TW578061B - Speed improvements for identifying structures using scattering signatures and a library of scatter signatures from known structures - Google Patents

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578061 五、發明說明（1) 相關申請案的交互參照 本申請案對於20 0 0年9月！ q。 3曰所提出，义袁「 射特徵和已知結構之散射特徵資 石為使用散 的方法」的第6 0/232,5 78號美國^二結構識別速率 利益，該案的專利說明部份茲以炎 °月：’主張享有其 發明背景 > …、万式併入本案。 發明範圍（技術範圍） 本發明係指對一結構中各形體的測量及 ’尤指利用推論技術進行的測量。 ^擇陡的控制 技藝背景 諸如散射計、光譜反射計1 微鏡之類的度量儀器’係用以測督桝丰知A =丄矛包子顯 j里微未和次微米標度的任 構。.散射計、反射計、和橢圓率測量儀係從測量一樣品: 所獲得的訊號來推論該結構。大部份的電子顯微鏡是接 把測定的訊號以影像顯現在顯示器上，但最近的結果已^ 明，若以其它技術所採用的類似方法來推論該結構，則可 後知更正碟的結果。參閱Μ·Ρ· Davidson等人刊載於第十 三屆微光刻之度量、檢驗及製程管制會議（c〇nf erence 〇n Metrology, Inspection, and Process Control for

Micro-lithography XIII) ，Proc· SPIE ，第3677 卷第 6 4 0 - 6 4 5頁名為「掃目苗式電子顯微鏡線寬測量之反散射方 法（An Inverse Scattering Approach to SEM Line Width Measurements)」的文章（1999 年3 月）。 經由線性估計的推論有其可行性，參閱頒給C 1 ark等

第5頁 578061 五、發明說明（2) 人的第5，11 4，2 3 3號，名為「檢驗蝕刻工作件之方法 (Method for Inspecting Etched Workpieces)」的美國 專利；R. Η· Krukar在新墨西哥大學提出，名為「使用繞 射散射分析以供測量周期結構臨界尺寸之方法學（A Methodology for the Use of Diffracted Scatter Analysis to Measure the Critical Dimensions of Periodic Structures)」的工程博士論文；和頒給Biay〇 等人的第5，7 3 9，9 0 9號，名為「使用光譜橢圓率測量術測 畺及控制周期結構的線寬（Measurement an(j Control 〇亡 Linewidths in Periodic Structures Using Spectroscopic Ellipsometry)」的美國專利。不過，道 類推論通常達不到生產度量工具意欲結果的品質。經由圖 表查找做成的推論業已證明具有符合生產品質的结果，俱 每次測量所需的時間卻超過符合生產規格的要求。 =技術的各項要求在未來會變得更加嚴格。線性你 需；大ίίϊ貧料集將會要求更多的自由度，❿查找表則 =:;:】：：加。本發明提供-種大幅提升查找速 發明摘要說明 本發明屬於一種用以對一 量的參考資訊庫刪簡的系統與方法，數： :::量，該方法則包括下列各步驟：於；j考 考㈣向[係以該特定參考訊號向量及 插入一參考向量；和如果 之間的插值誤差小於_低 向量及對應的參數向量刪 插值及刪除步驟會對若干 定次數。那些步驟的執行 電腦’而那些步驟的結果 另外’那些步驟宜使用遠 和/或專用隨機存取記憶 那些步驟的執行及其結 之。 特徵及對應已知結構參數 的糸統與方法’各該特徵 包括若干參考訊號索引向 計算一未知訊號的索引向 資訊庫一參考訊號索引向 一預定低限，便將與該參 號向量識別作為該未知訊 較佳實施例中，係運甩若 識別等步驟，其中各電腦 部份執行那些步驟。這計 考訊號索引向量予以執行 腦網路上的一遠端電腦， 檢索或由其產生。另外， 用光磲機和/或專用隨機 578061 五、發明說明（3) 從參考資訊庫刪除為假定條件而 該對應蒼數向量肖内插參s 限值時，便將該特定 π里 除。在所與的參考訊號 二在所舉的較佳實施例中 ϋ定的參考訊號向量重複進行預 :破傳达給電腦網路上的-遠端 遠端電腦檢索或由其產生。 =腦的-專用光碟機(cd_r〇m) =二k)予以執行。最後， 的心索可用自動或人工方式為 本么明亦屬於一種用以對一 參考資訊庫進行存取 旦^ >考讯號向量，資訊庫另 ::該方法則包括下列各步驟： 確定該未知訊號索引向量盥 間的誤差；和如果誤差小； 汛唬索引向量對應的一參考訊 ^的一個匹配備選者。在所舉的 電腦系統來執行計算、確定及 ^統係對參考資訊庫的各別不同 7確定與識別步驟宜對若干參 那些步驟的執行宜被傳送給電 那上步驟的結果係從遠端電腦 二步驟宜使用遠端電腦的一專

第7頁 么、發明說明（5) 點。 較佳實施例詳細說明 本發明屬於可供一測定散射訊號與一資訊 ::號匹配的改良方法及系統。參考訊號資訊庫：“ J考 衣作和模擬，或靠經驗而產生。然後從參的=杲型 經由插值而除去可被正確代表的訊號’據以刪訊號 =著使各特徵與-個以上的檢索功能發生關㈣ :連值為索引訂序’以便產生刪簡資訊庫的索J 據 :這㈣及資訊庫載入_電腦，該電腦宜為」專用；後， :。進仃匹配時，係對匹配電腦提出一個未知配電 =號與該或該等檢索功能發生㈣ ：迷袖使這 ::與這未知訊號類似的訊號。適宜時，言十以：個:乂上 導m: :ί 插值。然後以這些插值來呼曾： ί/Λ 結構。接著將結構的詳情送回i::t! 和/或轉到工廠的自動化系統等。 口，、.D凊求者 本發明的根據在於從龐大參考訊泸資 知訊號之最佳匹配所需的時二資:找出-個未 ’必須進行的比較次數，將資於^庫的整體大小 時間後：及該資訊庫是否常駐；=憶：：體所需的 後文之說明中所述的向量，可以口古―/夂。 有一個元素的向量而言，它們 個几素。就只 參考訊號I*是個以度量工 V里w Μ如此對待。 ⑺，r2... rj)或可所獲得之各測量值的向量 里值的向置。每個參考訊號獲侍之各模擬測 /、Ρ即表示一結構，且該 578061 、發明說明（6) P2 . · · 、、、Q構經測量即會導致該參考訊號的參數向量（p j Pk)相關連。 未知訊號u是個與r相似的向量（U1，u2 · · · ui)。差 別在於關連參數向量p未知。 參考資訊庫是個參考訊號及其關連參數集。

誤差e ( a，b )是個用以表示二個向量間之差的標量 $ °本發明可用的誤差函數包括均方誤差，均方根誤差， f，誤差’以及馬哈拉諾比斯（Mahalan〇bis)距離。如果 向量a和b的長度不同，那麼可對其中任一或二個向量重新 =樣’以便產生等長的向量。較佳的重新取樣方法是線性 率$法。另一方法是以離散傅立葉變換（DFT)為基礎的頻 〜式重新取樣。誤差可用變換間隔算出。變換間隔的一個 摩巳例就是與DFT相關的頻域表示法。 個是未知1 號時個向量是參考訊號和另 測量誤差係在一個向量是朱數 ,^ ? 含受調查結構之真參數時所；得而另一向置則 如果『I : 1 T由插ί法？在參數向量中導出的誤差 ，那麼二，Ϊ測量向量和資訊庫中的關連參數向

生-個無誤差的完整匹配。PC號匹配時，就可 rp，匹配舛瞀、立L 果在匹配前先從資訊庫刪 P匹配 '异法即產生關連參 疋e(pp，pe)即為插值誤差。 们怊砵值

依據本發明，係將插值誤差小於低限值（threshoU

第10頁 578061 五、發明說明（7) value)的各參考向量去除，據以刪簡參考資訊庫^ 依據本發明，宜以各參考訊號與一基本訊號做比較而 產^一數值的方式，即ilr = f(r，bl)，其tbi是個基本 向ϊ，為參考貢訊庫編索引。計算出一個定義為丨^ 一 (αΐΐΓ，ΐ2Γ，L，llr)的索引向量，其中各索引值係以如同 皁一索引的情況算出，即可為資訊庫編製多重索引。美本 向量的來源有許多，而一個多重索引計劃係使用採取二 基本向量的N個索引。傅立葉基本集（F〇urier basis se〇 是個基本向量的可能來源，韓登麥（Hadamard)，離散餘弦 (Dlscrete Cosine)，子波，或各主要組件也是^應注意 的^波及主要組件的基本向量須先從參考=資訊庫的訊 號算出。嫻熟本技藝者均知計算這些基本集的各方法。 斤未知訊號u的索引向量係以如同參考訊號的相同方式 計算而產生 iu = (ilu，i2u，L，ilu)。 索引向量的用法有兩種。第一種方法是計算未知訊號 索引向量與各參考訊號索引向量之間的誤ge(iu, ir)。 如果這誤差小於某-低限值，那麼關連參考訊號即被識別 作為一個匹配備選者，並進一步處理。 索引向量的第二種用法是計算未知訊號索引向量與各 參考訊號索引向置之間的絕對差d =丨iu _ i = ， =2，L，dl)，然後以這差向量與一低限向量做比較，七= (tl，t2 ’L ’ tl)。對每—索引而言，備選訊 〈 tn的那些。 強力（brute f0rce)搜尋即是計算備選集中每一參考

578061 五、發明說明（8) 訊號與未知訊號之間的誤差e“ s :皮J為最佳匹配，或可將—個 。誤差最小的訊號 异出的參數向量選為最佳匹配。M最近匹配之插值法所 縱然採用像纟發明所提供的這 2匹配仍是個密集作業。所有 進的檢索，資訊 =在減少必須進行的浮點運算次數4二，的步驟，其用意 :腦中央處理器（CPU)之間傳送的位、及必須在儲存器與 旎與參考訊號匹配的網路 π、、且數。專供未知 匹配結果…之一在於訊則能獲得較快的 任務搶先占用。 、、耘不會被其它作業 匹配電腦從永久儲存器把資 記憶體的速率，可達幾十分之二=、專送到本身之隨機存取 消除傳送時間。第一，用_ ^、。有兩種技術可減低或 中檔案系統的極大隨機存記情磁在電腦隨機存取記憶體 減低傳送時間。第二，把匹^ 1(ramdisk)，即可大幅 服器，在許多情況下可消除二〔寫成主從架構的一個伺 因在於若請求根據一資訊庫、、間。此舉發揮效用的原 會將這資訊庫載入記憶體中。：匹配時，該伺服器程式就 服器程式終止之前，這資到被另一貧訊庫取代或伺 該伺服器程式不終止，任：終保持在記憶體中。只要 受傳送時間的影響下產生。σ罝的匹配結果都可在幾乎不 若對一資訊庫同時運 -步減低匹配時間。假:以上匹配飼服器，更可進 庫分成Ν個部份，各該部疋個匹配伺服器，並將-資訊 Ρ伤均小於整個資訊庫。屆時這資

578061 五、發明說明（9) 料庫的各區段係單獨並與其它區段平行從事匹配。接著將 各區段内的匹配結果予以匯集與處理，進而產生最終結果 。如果單一電腦的匹配時間是t，那麼一般說來，N台電腦 t 的平行匹配時間即為瓦+ 〇，其中〇是個與平行算法相關的 附力口碼（〇 v e r h e a d ) o 以上所舉實施例僅用以說明本發明而已，非用以限制 本發明之範圍。舉凡不違本發明精神所從事的種種修改或 變化，倶屬本發明申請專利範圍。

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Claims (1)

1. 578〇61 六、申請專利範圍 1 · 一種用以對一特料 考資訊庫刪簡的方法，各二對應已知結構參數向量的參 方法則包括下列各步驟：、徵包括一參考訊號向量，該 對於某一特定的參考訊 向量及其對應參數向量從失=二里鹿係以該特定參考訊號 入-參考向量·，和 考資訊庫刪除為假定條件而插 如果該對應參數向量與内插參數向 $ 數向量刪除。 、疋的 > 考汛唬向量及對應的參 另包括對於 《重複進行預 其中那些步 —2·如申請專利範圍第1項所述之方法 =干知·定的參考讯號向量，就插值及刪除步 疋次數的步驟。 3 ·如申睛專利範圍第1項所述之方法_ 騄的執行係被傳送給電腦網路上的一遠端電腦。 4·如申請專利範圍第3項所述之方法，复 驟的結果係從遠端電腦檢索或由其產生。〜 一 ^ 5 ·如申請專利範圍第3項所述之方法，其 上 驟係使用遠端電腦的一專用光碟機（CD-ROM)予以執行 驟得：用女:I ί專利範圍第3項所述之方法，其中那些步 :::吏用通端電腦的一專用隨機存取記憶磁碟(—A) 予以執订。 7·如申請專利範圍第3項所述之方法，其中係以自 動方式傳送那些步驟的執行及檢索其結果。 8 ·如申請專利範圍第3項所述之方法，其中係以人 〇υ〇丄 〇υ〇丄 /、'申請專利範圍 方式傳送那些步驟的 9· 一種用以對— 引參考資訊庫進行存取 向量，資訊庫另包括若 括下列各步驟： 計算一未知訊號的 確定該未知訊號索 置之間的誤差；和 如果誤差小於一預 1對應的一參考訊號向 備選者。 1〇·如申請專利範 若干用以執行計算、確 ，其中各電腦系統係對 些步驟。 11·如申請專利範 若干參考訊號索引向量 執行的步驟。 12·如申請專利範 驟的執行係被傳送給電 1 3.如申請專利範 驟的結果係從遠端電腦 14·如申請專利範 驟係使用遠端電腦的一 執行及檢索其結果。 特徵及對應已知結構表 的方法，各該特徵包括ί丄二的索 干參考訊號索弓丨向量，:考訊號 邊方法則包 索引向量； 引向量與資訊庫—參考訊號索弓丨向 定低限，便將與該參考訊號索引向 量識別作為該未知訊號的一個匹S 圍第9項所述之方法，另包括建立 定及識別等步驟之電腦系統的步 參考資訊庫的各別不同部份執行那 圍第9項所述之方法，另包括對於 ，就其計算、確定與識別步驟予以 圍第9項所述之方法，其中那些步 腦網路上的一遠端電腦。 圍第1 2項所述之方法，其中那此步 檢索或由其產生。 夕 圍第1 2項所述之方法，其中那些步 專用光碟機予以執行。 ~ 乂

   第16頁 578061 六、申請專利範圍 驟係1 使5用=專利範圍第12項所述之方法，，中那些步 16 的一專用隨機存取記憶磁碟予以執行。 動方切 專利範圍第12項所述之方法1中係以自 動方式傳适那些步驟的執行及檢索其結果。 工方1二廉士:申請專利範圍第12項所述之方法，其中係以人 方式傳适那些步驟的執行及檢索其結果。 一種用以對一特徵及對應已知結構參數向詈的旁 向量，資1=: 包括-參考訊號 括下列各步驟·· 《亥方法則包 « 計算一未知訊號的索引向量； 量的：訊Γ引向量與資訊庫—參考訊號索引向 對岸ΐ ΐ絕f差向量的所有數值均小於—預定低限向量的 向iH更將與該參考訊號索引向量對應的-參考訊號 。里識別作為該未知訊號的一個匹配備選者。 ^ 1 9 ·、如申凊專利範圍第1 8項所述之方法，另包括建立 右t ^ ^執行計算、確定及識別等少驟之電腦系統的步驟 Z 電腦系統係對參考資訊庫的各別不同部份執行那 些步驟。 ^ 2 0 ·如申請專利範圍第1 8項所述之方法，另包括對於 =干參考訊號索引向量，就其計算、確定與識別步驟予以 執行的步驟。 2 1 ·如申睛專利範圍第1 8項所述之方法，其中那些步

   第17頁 578061 六、申請專利範圍 驟的執行係 2 2. 如 驟的結果係 23. 如 驟係使用遠 2 4. 如 驟係使用遠 25.如 動方式傳送 26· 如 工方式傳送 被傳送給電 申請專利範 從遠端電腦 申請專利範 端電腦的一 申請專利範 端電腦的— 申請專利範 那些步驟的 申請專利範 那些步驟的 其中那些步 其中那些步 腦網路上的一遠端電^ 圍第2 1項所述之方法~ ° 檢索或由其產生。 其中那些步 圍第2 1項所述之方法 專用光碟機予以執行 圍第2 1項所述之方法 專用隨機存取記憶磁碟；：：f 圍第21項所述之方 執仃 ^ ^ ^ ^ 其'中係以自 執灯及檢索其結果。 目 圍第21項所述之方 執行及檢索其結果其中係以人 «

   第18頁 578061

   五、發明說明（4) ^ ___^ 以執行。最後，那些步驟的執行及^7 的檢家了用自動或人工方式為之。 ”、、、吉果 本發明也屬於一種用以對一 向量的索引參考資訊庫進行存取的I盥3 σ結構參數 包括一參考訊號向量，資訊 ^^去，各該特徵 量，該方法則包括下列各步驟另；；：：f考訊號索弓丨向 量；確定該未知訊號索引向量與資；；士的索引向 量的絕對差向量；和如果絕對^向旦 汛旎索引向 =低：向量的對應數值，便將與：參一 應的一參考訊號向量識別作為=σ唬索引向置對 者。在所舉的較佳實施例中:、二;υ匹配備選 庫的各別不同部份執行那些步驟。=統=參考 驟宜對若干參考訊號索引向量予勃^异、確疋與識別步 宜被傳送給電腦網路上的一遠仃。那些步驟的執行 係從遠端電腦檢索或由其產生^，而那些步驟的結果 端電腦的一專用光碟機和/或專那些步驟宜使用遠 ^ ^ ^ ^ Λ ΛΤΛ1?" ^ ^" 人工方式為之。 丹…果的檢索可用自動或 本發明的其它目的、優點、 範圍’有-部份將在後文十詳予：:;特：與進-步的適用 本技藝者查看下歹μ容後即顯μ ，，有一部份在嫻熟 施而獲悉。尸、要利用申請專利範 ^:藉本發明的實 其組合，便可實現與達成本發明的各種目 手段及 $ 8頁 578061 行νΆ丨ΊΗ:」ΐ:1 圖式簡單說明 第一圖是流程圖 is 第14頁