CN1226591C - 确定非对称形状的电路结构的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明关于用于在半导体制造期间探测在晶片上所形成的电路结构非对称形状的方法。方法包括：引导是在电路结构的第一侧边的辐射的入射光束；探测与电路结构的第一侧边相关的第一反射光束；引导是在电路结构的第二侧边的照射的入射光束，其中电路结构的第一侧边与电路结构的第二侧边相差180度。探测与电路结构的第二侧边相关的第一反射光束；探测与电路结构的第二侧边相关的第二反射光束；其中探测第一反射光束或第二反射光束包括有探测以波长为函数的反射光束的强度，或者探测以波长为函数的反射光束的相位以及利用所探测的第一反射光束和第二反射光束的相关强度和/或相位决定电路结构的非对称性。

Description

确定非对称形状的电路结构的方法
技术领域
本发明关于半导体器件的制造，尤其是有关于用于表征电路结构(feature)形状(profile)的对称性及利用这些信息进行电路结构对称形状最佳化的方法和系统。
背景技术
在半导体工业中，其持续朝高器件密度发展。为了达到这些高密度，已经且持续努力降低半导体晶片上器件的大小(例，在亚微米的水平)。为了达到此种高器件封装密度，需要将电路形状的尺寸不断减小。可能包含有互连线的宽度和间隙，接触孔的间隙和直径，和如各种电路结构的转角和边缘等的表面形状。
需要较高分辨率的光刻工艺才可以达到相邻电路结构间具有紧密的间隙的小电路结构需求。通常，光刻工艺包含将图案或图像从一种介质转移到另一种介质，例如从掩膜至晶片。一般而言，掩膜可用于在对晶片的一个区域进行处理的同时保护其另一个区域。举例而言，提供光刻胶给晶片并使其与掩膜对齐。然后，经由掩膜投射如紫外光等光，而使具有掩膜图像的光刻胶曝光。之后使此晶片显影以便移除已曝光的光刻胶且烘烤此晶片以便使剩余之光刻胶图像硬化。然后将不受硬化的光刻胶覆盖的区域移除，且检视此晶片以确保影像已经正确地从掩膜转移至晶片最上层。重复此处理几次直到所有有源器件和电路结构均已经形成。
在进行半导体制造处理的期间，举例而言，在进行蚀刻、薄膜沉积或化学机械抛光期间，电路结构的形状可能变得不均匀。举例而言，如栅极等多晶硅电路结构的蚀刻方法会导致此电路结构具有非对称形状，以致于使此电路结构的其中一侧边与基体成90度而使此电路结构的另一侧边则位于较第一侧边的角度更大或更小的位置。电路结构中的非对称形状可能会因为其前端的较浅的或变形的电路结构而导致性能问题或退化，特别是在非常小的器件内。不可避免的，此器件可能具有较差的电阻性或导电性或不具有其它形式的参数和/或功能标准，且可能因为此非对称的电路结构形状而导致仅能具有较次级的标准。
因此，生产线上的半导体器件，其需要能够在完成半导体器件形成前，快速检查如在晶片上所形成电路结构等的结构的形状而不会接触或损坏此结构。其亦需要在半导体制造期间使工艺参数最佳化以便对电路结构的非对称形状提供更精确的控制和探测。
发明内容
在下文中提出的本发明简单总结以便能够了解本发明的一些基本方面。改总结并不是本发明的广泛概论。亦不希望仅是用于确认本发明的主要或关键组件(critical element)及描述本发明的目的。其主要目的为以简单的形式提出本发明的某些方面作为将于稍后提出的更详细说明的前奏。
在晶片上所形成的电路结构的形状可能影响半导体器件的导电性和整体性能。非对称形状的电路结构可能导致半导体器件的性能降低。因此需要取得电路结构的形状信息以便决定制造程序的品质和精密度而避免电路结构的非对称形状。
本发明有关于一种方法和系统用于非破坏性地、有效地、且正确地探测在进行半导体工艺期间于晶片上所形成的电路结构形状的非对称性。此系统包含有光源、用于放置图案化的晶片的台面、探测器、包含有内存和其相关处理器的处理器系统、及显示单元。依据本发明的另一个方面，该系统原位放置于半导体工艺线以便即时探测和控制，从而最优化随后结构的形成。
为达到上述目的，本发明提供一种电路结构形状(87，94)非对称性的侦测方法(58)，方法包括：
引导(66)是在电路结构(82)的第一侧边(87)的辐射的入射光束(86)；
探测(68)与电路结构(82)的第一侧边(87)相关的第一反射光束(90)；
引导(66)是在电路结构(82)的第二侧边(94)的照射的入射光束(93)，其中电路结构(82)的第一侧边(87)与电路结构(82)的第二侧边(94)相差180度；
探测(72)与电路结构(82)的第二侧边(94)相关的第一反射光束(100)；
探测(72)与电路结构(82)的第二侧边(94)相关的第二反射光束(100)；
其中探测(68)第一反射光束(90)或第二反射光束(100)包括有探测以波长(88，98)为函数的反射光束的强度，或者探测以波长(88，98)为函数的反射光束的相位以及利用所探测的第一反射光束(90)和第二反射光束(100)的相关强度和/或相位决定电路结构(82)的非对称性(74)。
并且本发明还提供一种决定与电路结构(82)关联的非对称性和产生与之关联的工艺控制数据的方法(180)，所述方法包括以下的步骤：
引导(66)在电路结构(82)上的辐射，其中，引导辐射包括将线性偏振光以非垂直的角度导引至其上具有电路结构(82)的基片，其中线性偏振光的波长范围在100nm至1000nm之间；
侦测(68，72)从电路结构(82)所反射的辐射，其中，所侦测反射的辐射包括：侦测反射的辐射在波长范围内的强度分布；
以及侦测反射的辐射在多个波长范围内的相位分布；
利用所侦测的反射的辐射确定(192)电路结构的非对称性；
以及依据与电路结构(82)的相关的收集的数据产生工艺控制数据(200)以改变多个工艺参数。
换言之，该方法包含引导光束或辐射至电路结构的第一侧边。一探测器捕捉和测量与电路结构第一侧边相关的反射光。光源或电路结构会相对应于对方而从起始点旋转(例，旋转大约180度)且将光束导引至电路结构的第二侧边。以探测器再度捕捉和测量与电路结构第二侧边相关的反射光且由处理器系统利用特定的相关性阈值而使此二组的测量值相关连。一旦使其相关连，则可决定电路结构的对称或非对称。
尤其是，本发明描述探测电路结构非对称的方法且其包含有将具有至少一个电路结构形成于其上(例，晶栅grating)的图案化晶片放置在表征室内。然后将入射的辐射光束导引至电路结构的第一侧边。且然后探测与电路结构第一侧边相关的第一反射光束。其后将入射的辐射光束导引至电路结构的第二侧边且探测与电路结构第二侧边相关的第二反射光束。利用从电路结构的第一侧边和第二侧边搜集到的数据，可决定图案的形状。通过分析所确定的图案形状，可确定电路结构非对称的形式或程度且可用于产生反馈或前馈控制数据以便评估和调整此种非对称性。
此方法的另一个方面包含有导引入射的偏振光束至电路结构的第一侧边且探测反射光束以便决定在反射之前或之后其偏光变化的状态。然后利用偏光变化确定与反射边缘(例，电路结构形状)相关的特性。其后将光源或台面从起始点旋转，如180度，导致光源入射至电路结构的第二侧边且再次执行此测量。
此方法的另一个方面允许将多频率波长范围的入射光导引至所希望的电路结构，其路径通常是与晶片表面垂直。然后探测反射光的强度，此强度是波长的函数。之后将反射数据与反射形状的数据库相比较，此数据库包含有与不同已知电路结构形状相关的许多反射特性。利用此比较，可以确认所希望的电路结构形状及其相关的非对称。然后利用此种确认产生反馈或前馈工艺控制数据以便补偿或校正其后工艺中的此种非对称。
依据本发明又一方面，使用散射仪(scatterometry)确定如晶栅等测试结构的非对称。入射光的频谱表现出测试结构且探测器收集作为波长的函数的反射光的强度和相位形状。然后将形状数据与已知电路结构形状相关的强度和相位特性数据库相比较以便确定测试结构的形状。之后为测试结构的另一侧边重复此处理以便确定其相关的非对称性。然后利用非对称性的测定产生反馈或前馈控处理制数据以便补偿非对称性或修正此处理以便避免其后电路结构的非对称性。
本发明提供将在下文中完整说明的电路结构和在权利要求中特定指出的电路结构。在下文中将提出本发明所列举的特定范例的详细说明和其附图。这些范例仅显示可应用本发明原理的各种方法的其中一些。本领域的技术人员将可从本发明的详细说明和其附图中了解其它可应用本发明原理的方法以及本发明的其它目的、优点、和新颖的特性。
附图说明
图1显示依据本发明的探测系统范例的部分方框图；
图2显示用于表征在晶片上所形成的电路结构、测量电路结构的第一和第二侧边、及决定其图案形状的方法的流程图；
图2a至2e显示与在晶片上所形成的电路结构相关的图像形状范例的概略图；
图3的流程图显示利用椭圆偏光法表征晶片上所形成电路结构的形状的方法；
图3a和3b显示本发明如图3中所描述的方法的方面；
图4a和4b分别显示由椭圆偏光法所测量的与电路结构一边相关的以波长为函数的强度和相位的范例图；
图5显示依据本发明的探测系统范例的部分方框图；
图5a显示在散射仪中以频率空间为函数的功率频谱密度(PSD)；
图6显示依据本发明使用数据库的探测系统范例的部分方框图；
图6a显示使用数据库表征电路结构形状的方法的流程图；
图6b所显示的方法中其所描述电路结构形状可立刻反馈至工艺参数以便最佳化其后所形成的电路结构。
具体实施方式
现将参考附图说明本发明，其中相同的参考数字用于在全文中表示相同的组件。依据本发明的其中一方面，将参考利用椭圆偏光法、反射仪、和散射仪说明探测晶片上所形成电路结构的非对称形状的方法。一旦确定与之相关的非对称程度，则此方法还包含有产生反馈或前馈处理控制数据以便补偿或调整其后的处理而降低此种非对称性。应该了解的是这些方面的说明仅是作为说明用而不应该被视为限制用。
现参考附图，提出本发明的几个方面。图1所显示的系统范例使用如椭圆偏光法、反射仪、和散射仪等光学技术决定图案形状或表征电路结构形状的对称性。可了解的是图1中所显示的系统不需要因为要显示本发明的技术而必须按比例绘制。
椭圆偏光法为一种工具，可用于描述电路结构的对称性或缺乏对称性。椭圆偏光法为一种光学技术专门用于进行表面分析。这种技术是依据光在平面反射后其偏振状态变化而进行测量。椭圆偏光法最大的优点为非破坏性特性、反射光的相位的测量所导致的高选择性、较大的测量范围和可实时控制复杂程序的可能性。
分光镜的椭圆偏光法使用线性极化的入射光且利用入射光的合成波在从表面反射时会遭遇不同的振福衰减及改变相位位移。因此，当从表面反射时其偏振状态会改变。依据本发明的一方面，椭圆偏光法测量以波长为函数的反射光束的相位和以波长为函数的反射光束的强度，分析其所对应的特殊结构。探测器收集相位和强度数据且然后将这些数据传送至处理器系统，在此计算这些数据且将其储存至内存中以供未来使用。之后由显示器、打印机、或任何其它显示器件显示此信息。此信息也可以反馈至工艺参数以便最佳化其后所形成的电路结构。
尤其是，利用椭圆偏光法，举例而言，具有从100nm至1000nm等多个波长成分的入射波可以一个入射角和偏振角从电路结构或测试结构(例，晶栅)反射。因为在电路结构及晶片基体间折射率和反射率的差异而导致相和偏振态得改变。因此，会得到复数关系的系数。
经由探测器所收集的测试结构的形状稍后与对应于已知电路结构形状的数据库的数据相比较以便确定所希望测试结构的形状。由对其他侧边重复此种分析，可决定与此电路结构的双边相关的电路结构形状的数据及确认其相关非对称性。利用此非对称信息，可使用处理器决定处理的异常，此异常可能导致于非对称。之后产生反馈或前馈处理控制数据以便补偿或校正其后的处理故可以缓和所探测到的非对称。
依据本发明的另一方面，分光镜的反射仪使用包含有从大约100nm至大约1000nm的多重频率成分的垂直入射光束以便收集在一个波长范围内其反射光强度的分布情形。也就是说，光是以垂直方式引导至测试结构(例，晶栅)，且收集反射光的以波长为函数的强度形状。因为入射光通常是垂直于表面，所以可确定有关电路结构两边形状的数据(例，假设有关的电路结构两边出现非垂直但不是凹入的形状)。因此，可在单一次测量中收集到与电路结构的形状相关的数据。之后将强度分布的数据与已知电路结构形状的强度分布的数据库相比较以便确认所希望结构的形状。然后利用此信息确认所希望电路结构的非对称性，且由此非对称性信息，处理器可决定由此非对称性所导致的程序的异常现象。然后，产生反馈或前馈处理控制数据以便补偿或校正其后的处理故可以缓和所探测到的非对称。
散射仪为另一个可用于表征电路结构形状的工具。散射仪包含有探测投射到将要表征其形状的区域上的通常为雷射光的光束、和测量由此区域散射的光的角度分布。在一范例系统中，其包含有排列成可将光投射在电路结构各个部分的一个或多个光源和用于收集从电路结构所反射的光的一个或多个光探测器件。处理器系统耦合至一个或多个探测器件。这些探测器件进行测量而处理器系统则计算以空间频率为函数的功率频谱密度(PSD)。PSD为每个空间频率所散射的功率的测量。
本发明的图1至6显示使用椭圆偏光法、反射仪、和散射仪取得在晶片或基体上所形成电路结构的结构形状信息以便使半导体器件的加工和性能最佳化且可降低电路结构形状非对称性上的变动的方法和系统。
在图1中，特性系统10包含有光源20、台面22、探测器24、其内具有相关内存30的处理器系统26、和显示单元40，其中处理器系统26和/或耦接至探测器24。将光源20放置成可导引辐射52的入射光束至样品54。样品54包含有具有电路结构形成于其内或其上的晶片61。晶片61亦可依需求包含有多于一个的电路结构。
台面22包含有旋转基座或其它可导致台面旋转的机构。在本发明另一个方面中，台面22包含有可在固定台面22的位置的同时用于旋转样品54的机构。另一方面，可固定台面22但使得光源20沿着样品54旋转。探测器24探测反射光束56且将此数据传送至处理器系统26。处理器系统26收集该数据且利用所收集的数据决定电路结构的图像形状。然后将所决定的图像形状传送到显示单元40，储存在处理器系统的内存30内，或立刻传回到生产线以便修改其后电路结构的制造工艺。
如图1中所显示，光源以相位对应于晶片61某个角度而提供入射光。虽然图1所显示的入射角是在0度和90度之间，应该可了解的是举例而言，在执行反射率分析的例子时，此角度应是垂直于晶片61。
图2显示用于利用图1所显示系统决定在晶片上所形成电路结构的图像形状的方法58的流程图。方法58从步骤60开始，在此步骤中对晶片61进行处理，举例而言，蚀刻薄膜(例，多晶硅)、或使曝光的光刻胶显影，以便在其中形成成图案的电路结构。举例而言，可在晶片或晶栅上形成栅极。也可在晶片上形成的其它电路结构包含有沟渠或通孔(via)等等。在步骤62中，将已图案化的晶片61放入表征室。在步骤64中，将已蚀刻的晶片61放置且排列在台面22(图1)上。在步骤66中使已蚀刻的晶片61接收辐射52(图1)。举例而言，就椭圆偏光法的分析而言，此辐射可能是在从大约100nm至大约1000nm的波长范围内的偏光入射光束。辐射52的入射光束通常是入射至电路结构61a的一边。另一方面，就反射仪的分析而言，入射光束(非偏振光)通常是以垂直的方式入射至电路结构61a。
在步骤68中，利用探测器24探测和测量与电路结构61a的第一侧边相关的反射光束。在步骤70中，使台面22从其起始点位置旋转(例，参考图3a和3b)。举例而言，可使台面22从其起始点位置旋转180度以便使暴露于辐射中的第二侧边与第一侧边对立。另一方面，可使辐射52的光束沿着电路结构61a旋转以便将此辐射导引至电路结构的第二侧边。在步骤72中，探测和测量与电路结构61a第二侧边相关的反射光束。
在本发明的一方面中，辐射52的入射光束很明显地是导引至电路结构的整个侧边。在本发明的另一方面中，辐射52的入射光束是导引至与电路结构相关的侧边的部分，其中第一侧边接收辐射的部分很明显地对应于第二侧边接收辐射的部分。侧边与接收辐射的电路结构相关的部分可能会随着电路结构的形式而不同。
依据本发明的一个范例方面，由反射仪分析，入射的辐射通常是以垂直的方式导引至晶片且因此导引辐射至不同侧边的步骤是不需要的，而且因为光垂直入射于其上时(对于非垂直、非凹入形状)会从电路结构61a的两个侧边反射所以旋转电路结构也是不需要，且因此可在一个步骤中收集到与电路结构61a的两个侧边相关的数据。
举例而言，由处理器系统26(图1)可收集与电路结构61a的第一和第二侧边相关的数据。在步骤74中，方法58由所收集到的与电路结构61a的第一和第二侧边相关的数据决定图案形状。举例而言，如图2a、2b、2c、2d或2e所显示可决定在晶片上所形成的栅极结构的图案形状。此方法在步骤76结束，在此为操作员显示所决定的电路结构61a的结构形状。可将此信息储存在数据库内以便进一步分析或利用如屏幕或打印机等其它的型式的输出设备显示。
依据本发明的范例方面，图2中所显示表征过程利用方法78中的椭率计执行。参考图3以及图3a和3b，方法78从步骤80开始，在此具有特定波长范围的偏光的入射光束是导引至台面81，其上排列有具有电路结构82的晶片。此入射光束的波长范围大约是在100nm至1000nm之间。在步骤84中，偏光86的光束通常是导引至电路结构82的第一侧边87(图3a)。术语″通常″表示光束86可依情况导引至与电路结构82的第一侧边87或第二侧边94相关的任何区域。最好滤波器(未显示)可用于消除任何与此方法相关的背景″噪声″。
在步骤88中，探测器24探测和测量作为波长为函数的第一反射光束90的强度和相位。这种形式的数据的范例分别显示于图3a和3b中。如将于下文中进一步指出，此探测可由任何一种在此技术中已知且适合用于达成本发明的目的的探测器完成。在步骤92中，将台面81从起始点旋转180度。具有特定波长范围的偏光93的入射光束导引至电路结构82的第二侧边94(步骤96)。再者，此波长的范围大约是在100nm至1000nm之间。
在步骤98中，探测器24探测和测量以波长为函数的第二反射光束90的强度和相位。该数据是传送到处理器系统26(图1)且由其收集。在步骤102中，处理器系统26(图1)判断从电路结构82的第一侧边87和第二侧边94所收集到的数据是否互相关。举例而言，第一和第二侧边强度数据和相位数据是分别相关。在本发明的一个方面中，″相关(correlate)″定义为第一和第二侧边的数据间统计学的相关性分析。对称或非对称是依据相关性阈值(correlation threshold)而决定(例，假如相关性大于0.9或其它特定的阈值则对称)。
依据本发明另一个方面，″相关″定义为，举例而言由处理器对来自第一和第二侧边的图案形状的比较，而分别比较第一侧边和第二侧边所决定的图像形状以便判断是否电路结构的形状是非对称(例，是在另一个的X％或Y％之内，其中X或Y是依据表征基准而预先决定)。假如此问题的答案是肯定的(YES)，则判断此电路结构是可接受的(步骤104)：且结束方法78。可是，假如相关度不够，则此方法前进至步骤106。一旦电路结构的形状决定为非对称性，将执行各种紧接在后的步骤。举例而言，可将信息提供给操作员作为受测晶片的进一步测试用，可手动或自动将此晶片由生产线抛弃，或者利用从晶片所收集的数据最佳化半导体工艺的一个或多个工艺参数，将于下文中详细说明。
关于图3中所说明的方法78，方法109表示本发明的另一个方面，其包含有使用散射仪来表征电路结构的对称性或非对称性。适合于表征工艺的散射仪系统107的一个例子视于图5中。方法78和方法109仅在某些主要方面中有些不同。举例而言，方法109提供将几乎平行的光源91(图3，步骤80、84)的入射光束导引至电路结构82的第一侧边。在其后的步骤中，探测器95探测第一反射光束且处理器计算以空间频率为函数的功率频谱密度(PSD)。PSD为每单位空间频率的散射功率的测量。与电路结构中一侧相关的数据的范例显示于图5a中。方法109将继续图3所显示的程序以便利用散射仪的数据决定是否电路结构是对称或非对称。
另一方面，可将一个或多个入射光束连续或同时导引至与电路结构相关的一个侧边。在本发明的另一个方面中，一个或多个探测器可用于收集相关数据。在本发明又一方面中，光源91相对于台面22可以是静止的。在本发明的再一方面中，光源91相对于台面22可以是非静止的，所以探测器95可以随光源91绕着电路结构82旋转而以固定时间间隔探测反射光。
依据本发明的一个方面范例，上述所讨论的系统和方法允许使用者确认是否已图案化的电路结构呈现非对称的电路结构形状。除了简单确定是否非对称存在，此系统和方法亦可用于由如使用包含有已知形状的数据特征(亦即，相关性)的数据库确定在电路结构相对的两个侧边间的非对称的量。
现参考图6，图中显示用于利用数据库决定电路结构的图像形状的表征室系统108的范例。图6也显示原位放置的系统108以便在半导体制造期间130进行即时探测和控制非对称电路结构形状，其将于稍后讨论的。依据图6，数据库120是连接至处理器系统26且与之通信。此数据库包含有对应于已知电路结构形状的多组数据。数据的形式是依据用于执行电路结构特性化的器件的形式而决定。举例而言，假如有人使用椭率计表征电路结构形状(图3)，则此数据库包含有多组以波长为函数的与已知电路结构形状相关的相位和强度，其中一组以波长为函数的相位和强度对应于具有该侧边的已知侧边形状的电路结构的侧边。
同样地，假如使用反射仪的系统/方法，则可以测量由以波长为函数的反射比强度所组成的数据组合且和与已知电路结构形状相关的强度分布的数据库相比较。最后，假如使用散射仪的系统/方法，则可测量和/或计算强度/相位分布或功率频谱强度的函数且和与已知电路结构形状相关的此种数据特征的数据库相比较。
如上所述，形状的非对称的决定是由将所收集到的与感兴趣电路结构相关的数据和与已知电路结构形状相关的数据特征的数据库相比较，且然后利用电路结构的此两侧边相关信息所确定的非对称性而判断电路结构的每一个侧边的形状特性。依据本发明另一个范例方面，与已知电路结构形状相关的特征数据库可用于经训练的神经网络。其后，与已分析的电路结构相关的数据组也可用于经训练的神经网络，然后由该神经网络提供电路结构形状的状态的决定。使用电路结构两个侧边相关的决定，处理器可决定与所关连的电路结构相关的非对称性。
现参考图6a，图中所显示的流程图说明方法110利用数据库120(图6)表征电路结构形状的对称性的特性。方法110开始的步骤类似于方法78，举例而言，步骤80至步骤98(图3)。在执行类似于步骤98(图3)的步骤后，方法110前进到步骤140，在此将数据库120分别和与电路结构的第一侧边或第二侧边相关的相位和强度数据(例，用于椭圆偏光法或散射仪的系统/方法)相比较。在步骤140的后，显示或传送形状信息(步骤144)。希望在图6中所描述的程序仅是利用数据库进行特性化的范例。举例而言，在所收集数据和数据库间的比较可以是发生在测量第一侧边的后且也可以是发生在测量第二侧边的后。除此之外，此比较可能包含有统计学的相关性，在此可为任何超过特定阈值的相关性找到相匹配者。再者，假如多重数据组吻合此相关性，则选择呈现最高相关性的数据组。
另一方面，假如使用反射仪，则仅需使用强度分布数据组。假如使用散射仪，则不仅需使用强度和相位分布数据，也需计算和使用功率频谱密度。
依据本发明另一个方面，图6b显示方法180的范例，在此与判断电路结构形状是否对称相关的信息立刻反馈或前馈至制造处理参数130以便最佳化半导体的形成。举例而言，如图2所描述的方法58是原位放置于半导体制造线。
处理条件的各种形式均可能导致于电路结构的非对称性。举例而言，在化学机械式抛光处理(CMP)中，浆料成分成分、抛光垫的状况或磨损、抛光垫的移动控制等等均可能导致非对称性。在此种环境中，处理器可使用形状对称性的确认产生反馈控制数据以便改变一个或多个上述处理参数，故可降低在其后所形成的电路结构上的非对称性。
依据本发明的另一个方面范例，形状对称性可以是由如慧差(coma)等的透镜像差(lens aberrations)产生的。在此种环境中，处理器可使用非对称性的确认改变整体的曝光条件或调整瞳孔滤光镜以便改变光在影像场的一个或多个部分的整体或局部强度或相位，故因此可为其后所形成的电路结构进行像差的补偿。
依据本发明的又一个方面范例，如多晶硅栅极等的非对称电路结构可能影响其后的离子植入步骤，因此负面地导致源极/漏极区内空间掺杂浓度的不均匀分布。在此种情况下，本发明企图使用由处理器所决定的非对称信息产生前馈处理控制数据，以便改变其后的离子植入步骤且因而可补偿形状的非对称性及建立空间上均匀的源极/漏极区。
举例而言，假如判断多晶硅栅极结构的一个侧边的侧墙较栅极的其它侧边具有更陡的斜率，则必须对栅极的该侧边执行倾斜注入以便确保在该种形状的区域下具有较该区域在传统注入步骤下应该存在有的掺杂物更多。处理器可藉由与非对称性决策相关的处理控制数据而使用上述及其它型式的前馈式补偿调整。举例而言，工艺控制数据的数量和形式可以是所决定非对称量的函数，这可能是所希望的。
方法180开始的步骤与先前在图2中所描述的许多步骤相类似；举例而言，步骤60至72。紧接在步骤72的执行之后，方法180跳至步骤190，在此依据方法58中所收集的与电路结构第一侧边和第二侧边相关的数据相关联。另一方面，可使用如在方法110中所使用的数据库以便决定电路结构的形状(步骤190)。
在步骤192中，处理器系统必须决定是否电路结构第一侧边和第二侧边是对称的。假如答案是肯定的(YES)，则判断形状是对称的(步骤194)且停止方法180(步骤196)。可是，假如答案是否定的，则判断形状是非对称的(步骤198)且将所收集的与电路结构相关的数据反馈至工艺处理参数130，所以可进行调整以便最佳化其后所形成的电路结构(形状)(步骤200)。
举例而言，如上所述，改变制造工艺参数包含有改变蚀刻工艺，如改变等离子体蚀刻工艺中的等离子体化学成分，压力等，以便增加或减少电路结构的侧边的斜率，因此可增加其后电路结构的对称性。另一方面，改变工艺参数可能包含有变动一个或多个与化学机械研磨(CMP)垫、CMP浆料等相关的因素以便增加或减少在电路结构的第一或第二侧边或者两个侧边上的研磨数量，或是变动晶片的排列以便补偿在蚀刻处理期间与分档曝光器的透镜相关的像差效应。希望也可以改变其它影响电路结构形成的工艺参数，且此种改变可预期是包含在本发明的目之内。除此之外，依据与非对称电路结构形状相关的信息可改变一个以上的工艺参数。
也希望方法78和109(图3)也可以原位放置在半导体制造线以便执行方法180。
在本发明另一方面中，将经训练的神经网络集成在处理器系统中以便表征与电路结构的形状相关的对称性。举例而言，在上述图3、6a或6b所描述的方法中提供经训练的神经网络以便判断电路结构的形状的对称性。
虽然已经根据特定方面而显示和说明本发明，本领域的技术人员将因为读取和了解其规范和附图而可得知其等价改变和修正。特别是有关于由上述组件(系统、器件、配件等)所执行的各种功能，用于描述这些组件的术语除非特别指示，希望能够对应于任何组件，其执行所描述组件的特定功能(亦即，相同功能)，就算结构上不同于所揭露的执行在此由本发明范例的方面所显示功能的结构。除此之外，虽然已经根据许多方面的其中之一说明本发明的具体电路结构，此种电路结构可能依需要与其它方面的一种或多种其它电路结构结合，且具有任何给定或特殊应用的优点。再者，在详细说明和权利要求范围内所使用的术语″包含″(includes)的范围，类似于″包含有″(comprising)所涵盖的范围。
工业应用
该装置和其相关方法可应用于光刻显影和半导体加工的领域，以便当制造集成电路或类似物时可提供改进的线宽控制。

Claims (7)

1.一种电路结构形状(87，94)非对称性的侦测方法(58)，其包括：
引导(66)是在电路结构(82)的第一侧边(87)的辐射的入射光束(86)；
探测(68)与电路结构(82)的第一侧边(87)相关的第一反射光束(90)；
引导(66)是在电路结构(82)的第二侧边(94)的照射的入射光束(93)，其中电路结构(82)的第一侧边(87)与电路结构(82)的第二侧边(94)相差180度；
探测(72)与电路结构(82)的第二侧边(94)相关的第一反射光束(100)；
探测(72)与电路结构(82)的第二侧边(94)相关的第二反射光束(100)；
其中探测(68)第一反射光束(90)或第二反射光束(100)包括有探测以波长(88，98)为函数的反射光束的强度，或者探测以波长(88，98)为函数的反射光束的相位以及
利用所探测的第一反射光束(90)和第二反射光束(100)的相关强度和/或相位决定电路结构(82)的非对称性(74)。
2.如权利要求1所述的方法(58)，该电路结构的非对称性(74)的决定包括：
使第一侧边及第二侧边的反射光束的强度和包括有与已知电路结构特性关联的多个强度形状的数据库相比较(140)；以及
依据该比较，决定(190，192，194，198)分别与电路结构的第一侧边及第二侧边关联的侧边形状。
3.如权利要求2所述的方法(58)，该电路结构的第一侧边及第二侧边关联的侧边形状的决定(190)包括利用预定的关联阈值，将与电路结构(82)的第一侧边(87)和第二侧边(94)关联的数据分别和与已知的电路结构形状关联的多个形状相关。
4.一种决定与电路结构(82)关联的非对称性和产生与之关联的工艺控制数据的方法(180)，其包括下列步骤：
引导(66)在电路结构(82)上的辐射，其中，引导辐射包括将线性偏振光以非垂直的角度导引至其上具有电路结构(82)的基片，其中线性偏振光的波长范围在100nm至1000nm之间；
探测(68，72)从电路结构(82)所反射的辐射，其中，所探测反射的辐射包括：
探测反射的辐射在波长范围内的强度分布；以及
探测反射的辐射在多个波长范围内的相位分布；利用所探测的反射的辐射确定(192)电路结构的非对称性；以及
依据与电路结构(82)的相关的收集的数据产生工艺控制数据(200)以改变多个工艺参数。
5.如权利要求4所述的方法(180)，其中确定(192)电路结构(82)的非对称性包括：
使所探测到的反射的辐射的强度分布和所探测到的反射的辐射的相位分布与包括有与已知电路结构形状特征关联的多个强度分布和相位分布的数据库相关(190)；以及
标识出(190)具有强度分布和相位分布的已知电路结构形状特征，该强度分布和相位分布和该电路结构的探测到的反射的辐射强度分布和探测到的相位分布密切地相关。
6.如权利要求4所述的方法(180)，其中该工艺控制数据(200)包括反馈用于改变半导体工艺步骤以便降低其后类似电路结构制造中电路结构非对称性的工艺控制数据。
7.如权利要求4所述的方法(180)，其中工艺控制数据(200)包含前馈工艺控制数据以改变后续加工步骤，该步骤与该电路结构相关，因此以减少该电路结构非对称性的影响。
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