晶圆表面变量的高产量映射制造技术

一种用于表征样品物体的表面的方法，该方法包括：将所述表面划分为由参数变量表征的像素；以及将所述表面的方块限定为所述像素的各个组。该方法进一步包括：以利用具有不同、各种类型偏振的辐射对所述表面进行多个扫描的方式，照射所述像素；以及响应每个所述扫描，检测来自所述像素的返回辐射。对于每个扫描，响应来自每个方块中的所述像素的组的返回辐射，构造所述方块的各个方块标记。还对于每个扫描，使用所述方块的所述各个方块标记确定方块标记变量。响应所述方块标记变量，选择其中一种类型的偏振用于测试物体的随后检查。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及质量检査，以及更具体地涉及高产量检査。技术背景在晶圆制造设备中，利用光学系统进行扫描是检査晶圆缺陷、不规则等的 其中一种识别方法。该扫描手段照射晶圆的所有或牛寺定区域，例如在晶圆上的 裸片(die)或单元，并且测量返回辐射，其可以为散射的、衍射的，和/或反 射的辐射。所测量的参数可与其它各个假定的f示准参数比较，通常在单元 之间或裸片之间进行对比，或与之前已确定的值比较，从而确定所照射的区域 是否在规格内。现有晶圆的元件的最小特征通常具有大约数十纳米的尺寸。用于表征数量 级的晶圆的系统在本领域中是公知的，例如扫描电子显微镜(SEM)、扫描 X隱射线显微镜(SXM)、原子力显微镜(AFM)和光学特征尺寸(OCD)工 具。然而，这些系统的扫描速度通常极低，使得它f门通常仅用于表征或检査晶 圆的相对较小一部分。如果它们用于整个300nm晶圆，则该程序将花费多个 小时或数天。Levin等人的美国专利6， 862， 491，在此引入其全文作为参考。其摘要 中描述了 一种方法，用于延伸半导体晶圆光学检査系统的工艺监控性能，从 而能以与迄今可能的敏感度相比更高的敏感度来检测晶圆表面上的工艺变化 的低分辨率效应。由 Omori 等人在 Metrology ， Inspection ， and Process Control forMicrolithography XIX中，由Richard M. Silver等人编辑，在2005年SPIE的 Proc.巻5752中的题目为Novel inspection technology for half pitch 55nm and below的文章，在此引入其作为参考。该文章涉及用于检查表面的系统。以下美国专利和专利申请，都引入作为参考，6,512,578， 6，693,293， 7,027， 145， 7,248,354， 7,298,471， 7,369,224， 7,372,557， 2004/0239918， 2006/0098189， 2006/0192953， 2006/0232769， 2007/0046931， 2008/0094628其涉及用于检査 表面的系统。然而，尽管现有的系统可用，但是期望检查表面的改进方法。
技术实现思路
在本专利技术的实施方式中，确定将用于检査物体表面的偏振辐射优化类型， 该物体通常为诸如生产晶圆的晶圆。该辐射可包含线性、圆形或椭圆形偏振辐 射。典型地，该表面的不同区域，包括具有周期结构的区域，根据使用的偏振 辐射类型来区别地反射所偏振的辐射。在一个实施方式中，首先利用诸如扫描电子显微镜(SEM)来表征物理参 考晶圆，通常通过测量诸如线宽的受检查参数，所以产生受检査参数的参考测 量。然后，利用不同类型的偏振辐射扫描参考晶圆，每个各种扫描包含聚焦点 到表面上并利用该点扫描整个表面。该点将像素尺寸限定到所划分的表面中。 通常，每个点有3-4个像素，但是也可能使其它数量的像素。不同类型的偏振 辐射包含不同方向的线性偏振辐射、左和右圆形偏振辐射，以及具有不同离心 率的左和右椭圆形偏振辐射。处理器存储来自参考晶圆的表面上的像素的明 场、和/或灰场、和/或暗场返回辐射测量。处理器将像素分组成方块，通常为 具有侧边为大约50个像素的矩形方块，并且对于每个方块，计算各个方块标 记。在所公开的实施方式中，对于一种指定类型的偏振辐射，方块标记为方块 中所有像素的返回辐射测量的函数。例如，对于左圆形偏振辐射，方块标记可 以为所有像素的明场测量的算术平均。处理器比较由不同类型的偏振辐射产生 的方块标记与参考测量。根据该比较，处理器选择对于参考测量的变化产生最 高方块标记的偏振辐射类型，即，方块标记对参考测量中的变化具有最大敏感 性的偏振辐射类型。处理器在检査或扫描测试物体中使用所选择的类型，诸如生产、校准或研究和研发晶圆，以及使用该函数产生物体的方块标记。该方块 标记可以与参考测量相同的方式表征物体，以及一般具有与参考测量相同的分 辨率，但是用于产生方块标记的扫描花费形成物体的参考测量所需的一小部分时间。在可选实施方式中，对于两种或多种类型的偏振辐射，组合方块标记为方 块中所有像素的返回辐射测量的生成函数。例如，组合方块标记可由第一线性 偏振的第一多个明场(或灰场)测量和与第一偏振正交的线性偏振的第二多个 明场(或灰场)测量的线性组合而形成，对方块中的所有像素线性组合相加， 从而形成组合方块标记。 一般地，组合方块标记可以为由不同类型的偏振和它 们的明场、灰场和/或暗场测量来形成。处理器比较不同的组合方块标记与参 考测量。根据该比较，处理器选择对参考测量具有最大敏感性的组合方块标记 变化。为了检查物体，该物体具有函数所需要的偏振辐射类型，其中该函数生 成所选择的组合方块标记，以及利用该函数生成物体的组合方块标记。在又一可选实施方式中，替代使用来自物理参考晶圆的数据，处理器使用 来自模拟和其它源的数据，以设置所模拟参考晶圆的属性。该处理器执行与以 上对于物理参考晶圆所述的基本类似操作，例如，利用不同类型的偏振辐射来 模拟照射模拟晶圆。根据所模拟的结果，处理器能确定一种或多种类型的偏振 辐射，根据该辐射类型以照射物理测试物体。通过以下对本专利技术的实施方式的详细描述，并根据以下简要描述的附图， 将更能全面理解本专利技术。附图说明图1是根据本专利技术的实施方式的表面检査装置的示意性图表； 图2是根据本专利技术的实施方式的表面的示意性图表；图3是根据本专利技术的实施方式的流程图，其描述了用于确定将用于检查产 品表面的偏振类型的工艺；图4示出了根据本专利技术的实施方式的在执行图3的工艺中由处理器形成的 表格；图5是根据本专利技术的实施方式的流程图，其描述了用于确定将用于检査产 品晶圆的偏振类型的一个或多个函数-，9图6示出了根据本专利技术的实施方式的在执行图5的工艺中由处理器形成的 表格；图7示出了根据本专利技术的实施方式的对于两种模式的线性偏振辐射的反 射率与线宽的图表；以及图8示出了根据本专利技术的实施方式的使用图5流程图的工艺获得的示例性 结果。具体实施方式现参照图1，其示出根据本专利技术的实施方式的表面检査装置20的示意图。 装置20用作样品物体和测试物体的表面的辐射扫描仪，该样品物体和测试物 体通常是参考表面和生产晶圆。该装置包括辐射源20，其产生光束30，用于 照射表面26。这里，作为实例，假设表面26包括晶圆28的表面，还应当理 解本专利技术的实施方式可以用于实质上任何表面的照射和/或检査。晶圆28通常 在其表面上形成有实质上相似的重复裸片24。每个裸片内具有多种功能部件 25，诸如存储单元、逻辑单元或其组合或部件。在以下描述中，通过将字母后 缀添加到识别晶圆数字来彼此区分特定的裸片24，例如裸片24A。另夕卜，特 定的晶圆或晶圆28的类型，诸如生产晶圆、或用于校准的晶圆，通过将字母 后缀添加到识别晶圆数字来区分，例如生产晶圆28P和校准晶圆28C。源22 通常是激光，虽然任何其他适宜辐射源，诸如适宜紫外(UV)或深紫外(DUV) 源，可用于产生光束30。操作者31可控制装置20，或者任选地装置可设置为 完全自动操作。本专利技术的实施方式也可使用计算机模拟晶圆。在此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于表征样品物体的表面的方法，该方法包含：　将所述表面划分为由参数变量表征的像素；　将所述表面的方块限定为所述像素的各个组；　在利用具有不同、各种类型偏振的辐射对所述表面进行多个扫描中，照射所述像素；　响应各个所 述扫描，检测来自所述像素的返回辐射；　对于每个扫描，响应来自每个方块中的所述像素的组的返回辐射，构造所述方块的各个方块标记；　对于每个扫描，使用所述方块的所述各个方块标记来确定方块标记变量；以及　响应所述方块标记变量，选择 其中一种类型的偏振用于测试物体的随后检查。

【技术特征摘要】
US 2007-7-16 60/950,0771.一种用于表征样品物体的表面的方法，该方法包含将所述表面划分为由参数变量表征的像素；将所述表面的方块限定为所述像素的各个组；在利用具有不同、各种类型偏振的辐射对所述表面进行多个扫描中，照射所述像素；响应各个所述扫描，检测来自所述像素的返回辐射；对于每个扫描，响应来自每个方块中的所述像素的组的返回辐射，构造所述方块的各个方块标记；对于每个扫描，使用所述方块的所述各个方块标记来确定方块标记变量；以及响应所述方块标记变量，选择其中一种类型的偏振用于测试物体的随后检查。2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述像素盖住所述表面， 以及其中所述方块包含相邻像素的各个组。3、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以及包含通过利用比由所 述辐射确定的照射分辨率高一个或多个数量级的表征分辨率测量参数，表征所 述参数变量。4、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偏振类型包含以下至 少两种具有第一偏振方向的第一线性偏振、具有不同于所述第一偏振方向的第二偏振的第二线性偏振、左圆偏振、右圆偏振、第一椭圆偏振，和不同于所述第一椭圆偏振的第二椭圆偏振，所述第一和第二椭圆偏振的离心率在O到1之间。5、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检测所述返回辐射包含检 测明场辐射、灰场辐射和暗场辐射的至少其中之一。6、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构造所述各个方块标记包 含限定来自指定方块中的所述像素的所述返回辐射的各个强度的方块标记函数，并评估所述方块的所述方块标记函数。7、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方块标记函数包含所述各个强度的算术平均值。8、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述测试物体的检查包含: 形成测试物体像素的测试物体方块，以及评估来自所述测试物体像素的返回辐 射的各个测试物体强度的所述方块标记函数。9、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述方块标记变量包 含确定最高方块标记变量，以及其中选择其中一种类型的偏振包含选择具有所 述最高方块标记变量的所述扫描的所述偏振类型。10、 一种用于表征样品物体的表面的方法，该方法包含.-将所述表面划分为由参数变量表征的像素； 将所述表面的方块限定为所述像素的各个组；在利用具有不同、各种类型偏振的辐射对所述表面进行多个扫描中，照射 所述像素；响应每个所述扫描，检测来自所述像素的返回辐射；响应来自每个方块中的所述像素组的返回辐射，构造所述块的各个组合方 块标记；使用所述方块的所述方块标记确定组合方块标记变量；以及 响应所述组合方块标记变量，选择两种或多种所述类型的偏振用于测试物 体的随后检査。11、 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，构造所述各个组合方块 标记包含限定来自所述多个扫描中的至少两个和来自指定方块中的所述像素 的所述返回辐射的强度的组合方块标记函数，以及评估所述方块的所述组合方 块标记函数。12、 根据权利要求ll所述的方法，其特征在于，所述测试物体的检査包含形成测试物体像素的测试物体方块，以及评估来自所述测试物体像素的返 回辐射的各个测试物体强度的所述组合方块标记函数。13、 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，确定所述组合方块标记变量包含确定最高组合方块标记变量，以及其中选择所述两种或多种所述类型 的偏振包含选择相应于形成所述最高组合方块标记变量的所述扫描的所述偏 振类型。14、 一种用于表征样品物体的表面的装置，包含处理器，其配置用于-将所述表面划分为由参数变量表征的像素，以及 将所述表面的方块限定为所述像素的各个组；以及 辐射扫描器，其配置用于在利用具有不同、各种类型...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹政镐，埃弗拉罗森曼，埃瑞拉维德，多伦梅舒拉切，加迪格林伯格，科比卡恩，耶胡达科恩，西蒙利瓦伊，
申请(专利权)人：以色列商应用材料以色列公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]