用于快速自动确定用于高效计量的信号的系统、方法及计算机程序产品技术方案

本发明专利技术提供一种用于选择将利用计量工具而测量的信号的系统、方法及计算机程序产品，所述计量工具优化所述测量的精度。技术包含模拟用于测量计量目标的一或多个参数的信号集合的步骤。产生对应于所述信号集合的正规化雅可比矩阵，基于所述正规化雅可比矩阵来选择所述模拟信号集合中的信号子集，所述信号子集优化与测量所述计量目标的所述一或多个参数相关联的性能度量，且利用计量工具来收集所述计量目标的所述信号子集中的每一信号的测量。对于由所述计量工具收集的给定数目个信号，与收集遍及一系列过程参数均匀地分布的信号的常规技术相比，此技术优化此类测量的精度。

System, method and computer program product for quickly and automatically determining signals for efficient measurement

The present invention provides a system, method and computer program product for selecting a signal to be measured with a measuring tool, and the measuring tool optimizes the accuracy of the measurement. The technology includes the steps of simulating a set of signals for measuring one or more parameters of a measurement target. A normalized Jacobi matrix corresponding to the set of said signals is generated, based on the normalized Jacobi matrix to select a subset of the signals in the set of analog signals, which optimizes the performance measure associated with one or more parameters of the measured target, and uses a metering tool to collect the meter. The measurement of each signal in the signal subset of a quantity target. This technique optimizes the accuracy of such a measurement for a given number of signals collected by the measuring tool and a conventional technique for collecting signals distributed uniformly throughout a series of process parameters.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于快速自动确定用于高效计量的信号的系统、方法及计算机程序产品相关申请案本申请案主张2015年12月8日申请的第61/264,482号美国临时专利申请案的权益，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及计量工具，且更特定来说，本专利技术涉及计量工具的配置。
技术介绍
计量通常涉及测量目标组件的各种物理特征。举例来说，可使用计量工具来测量目标组件的结构及材料特性(例如，材料组成物、结构的尺寸特性及/或结构的临界尺寸等等)。在半导体计量的实例中，可使用计量工具来测量已制造的半导体组件的各种物理特征。一旦获得计量测量，就可分析所述测量。此分析通常涉及如下算法：推断目标组件的参数模型的参数值，使得与所述值相关联的测量的模拟紧密匹配实际测量。此类算法通常属于被称为“逆问题”的一类数学问题。一个此类实施例是最小化实际测量与从参数模型导出的模拟测量之间的赋范误差的回归。往往，为了缩减解决逆问题所需的总时间量，由库替换测量的严格模拟，所述库是针对特定于目标组件的模型参数化的模拟的快速且足够准确的数学近似。通常，由在大模拟测量集合上训练的内插器计算库，所述库的参数属于目标组件的参数的预期范围。在一些情况下，期望使用多个不同计量工具来测量目标组件。此技术通常被称为“混合计量”。可能存在采用多个不同计量工具的许多原因，例如个别计量工具的不足测量性能。接着，期望是可组合使用不同测量技术的两个或多于两个计量工具，其中每一技术是根据其特定优势而使用，以关于目标组件的全部临界尺寸及组成物参数产生符合稳定性及过程跟踪的规范的总测量。在SPIEProc.、第7971卷(2011)的A.韦德(A.Vaid)等人的“全面的计量方法：利用散射测量、CD-AFM及CD-SEM的混合计量(AHolisticMetrologyApproach:HybridMetrologyUtilizingScatterometry,CD-AFM,andCD-SEM)”中描述了现有混合计量工具的一个实例。为了取得参数的准确测量，可使用两个或多于两个计量工具来收集许多不同测量。举例来说，可使用反射计及光谱椭偏仪来收集用于测量一或多个参数的信号集合。这些工具的配置可包含波长、偏光、方位及/或入射参数的选择。举例来说，可按0度与90度之间的方位角及范围从紫外到红外的100nm与900nm之间的波长来配置光谱椭偏仪。可使用竖直与水平之间的偏光角及范围从紫外到红外的100nm与900nm之间的波长来配置反射计。通过跨配置的整个光谱采取测量，可获得目标参数的最精确测量。然而，这将需要数千个个别测量，其可为耗时的。在高处理量制造操作中，时间约束可规定可采取测量子集。常规地，在每一工具配置内仅选择波长子集，以缩减所收集的个别测量的数目。举例来说，可用水平偏光及竖直偏光来设置反射计，且对于每一配置，基于均匀地分布在波长的操作波段内的波长子集采取数个测量(例如，在每一测量之间将波长递增达20nm)。相似地，可按0、45及90度的方位角来配置光谱椭偏仪，且对于每一配置，基于均匀地分布在波长的操作波段内的波长子集采取数个测量。然而，通过缩减来自全光谱的测量的数目，测量参数的误差可能会增大。此外，许多这些测量实际上可能不会得到许多有用信息。因此，需要处理这些问题及/或与检验系统的现有技术实施方案相关联的其它问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于选择欲利用计量工具而测量的信号的系统、方法及计算机程序产品，所述计量工具优化所述测量的精度。技术包含模拟用于测量计量目标的一或多个参数的信号集合的步骤。此技术的关键是正规化雅可比(Jacobian)矩阵，其本质上是测量光谱的噪声加权参数灵敏度。可直接从所述正规化雅可比矩阵计算许多性能度量，例如参数精度。一旦产生对应于所述信号集合的正规化雅可比矩阵，就选择所述模拟信号集合中的信号子集，所述信号子集优化与测量计量的所述一或多个参数相关联的性能度量，且利用计量工具来收集所述计量目标的所述信号子集中的每一信号的测量。对于由所述计量工具收集的给定数目个信号，与收集遍及一系列过程参数均匀地分布的信号的常规技术相比，此技术优化此类测量的精度。附图说明图1展示根据现有技术的示范性计量工具的示意图；图2说明根据一个实施例的用于收集计量目标的测量的方法；图3A说明根据实施例的用于通过从多个计量目标收集信号而增大测量的精度的方法；图3B说明根据实施例的用于通过从多个计量目标收集信号而增大测量的精度的方法；图4是根据一个实施例的用于测量计量目标的系统400的概念说明；及图5说明可供实施各种先前实施例的各种架构及/或功能性的示范性系统。具体实施方式在半导体计量领域中，一种计量工具可包括：照明系统，其照明目标；收集系统，其捕获由照明系统与目标、装置或特征的相互作用(或无相互作用)而提供的相关信息；及处理系统，其使用一或多个算法分析所收集的信息。可使用计量工具来测量与各种半导体制造过程相关联的结构及材料特性(例如：材料组成物；结构及膜的尺寸特性，例如膜厚度及/或结构的临界尺寸；叠加等等)。使用这些测量来促进半导体裸片的制造中的过程控制及/或产出效率。计量工具可包括一或多个硬件配置，所述一或多个硬件配置可结合本专利技术的特定实施例而使用，以例如测量各种前述半导体结构及材料特性。此类硬件配置的实例包含但不限于以下各者：光谱椭偏仪(SE)；具有多个照明角度的SE；测量米勒(Mueller)矩阵元素(例如，使用旋转补偿器)的SE；单波长椭偏仪；光束轮廓椭偏仪(角分辨椭偏仪)；光束轮廓反射计(角分辨反射计)；宽带反射式光谱仪(光谱反射计)；单波长反射计；角分辨反射计；成像系统；散射计(例如，散斑分析器)；小角X射线散射(SAXS)装置；X射线粉末衍射(XRD)装置；X射线荧光(XRF)装置；X射线光电子光谱(XPS)装置；X射线反射率(XRR)装置；拉曼光谱装置；扫描电子显微术(SEM)装置；隧穿电子显微术(TEM)装置；及原子力显微镜(AFM)装置。硬件配置可被分成离散操作系统。另一方面，一或多个硬件配置可被组合成单一工具。此类将多个硬件配置组合成单一工具的一个实例展示于图1中，从第7,933,026号美国专利并入本文中，所述专利的全文特此为了全部目的而以引用的方式并入。举例来说，图1展示示范性计量工具的示意图，所述计量工具包括：a)宽带SE(即，18)；b)具有旋转补偿器(即，98)的SE(即，2)；c)光束轮廓椭偏仪(即，10)；d)光束轮廓反射计(即，12)；e)宽带反射式光谱仪(即，14)；及f)深紫外反射式光谱仪(即，16)。另外，此类系统中通常存在众多光学元件，包含特定透镜、准直器、镜、四分之一波片、偏光器、检测器、相机、光圈及/或光源。用于光学系统的波长可从约120nm到3微米而变化。对于非椭偏仪系统，所收集的信号可为偏光分辨或未偏光的。图1提供被集成在同一工具上的多个计量头的说明。然而，在许多情况下，多个计量工具用于对单一或多个计量目标的测量。举例来说，这描述于第7,478,019号美国专利“多工具及结构分析(Multipletoolandstructureanalysis)”中，所述专利的全文也特此为了全部目的而以引用的方式并入。特定硬件配置的照明系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，其包括：经由执行模拟器模块的处理器来模拟用于测量计量目标的一或多个参数的信号集合；产生对应于所述信号集合的正规化雅可比矩阵；基于所述正规化雅可比矩阵来选择所述模拟信号集合中的信号子集，所述信号子集优化与测量所述计量目标的所述一或多个参数相关联的性能度量；及利用计量工具来收集所述计量目标的所述信号子集中的每一信号的测量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.08 US 62/264,842;2016.11.28 US 15/362,7411.一种方法，其包括：经由执行模拟器模块的处理器来模拟用于测量计量目标的一或多个参数的信号集合；产生对应于所述信号集合的正规化雅可比矩阵；基于所述正规化雅可比矩阵来选择所述模拟信号集合中的信号子集，所述信号子集优化与测量所述计量目标的所述一或多个参数相关联的性能度量；及利用计量工具来收集所述计量目标的所述信号子集中的每一信号的测量。2.根据权利要求1所述的方法，其中选择所述信号子集包括：产生所述计量目标的所述一或多个参数的协方差矩阵；通过将所述正规化雅可比矩阵的每一行投影到所述协方差矩阵的一或多个特征向量上来计算所述行的赋范投影值；及选择所述模拟信号集合中与具有最大赋范投影值的所述正规化雅可比矩阵的所述行对应的数个信号作为所述信号子集。3.根据权利要求2所述的方法，其中计算每一行的所述赋范投影值包括乘以权重。4.根据权利要求3所述的方法，其中根据包含以下各者中的至少一者的准则来设置所述权重：所述计量工具的选择、波长、入射角、方位角、偏光、焦距、积分时间，及/或与所述测量相关联的其它参数。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述一或多个参数包含所述计量目标的临界尺寸及材料特性中的至少一者。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述性能度量是基于每一参数的所述测量的精度。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述性能度量是利用权重系数组合多个性能度量的统一性能度量。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述模拟器模块包括基于系统的模型来产生所述信号集合的指令，所述系统包含所述计量工具及由建模参数集合定义的晶片上的一或多个计量目标。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述计量工具是选自以下各者中的一者：光谱椭偏仪SE；具有多个照明角度的SE；测量米勒矩阵元素的SE；单波长椭偏仪；光束轮廓椭偏仪；光束轮廓反射计；宽带反射式光谱仪；单波长反射计；角分辨反射计；成像系统；散射计；小角x射线散射SAXS装置；x射线粉末衍射XRD装置；x射线荧光XRF装置；x射线光电子光谱XPS装置；x射线反射率XRR装置；拉曼光谱装置；扫描电子显微术SEM装置；隧穿电子显微镜TEM装置；及原子力显微镜AFM装置。10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：利用所述计量工具来收集一或多个额外计量目标的所述信号子集中的每一信号的测量；及分析针对所述计量目标及所述一或多个额外计量目标所收集的所述测量，以确定所述计量目标中的每一者的所述一或多个参数，其中确定特定计量目标的所述一或多个参数包含分析与至少一个其它计量目标相关联的测量。11.根据权利要求10所述的方法，其中利用针对所述计量目标及所述一或多个额外计量目标的所述信号子集中的每一信号所收集的所述测量作为参考信号集合，以校准高处理量计量工具。12.根据权利要求10所述的方法，其中所述计量工具是x射线计量工具。13.一种被体现于非暂时性计算机可读媒体上的计算机程序产品，所述计算机程序产品包含适应于由计算机执行以执行方法的代码，所述方法包括：经由执行模拟器模块的处理器来模拟用于测量计量目标的一或多个参数的信号集合；产生对应于所述信号集合的正规化雅可比矩阵；基于所述正规化雅可比矩阵来选择所述模拟信号集合中的信号子集，所述信号子集优化与测量所述计量目标的所述一或多个参数相关联的性能度量；及利用计量工具来收集所述计量目标的所述信号子集中的每一信号的测量。14.根据权利要求13所述的计算机程序产品，其中选择所述信号子集包括：产生所述计量目标的所述一或多个参数的协方差矩阵；通过将所述正规化雅可比矩阵的每一行投影到所述协方差矩阵的一或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·吉里纽，A·库兹涅佐夫，J·亨奇，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US