CN116449657A - 用于版图标记的方法、设备和介质 - Google Patents

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Abstract

根据本公开的实施例提供了用于版图标记的方法、设备和介质。在该方法中，基于与第一晶圆中的第一套刻标记图案有关的第一测量结果，生成第一晶圆的版图中的一组套刻标记图案。第一套刻标记图案位于第一晶圆中的第一堆叠。一组套刻标记图案对应于第一晶圆中的第二堆叠。第二堆叠与第一堆叠不同。一组套刻标记图案中的每个套刻标记图案与第一套刻标记图案不同。该方法还包括生成分别与一组套刻标记图案对应的一组仿真结果。每个仿真结果模拟对应的套刻标记图案和第一套刻标记图案的光学量测。该方法还包括基于一组仿真结果，从一组套刻标记图案中确定用于版图的第二套刻标记图案。以此方式，能够提高版图中的套刻标记图案的测试灵敏性。

Description

用于版图标记的方法、设备和介质
技术领域
本公开的实施例主要涉及集成电路领域，并且更具体地，涉及用于版图标记的方法、设备和介质。
背景技术
随着集成电路制造技术的飞速发展，传统集成电路的工艺节点逐渐减小，集成电路器件的尺寸不断缩小。在集成电路制造过程中，对不同堆叠（stack）层（也称为不同膜层）之间套刻（overlay）精度的要求也越来越高。具体地，芯片的器件和结构可以通过生成工艺逐层形成。晶圆制造工艺是将各层图案通过光刻（photo）工艺将不同层的版图或掩模版上的图案以一定的缩小比例精准地转移到晶圆上。
不同掩膜版之间的套刻结果可以用于衡量本层图案与前层图案的偏离程度。因此，套刻标记能够影响产品良率的高低。目前，基于衍射的套刻（DBO）或者基于散射的套刻被广泛地应用于套刻量测（也称为套刻测量）。较好的套刻标记图案具有较好的测试灵敏性。即，较好的套刻标记图案能够有利于得到套刻误差的准确测量结果。如何确定版图中的套刻标记图案是值得关注的问题。
发明内容
在本公开的第一方面中，提供了一种用于版图标记的方法。在该方法中，基于与第一晶圆中的第一套刻标记图案有关的第一测量结果，生成第一晶圆的版图中的一组套刻标记图案。第一套刻标记图案位于第一晶圆中的第一堆叠。一组套刻标记图案对应于第一晶圆中的第二堆叠。第二堆叠与第一堆叠不同。一组套刻标记图案中的每个套刻标记图案与第一套刻标记图案不同。该方法还包括生成分别与一组套刻标记图案对应的一组仿真结果。每个仿真结果模拟光学量测。该光学量测是对应的套刻标记图案和第一套刻标记图案的光学量测。该方法还包括基于一组仿真结果，从一组套刻标记图案中确定用于版图的第二套刻标记图案。以此方式，能够提高版图中的套刻标记图案的质量。
在本公开的第二方面中，提供了一种用于仿真套刻标记的方法。在该方法中，确定与晶圆中的套刻标记图案有关的测量结果。确定用于对晶圆中的套刻标记图案的结构进行仿真的一组仿真参数。一组仿真参数包括与套刻标记图案有关的几何参数以及与晶圆的制造工艺有关的工艺参数。基于测量结果，确定一组仿真参数的相应值。
在本公开的第三方面中，提供了一种电子设备。该电子设备包括处理器、以及与处理器耦合的存储器。该存储器具有存储于其中的指令，指令在被处理器执行时使电子设备执行根据本公开的第一方面的用于版图标记的方法或者执行根据本公开的第二方面的用于仿真套刻标记的方法。
在本公开的第四方面中，提供了一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序。计算机程序在被处理器执行时实现根据本公开的第一方面的用于版图标记的方法或者根据本公开的第二方面的用于仿真套刻标记的方法。
根据本公开的一些实施例，对晶圆中的第一堆叠（例如，下层堆叠）的第一套刻标记图案进行测量。基于该测量结果，生成与晶圆中的第二堆叠（例如，上层堆叠）相对应的版图中的一组套刻标记图案。对该组套刻标记图案分别进行模拟仿真，以生成一组仿真结果。每个仿真结果模拟对应的套刻标记图案和第一套刻标记图案的光学量测。例如，每个仿真结果可以指示相应的DBO测量结果。基于所生成的一组仿真结果，从一组套刻标记图案中选择出用于版图的第二套刻标记图案。例如，可以基于该组仿真结果所对应的光学性能指标来选择光学性能较好，例如套刻敏感度高的仿真结果所对应的套刻标记图案作为第二套刻标记图案。以此方式，能够提高版图中的套刻标记图案的测试灵敏性。
根据本公开的另一些实施例，对晶圆中的套刻标记图案的结构进行测量。例如，可以采用诸如SEM等方式来进行测量。确定用于对晶圆中的套刻标记图案的结构进行仿真的一组仿真参数。例如，一组仿真参数可以包括与套刻标记图案有关的几何参数以及与晶圆的制造工艺有关的工艺参数。基于该测量结果，确定一组仿真参数的值。以此方式，能够提高对套刻标记图案的结构进行仿真的准确度。较高的仿真质量能够进而提高版图中的套刻标记图案的质量。
应当理解，本发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键特征或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其他特征将通过以下的描述而变得容易理解。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标注表示相同或相似的元素，其中：
图1示出了本公开的各实施例能够在其中实现的示例环境的示意图；
图2示出了根据本公开的一些实施例的用于版图标记的方法的流程图；
图3A示出了根据本公开的一些实施例的晶圆的结构的示意图；
图3B示出了根据本公开的一些实施例的晶圆的测量结果的示意图；
图3C示出了根据本公开的一些实施例的晶圆的结构的另一示意图；
图3D示出了根据本公开的一些实施例的晶圆的结构的另一示意图；
图3E示出了根据本公开的一些实施例确定的对应于下层堆叠和上层堆叠的版图的示意图；
图3F示出了根据本公开的一些实施例确定的对应于上层堆叠的套刻标记图案的示意图；
图4示出了根据本公开的一些实施例的用于仿真套刻标记的方法的流程图；
图5示出了根据本公开的一些实施例的用于版图标记的另一方法的流程图；
图6示出了根据本公开的一些实施例的用于确定用于套刻标记的仿真模型的方法的流程图；
图7示出了根据本公开的一些实施例的用于确定用于套刻标记的仿真模型的另一方法的流程图；
图8示出了根据本公开的一些实施例的用于确定套刻标记图案的方法的流程图；
图9示出了根据本公开的一些实施例的用于版图标记的另一方法的流程图；
图10示出了根据本公开的一些实施例的套刻标记偏移的示意图；
图11根据本公开的一些实施例的用于版图标记的***架构图；以及
图12示出了其中可以实施本公开的一个或多个实施例的电子设备的框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
在本公开的实施例的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
随着集成电路制造技术的飞速发展，传统集成电路的工艺节点逐渐减小，集成电路器件的尺寸不断缩小。在集成电路制造过程中，对不同堆叠层（也称为不同膜层）之间套刻精度的要求也越来越高。具体地，芯片的器件和结构可以通过生成工艺逐层形成。晶圆制造工艺是将各层图案通过光刻工艺将不同层的版图或掩模版上的图案以一定的缩小比例精准地转移到晶圆上。随着半导体制程的微缩，对于上下层可容许的套刻误差亦日趋严苛。然而，有效降低套刻误差的先决条件，是具备精准的套刻量测。
目前，基于衍射的套刻或者基于散射的套刻被广泛地应用于套刻量测（也称为套刻测量）。在诸如DBO的量测中，需要上下两层周期性的套刻标记(overlay mark)。如果上下两层套刻标记产生位移，则入射光经过套刻标记后，所产生各阶的绕射光强度，亦会随之发生变化。利用此变化，可以确定出上下两层的套刻误差。此方法的精确度，取决于套刻标记设计的良莠。良好的套刻标记，具有较好的量测灵敏性及较佳的制程鲁棒性。因此，如何确定版图中的套刻标记图案是值得关注的问题。
根据一些机制，采用人工的方式来选取每个套刻标记的几何参数及仿真参数（也称为制程模拟参数或制程仿真参数）。通过比较仿真后的套刻标记结构及形状是否与量测（例如，套刻标记的扫描电子显微镜（SEM）图）的一致来确定是否需要重新选取套刻标记的几何参数及仿真参数。这样的过程不仅耗费人力，而且缺乏客观统一的标准。
具体地，根据这些机制，在套刻标记设计的选择上，需要人为地预先给出一系列可能的设计图案。利用软件对这些设计图案进行模拟，计算出每一设计图案的性能指标，最后再由使用者选出适当的设计。由此方法确定出的套刻标记的质量取决于最初人为给定的那一系列设计。这些最初的人为设计很可能因人而异，并且无法进行更进一步的优化。这种套刻标记图案设计方式不仅相当倚重用户对此流程的熟悉度，并且费时并容易出错。
为此，本公开的实施例提出了一种用于版图标记的方法。根据本公开的实施例，对晶圆中的第一堆叠（例如，下层堆叠）的第一套刻标记图案进行测量。例如，可以采用诸如SEM等方式来进行测量。基于该测量结果，生成与晶圆中的第二堆叠（例如，上层堆叠）相对应的版图中的一组套刻标记图案。一组套刻标记图案中的每个套刻标记图案与第一套刻标记图案不同。对该组套刻标记图案分别进行模拟仿真，以生成一组仿真结果。每个仿真结果模拟对应的套刻标记图案和第一套刻标记图案的光学量测。基于所生成的一组仿真结果，从一组套刻标记图案中选择出用于版图的第二套刻标记图案。例如，可以基于该组仿真结果所对应的光学性能指标来选择光学性能较好，例如套刻敏感度高的仿真结果所对应的套刻标记图案作为第二套刻标记图案。以此方式，能够提高版图中的套刻标记图案的测试灵敏性。
本公开的实施例还提出了一种用于仿真套刻标记的方法。根据本公开的实施例，对晶圆中的套刻标记图案的结构进行测量。例如，可以采用诸如SEM等方式来进行测量。确定用于对晶圆中的套刻标记图案的结构进行仿真的一组仿真参数。例如，一组仿真参数可以包括与套刻标记图案有关的几何参数以及与晶圆的制造工艺有关的工艺参数。基于该测量结果，确定一组仿真参数的值。以此方式，能够提高对套刻标记图案的结构进行仿真的准确度。较高的仿真质量能够进而提高版图中的套刻标记图案的质量。
以下将参考附图来详细描述该方案的各种示例实现。
首先参见图1，其示出了本公开的各实施例能够在其中实现的示例环境100的示意图。示例环境100总体上可以包括版图处理设备110。在一些实施例中，版图处理设备110可以是诸如个人计算机、工作站、服务器等具有计算功能的设备。本公开的范围在此方面不受限制。
版图处理设备110获取关于第一晶圆的第一测量结果120作为输入。第一测量结果120可以是对第一晶圆的第一堆叠或下层堆叠的剖面测量图。第一堆叠是光刻后的半导体材料层。对应于第一堆叠或下层堆叠的版图也被称为第一版图。将在下文结合图3E描述第一版图的示例。第一版图中的套刻标记图案也被称为第一套刻标记图案。第一测量结果120包括关于第一套刻标记图案的测量结果。第一测量结果120可以指示对应于第一晶圆的第一堆叠的第一版图中的一个或多个几何参数。将结合图3A至图3D描述这些几何参数。
备选地，第一测量结果120也可以包括关于第一晶圆的第二堆叠或上层堆叠的测量结果。第一测量结果120备选地还可以包括上层光刻胶（photo resist，PR）的测量结果。第一晶圆中的第一堆叠和第二堆叠分别是半导体层。
作为示例，第一测量结果120可以是由诸如SEM、投射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）等设备采集的测量结果。对晶圆上的套刻标记进行测量的方式可以是任意现有的或者未来可能的测量方式。本公开的实施例在此方面不做限制。
版图处理设备110将第一测量结果120进行处理，以得到用于与第一晶圆的第二堆叠或者上层堆叠相对应的第二版图130。第二版图130中包括套刻标记图案。在本文中，对应于第二堆叠或者上层堆叠的版图也被称为第二版图。第二版图中的套刻标记图案也被称为第二套刻标记图案。将在下文结合图3E和图3F描述第二版图的若干示例。备选地，在一些实施例中，版图处理设备110还可以基于第一测量结果120，确定出用于第一版图的第一套刻标记图案。
应理解，图1以及下文中所列举的各个附图中示出的各个叠层、版图、掩模、套刻标记图案的形状、大小和数目仅仅是示例性的，而不是限制性的。本公开的范围在此方面不受限制。
将在下文中结合图2至图11进一步详细描述确定版图中的套刻标记图案的若干示例。
图2示出了根据本公开的一些实施例的用于版图标记的方法200的流程图。在一些实施例中，方法200可以由如图1所示的版图处理设备110执行。应当理解的是，方法200还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的某个（或者某些）框，本公开的范围在此方面不受限制。
在框210，版图处理设备110基于与第一晶圆中的第一套刻标记图案有关的第一测量结果（例如，第一测量结果120），生成第一晶圆的版图中的一组套刻标记图案。第一套刻标记图案位于第一晶圆中的第一堆叠。一组套刻标记图案对应于第一晶圆中的第二堆叠。第二堆叠与第一堆叠不同。第一堆叠和第二堆叠分别是半导体层。例如，第一堆叠可以是下层堆叠，并且第二堆叠可以是第一堆叠上方的上层堆叠。在下文中，以第一堆叠是下层堆叠，并且第二堆叠是上层堆叠为例进行描述。一组套刻标记图案中的每个套刻标记图案与第一套刻标记图案不同。例如，一组套刻标记图案中的每个套刻标记图案均与所有第一套刻标记图案有差异。
图3A示出了根据本公开的一些实施例的晶圆的结构的示意图300。如图所示，晶圆可以包括下层堆叠310，中间的第一堆叠层330和第二堆叠层335，以及上层的多个光刻胶，例如光刻胶340。下层堆叠中可以包括对应于第一套刻图案的一个或多个结构，例如结构320。应理解，虽然图中示出了中间的两个堆叠层，但在一些实施例中，下层堆叠310之上可以包括一个或多个中间堆叠层。本公开的实施例在此方面不做限制。
在一些实施例中，对应于下层堆叠310的第一版图中的第一套刻标记可以是周期性的。换句话说，下层堆叠310中对应于第一套刻标记图案的结构可以具有相同的形状。针对这些结构，可以设置用于测量的一个或多个几何参数。例如，这些几何参数可以包括第一堆叠的厚度，例如下层堆叠310的厚度。这些几何参数还可以包括对应于第一套刻标记图案的一组结构的相应上表面宽度，例如上线宽314，或者一组结构的相应下表面宽度，例如下线宽312。这些几何参数还可以包括对应于第一套刻标记图案的一组结构中相邻结构的上表面之间的距离，例如相邻的两个结构之间的上间距318，或者一组结构中相邻结构的下表面之间的距离，例如相邻的两个结构之间的下间距316（也称为端至端距离）。此外，这些几何参数还可以包括一组结构例如第一套刻标记的结构的侧壁角315。这些几何参数还可以包括一组结构的相应高度，等等。
此外，位于中间的两个堆叠层的厚度，即堆叠厚度332也可以被设置。上层的光刻胶具有光刻胶厚度346。各个光刻胶具有线宽342。相邻光刻胶之间具有间距344（也被称为端至端距离）。一组几何参数还可以包括在不同的光刻胶高度处的线宽测量值（也被称为epe），等等。以上列举了晶圆的一些示例几何参数。应理解，这些几何参数仅仅是示例性的，本公开的实施例可以采用任意适当的几何参数。
为了精准仿真套刻标记，需要正确地描述出套刻标记在经历过各个制程后留在晶圆上的结构及形状。例如，需要正确限定诸如上述各堆叠层的厚度、套刻标记两侧的侧壁角等几何参数。在一些实施例中，获取用于仿真套刻标记图案的结构的准确的仿真参数（也称为制程模拟参数、制程仿真参数或者仿真工艺参数），对于套刻标记的设计例如套刻标记图案的获取至关重要。这些仿真参数被用来仿真套刻标记的结构及形状。将在下文结合图4描述这些仿真参数的确定或选取过程。所确定的仿真参数将在第二套刻标记图案的生成过程中使用。
图3B示出了根据本公开的一些实施例的对具有根据图3A所示的结构的晶圆的测量结果350的示意图。测量结果350可以是由诸如SEM、TEM、AFM等设备所采集或获取的。由测量结果350可以测量得到如图3A中所示出的各个几何参数的测量值。这些几何参数的测量值将在第二套刻标记图案的生成过程中使用。
以上结合图3A列举了晶圆的结构以及与晶圆的测量有关的多种几何参数。接下来将结合图3C和图3D示出更多的晶圆的结构的示意图。图3C示出了根据本公开的一些实施例的晶圆结构的俯视图360和对应的剖面图365。俯视图360与剖面图365对应的示出了端至端距离362。图中示出的其他几何参数与图3A中的类似，在此不再重复描述。
图3D示出了根据本公开的一些实施例的另一晶圆结构的俯视图370和对应的剖面图375。与图3C不同的是，俯视图370与剖面图375相应地示出了第一端至线距离372。此外，图中还示出了第二端至线距离374。端至线距离指的是沿垂直方向放置的两个相邻结构的不同侧面之间的距离。
根据对与第一晶圆中的第一堆叠的第一套刻标记图案有关的第一测量结果，版图处理设备110能够确定出上述所列举的各个几何参数中的一项或多项的值。
在一些实施例中，如果入射光朝向晶圆投射，则将会产生反射光（及，0阶绕射光或0阶衍射光）、-1阶绕射光、1阶绕射光，等等。这些光的强度能够被用于确定晶圆的不同堆叠层之间的位移。例如，这些光的强度能够用于确定上下堆叠层的套刻标记之间的偏移。
继续参考图2，在框220，版图处理设备110生成分别与一组套刻标记图案对应的一组仿真结果，每个仿真结果模拟光学量测。该光学量测是对应的套刻标记图案和第一套刻标记图案的光学量测。在本文中，术语“仿真结果”用来指代光学量测的仿真结果，也被称为“光学仿真结果”。
具体地，每个仿真结果模拟对应的套刻标记图案和第一套刻标记图案的结构上的光传播的情况，例如反射光、-1阶绕射光、1阶绕射光等的强度。版图处理设备110可以采用任何适当的套刻标记光学仿真模拟软件或方法来生成一组仿真结果。根据光传播原理，能够得到光学测量结果或光学量测结果。例如，这些反射光、绕射光的强度能够被量测。在本文中，术语“光学量测结果”或“光学量测结果”指的是对光传播的模拟或仿真结果的测量。
作为示例，版图处理设备110可以采用具有一组仿真参数的仿真模型来生成一组结构仿真结果。每个结构仿真结果用于模拟由第一套刻标记图案与一组套刻标记图案中对应的套刻标记图案的结构。版图处理设备110进而可以基于一组结构仿真结果，来进行光学量测仿真，以生成一组仿真结果。在一些实施例中，为了生成准确的光学量测仿真结果，需要生成准确的结构仿真结果。采用较好的套刻标记图案结构仿真模型，能够生成较为准确的结构仿真结果，从而得出较为准确的光学量测仿真结果。
图4示出了根据本公开的一些实施例的用于仿真套刻标记的结构的方法400的流程图。在一些实施例中，方法400可以由如图1所示的版图处理设备110执行。应当理解的是，方法400还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的某个（或者某些）框，本公开的范围在此方面不受限制。
在框410，版图处理设备110确定与晶圆中的套刻标记图案有关的测量结果。例如，版图处理设备110可以确定与第一晶圆中的第一套刻标记图案的结构有关的第一测量结果。该测量结果可以类似图3B所示出的示例图像。该测量结果也可以仅包括对下层堆叠的结构的测量结果。
在框420，版图处理设备110确定用于对晶圆中的套刻标记图案的结构进行仿真的一组仿真参数（也称为制程模拟参数）。一组仿真参数包括与套刻标记图案（例如，第一套刻标记图案）有关的几何参数，例如与第一套刻标记图案在版图上的几何尺寸有关的参数。一组仿真参数还可以包括与晶圆的制造工艺有关的工艺参数。工艺参数可以用于模拟或描述光刻（lithography）、沉积（deposition）、刻蚀（etch）、化学机械抛光（CMP）等过程。在一些实施例中，工艺参数可以是任意选取的。工艺参数的示例包括但不限于，焦深、曝光量、第一套刻标记图案的形状、第一套刻标记图案的侧壁角、对应于第一套刻标记图案的结构的厚度，等等。一组仿真参数的集合可以被表示为X = {x 1 , … x p }，其中x 1 , … x p是各个仿真参数。在一些实施例中，一组仿真参数可以被用于模拟仿真套刻标记的形状和结构。该组仿真参数将被输入到用于模拟仿真半导体结构形状的应用或者模块。
在框430，版图处理设备110基于测量结果，确定一组仿真参数的相应值。基于所确定的一组仿真参数的相应值，用于仿真套刻标记图案的仿真模型得以确定。在本文中，具有确定出的值的一组仿真参数可以用来指代仿真模型。在本文中，确定一组仿真参数的相应值的过程也被称为确定仿真模型的过程。在本文中，仿真模型被用于模拟或仿真对应于套刻标记图案的结构。仿真模型也被称为结构仿真模型。
基于一组仿真参数的相应值，版图处理设备110可以对套刻标记图案的结构进行仿真。可以对所得到的仿真结果进行测量。在一些实施例中，版图处理设备110确定与套刻标记图案的结构有关的一组几何参数。例如，一组几何参数可以是由图3A、图3C和图3D中示出的几何参数中选取的一个或多个几何参数。
选取的一组几何参数的相应仿真值（也称为预测值）的集合可以被表示为，/>表示集合/>中包括的某个几何参数的仿真值，即/> ∈{/> , …/> }。一组仿真参数的相应值与一组几何参数的相应仿真值之间具有关联关系。即，由一组仿真参数的相应值，能够得到相应的仿真结果，从而确定出一组几何参数的相应仿真值。这种关联关系可以被表示为。换句话说，在由一组仿真参数X的相应值进行套刻标记图案的结构的仿真之后，所得到的套刻标记图案的结构可以具有一组几何参数的仿真值/>。在一些实施例中，一组几何参数可以包括一组仿真参数中的几何参数，也可以包括其他可变的几何参数。
作为示例，在框430，版图处理设备110可以基于一组仿真参数的相应候选值，确定对第一套刻标记图案的结构的仿真结果。一组仿真参数的相应候选值可以是预先设置的一组值，或者是随机生成的一组值。版图处理设备110可以至少基于第一套刻标记图案的结构的仿真结果，确定质量指标。质量指标可以用来评估套刻标记图案的光刻仿真质量或结构仿真质量。质量指标可以基于预先确定的损失函数或者预先确定的质量因子（也被称为第一预定义质量因子）来确定。例如，如果损失函数的值越小，则表示质量指标所指示的光刻仿真质量或结构仿真质量越好。又如，第一预定义质量因子的值的大小，也可以用来表示质量指标所指示的光刻仿真质量或结构仿真质量的好坏。
如果质量指标满足预定条件，则版图处理设备110可以将一组仿真参数的相应候选值确定为一组仿真参数的相应值。版图处理设备110进而可以使用一组仿真参数的相应值来基于一组套刻标记图案生成一组仿真结果。
反之，如果质量指标不满足预定条件，则版图处理设备110可以调整一组仿真参数的相应值。版图处理设备110进而可以基于一组仿真参数的经调整的相应候选值，重新确定第一套刻标记图案的结构的仿真结果，直到质量指标满足预定条件。
在一些实施例中，能够使得质量指标满足预定条件的一组仿真参数的相应值可以构成套刻标记的仿真模型。该仿真模型也被称为套刻标记最佳仿真模型。
在一些实施例中，版图处理设备110可以基于第一套刻标记图案的结构的仿真结果，确定一组几何参数的相应仿真值，即上文提及的。版图处理设备110可以基于对第一套刻标记的第一测量结果，确定一组几何参数的相应测量值（表示为Y，其中Y: y i ∈{y 1 , … y n }）。版图处理设备110进而基于一组几何参数的相应仿真值和相应测量值，确定质量指标。
作为示例，版图处理设备110可以采用例如式（1）来确定质量指标：
（1）
其中L(Y)表示确定出的质量指标， :/> ∈{/> , …/> }表示一组几何参数的仿真值（也称为模型预测值），Y: y i ∈{y 1 , … y n }表示一组几何参数的量测值，F:f i∈{f 1 , … f n }表示各个几何参数的损失函数，/>表示各个几何参数所对应的损失的权重，N表示几何参数的数目。
作为另一示例，版图处理设备110可以采用例如式（2）来确定质量指标：
（2）
其中max()表示求最大值。式（1）中采用的f i与式（2）中采用的f i可以相同也可以不同。
应理解，以上所列举的各个质量指标的计算方式仅仅是示例性的，而不是限制性的。这些示例中所采取的各个几何参数的损失函数可以是任意设置的。损失函数的示例包括但不限于均方差，等等。本公开的实施例在此方面不做限制。
如前所述，可以将第一预定义质量因子确定为质量指标。在一些实施例中，第一预定义质量因子可以基于至少一个几何参数或者预先选择的一个或多个几何参数的量测值与仿真值来确定。例如，第一预定义质量因子可以采用例如式（3）来确定：
（3）
其中FOM 1表示第一预定义质量因子，表示预先选择的几何参数的仿真值（也称为模型预测值），y k表示预先选择的几何参数的量测值，f k表示各个几何参数的质量因子函数。k可以是1，2，……，M，其中M是预先选择的几何参数的数目。例如，预先选择的几何参数可以包括诸如侧壁角、端至端距离、上表面间距，等等。可以根据不同的几何参数的重要程度或者根据其他因素来预先选择这些几何参数。
以侧壁角为例，针对侧壁角的质量因子函数可以如式（4）所示：
（4）
其中表示侧壁角的仿真值（也称为模型预测值），y s表示侧壁角的量测值，w s表示针对侧壁角的权重。
第一预定义质量因子可以采用诸如式（3）和式（4）所列举的函数或运算来确定。在采用式（3）和式（4）确定第一预定义质量因子作为质量指标的示例中，如果第一预定义质量因子的值越大，则表示质量指标所指示的光刻仿真质量或结构仿真质量越好。
应理解，以上所列举的第一预定义质量因子的计算方式仅仅是示例性的，而不是限制性的。这些示例中所采取的针对几何参数的质量因子函数可以是任意设置的。本公开的实施例在此方面不做限制。
在一些实施例中，版图处理设备110可以采用诸如基因算法、退火算法、非线性迭代、或牛顿下山法等，根据式（1）或式（2）确定出的质量指标，来确定出满足条件（例如，预定的质量指标阈值或者损失阈值）的一组仿真参数的相应值。作为示例，如果确定出的质量指标超过损失阈值，则版图处理设备110需要调整一组仿真参数的相应值，直到质量指标小于损失阈值，或者备选地直到迭代次数超过次数阈值为止。即，可以通过调整X的值来得到更小的L(Y)，直到L(Y)不超过阈值L0或者直到超过迭代次数阈值。所确定出的一组仿真参数的值X opt可以被表示为。
在上述的描述中，版图处理设备110可以基于对第一套刻标记的结构的仿真结果及测量结果，来确定用于评估光刻仿真或结构仿真的质量的质量指标，从而确定出一组仿真参数的值。应理解，在一些实施例中，版图处理设备110在框210处可以获得对应于晶圆的下层堆叠、上层堆叠及上层光刻胶的测量结果，如图3B所示。在这样的实施例中，版图处理设备110可以基于对第一套刻标记和第二套刻标记两者的结构仿真结果及测量结果，来确定质量指标，从而确定出一组仿真参数的值，即确定出套刻标记仿真模型。
以上结合图4描述了确定一组仿真参数的值或确定套刻标记仿真模型的过程的若干示例。以此方式，能够更加准确地对套刻标记图案的结构形状进行仿真模拟。较好的仿真模拟结果能够有利于后续的套刻标记图案生成。在确定出一组套刻标记图案的相应结构仿真结果的情况下，可以分别确定出对应于一组套刻标记图案中的每个套刻标记图案和第一套刻标记图案的光学测量仿真结果。
继续参考图2。在框230，版图处理设备110基于一组仿真结果，从一组套刻标记图案中确定用于版图的第二套刻标记图案。例如，版图处理设备110可以针对一组套刻标记图案中的每个套刻标记图案，基于一组仿真结果中与该套刻标记图案对应的仿真结果，确定用于评估光学量测仿真的第二预定义质量因子的值。作为示例，第二预定义质量因子的值可以采用式（5）来得出：
FOM 2 =h(KPI 1 , KPI 2 , …KPI n )（5）
其中h为质量因子函数、KPI n为第n个关键性能指标，FOM 2表示第二预定义质量因子。关键性能指标KPI的示例包括但不限于套刻灵敏度、堆叠（或堆栈）灵敏度、套刻标记目标系数等。这些关键性能指标可以根据对仿真结果的光学仿真来确定出。例如，可以通过仿真得到的各个光强度的大小来确定出这些关键性能指标。
在一些实施例中，套刻灵敏度可以采用式（6）来得出：
Overlay Sensitivity = （6）
其中，Overlay Sensitivity表示套刻灵敏度，Overlay Bias表示上下两层堆叠中的两个套刻标记图案之间的偏移量，I -1表示-1阶绕射光的强度，I +1表示1阶绕射光的强度。作为示例，Overlay Bias可以是诸如20纳米或者其他数值。
堆叠灵敏度也可以采用式（7）来得出：
Stack Sensitivity = （7）
其中，Stack Sensitivity表示堆叠灵敏度，I -1表示-1阶绕射光的强度，I +1表示1阶绕射光的强度。
套刻标记目标系数可以采用式（8）来得出：
Target Coefficient=（8）
其中，Target Coefficient表示套刻标记目标系数，Overlay Sensitivity表示套刻灵敏度，I -1表示-1阶绕射光的强度，I +1表示1阶绕射光的强度。
此外，诸如绕射效率Diffraction Efficiency等参数也可以被用于确定第二预定义质量因子，绕射效率可以由Diffraction Efficiency=得出。
基于针对一组套刻标记图案确定的第二预定义质量因子的相应值，版图处理设备110可以从一组套刻标记图案中选择第二套刻标记图案。例如，版图处理设备110可以将第二预定义质量因子的值最大的套刻标记图案确定为第二套刻标记图案。
在一些实施例中，版图处理设备110还可以对第二套刻标记图案进行微调。例如，版图处理设备110可以调整第二套刻标记图案的第一几何参数的值以获得第三套刻标记图案。版图处理设备110可以生成模拟第三套刻标记图案的光刻结果的第三仿真结果。如果基于第三仿真结果确定的第二预定义质量因子的值超过基于第二套刻标记图案的相应仿真结果确定的第二预定义质量因子的值，则版图处理设备110可以将第二套刻标记图案替换为第三套刻标记图案。反之，版图处理设备110可以将第二套刻标记图案保持不变。
在一些实施例中，在利用式（5）确定第二预定义质量因子的示例中，版图处理设备110可以采用诸如梯度上升法来确定出第二套刻标记图案的一组可变动的几何参数的相应值。在一些实施例中，一组可变动的几何参数与用于仿真模型的一组仿真参数中采用的几何参数不同。如果确定出的第二预定义质量因子低于预定的第二预定义质量因子阈值，则版图处理设备110将会调整一组几何参数的相应值，直到第二预定义质量因子超过预定的第二预定义质量因子阈值，或者直到迭代次数超过预定的阈值数目为止。以此方式，能够将第二预定义质量因子的区域极大值所对应的一组可变动的几何参数的相应值确定为最终的一组可变动的几何参数的值。
通过上面的方式，能够确定出对应第二预定义质量因子区域极大值的一组几何参数的相应值。这些值可以用于确定对应于一组套刻标记图案的一组仿真结果。应理解，在一些实施例中，版图处理设备110还可以确定出用于对应于晶圆中的下层堆叠的第一套刻标记图案。下层套刻标记通常保留完整标记结构。例如，版图处理设备110可以根据对第一套刻标记图案的结构的测量结果，来确定出第一套刻标记的图案。图3E示出了根据本公开的一些实施例确定的对应于下层堆叠的第一版图382和对应于上层堆叠的第二版图384的示意图。第一版图382中的阴影部分标识出了第一套刻标记图案。第二版图384的阴影部分标识处理第二套刻标记图案。这一些实施例中，第一版图382的关键尺寸（CD）值可以被调整，以最大化非零阶绕射光的强度。
图3F示出了根据本公开的一些实施例确定的对应于上层堆叠的第一候选版图392、第二候选版图394、第三候选版图396和第四候选版图398的示意图。这些候选版图中的阴影部分标识出了套刻标记图案。这些候选版图中的套刻标记图案各自不同。这些套刻标记图案分别与下层堆叠的第一套刻标记图案上下对应。可以根据这些候选版图各自的仿真结果的第二预定义质量因子的值，来从这些候选版图中选择具有较好质量的套刻标记图案的版图作为下层堆叠的版图。即，从这些套刻标记图案中选择出第二套刻标记图案。所选择的第二套刻标记图案能够使上下两层堆叠的绕射光强度相当，从而得到较好的信号质量。
通过以上方式，能够自动优化、迭代地计算套刻标记图案和模型参数。由此方式，能够得到套刻误差敏感度高的套刻标记设计图案。以这样，能够实现在晶圆制造中的较小误差及较高良率。此外，通过采用本公开的版图标记方法来确定套刻标记图案，能够减少套刻标记图案生成过程中的人为干预，从而提高设计效率。另一方面，这种套刻标记图案生成方式能够避免因人而已而造成的质量不稳定。
图5示出了根据本公开的一些实施例的用于版图标记的另一方法500的流程图。在一些实施例中，方法500可以由如图1所示的版图处理设备110执行。应当理解的是，方法500还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的某个（或者某些）框，本公开的范围在此方面不受限制。
在框510，版图处理设备110可以确定套刻标记仿真模型。例如，套刻标记仿真模型可以是预先设置的，或者根据对晶圆的测量结果来生成的。可以采用参考图4描述的方法来确定套刻标记仿真模型。将在下文结合图6和图7来详细描述套刻标记仿真模型的其他确定过程。
在框520，版图处理设备110生成多个套刻标记设计图案。例如，这些套刻标记设计图案可以是随机生成的。又如，这些套刻标记设计图案也可以从预设的图案集中随机选取。框510结合框520可以作为方法200的框210的具体实现方式。
在框530，版图处理设备110根据套刻标记仿真模型，仿真多个套刻标记设计图案，以生成多个套刻标记设计仿真结果。在本文中，套刻标记设计仿真结果指示套刻标记设计图案的结构仿真结果。在框540，版图处理设备110对多个套刻标记设计仿真结果进行诸如光学量测仿真的光学仿真并且计算关键性能指标，例如套刻标记灵敏度、堆叠灵敏度、或套刻标记目标系数，等等。框530可以作为方法200的框220的具体实现方式。
在框550，版图处理设备110可以定义套刻标记设计质量因子（也被称为第二预定义质量因子）。例如，套刻标记设计质量因子可以被定义为式（5）。在框560，版图处理设备110可以排序并保留套刻标记设计质量因子前几名的套刻标记设计图案。在框570，版图处理设备110可以从这些保留的套刻标记设计图案中选择套刻标记最佳设计图案。作为示例，版图处理设备110可以将对应于最高的质量因子的套刻标记设计图案确定为套刻标记最佳设计图案。作为另一示例，版图处理设备110可以采用诸如图8所描述的过程来选择套刻标记最佳设计图案。框550至框570可以作为方法200的框230的具体实现方式。
通过以上方式，能够自动优化、迭代地计算套刻标记图案和模型参数。由此方式，能够得到套刻误差敏感度高的套刻标记设计图案。以这样，能够实现在晶圆制造中的较小误差及较高良率。此外，通过采用本公开的版图标记方法来确定套刻标记图案，能够减少套刻标记图案生成过程中的人为干预，从而提高设计效率。另一方面，这种套刻标记图案生成方式能够避免因人而已而造成的质量不稳定。
如前所述，版图处理设备110可以确定套刻标记仿真模型。图6示出了根据本公开的一些实施例的用于确定用于套刻标记的仿真模型的方法600的流程图。方法600可以作为框510的具体实现。在一些实施例中，方法600可以由如图1所示的版图处理设备110执行。应当理解的是，方法600还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的某个（或者某些）框，本公开的范围在此方面不受限制。
在框610，版图处理设备110获得套刻标记的几何量测值（也称为几何测量值）。例如，版图处理设备110可以获得诸如图3B所示出的SEM图、或者TEM图、AFM图等等。利用这些测量图，版图处理设备110可以确定出套刻标记的几何量测值。例如，版图处理设备110可以采用影像识别技术来自动分析诸如SEM图，从而确定出一组几何参数的测量值。备选地，可以采用套刻标记的光学关键尺寸（OCD）信息来确定一组几何参数的测量值。
在框620，版图处理设备110可以定义套刻标记的一组几何参数、一组仿真参数（也称为制程仿真参数）及总损失函数。例如，一组几何参数可以是从图3A、图3C和图3D中示出的各个几何参数或者其他适当的几何参数中选取的几何参数。一组仿真参数可以包括与晶圆的制造工艺有关的工艺参数。一组仿真参数还可以包括与套刻标记图案有关的几何参数。总损失函数可以是如式（1）或式（2）示出的损失函数或者其他适当的损失函数。
在框630，版图处理设备110可以生成一组仿真参数的相应值。例如，一组仿真参数的值可以是预先设置的、随机生成的、或者采取任意适当方式生成的。在框640，版图处理设备110可以依据套刻标记的一组几何参数及一组仿真参数进行套刻标记结构形状的半导体制程仿真，产生套刻标记仿真结果。
在框650，版图处理设备110可以计算总损失函数。在框660，版图处理设备110可以确定套刻标记仿真结果是否符合要求。例如，如果在框650处确定的总损失函数的值不超过阈值，则套刻标记仿真结果符合要求。如果套刻标记仿真结果符合要求，在框670处，版图处理设备110可以获得套刻标记仿真模型。例如，版图处理设备110可以将当前采用的一组仿真参数的值确定为套刻标记仿真模型。
如果在框650处确定的总损失函数的值超过阈值，则在框660，版图处理设备110确定套刻标记仿真结果不符合要求。如果套刻标记仿真结果不符合要求，在框680处，版图处理设备110可以更新一组仿真参数的值。版图处理设备110可以采用更新的一组仿真参数继续进行框640至框680的过程，直到确定出适当的仿真参数的值。备选地，版图处理设备110可以设置迭代次数阈值，如果迭代超过阈值次数，则版图处理设备110不再更新仿真参数的值。版图处理设备110可以将最后一次迭代采用的仿真参数的值确定为套刻标记仿真模型。
图7示出了根据本公开的一些实施例的用于确定用于套刻标记的仿真模型的另一方法700的流程图。方法700可以作为框510的具体实现。在一些实施例中，方法700可以由如图1所示的版图处理设备110执行。应当理解的是，方法700还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的某个（或者某些）框，本公开的范围在此方面不受限制。
在框710，版图处理设备110版图处理设备110获得套刻标记的几何量测值（也称为几何测量值）。例如，版图处理设备110可以获得诸如图3B所示出的SEM图、或者TEM图、AFM图等等。利用这些测量图，版图处理设备110可以确定出套刻标记的几何量测值。
在框720，版图处理设备110可以定义套刻标记的一组几何参数、一组仿真参数（也称为制程仿真参数）及套刻标记仿真模型质量因子（也被称为第一预定义质量因子）。例如，一组几何参数可以是从图3A、图3C和图3D中示出的各个几何参数或者其他适当的几何参数中选取的几何参数。套刻标记仿真模型质量因子可以用于评价套刻标记图案的结构仿真质量。作为示例，第一预定义质量因子可以根据式（3）和式（4），或者其他适当的方法得出。
在框630，版图处理设备110可以生成一组仿真参数的相应值。例如，一组仿真参数的值可以是预先设置的、随机生成的、或者采取任意适当方式生成的。在框640，版图处理设备110可以依据套刻标记的一组几何参数及一组仿真参数进行套刻标记结构形状的半导体制程仿真，产生套刻标记仿真结果。
在框750，版图处理设备110可以计算套刻标记仿真模型质量因子。在框760，版图处理设备110可以确定套刻标记仿真结果是否符合要求。例如，如果在框750处确定的套刻标记仿真模型质量因子的值超过预定阈值，则套刻标记仿真结果符合要求。如果套刻标记仿真结果符合要求，在框670处，版图处理设备110可以获得套刻标记仿真模型。例如，版图处理设备110可以将当前采用的一组仿真参数的值确定为套刻标记仿真模型。
如果在框750处确定的套刻标记仿真模型质量因子的值不超过预定阈值，则在框760，版图处理设备110确定套刻标记仿真结果不符合要求。如果套刻标记仿真结果不符合要求，在框680处，版图处理设备110可以更新一组仿真参数的值。版图处理设备110可以采用更新的一组仿真参数继续进行框640、框750、框760、框670和框680的过程，直到确定出适当的仿真参数的值。备选地，版图处理设备110可以设置迭代次数阈值，如果迭代超过阈值次数，则版图处理设备110不再更新仿真参数的值。版图处理设备110可以将最后一次迭代采用的仿真参数的值确定为套刻标记仿真模型。
以上结合图6和图7描述了用于获得套刻标记仿真模型的若干示例。通过这些方式，能够确定出可以准确仿真版图制造的套刻标记仿真模型。应理解，这些方式仅仅是示例性的，而不是限制性的。可以采用任意适当的方式来确定出套刻标记仿真模型。
如前所述，版图处理设备110可以从多个套刻标记设计图案中选择出最佳设计图案。图8示出了根据本公开的一些实施例的用于确定套刻标记的最佳设计图案的方法800的流程图。方法800可以作为框570的具体实现。在一些实施例中，方法800可以由如图1所示的版图处理设备110执行。应当理解的是，方法800还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的某个（或者某些）框，本公开的范围在此方面不受限制。
在框810，版图处理设备110可以针对保留的套刻标记设计图案更新套刻标记的几何参数值。例如，版图处理设备110可以对套刻标记设计图案的一个或多个几何参数的值进行微调。
在框820，版图处理设备110可以根据套刻标记仿真模型及新的套刻标记几何参数值，仿真套刻标记设计图案以产生新的套刻标记设计仿真结果（即，对套刻标记设计图案的结构仿真结果）。
在框830，版图处理设备110可以基于新的套刻标记设计仿真结果进行光学量测仿真，以获得光学量测仿真结果。版图处理设备110可以基于光学量测仿真结果，计算关键性能指标。关键性能指标可以是上文结合式（5）所描述的KPI或者其他适当的指标。
在框840，版图处理设备110可以计算套刻标记设计质量因子（或第二预定义质量因子）。例如，版图处理设备110可以采用式（5）来计算套刻标记设计质量因子。
在框850，版图处理设备110可以确定套刻标记设计质量因子是否符合要求。例如，版图处理设备110可以确定套刻标记设计质量因子是否达到预定的质量因子阈值。如果套刻标记设计质量因子超过预定的质量因子阈值，则符合要求。反之，如果套刻标记设计质量因子不超过预定的质量因子阈值，则不符合要求。
如果套刻标记设计质量因子符合要求，在框860，版图处理设备110可以获得套刻标记最佳设计图案。即，版图处理设备110可以将套刻标记设计质量因子符合要求的对应的套刻标记设计图案确定为套刻标记最佳设计图案。如果套刻标记设计质量因子不符合要求，版图处理设备110可以继续进行框810至框860的过程，直到找到符合要求的套刻标记设计图案。
在一些实施例中，版图处理设备110可以确定出多个符合要求的套刻标记设计图案。版图处理设备110可以从中选择出套刻标记设计质量因子最高值对应的那个套刻标记设计图案作为最佳设计图案。
通过以上方式，能够自动优化、迭代地选择出最佳套刻标记设计图案。所得到的套刻标记设计图案具有较高的套刻误差敏感度。以这样，能够实现在晶圆制造中的较小误差及较高良率。此外，通过采用本公开的版图标记方法来确定套刻标记图案，能够减少套刻标记图案生成过程中的人为干预，从而提高设计效率。另一方面，这种套刻标记图案生成方式能够避免因人而已而造成的质量不稳定。
图9示出了根据本公开的一些实施例的用于版图标记的另一方法900的流程图。在一些实施例中，方法900可以由如图1所示的版图处理设备110执行。应当理解的是，方法900还可以包括未示出的附加框和/或可以省略所示出的某个（或者某些）框，本公开的范围在此方面不受限制。方法900与方法500类似，两者间相似的部分将不再重复描述。
与方法500不同的是，在框910，版图处理设备110可以确定试验结果是否与仿真计算结果相符。例如，在一些实施例中，一组套刻标记设计图案的一组仿真结果指示第二套刻标记图案的光刻仿真结果（即，结构仿真结果）。用户可以对第二套刻标记图案进行光刻试验。例如，用户可以基于第一套刻标记图案和排序较高的套刻标记设计图案（将其作为第二套刻标记图案）制造包括第一堆叠（例如，下层堆叠）和第二堆叠（例如，上层层堆叠）的第二晶圆。版图处理设备110可以获得第二晶圆的第二测量结果。例如，版图处理设备110可以通过利用第二晶圆的SEM图或者其他适当的方式来获得第二测量结果。
在一些实施例中，如果第二测量结果与一组仿真结果中对应于当前采用的第二套刻标记图案的仿真结果不相符，则版图处理设备110可以在框910确定试验结果与仿真计算结果不相符。反之，如果第二测量结果与一组仿真结果中对应于当前采用的第二套刻标记图案的仿真结果相符，则版图处理设备110可以在框910确定试验结果与仿真计算结果相符。
在一些实施例中，如果试验结果与仿真计算结果相符，在框570，版图处理设备110可以获得套刻标记最佳设计图案。反之，如果试验结果与仿真计算结果不相符，在框920，版图处理设备110可以分析误差原因并且自动更新相关参数。
作为示例，在框920，版图处理设备110可以调整在框510用于确定套刻标记仿真模型的一组几何参数的参数类型。备选地或附加地，在框920，版图处理设备110可以调整针对一组几何参数值中的几何参数值的权重。质量指标是基于该权重确定的。例如，版图处理设备110可以调整式（1）或式（2）中的一个或多个权重。
以此方式，在某些特定的套刻标记设计有较大的误差的情况下，可以重新定义套刻标记几何参数，或者重新调整损失函数的权重。以此方式，能够确定出质量较好的套刻标记图案。
在一些实施例中，版图处理设备110可以获得第二晶圆的用于评估光刻的第一预定义质量因子的第二值。如果第二晶圆的第一预定义质量因子的第二值与针对第二套刻标记图案确定的第一预定义质量因子的相应值不相符，则在框910，版图处理设备110可以确定试验结果与仿真计算结果不相符。反之，如果第二值与针对第二套刻标记图案确定的第一预定义质量因子的相应值相符，则在框910，版图处理设备110可以确定试验结果与仿真计算结果相符。
如果试验结果与仿真计算结果不相符，在框920，版图处理设备110可以调整用于确定第一预定义质量因子的值的一组参数的参数类型。例如，在采用式（3）和式（4）确定第一预定义质量因子的示例中，版图处理设备110可以调整式（3）中的预先选择的几何参数的类型。备选地或附加地，版图处理设备110可以调整用于确定第一预定义质量因子的值的一组参数的相应权重。例如，在采用式（3）和式（4）确定第一预定义质量因子的示例中，版图处理设备110可以调整针对一个或多个预先选择的几何参数的权重。
以此方式，在某些特定的套刻标记设计有较大的误差的情况下，可以重新定义第一预定义质量因子的参数或权重。以此方式，能够确定出质量较好的套刻标记图案。
通过以上方式，能够自动优化、迭代地计算套刻标记图案和模型参数。由此方式，能够得到套刻误差敏感度高的套刻标记设计图案。以这样，能够实现在晶圆制造中的较小误差及较高良率。此外，通过采用本公开的版图标记方法来确定套刻标记图案，能够减少套刻标记图案生成过程中的人为干预，从而提高设计效率。另一方面，这种套刻标记图案生成方式能够避免因人而已而造成的质量不稳定。
图10示出了根据本公开的一些实施例的套刻标记偏移的示意图1000。如图所示，上方套刻图案（即，第一套刻标记图案）与下方套刻图案（即，第二套刻标记图案）之间可以存在偏移d。版图因制程关系或工艺原因可能会导致尺寸缩小，该缩小值被表示为OV。这些偏移量或误差量可以根据如图3A所示的各个不同阶的绕射光的强度来确定。通过设计出较好的灵敏度高的套刻标记图案，这些偏移量或误差量能够更加准确的被确定。
图11根据本公开的一些实施例的用于版图标记的***架构1100。架构1100包括对应于用户的客户端的子过程1110以及对应于软件端或处理器的子过程1120。子过程1120可以采用上文结合图2至图9所描述的各个方法或过程来实现。
在一些实施例中，在子过程1110中，用户可以采用实际机台参数（即，实际生成晶圆的与制造相关的参数）和对应于下层堆叠的光罩（也被称为掩模）图案来制造出半导体材料上的实际下层套刻标记图样（简称为标记图样）。类似地，用户可以采用实际机台参数和对应于上层堆叠的光罩图案来制造出光阻上的（上层）实际标记图样。用户进而可以测量实际标记图样的尺寸参数。这些尺寸参数（也称为几何参数）的测量结果可以被传输给软件端或处理器。备选地，用户可以将实际标记图样的SEM图或者其他影像传输给软件端或处理器。
在一些实施例中，在子过程1110中，可以利用仿真软件中的机台参数以及预设的标记图案的参数来确定仿真的标记尺寸参数。这些标记尺寸参数可以包括半导体参数，也可以包括备选地光刻胶的参数。
基于这些标记尺寸参数可以对套刻标记的结构进行仿真。通过比较实际标记尺寸与仿真结果，可以确定出损失函数的值。根据损失函数的值可以确定出仿真软件中可以产生仿真标记图案1（即，下层堆叠的第一套刻标记图案）的最佳参数（也称为最佳套刻标记仿真模型）。仿真标记图案1可以很接近实际标记图样，并且可以固定不变。
在确定出仿真标记图案1的最佳参数的情况下，可以设计对应于上层堆叠的仿真标记图案2（即，第二套刻标记图案）。给定仿真标记图案2及仿真标记图案1，可以计算标记图案2与标记图案1所能达到的灵敏度与质量因子（例如，可以由式（5）确定）。可以微调标记图案2的参数，以使使灵敏度与质量因子进一步优化。以此方式，能够确定出最佳的标记图案2，即最佳的第二套刻标记图案。
以上结合图2至图11描述了确定版图中的标记图案的若干示例。应理解，上述各个方法或过程中的一些步骤可以省略。这些方法或过程可以包括更多附加步骤。某些步骤可以互交调换顺序。这些方法或过程可以部分地结合使用。本公开的范围在此方面不做限制。
应当理解，虽然本文中以包括上下两个堆叠层的晶圆为例进行描述，但本公开的方法可以用于包括更多堆叠层的晶圆中。例如，可以由下至上逐层地生成各个堆叠层的版图上的套刻标记图案。本公开的范围在此方面不做限制。
图12示出了其中可以实施本公开的一个或多个实施例的电子设备1200的框图。该电子设备1200例如可以用于实现如图1所示的版图处理设备110。应当理解，图12所示出的电子设备1200仅仅是示例性的，而不应当构成对本文所描述的实施例的功能和范围的任何限制。
如图12所示，电子设备1200是通用电子设备的形式。电子设备1200的组件可以包括但不限于一个或多个处理器1210或处理单元、存储器1220、存储设备1230、一个或多个通信单元1240、一个或多个输入设备1250以及一个或多个输出设备1260。处理单元可以是实际或虚拟处理器并且能够根据存储器1220中存储的程序来执行各种处理。在多处理器***中，多个处理单元并行执行计算机可执行指令，以提高电子设备1200的并行处理能力。
电子设备1200通常包括多个计算机存储介质。这样的介质可以是电子设备1200可访问的任何可以获得的介质，包括但不限于易失性和非易失性介质、可拆卸和不可拆卸介质。存储器1220可以是易失性存储器（例如寄存器、高速缓存、随机访问存储器（RAM））、非易失性存储器（例如，只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、闪存）或它们的某种组合。存储设备1230可以是可拆卸或不可拆卸的介质，并且可以包括机器可读介质，诸如闪存驱动、磁盘或者任何其他介质，其可以能够用于存储信息和/或数据（例如用于训练的训练数据）并且可以在电子设备1200内被访问。
电子设备1200可以进一步包括另外的可拆卸/不可拆卸、易失性/非易失性存储介质。尽管未在图12中示出，可以提供用于从可拆卸、非易失性磁盘（例如“软盘”）进行读取或写入的磁盘驱动和用于从可拆卸、非易失性光盘进行读取或写入的光盘驱动。在这些情况中，每个驱动可以由一个或多个数据介质接口被连接至总线（未示出）。存储器1220可以包括计算机程序产品1225，其具有一个或多个程序模块，这些程序模块被配置为执行本公开的各种实施例的各种方法或动作。
通信单元1240实现通过通信介质与其他电子设备进行通信。附加地，电子设备1200的组件的功能可以以单个计算集群或多个计算机器来实现，这些计算机器能够通过通信连接进行通信。因此，电子设备1200可以使用与一个或多个其他服务器、网络个人计算机（PC）或者另一个网络节点的逻辑连接来在联网环境中进行操作。
输入设备1250可以是一个或多个输入设备，例如鼠标、键盘、追踪球等。输出设备1260可以是一个或多个输出设备，例如显示器、扬声器、打印机等。电子设备1200还可以根据需要通过通信单元1240与一个或多个外部设备（未示出）进行通信，外部设备诸如存储设备、显示设备等，与一个或多个使得用户与电子设备1200交互的设备进行通信，或者与使得电子设备1200与一个或多个其他电子设备通信的任何设备（例如，网卡、调制解调器等）进行通信。这样的通信可以经由输入/输出（I/O）接口（未示出）来执行。
根据本公开的示例性实现方式，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有一条或多条计算机指令，其中一条或多条计算机指令被处理器执行以实现上文描述的方法。
这里参照根据本公开实现的方法、装置（***）和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理单元，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理单元执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备上，使得在计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实现的***、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本公开的各实现，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所公开的各实现。在不偏离所说明的各实现的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实现的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文公开的各实现。

Claims (19)

1.一种版图标记方法，其特征在于，包括：
基于与第一晶圆中的第一套刻标记图案有关的第一测量结果，生成所述第一晶圆的版图中的一组套刻标记图案，所述一组套刻标记图案中的每个套刻标记图案均与所述第一套刻标记图案不同，所述第一套刻标记图案位于所述第一晶圆中的第一堆叠，所述一组套刻标记图案对应于所述第一晶圆中的第二堆叠，所述第二堆叠与所述第一堆叠不同；
生成分别与所述一组套刻标记图案对应的一组仿真结果，每个仿真结果模拟光学量测，所述光学量测是对应的套刻标记图案和所述第一套刻标记图案的光学量测；以及
基于所述一组仿真结果，从所述一组套刻标记图案中确定用于所述版图的第二套刻标记图案。
2.根据权利要求1所述的版图标记方法，其特征在于，生成分别与所述一组套刻标记图案对应的一组仿真结果包括：
确定用于对晶圆中的套刻标记图案的结构进行仿真的一组仿真参数，所述一组仿真参数包括与所述第一套刻标记图案有关的几何参数以及与晶圆的制造工艺有关的工艺参数；
基于所述第一测量结果，确定所述一组仿真参数的相应值；
基于所述一组仿真参数的相应值，分别对所述一组套刻标记图案的结构进行仿真；以及
通过对所述第一套刻标记图案的结构和所述一组套刻标记图案相应的仿真的结构进行光学量测仿真，生成所述一组仿真结果。
3.根据权利要求2所述的版图标记方法，其特征在于，基于所述第一测量结果确定所述一组仿真参数的相应值包括：
基于所述一组仿真参数的相应候选值，确定对所述第一套刻标记图案的结构的结构仿真结果；
至少基于所述结构仿真结果，确定质量指标，所述质量指标用于评估对套刻标记图案的结构的仿真质量；以及
如果所述质量指标满足预定条件，将所述一组仿真参数的相应候选值确定为所述一组仿真参数的相应值。
4. 根据权利要求3所述的版图标记方法，其特征在于，所述版图标记方法还包括：
如果所述质量指标不满足所述预定条件，调整所述一组仿真参数的所述相应候选值；以及
基于所述一组仿真参数的经调整的相应候选值，重新确定所述结构仿真结果。
5.根据权利要求3所述的版图标记方法，其特征在于，至少基于所述结构仿真结果确定所述质量指标包括：
基于所述结构仿真结果，确定用于评估光刻仿真的第一预定义质量因子的值，作为所述质量指标。
6. 根据权利要求5所述的版图标记方法，其特征在于，所述版图标记方法还包括：
获得第二晶圆的所述第一预定义质量因子的第二值，所述第二晶圆包括基于所述第一套刻标记图案和所述第二套刻标记图案制造的所述第一堆叠和所述第二堆叠；以及
如果所述第二晶圆的所述第一预定义质量因子的所述第二值与针对所述第一套刻标记图案和所述一组套刻标记图案中的所述第二套刻标记图案确定的所述第一预定义质量因子的相应值不相符，调整以下至少一项：
用于确定所述第一预定义质量因子的值的一组参数的参数类型；或
用于确定所述第一预定义质量因子的值的所述一组参数的相应权重。
7.根据权利要求3所述的版图标记方法，其特征在于，至少基于所述结构仿真结果确定所述质量指标包括：
基于所述结构仿真结果，确定与所述第一套刻标记图案的结构有关的一组几何参数的相应仿真值；
基于所述第一测量结果，确定所述一组几何参数的相应测量值；以及
基于所述一组几何参数的所述相应仿真值和所述相应测量值，确定所述质量指标。
8. 根据权利要求7所述的版图标记方法，其特征在于，所述版图标记方法还包括：
获得第二晶圆的第二测量结果，所述第二晶圆包括基于所述第一套刻标记图案和所述第二套刻标记图案制造的所述第一堆叠和所述第二堆叠；以及
如果所述第二测量结果与所述一组仿真结果中对应于所述第二套刻标记图案的仿真结果不相符，调整以下至少一项：
所述一组几何参数的参数类型，或
所述一组几何参数的相应权重，其中所述质量指标是基于所述权重确定的。
9.根据权利要求7所述的版图标记方法，其特征在于，所述一组几何参数包括以下至少一项：
所述第一堆叠的厚度，
对应于所述第一套刻标记图案的一组结构的相应上、下表面宽度，
所述一组结构中相邻结构的上、下表面之间的距离，
所述一组结构的相应侧壁角，或
所述一组结构的相应高度。
10. 根据权利要求1所述的版图标记方法，其特征在于，确定所述第二套刻标记图案包括：
针对所述一组套刻标记图案中的每个套刻标记图案，基于所述一组仿真结果中与该套刻标记图案对应的仿真结果，确定用于评估光学量测仿真的第二预定义质量因子的值；以及
基于针对所述一组套刻标记图案确定的所述第二预定义质量因子的相应值，从所述一组套刻标记图案中选择所述第二套刻标记图案。
11.根据权利要求10所述的版图标记方法，其特征在于，所述版图标记方法还包括：
调整所述第二套刻标记图案的第一几何参数的值以获得第三套刻标记图案；
生成模拟所述第三套刻标记图案和所述第一套刻标记图案的光学量测的仿真结果；以及
如果基于所述第三套刻标记图案的仿真结果确定的所述第二预定义质量因子的值超过基于所述第二套刻标记图案和所述第一套刻标记图案的相应仿真结果确定的所述第二预定义质量因子的值，将所述第二套刻标记图案替换为所述第三套刻标记图案。
12.根据权利要求10所述的版图标记方法，其中所述第二预定义质量因子包括以下至少一项：
套刻标记灵敏度，
堆叠灵敏度，或
套刻标记目标系数。
13.一种用于仿真套刻标记的方法，其特征在于，包括：
确定与晶圆中的套刻标记图案有关的测量结果；
确定用于对晶圆中的套刻标记图案的结构进行仿真的一组仿真参数，所述一组仿真参数包括与所述套刻标记图案有关的几何参数以及与晶圆的制造工艺有关的工艺参数；以及
基于所述测量结果，确定所述一组仿真参数的相应值。
14.根据权利要求13所述的用于仿真套刻标记的方法，其特征在于，基于所述测量结果确定所述一组仿真参数的相应值包括：
基于所述一组仿真参数的相应候选值，确定对所述套刻标记图案的结构的仿真结果；
至少基于所述结构的仿真结果，确定质量指标，所述质量指标用于评估套刻标记仿真的质量；以及
如果所述质量指标满足预定条件，将所述一组仿真参数的相应候选值确定为所述一组仿真参数的相应值。
15. 根据权利要求14所述的用于仿真套刻标记的方法，其特征在于，所述用于仿真套刻标记的方法还包括：
如果所述质量指标不满足所述预定条件，调整所述一组仿真参数的所述相应候选值；以及
基于所述一组仿真参数的经调整的所述相应候选值，重新确定所述结构的仿真结果。
16.根据权利要求15所述的用于仿真套刻标记的方法，其特征在于，至少基于所述结构的仿真结果确定所述质量指标包括：
基于所述结构的仿真结果，确定与所述套刻标记图案的结构有关的一组几何参数的相应仿真值；
基于所述测量结果，确定所述一组几何参数的相应测量值；以及
基于所述一组几何参数的所述相应仿真值与所述相应测量值之间的比较，确定所述质量指标。
17.根据权利要求16所述的用于仿真套刻标记的方法，其特征在于，至少基于所述结构的仿真结果确定所述质量指标包括：
基于所述结构的仿真结果，确定用于评估光刻仿真的第一预定义质量因子的值，作为所述质量指标。
18. 一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理单元；以及
至少一个存储器，所述至少一个存储器被耦合到所述至少一个处理单元并且存储用于由所述至少一个处理单元执行的指令，所述指令在由所述至少一个处理单元执行时使所述电子设备执行根据权利要求1至12或者权利要求13至17中任一项所述的方法。
19.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序可由处理器执行以实现根据权利要求1至12或者权利要求13至17中任一项所述的方法。
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