利用来自多个处理步骤的信息的半导体计量制造技术

本文中呈现用于在多重图案化半导体制作过程中基于对试样的测量及来自用于制作所述试样的一或多个先前过程步骤的过程信息而测量过程诱发的误差的方法及系统。在已执行若干个过程步骤之后，采用计量工具。所述计量工具基于经测量信号及过程信息而测量晶片上的计量目标的所关注结构参数，且将可校正过程参数值传达到所述先前过程步骤中所涉及的一或多个过程工具。当由适当过程工具执行时，所述可校正过程参数值会减少通过过程流程制作的结构的几何形状的过程诱发的误差。在另一方面中，使用多个计量工具结合来自所述过程流程中的一或多个过程步骤的过程信息来控制制作过程。

Semiconductor metrology using information from multiple processing steps

In this paper, a method and system for measuring process-induced errors in a multi-patterned semiconductor fabrication process based on the measurement of a sample and process information from one or more previous process steps for fabricating the sample are presented. After several process steps have been implemented, measurement tools are used. The measurement tool measures the structural parameters of interest of the measurement target on the chip based on the measured signal and process information, and transmits the correctable process parameter values to one or more process tools involved in the previous process steps. When executed by an appropriate process tool, the correctable process parameter values reduce the process-induced errors in the geometric shape of the structure produced by the process flow. In another aspect, the production process is controlled by using a plurality of measurement tools combined with process information from one or more process steps in the process flow.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用来自多个处理步骤的信息的半导体计量相关申请案的交叉参考本专利申请案依据35U.S.C.§119主张2016年4月4日提出申请的标题为“过程信息辅助计量(ProcessInformationAssistedMetrology)”的序列号为62/318,166的美国临时专利申请案的优先权，所述临时专利申请案的标的物以其全文引用方式并入本文中。
所描述实施例涉及计量系统及方法，且更特定来说涉及用于表征由多个图案化过程产生的结构的尺寸的参数的经改善测量的方法及系统。
技术介绍
半导体装置(例如逻辑及存储器装置)通常是通过适用于试样的一系列处理步骤制作。半导体装置的各种特征及多个结构层级是通过这些处理步骤形成。举例来说，除其它之外，光刻也是涉及在半导体晶片上产生图案的一种半导体制作过程。半导体制作过程的额外实例包含但不限于化学机械抛光、蚀刻、沉积及离子植入。可在单个半导体晶片上制作多个半导体装置，且然后将其分离成个别半导体装置。现在通常采用多种图案化技术来提高被印刷到用于给定光刻系统的半导体晶片上的特征的分辨率。图1A到1D描绘通常被称为光刻-蚀刻-光刻-蚀刻(LELE)过程的双重图案化光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计量系统，其包括：照明子系统，其将一定量的照明光提供到安置于先前通过制作过程流程的多个过程步骤处理的晶片上的一或多个计量目标；检测器子系统，其检测响应于所述量的照明光而来自所述一或多个计量目标的光量且响应于所述所检测光量而产生一定量的测量信号；及计算系统，其经配置以：从用于对所述晶片执行所述多个过程步骤中的第一过程步骤的第一过程工具接收第一量的过程信息；从所述第一过程工具或用于对所述晶片执行所述多个过程步骤中的第二过程步骤的另一过程工具接收第二量的过程信息；及基于所述量的测量信号以及所述第一量的过程信息及所述第二量的过程信息而估计所述一或多个计量目标的所关注结构参数的值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.04 US 62/318,166;2017.03.31 US 15/476,6831.一种计量系统，其包括：照明子系统，其将一定量的照明光提供到安置于先前通过制作过程流程的多个过程步骤处理的晶片上的一或多个计量目标；检测器子系统，其检测响应于所述量的照明光而来自所述一或多个计量目标的光量且响应于所述所检测光量而产生一定量的测量信号；及计算系统，其经配置以：从用于对所述晶片执行所述多个过程步骤中的第一过程步骤的第一过程工具接收第一量的过程信息；从所述第一过程工具或用于对所述晶片执行所述多个过程步骤中的第二过程步骤的另一过程工具接收第二量的过程信息；及基于所述量的测量信号以及所述第一量的过程信息及所述第二量的过程信息而估计所述一或多个计量目标的所关注结构参数的值。2.根据权利要求1所述的计量系统，其中所述计算系统进一步经配置以：基于所述计量目标的经测量特性以及所述第一量的过程信息及所述第二量的过程信息而估计与所述过程步骤中的至少一者相关联的可校正参数的值；及将所述可校正参数的所述值传达到用于执行所述至少一个过程步骤的至少一个过程工具。3.根据权利要求1所述的计量系统，其中所述第一量的过程信息包含以下各项中的任一者：过程控制参数、过程工具设置参数、过程环境参数、从载于所述第一过程工具上的传感器收集的一定量的过程数据及从载于所述第一过程工具上的传感器收集的一定量的计量数据。4.根据权利要求1所述的计量系统，其中所述第一量的过程信息包含光刻聚焦参数值、光刻剂量参数值或上述两项的组合。5.根据权利要求1所述的计量系统，其中所述估计所述一或多个计量目标的所述所关注参数的所述值涉及物理模型或经训练输入-输出测量模型。6.根据权利要求5所述的计量系统，其中所述计算系统进一步经配置以：利用经模拟测量数据及经模拟过程信息、与实验设计DOE晶片相关联的实际测量数据及过程信息或上述各项的组合来训练所述输入-输出测量模型。7.根据权利要求1所述的计量系统，其中所述计算系统进一步经配置以：减小所述第一量的过程信息及所述第二量的过程信息、所述量的测量信号或上述各项的组合的维度。8.根据权利要求1所述的计量系统，其中所述检测器经配置而以多个波长、多个收集角度或多个波长与多个收集角度的组合从目标结构收集光。9.一种计量系统，其包括：照明子系统，其将一定量的照明光提供到安置于先前通过制作过程流程的多个过程步骤处理的晶片上的一或多个计量目标；检测器子系统，其检测响应于所述量的照明光而来自所述一或多个计量目标的光量且响应于所述所检测光量而产生一定量的测量信号；及非暂时性计算机可读媒体，其包括：用于致使计算机系统从用于对所述晶片执行所述多个过程步骤中的第一过程步骤的第一过程工具接收第一量的过程信息的代码；用于致使所述计算机系统从所述第一过程工具或用于对所述晶片执行所述多个过程步骤中的第二过程步骤的另一过...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·库兹涅佐夫，A·A·吉里纽，A·舒杰葛洛夫，
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