TW202202938A - 用於電子束計量及檢查之效能最佳化掃描序列 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種計量系統，其可包含經組態以基於一照明束與一樣本之相互作用來產生該樣本之計量資料之一特性化工具，且亦包含用來控制計量資料之該產生的一或多個可調整量測參數。該計量系統可包含一或多個處理器，該一或多個處理器可接收與用於量測之複數個所關注區相關聯的設計資料；針對該複數個所關注區，選擇該特性化工具的個別化量測參數；及引導該特性化工具基於該等個別化量測參數來特性化該複數個所關注區。

Description

用於電子束計量及檢查之效能最佳化掃描序列
本發明大體上係關於疊對計量且更特定而言，係關於使用個別化量測參數之疊對計量。
半導體製造通常需要在其中一些或所有層包含圖案化特徵之一結構上製造多個層。疊對計量係對一樣本之各個層上之結構之相對位置之量測，其對一所製造裝置之效能至關重要且通常必須控制於嚴格容限內。例如，疊對計量可量測特徵在不同樣本層上之相對位置作為製造工具之逐層對準之一量度。
既有系統(諸如光學照明系統及電子束系統)涉及依賴於跨整個視場之預設量測參數之光學或準光學感測器之使用。然而，樣本通常包含多種特徵，其等不利於量測。另外，特徵之大小、密度、定向及/或位置之差異可能引入在目標處之經量測疊對與裝置特徵之實際疊對之間之一失配且可能給量測引入不準確性。
據此，將期望將個別化量測參數應用於視場內之一或多個個別特徵以便最佳化量測時間及準確性。
根據本發明之一或多項實施例，揭示一種系統。在一項實施例中，該系統包含經組態以基於一照明束與一樣本之相互作用產生該樣本之計量學資料之一特性化工具，其中該特性化工具包含用來控制計量資料之該產生之一或多個可調整量測參數。在另一實施例中，該計量系統包含通信地耦合至該特性化工具之一控制器。在另一實施例中，該控制器包含經組態以執行程式指令之一或多個處理器，該等程式指令引起該一或多個處理器：接收與用於利用該特性化工具進行量測之複數個所關注區相關聯之設計資料，其中該複數個所關注區之一特定所關注區之設計資料至少包含該特定所關注區中之邊緣之位置；基於該設計資料針對該複數個所關注區選擇該特性化工具之個別化量測參數以自一偵測器提供滿足一選定品質度量之計量資料；及引導該特性化工具基於該等個別化量測參數特性化該複數個所關注區。
根據本發明之一或多項實施例，揭示一種系統。在一項實施例中，該計量系統包含一特性化工具，該特性化工具包括：一照明源，其經組態以產生一照明束；一或多個照明光學器件，其用來將該照明束引導至一樣本；及一偵測器，其用來基於該照明束與該樣本之相互作用產生該樣本之計量資料，其中該特性化工具包含用來控制計量資料之該產生之一或多個可調整量測參數。在另一實施例中，該計量系統包含通信地耦合至該特性化工具之一控制器。在另一實施例中，該控制器包含經組態以執行程式指令之一或多個處理器，該等程式指令引起該一或多個處理器：接收與用於利用該特性化工具進行量測之複數個所關注區相關聯之設計資料，其中該複數個所關注區之一特定所關注區之該設計資料至少包含該特定所關注區中之邊緣之位置；基於該設計資料針對該複數個所關注區選擇該特性化工具之個別化量測參數以自該偵測器提供滿足一選定品質度量之計量資料；及引導該特性化工具基於該等個別化量測參數特性化該複數個所關注區。
根據本發明之一或多項實施例，揭示一種方法。在一項實施例中，該方法包含接收與用於利用一特性化工具進行量測之複數個所關注區相關聯之設計資料，該特性化工具經組態以基於一照明束與一樣本之相互作用產生該樣本之計量資料，其中該特性化工具包含用來控制計量資料之該產生之一或多個可調整量測參數，其中該複數個所關注區之一特定所關注區之該設計資料至少包含該特定所關注區中之邊緣之位置。在另一實施例中，該方法包含基於該設計資料針對該複數個所關注區選擇該特性化工具之個別化量測參數以自偵測器提供滿足一選定品質度量之計量資料在另一實施例中，該方法包含引導該特性化工具基於該等個別化量測參數特性化該複數個所關注區。
應理解，前文一般描述及下文詳細描述僅係實例性及闡釋性的且不一定限制本發明。併入說明書中且構成說明書之一部分之隨附圖式繪示本發明之實施例且連同該一般描述一起用來解釋本發明之原理。
現在將詳細地參考隨附圖式中所繪示之所揭示標的物。已關於某些實施例及其等特定特徵特定地繪示及描述本發明。本文中所闡述之實施例被認為係闡釋性的而非限制性的。對於一般技術者而言應容易顯而易見的是，可在不脫離本發明之精神及範疇之情況下對形式及細節進行各種改變及修改。
本發明之實施例旨在用於計量之系統及方法。例如，一目標可包含一或多個特徵(例如，大小、形狀、定向、密度、邊緣等)，該等特徵可位於多個層上或可由不同材料形成。由於不同特徵之不同特性及可形成該目標之材料之類型，同時量測多個特徵可能係不切實際或困難的。
在本文中應認知，一半導體裝置可作為圖案化材料之多個列印層形成於一基板上。可透過一系列程序步驟製造各列印層，諸如但不限於一或多個材料沈積步驟、一或多個微影步驟或一或多個蝕刻步驟。此外，必須在特定容限內製造各列印層以恰當地建構最終裝置。例如，必須良好地特性化及控制列印特性，諸如但不限於各層中之列印元件之線寬、側壁角及相對位置。據此，可在一或多個列印層上且使用不同程序製造計量目標。就此而言，計量目標可包含多種材料，一計量系統可能需要該多種材料之單獨量測參數以便獲得一準確及/或可期望量測。
在本文中應認知，可使用各種特性化工具來量測疊對。例如，該等特性化工具可包含一計量工具(例如，基於影像之疊對計量工具)、一檢查工具及/或一檢視工具。藉由另一實例，該等特性化工具可包含可使用眾多技術(諸如但不限於判定一影像中之多個層上之空間分離特徵之相對位置，直接量測多個層上之圖案放置誤差(PPE)或其中基於自多個層上之繞射光柵散射及/或繞射之光判定疊對之散射量測)提供高處理能力疊對量測之光學計量工具(例如，使用電磁輻射進行照明及/或偵測之基於光之計量工具)。出於本發明之目的，術語「光學計量工具」、「光學計量技術」及類似者指示使用任何波長(諸如但不限於x射線波長、極紫外線(EUV)波長、真空紫外線(VUV)波長、深紫外線(DUV)波長、紫外線(UV)波長、可見光波長或紅外線(IR)波長)之電磁輻射之計量工具及技術。藉由另一實例，該等特性化工具可包含基於粒子之計量工具，諸如但不限於一掃描電子顯微鏡(SEM)計量工具(例如，一臨界尺寸SEM (CD-SEM)或類似者)，或一聚焦離子束(FIB)計量工具可解析計量目標特徵。粒子束計量工具可具有基於粒子穿透深度同時量測多個樣本層上之特徵之一有限能力。例如，低能量粒子束可用來特性化一頂層(例如，一當前層)，而相對較高能量的粒子束可較深地穿透至樣本中以特性化先前製造層上之特徵。然而，諸多基於粒子之計量工具可具有相對低於光學計量工具之處理能力且可能在量測期間潛在地引發損壞一或多個層。在標題為「OVERLAY MARKS, METHODS OF OVERLAY MARK DESIGN AND METHODS OF OVERLAY MEASUREMENTS」且於2012年12月11日發佈之美國專利第8,330,281號；標題為「PERIODIC PATTERNS AND TECHNIQUE TO CONTROL MISALIGNMENT BETWEEN TWO LAYERS」且於2016年10月25日發佈之美國專利第9,476,698號；標題為「APPARATUS AND METHODS FOR DETERMINING OVERLAY OF STRUCTURES HAVING ROTATIONAL OR MIRROR SYMMETRY」且於2009年6月2日發佈之美國專利號第7,541,201號；標題為「APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING OVERLAY ERRORS USING SCATTEROMETRY」且於2004年9月2日發表之美國專利公開案第2014/0169861號；標題為「METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A QUALITY METRIC FOR IMPROVED PROCESS CONTROL」且於2013年2月7日發表之美國專利公開案第2013/0035888號；標題為「SYSTEM AND METHOD OF SEM OVERLAY METROLOGY」、於2015年12月15日發佈之美國專利第9,214,317號；及標題為「APPARATUS AND METHOD FOR THE MEASUREMENT OF PATTERN PLACEMENT AND SIZE OF PATTERN AND COMPUTER PROGRAM THEREFOR」且於2016年6月27日申請之PCT申請案第PCT/US2016/039531號中大體上描述用於疊對量測之系統及方法，所有該等專利、專利公開案、申請案之全文以引用的方式併入本文中。
本發明之實施例旨在用於量測涉及針對疊對目標應用個別化量測參數之疊對之系統及方法。如先前所描述，一疊對目標可包含一或多個層及特徵。就此而言，一疊對目標之計量可能需要複數次量測，其中使用一不同參數集進行複數次量測之各者。
圖1A係根據本發明之一或多項實施例之適合於量測涉及應用個別化量測參數之疊對之一計量系統100之一概念圖。計量系統100包含經組態以基於一照明束與一樣本之相互作用產生該樣本之計量資料之至少一個特性化工具102。特性化工具102可經組態以產生一維、二維及三維計量資料(例如，經由一或多個一維、二維或三維感測器)。例如，計量資料可包含自照明束與樣本之相互作用產生之任何資料，包含但不限於樣本之一影像或樣本之一或多個所關注區(例如，具有有意義資訊之待量測樣本區域)。藉由另一實例，計量資料可包含樣本之一或多個部分之一輪廓，諸如沿著一經界定跡線之一維輪廓。藉由另一實例，計量資料可包含表示樣本之構形性質(例如，實體特徵之配置)之一二維輪廓。藉由另一實例，計量資料可包含表示樣本之內及外結構之一三維輪廓。
特性化工具102可包含用來控制計量資料之產生之一或多個量測參數。例如，一或多個量測參數可包含但不限於掃描速度、掃描軌跡、與計量資料之一資料點相關聯之平均相鄰像素之數目、一計量系統之一或多個部分之積分時間、一特徵或其他經量測區域之形狀及照明束之能量。在前述實例中，照明束之能量可對應於照明束之一波長、照明束之一強度、一粒子能量或一電流密度之至少一者。一或多個量測參數可由計量系統100 (例如，由一或多個處理器)自動地調整或透過使用者輸入調整。
在另一實施例中，計量系統100可包含一控制器104。控制器104可包含經組態以執行經維持於一記憶體媒體108上之程式指令的一或多個處理器106。就此而言，控制器104之一或多個處理器106可執行貫穿本發明所描述之各種程序步驟之任一者。例如，控制器104可自特性化工具102接收與用於利用特性化工具102進行量測之複數個所關注區相關聯的設計資料。與用於利用特性化工具102進行量測之複數個所關注區相關聯的設計資料可包含但不限於自複數個所關注區之一先前掃描收集的資料、經儲存於記憶體媒體108中或由使用者輸入提供之樣本結構之一先驗知識、照明束與複數個所關注區之一或多者的一或多個模型化及/或模擬相互作用，及由控制器104執行之基於機器學習的演算法。藉由另一實例，與複數個所關注區相關聯之設計資料可包含但不限於與複數個所關注區之至少一者之位置及/或相對位置(例如，複數個所關注區之至少一者之一或多個邊緣的位置)相關的資料。
在另一實施例中，控制器104可基於設計資料，針對複數個所關注區來選擇特性化工具102之個別化量測參數，以自特性化工具102提供計量資料。例如，控制器104可選擇將產生與一或多個品質度量一致之計量資料的個別化量測參數。一或多個品質度量可包含但不限於計量資料之信號強度、計量資料之信雜比、由特性化工具102產生之樣本之一影像之對比度，及由特性化工具102產生之樣本之一影像之對比雜訊比。在另一實施例中，控制器104可引導特性化工具102基於個別化量測參數來特性化複數個所關注區。例如，控制器104可引導特性化工具102對一或多個量測參數進行一或多次調整。
計量系統100可經組態以針對複數個所關注區之一或多個部分選擇一或多個個別化量測參數。例如，控制器104可針對複數個所關注區之一者的一個部分選擇一個別化量測參數，且針對複數個所關注區之同一者的另一部分選擇一不同個別化量測參數。藉由另一實例，控制器104可針對複數個所關注區之一或多者之一或多個邊緣及/或邊界，選擇一或多個不同個別化量測參數。
計量系統100可經組態以針對複數個所關注區之一或多個部分選擇一或多個個別化量測參數使得由特性化工具102產生之計量資料不包含樣本之一或多個均勻區之計量資料。例如，相對於複數個所關注區之相同個別化量測參數，控制器104可針對一或多個均勻區選擇一更快掃描速度、平均相鄰像素之一更高數目、一更短積分時間或一更獨特掃描軌跡之至少一者。
計量系統100可經組態以識別具有共同個別化量測參數之複數個所關注區之一或多者。例如，控制器104可遮蔽多個所關注區，該多個所關注區之一共同個別化量測參數將產生與一或多個品質度量一致之計量資料。
一控制器104之一或多個處理器106可包含此項技術者中已知之任何處理元件。在此意義上，一或多個處理器106可包含經組態以執行演算法及/或指令之任何微處理器型裝置。在一項實施例中，一或多個處理器106可由一桌上型電腦、大型電腦系統、工作站、影像電腦、平行處理器或經組態以執行經組態以操作計量系統100之一程式之任何其他電腦系統(例如，網路化電腦)組成，如貫穿本發明所描述。進一步應認知，術語「處理器」可廣義地定義為涵蓋具有一或多個處理元件之任何裝置，該一或多個處理元件執行來自一非暫時性記憶體媒體108之程式指令。此外，可由單個控制器104或替代地多個控制器實行貫穿本發明所描述之步驟。另外，控制器104可包含容置於一共同殼體中或多個殼體內之一或多個控制器。以此方式，任何控制器或控制器組合可單獨地封裝為適合於整合至計量系統100中之一模組。
記憶體媒體108可包含此項技術中已知之適合於儲存可由關聯的一或多個處理器106執行之程式指令之任何儲存媒體。例如，記憶體媒體108可包含一非暫時性記憶體媒體。藉由另一實例，記憶體媒體108可包含但不限於一唯讀記憶體(ROM)、一隨機存取記憶體(RAM)、一磁性或光學記憶體裝置(例如，磁碟)、一磁帶、一固態硬碟及類似者。進一步應注意，記憶體媒體108可與一或多個處理器106一起容置於一共同控制器殼體中。在一項實施例中，記憶體媒體108可相對於一或多個處理器106及控制器104之實體位置遠端地定位。例如，控制器104之一或多個處理器106可存取可透過一網路(例如，網際網路、內部網路及類似者)存取之一遠端記憶體(例如，伺服器)。因此，以上描述不應被解釋為對本發明之一限制，而僅解釋為一圖解。
特性化工具102可包含此項技術中已知之適合於本發明考慮之目的之任何類型之計量工具(例如，基於影像之疊對計量工具)、檢查工具或檢視工具。例如，特性化工具102可用一照明束照明一樣本且可回應於照明束而進一步收集自該樣本發出之輻射。照明束可包含適合於探測一樣本之任何類型之照明束，諸如但不限於一光束(例如，光子)、一電子束或一離子束。此外，自樣本發出之輻射可包含光子、電子、離子、中性粒子或類似者。據此，特性化工具102可包含一光學計量工具、一電子束計量工具、一離子束計量工具或類似者。
特性化工具102可在一成像模式或一非成像模式中進一步操作。例如，在一成像模式中操作之特性化工具102可照明大於系統解析度之樣本之一部分且在一偵測器上捕獲樣本之經照明部分之一或多個影像。經捕獲影像可為此項技術中已知之任何類型之影像，諸如但不限於一明場影像、一暗場影像、一相差影像或類似者。此外，可將經捕獲影像拼接在一起(例如，藉由控制器104或類似者)以形成樣本之一合成影像。藉由另一實例，特性化工具102可同時或循序地使用多個偵測器產生樣本之多個影像。例如，特性化工具102可自不同視角產生樣本之影像。在另一例項中，特性化工具102可使用不同束能量(例如，粒子束能量、光學強度、波長或類似者)產生樣本之影像。藉由另一實例，特性化工具102可跨樣本掃描一聚焦束且在一或多個偵測器上以一或多個量測角捕獲自樣本發出之輻射及/或粒子以產生影像。可藉由修改束路徑及/或藉由使樣本平移通過聚焦束之一聚焦體積而跨樣本掃描聚焦束。例如，可使用受控電磁場(例如，使用一或多個束偏轉器或類似者產生)掃描粒子束。在另一例項中，可使用掃描鏡(例如，檢流計鏡、壓電鏡或類似者)掃描光束。
現在參考圖1B及圖1C，描述一特性化工具102之各項實施例。例如，特性化工具102可包含但不必包含一基於粒子之特性化工具102a及/或一特性化工具102b。
圖1B係根據本發明之一或多項實施例之一基於粒子之特性化工具102a之一概念圖。基於粒子之特性化工具102a可包含適合於解析裝置特徵或裝置級特徵之任何類型之計量工具，諸如但不限於一電子束計量工具(例如，一SEM、一CD-SEM或類似者)或一離子束計量工具(例如，一聚焦離子束(FIB)計量工具)。
在一項實施例中，基於粒子之特性化工具102a包含用來產生一粒子束112 (例如，一電子束、一粒子束或類似者)之一粒子源110 (例如，一電子束源、一離子束源或類似者)。粒子源110可包含此項技術中已知之適合於產生一粒子束112之任何粒子源。例如，粒子源110可包含但不限於一電子槍或一離子槍。在另一實施例中，粒子源110經組態以向一粒子束提供一可調諧能量。例如，包含一電子源之粒子源110可但不限於提供在0.1 kV至30 kV之範圍內之一加速電壓。作為另一實例，包含一離子源之一粒子源110可但不必提供具有在1 keV至50 keV之範圍內之一能量之一離子束。
在另一實施例中，基於粒子之特性化工具102a包含一或多個粒子聚焦元件114。例如，一或多個粒子聚焦元件114可包含但不限於單個粒子聚焦元件或形成一複合系統之一或多個粒子聚焦元件。在另一實施例中，一或多個粒子聚焦元件114包含經組態以將粒子束112引導至定位於一樣本載物台120上之一樣本118之一粒子物鏡116。此外，一或多個粒子源110可包含此項技術中已知之任何類型之電子透鏡，包含但不限於靜電、磁性、單電位或雙電位透鏡。
在另一實施例中，基於粒子之特性化工具102a包含用來使自樣本118發出之粒子成像或以其他方式偵測自樣本118發出之粒子之至少一個粒子偵測器122。在一項實施例中，粒子偵測器122包含一電子收集器(例如，一二次電子收集器、一反向散射電子偵測器或類似者)。在另一實施例中，粒子偵測器122包含用於偵測來自樣本表面之電子及/或光子之一光子偵測器(例如，一光電偵測器、一x射線偵測器、耦合至光電倍增管(PMT)偵測器之一閃爍元件或類似者)。
應理解，如圖1B中所描繪之一基於粒子之特性化工具102a之描述及上文相關聯描述僅出於闡釋性目的而提供且不應被解釋為限制性。例如，基於粒子之特性化工具102a可包含適合於同時詢問一樣本118之一多束及/或一多柱系統。在一進一步實施例中，基於粒子之特性化工具102a可包含經組態以將一或多個電壓施加至樣本118之一或多個位置之一或多個組件(例如，一或多個電極)。就此而言，基於粒子之特性化工具102a可產生電壓對比成像資料。
在本文中應認知，粒子束112在樣本118中之穿透深度可取決於粒子能量使得較高能量束通常較深地穿透至該樣本中。在一項實施例中，基於粒子之特性化工具102a基於粒子束112至樣本118中之穿透深度利用不同粒子能量來詢問該裝置之不同層。例如，基於粒子之特性化工具102a可利用一相對低能量的電子束(例如，近似1 keV或更低)且可利用一較高能量的電子束(例如，近似10 keV或更高)來特性化一先前製造層。在本文中應認知，依據粒子能量而變化之穿透深度可針對不同材料而變動使得針對一特定層之粒子能量之選擇可因不同材料而變動。
圖1C係根據本發明之一或多項實施例之一光學特性化工具102b之一概念圖。光學特性化工具102b可包含此項技術中已知之適合於產生一樣本之計量資料之任何類型之光學計量工具，包含但不限於經組態以產生及/或偵測具有x射線、紫外線(UV)、紅外線(IR)或可見光波長之一光學照明束之一光學計量工具。
在一項實施例中，光學特性化工具102b包含用來產生一光學照明束126之一光學照明源124。光學照明束126可包含一或多個選定波長之輻射，包含但不限於x射線、紫外線(UV)光、可見光或紅外線(IR)光。
光學照明源124可為此項技術中已知之適合於產生一光學照明束126之任何類型之照明源。
光學照明源124可包含適合於提供一光學照明束126之任何類型之照明源。在一項實施例中，光學照明源124係一雷射源。例如，光學照明源124可包含但不限於一或多個窄頻雷射源、一寬頻雷射源、一超連續譜雷射源、一白光雷射源或類似者。就此而言，光學照明源124可提供具有高相干性(例如，高空間相干性及/或時間相干性)之一光學照明束126。在另一實施例中，光學照明源124包含一雷射持續電漿(LSP)源。例如，光學照明源124可包含但不限於適合於裝納一或多個元件之在被一雷射源激發成一電漿狀態時可發射寬頻照明之一LSP燈、一LSP燈泡或一LSP室。在另一實施例中，光學照明源124包含一燈源。例如，光學照明源124可包含但不限於一弧光燈、一放電燈、一無電極燈或類似者。就此而言，光學照明源124可提供具有低相干性(例如，低空間相干性及/或時間相干性)之一光學照明束126。
在另一實施例中，光學照明源124經由一照明路徑128將光學照明束126引導至一樣本118。照明路徑128可包含一或多個照明路徑透鏡130或適合於修改及/或調節光學照明束126之額外光學組件132。例如，一或多個光學組件132可包含但不限於一或多個偏光器、一或多個濾光器、一或多個分束器、一或多個漫射器、一或多個均質器、一或多個變跡器或一或多個束整形器。照明路徑128可進一步包含經組態以將光學照明束126引導至樣本118之一物鏡134。
在另一實施例中，樣本118經安置於一樣本載物台120上。樣本載物台120可包含適合於在光學特性化工具102b內定位及/或掃描樣本118之任何裝置。例如，樣本載物台120可包含線性平移載物台、旋轉載物台、翻轉/傾斜載物台或類似者之任何組合。
在另一實施例中，光學特性化工具102b包含經組態以透過一收集路徑138捕獲自樣本118發出之光之一偵測器136。收集路徑138可包含但不限於用於收集來自樣本118之光之一或多個收集路徑透鏡140。例如，一偵測器136可經由一或多個收集路徑透鏡140接收(例如，經由鏡面反射、漫反射或類似者)自樣本118反射或散射之光。藉由另一實例，一偵測器136可接收由樣本118產生之光(例如，與光學照明束126之吸收相關聯之發光或類似者)。藉由另一實例，一偵測器136可接收來自樣本118之一或多個繞射級之光(例如，0級繞射、±1級繞射、±2級繞射及類似者)。
偵測器136可包含此項技術中已知之適合於量測自樣本118接收之照明之任何類型之偵測器。例如，偵測器136可包含但不限於一CCD偵測器、一TDI偵測器、一光電倍增管(PMT)、一雪崩光電二極體(APD)、一互補金屬氧化物半導體(CMOS)感測器或類似者。在另一實施例中，一偵測器136可包含適合於識別自樣本118發出之光之波長之一光譜偵測器。
在一項實施例中，偵測器136近似法向於樣本118之表面定位。在另一實施例中，光學特性化工具102b包含經定向使得物鏡134可同時將光學照明束126引導至樣本118且收集自樣本118發出之光之一分束器。此外，照明路徑128及收集路徑138可共用一或多個額外元件(例如，物鏡134、孔徑、濾光器或類似者)。
光學特性化工具102b可基於此項技術中已知之任何技術量測疊對，諸如但不限於基於成像之技術或基於散射量測之技術。此外，光學特性化工具102b可藉由使光學照明束126傳播通過一表面層以與一或多個先前製造層上之特徵相互作用來基於樣本118之任何層上之特徵量測疊對。
在另一實施例中，特性化工具102包含適合於量測一樣本層上之各種特徵之圖案放置距離(或圖案放置誤差)之一邊緣放置計量工具。例如，可緊密地監測樣本載物台120之位置以在一大視場內提供準確定位結果。此外，在本文中應認知，相對於僅基於樣本載物台120自身之控制之定位準確性，基於監測樣本載物台120之實際位置之定位準確性可僅受監測準確性之限制。在一個例項中，儘管未展示，但使用一干涉儀監測樣本載物台120沿一或多個方向之位置，該干涉儀可提供但不必提供奈米或亞奈米準確性。此外，包含一邊緣放置計量工具之特性化工具102可基於任何類型之成像技術，諸如但不限於光學或粒子束成像。在標題為「APPARATUS AND METHOD  FOR THE MEASUREMENT OF PATTERN PLACEMENT AND SIZE OF PATTERN AND COMPUTER PROGRAM THEREFOR」且於2018年1月4日發表之國際公開案第WO 2018/004511號及標題為「METHOD FOR CORRECTING POSITION MEASUREMENTS FOR OPTICAL ERRORS AND METHOD FOR DETERMINING MASK WRITER ERRORS」且於2017年7月11日發佈之美國專利第9,704,238號中大體上描述使用邊緣放置計量之結構之位置及尺寸之量測，該兩案之全文以引用的方式併入本文中。
圖2係繪示根據本發明之一或多項實施例之在用於計量之一方法200中執行之步驟之一流程圖。
在步驟202中，接收與用於利用一特性化工具進行量測之複數個所關注區相關聯的設計資料。例如，控制器104可自記憶體媒體108或使用者輸入接收與用於利用特性化工具來進行量測之複數個所關注區相關聯的設計資料。與用於利用特性化工具102來進行量測之複數個所關注區相關聯的設計資料可包含自複數個所關注區之一先前掃描收集的資料。例如，自複數個所關注區之一先前掃描所收集的資料可被儲存於記憶體媒體108中或可經由使用者輸入提供。與複數個所關注區相關聯的設計資料可包含經儲存於記憶體媒體108中或由使用者輸入提供之樣本之一或多個部分之一先驗知識。例如，設計資料可包含與複數個所關注區之設計相關的資訊，諸如一示意圖或其他設計檔案。與複數個所關注區相關聯的設計資料可包含照明束與複數個所關注區之一或多個部分的一或多個模型化及/或模擬相互作用。例如，設計資料可包含基於照明束及複數個所關注區之一或多個部分之各者之性質、特性及特徵的照明束與複數個所關注區之一或多個部分的預期相互作用的一電腦模型。與複數個所關注區相關聯的設計資料可包含由控制器執行之一或多種基於機器學習的演算法。例如，設計資料可包含由一機器學習分析器使用在一樣本之一或多個先前、已知量測期間收集之資料所開發的資訊。藉由另一實例，控制器104可將機器學習分析器應用於指示計量資料的一或多個信號。
在步驟204中，基於設計資料，針對複數個所關注區選擇個別化量測參數以提供滿足一選定品質度量之計量資料。例如，一或多個個別化量測參數可包含照明束之一掃描速度。藉由另一實例，一或多個個別化量測參數可包含照明束之一掃描軌跡(例如，相對於樣本之入射角、照明束之均勻性、照明束之形狀、照明束之路徑等)。藉由另一實例，一或多個個別化量測參數可包含與計量資料之一資料點相關聯之平均相鄰像素之一大小或一數目。藉由另一實例，一或多個個別化量測參數可包含一計量系統之一或多個部分之一積分時間。藉由另一實例，一或多個個別化量測參數可包含照明束之一照明區域之一形狀(例如，矩形、卵形、任意等)。藉由另一實例，一或多個個別化量測參數可包含照明束之一能量(例如，一波長或強度)。藉由另一實例，一或多個個別化量測參數可包含偵測器或特性化工具之一或多個其他部分的靈敏度。藉由另一實例，一或多個個別化量測參數可包含照明束之偏轉(例如，使照明束的一或多個部分偏轉，以避開可能對照明束敏感之樣本的一或多個部分)。就此而言，可針對複數個所關注區之各者來最佳化複數個所關注區之選定個別化量測參數。例如，在一特定所關注區(諸如樣本之一或多個部分之一邊緣)之情況下，選定個別化量測參數可包含照明束相對於此邊緣之一降低掃描速度及/或一增加掃描時間及/或一增加強度，使得自樣本產生之計量資料足以滿足一或多個選定品質度量。藉由另一實例，選定個別化量測參數可包含照明束之一經修改掃描軌跡，使得照明束經組態以掃描樣本之一或多個部分之邊緣之僅一或多個部分。應注意，本發明之實施例不限於一樣本之一或多個部分之一邊緣的一或多個個別化量測參數，且可包含複數個所關注區之任一者，包含但不限於邊緣部分、平坦部分、損壞區域、對某些類型之照明敏感的區域，及類似者，且控制器104可基於與特定所關注區相關之設計資料來單獨地或以任意組合個別化量測參數。
一或多個選定品質度量可包含指示經產生計量資料之品質及/或準確性之任何度量。例如，一或多個選定品質度量可包含計量資料之一信號強度。藉由另一實例，一或多個選定品質度量可包含計量資料之一信雜比。藉由另一實例，一或多個選定品質度量可包含由特性化工具產生之樣本之一影像之一對比度(例如，樣本之一或多個所關注區相對於樣本之一或多個其他部分之一對比度等)。藉由另一實例，一或多個選定品質度量可包含由特性化工具產生之樣本之一影像之一對比雜訊比。
在步驟206中，引導基於個別化量測參數之複數個所關注區之特性化。例如，控制器104可引導特性化工具102基於個別化量測參數產生樣本之複數個所關注區之計量資料。步驟206可包含提供用於調整一或多個個別化量測參數之一或多個控制信號(或對該等控制信號之校正)。例如，控制器104可將一或多個控制信號提供至特性化工具102之一或多個部分以調整特性化工具102之一或多個部分使得調整一或多個個別化量測參數。控制器104可提供用於調整一或多個個別化量測參數之一或多個控制信號(或對該等控制信號之校正)作為一回饋及/或前饋控制迴路之部分。控制器104可引起計量系統100基於用於調整一或多個個別化量測參數之一或多個控制信號對一或多個個別化量測參數執行一或多次調整，或控制器104可警告一使用者對一或多個個別化量測參數進行一或多次調整。在此意義上，用於調整一或多個個別化量測參數之一或多個控制信號可補償計量系統100之一或多個計量程序之量測誤差，且因此可使控制器104能夠跨相同或不同批次中之後續樣本上之多次曝光而將量測維持於選定容限內。
藉由另一實例，控制器104可將一或多個控制信號提供至特性化工具102之一或多個部分以調整特性化工具102之一或多個部分使得僅針對一特定所關注區之一個部分或僅針對為控制器104指定之一時間週期修改一或多個個別化量測參數。作為前述實例之一圖解，控制器104可將一或多個控制信號提供至特性化工具102之光學照明源124及/或一或多個光學組件132使得針對樣本之所關注區之一特定部分或僅針對由控制器104指定之一時間週期調整照明束126之掃描速度及/或掃描軌跡。應注意，本發明之實施例不限於將一或多個控制信號提供至特性化工具102之光學照明源124、一或多個光學組件132及/或載物台120，且控制器104可將用於調整一或多個個別化量測參數之一或多個控制信號提供至計量系統100之任何部分。
在步驟208中，提供用於調整一或多個程序工具之一或多個控制信號。例如，控制器104可將一或多個控制信號(或對該等控制信號之校正)提供至一或多個程序工具(例如，微影工具)之一或多個部分以調整一或多個程序工具之一或多個參數(例如，製造設定、組態或類似者)使得調整一或多個程序工具之一或多個參數。控制器104可提供控制信號(或對控制信號之校正)作為一回饋及/或前饋控制迴路之部分。控制器104可引起一或多個程序工具基於控制信號對該等程序工具之一或多個參數執行一或多次調整，或控制器104可警告一使用者對一或多個參數進行一或多次調整。在此意義上，一或多個控制信號可補償一或多個程序工具之一或多個製造程序之誤差，且因此可使一或多個程序工具能夠跨相同或不同批次中之後續樣本上之多次曝光而將疊對維持於選定容限內。
本文中所描述之標的物有時繪示裝納於其他組件內或與其他組件連接之不同組件。應理解，此等所描繪架構僅僅係實例性的，且實際上可實施達成相同功能性之諸多其他架構。在一概念意義上，達成相同功能性之組件之任何配置有效地「相關聯」使得達成所要功能性。因此，本文中經組合以達成一特定功能性之任何兩個組件可被視為彼此「相關聯」使得達成所要功能性，而與架構或中間組件無關。同樣地，如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「連接」或「耦合」以達成所要功能性，且能夠如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「可耦合」使得達成所要功能性。可耦合之特定實例包含但不限於可實體互動及/或實體互動組件及/或可無線互動及/或無線互動組件及/或可邏輯互動及/或邏輯互動組件。
據信藉由前文描述將理解本發明及其諸多附帶優點，且將顯而易見的是，在不脫離所揭示標的物之情況下或在不犧牲所有其重要優點之情況下，可對組件之形式、構造及配置進行各種改變。所描述形式僅僅係解釋性的，且以下發明申請專利範圍意欲於涵蓋及包含此等改變。此外，應理解，本發明由隨附發明申請專利範圍界定。
100:計量系統 102:特性化工具 102a:基於粒子之特性化工具 102b:光學特性化工具 104:控制器 106:處理器 108:記憶體媒體/非暫時性記憶體媒體 110:粒子源 112:粒子束 114:粒子聚焦元件 116:粒子物鏡 118:樣本 120:樣本載物台 122:粒子偵測器 124:光學照明源 126:光學照明束 128:照明路徑 130:照明路徑透鏡 132:光學組件 134:物鏡 136:偵測器 138:收集路徑 140:收集路徑透鏡 202:步驟 204:步驟 206:步驟 208:步驟
藉由參考附圖，熟習此項技術者可更好地理解本發明之眾多優點，其中： 圖1A係根據本發明之一或多項實施例之適合於針對疊對目標應用個別化量測參數之一計量系統之一概念圖。 圖1B係根據本發明之一或多項實施例之一特性化工具之一概念圖。 圖1C係根據本發明之一或多項實施例之一特性化工具之一概念圖。 圖2係繪示根據本發明之一或多項實施例之在用於計量之一方法中執行之步驟之一流程圖。
100:計量系統
102:特性化工具
104:控制器
106:處理器
108:記憶體媒體/非暫時性記憶體媒體

Claims (25)

  1. 一種系統，其包括： 一控制器，其經通信地耦合至一特性化工具，其中該特性化工具經組態以基於一照明束與一樣本之相互作用來產生該樣本之計量資料，其中該特性化工具包含用來控制計量資料之該產生之一或多個可調整量測參數，該控制器包含經組態以執行程式指令之一或多個處理器，該等程式指令引起該一或多個處理器： 接收與用於利用該特性化工具來進行量測之複數個所關注區相關聯的設計資料，其中該複數個所關注區之一特定所關注區的該設計資料至少包含該特定所關注區中之邊緣的位置； 基於該設計資料，針對該複數個所關注區來選擇該特性化工具之個別化量測參數，以自一偵測器提供滿足一選定品質度量的計量資料；及 引導該特性化工具以基於該等個別化量測參數來特性化該複數個所關注區。
  2. 如請求項1之系統，其中該特性化工具包括： 一照明源，其經組態以產生該照明束； 一或多個照明光學器件，用以將該照明束引導至該樣本；及 一偵測器，用以基於該照明束與該樣本之該相互作用來產生該樣本之該計量資料。
  3. 如請求項1之系統，其中該特性化工具跨該樣本掃描該照明束以產生該計量資料。
  4. 如請求項3之系統，其中該等個別化量測參數包含一掃描速度，其中該等邊緣之該掃描速度被選擇為相對慢於均勻區。
  5. 如請求項3之系統，其中該等個別化量測參數包含一掃描速度，其中該等邊緣之該掃描速度被選擇為相對快於均勻區。
  6. 如請求項3之系統，其中該等個別化量測參數包含與該計量資料之一資料點相關聯之平均相鄰像素之一數目，其中該等邊緣之平均相鄰像素之該數目被選擇為相對低於均勻區。
  7. 如請求項3之系統，其中該等個別化量測參數包含與該計量資料之一資料點相關聯之平均相鄰像素之一數目，其中該等邊緣之平均相鄰像素之該數目被選擇為相對高於均勻區。
  8. 如請求項3之系統，其中該等個別化量測參數包含一偵測器之一積分時間，其中該等邊緣之該積分時間被選擇為相對長於均勻區。
  9. 如請求項3之系統，其中該等個別化量測參數包含一偵測器之一積分時間，其中該等邊緣之該積分時間被選擇為相對短於均勻區。
  10. 如請求項3之系統，其中該等個別化量測參數包含一掃描軌跡，其中該掃描軌跡包含該等邊緣，且避開至少一些均勻區。
  11. 如請求項3之系統，其中該等個別化量測參數包含一掃描軌跡，其中該掃描軌跡包含至少一些均勻區，且避開該等邊緣。
  12. 如請求項3之系統，其中該等個別化量測參數包含一特定所關注區中之一經量測區域之一形狀，其中該形狀包含該等邊緣，且避開至少一些均勻區。
  13. 如請求項3之系統，其中該等個別化量測參數包含該照明束之一能量，其中該等邊緣之該照明束之該能量被選擇為相對高於均勻區。
  14. 如請求項13之系統，其中該照明束之該能量對應於該照明束之一波長或該照明束之一強度之至少一者。
  15. 如請求項13之系統，其中該照明束係一粒子束，其中該照明束之該能量對應於一粒子能量或一電流密度之至少一者。
  16. 如請求項1之系統，其中該選定品質度量包括： 該計量資料之一信號強度或一信雜比之至少一者。
  17. 如請求項1之系統，其中該計量資料包括： 該樣本之一影像，其中該選定品質度量包含該影像之一對比度或該影像之一對比雜訊比之至少一者。
  18. 如請求項17之系統，其中該系統遮蔽具有共同個別化量測參數之多個所關注區。
  19. 如請求項17之系統，其中該等個別化量測參數包含與該計量資料之一資料點相關聯之平均相鄰像素之一數目，其中該等邊緣之平均相鄰像素之該數目被選擇為相對低於均勻區。
  20. 如請求項17之系統，其中該等個別化量測參數包含該偵測器之一積分時間，其中基於該等邊緣之一數目或密度之至少一者來選擇該等邊緣之該積分時間。
  21. 如請求項1之系統，其中基於該設計資料，針對該複數個所關注區來選擇該特性化工具之個別化量測參數以自該偵測器提供滿足一選定品質度量之計量資料包括： 基於該複數個所關注區中之結構之一先驗知識來選擇該特性化工具之個別化量測參數。
  22. 如請求項1之系統，其中基於該設計資料，針對該複數個所關注區來選擇該特性化工具之個別化量測參數以自該偵測器提供滿足一選定品質度量之計量資料包括： 基於該照明束與該複數個所關注區中之結構之一模型化相互作用來選擇該特性化工具之個別化量測參數。
  23. 如請求項1之系統，其中基於該設計資料，針對該複數個所關注區來選擇該特性化工具之個別化量測參數以自該偵測器提供滿足一選定品質度量之計量資料包括：基於該照明束與來自一或多個測試樣本之該複數個所關注區中之結構的模擬相互作用來選擇該特性化工具的個別化量測參數。
  24. 一種系統，其包括： 一特性化工具，其包括： 一照明源，其經組態以產生一照明束； 一或多個照明光學器件，用以將該照明束引導至一樣本；及 一偵測器，用以基於該照明束與該樣本之相互作用來產生該樣本之計量資料，其中該特性化工具包含用來控制計量資料之該產生的一或多個可調整量測參數；及 一控制器，其經通信地耦合至該特性化工具，該控制器包含經組態以執行程式指令之一或多個處理器，該等程式指令引起該一或多個處理器： 接收與用於利用該特性化工具進行量測之複數個所關注區相關聯的設計資料，其中該複數個所關注區之一特定所關注區的該設計資料至少包含該特定所關注區中之邊緣的位置； 基於該設計資料，針對該複數個所關注區來選擇該特性化工具之個別化量測參數，以自該偵測器提供滿足一選定品質度量之計量資料；及 引導該特性化工具以基於該等個別化量測參數來特性化該複數個所關注區。
  25. 一種方法，其包括： 接收與用於利用一特性化工具進行量測之複數個所關注區相關聯的設計資料，該特性化工具經組態以基於一照明束與一樣本之相互作用來產生該樣本的計量資料，其中該特性化工具包含用來控制計量資料之該產生的一或多個可調整量測參數，其中該複數個所關注區之一特定所關注區之該設計資料至少包含該特定所關注區中之邊緣的位置； 基於該設計資料，針對該複數個所關注區來選擇該特性化工具之個別化量測參數以自偵測器提供滿足一選定品質度量的計量資料；及 引導該特性化工具以基於該等個別化量測參數來特性化該複數個所關注區。
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