CN113574643A - 半导体装置中参数稳定的错位测量改善 - Google Patents

半导体装置中参数稳定的错位测量改善 Download PDF

Info

Publication number
CN113574643A
CN113574643A CN201980093578.7A CN201980093578A CN113574643A CN 113574643 A CN113574643 A CN 113574643A CN 201980093578 A CN201980093578 A CN 201980093578A CN 113574643 A CN113574643 A CN 113574643A
Authority
CN
China
Prior art keywords
misalignment
parameter
measurement
stabilized
measured
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980093578.7A
Other languages
English (en)
Inventor
V·莱温斯基
Y·帕斯卡维尔
S·阿哈龙
A·玛纳森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KLA Corp
Original Assignee
KLA Tencor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KLA Tencor Corp filed Critical KLA Tencor Corp
Publication of CN113574643A publication Critical patent/CN113574643A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70633—Overlay, i.e. relative alignment between patterns printed by separate exposures in different layers, or in the same layer in multiple exposures or stitching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67259—Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21—Polarisation-affecting properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/24—Optical enhancement of defects or not directly visible states, e.g. selective electrolytic deposition, bubbles in liquids, light emission, colour change
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/26—Acting in response to an ongoing measurement without interruption of processing, e.g. endpoint detection, in-situ thickness measurement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/30—Structural arrangements specially adapted for testing or measuring during manufacture or treatment, or specially adapted for reliability measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2210/00—Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
    • G01B2210/56—Measuring geometric parameters of semiconductor structures, e.g. profile, critical dimensions or trench depth
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/544—Marks applied to semiconductor devices or parts, e.g. registration marks, alignment structures, wafer maps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00

Abstract

一种参数稳定的错位测量改善系统及方法包含：提供选自希望相同的一批晶片的晶片，包含形成在其上的多个多层半导体装置；使用错位计量工具来使用多个测量参数集在所述晶片的至少第一层与第二层之间的多个位点处测量错位，借此针对所述测量参数集中的每一者生成经测量错位数据；针对所述测量参数集中的每一者从所述晶片的所述经测量错位数据识别及移除参数相依部分及平均误差部分，借此生成所述晶片的经改善参数稳定的经改善错位数据。

Description

半导体装置中参数稳定的错位测量改善
相关申请案的引用
特此参考在2019年3月21日申请且标题为“基于叠对误差随测量条件变化的动态准确度优化(DYNAMIC ACCURACY OPTIMIZATION BASED ON OVERLAY ERROR VARIATIONWITH MEASUREMENT CONDITIONS)”的第62/821,596号美国临时专利申请案，所述案的公开内容特此以引用的方式并入，且特此要求所述案的优先权。
技术领域
本发明大体上涉及半导体装置制造中的错位的测量。
背景技术
已知用于半导体装置制造中的错位的测量的各种方法及系统。
发明内容
本发明试图提供一种用于半导体装置制造中的错位的测量的经改进方法及系统。
因此，根据本发明的优选实施例，提供一种参数稳定的错位测量改善方法，其包含：提供选自希望相同的一批晶片的晶片，包含形成在其上的多个多层半导体装置；使用错位计量工具来使用多个测量参数集在所述晶片的至少第一层与第二层之间的多个位点处测量错位，借此针对所述测量参数集中的每一者生成经测量错位数据；针对所述测量参数集中的每一者从所述晶片的所述经测量错位数据识别及移除参数相依部分及平均误差部分，借此生成所述晶片的经改善参数稳定的经改善错位数据。
根据本发明的优选实施例，所述测量参数集至少包括在错位测量中使用的多个光波长。
优选地，所述识别所述参数相依部分及所述平均误差部分包含：针对所述测量参数集中的每一者识别所述经测量错位数据的参数相依部分；针对所述测量参数集中的每一者识别所述错位数据的所述参数相依部分的至少一个主分量；针对所述参数集中的每一者识别所述经测量错位数据的所述参数相依部分的所述至少一个主分量的加权系数；及识别至少一个平均误差部分，所述平均误差部分中的每一者与针对所述测量参数集中的每一者的所述经测量错位数据的所述参数相依部分的所述至少一个主分量中的每一者对应。
根据本发明的优选实施例，所述参数稳定的错位测量改善方法还包含：使用所述参数相依部分及所述平均误差部分来针对所述测量参数集中的每一者从选自希望相同的所述批晶片的至少一个额外晶片的经测量错位数据识别及移除参数相依部分及平均误差部分，借此生成所述至少一个额外晶片的经改善参数稳定的经改善错位数据。
根据本发明的优选实施例，所述错位计量工具为成像错位计量工具。替代地，根据本发明的优选实施例，所述错位计量工具为散射测量错位计量工具。
优选地，使用主分量分析来识别针对所述测量参数集中的每一者的所述错位数据的所述参数相依部分的所述至少一个主分量。
根据本发明的优选实施例，使用参考错位值来识别所述平均误差部分。优选地，通过使用参考错位计量工具来测量所述晶片而生成所述参考错位值。优选地，所述参考错位工具为电子束错位计量工具。
替代地，根据本发明的优选实施例，使用统计模型来识别所述平均误差部分。优选地，从所述晶片的多个错位测量编译所述统计模型。优选地，所述统计模型包含经建模部分及未建模部分。
根据本发明的优选实施例，所述测量参数集包括以下中的至少一者：错位测量中的焦点可变性、在错位测量中使用的数值孔径、在错位测量中使用的光的入射角度，及在错位测量中使用的光的偏振。
根据本发明的另一优选实施例，还提供一种参数稳定的错位测量改善系统，其包含：错位计量工具，其可操作以使用多个测量参数集来在选自希望相同的一批晶片的包含形成在其上的多个多层半导体装置的晶片的至少第一层与第二层之间的多个位点处测量错位，借此针对所述参数中的每一者生成经测量错位数据；及错位数据分析器，其可操作以针对所述测量参数集中的每一者从所述晶片的所述经测量错位数据识别及移除参数相依部分及平均误差部分，借此生成所述晶片的经改善参数稳定的经改善错位数据。
附图说明
从结合附图进行的下文详细描述将更全面理解及明白本发明，其中：
图1是参数稳定的错位测量改善系统的简化示意图；及
图2是说明可由图1的参数稳定的错位测量改善系统使用的参数稳定的错位测量改善方法的简化流程图。
具体实施方式
应了解，在下文参考图1及2描述的系统及方法形成半导体装置的制造工艺的部分，且由在下文参考图1及2描述的系统及方法测量的错位被用于调整半导体装置的制作工艺以更紧密地对准所制作的半导体装置的各个层。
现参考图1及2，图1是参数稳定的错位测量改善系统(PSMMAS)100的简化示意图，图2是说明可由PSMMAS 100使用的参数稳定的错位测量改善方法(PSMMAM)200的简化流程图。
如图1中所见，PSMMAS 100包含错位计量工具110及错位数据分析器120。错位计量工具110可为具有使用多个测量参数集来测量错位的能力的任何适合错位计量工具，例如成像错位计量工具或散射测量错位计量工具。优选地，参数包含在测量错位时使用的多个光波长。形成PSMMAS 100的部件的典型成像错位计量工具为ArcherTM700，其在商业上可购自加利福尼亚州苗必达市的KLA公司。形成PSMMAS 100的部件的典型散射测量错位计量工具为ATL100TM，其在商业上可购自加利福尼亚州苗必达市的KLA公司。
如图2中所见，在第一步骤202处，提供选自希望相同的一批晶片的晶片，包含形成在其上的多个多层半导体装置，且错位计量工具110使用多个测量参数集λ(优选地包含多个光波长)来在晶片的至少第一层与第二层之间的多个位点s处测量错位，也被称为叠对，借此针对每一位点且针对参数集中的每一者生成经测量错位数据OVL(λ,s)。应了解，希望相同的所述批晶片中的晶片中的每一者经历相同制作步骤且包含半导体装置，所述半导体装置希望与希望相同的所述批晶片中的全部其它晶片上的对应半导体装置相同。
通常，在步骤202处测量的晶片包含具有包含在经测量位点中的每一者中的某一数目n个变形的特征。因此，经测量错位数据OVL(λ,s)可包含来自第一层与第二层之间的错位OVL0(s)的分量，以及来自每一变形特征矢量∈k(λ,s)的分量，如等式1中所描述：
Figure BDA0003244640310000031
其中k为指示变形的指数，且αk(s)为每一变形特征矢量∈k(λ,s)的加权系数。应注意，与晶片的错位OVL0(s)不同，来自每一变形特征矢量∈k(λ,s)的项取决于在错位测量中使用的参数，例如光波长。进一步应注意，每一变形特征矢量∈k(λ,s)包含来自参数相依部分εk(λ,s)及平均误差部分μk(s)两者的项，如等式2中所见
∈k(λ，s)＝εk(λ，s)+μk(s) (等式2)
应注意，参数相依部分εk(λ,s)及平均误差部分μk(s)两者皆得自相同第k个变形。因此，参数相依部分εk(λ,s)及平均误差部分μk(s)两者与第k个变形的幅度成比例，且因此参数相依部分εk(λ,s)及平均误差部分μk(s)在数学上彼此相关。
为了求解等式1及2且因此识别第一层与第二层之间的错位OVL0(s)，PSMMAM 200继续求解额外等式，如下文进一步参考图2A及2B描述。
在下一步骤204处，如等式3中所见，错位数据分析器120针对每一位点s且针对每一参数集λ识别经测量错位数据OVL(λ,s)的参数相依部分OVLε(λ,s)，且针对每一位点s识别在步骤202处生成的经测量错位数据OVL(λ,s)的平均误差部分OVLμ(s)。
OVL(λ，s)＝OVLε(λ，s)+OVLμ(s) (等式3)
应注意，在等式3中，平均误差部分OVLμ(s)包含晶片的错位OVL0(s)及与经测量错位数据OVL(λ,s)相关联的平均误差部分两者。
在下一步骤206处，错位数据分析器120使用对经测量错位数据OVL(λ,s)的参数相依部分的集合{OVLε(λ,s)}的主分量分析(PCA)来识别与包含在步骤202处测量的位点s中的每一者中的n个变形对应的主分量的集合{εk(λ,s)}。
在下一步骤208处，错位数据分析器120通过识别最小化度量M1的加权系数αk(s)的值而识别等式1的适合加权系数αk(s)，所述度量M1如等式4中所定义：
Figure BDA0003244640310000041
应注意，针对主分量的单范正交集{εk(λ,s)}，等式4表示{OVLε(λ,s)}到{εk(λ,s)}上的投影。
在下一步骤210处，错位数据分析器120识别与在步骤206处针对每一经测量位点s识别的主分量εk(λ,s)中的每一者对应的平均误差部分μk。在本发明的优选实施例中，使用等式5来识别平均误差部分μk(s)：
OVLR(s)＝OVLμ(s)-Σkαk(s)μk(s) (等式5)
其中OVLR(s)为在步骤202处测量的晶片的每一位点的参考错位值，且PSMMAM200针对在步骤202处测量的全部位点s识别导致等式5的左手侧与右手侧之间的最佳匹配的平均误差部分μk(s)。
优选地，通过使用参考错位计量工具来测量在步骤202处测量的晶片的错位而生成参考错位OVLR(s)。典型参考错位计量工具为电子束错位计量工具，例如eDR7xxxTM，其在商业上可购自美国加利福尼亚州苗必达市的KLA公司。其它适合参考错位计量工具尤其包含光学工具、SEM工具、TEM工具及AFM工具。
在本发明的替代实施例中，从在步骤202处测量的晶片的多个(优选至少200个)错位测量编译统计模型。通常，错位测量中的每一者包含与实际装置错位对应的经建模部分，及与变形对应的未建模部分。通过识别最小化度量M2的平均误差部分μk(s)的值而识别平均误差部分μk(s)，所述度量M2如等式6中所定义：
M2＝∑s[OVLμ|U(s)-Σkαk|U(s)μk(s)]2 (等式6)
其中OVLμ|U(s)为包含在统计模型中的每一位点的错位的平均误差部分的未建模部分，且αk|U(s)为加权系数αk(s)的未建模部分。
在下一步骤212处，错位数据分析器120针对在错位测量中使用的参数中的每一者从在步骤202处针对晶片生成的经测量错位数据OVL(λ,s)移除参数相依部分εk(λ,s)及平均误差部分μk(s)，借此生成晶片的经改善参数稳定的经改善错位数据OVL0(s)。
在本发明的优选实施例中，参数稳定的经改善错位数据OVL0(s)被用于调整在制作从其选择在步骤202中测量的晶片的希望相同的所述批晶片时使用的至少一个工具。
优选地，在下一步骤214处，提供选自在步骤202处从其提供晶片的希望相同的所述批晶片的至少一个额外晶片，包含多个多层半导体装置。作为步骤214的部分，错位计量工具110使用多组测量参数集来在晶片的至少第一层与第二层之间的多个位点处测量错位，借此针对参数集中的每一者生成经测量错位数据。优选地，参数集包含多个光波长。
接着，错位数据分析器120使用在步骤214处测量的至少一个额外值的参数相依部分OVLε(λ,s)来定义至少一个额外晶片的加权系数αk(s)。一旦已知至少一个额外晶片的加权系数αk(s)，错位数据分析器120便使用在步骤210处识别的一或多个变形特征矢量∈k(λ,s)来针对参数集中的每一者从在步骤214处针对至少一个额外晶片生成的经测量错位数据OVL(λ,s)识别及移除参数相依部分εk(λ,s)及平均误差部分μk(s)，借此生成一或多个额外晶片的经改善参数稳定的经改善错位数据OVL0(s)。应了解，在步骤210处识别的一或多个变形特征矢量∈k(λ,s)包含参数相依部分εk(λ,s)及平均误差部分μk(s)，如在上文关于等式2描述。
在本发明的替代实施例中，在步骤202处，由错位计量工具110使用的测量参数集包含以下中的至少一者：错位测量中的焦点可变性、在错位测量中使用的数值孔径、在错位测量中使用的光的入射角度，及在错位测量中使用的光的偏振。在此类实施例中，优选地以与在上文关于图2描述的分析类似的方式分析依据变化的至少一个错位测量参数的错位测量数据变化，借此生成经改善参数稳定的经改善错位数据。
所属领域的技术人员将了解，本发明不限于已在上文特别展示及描述的内容。本发明的范围包含在上文描述的各种特征的组合及子组合两者以及其修改，全部这些未在现有技术中。

Claims (28)

1.一种参数稳定的错位测量改善方法，其包括：
提供选自希望相同的一批晶片的晶片，包括形成在其上的多个多层半导体装置；
使用错位计量工具来使用多个测量参数集在所述晶片的至少第一层与第二层之间的多个位点处测量错位，借此针对所述测量参数集中的每一者生成经测量错位数据；
针对所述测量参数集中的每一者从所述晶片的所述经测量错位数据识别及移除参数相依部分及平均误差部分，借此生成所述晶片的经改善参数稳定的经改善错位数据。
2.根据权利要求1所述的参数稳定的错位测量改善方法，且其中所述测量参数集至少包括在错位测量中使用的多个光波长。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的参数稳定的错位测量改善方法，且其中所述识别所述参数相依部分及所述平均误差部分包括：
针对所述测量参数集中的每一者识别所述经测量错位数据的参数相依部分；
针对所述测量参数集中的每一者识别所述错位数据的所述参数相依部分的至少一个主分量；
针对所述参数集中的每一者识别所述经测量错位数据的所述参数相依部分的所述至少一个主分量的加权系数；及
识别至少一个平均误差部分，所述平均误差部分中的每一者与针对所述测量参数集中的每一者的所述经测量错位数据的所述参数相依部分的所述至少一个主分量中的每一者对应。
4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的参数稳定的错位测量改善方法，且其还包括使用所述参数相依部分及所述平均误差部分来针对所述测量参数集中的每一者从选自希望相同的所述批晶片的至少一个额外晶片的经测量错位数据识别及移除参数相依部分及平均误差部分，借此生成所述至少一个额外晶片的经改善参数稳定的经改善错位数据。
5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的参数稳定的错位测量改善方法，且其中所述错位计量工具为成像错位计量工具。
6.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的参数稳定的错位测量改善方法，且其中所述错位计量工具为散射测量错位计量工具。
7.根据权利要求1到6中任一权利要求所述的参数稳定的错位测量改善方法，且其中使用主分量分析来识别针对所述测量参数集中的每一者的所述错位数据的所述参数相依部分的所述至少一个主分量。
8.根据权利要求1到7中任一权利要求所述的参数稳定的错位测量改善方法，且其中使用参考错位值来识别所述平均误差部分。
9.根据权利要求8所述的参数稳定的错位测量改善方法，且其中通过使用参考错位计量工具来测量所述晶片而生成所述参考错位值。
10.根据权利要求9所述的参数稳定的错位测量改善方法，且其中所述参考错位工具为电子束错位计量工具。
11.根据权利要求1到7中任一权利要求所述的参数稳定的错位测量改善方法，且其中使用统计模型来识别所述平均误差部分。
12.根据权利要求11所述的参数稳定的错位测量改善方法，且其中从所述晶片的多个错位测量编译所述统计模型。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的参数稳定的错位测量改善方法，且其中所述统计模型包括经建模部分及未建模部分。
14.根据权利要求1到13中任一权利要求所述的参数稳定的错位测量改善方法，且其中所述测量参数集包括以下中的至少一者：
错位测量中的焦点可变性；
在错位测量中使用的数值孔径；
在错位测量中使用的光的入射角度；及
在错位测量中使用的光的偏振。
15.一种参数稳定的错位测量改善系统，其包括：
错位计量工具，其可操作以使用多个测量参数集来在选自希望相同的一批晶片的包括形成在其上的多个多层半导体装置的晶片的至少第一层与第二层之间的多个位点处测量错位，借此针对所述参数中的每一者生成经测量错位数据；及
错位数据分析器，其可操作以：
针对所述测量参数集中的每一者从所述晶片的所述经测量错位数据识别及移除参数相依部分及平均误差部分，借此生成所述晶片的经改善参数稳定的经改善错位数据。
16.根据权利要求15所述的参数稳定的错位测量改善系统，且其中所述测量参数集至少包括在错位测量中使用的多个光波长。
17.根据权利要求15或权利要求16所述的参数稳定的错位测量改善系统，且其中所述错位数据分析器进一步可操作以：
针对所述测量参数集中的每一者识别所述经测量错位数据的参数相依部分；
针对所述测量参数集中的每一者识别所述错位数据的所述参数相依部分的至少一个主分量；
针对所述测量参数集中的每一者识别所述经测量错位数据的所述参数相依部分的所述至少一个主分量的加权系数；及
识别至少一个平均误差部分，所述至少一个平均误差部分中的每一者与针对所述测量参数集中的每一者的所述经测量错位数据的所述参数相依部分的所述至少一个主分量中的每一者对应。
18.根据权利要求15到17中任一权利要求所述的参数稳定的错位测量改善系统，且其中所述分析器进一步可操作以使用所述参数相依部分及所述平均误差部分来针对所述测量参数集中的每一者从选自希望相同的所述批晶片的至少一个额外晶片的所述经测量错位数据识别及移除所述参数相依部分及平均误差部分，借此生成所述至少一个额外晶片的经改善参数稳定的经改善错位数据。
19.根据权利要求15到18中任一权利要求所述的参数稳定的错位测量改善系统，且其中所述错位计量工具为成像错位计量工具。
20.根据权利要求15到18中任一权利要求所述的参数稳定的错位测量改善系统，且其中所述错位计量工具为散射测量错位计量工具。
21.根据权利要求15到20中任一权利要求所述的参数稳定的错位测量改善系统，且其中使用主分量分析来识别针对所述测量参数集中的每一者的所述错位数据的所述参数相依部分的所述至少一个主分量。
22.根据权利要求15到21中任一权利要求所述的参数稳定的错位测量改善系统，且其中使用参考错位值来识别所述平均误差部分。
23.根据权利要求22所述的参数稳定的错位测量改善系统，且其中通过使用参考错位计量工具来测量所述晶片而生成所述参考错位值。
24.根据权利要求23所述的参数稳定的错位测量改善系统，且其中所述参考错位工具为电子束错位计量工具。
25.根据权利要求15到21中任一权利要求所述的参数稳定的错位测量改善系统，且其中使用统计模型来识别所述平均误差部分。
26.根据权利要求25所述的参数稳定的错位测量改善系统，且其中从所述晶片的多个错位测量编译所述统计模型。
27.根据权利要求25或权利要求26所述的参数稳定的错位测量改善系统，且其中所述统计模型包括经建模部分及未建模部分。
28.根据权利要求15到27中任一权利要求所述的参数稳定的错位测量改善系统，且其中所述测量参数集包括以下中的至少一者：
错位测量中的焦点可变性；
在错位测量中使用的数值孔径；
在错位测量中使用的光的入射角度；及
在错位测量中使用的光的偏振。
CN201980093578.7A 2019-03-21 2019-08-23 半导体装置中参数稳定的错位测量改善 Pending CN113574643A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962821596P 2019-03-21 2019-03-21
US62/821,596 2019-03-21
PCT/US2019/047797 WO2020190318A1 (en) 2019-03-21 2019-08-23 Parameter-stable misregistration measurement amelioration in semiconductor devices

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113574643A true CN113574643A (zh) 2021-10-29

Family

ID=72521076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980093578.7A Pending CN113574643A (zh) 2019-03-21 2019-08-23 半导体装置中参数稳定的错位测量改善

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11101153B2 (zh)
JP (1) JP7177949B2 (zh)
KR (1) KR102509764B1 (zh)
CN (1) CN113574643A (zh)
TW (1) TW202043750A (zh)
WO (1) WO2020190318A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220392809A1 (en) * 2021-06-03 2022-12-08 Kla Corporation Adaptive modeling misregistration measurement system and method
TWI803262B (zh) * 2022-01-04 2023-05-21 南亞科技股份有限公司 疊置測量及疊置誤差的校正標記
US11796924B2 (en) 2022-01-04 2023-10-24 Nanya Technology Corporation Method for overlay error correction and method for manufacturing a semiconductor device structure with overlay marks

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6064486A (en) * 1998-05-21 2000-05-16 Leland Stanford Junior University Systems, methods and computer program products for detecting the position of a new alignment mark on a substrate based on fitting to sample alignment signals
US6462818B1 (en) * 2000-06-22 2002-10-08 Kla-Tencor Corporation Overlay alignment mark design
TW569368B (en) * 2001-11-14 2004-01-01 Tokyo Electron Ltd Substrate inspecting apparatus, coating and developing apparatus, and substrate inspecting method
JP4677231B2 (ja) * 2002-06-05 2011-04-27 ケーエルエー−テンカー コーポレイション 向上された自動プロセス制御のためのオーバレイ診断の利用
JP4072465B2 (ja) * 2003-06-19 2008-04-09 キヤノン株式会社 位置検出方法
TWI416096B (zh) * 2007-07-11 2013-11-21 Nova Measuring Instr Ltd 用於監控圖案化結構的性質之方法及系統
US7873585B2 (en) * 2007-08-31 2011-01-18 Kla-Tencor Technologies Corporation Apparatus and methods for predicting a semiconductor parameter across an area of a wafer
US8214771B2 (en) 2009-01-08 2012-07-03 Kla-Tencor Corporation Scatterometry metrology target design optimization
US9990708B2 (en) * 2013-02-20 2018-06-05 Hitachi High-Technologies Corporation Pattern-measuring apparatus and semiconductor-measuring system
US10296554B2 (en) * 2013-03-01 2019-05-21 Nanometrics Incorporated Correction of angular error of plane-of-incidence azimuth of optical metrology device
US9383661B2 (en) * 2013-08-10 2016-07-05 Kla-Tencor Corporation Methods and apparatus for determining focus
WO2015031337A1 (en) * 2013-08-27 2015-03-05 Kla-Tencor Corporation Removing process-variation-related inaccuracies from scatterometry measurements

Also Published As

Publication number Publication date
US11101153B2 (en) 2021-08-24
TW202043750A (zh) 2020-12-01
KR102509764B1 (ko) 2023-03-14
WO2020190318A1 (en) 2020-09-24
KR20210134045A (ko) 2021-11-08
JP7177949B2 (ja) 2022-11-24
JP2022526748A (ja) 2022-05-26
US20210020480A1 (en) 2021-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI649641B (zh) 判定圖案化製程之校正之方法、元件製造方法、用於微影裝置之控制系統及微影裝置
CN113574643A (zh) 半导体装置中参数稳定的错位测量改善
JP4302965B2 (ja) 半導体デバイスの製造方法及びその製造システム
TWI755386B (zh) 計量系統及方法
US10234401B2 (en) Method of manufacturing semiconductor devices by using sampling plans
JP5162778B2 (ja) プロセスパラメータを分散に関連づける分散関数を用いた構造のプロファイルパラメータの決定
US8340393B2 (en) Advanced roughness metrology
CN110100174B (zh) 用于图案化晶片特性化的混合度量
KR20210027533A (ko) 리소그래피 프로세스의 최적화 방법
US7440881B2 (en) Adaptive correlation of pattern resist structures using optical metrology
JP2009529785A (ja) 基板の曲率および応力マッピングデータに基づくリソグラフィ位置ずれの判定方法
TWI764562B (zh) 多步驟製程檢測方法
US10928739B2 (en) Method of measuring misregistration of semiconductor devices
US11181829B2 (en) Method for determining a control parameter for an apparatus utilized in a semiconductor manufacturing process
TWI744493B (zh) 控制系統
US20220397829A1 (en) Method for monitoring process variation index
EP2549224A1 (en) Methods for improving integrated photonic device uniformity
US11862521B2 (en) Multiple-tool parameter set calibration and misregistration measurement system and method
TW202219464A (zh) 用於改善半導體裝置之不對齊及不對稱性之小波系統及方法
WO2022098354A1 (en) Systems and methods for measurement of misregistration and amelioration thereof
CN116235285A (zh) 制造半导体装置的方法及用于半导体制造组合件的工艺控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination