具体实施方式

在本文档中，术语“辐射”和“束”被用于涵盖全部类型的电磁辐射，包括紫外辐射(例如具有365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和极紫外辐射(EUV，例如具有在约5-100nm的范围内的波长)。

如本文中所使用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案形成装置”可以被宽泛地解释为指代可以用于将已形成图案的横截面赋予入射辐射束的通用图案形成装置，所述已形成图案的横截面对应于待在所述衬底的目标部分中产生的图案；术语“光阀”也可以用于这种情境中。除了经典掩模(透射式或反射式；二元式、相移式、混合式等)以外，其它此类图案形成装置的示例包括可编程反射镜阵列和可编程LCD阵列。

图1示意性地描绘了光刻设备LA。光刻设备LA包括：照射系统(也称为照射器)IL，其被配置成调节辐射束B(例如紫外辐射、DUV辐射或EUV辐射)；掩模支撑件(例如掩模台)MT，所述掩模支撑件(例如掩模台)MT被构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA并且连接到配置成根据特定参数准确地定位图案形成装置MA；衬底支撑件(例如，晶片台)WT，所述衬底支撑件被构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀涂的晶片)W并且连接到第二定位装置PW，所述第二定位装置PW被配置成根据特定参数准确地定位衬底支撑件；以及投影系统(例如，折射投影透镜系统)PS，其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。

在操作中，照射系统IL接收来自辐射源SO的辐射束，例如经由束传送系统BD。照射系统IL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、静电型和/或其他类型的光学部件，或其任何组合，用于引导、成形和/或控制辐射。照射器IL可用于使辐射束B在图形装置MA的平面处的其横截面中具有期望的空间和角强度分布。

本文中使用的术语“投影系统”PS应广义地解释为包括各种类型的投影系统，包括折射式、反射式、折射反射式、变形式、磁性式、电磁式和/或静电式光学系统，或其任何组合，视情况而定，适用于所使用的曝光辐射，和/或其他因素，诸如浸没液的使用或真空的使用。本文中术语“投影透镜”的任何使用可被视为与更广义的术语“投影系统”PS同义。

光刻设备LA可以是这样的类型，其中至少一部分衬底可以被具有相对高折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充介于投影系统PS与衬底W之间的空间,这也被称为浸没光刻。US6952253中给出了有关浸没技术的更多信息，通过引用将其并入本文中。

光刻设备LA也可以是具有两个或更多个衬底支撑件WT(也称为“双平台”)的类型。在这种“多平台”机器中，衬底支撑件WT可以并联使用，和/或可以对位于衬底支撑件WT之一上的衬底W执行准备衬底W的随后曝光的步骤、而同时将在其他衬底支撑件WT上的另一衬底W用于对其他衬底W上的图案曝光。

除了衬底支撑件WT之外，光刻设备LA可以包括测量平台。测量平台被布置成保持传感器和/或清洁装置。传感器可被布置成测量所述投影系统PS的属性或辐射束B的属性。测量平台可保持多个传感器。所述清洁装置可被布置成清洁所述光刻设备的一部分，例如投影系统PS的一部分或提供浸没液体的系统的一部分。当衬底支撑WT远离所述投影系统PS时，测量平台可在投影系统PS下方移动。

在操作中，辐射束B入射到被保持在掩模支撑件MT上的图案形成装置(例如掩模MA)，并且由图案形成装置MA上存在的图案(设计布局)来图案化。在已穿过掩模MA之后，辐射束B穿过投影系统PS，该投影系统将束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位装置PW和位置测量系统IF，能够准确地移动所述衬底支撑件WT，例如，以便将不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中处于聚焦和对准的位置。类似地，第一定位装置PM和可能的另一个位置传感器(图1中未明确描绘)可用于相对于辐射束B的路径来准确地定位所述图案形成装置MA。图案形成装置MA和衬底W可使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准。尽管如图所示的衬底对准标记P1、P2占据专用目标部分，但它们可以位于介于目标部分之间的空间中。当衬底对准标记P1、P2位于目标部分C之间时，它们被称为划道对准标记。

如图2所示，光刻设备LA可形成光刻单元LC(有时也称为光刻元或(光刻)簇)的一部分，其通常还包括用以在衬底W上执行曝光前和曝光后过程的设备。常规地，这些设备包括用以沉积抗蚀剂层的旋涂机SC、用以曝光抗蚀剂的显影剂DE、激冷板CH和焙烤板BK，例如用于调节所述衬底W的温度，例如用于调节抗蚀剂层中的溶剂。衬底输送装置或机器人RO从输入端口I/O1、输出端口I/O2拾取衬底W，在不同的过程设备之间移动它们，并且将衬底W传送到光刻设备LA的加载台LB。在通常也统称为涂覆显影系统或轨迹(track)的光刻元中的装置通常在涂覆显影系统控制单元或轨迹控制单元TCU的控制下，涂覆显影系统控制单元或轨迹控制单元TCU本身可以由管理控制系统SCS控制，输送管理控制系统SCS也可以控制光刻设备LA，例如经由光刻控制单元LACU。

为了使由光刻设备LA曝光的衬底W正确且一致地曝光，需要检查衬底以测量经图案化结构的属性，诸如后续层之间的重叠误差、线厚度、临界尺寸(CD)等。为此目的，检查工具(未显示)可能被包括于光刻元LC中。如果检测到错误，例如，可以对后续衬底的曝光或待在衬底W上执行的其他处理步骤进行调整，特别是如果在同一批次或批量的其他衬底W仍待曝光或处理之前进行检查。

检查设备也可称为量测设备，被用于确定衬底W的属性，特别是不同衬底W的属性如何变化，或与同一衬底W的不同层相关联的属性如何在层间发生变化。所述检查设备可以替代地被构造为识别所述衬底W上的缺陷，并且例如可以是光刻元LC的一部分，或者可以被集成到光刻设备LA中，或者甚至可以是单独装置。所述检查装置可测量潜像(在曝光后在抗蚀剂层中的图像)、半潜影(在曝光后焙烤步骤PEB后在抗蚀剂层中的图像)、或经显影后的抗蚀剂图像(其中已移除了抗蚀剂的曝光或未曝光部分)上的特性，或者甚至在经蚀刻图像上(在诸如蚀刻之类的图案转印步骤之后)。

典型地，在光刻设备LA中的图案化过程是处理中最关键的步骤之一，它要求在衬底W上的结构的确定尺寸和放置的高准确度。为了确保这种高准确度，如图3中示意性地描绘的，可以在所谓的“整体”控制环境中组合三个系统。其中一个系统是光刻设备LA，它(实际上)连接到量测工具MT(第二系统)并且连接至计算机系统CL(第三系统)。这种“整体”环境的关键是优化这三个系统之间的协同工作以增强整个过程窗口并且提供紧密的控制回路，来确保由光刻设备LA所执行的图案化保持在过程窗口内。所述过程窗口定义了一定范围的过程参数(例如剂量、聚焦、覆盖)，在这些参数范围内，特定的制造过程产生一个被限定的结果(例如，功能性半导体器件)，通常允许光刻过程或图案化过程中的过程参数在被限定的结果内发生变化。

计算机系统CL可以使用待图案化的设计布局(的部分)来预测将要使用何种分辨率增强技术，并且执行计算光刻模拟和计算，以确定哪些掩模布局和光刻设备设置实现所述图案化过程的最大的总过程窗口(在图3中由第一刻度SC1中的双箭头所描绘)。典型地，分辨率增强技术被布置成与光刻装置LA的图案化可能性相匹配。计算机系统CL还可用于检测所述光刻设备LA当前在过程窗口内的何处进行操作(例如使用来自量测工具MT的输入)，以预测是否由于例如次优加工而存在缺陷(在图3中由第二刻度SC2中的指向“0”的箭头所描绘)。

量测工具MT可向计算机系统CL提供输入以实现精确的模拟和预测，并且可向光刻设备LA提供反馈以识别可能的漂移，例如在光刻设备LA的校准或标定状态下(在图3中由第三刻度SC3中的多个箭头所描绘)。

在光刻过程中，期望频繁地测量所产生的结构，例如用于进行过程控制和验证。进行这种测量的工具通常被称为量测工具MT。已知用于进行这种测量的不同类型的量测工具MT，包括扫描电子显微镜或各种形式的散射仪量测工具MT。散射仪是一种多功能仪器，其允许通过在散射仪物镜的光瞳或与光瞳共轭的共轭面中设置传感器来测量光刻过程的参数(该测量通常称为基于光瞳的测量)，或者允许通过将传感器设置在图像平面或与图像平面共轭的平面中来测量光刻过程的参数(在这种情况下，所述测量通常称为基于图像或场的测量)。在专利申请US20100328655、US2011102753A1、US20120044470A、US20110249244、US20110026032或EP1,628,164A中进一步描述了这种散射仪和相关联的测量技术，所述专利申请通过引用将其全部内容并入本文。前述散射仪可以使用从软X射线、以及可见光到近IR波长范围的光来测量光栅。

在第一实施例中，所述散射仪MT是角分辨散射仪。在这种散射仪中，可以将重构方法施加于所测量的信号以重构或计算光栅的属性。例如，这种重构可以由模拟散射辐射与目标结构的数学模型的相互作用并且将模拟结果与测量结果进行比较来产生。调整数学模型的参数，直到模拟的相互作用产生与从实际目标所观察到的衍射图案类似的衍射图案为止。

在第二实施例中，所述散射仪MT是光谱散射仪MT。在这样的光谱散射仪MT中，由辐射源发射的辐射被引导到所述目标上，并且从所述目标反射或散射的辐射被引导到光谱仪检测器，所述光谱仪检测器测量镜面反射辐射的光谱(即，作为波长的函数的对于强度的测量)。根据该数据，例如通过严格耦合波分析和非线性回归或通过与被模拟的光谱库进行比较，可以重构产生所检测到的光谱的目标的结构或轮廓。

在第三实施例中，所述散射仪MT是椭圆测量散射仪。椭圆测量散射仪允许通过测量每个偏振态的散射辐射来确定光刻过程的参数。这种量测设备通过在量测设备的照射区段中使用例如适当的偏振滤波器来发射偏振光(诸如线性、圆形或椭圆形)。适用于量测设备的源也可以提供偏振辐射。现有的椭圆测量散射仪的各种实施例在美国专利申请11/451,599、11/708,678、12/256,780、12/486,449、12/920,968、12/922,587、13/000,229、13/033,135、13/533,110和13/891,410中进行了描述，所述申请通过引用其全部内容并入本文。

在图4中描绘诸如散射仪之类的量测设备。其包括将辐射5投影至衬底W上的宽带(白光)辐射投影仪2。经反射的或经散射的辐射被传递至光谱仪检测器4，所述光谱仪检测器4测量经镜面反射的辐射10的光谱(即，作为波长的函数的强度的测量结果)。根据这种数据，可以由处理单元PU来重构产生所检测到的光谱的结构或轮廓8，例如，通过严密耦合波分析和非线性回归，或通过与如图4的底部处所示的模拟光谱的库的比较。通常，对于重构，结构的一般形式是已知的，并且根据供制造所述结构的过程的知识来假定一些参数，从而仅留下结构的几个参数将要从散射测量数据来确定。这种散射仪可以被配置成正入射散射仪或斜入射散射仪。

经由量测目标的测量，对于光刻参数的总体测量品质至少部分地由用于测量该光刻参数的测量选配方案确定。术语“衬底测量选配方案”可以包括测量本身的一个或更多个参数、所测量的一个或更多个图案的一个或更多个参数、或两者。例如，如果在衬底测量选配方案中所使用的测量是基于衍射的光学测量，则所述测量的一个或更多个参数可以包括辐射的波长、辐射的偏振、辐射相对于所述衬底的入射角、辐射相对于所述衬底上的图案的方向等。选择测量选配方案的标准之一可以是例如测量参数之一对处理变化的敏感性或灵敏度。在以全文引用的方式而被合并入本文中的美国专利申请US2016-0161863和已公开美国专利申请US2016/0370717A1中描述更多示例。

IC制造中所使用的另一种量测工具是对准传感器。因此，光刻设备的性能的关键方面是相对于在先的层中(通过同一设备或不同的光刻设备)所铺设的特征正确且准确地放置所施加的图案的能力。为此，衬底设置有一组或更多组标记。每个标记都是一种结构，其位置可以在以后使用位置传感器(典型地是光学位置传感器)进行测量。位置传感器可以被称为“对准传感器”，标记可以被称为“对准标记”。

光刻设备可以包括一个或更多个(例如，多个)对准传感器，通过该对准传感器可以准确地测量设置在衬底上的对准标记的位置。一个或更多个(例如，多个)对准传感器可以是分开的测量、或对准、系统或分开的量测工具的部分。对准(或位置)传感器可以使用诸如衍射和干涉的光学现象来从形成在衬底上的对准标记获得位置信息。当前光刻设备中使用的对准传感器的示例基于如US6961116中所述的自参考干涉仪。例如，如US2015261097A1中公开的，已经开发了位置传感器的各种增强和修改。所有这些公开的内容均通过引用并入本文。

图5是已知的对准传感器AS的实施例的示意性框图，诸如在US6961116(其通过引用被并入)中描述的对准传感器AS。辐射源RSO提供具有一个或更多个波长的辐射的束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)上而作为照射斑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。

由所述标记AM衍射的辐射(在这个示例中，经由所述物镜OL)被准直到信息承载束或承载信息的束IB中。术语“衍射”旨在包括来自所述标记的零阶衍射(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中所披露的类型)使所述束IB与自身干涉，此后所述束被光探测器PD接收。在由所述辐射源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)以提供分离的多个束。所述光探测器可以是单个元件，或其可以包括多个像素(如果期望的话)。所述光探测器可以包括传感器阵列。

所述转向光学器件(其在这个示例中包括所述斑反射镜SM)也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)。

强度信号SI被供给至处理单元PU。通过所述框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的X位置和Y位置的值。

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间距相对应的某一范围内。较粗略的测量技术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。为了所述标记的增加的准确度和/或稳健的检测，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，可以在不同波长的情况下重复处于较粗略水平和/或较精细水平的同一过程。可以用光学的方式复用和解复用所述波长，以便同时地处理所述波长，和/或可以利用分时或分频来复用所述波长。

在这个示例中，所述对准传感器和斑SP保持固定，而所述衬底W移动。因而，所述对准传感器能够被刚性地且准确地安装至参考框架，同时在与衬底W的移动方向相反的方向上有效地扫描所述标记AM。通过将所述衬底W安装在衬底支撑件和控制所述衬底支撑件的移动的衬底定位系统上而在这种移动中控制所述衬底W。衬底支撑件位置传感器(例如，干涉仪)测量所述衬底支撑件(未示出)的位置。在实施例中，一个或更多个(对准)标记AM被设置在所述衬底支撑件上。对被设置在所述衬底支撑件上的所述标记的位置的测量允许对如由所述位置传感器所确定的所述衬底支撑件的位置进行校准(例如，相对于与所述对准系统连接的框架)。对被设置在所述衬底上的所述对准标记的位置的测量允许确定所述衬底相对于所述衬底支撑件的位置。

图6图示出在双平台型光刻设备的示例中用以曝光位于衬底或晶片上的目标部分(例如，管芯)的步骤。在图6的左手侧的虚线框内，指示了在测量站MEA处所执行的过程步骤；而在图6的右手侧的虚线框指示了在曝光站EXP处所执行的过程步骤。所述测量站和曝光站中的每个都包括其上可以支撑有衬底的(单独的)衬底支撑件。时常地，这些衬底支撑件中的一个衬底支撑件将位于所述曝光站EXP处，而其它衬底支撑件位于所述测量站MEA处。

在步骤MEA1处，新衬底W’被加载到位于所述测量站MEA处的衬底支撑件上，而另一衬底W已经被加载到所述曝光站EXP中。所述衬底W、W'在所述测量站MEA和所述曝光站EXP处被并行地(同时地)处理以增加所述光刻设备的吞吐量。

在步骤MEA2处，在所述测量站MEA中执行测量以确定和记录在其上设置有所述衬底W'的衬底支撑件的平面(即，XY平面)中所述衬底W’相对于所述衬底支撑件的位置。另外，可以(使用例如对准传感器)测量“晶片栅格”，所述晶片栅格准确地描述了所述衬底W’的形状以及跨越整个所述衬底的多个标记的位置，包括相对于多个标记的名义矩形栅格的任何变形(在所述衬底的平面中，即XY平面中)。

在步骤MEA3处，使用例如产生衬底(或晶片)高度图的水平传感器来测量作为XY位置的函数的所述衬底W’(垂直于衬底的XY平面，即沿Z轴)的形貌。这种衬底高度图例如被用以实现经曝光的图案在所述曝光站EXP处的准确聚焦。

所测量的晶片位置、晶片栅格和高度图被添加至选配方案数据RECI，使得一整套曝光和测量数据MEADATA可以被输入至所述曝光站EXP。

在步骤SWA处，调换所述衬底W和所述衬底W’，使得经测量的衬底W’变成所述曝光站EXP中的衬底。在这个示例中，通过交换相应的衬底支撑件来执行所述调换，使得所述衬底保持被准确地定位在它们的相应的支撑件上以维持所述相应的衬底支撑件与衬底之间的相对对准。

在曝光所述衬底W之前，投影系统PS与衬底支撑件之间的相对位置被确定，以便能够在控制所述曝光步骤时利用在步骤MEA2、MEA3处所测量的针对所述衬底在所述衬底支撑件上的位置的数据。在步骤EXP1处，使用掩模对准标记M1、M2来执行掩模版与衬底支撑件之间的对准。在步骤EXP2、EXP3和EXP4中，将扫描运动和辐射脉冲施加于跨越整个所述衬底W的连续目标部位处，以执行多个图案的曝光。

在曝光所述衬底W之后，在步骤UNL处将所述衬底W从所述衬底支撑件卸载。当前被标记为W”的衬底将在那里经历光致抗蚀剂处理、蚀刻和/或其它半导体处理步骤。

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所涉及的许多非常详细的步骤的简化概述。例如，除了在单个过程中测量所述晶片的位置，经常将存在粗测量和精测量的单独的过程。

上文中描述的对准方法不仅在扫描器内作为预曝光步骤执行，而且在(诸如图4中图示的)量测工具内在测量之前执行。本文中描述的将是经改善的对准策略，其着重于量测工具内的衬底(或晶片)对准，但是将理解，多种构思可以被容易地扩展至扫描器内的预曝光对准。

为了在量测装置中的测量(例如，重叠测量)期间对准衬底，已知的衬底对准过程可以包括两个步骤，即粗对准步骤和精对准步骤，以达到最终准确度要求。所述对准过程可以使用专用的对准传感器来执行，或使用除了被包含在所述量测装置内之外的用于其主要量测功能的任何传感器/光学器件来执行。

所述对准过程还可以包括(紧接在所述粗对准之前)衬底预对准步骤，用以将衬底转动初始地调整至例如+/-1mrad准确度内。在粗对准和精对准两者期间，通过测量多个标记的位置来构造和更新衬底栅格(或晶片栅格)。所述粗调准步骤被用以确定粗对准栅格至足够准确度以便其被用来计算所述精对准标记的期望的位置。根据在这些期望的位置处的最终对准标记的测量，在精对准平台中构造所述精衬底对准栅格。

衬底对准是每衬底的一次性操作并且消耗多达约3秒；大部分这个时间由精对准步骤消耗(粗对准可以消耗小于1秒)。最终对准准确度可以被期望为例如小于+/-1.5μm。

当前这种两步骤(粗和精)衬底对准的两个主要缺点是其准确度受限以及影响吞吐量。准确度受许多因素限制。例如，所述对准准确度取决于传感器捕获被依据用于确定标识位置的图片的确切时刻。此外，由于动态行为(例如，漂移)，存在+/-3μm的误差(例如，由于对准任务中的滞后)。漂移可能导致期望的目标位置从真实目标位置偏离，从而引起测量误差(MA)。微分振动(动态)还可能是没有被编码器记录的大的误差贡献因素。在平台定位时没有考虑编码器与传感器尖端(关注的点即POI)之间的动态。

为了解决这些问题，提出一种对准方法，所述对准方法将所述精对准步骤替换为基于待在任何情况下执行的重叠(或其它关注的参数)测量来确定衬底栅格的步骤。将描述这样的对准方法的两个实施例。

所提出的方法利用了从每个量测目标测量结果(例如，关注的参数的每个测量结果)而获得的目标至位置偏移(TPO)信息。TPO包括期望的目标位置(如校准后的)与在实际测量中在检测器(例如，照相机)上检测到的目标位置之间的误差或残差。照相机测量结果可以是mDBO暗场图像，或对于IDM情况是由YS对准传感器所获取的目标图像。

用于确定检测到的目标位置(并且因此，所述目标至位置偏移)的目标测量可以通过暗场成像，例如在(例如，重叠或焦距的)过填充ADI(显影后检查)测量中获得。替代地，所述目标测量可以各自包括使用量测装置的对准传感器(如果有的话)在欠填充AEI(蚀刻后检查)测量中的额外的测量。在后一种情况下，TPO信息可以源自于测量斑与目标未对准的确认。这可能已经作为现有控制策略的一部分而被测量，使得这种未对准可以被校正以用于后续的AEI测量。更具体地，在欠填充AEI测量中，可以通过与实际AEI测量几乎同时或紧接在实际AEI测量之后使用对准光学系统获取额外的图像，来确定TPO偏移。从所述对准光学系统检索的图像可以被用以(通过由所述光学系统所看到的目标尺寸和/或形状)确定目标的确切位置并且由此确定所述TPO。

所述目标可以例如是重叠目标或聚焦目标，这取决于正在被测量的关注的参数。在实施例中，所述目标可以包括基于微衍射的重叠(μDBO)或基于微衍射的聚焦(μDBF)目标。可以使用“过填充”测量方法来测量这样的目标，在“过填充”测量方法中所述测量斑大于所述目标，使得在测量期间所述目标被完全包括在所述测量斑内。这样的测量方法可以确定不同的关注的区的强度值(例如，涉及与被包含在所述目标内的不同的光栅结构，这些光栅结构全部能在一个图像中被测量)，并且根据多个衍射阶的强度值来确定关注的参数。特别地，对应的较高衍射阶中的差异可以被用以确定关注的参数。可以使用暗场量测来获得强度值，暗场量测的示例可以在国际专利申请WO 2009/078708和WO 2009/106279(由此通过引用其全部内容而被并入)中找到。另外，已经在多个专利公开US20110027704A、US20110043791A和US20120242940A中描述了所述技术的进一步发展。所有这些申请的内容同样通过引用并入本文中。使用所述多个衍射阶的暗场检测的基于衍射的重叠或聚焦能够实现对较小目标的重叠或焦距测量。由于这些目标可能小于所述照射斑，因此它们可以被所述衬底上的产品结构围绕。这些方法是公知的并且在这里将不再进一步详细描述。

图7图示出第一实施例，其中图7(a)以概念化方式图示出高水平的总体方法，并且图7(b)是描述所提出的高阶累计栅格调整CGA阶段的流程图。所述方法包括由已知方法(例如，通过执行已知的粗对准策略，诸如粗衬底对准COWA)进行的粗对准CA。这样的方法可以通过测量在两个中心地定位的场上的对准标记来执行。所述粗对准足够准确以将关注的参数(例如，重叠或焦距)目标定位在传感器视场内。

在粗对准CA之后，代替精对准步骤，提出了高阶累计栅格调整CGA阶段。CGA方法是基于连续的量测目标的测量结果和根据这些测量结果中的每个测量结果所确定的目标至位置偏移用于计算衬底栅格的累计方法。如此，所述衬底栅格是不断扩大的本地衬底栅格，随着在越来越多个部位处测量更多目标，所述本地衬底栅格至少在覆盖范围方面增加。在实施例中，还提出，累计衬底栅格也在拟合参数的数目方面被扩展，因为更多目标位置被包括在计算中。通过举例的方式，所述衬底栅格可以开始为4个参数栅格，并且随时间增加至10个或更多个参数。由于拟合参数的数目增加，因此可以包括场内和场间参数两者。在这个定义中，术语“本地”是相对于待测量的下一目标(和/或包括所述下一目标的下一场)来定义的。例如，“本地”可以意味着正在被测量的目标是与最靠近的所测量到的目标在同一场、与最靠近的所测量到的目标的相邻场、与最靠近的所测量到的目标分开的至多两个场、或与最靠近的所测量到的目标分开的至多三个场中，对于最靠近的所测量到的目标，所述测量有助于所述累计衬底栅格的确定。

图7(b)图示出所提出的方法的几个步骤，从紧接在目标n-1的测量之后的中间阶段开始。基于这种测量，如由步骤“计算LG TPO₍₁₎至TPO_(n-1)”所指示的，针对这个目标n-1的目标至位置偏移TPO被确定，并且高阶本地栅格被更新以用于到这个时候所测量的所有目标(例如，包括目标1至目标n-1在内)。在这之后，所述量测装置传感器移动至目标n，并且对所述目标n执行测量MEAn(例如，重叠或焦距测量)。所述移动步骤基于经更新的衬底栅格，使得这个栅格被用于定位下一目标。基于这个测量MEA_n，目标n的TPO值被确定，并且所述累计衬底栅格再次被更新为新值(步骤“计算LG TPO₍₁₎至TPO_(n)”)。然后，为后续测量重复这些步骤。结果是，在正在被测量的衬底的开始处具有小覆盖范围的累计(本地)衬底栅格，如由在衬底表示CGA_n中的三个较亮的阴影场所指示的。所述累计(本地)衬底栅格的衬底覆盖范围对于每个所测量的目标都会增加，如由8个另外的测量之后的稍后的衬底表示CGA_n+8中的较亮的阴影场所指示的。

由图8图示了第二实施例。这个实施例与由图7所图示的实施例类似之处在于，两者都根据从重叠(或其它关注的参数)测量所获得的TPO信息来构造衬底栅格。然而，代替构造不断扩大的累计高阶衬底栅格，当测量移动至所述衬底的不同区时则计算移动的本地衬底栅格(例如，6个参数栅格)。

图8(a)是图7(a)的等效构思示图。再一次，所述对准包括初始的粗对准CA，所述粗对准CA足以将所述量测目标定位在传感器视场中。在这之后，根据本地获得的相同数目次测量至待进行的下一测量，移动本地栅格对准MLGA过程确定了本地栅格。所述本地栅格的这种移动覆盖范围由在所述衬底表示MLGA_n和MLGA_n+a中的三个较亮的场来指示。

图8(b)描述了所述MLGA方法的几个示例步骤。所述TPO信息来自先前的几个(例如，先前的2个或更多个，这里是3个)目标位置。在这个图中，流程开始于紧接在目标3的测量之后的中间阶段。基于如由步骤“计算LG TPO₍₁₎至TPO₍₃₎”所指示的这次测量，这个目标3的目标至位置偏移TPO被确定，并且基于这三个目标来计算本地衬底栅格。在这之后，所述量测装置传感器移动至目标4，并且对所述目标4执行测量MEA₄(例如，重叠或焦距测量)。所述移动步骤基于经更新的衬底栅格，使得这个栅格被用于定位下一目标。基于这次测量MEA₄，目标4的TPO值被确定，并且仅基于目标2至4来计算新的本地衬底栅格(步骤“计算LGTPO₍₂₎至TPO₍₄₎”)。然后，为后续测量重复这些步骤。

所述栅格的覆盖范围随着路径选择而移动，并且拟合参数的数目保持相同(例如，6个参数)。可选地，在此实施例中，6参数衬底栅格可以仅包括线性项。由于略过了精对准，因此降低了衬底开销。由于总是在非常接近于下一测量时构造所述栅格，因此栅格反映本地印制误差，并且可以实现较高的位置准确度。

如前文所述，对于这个实施例，术语“本地”是相对于待测量的下一目标(和/或包括所述下一目标的下一场)来定义的。例如，“本地”可以意味着正在被测量的目标是与最靠近的测量到的目标在同一场、与最靠近的测量到的目标的相邻场、与最靠近的测量到的目标分开的至多两个场、或与最靠近的测量到的目标分开的至多三个场中，对于最靠近的测量到的目标，所述测量有助于所述移动的本地衬底栅格的确定。如此，所述移动本地栅格可以总是涉及(例如，根据其内的目标来测量)与待测量的下一目标处于本地的固定数目个目标和/或场的移动窗口。

图8(b)中的示例描述了一种即时栅格更新方法，其中基于根据紧接在前的几个(例如，3个)目标所确定的衬底栅格来进行针对第n个目标的定位；即，其包括来自紧接在前的目标n-1的TPO信息。然而，延迟的衬底栅格更新可能更方便；例如，所述衬底栅格基于至多仅目标n-2(即，至多到这样的目标：在正在测量的所述目标之前所测量的两个或三个目标)的先前的几次测量。类似地，在累计衬底栅格实施例中，在每次测量之后的所述更新可以被延迟一个或更多个目标(例如，使得用于对准至目标n的累计衬底栅格仅基于目标1至目标n-2的测量)。

所提出的对准策略应改善准确度而不造成产率损耗，并且可能导致产率增益。另外，应不需要适时地重新对准(漂移补偿)。如此，当针对每个目标来更新所述衬底栅格时，不再必需重新对准。即时地完成对准漂移补偿(更具体地，针对低频现象/分量)。

虽然在量测工具对准的方面描述了上文的描述，但是所述方法同样适用于扫描器中的对准测量，并且如此，适用于在所述衬底上的某些(已知)部位处使用标记/目标的所有曝光/扫描器或量测/检查工具。

在后续编号的方面中披露了另外的实施例：

1.一种在设备内对准衬底的方法，包括：

基于多个目标的测量来确定衬底栅格，每个目标位于衬底上的不同部位处；其中，所述确定步骤包括重复以下：

在对目标的每次测量之后更新所述衬底栅格，以及

使用经更新的栅格来对准后续目标的测量。

2.根据方面1所限定的方法，包括：

基于每次测量来确定针对每个目标的目标至位置偏移值，所述目标至位置偏移值描述所测量的目标位置与针对该测量的预期目标位置之间的差异；以及

根据所述目标至位置偏移值来确定所述衬底栅格。

3.根据方面1或2所限定的方法，其中在每次测量之后至少在覆盖范围方面以累计方式更新所述衬底栅格。

4.根据方面3所限定的方法，其中还在用以描述所述衬底栅格的拟合参数的数目方面以累计方式更新所述衬底栅格。

5.根据方面3或4所限定的方法，其中使用至少一个较高阶项来描述所述衬底栅格。

6.根据方面1或2所限定的方法，其中所述衬底栅格是移动的本地衬底栅格，根据在所述后续目标本地的移动窗口内的固定数目个所述目标来确定所述移动的本地衬底栅格。

7.根据方面6所限定的方法，其中所述固定数目个目标的数量小于6。

8.根据方面6所限定的方法，其中所述固定数目个目标的数量是3。

9.根据方面6、7或8所限定的方法，其中仅使用线性项来描述所述衬底栅格。

10.根据任一前述方面所限定的方法，其中所述方法包括基于至少一个对准目标的初始的粗对准步骤，所述粗对准步骤足以定位所述多个目标中的至少一个目标以供用于所述测量中的一次测量。

11.根据任一前述方面所限定的方法，其中用以对准下一次测量的经更新的栅格包括基于紧接先前所测量的目标而进行的更新。

12.根据方面1至10中任一项所限定的方法，其中用以对准下一次测量的经更新的栅格不包括基于紧接先前所测量的目标而进行的更新，所述更新被延迟至少一个目标。

13.根据任一前述方面所限定的方法，其中所述设备包括用于确定与光刻过程有关的关注的参数的量测设备。

14.根据方面13所限定的方法，其中所述关注的参数是重叠或焦距中的一个。

15.根据方面13或14所限定的方法，其中所述目标是由所述光刻过程形成的用于确定所述关注的参数的量测目标，使得在确定衬底栅格的所述步骤中执行的所述测量中的每次测量被用于对所述关注的参数的所述确定。

16.根据方面13至15中任一项所限定的方法，其中每次测量是散射计测量，每个所述量测目标包括至少一个光栅。

17.根据方面16所限定的方法，其中每次测量是暗场散射计测量，并且所述目标中的每个目标较小并且基本上被包括在所述测量中的每次测量期间的测量斑内。

18.一种量测装置，包括用于保持衬底的衬底保持器、检测器和处理器；

其中所述处理器能够操作以执行方面13至17中任一项的所述方法，以在关注的参数的所述测量期间对准所述衬底。

19.根据方面18的量测装置，还能够操作以执行对所述多个目标的所述测量中的每次测量。

虽然可以在本文中具体地参考在IC制造中光刻设备的使用，但应理解，本文中所描述的光刻设备可以具有其它应用。可能的其它应用包括制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头，等等。

虽然在本文中可以对在光刻设备的情境下的本发明的实施例进行具体参考，但本发明的实施例可以用于其它设备中。本发明的实施例可以形成掩模检查设备、量测设备或测量或处理诸如晶片(或其它衬底)或掩模(或其它图案形成装置)之类的对象的任何设备的部分。这些设备一般可以被称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。

虽然上文可以具体地参考在光学光刻的情境下对本发明的实施例的使用，但将了解，本发明可以在情境允许的情况下不限于光学光刻术，并且可以用于其它应用(例如，压印光刻术)。

虽然上文已描述本发明的特定实施例，但应了解，可以与所描述方式不同的其它方式来实践本发明。以上描述意图是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域技术人员将明白，可以在不背离下文所阐明的权利要求的范围的情况下对所描述的本发明进行修改。