来简化设置和监测后勤工作。这还有助于确保图案印刷的鲁棒性和可靠性，并且具有可预测的/可控制的鲁棒的量测方案准备。流程图300的步骤S302示出这种操作。
在本申请中，讨论对于任意的“定制照射”条件、通过基于照射源光瞳测量结果在扫描器上经由闭合回路控制对定制条件确保照射源稳定性实现成像稳定性的方法。流程图300的步骤S304示出这种操作。
附加地，经由在一个或多个标准/定制条件下的晶片曝光和量测确保对于扫描器的(除了照射源以外)其余部分的稳定性。流程图300的步骤S306示出这种操作。
要注意的是，在不同的实施例中步骤S304和S306可以串行地或并行地执行。此外，在流程图300中可以包括中间步骤。
此外，步骤S304和S306都可以在设置阶段执行，其中在实际的芯片制造之前，或在实际芯片制造同时运行的监测操作期间，校准或微调或检查扫描器的精确度。在广义意义上，“设置”阶段被描述为“t＝0”阶段，控制/监测阶段被描述为“t＞0”阶段，但是本领域技术人员将认识到，t＝0和t＞0不仅表示一个时刻，而是表示完成想要的操作的子步骤所需的若干个时刻(和/或时间框架)的结合，如图4-8详细描述的。通常，图4-5适于“t＝0”条件，图6-8适于“t＞0”条件。
而且，本领域技术人员应该认识到，术语“标准”和“定制”不是限制性的。“标准”条件可以包括第一(或第二)组一个或多个光学条件，“定制”条件可以包括第二(或第一)组一个或多个光学条件。广义地说，本说明书和权利要求中的术语“第一”和“第二”不表示任何按时间的次序或任何特定条件，而仅是表示两个实体。光学条件可以包括照射源条件、投影光学元件条件、晶片条件、掩模板条件(包括设计布局)，或任何其他可以通过用户微调和/或其自身可以漂移或改变的光刻过程条件。通过进入“标准”条件方案的库，可以迅速且可靠地完成光刻设备/过程的校准/监测方法的大部分。通过使用一个或多个“定制”条件可以完成进一步的校准/监测。“定制”条件可以由终端用户指定。“定制”条件的非限制的例证性示例可以是照射源在源光瞳的最佳地印刷定制设计布局上关键特征的特定位置处的特定偏振。在标准条件下的校准/监测过程之后，可以在定制条件下在使用或不使用晶片量测的情况下用计算方法完成较快的过程控制。
从理论的观点，光刻系统可以被分成照射子系统和数学传递函数(表示为一组点扩散函数，或点源TCC)，其表示在相干照射条件下的系统响应。一旦照射子系统和相干传递函数两者的稳定性被确保，则自动实现稳定的成像性能。
对于简化的标量成像情形，光刻系统可以完全由照射源光瞳和对相干传递函数有贡献的投影光学元件光瞳表征。如果照射源光瞳和投影光学元件光瞳两者都被稳定，则整个成像是稳定的。在一个实施例中，照射源光瞳经由源光瞳测量和反馈控制被保持稳定，并且投影光学元件光瞳在标准条件下经由晶片量测被保持稳定。投影光学元件光瞳可以在照射条件改变至任何照射条件时保持相同。
对于矢量成像(高NA情形需要)，投影光学元件光瞳可以由一组光瞳滤光片替换，每一个滤光片用于每一个偏振分量。该组光瞳滤光片还被称为“点源TCC”。有效本征矢量的数量或该点源TCC矩阵的有效秩可以依赖于多种非相干因子，它们可以包括但不限于由色差或其他类型的像差、照射源激光带宽、台振动等引起的聚焦模糊，和台振动引起的x/y模糊。再次，只要照射光瞳和点源TCC稳定，成像性能就确保稳定。投影光学元件旋钮可以用于确保相干传递函数或点源TCC的稳定性。
在数学上，对于给定掩模图案，点源TCC确定在单位强度的点源照射条件下的图像强度。在非点源条件下的总的图像强度则等于所有源点贡献之和，每一个源点的权重取决于该点处的源强度。换句话说，每个点源的贡献取决于(掩模设计布局上的)测试图案的卷积和点源TCC(与点扩散函数或PSF类似)，权重取决于照射光瞳特性。这是所谓的“Abbe成像公式”。这证明只要源和点源TCC两者是稳定的，总的图像强度就是稳定的(并因此CD和重叠是稳定的)。在Max Born和Emil Wolf编写的教科书“光学器件原理(Principle of Optics)”(Cambridge University Press，1999，第七版)中，和Flagello等人的标题为“Theory of high-NA imaging in homogeneous thin films(在均匀或同类薄膜中的高NA成像理论)”的文章(Journal of Optical Society ofAmerica，vol.13，no.1，January 1996，pp.53-64)中可以找到更多详细内容。
正如下面进一步详细描述的，本发明的关键思想在于建立光刻设备或光刻过程的基准性能模型，并使用该模型将当前性能与基准性能匹配。基准模型在实验的基础上发展和/或在初始设置/校准基础上发展。基准性能模型还可以被称为“试验模型”、“参照模型”、“基准模型”或“基准参照模型”。在特定实施例中，基准性能模型被用作“敏感性模型”，其中任何测试图案对一个或多个过程参数的变化的CD(或其他测量)敏感性可以通过该模型计算。
通过分析在某预定时期和/或在预置时间间隔上特定性能量度相对于基准性能的时间漂移来监测光刻设备或光刻过程的性能稳定性。换句话说，基准性能用作用以测量性能已经随时间偏离多少的指南。使用基准模型调节光刻设备的一个或多个设置以补偿时间漂移，使得性能被基本上带回至接近想要的基准性能。本领域技术人员将理解，光刻设备或过程(或其模拟模型)可以存在不可以物理地调节为“设置”(即，可以通过可调的旋钮设置的条件)的多个参数。光刻设备的“设置”可以是光刻参数的较大的组的子组。在物理扫描器中，可控的或可调的设置的部分示例有：照射源的强度分布旋钮(通过可编程反射镜或其他装置)、照射源的偏振控制旋钮、透镜光瞳平面或沿投影光学系统的其他平面内的像差控制旋钮以及数值孔径控制旋钮等。可调设置的其他示例可以包括：照射源的波长谱、掩模板的倾斜、晶片的倾斜等。要注意的是，本发明不限于通过调节设备的设置来补偿物理扫描器效应的漂移。某些示例性非扫描器效应，例如抗蚀剂过程漂移，也可以通过微调设备的设置来补偿。与抗蚀剂过程漂移监测相关的示例参数可以是：抗蚀剂图像参数、抗蚀剂扩散、淬灭浓度(quencherconcentration)等。例如，抗蚀剂扩散效应引起图像对比度和剂量宽容度的劣化，并极大地随着台振动退化。可以想象的是，可以调节特定光学设置以部分地补偿图像对比度损失，例如NA、或台振动。抗蚀剂图像参数可以包括临界尺寸一致性(CDU)、边缘布置误差(EPE)、重叠误差、侧壁角度(SWA)以及最佳聚焦偏离。在2011年5月25日递交的标题为“Computational Process Control(计算过程控制)”的共有的美国临时申请61/490,010中可以找到基于基准模型的计算过程控制(CPC)的更多的内容。
在本申请中，基准模型可以包括多个子模型。例如，对应第一光学条件(例如一个或多个标准/定制条件)可以限定第一基准子模型，对应第二光学条件(例如一个或多个定制/标准条件)可以限定第二基准子模型。
图4-5示出用于光刻设备的初始设置(即，在t＝0阶段，如前面限定的)以产生和/或校准基准性能模型的流程图。
在图4中，描述了在标准照射条件下的设置。在步骤402，在扫描器中设置标准照射条件。在步骤404，执行一次或多次测量，包括源光瞳测量。在步骤408，所测量的源光瞳被记录作为标准条件下的基准源光瞳特性(p_s(0)，t＝0)。要注意的是，对于多个标准条件，可以测量对应的p_s(0)值，或可以使用加权平均或其他标准算术方法得出有效的p_s(0)值。
在步骤406，在标准照射条件下曝光晶片(通常是测试晶片)。在步骤410，测量CD，并记录为在t＝0(CD_s(0))时的标准照射条件下的基准CD。要注意的是，虽然CD被表示为将要测试的量度，但是也可以是其他量度，例如EPE、侧壁角度(SWA)、最佳聚焦等。
在步骤412，步骤404和410的测量结果用于产生/校准标准照射条件下的基准子模型。如上所述，用点源TCC完成校准，并通过多种相干/非相干因子确定TCC矩阵的秩。
在步骤414，校准的TCC被记录为t＝0(TCC_s(0))时的标准照射条件下的基准TCC。
在图5中，描述了定制照射条件下的设置。要注意的是，该过程可以在不需要晶片量测的情况下完成。
在步骤520，在扫描器中设置定制照射条件。在步骤522中，执行源光瞳测量。在步骤524中，测量的源光瞳被记录为定制条件下的基准源光瞳特性(在t＝0时的p_c(0))。要注意的是，对于多个定制条件，可以测量对应的p_c(0)值，或使用加权平均或其他标准算术方法得出有效p_c(0)值。来自步骤522的测量结果用于产生/校准定制照射条件下的基准子模型。
图6-8示出用于光刻设备的控制/监测阶段(即，在t＞0阶段，如前面限定的)以使用基准性能模型(即标准的和定制的基准子模型)减小/补偿过程漂移的流程图。
在图6中，在步骤630中，在标准照射条件下设置扫描器。在步骤632，执行一次或多次测量，包括源光瞳测量以观察在t＝0时源光瞳特性相对于测量值是否已经漂移。在步骤634，在标准照射条件下曝光晶片(测试晶片或实际晶片)。在步骤636，测量CD(或其他量度)以检测t＝0时的相对于测量值的时间漂移。在步骤638，使用步骤632和636的测量结果用点源TCC重新校准标准照射条件下的基准子模型。在步骤640，调节扫描器旋钮(包括但不限于照射旋钮和投影光学元件旋钮)以匹配t＞0时的TCC与TCC_s(0)。以此方式，TCC的时间漂移被减小/补偿，并且扫描器的稳定性被恢复至想要的结果。换句话说，在步骤640期间以通过减小TCC漂移来恢复基准性能为目标，一起完成扫描器设置调节。
在如图7所示的用于t＞0时的控制/监测的替换的工艺流程中，在以通过减小源光瞳漂移和CD(或其他光刻过程响应量度)漂移来恢复基准性能为目标的情况下，可以完成的扫描器设置调节是多个步骤。在图7中，在步骤750中，在标准照射条件下设置扫描器。在步骤752，执行一次或多次测量，包括源光瞳测量以观察源光瞳特性相对于t＝0时的测量结果是否已经漂移。在附加的调节步骤756中，调节照射源光瞳以匹配基准p_s(0)。在步骤754中，在标准照射条件下曝光晶片(测试晶片或实际晶片)。在步骤758中，测量CD(或其他量度)以检测相对于t＝0时的测量结果的时间漂移。在步骤760，调节扫描器旋钮(包括但不限于照射旋钮和投影光学元件旋钮)以匹配t＞0时的CD(或其他量度)与CD_s(0)。
图8示出，可以在定制照射条件下不进行晶片测量的情况下实现扫描器稳定性控制，以加快整个校准/稳定性控制过程。因为在标准照射条件下在扫描器上执行的基于晶片量测的稳定性控制过程，并且因为基准模型的两个组成部分(即，标准照射子模型和定制照射子模型)之间的固有的内在关系，减少的扫描器旋钮的组必须被调节以减小时间漂移，以便匹配想要的基准性能。例如，由于照射源光瞳特性和临界尺寸之间的固有的内在关系，调节照射源光瞳的设置以恢复在定制照射条件下的基准性能也能够恢复基准临界尺寸。第一和第二子模型的内在关系存在，因为一般的数学函数(可以称为代价函数)将光刻过程响应(例如CD)改变与第一和第二基准子模型中的光学条件的改变(例如，照射设置的改变)联系起来。
在图8中，在步骤880，在扫描器中设置定制照射条件。在步骤882，执行源光瞳测量。在步骤884，在定制条件下调节源光瞳以匹配基准源光瞳特性(t＝0时的p_c(0))。
要注意的是，虽然在多个示例的实施例中，仅讨论源照射优化，但是本发明的范围不仅限于照射设置。例如，也可以基于扫描器子系统的直接测量和/或将其与晶片量测数据结合来调节投影光学元件设置(例如，数值孔径，像差等)、掩模板设置(例如掩模板倾斜)以及晶片设置(例如掩模板倾斜)。下文的假定将是，可以在不进行晶片量测情况下精确地测量的任何设备设置可以用于替代或补充照射源光瞳测量。附加的假定在于，感兴趣的设备设置(照射设置和/或其他设置)可以通过自身控制为稳定，即对于多种光学条件，标准和/或定制，是稳定的。
图9-13示出上面参照图4-8讨论的概念如何能够延伸至扫描器的匹配/微调(或其模拟模型)。具有用以预优化扫描器的可调节参数(或旋钮)的优点在于，其允许用户微调扫描器的行为以便基于模拟模型匹配另一参照扫描器的行为或想要的预设扫描器行为(例如实际扫描器的行为)。在Cao等人的标题为“Methods and System for Model-BasedGeneric Matching and Tuning(用于基于模型的一般匹配和微调的方法和系统)”的共同未决的共有专利申请的美国公开No.2010/0146475中，已经介绍了行为匹配/微调，但是调节参数(“旋钮(knobs)”)主要是线性参数，例如照射源强度参数。在随后的Feng等人2010年11月17日递交的标题为“Pattern-Independent and Hybrid Matching/TuningIncluding Light Manipulation by Projection Optics(包括通过投影光学元件的光操纵的混合的且图案无关的匹配/微调)”的共同未决的共有专利申请美国临时申请No.61/414,787中，匹配/微调的概念还延伸至包括非线性扫描器结果，其中部分可以源自投影光学元件特性。某些照射源特性、设计布局/掩模板特性也可以导致非线性扫描器结果。
对于校正两个扫描器之间由于制造这些设备的变化导致的行为差异，或对于校正由于例如温度、磨损、老化、抗蚀剂的化学和物理性质、掩模等因素一个扫描器的行为随时间的偏差，行为(behaviors)匹配是有用的。在模拟域中，参照扫描器的行为在模拟参照模型之前是可用的，即模拟参照模型表示实际扫描器的行为。当对比行为和物理扫描器时，相同类型扫描器(即，相同扫描器的模型)或不同类型的扫描器(即不相同扫描器的模型)可以用作参照。当实际扫描器的行为被用作模拟的参照模型，模拟的参照模型可以基于终端用户想要的定制的行为，或基于产生预定过程窗口或产生想要的光刻响应的“理想的”或想要的行为。例如，设备的特定行为可以被模型化为设计布局与参照衬底上通过使用扫描器将该设计布局投影到衬底上产生的图像或抗蚀剂图像之间的关系。例如，通过抗蚀剂图像的多种特性(例如抗蚀剂轮廓、CD、边缘布置误差)表示抗蚀剂图像。扫描器的行为可以例如是与设计布局无关的投影光学元件和源的结合的光学行为。如果两个扫描器具有相同的投影光学元件和源的结合的光学行为，则通过这两个扫描器从相同的设计布局投影到相同的抗蚀剂涂覆的衬底的图像将基本上是相同的。扫描器的投影光学元件和源的结合的光学行为可以通过传递交叉系数表示，下面详细介绍。因此，通过将扫描器的TCC与表示想要的行为的TCC匹配，可以实现扫描器的行为与想要的行为的匹配。代价函数足够灵活以适应上述的行为匹配/微调的所有的不同可能性。
此外，可以以图案无关的方式(例如TCC匹配)，或以混合方式完成行为匹配/微调，其中除了TCC匹配，匹配/微调还包括使用测试图案(或多个测试图案)对比光刻响应。
本领域技术人员应该认识到，虽然“匹配”和“微调”在此可交换地使用，但是通常“匹配”指的是两个物理扫描器之间的行为匹配(bahavior matching)，而“微调或调节”指的是相对于参照模拟模型调节扫描器的模拟模型。参照模拟模型可以来自物理扫描器，但是其可以不必是来自物理扫描器。匹配/微调可以用过程窗口限制条件完成。例如，在微调过程中，过程可以被适应以保留在预定的过程窗口内。然而，匹配/微调也可以在没有过程窗口限制条件的情况下完成。
图9-10示出当前扫描器将要匹配的参照扫描器的初始设置(即，在t＝0阶段)的流程图。
在图9中，描述匹配过程的标准照射条件下的设置。在步骤902，在参照扫描器中设置标准照射条件。在步骤904，执行一次或多次测量，包括源光瞳测量。在步骤908，所测量的源光瞳被记录为标准条件下的参照源光瞳特性(t＝0时的pref_s(0))。要注意的是，对于多个标准条件，可以测量相应的pref_s(0)值，或可以使用加权平均或其他标准算术方法得出有效pref_s(0)值。
在步骤906，在标准照射条件下曝光晶片(通常是测试晶片)。在步骤910，测量CD，并记录为t＝0时的标准照射条件下的参照CD(CDref_s(0))。要注意的是，虽然CD被表示为将要测量的量度，但是也可以是其他量度，例如EPE、侧壁角度(SWA)、最佳聚焦等。
在步骤912，由步骤904和910得到的测量结果被用于产生/校准标准照射条件下的参照子模型。如上所述，用点源TCC完成校准，并且TCC矩阵的秩(rank)由多种相干/不相干因素确定。
在步骤914，校准的TCC被记录为t＝0时的标准照射条件下的基准TCC(TCCref_s(0))。
在图10中，描述了定制照射条件下的设置。要注意的是，这个过程可以在不进行晶片量测的情况下完成。
在步骤1020，在参照扫描器中设置定制照射条件。在步骤1022中，执行源光瞳测量。在步骤1024，所测量的源光瞳被记录为定制条件下的参照源光瞳特性(在t＝0时的pref_c(0))。要注意的是，对于多个定制条件，可以测量对应的pref_c(0)值，或可以使用加权平均或其他标准算术方法得出有效pref_c(0)值。步骤1022的测量结果被用于产生/校准定制照射条件下的参照子模型。
图11-13示出使用参照性能模型(即，标准和定制参照子模型)用于减小/补偿过程漂移的光刻设备的微调阶段的流程图(即，在t＞0阶段)。
在图11，在步骤1130中，在标准照射条件下设置将要被匹配的扫描器。在步骤1132，执行一次或多次测量，包括源光瞳测量，以便观察源光瞳特性相对于t＝0时的测量结果是否已经漂移。在步骤1134，在标准照射条件下曝光晶片(测试晶片或实际晶片)。在步骤1136，测量CD(或其他量度)以检测相对于t＝0时的测量结果的时间漂移。在步骤1138，使用步骤1132和1136的测量结果、用点源TCC重新校准标准照射条件下的参照子模型。在步骤1140，调节将要被匹配的扫描器旋钮(包括但不限于照射旋钮和投影光学元件旋钮)以匹配t＞0时的TCC与TCCref_s(0)。以此方式，TCC的时间漂移被减小/补偿，并且将要被匹配的扫描器的稳定性被恢复至想要的结果。换句话说，在步骤1140期间以通过减小TCC漂移匹配参照性能为目标，一起完成扫描器设置调节。
在如图12所示的用于t＞0时的控制/监测的替换的工艺流程中，在以通过减小源光瞳漂移和CD(或其他光刻过程响应量度)漂移而与参照性能匹配为目标的情况下可以完成的将要被匹配的扫描器设置调节是多个步骤。在图12中，在步骤1250，在标准照射条件下设置将要被匹配的扫描器。在步骤1252，执行一次或多次测量，包括源光瞳测量，以观察源光瞳特性相对于t＝0时的测量结果是否已经漂移。在附加的调节步骤1256中，调节照射源光瞳以匹配参照pref_s(0)。在步骤1254，在标准照射条件下曝光晶片(测试晶片或实际晶片)。在步骤1258，测量CD(或其他量度)以检测相对于t＝0时的测量结果的时间漂移。在步骤1260，调节将要被匹配的扫描器旋钮(包括但不限于照射旋钮和投影光学元件旋钮)以匹配t＞0时的CD(或其他量度)与CDref_s(0)。
图13示出，在定制照射条件下不进行晶片测量的情况下微调扫描器以加快整个匹配/微调过程。因为标准照射条件下在扫描器上执行的基于晶片量测的微调过程和因为参照模型的两个组成部分之间的固有的内在关系(即标准照射子模型和定制照射子模型)，必须调节在将要被匹配的扫描器中的一组减少的扫描器旋钮以减少时间漂移，以便匹配想要的参照性能。
在图13中，在步骤1380，在将要被匹配的扫描器中建立定制照射条件。在步骤1382，执行源光瞳测量。在步骤1384，调节源光瞳以匹配在定制条件下的基准源光瞳特性(t＝0时的pref_c(0))。
C.用于执行本发明的多个实施例的计算机系统的详细内容
图14是示出计算机系统100的示例性方框图，其可以帮助具体化和/或实施此处公开的图案选择方法。计算机系统100包括用于通信信息的总线102或其它通信机构，以及与总线102耦合的用于处理信息的一个或多个处理器104(和105)。计算机系统100还包括耦合至总线102用于存储由处理器104执行的指令和信息的主存储器106，例如随机存取存储器(RAM)或其它动态存储装置。主存储器106也可用来存储在由处理器104执行的指令的执行期间的临时变量或其它中间信息。计算机系统100还包括用来存储用于处理器104的指令和静态信息的耦合至总线102的只读存储器(ROM)108或其它静态存储装置。提供有存储装置110，如磁盘或光盘，并将其耦合至总线102用来存储信息和指令。
计算机系统100可通过总线102耦合至显示器112，例如用来显示信息给计算机用户的阴极射线管(CRT)或平板或触摸板显示器。包括字母数字键和其它键的输入装置114耦合至总线102，用于向处理器104进行信息和命令选择通信。另一种类型的用户输入装置是光标控制器116(如鼠标、轨迹球或光标方向键)，用于向处理器104进行方向信息和命令选择通信并用于控制光标在显示器112上的移动。这种输入装置通常在两个轴线(第一轴线(如x)和第二轴线(如y))上具有两个自由度，这允许所述装置指定平面上的位置。触摸板(显示屏)显示器也可用作输入装置。
根据本发明的一个实施例，通过计算机系统100响应于处理器104执行包含在主存储器106内的一个或多个序列的一个或多个指令而可以执行模拟过程的一部分。这些指令可以从例如存储装置110等另一计算机可读介质被读入到主存储器106中。包含在主存储器106内的指令序列的执行引起处理器104执行这里所述的工艺步骤。还可以采用在多处理布置中的一个或多个处理器以执行包含在主存储器106中的指令序列。在替换的实施例中，可以使用硬连线电路代替或与软件指令结合以实施本发明。因此，本发明的实施例不限于任何具体的硬件电路和软件的组合。
这里使用的术语“计算机可读介质”指的是参与提供指令给处理器104用于执行的任何介质。这种介质可以采用任何形式，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，如存储装置110。易失性介质包括动态存储器，例如主存储器106。传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括包含总线102的导线。传输介质也可采用声学或光波形式，诸如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间产生的那些。计算机可读介质的一般形式包括例如软盘、软碟、硬盘、磁带，任何其它磁性介质，CD-ROM、DVD，任何其它光介质，穿孔卡片、纸带，任何其它具有孔图案的物理介质，RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM，任何其它存储器芯片或卡带，如下文所描述的载波，或其它任何计算机可读取的介质。
计算机可读介质的各种形式可以涉及将一个或多个序列的一个或多个指令传送至处理器104以便执行。例如，指令可能最初存在于远端计算机的磁盘上。远端计算机可将指令加载到其动态存储器中并采用调制解调器经由电话线发送指令。位于计算机系统100本地的调制解调器可接收电话线上的数据并利用红外发送器将数据转换成红外信号。耦合到总线102的红外检测器可接收加载在红外信号中的数据并将数据置于总线102上。总线102将数据传送到主存储器106，其中处理器104从主存储器106中获取并执行指令。被主存储器106接收的指令在其被处理器104执行之前或之后可选择地存储在存储装置110上。
优选地，计算机系统100还包括耦合到总线102的通信接口118。通信接口118提供耦合至连接到本地网络122的网络链接120的双向数据通信。例如，通信接口118可以是用以提供至相应类型电话线的数据通信连接的综合服务数字网(ISDN)卡或调制解调器。作为另一示例，通信接口118可以是用以提供至可兼容的LAN的数据通信连接的局域网(LAN)卡。也可采用无线链接。在任何这样的实施方式中，通信接口118发送并接收携带表示各种类型信息的数字数据流的电学的、电磁的或光学的信号。
网络链接120通常通过一个或多个网络向其它数据装置提供数据通信。例如，网络链接120可提供通过本地网络122到主机124的连接或到由互联网服务提供商(ISP)126运行的数据设备的连接。ISP 126则反过来通过如今通常称为“互联网”128的全球分组数据通信网络提供数据通信服务。本地网络122和互联网128都采用携带数字数据流的电学的、电磁的或光学的信号。通过各种网络的信号和网络链接120上的并通过通信接口118的信号是传输信息的载波的示例性形式，其中通信接口118向计算机系统100加载数字数据和从计算机系统100获取数字数据。
计算机系统100可通过网络、网络链接120和通信接口118发送信息并接收数据，包括程序代码。在互联网示例中，服务器130可通过互联网128、ISP 126、本地网络122和通信接口118发送应用程序所需要的代码。根据本发明，例如，一种下载的应用可以提供实施例的测试图案选择。接收到的代码当其被接收时可通过处理器104来执行，和/或存储在存储装置110中或其它非易失性存储中用于后续执行。以这种方式，计算机系统100可获得载波形式的应用代码。
D.光刻工具的示例
图15示意地示出示例性光刻投影设备，其性能可以通过使用本发明的测试图案选择过程校准的计算光刻模型进行模拟和/或优化。所述设备包括：
-辐射系统Ex、IL，其用于提供投影辐射束B。在这个特定情形中，辐射系统还包括辐射源SO；
-第一物体台(掩模台)MT，其设置有用于保持掩模MA(如掩模板)的掩模保持装置，并连接到用以相对于投影系统PS精确定位掩模的第一定位装置PM；
-第二物体台(衬底台)WT，其设置有用于保持衬底W(如涂覆有抗蚀剂的硅晶片)的衬底保持装置，并连接到用以相对于投影系统PS精确定位衬底的第二定位装置PW；
-投影系统(“透镜”)PS(如折射式的、反射式的或反射折射式的光学系统)，其用于将掩模MA的被辐射部分成像到衬底W的目标部分C(如包括一个或多个管芯)上。
如这里描述的，该设备是透射型的(也就是具有透射式掩模)。然而，通常，例如，它也可是反射型的(具有反射式掩模)。可选地，该设备可采用另一种图案形成装置作为掩模使用的替换；示例包括可编程反射镜阵列或LCD矩阵。
源SO(例如汞灯或准分子激光器)产生辐射束。例如，该束直接地或在穿过诸如扩束器或束传递系统BD等调节装置之后，进入照射系统(照射器)IL。照射器IL可包括用于设定所述束中的强度分布的外部和/或内部径向范围(通常分别称为σ-外部和σ-内部)的调节装置AD。此外，它通常包括各种其它部件，例如积分器IN和聚光器CO。以这种方式，照射到掩模MA上的束B在其横截面上具有所需的均匀性和强度分布。
应该注意，关于图15，源SO可以位于光刻投影设备的壳体内(例如，当源SO是汞灯时，通常是这种情况)，但是它也可远离光刻投影设备，源SO产生的辐射束被引导进入所述设备(如通过合适的定向反射镜的帮助)；当源SO是准分子激光器(如基于KrF、ArF或F2产生激光)时，通常是后面的这种情况。本发明至少包含这些情形中的这两者。
束B随后与保持在掩模台MT上的掩模MA相交。在穿过掩模MA后，束B穿过透镜PS，该透镜将束B聚焦到衬底W的目标部分C上。在第二定位装置(和干涉测量装置IF)的帮助下，衬底台WT可以被精确地移动以便例如将不同目标部分C定位于束B的路径中。类似地，例如在从掩模库机械获取掩模MA之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置用于相对于所述束B的路径精确地定位所述掩模MA。通常，可以通过图15中未明确示出的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现物体台MT、WT的移动。然而，在晶片步进机(与步进和扫描工具相反)的情形中，掩模台MT可连接到短行程致动器，或可以是固定的。
根据需要，使用图案形成装置中的对准标记M1、M2和晶片上的对准标记P1、P2对准图案形成装置MA和衬底W。
所述的工具可以在两种不同的模式中使用，包括：
-在步进模式中，将掩模台MT保持基本静止，并且将整个掩模图像一次投影(即，单次“闪”)到目标部分C上。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以用所述束B辐射不同的目标部分C；
-在扫描模式中，基本上是相同的情形，除了给定目标部分C不在单次“闪”中曝光。替代地，掩模台MT在给定方向(所谓“扫描方向”，如y方向)上是可移动的，并具有速度v，以使得投影束B扫描掩模图像；同时，衬底台WT沿相同或相反的方向以速度V＝Mv同步地移动，其中M是透镜PL的放大倍数(通常，M＝1/4或1/5)。以这种方式，在不必牺牲分辨率的情况下，可以曝光相对大的目标部分C。
此处公开的概念可以模拟或数学模型化用于成像亚波长特征的任何一般意义的成像系统，并且可以尤其对现在出现的能够制造尺寸不断变小的波长的成像技术有益。已经应用的新出现的技术包括DUV(深紫外)光刻技术，其能够使用ArF激光器产生193nm波长，甚至是使用氟激光器产生157nm波长。而且，EUV光刻技术能够通过使用同步加速器产生20-5nm范围内的波长或通过用高能电子撞击材料(固体或等离子体)以产生在该范围内的光子。因为大多数材料在该范围内是吸收性的，通过具有钼和硅的多叠层的反射反射镜产生照射。多叠层反射镜具有40层钼和硅的层对，其中每一层的厚度是四分之一波长。用X射线光刻技术甚至可以产生更小的波长。通常，同步加速器用于产生X射线波长。因为大多数材料在X射线波长处是吸收性的，薄的吸收材料片限定什么位置处的特征将印刷(正的抗蚀剂)或不印刷(负的抗蚀剂)。
虽然此处公开的概念可以用于在诸如硅晶片等衬底上成像，但是应该理解，所公开的概念可以与任何类型的光刻成像系统一起使用，例如那些用于在非硅晶片的衬底上成像的那些系统。
本发明还可以使用下列方面描述：
1.一种减小光刻过程参数的时间漂移以保持光刻过程中的性能稳定性的方法，所述方法包括下列步骤：
(a)限定用在光刻模型的光刻过程的基准性能，其中在第一光学条件下获得限定第一基准性能的光刻模型的第一子模型，在第二光学条件下获得限定第二基准性能的光刻模型的第二子模型；
(b)在第一光学条件下测量第一光刻过程参数的相对于第一基准性能的第一时间漂移数据；
(c)在第二光学条件下测量第二光刻过程参数的相对于第二基准性能的第二时间漂移数据；
(d)使用第一和第二子模型的内在关系和所测量的第一和第二时间漂移数据确定在第一和第二光刻过程中所需的调节，以将光刻过程保持在限定的基准性能内或基本上接近限定的基准性能，其中第一和第二子模型的内在关系包括将光刻过程响应改变与在第一和第二子模型中的光学条件的改变相关联的数学函数。
2.根据第1方面所述的方法，其中第一光学条件包括下列之一：标准光学条件和定制光学条件。
3.根据第1方面所述的方法，其中第二光学条件包括下列之一：标准光学条件和定制光学条件。
4.根据第2和3任一方面所述的方法，其中标准光学条件包括一个或多个标准照射模式，并且定制光学条件包括一个或多个定制照射模式。
5.根据第1方面所述的方法，其中使用晶片量测方法和光刻设备特性测量方法中的一个或两者执行步骤(b)。
6.根据第1方面所述的方法，其中使用光刻设备特性的直接测量执行步骤(c)。
7.根据第1方面所述的方法，其中第一和第二光刻过程参数包括用以执行光刻过程的光刻设备的设置。
8.根据第7方面所述的方法，其中光刻设备的设置包括下列之一或多个：照射源特性、投影光学元件特性、掩模板特性、晶片特性或其组合。
9.根据第7方面所述的方法，其中光刻过程参数包括指示光刻过程对光刻设备的一个或多个设置的变化的响应的过程敏感性参数。
10.根据第9方面所述的方法，其中过程敏感性参数包括：临界尺寸(CD)误差、重叠误差、侧壁角度变化以及最佳聚焦偏离。
11.根据第1方面所述的方法，其中所述方法包括下列步骤：
在步骤(c)，测量在定制照射条件下光刻设备的用以执行光刻过程的照射源光瞳特性的时间漂移；和
在步骤(d)，调节照射源光瞳的设置以恢复在定制照射条件下的基准性能，其中由于照射源光瞳特性和临界尺寸之间的内在关系，临界尺寸也被恢复至基准临界尺寸。
12.根据第11方面所述的方法，通过下列之一或多个方法控制照射源光瞳特性：微调照射源强度、微调照射源波长、控制束指向以及微调照射源偏振。
13.根据第1方面所述的方法，其中调节投影光学元件特性以确保用于限定照射源的第一基准性能的点源传递交叉系数(TCC)函数的稳定性。
14.根据第1方面所述的方法，其中在步骤(a)之前，设计或得到多个图案，其中多个图案的第一子组对应第一光刻过程参数的变化，并且多个图案的第二子组对应第二光刻过程参数的变化。
15.根据第14方面所述的方法，其中所述图案包括测试掩模板上的测试图案、目标掩模板上的测试图案或目标掩模板上的目标图案。
16.根据第15方面所述的方法，其中目标掩模板上的测试图案位于下列位置中的一个或多个上：刻划线、设计布局的一个或多个边缘、以及设计布局上临近目标图案或散布有目标图案的未利用的实际区域(estate)。
17.根据第1方面所述的方法，其中通过与已有参照模型匹配或相适应得出用于基准性能的光刻模型。
18.一种通过将当前光刻过程与参照光刻过程相匹配而控制当前光刻过程中的稳定性的方法，所述方法包括步骤：
(a)限定用于光刻模型的参照光刻过程的参照性能，其中在第一照射条件下获得光刻模型的限定第一参照性能的第一子模型，在第二照射条件下获得光刻模型的限定第二参照性能的第二子模型，光刻模型包括光刻过程响应参数和照射源光瞳特性中的一个或多个；
(b)通过测量照射源光瞳特性的第一时间漂移数据来监测在第一照射条件下当前光刻过程中的照射稳定性，并使用测量的第一时间漂移数据将当前照射源光瞳特性保持在第一参照性能内或基本上接近第一参照性能；和
(c)通过测量光刻过程响应参数的第二时间漂移数据来监测在第二照射条件下当前光刻过程中的光刻过程响应稳定性，并使用测量的第二时间漂移数据将当前光刻过程响应保持在第二参照性能内或基本上接近第二参照性能。
19.根据第18方面所述的方法，其中第一照射条件包括下列之一：标准照射条件和定制照射条件。
20.根据第18方面所述的方法，其中第二照射条件包括下列之一：标准照射条件和定制照射条件。
21.根据第9和20任一方面所述的方法，其中标准照射条件包括一个或多个标准照射模式，定制照射条件包括一个或多个定制照射模式。
22.根据第18方面所述的方法，其中使用照射源光瞳特性的直接测量执行步骤(b)。
23.根据第18方面所述的方法，其中使用晶片量测方法和光刻设备特性测量方法中的一个或两个执行步骤(c)。
24.根据第18方面所述的方法，其中步骤(b)和(c)包括调节光刻设备的用以执行当前光刻过程的设置。
25.根据第24方面所述的方法，其中光刻设备的设置包括下列之一或多个：照射源特性、投影光学元件特性、掩模板特性、晶片特性或其任意组合。
26.根据第24方面所述的方法，其中在步骤(c)，光刻过程响应参数包括指示光刻过程对光刻设备的一个或多个设置的变化的响应的参数。
27.根据第26方面所述的方法，其中光刻过程响应参数包括下列之一或多个：临界尺寸(CD)误差、重叠误差、侧壁角度变化以及最佳聚焦偏离。
28.根据第18方面所述的方法，通过下列之一或多个控制照射源光瞳特性：微调照射源强度、微调照射源波长、控制束指向以及微调照射源偏振。
29.根据第18方面所述的方法，其中调节投影光学元件特性以确保用于限定照射源的第一参照性能的点源传递交叉系数(TCC)函数的稳定性。
30.根据第18方面所述的方法，其中在步骤(a)之前，设计或得到多个图案，其中多个图案的第一子组对应第一光刻过程参数的变化，并且多个图案的第二子组对应第二光刻过程参数的变化。
31.根据第30方面所述的方法，其中所述图案包括测试掩模板上的测试图案、目标掩模板上的测试图案或目标掩模板上的目标图案。
32.根据第31方面所述的方法，其中目标掩模板上的测试图案位于下列位置中的一个或多个：刻划线、设计布局的一个或多个边缘、以及设计布局上临近目标图案或散布有目标图案的未利用的实际区域(estate)。
33.一种控制光刻过程的稳定性的方法，所述方法包括步骤：
(a)限定用于光刻模型的光刻过程的光刻设备的基准性能，其中在第一照射条件下获得光刻模型的限定第一基准性能的第一子模型，在第二照射条件下获得光刻模型的限定第二基准性能的第二子模型，光刻模型包括光刻过程响应参数和照射源光瞳特性中的一个或多个；
(b)通过测量照射源光瞳特性的第一时间漂移数据来监测在第一照射条件下光刻设备的照射稳定性，并使用测量的第一时间漂移数据将照射源光瞳特性保持在第一基准性能内或基本上接近第一基准性能；和
(c)通过测量光刻过程响应参数的第二时间漂移数据来监测在第二照射条件下的光刻过程响应稳定性，并使用测量的第二时间漂移数据将光刻过程响应保持在第二基准性能内或基本上接近第二基准性能。
34.根据第33方面所述的方法，其中第二照射条件包括下列之一：标准照射条件和定制照射条件。
35.根据第34方面所述的方法，其中标准照射条件包括一个或多个标准照射模式，定制照射条件包括一个或多个定制照射模式。
36.根据第33方面所述的方法，其中在步骤(a)之前，设计或得到多个图案，其中多个图案的第一子组对应第一光刻过程参数的变化，并且多个图案的第二子组对应第二光刻过程参数的变化。
37.根据第36方面所述的方法，其中所述图案包括测试掩模板上的测试图案、目标掩模板上的测试图案或目标掩模板上的目标图案。
38.根据第37方面所述的方法，其中目标掩模板上的测试图案位于下列部位中的一个或多个处：刻划线、设计布局的一个或多个边缘以及设计布局上临近目标图案或散布有目标图案的未利用的实际区域(estate)。
虽然参照其优选的实施例具体描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以做出形式和内容方面的改变和修改。权利要求包含这些改变和修改。

Claims (15)

1.一种控制光刻过程的稳定性的方法，包括步骤：
(a)限定用在光刻模型的光刻过程中的光刻设备的基准性能，其中在第一照射条件下获得限定第一基准性能的光刻模型的第一子模型，在第二照射条件下获得限定第二基准性能的光刻模型的第二子模型，光刻模型包括一个或多个照射源光瞳特性和光刻过程响应参数；
(b)通过测量照射源光瞳特性的第一时间漂移数据监测在第一照射条件下光刻设备的照射稳定性，并使用测量的第一时间漂移数据将照射源光瞳特性保持在第一基准性能内或基本上接近第一基准性能；和
(c)通过测量光刻过程响应参数的第二时间漂移数据监测在第二照射条件下光刻过程响应稳定性，并使用测量的第二时间漂移数据将光刻过程响应保持在第二基准性能内或基本上接近第二基准性能。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一照射条件包括下列之一：标准照射条件和定制照射条件。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述标准照射条件包括一个或多个标准照射模式，并且所述定制照射条件包括一个或多个定制照射模式。
4.如权利要求1所述的方法，其中，通过使用照射源光瞳特性的直接测量执行步骤(b)。
5.如权利要求1所述的方法，其中，通过使用晶片量测技术和光刻设备特性测量技术中的一个或两者执行步骤(c)。
6.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(b)和(c)包括调节光刻设备的用于执行光刻过程的设置。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述光刻设备的设置包括下列之一或多个：照射源特性、投影光学元件特性、掩模板特性、晶片特性或其任意组合。
8.如权利要求6所述的方法，其中，在步骤(c)中，所述光刻过程响应参数包括指示光刻过程对光刻设备的一个或多个设置的变化的响应的参数。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述光刻过程响应参数包括下列之一或多个：临界尺寸(CD)误差、重叠误差、侧壁角度变化以及最佳聚焦偏离。
10.如权利要求1所述的方法，其中，通过下列之一或多个方法控制照射源光瞳特性：微调照射源强度、微调照射源波长、控制束指向以及微调照射源偏振性。
11.如权利要求1所述的方法，其中，调节投影光学元件特性以确保用于限定照射源的第一基准性能的点源传递交叉系数(TCC)函数的稳定性。
12.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤(a)之前，设计或得到多个图案，其中多个图案的第一子组对应第一光刻过程参数的变化，并且多个图案的第二子组对应第二光刻过程参数的变化。
13.如权利要求1所述的方法，其中，通过与已有参照模型匹配或相适应而得出用于基准性能的光刻模型。
14.一种减小光刻过程参数的时间漂移以保持光刻过程中性能稳定性的方法，所述方法包括下列步骤：
(a)限定用在光刻模型的光刻过程中的基准性能，其中在第一光学条件下获得限定第一基准性能的光刻模型的第一子模型，在第二光学条件下获得限定第二基准性能的光刻模型的第二子模型；
(b)在第一光学条件下测量第一光刻过程参数的相对于第一基准性能的第一时间漂移数据；
(c)在第二光学条件下测量第二光刻过程参数的相对于第二基准性能的第二时间漂移数据；和
(d)使用第一和第二子模型的内在关系和所测量的第一和第二时间漂移数据确定在第一和第二光刻过程参数中所需的调节，以将光刻过程保持在限定的基准性能内或基本上接近限定的基准性能，其中第一和第二子模型的内在关系包括将光刻过程响应改变与在第一和第二子模型中的光学条件的改变相关联的数学函数。
15.一种通过将当前光刻过程与参照光刻过程相匹配来控制当前光刻过程的稳定性的方法，所述方法包括步骤：
(a)限定用于光刻模型的参照光刻过程的参照性能，其中在第一照射条件下获得限定第一参照性能的光刻模型的第一子模型，在第二照射条件下获得限定第二参照性能的光刻模型的第二子模型，光刻模型包括光刻过程响应参数和照射源光瞳特性中的一个或多个；
(b)通过测量照射源光瞳特性的第一时间漂移数据来监测在第一照射条件下当前光刻过程中的照射稳定性，并使用测量的第一时间漂移数据将当前照射源光瞳特性保持在第一参照性能内或基本上接近第一参照性能；和
(c)通过测量光刻过程响应参数的第二时间漂移数据来监测在第二照射条件下当前光刻过程中的光刻过程响应稳定性，并使用测量的第二时间漂移数据将当前光刻过程响应保持在第二参照性能内或基本上接近第二参照性能。
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