用于测量半导体参数的设备、技术和目标设计制造技术

本揭露涉及用于测量半导体参数的设备、技术和目标设计。在一个实施例中，揭示了用于确定目标的参数的设备及方法。提供了一种具有成像结构及散射测量结构的目标。利用计量工具的成像通道获得所述成像结构的图像。还利用所述计量工具的散射测量通道从所述散射测量结构获得散射测量信号。基于所述图像及所述散射测量信号两者确定所述目标的至少一个参数，例如叠对误差。

【技术实现步骤摘要】
用于测量半导体参数的设备、技术和目标设计本申请是申请日为2015年05月11日，申请号为“201580024936.0”，而专利技术名称为“用于测量半导体参数的设备、技术和目标设计”的申请的分案申请。相关申请案的交叉参考本申请案主张诺姆·萨斑(NoamSapiens)等人在2014年5月12日申请的第61/991,857号优先权申请案美国临时申请案的权益，所述申请案在本文是出于全部目的以引用方式并入。
本专利技术大体上涉及用于半导体计量的方法及系统，且更具体来说，涉及使用目标执行组合技术。
技术介绍
在集成电路的制造中使用的光刻法或光学光刻术系统已经出现一段时间了。此类系统已被证明在精确制造及形成产品中的极小细节方面极为有效。在一些光刻法系统中，通过经由光束或辐射光束(例如，UV或紫外光)转印图案在衬底上写入电路图像。例如，光刻术系统可包含光源或辐射源，其将电路图像投影通过光罩且将其投影到涂敷有对辐照敏感的材料(例如，光致抗蚀剂)的硅晶片上。曝光的光致抗蚀剂通常形成图案，其在显影之后在后续处理步骤(如例如沉积及/或蚀刻)期间遮蔽晶片的层。归因于大规模的电路集成及不断减小的半导体装置大小，光罩及制造的装置变得对结构及工艺变动(例如叠对误差、临界尺寸(CD)变动、膜厚度及组分变动等)日益敏感。此类变动如果不加以校正可导致最终装置归因于电计时误差而不能满足期望性能。更糟糕的是，这些误差可导致最终装置发生故障且对良率产生不利影响。已经开发出许多技术来测量半导体样本的各种特性以改进良率。然而，仍然需要用于测量半导体样本的特性的经改进的目标、设备及技术。
技术实现思路
下文呈现本专利技术的简明概要以提供对本专利技术的某些实施例的基本理解。本概要并非是本专利技术的详尽概述，且其不识别本专利技术的重要/关键要素或不界定本专利技术的范围。本概要的唯一目的是以简化形式呈现本文中所揭示的一些概念作为随后呈现的具体实施方式的序言。在一个实施例中，揭示了一种确定目标的参数的方法。提供了一种具有成像结构及散射测量结构的目标。利用计量工具的成像通道获得成像结构的图像。还利用计量工具的散射测量通道从散射测量结构获得散射测量信号。基于图像及散射测量信号两者确定目标的至少一个参数，例如叠对误差。在特定实施方案中，通过在关于目标的相同焦平面处操作成像及散射测量通道获得散射测量信号及图像。在另一实施例中，循序获得散射测量信号及图像，且来自散射测量信号或图像中的一者的至少一个参数是基于来自散射测量信号或图像中的另一者的至少一个参数。另一方面，在所述计量工具的多个不同操作参数下，针对具有不同已知参数值的多个参考目标重复用于获得图像及散射测量信号以及确定至少一个参数的所述操作。接着，通过基于所述目标的哪个所述确定的参数最接近地匹配所述目标的已知不同参数来选择所述计量工具的所述不同操作参数的子集来确定配方。在确定所述配方之后，针对多个生产目标重复用于获得图像及/或散射测量信号及确定至少一个参数的所述操作。另一方面，所述配方包含所述成像或散射测量通道的选择。另一方面，确定来自所述散射测量通道的参数与来自所述成像通道的参数之间的偏差，且基于此偏差针对所述生产目标校准从所述散射测量通道或成像通道确定的参数。在另一方法实施例中，获得来自所述散射测量结构的散射测量或所述成像结构的图像测量中的第一者。基于所述散射测量或所述图像测量中的一者确定所述目标的第一参数。基于所述散射测量或图像测量中的所述第一者抑制或调整基于所述散射测量或图像测量中的另一者的第二参数确定。另一方面，首先获得所述图像测量且接着获得所述散射测量，使得可基于来自所述图像测量的所述第一参数隔离或消除所述散射测量中的所述目标的不对称性。在又另一方面中，所述第一参数量化图像性质且基于所述第一参数是否符合预定义规范而抑制确定所述第二参数。在另一特征中，针对多个目标重复用于获得第一参数的所述操作，且仅仅针对具有符合预定义规范的第一参数的目标确定所述散射测量或图像测量的所述第二参数。在另一实施方案中，首先获得所述图像测量；所述第一参数量化图像性质；且接着获得所述散射测量使得使用所述第一参数调整所述第二参数的确定。另一方面，使用输入有所述第一参数及所述散射测量的散射测量模型确定所述第二参数。在另一方法实施例中，从具有一或多个参数的已知变动的多个参考目标中的每一者接收散射测量及成像测量的第一集合。基于散射测量及成像测量的此第一集合确定信号响应测量(SRM)模型。基于散射测量及成像测量的所述第一集合及所述一或多个参数的所述已知变动训练所述SRM模型。将来自目标的散射测量及成像测量输入到所述SRM模型中以确定一或多个未知参数。在另一实施例中，本专利技术涉及一种用于确定半导体目标的参数的计量设备。所述计量设备包含用于从目标的散射测量结构获得散射测量信号的至少散射测量模块及用于从所述目标的成像结构获得图像的至少成像模块。所述设备还包括处理器，其经配置以分析所述获得的散射测量信号及图像以确定所述目标的至少一个参数。在替代性实施例中，所述设备的处理器经配置以执行上述方法操作中的任一者。在另一实施方案中，本专利技术涉及一种用于确定叠对误差的目标。所述目标包括第一光栅结构，其具有可由具有成像通道的计量工具分辨为图像的图像间距。所述目标还包括第二光栅结构，其具有用于由所述计量工具的散射测量通道测量的散射测量间距。所述散射测量间距经调整大小使得一阶衍射光行进通过所述计量工具的图像光瞳。另一方面，将所述第二光栅结构进一步分段为具有满足利用与所述目标相同的工艺形成的装置的预定义设计规则的设计规则间距的多个光栅。另一方面，所述第一光栅结构是由两个以上的层形成以用于确定两个以上的层之间的叠对误差。本专利技术的这些及其它特征将在本专利技术的实施例的以下具体说明及通过实例说明本专利技术的原理的附图中进行更详细地呈现。附图说明图1A是根据本专利技术的第一实施例的可应用成像及散射测量叠对(SCOL)计量技术的叠对目标的俯视图表示。图1B说明根据一个实施例的图1A的目标的实例图像。图2是根据本专利技术的一个实例实施方案的成像光瞳的简化图。图3是根据本专利技术的第二实施例的可应用成像及SCOL计量技术的叠对目标的俯视图表示。图4是根据本专利技术的第三实施例的可应用成像及SCOL计量技术的叠对目标的俯视图表示。图5是其中根据本专利技术的一个实施例的可在其中测量并分析组合成像及散射测量目标的计量系统的图表表示。图6是根据本专利技术的一个实施例的说明配方开发过程的流程图。图7(a)是根据本专利技术的一个实施例的与图案化底层L1偏离预定义偏差+f的图案化顶层L2的侧视图说明。图7(b)是根据本专利技术的一个实施例的与图案化底层L1偏离预定义偏差+f及叠对误差+ε的图案化顶层L2的侧视图说明。图7(c)是根据本专利技术的一个实施例的与图案化底层L1偏离预定义偏差-f的图案化顶层L2的侧视图说明。图7(d)是根据本专利技术的一个实施例的与图案化底层L1偏离预定义偏差-f及叠对误差+ε的图案化顶层L2的侧视图说明。图8是根据本专利技术的另一实例实施方案的说明用于循序叠对计量的程序的流程图。图9是根据本专利技术的另一实施例的说明基于来自目标及SRM模型的成像及散射测量两者确定来自此目标的一或多个参数的过程的流程图。具体实施方式现在将详细地参考本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定目标的参数的方法，其包括提供多个参考目标和多个生产目标，所述多个参考目标具有多个不同的、已知的一或多个参数值，每一参考目标具有成像结构及散射测量结构；在计量工具的多个不同操作参数下，利用所述计量工具的成像通道获得针对每一参考目标的成像结构的图像，其中每一参考目标的每一成像结构包含未分辨的特征；在所述计量工具的所述多个不同操作参数下，利用所述计量工具的散射测量通道从所述散射测量结构获得针对每一参考目标的散射测量信号；基于针对所述多个参考目标中的每一者的所述图像及所述散射测量信号两者确定针对所述多个参考目标的至少一个参数；及基于针对所述多个参考目标的经确定的至少一个参数中的最接近地匹配所述参考目标的所述已知的、不同的一或多个参数的参数，通过选择所述计量工具的所述不同操作参数的子集来确定配方；及在确定所述配方之后，针对所述多个生产目标重复用于获得图像及/或散射测量信号及确定至少一个参数的操作，其中每一生产目标的每一成像结构包含未分辨的特征。

【技术特征摘要】
2014.05.12 US 61/991,857;2015.05.08 US 14/708,0581.一种确定目标的参数的方法，其包括提供多个参考目标和多个生产目标，所述多个参考目标具有多个不同的、已知的一或多个参数值，每一参考目标具有成像结构及散射测量结构；在计量工具的多个不同操作参数下，利用所述计量工具的成像通道获得针对每一参考目标的成像结构的图像，其中每一参考目标的每一成像结构包含未分辨的特征；在所述计量工具的所述多个不同操作参数下，利用所述计量工具的散射测量通道从所述散射测量结构获得针对每一参考目标的散射测量信号；基于针对所述多个参考目标中的每一者的所述图像及所述散射测量信号两者确定针对所述多个参考目标的至少一个参数；及基于针对所述多个参考目标的经确定的至少一个参数中的最接近地匹配所述参考目标的所述已知的、不同的一或多个参数的参数，通过选择所述计量工具的所述不同操作参数的子集来确定配方；及在确定所述配方之后，针对所述多个生产目标重复用于获得图像及/或散射测量信号及确定至少一个参数的操作，其中每一生产目标的每一成像结构包含未分辨的特征。2.一种确定半导体目标的参数的方法，其包括：从具有一或多个参数的已知变动的多个参考目标中的每一者接收散射测量及成像测量的第一集合，其中散射测量及成像测量的所述第一集合通过以下方法获取：辐射源产生电磁辐射的入射光束，照明光学器件引导所述入射光束朝向参考目标中的每一者，散射测量光学器件响应于入射光束而接收从每一参考目标反射、衍射及/或散射的输出光束，并接着以散射测量的形式引导来自于每一参考目标的所述输出光束的至少一部分朝向散射测量检测器，所述散射测量检测器获得来自所述散射测量光学器件的针对每一参考目标的所述散射测量，成像光学器件接收每一参考目标的所述输出光束，且以每一参考目标的图像测量的形式引导所述每一参考目标的所述输出光束的至少一部分朝向成像检测器，及所述成像检测器用于获得来自于所述成像光学器件的针对每一参考目标的所述图像测量；基于散射测量及成像测量的所述第一集合确定信号响应测量SRM模型；基于散射测量及成像测量的所述第一集合及所述一或多个参数的所述已知变动训练所述SRM模型；及将来自目标的散射测量及成像测量输入到所述SRM模型中以确定一或多个未知参数，其中所述成像测量从由未分辨的特征组成的结构获得。3.根据权利要求2所述的方法，散射测量及成像测量的所述第一集合为来自于CD-SEM(临界尺寸扫描电子显微镜)、SEM、TEM(穿隧电子显微镜)、AFM(原子力显微镜)或x射线计量系统的测量。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述已知变动为一或多个DOE(实验设计)晶片中的多个经编程的集合值。5.根据权利要求2所述的方法，其中所述已知变动由以下方法确定：测量来自于一或多个DOE晶片的多个参考值；通过使用内插函数对多个内插值进行内插；及使用所述参考值和所述内插值作为所述已知变动。6.根据权利要求2所述的方法，其中散射测量及成像测量的所述第一集合从具有多个经编程的工艺变动的多个DOE晶片获得。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述DOE晶片包含通过对光刻工具的焦点和计量编程的光致抗蚀剂层工艺变动。8.根据权利要求6所述的方法，其中所述DOE晶片包含通过对一或多个在先工艺步骤的光刻工具的所述焦点和剂量以及一或多个蚀刻和淀积工艺工具的蚀刻和淀积参数编程的底层工艺变动。9.根据权利要求2所述的方法，其中散射测量及成像测量的所述第一集合和所述已知变动的至少一些由模拟器产生。10.根据权利要求9所述的方法，其中经产生的散射测量及成像测量和已知变动包含多重几何、分散、工艺和系统参数的变动。11.根据权利要求2所述的方法，其中散射测量及成像测量的所述第一集合包含从一或多个DOE晶片获得的测量以及由一或多个模拟器产生的测量。12.根据权利要求2所述的方法，其中散射测量及成像测量的所述第一集合从多个散射测量目标和多个成像目标中获得。13.根据权利要求2所述的方法，其中散射测量和成像测量的所述第一集合从装置区域或类似装置区域的目标获得。14.根据权利要求2所述的方法，其中散射测量及成像测量的所述第一集合包含在不同的计量工具焦点、波长和偏振处获得的测量。15.根据权利要求2所述的方法，其中散射测量及成像测量的所述第一集合包含来自于在先工艺步骤的测量。16.根据权利要求2所述的方法，其中散射测量及成像测量的所述第一集合包含已知参数值。17.根据权利要求2所述的方法，其中所述SRM模型经布置以使用下述模型中的一个或多个：PCA(主成分分...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·沙皮恩，A·V·舒杰葛洛夫，S·潘戴夫，
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