基於跨越晶片的參數變化的測量模型優化的製作方法
2023-05-14 07:04:31
基於跨越晶片的參數變化的測量模型優化的製作方法
【專利摘要】基於跨越半導體晶片的參數變化的模型來確定優化測量模型。全局跨晶片模型依據所述晶片上的位置而表徵結構參數。通過使用工藝變化的所述跨晶片模型約束測量模型而優化所述測量模型。在一些實例中，所述跨晶片模型本身為參數化模型。然而，所述跨晶片模型表徵所述晶片上的任何位置處的結構參數的值，其中參數遠少於在每個位置處將所述結構參數視為未知的測量模型。在一些實例中，所述跨晶片模型基於所述晶片上的位置在未知結構參數值之間產生約束。在一個實例中，所述跨晶片模型基於測量位點的群組在所述晶片上的位置而使與所述測量位點的群組相關聯的結構參數值相關。
【專利說明】基於跨越晶片的參數變化的測量模型優化
[0001]相關申請案的交叉參考
[0002]本專利申請案根據35U.S.C.§ 119主張2012年5月8日申請的標題為「ProcessBased Cross Wafer Model Optimizat1n (基於工藝的跨晶片模型優化)」的第 61/644，030號美國臨時專利申請案的優先權，所述申請案的主題以引用方式全部併入本文。
【技術領域】
[0003]所述實施例涉及度量系統及方法，且更特定來說，涉及用於結構參數的改善測量的方法及系統。
【背景技術】
[0004]例如邏輯及存儲器裝置的半導體裝置通常通過施加於樣品的一序列處理步驟而製造。半導體裝置的各種特徵及多個結構層級通過這些處理步驟形成。例如，除其它以外，光刻為涉及在半導體晶片上產生圖案的一種半導體製造工藝。半導體製造工藝的額外實例包含(但不限於)化學機械拋光、蝕刻、沉積及離子植入。可在單個半導體晶片上製造多個半導體裝置且接著可將多個半導體裝置分成個別半導體裝置。
[0005]在半導體製造工藝期間的各個步驟處使用度量過程以檢測晶片上的缺陷以促進更高良率。光學度量技術提供實現高處理能力而無需冒樣品破壞的風險的潛能。通常使用包含散射測量及反射測量實施方案以及相關聯分析算法的數個基於光學度量的技術以表徵納米級結構的臨界尺寸、膜厚度、組合物及其它參數。
[0006]傳統上，對由薄膜及/或重複周期性結構組成的目標執行光學度量。在裝置製造期間，這些膜及周期性結構通常表示實際裝置幾何形狀及材料結構或中間設計。隨著裝置(例如，邏輯及存儲器裝置)邁向較小納米級尺寸，表徵變得更加困難。併入複雜三維幾何形狀及具有多種物理性質的材料的裝置造成表徵困難。
[0007]例如，現代存儲器結構通常為使光學輻射難以穿透到底層的高寬高比的三維結構。此外，表徵複雜結構(例如，FinFET)所需的參數數目增加導致參數相關性增加。因此，表徵目標的測量模型參數通常無法可靠地解除相關。
[0008]響應於這些挑戰，已開發出更複雜的光學工具。在若干機器參數(例如，波長、方位角及入射角等等)的大範圍內執行測量且通常同時執行測量。因此，用以產生可靠結果(包含測量體系)的測量時間、計算時間及總體時間顯著增加。此外，在大波長範圍內的光強度的展開降低了任何特定波長下的照明強度且增加在所述波長下執行的測量的信號不確定性。
[0009]未來的度量應用歸因于越來越小的解析度要求、多參數相關性、越來越複雜的幾何結構及越來越多地使用不透明材料而對度量提出挑戰。因此，期望用於改善測量的方法及系統。
【發明內容】
[0010]本發明提呈用於針對經配置以測量與不同的半導體製造工藝相關聯的結構及材料特性的度量系統產生優化測量模型的方法及系統。
[0011]在一個方面中，基於跨越半導體晶片的參數變化的建模確定優化測量模型。全局地(即，跨越所述晶片的表面)為一或多個樣品參數的變化建模。通過使用工藝變化的跨晶片模型約束測量模型來改善測量模型定義。
[0012]在許多實施例中，工藝引發的變化顯現為跨越晶片的空間圖案(例如，具有U或W形狀的徑向對稱薄膜厚度圖案)。這些圖案大體上由跨越晶片的平滑且連續參數改變所致。跨晶片模型依據晶片上的位置而表徵樣品參數值。
[0013]在一些實例中，所述跨晶片模型本身為參數化模型，但是參數遠少於在每個位置處將樣品參數視為不同未知參數的測量模型。
[0014]在一些實例中，所述跨晶片模型基於所述晶片上的位置對未知樣品參數之間的關係產生約束。以此方式，所述跨晶片模型基於測量位點的群組在所述晶片上的位置而產生與所述測量位點的群組相關聯的樣品參數之間的函數關係。
[0015]通過參數變化的跨晶片模型約束測量模型。以此方式，縮減必須經擬合以達到測量解的參數集合。這導致參數之間的相關性更小、測量結果更準確且用於庫產生、擬合及分析的計算時間更少。例如，消除或顯著地減小層厚度與製造於所述層的頂部上的光柵結構之間的相關性。由於建模參數跨越晶片浮動且受到約束而非固定在某個標稱值，所以準確度得以改善。在一些實例中，優化測量模型使用較少的測量技術及減小的照明波長範圍實現測量以實現滿意的測量結果。在一些實例中，通過所述優化測量模型實現採用有限波長範圍內的高強度光源的測量系統。
[0016]前述為
【發明內容】
且因此必然含有細節的簡化、一股化及省略；因此，所屬領域的技術人員應了解，
【發明內容】
僅僅為闡釋性的且絕無任何限制。在本文中陳述的非限制性詳細描述中將明白本文所述的裝置及/或工藝的其它方面、發明特徵及優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為說明經配置以根據本文所述的方法基於工藝變化的跨晶片模型優化測量模型的度量系統100的圖。
[0018]圖2為說明基於工藝變化的跨晶片模型優化測量模型的示範性方法200的流程圖。
[0019]圖3為描繪晶片上的不同徑向位置的膜厚度的測量的曲線圖150。
[0020]圖4為說明具有晶片101上的相同徑向位置的測量位點的群組的圖。
【具體實施方式】
[0021]現在將詳細參考本發明的背景實例及一些實施例，本發明的實例在附圖中加以說明。本發明提呈用於基於跨越半導體晶片的參數變化的建模優化測量模型的方法及系統。採用優化測量模型的系統用以測量與不同的半導體製造工藝相關聯的結構及材料特性(例如，材料組合物、結構及膜的尺寸特性等等)。
[0022]一股來說，本文中論述的光學度量技術為測量受檢驗樣品的物理性質的間接方法。在大多數情況中，測量值無法用來直接確定所述樣品的物理性質。標稱測量過程由結構的參數化(例如，膜厚度、臨界尺寸等等)及機器的參數化(例如，波長、入射角、偏光角等等)組成。創建嘗試預測測量值的測量模型。所述模型包含與機器相關聯的參數(Pmadlim)及與樣品相關聯的參數(Pspec;imJ。
[0023]機器參數為用以表徵度量工具本身的參數。示範性機器參數包含入射角(AOI)、分析器角度(Atl)、偏光器角度(匕)、照明波長、數值孔徑(NA)等等。樣品參數為用以表徵樣品的參數。對於薄膜樣品，示範性樣品參數包含折射率、電介質函數張量、所有層的標稱層厚度、層順序等等。為測量目的，所述機器參數被視為已知的固定參數，且所述樣品參數(或樣品參數的子集)被視為未知浮動參數。浮動參數通過產生理論預測值與實驗數據之間的最佳擬合的擬合過程(例如，回歸、庫匹配等等)解析。改變未知樣品參數Pspecdmm且計算模型輸出值，直到確定導致所述模型輸出值與實驗測量值之間的近似匹配的樣品參數值集口 ο
[0024]在許多情況中，所述樣品參數高度相關。這可導致模型不穩定。在一些情況中，這通過固定特定樣品參數來解決。然而，這通常導致在估計剩餘參數時產生重大錯誤。例如，在晶片的表面上方，下伏層(例如，半導體晶片上的半導體材料堆疊的氧化物基層)的厚度並非均勻。然而，為減小參數相關性，構造將這些層視為在所述晶片的表面上方具有固定厚度的測量模型。不幸的是，這可導致在估計其它參數時產生重大錯誤。
[0025]也可通過併入表徵單個目標或緊密相鄰的多個目標的額外幾何信息而減小參數相關性，但是此幾何信息為位置特定的且必須針對每一位置單獨併入。從晶片上的多個位置收集的工藝變化信息也可併入測量模型以減小參數相關性。然而，類似地，此工藝變化信息為位置特定的且必須針對每一位置單獨併入。
[0026]在一個方面中，基於跨越半導體晶片的參數變化的建模確定優化測量模型。全局地(即，跨越所述晶片的表面)為一或多個樣品參數的變化建模。因此，跨半導體晶片的參數變化的模型是跨晶片模型。通過使用工藝變化的跨晶片模型約束測量模型來改善測量模型定義。
[0027]在許多實施例中，工藝引發的變化跨越所述晶片顯現為空間圖案(例如，具有U或W形狀的徑向對稱薄膜厚度圖案)。這些圖案大體上由跨越所述晶片且容易地通過跨晶片模型捕獲的平滑且連續參數改變所致。所述跨晶片模型依據所述晶片上的位置而表徵樣品參數值。在一些實例中，所述跨晶片模型本身為參數化模型，但是參數遠少於在每個位置處將樣品參數視為不同未知參數的測量模型。在一些實例中，所述跨晶片模型基於所述晶片上的位置對未知樣品參數之間的關係產生約束。以此方式，所述跨晶片模型基於測量位點的群組在所述晶片上的位置而產生與所述測量位點的群組相關聯的樣品參數之間的函數關係。
[0028]測量模型受參數變化的跨晶片模型約束。以此方式，縮減必須經擬合以達到測量解的參數集合。這導致參數之間的相關性更小、測量結果更準確且用於庫產生、擬合及分析的計算時間更少。例如，消除或顯著地減小層厚度與製造於所述層的頂部上的光柵結構之間的相關性。由於建模參數跨越晶片浮動且受到約束而非固定在某個標稱值，所以準確度得以改善。在一些實例中，優化測量模型使用較少的測量技術及減小的照明波長範圍實現測量以實現滿意測量結果。在一些實例中，通過所述優化測量模型實現採用有限波長範圍內的高強度光源的測量系統。
[0029]圖1說明根據本文提呈的示範性方法測量樣品的特性的系統100。如圖1中所示，系統100可用以對一樣品101的一或多個結構執行光譜橢圓偏光測量。在此方面中，系統100可包含裝備有照明器102及光譜儀104的光譜橢圓偏光儀。系統100的照明器102經配置以產生選定波長範圍(例如，150nm到850nm)的照明並將所述照明引導到安置在樣品101的表面上的結構。繼而，光譜儀104經配置以接收從樣品101的表面反射的照明。進一步注意，使用偏光狀態產生器107使從照明器102出射的光偏光以產生偏光照明光束106。由安置在樣品101上的結構反射的輻射行進穿過偏光狀態分析器109且到達光譜儀104。就偏光狀態分析收集光束108中由光譜儀104接收的輻射，從而允許通過光譜儀對通過分析器傳遞的輻射進行光譜分析。這些光譜111被傳遞到計算系統130以用於分析結構。
[0030]如圖1中描繪，系統100包含單個測量技術(S卩，SE)。然而，一股來說，系統100可包含任何數目種不同的測量技術。通過非限制性實例，系統100可配置為光譜橢圓偏光儀(包含穆勒(Mueller)矩陣橢圓偏光測量)、光譜反射計、光譜散射計、重疊散射計、角度解析光束輪廓反射計、偏光解析光束輪廓反射計、光束輪廓反射計、光束輪廓橢圓偏光儀、任何單個或多個波長橢圓偏光儀或其任何組合。此外，一股來說，可從多個工具而非集成多種技術的一個工具收集通過不同測量技術收集且根據本文所述方法分析的測量數據。
[0031]在進一步實施例中，系統100可包含用以根據本文所述方法基於通過參數變化的跨晶片模型引入的約束產生優化測量模型的一或多個計算系統130。一或多個計算系統130可通信地耦合到光譜儀104。在一個方面中，一或多個計算系統130經配置以接收與樣品101的結構測量相關聯的測量數據111。
[0032]此外，在一些實施例中，一或多個計算系統130進一步經配置以接收與樣品101通過參考測量源120的測量相關聯的參考測量數據121的集合。在一些實例中，參考測量數據121存儲在存儲器(例如存儲器132)中且通過計算系統130檢索。
[0033]在進一步實施例中，一或多個計算系統130經配置以採用實時臨界尺寸標註(RTCD)實時存取模型參數，或其可存取預先計算模型的庫以根據本文所述方法確定優化測量模型。
[0034]應認識到，可通過單個計算機系統130或替代地多個計算機系統130實行貫穿本發明描述的各種步驟。此外，系統100的不同子系統(例如光譜橢圓偏光儀104)可包含適用於實行本文所述步驟的至少一個部分的計算機系統。因此，前述描述不應被解釋為限制本發明，而僅僅為說明。此外，一或多個計算系統130可經配置以執行本文所述的任何方法實施例的(若干)任何其它步驟。
[0035]此外，計算機系統130可以此項技術中已知的任何方式通信地耦合到光譜儀104。例如，一或多個計算系統130可耦合到與光譜儀104相關聯的計算系統。在另一實例中，可通過耦合到計算機系統130的單個計算機系統直接控制光譜儀104。
[0036]度量系統100的計算機系統130可經配置以通過可包含有線部分及/或無線部分的傳輸媒體從所述系統的子系統(例如，光譜儀104、參考測量源120等等)接收及/或獲取數據或信息。以此方式，所述傳輸媒體可用作計算機系統130與系統100的其它子系統之間的數據鏈路。
[0037]集成度量系統100的計算機系統130可經配置以通過可包含有線部分及/或無線部分的傳輸媒體從其它系統接收及/或獲取數據或信息(例如，測量結果、建模輸入、建模結果等等)。以此方式，所述傳輸媒體可用作計算機系統130與其它系統(例如，板上存儲器度量系統100、外部存儲器、參考測量源120或其它外部系統)之間的數據鏈路。例如，計算系統130可經配置以經由數據鏈路從存儲媒體(即，存儲器132或外部存儲器)接收測量數據。例如，使用光譜儀104獲得的光譜結果可存儲在永久或半永久存儲器裝置(例如，存儲器132或外部存儲器)中。在此方面，可從板上存儲器或外部存儲器系統導入光譜結果。此外，所述計算機系統130可經由傳輸媒體發送數據到其它系統。例如，通過計算機系統130確定的優化測量模型或樣品參數140可經傳達且存儲在外部存儲器中。在此方面，可對另一系統導出測量結果。
[0038]計算系統130可包含(但不限於)個人計算機系統、主計算機系統、工作站、圖像計算機、並行處理器或此項技術中已知的任何其它裝置。一股來說，術語「計算系統」可經廣泛定義以涵蓋具有執行來自存儲器媒體的指令的一或多個處理器的任何裝置。
[0039]可經由例如導線、電纜或無線傳輸鏈路的傳輸媒體傳輸實施例如本文中描述的方法的程序指令134。例如，如圖1中說明，存儲於存儲器132中的程序指令134經由總線133傳輸到處理器131。程序指令134存儲在計算機可讀媒體(例如，存儲器132)中。示範性計算機可讀媒體包含只讀存儲器、隨機存取存儲器、磁碟或光碟或磁帶。
[0040]圖2說明適用於通過本發明的度量系統100實施的方法200。在一個方面中，應認識到可經由通過計算系統130的一或多個處理器執行的預編程算法實行方法200的數據處理框。雖然下列描述在度量系統100的背景內容下提出，但是在本文中應認識到度量系統100的特定結構方面並不表示限制且應僅解釋為闡釋性。
[0041]在框201中，確定位於半導體晶片上的目標結構的第一測量模型。所述第一測量模型包含第一參數集合。所述參數可包含幾何參數、材料參數及其它參數。此類測量模型可通過計算系統130使用建模及庫產生封裝(例如可從加利福尼亞州，聖何塞，KLA-Tencor,Corp.購得的AcuShape?)而產生。
[0042]在框202中，確定表徵所述半導體晶片上的任何位置處的所述第一參數集合的至少一個參數的工藝變化的跨晶片模型。所述跨晶片模型表徵用以描述正測量的結構的至少一個參數的工藝變化。所述參數取決於所述目標結構在所述半導體晶片上的位置，且所述跨晶片模型描述此相依性。
[0043]可由產生自多種源的工藝變化數據確定所述跨晶片模型。在一些實施例中，工藝變化數據產生自實際工藝數據，例如在物理工藝流程中實際上測量的數據(例如，在半導體晶片製造工藝流程中的任何時刻採取的測量)。例如，可基於通過參考測量源120執行的測量產生工藝變化數據。在一些實施例中，參考測量源120為能夠高度準確地測量目標結構的另一度量工具(例如，TEM、SEM、X光散射計等等)。在一些其它實例中，可基於通過系統100使用擬合於使用測量技術及機器參數值的不同集合收集的測量數據的第一測量模型執行的測量產生工藝變化數據。
[0044]在一些其它實施例中，工藝變化數據是基於模型的。例如，工藝模擬器(例如，可從加利福尼亞州，聖荷塞，KLA-TenconCorp.購得的PR0LITH?模擬器)可用以基於工藝窗內的變化模擬目標結構的改變以產生工藝變化數據。
[0045]在一些其它實例中，工藝變化數據通過用戶定義。例如，工藝變化數據可通過定義參數之間的關係的方程式加以描述。在另一實例中，工藝變化數據可通過定義參數之間的關係的一或多個相關矩陣加以描述。在另一實例中，工藝變化數據可通過選擇期望配置文件集合而定義。
[0046]所述工藝變化數據定義或用以定義約束第一測量模型的參數的跨晶片模型。示範性參數包含底部臨界尺寸(BCD)、頂部臨界尺寸(TCD)、中間臨界尺寸(MCD)、側壁角度(SWA)、膜厚度等等。
[0047]如前文論述，在許多實施例中，工藝引發的變化顯現為跨越晶片的空間圖案。圖3為說明晶片上的數個不同徑向位置處的膜厚度的測量的曲線圖150。如圖3中說明，膜厚度跨越晶片以相異空間圖案顯著地變化。開發依據晶片上的位置描述膜厚度的跨晶片模型。在所描繪實例中，通過方程式(I)描述的多項式函數為依據晶片上的徑向位置描述膜厚度的跨晶片模型，其中R為距晶片中心的距離，H為膜厚度，且VB1及B2為多項式係數。
[0048]H = B0-B1R^B2R2 (I)
[0049]在一些實例中，將所述跨晶片模型擬合於膜厚度測量數據以達到依據晶片上的位置而表徵膜厚度的跨晶片模型。在此實例中，所述跨晶片模型依據徑向位置R而定義所述膜厚度。通過圖3中的標繪線151說明示範性模型擬合。
[0050]在一些實例中，基於參考測量數據(例如，接收自參考測量源120的測量數據121、通過度量系統100產生的測量數據111或通過預定義工藝特定模型產生的數據)對所述跨晶片模型執行擬合。在擬合所述跨晶片模型的參數(例如，Br B1及B2)之後，針對特定位置計算膜厚度值且將所述值視為涉及在所述特定位置處收集的測量數據的後續測量分析中的常數。
[0051]在一些其它實例中，使用參數化跨晶片模型本身以約束測量模型，而非通過憑藉所述跨晶片模型產生的特定值約束所述測量模型。例如，可使用方程式(I)來約束所述測量模型。以此方式，所述測量模型對膜厚度的表徵僅取決於三個參數(Bc^ B1及B2),而非使參數針對晶片上的每個位置浮動。在這些實例中，所述跨晶片模型本身為參數化模型，但是參數遠少於在每個位置處將樣品參數視為不同未知參數的測量模型。在這些實例中，所述跨晶片模型的參數(例如，B0, B1 R B2)在後續測量分析中為浮動的。在許多情況中，樣品參數(例如，膜厚度)的值隨晶片變化。使所述跨晶片模型的參數浮動的測量模型能夠通過與每一晶片相關聯的測量分析直接適應樣品參數(例如，膜厚度)的晶片到晶片變化，而非必須產生顯式前饋值以用於每一晶片的後續分析。
[0052]在一些實例中，所述跨晶片模型基於晶片上的位置對未知樣品參數之間的關係產生約束。以此方式，所述跨晶片模型基於測量位點的群組在所述晶片上的位置而產生與所述測量位點的群組相關聯的樣品參數之間的函數關係。
[0053]在一個實例中，通過方程式(I)描述表徵膜厚度參數的跨晶片模型。所述跨晶片模型定義半導體晶片上的任何位置處的膜厚度的變化。在此實例中，所述跨晶片模型取決於徑向位置，但是獨立於角位置。基於跨晶片工藝模型，膜厚度的值可連結在一起並一起浮動以用於測量定位於與所述晶片中心相距相同距離處的位點的任何組合。例如，如圖4中說明，晶片101包含與晶片101的中心相距距離Rl的測量位點141A、141B、141C及141D的群組。可基於連結這些位點處的測量的每一者的膜厚度的值的測量模型同時分析這些測量。如前文論述，在一些實例中，所述值可浮動。在一些其它實例中，可針對定位成與晶片的中心相距固定距離的測量位點的每一群組通過將測量數據擬合於所述跨晶片模型來確定所述值。以此方式，預期與位點141A、141B、141C及141D處的測量相關聯的膜厚度不同於定位成與晶片101的中心相距距離R2的位點140A、140B、140C及140D處的測量。
[0054]在框203中，接收一定數量的測量數據。在一些實例中，所述一定數量的測量數據與通過度量工具對目標結構進行的測量相關聯。在一個實例中，所述一定數量的測量數據包含通過圖1中說明的SE度量子系統在波長及偏光角範圍內測量的測量數據111。在另一實例中，所述測量數據可為存儲於庫中的數據。
[0055]在框204中，確定表徵所述目標結構的第二參數值集合。基於將測量數據擬合於受跨晶片模型約束的目標結構的第二測量模型來確定所述第二參數值集合。在一些實例中，將所述第一測量模型變換為包含第二參數集合的結構的第二測量模型。所述第一模型到所述第二模型的變換受所述跨晶片模型約束。此外，所述第二參數集合不同於所述第一參數集合。此外，所述第二參數集合包含的參數少於所述第一參數集合所包含的參數。相對於第一數目個參數，參數數目的減小及所述第二參數集合之間的相關性減小造成模型穩定性及計算速度增加。
[0056]跨晶片模型用以確定通過變換最小化參數相關性的新參數化(即，第二參數集合)。一股來說，這些操作涉及使用依據不同的機器參數(例如，波長、偏光角、相干性狀態等等)測量的信號而工作。在一些實例中，主成分分析(PCA)用以產生所述第二模型。
[0057]讓與KLA-Tencor公司且在2013年5月2日以第2013/0110477 Al號美國專利公開案的名義發表的第13/286，079號美國專利申請案中描述用於模型變換的示範性方法及系統，所述案的全部內容以引用方式併入本文。
[0058]在框205中，將所述第二參數值集合存儲在存儲器中。所述第二參數值集合可存儲在板上測量系統100(例如，存儲器132中)或可(例如經由輸出信號140)傳達到外部存儲器裝置。
[0059]一股來說，本文所述的系統及方法可實施為製備用於脫機或工具型(on-tool)測量的優化測量模型的工藝的部分。此外，兩個測量模型及任何重新參數化測量模型皆可描述一或多個目標結構及測量位點。
[0060]如本文中描述，術語「臨界尺寸」包含結構的任何臨界尺寸(例如，底部臨界尺寸、中間臨界尺寸、頂部臨界尺寸、側壁角度、光柵高度等等)、任何兩個或更多個結構之間的臨界尺寸(例如，兩個結構之間的距離)及兩個或更多個結構之間的位移(例如，重疊光柵結構之間的重疊位移等等)。結構可包含三維結構、圖案化結構、重疊結構等等。
[0061 ] 如本文中描述，術語「臨界尺寸應用」或「臨界尺寸測量應用」包含任何臨界尺寸測量。
[0062]如本文中描述，術語「度量系統」包含至少部分用以在任何方面(包含測量應用(例如臨界尺寸度量、重疊度量、焦距/劑量度量及組合物度量))表徵樣品的任何系統。然而，此類專門術語並不限制如本文中描述的術語「度量系統」的範圍。此外，度量系統100可經配置以測量圖案化晶片及/或未經圖案化的晶片。度量系統可配置為LED檢驗工具、邊緣檢驗工具、背面檢驗工具、宏觀檢驗工具或多模式檢驗工具(同時涉及來自一或多個平臺的數據)及獲利於基於臨界尺寸數據對系統參數的校準的任何其它度量或檢驗工具。
[0063]本文針對可用於處理樣品的半導體處理系統(例如，檢驗系統或光刻系統)描述各種實施例。術語「樣品」在本文中用以指代晶片、光罩或可通過此項技術中已知的方式處理(例如，印刷或檢驗缺陷)的任何其它樣品。
[0064]如本文中使用，術語「晶片」大體上指代由半導體或非半導體材料形成的襯底。實例包含(但不限於)單晶矽、砷化鎵及磷化銦。此類襯底通常可在半導體製造設施中找到及/或處理。在一些情況中，晶片可僅包含襯底(即，裸晶片)。替代地，晶片可包含形成於襯底上的一或多個不同材料層。形成於晶片上的一或多個層可「經圖案化」或「未經圖案化」。例如，晶片可包含具有可重複圖案特徵的多個裸片。
[0065]「光罩」可為在光罩製造工藝的任何階段的光罩或者可或不一定經釋放以於半導體製造設施中使用的完成光罩。光罩或「掩模」大體上被定義為具有形成於其上且以一圖案配置的實質上不透明區域的實質上透明襯底。所述襯底可包含(例如)例如非晶S1JA玻璃材料。可在光刻工藝的曝光步驟期間將光罩安置在覆蓋有光致抗蝕劑的晶片上方，使得可將所述光罩上的圖案轉印到光致抗蝕劑。
[0066]形成於晶片上的一或多個層可經圖案化或未經圖案化。例如，晶片可包含各自具有可重複圖案特徵的多個裸片。此類材料層的形成及處理最終可產生完成的裝置。可在晶片上形成許多不同類型的裝置，且如本文中使用的術語晶片旨在涵蓋其上製造此項技術中已知的任何類型的裝置的晶片。
[0067]在一或多個示範性實施例中，可將所描述的功能實施於硬體、軟體、固件或其任何組合中。如果實施於軟體中，那麼功能可作為一或多個指令或程序代碼存儲在計算機可讀媒體上或經由所述計算機可讀媒體傳輸。計算機可讀媒體包含計算機存儲媒體及通信媒體二者，通信媒體包含促進將電腦程式從一個位置傳送到另一位置的任何媒體。存儲媒體可為可通過通用或專用計算機存取的任何可用媒體。舉例來說(且不不受限制)，此計算機可讀媒體可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光碟存儲裝置、磁碟存儲裝置或其它磁性存儲裝置，或可用以攜載或存儲呈指令或數據結構的形式的所要程序代碼裝置及可通過通用或專用計算機或通用或專用處理器存取的任何其它媒體。再者，任何連接也可適當地稱為計算機可讀媒體。例如，如果軟體為使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數字用戶線(DSL)或例如紅外線、無線電及微波的無線技術從網站、伺服器或其它遠程源傳輸，那麼同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL或例如紅外線、無線電及微波的無線技術包含於媒體的定義中。如本文中使用，磁碟及光碟包含光碟(CD)、雷射光碟、光碟、數字多功能光碟(DVD)、軟盤及藍光光碟，其中磁碟通常磁性地重現數據而光碟使用雷射光學地重現數據。上述組合應也包含於計算機可讀媒體的範圍內。
[0068]雖然上文已針對指導目的描述某些特定實施例，但是本專利文獻的教示具有一股適用性且不限於上述特定實施例。因此，在不脫離如權利要求書中陳述的本發明的範圍的情況下，可實踐所述實施例的各種特徵的各種修改、調適及組合。
【權利要求】
1.一種方法，其包括: 確定位於半導體晶片上的目標結構的第一測量模型，所述第一測量模型包含第一參數集合; 確定表徵所述半導體晶片上的任何位置處的所述第一參數集合的至少一個參數的工藝變化的跨晶片模型； 接收與通過度量工具對所述目標結構進行的測量相關聯的第一數量的測量數據；基於將所述第一數量的測量數據擬合於受所述跨晶片模型約束的所述目標結構的第二測量模型而確定表徵所述目標結構的第二參數值集合；及將所述第二參數值集合存儲在存儲器中。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述確定所述跨晶片模型涉及:依據所述半導體晶片上的位置而產生所述至少一個第一參數的值的參數化模型。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述確定所述跨晶片模型涉及:依據所述半導體晶片上的位置而連結所述至少一個第一參數值的值。
4.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括: 接收指示所述半導體晶片上的任何位點處的所述第一參數集合的所述至少一個參數的工藝變化的第二數量的測量數據，其中所述確定所述跨晶片模型至少部分基於所述經接收的第二數量的測量數據。
5.根據權利要求4所述的方法，其中所述第一數量的測量數據與所述第二數量的測量數據相同。
6.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括: 基於受所述跨晶片模型約束的所述第一測量模型的變換確定所述目標結構的所述第二測量模型，其中所述第二測量模型包含的參數少於所述第一參數集合所包含的參數。
7.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一參數集合的所述至少一個參數的值取決於所述目標結構在所述半導體晶片上的位置。
8.根據權利要求7所述的方法，其中表徵所述至少一個參數的工藝變化的所述跨晶片模型取決於所述目標結構在所述半導體晶片上的所述位置。
9.一種產生優化測量模型的系統，所述系統包括: 光學度量系統，其包含照明源及檢測器，所述光學度量系統經配置以使用測量技術及機器參數值集合對目標結構執行測量；及計算系統，其經配置以: 確定位於半導體晶片上的目標結構的第一測量模型，所述第一測量模型包含第一參數集合; 確定表徵所述半導體晶片上的任何位置處的所述第一參數集合的至少一個參數的工藝變化的跨晶片模型； 接收與通過度量工具對所述目標結構進行的測量相關聯的第一數量的測量數據；基於將所述第一數量的測量數據擬合於受所述跨晶片模型約束的所述目標結構的第二測量模型而確定表徵所述目標結構的第二參數值集合；及存儲所述第二參數值集合。
10.根據權利要求9所述的系統，其中所述確定所述跨晶片模型涉及:依據所述半導體晶片上的位置而產生所述至少一個第一參數的值的參數化模型。
11.根據權利要求9所述的系統，其中所述確定所述跨晶片模型涉及:依據所述半導體晶片上的位置而連結所述至少一個第一參數值的值。
12.根據權利要求9所述的系統，其中所述計算系統進一步經配置以: 接收指示所述半導體晶片上的任何位點處的所述第一參數集合的所述至少一個參數的工藝變化的第二數量的測量數據，其中所述確定所述跨晶片模型至少部分基於所述經接收的第二數量的測量數據。
13.根據權利要求9所述的系統，其中所述計算系統進一步經配置以: 基於受所述跨晶片模型約束的所述第一測量模型的變換確定所述目標結構的所述第二測量模型，其中所述第二測量模型包含的參數少於所述第一參數集合所包含的參數。
14.一種非暫時性計算機可讀媒體，其包括: 用於致使計算機確定位於半導體晶片上的目標結構的第一測量模型的代碼，所述第一測量模型包含第一參數集合； 用於致使所述計算機確定表徵所述半導體晶片上的任何位置處的所述第一參數集合的至少一個參數的工藝變化的跨晶片模型的代碼； 用於致使所述計算機接收與通過度量工具對所述目標結構進行的測量相關聯的第一數量的測量數據的代碼； 用於致使所述計算機基於將所述第一數量的測量數據擬合於受所述跨晶片模型約束的所述目標結構的第二測量模型而確定表徵所述目標結構的第二參數值集合的代碼；及 用於致使所述計算機將所述第二參數值集合存儲在存儲器中的代碼。
15.根據權利要求14所述的非暫時性計算機可讀媒體，其中所述確定所述跨晶片模型涉及:依據所述半導體晶片上的位置而產生所述至少一個第一參數的值的參數化模型。
16.根據權利要求14所述的非暫時性計算機可讀媒體，其中所述確定所述跨晶片模型涉及:依據所述半導體晶片上的位置而連結所述至少一個第一參數值的值。
17.根據權利要求14所述的非暫時性計算機可讀媒體，其進一步包括: 用於致使所述計算機接收指示所述半導體晶片上的任何位點處的所述第一參數集合的所述至少一個參數的工藝變化的第二數量的測量數據的代碼，其中所述確定所述跨晶片模型至少部分基於所述經接收的第二數量的測量數據。
18.根據權利要求14所述的非暫時性計算機可讀媒體，其進一步包括: 用於致使所述計算機基於受所述跨晶片模型約束的所述第一測量模型的變換確定所述目標結構的所述第二測量模型的代碼，其中所述第二測量模型包含的參數少於所述第一參數集合所包含的參數。
19.根據權利要求14所述的非暫時性計算機可讀媒體，其中所述第一參數集合的所述至少一個參數的值取決於所述目標結構在所述半導體晶片上的位置。
20.根據權利要求19所述的非暫時性計算機可讀媒體，其中表徵所述至少一個參數的工藝變化的所述跨晶片模型取決於所述目標結構在所述半導體晶片上的所述位置。
【文檔編號】H01L21/66GK104395997SQ201380033194
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2013年5月7日 優先權日:2012年5月8日
【發明者】史帝藍·伊凡渥夫·潘戴夫 申請人:科磊股份有限公司