提供了一种检测半导体样本中的结构元件的局部形状偏差的方法的系统和方法，包括：获得包括所述结构元件的图像表示的图像；从所述图像中提取所述图像表示的实际轮廓；估计指示所述结构元件的标准形状的所述图像表示的参考轮廓，其中所述参考轮廓是基于表示所述参考轮廓的傅立叶描述符估计的，所述傅立叶描述符是使用基于损失函数的优化方法估计的，所述损失函数特别选择为对所述实际轮廓的局部形状偏差不敏感；以及执行表示所述实际轮廓与所述参考轮廓之间的一个或多个差异的一个或多个测量，所述测量指示所述结构元件中是否存在局部形状偏差。部形状偏差。部形状偏差。
【技术实现步骤摘要】
半导体样本中的局部形状偏差
[0001]本公开主题一般涉及半导体样本检查的领域，并且更具体地涉及对样本中的形状偏差的临界尺寸(CD)计量。
技术介绍
[0002]目前，与制造设备的超大规模集成相关的高密度和高性能的需求需要亚微米特征，提高晶体管和电路速度，并提高可靠性。随着半导体工艺的进步，诸如线宽度等的图案尺寸和其他类型的临界尺寸不断缩小。这种需求要求形成具有高精度和高均匀性的器件特征，这进而必须对制造工艺进行仔细监测，包括在器件仍处于半导体晶片形式时对器件进行自动检查。
[0003]可以通过在制造待检查的样本工艺期间或之后使用无损检查工具来提供检查。检查通常涉及通过将光或电子引导到晶片并检测来自晶片的光子或电子来为样本生成某些输出(例如，图像、信号等)。多种非破坏性检查工具包括但不限于扫描电子显微镜、原子力显微镜、光学检查工具等。
[0004]检查工艺可以包括多个检查步骤。在制造工艺期间，可以执行多次检查步骤，例如在制造或处理某些层等之后执行多次检查步骤等。另外地或替代地，可将每个检查步骤重复多次，例如对于不同的晶片位置或对于具有不同检查设置的相同晶片位置重复多次检查步骤。
[0005]在半导体制造工艺期间的各种步骤中使用检查工艺来对样本上的缺陷进行检测和分类，以及执行与计量有关的操作。可以通过(多个)工艺的自动化来提高检查的有效性，例如缺陷检测、自动缺陷分类(ADC)、自动缺陷审查(ADR)、自动计量有关的操作等。
[0006]用于工艺控制的传统临界尺寸(CD)测量是基于诸如线和触点的基本特征的几何尺寸的测量的。然而，诸如平均触点直径、平均宽度、平均曼哈顿尺寸等特征的常规CD度量，在某些情况下无法提供与大规模半导体器件生产中的电测量所需的相关性。因此，需要开发一种用于先进工艺控制的新的计量度量。
技术实现思路
[0007]根据本公开主题的某些方面，提供了一种检测半导体样本中的结构元件的局部形状偏差的计算机化系统，所述系统包括处理和存储电路(PMC)，所述处理和存储电路(PMC)被配置为用于：获得包括所述结构元件的图像表示的图像；从所述图像中提取所述图像表示的实际轮廓；估计指示所述结构元件的标准形状的所述图像表示的参考轮廓，其中所述参考轮廓是基于表示所述参考轮廓的傅立叶描述符估计的，所述傅立叶描述符是使用基于损失函数的优化方法估计的，所述损失函数特别选择为对所述实际轮廓的局部形状偏差的存在不敏感；以及执行表示所述实际轮廓与所述参考轮廓之间的一个或多个差异的一个或多个测量，所述测量指示所述结构元件中是否存在局部形状偏差。
[0008]除了上述特征之外，根据本公开主题的所述方面的系统能够包括以下以技术上可
能的任何期望的组合或排列的特征(i)至(x)：
[0009](i)所述结构元件具有选自包括以下项的组中的形状：椭圆形、卵圆形、矩形或以上项的组合。
[0010](ii)所述局部形状偏差由所述实际轮廓的局部畸变表示，所述局部畸变相对于所述结构元件的标准形状具有相对显著的偏差。
[0011](iii)所述半导体样本为存储设备或逻辑设备。
[0012](iv)所述实际轮廓是使用边缘检测方法提取的。
[0013](v)所述损失函数是Welsch损失函数。
[0014](vi)所述估计参考轮廓包括：从所述实际轮廓中提取第一点序列；将所述点序列变换为由傅里叶系数集表征的傅里叶级数；优化选自所述傅里叶系数集的傅里叶系数子集的值以最小化损失函数，具有所述优化值的所述傅里叶系数子集构成所述参考轮廓的傅里叶描述符；以及使用所述傅里叶描述符来执行傅里叶逆变换，产生构成所述参考轮廓的第二点序列。
[0015](vii)所述一个或多个测量中的每一个指示所述实际轮廓的半径与所述参考轮廓的对应半径之间的差异。
[0016](viii)所述PMC进一步被配置为用于将偏差阈值应用于所述一个或多个测量，并且当所述一个或多个测量中的至少一个测量超过所述偏差阈值时报告局部形状偏差的存在。
[0017](ix)所述局部形状偏差是由所述半导体样本的制造工艺期间的物理效应引起的，当检测到所述物理效应时影响对所述半导体样本的一个或多个电测量。
[0018]根据本公开主题的其他方面，提供了一种检测半导体样本中的结构元件的局部形状偏差的方法，所述方法由处理和存储电路(PMC)执行，并且所述方法包括：获得包括所述结构元件的图像表示的图像；从所述图像中提取所述图像表示的实际轮廓；估计指示所述结构元件的标准形状的所述图像表示的参考轮廓，其中所述参考轮廓是基于表示所述参考轮廓的傅立叶描述符估计的，所述傅立叶描述符是使用基于损失函数的优化方法估计的，所述损失函数特别选择为对所述实际轮廓的局部形状偏差的存在不敏感；以及执行表示所述实际轮廓与所述参考轮廓之间的一个或多个差异的一个或多个测量，所述测量指示所述结构元件中是否存在局部形状偏差。
[0019]在加以必要修改的情况下，所公开主题的这一方面可以包括上述列出的关于系统的(i)至(ix)的一个或多个特征，这些特征以技术上可能的任何理想的方式组合或排列。
[0020]根据当前所公开的主题的其他方面，提供了包括指令的非暂态计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时，使得所述计算机执行检测半导体样本中的结构元件的局部形状偏差的方法，所述方法包括：获得包括所述结构元件的图像表示的图像；从所述图像中提取所述图像表示的实际轮廓；估计指示所述结构元件的标准形状的所述图像表示的参考轮廓，其中所述参考轮廓是基于表示所述参考轮廓的傅立叶描述符估计的，所述傅立叶描述符是使用基于损失函数的优化方法估计的，所述损失函数特别选择为对所述实际轮廓的局部形状偏差的存在不敏感；以及执行表示所述实际轮廓与所述参考轮廓之间的一个或多个差异的一个或多个测量，所述测量指示所述结构元件中是否存在局部形状偏差。
[0021]在加以必要修改的情况下，所公开主题的这一方面可以包括上述列出的关于系统
的(i)至(ix)的一个或多个特征，这些特征以技术上可能的任何理想的方式组合或排列。
附图说明
[0022]为了理解本公开内容并且了解其如何在实践中实施，现在将参考附图仅通过非限制性示例的方式描述实施方式，其中：
[0023]图1示出了根据本公开主题的某些实施方式的检查系统的一般框图。
[0024]图2示出了根据本公开主题的某些实施方式的识别半导体样本中的结构元件的局部形状偏差的一般流程图。
[0025]图3示出了根据本公开主题的某些实施方式的估计半导体样本中的结构元件的参考轮廓的一般流程图。
[0026]图4示出了根据本公开主题某些实施方式的表示在存在局部形状偏差的情况下的估计的参考轮廓中示例曲线图。
[0027]图5示出了根据本公开主题的某些实施方式的局部形状偏差测量的示例。
具体实施方式
[0028]在下面的详细描述中，阐述了许多具体细节以提供对本公开内容的全面理解。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种检测半导体样本中的结构元件的局部形状偏差的计算机化系统，所述系统包括处理和存储电路(PMC)，所述处理和存储电路(PMC)用于：获得包括所述结构元件的图像表示的图像；从所述图像中提取所述图像表示的实际轮廓；估计指示所述结构元件的标准形状的所述图像表示的参考轮廓，其中所述参考轮廓是基于表示所述参考轮廓的傅立叶描述符估计的，所述傅立叶描述符是使用基于损失函数的优化方法估计的，所述损失函数特别选择为对所述实际轮廓的局部形状偏差的存在不敏感；以及执行表示所述实际轮廓与所述参考轮廓之间的一个或多个差异的一个或多个测量，所述测量指示所述结构元件中是否存在局部形状偏差。2.根据权利要求1所述的计算机化系统，其中所述结构元件具有选自包括以下项的组中的形状：椭圆形、卵圆形、矩形或它们的组合。3.根据权利要求1所述的计算机化系统，其中所述局部形状偏差由所述实际轮廓的局部畸变表示，所述局部畸变相对于所述结构元件的所述标准形状具有相对显著的偏差。4.根据权利要求1所述的计算机化系统，其中所述半导体样本为存储设备或逻辑设备。5.根据权利要求1所述的计算机化系统，其中所述实际轮廓是使用边缘检测方法提取的。6.根据权利要求1所述的计算机化系统，其中所述损失函数是Welsch损失函数。7.根据权利要求1所述的计算机化系统，其中所述PMC被配置为用于通过以下估计参考轮廓：从所述实际轮廓中提取第一点序列；将所述点序列变换为由傅里叶系数集表征的傅里叶级数；优化选自所述傅里叶系数集的傅里叶系数子集的值以最小化所述损失函数，具有所述优化值的所述傅里叶系数子集构成所述参考轮廓的傅里叶描述符；以及使用所述傅里叶描述符执行傅里叶逆变换，从而产生构成所述参考轮廓的第二点序列。8.根据权利要求1所述的计算机化系统，其中所述一个或多个测量中的每一个指示所述实际轮廓的半径与所述参考轮廓的对应半径之间的差异。9.根据权利要求1所述的计算机化系统，其中所述PMC进一步被配置为用于将偏差阈值应用于所述一个或多个测量，并且当所述一个或多个测量中的至少一个测量超过所述偏差阈值时，报告局部形状偏差的存在。10.根据权利要求1所述的计算机化系统，其中所述局部形状偏差是由所述半导体样本的制造工艺期间的物理效应引起的，当检测到所述物理效应时影响对所述半导体样本的一个或多个电测量。11.一种检测半导体样本中的结构元件的局部形状偏差的计算机化方法，所述方法由处理和存储电路(PMC)执行，并且所述方法包括：获得包括所述结构元件的图像表示的图像；从所述图像中提取所述图像表示的实际轮廓；估计指示所述结构元件的标准形状的所述图像表示的参考轮廓，其中所述参...
【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：应用材料以色列公司，
类型：发明
国别省市：
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