测量半导体晶片上的图案中的高度差制造技术

用于决定提供于半导体晶片上的图案中的高度差的改进技术使用实际的测量(例如，来自SEM图像的测量)和高度差决定模型。在该模型的一个版本中，该模型的可测量的变量是被表示为阴影的深度(即，相对亮度)的变化的函数，其中阴影的深度取决于：在半导体晶片上的两个特征之间的高度差和宽度差。在该模型的另一版本中，可测量的变量被表示为周期性结构的实际的图像上的两个特征点之间的测量距离的变化相对于扫描电子束的倾斜角度的变化的函数。对于扫描电子束的倾斜角度的变化的函数。对于扫描电子束的倾斜角度的变化的函数。

【技术实现步骤摘要】
测量半导体晶片上的图案中的高度差
[0001]本申请是申请日为2018年5月18日、申请号为201880032678.4、名称为“测量半导体晶片上的图案中的高度差”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本公开内容一般性涉及测量半导体晶片上的图案的尺寸，并且特定地测量图案中的高度差和/或宽度差。

技术介绍

[0003]扫描电子显微镜(SEM)图像被使用于各种映射和成像应用(例如用于半导体晶片的检查)。在本领域中已知悉：用于使用SEM图像的晶片的三维(3D)映射的数种技术。举例而言，用于检查半导体装置的传统的技术利用由SEM获得的多组测量数据来决定半导体装置的尺寸参数。SEM从相对于装置的不同的角度方向收集每组数据。通过分析SEM检查角度与收集的数据集之间的关系来决定半导体装置的尺寸参数。

技术实现思路

[0004]以下是本公开内容的简化的概述，以为了提供本公开内容的一些方面的基本理解。此概述并不是本公开内容的广泛性的概观。该概述既不旨在识别本公开内容的关键元素或重要的元素，也不旨在描绘本公开内容的特定实施的任何范围或权利要求的任何范围。该概述的唯一目的是以简化的形式来呈现本公开内容的一些概念，而作为稍后呈现的更为详细的描述的序言。
[0005]在此公开的是一种用于通过使用实际的测量(例如，来自SEM图像的测量)和使用高度差决定模型来决定提供于半导体晶片上的图案中的高度差的改进技术。在此应用中，术语“图案(pattern)”包含：在半导体晶片上产生的任何的3D结构。
[0006]在该模型的一个版本中，该模型的可测量的变量被表示为阴影的深度(即，相对亮度)的变化的函数，其中阴影的深度取决于在两个特征之间的高度差和宽度差。
[0007]在该模型的另一版本中，可测量的变量被表示为周期性结构的实际的图像上的两个特征点之间的测量距离的变化相对于扫描电子束的倾斜角度的变化的函数。
[0008]在该模型的两个版本中，通过将实际的测量数据馈送到该模型中而从该模型计算出高度差。
[0009]在一些实施中，系统包含：能够使用计算机处理器并且使用该模型的一个或两个版本来提取高度差的模块。该系统可包含：用以扫描晶片的SEM和用以产生一个或多个SEM图像的检测器。
[0010]在一些实施中，非暂时性计算机可读介质可包含：当由处理装置执行时使得该处理装置执行识别具有变量的模型的方法的指令，该变量被表示为核心沟槽与间隙沟槽之间的高度差的函数，其中该函数具有一个或多个参数；在周期性结构的实际的图像上执行测量以获得高度差的函数的一个或多个参数的值；和由计算机处理器使用该模型和所获得的
一个或多个参数来决定高度差。
附图说明
[0011]将从在下文中给出的实施方式中和从本公开内容的各种实施的随附附图中更完整地理解本公开内容。
[0012]图1A图示根据本公开内容的一些实施方式的包含SEM和计算机系统的系统的示意性的方块图，该计算机系统经配置以使用模型来决定图案的高度差。
[0013]图1B是根据本公开内容的一些实施方式的示意性的功能方块图，该功能方块图包含：高度差决定模块(HDDM)。
[0014]图1C显示：根据本公开内容的实施方式的由于多次图案化而具有核心
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间隙凹陷的图案。
[0015]图1D(a)
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(b)显示：根据本公开内容的另一实施方式的由于工艺变化而在两个不同的晶片上具有不同的高度和宽度的图案特征。
[0016]图2A是根据一些实施方式的用以使用模型和实际的测量来决定图案中的高度差的示例性方法的流程图。
[0017]图2B示意性地显示：根据在此公开的实施方式的包含局部通道和参考通道的灰度级轮廓的示例性的SEM图像的一部分。
[0018]图2C示意性地显示：根据在此公开的实施方式的示例性SEM图像的一部分，该SEM图像包含周期性结构中的核心沟槽和间隙沟槽的灰度级轮廓。
[0019]图3图示根据一个实施方式的示例性图案的示意图，该示例性图案表示出对于执行模型的一个版本以决定高度差而要进行测量的值。
[0020]图4是根据一个实施方式的示例性方法的流程图，该示例性方法用以根据模型的一个版本来决定高度。
[0021]图5图示根据一个实施方式的示例性图案的示意图，该示例性图案表示出对于执行模型的另一版本以决定高度差而要进行测量的值。
[0022]图6是SEM图像的一部分，前述者被简化以示出在图5中参照的模型的版本。
[0023]图7是根据本公开内容的另一实施方式的示例性方法的流程图，该示例性方法用以根据在图5中参照的模型的版本来决定高度。
[0024]图8是示例性计算机系统的方块图，其中本公开内容的实施可在该计算机系统中进行操作。
具体实施方式
[0025]本公开内容的方面涉及：决定在相同的半导体晶片上的两个特征之间的高度差和/或高度差和宽度差二者，或者决定由于工艺变化所造成的在两个不同的半导体晶片上的相同的图案特征之间的高度变化和/或宽度变化。
[0026]在半导体晶片上形成的图案通常包含：具有各种形状和尺寸的特征/物体。图案可包含：周期性结构或不规则的结构。通常需要估计这样的物体之间的高度差(和/或高度差和宽度差二者)以用于许多的目的(例如，在这样的物体的制造期间和/或制造这样的物体之后检查半导体晶片)。
[0027]在现有的技术中，通过分别地测量个别的特征的绝对高度并且比较两个测量值来计算高度差。此公开内容描述了一种用于测量两个特征之间的高度差的新颖的、更有效的方法，而不必个别地测量两个特征中的每一者的个别的绝对高度。
[0028]在此公开内容中的方法的优点在于：两个特征可以或可以不在实体上彼此相邻(只要在两个特征之间具有相对高度差即可)。此外，可以将两个特征之间的宽度差决定为：额外的工艺控制参数。该两个特征可以是同一图案的部分或不同图案的部分。而且，该两个特征在两个不同的晶片上可以是相同的特征。术语“相同的特征(same feature)”广泛地意指为：相同类型的特征(例如，如同由使用于制造所述特征的设计意图文件所定义的，或者在测量数据(例如，来自SEM图像的数据)上显示为大致上相似的)。术语“相同的特征(same feature)”可涉及：在单个晶片上或在不同的晶片上制造的相同类型的特征。
[0029]具有可关注的高度差的图案的一个实例是材料凹陷或核心
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间隙凹陷，该材料凹陷或该核心
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间隙凹陷可以出现在形成于半导体晶片上的周期性结构中的相邻沟槽之间。材料凹陷可以被理解为在周期性结构中的相邻沟槽(即，核心沟槽和间隙沟槽)的深度/高度之间的平均差异。材料凹陷可以是使用于半导体制造的多次图案化(例如：双图案化)工艺的结果。
[0030]沟槽中的一些者可为：通道的形式，该通道具有侧壁，其中该通道可具有：闭合的轮廓或开放的轮廓。决定高度差(Δh)可以被理解为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算机实施的方法，所述方法包含以下步骤：获得具有变量的阴影模型，所述变量表示为在半导体晶片上不同位置处的装置的特征之间的高度差的函数，其中所述阴影模型表示与所述特征相关联的与高度相关的阴影；根据从所述特征的图像获得的测量数据决定所述阴影模型的一个或多个参数的值；和由计算机处理器使用决定的应用于所述阴影模型的一个或多个参数的值来决定所述特征之间的高度差。2.如权利要求1所述的方法，进一步包含以下步骤：通过所述测量数据的统计分析决定所述阴影模型的所述一个或多个参数的系数。3.如权利要求1所述的方法，其中所述装置的特征包括核心沟槽和间隙沟槽。4.如权利要求3所述的方法，其中所述核心沟槽和所述间隙沟槽是周期性结构的部分。5.如权利要求1所述的方法，其中所述阴影模型的额外参数是在所述半导体晶片上的不同位置处的所述装置的特征之间的宽度差。6.如权利要求5所述的方法，其中所述阴影模型的变量表示为阴影深度的变化的函数，其中阴影深度的变化取决于所述装置的特征之间的高度差和宽度差。7.如权利要求1所述的方法，进一步包含以下步骤：使用扫描电子显微镜(SEM)以获得所述特征的图像；和在所述图像上执行测量以获得所述测量数据。8.一种系统，包括：存储器；处理装置，所述处理装置操作性地与所述存储器耦接并且用以进行以下步骤：获得具有变量的阴影模型，所述变量表示为在半导体晶片上不同位置处的装置的特征之间的高度差的函数，其中所述阴影模型表示与所述特征相关联的与高度相关的阴影；根据从所述特征的图像获得的测量数据决定所述阴影模型的一个或多个参数的值；和使用决定的应用于所述阴影模型的一个或多个参数的值来决定所述特征之间的高度差。9.如权利要求8所述的系统，其中所述处理器进一步用以进行以下步骤：通过所述测量数据的统计分析决定所述阴影模型的所述一个或多个参数的系数。10.如权利要求8所述的系统，其中所述装置的特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊谢，
申请(专利权)人：应用材料以色列公司，
类型：发明
国别省市：