使用抽样衍射信号选择假想剖面用于光学计量的方法技术

使用一个假想剖面来模拟形成于半导体晶片上的结构剖面，用于使用光学计量确定该结构的剖面。选择一个假想剖面，从形成于晶片上的结构中测量的衍射信号获得抽样衍射信号，该抽样衍射信号是对测量的衍射信号的代表性抽样。定义了一个假想剖面，并从获得的抽样衍射信号中使用一个抽样衍射信号对该假想剖面进行评价。

【技术实现步骤摘要】

本应用涉及集成电路(IC)计量学尤其涉及选择一种用于光学计量的假定剖面和参数。
技术介绍
随着目前对IC器件向更小几何形状的驱动，随着特征尺寸越来越小，特征测量随之更加困难。然而，为了确定特征尺寸是否在可接受的范围内，以及例如一种特殊的制作过程是否会导致特征的侧壁为锥形、垂直、T-topped、倒凹或有底脚，获取光栅或周期结构的尺寸是非常重要的。传统地，样品经解理并用扫描电子显微镜(SEM)或类似设备检测。截面SEM方法特有地缓慢、昂贵并且是破坏性的，而临界尺寸(CD)SEM方法仅仅提供从表面上了解的一个测量数。反射光谱法和椭圆偏光法用于将光束射在结构上并测量反射光束。目前实际中基本使用经验方法，对结构中已知的特征宽度测量反射光的光谱。该过程既耗时又昂贵，尤其对于有限的结构尺寸剖面库以及与之联系的反射/衍射光谱数据。此外，还有一种用于内嵌集成计量学应用的快速确定CD的需求。另外，随着库的分辨率的增加，库的维数也增加，而库的创建和使用时间随指数增加。一种用于创建衍射信号库和与之联系的集成电路结构剖面包括使用该结构的假设剖面来计算模拟衍射信号。使用这种方法创建库所需要的时间长度随着使用的假定剖面和用于表示该假定剖面参数的数目而变化。典型地，假定剖面越复杂以及使用的参数越多，时间和/或计算资源需求就越大。
技术实现思路
在一个示例的实施例中，使用一个假想剖面来模拟形成于半导体晶片上的结构剖面，用于使用光学计量确定该结构的剖面。选择一个假想剖面，从形成于晶片上的结构中测量的衍射信号获得抽样衍射信号，该抽样衍射信号是对测量的衍射信号的典型抽样。定义了一个假想剖面，并从获得的抽样衍射信号中使用一个抽样衍射信号对该假想剖面进行评价。附图说明本专利技术可以参考如下描述并结合附图来很好地理解，其中相同部分指代相同数字图1描述了一个示例的光学计量设备；图2描述了用于模拟被检查结构剖面的示例假想剖面；图3描述了选择一个假想剖面用于检查一个结构的示例过程；图4描述了获得抽样衍射信号的示例过程；图5描述了优化一种假想剖面的示例过程；图6描述了另一个优化一种假想剖面的示例过程；以及图7描述了优化模拟衍射信号和假想剖面的示例过程；具体实施方式如下描述提出了各种特殊的配置、参数等。然而应该认识到，这种描述并不意味着限制本专利技术的范围，而是作为描述示例实施例而提出。1.光学计量参考图1，一种光学计量系统100可以用于检查和分析形成于半导体晶片上的结构。例如，光学计量系统100可以用于确定形成于晶片104上的周期光栅102的结构剖面。周期光栅102可以形成于晶片104上的测试区，例如靠近形成于晶片104上的器件。或者周期光栅102可以形成于晶片104上不妨碍器件工作的区域或沿划线的区域。如图1所描述，光学计量系统100可以包括含光源106和探测器112的光度仪器。周期光栅102由从光源106发出的入射光束108照射。在本示例的实施例中，入射光束108以与周期光栅102的法线 的入射角θi和方位角Φ(即入射光束108的平面和周期光栅102的周期方向之间的角)对准周期光栅102。衍射光束110以与法线 的夹角θd出射并被探测器112接收。探测器112将衍射光束110转换成测量的衍射信号。为了确定周期光栅102的剖面，光学计量系统110包括配置用于接收测量的衍射信号和分析测量的衍射信号的处理模块114。如下所描述，周期光栅102的剖面可以使用基于库的处理或基于回归的处理来确定。另外，预期使用其他线性或非线性剖面提取技术。2.基于库的确定结构剖面的处理在基于库确定结构剖面的处理中，测量的衍射信号与模拟的衍射信号库相比较。更具体而言，库中每个模拟的衍射信号与一个结构的假想剖面相联系。当测量的衍射信号和库中的一个模拟的衍射信号之间相匹配，或者当测量的衍射信号和其中一个模拟的衍射信号之间的差别在预置判据或匹配判据内时，便认为与匹配的模拟衍射信号相联系的假想剖面代表结构的实际剖面。然后可以利用匹配的模拟衍射信号和/或假想剖面来确定该结构是否是按照规格制作。这样，再参考图1，在一个示例的实施例中，获得测量的衍射信号后，处理模块114接着对测量的衍射信号和存储在库116中的模拟衍射信号进行比较，库116中的每个模拟衍射信号联系一个假想剖面。这样，当测量的衍射信号和库116中的一个模拟的衍射信号之间相匹配时，便认为与匹配的模拟衍射信号相联系的假想剖面代表周期光栅102的实际剖面。存储在库116中的这套假想剖面可以通过使用一套参数表征假想剖面而生成，然后改变这套参数生成变化形状和尺寸的假想剖面。使用一套参数表征剖面的过程可以称之为参数化。例如，如图2A所描述，假设假想剖面200可以通过定义它的高度和宽度的参数h1和w1分别来表征。如图2B-2E所描述，假想剖面200的其他形状和特征可以通过增加参数数目来表征。例如，如图2B所描述，假想剖面200可以通过定义高度、底宽和顶宽的h1、w1和w2来分别表征。注意假想剖面200的宽度可以称之为临界尺寸(CD)。例如图2B中，参数w1和w2可以分别描述为定义假想剖面的底CD和顶CD。如上面的描述，存储在库116中的该套假想剖面(图1)可以通过改变表征假想剖面的参数而生成。例如，参考图2B，通过改变h1、w1和w2，可以生成变化形状和尺寸的假想剖面。注意一、二或全部三个参数都可以相对于其他而改变。再次参考图1，假想剖面的数目以及与该套假想剖面相对应的模拟衍射信号，以及存储在库116中的模拟衍射信号(即库116的分辨率和/范围)部分依赖于该套参数的范围，以及依赖于该套参数变化的增量。在一个示例的实施例中，在获得测量的衍射信号之前，先生成存储在库116中的假想剖面和模拟衍射信号。这样，用于生成库116的范围和增量(即范围和分辨率)可以根据对一个结构的制作过程熟悉程度和变化的大概范围来选取。库116的范围和/或分辨率也可以根据经验测量来选取，例如使用原子力显微镜(AFM)、X-SEM等。对于一个基于库的过程的详细描述见美国专利申请系列号No.09/907,488，题为“一种周期光栅衍射信号库的生成”，申请于2001年7月16日，在此完全引用作为参考。3.基于回归的确定结构剖面过程在基于回归的确定结构剖面过程中，测量的衍射信号与一个模拟衍射信号(即一个试探衍射信号)相比较。模拟衍射信号在比较之前由用于假想剖面(即一个假想剖面)的一套参数(即试探参数)生成。如果测量的衍射信号和模拟衍射信号不匹配或者测量的衍射信号和其中的一个模拟衍射信号的差别不在预置判据或匹配判据内，使用另一个假想剖面的另一套参数生成另一个模拟衍射信号，然后测量的衍射信号与新生成的模拟衍射信号相比较。当测量的衍射信号和库中的一个模拟的衍射信号之间相匹配，或者当测量的衍射信号和其中一个模拟的衍射信号之间的差别在预置判据或匹配判据内时，便认为与匹配的模拟衍射信号相联系的假想剖面代表结构的实际剖面。然后可以利用匹配的模拟衍射信号和/或假想剖面来确定该结构是否是按照规格制作。这样再参考图1，在一个示例的实施例中，处理模块114对一个假想剖面可以生成一个模拟衍射信号，然后比较测量的衍射信号和模拟衍射信号。如上面描述，如果测量的衍射信号和模拟衍射信号不匹配或者测量的衍射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种选择一个假想剖面来模拟形成于半导体晶片上的结构剖面，用于使用光学计量确定结构剖面的方法，该方法包括：从形成于晶片上的结构测量的衍射信号获得抽样衍射信号，其中抽样衍射信号是对测量的衍射信号的代表性抽样；定义一种假想剖面，以 模拟形成于晶片上的结构剖面；以及从获得的抽样衍射信号中使用一个抽样衍射信号对该假想剖面进行评价。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：翁维，包军巍，斯里尼瓦斯多迪，伊曼纽尔德勒热，温金，桑贾伊耶杜尔，道瑞斯钦，尼克黑尔亚卡塔达尔，劳伦斯雷恩，
申请(专利权)人：音质技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]