本專利申請(qǐng)案依據(jù)35U.S.C.§119主張來(lái)自2014年7月7日申請(qǐng)的標(biāo)題為“控制工藝參數(shù)以改進(jìn)半導(dǎo)體裝置良率及邊緣放置誤差的計(jì)量及方法(Metrology and Method to Control Process Parameters to Improve Semiconductor Device Yield and Edge Placement Errors)”的序列號(hào)為62/021,659的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)，所述美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案以全文引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

所描述的實(shí)施例涉及計(jì)量系統(tǒng)及方法，且更特定來(lái)說(shuō)，所描述的實(shí)施例涉及用于改進(jìn)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的測(cè)量的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

通常通過(guò)應(yīng)用于樣品的一系列處理步驟來(lái)制造半導(dǎo)體裝置，例如邏輯裝置及存儲(chǔ)器裝置。通過(guò)這些處理步驟而形成所述半導(dǎo)體裝置的各種特征及多個(gè)結(jié)構(gòu)層級(jí)。舉例來(lái)說(shuō)，光刻尤其是涉及在半導(dǎo)體晶片上產(chǎn)生圖案的一種半導(dǎo)體制造工藝。半導(dǎo)體制造工藝的額外實(shí)例包含(但不限于)化學(xué)-機(jī)械拋光、蝕刻、沉積及離子植入?？稍趩蝹€(gè)半導(dǎo)體晶片上制造多個(gè)半導(dǎo)體裝置，且接著將所述多個(gè)半導(dǎo)體裝置分成個(gè)別半導(dǎo)體裝置。

使用多個(gè)圖案化工藝來(lái)構(gòu)造低于20納米的半導(dǎo)體裝置制造節(jié)點(diǎn)處所制造的最高級(jí)邏輯裝置及存儲(chǔ)器裝置。示范性多個(gè)圖案化工藝包含自對(duì)準(zhǔn)雙重圖案化(SADP)技術(shù)、自對(duì)準(zhǔn)三重圖案化(SATP)技術(shù)及自對(duì)準(zhǔn)四重圖案化(SAQP)技術(shù)。

在一個(gè)實(shí)例中，SAQP散熱片形成過(guò)程實(shí)現(xiàn)目標(biāo)間距，其是使用常規(guī)單圖案化光刻可獲得的間距的四分之一。在一個(gè)實(shí)例中，需要至少十四個(gè)步驟來(lái)產(chǎn)生散熱片結(jié)構(gòu)。這些步驟包含光刻步驟、蝕刻步驟及剝離步驟，其必須經(jīng)精確控制以實(shí)現(xiàn)具有所期望的間距及輪廓的散熱片結(jié)構(gòu)。通過(guò)所述SAQP散熱片形成過(guò)程而實(shí)現(xiàn)的最終間距值及散熱片輪廓(例如CD、SWA)受來(lái)自先前步驟的結(jié)構(gòu)參數(shù)值(例如抗蝕劑輪廓參數(shù)、間隔物膜厚度及其它參數(shù))影響。

在半導(dǎo)體制造工藝期間的各種步驟處使用計(jì)量過(guò)程來(lái)檢驗(yàn)晶片上的缺陷以促成較高良率。光學(xué)計(jì)量技術(shù)提供高處理量且無(wú)樣本破壞風(fēng)險(xiǎn)的可能性。通常使用大量基于光學(xué)計(jì)量的技術(shù)(其包含散射測(cè)量實(shí)施方案及反射測(cè)量實(shí)施方案及相關(guān)聯(lián)的分析算法)來(lái)使納米級(jí)結(jié)構(gòu)的臨界尺寸、膜厚度、組成、疊加及其它參數(shù)特性化。

在一些實(shí)例中，采用光學(xué)臨界尺寸(CD)及膜計(jì)量(光譜分析或角分辨)來(lái)監(jiān)測(cè)多個(gè)圖案化工藝期間的結(jié)構(gòu)參數(shù)值以確保制造具有所期望的間距及輪廓的結(jié)構(gòu)。然而，光學(xué)CD及膜計(jì)量存在對(duì)多個(gè)圖案化技術(shù)中所采用的許多結(jié)構(gòu)(特定來(lái)說(shuō)，掩埋結(jié)構(gòu))缺乏敏感度的問(wèn)題。當(dāng)前，對(duì)于一些結(jié)構(gòu)參數(shù)(例如邊緣放置誤差(EPE))，不存高處理量(例如光學(xué))測(cè)量解決方案。

在另一實(shí)例中，也采用光學(xué)疊加計(jì)量，但光學(xué)疊加測(cè)量需要專門計(jì)量目標(biāo)來(lái)使通過(guò)多個(gè)圖案化技術(shù)而制造的結(jié)構(gòu)特性化。在現(xiàn)有方法中，通?；趯?duì)通過(guò)光刻工具形成于晶片上的各個(gè)位置處的專門目標(biāo)結(jié)構(gòu)的測(cè)量而評(píng)估疊加誤差。所述目標(biāo)結(jié)構(gòu)可呈許多形式，例如盒結(jié)構(gòu)中的盒。以此形式，在晶片的一個(gè)層上產(chǎn)生盒且在另一層上產(chǎn)生第二較小盒。通過(guò)比較所述兩個(gè)盒的中心之間的對(duì)準(zhǔn)而測(cè)量局部化疊加誤差。在可取得目標(biāo)結(jié)構(gòu)的晶片上的位置處進(jìn)行此類測(cè)量。

不幸的是，這些專門目標(biāo)結(jié)構(gòu)通常不符合用于產(chǎn)生電子裝置的特定半導(dǎo)體制造工藝的設(shè)計(jì)規(guī)則。這導(dǎo)致估計(jì)與根據(jù)可適用設(shè)計(jì)規(guī)則而制造的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的疊加誤差時(shí)的誤差。舉例來(lái)說(shuō)，基于圖像的疊加計(jì)量通常需要使用光學(xué)顯微鏡(其需要具有遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)則臨界尺寸的臨界尺寸的粗線)來(lái)分辨圖案。在另一實(shí)例中，角分辨SCOL通常需要大間距目標(biāo)來(lái)以+1及-1傳播衍射級(jí)從疊加目標(biāo)產(chǎn)生足夠信號(hào)。在一些實(shí)例中，可使用500到800nm范圍內(nèi)的間距值。同時(shí)，邏輯或存儲(chǔ)器應(yīng)用的實(shí)際裝置間距(設(shè)計(jì)規(guī)則尺寸)可能小得多，例如，在100到400nm范圍內(nèi)或甚至低于100nm。

圖1描繪微電子芯片的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)區(qū)域10中所制造的線結(jié)構(gòu)11的硬掩模圖案。通過(guò)組合多種圖案化技術(shù)與經(jīng)切割掩模而產(chǎn)生有源區(qū)域的復(fù)雜布局。切割掩模選擇性地移除用于將襯底圖案化成有源區(qū)域的硬掩模層的部分。圖2描繪安置于圖1中所描繪的線結(jié)構(gòu)的圖案的頂部上的底部抗反射涂層(BARC)層12及抗蝕劑層13。所述抗蝕劑層用于選擇性地移除抗蝕劑層13的開(kāi)口14下方的硬掩模圖案的部分。如圖1中所描繪，即使是在抗蝕劑層13的開(kāi)口14內(nèi)，線結(jié)構(gòu)11的硬掩模圖案也由BARC層12掩埋。

為提供切割掩模過(guò)程的足夠良率，需要輪廓(例如CD、HT、SWA)、膜厚度及疊加的可靠測(cè)量。疊加的計(jì)算揭露：其是來(lái)自四重圖案化工藝的先前步驟的許多結(jié)構(gòu)參數(shù)的函數(shù)。切口的邊緣與相鄰線結(jié)構(gòu)之間的間隙的分布且因此過(guò)程的良率取決于所有工藝參數(shù)的復(fù)雜相互作用。

在另一實(shí)例中，邊緣放置距離(EPD)及相關(guān)聯(lián)的邊緣放置誤差(EPE)是在形成裝置電觸點(diǎn)之后所監(jiān)測(cè)及控制的重要參數(shù)。將所期望的EPD與實(shí)際EPD之間的差值稱為EPE。EPD及EPE是疊加誤差及CD誤差兩者的函數(shù)。

在一些實(shí)例中，可采用臨界尺寸-掃描電子顯微術(shù)(CD-SEM)來(lái)測(cè)量疊加及EPE。然而，最高級(jí)過(guò)程節(jié)點(diǎn)需要無(wú)法使用CD-SEM工具實(shí)現(xiàn)的較小計(jì)量誤差及高處理量。

總之，邏輯裝置及高級(jí)DRAM及垂直或平面NAND裝置的低于20納米的裝置制造節(jié)點(diǎn)處的半導(dǎo)體裝置良率是許多參數(shù)(其包含膜厚度、圖案化線的輪廓參數(shù)、疊加誤差及邊緣放置誤差(EPE))的復(fù)雜函數(shù)。在這些參數(shù)中，EPE具有最嚴(yán)苛工藝窗且需要計(jì)量及控制CD及疊加。當(dāng)前，不存在用于EPE測(cè)量及許多裝置上疊加測(cè)量應(yīng)用的高處理量光學(xué)計(jì)量解決方案。另外，缺乏足夠計(jì)量使界定控制方案以改進(jìn)裝置良率具有挑戰(zhàn)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本文呈現(xiàn)用于基于附近計(jì)量目標(biāo)的光學(xué)測(cè)量估計(jì)實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的所關(guān)注參數(shù)的值的方法及系統(tǒng)。采用高處理量線內(nèi)計(jì)量技術(shù)(例如光學(xué)散射測(cè)量、成像疊加或其它技術(shù))來(lái)測(cè)量位于實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)附近的計(jì)量目標(biāo)。將從所述計(jì)量目標(biāo)收集的測(cè)量數(shù)據(jù)提供到經(jīng)訓(xùn)練信號(hào)響應(yīng)計(jì)量(SRM)模型。所述經(jīng)訓(xùn)練SRM模型基于計(jì)量目標(biāo)的測(cè)量而估計(jì)實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)所關(guān)注參數(shù)的值。所關(guān)注參數(shù)的實(shí)例包含(但不限于)位于晶片的裝置區(qū)域中的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的邊緣放置誤差(EPE)、疊加、間距游走及臨界尺寸(CD)。

在一個(gè)新的方面中，所述信號(hào)響應(yīng)計(jì)量(SRM)模型經(jīng)訓(xùn)練以在實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的所關(guān)注參數(shù)的測(cè)量值及與至少一個(gè)附近計(jì)量目標(biāo)的測(cè)量相關(guān)聯(lián)的對(duì)應(yīng)測(cè)量數(shù)據(jù)之間建立函數(shù)關(guān)系。以此方式，以測(cè)量為特征的裝置(即，實(shí)際裝置結(jié)構(gòu))不同于經(jīng)歷由高處理量計(jì)量技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的計(jì)量目標(biāo)。

計(jì)量目標(biāo)經(jīng)選擇以產(chǎn)生對(duì)所關(guān)注的實(shí)際裝置參數(shù)具有高敏感度的光學(xué)測(cè)量信號(hào)。對(duì)使用參考工具(例如CD-SEM、CD/OVL-SAXS、AFM或基于模型的光學(xué)CD)測(cè)量的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)執(zhí)行訓(xùn)練或映射。在執(zhí)行映射之后，可線內(nèi)測(cè)量生產(chǎn)晶片。由經(jīng)訓(xùn)練SRM模型將從計(jì)量目標(biāo)收集的測(cè)量數(shù)據(jù)映射到實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的所關(guān)注參數(shù)。

在一些實(shí)例中，按時(shí)間使計(jì)量目標(biāo)與待測(cè)量的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)分離(即，通過(guò)一或多個(gè)過(guò)程步驟而分離)。在處理流程中的兩個(gè)不同步驟處執(zhí)行計(jì)量目標(biāo)測(cè)量及任何相關(guān)聯(lián)的參考測(cè)量。將每一不同處理步驟處的測(cè)量信號(hào)的差異視為用于訓(xùn)練目的的訓(xùn)練信號(hào)及用于測(cè)量目的的測(cè)量信號(hào)。在這些實(shí)例中，訓(xùn)練序列可使用通過(guò)一或多個(gè)處理步驟而與待測(cè)量的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)分離的相同或不同類型的目標(biāo)。在一些實(shí)例中，計(jì)量目標(biāo)是特定過(guò)程狀態(tài)中的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)。將從特定過(guò)程狀態(tài)中的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)收集的光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)用于訓(xùn)練如本文所描述的測(cè)量模型。接著，所述經(jīng)訓(xùn)練測(cè)量模型用于基于從相同特定過(guò)程狀態(tài)處的相同或不同裝置結(jié)構(gòu)收集的用于訓(xùn)練所述測(cè)量模型的光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)而計(jì)算隨后過(guò)程狀態(tài)中的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、工藝參數(shù)或兩者的值。

在工藝參數(shù)(例如光刻焦點(diǎn)、曝光、像差參數(shù)、疊加偏移、蝕刻時(shí)間、溫度、壓力及其它局部或全局參數(shù))的受控DOE(實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))變化下執(zhí)行SRM模型的訓(xùn)練。在完成訓(xùn)練之后，線內(nèi)光學(xué)計(jì)量可以獨(dú)立或集成模式操作。

另一方面，采用經(jīng)訓(xùn)練SRM來(lái)確定使測(cè)量裝置參數(shù)值在規(guī)格內(nèi)的工藝參數(shù)的校正?？蓪?shí)時(shí)或一次性地執(zhí)行所述校正。

針對(duì)由DOE集界定的工藝變化空間中的所有測(cè)量信號(hào)而訓(xùn)練測(cè)量模型。因此，可確定DOE工藝變化空間內(nèi)的過(guò)程變量與使用參考工具測(cè)量的所關(guān)注實(shí)際裝置參數(shù)之間的映射。基于實(shí)際裝置參數(shù)的測(cè)量值及所述實(shí)際裝置參數(shù)與一或多個(gè)工藝參數(shù)之間的映射確定所述一或多個(gè)工藝參數(shù)的校正。

本文所描述的經(jīng)訓(xùn)練測(cè)量模型直接接收光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)作為輸入且提供所關(guān)注參數(shù)的值作為輸出。通過(guò)簡(jiǎn)化測(cè)量過(guò)程而改進(jìn)預(yù)測(cè)結(jié)果且減少計(jì)算及用戶時(shí)間。

上述內(nèi)容是概述且因此必然含有細(xì)節(jié)的簡(jiǎn)化、一般化及省略；因此，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，所述概述僅為說(shuō)明性的且決不具限制性。將在本文所陳述的非限制性詳細(xì)描述中明白本文所描述的裝置及/或過(guò)程的其它方面、發(fā)明特征及優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是描繪微電子芯片的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)區(qū)域10中所制造的線結(jié)構(gòu)11的硬掩模圖案的圖。

圖2是描繪安置于圖1中所描繪的線結(jié)構(gòu)的圖案的頂部上的底部抗反射涂層(BARC)層12及抗蝕劑層13的圖。

圖3說(shuō)明至少一個(gè)新的方面中的訓(xùn)練適合于基于附近計(jì)量目標(biāo)的測(cè)量而測(cè)量實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的SRM測(cè)量模型的方法100。

圖4說(shuō)明測(cè)量基于附近計(jì)量目標(biāo)的測(cè)量(其基于經(jīng)訓(xùn)練SRM測(cè)量模型)而測(cè)量實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的方法110。

圖5描繪適合于實(shí)施圖3中所描繪的方法100及圖4中所描繪的方法110的計(jì)量系統(tǒng)300。

圖6說(shuō)明具有目標(biāo)柵格(其展現(xiàn)一個(gè)實(shí)施例中的疊加誤差的已知變化)的DOE晶片180。

圖7描繪由光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)測(cè)量的計(jì)量目標(biāo)170的橫截面。

圖8描繪包含有源場(chǎng)121到124、柵極125到128及觸點(diǎn)129到140的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)120的俯視圖。

圖9說(shuō)明邊緣放置距離(EPD₁)的已知值及由圖8中所描繪的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)120的經(jīng)訓(xùn)練SRM測(cè)量模型預(yù)測(cè)的值的標(biāo)繪圖150。

圖10說(shuō)明每一數(shù)據(jù)點(diǎn)的EPD₁的殘余值的標(biāo)繪圖160。

圖11描繪說(shuō)明數(shù)據(jù)點(diǎn)191的圖190，數(shù)據(jù)點(diǎn)191表示由參考測(cè)量系統(tǒng)針對(duì)DOE訓(xùn)練集中所表示的每一劑量而測(cè)量的EPE的值。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)將詳細(xì)參考本發(fā)明的背景實(shí)例及一些實(shí)施例，在附圖中說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)例。

本文呈現(xiàn)基于附近計(jì)量目標(biāo)的光學(xué)測(cè)量而估計(jì)實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的所關(guān)注參數(shù)的值的方法及系統(tǒng)。采用高處理量線內(nèi)計(jì)量技術(shù)(例如光學(xué)散射測(cè)量、成像疊加或其它技術(shù))來(lái)測(cè)量位于實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)附近的計(jì)量目標(biāo)。所述高處理量線內(nèi)計(jì)量技術(shù)通常對(duì)實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的所關(guān)注參數(shù)缺乏測(cè)量敏感度，但對(duì)附近計(jì)量目標(biāo)的參數(shù)具有足夠敏感度。將所述光學(xué)計(jì)量目標(biāo)定位成足夠接近于所關(guān)注的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)以確保：空間工藝變化不會(huì)顯著影響測(cè)量算法的穩(wěn)健性。將從所述計(jì)量目標(biāo)收集的測(cè)量數(shù)據(jù)提供到經(jīng)訓(xùn)練信號(hào)響應(yīng)計(jì)量(SRM)模型。所述經(jīng)訓(xùn)練SRM模型基于計(jì)量目標(biāo)的測(cè)量而估計(jì)實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)所關(guān)注參數(shù)的值。所關(guān)注參數(shù)的實(shí)例包含(但不限于)位于晶片的裝置區(qū)域中的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的邊緣放置誤差(EPE)、疊加、間距游走及臨界尺寸(CD)。

在一個(gè)新的方面中，SRM(信號(hào)響應(yīng)計(jì)量)模型經(jīng)訓(xùn)練以針對(duì)一組測(cè)量位點(diǎn)在實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的所關(guān)注參數(shù)的測(cè)量值與同至少一個(gè)附近計(jì)量目標(biāo)的測(cè)量相關(guān)聯(lián)的對(duì)應(yīng)測(cè)量數(shù)據(jù)之間建立函數(shù)關(guān)系。以此方式，以測(cè)量為特征的裝置(即，實(shí)際裝置結(jié)構(gòu))不同于經(jīng)歷由高處理量計(jì)量技術(shù)進(jìn)行的測(cè)量的計(jì)量目標(biāo)。

在一些實(shí)例中，使待測(cè)量的計(jì)量目標(biāo)與待特性化的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)空間分離。計(jì)量目標(biāo)經(jīng)選擇以產(chǎn)生對(duì)所關(guān)注參數(shù)(例如疊加或EPE)具有高敏感度的光學(xué)測(cè)量信號(hào)。然而，對(duì)使用參考工具(例如CD-SEM、CD/OVL-SAXS、AFM或基于模型的光學(xué)CD)測(cè)量的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)執(zhí)行訓(xùn)練或映射。在執(zhí)行映射之后，可線內(nèi)測(cè)量生產(chǎn)晶片且通過(guò)經(jīng)訓(xùn)練SRM模型將從計(jì)量目標(biāo)收集的測(cè)量數(shù)據(jù)映射到實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的所關(guān)注參數(shù)。

在一些其它實(shí)例中，按時(shí)間使計(jì)量目標(biāo)與待測(cè)量的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)分離(即，通過(guò)一或多個(gè)過(guò)程步驟而分離)。在這些實(shí)例中，訓(xùn)練序列可使用由一或多個(gè)處理步驟而與待測(cè)量的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)分離的相同或不同類型的目標(biāo)。在一些實(shí)例中，計(jì)量目標(biāo)是特定過(guò)程狀態(tài)中的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)。從特定過(guò)程狀態(tài)中的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)收集的光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)用于訓(xùn)練本文所描述的測(cè)量模型。接著，使用所述經(jīng)訓(xùn)練測(cè)量模型基于從相同特定過(guò)程狀態(tài)處的相同或不同裝置結(jié)構(gòu)收集的用于訓(xùn)練所述測(cè)量模型的光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)而計(jì)算隨后過(guò)程狀態(tài)中的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、工藝參數(shù)或兩者的值。

高處理量光學(xué)計(jì)量技術(shù)通常對(duì)實(shí)際裝置參數(shù)(例如EPE、疊加、CD、間距游走等等)缺乏敏感度。為訓(xùn)練的目的，由能夠直接測(cè)量實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的參考計(jì)量系統(tǒng)執(zhí)行實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的測(cè)量。舉例來(lái)說(shuō)，可采用臨界尺寸掃描電子顯微鏡(CD-SEM)、臨界尺寸小角度X射線散射計(jì)(CD-SAXS)、原子力顯微鏡(AFM)等等來(lái)執(zhí)行實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的參考測(cè)量。歸因于低處理量、每一個(gè)別位點(diǎn)的高測(cè)量不確定性等等，這些測(cè)量技術(shù)不能用于線內(nèi)計(jì)量。然而，可采用使由高處理量計(jì)量技術(shù)從附近計(jì)量目標(biāo)收集的測(cè)量數(shù)據(jù)與實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的所關(guān)注參數(shù)相關(guān)的經(jīng)訓(xùn)練SRM模型來(lái)提供所關(guān)注參數(shù)(例如EPE、OVL、間距游走、CD)的線內(nèi)計(jì)量。

在工藝參數(shù)(例如光刻焦點(diǎn)、曝光、像差參數(shù)、疊加偏移、蝕刻時(shí)間、溫度、壓力及其它局部或全局參數(shù))的控制DOE(實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))變化下執(zhí)行SRM模型的訓(xùn)練。在完成訓(xùn)練之后，線內(nèi)光學(xué)計(jì)量可以獨(dú)立或集成模式操作。

在另一方面中，采用經(jīng)訓(xùn)練SRM來(lái)確定使測(cè)量裝置參數(shù)值在規(guī)格內(nèi)的工藝參數(shù)的校正?？蓪?shí)時(shí)或在一次性地執(zhí)行所述校正。

在另一進(jìn)一步方面中，采用SRM模型來(lái)測(cè)量所關(guān)注的工藝參數(shù)(例如焦點(diǎn)/劑量、曝光等等)，以及來(lái)自相同計(jì)量目標(biāo)的一或多個(gè)所關(guān)注結(jié)構(gòu)參數(shù)(例如EPE、疊加、CD、間距游走等等)。在這些實(shí)例中，所測(cè)量的基于光學(xué)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)還包含所關(guān)注工藝參數(shù)的已知值。以此方式，經(jīng)訓(xùn)練測(cè)量模型對(duì)所關(guān)注的這些參數(shù)敏感。采用此經(jīng)訓(xùn)練測(cè)量模型來(lái)使所關(guān)注的結(jié)構(gòu)參數(shù)及工藝參數(shù)兩者特性化。

在另一進(jìn)一步方面中，位于DOE晶片的一或多個(gè)測(cè)量位點(diǎn)上的計(jì)量目標(biāo)優(yōu)選地是設(shè)計(jì)規(guī)則目標(biāo)。換句話來(lái)說(shuō)，計(jì)量目標(biāo)遵守適用于基本半導(dǎo)體制造工藝的設(shè)計(jì)規(guī)則。在一些實(shí)例中，計(jì)量目標(biāo)優(yōu)選地位于有源裸片區(qū)域內(nèi)。在一些實(shí)例中，計(jì)量目標(biāo)具有15□m×15□m或更小的尺寸。以此方式，可分析對(duì)由光刻缺陷誘發(fā)的場(chǎng)內(nèi)變化的疊加的影響。在一些其它實(shí)例中，計(jì)量目標(biāo)位于劃線中或否則位于有源裸片區(qū)域外。

如本文所描述，通過(guò)使用原始光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生測(cè)量模型減小與基于傳統(tǒng)模型的計(jì)量方法相關(guān)聯(lián)的誤差及近似值。另外，測(cè)量模型對(duì)系統(tǒng)誤差、不對(duì)稱性等等不敏感，這是因?yàn)闇y(cè)量模型基于從特定計(jì)量系統(tǒng)收集的光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)而訓(xùn)練且用于基于從相同計(jì)量系統(tǒng)收集的光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)而執(zhí)行測(cè)量。

本文所描述的經(jīng)訓(xùn)練測(cè)量模型直接接收光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)作為輸入且提供所關(guān)注參數(shù)的值作為輸出。通過(guò)簡(jiǎn)化測(cè)量過(guò)程，改進(jìn)了預(yù)測(cè)結(jié)果并且減少了計(jì)算及用戶時(shí)間。在一些實(shí)例中，可在1小時(shí)內(nèi)創(chuàng)建測(cè)量模型。另外，通過(guò)采用簡(jiǎn)化模型，與現(xiàn)有計(jì)量方法相比減少了測(cè)量時(shí)間。

圖3說(shuō)明在至少一個(gè)新穎方面中的訓(xùn)練SRM測(cè)量模型的方法100。方法100適合于由計(jì)量系統(tǒng)(例如本發(fā)明的圖5中所說(shuō)明的計(jì)量系統(tǒng)300)實(shí)施。一方面，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，可經(jīng)由由計(jì)算系統(tǒng)330或任何其它通用計(jì)算系統(tǒng)的一或多個(gè)處理器執(zhí)行的預(yù)編程算法執(zhí)行方法100的數(shù)據(jù)處理框。本文應(yīng)認(rèn)識(shí)到，計(jì)量系統(tǒng)300的特定結(jié)構(gòu)方面不表示限制，且應(yīng)被解釋為僅具說(shuō)明性。以所選擇的時(shí)間間隔或當(dāng)發(fā)生工藝變化或偏離時(shí)執(zhí)行訓(xùn)練。不對(duì)每個(gè)生產(chǎn)晶片執(zhí)行使用從參考計(jì)量工具收集的數(shù)據(jù)對(duì)測(cè)量模型進(jìn)行的訓(xùn)練。

在框101中，由計(jì)算系統(tǒng)(例如計(jì)算系統(tǒng)330)接收由參考計(jì)量系統(tǒng)測(cè)量的一或多個(gè)實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)所關(guān)注參數(shù)的參考測(cè)量值。通過(guò)非限制性實(shí)例，實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的所關(guān)注參數(shù)包含CD、疊加、EPE等等。

由參考計(jì)量系統(tǒng)探測(cè)的測(cè)量位點(diǎn)包含具有由參考計(jì)量系統(tǒng)測(cè)量的一或多個(gè)所關(guān)注參數(shù)的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)，可由一或多個(gè)參考計(jì)量系統(tǒng)執(zhí)行參考測(cè)量。通過(guò)非限制性實(shí)例，可單獨(dú)或組合地使用SEM、AFM、SAXS及電測(cè)量系統(tǒng)產(chǎn)生參考測(cè)量值?？蓪?duì)裝置結(jié)構(gòu)或位于(例如)劃線區(qū)域中的類裝置結(jié)構(gòu)執(zhí)行由參考計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行的測(cè)量以使所述結(jié)構(gòu)更適合于參考計(jì)量測(cè)量。

在框102中，由計(jì)算系統(tǒng)(例如計(jì)算系統(tǒng)330)接收與安置于一或多個(gè)實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)附近的一或多個(gè)計(jì)量目標(biāo)的測(cè)量相關(guān)聯(lián)的測(cè)量數(shù)據(jù)。由基于光學(xué)的計(jì)量系統(tǒng)(例如光學(xué)散射計(jì)、光學(xué)疊加成像系統(tǒng)等等)執(zhí)行所述計(jì)量目標(biāo)的測(cè)量。一般來(lái)說(shuō)，由光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)探測(cè)的計(jì)量目標(biāo)展現(xiàn)對(duì)依據(jù)一組DOE計(jì)量目標(biāo)及相關(guān)聯(lián)的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的部分而變化的一或多個(gè)工藝參數(shù)的敏感度。

在用于訓(xùn)練目的的一或多個(gè)半導(dǎo)體晶片的表面上的DOE圖案中組織一或多個(gè)工藝參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)或兩者的變化。以此方式，參考測(cè)量系統(tǒng)及光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)詢問(wèn)對(duì)應(yīng)于一或多個(gè)工藝參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)或兩者的不同值的晶片表面上的不同位置。

在一些實(shí)例中，在單個(gè)晶片上產(chǎn)生一組DOE計(jì)量目標(biāo)及對(duì)應(yīng)實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)。舉例來(lái)說(shuō)，可通過(guò)改變依據(jù)單個(gè)晶片的表面上的位置而變化的蝕刻設(shè)置、光刻焦點(diǎn)、劑量、像差及疊加設(shè)置中的任何一者或組合而產(chǎn)生所述組DOE計(jì)量目標(biāo)及所述實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)例中，在若干晶片上產(chǎn)生一組DOE計(jì)量目標(biāo)及對(duì)應(yīng)實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)。舉例來(lái)說(shuō)，可使用一組多個(gè)DOE晶片來(lái)探究影響整個(gè)晶片的工藝參數(shù)(例如沉積時(shí)間、蝕刻時(shí)間、晶片級(jí)光刻焦點(diǎn)等等)的變化影響。以此方式，探究工藝參數(shù)的變化對(duì)測(cè)量光學(xué)計(jì)量信號(hào)及所關(guān)注的實(shí)際裝置參數(shù)的影響。

可將訓(xùn)練目標(biāo)提供于單獨(dú)訓(xùn)練晶片或生產(chǎn)晶片上。在一些實(shí)例中，計(jì)量目標(biāo)位于生產(chǎn)晶片的劃線中。在一些其它實(shí)例中，計(jì)量目標(biāo)位于有源裸片區(qū)域中。

在一些實(shí)例中，包含DOE變化的特殊掩模或掩模集經(jīng)設(shè)計(jì)以產(chǎn)生訓(xùn)練晶片。在一些其它實(shí)例中，訓(xùn)練目標(biāo)可位于生產(chǎn)掩模內(nèi)。在一些其它實(shí)例中，DOE變化完全由過(guò)程控制設(shè)置控制而無(wú)需特殊掩模或掩模特征。

在一個(gè)實(shí)例中，DOE圖案是光刻疊加誤差圖案。通常，展現(xiàn)疊加誤差圖案的DOE晶片包含測(cè)量位點(diǎn)的柵格圖案。在一個(gè)柵格方向(例如x方向)上，改變x方向上的疊加，同時(shí)使y方向上的疊加保持恒定。在正交柵格方向(例如y方向)上，改變y方向上的疊加誤差，同時(shí)使x方向上的疊加誤差保持恒定。以此方式，從DOE晶片收集的參考測(cè)量數(shù)據(jù)包含與x方向及y方向兩者上的光刻疊加設(shè)置的變化相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。圖6描繪具有柵格目標(biāo)(例如目標(biāo)181)(其展現(xiàn)對(duì)疊加的變化的敏感度)的DOE晶片180。x方向疊加誤差依據(jù)x方向上的DOE晶片180上的位置而變化。y方向疊加誤差依據(jù)y方向上的DOE晶片180上的位置而變化。在一些實(shí)例中，x方向疊加誤差及y方向疊加誤差在從-20納米到20納米的范圍內(nèi)。在一些其它實(shí)例中，x方向疊加誤差及y方向疊加誤差在從-80到80納米的范圍內(nèi)。

一般來(lái)說(shuō)，針對(duì)對(duì)工藝參數(shù)、所關(guān)注結(jié)構(gòu)參數(shù)或兩者的變化的適印性及敏感度設(shè)計(jì)光學(xué)計(jì)量目標(biāo)。在一些實(shí)例中，光學(xué)計(jì)量目標(biāo)是屬于不同于對(duì)應(yīng)實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的類型的專門目標(biāo)。在一些實(shí)施例中，計(jì)量目標(biāo)是基于常規(guī)線/空間目標(biāo)。通過(guò)非限制性實(shí)例，可采用CD目標(biāo)、SCOL目標(biāo)或AiM目標(biāo)。在一些其它實(shí)施例中，計(jì)量目標(biāo)是類裝置結(jié)構(gòu)。在一些其它實(shí)例中，光學(xué)計(jì)量目標(biāo)是裝置結(jié)構(gòu)或裝置結(jié)構(gòu)的部分。無(wú)論采用哪種類型的計(jì)量目標(biāo)，都必須提供展現(xiàn)對(duì)所探究的工藝變化、結(jié)構(gòu)變化或兩者的敏感度的一組訓(xùn)練目標(biāo)以訓(xùn)練測(cè)量模型。一旦已訓(xùn)練模型，那么可使用所述模型來(lái)執(zhí)行具有一或多個(gè)所關(guān)注參數(shù)(如本文所描述)的未知值的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的測(cè)量。

在一些實(shí)例中，(例如)使用光譜橢圓偏振測(cè)量(SE)工具(其提供寬范圍的波長(zhǎng)及與兩個(gè)獨(dú)立偏振之間的相位延遲有關(guān)的信息)執(zhí)行光學(xué)測(cè)量。在一些實(shí)例中，也可采用穆勒(Mueller)矩陣SE。在一些其它實(shí)例中，由波長(zhǎng)分辨或角分辨反射計(jì)執(zhí)行光學(xué)測(cè)量。

任選地，在框103中，基于數(shù)學(xué)變換從光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)提取數(shù)個(gè)主特征。所述變換減少光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)的維度且將原始信號(hào)映射到一組減少的新信號(hào)。將每一測(cè)量信號(hào)視為在光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)集中的不同測(cè)量的過(guò)程范圍內(nèi)改變的原始信號(hào)?？蓪⑺鲎儞Q應(yīng)用于所有測(cè)量信號(hào)或測(cè)量信號(hào)的子集。在一些實(shí)例中，隨機(jī)地選擇經(jīng)受分析的信號(hào)。在一些其它實(shí)例中，歸因于經(jīng)受分析的信號(hào)對(duì)工藝參數(shù)的變化的相對(duì)較高敏感度選擇所述信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，可忽略對(duì)工藝參數(shù)的變化不敏感的信號(hào)。

通過(guò)非限制性實(shí)例，可使用主分量分析(PCA)模型、核PCA模型、非線性PCA模型、獨(dú)立分量分析(ICA)模型或其它降維方法(其使用字典、離散余弦變換(DCT)模型、快速傅里葉變換(FFT)模型、小波模型等等)中任何者實(shí)現(xiàn)變換。

在框104中，基于由參考計(jì)量系統(tǒng)測(cè)量的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)及一或多個(gè)所關(guān)注參數(shù)的參考測(cè)量值訓(xùn)練測(cè)量模型。如果執(zhí)行任選框103，那么基于從由參考計(jì)量系統(tǒng)測(cè)量的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)及一或多個(gè)所關(guān)注參數(shù)的參考測(cè)量值提取的主特征訓(xùn)練所述測(cè)量模型。在一些實(shí)施例中，將所述測(cè)量模型實(shí)施為類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。在一個(gè)實(shí)例中，基于從訓(xùn)練數(shù)據(jù)提取的特征選擇類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。在其它實(shí)例中，可將所述測(cè)量模型實(shí)施為線性模型、多項(xiàng)式模型、響應(yīng)曲面模型、支持向量機(jī)模型或其它類型的模型。在一些實(shí)例中，可將所述測(cè)量模型實(shí)施為模型的組合。在一些實(shí)例中，基于主特征(減小信號(hào)集)及參考值訓(xùn)練所選擇的模型。模型經(jīng)訓(xùn)練使得其輸出擬合由DOE計(jì)量目標(biāo)集及對(duì)應(yīng)實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)界定的工藝變化空間中的所有測(cè)量信號(hào)的參考測(cè)量值。

以此方式，經(jīng)訓(xùn)練測(cè)量模型將使用光學(xué)計(jì)量工具測(cè)量的光學(xué)計(jì)量信號(hào)映射到使用參考工具測(cè)量的所關(guān)注實(shí)際裝置參數(shù)。

在另一方面中，確定DOE工藝變化空間內(nèi)的過(guò)程變量與使用參考工具測(cè)量的所關(guān)注實(shí)際裝置參數(shù)之間的映射。由于針對(duì)由DOE組界定的工藝變化空間中的所有測(cè)量信號(hào)訓(xùn)練模型，所以經(jīng)訓(xùn)練測(cè)量模型可經(jīng)擴(kuò)增以還將過(guò)程條件映射到使用參考工具測(cè)量的所關(guān)注實(shí)際裝置參數(shù)。

在另一方面中，測(cè)量模型可經(jīng)進(jìn)一步訓(xùn)練以將使用光學(xué)計(jì)量工具測(cè)量的光學(xué)計(jì)量信號(hào)映射到由參考工具測(cè)量或先驗(yàn)已知(例如，基于所關(guān)注參數(shù)與已知工藝參數(shù)值之間的已知關(guān)系)的測(cè)量計(jì)量目標(biāo)的所關(guān)注參數(shù)。

圖7描繪由光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)(例如散射測(cè)量疊加)測(cè)量的計(jì)量目標(biāo)170的橫截面。計(jì)量目標(biāo)170包含材料層171，其包含具有中間臨界尺寸L1-MCD的結(jié)構(gòu)172。材料層173及174使結(jié)構(gòu)172與BARC層175分離。具有中間臨界尺寸PR-MCD的抗蝕劑結(jié)構(gòu)176安置于BARC層175的頂部上。如圖中所描繪，計(jì)量目標(biāo)170包含待測(cè)量的L1-MCD、PR-MCD及疊加偏移OVL。

圖8描繪包含有源場(chǎng)121到124、柵極125到128及觸點(diǎn)129到140的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)120的俯視圖。圖8說(shuō)明柵極127與觸點(diǎn)138之間的邊緣放置距離EPD₁。圖8還說(shuō)明柵極128與觸點(diǎn)138之間的邊緣放置距離EPD₂與柵極126與觸點(diǎn)134之間的邊緣放置距離EPD₃。必須小心地控制所述邊緣放置距離以確保高裝置良率。如果與這些邊緣放置距離中的任何者相關(guān)聯(lián)的邊緣放置誤差過(guò)大，那么裝置將失效。如圖8中所說(shuō)明，疊加誤差及CD誤差兩者促成EPE。舉例來(lái)說(shuō)，如果與觸點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的層未與與柵極相關(guān)聯(lián)的層對(duì)準(zhǔn)，那么產(chǎn)生EPE。類似地，如果與觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的CD偏離標(biāo)稱尺寸，那么產(chǎn)生EPE。舉例來(lái)說(shuō)，觸點(diǎn)133及136過(guò)大。結(jié)果是每一觸點(diǎn)與對(duì)應(yīng)柵極結(jié)構(gòu)之間的疊加及裝置失效。

在一個(gè)實(shí)例中，工藝變化經(jīng)引入以產(chǎn)生包含OVL、PR-MCD及L1-MCD的變化的DOE集。通過(guò)改變產(chǎn)生PR-MCD及L1-MCD的光刻步驟中的每一者的劑量且改變最后光刻步驟處的疊加而在單個(gè)晶片上實(shí)現(xiàn)所述DOE集。預(yù)先確定所有工藝變化且將其隨機(jī)地分布于整個(gè)晶片上。具有不同隨機(jī)地分布DOE參數(shù)的多個(gè)晶片可用于增加樣本的總數(shù)。

在此實(shí)例中，從每一計(jì)量目標(biāo)(例如計(jì)量目標(biāo)170)處的DOE晶片收集光學(xué)散射測(cè)量信號(hào)。另外，收集每一對(duì)應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)(例如裝置結(jié)構(gòu)120)的對(duì)應(yīng)參考EPD測(cè)量(例如CD-SEM或CD-SAXS)。光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)及參考測(cè)量用于創(chuàng)建SRM測(cè)量模型。在一個(gè)實(shí)例中，所述SRM模型經(jīng)訓(xùn)練以預(yù)測(cè)EPD₁參數(shù)值，如圖8中所描繪。圖9及10中說(shuō)明所述SRM測(cè)量模型的訓(xùn)練的結(jié)果。在此實(shí)例中，通過(guò)使用所述模型測(cè)量一組計(jì)量目標(biāo)及對(duì)應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)(其尚未作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集的部分參與，但與具有已知EPD值(例如，由CD-SEM或CD-SAXS測(cè)量)的裝置結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng))確定所述經(jīng)訓(xùn)練測(cè)量模型的測(cè)量性能。預(yù)期EPD值與測(cè)量EPD值之間的差異指示模型性能。圖9說(shuō)明EPD₁的已知值及由經(jīng)訓(xùn)練SRM測(cè)量模型預(yù)測(cè)的值的標(biāo)繪圖150。圖10說(shuō)明每一數(shù)據(jù)點(diǎn)的EPD₁的殘余值(EPD₁的實(shí)際值與預(yù)測(cè)值之間的差異)的標(biāo)繪圖160。如圖10中所說(shuō)明，與EPD₁的測(cè)量相關(guān)聯(lián)的殘余誤差在亞納米范圍內(nèi)。

以類似方式，可使用來(lái)自相同計(jì)量目標(biāo)的相同散射測(cè)量信號(hào)來(lái)創(chuàng)建用于測(cè)量其它參數(shù)值(例如與實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)120相關(guān)聯(lián)的EPD₂、EPD₃及疊加)的不同SRM模型。舉例來(lái)說(shuō)，可采用SRM模型來(lái)將特殊計(jì)量目標(biāo)(例如計(jì)量目標(biāo)170)上所測(cè)量的疊加映射成與實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)(例如實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)120)相關(guān)聯(lián)的疊加。以模擬方式，可使用來(lái)自相同計(jì)量目標(biāo)的相同散射測(cè)量信號(hào)來(lái)創(chuàng)建不同SRM模型，所述不同SRM模型使用來(lái)自DOE的對(duì)應(yīng)參考值測(cè)量與計(jì)量目標(biāo)本身相關(guān)聯(lián)的參數(shù)值，例如OVL、PR-MCD及L1-MCD。

在另一方面中，采用經(jīng)訓(xùn)練模型作為具有未知參數(shù)值的其它實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的測(cè)量模型。測(cè)量模型經(jīng)結(jié)構(gòu)化以接收由一或多個(gè)光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)在一或多個(gè)計(jì)量目標(biāo)處產(chǎn)生的光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)，且直接確定對(duì)應(yīng)實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)所關(guān)注參數(shù)。圖4說(shuō)明適合于由計(jì)量系統(tǒng)(例如本發(fā)明的圖5中所說(shuō)明的計(jì)量系統(tǒng)300)實(shí)施的方法110。一方面，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，可經(jīng)由計(jì)算系統(tǒng)330或任何其它通用計(jì)算系統(tǒng)的一或多個(gè)處理器執(zhí)行的預(yù)編程算法執(zhí)行方法110的數(shù)據(jù)處理框。本文應(yīng)認(rèn)識(shí)到，計(jì)量系統(tǒng)300的特定結(jié)構(gòu)方面不表示限制，而是應(yīng)被解釋為僅具說(shuō)明性。

在框111中，由計(jì)算系統(tǒng)(例如計(jì)算系統(tǒng)330)接收與安置于一或多個(gè)實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)附近的一或多個(gè)計(jì)量目標(biāo)的測(cè)量相關(guān)聯(lián)的某一數(shù)量的光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)。光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)源自于通過(guò)相同光學(xué)計(jì)量技術(shù)或光學(xué)計(jì)量技術(shù)的組合執(zhí)行的測(cè)量，如參考方法100所描述。類似地，光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)包含相同類型的結(jié)構(gòu)的測(cè)量(如參考方法100所描述)，但具有未知裝置參數(shù)值。

在任選框112中，基于減少測(cè)量數(shù)據(jù)的維度的數(shù)學(xué)變換確定來(lái)自測(cè)量數(shù)據(jù)的至少一部分的主特征。在一些實(shí)施例中，所述變換是用于減少參考方法100所描述的對(duì)應(yīng)訓(xùn)練數(shù)據(jù)的維度的相同變換。優(yōu)選地，使用用于在方法100中從訓(xùn)練數(shù)據(jù)提取特征的相同分析從光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)提取特征。以此方式，由用于減少訓(xùn)練數(shù)據(jù)的維度的相同變換執(zhí)行所獲取數(shù)據(jù)的維度減少。

在框113中，基于光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)與經(jīng)訓(xùn)練測(cè)量模型(例如參考方法100所描述的經(jīng)訓(xùn)練測(cè)量模型)的擬合確定一或多個(gè)實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)參數(shù)值的值。當(dāng)采用任選框112時(shí)，基于主特征與經(jīng)訓(xùn)練測(cè)量模型的擬合確定一或多個(gè)實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)參數(shù)值的值。以此方式，基于經(jīng)訓(xùn)練測(cè)量模型及減小測(cè)量信號(hào)集確定裝置參數(shù)值。

在框114中，將所確定的裝置參數(shù)值存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中。舉例來(lái)說(shuō)，所述裝置參數(shù)值可存儲(chǔ)于測(cè)量系統(tǒng)300的板上(例如，存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器332中)，或可(例如，經(jīng)由輸出信號(hào)340)傳送到外部存儲(chǔ)器裝置。

如上文所描述，針對(duì)由DOE組界定的工藝變化空間中的所有測(cè)量信號(hào)訓(xùn)練測(cè)量模型。因此，可確定DOE工藝變化空間內(nèi)的過(guò)程變量與使用參考工具測(cè)量的所關(guān)注實(shí)際裝置參數(shù)之間的映射。

圖11描繪包含示范性數(shù)據(jù)點(diǎn)191的說(shuō)明圖190，數(shù)據(jù)點(diǎn)191表示由參考測(cè)量系統(tǒng)針對(duì)DOE訓(xùn)練集中所表示的每一劑量測(cè)量的EPE的值。舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)使曲線192與數(shù)據(jù)點(diǎn)191擬合而建立EPE與劑量之間的函數(shù)關(guān)系。

在另一方面中，基于實(shí)際裝置參數(shù)的測(cè)量值及所述實(shí)際裝置參數(shù)與一或多個(gè)工藝參數(shù)之間的映射確定所述一或多個(gè)工藝參數(shù)的校正。舉例來(lái)說(shuō)，圖11中所說(shuō)明的點(diǎn)193表示由經(jīng)訓(xùn)練測(cè)量模型確定的EPE的測(cè)量值，如參考方法110所描述。期望校正工藝劑量，使得EPE的隨后測(cè)量值將在EPE_max與EPE_min之間的規(guī)格范圍內(nèi)?；贓PE與劑量之間的函數(shù)映射確定劑量校正值□DOSE，其應(yīng)導(dǎo)致處于規(guī)格范圍的中間的EPE的測(cè)量值。

為說(shuō)明目的呈現(xiàn)圖11中所說(shuō)明的實(shí)例。一般來(lái)說(shuō)，可產(chǎn)生使DOE過(guò)程變量與所關(guān)注的實(shí)際裝置參數(shù)相關(guān)的多維響應(yīng)曲面。一或多個(gè)工藝參數(shù)的校正可經(jīng)計(jì)算以基于所述多維響應(yīng)曲面而驅(qū)動(dòng)規(guī)格內(nèi)的所關(guān)注裝置參數(shù)的測(cè)量值。

另一方面中，本文所描述的方法及系統(tǒng)并非僅限于所關(guān)注的單個(gè)參數(shù)的測(cè)量。一般來(lái)說(shuō)，可將前述光學(xué)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于其它工藝參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)、色散參數(shù)或這些參數(shù)的任何組合的測(cè)量。通過(guò)非限制性實(shí)例，可使用前述技術(shù)測(cè)量疊加、輪廓幾何參數(shù)(例如臨界尺寸)、工藝參數(shù)(例如焦點(diǎn)及劑量)、色散參數(shù)、間距游走、邊緣放置誤差或參數(shù)的任何組合。必須提供具有所關(guān)注的每一參數(shù)的變化的一組訓(xùn)練目標(biāo)。接著，基于通過(guò)計(jì)量目標(biāo)收集的光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)及裝置參數(shù)值的參考測(cè)量(其包含如本文所描述的所關(guān)注每一參數(shù)的變化范圍)訓(xùn)練測(cè)量模型。在針對(duì)所關(guān)注的每一參數(shù)訓(xùn)練測(cè)量模型的情況下，單個(gè)計(jì)量目標(biāo)測(cè)量可將輸入提供到測(cè)量模型以確定所關(guān)注的每一參數(shù)的值。

在另一進(jìn)一步方面中，用于訓(xùn)練測(cè)量模型的方法及系統(tǒng)包含優(yōu)化算法以使所需元素中的任何者或所有所需元素自動(dòng)到達(dá)經(jīng)訓(xùn)練測(cè)量模型。

在一些實(shí)例中，優(yōu)化算法經(jīng)配置以通過(guò)優(yōu)化以下參數(shù)中的任何者或所有以下參數(shù)而最大化測(cè)量的性能(由成本函數(shù)界定)：特征提取模型(即，變換)的類型、所選擇的特征提取模型的參數(shù)、測(cè)量模型的類型、所選擇的測(cè)量模型的參數(shù)。所述優(yōu)化算法可包含用戶定義的啟發(fā)式算法且可為嵌套優(yōu)化的組合(例如組合及連續(xù)優(yōu)化)。

在另一方面中，從多個(gè)不同目標(biāo)收集光學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)以用于模型構(gòu)建、訓(xùn)練及測(cè)量。與具有不同結(jié)構(gòu)但通過(guò)相同過(guò)程條件形成的多個(gè)目標(biāo)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的使用增加了嵌入于模型中的信息且減少了過(guò)程或其它參數(shù)變化的校正。嵌入于模型中的額外信息允許與所關(guān)注的一個(gè)參數(shù)相關(guān)聯(lián)的信息內(nèi)容及與可以類似方式影響測(cè)量信號(hào)的其它參數(shù)(例如膜厚度、CD等等)相關(guān)聯(lián)的信息解耦。在這些實(shí)例中，訓(xùn)練數(shù)據(jù)(其包含一或多個(gè)測(cè)量位點(diǎn)處的多個(gè)不同目標(biāo)的圖像)的使用實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確參數(shù)估計(jì)。在一些實(shí)例中，采用隔離及密集線/空間目標(biāo)的混合來(lái)使疊加與底層效應(yīng)解耦。在一些實(shí)例中，在每一裸片中采用正交方向上的多個(gè)不同目標(biāo)偏移。這可有利地最小化底層對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度的影響。在一個(gè)實(shí)例中，因?yàn)镾RAM裝置區(qū)域?qū)D變化敏感，所以可結(jié)合對(duì)疊加敏感的另一計(jì)量目標(biāo)將所述SRAM裝置區(qū)域用作為一個(gè)計(jì)量目標(biāo)。

在另一進(jìn)一步方面中，來(lái)自多個(gè)目標(biāo)的信號(hào)可經(jīng)處理以減少對(duì)工藝變化的敏感度且增加對(duì)所關(guān)注參數(shù)的敏感度。在一些實(shí)例中，使來(lái)自不同目標(biāo)的信號(hào)彼此相減。在一些其它實(shí)例中，使來(lái)自不同目標(biāo)的信號(hào)與模型擬合，且使用殘差來(lái)構(gòu)建、訓(xùn)練及使用如本文所描述的測(cè)量模型。在一個(gè)實(shí)例中，來(lái)自兩個(gè)不同目標(biāo)的信號(hào)經(jīng)相減以消除或顯著減少每一測(cè)量結(jié)果中的過(guò)程噪聲的效應(yīng)。一般來(lái)說(shuō)，可在來(lái)自不同目標(biāo)的信號(hào)之間應(yīng)用各種數(shù)學(xué)運(yùn)算以確定對(duì)工藝變化具有減少敏感度且對(duì)所關(guān)注參數(shù)具有增加敏感度的信號(hào)。

在另一進(jìn)一步方面中，收集源自于由多個(gè)不同測(cè)量技術(shù)的組合執(zhí)行的測(cè)量的測(cè)量數(shù)據(jù)用于模型構(gòu)建、訓(xùn)練及測(cè)量。與多個(gè)不同測(cè)量技術(shù)相關(guān)聯(lián)的測(cè)量數(shù)據(jù)的使用增加信號(hào)組合集中的信息內(nèi)容且減少過(guò)程或其它參數(shù)變化的校正。測(cè)量數(shù)據(jù)可源自于由多個(gè)不同測(cè)量技術(shù)的任何組合執(zhí)行的測(cè)量。以此方式，可通過(guò)多個(gè)不同測(cè)量技術(shù)(例如光學(xué)SE、成像疊加等等)測(cè)量不同測(cè)量位點(diǎn)以增加可用于估計(jì)所關(guān)注參數(shù)的測(cè)量信息。

一般來(lái)說(shuō)，可在本專利文件的范圍內(nèi)預(yù)期任何測(cè)量技術(shù)或兩個(gè)或兩個(gè)以上測(cè)量技術(shù)的組合，這是因?yàn)橛捎糜谟?xùn)練及測(cè)量的特征提取模型及測(cè)量模型處理的數(shù)據(jù)呈向量形式。因?yàn)槿绫疚乃枋龅男盘?hào)響應(yīng)計(jì)量技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)的向量進(jìn)行操作，所以獨(dú)立地處理收集的每一信號(hào)。另外，無(wú)論數(shù)據(jù)是否為二維數(shù)據(jù)、一維數(shù)據(jù)或甚至單點(diǎn)數(shù)據(jù)，都可串接來(lái)自多個(gè)不同計(jì)量的數(shù)據(jù)。

示范性測(cè)量技術(shù)(其可根據(jù)本文所描述的信號(hào)響應(yīng)計(jì)量技術(shù)而提供用于分析的數(shù)據(jù))包含(但不限于)光譜橢圓偏振測(cè)量(其包含穆勒矩陣橢圓偏振測(cè)量)、光譜反射測(cè)量、光譜散射測(cè)量、散射測(cè)量疊加、光束輪廓反射測(cè)量(角分辨及偏振分辨兩者)、光束輪廓橢圓偏振測(cè)量、單離散波長(zhǎng)或多離散波長(zhǎng)橢圓偏振測(cè)量、傳輸小角度x射線散射計(jì)(TSAXS)、小角度x射線散射(SAXS)、掠入射小角度x射線散射(GISAXS)、廣角x射線散射(WAXS)、x線反射率(XRR)、x射線衍射(XRD)、掠入射x射線衍射(GIXRD)、高分辨率x射線衍射(HRXRD)、x射線光電子光譜分析(XPS)、x線熒光分析(XRF)、掠入射x射線熒光分析(GIXRF)、x射線斷層攝影術(shù)及x射線橢圓偏振測(cè)量。一般來(lái)說(shuō)，可個(gè)別地或以任何組合方式考慮可應(yīng)用于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的特性化的任何計(jì)量技術(shù)，其包含基于圖像的計(jì)量技術(shù)。

在另一進(jìn)一步方面中，由多個(gè)計(jì)量測(cè)量的信號(hào)可經(jīng)處理以減少對(duì)工藝變化的敏感度且增加對(duì)所關(guān)注參數(shù)的敏感度。在一些實(shí)例中，使來(lái)自由不同計(jì)量測(cè)量的目標(biāo)的信號(hào)彼此相減。在一些其它實(shí)例中，使來(lái)自由不同計(jì)量測(cè)量的目標(biāo)的信號(hào)與模型擬合，且使用殘差來(lái)構(gòu)建、訓(xùn)練及使用如本文所描述的測(cè)量模型。在一個(gè)實(shí)例中，來(lái)自由兩個(gè)不同計(jì)量測(cè)量的目標(biāo)的信號(hào)經(jīng)相減以消除或顯著減少每一測(cè)量結(jié)果中的過(guò)程噪聲的效應(yīng)。一般來(lái)說(shuō)，可在由不同計(jì)量測(cè)量的信號(hào)之間應(yīng)用各種數(shù)學(xué)計(jì)算以確定對(duì)工藝變化具有減少敏感度且對(duì)所關(guān)注參數(shù)具有增加敏感度的信號(hào)。

一般來(lái)說(shuō)，來(lái)自各自由多個(gè)計(jì)量技術(shù)測(cè)量的多個(gè)目標(biāo)的信號(hào)增加信號(hào)組合集中的信息內(nèi)容且減少工藝或其它參數(shù)變化的校正。

在另一方面中，在差分模式中實(shí)施用于訓(xùn)練及測(cè)量如上文所描述的實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的方法及系統(tǒng)。在此方案中，在處理流程的兩個(gè)不同步驟處執(zhí)行計(jì)量目標(biāo)測(cè)量及任何相關(guān)聯(lián)的參考測(cè)量。將每一不同處理步驟處的測(cè)量信號(hào)的差異視為用于訓(xùn)練目的的訓(xùn)練信號(hào)及用于測(cè)量目的的測(cè)量信號(hào)。

在一個(gè)實(shí)例中，在光刻步驟及隨后蝕刻步驟處將相同位置點(diǎn)用于計(jì)量目標(biāo)測(cè)量。所述光刻與蝕刻步驟之間的差異信號(hào)允許在每個(gè)點(diǎn)位點(diǎn)的基礎(chǔ)上監(jiān)測(cè)工藝可變性，即使結(jié)構(gòu)在晶片上的點(diǎn)之間變化(例如，歸因于過(guò)程步驟或小定位誤差)。此差分計(jì)量模式可優(yōu)選地用于SRAM裝置區(qū)域(其中測(cè)量目標(biāo)的變化存在于晶片上的不同場(chǎng)之間)的計(jì)量。

在一些實(shí)例中，測(cè)量目標(biāo)的變化起因于測(cè)量結(jié)構(gòu)的周期性的缺陷(例如有限結(jié)構(gòu)大小)或無(wú)法在計(jì)量系統(tǒng)的測(cè)量點(diǎn)內(nèi)足夠地重復(fù)其它周期性結(jié)構(gòu)的情形中的缺陷。在一些實(shí)例中，測(cè)量目標(biāo)的變化起因于光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)的小點(diǎn)大小及計(jì)量系統(tǒng)的測(cè)量位置放置誤差。

在一些實(shí)例中，一或多個(gè)蝕刻步驟之前與之后的實(shí)際裝置參數(shù)值之間的差異可用作到蝕刻工藝的閉環(huán)控制的輸入。

一般來(lái)說(shuō)，差分SRM計(jì)量允許可用于(例如)設(shè)置兩個(gè)過(guò)程監(jiān)測(cè)步驟(即，蝕刻及光刻)之間的目標(biāo)偏壓，提供每場(chǎng)校正或提供高階校正(例如OVL或EPE控制)的全局(晶片)、場(chǎng)(場(chǎng)平均)或局部(每位點(diǎn))結(jié)果。

圖5說(shuō)明用于根據(jù)本文所呈現(xiàn)的示范性方法測(cè)量樣品的特性的系統(tǒng)300。如圖5中所展示，系統(tǒng)300可用于執(zhí)行樣品301的一或多個(gè)結(jié)構(gòu)的光譜橢圓偏振測(cè)量。在此方面中，系統(tǒng)300可包含裝備有照明器302及光譜儀304的光譜橢偏儀。系統(tǒng)300的照明器302經(jīng)配置以產(chǎn)生所選擇的波長(zhǎng)范圍(例如100到2500nm)的照明且將所述照明引導(dǎo)到安置于樣品301的表面上的結(jié)構(gòu)。光譜儀304又經(jīng)配置以接收從樣品301的表面反射的照明。應(yīng)進(jìn)一步注意，使用偏振態(tài)產(chǎn)生器307使從照明器302射出的光偏振以產(chǎn)生偏振照明光束306。使由安置于樣品301上的結(jié)構(gòu)反射的輻射穿過(guò)偏振態(tài)分析器309且到光譜儀304。關(guān)于偏振態(tài)分析收集光束308中的由光譜儀304接收的輻射，從而允許由穿過(guò)分析器的輻射的光譜儀進(jìn)行光譜分析。將這些光譜311傳到用于分析結(jié)構(gòu)的計(jì)算系統(tǒng)330。

如圖5中所描繪，系統(tǒng)300包含單個(gè)測(cè)量技術(shù)(即，SE)。然而，一般來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)300可包含任何數(shù)目個(gè)不同測(cè)量技術(shù)。通過(guò)非限制性實(shí)例，系統(tǒng)300可被配置為光譜橢偏儀(其包含穆勒矩陣橢圓偏振測(cè)量)、光譜反射計(jì)、光譜散射計(jì)、疊加散射計(jì)、角分辨光束輪廓反射計(jì)、偏振分辨光束輪廓反射計(jì)、光束輪廓反射計(jì)、光束輪廓橢偏儀、任何單波長(zhǎng)或多波長(zhǎng)橢偏儀或其任何組合。此外，一般來(lái)說(shuō)，可從多個(gè)工具而非集成多個(gè)技術(shù)的一個(gè)工具收集由不同測(cè)量技術(shù)收集且根據(jù)本文所描述的方法分析的測(cè)量數(shù)據(jù)。

在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)300可包含一或多個(gè)計(jì)算系統(tǒng)330，其用于基于根據(jù)本文所描述的方法而開(kāi)發(fā)的測(cè)量模型執(zhí)行實(shí)際裝置結(jié)構(gòu)的測(cè)量。一或多個(gè)計(jì)算系統(tǒng)330可以通信方式耦合到光譜儀304。一方面，一或多個(gè)計(jì)算系統(tǒng)330經(jīng)配置以接收與樣品301的結(jié)構(gòu)的測(cè)量相關(guān)聯(lián)的測(cè)量數(shù)據(jù)311。

應(yīng)認(rèn)識(shí)到，可由單計(jì)算機(jī)系統(tǒng)330或替代地多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)330執(zhí)行貫穿本發(fā)明所描述的各種步驟。此外，系統(tǒng)300的不同子系統(tǒng)(例如光譜橢偏儀304)可包含適合于執(zhí)行本文所描述的步驟的至少一部分的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。因此，以上描述不應(yīng)被解釋為對(duì)本發(fā)明的限制，而是僅為說(shuō)明。此外，一或多個(gè)計(jì)算系統(tǒng)330可經(jīng)配置以執(zhí)行本文所描述的方法實(shí)施例中的任何者的任何其它步驟。

另外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)330可按所屬領(lǐng)域中已知的任何方式以通信方式耦合到光譜儀304。舉例來(lái)說(shuō)，一或多個(gè)計(jì)算系統(tǒng)330可耦合到與光譜儀304相關(guān)聯(lián)的計(jì)算系統(tǒng)。在另一實(shí)例中，光譜儀304可由耦合到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)330的單個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)直接控制。

計(jì)量系統(tǒng)300的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)330可經(jīng)配置以通過(guò)可包含有線及/或無(wú)線部分的傳輸媒體從系統(tǒng)的子系統(tǒng)(例如光譜儀304及類似物)接收及/或獲取數(shù)據(jù)或信息。以此方式，所述傳輸媒體可充當(dāng)系統(tǒng)300的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)330與其它子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)鏈路。

集成計(jì)量系統(tǒng)300的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)330可經(jīng)配置以通過(guò)可包含有線及/或無(wú)線部分的傳輸媒體從其它系統(tǒng)接收及/或獲取數(shù)據(jù)或信息(例如測(cè)量結(jié)果、建模輸入、建模結(jié)果、參考測(cè)量結(jié)果等等)。以此方式，所述傳輸媒體可充當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)330與其它系統(tǒng)(例如存儲(chǔ)器板上計(jì)量系統(tǒng)300、外部存儲(chǔ)器、參考測(cè)量源320或其它外部系統(tǒng))之間的數(shù)據(jù)鏈路。舉例來(lái)說(shuō)，計(jì)算系統(tǒng)330可經(jīng)配置以經(jīng)由數(shù)據(jù)鏈路從存儲(chǔ)媒體(即，存儲(chǔ)器332或外部存儲(chǔ)器)接收測(cè)量數(shù)據(jù)。例如，可將使用光譜儀304獲得的光譜結(jié)果存儲(chǔ)于永久或半永久存儲(chǔ)器裝置(例如存儲(chǔ)器332或外部存儲(chǔ)器)中。就此來(lái)說(shuō)，可從板上存儲(chǔ)器或從外部存儲(chǔ)器系統(tǒng)導(dǎo)入所述光譜結(jié)果。在另一實(shí)例中，計(jì)算系統(tǒng)330可經(jīng)配置以經(jīng)由數(shù)據(jù)鏈路而從參考測(cè)量源(例如存儲(chǔ)媒體)接收參考測(cè)量數(shù)據(jù)321。例如，可將使用參考測(cè)量系統(tǒng)獲得的參考測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)于永久或半永久存儲(chǔ)器裝置中。就此來(lái)說(shuō)，可從板上存儲(chǔ)器或外部存儲(chǔ)器系統(tǒng)導(dǎo)入所述參考測(cè)量結(jié)果。此外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)330可經(jīng)由傳輸媒體將數(shù)據(jù)發(fā)送到其它系統(tǒng)。例如，可傳送由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)330確定的測(cè)量模型或?qū)嶋H裝置參數(shù)值340且將其存儲(chǔ)于外部存儲(chǔ)器中。就此來(lái)說(shuō)，可將測(cè)量結(jié)果導(dǎo)出到另一系統(tǒng)。

計(jì)算系統(tǒng)330可包含(但不限于)個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、主機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、工作站、圖像計(jì)算機(jī)、并行處理器或所屬領(lǐng)域中已知的任何其它裝置。一般來(lái)說(shuō)，術(shù)語(yǔ)“計(jì)算系統(tǒng)”可經(jīng)廣泛地定義以涵蓋具有一或多個(gè)處理器(其執(zhí)行來(lái)自存儲(chǔ)器媒體的指令)的任何裝置。

可通過(guò)傳輸媒體(例如導(dǎo)線、電纜或無(wú)線傳輸鏈路)傳輸實(shí)施方法(例如本文所描述的方法)的程序指令334。舉例來(lái)說(shuō)，如圖5中所說(shuō)明，通過(guò)總線333將存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器332中的程序指令334傳輸?shù)教幚砥?31。將程序指令334存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀媒體(例如存儲(chǔ)器332)中。示范性計(jì)算機(jī)可讀媒體包含只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、磁盤或光盤或磁帶。

在一些實(shí)例中，將本文所描述的模型構(gòu)建、訓(xùn)練及測(cè)量方法實(shí)施為從美國(guó)加利福尼亞州苗必達(dá)市的科磊公司(KLA-Tencor Corporation,Milpitas California,USA)購(gòu)買的光學(xué)臨界尺寸計(jì)量系統(tǒng)的元素。以此方式，在由所述系統(tǒng)收集DOE晶片光譜之后立即創(chuàng)建模型且使其準(zhǔn)備好投入使用。

在一些其它實(shí)例中，(例如)由實(shí)施從美國(guó)加利福尼亞州苗必達(dá)市的科磊公司購(gòu)買的軟件的計(jì)算系統(tǒng)離線實(shí)施本文所描述的模型構(gòu)建及訓(xùn)練方法?？蓪⑺媒?jīng)訓(xùn)練模型并入為可由執(zhí)行測(cè)量的計(jì)量系統(tǒng)存取的鏈接庫(kù)的元素。

在又一方面中，可使用本文所描述的測(cè)量模型結(jié)果將主動(dòng)反饋提供到工藝工具(例如光刻工具、蝕刻工具、沉積工具等等)。舉例來(lái)說(shuō)，可將使用本文所描述的方法確定的EPE或疊加誤差的值傳送到光刻工具以調(diào)整光刻系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)所期望的輸出。以類似方式，可將蝕刻參數(shù)(例如蝕刻時(shí)間、擴(kuò)散率等等)或沉積參數(shù)(例如時(shí)間、濃度等等)包含于測(cè)量模型中以將主動(dòng)反饋分別提供到蝕刻或沉積工具。在某一實(shí)例中，可將基于測(cè)量裝置參數(shù)值及經(jīng)訓(xùn)練測(cè)量模型確定的工藝參數(shù)的校正傳送到光刻工具、蝕刻工具或沉積工具。

一般來(lái)說(shuō)，可將本文所描述的系統(tǒng)及方法實(shí)施為使測(cè)量模型準(zhǔn)備用于離線測(cè)量或工具上測(cè)量的過(guò)程的部分。

如本文所描述，術(shù)語(yǔ)“臨界尺寸”包含結(jié)構(gòu)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(cè)壁角、光柵高度等等)、任何兩個(gè)或兩個(gè)以上結(jié)構(gòu)之間的臨界尺寸(例如兩個(gè)結(jié)構(gòu)之間的距離)及兩個(gè)或兩個(gè)以上結(jié)構(gòu)之間的位移(例如疊加光柵結(jié)構(gòu)之間的疊加位移等等)。結(jié)構(gòu)可包含三維結(jié)構(gòu)、圖案化結(jié)構(gòu)、疊加結(jié)構(gòu)等等。

如本文所描述，術(shù)語(yǔ)“臨界尺寸應(yīng)用”或“臨界尺寸測(cè)量應(yīng)用”包含任何臨界尺寸測(cè)量。

如本文所描述，術(shù)語(yǔ)“計(jì)量系統(tǒng)”包含至少部分用于樣品在任何方面特性化的任何系統(tǒng)，其包含測(cè)量應(yīng)用，例如臨界尺寸計(jì)量、疊加計(jì)量、焦點(diǎn)/劑量計(jì)量及組成計(jì)量。然而，所屬領(lǐng)域的此類術(shù)語(yǔ)不限制如本文所描述的術(shù)語(yǔ)“計(jì)量系統(tǒng)”的范圍。另外，計(jì)量系統(tǒng)100可經(jīng)配置以用于測(cè)量圖案化晶片及/或未圖案化晶片。計(jì)量系統(tǒng)可被配置為L(zhǎng)ED檢驗(yàn)工具、邊緣檢驗(yàn)工具、背側(cè)檢驗(yàn)工具、宏觀檢驗(yàn)工具或多模式檢驗(yàn)工具(同時(shí)涉及來(lái)自一或多個(gè)平臺(tái)的數(shù)據(jù))及任何其它計(jì)量或檢驗(yàn)工具(其受益于基于臨界尺寸數(shù)據(jù)而校準(zhǔn)系統(tǒng)參數(shù))。

本文描述可用于處理樣品的半導(dǎo)體處理系統(tǒng)(例如檢驗(yàn)系統(tǒng)或光刻系統(tǒng))的各種實(shí)施例。術(shù)語(yǔ)“樣品”在本文中用于指可由所屬領(lǐng)域中已知的方式處理(例如，印刷或檢驗(yàn)缺陷)的晶片、光罩或任何其它樣本。

如本文所使用，術(shù)語(yǔ)“晶片”一般是指由半導(dǎo)體或非半導(dǎo)體材料形成的襯底。實(shí)例包含(但不限于)單晶硅、砷化鎵及磷化銦。通?？稍诎雽?dǎo)體制造設(shè)施中找到及/或處理此類襯底。在一些情況中，晶片可僅包含襯底(即，裸晶片)。替代地，晶片可包含形成于襯底上的一或多個(gè)不同材料層。形成于晶片上的一或多個(gè)層可“被圖案化”或“未被圖案化”。舉例來(lái)說(shuō)，晶片可包含具有可重復(fù)圖案特征的多個(gè)裸片。

“光罩”可為光罩制造工藝的任何階段處的光罩，或可為可或不可準(zhǔn)予用于半導(dǎo)體制造設(shè)施中的完成光罩。一般將光罩或“掩模”界定為大體上透明襯底，其具有形成于其上且以圖案配置的大體上不透明區(qū)域。所述襯底可包含(例如)玻璃材料，例如非晶SiO₂。可在光刻工藝的曝光步驟期間將光罩安置于抗蝕劑覆蓋晶片上方，使得所述光罩上的所述圖案可被轉(zhuǎn)印到抗蝕劑。

形成于晶片上的一或多個(gè)層可被圖案化或未被圖案化。舉例來(lái)說(shuō)，晶片可包含各自具有可重復(fù)圖案特征的多個(gè)裸片。此類材料層的形成及處理可最終導(dǎo)致完成裝置。許多不同類型的裝置可形成于晶片上，且如本文所使用，術(shù)語(yǔ)晶片希望涵蓋其上制造所屬領(lǐng)域中已知的任何類型的裝置的晶片。

在一或多個(gè)示范性實(shí)施例中，可在硬件、軟件、固件或其任何組合中實(shí)施所描述的功能。如果在軟件中實(shí)施功能，可將功能存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀媒體上或作為計(jì)算機(jī)可讀媒體上的一或多個(gè)指令或代碼而傳輸。計(jì)算機(jī)可讀媒體包含計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)媒體及通信媒體兩者，其包含促進(jìn)計(jì)算機(jī)程序從一個(gè)位置轉(zhuǎn)移到另一位置的任何媒體。存儲(chǔ)媒體可為可由通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)存取的任何可用媒體。通過(guò)實(shí)例(但不限于)，此計(jì)算機(jī)可讀媒體可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲(chǔ)裝置、磁盤存儲(chǔ)裝置或其它磁性存儲(chǔ)裝置或任何其它媒體，其可用于載送或存儲(chǔ)呈指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式的所期望的程序代碼構(gòu)件且可由通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)或通用或?qū)Ｓ锰幚砥鞔嫒?。此外，將任何連接適當(dāng)?shù)胤Q為計(jì)算機(jī)可讀媒體。舉例來(lái)說(shuō)，如果使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字用戶線(DSL)或無(wú)線技術(shù)(例如紅外、無(wú)線電及微波)從網(wǎng)站、服務(wù)器或其它遠(yuǎn)程源傳輸軟件，那么將同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL或無(wú)線技術(shù)(例如紅外、無(wú)線電及微波)包含于媒體的定義中。如本文所使用，磁盤及光盤包含壓縮光盤(CD)、激光光盤、光盤、數(shù)字多功能光盤(DVD)、軟盤及藍(lán)光光盤，其中磁盤通常磁性地復(fù)制數(shù)據(jù)，而光盤使用激光來(lái)光學(xué)地復(fù)制數(shù)據(jù)。也應(yīng)將上述內(nèi)容的組合包含于計(jì)算機(jī)可讀媒體的范圍內(nèi)。

盡管上文出于教學(xué)目的而描述某些特定實(shí)施例，但本專利文件的教示具有一般適用性且不受限于上文所描述的特定實(shí)施例。因此，可在不背離如權(quán)利要求書中所陳述的本發(fā)明的范圍的情況下實(shí)踐所描述實(shí)施例的各種特征的各種修改、調(diào)適及組合。