CN109073569B - 在气体吸附下的关键尺寸测量 - Google Patents

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Abstract

本文提出用于通过气体吸附过程来执行由吸附物填充的几何结构的光学测量的方法及系统。当使用包含经控制量的填充材料的净化气体的流动来处理被测量计量目标时，执行测量。所述填充材料的一部分吸附到被测量结构上，且填充结构特征中的开口、结构特征之间的空间、小体积(例如，凹口、沟槽、狭缝、接触孔等)。在一个方面中，基于待填充的最大特征大小来确定所述气体流动中的汽化材料的所要饱和度。在一个方面中，当结构是未填充的及当通过气体吸附来填充所述结构时，收集测量数据。使所述经收集数据组合于基于多目标模型的测量中，以减小参数相关性且改进测量性能。

Description

在气体吸附下的关键尺寸测量
相关申请案的交叉参考
本专利申请案根据35 U.S.C.§119主张于2016年5月2日申请的名称为“使用气体吸附的孔隙度及关键尺寸测量(Porosity and Critical Dimension Measurements UsingGaseous Adsorption)”的第62/330,751号美国临时专利申请案的优先权，所述申请案的标的物的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
所描述实施例涉及计量系统及方法，且更特定来说涉及用于在半导体产业中制造的结构的经改进测量的方法及系统。
背景技术
例如逻辑及存储器装置的半导体装置通常是由应用于样品的一系列处理步骤制造。半导体装置的各种特征及多个结构层级是由这些处理步骤形成。举例来说，其中光刻是涉及在半导体晶片上产生图案的一个半导体制造过程。半导体制造过程的额外实例包含(但不限于)化学机械抛光、蚀刻、沉积及离子植入。多个半导体装置可在单一半导体晶片上制造且接着分离成个别半导体装置。
在半导体制造过程期间的各个步骤使用计量过程以检测晶片上的缺陷以促进较高良率。基于模型的计量技术使得可能实现高处理量而无样本破坏的风险。通常使用包含散射测量术、椭偏测量术及反射测量术实施方案以及相关联的分析算法的若干基于基于模型的计量的技术以特性化关键尺寸、膜厚度、组合物、重叠及纳米级结构的其它参数。
现代半导体过程用以产生复杂结构。需要具多个参数的复杂测量模型来表示这些结构且考虑过程及尺寸变化。复杂的多个参数模型包含通过参数相关性及对一些参数的低测量敏感度引发的模型化误差。另外，具有相对较大数目的浮动参数值的复杂的多个参数模型的回归在计算上可能不易于处理。
为降低这些误差源的影响且减少计算工作量，在基于模型的测量中数个参数通常是固定的。尽管固定数个参数的值可改进计算速度且降低参数相关性的影响，但其还导致在参数值的估计中的误差。
当前，复杂的多个参数测量模型的解决方案通常需要不令人满意折衷。当前模型减小技术有时不能够到达既计算上易于处理又充分准确的测量模型。而且，复杂的多个参数模型使得针对每一受关注参数难以或不可能优化系统参数选择(例如波长、入射角等)。
未来的计量应用归因于越来越小的分辨率要求、多参数相关性、越来越复杂的几何结构及越来越多地使用不透明材料而提出挑战。因此，需要用于经改进测量的方法及系统。
发明内容
本文提出用于通过气体吸附过程而执行由吸附物填充的几何结构的光学测量的方法及系统。当使用包含经控制量的填充材料的净化气体的流动来处理在被测量计量目标周围的局部环境时，执行测量。所述填充材料的一部分(即吸附物)吸附到被测量结构(即吸附结构)上且填充结构特征中的开口、结构特征之间的间距、小体积(例如凹口、沟槽、狭缝、接触孔等)。
一方面，基于待通过气体吸附而填充的最大特征大小确定经提供到所述被测量结构的所述气体流动中的汽化材料的所要饱和度。
另一方面，使用包含从具有由吸附物填充的几何特征的计量目标收集的测量信号的数据集来执行基于模型的测量。所述吸附物的存在相较于其中净化气体缺乏任何填充材料的测量情况改变所述被测量结构的光学性质。
在一些实例中，针对不同吸附状态执行所述计量目标的多个测量。每一测量对应于经吸附到被测量结构上的吸附物的不同量。通过收集与具有由不同量的吸附物填充的几何特征的计量目标相关联的测量信号信息，浮动测量参数当中的参数相关性减小且测量准确度改进。
在一些实例中，当结构由气体吸附填充时收集测量数据，且当所述结构是未填充的(即不经历气体吸附)时从相同结构收集测量数据。使所述经收集数据组合于基于多目标模型的测量中以改进测量性能。
在一些实施例中，通过控制所述填充材料的蒸汽压而调节在经提供到被测量结构的气体流动中汽化的填充材料量。在一些实施例中，使净化气体鼓泡通过填充材料的液池。在所述净化气体流动中汽化的所述填充材料的分压是等于在所述填充材料的所述液池上的填充材料的平衡压。通过维持所述液池温度低于晶片温度所要量而控制在晶片处的汽化填充材料的饱和度。
在一些实施例中，通过添加不挥发性溶质于填充材料的液池中(其抑制所述填充材料的平衡蒸汽压)而控制在所述晶片处的汽化填充材料的饱和度。在这些实施例中，通过控制溶液中的溶质的浓度而调节所述汽化填充材料的饱和度。
前述是发明内容且因此必然含有细节的简化、概括及省略；因此，所属领域的技术人员将了解，发明内容仅是阐释性且不以任何方式限制。本文中所描述的装置及/或过程的其它方面、发明特征及优点将在本文中所陈述的非限制性详细描述中变得显而易见。
附图说明
图1是说明用于测量经历气体吸附的半导体晶片的结构的系统100的图。
图2是说明在一个实施例中的系统100的蒸汽注入系统120的图。
图3描绘包含水、甲苯及乙醇的汽化的焓ΔH的表127。另外，表127说明晶片温度与液体填充材料的池的温度之间的差以在所述晶片处达到0.9的填充材料的相对饱和。
图4描绘水的分压随着水池中的盐酸的浓度而变的曲线128。
图5描绘说明与水、甲苯及乙醇相关联的摩尔体积及表面张力的表129。
图6描绘说明圆柱形孔的最大直径的曲线172，所述圆柱形孔可根据开尔文(Kelvin)方程式通过针对水、乙醇及甲苯作为填充材料在不同分压处的吸附而填充。
图7描绘说明长的沟槽状特征的最大直径的曲线160，其可根据开尔文方程式通过针对水、乙醇及甲苯作为填充材料在不同分压处的吸附而填充。
图8说明具有经制造于衬底上的周期性的二维光阻光栅结构的未填充的线空间计量目标。
图9说明图8中所说明的由填充材料填充的线空间计量目标。
图10A说明具有多个层的未填充的计量目标，所述多个层包含具有圆柱形接触孔的顶层。
图10B说明图10A中所说明的具有由填充材料填充的圆柱形接触孔的计量目标。
图11描绘针对图10A中所描绘的计量目标的数个参数在无形状填充的情况下所获得的测量结果与通过使用借助及不借助形状填充收集的数据的多目标模型获得的测量结果的比较。
图12说明在一个实例中用于执行经历气体吸附的结构的测量的方法200。
图13说明在另一实例中用于执行经历气体吸附的结构的测量的方法300。
具体实施方式
现将详细参考本发明的背景实例及一些实施例，本发明的实例说明于附图中。
本发明提出用于通过气体吸附过程而执行由吸附物填充的几何结构的光学测量的方法及系统。使用包含从具有由吸附物填充的几何特征的计量目标收集的测量信号的丰富数据集来执行基于模型的测量。这减小浮动测量参数当中的参数相关性且改进测量准确度。因此，可以且通常使用经减少计算工作量获得充分准确的基于模型的测量结果。
当使用包含经控制量的填充材料的净化气体的流动来处理在所述被测量计量目标周围的局部环境时，执行测量。所述填充材料的部分(即吸附物)吸附到被测量结构(即吸附结构)上且填充所述结构特征中的开口、结构特征之间的开口等。所述吸附物的存在相较于其中净化气体缺乏任何填充材料的测量情况改变所述被测量结构的光学性质。在一些实例中，针对不同吸附状态执行所述计量目标的多个测量。换句话说，每一测量对应于经吸附到被测量结构上的吸附物的不同量。通过收集与具有由不同量的吸附物填充的几何特征的计量目标相关联的测量信号信息，使用丰富测量数据集来执行基于模型的测量。
在一个实例中，当结构是未填充时收集测量数据，且当相同结构通过气体吸附填充时收集额外测量数据。使所述经收集数据组合于基于多目标模型的测量中以使用经减小参数相关性及经改进测量性能来估计一或多个受关注参数的值。
图1说明用于测量半导体晶片的特性的系统100。如图1中所展示，系统100可用以执行安置于晶片定位系统110上的半导体晶片112的一或多个结构114的光谱椭偏术测量。在此方面中，系统100可包含配备有照明器102及光谱仪104的光谱椭偏仪101。系统100的照明器102经配置以产生并引导所选波长范围(例如100到2500纳米)的照明到安置于半导体晶片112的表面上的结构114。光谱仪104又经配置以从半导体晶片112的表面接收光。进一步注意，使用偏光状态产生器107使从所述照明器102出射的光偏光以产生偏光照明光束106。通过安置于晶片112上的结构114反射的辐射通过偏光状态分析器109且到光谱仪104。就偏光状态分析由光谱仪104以收集光束108接收的辐射，从而允许通过分析器传递的辐射进行光谱分析。所检测光谱111被传递到计算系统130用于分析结构114。
计算系统130经配置以接收与归因于气体吸附而经填充的样品112的结构114的测量(例如，关键尺寸、膜厚度、组合物、过程等)相关联的测量数据111。在一个实例中，测量数据111包含基于来自光谱仪104的一或多个取样过程的由测量系统100的样品的经测量光谱响应的指示。在一些实施例中，计算系统130进一步经配置以从测量数据111确定结构114的样品参数值。在一个实例中，计算系统130经配置以利用实时关键尺寸(RTCD)实时存取模型参数，或其可存取预计算模型库以用于确定与目标结构114相关联的至少一个受关注参数的值。在一些实施例中，所述一或多个受关注参数的经估计值存储于存储器(例如存储器132)中。在图1中所描绘的实施例中，所述一或多个受关注参数的经估计值115传送到外部系统(未展示)。
一般来说，椭偏术是测量被检验样品的物理性质的间接方法。在大多数情况下，原始测量信号(例如αmeas及βmeas)不可用以直接确定样品的物理性质。标称测量过程由结构(例如膜厚度、关键尺寸、材料性质等)及机器(例如波长、入射角、偏振角等)的参数化组成。产生试图预测经测量值(例如αmeas及βmeas)的测量模型。如方程式(1)及(2)中所说明，所述模型包含与机器(Pmachine)及样品(Pspecimen)相关联的参数。
αmodel＝f(Pmachine，Pspecimen) (1)
βmodel＝g(Pmachine，Pspecimen) (2)
机器参数是用以特征化计量工具(例如椭偏仪101)的参数。示范性机器参数包含入射角(AOI)、分析角(A0)、偏光角(P0)、照明波长、数值孔径(NA)、补偿器或波片(如果存在)等。样品参数是用以特征化样品(例如包含结构114的样品112)的参数。对于薄膜样品，示范性样品参数包含折射率、电介质函数张量、所有层的标称层厚度、层序列等。针对CD样品，示范性样品参数包含与不同层相关联的几何参数值、与不同层相关联的折射率等。为测量目的，所述机器参数经处理为已知的固定参数，且所述样品参数中的一或多者经处理为未知的浮动参数。
在一些实例中，浮动参数是通过产生理论预测与实验数据之间的最佳拟合的迭代过程(例如，回归)来解析。改变未知样品参数Pspecimen且计算模型输出值(例如αmodel及βmodel)，直到确定导致所述模型输出值与实验测量值(例如αmeas及βmeas)之间的近似匹配的样品参数值集为止。在对CD样品的基于模型的测量应用(例如椭偏术光谱)中，采用回归过程(例如普通最小二乘法回归)以识别样品参数值，其针对固定机器参数值集来最小化模型输出值与实验测量值之间的差。
在一些实例中，通过通过预计算解决方案的库的搜索来解析浮动参数以找到最接近匹配。在对CD样品的基于模型的测量应用(例如光谱椭偏术)中，采用库搜索过程以识别样品参数值，其针对机器参数值的固定集来最小化预计算输出值与实验测量值之间的差。
在基于模型的测量应用中，通常需要简化假设以维持充分处理量。在一些实例中，必须减小严格耦合波分析(RCWA)的截取阶，以最小化计算时间。在另一实例中，减小库函数的数目或复杂性，以最小化搜索时间。在另一实例中，通过固定某些参数值来减小浮动参数的数目。在一些实例中，这些简化假设导致一或多个受关注参数(例如关键尺寸参数、重叠参数等)的值的估计中的不可接受误差。通过执行经历如本文中所描述的气体吸附的结构的测量，可使用经减小参数相关性及经增加测量准确度来解决基于模型的测量模型。
如图1中所描绘，计量系统100包含经配置以在测量期间提供气体流动126到结构114的蒸汽注入系统120。一方面，气体流动126包含净化气体，及在所述净化气体中汽化的填充材料。当所述气体流动接触结构114时，吸附发生，且所述填充材料的部分(即吸附物)吸附到被测量结构114(即吸附剂)上。所述吸附物填充结构114的一或多个结构特征的至少一部分。所述吸附物的存在改变所测量结构的光学性质。
在一些实施例中，当所述净化气体流动不包含填充材料(例如纯氮气或干净干燥空气)时，执行测量，且当所述净化气体流动包含填充材料时，执行另一测量，使得吸附物完全填充所述被测量结构特征之间的开口。将从这两个测量收集的测量数据传送到计算系统130，且基于两个测量数据集完成一或多个受关注结构参数的估计。
在一些实施例中，在不同吸附条件下执行一系列测量，使得到被测量结构特征上的吸附量针对每一测量是不同的。将从所述系列的测量收集的测量数据传送到计算系统130，且基于所收集测量数据完成一或多个受关注结构参数的估计。
如图1中所描绘，将填充材料123的量从填充材料源121运输到蒸汽注入系统120。另外，将净化气体124的流动从净化气体源122运输到所述蒸汽注入系统。蒸汽注入系统120致使填充材料汽化到净化气体的所述流动中，以产生经提供到被测量结构114的气体流动126。在图1中所描绘的实施例中，由从计算系统130传送到蒸汽注入系统120的命令信号125来控制净化气体的所述流动及经汽化到净化气体的所述流动中的填充材料量。因此，命令信号125控制气体流动126的所要组合物。如图1中所描绘，气体流动126通过喷嘴105，其引导气体流动126到在晶片110上的具有适当流动特性的所要位置。
可进一步如本文中所描述那样配置图1中所说明的系统100的实施例。另外，系统100可经配置以执行本文中所描述的方法实施例中的任何者的任何其它块。
图2是说明在一个实施例中的蒸汽注入系统120的图。在此实施例中，通过控制填充材料的蒸汽压而调节汽化于经提供到被测量晶片的气体流动126中的填充材料量。在图2中所描绘的实施例中，在净化气体流动123(例如氮气、干净、干燥空气等)中被汽化的填充材料的分压是等于在所述填充材料的液池(使所述净化气体鼓泡通过其)上的所述填充材料的平衡压。在一个实例中，鼓泡类型蒸汽注入系统是1.2升容量不锈钢起泡器，型号Z553360，可从密苏里(美国)圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich,St.Louis,Missouri(USA))购得。
如图2中所描绘，净化气体124的流动通过三向阀141。在一些实施例中，三向阀141使流动通过起泡器140的净化气体流动124的部分145与基于所述三向阀的位置而不流动通过起泡器140的部分146成比例。以此方式，由三向阀141控制填充材料经汽化到其中的净化气体流动124的量。在图2中所描绘的实施例中，信号125A包含三向阀141的所要位置的指示。作为响应，三向阀141调整到所述所要位置，及因此填充材料经汽化到其中的净化气体流动的所要比例。净化气体流动124的部分145通过止回阀142、流动控制阀143及到起泡器140中。在起泡器140中，填充材料的量经汽化到净化气体流动124的部分145中以产生净化气体及填充材料的气体流动147。使气体流动147与不流动通过起泡器140的净化气体的部分146组合以产生气体流动126。
在一些实施例中，控制三向阀141，使得基于所述三向阀的位置，净化气体流动124的全部流动通过起泡器140或完全旁通起泡器140且作为气体流动126直接传递到所述晶片。以此方式，气体流动126是具有填充材料的零分压的干燥净化气体流动124，或整个净化气体流动124取决于三向阀141的状态而经历填充材料的汽化。
随着填充材料经汽化于起泡器140中且作为气体流动147而被带走，额外填充材料123从填充材料源121流动以维持起泡器140中的恒定填充水平。在一些实施例中，基于水平传感器及流动控制方案而自动地控制所述填充水平。在一些其它实施例中，通过手动填充操作而周期性地维持所述填充水平。
在一个实施例中，通过维持所述液池于低于周围温度Ta的温度T处而控制所述周围温度处的汽化填充材料的饱和度。通过通过方程式(1)所说明的克劳修斯-克拉伯龙(Clausius-Clapyron)方程式给出纯物质的平衡蒸汽压p0与温度T之间的关系，其中ΔH是纯物质的汽化的焓且R是理想气体常数，其是8.31J/mole·°K。
Figure GDA0001850756760000081
基于方程式(1)，通过方程式(2)说明针对在小于周围温度Ta的温度T处饱和的填充材料的相对饱和p/p0。
Figure GDA0001850756760000082
图3描绘包含水、甲苯及乙醇的汽化的焓ΔH的表127。这些物质中的每一者可适用于如本文中所描述的填充材料。另外，表127说明当周围温度是25摄氏度且填充材料的所要相对饱和p/p0是0.9时周围温度(即晶片温度)与池温度之间的差。如表127中所说明，通过维持池温度低于周围温度所说明量，针对每一所列填充材料维持分压于0.9处。可有利利用这些物质中的任何者作为填充材料，因为在晶片与起泡器140的液池之间维持近似2摄氏度的温度差是相对较简单的事情。
在一些实施例中，池温度及晶片温度经测量且传送到计算系统130。计算系统确定晶片温度与池温度之间的差且计算所要晶片温度、池温度或两者。在一些实施例中，计算系统130产生指示所要池温度的命令信号125B到蒸汽注入系统120。作为响应，蒸汽注入系统120使用局部加热或冷却单元(未展示)调整所述池温度到所要值。在一些实施例中，计算系统130产生指示所要晶片温度的命令信号(未展示)到晶片调节子系统(未展示)。作为响应，所述晶片调节子系统使用晶片加热或冷却单元(未展示)来调整所述晶片温度到所要值。在一些实施例中，计算系统130产生指示所要晶片温度的命令信号113(图1中所描绘)到局部晶片加热元件103。作为响应，加热单元103使用辐射加热元件来局部(即在测量位置的紧接附近)调整所述晶片温度到所要值。
在一些实施例中，由与蒸汽注入系统120相关联的计算系统控制所述晶片与所述池之间的温度差的控制。在此意义上，通过非限制性实例提供由计算系统130对晶片与池之间的温度差的控制。可在此专利文献的范围内想到任何合适控制架构及温度调节方案。
如参考图2所描述，通过相对于不经历填充材料的汽化的净化气体流动124的部分146调节经历填充材料的汽化的净化气体流动124的部分145而控制经提供到被测量晶片的填充材料量。另外，通过调节所述晶片温度与所述池温度之间的差而控制晶片温度处的汽化填充材料的饱和度。
在另一实施例中，通过添加不挥发溶质于溶剂(即填充材料)的液池中而控制在周围温度下的汽化填充材料的饱和度，其相较于单独溶剂的平衡蒸汽压抑制溶剂的平衡蒸汽压。在一个实例中，由水作为溶剂及不挥发溶质(例如氯化钠、盐酸等)形成的溶液展示小于纯水的平衡蒸汽压的水的蒸汽压。图4描绘水的分压随着水池中的盐酸的浓度而变的曲线128。针对溶解于水中的氯化钠的溶液存在类似结果。举例来说，6％氯化钠溶解于水中的溶液产生90％的相对湿度p/p0。
在这些实施例中，通过控制溶液中的溶质的浓度而调节汽化填充材料(即溶剂)的饱和度。在一些实施例中，控制所述池中的溶剂量以维持所要浓度，及因此汽化溶剂的所要分压。在这些实施例中，精确温度控制是不必要的，只要使池温度标称地维持于周围温度(即晶片温度)处即可。
图1描绘经局部提供到被测量计量目标的气体流动126。然而，一般来说，可在整个晶片上，通过从照明源到检测器的光束路径的任何部分或其任何组合提供气体流动126。提供净化气体流动于晶片上且通过照明源与检测器之间的光束路径的各种实例描述于由希登·夸克(Hidong Kwak)等人且2010年7月13日颁布的第7,755,764号美国专利案中，所述申请案的标的物的全部内容以引用的方式并入本文中。
一般来说，任何合适净化气体及填充材料可经选择用于使用于执行如本文中所描述的测量中。示范性净化气体包含惰性气体、氮气及干净干燥空气。合适净化气体的选择主要通过半导体制造设备中的可用性驱使。示范性填充材料包含水、乙醇及甲苯。合适填充材料的选择通过用以控制蒸汽压、空填充特性、光学特性及填充材料与被测量样品之间的任何化学反应的能力驱使。
举例来说，在基础测量模型中考虑填充材料的折射率及填充材料的吸收系数两者，因为液体填充材料不仅折射入射光，而且吸收入射光。这些特性两者产生使用填充执行的测量与不使用填充执行的测量之间的差，特定来说在相对较短照明波长(例如范围从120纳米到190纳米的真空紫外线波长)处。因此，在折射率及吸收系数两者中大体上不同于空气的液体填充材料的选择为多目标测量分析中的经减小参数相关性提供机会。
另一方面，在通过吸附(即毛细管冷凝法)的计量目标(例如关键尺寸(CD)结构、光栅结构、重叠结构等)的测量期间利用气体吸附来填充所述计量目标自身的几何、结构特征之间的空间。一般来说，基于待通过气体吸附填充的最大特征大小来确定气体流动126中的汽化材料的所要饱和度。利用吸附来填充具吸附剂的小特征(例如小体积，例如凹口、沟槽、狭缝、接触孔等)。开尔文方程式提供最大特征大小的近似值，其可针对特定填充材料、填充材料的分压及周围温度(例如晶片温度)填充。方程式(3)说明针对具有两个不同半径r1及r2的凝缩弯月面的开尔文方程式，其中R是理想气体常数，Ta是周围温度，V是填充材料的摩尔体积，γ是与填充材料相关联的表面张力常数，且p/p0是填充材料的分压。
Figure GDA0001850756760000101
图5描绘说明与水、甲苯及乙醇相关联的摩尔体积及表面张力的表129。
针对圆柱形孔特征，r1等于r2。图6描绘说明圆柱形孔的最大直径的曲线172，其可通过根据方程式(3)的吸附填充。曲线172描绘圆柱形孔的最大直径，其可针对在25摄氏度的周围温度下每一填充材料的各种分压由水(曲线175)、乙醇(曲线174)及甲苯(曲线173)填充。如图6中所描绘，当气体流动126经提供到具95％或更高的水或乙醇的分压的计量目标时，可填充具有达40纳米的直径的圆柱形孔。还如图6中所描绘，当气体流动126经提供到具95％或更高的甲苯的分压的计量目标时，可填充具有达90纳米的直径的圆柱形孔。
针对线及空间，r2是零。图7描绘说明长的沟槽状特征的最大直径的曲线160，其可通过根据方程式(3)的吸附填充。曲线160描绘沟槽的最大直径，其可针对在25摄氏度的周围温度下每一填充材料的各种分压由水(曲线164)、乙醇(曲线163)及甲苯(曲线162)填充。如所说明，跨长的沟槽状特征的最大直径是圆柱形孔特征的最大直径的一半。如图6及7中所描绘，水及乙醇的曲线呈现重叠，因为乙醇作为填充材料的性能非常类似于水。
一方面，调整在周围温度Ta处的汽化填充材料的饱和度，使得低于所要最大特征大小的所有特征经填充。在一些实施例中，这通过控制晶片与填充材料的液池之间的温度差而实现。在一些其它实施例中，这通过控制经溶解于填充材料的液池中的不挥发溶质的浓度而实现。
另一方面，在周围温度处在汽化填充材料的不同饱和度处执行测量，使得低于某一范围的最大特征大小的所有特征经填充。使所述测量组合于基于多目标模型的测量中以使用经减小参数相关性及经改进测量性能来估计一或多个受关注参数的值。
图8说明具有经制造于衬底151上的周期性的二维光阻光栅结构152的未填充线-空间计量目标150。光栅结构152具有7纳米的标称顶部关键尺寸(TCD)及50纳米的高度H。
图9说明经填充线-空间计量目标155。线-空间计量目标155包含经制造于衬底151上的相同周期性的二维光阻光栅结构152，然而使用填充材料153来填充光阻光栅结构152之间的空间。在一个实例中，这可通过提供气体流动126到包含处于近似70％或更高的分压的甲苯的计量目标155而实现。在另一实例中，可通过提供气体流动126到包含处于近似85％或更高的分压的水或乙醇的计量目标155而实现光栅结构152的填充。
图10A描绘具有多个层的未填充的计量目标156，所述多个层包含具有圆柱形接触孔的顶层。如图10A中所说明，计量目标156包含第一层166、第二层167、第三层168及第四层169，具有135纳米的标称高度。所述第四层包含通过所述第四层的具有10纳米的标称直径的圆柱形孔特征170。计量目标165的结构具有40纳米的标称宽度及40纳米的标称长度。
图10B描绘包含相同计量目标156的经填充计量目标157，除使用填充材料171的量来填充圆柱形孔170外。在一个实例中，这可通过提供气体流动126到包含处于近似85％或更高的分压的甲苯的计量目标156来实现。在另一实例中，可通过提供气体流动126到包含处于近似95％或更高的分压处的水或乙醇的计量目标155来实现圆柱形孔170的填充。
通过非限制性实例提供图8到10B中所描绘的计量目标。一般来说，测量位点包含由测量系统(例如图1中所描绘的计量系统100)测量的一或多个计量目标。一般来说，可跨整个晶片或晶片面积的子集来执行测量数据收集。另外，在一些实施例中，所述计量目标经设计用于对在过程参数、受关注的结构参数或两者中的改变的印刷适性及敏感性。在一些实例中，所述计量目标是专业目标。在一些实施例中，所述计量目标是基于常规线/空间目标。通过非限制性实例，可采用CD目标、SCOL目标或可从加利福尼亚(美国)苗比达的科磊公司(KLA-Tencor Corporation,Milpitas,California(USA))购得的AiMTM目标。在一些其它实施例中，所述计量目标是装置状结构。在一些其它实例中，所述计量目标是装置结构或装置结构的部分。不管所采用的计量目标的类型如何，使用通过如本文中所描述的气体吸附的形状填充来测量正开发的展示对过程变化、结构变化或两者的敏感性的计量目标集。
另一方面，当CD结构经填充(即经历如本文中所描述的气体吸附)时以及当其不经填充(即不经历气体吸附)时，从CD结构收集测量数据。使所收集数据组合于基于多目标模型的测量中，以改进测量性能。在一个实例中，当计量目标156如图10A中所描绘未经填充时，收集测量数据。在此情况下，在填充材料未汽化到所述流动中的情况下，提供气体流动126到计量目标156。另外，当计量目标156如图10B中所描绘经填充时，收集测量数据。在此情况下，如参考图10B所描述，提供气体流动126到具填充材料的充分饱和的计量目标156，以填充圆柱形孔170。由计算系统130接收所述经收集数据。计算系统130执行利用具多目标模型的两个测量数据集的基于模型的测量分析，以估计受关注参数的值。在一些实例中，本文中所描述的多目标模型是脱机实施，例如由实施可从美国加利福尼亚苗比达的科磊公司购得的
Figure GDA0001850756760000121
软件的计算系统实施。所得多目标模型经并入为
Figure GDA0001850756760000122
库的元件，其可由使用所述多目标模型来执行测量的计量系统存取。
图11描绘针对图10A中所描绘的计量目标156的数个参数在无形状填充的情况下获得的测量结果与通过使用借助及不借助形状填充收集的数据的多目标模型获得的测量结果的比较。参数L1_HT是指图10A中所描绘的计量目标156的第一层166的高度。L2_HT是指第二层167的高度。L3_HT是指第三层168的高度。G4_TCD是指圆柱形孔170的顶部关键尺寸。G4_BCD是指圆柱形孔170的底部关键尺寸。G4_EL是指圆柱形孔170的椭圆率。如图11中所描绘，L1_HT、L2_HT、L3_HT、G4_TCD、G4_BCD及G4_EL中的每一者的测量精确度中的改进被改进显著百分比，如分别由测量杆177A到F所说明。类似地，如分别由测量杆178A到F所说明，改进(即减小)L1_HT、L2_HT、L3_HT、G4_TCD、G4_BCD及G4_EL中的每一者的测量相关性达显著百分比。
另一方面，执行一系列测量，使得当使用不同填充材料或不同填充材料的组合来填充计量目标结构时，从计量目标结构收集每一测量数据集。使所述经收集数据组合于基于多目标模型的测量中，以减小参数相关性且改进测量性能。
另一方面，当所述吸附过程已达到稳定状态时，从经历吸附的计量目标收集测量数据。换句话说，由所述吸附过程提供的填充量已达到稳定状态。
另一方面，在所述吸附过程已达到稳定状态之前，从经历吸附的计量目标收集测量数据。换句话说，由所述吸附过程提供的所述填充量在测量时间期间改变。
图12说明用于执行经历气体吸附的结构的测量的方法200。方法200适用于由计量系统(例如本发明的图1中所说明的计量系统100)实施。一方面，应意识到，可经由由计算系统130或任何其它通用计算系统的一或多个处理器执行的预编程算法来执行方法200的数据处理框。应意识到，在本文中，计量系统100的特定结构方面不表示限制且应仅解释为阐释性。
在框201中，在第一吸附状态处，提供第一量的照明光到安置于晶片上的一或多个计量目标。
在框202中，在一或多个计量目标的照明期间提供包含呈蒸汽相的填充材料的气体流动到所述一或多个计量目标。使所述填充材料的一部分呈液相而吸附到所述一或多个计量目标上，且在所述第一吸附状态处，填充材料的所述部分填充所述一或多个计量目标的一或多个几何、结构特征之间的空间的至少一部分。
在框203中，响应于所述第一量的照明光而由检测器从所述一或多个计量目标接收第一量的经收集光。
在框204中，举例来说，将与所述一或多个计量目标的第一测量相关联的第一测量信号集传送到计算系统130。所述第一测量信号集指示所述第一量的经收集光。
图13说明在另一实例中用于执行经历气体吸附的结构的测量的方法300。方法300适用于由计量系统(例如本发明的图1中所说明的计量系统100)实施。一方面，应意识到，可经由由计算系统130或任何其它通用计算系统的一或多个处理器执行的预编程算法执行方法300的数据处理框。本文中应意识到，计量系统100的特定结构方面不表示限制且应仅解释为阐释性。
在框301中，将包含呈蒸汽相的填充材料的第一气体流动提供到由光学测量系统进行测量的一或多个计量目标。将所述填充材料的一部分呈液相而吸附到所述一或多个计量目标上，且在第一吸附状态处，填充材料的所述部分填充所述一或多个计量目标的一或多个几何、结构特征之间的空间的至少一部分。
在框302中，在第二吸附状态处将第二气体流动提供到由所述光学测量系统进行测量的所述一或多个计量目标。
在框303中，至少部分基于在所述第一吸附状态处由所述光学测量系统从所述一或多个计量目标检测的所述第一光学测量信号集、在所述第二吸附状态处由所述光学测量系统从所述一或多个计量目标检测的第二光学测量信号集及多目标测量模型估计所述一或多个计量目标的受关注参数的值。
在图1中所描绘的实施例中，执行经历具有不同量的液体填充材料的气体流动的计量目标的光谱椭偏术测量。然而，一般来说，可采用任何合适基于模型的计量技术来根据本文中所描述的方法及系统执行经历具有不同量的液体填充材料的气体流动的计量目标的测量。
合适基于模型的计量技术包含(但不限于)光谱椭偏术及光谱反射术，包含单一波长、多个波长及角度解析实施方案，可单独或以任何组合想到光谱散射术、散射重叠、射束分布反射术及射束分布椭偏术，包含角度解析及偏振解析实施方案。
一般来说，前述测量技术可应用于过程参数、结构参数、布局参数、分散度参数或其任何组合的测量。通过非限制性实例，可使用前述技术测量重叠、分布几何参数(例如关键尺寸、高度、侧壁角)、过程参数(例如光刻聚焦及光刻剂量)、分散度参数、布局参数(例如间距游动(pitch walk)、边缘放置误差)、膜厚度、组合物参数或参数的任何组合。
通过非限制性实例，使用形状填充测量的所述结构包含线-空间光栅结构、FinFet结构、SRAM装置结构、快闪存储器结构及DRAM存储器结构。
在另一方面中，经定位于晶片上的计量目标是设计规则目标。换句话说，所述计量目标坚持可适用于基础半导体制造过程的设计规则。在一些实例中，所述计量目标优选地定位于作用裸片区域内。在一些实例中，所述计量目标具有15微米×15微米或更小的尺寸。在一些其它实例中，所述计量目标经定位于切割道中或以其它方式在所述作用裸片区域外侧。
在一些实例中，使用形状填充来执行基于模型的测量以估计一个受关注的参数。因此，独立地优化与所述受关注参数相关联的测量模型。通过个别地测量每一受关注参数，计算压力经减小，且基础测量的性能可通过选择经优化用于每一个别参数的不同波长、测量子系统及测量方法而最大化。另外，不同的基于模型的测量解算器可经选择或不同地配置以用于每一受关注参数。
然而，在一些其它实例中，使用形状填充来执行基于模型的测量以并行估计多个受关注参数。因此，开发测量模型以解决多个受关注参数。
在一些实例中，在特定测量位点处执行的受关注参数的测量依赖于仅从所述特定测量位点收集的数据，即使数据可从所述晶片上的多个位点收集。在一些其它实例中，从跨所述晶片或所述晶片的子集的多个位点收集的测量数据用于测量分析。这可期望跨所述晶片捕获参数变化。
在一些实例中，基于具有包含单一目标技术、多目标技术及光谱前馈技术的多个不同测量技术的经填充计量目标来执行受关注参数的测量。可通过侧馈分析、前馈分析及平行分析的任何组合而改进经测量参数的准确度。侧馈分析指代在相同样品的不同区域上获取多个数据集且将从第一数据集确定的共同参数传递到第二数据集上用于分析。前馈分析指代在不同样品上获取数据集且使用逐步复制精确参数前馈方法将共同参数正向传递到后续分析。平行分析指代将非线性拟合方法平行或同时应用到多个数据集，其中在拟合期间耦合至少一个共同参数。
多工具及结构分析指代基于回归、查找表(即，“库”匹配)或多个数据集的另一拟合过程的前馈、侧馈或平行分析。在2009年1月13日颁予科磊公司的第7,478,019号美国专利案中描述用于多工具及结构分析的示范性方法及系统，所述专利案的全文以引用的方式并入本文中。
另一方面，如本文中所述而获得的测量结果可用来将主动反馈提供给过程工具(例如，光刻工具、蚀刻工具、沉积工具等)。举例来说，使用本文中所述的方法及系统确定的关键尺寸的值可传送到光刻工具以调整光刻系统以实现所要输出。以类似方式，蚀刻参数(例如，蚀刻时间、扩散率等)或沉积参数(例如，时间、浓度等)可包含于测量模型中以将主动反馈分别提供给蚀刻工具或沉积工具。在一些实例中，基于所测量装置参数值而确定的对过程参数的校正可经传送到光刻工具、蚀刻工具或沉积工具。
应认识到，可由单一计算机系统130、多个计算机系统130或多个不同计算机系统130实行贯穿本发明描述的各种步骤。此外，所述系统100的不同子系统(例如光谱椭偏仪101)可包含适用于实行本文所述步骤的至少一部分的计算机系统。因此，不应将前述描述解释为对本发明的限制，而仅为阐释。此外，计算系统130可经配置以执行本文中描述的任何方法实施例的任何其它步骤。
计算系统130可包含(但不限于)个人计算机系统、主计算机系统、工作站、图像计算机、并行处理器或所属领域中已知的任何其它装置。一般来说，术语“计算系统”可广泛地定义为涵盖具有执行来自存储器媒体的指令的一或多个处理器的任何装置或装置的组合。一般来说，计算系统130可与测量系统(例如测量系统100)集成，或替代地可整体或部分与任何测量系统分离。在此意义上，计算系统130可远程定位且接收来自任何测量源的测量数据且将命令信号传输到计量系统100的任何元件。
可经由例如导线、电缆或无线传输链路的传输媒体传输实施例如本文中描述的方法的方法的程序指令134。存储程序指令134的存储器132可包含计算机可读媒体，例如只读存储器、随机存取存储器、磁盘或光盘或磁带。
另外，计算系统130可以本技术中已知的任何方式通信地耦合到光谱仪104或椭偏仪101的照明器子系统102。
计算系统130可经配置以由可包含有线及/或无线部分的传输媒体而接收及/或获取来自系统(例如光谱仪104、照明器102、蒸汽注入系统120及类似者)的子系统的数据或信息。以此方式，传输媒体可用作计算机系统130与系统100的其它子系统之间的数据链路。此外，计算系统130可经配置以经由存储媒体(即存储器)接收测量数据。例如，使用椭偏仪101的光谱仪获得的光谱结果可存储于永久或半永久存储器装置(未展示)中。就此来说，可从外部系统导入光谱结果。此外，计算机系统130可经由传输媒体接收来自外部系统的数据。
计算系统130可经配置以通过可包含有线部分及/或无线部分的传输媒体传输数据或信息到所述系统的子系统(例如，光谱仪104、照明器102、蒸汽注入系统120及类似者)。以此方式，传输媒体可用作计算机系统130与系统100的其它子系统之间的数据链路。此外，计算系统130可经配置以经由存储媒体(即存储器)来传输命令信号及测量结果。举例来说，通过光谱数据的分析而获得的测量结果115可存储于永久或半永久存储器装置(未展示)中。就此来说，可将光谱结果导出到外部系统。此外，计算机系统130可经由传输媒体发送数据到外部系统。另外，受关注参数的经确定值存储于存储器中。举例来说，所述值可存储在测量系统100上(例如，存储器132中)或可(例如经由输出信号115)传送到外部存储器装置。
如本文中描述，术语“关键尺寸”包含结构的任何关键尺寸(例如，底部关键尺寸、中间关键尺寸、顶部关键尺寸、侧壁角、光栅高度等)、任何两个或更多个结构之间的关键尺寸(例如，两个结构之间的距离)及两个或更多个结构之间的位移(例如，重叠光栅结构之间的重叠位移等)。结构可包含三维结构、图案化结构、重叠结构等等。
如本文中描述，术语“关键尺寸应用”或“关键尺寸测量应用”包含任何关键尺寸测量。
如本文中所述，术语“计量系统”包含至少部分用来在任何方面中特性化样品的任何系统，包含测量应用，例如关键尺寸计量、重叠计量、焦点/剂量计量及组合物计量。然而，此类技术术语不限制如本文中描述的术语“计量系统”的范围。此外，计量系统100可经配置以测量图案化晶片及/或未图案化晶片。所述计量系统可配置为检验工具，例如LED检验工具、边缘检验工具、背侧检验工具、宏检验工具或多模式检验工具(同时涉及来自一或多个平台的数据)及受益于基于关键尺寸数据的系统参数校准的任何其它计量或检验工具。为本专利文献的目的，术语“计量”系统及“检验”系统是同义的。
本文中针对可用于处理样品的半导体处理系统(例如，检验系统或光刻系统)描述各个实施例。术语“样品”在本文中用以指代晶片、光罩或可通过所属领域中已知的构件处理(例如，印刷或检验缺陷)的任何其它样本。
如本文中使用，术语“晶片”大体上指代由半导体或非半导体材料形成的衬底。实例包含(但不限于)：单晶硅、砷化镓及磷化铟。此类衬底通常可在半导体制造设备中找到及/或处理。在一些情况下，晶片可仅包含衬底(即裸晶片)。替代地，晶片可包含形成于衬底上的一或多个不同材料层。形成于晶片上的一或多个层可“经图案化”或“未经图案化”。举例来说，晶片可包含具有可重复图案特征的多个裸片。
“光罩”可为处于光罩制造过程的任何阶段的光罩，或为可能或可能未经释放以于半导体制造设施中使用的完成光罩。光罩或“掩模”大体上定义为具有形成于其上且以图案配置的大体上不透明区域的大体上透明衬底。衬底可包含(例如)玻璃材料，例如非晶SiO2。可在光刻过程的曝光步骤期间将光罩安置于覆盖有抗蚀剂的晶片上方，使得可将光罩上的图案转印到抗蚀剂。
形成于晶片上的一或多层可经图案化或未经图案化。举例来说，晶片可包含各自具有可重复图案特征的多个裸片。此类材料层的形成及处理最终可导致完成装置。许多不同类型的装置可形成于晶片上，且如本文中使用的术语晶片希望涵盖其上制造所属领域中已知的任何类型的装置的晶片。
在一或多个示范性实施例中，所描述的功能可实施于硬件、软件、固件或其任何组合中。如果以软件实施，那么功能可作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或通过计算机可读媒体传输。计算机可读媒体包含计算机存储媒体及通信媒体两者，包含促进计算机程序从一个位置到另一位置的传送的任何媒体。存储媒体可为可通过通用计算机或专用计算机存取的任何可用媒体。通过实例(且非限制)，此计算机可读媒体可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置或可用于载送或存储呈指令或数据结构的形式的所要程序代码构件且可通过通用计算机或专用计算机或通用或专用处理器存取的任何其它媒体。此外，任何连接被适当地称为计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)或无线技术(例如红外线、无线电及微波)从网站、服务器或其它远程源传输软件，那么同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或无线技术(例如红外线、无线电及微波)包含于媒体的定义中。如本文中使用，磁盘及光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘及蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地重现数据而光盘用激光光学地重现数据。上述元件的组合也应包含于计算机可读媒体的范围内。
尽管上文为指导目的而描述某些特定实施例，但本专利文献的教示具有一般适用性且不限于上文中描述的特定实施例。因此，在不脱离如权利要求书中阐述的本发明的范围的情况下，可实践所描述的实施例的各种特征的各种修改、调适及组合。

Claims (31)

1.一种测量系统，其包括：
照明源，其经配置以在第一吸附状态处提供第一量的照明光到安置于晶片上的一或多个计量目标的一或多个几何形状特征，所述一或多个几何形状特征由关键尺寸特性化，所述一或多个几何形状特征由半导体制造过程成形；
蒸汽注入系统，其经配置以在所述一或多个计量目标的所述照明期间提供包含呈蒸汽相的填充材料的气体流动到所述一或多个计量目标，其中使所述填充材料的一部分呈液相而吸附到所述一或多个计量目标上，且其中填充材料的所述部分在所述第一吸附状态处填充所述一或多个计量目标的所述一或多个几何形状特征的至少一部分；及
检测器，其经配置以响应于所述第一量的照明光而从所述一或多个计量目标接收第一量的经收集光，且产生指示所述第一量的经收集光的第一测量信号集。
2.根据权利要求1所述的测量系统，其进一步包括：计算系统，其经配置以：
接收所述第一测量信号集；及
至少部分基于所述第一测量信号集及测量模型来估计所述一或多个几何形状特征的所述关键尺寸的值。
3.根据权利要求2所述的测量系统，其中所述照明源进一步经配置以在不同于所述第一吸附状态的第二吸附状态处提供第二量的照明光到安置于所述晶片上的所述一或多个计量目标，其中所述检测器进一步经配置以响应于所述第二量的照明光而从所述一或多个计量目标接收第二量的经收集光，且产生指示所述第二量的经收集光的第二测量信号集，且其中所述计算系统进一步经配置以：
接收所述第二量的测量信号；及
至少部分基于所述第一测量信号集及所述第二测量信号集及多目标测量模型来估计所述一或多个几何形状特征的所述关键尺寸的值。
4.根据权利要求3所述的测量系统，其中在所述填充材料的第一分压将所述第一量的照明光提供到所述一或多个计量目标，且在所述填充材料的第二分压将所述第二量的照明光提供到所述一或多个计量目标。
5.根据权利要求4所述的测量系统，其中所述填充材料的所述第二分压是近似零。
6.根据权利要求3所述的测量系统，其中当所述填充材料是第一填充材料时将所述第一量的照明光提供到所述一或多个计量目标，且当所述填充材料是第二填充材料时将所述第二量的照明光提供到所述一或多个计量目标。
7.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述蒸汽注入系统包括：
起泡器，其包含在第一温度处的液体填充材料，其中所述液体填充材料的一部分汽化到经提供到所述一或多个计量目标的所述气体流动中，其中所述一或多个计量目标是在高于所述第一温度的第二温度处。
8.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述蒸汽注入系统包括：
起泡器，其包含经溶解于液体填充材料中的不挥发溶质，其中所述液体填充材料的一部分汽化到经提供到所述一或多个计量目标的所述气体流动中。
9.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述填充材料是水、乙醇及甲苯中的任何者。
10.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述填充材料包含多个不同材料。
11.根据权利要求1所述的测量系统，其中当吸附过程已达到稳定状态时，将所述第一量的照明光提供到所述一或多个计量目标。
12.根据权利要求1所述的测量系统，其中在吸附过程已达到稳定状态之前，将所述第一量的照明光提供到所述一或多个计量目标。
13.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述照明源和所述检测器被配置为光谱椭偏仪、光谱反射计、射束分布反射计、射束分布椭偏仪，或其任何组合中的任何者。
14.根据权利要求1所述的测量系统，其中所述第一量的照明光包含在120纳米与190纳米之间的范围中的波长。
15.根据权利要求2所述的测量系统，其中所述关键尺寸的所述值的所述估计涉及基于模型的回归、基于模型的库搜索、基于模型的库回归、基于图像的分析及信号响应计量模型中的任何者。
16.一种方法，其包括：
在第一吸附状态处，提供第一量的照明光到安置于晶片上的一或多个计量目标的一或多个几何形状特征，所述一或多个几何形状特征由关键尺寸特性化，所述一或多个几何形状特征由半导体制造过程成形；
在所述一或多个计量目标的所述照明期间，提供包含呈蒸汽相的填充材料的气体流动到所述一或多个计量目标，其中使所述填充材料的一部分呈液相而吸附到所述一或多个计量目标上，且其中填充材料的所述部分在所述第一吸附状态处填充所述一或多个计量目标的所述一或多个几何形状特征的至少一部分；
响应于所述第一量的照明光而从所述一或多个计量目标接收第一量的经收集光；及
传送指示所述第一量的经收集光的第一测量信号集。
17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括：
接收所述第一测量信号集；及
至少部分基于所述第一测量信号集及测量模型来估计所述一或多个几何形状特征的所述关键尺寸的值。
18.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括：
在不同于所述第一吸附状态的第二吸附状态处，提供第二量的照明光到安置于所述晶片上的所述一或多个计量目标；
响应于所述第二量的照明光而从所述一或多个计量目标接收第二量的经收集光；
产生指示所述第二量的经收集光的第二测量信号集；及
至少部分基于所述第一测量信号集及所述第二测量信号集及多目标测量模型来估计所述一或多个几何形状特征的所述关键尺寸的值。
19.根据权利要求18所述的方法，其中在所述填充材料的第一分压将所述第一量的照明光提供到所述一或多个计量目标，且在所述填充材料的第二分压将所述第二量的照明光提供到所述一或多个计量目标。
20.根据权利要求18所述的方法，其中当所述填充材料是第一填充材料时将所述第一量的照明光提供到所述一或多个计量目标，且当所述填充材料是第二填充材料时将所述第二量的照明光提供到所述一或多个计量目标。
21.根据权利要求16所述的方法，其中所述提供所述气体流动涉及：
在第一温度处，使净化气体鼓泡通过所述液体填充材料的池，其中所述液体填充材料的所述池的一部分汽化到经提供到所述一或多个计量目标的所述气体流动中，其中所述一或多个计量目标是在高于所述第一温度的第二温度处。
22.根据权利要求16所述的方法，其中所述提供所述气体流动涉及：
使净化气体鼓泡通过包含经溶解于所述液体填充材料中的不挥发溶质的池，其中所述液体填充材料的一部分汽化到经提供到所述一或多个计量目标的所述气体流动中。
23.根据权利要求16所述的方法，其中所述填充材料是水、乙醇及甲苯中的任何者。
24.根据权利要求16所述的方法，其中所述填充材料包含多个不同材料。
25.根据权利要求16所述的方法，其中当吸附过程已达到稳定状态时，将所述第一量的照明光提供到所述一或多个计量目标。
26.根据权利要求16所述的方法，其中在吸附过程已达到稳定状态之前，将所述第一量的照明光提供到所述一或多个计量目标。
27.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括：
调整所述汽化填充材料的饱和度，使得低于所要最大特征大小的所述一或多个几何形状特征之间的任何空间被填充。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述饱和度的所述调整涉及控制所述一或多个计量目标与所述填充材料的液池之间的温度差。
29.一种方法，其包括：
提供包含呈蒸汽相的填充材料的第一气体流动到由光学测量系统进行测量的一或多个计量目标，其中使所述填充材料的一部分呈液相而吸附到所述一或多个计量目标上，且其中填充材料的所述部分在第一吸附状态处填充所述一或多个计量目标的一或多个几何形状特征的至少一部分，所述一或多个几何形状特征由关键尺寸特性化，所述一或多个几何形状特征由半导体制造过程成形；
在第二吸附状态处，提供第二气体流动到由所述光学测量系统进行测量的所述一或多个计量目标；及
至少部分基于在所述第一吸附状态处由所述光学测量系统从所述一或多个计量目标检测的第一光学测量信号集、在所述第二吸附状态处由所述光学测量系统从所述一或多个计量目标检测的第二光学测量信号集，及多目标测量模型，来估计所述一或多个计量目标的所述关键尺寸的值。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述提供所述第一气体流动涉及在第一分压处提供呈蒸汽相的所述填充材料到所述一或多个计量目标，且其中所述提供所述第二气体流动涉及在第二分压处提供呈蒸汽相的所述填充材料到所述一或多个计量目标。
31.根据权利要求29所述的方法，其中所述提供所述第二气体流动涉及提供呈蒸汽相的第二填充材料到所述一或多个计量目标，其中所述第二填充材料不同于所述填充材料。
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