TW201631631A - 使用干涉儀預測及控制在晶圓中之關鍵尺寸問題及圖案缺陷 - Google Patents

使用干涉儀預測及控制在晶圓中之關鍵尺寸問題及圖案缺陷 Download PDF

Info

Publication number
TW201631631A
TW201631631A TW104140588A TW104140588A TW201631631A TW 201631631 A TW201631631 A TW 201631631A TW 104140588 A TW104140588 A TW 104140588A TW 104140588 A TW104140588 A TW 104140588A TW 201631631 A TW201631631 A TW 201631631A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
wafer
binary map
pattern
patterned
geometry
Prior art date
Application number
TW104140588A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI668733B (zh
Inventor
佩拉迪 悟卡達拉
塞堤敘 維拉拉格哈芬
索罕 戴
傑迪 辛哈
Original Assignee
克萊譚克公司
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 克萊譚克公司 filed Critical 克萊譚克公司
Publication of TW201631631A publication Critical patent/TW201631631A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI668733B publication Critical patent/TWI668733B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • G06T7/001—Industrial image inspection using an image reference approach
    • 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
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N21/95607—Inspecting patterns on the surface of objects using a comparative method
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00—Pattern recognition
    • G06F18/20—Analysing
    • G06F18/22—Matching criteria, e.g. proximity measures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • 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
    • 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
    • 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
    • G01N2021/8883—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 involving the calculation of gauges, generating models
    • 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
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N21/95607—Inspecting patterns on the surface of objects using a comparative method
    • G01N2021/95615—Inspecting patterns on the surface of objects using a comparative method with stored comparision signal
    • 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
    • G01N21/93—Detection standards; Calibrating baseline adjustment, drift correction
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10004—Still image; Photographic image
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108—Industrial image inspection
    • G06T2207/30148—Semiconductor; IC; Wafer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

本發明揭示使用經圖案化之晶圓幾何形狀(PWG)量測來預測及控制經圖案化之晶圓中之圖案品質資料(例如，關鍵尺寸及/或圖案缺陷)之系統及方法。可建立PWG量測與圖案品質資料量測之間之關聯性且該等建立之關聯性可用於基於取得之一給定晶圓之幾何形狀量測提供該給定晶圓之圖案品質資料預測。可將所產生之預測提供至一微影工具，該微影工具可使用該等預測來校正可在微影程序期間發生之焦點及/或標題錯誤。

Description

使用干涉儀預測及控制在晶圓中之關鍵尺寸問題及圖案缺陷 [相關申請案之交叉參考]
本申請案主張2014年12月3日申請之美國臨時申請案第62/087,194號之35 U.S.C.§ 119(e)之權利。該美國臨時申請案第62/087,194號之全文以引用之方式併入本文中。
本發明大體上係關於半導體製造之領域，且更特定言之，本發明係關於在半導體製造期間預測及控制關鍵尺寸及圖案缺陷。
薄拋光板(諸如矽晶圓及類似者)係現代技術之一十分重要之部分。一晶圓(例如)可指用於製造積體電路及其他裝置之半導體材料之一薄切片。薄拋光板之其他實例可包含磁碟基板、規塊及類似者。儘管本文描述之技術主要係指晶圓，但應瞭解該技術亦可應用於其他類型之拋光板。本發明中可交替使用術語晶圓及術語薄拋光板。
晶圓通常在製造程序期間經圖案化。微影(例如)係涉及將一圖案自一主光罩轉印至配置於一半導體晶圓上之一光阻劑之一半導體製造程序。可至少部分基於最小特徵尺寸(即，關鍵尺寸或CD)及/或任何缺陷圖案(即，圖案缺陷)之存在而評估一微影程序之效能。
應注意，通常由可在一微影程序之圖案化期間發生之焦點錯誤 (即失焦)影響在矽晶圓中觀察到之關鍵尺寸及圖案缺陷。亦應注意，一晶圓之幾何形狀(即，晶圓幾何形狀)係可導致微影期間之焦點錯誤之一因數。因此需要藉由考慮晶圓幾何形狀幫助改良半導體製造期間之關鍵尺寸及圖案缺陷之系統及方法。
本發明之一實施例係關於一方法。該方法可包含：取得至少一參考晶圓之圖案品質資料；產生至少一參考晶圓之至少一圖案品質二進制映射；取得至少一參考晶圓之經圖案化之晶圓幾何形狀資料；基於至少一臨限值產生至少一參考晶圓之至少一經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射；選擇至少一臨限值中之一臨限值，該所選擇之臨限值提供至少一經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射與至少一圖案品質二進制映射之間之一最佳匹配；且基於該所選擇之臨限值為一新晶圓提供一圖案品質資料預測。
本發明之一進一步實施例係關於一系統。該系統可包含經組態以取得至少一參考晶圓之圖案品質資料及經圖案化之晶圓幾何形狀資料之一或多個成像裝置。該系統亦可包含與該一或多個成像裝置通信之一處理器。該處理器可經組態以：產生至少一參考晶圓之至少一圖案品質二進制映射；基於至少一臨限值產生至少一參考晶圓之至少一經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射；選擇至少一臨限值中之一臨限值，其中該所選擇之臨限值提供至少一經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射與至少一圖案品質二進制映射之間之一最佳匹配；且基於該所選擇之臨限值為一新晶圓提供一圖案品質資料預測。
本發明之另一實施例係關於用於提供關鍵尺寸預測之一方法。該方法可包含：在複數個關鍵尺寸量測點處取得一參考晶圓之關鍵尺寸量測；產生該參考晶圓之一關鍵尺寸二進制映射，其中該關鍵尺寸二進制映射指示該複數個關鍵尺寸量測點內之關鍵尺寸是可接受或不 可接受；在複數個經圖案化之晶圓幾何形狀量測點處取得該參考晶圓之經圖案化之晶圓幾何形狀量測；基於至少一臨限值產生該參考晶圓之至少一經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射；選擇至少一臨限值中之一臨限值以用於產生經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射與關鍵尺寸二進制映射之一最佳匹配；且基於該所選擇之臨限值為一新晶圓提供一關鍵尺寸預測。
本發明之一額外實施例係關於用於提供圖案缺陷預測之一方法。該方法可包含：在複數個圖案缺陷量測點處取得一參考晶圓之圖案缺陷量測；產生該參考晶圓之一圖案缺陷二進制映射，其中該圖案缺陷二進制映射指示該複數個圖案缺陷量測點內之圖案缺陷量測是可接受或不可接受；在複數個經圖案化之晶圓幾何形狀量測點處取得該參考晶圓之經圖案化之晶圓幾何形狀量測；基於至少一臨限值產生該參考晶圓之至少一經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射；選擇至少一臨限值中之一臨限值以用於產生經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射與圖案缺陷二進制映射之一最佳匹配；且基於該所選擇之臨限值為一新晶圓提供一圖案缺陷預測。
應瞭解，先前一般描述及以下詳細描述兩者僅供例示及解釋且不必限制本發明。併入且構成本說明書之一部分之隨附圖式繪示本發明之標的。描述及圖式一起用於解釋本發明之原理。
100‧‧‧方法
102‧‧‧步驟
104‧‧‧步驟
106‧‧‧步驟
108‧‧‧步驟
110‧‧‧步驟
112‧‧‧步驟
200‧‧‧晶圓
202‧‧‧量測點
302‧‧‧晶圓級PWG二進制映射
304‧‧‧晶圓級PWG二進制映射
306‧‧‧晶圓級PWG二進制映射
400‧‧‧方法
402‧‧‧步驟
404‧‧‧步驟
406‧‧‧步驟
408‧‧‧步驟
410‧‧‧步驟
412‧‧‧步驟
500‧‧‧晶圓級缺陷密度二進制映射
600‧‧‧晶圓
602‧‧‧微影程序
604‧‧‧判定
606‧‧‧判定
608‧‧‧預測系統
700‧‧‧晶圓
702‧‧‧微影程序
704‧‧‧預測系統
熟習技術者藉由參考隨附圖式將可更佳地理解本發明之數個優勢，其中：圖1係描繪用於建立經圖案化之晶圓幾何形狀量測與關鍵尺寸量測之間之一關係之一方法之一實施例之一流程圖；圖2係描繪一晶圓之分段及一晶圓級關鍵尺寸二進制映射之一繪示； 圖3係描繪用於選擇提供晶圓級圖案化晶圓幾何形狀二進制映射與一晶圓級關鍵尺寸二進制映射之一最佳匹配之一臨限值之一臨限值選擇程序之一繪示；圖4係描繪用於建立經圖案化之晶圓幾何形狀量測與圖案缺陷密度量測之間之一關係之一方法之一實施例之一流程圖；圖5係描繪一晶圓之分段及一晶圓級缺陷密度二進制映射之一繪示；圖6係描繪使用基於經圖案化之晶圓幾何形狀量測的預測之一控制程序之一方塊圖；且圖7係描繪使用基於經圖案化之晶圓幾何形狀量測的預測之另一控制程序之一方塊圖。
現將詳細參考在隨附圖式中繪示之所揭示之發明標的。
能夠量測經圖案化之晶圓之晶圓度量衡系統可被稱為經圖案化之晶圓幾何形狀(PWG)量測系統。干涉儀晶圓度量衡系統(諸如來自KLA-Tencor之WaferSight度量衡系統)係例示性PWG量測系統。此等系統可使用成像裝置(例如，雙Fizeau干涉儀成像裝置)來完成經圖案化之晶圓之前及/或背表面之高解析度(例如125um至500um像素寬度)表面高度量測。可使用PWG量測系統取得及/或導出各種PWG量測。此等PWG量測可包含晶圓前側高度、背側高度、厚度變動、平整度及諸如形狀、奈米形貌及類似者之所有結果衍生物。
根據本發明之實施例係關於用於使用經圖案化之晶圓幾何形狀(PWG)量測預測及控制經圖案化之晶圓中之關鍵尺寸及/或圖案缺陷之系統及方法。可建立PWG量測與關鍵尺寸量測之間之關係且該等建立之關係可用於基於取得之一給定晶圓之幾何形狀量測預測該給定晶圓之關鍵尺寸值。類似地，可建立PWG量測與圖案缺陷之間之關 係且該等建立之關係可用於基於取得之一給定晶圓之幾何形狀量測預測該給定晶圓之圖案缺陷。接著，該等預測之關鍵尺寸值及/或圖案缺陷可用作為幫助改良該給定晶圓之一製造程序(例如，減輕微影期間之失焦)之控制資訊。
通常參考圖1至圖3。圖1係描繪用於建立PWG量測與關鍵尺寸量測之間之一關係之一方法100之一實施例之一流程圖。在步驟102中可量測一或多個參考晶圓之關鍵尺寸量測。可已經使用(若干)相同處理工具處理該等參考晶圓。分析此等參考晶圓可幫助建立PWG量測與關鍵尺寸量測之間之關係，且該建立之關係可用於預測將由(若干)相同處理工具處理之一後續晶圓之關鍵尺寸值。
如圖2中所展示，在步驟102中量測之一晶圓200可分段為複數個量測點202，且可取得各量測點202之一關鍵尺寸量測。可預期藉由在該量測點202內之一單一點處採取關鍵尺寸之一量測而可取得各量測點202之關鍵尺寸量測。替代及/或此外地，可在一特定量測點202內之多個點處採取多個量測，且在該特定量測點202內採取之多個量測之一統計表示(例如，一平均值、一最小值或一最大值)可用作為該特定量測點202之關鍵尺寸量測。
應瞭解，圖2中展示之量測點202之粒度係示例性的。在不違背本發明之精神及範疇之情況下可更粗糙或更精細地分段量測點202。亦應瞭解，可不必取得界定於晶圓200內之各量測點202之關鍵尺寸量測(例如，可僅採取經界定之量測點202之一子集之關鍵尺寸量測)。儘管採取關鍵尺寸量測之特定點可不同，但取得其中普遍發生圖案化問題之靠近晶圓200之邊緣之該等量測點202之關鍵尺寸量測係有利的。
一但取得界定在晶圓200內之量測點202之至少一子集之關鍵尺寸量測，則據此可在步驟104中產生一晶圓級關鍵尺寸映射。在一些 實施例中，預先界定之上及下限制可用於判定一經量測之關鍵尺寸是可接受的(例如，在限制內)或不可接受的(例如，在限制外)。藉由比較關鍵尺寸量測與預先界定之上及下限制，可產生一晶圓級關鍵尺寸二進制映射(即，可接受或不可接受)。
圖2表示此一晶圓級關鍵尺寸二進制映射之一例示性描繪，其中經遮蔽之量測點被認為係不可接受的。然而應瞭解，此一描繪僅為例示性；可在不違背本發明之精神及範疇之情況下以各種其他方式呈現根據本發明之一晶圓級關鍵尺寸二進制映射。亦應瞭解，無需晶圓級關鍵尺寸二進制映射之一圖形表示。即，本文描述之方法步驟可使用此等映射中呈現之資訊且無需顯示該等映射。在本文中描繪之映射以繪示之目的展示。
可預期，為了建立經圖案化之晶圓幾何形狀(PWG)與關鍵尺寸之間之一關聯性，除了在步驟102中取得之關鍵尺寸量測，步驟106中還需取得一或多個參考晶圓之相同集合之PWG量測。類似於關鍵尺寸量測，PWG量測亦可分段為複數個量測點。使用(例如)晶圓平整度而非使用一單一平整度值來表示一完整晶圓之平整度，則可取得各量測點之一特定點平整度值，且自複數個量測點取得之複數個特定點平整度值可聯合形成表示該完整晶圓之平整度之一基於點之平整度映射。可預期，儘管關鍵尺寸量測之量測點可與PWG量測之量測點不同地分段，但其等亦可在不違背本發明之精神及範疇之情況下以實質上類似之方式分段。
亦類似於關鍵尺寸量測，在步驟106中取得之PWG量測可用於在步驟108中產生一晶圓級PWG二進制映射。繼續取得一基於點之平整度映射之以上實例，一平整度臨限值可應用於基於點之平整度映射，且具有低於該臨限值之一平整度值之量測點可被認為係可接受的而具有等於或大於該臨限值之一平整度值之量測點可被認為係不可接受 的。
應注意，在步驟108中用於產生晶圓級PWG二進制映射之臨限值係需要在步驟110中判定之一變數。如圖3中所展示，不同臨限值可用於產生不同晶圓級PWG二進制映射302、304及306，且產生與晶圓級關鍵尺寸二進制映射200最接近匹配之晶圓級PWG二進制映射之臨限值可識別為可用於作出預測之臨限值。出於繪示目的，圖3中描繪之實例中之臨限值10nm能夠產生與晶圓級關鍵尺寸二進制映射200最接近匹配之晶圓級PWG二進制映射306，且因此臨限值10nm可判定為產生與晶圓級關鍵尺寸二進制映射200最佳匹配之晶圓級PWG二進制映射之臨限值。
應瞭解，儘管在圖3描繪之實例中展示三個臨限值，但所考慮之臨限值數目在不違背本發明之精神及範疇之情況下可係不同的。亦應瞭解，可迭代地、循序地及/或同時考慮不同臨限值。應瞭解，儘管特定實施可不同，但目標可係相同的，即識別產生與晶圓級關鍵尺寸二進制映射200最佳匹配之晶圓級PWG二進制映射之一臨限值。
亦應注意，若分析多個參考晶圓，則可取得各參考晶圓之PWG量測且可將其等之晶圓級PWG二進制映射與其等之對應晶圓級關鍵尺寸二進制映射作比較。在此等例項中，最佳化晶圓級PWG二進制映射與跨所有參考晶圓之其等之對應晶圓級關鍵尺寸二進制映射之間之匹配之一臨限值可識別為該臨限值。換言之，若分析多個晶圓，則步驟110經組態以判定產生多個晶圓之最佳總體匹配之一臨限值。
一旦在步驟110中判定該臨限值，此臨限值可在步驟112中用於幫助預測可能在後續晶圓中發生之關鍵尺寸問題及/或圖案缺陷。例如，藉由採取一新晶圓之PWG量測(例如，如以上實例中描述之平整度)且基於該判定之臨限值及所採取之量測而產生該新晶圓之一晶圓級PWG二進制映射，該所得映射可接近類似/預測該新晶圓之一關鍵 尺寸或一圖案缺陷映射。
出於重申，PWG量測可包含晶圓前側高度、背側高度、厚度變動、平整度及諸如形狀、奈米形貌及類似者之所有結果衍生物。應瞭解，儘管晶圓平整度用作為以上實例中之一例示性PWG量測，但在不違背本發明之精神及範疇之情況下，方法100可使用其他PWG量測而非使用晶圓平整度或結合晶圓平整度使用。
亦可預期，關鍵尺寸僅係出於預測目的可有關之圖案品質資料之一種類型。其他類型之圖案品質資料(諸如圖案缺陷及缺陷密度)亦可與PWG量測有關且用於提供預測。圖4係描繪用於建立PWG量測與圖案缺陷之間之一關聯性之一方法400之一實施例之一流程圖。
如圖4中所展示，一或多個檢測工具可用於在步驟402中量測圖案缺陷。例如，可在晶圓之一給定層處執行明場光學檢測以取得缺陷映射以及該等缺陷之空間意識。接著，缺陷映射可分段為如圖5中展示之多個量測點，且可判定至少一些量測點之一缺陷密度值。應注意，儘管判定缺陷密度值之特定點可不同，但判定其中可普遍發生圖案化問題之靠近晶圓之邊緣之該等量測點之缺陷密度值可係有利的。
類似於用於產生晶圓級關鍵尺寸二進制映射之程序，可在步驟404中基於判定之缺陷密度值及一預先界定之缺陷密度可接受限制而產生一晶圓級缺陷密度二進制映射500。更特定言之，藉由比較缺陷密度值與預先界定之缺陷密度可接受限制，可識別被認為係可接受之量測點(例如低於限制)及被認為係不可接受之量測點(例如高於限制)。
可預期，可以類似於先前描述之方法步驟106至112之方式執行方法步驟406至412。即，步驟406可取得判定缺陷密度值之(若干)晶圓之PWG量測，步驟408可基於該取得之PWG量測產生一晶圓級PWG二進制映射，步驟410可判定產生與晶圓級缺陷密度二進制映射500最佳 匹配之晶圓級PWG二進制映射之一臨限值，且步驟412接著可使用該臨限值來幫助預測可能在後續晶圓中發生之圖案缺陷及/或缺陷密度。
可預期，提供直接建立PWG量測與圖案品質資料(例如，關鍵尺寸、圖案缺陷量測及類似者)之間之關聯性之能力及基於PWG量測預測此圖案品質資料之能力可被理解且可用於各種效能分析及處理控制目的。例如，圖6展示描繪可用於使用基於PWG量測之預測改良焦點(且從而改良所產生之晶圓之關鍵尺寸及圖案缺陷)之一控制程序之一方塊圖。
更特定言之，如圖6中所展示，可在經歷一微影程序602之前採取一晶圓600之PWG量測，且一預測系統608可使用該等PWG量測來預測若晶圓600經歷微影程序602則可在晶圓600上觀察到之關鍵尺寸問題、圖案缺陷及/或缺陷密度。若預測(例如，針對一預測之關鍵尺寸映射及/或一預測之缺陷密度映射)結果判定(604)為在一可接受容限等級內，則可允許晶圓600進入微影程序602。否則，控制程序可判定(606)晶圓600上之再處理是否可行或可能。例如，若再拋光晶圓600可幫助改良晶圓平整度，且從而可改良此晶圓600之預測之關鍵尺寸映射，則可完成一判定(606)以再處理此晶圓600來更佳地製備用於微影程序602之晶圓600。另一方面，若判定再處理晶圓600不可行及/或不可更佳地製備用於微影程序602之晶圓600，則可丟棄晶圓600且無需經歷微影程序602。
圖7係描繪可用於使用基於PWG量測之預測改良焦點(且從而改良所產生之晶圓之關鍵尺寸及圖案缺陷)之另一控制程序之一方塊圖。如圖7中所展示，可在經歷一微影程序702之前採取一晶圓700之PWG量測，且一預測系統704可使用該等PWG量測來預測可在晶圓700上觀察到之關鍵尺寸問題、圖案缺陷及/或缺陷密度。接著，以此方式 產生之預測可提供至用於實施微影程序702之一微影工具(例如，一微影掃描器)，且該微影工具可使用由預測系統704提供之資訊來改良焦點及傾斜校正/偏移之計算以校正原本將在微影程序期間由一新晶圓經歷之焦點及標題錯誤。
應注意，現存微影掃描器通常基於掃描器校平量測資料計算各曝光狹縫之焦點及傾斜校正(被稱為焦點校正及傾斜校正)且調整掃描器平臺以列印估計之最佳焦點設定處之圖案結構。然而，歸因於諸多問題其等之能力係有限的，諸如掃描器校平系統之減少之取樣及與在矽晶圓處理中高度普遍之透明膜的量測有關聯之不精確性。此等問題在晶圓之靠近邊緣區域處尤其嚴重。因此可預期，提供基於PWG量測產生之額外焦點及傾斜校正，特定言之預測為不可接受(例如，預測為在關鍵尺寸、圖案缺陷及/或缺陷密度之可接受限制之外)之量測點之校正可改良由微影掃描器使用之焦點及傾斜校正之總體有效性，從而可改良所產生之晶圓之關鍵尺寸及圖案缺陷。
可預期，可使用各種技術以基於PWG量測產生額外焦點及/或傾斜校正。例如，自一PWG量測工具取得之平整度量測可用於與掃描器校平度量衡資料結合來計算焦點及傾斜校正。更特定言之，可基於自PWG量測工具取得之晶圓平整度資料與自該掃描器取得之晶圓平整度資料之間之差異計算一平整度差異映射。接著，差異映射可被分割為曝光狹縫，且可計算含有預測為不可接受之一或多個量測點之各曝光狹縫之焦點及傾斜校正。替代及/或此外地，可使用一晶圓前不透明膜塗佈及後不透明膜塗佈之平整度量測取得差異映射。此外，可預期，可僅自完全從PWG而非使用掃描器校平量測系統取得之量測計算焦點及傾斜偏移。可預期，在不違背本發明之精神及範疇之情況下，其他技術可用於產生額外焦點及傾斜校正。
可預期，根據本發明之預測系統可包含經組態以執行以上描述 之一或多個預測方法之一處理器。在不違背本發明之精神及範疇之情況下，該處理器可實施為一專屬處理單元，一專用積體電路(ASIC)、經組態以控制一或多個處理及/或晶圓幾何形狀量測工具之操作之一現存硬體、韌體或軟體之一積體組件或各種其他類型之處理單元。
應瞭解，所揭示之方法中之步驟之特定順序或階層係例示性方法之實例。基於設計偏好，應瞭解可在本發明之範疇及精神內再配置方法中之步驟之特定順序或階層。隨附方法請求項以一樣本順序呈現各種步驟之元件，且不必意謂限制於所呈現之特定順序或階層。
可相信，將藉由以上描述瞭解本發明之系統及方法及諸多其之隨附優勢，且將明白可在不違背所揭示之發明標的或不犧牲所有其之關鍵優勢之情況下對組件之形式、構造及配置作出各種改變。所描述之形式僅為解釋性的。
100‧‧‧方法
102‧‧‧步驟
104‧‧‧步驟
106‧‧‧步驟
108‧‧‧步驟
110‧‧‧步驟
112‧‧‧步驟

Claims (22)

  1. 一種方法，其包括：取得至少一參考晶圓之圖案品質資料；產生該至少一參考晶圓之至少一圖案品質二進制映射；取得該至少一參考晶圓之經圖案化之晶圓幾何形狀資料；基於至少一臨限值產生該至少一參考晶圓之至少一經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射；選擇該至少一臨限值中之一臨限值，該所選擇之臨限值提供該至少一經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射與該至少一圖案品質二進制映射之間之一最佳匹配；且基於該所選擇之臨限值為一新晶圓提供一圖案品質資料預測。
  2. 如請求項1之方法，其中基於該所選擇之臨限值為一新晶圓提供一圖案品質資料預測進一步包括：為該新晶圓取得經圖案化之晶圓幾何形狀資料；基於該所選擇之臨限值為該新晶圓產生一經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射；且基於該經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射為該新晶圓提供一預測之圖案品質二進制映射。
  3. 如請求項1之方法，其中該圖案品質資料包含一關鍵尺寸量測及一圖案缺陷量測之至少一者。
  4. 如請求項1之方法，其中產生該至少一參考晶圓之至少一圖案品質二進制映射進一步包括：將該至少一參考晶圓分割為複數個圖案品質量測點；且指示該複數個圖案品質量測點內之該圖案品質資料是可接受 或不可接受。
  5. 如請求項4之方法，其中基於至少一臨限值產生該至少一參考晶圓之至少一圖案化晶圓幾何形狀二進制映射進一步包括：將該至少一參考晶圓分割為複數個圖案化晶圓幾何形狀量測點；且指示該複數個量測點內之該圖案品質資料是低於或高於該至少一臨限值。
  6. 如請求項5之方法，其中該複數個圖案品質量測點及該複數個圖案化晶圓幾何形狀量測點實質上係類似的。
  7. 如請求項1之方法，其中在該新晶圓經歷一微影程序之前提供該新晶圓之該圖案品質資料預測。
  8. 如請求項7之方法，其進一步包括：當該新晶圓之該圖案品質資料預測經預測係不可接受時防止該新晶圓進入該微影程序。
  9. 如請求項7之方法，其進一步包括：計算該新晶圓之一焦點校正及一傾斜校正之至少一者；且將一焦點校正及一傾斜校正之該至少一者提供至該微影程序以校正該微影程序期間之一焦點錯誤及一標題錯誤之至少一者。
  10. 一種系統，該系統包括：一成像裝置，其經組態以取得至少一參考晶圓之圖案品質資料及經圖案化之晶圓幾何形狀資料；及一處理器，其與該成像裝置通信，該處理器經組態以：產生該至少一參考晶圓之至少一圖案品質二進制映射；基於至少一臨限值產生該至少一參考晶圓之至少一經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射； 選擇該至少一臨限值中之一臨限值，其中該所選擇之臨限值提供該至少一經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射與該至少一圖案品質二進制映射之間之一最佳匹配；且基於該所選擇之臨限值為一新晶圓提供一圖案品質資料預測。
  11. 如請求項10之系統，其中該成像裝置進一步經組態以取得該新晶圓之經圖案化之晶圓幾何形狀資料，且其中該處理器進一步經組態以基於該所選擇之臨限值產生該新晶圓之一經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射且基於該經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射為該新晶圓提供一預測之圖案品質二進制映射。
  12. 如請求項10之系統，其中該圖案品質資料包含一關鍵尺寸量測及一圖案缺陷量測之至少一者。
  13. 如請求項10之系統，其中該處理器藉由將該至少一參考晶圓分割為複數個圖案品質量測點且指示該複數個圖案品質量測點內之該圖案品質資料是可接受或不可接受而產生該至少一參考晶圓之該至少一圖案品質二進制映射。
  14. 如請求項13之系統，其中該處理器藉由將該至少一參考晶圓分割為複數個圖案化晶圓幾何形狀量測點且指示該複數個量測點內之該圖案品質資料是低於或高於該至少一臨限值而產生該至少一參考晶圓之該至少一經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射。
  15. 如請求項14之系統，其中該複數個圖案品質量測點及該複數個圖案化晶圓幾何形狀量測點實質上係類似的。
  16. 如請求項10之系統，其中該處理器在該新晶圓經歷一微影程序之前提供該新晶圓之該圖案品質資料預測。
  17. 如請求項16之系統，其中該處理器進一步經組態以當該新晶圓 之該圖案品質資料預測經預測係不可接受時防止該新晶圓進入該微影程序。
  18. 如請求項16之系統，其中該處理器進一步經組態以計算該新晶圓之一焦點校正及一傾斜校正之至少一者，且將一焦點校正及一傾斜校正之該至少一者提供至該微影程序以校正該微影程序期間之一焦點錯誤及一標題錯誤之至少一者。
  19. 一種方法，其包括：在複數個關鍵尺寸量測點處取得一參考晶圓之關鍵尺寸量測；產生該參考晶圓之一關鍵尺寸二進制映射，其中該關鍵尺寸二進制映射指示該複數個關鍵尺寸量測點內之該關鍵尺寸是可接受或不可接受；在複數個經圖案化之晶圓幾何形狀量測點處取得該參考晶圓之經圖案化之晶圓幾何形狀量測；基於至少一臨限值產生該參考晶圓之至少一經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射；選擇該至少一臨限值中之一臨限值以用於產生經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射與該關鍵尺寸二進制映射之一最佳匹配；且基於該所選擇之臨限值為一新晶圓提供一關鍵尺寸預測。
  20. 如請求項19之方法，其中基於該所選擇之臨限值為一新晶圓提供一關鍵尺寸預測進一步包括：為該新晶圓取得經圖案化之晶圓幾何形狀資料；基於該所選擇之臨限值為該新晶圓產生一經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射；且基於該經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射為該新晶圓提供 一預測之關鍵尺寸二進制映射。
  21. 一種方法，其包括：在複數個圖案缺陷量測點處取得一參考晶圓之圖案缺陷量測；產生該參考晶圓之一圖案缺陷二進制映射，其中該圖案缺陷二進制映射指示該複數個圖案缺陷量測點內之該圖案缺陷量測是可接受或不可接受；在複數個經圖案化之晶圓幾何形狀量測點處取得該參考晶圓之經圖案化之晶圓幾何形狀量測；基於至少一臨限值產生該參考晶圓之至少一經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射；選擇該至少一臨限值中之一臨限值以用於產生經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射與該圖案缺陷二進制映射之一最佳匹配；且基於該所選擇之臨限值為一新晶圓提供一圖案缺陷預測。
  22. 如請求項21之方法，其中基於該所選擇之臨限值為一新晶圓提供一圖案缺陷預測進一步包括：為該新晶圓取得經圖案化之晶圓幾何形狀資料；基於該所選擇之臨限值為該新晶圓產生一經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射；且基於該經圖案化之晶圓幾何形狀二進制映射為該新晶圓提供一預測之圖案缺陷二進制映射。
TW104140588A 2014-12-03 2015-12-03 使用干涉儀用於預測及控制在晶圓中之關鍵尺寸問題及圖案缺陷之方法與系統 TWI668733B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462087194P 2014-12-03 2014-12-03
US62/087,194 2014-12-03
US14/730,997 2015-06-04
US14/730,997 US9558545B2 (en) 2014-12-03 2015-06-04 Predicting and controlling critical dimension issues and pattern defectivity in wafers using interferometry

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201631631A true TW201631631A (zh) 2016-09-01
TWI668733B TWI668733B (zh) 2019-08-11

Family

ID=56092298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104140588A TWI668733B (zh) 2014-12-03 2015-12-03 使用干涉儀用於預測及控制在晶圓中之關鍵尺寸問題及圖案缺陷之方法與系統

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9558545B2 (zh)
JP (1) JP6529590B2 (zh)
KR (1) KR102313411B1 (zh)
TW (1) TWI668733B (zh)
WO (1) WO2016089786A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112433472A (zh) * 2019-08-26 2021-03-02 长鑫存储技术有限公司 半导体生产控制方法及控制系统

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9865047B1 (en) * 2014-10-28 2018-01-09 Kla-Tencor Corporation Systems and methods for effective pattern wafer surface measurement and analysis using interferometry tool
US10331028B2 (en) * 2015-11-12 2019-06-25 Toshiba Memory Corporation Imprinting apparatus, recording medium, and imprinting method
JP7137943B2 (ja) * 2018-03-20 2022-09-15 株式会社日立ハイテク 探索装置、探索方法及びプラズマ処理装置
US11454949B2 (en) * 2018-03-28 2022-09-27 Kla Corporation Auto-correlation of wafer characterization data and generation of composite wafer metrics during semiconductor device fabrication
US11393118B2 (en) 2019-06-18 2022-07-19 Kla Corporation Metrics for asymmetric wafer shape characterization
KR20210007275A (ko) 2019-07-10 2021-01-20 삼성전자주식회사 오버레이 보정 방법, 및 그 보정 방법을 기초로 한 포토리소그라피 방법, 반도체 소자 제조방법 및 스캐너 시스템

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6326511A (ja) * 1986-07-19 1988-02-04 Fujitsu Ltd 実装部品検査装置
JP2000029466A (ja) * 1998-07-08 2000-01-28 Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd 電子鍵盤楽器
JP2000294466A (ja) * 1999-04-06 2000-10-20 Komatsu Ltd チップマップ生成方法およびその装置
SG123601A1 (en) 2003-03-10 2006-07-26 Asml Netherlands Bv Focus spot monitoring in a lithographic projectionapparatus
JP4802481B2 (ja) * 2004-11-09 2011-10-26 株式会社ニコン 表面検査装置および表面検査方法および露光システム
JP5172162B2 (ja) 2006-08-25 2013-03-27 株式会社日立ハイテクノロジーズ 欠陥検査装置
US8572517B2 (en) * 2008-06-10 2013-10-29 Cadence Design Systems, Inc. System and method for modifying a data set of a photomask
JP5330019B2 (ja) 2009-02-18 2013-10-30 ルネサスエレクトロニクス株式会社 マスクパターンの検査方法およびマスクパターン検査装置
JP5204172B2 (ja) 2010-08-30 2013-06-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ 欠陥検査方法及び欠陥検査装置
JP2014107383A (ja) 2012-11-27 2014-06-09 Renesas Electronics Corp マスクおよびその製造方法、ならびに半導体装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112433472A (zh) * 2019-08-26 2021-03-02 长鑫存储技术有限公司 半导体生产控制方法及控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016089786A1 (en) 2016-06-09
US20160163033A1 (en) 2016-06-09
KR102313411B1 (ko) 2021-10-14
TWI668733B (zh) 2019-08-11
JP2018505388A (ja) 2018-02-22
KR20170091721A (ko) 2017-08-09
US9558545B2 (en) 2017-01-31
JP6529590B2 (ja) 2019-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI668733B (zh) 使用干涉儀用於預測及控制在晶圓中之關鍵尺寸問題及圖案缺陷之方法與系統
CN110603626B (zh) 使用差异图像的晶片检验
TWI642127B (zh) 使用晶圓尺寸幾何工具之晶圓高階形狀特徵化及晶圓分類之系統，方法及度量
KR102046192B1 (ko) 신규 웨이퍼 지오메트리 메트릭을 이용한 오버레이 및 반도체 처리 제어
US9779202B2 (en) Process-induced asymmetry detection, quantification, and control using patterned wafer geometry measurements
JP6591035B2 (ja) 多層構造体の層間のオーバレイを測定する技法
TWI552245B (zh) 結合晶圓實體測量結果與數位模擬資料以改善半導體元件之製程的方法
TW201721280A (zh) 用於圖案校正及驗證之方法與裝置
US9632038B2 (en) Hybrid phase unwrapping systems and methods for patterned wafer measurement
US11226567B2 (en) Methods and apparatus for use in a device manufacturing method
TWI664490B (zh) 用於在微影圖罩的特性分析中產生參考影像的方法和裝置
US10754260B2 (en) Method and system for process control with flexible sampling
KR102184033B1 (ko) 반도체 프로세스 제어를 위한 패터닝된 웨이퍼 지오메트리 측정
TWI665510B (zh) 針對光罩基板配置而計算非可校正極紫外光基板平坦度之方法、電腦程式產品、與系統
TW202136899A (zh) 基於計量景觀之用於計量優化之系統及方法
TWI705510B (zh) 用於使用靈活取樣之程序控制之方法及系統
JP7330921B2 (ja) パターン検査方法およびフォトマスク作成方法
TWI684823B (zh) 微影影像量測處理方法及系統