CN110622287B - 用于配方优化及测量的区域分析 - Google Patents
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Abstract
本发明提供计量方法及模块，其包括：使用相对于相应设置参数及/或计量度量的区域分析来实施配方设置程序及/或计量测量。所述区域分析包括：涉及跨越一或多批中的一或多个晶片的所述设置参数及/或计量度量的空间可变值。晶片区域可为离散或空间连续的，且用于在相应设置及测量过程的任何阶段期间使一或多个参数及/或度量加权。
Description
相关申请案的交叉参考
本申请案主张2017年5月22日申请的第62/509,679号美国临时专利申请案的权利，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及计量领域，且更特定来说，本发明涉及计量配方设置及测量程序。
背景技术
根据测量配方来实施计量测量，测量配方是根据设置及测量参数来优化。例如，第7,570,796号美国专利(其全部内容以引用的方式并入本文中)揭示各种方法及系统，其(例如)通过比较邻近位置中的设计数据的部分与设计数据空间中的缺陷且将缺陷分组使得邻近于每一群组中的缺陷的位置的设计数据的部分是至少类似来利用设计数据与检验数据的组合。
发明内容
下文是提供本发明的初步理解的简化概要。概要未必识别关键元素且还不限制本发明的范围，而是仅为以下描述的介绍。
本发明的方面提供一种方法，其包括：使用相对于至少一个设置参数的区域分析来实施配方设置程序，其中所述区域分析包括跨越至少一个晶片的所述至少一个设置参数的空间可变值。
本发明的这些、额外及/或其它方面及/或优点阐述于以下详细描述中，可从详细描述推知，及/或可通过实践本发明来知悉。
附图说明
为更好理解本发明的实施例且展示可如何实施本发明的实施例，现将仅通过实例的方式参考附图，其中相同数字指示所有对应元件或部分。
在附图中：
图1是根据本发明的一些实施例的具有计量模块的计量工具的高阶示意图，所述计量模块经配置以在各种配方设置及/或测量步骤中的任何者期间实施相对于晶片上的各种区域的区域分析。
图2是根据现有技术的配方优化流程的示意实例。
图3及5是根据本发明的一些实施例的在配方设置期间应用区域分析的高阶示意图。
图4是根据本发明的一些实施例的用于确定晶片区域的高阶示意实例。
图6是根据本发明的一些实施例的具有经配置以使用可调谐光谱来操作的计量模块的计量工具的高阶示意图。
图7是根据本发明的一些实施例的用于空间连续晶片区域分析的高阶示意实例。
图8是说明根据本发明的一些实施例的方法的高阶流程图。
具体实施方式
在以下描述中，描述本发明的各种方面。为了阐释，阐述特定配置及细节以提供本发明的透彻理解。然而，所属领域的技术人员还将明白，可在无需本文所呈现的特定细节的情况下实践本发明。此外，已省略或简化众所周知的特征以不使本发明不清楚。在具体参考图式时，要强调所展示的特定项仅用作实例且仅用于本发明的说明性论述，且为了提供被认为是本发明的原理及概念方面的最有用及最易理解的描述的内容而呈现。据此来说，不试图展示比基本理解本发明所需的细节更详细的本发明的结构细节，结合图式所呈现的描述使所属领域的技术人员明白可如何在实践中体现本发明的若干形式。
在详细阐释本发明的至少一个实施例之前，应了解本发明的应用不受限于以下描述中所阐述或图式中所说明的组件的构造及布置的细节。本发明可应用于可以各种方式实践或实施的其它实施例以及应用于所揭示的实施例的组合。另外，应了解，本文所采用的词组及术语是为了描述且不应被视为限制。应注意，尽管本发明是针对光学照明辐射，但其可扩展到其中照明辐射具有非常短波长(例如x射线)或包含粒子束的应用。
除非另有明确说明(如从以下论述明白)，否则应了解，在说明书中，利用例如“处理”、“运算”、“计算”、“确定”、“增强”、“导出”或其类似者的术语的论述涉及计算机或运算系统或类似电子运算装置的动作及/或过程，所述计算机或运算系统或类似电子运算装置操纵表示为运算系统的寄存器及/或存储器内的物理(例如电子)量的数据及/或将其变换成类似地表示为运算系统的存储器、寄存器或其它此类信息存储、传输或显示装置内的物理量的其它数据。
本发明的实施例提供用于基于晶片区域分析的计量配方优化的有效及经济方法及机制且借此提供计量技术领域的改进方案。可在配方选择及/或生产期间实施区域分析，且还可将区域分析用作为用于检测、监测及校正工艺变化及工艺偏移(如本文所揭示)的防御系统。
提供计量方法及模块，其包括：使用相对于相应设置参数及/或计量度量的区域分析来实施配方设置程序及/或计量测量。区域分析包括：涉及跨越一或多批中的一或多个晶片的设置参数及/或计量度量的空间可变值。晶片区域可为离散或空间连续的，且用于在相应设置及测量过程的任何阶段期间给一或多个参数及/或度量加权。
图1是根据本发明的一些实施例的具有计量模块100的计量工具80的高阶示意图，计量模块100经配置以在下文将揭示的各种配方设置及/或测量步骤中的任何者期间实施相对于晶片60上的各种区域70的区域分析200。
图1示意性地说明各种类型的区域70(例如中心区域70A、边缘区域70B、可能部分呈凸状的中间区域70C、互连子区域(丛集)70D等等)，其中的任何者可在下文将揭示的区域分析200中被识别及利用。区域70可界定为若干裸片65及/或晶片60上的连续或半连续区域。
计量模块100可经配置以在配方设置110的各种阶段(例如数据收集时期120、初始选择时期130、详细取样时期140、分级时期150中的任何者)期间且相对于下文将详细阐释的一或多个参数112实施区域分析200及/或在实施计量测量210的各种阶段期间且相对于量测的度量及/或参数220及/或相对于多个晶片230、批及批次实施区域分析200，如下文将揭示。
当前配方优化方法91是基于使用不同取样方法的全晶片分析。可使用计量工具提供的若干参数或度量(例如重叠、残差、质量矩阵及其它)来执行优化。图2是根据现有技术的配方优化流程91的示意实例。在时期1中，基于所有可能设置的减少取样计划来收集数据(阶段92)且基于基本参数(例如敏感度及基本测量质量)来执行设置的过滤(阶段93)。在时期2中，使用经过滤设置的更广泛取样计划来收集数据(阶段94)，且在时期3中，基于额外工具计量参数(P1…Pn)(例如重叠、残差、工具性能参数、质量矩阵等等)来执行配方优化，其中根据这些参数来将设置分级95A。最后，在时期4中，基于时期3结果来计算与赋予参数(P1…Pn)中的每一者的权重相关的不同设置的分级95B。在时期3及4中，在不考虑不同晶片区域的贡献及光刻工艺影响不同晶片区域的不同方式的情况下根据测量取样来对整个晶片执行分析。例如，晶片边缘比晶片中心对配准误差敏感得多，但由于在不考虑晶片边缘与晶片中心之间的差异的情况下对所有晶片实施优化，所以现有技术配方优化缺乏准确度及适用性。
所揭示的计量模块100及方法200经配置以克服现有技术限制且通过使用区域分析200作为配方优化过程110的部分来处置对光刻工艺的不同晶片区域敏感度。作为非限制性实例，可在阶段120(数据收集)、130(初始选择)、140(详细取样)及/或分级时期150A、150B中的任何者中应用区域分析200。
图3是根据本发明的一些实施例的在配方设置110期间应用区域分析200的高阶示意图。在所说明的非限制性实例中，针对时期3实施区域分析200，且如图中所说明，还可针对时期1、2及/或4进行任选实施方案。现有技术的阶段92、93、94及95B可与其中实施区域分析200的揭示分级150A组合应用。在非限制性实例中，可在配方优化流程110的时期3期间通过在关于每一参数(P1…Pn)的分级中考虑不同晶片区域70之后依据工具参数执行分级设置150A来实施区域分析方法200。可相对于一或多个晶片60(例如每批的多个晶片60或多批中的多个晶片60)上的各种晶片区域70来实施区域分析200。可在配方设置的任何其它阶段(例如数据收集时期120、初始选择时期130、详细取样时期140、分级时期150B中的任何者)中且相对于一或多个参数及/或度量来实施区域分析200。
图4是根据本发明的一些实施例的用于确定晶片区域70的高阶示意实例。可使用(例如)(例如)通过分析例如重叠、残差、质量矩阵等等的不同工具参数所导出的各种考虑及参数来实施将晶片60划分成区域70。在特定实施例中，可相对于不同参数使用不同区域70。图4示意性地说明根据作为工具优化参数的残差的区域划分，且根据工具参数行为来将晶片60划分成三个区域。例如，区域70可包括以下中的任何者：不同同心区域、可部分重叠的同心环、彼此围封及包含的同心圆及/或其组合，其可经配置以区分至少晶片中心70A与晶片边缘70B(也参阅图1)。
图5是根据本发明的一些实施例的在配方设置110期间应用区域分析200的高阶示意图。在所说明的非限制性实例中，针对时期3及4实施区域分析200，且如图中所说明，还针对时期1及/或2进行任选实施方案。现有技术的阶段92、93及94可与其中实施区域分析200的揭示分级150A、150B组合应用。在非限制性实例中，可在配方优化流程110的时期3及4期间通过在关于每一参数(P1…Pn)的分级中考虑不同晶片区域70之后依据工具参数执行分级设置150A以及执行可通过考虑关于不同参数(P1…Pn)的不同晶片区域70来实施的加权分级设置150B来实施区域分析方法200。可依据工具参数及/或不同工具参数及不同区域的组合来分别执行分级150A、150B。可相对于一或多个晶片60(例如每批的多个晶片60或多批中的多个晶片60)上的各种晶片区域70来实施区域分析200。可在配方设置的任何其它阶段(例如数据收集时期120、初始选择时期130、详细取样时期140中的任何者)中且相对于一或多个参数及/或度量来实施区域分析200。
返回到图1，特定实施例包括：在生产期间(在计量测量210中)且非仅针对配方选择110来实施区域分析200。收集工具参数可与生产流程同步进行且可相对于各种度量及参数来实施区域分析200以优化计量测量210及/或可将区域分析200实施为用于检测、监测及校正工艺变化及工艺偏移的防御系统，且区域分析200比现有技术方法更早且更准确地有利捕获工艺变化变化及偏移。
各种实施例包括：独立及集成计量工具80中的任一者或两者中实施本文所揭示的区域分析200以应用成像及/或散射计量方法或任何其它计量技术。
有利地，与现有技术方法(例如第7,570,796号美国专利中所描述)(其比较邻近位置中的设计数据的部分与设计数据空间中的缺陷且基于比较步骤的结果来确定部分中的设计数据是否至少类似)相比，当前实施例基于更全面区域分析来优化配方设置。
图6是根据本发明的一些实施例的具有经配置以使用可调谐光谱来操作的计量模块100的计量工具80的高阶示意图。计量工具80可包括照明臂82以提供其波长可调谐的照明辐射82A(可调谐光谱照明)。计量工具80进一步包括量测臂84以接收辐射84A(例如成像工具80的场平面处的影像信号及/或散射测量工具80的光瞳平面处的衍射信号)且将信号传送到计量模块100以用于分析。计量模块100可根据区域70及/或在区域70及/或晶片60上至少部分空间连续地(由箭头70D示意性指示)实施本文所揭示的区域分析200。
在计量工具80中，由于照明臂82中的可调谐光谱，不同区域的测量条件之间的差异可为微不足道的。可将最优光谱参数(例如波长、带宽、功率)的相依性确定为晶片位置及/或场位置的连续函数(由箭头70D示意性说明)。在特定实施例中，可在可能空间连续的不同位置处(至少在一或若干区域70中)优化测量条件。
在特定实施例中，可测量已被认为与最优测量条件存在相关性的一或多个工艺相关参数，例如层或元件厚度、临界尺寸(CD)及/或光相位差。测量参数可被直接测量及/或从另一检验工具或监测测量(例如电气测试、良率分析)导出。可相对于一或多个工艺相关参数来可至少部分空间连续地实施区域分析200。
图7是根据本发明的一些实施例的用于空间连续晶片区域分析200的高阶示意实例。图7说明：绘制有效波长范围参数的连续行为的测量(其中分别在左边图及右边图上绘制相对于晶片位置的最小及最大波长)以指示跨越晶片的有效波长范围的限制。分别提供与指示为λmin及λmax的参考值相关的最小及最大波长，且最小及最大波长指示晶片上的每一位点的波长范围。有效范围的中间值可用作为最优波长且可以空间连续方式计算为晶片位置的函数。在所说明的非限制性实例中，波长范围与(例如)光致抗蚀剂层或硬掩模的层厚度相关且可使用不同计量/工艺工具上所进行的膜测量来计算。
有利地，可每晶片及/或针对多个晶片实施区域分析200以实现以下中的任何者：改进配方选择、在生产期间优化计量配方、将最优测量条件模型化为依据晶片及/或场位置而变化及/或将工艺参数前馈到计量工具以产生区域分析、以及实施为工艺变化或工艺偏移的防御系统。
图8是说明根据本发明的一些实施例的方法300的高阶流程图。可相对于上述计量模块100及区域分析200来实施方法阶段，计量模块100及区域分析200可任选地经配置以实施方法300。方法300可至少部分由至少一个计算机处理器(例如，在计量模块中)实施。特定实施例包括具有计算机可读存储媒体的计算机程序产品，所述计算机可读存储媒体具有以其体现且经配置以实施方法300的相关阶段的计算机可读程序。方法300可包括以下阶段(不考虑其顺序)。
方法300可包括：跨越一或多个晶片分析设置参数及/或计量度量的空间可变值以提供晶片的区域分析(阶段310)；及任选地实施相对于多个晶片及/或多批的区域分析(阶段315)。上文所揭示的区域分析200可并入分析310的至少部分及/或方法300的至少部分。
方法300可进一步包括：使用相对于至少一个设置参数的区域分析来实施一或多个配方设置程序(阶段320)，其中区域分析包括跨越至少一个晶片的至少一个设置参数的空间可变值。设置参数可包括(例如)敏感度、准确度指标、目标质量指标、性能指标(例如精确度、TIS、匹配、信号质量等等)、工艺指标(例如厚度变化、SWA、CD等等)等等。
方法300可包括：在配方设置程序的分级时期期间应用区域分析(阶段322)及/或在数据收集时期期间及/或在配方设置程序的详细取样时期期间应用区域分析(阶段324)。
在特定实施例中，方法300可包括：针对不同参数及/或度量使用不同经分析晶片区域(阶段330)，例如，至少一个设置参数可包括多个设置参数且区域分析可包括相对于不同参数的不同晶片区域。
在特定实施例中，方法300可包括：使用相对于至少一个计量度量的区域分析来实施计量测量(参阅阶段310)。至少一个计量度量可包括多个计量度量且区域分析可包括相对于不同度量的不同晶片区域(参阅阶段330)。计量度量可包括(例如)重叠、残差、工具性能参数及质量矩阵。
在特定实施例中，可相对于经配置以区分至少一个晶片中心与晶片边缘的同心区域来实施区域分析。对应地，方法300可包括：使用同心晶片区域以区分晶片中心处的参数及/或度量的值与晶片边缘处的值(阶段340)。
在特定实施例中，可以空间连续方式实施区域分析。对应地，方法300可包括：跨越晶片的至少部分空间连续地实施区域分析(阶段350)。例如，可相对于可调谐光谱照明来实施区域分析(且至少一个设置参数包括照明波长)。对应地，方法300可包括：实施相对于可调谐光谱计量应用中的光谱参数的空间连续区域分析(阶段355)。
上文已参考根据本发明的实施例的方法、设备(系统)及计算机程序产品的流程图及/或部分图式来描述本发明的方面。应了解，流程图及/或部分图式的每一部分及流程图及/或部分图式中的部分的组合可由计算机程序指令实施。可将这些计算机程序指令提供到通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备的处理器以产生机器，使得指令在经由计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行时产生用于实施流程图及/或部分图式或其部分中所指定的功能/动作的构件。
这些计算机程序指令还可存储于计算机可读媒体中，计算机可读媒体可指导计算机、其它可编程数据处理设备或其它装置以特定方式运作，使得存储于计算机可读媒体中的指令(其包含实施流程图及/或部分图式或其部分中所指定的功能/动作的指令)生产制品。
计算机程序指令还可加载到计算机、其它可编程数据处理设备或其它装置上以引起对计算机、其它可编程设备或其它装置执行一系列操作步骤以产生计算机实施程序，使得执行于计算机或其它可编程设备上的指令提供用于实施流程图及/或部分图式或其部分中所指定的功能/动作的过程。
以上流程图及图式说明根据本发明的各种实施例的系统、方法及计算机程序产品的可能实施方案的架构、功能性及操作。据此来说，流程图或部分图式中的每一部分可表示模块、区段或程序代码的部分，其包括用于实施指定逻辑功能的一或多个可执行指令。还应注意，在一些替代实施方案中，部分中所提及的功能可不以图中所提及的顺序发生。例如，两个相继展示部分事实上可大体上同时执行，或部分有时可以相反顺序执行，其取决于所涉及的功能性。还应注意，部分图式及/或流程图的每一部分及部分图式及/或流程图中的部分的组合可由执行指定功能或动作的基于硬件的专用系统或专用硬件及计算机指令的组合实施。
在以上描述中，实施例是本发明的实例或实施方案。出现于各处的“实施例”、“特定实施例”或“一些实施例”未必全部是指相同实施例。尽管可在单个实施例的情境中描述本发明的各种特征，但也可单独或以任何合适组合提供特征。相反地，尽管本文中为了清楚而在单独实施例的情境中描述本发明，但还可在单个实施例中实施本发明。本发明的特定实施例可包含来自上文所揭示的不同实施例的特征，且特定实施例可并入来自上文所揭示的其它实施例的元件。在特定实施例的情境中揭示本发明的元件不应被视为限其仅用于特定实施例中。此外，应了解，可以各种方式实施或实践本发明且可在除以上描述中所框定的实施例之外的特定实施例中实施本发明。
本发明不受限于所述图式或对应描述。例如，流程无需行经每一说明框或状态或以与说明及描述顺序完全相同的顺序行进。除非另有界定，否则本文所使用的科技术语的含义应为本发明所归属的所属领域的一般技术人员通常所理解的含义。尽管已相对于有限数目个实施例来描述本发明，但这些实施例不应被解释为对本发明的范围的限制，而是应被解释为一些优选实施例的范例。其它可能变化、修改及应用也在本发明的范围内。因此，本发明的范围不应受限于迄今已描述的内容，而是受限于所附权利要求书及其合法等效物。
Claims (19)
1.一种计量方法，其包括：使用相对于至少一个设置参数的区域分析来实施配方设置程序，其中所述区域分析包括跨越至少一个晶片的所述至少一个设置参数的空间可变值，其中相对于经配置以区分至少晶片中心与晶片边缘的同心区域来实施所述区域分析。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述配方设置程序的分级时期期间应用所述区域分析。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述配方设置程序的数据收集时期期间及/或详细取样时期期间使用所述区域分析。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个设置参数包括多个设置参数且其中所述区域分析包括相对于不同参数的不同晶片区域。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个设置参数包括以下中的任何者：敏感度、至少一个准确度指标、至少一个最大质量指标、至少一个性能指标及至少一个工艺指标。
6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：使用相对于至少一个计量度量的所述区域分析来实施计量测量。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述至少一个计量度量包括多个计量度量，且其中所述区域分析包括相对于不同度量的不同晶片区域。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述至少一个计量度量包括以下中的任何者：重叠、残差、工具性能参数及质量矩阵。
9.根据权利要求1所述的方法，其中以空间连续方式实施所述区域分析。
10.根据权利要求9所述的方法，其中相对于可调谐光谱照明来实施所述区域分析，且所述至少一个设置参数包括照明波长。
11.根据权利要求1所述的方法，其中相对于多个晶片来实施所述区域分析。
12.根据权利要求1所述的方法，其至少部分由至少一个计算机处理器实施。
13.一种计算机程序产品，其包括非暂时性计算机可读存储媒体，所述非暂时性计算机可读存储媒体具有随其体现的计算机可读程序，所述计算机可读程序经配置以实施根据权利要求1所述的方法。
14.一种计量模块，其包括根据权利要求13所述的计算机程序产品。
15.根据权利要求2所述的方法，其中所述至少一个设置参数包括以下中的任何者：敏感度、至少一个准确度指标、至少一个最大质量指标、至少一个性能指标及至少一个工艺指标。
16.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括：使用相对于至少一个计量度量的所述区域分析来实施计量测量。
17.根据权利要求7所述的方法，其中所述至少一个计量度量包括以下中的任何者：重叠、残差、工具性能参数及质量矩阵。
18.根据权利要求2所述的方法，其中相对于经配置以区分至少晶片中心与晶片边缘的同心区域来实施所述区域分析。
19.根据权利要求2所述的方法，其中以空间连续方式实施所述区域分析。
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