TW202347041A - 使用機器學習自光學度量衡資料產生掃描式電子顯微鏡品質度量衡資料的系統及方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一或多種非暫時性機器可讀媒體，其上具有指令，該等指令在由一處理器執行時經組態以執行包含以下各者之操作：獲得一訓練晶圓上之第一區域之掃描式電子顯微鏡(SEM)度量衡資料；獲得該訓練晶圓上之第二區域之光學度量衡資料；及藉由使用該訓練晶圓之該SEM度量衡資料及該光學度量衡資料來訓練一模型，以基於一生產晶圓之區域之光學度量衡資料而產生該生產晶圓上之特徵之參數。

Description

使用機器學習自光學度量衡資料產生掃描式電子顯微鏡品質度量衡資料的系統及方法

本發明大體上係關於半導體製造度量衡。

在積體電路(IC)之製造程序中，檢測未完成或已完成電路組件以確保其係根據設計而製造且無缺陷。可採用利用光學顯微鏡或帶電粒子(例如電子)束顯微鏡，諸如掃描式電子顯微鏡(SEM)之檢測系統。隨著IC組件之實體大小不斷縮小且其結構不斷變得較複雜，缺陷偵測及檢測之準確度及產出量變得更重要。總體影像品質尤其取決於高次級電子及反向散射電子信號偵測效率之組合。反向散射電子具有較高發射能量以自樣本之較深層逸出，且因此，其偵測對於複雜結構，諸如3D NAND裝置之內埋層、節點、高縱橫比溝槽或孔的成像可能係合乎需要的。對於諸如疊對度量衡之應用，可能需要自次級電子獲得高品質成像及表面資訊之高效收集，且同時自反向散射電子獲得內埋層資訊，從而突顯了在SEM中使用多個電子偵測器之需要。儘管呈各種結構配置之多個電子偵測器可用於個別地最大化次級及反向散射電子之收集及偵測效率，但經組合偵測效率仍較低，且因此，所達成影像品質可能並不足以實現二維及三維結構之高準確度及高產出量缺陷檢測及度量衡。

在半導體製造之上下文中，半導體製造程序及結構經由度量衡監測。經改良度量衡可引起經改良程序效能及結果。已提出用於度量衡改良之各種解決方案。

在一個實施例中，一或多種非暫時性機器可讀媒體在其上具有指令，該等指令在由一處理器執行時經組態以執行包含以下各者之操作：獲得一訓練晶圓上之第一區域之掃描式電子顯微鏡(SEM)度量衡資料；獲得該訓練晶圓上之第二區域之光學度量衡資料；及藉由使用該訓練晶圓之該SEM度量衡資料及該光學度量衡資料來訓練一模型，以基於一生產晶圓之區域之光學度量衡資料而產生該生產晶圓上之特徵之參數。

在另一實施例中，其進一步包含：獲得該生產晶圓之區域之光學度量衡資料；及基於該生產晶圓之該光學度量衡資料及該經訓練模型而判定該生產晶圓之特徵參數。

在另一實施例中，基於一再訓練觸發之偵測而再訓練該模型。

在另一實施例中，其中偵測一晶圓製造改變包含監測與晶圓製造相關聯之一或多個效能指示符。

在另一實施例中，其中該等特徵參數包含疊對、疊對誤差、關鍵尺寸、關鍵尺寸均一性、邊緣置放誤差、焦距、劑量、局域疊對、局域疊對誤差、局域關鍵尺寸、局域關鍵尺寸均一性、一或多個特徵尺寸或其一組合中之至少一者。

在一個實施例中，一或多種非暫時性機器可讀媒體在其上具有指令，該等指令在由一處理器執行時經組態以執行包含以下各者之操作：獲得一生產晶圓之區域之光學度量衡資料；及基於該光學度量衡資料及一經訓練模型而判定該生產晶圓上之特徵之參數，其中該生產晶圓上之特徵之該等參數包含偽掃描式電子顯微鏡(SEM)參數。

在另一實施例中，其中該模型藉由以下操作產生：獲得一或多個訓練晶圓上之第一區域之(SEM)度量衡資料；獲得該一或多個訓練晶圓上之第二區域之光學度量衡資料；及藉由使用該SEM度量衡資料及該光學度量衡資料來訓練該模型，以產生該生產晶圓上之特徵之參數。

在一個實施例中，一處理器及如先前實施例中所描述之一或多種非暫時性機器可讀媒體。

在一個實施例中，一種方法包含：獲得一或多個訓練晶圓上之第一區域之掃描式電子顯微鏡(SEM)度量衡資料；獲得該一或多個訓練晶圓上之第二區域之光學度量衡資料；及藉由使用該SEM度量衡資料及該光學度量衡資料來訓練一模型，以基於一或多個生產晶圓之區域之光學度量衡資料而產生該一或多個生產晶圓上之特徵之參數。

在另一實施例中，獲得該一或多個生產晶圓之區域之光學度量衡資料，及基於該一或多個生產晶圓之該光學度量衡資料及該經訓練模型而判定該一或多個生產晶圓上之特徵之參數。

本發明之實施例之其他優點將自結合隨附圖式進行的以下描述變得顯而易見，在隨附圖式中藉助於說明及實例闡述本發明之某些實施例。

現將詳細參考例示性實施例，在隨附圖式中繪示該等例示性實施例之實例。以下描述參考隨附圖式，其中除非另外表示，否則不同圖式中之相同編號表示相同或類似元件。闡述於例示性實施例之以下描述中之實施並不表示所有實施。實情為，其僅為符合與隨附申請專利範圍中所敍述之所揭示實施例相關之態樣的設備及方法之實例。舉例而言，儘管一些實施例係在利用電子束之上下文中予以描述，但本發明不限於此。可類似地應用其他類型之帶電粒子束。此外，可使用其他成像系統，諸如光學成像、光偵測、x射線偵測等。

電子裝置由形成於稱為基板之矽片上的電路構成。許多電路可共同形成於相同矽片上且稱為積體電路或IC。此等電路之大小已顯著減小，使得更多該等電路可安裝於基板上。舉例而言，智慧型手機中之IC晶片可與縮略圖一樣小且仍可包括超過20億個電晶體，各電晶體之大小小於人類毛髮之大小的1/1000。

製造此等極小IC為常常涉及數百個個別步驟之複雜、耗時且昂貴之程序。甚至一個步驟中之錯誤亦有可能導致成品IC中之缺陷，藉此使得成品IC無用。因此，製造程序之一個目標為避免此類缺陷以使在此程序中製造之功能性IC的數目最大化，亦即改良程序之總良率。

改良良率之一個組分為監測晶片製造程序，以確保其正產生足夠數目之功能性積體電路。監測該程序之一種方式為在晶片電路結構形成之各個階段處檢測該等晶片電路結構。可使用掃描式電子顯微鏡(SEM)來實行檢測。SEM可用於實際上使此等極小結構成像，從而獲取該等結構之「圖像」。影像可用於判定結構是否適當形成，且亦判定結構是否形成於適當位置中。若結構係有缺陷的，則可調整該程序，使得缺陷不大可能再現。可能需要缺陷偵測及檢測程序具有較高產出量以滿足IC製造商之要求。

亦可使用一或多種光學方法實行檢測。光學方法可包括光學顯微鏡，包括光學成像。檢測之光學方法亦可包括對準之一或多個度量，諸如基於繞射之疊對量測。檢測之光學方法可為用於使裝置圖案化之微影程序之部分。

微影投影設備可用於例如積體電路(IC)之製造中。圖案化裝置(例如遮罩)可包括或提供對應於IC (「設計佈局」)之個別層之圖案，且可藉由諸如通過圖案化裝置上之圖案輻照目標部分之方法將此圖案轉印至已塗佈有輻射敏感材料(「抗蝕劑」)層的基板(例如矽晶圓)上之目標部分(例如，包含一或多個晶粒)上。一般而言，單一基板含有由微影投影設備順次地將圖案轉印至其上的複數個鄰近目標部分，一次一個目標部分。圖案化裝置上之圖案之不同部分逐漸地轉印至一個目標部分。關於微影裝置之更多資訊可見於例如以引用之方式併入本文中的US 6,046,792。

在將圖案自圖案化裝置轉印至基板之前，基板可經受各種工序，諸如上底漆、抗蝕劑塗佈及軟烘烤。在曝光之後，基板可經受其他工序(「曝光後工序」)，諸如曝光後烘烤(PEB)、顯影、硬烘烤及經轉印圖案之量測/檢測。此工序陣列用作製造裝置(例如IC)之個別層的基礎。基板可隨後經受各種程序，諸如蝕刻、離子植入(摻雜)、金屬化、氧化、化學機械研磨等，該等程序皆意欲修整裝置之個別層。若在裝置中需要數個層，則針對各層重複整個工序或其變體。最終，基板上之各目標部分中將存在裝置。接著藉由諸如切塊或鋸切之技術來使此等裝置彼此分離，使得可將個別裝置安裝於載體上、連接至銷釘等。

製造諸如半導體裝置之裝置通常涉及使用數個製造程序來處理基板(例如半導體晶圓)以形成該等裝置之各種特徵及多個層。通常使用例如沈積、微影、蝕刻、化學機械研磨及離子植入來製造及處理此類層及特徵。可在基板上之複數個晶粒上製造多個裝置，且接著將該等裝置分離成個別裝置。此裝置製造程序可視為圖案化程序。圖案化程序涉及圖案化步驟，諸如使用微影設備中之圖案化裝置將圖案化裝置上之圖案轉印至基板的光學及/或奈米壓印微影，且圖案化程序通常但視情況涉及一或多個相關圖案處理步驟，諸如藉由顯影設備進行抗蝕劑顯影、使用烘烤工具烘烤基板、使用蝕刻設備使用圖案進行蝕刻等。

微影為在諸如IC之裝置之製造中的中心步驟，其中形成於基板上之圖案限定裝置之功能元件，諸如微處理器、記憶體晶片等。類似微影技術亦用於形成平板顯示器、微機電系統(MEMS)及其他裝置。

隨著半導體製造程序繼續前進，功能元件之尺寸已不斷地減小。同時，每裝置功能元件(諸如電晶體)之數目已穩定地增加，此遵循通常稱為「莫耳定律」之趨勢。在當前技術狀態下，使用微影投影設備製造裝置之層，該等微影投影設備使用來自深紫外照明源之照明將設計佈局投影至基板上，從而產生尺寸遠低於100 nm，亦即小於來自照明源(例如，193 nm照明源)之輻射的波長之一半的個別功能元件。

供印刷尺寸小於微影投影設備之經典解析度極限之特徵的此程序根據解析度公式CD = k1×λ/NA而通常被稱為低k1微影，其中λ為所採用輻射之波長(當前在大多數情況下為248 nm或193 nm)，NA為微影投影設備中之投影光學器件之數值孔徑，CD為「關鍵尺寸」(通常為所印刷之最小特徵大小)，且k1為經驗解析度因數。一般而言，k1愈小，則在基板上再生類似於由設計者規劃之形狀及尺寸以便達成特定電功能性及效能的圖案變得愈困難。為了克服此等困難，將複雜微調步驟應用於微影投影設備、設計佈局或圖案化裝置。此等步驟包括例如但不限於NA及光學相干設定之最佳化、定製照明方案、使用相移圖案化裝置、設計佈局中之光學近接校正(OPC，有時亦稱為「光學及程序校正」)、源遮罩最佳化(SMO)或通常定義為「解析度增強技術」(RET)之其他方法。如本文中所使用之術語「投影光學器件」應廣泛地解譯為涵蓋各種類型之光學系統，包括例如折射光學器件、反射光學器件、孔徑及反射折射光學器件。術語「投影光學器件」亦可包括根據此等設計類型中之任一者操作以用於共同地或單獨地引導、塑形或控制投影輻射光束之組件。術語「投影光學器件」可包括微影投影設備中之任何光學組件，而不管該光學組件在微影投影設備之光程上位於何處。投影光學器件可包括用於在來自源之輻射通過圖案化裝置之前塑形、調整及/或投影該輻射的光學組件，及/或用於在該輻射通過圖案化裝置之後塑形、調整及/或投影該輻射的光學組件。投影光學器件通常不包括源及圖案化裝置。

光學檢測及SEM檢測具有不同優點及弱點。改良之總體檢測及監測可藉由利用光學檢測(包括速度)及SEM檢測(包括準確度)兩者之優點來達成。模型可經訓練以使光學檢測參數與SEM檢測參數相關，以便利用SEM檢測之準確度及精確度的優點以及光學檢測之速度及無損性的優點。可訓練模型以基於光學檢測參數(亦即，「光學度量衡效能指示符」或其他參數)產生類似SEM之檢測參數(亦即，「偽SEM效能指示符」或其他參數)。經訓練模型可接著用於產生類似SEM之檢測參數，且可基於類似SEM之檢測參數在各個點處監測製造程序。基於SEM檢測參數之週期性監測，模型之準確度可經檢查及調整且用於程序控制。

儘管在本文中可特定地參考IC之製造，但應明確地理解，本文中之描述具有許多其他可能的應用。舉例而言，其可用於製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、液晶顯示面板、薄膜磁頭等。熟習此項技術者應瞭解，在此類替代應用之上下文中，在本文中對術語「倍縮光罩」、「晶圓」或「晶粒」之任何使用應被認為可分別與更一般術語「遮罩」、「基板」及「目標部分」互換。

出於清楚起見，可放大圖式中之組件之相對尺寸。在以下圖式描述內，相同或類似附圖標號係指相同或類似組件或實體，且僅描述關於個別實施例之差異。如本文中所使用，除非另外特定陳述，否則術語「或」涵蓋所有可能組合，除非不可行。舉例而言，若陳述組件可包括A或B，則除非另外特定陳述或不可行，否則組件可包括A，或B，或A及B。作為第二實例，若陳述組件可包括A、B或C，則除非另外特定陳述或不可行，否則組件可包括A，或B，或C，或A及B，或A及C，或B及C，或A及B及C。

圖案化裝置可包含或可形成一或多個圖案。可利用電腦輔助設計(CAD)程式基於圖案或設計佈局而產生圖案，此程序常常稱為電子設計自動化(EDA)。大多數CAD程式遵循預定設計規則集合，以便產生功能設計佈局/圖案化裝置。此等規則藉由處理及設計限制來設定。舉例而言，設計規則限定裝置(諸如閘極、電容器等)或互連線之間的空間容許度，以便確保裝置或線不會以不合需要的方式彼此相互作用。設計規則可包括及/或指定特定參數、關於參數之限制及/或參數範圍，及/或其他資訊。設計規則限制及/或參數中之一或多者可稱為「關鍵尺寸」(CD)。裝置之關鍵尺寸可定義為線或孔之最小寬度或兩條線或兩個孔之間的最小空間，或其他特徵。因此，CD判定所設計裝置之總大小及密度。裝置製造中之目標中之一者為在基板上如實地再生原始設計意圖(經由圖案化裝置)。

如在本文中所採用之術語「遮罩」或「圖案化裝置」可廣泛地解釋為係指可用於向入射輻射光束賦予經圖案化截面之通用半導體圖案化裝置，該經圖案化截面對應於待在基板之目標部分中產生之圖案；術語「光閥」亦可用於此上下文中。除經典遮罩(透射性或反射性；二元、相移、混合式等)以外，其他此類圖案化裝置之實例包括可程式化鏡面陣列及可程式化LCD陣列。

如本文中所使用，術語「圖案化程序」通常意謂作為微影程序之部分的藉由施加光之指定圖案來產生經蝕刻基板的程序。然而，「圖案化程序」亦可包括(例如電漿)蝕刻，因為本文中所描述之許多特徵可提供使用蝕刻(例如電漿)處理形成經印刷圖案之益處。

如本文中所使用，術語「圖案」意謂例如基於上文所描述之設計佈局而待蝕刻於基板(例如晶圓)上之理想化圖案。圖案可包含例如各種形狀、特徵之配置、輪廓等。

如本文中所使用，「經印刷圖案」意謂基於目標圖案蝕刻之基板上之實體圖案。經印刷圖案可包括例如凹槽、通道、凹部、邊緣或由微影程序產生之其他二維及三維特徵。

如本文中所使用，術語「預測模型」、「程序模型」、「電子模型」及/或「模擬模型」(其可互換使用)意謂包括模擬圖案化程序之一或多個模型之模型。舉例而言，模型可包括光學模型(例如，使用於在微影程序中遞送光之透鏡系統/投影系統模型化且可包括使至光阻上之光的最終光學影像模型化)、抗蝕劑模型(例如，使抗蝕劑之物理效應模型化，諸如由於光而產生之化學效應)、OPC模型(例如，可用於產生目標圖案且可包括子解析度抗蝕劑特徵(SRAF)等)、蝕刻(或蝕刻偏置)模型(例如，模擬蝕刻程序對經印刷晶圓圖案之物理效應)、源遮罩最佳化(SMO)模型及/或其他模型。

如本文中所使用，術語「校準」意謂修改(例如，改良或調節)及/或驗證模型、演算法及/或當前系統及/或方法之其他組件。

圖案化系統可為包含上文所描述之組件中之任一者或全部加經組態以執行與此等組件相關聯之操作中之任一者或全部的其他組件的系統。舉例而言，圖案化系統可包括微影投影設備、掃描器、經組態以施加及/或移除抗蝕劑之系統、蝕刻系統及/或其他系統。

如本文所使用，術語「繞射」係指當遇到孔徑或系列孔徑(包括週期性結構或光柵)時光束光或其他電磁輻射之行為。「繞射」可包括建設性及破壞性干涉兩者，包括散射效應及干涉法。如本文中所使用，「光柵」為週期性結構，其可為一維(亦即，包含點柱)、二維或三維，且其造成光學干涉、散射或繞射。「光柵」可為繞射光柵。

如本文中所使用，「製造」係指將裸半導體晶圓製造為成品電子(或電光)裝置之製造步驟中之一或多者。製造可包括沈積(例如，金屬沈積)、氧化物生長、離子植入、微影、蝕刻、清潔等步驟。

如本文中所使用，「度量衡」係指一或多個量測之系統或用於執行其之設備。度量衡可包括比較量測值與標準值及量化一或多個材料及/或特徵參數或程序步驟。度量衡可指一般資料收集及累積步驟，包括執行量測或接收與量測相關之輸入的量測裝置。實例度量衡設備包括掃描式電子顯微鏡(SEM)、光學度量衡工具(諸如基於繞射之疊對量測設備)、缺陷量測裝置(諸如表面輪廓儀)等。

如本文中所使用，「效能指示符」係指經量測、追蹤及/或評估以便推斷關於效能之資訊之效能度量。效能指示符可用於做出關於程序之一或多個決策。效能指示符可指示程序正在預期自然變化內進行或程序已經歷改變。效能指示符可為定量或定性的。效能指示符可為關鍵效能指示符(KPI)。替代地，效能指示符可並非KPI或當前可不為KPI，但在判定關鍵效用之情況下可能具有成為KPI之能力。

如本文中所使用，「SEM導出之效能指示符」係指至少部分地基於SEM度量衡資料判定或導出之效能指示符。

如本文中所使用，「光學度量衡導出之效能指示符」係指至少部分地基於光學度量衡資料判定或導出之效能指示符。

如本文中所使用，「持續學習」係指基於資料之持續輸入的一種類型之訓練及更新。可為機器學習模型之模型可基於持續學習更新。持續學習可包括監測模型對資料之連續輸入之適用性，且偵測模型是否不再應用或正確地使資料模型化。持續學習可包含基於新的或最新的資料再訓練及/或更新模型，其允許模型不斷地移位以反映改變之程序。持續學習可代替地或另外包括模型之例行或定期更新或再訓練，即使未偵測到資料與模型之間的未對準。

如本文中所使用，「大批量製造」係指在有限時間內大規模生產製造產品。如本文中所使用，「大批量製造」更特定地係指半導體裝置之製造，其中產品及程序得到良好表徵及標準化，與研究、校準、測試、品質評估等程序相對，該等程序可能未經良好表徵且可能經歷配方、材料、變化等之改變。

如本文中所使用，「黃金標準」係指產生最佳或更準確結果之程序。對於具有類似準確度之程序，具有最精確結果或最有效數字之程序可為黃金標準。舉例而言，在度量衡中，黃金標準為不考慮時間、成本及/或破壞性之量測，其產生最接近參數之真值的量測結果。SEM度量衡被視為用於量測特徵尺寸之黃金標準。

如本文中所使用，「記錄程序」為在大批量製造中用於執行某一步驟或量測之程序。記錄程序係藉由平衡時間、成本、準確度及結果品質來選擇。記錄程序不必在特定步驟或量測處為最快、最廉價或最佳的，而是經選擇以提供足夠好的結果，而不犧牲時間及/或金錢。記錄程序可不為黃金標準。

現參考圖1，其繪示符合本發明之實施例之例示性電子束檢測(EBI)系統100。如圖1中所展示，帶電粒子束檢測系統100包括主腔室10、裝載鎖定腔室20、電子束工具40及裝備前端模組(EFEM) 30。電子束工具40位於主腔室10內。雖然描述及圖式係針對電子束，但應瞭解，實施例並非用於將本發明限制為特定帶電粒子。

EFEM 30包括第一裝載埠30a及第二裝載埠30b。EFEM 30可包括額外裝載埠。第一裝載埠30a及第二裝載埠30b收納含有待檢測之晶圓(例如，半導體晶圓或由其他材料製成之晶圓)或樣本(晶圓及樣本在下文中統稱為「晶圓」)的晶圓前開式單元匣(FOUP)。EFEM 30中之一或多個機器人臂(未展示)將晶圓輸送至裝載鎖定腔室20。

裝載鎖定腔室20連接至裝載/鎖定真空泵系統(未展示)，該裝載/鎖定真空泵系統移除裝載鎖定腔室20中之氣體分子以達至低於大氣壓力之第一壓力。在達至第一壓力之後，一或多個機器人臂(未展示)將晶圓自裝載鎖定腔室20輸送至主腔室10。主腔室10連接至主腔室真空泵系統(未展示)，該主腔室真空泵系統移除主腔室10中之氣體分子以達至低於第一壓力之第二壓力。在達至第二壓力之後，晶圓經受電子束工具40進行之檢測。在一些實施例中，電子束工具40可包含單束檢測工具。

控制器50可電連接至電子束工具40，且亦可電連接至其他組件。控制器50可為經組態以執行帶電粒子束檢測系統100之各種控制的電腦。控制器50亦可包括經組態以執行各種信號及影像處理功能之處理電路系統。雖然控制器50在圖1中展示為在包括主腔室10、裝載鎖定腔室20及EFEM 30之結構外部，但應瞭解，控制器50可為結構之部分。

雖然本發明提供容納電子束檢測系統之主腔室10的實例，但應注意，本發明之態樣在其最廣泛意義上而言不限於容納電子束檢測系統之腔室。實情為，應瞭解，前述原理亦可應用於其他腔室，諸如深紫外線(DUV)微影或極紫外線(EUV)微影系統之腔室。

現參考圖2，其繪示符合本發明之實施例的繪示可為圖1之例示性帶電粒子束檢測系統100之一部分的電子束工具40之例示性組態的示意圖。電子束工具40 (在本文中亦稱為設備40)可包含電子發射器，該電子發射器可包含陰極203、提取器電極205、槍孔徑220及陽極222。電子束工具40可進一步包括庫侖孔徑陣列224、聚光透鏡226、光束限制孔徑陣列235、物鏡總成232及電子偵測器244。電子束工具40可進一步包括藉由電動載物台234支撐之樣本固持器236以固持待檢測之樣本250。應瞭解，可視需要添加或省略其他相關組件。

在一些實施例中，電子發射器可包括陰極203及陽極222，其中初級電子可自陰極發射且經提取或加速以形成初級電子束204，該初級電子束204形成初級光束交越202。初級電子束204可視覺化為自初級光束交越202發射。

在一些實施例中，電子發射器、聚光透鏡226、物鏡總成232、光束限制孔徑陣列235及電子偵測器244可與設備40之主光軸201對準。在一些實施例中，電子偵測器244可沿著次光軸(未展示)遠離主光軸201置放。

在一些實施例中，物鏡總成232可包含經修改擺動物鏡延遲浸沒透鏡(SORIL)，其包括極片232a、控制電極232b、包含偏轉器240a、240b、240d及240e之光束操縱器總成，以及激勵線圈232d。在一般成像程序中，自陰極203之尖端發出之初級電子束204藉由施加至陽極222之加速電壓加速。初級電子束204之一部分穿過槍孔徑220及庫侖孔徑陣列224之孔徑，且由聚光透鏡226聚焦以便完全或部分地穿過光束限制孔徑陣列235之孔徑。可聚焦穿過光束限制孔徑陣列235之孔徑的電子以由經修改SORIL透鏡在樣本250之表面上形成探測光點，且由光束操縱器總成之一或多個偏轉器偏轉以掃描樣本250之表面。自樣本表面發出之次級電子可藉由電子偵測器244收集以形成所關注掃描區域之影像。

在物鏡總成232中，激勵線圈232d及極片232a可產生磁場。正由初級電子束204掃描之樣本250之一部分可浸入磁場中，且可帶電，此又產生電場。電場可減小衝擊樣本250附近及該樣本250之表面上的初級電子束204之能量。與極片232a電隔離之控制電極232b可控制例如在樣本250上方及其上之電場，以減少物鏡總成232之像差、調整信號電子束之聚焦以實現高偵測效率，或避免電弧作用來保護樣本。光束操縱器總成之一或多個偏轉器可使初級電子束204偏轉以促進對樣本250之光束掃描。舉例而言，在掃描程序中，可控制偏轉器240a、240b、240d及240e以在不同時間點處使初級電子束204偏轉至樣本250之頂部表面之不同位置上，以為樣本250之不同部分的影像重建構提供資料。應注意，240a至240e之次序在不同實施例中可不同。

在接收初級電子束204之後，可自樣本250之部分發射反向散射電子(BSE)及次級電子(SE)。光束分離器240c可將包含反向散射及次級電子之次級或散射電子束引導至電子偵測器244之感測器表面。經偵測次級電子束可在電子偵測器244之感測器表面上形成對應光束點。電子偵測器244可產生表示所接收次級電子束光點之強度的信號(例如電壓、電流)，且將信號提供至處理系統，諸如控制器50。次級或反向散射電子束及所得次級電子束光點之強度可根據樣本250之外部或內部結構而變化。此外，如上文所論述，可使初級電子束204偏轉至樣本250之頂部表面的不同位置上，以產生不同強度之次級或散射電子束(及所得光束點)。因此，藉由用樣本250之位置來映射次級電子束光點之強度，處理系統可重建構反映樣本250之內部或外部結構的影像，該樣本250可包含晶圓樣本。

在一些實施例中，控制器50可包含影像處理系統，該影像處理系統包括影像獲取器(未展示)及儲存器(未展示)。影像獲取器可包含一或多個處理器。舉例而言，影像獲取器可包含電腦、伺服器、大型電腦主機、終端機、個人電腦、任何種類之行動計算裝置及類似者，或其組合。影像獲取器可經由諸如電導體、光纖纜線、攜帶型儲存媒體、IR、藍牙、網際網路、無線網路、無線電等或其組合之媒體以通信方式耦接至設備40之電子偵測器244。在一些實施例中，影像獲取器可自電子偵測器244接收信號，且可建構影像。影像獲取器可因此獲取樣本250之區的影像。影像獲取器亦可執行各種後處理功能，諸如產生輪廓、將指示符疊加於所獲取影像上，及類似者。影像獲取器可經組態以執行所獲取影像之亮度及對比度等的調整。在一些實施例中，儲存器可為儲存媒體，諸如硬碟、快閃隨身碟、雲端儲存器、隨機存取記憶體(RAM)、其他類型之電腦可讀記憶體，及類似者。儲存器可與影像獲取器耦接，且可用於保存經掃描原始影像資料作為初始影像，及後處理影像。

在一些實施例中，控制器50可包括量測電路系統(例如，類比至數位轉換器)以獲得經偵測次級電子及反向散射電子之分佈。與入射於樣本(例如晶圓)表面上之初級電子束204之對應掃描路徑資料組合的在偵測時間窗期間收集之電子分佈資料可用於重建構受檢測之晶圓結構之影像。經重建構影像可用於顯露樣本250之內部或外部結構的各種特徵，且藉此可用於顯露可能存在於晶圓中之任何缺陷。

在一些實施例中，控制器50可控制電動載物台234以在檢測期間移動樣本250。在一些實施例中，控制器50可使得電動載物台234能夠在一個方向上以恆定速度連續地移動樣本250。在其他實施例中，控制器50可使得機動載物台234能夠取決於掃描程序之步驟而隨時間推移改變樣本250之移動速度。

如此項技術中通常已知的，帶電粒子(諸如，初級電子束之電子)與樣本(例如，稍後論述的圖3之樣本315)之相互作用可產生含有關於樣本之所探測區之組成及構形資訊的信號電子。次級電子(SE)可識別為具有低發射能量之信號電子，且反向散射電子(BSE)可識別為具有高發射能量之信號電子。由於其低發射能量，物鏡總成可沿著電子路徑引導SE且將SE聚焦於置放於SEM柱內部之透鏡內電子偵測器之偵測表面上。沿著電子路徑行進之BSE亦可由透鏡內電子偵測器偵測。然而，在一些情況下，具有較大發射角之BSE可使用額外電子偵測器(諸如反向散射電子偵測器)來偵測，或保持未偵測到，從而導致檢測樣本或量測關鍵尺寸所需之樣本資訊的丟失。

半導體製造程序中之一些缺陷之偵測及檢測(諸如光微影、金屬沈積、乾式蝕刻或濕式蝕刻等期間之內埋粒子)可得益於表面特徵之檢測以及缺陷粒子之組成分析。在此類情境下，自次級電子偵測器及反向散射電子偵測器獲得以識別缺陷、分析缺陷之組成及基於所獲得資訊調整程序參數等的資訊對於使用者而言可為合乎需要的。

SE及BSE之發射遵從朗伯定律且具有較大能量散佈。SE及BSE係在初級電子束與樣本相互作用時自樣本之不同深度產生且具有不同發射能量。舉例而言，次級電子來源於表面，且取決於樣本材料或相互作用體積等可具有≤ 50 eV之發射能量。SE用於提供關於表面特徵或表面幾何結構之資訊。另一方面，BSE主要由初級電子束之入射電子的彈性散射事件產生，且相比於SE通常具有在50 eV至大約入射電子之著陸能量範圍內的較高發射能量，且提供正檢測之材料的組成及對比度資訊。所產生之BSE之數目可取決於包括但不限於樣本中之材料的原子數、初級電子束之加速電壓等因素。

基於發射能量或發射角等之差異，可使用分離電子偵測器、分段式電子偵測器、能量濾波器及類似者來單獨地偵測SE及BSE。舉例而言，透鏡內電子偵測器可經組態為包含以二維或三維配置配置之多個片段之分段式偵測器。在一些情況下，透鏡內電子偵測器之片段可圍繞主光軸(例如，圖3之主光軸300-1)徑向地、周向地或方位地配置。

現參考圖3，其繪示符合本發明之實施例之例示性帶電粒子束設備300 (亦稱為設備300)的示意圖。設備300可為圖2之例示性電子束工具的一部分及/或圖1之例示性帶電粒子束檢測系統100的一部分。設備300可包含帶電粒子源，諸如經組態以自陰極301發射初級電子且使用提取器電極302提取以沿著主光軸300-1形成初級電子束300B1的電子源。設備300可進一步包含陽極303、聚光透鏡304、光束限制孔徑陣列305、信號電子偵測器306及312、複合物鏡307、包含初級電子束偏轉器308、309、310及311之掃描偏轉單元，以及控制電極314。在本發明之上下文中，信號電子偵測器306及312中之一者或兩者可為位於SEM之電光學柱內部的透鏡內電子偵測器，且可圍繞主光軸300-1旋轉對稱配置。在一些實施例中，信號電子偵測器312可稱為第一電子偵測器，且信號電子偵測器306可稱為貫穿透鏡偵測器、浸沒透鏡偵測器、上部偵測器或第二電子偵測器。應瞭解，可視需要添加、省略或重排序相關組件。

電子源(未展示)可包括經組態以在供應熱能時發射電子以克服源之功函數的熱源、經組態以在暴露於大靜電場時發射電子的場發射源等。在場發射源之情況下，電子源可電連接至經組態以施加電壓信號且基於所要著陸能量、樣本分析、源特性等調整電壓信號的控制器，諸如圖1之控制器50。提取器電極302可經組態以提取或加速自場發射槍發射的電子，例如以沿著主光軸300-1形成初級電子束300B1，該初級電子束300B1形成虛擬或真實初級光束交越(未繪示)。初級電子束300B1可視覺化為自初級光束交越發射。在一些實施例中，控制器可經組態以施加且調整至提取器電極302之電壓信號以提取或加速由電子源產生之電子。施加至提取器電極302之電壓信號的振幅可不同於施加至陰極301之電壓信號的振幅。在一些實施例中，施加至提取器電極302及陰極301之電壓信號的振幅之間的差異可經組態以加速沿著主光軸300-1在下游之電子，同時維持電子源之穩定性。如在本發明之上下文中所使用，「下游」係指沿著初級電子束300B1自電子源開始朝向樣本315之路徑的方向。參考帶電粒子束設備(例如，圖3之設備300)之元件之定位，「下游」可指沿著初級電子束自電子源開始之路徑位於另一元件下方或在另一元件之後的元件之位置，且「緊接在下游」係指第二元件沿著初級電子束300B1之路徑在第一元件下方或在第一元件之後的位置，使得在第一元件與第二元件之間不存在其他主動元件。舉例而言，如圖3中所繪示，信號電子偵測器306可緊接地定位於光束限制孔徑陣列305之下游，使得在光束限制孔徑陣列305與電子偵測器306之間未置放有其他光學或電光學元件。如在本發明之上下文中所使用，「上游」可指沿著初級電子束自電子源開始之路徑位於另一元件上方或在另一元件之前的元件之位置，且「緊接在上游」係指第二元件沿著初級電子束300B1之路徑在第一元件上方或在第一元件之前的位置，使得在第一元件與第二元件之間不存在其他主動元件。如本文中所使用，「主動元件」可指任何元件或組件，其存在可藉由產生電場、磁場或電磁場改變第一元件與第二元件之間的電磁場。

設備300可包含經組態以接收初級電子束300B1之一部分或相當大部分且將初級電子束300B1聚焦於光束限制孔徑陣列305上的聚光透鏡304。聚光透鏡304可實質上類似於圖2之聚光透鏡226，且可執行實質上類似的功能。儘管展示為圖3中之磁透鏡，但聚光透鏡304可為靜電、磁性、電磁或複合電磁透鏡等。聚光透鏡304可與諸如圖2之控制器50的控制器電耦接。控制器可將電激勵信號施加至聚光透鏡304，以基於包括操作模式、應用、所要分析或正被檢測之樣本材料等的因素而調整聚光透鏡304之聚焦倍率。

設備300可進一步包含光束限制孔徑陣列305，其經組態以限制穿過光束限制孔徑陣列305之複數個光束限制孔徑中之一者的初級電子束300B1之光束電流。儘管在圖3中僅繪示一個光束限制孔徑，但光束限制孔徑陣列305可包括具有均一或非均一孔徑大小、截面或間距之任何數目個孔徑。在一些實施例中，光束限制孔徑陣列305可安置成在聚光透鏡304下游或緊接在聚光透鏡304下游(如圖3中所繪示)且實質上垂直於主光軸300-1。在一些實施例中，光束限制孔徑陣列305可經組態為包含複數個光束限制孔徑之導電結構。光束限制孔徑陣列305可經由連接器(未繪示)與控制器50電連接，該控制器50可經組態以指示電壓待供應至光束限制孔徑陣列305。所供應電壓可為參考電壓，諸如接地電位。控制器亦可經組態以維持或調整所供應電壓。控制器50可經組態以調整光束限制孔徑陣列305之位置。

設備300可包含一或多個信號電子偵測器306及312。信號電子偵測器306及312可經組態以基於發射能量、發射極角、反向散射電子之發射方位角等偵測實質上所有次級電子及反向散射電子之一部分。在一些實施例中，信號電子偵測器306及312可經組態以偵測次級電子、反向散射電子或歐傑電子。信號電子偵測器312可安置於信號電子偵測器306下游。在一些實施例中，信號電子偵測器312可安置於初級電子束偏轉器311下游或緊接在其下游。自樣本315發射之具有低發射能量(通常≤50 eV)或較小發射極角之信號電子可包含次級電子束300B4，且具有高發射能量(通常＞50 eV)或中等發射極角之信號電子可包含反向散射電子束300B3。在一些實施例中，300B4可包含次級電子、低能量反向散射電子或具有較小發射極角之高能量反向散射電子。應瞭解，儘管未繪示，但可由信號電子偵測器306偵測反向散射電子之一部分，且可由信號電子偵測器312偵測次級電子之一部分。在疊對度量衡及檢測應用中，信號電子偵測器306可用於偵測自表面層產生之次級電子，及自底層較深層(諸如深溝槽或高縱橫比孔)產生之反向散射電子。

設備300可進一步包括經組態以將初級電子束300B1聚焦於樣本315之表面上的複合物鏡307。控制器可將電激勵信號施加至複合物鏡307之線圈307C，以基於包括初級光束能量、應用需要、所要分析、被檢測之樣本材料等的因素來調整複合物鏡307之聚焦倍率。複合物鏡307可進一步經組態以將信號電子(諸如具有低發射能量之次級電子，或具有高發射能量之反向散射電子)聚焦於信號電子偵測器(例如，透鏡內信號電子偵測器306或偵測器312)之偵測表面上。複合物鏡307可實質上類似於圖2之物鏡總成232或可執行實質上與其類似之功能。在一些實施例中，複合物鏡307可包含電磁透鏡，其包括磁透鏡307M及由控制電極314、極片307P及樣本315形成之靜電透鏡307ES。

如本文中所使用，複合物鏡為在樣本附近產生重疊的磁場及靜電場兩者以用於聚焦初級電子束的物鏡。在本發明中，儘管聚光透鏡304亦可為磁透鏡，但參考諸如307M之磁透鏡係指物鏡磁透鏡，且參考諸如307ES之靜電透鏡係指物鏡靜電透鏡。如圖3中所繪示，協同工作以例如將初級電子束300B1聚焦於樣本315上之磁透鏡307M及靜電透鏡307ES可形成複合物鏡307。磁透鏡307M及線圈307C之透鏡主體可產生磁場，而靜電場可藉由例如在樣本315與極片307P之間產生電位差而產生。在一些實施例中，控制電極314或位於極片307P與樣本315之間的其他電極亦可為靜電透鏡307ES之一部分。

在一些實施例中，磁透鏡307M可包含由虛平面307A與307B之間的空間限定之空腔。應瞭解，標記為圖3中之虛線的虛平面307A及307B僅出於說明性目的而為視覺輔助物。較接近聚光透鏡304定位之虛平面307A可限定空腔之上邊界，且較接近樣本315定位之虛平面307B可限定磁透鏡307M之空腔的下邊界。如本文中所使用，磁透鏡之「空腔」係指由經組態以允許初級電子束通過的磁透鏡之元件限定的空間，其中該空間圍繞主光軸旋轉對稱。術語「在磁透鏡之空腔內」或「在磁透鏡之空腔內部」係指限定於虛平面307A及307B以及直接暴露於初級電子束的磁透鏡307M之內表面內的空間。平面307A及307B可實質上垂直於主光軸300-1。儘管圖3繪示圓錐形空腔，但空腔之截面可為圓柱形、圓錐形、交錯式圓柱形、交錯式圓錐形或任何合適的截面。

設備300可進一步包括包含初級電子束偏轉器308、309、310及311之掃描偏轉單元，該等偏轉器經組態以使初級電子束300B1動態地偏轉於樣本315之表面上。在一些實施例中，包含初級電子束偏轉器308、309、310及311之掃描偏轉單元可稱為光束操縱器或光束操縱器總成。初級電子束300B1之動態偏轉可使得例如以光柵掃描圖案掃描樣本315之所要區域或所要關注區，以產生SE及BSE以供樣本檢測。一或多個初級電子束偏轉器308、309、310及311可經組態以在X軸或Y軸或X軸與Y軸之組合中偏轉初級電子束300B1。如本文中所使用，X軸及Y軸形成笛卡爾座標，且初級電子束300B1沿著Z軸或主光軸300-1傳播。

電子為帶負電荷粒子且行進通過電光學柱，且可在高能量及高速度下如此執行。使電子偏轉之一種方式為使該等電子穿過例如藉由保持於兩個不同電位之一對板或使電流穿過偏轉線圈以及其他技術而產生的電場或磁場。跨越偏轉器(例如，圖3之初級電子束偏轉器308、309、310及311)之電場或磁場變化可基於包括但不限於電子能、所施加電場之量值、偏轉器之尺寸等的因素而使初級電子束300B1中之電子的偏轉角變化。

在一些實施例中，一或多個初級電子束偏轉器308、309、310及311可位於磁透鏡307M之空腔內。如圖3中所繪示，所有初級電子束偏轉器308、309、310及311之整體可位於磁透鏡307M之空腔內。在一些實施例中，至少一個初級電子束偏轉器之整體可位於磁透鏡307M之空腔內。在一些實施例中，藉由使電流穿過線圈307C而產生的磁場之相當大部分可存在於磁透鏡307M中，使得各偏轉器位於磁透鏡307M之磁場線內部或受磁透鏡307M之磁場影響。在此情境下，樣本315可被視為在磁場線外部且可不受磁透鏡307M之磁場影響。一光束偏轉器(例如，圖3之初級電子束偏轉器308)可沿著磁透鏡307M之內部表面沿圓周安置。一或多個初級電子束偏轉器可置放於信號電子偵測器306與312之間。在一些實施例中，所有初級電子束偏轉器可置放於信號電子偵測器306與312之間。

如本文中所揭示，一磁透鏡(例如磁透鏡307M)之一極片為磁透鏡之磁極附近的磁性材料塊，而磁極為磁性材料之端部，在該處外部磁場最強。如圖3中所繪示，設備300包含極片307P及307O。作為實例，極片307P可為磁透鏡307M之北極附近的磁性材料塊，且極片307O可為磁透鏡307M之南極附近的磁性材料塊。當磁透鏡線圈307C中之電流改變方向時，則磁極之極性亦可改變。在本發明之上下文中，可參考最接近主光軸300-1與樣本315相交之點定位的極片307P之位置來描述電子偵測器(例如，圖3之信號電子偵測器312)、光束偏轉器(例如，圖3之光束偏轉器308至311)、電極(例如，圖3之控制電極314)的定位。磁透鏡307M之極片307P可包含由諸如電磁鐵之軟磁材料製成的一磁極，其使磁場實質上聚集於磁透鏡307M之空腔內。極片307P及307O可為例如高解析度極片、多用途極片或高對比度極片。

如圖3中所繪示，極片307P可包含開口307R，其經組態以允許初級電子束300B1穿過且允許信號電子到達信號偵測器306及312。極片307P之開口307R之截面可為圓形、實質上圓形或非圓形的。在一些實施例中，極片307P之開口307R之幾何中心可與主光軸300-1對準。在一些實施例中，如圖3中所繪示，極片307P可為磁透鏡307M之最遠下游水平區段，且可實質上平行於樣本315之平面。極片(例如，307P及307O)為磁透鏡優於靜電透鏡之數個區別性特徵中之一者。由於極片為鄰近於磁透鏡之磁極的磁性組件，且由於靜電透鏡並不產生磁場，因此靜電透鏡並不具有極片。

用以基於信號電子(諸如SE及BSE)之發射能量而單獨地偵測信號電子的數種方式中之一者包括使自樣本315上之探測光點產生的信號電子穿過一能量濾波裝置。在一些實施例中，控制電極314可經組態以充當能量濾波裝置且可安置於樣本315與信號電子偵測器312之間。在一些實施例中，控制電極314可沿著主光軸300-1安置於樣本315與磁透鏡307M之間。可參考樣本315偏置控制電極314以形成用於具有臨限發射能量的信號電子之一電位障壁。舉例而言，可參考樣本315負偏置控制電極314，使得具有低於臨限發射能量之能量的帶負電信號電子的一部分可經偏轉回至樣本315。結果，僅具有高於由控制電極314形成之能量障壁的發射能量之信號電子朝向信號電子偵測器312傳播。應瞭解，控制電極314亦可執行其他功能，例如基於施加至控制電極之電壓影響信號電子偵測器306及312上之經偵測信號電子之角度分佈。在一些實施例中，控制電極314可經由連接器(未繪示)與控制器(未繪示)電連接，該控制器可經組態以將電壓施加至控制電極314。控制器亦可經組態以施加、維持或調整所施加電壓。在一些實施例中，控制電極314可包含一或多對電極，其經組態以提供信號控制之較大靈活性，以例如調整自樣本315發射之信號電子的軌跡。

在一些實施例中，樣本315可安置於實質上垂直於主光軸300-1之平面上。可沿著主光軸300-1調整樣本315之平面的位置，使得可調整樣本315與信號電子偵測器312之間的距離。在一些實施例中，樣本315可經由連接器與控制器(未繪示)電連接，該控制器可經組態以將電壓供應至樣本315。控制器亦可經組態以維持或調整所供應電壓。

在當前現有SEM中，藉由偵測次級電子及反向散射電子而產生的信號被組合地用於使表面成像，偵測及分析缺陷，獲得構形資訊、形態及組成分析等。藉由偵測次級電子及反向散射電子，可同時使頂部幾層及下面的層成像，因此可能捕捉底層缺陷，諸如內埋粒子、疊對誤差等。然而，總體影像品質可能受次級電子以及反向散射電子之偵測效率影響。雖然高效率次級電子偵測可提供表面之高品質影像，但由於較差之反向散射電子偵測效率，總體影像品質仍可能不足。因此，改良反向散射電子偵測效率以獲得高品質成像，同時維持高產出量可為有益的。

如圖3中所繪示，設備300可包含緊接地位於極片307P上游且在磁透鏡307M之空腔內的信號電子偵測器312。信號電子偵測器312可置放於初級電子束偏轉器311與極片307P之間。在一些實施例中，信號電子偵測器312可置放於磁透鏡307M之空腔內，使得在信號電子偵測器312與樣本315之間不存在初級電子束偏轉器。

在一些實施例中，極片307P可電接地或維持處於接地電位，以最小化與樣本315相關聯之延遲靜電場對信號電子偵測器312之影響，因此最小化可能對信號電子偵測器312造成之電損害，諸如電弧作用。在諸如圖3中所繪示之組態中，信號電子偵測器312與樣本315之間的距離可減小，使得可增強BSE偵測效率及影像品質，同時最小化信號電子偵測器312之電故障或電損害的發生。

在一些實施例中，信號電子偵測器306及312可經組態以偵測具有廣泛範圍之發射極角及發射能量的信號電子。舉例而言，由於信號電子偵測器312與樣本315之接近度，其可經組態以收集具有廣泛範圍之發射極角的反向散射電子，且信號電子偵測器306可經組態以收集或偵測具有低發射能量之次級電子。

信號電子偵測器312可包含經組態以允許初級電子束300B1及信號電子束300B4通過之開口。在一些實施例中，信號電子偵測器312之開口可對準，使得開口之中心軸線可實質上與主光軸300-1重合。信號電子偵測器312之開口可為圓形、矩形、橢圓形或任何其他合適的形狀。在一些實施例中，可視需要選擇信號電子偵測器312之開口之大小。舉例而言，在一些實施例中，信號電子偵測器312之開口之大小可小於接近樣本315之極片307P之開口。在一些實施例中，在信號電子偵測器306為單通道偵測器之情況下，信號電子偵測器312之開口及信號電子偵測器306之開口可彼此對準且與主光軸300-1對準。在一些實施例中，信號電子偵測器306可包含複數個電子偵測器，或具有複數個偵測通道之一或多個電子偵測器。在信號電子偵測器306包含複數個電子偵測器之實施例中，一或多個偵測器可相對於主光軸300-1離軸定位。在本發明之上下文中，「離軸」可指諸如偵測器之元件的位置，例如使得該元件之主軸與初級電子束之主光軸形成非零角度。在一些實施例中，信號電子偵測器306可進一步包含能量濾波器，其經組態以允許具有臨限能量之傳入信號電子之一部分穿過電子偵測器且由電子偵測器偵測。

如圖3中所繪示的信號電子偵測器312在磁透鏡307M之空腔內的位置可進一步實現信號電子偵測器312與設備300之其他電光學組件的較容易組裝及對準。電接地極片307P可實質上屏蔽信號電子偵測器312免受由極片307P、控制電極314及樣本315形成之靜電透鏡307ES之延遲靜電場的影響。

增強影像品質及信雜比之數種方式中之一者可包括偵測自樣本發射之較多反向散射電子。反向散射電子之發射角度分佈可由發射極角之餘弦相依性表示(cos(ϴ)，其中ϴ為反向散射電子束與主光軸之間的發射極角)。雖然信號電子偵測器可高效地偵測中等發射極角之反向散射電子，但較大發射極角反向散射電子可保持未經偵測到或未經充分偵測到以促進總體成像品質。因此，可能需要添加另一信號電子偵測器以捕捉較大角度反向散射電子。

雖然未特定地描繪，但應理解，本文中所描述之特徵及實施例亦可應用於多束SEM。

作為另一簡要介紹，圖4示意性地描繪微影設備LA。微影設備LA包括：照射系統(亦稱為照射器) IL，其經組態以調節輻射光束B (例如UV輻射、DUV輻射或EUV輻射)；遮罩支撐件(例如遮罩台) T，其經建構以支撐圖案化裝置(例如遮罩) MA且連接至經組態以根據某些參數準確地定位圖案化裝置MA之第一定位器PM；基板支撐件(例如晶圓台) WT，其經組態以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓) W且耦接至經組態以根據某些參數準確地定位基板支撐件之第二定位器PW；及投影系統(例如，折射投影透鏡系統) PS，其經組態以將由圖案化裝置MA賦予輻射光束B的圖案投影至基板W之目標部分C (例如，包含一或多個晶粒)上。

在操作中，照射系統IL例如經由光束遞送系統BD自輻射源SO接收輻射光束。照射系統IL可包括用於引導、塑形及/或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電及/或其他類型之光學組件，或其任何組合。照射器IL可用於調節輻射光束B以在圖案化裝置MA之平面處在其截面中具有所要空間及角強度分佈。

本文中所使用之術語「投影系統」PS應廣泛地解釋為涵蓋適於所使用之曝光輻射及/或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用的其他因素的各種類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、合成、磁性、電磁及/或靜電光學系統或其任何組合。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用均與更一般術語「投影系統」PS同義。

微影設備LA可屬於一種類型，其中基板之至少一部分可由具有相對高折射率之例如水之液體覆蓋，以便填充投影系統PS與基板W之間的空間，此亦稱為浸潤微影。在以引用之方式併入本文中的US6952253中給出關於浸潤技術之更多資訊。

微影設備LA亦可屬於具有兩個或更多個基板支撐件WT (亦稱為「雙載物台」)之類型。在此「多載物台」機器中，可並行地使用基板支撐件WT，及/或可對位於基板支撐件WT中之一者上的基板W實行製備基板W之後續曝光的步驟，同時將另一基板支撐件WT上之另一基板W用於在另一基板W上曝光圖案。

除基板支撐件WT以外，微影設備LA亦可包含量測載物台。量測載物台經組態以固持感測器及/或清潔裝置。感測器可經配置以量測投影系統PS之屬性或輻射光束B之屬性。量測載物台可固持多個感測器。清潔裝置可經配置以清潔微影設備之部分，例如投影系統PS之一部分或提供浸潤液體之系統之一部分。量測載物台可在基板支撐件WT遠離投影系統PS時在投影系統PS下方移動。

在操作中，輻射光束B入射於固持於遮罩支撐件MT上之圖案化裝置(例如遮罩) MA上，且藉由呈現於圖案化裝置MA上之圖案(設計佈局)進行圖案化。在已橫穿遮罩MA之情況下，輻射光束B穿過投影系統PS，該投影系統PS將光束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器PW及位置量測系統IF，可準確地移動基板支撐件WT，例如以便在聚焦且對準之位置處在輻射光束B之路徑中定位不同目標部分C。類似地，第一定位器PM及可能的另一位置感測器(其未在圖4中明確地描繪)可用於相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化裝置MA。可使用遮罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置MA及基板W。儘管如所繪示之基板對準標記P1、P2佔據專用目標部分，但其可位於目標部分之間的空間中。當基板對準標記P1、P2位於目標部分C之間時，將此等基板對準標記P1、P2稱為切割道對準標記。

圖5描繪微影單元LC之示意性綜述。如圖5中所展示，微影設備LA可形成微影單元LC (有時亦稱為微影單元(lithocell)或微影(litho)群集)之部分，該微影單元LC常常亦包括用以對基板W執行曝光前程序及曝光後程序之設備。習知地，此等設備包括經組態以沈積抗蝕劑層之旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之顯影器DE、例如用於調節基板W之溫度(例如，用於調節抗蝕劑層中之溶劑)的冷卻板CH及烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取基板W，在不同程序設備之間移動基板W且將基板W遞送至微影設備LA之裝載區LB。微影單元中常常亦統稱為塗佈顯影系統之裝置通常處於塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下，該塗佈顯影系統控制單元TCU自身可藉由監督控制系統SCS控制，該監督控制系統SCS亦可例如經由微影控制單元LACU來控制微影設備LA。

為了正確且一致地曝光由微影設備LA曝光之基板W (圖4)，需要檢測基板以量測圖案化結構之屬性，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、關鍵尺寸(CD)等。出於此目的，微影單元LC中可包括檢測工具(未展示)。若偵測到誤差，則可例如對後續基板之曝光或對待對基板W執行的其他處理步驟進行調整，尤其在同一批量或批次之其他基板W仍待曝光或處理之前進行檢測的情況下。

亦可稱為度量衡設備之檢測設備用於判定基板W (圖4)之屬性，且特別地，判定不同基板W之屬性如何變化或與同一基板W之不同層相關聯之屬性在不同層間如何變化。檢測設備可替代地經建構以識別基板W上之缺陷，且可例如為微影單元LC之部分，或可整合至微影設備LA中，或可甚至為獨立裝置。檢測設備可量測潛像(在曝光之後在抗蝕劑層中之影像)上之屬性，或半潛像(在曝光後烘烤步驟PEB之後在抗蝕劑層中之影像)上之屬性，或經顯影抗蝕劑影像(其中抗蝕劑之曝光部分或未曝光部分已經移除)上之屬性，或甚至經蝕刻影像(在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後)上之屬性。

圖6描繪整體微影之示意性表示，其表示用以最佳化半導體製造之三種技術之間的協作。通常，微影設備LA中之圖案化程序為處理中最關鍵步驟中之一者，其要求基板W (圖4)上之結構之尺寸標定及置放的高準確度。為確保此高準確度，三個系統(在此實例中)可經組合於所謂的「整體」控制環境中，如圖6中示意性地描繪。此等系統中之一者為微影設備LA，其(虛擬地)連接至度量衡設備(例如度量衡工具) MT (第二系統)，且連接至電腦系統CL (第三系統)。「整體」環境可經組態以最佳化此等三個系統之間的協作以增強總體程序窗且提供嚴格控制環路，從而確保藉由微影設備LA執行之圖案化保持在程序窗內。程序窗限定一系列程序參數(例如劑量、焦距、疊對)，在該等程序參數內，特定製造程序產生經限定結果(例如功能性半導體裝置)，通常在該經限定結果內，允許微影程序或圖案化程序中之程序參數變化。

電腦系統CL可使用待圖案化之設計佈局(之部分)以預測使用哪些解析度增強技術且執行計算微影模擬及計算，以判定哪些遮罩佈局及微影設備設定達成圖案化程序之最大總體程序窗(在圖6中由第一標度SC1中之雙箭頭描繪)。通常，解析度增強技術經配置以匹配微影設備LA之圖案化可能性。亦可使用電腦系統CL偵測微影設備LA當前在程序窗內之何處操作(例如，使用來自度量衡工具MT之輸入)以預測是否可由於例如次佳處理而存在缺陷(在圖6中由第二標度SC2中指向「0」之箭頭描繪)。

度量衡設備(工具) MT可將輸入提供至電腦系統CL以實現準確模擬及預測，且可將回饋提供至微影設備LA以識別例如微影設備LA之校準狀態中的可能漂移(在圖6中由第三標度SC3中之多個箭頭描繪)。

在微影程序中，需要頻繁地對所產生結構進行量測，例如以用於程序控制及驗證。用於進行此類量測之不同類型的度量衡工具MT為吾人所知，包括掃描式電子顯微鏡或各種形式之光學度量衡工具、基於影像或基於散射量測術之度量衡工具。散射計為多功能儀器，其允許藉由在光瞳或與散射計之接物鏡之光瞳共軛的平面中具有感測器來量測微影程序之參數，量測通常稱為基於光瞳之量測，或藉由在影像平面或與影像平面共軛之平面中具有感測器來量測微影程序之參數，在此情況下量測通常稱為基於影像或場之量測。以全文引用之方式併入本文中的專利申請案US20100328655、US2011102753A1、US20120044470A、US20110249244、US20110026032或EP1,628,164A中進一步描述此類散射計及相關聯量測技術。舉例而言，前述散射計可使用來自軟x射線及可見光至近IR波長範圍之光來量測基板之特徵，諸如光柵。

在一些實施例中，散射計MT為角解析散射計。在此等實施例中，可將散射計重建構方法應用於經量測信號以重建構或計算基板中之光柵及/或其他特徵之屬性。此重建構可例如由模擬經散射輻射與目標結構之數學模型之相互作用且比較模擬結果與量測之彼等結果引起。調整數學模型之參數，直至經模擬相互作用產生類似於自真實目標所觀測之繞射圖案的繞射圖案為止。

在一些實施例中，散射計MT為光譜散射計MT。在此等實施例中，光譜散射計MT可經組態以使得將藉由輻射源發射之輻射引導至基板之目標特徵上且將來自目標之經反射或經散射輻射引導至光譜儀偵測器，該光譜儀偵測器量測經鏡面反射輻射之光譜(亦即，量測隨波長而變化之強度)。根據此資料，可例如藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸或藉由與經模擬光譜庫之比較來重建構產生經偵測光譜之目標的結構或輪廓。

在一些實施例中，散射計MT為橢圓量測散射計。橢圓量測散射計允許藉由量測針對各偏振狀態之經散射輻射來判定微影程序之參數。此度量衡設備(MT)藉由在度量衡設備之照射區段中使用例如適當偏振濾波器來發射偏振光(諸如線形、圓形或橢圓)。適合於度量衡設備之源亦可提供偏振輻射。以全文引用之方式併入本文中的美國專利申請案11/451,599、11/708,678、12/256,780、12/486,449、12/920,968、12/922,587、13/000,229、13/033,135、13/533,110及13/891,410中描述現有橢圓量測散射計之各種實施例。

在一些實施例中，散射計MT適於藉由量測經反射光譜及/或偵測組態中之不對稱來量測兩個未對準光柵或週期性結構(及/或基板之其他目標特徵)之疊對，該不對稱與疊對之範圍相關。可將兩個(通常重疊)光柵結構應用於兩個不同層(未必為連續層)中，且該等光柵結構可形成為實質上處於晶圓上之相同位置。散射計可具有如例如專利申請案EP1,628,164A中所描述之對稱偵測組態，使得可清楚地區分任何不對稱。此提供用以量測光柵中之未對準的方式。量測疊對之另外實例可見於以全文引用之方式併入本文中的PCT專利申請公開案第WO 2011/012624號或美國專利申請案US 20160161863中。

可藉由如以全文引用之方式併入本文中的美國專利申請案US2011-0249244中所描述之散射量測(或替代地藉由掃描式電子顯微)判定微影程序中所使用之焦距及劑量。可使用單一結構(例如，基板中之特徵)，其具有針對焦距能量矩陣(FEM，亦稱為焦距曝光矩陣)中之各點的關鍵尺寸及側壁角量測之唯一組合。若關鍵尺寸及側壁角之此等唯一組合為可獲得的，則可根據此等量測唯一地判定聚距及劑量值。

度量衡目標可為基板中之複合光柵及/或其他特徵之集合，其藉由微影程序(通常在抗蝕劑中，但亦在例如蝕刻程序之後)形成。通常，光柵中之結構之間距及線寬取決於量測光學器件(尤其光學器件之NA)以能夠捕捉來自度量衡目標之繞射階。經繞射信號可用於判定兩個層之間的移位(亦稱為「疊對」)，或可用於重建構如藉由微影程序所產生的原始光柵之至少部分。此重建構可用於提供微影程序之品質的導引，且可用於控制微影程序之至少部分。目標可具有經組態以模仿目標中之設計佈局之功能性部分的尺寸之較小子分段。由於此子分段，目標將表現得更類似於設計佈局之功能性部分，使得總程序參數量測與設計佈局之功能性部分類似。可在填充不足模式中或在填充過度模式中量測目標。在填充不足模式中，量測光束產生小於總體目標之光點。在填充過度模式中，量測光束產生大於總體目標之光點。在此填充過度模式中，亦有可能同時量測不同目標，由此同時判定不同處理參數。

使用特定目標之微影參數之總體量測品質至少部分地由用於量測此微影參數之量測配方來判定。術語「基板量測配方」可包括量測自身之一或多個參數、經量測之一或多個圖案之一或多個參數，或此兩者。舉例而言，若用於基板量測配方中之量測為基於繞射之光學量測，則量測之參數中之一或多者可包括輻射之波長、輻射之偏振、輻射相對於基板之入射角、輻射相對於基板上之圖案的定向等。用以選擇量測配方之準則中之一者可例如為量測參數中之一者對於處理變化之靈敏度。以全文引用之方式併入本文中的美國專利申請案US2016-0161863及所公開美國專利申請案US 2016/0370717A1中描述更多實例。

圖7繪示諸如散射計之實例度量衡設備(工具) MT。MT包含將輻射投影至基板72上之寬頻(白光)輻射投影儀70。將經反射或經散射輻射傳遞至光譜儀偵測器74，該光譜儀偵測器74量測經鏡面反射輻射之光譜76 (亦即，量測隨波長而變化之強度)。根據此資料，可藉由處理單元PU，例如藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸或藉由與圖7之底部處所展示之經模擬光譜庫的比較來重建構78產生經偵測光譜之結構或輪廓。一般而言，對於重建構，結構之一般形式為吾人所知，且根據用來製造結構之程序的知識來假定一些參數，從而僅留下結構之幾個參數以待根據散射量測資料進行判定。舉例而言，此散射計可經組態為正入射散射計或斜入射散射計。

常常需要能夠以計算方式判定圖案化程序將如何在基板上產生所要圖案。計算判定可包含例如模擬及/或模型化。模型及/或模擬可針對製造程序之一或多個部分提供。舉例而言，能夠模擬將圖案化裝置圖案轉印至基板之抗蝕劑層上的微影程序以及在抗蝕劑之顯影之後在彼抗蝕劑層中產生的圖案，模擬度量衡操作(諸如疊對之判定)，及/或進行其他模擬。模擬之目的可為準確地預測例如度量衡度量(例如疊對、關鍵尺寸、基板之特徵的三維輪廓之重建構、在基板之特徵用微影設備印刷時微影設備之劑量或焦距等)、製造程序參數(例如邊緣置放、空中影像強度斜率、次解析度輔助特徵(SRAF)等)，及/或可接著用於判定是否已達成預期或目標設計之其他資訊。預期設計通常定義為預光學近接校正設計佈局，其可以諸如GDSII、OASIS或另一檔案格式之標準化數位檔案格式提供。

模擬及/或模型化可用於判定一或多個度量衡度量(例如，執行疊對及/或其他度量衡量測)、組態圖案化裝置圖案之一或多個特徵(例如，執行光學近接校正)、組態照射之一或多個特徵(例如，改變照射之空間/角強度分佈之一或多個特性，諸如改變形狀)、組態投影光學器件之一或多個特徵(例如數值孔徑等)，及/或用於其他目的。此判定及/或組態可通常稱為例如遮罩最佳化、源最佳化及/或投影最佳化。此類最佳化可獨立地執行，或以不同組合來組合。一個此實例為源-遮罩最佳化(SMO)，其涉及組態圖案化裝置圖案之一或多個特徵以及照射之一或多個特徵。最佳化可例如使用本文中所描述之參數化模型以預測各種參數(包括影像等)之值。

在一些實施例中，可將系統之最佳化程序表示為成本函數。最佳化程序可包含尋找系統之最小化成本函數之參數集合(設計變數、程序變數等)。成本函數可取決於最佳化之目標而具有任何合適形式。舉例而言，成本函數可為系統之某些特性(評估點)相對於此等特性之預期值(例如理想值)之偏差的加權均方根(RMS)。成本函數亦可為此等偏差之最大值(亦即，最差偏差)。術語「評估點」應廣泛地解釋為包括系統或製造方法之任何特性。由於系統及/或方法之實施的實務性，系統之設計及/或程序變數可經受限於有限範圍及/或可相互相依。在微影投影設備之情況下，約束常常與硬體之實體屬性及特性(諸如可微調範圍及/或圖案化裝置可製造性設計規則)相關聯。舉例而言，評估點可包括基板上之抗蝕劑影像上之實體點，以及非實體特性，諸如劑量及焦距。

在半導體裝置之製造期間，監測及/或調整各種材料及特徵參數。特徵參數可包括疊對、側壁角、關鍵尺寸、疊對、疊對均一性等。材料參數可包括生長率、組成、離子植入劑量、厚度等。由於特徵參數可取決於材料參數且由於材料參數可受特徵參數影響，因此「特徵參數」在本文中用於指代在製造之前、期間或之後量測且因此可假定與至少一個製造步驟及/或裝置效能相關的度量。製造可涉及一或多個精細步驟，且製造控制依賴於各種材料及特徵參數之度量衡或量測以控制及/或改良製造程序。製造控制可包括一或多種程序控制方法(諸如，精益六標準差)以監測程序，偵測誤差及變化且調整製造參數，以最大化半導體裝置效能且最小化成本。

一些特徵參數可藉由多於一個量測或度量衡程序量測。舉例而言，疊對可藉由光學度量衡及SEM度量衡量測，該疊對為至少兩個製造層之間的層間移位之度量。各度量衡可具有益處及缺點，因為(1)度量衡時間可能成本高且在技術之間變化，(2)技術之精確度及準確度可變化，及(3)一些度量衡技術可能為有害的及/或破壞性的。舉例而言，SEM度量衡為用於量測某些特徵參數之黃金標準，該等特徵參數包括在全域(亦即，晶圓級)及局域(亦即，晶圓之一部分，諸如晶片級)尺度兩者下之疊對(OVL)、關鍵尺寸(CD)及關鍵尺寸均一性(CD(U))。然而，SEM度量衡為耗時的，因為特徵經個別地量測且為有害的，因為高能電子可燃燒半導體裝置之一或多種材料。因此，SEM度量衡並非用於判定OVL、CD及/或CD(U)之記錄程序。實情為，光學度量衡通常為在大批量製造期間用於判定OVL、CD及CD(U)之記錄程序。

光學度量衡可以至少兩種方式判定OVL、CD及CD(U)。在第一情況下，可在晶圓上之多個取樣點處自特別設計之結構(例如，繞射光柵)反射經預先選擇偏振下之多個波長的光，使得其反射可依據位置、強度、偏振、相位等而捕捉及量測。確定性公式可用於基於遍及多個波長之經發射及經反射光之間的不對稱強度之斜率而判定疊對之度量。以此方式，在各取樣點處，OVL可依據多個波長及偏振而判定。CD及CD(U)可基於OVL及對層結構及/或裝置結構之知識而判定。

在第二情況下，可針對取樣點使用嚴密耦合波分析(RCWA)在單一波長下判定散射強度。單一波長可基於半導體裝置之結構及/或材料特性而選擇。單一波長可以實驗方式及/或基於模擬而自多個波長及/或偏振之集合中選擇。經反射光之經量測強度經由干涉法分解成電及磁性分量(亦即，TM及TE模式)。OVL及CD係基於電及磁性分量使用截斷傅立葉空間展開及馬克士威方程組(Maxwell's equations)而判定。將截斷傅立葉級數置放於取樣點之結構之模型(具有浮動模型參數)的馬克士威方程組中。針對使用本徵模式展開及截斷來求解諸如OVL及CD之模型參數。將所得傅立葉係數與給定OVL及CD預期之傅立葉係數進行比較，且若其一致(在公差或臨限值內)，則輸出OVL及CD。否則，調整浮動模型參數，且在另一迭代中求解模型。傅立葉級數之截斷在RCWA中可為不準確性之來源。

在兩種情況下，光學度量衡輸出全域量測結果，因為光學信號為取樣點之量測區域的平均值。此可導致CD(U)量測之額外不準確性，而且使OVL及CD量測平滑。光學度量衡可比SEM度量衡顯著地更快，此即為何其為記錄程序，但與作為黃金標準之SEM度量衡相比時，準確度有所損失。然而，基於光學度量衡資料之量測之準確度亦可藉由參考SEM資料來改良。

圖8繪示根據實施例之用於訓練模型以基於光學度量衡資料產生偽掃描式電子顯微鏡(SEM)度量衡資料之本發明方法之操作的概述。光學資料802藉由一或多個光學度量衡工具收集。光學資料802可以任何適當方法且藉由任何適當設備獲得，諸如基於圖5及圖7之結構且如參考圖6進一步解釋的圖4之設備。光學資料802對應於晶圓製造程序中之特定步驟。特定步驟可為SEM度量衡資料或偽SEM度量衡資料適用且可獲取光學度量衡資料之製造步驟(例如微影、蝕刻、沈積、填充、清潔等)中之任一者。特定步驟通常為完成步驟，其中度量衡在完成該步驟之後執行，但可藉由中間程序步驟或一或多個子步驟代替地進行。舉例而言，特定步驟可為蝕刻步驟，其中在藉由蝕刻產生一或多個繞射光柵之後獲得光學資料802。在另一實例中，特定步驟可為微影步驟，且更特定地，為光阻硬化步驟或子步驟，其中在施加、曝光、顯影及/或硬化光阻之後獲得光學資料802。特定步驟可由操作者基於程序控制需求或其他要求而選擇。舉例而言，特定步驟可基於光學度量衡資料之不足而選擇。若光學資料802中之一或多者並不足夠準確或精確以實現程序控制，則可選擇特定步驟用於模型產生及應用。藉由使用經訓練模型來產生偽SEM度量衡資料，可更好地評估、監測及/或控制特定步驟。光學資料802可包含晶圓之一部分或全部的光學資料。光學資料可包含散射量測資料，包括如先前所描述之用於計算OVL之多個波長及/或偏振，及/或如先前所描述之用於RCWA中之單一波長強度。光學資料可包含對應於一或多個取樣點之量測結果，其中取樣點可跨越晶圓表面分佈(均勻地或不均勻地)。光學資料802藉由如經由光學度量衡針對實例晶圓之各取樣點量測的OVL量值之描繪來表示。光學資料802可為多維的。舉例而言，在多波長光學度量衡中，針對取樣點在多個波長及偏振下判定多個強度及相位。此等值中之各者可包括於光學資料802中，使得各取樣點對應於資料陣列。另外，光學資料802可包括一或多個光學度量衡導出之效能指示符及/或自光學資料802計算之其他度量。舉例而言，光學資料802可包括波長及強度資訊以及針對取樣點自光學資料802判定之OVL兩者。

SEM資料804藉由一或多個SEM度量衡工具收集。SEM資料804可以任何適當方法且藉由任何適當設備獲得，諸如圖1至圖3之設備。SEM資料804對應於晶圓製造程序中與光學資料802相同之特定步驟。SEM資料804及光學資料可在不介入晶圓處理之情況下自依序度量衡步驟獲得。SEM資料804可包含晶圓之一部分直至實質上全部的SEM資料。可針對跨越晶圓表面分佈之點獲得及/或獲取SEM資料804。SEM資料804獲取點可對應於光學資料取樣點，或替代地，SEM獲取點中之一或多者可不對應於光學資料取樣點中之任一者。SEM獲取點可為光學資料取樣點，在此情況下，SEM資料804可包括一或多個繞射光柵或鄰近於一或多個繞射光柵之結構之量測。SEM獲取點可在光學資料取樣點附近，諸如在繞射光柵附近之通孔處。SEM獲取點亦可在與光學資料取樣點不同之區域中。SEM資料804藉由如經由光學度量衡針對實例晶圓之各獲取點量測的OVL量值之描繪來表示。SEM資料804可包含各獲取點之SEM影像。SEM資料804可視情況包含SEM導出之效能指示符及/或針對各獲取點自SEM影像計算之其他度量。舉例而言，SEM資料804可包括SEM影像及針對獲取點自SEM影像判定之OVL兩者。SEM資料804可為多維的，其中維數藉由包括於SEM資料804中之效能指示符及/或度量之數目來判定。效能指示符及/或度量可由操作者或使用者，或由一或多個軟體程式、控制器及/或模型自SEM影像判定。

光學資料802及SEM資料804經組合以產生訓練資料集808。訓練資料集808亦可包括一或多個光學度量衡導出之效能指示符810、一或多個SEM導出之效能指示符812及一或多個特徵參數814。訓練資料集808可包含對應於輸入分量之一或多個元素及對應於輸出分量之一或多個元素。訓練資料集808之輸入分量可包含光學資料802及/或一或多個光學度量衡導出之效能指示符810 (其中當獲取光學資料802時，可判定一些光學度量衡導出之效能指示符，且當組合訓練資料集808時，可判定其他光學度量衡導出之效能指示符)。可基於光學資料802及一或多個光學度量衡導出之效能指示符810而計算特徵之一或多個特徵值。特徵值可組合成特徵向量。訓練資料集808之輸出分量可包含SEM資料804、一或多個SEM導出之效能指示符812及/或一或多個特徵參數814。一或多個SEM導出之效能指示符812視情況包括一或多個特徵參數814，或可基於SEM資料804及/或一或多個SEM導出之效能指示符812而計算一或多個特徵參數814。基於第二區域中之至少一個獲取點的SEM資料804、一或多個SEM導出之效能指示符812及/或一或多個特徵參數814而標記自第一區域中之取樣點處的光學資料802及光學度量衡導出之效能指示符導出的訓練資料之特徵向量。稍後將結合圖15進一步論述第一區域及第二區域。第一區域及第二區域可重疊、部分重疊或不重疊。替代地，判定第一區域中之取樣點處的光學資料802及/或光學度量衡導出之效能指示符與SEM資料804、一或多個SEM導出之效能指示符812及/或一或多個特徵參數814之間的相關性。

基於訓練資料，模型訓練器806訓練模型830以基於包含光學資料802及/或光學度量衡導出之效能指示符810的輸入而產生包含一或多個特徵參數820之輸出818。輸出818可進一步包含偽SEM OVL 822、偽SEM CD(U) 824等。替代地，特徵參數820可包括偽SEM OVL 822、偽SEM CD(U) 824等。輸出818可近似SEM品質度量，且可包括未藉由光學度量衡量測之參數，包括局域CD(U)。在下文中，「偽SEM」用於指由模型基於光學資料產生且近似或模仿SEM導出之量測結果或度量的特徵參數、效能指示符或其他度量。「SEM品質」可與「偽SEM」互換使用作為描述。偽SEM資料可具有準確度、解析度、置信度、不確定性及其他資料品質值，其相比於像光學資料更像SEM資料。在一些情況下，偽SEM資料之資料品質值可處於SEM資料與光學資料品質值之間。在其他情況下，偽SEM資料品質值可與SEM資料品質值實質上相同。

模型830可為機器學習模型。模型830可包含一或多個輸入端(832A至832D)、一或多個隱藏層834及一或多個輸出端816A至816B。模型830可將光學資料802映射至SEM導出之效能指示符812。機器學習模型可為神經網路。機器學習模型可為決策樹模型。機器學習網路可為隨機森林模型。機器學習模型可為隨機森林模型。機器學習模型可為支援向量模型。機器學習模型可為k近鄰模型。機器學習模型亦可包含該等類型或機器學習模型中之一或多者，或為整體機器學習模型。機器學習模型可為多變量回歸演算法。機器學習模型可為適當機器學習模型且具有任何適當結構。替代地，機器學習模型可代替地為數學模型。數學模型可為回歸模型，包括線性回歸模型。

圖9繪示根據實施例之用於訓練模型以基於光學度量衡資料產生偽SEM度量衡資料的例示性方法900。下文詳細描述此等操作中之各者。下文呈現之方法900之操作意欲為說明性的。在一些實施例中，方法900可在具有未描述之一或多個額外操作的情況下及/或在不具有所論述操作中之一或多者的情況下實現。另外，在圖9中繪示且在下文描述方法900之操作的次序並不意欲為限制性的。在一些實施例中，方法900之一或多個部分可(例如，藉由模擬、模型化等)實施於一或多個處理裝置(例如，一或多個處理器)中。一或多個處理裝置可包括回應於以電子方式儲存於電子儲存媒體上之指令而執行方法900之操作中之一些或全部的一或多個裝置。一或多個處理裝置可包括經由硬體、韌體及/或軟體組態之一或多個裝置，該硬體、韌體及/或軟體經專門設計用於執行例如方法900之操作中之一或多者。出於說明性目的，用虛線描繪可選操作。然而，用實線展示之操作亦可為可選的或可省略。

在操作904處，獲得SEM資料。SEM資料可對應於一或多個訓練晶圓之一或多個區域之獲取點。SEM資料可為SEM影像。SEM資料可自SEM度量衡裝置(亦即，掃描式電子顯微鏡)或自一或多個資料儲存裝置或經由一或多個程式獲取。SEM資料可視情況過濾以減少資料集中之SEM影像的數目。

在操作906處，視情況判定一或多個SEM導出之效能指示符。可為特徵參數之SEM導出之效能指示符可為疊對、疊對誤差、關鍵尺寸、關鍵尺寸均一性、邊緣置放誤差、焦距、劑量、局域疊對、局域疊對誤差、局域關鍵尺寸、局域關鍵尺寸均一性、一或多個特徵尺寸等中之一或多者。SEM導出之效能指示符可為使用者選擇的。SEM導出之效能指示符可包括一或多個SEM量測參數，其中SEM量測參數可包括一或多個邊緣位置、一或多個幾何影像矩、一或多個形狀擬合尺寸、一或多個形狀擬合定向、一或多個輪廓形狀、一或多個輪廓位置、一或多個材料組成等中之至少一者。SEM導出之效能指示符可包括一或多個SEM量測參數、SEM影像之特徵與一或多個SEM量測參數之間的關係，或其組合。上文SEM導出之效能指示符之清單僅為說明性的，因為可自SEM資料導出其他效能指示符。

在操作908處，獲得光學資料。光學資料可對應於一或多個訓練晶圓之一或多個區域之取樣點，該一或多個訓練晶圓可為供獲得SEM資料之相同訓練晶圓。光學資料可為光瞳影像。光學資料可自光學度量衡裝置(例如散射計)或自一或多個資料儲存裝置或經由一或多個程式獲取。光學資料可視情況過濾以減少資料集中之資料的量。

在操作910處，視情況判定一或多個光學度量衡導出之效能指示符。可為特徵參數之光學度量衡導出之效能指示符可為總光瞳平均值、內光瞳平均值、外光瞳平均值、總光瞳方差、內光瞳方差、外光瞳方差、一或多個低階任尼克係數(Zernike coefficient)等中之一或多者。光學度量衡導出之效能指示符可為使用者選擇的。光學度量衡導出之效能指示符可包含針對不同波長、不同偏振或不同波長及不同偏振獲得之光學度量衡效能指示符。光學度量衡導出之效能指示符可基於一或多個光瞳影像判定。光學度量衡導出之效能指示符可由神經網路判定。

在操作902處，產生訓練資料。操作902可包括操作904至910中之一或多者。訓練資料可基於SEM資料及/或SEM導出之效能指示符以及光學資料及/或光學度量衡導出之效能指示符而產生。訓練資料可包含對應於光學資料及/或光學度量衡導出之效能指示符的輸入集合，及對應於SEM資料及/或SEM導出之效能指示符的輸出集合。

在操作912處，基於訓練資料訓練模型(或其他模型，諸如數學模型)。訓練可藉由任何適當訓練方法實現。

在操作914處，視情況基於測試資料測試經訓練模型。可包含輸入資料及對應輸出資料之測試資料可由經訓練模型操作。測試資料可自資料儲存或度量衡裝置獲取。測試資料可包含光學度量衡資料，其中在模型操作之後或與模型操作同時獲取SEM度量衡資料。測試資料可對應於來自一或多個晶圓上之一或多個區域的資料。可接著將測試資料之經訓練模型之輸出與測試資料之已知輸出進行比較，且判定模型準確度。

在操作916處，判定是否滿足訓練準則。訓練準則可為訓練目標或極限，諸如用於訓練模型之輸入及輸出對的數目、訓練時間極限，或可為模型準確度或測試準則。若滿足訓練準則，則在操作920處輸出經訓練模型以用於基於光學度量衡資料產生偽SEM效能指示符。若不滿足訓練準則，則流程繼續至操作918。若視情況省略操作918，則流程可代替地繼續至操作912，其中模型在先前獲取之訓練資料上進一步進行訓練，或繼續至操作902，以基於操作904及908產生訓練資料。流程之方向將取決於模型之訓練準則。舉例而言，若訓練準則使得在操作912處對完整訓練資料集執行訓練，則流程將繼續至操作902。在另一實例中，若訓練準則使得訓練資料集中之一些訓練資料尚未用於在操作912處訓練模型，則流程將繼續至操作912，其中先前未使用之訓練資料用於進一步訓練模型。

在操作918處，視情況判定當前訓練資料是否耗盡。舉例而言，情況可為模型已在所有現存訓練資料上進行訓練，但不滿足測試準確度訓練準則。若當前訓練資料耗盡，則流程繼續至操作902以基於操作904及908產生訓練資料。若當前訓練資料未耗盡，則流程可繼續至操作912，其中模型在先前獲取之訓練資料上進一步進行訓練，且流程如先前針對操作912所描述繼續。

如上文所描述，方法900 (及/或本文中所描述之其他方法及系統)經組態以提供用於訓練模型以基於光學度量衡資料產生偽SEM度量衡資料之通用框架。

圖10繪示根據實施例之用於基於光學度量衡資料判定偽SEM度量衡資料之本發明方法之操作的概述。模型830可在光學度量衡導出之輸入1002上操作以產生偽SEM輸出1004。光學度量衡導出之輸入1002可包含光學資料802、一或多個光學度量衡導出之效能指示符810及/或一或多個光學度量衡導出之特徵參數1014。光學資料802由一或多個光學度量衡工具獲取，如先前描述。可基於光學資料802判定一或多個光學度量衡導出之效能指示符810，以及一或多個光學度量衡導出之特徵參數1014。接著將光學度量衡導出之輸入1002饋入至模型830中。如先前描述，模型830接著輸出偽SEM輸出1004，該偽SEM輸出1004可包含一或多個偽SEM特徵參數1010、偽SEM OVL 1006、偽SEM CD(U)1008等。視情況，模型830可輸出一或多個偽SEM量測參數1016。偽SEM輸出1004可用於視情況重建構或近似一或多個SEM量測參數，諸如晶圓1012之經重建構SEM OVL映圖。

圖11繪示根據實施例之光學度量衡資料與光學度量衡導出之效能指示符之間的關係。在晶圓之表面上方的特定取樣點處量測光學度量衡資料1102。此類取樣點之頻率及分佈取決於晶圓製造步驟及正製造之裝置結構。各晶圓可包含可含有一或多個光學量測結構1106A至1106C之多個取樣點。舉例而言，各取樣點可含有允許在兩個正交方向上量測OVL之垂直繞射光柵集合。光學量測結構1106A至1106C可具有大約光學波長之尺寸。對於光學量測結構1106A至1106C中之各者，可自光學量測結構1106A至1106C判定光瞳影像1108A至1108C。光瞳影像1108A至1108C可由基於繞射光柵之量測結構在各種入射角下之散射強度之量測組成。光瞳影像1108A至1108C可代替地為矩陣、陣列或其他多維資料結構。可藉由計算光學量測結構1106A至1106C之全域值而減小光瞳影像1108A至1108C之維數。舉例而言，可自光瞳影像判定光瞳平均值，其中光瞳影像中之各點對應於強度值。光瞳平均值可為包括於光瞳影像中之所有強度值之平均值。內光瞳平均值可為光瞳影像之內環中之所有強度值的平均值。內環由弧1110內部之值表示，因為光瞳影像關於x軸及y軸對稱且因此通常由光瞳影像之單一象限表示。內環僅出於解釋而展示，且可具有較大或較小半徑，此可取決於裝置結構。外光瞳平均值可為外環中(亦即，外環外部)之所有強度值的平均值。同樣地，可基於光瞳影像及其含有之強度值而判定總光瞳方差、內光瞳方差及外光瞳方差。低階傅立葉係數及/或任尼克係數可代替光瞳影像及/或自光瞳影像導出之一或多個值或與該光瞳影像及/或該一或多個值一起使用。任尼克係數可與任尼克多項式一起使用以限定光瞳影像中之變化。傅立葉係數可用於限定經反射光之磁性及電分量。

一或多個光學度量衡導出之效能指示符810可基於上文參考光學量測結構1106A至1106C及光瞳影像1108A至1108C所描述之光學度量衡參數中之一或多者而判定。光學度量衡資料1102亦可包含未包括於光瞳量測中之資料，諸如對稱性之度量。舉例而言，一對波長之間的對稱性之度量可基於藉由繞射光柵繞射之光的強度而判定。對稱性之度量可為不對稱強度之度量，且可甚至為不對稱強度圖或圖形中至原點之距離(DTO)的量測。一或多個光學度量衡導出之效能指示符810可基於DTO或自光學資料導出但不直接在光瞳影像中表示之另一參數而判定。

圖12繪示根據實施例之SEM度量衡資料與SEM導出之效能指示符之間的關係。SEM度量衡資料1202經量測為晶圓之表面上方之獲取點。SEM度量衡資料1202可包含在晶圓上之任何點處獲取之SEM影像，但一些點比其他點更有價值。舉例而言，通孔或其他經蝕刻或經填充特徵可用於量測OVL、邊緣置放誤差(EPE)及其他實體位移度量。諸如金屬接觸襯墊之較大特徵的SEM影像提供關於已產生晶圓之特徵及製造程序的較少資訊。金屬接觸襯墊可較大，使得其主導SEM影像，且由於電子-金屬相互作用而在SEM影像中可為高反射的或明亮的。在一些實施例中，選擇特定結構用於SEM成像以便產生SEM導出之效能指示符。舉例而言，可使一或多個通孔成像，包括不同位置處(在不同晶片中/在不同裝置上或在同一裝置內之不同位置處)之通孔。對於特徵，可量測各種參數，諸如重心位置、重心之間的距離、特徵尺寸、通孔內圓寬度、通孔內圓高度、通孔內圓面積、通孔外圓寬度、通孔外圓高度、通孔外圓面積等。各晶圓可包含可含有一或多個SEM量測結構1206A至1206C之多個獲取點。舉例而言，各獲取點可為具有內圓及外圓之通孔，如SEM影像1208A至1208C中所展示。一或多個SEM量測結構1206A至1206C可具有大約SEM解析度及/或接近莫耳定律限制之尺寸。對於一或多個SEM量測結構1206A至1206C中之各者，可獲取SEM影像1208A至1208C。自SEM影像1208A至1208C，可判定一或多個SEM量測參數。SEM量測參數可包含一或多個邊緣位置、一或多個幾何影像矩、一或多個形狀擬合尺寸、一或多個形狀擬合定向、一或多個輪廓形狀、一或多個輪廓位置、一或多個材料組成等。自SEM量測參數，或基於SEM影像1208A至1208C自身，可判定一或多個SEM導出之效能指示符812。

圖13繪示根據實施例之用於觸發模型之再訓練之本發明方法之操作的概述。光學度量衡資料1302及SEM度量衡資料1304係針對一或多個訓練晶圓獲取且使其相關以產生訓練資料1306。基於訓練資料，訓練模型1308以產生生產晶圓1312A至1312D中之生產晶圓上之特徵的參數。生產晶圓1312A至1312D為在大批量製造中藉由程序1310生產之晶圓集合。生產晶圓1312A至1312D描繪為依序生產。亦可生產未描繪之其他晶圓。舉例而言，生產晶圓1312A可對應於第一批25個晶圓(其中25個晶圓為僅作為非限制性實例提供之晶圓數目)，且生產晶圓1312B可對應於第二批25個晶圓。在一些實施例中，可以光學方式使所有晶圓成像，但並非所有光學度量衡資料皆可輸入至模型1308中。在其他實施例中，可以光學方式使所有或基本上所有晶圓成像，且所有或實質上所有光學度量衡資料皆可輸入至模型1308中。對於生產晶圓1312A至1312D，將光學度量衡資料輸入至模型1308中，且由模型1308輸出偽SEM效能指示符1314A至1314C。偽SEM效能指示符1314A至1314C亦可輸出至一或多個程序控制器以用於程序1310或先前程序之監測、調整及控制。

模型1308亦經週期性地檢查或與一或多個生產晶圓進行比較以判定模型是否與生產晶圓1312C至1312D一致。選擇生產晶圓1312C用於監測，且針對生產晶圓1312C獲取SEM度量衡資料1316。生產晶圓1312C之選擇可基於一週期性觸發。在一非限制性實例中，監測可每50個晶圓或一日一次地執行。生產晶圓1312C之選擇亦可藉由一或多個其他效能指示符觸發。在另一非限制性實例中，生產晶圓1312C之選擇可藉由氯氣濃度為在蝕刻步驟期間低於預期一個(或更大)標準偏差的警告來觸發。由於可預期氣體濃度與蝕刻效能相關，因此可觸發用於監測之受影響生產晶圓之一選擇。

SEM度量衡資料1316接著與生產晶圓1312C之偽SEM效能指示符1314C進行比較。比較器1318可判定偽SEM效能指示符1314C是否在裕度內對應於SEM度量衡資料1316。比較器1318可為判定輸入之間的比較且判定輸入是否在裕度內匹配或相等的演算法、模型、程式、處理器及/或控制器。比較器1318可比較相同度量(亦即，其中第一輸入包含具有值X之度量A，且其中第二輸入包含具有值Y之度量A)。比較器1318亦可比較不同度量但相關度量。舉例而言，比較器1318可將作為一或多個SEM影像之第一輸入與作為一或多個偽SEM效能指示符之第二輸入進行比較。在實例中，藉由判定SEM影像之一或多個SEM效能指示符且接著比較一或多個偽SEM效能指示符及一或多個SEM效能指示符，可將SEM影像與一或多個偽SEM效能指示符進行比較。替代地，比較器1318可判定一或多個偽SEM效能指示符是否匹配一或多個SEM影像或是否與SEM效能指示符之可能值一致。比較器1318可判定偽SEM效能指示符1314C在裕度內匹配SEM度量衡資料1316，且模型1308不應進行再訓練。在彼情況下，程序1310可繼續，且後續生產晶圓1312D可輸入至模型1308中。比較器1318可判定偽SEM效能指示符1314C在裕度內不匹配SEM度量衡資料1316，且模型1308不應進行再訓練。可選擇一或多個再訓練晶圓，包括自生產晶圓1312A至1312D之集合中選擇，且獲取光學度量衡資料1322及SEM度量衡資料1324以產生再訓練資料集1320。可接著基於該再訓練集再訓練及/或更新模型1308。替代地，可基於再訓練資料集1320訓練新模型。在一些實施例中，比較器1318可判定偽SEM效能指示符1314C可或可不在裕度內匹配SEM度量衡資料1316，且應獲取額外SEM度量衡資料(針對進行比較之晶圓或額外一或多個晶圓)以便進行比較。

圖14繪示根據實施例之用於判定特徵參數及視情況再訓練模型的例示性方法1400。下文詳細描述此等操作中之各者。下文呈現之方法1400之操作意欲為說明性的。在一些實施例中，方法1400可在具有未描述之一或多個額外操作的情況下及/或在不具有所論述操作中之一或多者的情況下實現。另外，在圖14中繪示且在下文描述方法1400之操作的次序並不意欲為限制性的。在一些實施例中，方法1400之一或多個部分可(例如，藉由模擬、模型化等)實施於一或多個處理裝置(例如，一或多個處理器)中。一或多個處理裝置可包括回應於以電子方式儲存於電子儲存媒體上之指令而執行方法1400之操作中之一些或全部的一或多個裝置。一或多個處理裝置可包括經由硬體、韌體及/或軟體組態之一或多個裝置，該硬體、韌體及/或軟體經專門設計用於執行例如方法1400之操作中之一或多者。

在操作1402處，獲得經訓練以基於光學度量衡資料產生生產晶圓之特徵參數的模型。可使用任何適當方法(包括先前所描述之方法)訓練模型。模型可為儲存於一或多個儲存裝置中及/或由一或多個處理器實施之演算法或功能。模型可基於輸入輸出一或多個特徵參數，其中輸入可為光學度量衡資料或一或多個光學度量衡導出之效能指示符。

在操作1404處，獲得一或多個生產晶圓之光學度量衡資料。光學資料可以適當方式獲得，該方式諸如先前參考圖9之操作908所描述。光學度量衡資料可進一步包含一或多個光學度量衡導出之效能指示符。在操作1410處，監測一或多個光學度量衡導出之效能指示符。監測可包含判定一或多個光學度量衡導出之效能指示符是否在預期變化或範圍內，或一或多個光學度量衡導出之效能指示符是否指示程序已改變或不受控制。在操作1412處，可視情況監測一或多個製造效能指示符。一或多個製造效能指示符可自度量衡資料及/或製造控制器獲取。一或多個製造效能指示符可異步地獲取及/或監測。在操作1414處，週期性地監測一或多個SEM導出之效能指示符。監測一或多個SEM導出之效能指示符可包含獲取一或多個生產晶圓之SEM度量衡資料。一或多個SEM導出之效能指示符可基於SEM度量衡資料而判定。一或多個SEM導出之效能指示符可異步地且週期性地(包括有規則地或不規則地)獲取。操作1410至1414中之任一者可產生再訓練觸發。另外，再訓練觸發可藉由未描繪之其他操作產生。

在操作1406處，藉由模型基於光學度量衡資料產生一或多個生產晶圓之特徵參數。特徵參數可包含一或多個偽SEM參數。特徵參數可包含一或多個SEM導出之效能指示符。特徵參數可為使用者選擇的。特徵參數取決於模型之訓練及類型。模型亦可輸出用於特徵參數之一或多個機率值及/或置信區間。可在操作1408處輸出生產晶圓之特徵參數。操作1408可包含儲存特徵參數及/或其值，或將特徵參數發送至一或多個操作或控制器以用於監測、更新及控制製造程序。

在操作1416處，判定是否已偵測到再訓練觸發。再訓練觸發可藉由操作1410至1414中之任一者或藉由其他操作產生，包括藉由程式自身內之按鈕型觸發產生。若未偵測到再訓練觸發，則流程繼續至操作1404，其中獲取一或多個生產晶圓之光學度量衡資料；且繼續至操作1406，其中藉由模型產生生產晶圓之特徵參數。若偵測到再訓練觸發，則流程繼續至操作1418。

在操作1418處，選擇一或多個再訓練晶圓。再訓練晶圓可為生產晶圓之子集。替代地，再訓練晶圓可不包括於生產晶圓中。再訓練晶圓以與用於訓練模型之訓練晶圓及模型操作所在之生產晶圓相同的程序步驟進行製造。

在操作1420處，獲得一或多個再訓練晶圓之訓練資料。訓練資料可包含光學度量衡資料及SEM度量衡資料。訓練資料可以適當方法獲取，該方法諸如參考圖9之操作904及908所描述的方法。

在操作1422處，基於在操作1420處獲得之訓練資料而再訓練模型。模型可經再訓練或使其訓練更新，諸如經由在操作1420之訓練資料上的額外訓練。替代地，可在操作1420之訓練資料上訓練新模型。在一些實施例中，模型是否更新或由新模型替換可取決於所偵測之再訓練觸發類型或模型與產生再訓練觸發之一或多個效能指示符之間的差異之量值。舉例而言，若再訓練觸發指示單一偽SEM參數差已超過方差臨限值，則模型可更新。在另一實例中，若多個偽SEM參數超出裕度，則模型可替換。在又另一實例中，若由於斷電及/或晶圓廠停工而停止生產，則該模型可由新模型替換，其中停工之後的特徵參數可能不與停工之前的特徵參數相關。

在操作1424處，基於測試資料集合測試經再訓練模型。替代地，經再訓練模型可基於包括於再訓練集中之一或多個晶圓而測試，或可在未用於操作1420至1422之訓練集中之再訓練晶圓之區域上測試。可針對模型準確度測試經再訓練模型。測試模型可在一些情況下省略。

在操作1426處，判定是否滿足訓練準則。可以任何適當方式判定是否滿足訓練準則，該方式包括關於圖9之操作916所描述的方式。若不滿足訓練準則，則流程繼續至操作1418、1420或1422中之一者。流程可繼續至操作1418，其中選擇一或多個額外再訓練晶圓以夾雜於訓練資料中。流程可繼續至操作1420，其中獲取一或多個再訓練晶圓之額外訓練資料。流程可繼續至操作1422，其中在操作1420之訓練資料上進一步再訓練模型。流程是否繼續至操作1418、1420或1422取決於可用訓練資料之量及特定程式之組態。

在操作1428處，輸出經再訓練模型。輸出模型以產生生產晶圓之特徵參數。自操作1428，流程繼續至操作1404，其中獲得一或多個生產晶圓之光學度量衡資料。

如上文所描述，方法1400 (及/或本文中所描述之其他方法及系統)經組態以提供用於判定特徵參數及再訓練模型之通用框架。

圖15描繪根據實施例之晶圓上之量測區域的示意性表示。已至少部分地製造之晶圓1502可包含多個量測區域1504A至1504C。光學量測可限於含有光學量測結構之取樣點，該等光學量測結構可為一或多個繞射光柵。SEM量測可發生在晶圓上之大多數位置，但受實用性(亦即，一些SEM影像不適用於判定特徵參數)及有害效應(一些表面及/或材料在SEM電子轟擊下遭受損壞)的限制。量測區域1504A對應於SEM影像1506A。量測區域1504B對應於SEM影像1506B。量測區域1504C對應於SEM影像1506C。SEM影像1506A至1506C僅出於說明性目的而為象形圖，且不應視為限制性的。SEM影像1506A至1506C未按比例，且並不展示正確像素值。在SEM影像1506A及1506B中，黑條1510A至1510F表示對應於一或多個繞射光柵之線。SEM影像1506A及1506B亦可對應於自繞射獲得之一或多個光瞳影像1508。在SEM影像1506A及1506C中，具有白色中心1512A至1512H之灰色圓圈對應於多層級通孔。SEM影像1506A對應於可執行光學量測及SEM量測之區域。SEM影像1506B對應於可執行光學量測影像但SEM量測可能不產生關於特徵參數之資訊的區域。SEM影像1506C對應於可執行SEM量測之區域。由於光學量測及SEM量測量測不同結構，因此獲得光學量測及SEM量測之區域可彼此半獨立且可重疊、部分重疊或非重疊。

圖16為可用於本文中所描述之操作中之一或多者的實例電腦系統CS之圖式。電腦系統CS包括用於傳達資訊之匯流排BS或其他通信機構及與匯流排BS耦接以供處理資訊之處理器PRO (或多個處理器)。電腦系統CS亦包括耦接至匯流排BS以用於儲存待由處理器PRO執行之資訊及指令的主記憶體MM，諸如隨機存取記憶體(RAM)或其他動態儲存裝置。主記憶體MM亦可用於在由處理器PRO執行指令期間儲存暫時性變數或其他中間資訊。電腦系統CS進一步包括耦接至匯流排BS以用於儲存用於處理器PRO之靜態資訊及指令的唯讀記憶體(ROM) ROM或其他靜態儲存裝置。提供諸如磁碟或光碟之儲存裝置SD，且將其耦接至匯流排BS以用於儲存資訊及指令。

電腦系統CS可經由匯流排BS耦接至用於向電腦使用者顯示資訊之顯示器DS，諸如陰極射線管(CRT)或平板或觸控面板顯示器。包括文數字及其他按鍵之輸入裝置ID耦接至匯流排BS以用於將資訊及命令選擇傳達至處理器PRO。另一類型之使用者輸入裝置為用於將方向資訊及命令選擇傳達至處理器PRO且用於控制顯示器DS上之游標移動的游標控制件CC，諸如滑鼠、軌跡球或游標方向按鍵。此輸入裝置通常具有在兩個軸(第一軸(例如x)及第二軸(例如y))上之兩個自由度，此允許該裝置指定平面中之位置。觸控面板(螢幕)顯示器亦可用作輸入裝置。

在一些實施例中，本文中所描述之一或多種方法的部分可藉由電腦系統CS回應於處理器PRO執行主記憶體MM中所含有之一或多個指令的一或多個序列而執行。可將此類指令自另一電腦可讀媒體(諸如儲存裝置SD)讀取至主記憶體MM中。主記憶體MM中所包括之指令序列的執行使得處理器PRO執行本文中所描述之程序步驟(操作)。呈處理配置之一或多個處理器亦可用於執行主記憶體MM中所含有之指令序列。在一些實施例中，可代替或結合軟體指令而使用硬佈線電路系統。因此，本文中之描述不限於硬體電路系統及軟體之任何特定組合。

如本文中所使用之術語「電腦可讀媒體」及/或「機器可讀媒體」係指參與將指令提供至處理器PRO以供執行之任何媒體。此媒體可呈許多形式，包括但不限於非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。非揮發性媒體包括例如光碟或磁碟，諸如儲存裝置SD。揮發性媒體包括動態記憶體，諸如主記憶體MM。傳輸媒體包括同軸纜線、銅線及光纖，包括包含匯流排BS之導線。傳輸媒體亦可呈聲波或光波之形式，諸如在射頻(RF)及紅外線(IR)資料通信期間產生之聲波或光波。電腦可讀媒體可為非暫時性的，例如軟碟、可撓性磁碟、硬碟、磁帶、任何其他磁性媒體、CD-ROM、DVD、任何其他光學媒體、打孔卡、紙帶、具有孔圖案之任何其他實體媒體、RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片或卡匣。非暫時性電腦可讀媒體可具有記錄於其上之指令。指令可在由電腦執行時實施本文中所描述之操作中之任一者。暫時性電腦可讀媒體可包括例如載波或其他傳播電磁信號。

可在將一或多個指令之一或多個序列攜載至處理器PRO以供執行時涉及各種形式之電腦可讀媒體。舉例而言，可初始地將指令承載於遠端電腦之磁碟上。遠端電腦可將指令載入至其動態記憶體中，且使用數據機經由電話線發送指令。在電腦系統CS本端之數據機可接收電話線上之資料，且使用紅外線傳輸器將資料轉換為紅外線信號。耦接至匯流排BS之紅外線偵測器可接收紅外線信號中所攜載之資料且將資料置放於匯流排BS上。匯流排BS將資料攜載至主記憶體MM，處理器PRO自該主記憶體MM擷取且執行指令。由主記憶體MM接收到之指令可視情況在由處理器PRO執行之前或之後儲存於儲存裝置SD上。

電腦系統CS亦可包括耦接至匯流排BS之通信介面CI。通信介面CI提供對網路鏈路NDL之雙向資料通信耦接，該網路鏈路NDL連接至區域網路LAN。舉例而言，通信介面CI可為提供與對應類型之電話線的資料通信連接之整合式服務數位網路(ISDN)卡或數據機。作為另一實例，通信介面CI可為提供與相容LAN之資料通信連接的區域網路(LAN)卡。亦可實施無線鏈路。在任何此實施中，通信介面CI發送及接收攜載表示各種類型之資訊之數位資料串流的電信號、電磁信號或光學信號。

網路鏈路NDL通常經由一或多個網路將資料通信提供至其他資料裝置。舉例而言，網路鏈路NDL可經由區域網路LAN提供至主機電腦HC之連接。此可包括經由全球封包資料通信網路(現在通常稱為「網際網路」INT)而提供之資料通信服務。區域網路LAN (網際網路)可使用攜載數位資料串流之電信號、電磁信號或光學信號。經由各種網路之信號及在網路資料鏈路NDL上且經由通信介面CI之信號為輸送資訊的例示性形式之載波，該等信號將數位資料攜載至電腦系統CS且自電腦系統CS攜載數位資料。

電腦系統CS可經由網路、網路資料鏈路NDL及通信介面CI發送訊息及接收資料(包括程式碼)。在網際網路實例中，主機電腦HC可經由網際網路INT、網路資料鏈路NDL、區域網路LAN及通信介面CI傳輸用於應用程式之經請求程式碼。舉例而言，一個此類經下載應用程式可提供本文中所描述之方法中的全部或部分。所接收程式碼可在其經接收時由處理器PRO執行，及/或儲存於儲存裝置SD或其他非揮發性儲存器中以供稍後執行。以此方式，電腦系統CS可獲得呈載波形式之應用程式碼。

在以下編號條項中描述根據本發明之另外實施例： 1.一或多種非暫時性機器可讀媒體，其上具有指令，該等指令在由處理器執行時經組態以執行包含以下各者之操作：獲得訓練晶圓上之第一區域之掃描式電子顯微鏡(SEM)度量衡資料；獲得該訓練晶圓上之第二區域之光學度量衡資料；及藉由使用該訓練晶圓之該SEM度量衡資料及該光學度量衡資料來訓練模型，以基於生產晶圓之區域之光學度量衡資料而產生該生產晶圓上之特徵之參數。 2.如條項1之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其進一步包含：獲得該生產晶圓之區域之光學度量衡資料；及基於該生產晶圓之該光學度量衡資料及該經訓練模型而判定該生產晶圓之特徵參數。 3.如條項2之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該生產晶圓包含生產晶圓集合，其中獲得光學度量衡資料包含獲得該生產晶圓集合之區域之光學度量衡資料，且其中判定特徵參數包含基於該生產晶圓集合之該光學度量衡資料及該經訓練模型而判定該生產晶圓集合之特徵參數。 4.如條項1至3中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其進一步包含基於再訓練觸發之偵測而再訓練該模型。 5.如條項4之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中再訓練觸發之偵測包含偵測該等訓練晶圓與該等生產晶圓之間的晶圓製造改變。 6.如條項5之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中偵測該晶圓製造改變包含：獲得該生產晶圓上之第一區域之SEM度量衡資料；獲得該生產晶圓上之第二區域之光學度量衡資料；藉由該經訓練模型基於該生產晶圓上之該等第二區域之該光學度量衡資料而產生該生產晶圓上之特徵之參數；判定該生產晶圓之該等特徵參數是否匹配該生產晶圓之該等第一區域之該SEM度量衡資料；及基於該生產晶圓之該等特徵參數並不匹配該生產晶圓之該等第一區域之該SEM度量衡資料的判定，判定晶圓製造改變為偵測。 7.如條項6之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中判定該生產晶圓之該等特徵參數是否匹配該生產晶圓之該等第一區域之該SEM度量衡資料包含判定該生產晶圓之該等特徵參數是否在臨限裕度內匹配該生產晶圓之該等第一區域之該SEM度量衡資料。 8.如條項4至7中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中再訓練該模型包含：獲得再訓練晶圓上之第一區域之SEM度量衡資料；獲得該再訓練晶圓上之第二區域之光學度量衡資料；及藉由使用該再訓練晶圓上之該等第一區域之該SEM度量衡資料及該再訓練晶圓上之該等第二區域之該光學度量衡資料來訓練該模型，以基於經修改生產晶圓之區域之光學度量衡資料而產生該經修改生產晶圓上之特徵之參數。 9.如條項8之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該再訓練晶圓包含再訓練晶圓集合，且其中訓練該模型包含藉由使用該再訓練晶圓集合之該等第一區域之該SEM度量衡資料及該再訓練晶圓集合上之該等第二區域之該光學度量衡資料來訓練該模型。 10.如條項8或9之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該再訓練晶圓包含該生產晶圓。 11.如條項5至10中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中偵測該晶圓製造改變包含監測與晶圓製造相關聯之一或多個效能指示符。 12.如條項11之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中監測該一或多個效能指示符係週期性地進行。 13.如條項11或12之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該一或多個效能指示符包含SEM導出之效能指示符、光學度量衡導出之效能指示符或其組合中之至少一者。 14.如條項1至13中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中獲得SEM度量衡資料包含判定一或多個SEM導出之效能指示符，且其中訓練該模型包含藉由使用該一或多個SEM導出之效能指示符及該光學度量衡資料來訓練該模型。 15.如條項14之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該一或多個SEM導出之效能指示符包含一或多個SEM量測參數、SEM影像之特徵與該一或多個SEM量測參數之間的關係或其組合中之至少一者，其中SEM量測參數包含一或多個邊緣位置、一或多個幾何影像矩、一或多個形狀擬合尺寸、一或多個形狀擬合定向、一或多個輪廓形狀、一或多個輪廓位置、一或多個材料組成物或其組合中之至少一者。 16.如條項14之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該一或多個SEM導出之效能指示符包含疊對、疊對誤差、關鍵尺寸、關鍵尺寸均一性、邊緣置放誤差、焦距、劑量、局域疊對、局域疊對誤差、局域關鍵尺寸、局域關鍵尺寸均一性、一或多個特徵尺寸或其組合中之至少一者。 17.如條項14至16中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該一或多個SEM導出之效能指示符為使用者選擇的。 18.如條項14至17中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該一或多個SEM導出之效能指示符包含該訓練晶圓上之特徵之該等參數。 19.如條項1至18中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中獲得光學度量衡資料包含判定一或多個光學度量衡導出之效能指示符，且其中訓練該模型包含藉由使用該SEM度量衡資料及該一或多個光學度量衡導出之效能指示符來訓練該模型。 20.如條項19之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該一或多個光學度量衡導出之效能指示符包含總光瞳平均值、內光瞳平均值、外光瞳平均值、總光瞳方差、內光瞳方差、外光瞳方差、一或多個低階任尼克係數或其組合中之至少一者。 21.如條項19或20之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該一或多個光學度量衡導出之效能指示符係由神經網路判定，其中該神經網路對光學度量衡資料進行操作。 22.如條項19至21中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該一或多個光學度量衡導出之效能指示符係基於光瞳影像判定。 23.如條項19至22中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該一或多個光學度量衡導出之效能指示符包含針對不同波長、不同偏振或不同波長及不同偏振獲得之光學度量衡效能指示符。 24.如條項19至23中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該一或多個光學度量衡導出之效能指示符為使用者選擇的。 25.如條項1至24中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該生產晶圓上之該等特徵包含微影特徵、蝕刻特徵、植入特徵、沈積特徵、多層特徵或其組合中之至少一者。 26.如條項1至25中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該等特徵參數包含疊對、疊對誤差、關鍵尺寸、關鍵尺寸均一性、邊緣置放誤差、焦距、劑量、局域疊對、局域疊對誤差、局域關鍵尺寸、局域關鍵尺寸均一性、一或多個特徵尺寸或其組合中之至少一者。 27.如條項1至26中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該生產晶圓為該訓練晶圓，且其中訓練該模型包含藉由使用該等第一區域之該SEM度量衡資料及該等第二區域之該光學度量衡資料來訓練該模型，以基於該訓練晶圓之第三區域之光學度量衡資料而產生該訓練晶圓上之特徵之參數。 28.如條項1至27中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該訓練晶圓包含訓練晶圓集合，且其中訓練該模型包含藉由使用該訓練晶圓集合上之第一區域之該SEM度量衡資料及該訓練晶圓集合上之第二區域之該光學度量衡資料來訓練該模型，以基於生產晶圓之區域之光學度量衡資料而產生該生產晶圓上之特徵之參數。 29.如條項1至28中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該訓練晶圓上之該等第一區域及該訓練晶圓上之該等第二區域非重疊。 30.如條項1至29中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該訓練晶圓上之該等第一區域及該訓練晶圓上之該等第二區域至少部分地重疊。 31.如條項1至30中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該訓練晶圓包含該生產晶圓。 32.如條項1至31中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中訓練該模型進一步包含：獲得測試晶圓上之第一區域之SEM度量衡資料；獲得該測試晶圓上之第二區域之光學度量衡資料；藉由該經訓練模型基於該測試晶圓上之該等第二區域之光學度量衡資料而產生該測試晶圓之特徵之參數；及基於該測試晶圓之該等特徵參數與該測試晶圓之第一區域之該SEM度量衡資料之間的關係而評估該經訓練模型。 33.如條項32之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中評估該經訓練模型包含判定該測試晶圓之該等特徵參數是否匹配該測試晶圓之該等第一區域之該SEM度量衡資料。 34.如條項33之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其進一步包含：基於該測試晶圓之該等特徵參數並不匹配該測試晶圓之該等第一區域之該SEM度量衡資料的判定，進一步訓練該模型。 35.如條項34之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中進一步訓練該模型包含：獲得該訓練晶圓上之第三區域之SEM度量衡資料；獲得該訓練晶圓上之第四區域之光學度量衡資料；及藉由使用該訓練晶圓上之該等第一區域及該等第三區域之該SEM度量衡資料以及該訓練晶圓上之該等第二區域及該等第四區域之該光學度量衡資料來訓練該模型，以基於該生產晶圓之區域之光學度量衡資料而產生該生產晶圓上之特徵之參數。 36.如條項35之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該訓練晶圓上之該等第三區域包含第二訓練晶圓上之第一區域，且其中該訓練晶圓上之該等第四區域包含該第二訓練晶圓上之第二區域。 37.如條項33至36中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中判定該測試晶圓之該等特徵參數是否匹配該測試晶圓之該等第一區域之該SEM度量衡資料包含判定該測試晶圓之該等特徵參數是否在臨限裕度內匹配該測試晶圓之該等第一區域之該SEM度量衡資料。 38.如條項32至37中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該測試晶圓為該訓練晶圓，且其中該測試晶圓之該等第一區域包含該訓練晶圓上之第三區域，且該測試晶圓上之該等第二區域包含該訓練晶圓上之第四區域。 39.如條項32至38中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該測試晶圓包含測試晶圓集合，其中產生該測試晶圓之特徵之參數包含基於該測試晶圓集合上之該等第二區域之光學度量衡資料而產生該測試晶圓集合之特徵之參數，且其中評估該經訓練模型包含基於該測試晶圓集合之該等特徵參數與該測試晶圓集合之該等第一區域之該SEM度量衡資料之間的關係而評估該經訓練模型。 40.如條項32至39中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中測試晶圓包含該生產晶圓。 41.如條項1至40中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，該生產晶圓上之特徵之參數包含該生產晶圓上之特徵之幾何資訊、晶圓程序效能指示符或其組合中之至少一者。 42.如條項1至41中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該SEM度量衡資料及該光學度量衡資料對應於製造程序步驟。 43.如條項1至42中任一項之一或多種機器可讀媒體，其中該模型為數學模型。 44.如條項1至43中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該模型為回歸模型。 45.如條項1至44中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該模型為線性回歸模型。 46.如條項1至45中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該模型為機器學習模型。 47.如條項46之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該機器學習模型為神經網路模型、決策樹模型、隨機森林模型、支援向量模型、k近鄰模型或其組合中之至少一者。 48.一或多種非暫時性機器可讀媒體，其上具有指令，該等指令在由處理器執行時經組態以執行包含以下各者之操作：獲得生產晶圓之區域之光學度量衡資料；及基於該光學度量衡資料及經訓練模型而判定該生產晶圓上之特徵之參數，其中該生產晶圓上之特徵之該等參數包含偽掃描式電子顯微鏡(SEM)參數。 49.如條項48之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該等偽SEM參數包含該生產晶圓上之特徵的實質上類似於藉由SEM度量衡獲取之參數的參數。 50.如條項48或49之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該等偽SEM參數具有比自該光學度量衡資料導出之參數的更高解析度、更高準確度、更低不確定性或其組合中之至少一者。 51.如條項48至50中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該等偽SEM參數包含未自該光學度量衡資料導出之至少一個參數。 52.如條項48至51中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該經訓練模型藉由以下操作產生：獲得一或多個訓練晶圓上之第一區域之(SEM)度量衡資料；獲得該一或多個訓練晶圓上之第二區域之光學度量衡資料；及藉由使用該SEM度量衡資料及該光學度量衡資料來訓練該模型，以產生該生產晶圓上之特徵之參數。 53.如條項48至52中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該等特徵參數包含疊對、疊對誤差、關鍵尺寸、關鍵尺寸均一性、邊緣置放誤差、焦距、劑量、局域疊對、局域疊對誤差、局域關鍵尺寸、局域關鍵尺寸均一性、一或多個特徵尺寸或其組合中之至少一者。 54.如條項48至53中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中獲得光學度量衡資料進一步包含基於該光學度量衡資料判定該生產晶圓之該等區域之光學度量衡效能指示符，且其中判定參數包含基於該光學度量衡效能指示符及該經訓練模型而判定該生產晶圓上之特徵之參數。 55.如條項54之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該等光學度量衡效能指示符係基於光瞳影像判定。 56.如條項54之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該等光學度量衡效能指示符包含總光瞳平均值、內光瞳平均值、外光瞳平均值、總光瞳方差、內光瞳方差、外光瞳方差、一或多個低階任尼克係數或其組合中之一或多者。 57.如條項54至56中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該等光學度量衡效能指示符係基於在多波長、多偏振或多波長及多偏振處進行之量測而判定。 58.如條項48至57中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其進一步包含：獲得第二生產晶圓之區域之光學度量衡資料；及基於該第二生產晶圓之該光學度量衡資料及該經訓練模型而判定該第二生產晶圓上之特徵之參數。 59.如條項48至58中任一項之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該生產晶圓包含生產晶圓集合，且其中判定特徵之參數包含基於該生產晶圓集合之該光學度量衡資料及該經訓練模型而判定該生產晶圓集合上之特徵之參數。 60.一或多種非暫時性機器可讀媒體，其上具有指令，該等指令在由處理器執行時經組態以執行包含以下各者之操作：獲得生產晶圓之區域之光學度量衡資料；基於該光學度量衡資料及模型而判定該生產晶圓之偽掃描式電子顯微鏡(SEM)參數，其中該模型使偽SEM參數與光學度量衡資料相關；及基於該等偽SEM參數而判定該生產晶圓之一或多個製造參數。 61.如條項60之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其進一步包含：基於該一或多個製造參數控制一或多個製造程序。 62.一種系統，其包含：處理器；及如條項1至61中任一項中所描述之一或多種非暫時性機器可讀媒體。 63.一種方法，其包含：獲得一或多個訓練晶圓上之第一區域之掃描式電子顯微鏡(SEM)度量衡資料；獲得該一或多個訓練晶圓上之第二區域之光學度量衡資料；及藉由使用該SEM度量衡資料及該光學度量衡資料來訓練模型，以基於一或多個生產晶圓之區域之光學度量衡資料而產生該一或多個生產晶圓上之特徵之參數。 64.如條項63之方法，其進一步包含：獲得該一或多個生產晶圓之區域之光學度量衡資料；及基於該一或多個生產晶圓之該光學度量衡資料及該經訓練模型而判定該一或多個生產晶圓上之特徵之參數。 65.如條項63或64之方法，其中該一或多個生產晶圓包含該一或多個訓練晶圓中之一或多者。

本文中所揭示之概念可模擬或數學上模型化用於子波長特徵之任何通用成像、蝕刻、研磨、檢測等系統，且可對能夠產生愈來愈短波長之新興成像技術有用。新興技術包括能夠藉由使用ArF雷射來產生193 nm波長且甚至能夠藉由使用氟雷射來產生157 nm波長之極紫外線(EUV)、DUV微影。此外，EUV微影能夠藉由使用同步加速器或藉由用高能電子撞擊材料(固體或電漿)而產生在20 nm至50 nm之範圍內的波長，以便產生在此範圍內之光子。

雖然本文中所揭示之概念可用於用諸如矽晶圓之基板進行製造，但應理解，所揭示概念可與任何類型之製造系統(例如，用於在除矽晶圓以外之基板上製造之製造系統)一起使用。

另外，所揭示元件之組合及子組合可包含單獨實施例。舉例而言，上文所描述之操作中之一或多者可包括於分離實施例中，或其可一起包括於同一實施例中。

以上描述意欲為說明性，而非限制性的。因此，熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡述之申請專利範圍之範疇的情況下如所描述進行修改。

10:主腔室 20:裝載鎖定腔室 30:裝備前端模組 30a:第一裝載埠 30b:第二裝載埠 40:電子束工具/設備 50:控制器 70:寬頻輻射投影儀 72:基板 74:光譜儀偵測器 76:光譜 78:重建構 100:電子束檢測系統/帶電粒子束檢測系統 201:主光軸 202:初級光束交越 203:陰極 204:初級電子束 205:提取器電極 220:槍孔徑 222:陽極 224:庫侖孔徑陣列 226:聚光透鏡 232:物鏡總成 232a:極片 232b:控制電極 232d:激勵線圈 234:電動載物台 235:光束限制孔徑陣列 236:樣本固持器 240a:偏轉器 240b:偏轉器 240c:光束分離器 240d:偏轉器 240e:偏轉器 244:電子偵測器 250:樣本 300:帶電粒子束設備 300-1:主光軸 300B1:初級電子束 300B3:反向散射電子束 300B4:次級電子束 301:陰極 302:提取器電極 303:陽極 304:聚光透鏡 305:光束限制孔徑陣列 306:信號電子偵測器 307:複合物鏡 307A:虛平面 307B:虛平面 307C:線圈 307ES:靜電透鏡 307M:磁透鏡 307O:極片 307P:極片 307R:開口 308:初級電子束偏轉器 309:初級電子束偏轉器 310:初級電子束偏轉器 311:初級電子束偏轉器 312:信號電子偵測器 314:控制電極 315:樣本 802:光學資料 804:SEM資料 806:模型訓練器 808:訓練資料集 810:光學度量衡導出之效能指示符 812:SEM導出之效能指示符 814:特徵參數 816A:輸出端 816B:輸出端 818:輸出 820:特徵參數 822:偽SEM OVL 824:偽SEM CD(U) 830:模型 832A:輸入端 832B:輸入端 832C:輸入端 832D:輸入端 834:隱藏層 900:方法 902:操作 904:操作 906:操作 908:操作 910:操作 912:操作 914:操作 916:操作 918:操作 920:操作 1002:光學度量衡導出之輸入 1004:偽SEM輸出 1006:偽SEM OVL 1008:偽SEM CD(U) 1010:偽SEM特徵參數 1012:晶圓 1014:光學度量衡導出之特徵參數 1016:偽SEM量測參數 1102:光學度量衡資料 1106A:光學量測結構 1106B:光學量測結構 1106C:光學量測結構 1108A:光瞳影像 1108B:光瞳影像 1108C:光瞳影像 1110:弧 1202:SEM度量衡資料 1206A:SEM量測結構 1206B:SEM量測結構 1206C:SEM量測結構 1208A:SEM影像 1208B:SEM影像 1208C:SEM影像 1302:光學度量衡資料 1304:SEM度量衡資料 1306:訓練資料 1308:模型 1310:程序 1312A:生產晶圓 1312B:生產晶圓 1312C:生產晶圓 1312D:生產晶圓 1314A:偽SEM效能指示符 1314B:偽SEM效能指示符 1314C:偽SEM效能指示符 1316:SEM度量衡資料 1318:比較器 1320:再訓練資料集 1322:光學度量衡資料 1324:SEM度量衡資料 1400:方法 1402:操作 1404:操作 1406:操作 1408:操作 1410:操作 1412:操作 1414:操作 1416:操作 1418:操作 1420:操作 1422:操作 1424:操作 1426:操作 1428:操作 1502:晶圓 1504A:量測區域 1504B:量測區域 1504C:量測區域 1506A:SEM影像 1506B:SEM影像 1506C:SEM影像 1508:光瞳影像 1510A:黑條 1510B:黑條 1510C:黑條 1510D:黑條 1510E:黑條 1510F:黑條 1512A:白色中心 1512B:白色中心 1512C:白色中心 1512D:白色中心 1512E:白色中心 1512F:白色中心 1512G:白色中心 1512H:白色中心 B:輻射光束 BD:光束遞送系統 BK:烘烤板 BS:匯流排 C:目標部分 CC:游標控制件 CH:冷卻板 CI:通信介面 CL:電腦系統 CS:電腦系統 DE:顯影器 DS:顯示器 HC:主機電腦 ID:輸入裝置 IF:位置量測系統 IL:照射系統 INT:網際網路 I/O1:輸入/輸出埠 I/O2:輸入/輸出埠 LA:微影設備 LACU:微影控制單元 LAN:區域網路 LB:裝載區 LC:微影單元 M1:遮罩對準標記 M2:遮罩對準標記 MA:圖案化裝置 MM:主記憶體 MT:度量衡設備/度量衡工具/散射計 NDL:網路鏈路 P1:基板對準標記 P2:基板對準標記 PM:第一定位器 PRO:處理器 PS:投影系統 PU:處理單元 PW:第二定位器 RO:機器人 ROM:唯讀記憶體 SC:旋塗器 SC1:第一標度 SC2:第二標度 SC3:第三標度 SCS:監督控制系統 SD:儲存裝置 SO:輻射源 T:遮罩支撐件 TCU:塗佈顯影系統控制單元 W:基板 WT:基板支撐件

圖1為繪示符合本發明之實施例之例示性電子束檢測(EBI)系統的示意圖。

圖2為繪示符合本發明之實施例的可為圖1之例示性電子束檢測系統之一部分之例示性電子束工具的示意圖。

圖3為符合本發明之實施例的包含帶電粒子偵測器之例示性帶電粒子束設備的示意圖。

圖4描繪根據實施例之微影設備之示意性綜述。

圖5描繪根據實施例之微影單元之示意性綜述。

圖6描繪根據實施例之整體微影之示意性表示，其表示用以最佳化半導體製造之三種技術之間的協作。

圖7繪示根據實施例之諸如散射計之實例度量衡設備。

圖8繪示根據實施例之用於訓練模型以基於光學度量衡資料產生偽掃描式電子顯微鏡(SEM)度量衡資料之本發明方法之操作的概述。

圖9繪示根據實施例之用於訓練模型以基於光學度量衡資料產生偽SEM度量衡資料的例示性方法。

圖10繪示根據實施例之用於基於光學度量衡資料判定偽SEM度量衡資料之本發明方法之操作的概述。

圖11繪示根據實施例之光學度量衡資料與光學度量衡導出之效能指示符之間的關係。

圖12繪示根據實施例之SEM度量衡資料與SEM導出之效能指示符之間的關係。

圖13繪示根據實施例之用於觸發模型之再訓練之本發明方法之操作的概述。

圖14繪示根據實施例之用於判定特徵參數及視情況再訓練模型的例示性方法。

圖15描繪根據實施例之晶圓上之量測區域的示意性表示。

圖16為根據本發明之實施例之實例電腦系統的方塊圖。

802:光學資料

804:SEM資料

806:模型訓練器

808:訓練資料集

810:光學度量衡導出之效能指示符

812:SEM導出之效能指示符

814:特徵參數

816A:輸出端

816B:輸出端

818:輸出

820:特徵參數

822:偽SEM OVL

824:偽SEM CD(U)

830:模型

832A:輸入端

832B:輸入端

832C:輸入端

832D:輸入端

834:隱藏層

Claims (15)

1. 一或多種非暫時性機器可讀媒體，其上具有指令，該等指令在由一處理器執行時經組態以執行包含以下各者之操作： 獲得一訓練晶圓上之第一區域之掃描式電子顯微鏡(SEM)度量衡資料； 獲得該訓練晶圓上之第二區域之光學度量衡資料；及 藉由使用該訓練晶圓之該SEM度量衡資料及該光學度量衡資料來訓練一模型，以基於一生產晶圓之區域之光學度量衡資料而產生該生產晶圓上之特徵之參數。
2. 如請求項1之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其進一步包含： 獲得該生產晶圓之區域之光學度量衡資料；及 基於該生產晶圓之該光學度量衡資料及該經訓練模型而判定該生產晶圓之特徵參數。
3. 如請求項2之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該生產晶圓包含一生產晶圓集合，其中獲得光學度量衡資料包含獲得該生產晶圓集合之區域之光學度量衡資料，且其中判定特徵參數包含基於該生產晶圓集合之該光學度量衡資料及該經訓練模型而判定該生產晶圓集合之特徵參數。
4. 如請求項1之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其進一步包含基於一再訓練觸發之偵測而再訓練該模型。
5. 如請求項4之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中一再訓練觸發之偵測包含偵測該等訓練晶圓與該等生產晶圓之間的一晶圓製造改變。
6. 如請求項5之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中偵測該晶圓製造改變包含： 獲得該生產晶圓上之第一區域之SEM度量衡資料； 獲得該生產晶圓上之第二區域之光學度量衡資料； 藉由該經訓練模型基於該生產晶圓上之該等第二區域之該光學度量衡資料而產生該生產晶圓上之特徵之參數； 判定該生產晶圓之該等特徵參數是否匹配該生產晶圓之該等第一區域之該SEM度量衡資料；及 基於該生產晶圓之該等特徵參數並不匹配該生產晶圓之該等第一區域之該SEM度量衡資料的一判定，判定一晶圓製造改變為偵測。
7. 如請求項6之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中判定該生產晶圓之該等特徵參數是否匹配該生產晶圓之該等第一區域之該SEM度量衡資料包含判定該生產晶圓之該等特徵參數是否在一臨限裕度內匹配該生產晶圓之該等第一區域之該SEM度量衡資料。
8. 如請求項4之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中再訓練該模型包含： 獲得一再訓練晶圓上之第一區域之SEM度量衡資料； 獲得該再訓練晶圓上之第二區域之光學度量衡資料；及 藉由使用該再訓練晶圓上之該等第一區域之該SEM度量衡資料及該再訓練晶圓上之該等第二區域之該光學度量衡資料來訓練該模型，以基於經修改生產晶圓之區域之光學度量衡資料而產生該經修改生產晶圓上之特徵之參數。
9. 如請求項8之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該再訓練晶圓包含一再訓練晶圓集合，且其中訓練該模型包含藉由使用該再訓練晶圓集合之該等第一區域之該SEM度量衡資料及該再訓練晶圓集合上之該等第二區域之該光學度量衡資料來訓練該模型。
10. 如請求項8之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該再訓練晶圓包含該生產晶圓。
11. 如請求項5之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中偵測該晶圓製造改變包含監測與晶圓製造相關聯之一或多個效能指示符。
12. 如請求項11之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中監測該一或多個效能指示符係週期性地進行。
13. 如請求項11之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該一或多個效能指示符包含一SEM導出之效能指示符、一光學度量衡導出之效能指示符或其一組合中之至少一者。
14. 如請求項1之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中獲得SEM度量衡資料包含判定一或多個SEM導出之效能指示符，且其中訓練該模型包含藉由使用該一或多個SEM導出之效能指示符及該光學度量衡資料來訓練該模型。
15. 如請求項14之一或多種非暫時性機器可讀媒體，其中該一或多個SEM導出之效能指示符包含一或多個SEM量測參數、一SEM影像之一特徵與該一或多個SEM量測參數之間的一關係或其一組合中之至少一者，其中SEM量測參數包含一或多個邊緣位置、一或多個幾何影像矩、一或多個形狀擬合尺寸、一或多個形狀擬合定向、一或多個輪廓形狀、一或多個輪廓位置、一或多個材料組成物或其一組合中之至少一者。