TW201346213A - 用於臨界尺寸應用匹配之光學測量系統之校正 - Google Patents

用於臨界尺寸應用匹配之光學測量系統之校正 Download PDF

Info

Publication number
TW201346213A
TW201346213A TW102109117A TW102109117A TW201346213A TW 201346213 A TW201346213 A TW 201346213A TW 102109117 A TW102109117 A TW 102109117A TW 102109117 A TW102109117 A TW 102109117A TW 201346213 A TW201346213 A TW 201346213A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
measurement
parameter values
amount
critical dimension
target
Prior art date
Application number
TW102109117A
Other languages
English (en)
Inventor
Klaus Flock
Lawrence Rotter
Muzammil Arain
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 TW201346213A publication Critical patent/TW201346213A/zh

Links

Classifications

    • 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
    • G03F7/70625—Dimensions, e.g. line width, critical dimension [CD], profile, sidewall angle or edge roughness
    • 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
    • G03F7/706843—Metrology apparatus
    • G03F7/706845—Calibration, e.g. tool-to-tool calibration, beam alignment, spot position or focus
    • 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
    • G03F7/70608—Monitoring the unpatterned workpiece, e.g. measuring thickness, reflectivity or effects of immersion liquid on resist
    • 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
    • G03F7/706835—Metrology information management or control
    • G03F7/706839—Modelling, e.g. modelling scattering or solving inverse problems
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本發明呈現用於跨越多個光學測量系統而以高精確度來匹配臨界尺寸量測應用之方法及系統。在一項態樣中，基於臨界尺寸量測資料來校正一測量系統之機器參數值。在一項進一步態樣中，該等機器參數值之校正係基於由一目標量測系統自具有自一參考量測源獲得之所指派臨界尺寸參數值之一試樣收集之臨界尺寸量測資料。在另一進一步態樣中，在不知曉臨界尺寸參數值之情況下，一目標量測系統之該等機器參數值之該校正係基於量測資料。在某些實例中，該量測資料包含臨界尺寸量測資料及薄膜量測資料。基於臨界尺寸資料校正機器參數值增強用於量測臨界尺寸、膜厚度、膜組合物及疊對之系統當中之應用及工具對工具匹配。

Description

用於臨界尺寸應用匹配之光學測量系統之校正 相關申請案之交叉參考
本專利申請案根據35 U.S.C.§119主張於2012年3月14日提出申請之標題為「Calibration Of An Optical Metrology System For CD/Application Matching」之第61/610,626號美國臨時專利申請案之優先權，該美國臨時專利申請案之標的物以引用方式整體併入本文中。
所闡述實施例係關於光學測量系統及方法，且更特定而言，係關於用於跨越臨界尺寸量測應用之經改良一致性之方法及系統。
通常藉由適用於一試樣之一系列處理步驟來製作諸如邏輯及記憶體裝置之半導體裝置。藉由此等處理步驟來形成該等半導體裝置之各種特徵及多個結構層級。舉例而言，除其他之外，微影係涉及在一半導體晶圓上產生一圖案之一個半導體製作程序。半導體製作程序之額外實例包含但不限於：化學機械拋光、蝕刻、沈積及離子植入。多個半導體裝置可製作於一單個半導體晶圓上且然後分離成個別半導體裝置。
在一半導體製造程序期間於各個步驟處使用光學測量程序來偵測晶圓上之缺陷以促成較高良率。光學測量技術在不具有樣本破壞之 風險之情況下提供高輸送量之可能性。包含散射量測術及反射量測術實施方案之若干基於光學測量之技術以及相關聯分析演算法通常用於表徵臨界尺寸、膜厚度、組合物及奈米級結構之其他參數。
由於裝置(例如，邏輯及記憶體裝置)朝向較小奈米級尺寸移動，因此表徵變得較困難。併入有複雜三維幾何形狀及具有多種物理性質之材料之裝置促成表徵困難。除準確裝置表徵之外，跨越一量測應用範圍及負責相同量測目標之一檢查系統群隊之量測一致性亦係重要的。若在一製造環境中，量測一致性降低，則經處理半導體晶圓當中之一致性丟失且良率下降至不可接受位準。跨越應用及跨越多個系統之匹配量測結果確保用於相同應用之相同晶圓上之量測結果產生相同結果。確保一工具群隊當中之可重複量測結果之一校正程序有時稱為工具對工具匹配。
用於基於模型之量測系統之一典型校正方法由量測習知厚度之若干膜/基板系統及介電函數組成。對機器參數執行一迴歸直至參數之組合傳回針對厚度之所預期值及/或介電函數。在一項實例中，量測在一厚度範圍內於結晶矽上具有一個二氧化矽層之一組膜晶圓及對機器參數執行一迴歸直至機器傳回針對既定組膜之厚度及/或折射率之最佳匹配。標題為「Methods and Systems for Determining a Critical Dimension and a Thin Film Characteristic of a Specimen」之第2004/0073398號美國專利公開案中闡述其他實例，該美國專利公開案以引用方式併入，猶如完全陳述於本文中一般。可跨越使用同一組晶圓之一量測系統群隊而應用此校正程序。此等晶圓有時稱為轉移標準。
通常基於薄膜量測來校正機器參數，此乃因薄膜系統(例如，結晶矽上之二氧化矽)可經製造具有熟知光學常數、潔淨界面及低表面粗糙度，此使得能夠以接近正校正之量測系統之敏感度之一可重複性 程度量測晶圓特性。在對一組轉移標準進行校正之後，一量測系統群隊遞送薄膜量測之一致量測結果。然而，另外，基於薄膜量測而校正之量測系統通常用於量測臨界尺寸(CD)應用。因此，工具對工具匹配之當前方法在膜與CD應用之間不進行區分。然而，當基於膜量測而校正之一系統用於量測CD應用時，一匹配效能比針對一膜量測應用而原本預期之匹配效能差且一數量級比現代CD量測系統之敏感度差。
工具對工具匹配係滿足半導體工業之客戶要求之一光學測量系統之發展中之一核心挑戰。研究及發展以及製造環境兩者中之程序及良率控制件需要關於CD參數值之可重複性之次序之量測結果之工具對工具一致性。現有校正方法不能滿足此等需求。因此，期望用於CD量測之經改良工具對工具匹配之方法及系統。
呈現用於自多個光學測量系統以高精確度來匹配臨界尺寸量測之方法及系統。採用此等系統來量測與不同半導體製作程序相關聯之結構及材料特性(例如，材料組合物、結構及膜之尺寸特性等)。在一項態樣中，基於臨界尺寸量測資料來校正一測量系統之機器參數值。在某些實例中，該系統在每一臨界尺寸量測應用之每一值之不足百分之一內經校正至一參考量測源。以非限制性實例方式，可採用基於臨界尺寸資料校正機器參數值以增強用於量測臨界尺寸(CD)、膜厚度、膜組合物及疊對之系統當中之應用及工具對工具匹配。
在一項進一步態樣中，該等機器參數值之該校正係基於由一目標量測系統自具有所指派臨界尺寸參數值之一試樣收集之臨界尺寸量測資料。該等臨界尺寸參數值自一參考量測源而獲得。在某些實例中，該參考量測源係視為一參考工具(或「標準」工具)之一類似工具。將來自一「標準」工具之量測視為針對一特定樣本之所期望量測 輸出。目標係校正該目標量測系統之該等機器參數值以使得該目標量測系統之該臨界尺寸量測輸出匹配用於特定組CD參數之該「標準」工具之量測輸出。以此方式，該目標量測系統與用於彼組CD參數之該「標準」工具相「匹配」。針對其他類似目標量測系統重複該校正以使得一整個類似量測系統群隊與該「標準」工具相「匹配」。
在某些其他實例中，該參考量測源係一類似工具群隊之一平均量測輸出。將針對一特定樣本之該工具群隊之該平均量測輸出視為所期望量測輸出。目標係校正該目標量測系統之該等機器參數值以使得該目標量測系統之該量測輸出匹配該工具群隊之該平均量測輸出。以此方式，該目標量測系統與該群隊平均值相「匹配」。針對其他類似目標量測系統重複該校正以使得該類似量測系統群隊中之每一者與該群隊平均值相「匹配」。
在另一進一步態樣中，在不知曉臨界尺寸參數值之情況下，一目標量測系統之該等機器參數值之該校正係基於來自一或多個量測系統之量測資料。在某些實例中，該量測資料包含來自一薄膜試樣之量測資料及來自一CD試樣之量測資料。在某些實例中，該等機器參數值之該校正係基於來自一單個量測系統之量測資料。在某些實例中，該等機器參數值之該校正係基於來自多個量測系統之量測資料。
前述內容係一概述且因此必然含有細節之簡化、概括及省略；因此，熟習此項技術者將瞭解，該概述僅係說明性的且不以任何方式限制。在本文中所陳述之非限制性詳細說明中，本文中所闡述之裝置及/或程序之其他態樣、發明性特徵及優點將變得顯而易見。
100‧‧‧測量系統/系統/目標量測系統/檢查系統
101‧‧‧光譜橢偏計/橢偏計
102‧‧‧照明器/照明器子系統
103‧‧‧參考量測源/量測參考源
104‧‧‧光譜儀
106‧‧‧經偏光照明光束
107‧‧‧偏光狀態產生器
108‧‧‧收集光束
109‧‧‧偏光狀態分析儀
110‧‧‧晶圓定位系統
111‧‧‧光譜/量測資料/第一量測資料量/量測資料量/臨界尺寸量測資料
112‧‧‧半導體晶圓/晶圓/試樣
113‧‧‧量測資料
114‧‧‧結構
116‧‧‧計算系統/單電腦系統/多電腦系統/電腦系統
118‧‧‧載體媒體
120‧‧‧程式指令
AOI‧‧‧入射角
圖1係圖解說明經組態以實施本文中所闡述之校正方法之一測量系統100之一圖式。
圖2係圖解說明基於CD量測來校正一測量系統之機器參數值之一 例示性方法200之一流程圖。
現將詳細參考本發明之背景實例及某些實施例，在附圖中圖解說明本發明之實例。
呈現用於跨越一或多個光學測量系統來匹配臨界尺寸量測應用之方法及系統。採用此等系統來量測與不同半導體製作程序相關聯之結構及材料特性(例如，材料組合物、結構及膜之尺寸特性等)。
圖1圖解說明用於根據本文中所呈現之例示性方法來量測一半導體晶圓之特性之一系統100。如圖1中所展示，系統100可用於執行安置於一晶圓定位系統110上之一半導體晶圓112之一或多個結構114之光譜橢偏量測術量測。在此態樣中，系統100可包含配備有一照明器102及一光譜儀104之一光譜橢偏計。系統100之照明器102經組態以產生一選定波長範圍(例如，150-850nm)之照明且將該照明引導至安置於半導體晶圓112之表面上之結構114。反過來，光譜儀104經組態以接收自半導體晶圓112之表面所反射之照明。進一步注意到，自照明器102發出之光使用一偏光狀態產生器107來偏光以產生一經偏光照明光束106。由安置於晶圓112上之結構114所反射之輻射通過一偏光狀態分析儀109且至光譜儀104。關於偏光狀態來分析由光譜儀104在收集光束108中所接收之輻射，從而允許該光譜儀對經過分析儀之輻射進行光譜分析。此等光譜111經傳遞至計算系統116供用於結構114之分析。
在一進一步實施例中，測量系統100係一目標量測系統100，該目標量測系統可包含經採用以根據本文中所闡述之方法來執行目標量測系統100之機器參數值之校正之一或多個計算系統116。一或多個計算系統116可通信耦合至光譜儀104。在一項態樣中，一或多個計算系統116經組態以接收與試樣112之結構114之一臨界尺寸量測相關聯之 量測資料111。在一項實例中，量測資料111包含來自光譜儀104的對由目標量測系統100基於一或多個取樣程序對試樣做出之所量測光譜回應之一指示。
另外，在某些實施例中，一或多個計算系統116進一步經組態以接收藉由一參考量測源103之與結構114之一臨界尺寸量測相關聯之一組參數值。在某些實例中，該組參數值係儲存於載體媒體118中且由計算系統116而擷取。
一或多個電腦系統進一步經組態以判定與目標量測系統100相關聯之至少一個機器參數值之一值以使得藉由目標量測系統100之試樣112之臨界尺寸量測在正量測之臨界尺寸之0.1%內與藉由參考量測源103之試樣112之臨界尺寸量測相匹配。
在一進一步實施例中，一或多個計算系統116經組態以採用即時臨界尺寸確定(RTCD)來即時地存取模型參數，或該計算系統可存取預計算模型之程式庫以用於根據本文中所闡述之方法來判定與目標量測系統100相關聯之至少一個機器參數值之一值。概言之，某一形式之CD引擎可用於評估介於一試樣之所指派CD參數與針對與目標系統相關聯之一既定組機器校正參數而由一目標量測系統傳回的同一試樣之CD參數之間的差。
應認識到，可藉由一單電腦系統116或替代地一多電腦系統116來實施本發明通篇中所闡述之各種步驟。此外，系統100之不同子系統(諸如，光譜橢偏計101)可包含適於實施本文中所闡述之步驟之至少一部分之一電腦系統。因此，前述說明不應解釋為對本發明之一限制而僅為一圖解。此外，一或多個計算系統116可經組態以執行本文中所闡述之方法性實施例中之任一者之任一(任何)其他步驟。
另外，電腦系統116可以此項技術中習知之任何方式通信耦合至橢偏計101之光譜儀104或照明器子系統102。舉例而言，一或多個計 算系統116可耦合至橢偏計101之光譜儀104之一計算系統及照明器子系統102之一計算系統。在另一實例中，光譜儀104及照明器102可由一單電腦系統控制。以此方式，系統100之電腦系統116可耦合至一單橢偏計電腦系統。
系統100之電腦系統116可經組態以藉由可包含有線及/或無線部分之一傳輸媒體而接收及/或獲取來自系統之子系統(例如，光譜儀104、照明器102及諸如此類)之資料或資訊。以此方式，該傳輸媒體可充當電腦系統116與系統100之其他子系統之間的一資料鏈路。此外，計算系統116可經組態以經由一儲存媒體(亦即，記憶體)而接收量測資料。舉例而言，使用橢偏計101之一光譜儀而獲得之光譜結果可儲存於一永久或半永久記憶體裝置(未展示)中。就此而言，可自一外部系統匯入光譜結果。
此外，電腦系統116可經由一傳輸媒體而將資料發送至外部系統。此外，系統100之電腦系統116可經組態以藉由可包含有線及/或無線部分之一傳輸媒體而接收及/或獲取來自其他系統之資料或資訊(例如，來自一檢查系統之檢查結果或來自一測量系統之測量結果)。以此方式，該傳輸媒體可充當電腦系統116與系統100之其他子系統之間的一資料鏈路。此外，電腦系統116可經由一傳輸媒體而將資料發送至外部系統。
計算系統116可包含但不限於：一個人電腦系統、大型電腦系統、工作站、影像電腦、並聯處理器或此項技術中習知之任何其他裝置。一般而言，術語「計算系統」可廣義定義為囊括具有執行來自一記憶體媒體之指令之一或多個處理器之任何裝置。
實施諸如本文中所闡述之彼等方法之方法之程式指令120可透過載體媒體118傳輸或儲存於載體媒體118上。該載體媒體可係一傳輸媒體，諸如一導線、電纜或無線傳輸鏈路。該載體媒體亦可包含一電腦 可讀媒體，諸如一唯讀記憶體、一隨機存取記憶體、一磁碟或光碟或者一磁帶。
可如本文中所闡述來進一步組態圖1中所圖解說明之系統100之實施例。另外，系統100可經組態以執行本文中所闡述之方法性實施例中之任一者之任一(任何)其他區塊。
如圖1中所圖解說明，在偏光狀態產生器107中，線性偏光來自照明器102之寬頻輻射之一光束，且然後，該經線性偏光光束入射於試樣112上。在自試樣112反射之後，光束朝向具有一經改變偏光狀態之偏光狀態分析儀109而傳播。在某些實例中，經反射光束具有橢圓偏光。該經反射光束傳播穿過偏光狀態分析儀109至光譜儀104中。在光譜儀104中，具有不同波長之光束分量沿不同方向折射(例如，在一稜鏡光譜儀中)或繞射(例如，在一光柵光譜儀中)至不同偵測器。該等偵測器可係光電二極體之一線性陣列，其中每一光電二極體量測一不同波長範圍中之輻射。
在一項實例中，計算系統116接收來自每一偵測器之所量測資料且用軟體程式化以用於處理其以一適當方式接收之資料。回應於具有習知偏光狀態之入射輻射，可以此項技術中習知之任何數目種方式藉由分析自一樣本所反射之輻射之偏光之改變來判定該試樣之所量測光譜回應。
偏光狀態產生器107及偏光狀態分析儀109中之任一者可經組態以在一量測操作期間在其光學軸周圍旋轉。在某些實例中，計算系統116經程式化以產生控制信號以控制偏光狀態產生器107及/或偏光狀態分析儀109或系統100之其他元件(例如，試樣112擱置於其上之晶圓定位系統110)之角定向。計算系統116亦可自與偏光狀態分析儀109相關聯之一分析儀位置感測器接收指示偏光狀態分析儀109之角定向之資料。類似地，計算系統116亦可自與偏光狀態產生器107相關聯之一 偏光器位置感測器接收指示偏光狀態產生器107之角定向之資料。計算系統116可用軟體程式化以用於以一適當方式處理此定向資料。
在一項實施例中，偏光狀態產生器107係經控制以使得其以一恆定速度旋轉之一線性偏光器，及偏光狀態分析儀係不旋轉之一線性偏光器(「分析儀」)。在光譜儀104之每一偵測器處所接收之信號將係由以下該式給出之一時變強度：I(t)=I 0[1+α cos(2ωt-P 0)+β sin(2ωt-P 0)](1)其中I0係取決於由照明器102所發射之輻射之強度之一常數，ω係偏光狀態產生器107之角速度，P0係介於在一初始時間(t=0)處之偏光狀態產生器107之光學軸與入射平面(例如，圖1之平面)之間的角度，且α及β係經定義如下之值：α=[tan2 Ψ-tan2(A-A 0)]/[tan2 Ψ+tan2(A-A 0)] (2)及β= [2(tan Ψ)(cosΔ)(tan(A-A 0))]/[tan2 Ψ+tan2(A-A 0)] (3)其中tan(Ψ)係樣本之p與s反射係數之複合比之振幅，及Δ係樣本之p與s反射係數之複合比之相位。「p」分量表示其電場在圖1之平面中之經偏光輻射之分量，及「s」表示其電場垂直於圖1之平面之經偏光輻射之分量。A係標稱分析儀角度(例如，舉例而言，自與偏光狀態分析儀109相關聯之上述分析儀位置感測器所供應之定向角度之一所量測值)。A0係依據讀數「A」之偏光狀態分析儀109之實際定向角度之偏移(例如，由於機械未對準，因此A0可係非零)。
依據方程式(1)至(3)，可由檢查系統100基於一特定試樣之一量測來判定α及β之值。因此，對於一特定試樣，基於光譜儀資料來判定值αmeas及βmeas。
一般而言，橢偏量測術係量測受檢查之試樣之物理性質之一間 接方法。在大部分情形中，所量測值(例如，αmeas及βmeas)無法直接用於判定試樣之物理性質。標稱量測程序由結構之參數化(例如，膜厚度、臨界尺寸等)及機器之參數化(例如，波長、入射角、偏光角度等)組成。形成試圖預測所量測值(例如，αmeas及βmeas)之一模型。如方程式(4)及(5)中所圖解說明，模型包含與機器(Pmachine)及試樣(Pspecimen)相關聯之參數。
α model =f(P machine ,P specimen )(4)
β model =g(P machine ,P specimen )(5)
機器參數係用於表徵檢查工具(例如，橢偏計101)之參數。例示性機器參數包含入射角(AOI)、分析儀角度(A0)、偏光器角度(P0)、照明波長、數值孔徑(NA)等。試樣參數係用於表徵試樣(例如，包含結構114之試樣112)之參數。對於一薄膜試樣，例示性試樣參數包含折射率、介電函數張量、所有層之標稱層厚度、層序列等。出於量測目的，將機器參數視為習知固定參數且將試樣參數視為非習知浮動參數。藉由在理論預測與實驗資料之間產生最佳配合之一迭代程序(例如，迴歸)來解析該等浮動參數。變化非習知試樣參數Pspecimen且計算模型輸出值(例如， αmodel及βmodel)直至判定產生模型輸出值與所實驗量測值(例如，αmeas及βmeas)之間的一密切匹配之一組試樣參數值。
在諸如一CD試樣上之光譜橢偏量測術之一基於模型之量測應用中，採用一迴歸程序(例如，普通最小平方迴歸)來識別針對一固定組機器參數值而使模型輸出值與所實驗量測值之間的差最小化之試樣參數值。跨越多個臨界尺寸應用及跨越多個工具之量測一致性取決於針對每一量測系統之經適當校正組機器參數值。
如上文中所論述，用於光譜橢偏計之一所建立機器參數校正技術係基於量測具有習知膜參數之(例如，習知厚度及介電函數之)膜晶圓及採用一迴歸程序來識別針對一固定習知組膜參數值而使模型輸出值與所實驗量測值之間的差最小化之機器參數值。此技術良好地針對膜晶圓量測而執行。然而，當以此方式所校正之一量測系統用於量測臨界尺寸應用時，跨越多個工具之匹配效能係正量測之CD參數值之約百分之一。此效能比針對一膜量測應用而原本預期之效能差且更比現代光譜橢偏計系統之臨界尺寸量測可重複性差。
發明人已發現，跨越多個CD量測應用及多個量測系統之匹配效能極大地取決於工具之校正。此外，僅膜校正往往產生不反映如藉由系統可見之一CD樣本之校正參數之一組合。理解此不足之一種方式係注意到某些機器參數不影響一僅膜量測應用之量測結果，但對一CD量測應用之量測結果具有一實質影響。因此，基於僅膜量測資料校正此等特定機器參數係較差的。光柵方位角係對僅膜量測具有極小影響但對CD量測具有一實質影響之一機器參數之一項實例。基於僅膜量測資料校正光柵方位角產生自身表現為跨越多個CD量測應用及跨越多個工具之不一致CD量測之一較差經校正光柵方位角。其他實例包含：配置於一偏光器-樣本-補償器-分析儀(PSCA)系統中之一旋轉補償器系統中之偏光器方位角，其中該偏光器方位在至入射平面之標稱+/-45度處；及一偏光器-補償器-樣本-分析儀(PCSA)系統中之分析儀方位角，其中該分析儀方位在至入射平面之標稱+/-45度處。
在一項態樣中，基於臨界尺寸量測資料來校正一測量系統之機器參數值以使得由經校正測量系統執行之臨界尺寸量測係在跨越多個臨界尺寸量測應用之所指派臨界尺寸值之不足1%內。在一項進一步態樣中，基於臨界尺寸量測資料來校正測量系統之機器參數值以使得由經校正測量系統執行之臨界尺寸量測係在跨越多個量測應用及跨越 多個量測系統之臨界尺寸值之不足1%內。以非限制性實例方式，可採用基於臨界尺寸資料校正機器參數值來增強用於量測臨界尺寸(CD)、膜厚度、膜組合物及疊對之系統當中之工具對工具匹配。
在某些實施例中，由經校正測量系統執行之臨界尺寸量測係在跨越多個量測應用及跨越多個量測系統之臨界尺寸值之不足0.5%內。在某些實施例中，由經校正測量系統執行之臨界尺寸量測係在跨越多個量測應用及跨越多個量測系統之臨界尺寸值之不足0.1%內。
圖2圖解說明適於藉由本發明之測量系統100之實施方案之一方法200。在一項態樣中，應認識到，可經由由計算系統116之一或多個處理器執行之一預程式化演算法來實施方法200之資料處理區塊。雖然在檢查系統100之上下文中呈現以下說明，但在本文中應認識到，檢查系統100之特定結構態樣不表示限制且不應僅解釋為說明性的。
在方塊201中，由計算系統116自一目標量測系統(例如，橢偏計101)接收與結構114之一臨界尺寸量測相關聯之一第一量測資料量111。在某些實例中，量測資料111係自光譜儀104所收集之光譜資料。在某些其他實例中，量測資料111已經歷藉由光譜儀104之資料處理。在一項實例中，對所量測光譜回應之指示係藉由此項技術中習知之方法而自量測資料得到之αmeas及βmeas值，如上文中參考方程式(1)至(3)所論述。在其他實例中，可涵蓋對所量測光譜回應之其他指示(例如，tan Ψ及Δ等)。量測資料111之前述實例係作為非限制性實例而提供。可涵蓋橢偏量測術或其他量測技術之上下文內之量測資料之諸多其他形式。
光譜儀104可將與晶圓之薄膜之一光譜量測相關聯之結果傳輸至一或多個計算系統116供用於分析。在另一實例中，可藉由匯入先前所獲得量測資料而獲取與結構114之一量測相關聯之量測資料111。就此而言，不存在光譜資料之光譜獲取及後續分析需要同時或按空間接 近性而執行之要求。舉例而言，可將量測資料儲存於記憶體中供用於一稍後時間處之分析。在另一例項中，量測結果可經獲得且傳輸至位於一遠端位置處之一計算系統供用於根據本文中所闡述之方法之分析。
在方塊202中，計算系統116至少部分地基於量測資料量111來判定與目標量測系統相關聯之一組機器參數值以使得該目標量測系統在每一臨界尺寸量測應用之每一值之不足百分之一內經校正至一參考量測源。
在某些實例中，在不知曉臨界尺寸參數值之情況下，目標量測系統之機器參數值之校正係基於來自一或多個量測系統之CD量測資料。當針對目標首先建立之CD參數值未由另一量測系統充分表徵時，此可係有利的。
在一項實例中，當自欲校正之一單個系統收集CD量測資料時，目標量測系統亦係參考量測源。在此實例中，量測資料111包含多個試樣112。此等試樣可位於相同晶圓上之不同位置或位於不同晶圓上之位置。一單個試樣與一單個資料組及一單個模型相關聯。該模型包含一或多個CD參數P specimen 。CD參數之某些子組或可能全部CD參數對於匹配係重要的且將被稱作CD應用P App 。一模型可用於一個以上試樣。不同模型可用於不同試樣。計算系統116執行其中機器參數值及CD參數值兩者皆浮動之一迴歸常式。該迴歸常式試圖找出使跨越既定組試樣之CD量測資料與模型化結果之間的差最小化之一組機器參數值P machine 。方程式(6)圖解說明一例示性成本函數，該成本函數包含在照明光波長λ、傅立葉係數FC(例如，α及β)及每一試樣內CD量測資料DCD與模型化結果MCD之間的殘餘誤差之一總和。
一般而言，可加權資料DCD與模型MCD之元素。在某些實例中，將該等權數指派為照明光波長λ、傅立葉係數FC(例如，α及β)、試樣及依據其而計算傅立葉係數之強度中之任一者之一函數。
對於除旋轉元件橢偏量測術之外的量測技術，就角解析反射量測術而言，FC內之總和可係試樣處之入射角內之一總和；或就經偏光反射量測術而言，FC內之總和可係入射於試樣上及/或自試樣收集之光束之離散偏光狀態內之一總和；或者就未經偏光反射量測術而言，FC內之總和可不存在。在旋轉元件橢偏量測術之某些形式中，可存在一額外總和。舉例而言，對於多波長角解析旋轉元件橢偏量測術，試樣處之入射角內之一額外總和。取決於量測技術，所列出之該等總和可以各種組合而發生。一總和可在一單個值內。舉例而言，對於單波長角解析反射量測術，波長內之總和將係一單個項。一般而言，λ及FC內之總和係針對一特定試樣藉由量測技術而提供之資料組之任何部分內之總和。
在某些其他實例中，由量測系統中之每一者基於相同試樣之量測自多個量測系統收集CD量測資料。因此，參考量測源包含一量測系統群隊。在此實例中，計算系統116自參考量測源103接收量測資料111及量測資料113。計算系統116執行其中機器參數值及CD參數值兩者皆浮動之一迴歸常式。該迴歸常式試圖找出使由方程式(7)所圖解說明之一經加權成本函數最小化的針對群隊中之每一量測系統之一組機器校正參數。方程式(7)之經加權成本函數包含介於如方程式(6)中所圖解說明之針對一既定組應用之CD量測結果與模型化結果之間的差及分別由因數A及B加權的跨越量測系統群隊之CD參數值之變異數兩者。
存在用以針對一既定成本函數而定義加權函數σ之不同方法。然而，經展示為有用的一種方法係將針對一既定CD應用之一個別CD參數之權數定義為針對該參數之一匹配容限之逆。
其中σ係針對一既定CD參數之一權數，及ΔCD係針對彼CD參數之匹配容限。任何既定CD應用可含有多個臨界尺寸參數。此外，如以方程式(11)中之實例方式所展示，一匹配要求可包含一個或數個CD應用。然後，索引CD定址一特定CD應用之一特定CD參數，其中針對所有應用在CD參數之範圍內實施一總和。如方程式(7)中所圖解說明，PApp表示一單個試樣之參數。在某些其他實例中，PApp可替代地係若干試樣之一平均值(例如，一單個晶圓上之位點之一平均值)。
以此方式，經加權成本函數之最小化迫使所量測資料與模型化資料之間的殘餘誤差朝向零且亦迫使CD參數值當中之差朝向零。此確保與以下事實一致之結果：CD參數值在量測系統群隊之量測可重複性內應相同，此乃因量測資料係由每一系統自相同結構收集。
在一項進一步態樣中，在不知曉臨界尺寸參數值之情況下，機器參數值之校正係基於由一或多個量測系統自一或多個試樣收集之CD量測資料及薄膜量測資料。以此方式，與薄膜量測相關聯之機器參數經維持且藉助CD量測資料之添加而細化，同時校正與CD量測相關聯之額外機器參數(例如，光柵方位角)。在此等實例中，在一起來自膜晶圓及CD晶圓兩者之資料上以一迴歸來浮動機器參數值及CD參數值。
在一項實例中，當自欲校正之一單個系統收集CD量測資料時，目標量測系統亦係參考量測源。在此實例中，量測資料111包含對試樣112之結構執行之不同CD量測應用之臨界尺寸量測資料且亦包含與 試樣112或另一試樣之膜結構相關聯之薄膜量測資料。習知該等薄膜參數值。在此實例中，計算系統116自量測參考源103接收包含薄膜參數值之量測資料113。計算系統116執行一迴歸常式，在該迴歸常式中，浮動機器參數值及CD參數值供用於基於CD量測資料之計算，同時浮動機器參數值供用於基於薄膜量測資料之計算。該迴歸常式試圖使如方程式(9)中所圖解說明之一彙總成本函數最小化。該彙總成本函數係方程式(6)中所圖解說明之CD成本函數及方程式(10)中所圖解說明之一薄膜成本函數之一經加權總和。該薄膜成本函數試圖找出使跨越不同厚度t、傅立葉係數FC及照明波長λ之薄膜量測資料DTF與模型化結果MTF之間的差最小化之機器參數值。
χ AGG 2=Aχ CD 2+Bχ TF 2 (9)
在某些其他實例中，針對一特定試樣或一組試樣而自多個量測系統收集CD量測資料與薄膜量測資料。因此，參考量測源包含一量測系統群隊。
在此實例中，計算系統116自目標量測系統(例如，橢偏計101)接收量測資料111及自參考量測源103接收量測資料113。計算系統116執行一迴歸常式，在該迴歸常式中，浮動機器參數值與CD參數值供用於基於CD量測資料之計算，同時浮動機器參數值供用於基於薄膜量測資料之計算。該迴歸常式試圖找出使由方程式(11)所圖解說明之一經加權成本函數最小化的針對群隊中之每一量測系統之一組機器校正參數。方程式(11)之成本函數包含方程式(9)之彙總成本函數及分別由因數A及B加權的跨越量測系統群隊之CD參數值之變異數。
以此方式，成本函數之最小化迫使針對薄膜及CD量測之所量測 資料與模型化資料之間的殘餘誤差朝向零且亦使CD應用值當中之變異數最小化。
在另一進一步態樣中，機器參數值之校正係基於由一目標量測系統自具有所指派臨界尺寸參數值之一試樣而收集之臨界尺寸量測資料。
自一參考量測源103接收所指派臨界尺寸參數值。在某些實例中，參考量測源103係一類似工具或類似工具群組。一類似工具可係基於相同技術之一工具。舉例而言，一類似工具可係與目標量測系統相同之模型。在某些其他實例中，參考量測源係基於一不同技術之一工具(例如，一掃描電子顯微鏡或一穿遂電子顯微鏡)。在另一實例中，該參考量測源在某些時間係供應參考值之一工具，且然後，在一稍後時間，變為一目標工具。此係一自匹配情景之一實例，其中期望匹配一工具之當前效能與其過去效能(例如，在一維持程序之後，諸如一光源改變等)。
在某些實例中，該參考量測源係視為一參考工具(或「標準」工具)之一類似工具。將來自一「標準」工具之量測視為針對一特定試樣之所期望量測輸出。目標係校正目標量測系統之機器參數值以使得目標量測系統之量測輸出匹配針對特定樣本之「標準」工具之量測輸出。以此方式，該目標量測系統與「標準」工具相「匹配」。針對其他類似目標量測系統重複該校正以使得一整個類似量測系統群隊與「標準」工具相「匹配」。
在此等實例中，計算系統116自一目標量測系統(例如，橢偏計101)接收CD量測資料111且自量測參考源103接收包含CD參數值之量測資料113。計算系統116執行其中浮動機器參數值之一迴歸常式。該迴歸常式試圖找出使跨越一既定組CD量測應用之CD量測資料與模型化結果之間的差最小化的針對目標量測系統之一組機器參數值。方程 式(12)圖解說明一例示性成本函數，該成本函數包含在照明光波長λ、傅立葉係數FC(例如，α及β)及每一CD量測應用App內CD量測資料DCD與模型化結果MCD之間的殘餘誤差之一總和。
在某些實例中，已使用此校正技術按一數量級來改良一目標量測系統與一參考量測系統之間的匹配效能。
在某些其他實例中，參考量測源係一類似工具群隊之一平均量測輸出。將針對一特定樣本之工具群隊之平均量測輸出視為所期望量測輸出。目標係校正目標量測系統之機器參數值以使得目標量測系統之量測輸出匹配工具群隊之平均量測輸出。以此方式，該目標量測系統與群隊平均值相「匹配」。針對其他類似目標量測系統重複該校正以使得類似量測系統群隊中之每一者與群隊平均值相「匹配」。
在此等實例中，計算系統116自一目標量測系統(例如，橢偏計101)接收CD量測資料111且自量測參考源103接收包含來自多個量測系統之平均CD參數值之量測資料113。計算系統116執行其中浮動機器參數值之一迴歸常式。該迴歸常式試圖找出使跨越一既定組CD量測應用之CD量測資料與模型化結果之間的差最小化的針對目標量測系統之一組機器參數值。方程式(12)中所圖解說明之成本函數與基於一群隊平均值而非一「標準」工具之CD參數值一起利用。
在方塊203中，將方塊202中所判定之該組機器參數值儲存於一載體媒體(例如，載體媒體118)中。以此方式，該組經校正機器參數值可用於在未來量測中由一目標量測系統使用。
對於前述例示性方法中之每一者，至少部分地基於CD量測資料來校正一組機器參數。與CD量測相關聯之該組機器參數可包含與薄膜量測相關聯之該組機器參數中之全部、某些或不包含該組機器參 數。在一較佳實施例中，經判定為一傳統薄膜校正之部分之機器參數用於建立針對與CD量測相關聯之該組機器參數之開始值。以此方式，校正計算以較少迭代而收斂，此乃因藉由薄膜量測而建立之機器參數值在基於CD量測之校正之後相當地接近最終值。以非限制性實例方式，可基於藉助CD量測資料之校正而細化之機器參數包含光柵方位(入射平面與晶圓光柵向量之間的角度)、偏光器方位、分析儀方位、入射角(AOI)、波長色散、開口角度等中之任一者。
如上文中所闡述，將薄膜試樣模型及臨界尺寸試樣模型闡述為不同模型。然而，在一項實例中，一單個試樣模型可包含CD元件及薄膜元件兩者以闡述(例如)針對一特定光學測量應用之一光學回應函數。本文中所闡述之方法通常可適用且特定而言適用於包含CD、薄膜及材料組合物元素之任何組合之試樣模型。
在另一態樣中，一或多個機器或CD參數值可單獨地隔離為另一校正或量測程序之部分且在本文中所闡述之校正方法中視為常數。舉例而言，光束輪廓反射量測術(BPR)技術達成精確膜厚度量測。在某些實例中，由一BPR系統直接判定膜厚度，且在後續迴歸計算中，將膜厚度視為一固定值。在另一實例中，光柵方位角可單獨地量測且在後續迴歸計算中視為一固定值。在又一實例中，在一固定光柵方位角範圍內執行一組校正計算。遞送最佳結果之計算判定經校正光柵方位值。
以實例方式提供本文中所呈現之成本函數。可採用諸多其他成本函數來迫使機器參數值之迴歸。舉例而言，可以任何適合方式來加權成本函數。在另一實例中，該成本函數可係跨越一既定組CD量測應用之CD量測資料與模型化結果之間的差之最大值之最小化。可基於此項技術中習知之參數配合之方法來預期其他實例。
儘管參考系統100來闡釋本文中所論述之方法，但可採用經組態 以照明及偵測自一試樣所反射、所傳輸或所繞射之光之任何光學測量系統來實施本文中所闡述之例示性方法。例示性系統包含一角解析反射計、一散射計、一反射計、一橢偏計、一光譜反射計或橢偏計、一光束輪廓反射計、一多波長二維光束輪廓反射計、一多波長二維光束輪廓橢偏計、一旋轉補償器光譜橢偏計等。以非限制性實例方式，一橢偏計可包含一單個旋轉補償器、多個旋轉補償器、一旋轉偏光器、一旋轉分析儀、一調變元件、多個調變元件或不包含調變元件。
注意到，可以量測系統使用一種以上技術之此一方式來設定來自一源及/或目標量測系統之輸出。實際上，一應用可經組態以採用一單個工具內或跨越若干不同工具之可用測量子系統之任何組合。在一特定CD或薄膜應用之情形中，可一次針對一個子系統地順序應用一成本函數最小化，或可並行應用該成本函數最小化，其中以一成本函數來表示所有子系統。可針對一既定應用對一並行對順序最佳化之優點及缺點彼此進行權衡。舉例而言，可選擇一順序模式，此乃因其總體較快，或可使用一並行模式，此乃因其傳回一總體較佳匹配結果。
亦可以若干不同方式來組態實施本文中所闡述之方法之一系統。舉例而言，可涵蓋一寬波長範圍(包含可見、紫外線、紅外線或X射線)、入射角、偏光狀態及相干狀態。在另一實例中，系統可包含若干不同光源(例如，一經直接耦合光源、一雷射持續電漿光源等)中之任一者。在另一實例中，系統可包含用以調節經引導至試樣(例如，切趾器、濾光器等)或自試樣收集之光之元件。
以非限制性實例方式，可基於CD量測資料來校正之機器參數包含：光柵方位角(亦即，光柵波向量與光學測量系統之一入射平面之間的角度)、偏光器方位角、分析儀方位角、第一波片(補償器)方位角、第二波片(補償器)方位角、第一波片(補償器)延遲、第二波片(補 償器)延遲、任何數目個光源(例如，UV、VUV、DUV、IR、可見光源)之入射照明角、一聚焦或小點光學測量系統之開口角度(亦即，數值孔徑)、一聚焦或小點光學測量系統之數值孔徑映射對像素校正參數、一聚焦或小點光學測量系統之相機方位角、一波長校正參數、闡述聚焦光學器件之一相位項、闡述一波長範圍內之聚焦光學器件之相位項之一光譜、闡述收集光學器件之一相位項、闡述一波長範圍內之收集光學器件之相位項之一光譜、一光譜儀之波長映射之像素、表示偏光混合之一參數、表示一波長範圍內之偏光混合之一參數、一波長範圍內之一背景校正、任何既定單波長之一背景校正、一波長範圍內之一散射校正項、任何既定單波長之一散射校正項、一波長範圍內之一點擴展函數(PSF)校正、任何既定單波長之一點擴展函數(PSF)校正、一波長範圍內之一偏光器洩漏校正、任何既定單波長之一偏光器洩漏校正項、一波長範圍內之一目標偏光映射、任何既定單波長之一目標偏光映射、一波長範圍內之一目標偏光旋轉或橢圓映射、任何既定單波長之一目標偏光旋轉或橢圓映射等。
如本文中所論述，基於CD量測資料校正機器參數值顯著改良針對一既定組量測應用之工具對工具匹配。然而，另外，本文中所闡述之方法亦可用於判定匹配一光學測量系統是否係可能的。舉例而言，將收斂之校正計算之一失敗可指示存在硬體問題(例如，晶圓負載角)，或關於需要在機器能夠匹配至另一工具或工具群隊之前解決之CD轉移標準之問題。在另一實例中，工具對工具匹配所需之機器校正參數值之改變可用作工具健全之一指示物。在另一實例中，若達成工具對工具匹配所需之機器校正參數超出被認為可接受之一範圍外，則結果可用於診斷關於量測硬體、試樣或應用中正使用之模型之一潛在問題。在另一實例中，基於先前所量測資料之機器校正比對機器校正參數做出手動調整且隨後重新量測相同轉移標準以再評估經修改校 正對工具對工具匹配之影響快得多。
如本文中所論述，基於CD量測資料校正機器參數值顯著改良針對一既定組量測應用之工具對工具匹配。然而，亦已展示，基於薄膜資料校正機器參數值使用本文中所闡述之相同方法顯著改良跨越一組薄膜量測應用之工具對工具匹配。在此等實例中，採用本文中所闡述之方法，惟用薄膜量測資料及薄膜參數值來替換臨界尺寸量測資料及臨界尺寸參數值。類似地，基於材料組合物資料(例如，n及k值)校正機器參數值顯著改良跨越一組材料組合物量測應用之工具對工具匹配。在此等實例中，採用本文中所闡述之方法，惟用材料組合物資料及材料組合物參數值來替換臨界尺寸量測資料及臨界尺寸參數值。以此方式，跨越不同應用基於薄膜量測資料校正機器參數及根據本文中所闡述之方法基於材料組合物量測資料校正機器參數導致經改良工具對工具匹配效能。
如本文中所闡述，術語「臨界尺寸」包含：一結構之任何臨界尺寸(例如，底部臨界尺寸、中間臨界尺寸、頂部臨界尺寸、側壁角度、光柵高度等)；任何兩個或兩個以上結構之間的一臨界尺寸(例如，兩個結構之間的距離)；及兩個或兩個以上結構之間的一位移(例如，疊對光柵結構之間的疊對位移等)。結構可包含三維結構、經圖案化結構、疊對結構等。
如本文中所闡述，術語「臨界尺寸應用」或「臨界尺寸量測應用」包含任何臨界尺寸量測。
如本文中所闡述，術語「測量系統」包含經採用至少部分地表徵處於任何態樣之一試樣之任何系統。然而，技術之此等術語不限制如本文中所闡述之術語「測量系統」之範疇。另外，測量系統100可經組態以用於經圖案化晶圓及/或未經圖案化晶圓之量測。測量系統可經組態為一LED檢查工具、邊緣檢查工具、背側檢查工具、宏觀檢 查工具或多模式檢查工具(涉及同時來自一或多個平臺之資料)及受益於基於臨界尺寸資料校正系統參數之任何其他測量或檢查工具。
本文中闡述針對可用於處理一試樣之一半導體處理系統(例如，一檢查系統或一微影系統)之各種實施例。本文中使用術語「試樣」來指代一晶圓上之一位點、一光罩或可以此項技術中習知之手段來處理(例如，針對缺陷而印刷或檢查)之任何其他樣本。
如本文中所使用，術語「晶圓」通常指代由一半導體或非半導體材料形成之基板。實例包含但不限於單晶矽、砷化鎵及磷化銦。通常在半導體製作設施中發現及/或處理此等基板。在某些情形中，一晶圓可僅包含基板(亦即，裸晶圓)。另一選擇為，一晶圓可包含形成於一基板上之一或多個不同材料層。形成於一晶圓上之一或多個層可「經圖案化」或「未經圖案化」。舉例而言，一晶圓可包含具有可重複圖案特徵之複數個晶粒。
一「光罩」可係一光罩製作程序之任何階段處之一光罩，或者可或可不釋放供用於一半導體製作設施中之一完整光罩。一光罩或一「遮罩」通常定義為具有形成於其上且以一圖案組態之實質上不透明區域之一實質上透明基板。舉例而言，該基板可包含一玻璃材料，諸如非晶SiO2。一光罩在一微影程序之一曝光步驟期間可安置於一抗蝕劑覆蓋之晶圓上方以使得光罩上之圖案可轉印至該抗蝕劑。
形成於一晶圓上之一或多個層可經圖案化或未經圖案化。舉例而言，一晶圓可包含各自具有可重複圖案特徵之複數個晶粒。此等材料層之形成及處理可最終產生完整裝置。諸多不同類型之裝置可形成於一晶圓上，且如本文中所使用之術語晶圓意欲囊括其上製作此項技術中習知之任何類型之裝置之一晶圓。
在一或多個實例性實施例中，可以硬體、軟體、韌體或其任一組合來實施所闡述之功能。若以軟體實施，則該等功能可儲存於一電 腦可讀媒體上或作為一電腦可讀媒體上之一或多個指令或碼進行傳輸。電腦可讀媒體包含電腦儲存媒體及通信媒體兩者，包含促進將一電腦程式自一個地方傳送至另一地方之任何媒體。一儲存媒體可係可由一個一般用途或特殊用途電腦存取之任何可用媒體。以實例方式且非限制方式，此等電腦可讀媒體可包括：RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存器、磁碟儲存器或其他磁性儲存器件或可用於以指令或資料結構之形式攜載或儲存所期望程式碼意義且可由一個一般用途或特殊用途電腦存取之任何其他媒體。此外，可將任何連接適當地稱作一電腦可讀媒體。舉例而言，若使用一同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數位用戶線(DSL)或無線技術(諸如紅外線、無線電及微波)自一網站、服務器或其他遠端源傳輸軟體，則同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL或無線技術(諸如紅外線、無線電及微波)皆包含於媒體之定義中。如本文中所使用，磁碟及碟片包含壓縮碟片(CD)、雷射碟片、光碟、數位多功能碟片(DVD)、軟碟及藍光碟片，其中磁碟通常磁性地複製資料而碟片則藉助雷射光學地複製資料。以上各項之組合亦應包含於電腦可讀媒體之範疇內。
儘管在上文中出於指導性目的闡述了某些特定實施例，但本專利文件之教示具有一般應用性且不限於上文所闡述之特定實施例。因此，可在不背離如申請專利範圍中所陳述之本發明之範疇之情況下實踐所闡述實施例之各種特徵之各種修改、改動及組合。

Claims (20)

  1. 一種方法，其包括：接收與一試樣之一臨界尺寸量測相關聯之一第一量測資料量，該第一量測資料量由一目標量測系統產生；至少部分地基於該第一量測資料量來判定與該目標量測系統相關聯之一第一組機器參數值，以使得該目標量測系統在該臨界尺寸量測之不足百分之一內經校正至一參考量測源；及儲存該第一組機器參數值。
  2. 如請求項1之方法，其中該臨界尺寸量測包含一結構之一臨界尺寸、兩個或兩個以上結構之間的一臨界尺寸及兩個或兩個以上結構之間的一位移中之任一者。
  3. 如請求項1之方法，其中該目標量測系統在該臨界尺寸量測之不足0.1%內經校正至該參考量測源。
  4. 如請求項1之方法，其進一步包括：接收與該試樣相關聯之一組臨界尺寸參數值，該組臨界尺寸參數值由該參考量測源產生，其中該判定與該目標量測系統相關聯之該第一組機器參數值至少部分地基於該第一量測資料量及該組臨界尺寸參數值。
  5. 如請求項4之方法，其中該判定該第一組機器參數值涉及使一成本函數最小化，該成本函數包含介於該第一量測資料量與包含該目標量測系統之該第一組機器參數值及該組臨界尺寸參數值之一量測模型之間的一差。
  6. 如請求項4之方法，其中該參考量測源及該目標量測系統具有實質上類似之量測可重複性。
  7. 如請求項4之方法，其中該參考量測源係與該目標量測系統相同 類型之一參考量測系統。
  8. 如請求項4之方法，其中該參考量測源係與該目標量測系統相同類型之一量測系統群隊，且其中該組臨界尺寸參數值中之每一者係由該量測系統群隊中之每一者量測之該組臨界尺寸參數值中之每一者之一平均值。
  9. 如請求項4之方法，其進一步包括：接收與一第二試樣之一薄膜量測相關聯之一第二量測資料量，該第二量測資料量由該目標量測系統產生；接收與該第二試樣相關聯之一組薄膜參數值；及至少部分地基於該第二量測資料量及該組薄膜參數值來判定與該目標量測系統相關聯之一第二組機器參數值，其中該第一組機器參數值係該第二組機器參數值之一細化。
  10. 如請求項9之方法，其中該第一組機器參數值包含未包含於該第二組機器參數值中之一參數。
  11. 如請求項1之方法，其中該目標量測系統係一光束輪廓反射計、一角解析反射計、一光譜反射計、一橢偏計、一光束輪廓橢偏計及一光譜橢偏計中之任一者。
  12. 如請求項1之方法，其進一步包括：接收與一第二試樣之一薄膜量測相關聯之一第二量測資料量，該第二量測資料量由該目標量測系統產生，其中該判定與該目標量測系統相關聯之該第一組機器參數值至少部分地基於該第一量測資料量及該第二量測資料量。
  13. 如請求項12之方法，其中該判定與該目標量測系統相關聯之該第一組機器參數值涉及使一成本函數最小化，該成本函數包含該第一量測資料量與包含介於該目標量測系統之該第一組機器參數值及一組臨界尺寸參數值之一第一量測模型之間的一差以 及該第二量測資料量與包含該目標量測系統之一第二組機器參數值及一組薄膜參數值之一第二量測模型之間的一差。
  14. 一種非暫時性電腦可讀媒體，其包括：用於致使一電腦接收與一試樣之一臨界尺寸量測相關聯之一第一量測資料量之程式碼，該第一量測資料量由一目標量測系統產生；用於致使該電腦至少部分地基於該第一量測資料量來判定與該目標量測系統相關聯之一第一組機器參數值以使得該目標量測系統在該臨界尺寸量測之不足百分之一內經校正至一參考量測源之程式碼；及用於致使該電腦儲存該第一組機器參數值之程式碼。
  15. 如請求項14之非暫時性電腦可讀媒體，其進一步包括：用於致使該電腦接收與該試樣相關聯之一組臨界尺寸參數值之程式碼，該組臨界尺寸參數值由該參考量測源產生，其中該判定與該目標量測系統相關聯之該組機器參數值至少部分地基於該第一量測資料量及該組臨界尺寸參數值。
  16. 如請求項14之非暫時性電腦可讀媒體，其進一步包括：用於致使該電腦接收與一第二試樣之一薄膜量測相關聯之一第二量測資料量之程式碼，該第二量測資料量由該目標量測系統產生，其中該判定與該目標量測系統相關聯之該第一組機器參數值至少部分地基於該第一量測資料量及該第二量測資料量。
  17. 一種設備，其包括：一照明源；一偵測器；及一或多個電腦系統，其經組態以： 接收與一試樣之一臨界尺寸量測相關聯之一第一量測資料量，該第一量測資料量由一目標量測系統產生；至少部分地基於該第一量測資料量來判定與該目標量測系統相關聯之一第一組機器參數值以使得該目標量測系統在該臨界尺寸量測之不足百分之一內經校正至一參考量測源；及儲存該第一組機器參數值。
  18. 如請求項17之設備，其中該目標量測系統在該臨界尺寸量測之不足0.1%內經校正至該參考量測源。
  19. 如請求項17之設備，其中該一或多個電腦系統進一步經組態以：接收與該試樣相關聯之一組臨界尺寸參數值，該組臨界尺寸參數值由該參考量測源產生，其中該判定與該目標量測系統相關聯之該組機器參數值至少部分地基於該第一量測資料量及該組臨界尺寸參數值。
  20. 如請求項17之設備，其中該一或多個電腦系統進一步經組態以：接收與一第二試樣之一薄膜量測相關聯之一第二量測資料量，該第二量測資料量由該目標量測系統產生，其中該判定與該目標量測系統相關聯之該第一組機器參數值至少部分地基於該第一量測資料量及該第二量測資料量。
TW102109117A 2012-03-14 2013-03-14 用於臨界尺寸應用匹配之光學測量系統之校正 TW201346213A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261610626P 2012-03-14 2012-03-14
US13/794,337 US20130245985A1 (en) 2012-03-14 2013-03-11 Calibration Of An Optical Metrology System For Critical Dimension Application Matching

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201346213A true TW201346213A (zh) 2013-11-16

Family

ID=49158438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102109117A TW201346213A (zh) 2012-03-14 2013-03-14 用於臨界尺寸應用匹配之光學測量系統之校正

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20130245985A1 (zh)
TW (1) TW201346213A (zh)
WO (1) WO2013138297A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI767163B (zh) * 2018-12-26 2022-06-11 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 用於預測藉由掃描電子顯微鏡(sem)進行後續掃描之缺陷位置之方法、用於檢測晶圓之系統、及相關電腦程式產品

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9857291B2 (en) * 2013-05-16 2018-01-02 Kla-Tencor Corporation Metrology system calibration refinement
US9519093B2 (en) * 2013-08-23 2016-12-13 Kla-Tencor Corporation Broadband and wide field angle compensator
KR102170119B1 (ko) * 2013-12-18 2020-10-27 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 검사 방법 및 장치, 및 리소그래피 장치
TWI512868B (zh) * 2013-12-24 2015-12-11 Huang Tian Xing Image Key Dimension Measurement Calibration Method and System
US10152678B2 (en) 2014-11-19 2018-12-11 Kla-Tencor Corporation System, method and computer program product for combining raw data from multiple metrology tools
US10020878B2 (en) * 2015-04-17 2018-07-10 Fujitsu Limited Optical signal-to-noise ratio monitor and method for measuring optical signal to-noise ratio
US9915524B2 (en) 2015-05-11 2018-03-13 Kla-Tencor Corporation Optical metrology with small illumination spot size
JP6630369B2 (ja) * 2015-06-17 2020-01-15 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． 相互レシピ整合性に基づくレシピ選択
CN113376973A (zh) * 2015-12-17 2021-09-10 Asml荷兰有限公司 量测设备的调节或基于已测量目标的特性而由量测设备进行的测量
US10139358B2 (en) * 2016-01-11 2018-11-27 International Business Machines Corporation Method for characterization of a layered structure
DE102017204719A1 (de) 2017-03-21 2018-09-27 Carl Zeiss Smt Gmbh Metrologie-Target
US11378451B2 (en) 2017-08-07 2022-07-05 Kla Corporation Bandgap measurements of patterned film stacks using spectroscopic metrology
CN108267449B (zh) * 2018-01-25 2019-10-08 华中科技大学 一种二维材料层数快速识别方法及设备
US20220009049A1 (en) * 2018-11-06 2022-01-13 Rochester Institute Of Technology Calibration-Based Tool Condition Monitoring System for Repetitive Machining Operations
WO2020141049A1 (en) * 2018-12-31 2020-07-09 Asml Netherlands B.V. Method for metrology optimization
CN113950644A (zh) * 2019-06-20 2022-01-18 科磊股份有限公司 多工具参数校准及偏移测量系统及方法
JP7253458B2 (ja) * 2019-06-27 2023-04-06 株式会社荏原製作所 光学式膜厚測定装置の最適な動作レシピを決定する方法、装置、およびシステム
US11520321B2 (en) 2019-12-02 2022-12-06 Kla Corporation Measurement recipe optimization based on probabilistic domain knowledge and physical realization
EP4089484A1 (en) * 2021-05-12 2022-11-16 ASML Netherlands B.V. System and method to ensure parameter measurement matching across metrology tools
US11604063B2 (en) 2021-06-24 2023-03-14 Kla Corporation Self-calibrated overlay metrology using a skew training sample
US20240053280A1 (en) * 2022-08-09 2024-02-15 Kla Corporation Methods And Systems For Systematic Error Compensation Across A Fleet Of Metrology Systems Based On A Trained Error Evaluation Model
CN117450929B (zh) * 2023-12-26 2024-03-22 睿励科学仪器（上海）有限公司 光学量测系统、光学量测方法及存储介质

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0720216B1 (en) * 1994-12-29 2001-10-17 AT&T Corp. Linewidth metrology of integrated circuit structures
US5969273A (en) * 1998-02-12 1999-10-19 International Business Machines Corporation Method and apparatus for critical dimension and tool resolution determination using edge width
US6396569B2 (en) * 1999-09-02 2002-05-28 Texas Instruments Incorporated Image displacement test reticle for measuring aberration characteristics of projection optics
US7006221B2 (en) * 2001-07-13 2006-02-28 Rudolph Technologies, Inc. Metrology system with spectroscopic ellipsometer and photoacoustic measurements
US7489399B1 (en) * 2004-08-20 2009-02-10 Kla-Tencor Corporation Spectroscopic multi angle ellipsometry
US20070091325A1 (en) * 2005-01-07 2007-04-26 Mehrdad Nikoonahad Multi-channel optical metrology
US7478019B2 (en) * 2005-01-26 2009-01-13 Kla-Tencor Corporation Multiple tool and structure analysis
US7444196B2 (en) * 2006-04-21 2008-10-28 Timbre Technologies, Inc. Optimized characterization of wafers structures for optical metrology
KR100985667B1 (ko) * 2007-08-22 2010-10-05 주식회사 엘지화학 배터리 개방전압 추정장치, 이를 이용한 배터리 충전상태추정장치 및 그 제어 방법
US7949490B2 (en) * 2007-08-30 2011-05-24 Tokyo Electron Limited Determining profile parameters of a structure using approximation and fine diffraction models in optical metrology
KR100913484B1 (ko) * 2008-02-19 2009-08-25 에스엔유 프리시젼 주식회사 암시야 검사장치
US8467057B1 (en) * 2008-09-15 2013-06-18 J.A. Woollam Co., Inc. Ellipsometers and polarimeters comprising polarization state compensating beam directing sample wobble compensating system, and method of use
US8125641B2 (en) * 2009-03-27 2012-02-28 N&K Technology, Inc. Method and apparatus for phase-compensated sensitivity-enhanced spectroscopy (PCSES)
US8467993B2 (en) * 2010-01-14 2013-06-18 International Business Machines Corporation Measurement tool monitoring using fleet measurement precision and tool matching precision analysis
US20110246400A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-06 Tokyo Electron Limited System for optical metrology optimization using ray tracing
US10354929B2 (en) * 2012-05-08 2019-07-16 Kla-Tencor Corporation Measurement recipe optimization based on spectral sensitivity and process variation
US8843875B2 (en) * 2012-05-08 2014-09-23 Kla-Tencor Corporation Measurement model optimization based on parameter variations across a wafer
US8873050B1 (en) * 2012-08-16 2014-10-28 Kla-Tencor Corp. Selective diffraction with in-series gratings
US9116103B2 (en) * 2013-01-14 2015-08-25 Kla-Tencor Corporation Multiple angles of incidence semiconductor metrology systems and methods
US9857291B2 (en) * 2013-05-16 2018-01-02 Kla-Tencor Corporation Metrology system calibration refinement
US9553033B2 (en) * 2014-01-15 2017-01-24 Kla-Tencor Corporation Semiconductor device models including re-usable sub-structures

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI767163B (zh) * 2018-12-26 2022-06-11 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 用於預測藉由掃描電子顯微鏡(sem)進行後續掃描之缺陷位置之方法、用於檢測晶圓之系統、及相關電腦程式產品
TWI827068B (zh) * 2018-12-26 2023-12-21 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 用於預測藉由掃描電子顯微鏡進行後續掃描之缺陷位置之非暫時性電腦可讀取媒體

Also Published As

Publication number Publication date
US20130245985A1 (en) 2013-09-19
WO2013138297A1 (en) 2013-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201346213A (zh) 用於臨界尺寸應用匹配之光學測量系統之校正
TWI635251B (zh) 度量衡系統及度量衡方法
KR102137848B1 (ko) 스펙트럼 감도 및 프로세스 변동에 기초한 측정 레시피 최적화
US10502549B2 (en) Model-based single parameter measurement
KR102220435B1 (ko) 웨이퍼에 걸친 파라미터 변동들에 기초한 측정 모델 최적화
CN111095510B (zh) 非对称结构的尺寸的检测与测量
US9470639B1 (en) Optical metrology with reduced sensitivity to grating anomalies
KR102043477B1 (ko) 분광 일치 기반 교정
TW202004934A (zh) 覆蓋計量系統及方法
JP7412559B2 (ja) 確率的ドメイン知識に基づく計測レシピ最適化及び物理的実現
US9347872B1 (en) Meta-model based measurement refinement
US20240102941A1 (en) Calibration Of Parametric Measurement Models Based On In-Line Wafer Measurement Data
US20240053280A1 (en) Methods And Systems For Systematic Error Compensation Across A Fleet Of Metrology Systems Based On A Trained Error Evaluation Model
TW202420458A (zh) 基於線上晶圓量測資料之參數量測模型之校準
WO2023059529A1 (en) Spectroscopic reflectometry and ellipsometry measurements with electroreflectance modulation
KR20240019059A (ko) 구조물의 틸트 및 오버레이의 측정을 위한 방법 및 시스템