用于以基于衍射的叠加量测为基础评估临界尺寸的系统和方法技术方案

提供了用于评估半导体器件的临界尺寸的系统和方法。示例性系统包括至少一个处理器和存储指令的至少一个存储器。所述指令在由至少一个处理器执行时使至少一个处理器执行操作。所述操作包括接收半导体器件的第一层上的第一叠加标记集合的信息以及半导体器件的第二层上的第二叠加标记集合的信息。第一层低于第二层。所述操作还包括接收从第一层和第二层上的对应叠加标记测量的多个衍射参数。所述操作还包括基于多个衍射参数来确定第二层上的临界尺寸的变化。

A system and method for evaluating critical dimensions based on diffraction based superposition measurements

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于以基于衍射的叠加量测为基础评估临界尺寸的系统和方法
本公开的实施例涉及在制造过程期间的半导体器件的质量控制，更具体而言，涉及使用基于衍射的叠加(DBO)量测来评估半导体器件的临界尺寸(CD)。
技术介绍
用于监控和测量半导体晶圆上的特征的临界尺寸的常规方法包括临界尺寸扫描电子显微镜(CDSEM)和光学临界尺寸(OCD)量测。CDSEM使用电子束以很高的放大倍率对晶圆表面上的结构进行成像，从而实现临界尺寸的测量。OCD分析从晶圆上的周期性结构衍射的光信号，以检查制造工艺的质量。两种方法都需要专用且昂贵的设备来实现评估临界尺寸的功能。本公开提供了使用改进的DBO技术以降低的成本来评估临界尺寸的系统和方法。
技术实现思路
在一个示例中，提供了一种用于评估半导体器件的临界尺寸的系统。所述系统包括至少一个处理器和至少一个存储器。至少一个存储器存储指令，所述指令在由至少一个处理器执行时使至少一个处理器执行操作。所述操作包括接收半导体器件的第一层上的第一叠加标记集合的信息以及半导体器件的第二层上的第二叠加标记集合的信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于评估半导体器件的临界尺寸的系统，包括：/n至少一个处理器；以及/n存储指令的至少一个存储器，所述指令在由所述至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器执行操作，所述操作包括：/n接收所述半导体器件的第一层上的第一叠加标记集合的信息以及所述半导体器件的第二层上的第二叠加标记集合的信息，所述第一层低于所述第二层；/n接收从所述第一层和所述第二层上的对应叠加标记测量的多个衍射参数的信息；以及/n基于所述多个衍射参数来确定所述第二层上的所述临界尺寸的变化。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于评估半导体器件的临界尺寸的系统，包括：
至少一个处理器；以及
存储指令的至少一个存储器，所述指令在由所述至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器执行操作，所述操作包括：
接收所述半导体器件的第一层上的第一叠加标记集合的信息以及所述半导体器件的第二层上的第二叠加标记集合的信息，所述第一层低于所述第二层；
接收从所述第一层和所述第二层上的对应叠加标记测量的多个衍射参数的信息；以及
基于所述多个衍射参数来确定所述第二层上的所述临界尺寸的变化。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一叠加标记集合包括多个衍射光栅，所述多个衍射光栅中的每一个具有第一周期。


3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述多个衍射光栅包括在第一方向上取向的第一组衍射光栅和在垂直于所述第一方向的第二方向上取向的第二组衍射光栅。


4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第一组或所述第二组中的至少两个衍射光栅相对于彼此成对角地设置。


5.根据权利要求2至4中任一项所述的系统，其中，所述第一周期在500纳米至10微米之间的范围内。


6.根据权利要求2至5中任一项所述的系统，其中，所述第二叠加标记集合包括多个衍射光栅簇，所述多个衍射光栅簇中的每一个具有多个衍射光栅单元，其中，所述多个衍射光栅簇中的至少一个中的所述多个衍射光栅单元具有所述第一周期。


7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述多个衍射光栅单元中的至少一个包括具有小于所述第一周期的第二周期的衍射光栅。


8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第二周期与所述第二层上的锚定图案的结构周期基本相同。


9.根据权利要求7或8所述的系统，其中，具有所述第二周期的所述衍射光栅包括线性结构。


10.根据权利要求7或8所述的系统，其中，具有所述第二周期的所述衍射光栅包括非线性结构。


11.根据权利要求7至10中任一项所述的系统，其中，所述第二周期在1纳米至500纳米之间的范围内。


12.根据权利要求7至11中任一项所述的系统，其中，具有所述第二周期的所述衍射光栅相对于相应的衍射光栅单元的几何中心对称地布置。


13.根据权利要求7至12中任一项所述的系统，其中，具有所述第二周期的所述衍射光栅具有与所述多个衍射光栅单元中的所述至少一个相同的取向。


14.根据权利要求7至12中任一项所述的系统，其中，具有所述第二周期的所述衍射光栅具有垂直于所述多个衍射光栅单元中的所述至少一个的取向。


15.根据权利要求6至14中任一项所述的系统，其中，所述第二叠加标记集合中的至少一个衍射光栅簇与所述第一叠加标记集合中的对应衍射光栅错开预定的偏离量。


16.根据权利要求1至15中任一项所述的系统，其中，通过使用成像设备对所述半导体器件的所述第一层和所述第二层进行成像来获得所述第一叠加标记集合和所述第二叠加标记集合的信息。


17.根据权利要求16所述的系统，其中，在获得所述第一叠加标记集合和所述第二叠加标记集合的信息之前，对所述半导体器件的所述第二层执行光学邻近校准。


18.根据权利要求1至17中任一项所述的系统，其中，所述第一叠加标记集合和所述第二叠加标记集合包括正光栅结构或负光栅结构中的至少一个。


19.根据权利要求1至18中任一项所述的系统，其中，所述多个衍射参数包括由对所述第一层和所述第二层上的对应叠加标记的照射引起的两个衍射光信号之间的至少一个强度差。


20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述至少一个强度差包括多个强度差，每个所述强度差是由对具有不同偏离量的所述对应叠加标记的照射引起的。


21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述操作还包括：
基于所述多个强度差和相应的偏离量来计算斜率。


22.根据权利要求21所述的系统，其中，确定所述第二层上的所述临界尺寸的变化包括基于所述斜率确定所述变化。


23.根据权利要求19至22中任一项所述的系统，其中，使用具有第一波长的光信号来测量所述至少一个强度差。


24.根据权利要求19至22中任一项所述的系统，其中，使用具有不同波长的光信号来测量所述至少一个强度差。


25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述操作还包括：
计算与所述不同波长相对应的制造偏离量；以及
通过对所计算的制造偏离量进行平均来减小测量误差。


26.一种用于评估半导体器件的临界尺寸的方法，所述方法包括：
提供半导体器件的第一层上的第一叠加标记集合以及半导体器件的第二层上的第二叠加标记集合，所述第一层低于所述第二层；
获得从所述第一层和所述第二层上的对应叠加标记测量的多个衍射参数；以及
基于所述多个衍射参数来确定所述第二层上的所述临界尺寸的变化。


27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述第一叠加标记集合包括多个衍射光栅，所述多个衍射光栅中的每一个具有第一周期。


28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述多个衍射光栅包括在第一方向上取向的第一组衍射光栅和在垂直于所述第一方向的第二方向上取向的第二组衍射光栅。


29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述第一组或所述第二组中的至少两个衍射光栅相对于彼此成对角地设置。


30.根据权利要求27至29中任一项所述的方法，其中，所述第一周期在500纳米至10微米之间的范围内。


31.根据权利要求27至30中任一项所述的方法，其中，所述第二叠加标记集合包括多个衍射光栅簇，所述多个衍射光栅簇中的每一个具有多个衍射光栅单元，其中，所述多个衍射光栅簇中的至少一个中的所述多个衍...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯耀斌，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42