TWI661324B - 用於分析目標之系統、方法及設備 - Google Patents

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TWI661324B
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紐瑞爾 艾米爾
馬克 吉納渥克
塔爾 夏斯特曼
大衛 格瑞奧迪
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克萊譚克公司
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Abstract

本發明提供用於根據外在要求或內在發展及驗證需要，分析目標、程序及計量組態對廣泛範圍之參數之敏感度之系統及方法。系統包括以下元件。一輸入模組經配置以接收與目標、目標計量條件及生產程序相關之參數，以產生目標資料。一計量模擬單元經配置以自該目標資料模擬目標之計量量測且產生量化該等模擬目標量測之多個度量。一敏感度分析模組經配置以導出該等度量對該等參數之函數相依性且參考該等所導出函數相依性界定該等參數之所要不確定性。最後，一目標最佳化模組經配置以參考該等模擬目標量測對目標及目標計量條件分級。

Description

用於分析目標之系統、方法及設備 相關申請案交叉引用
本申請案主張2013年12月11日申請之美國臨時專利申請案第61/914,950號之權利，該案之全文以引用方式併入本文中。
本發明係關於計量領域，且更特定言之關於計量量測對目標、程序及量測參數之敏感度分析。
計量涉及與目標、目標計量條件及生產程序相關之大量參數。目標設計、生產程序及計量量測對此等參數展現不同程度之敏感度，這使其難以有效評估參數設定且使計量漂移之根本原因分析變困難。
本發明之一態樣提供一種系統，其包括：一輸入模組，其經配置以接收與目標、目標計量條件及生產程序相關之複數個參數，以產生目標資料；一計量模擬單元，其經配置以自目標資料模擬目標之計量量測且產生量化模擬目標量測之複數個度量；一敏感度分析模組，其經配置以導出度量對參數之函數相依性且參考所導出函數相依性界定參數之所要不確定性；及一目標最佳化模組，其經配置以參考模擬目標量測對目標及目標計量條件之至少一者分級。
本發明之此等、額外及/或其他態樣及/或優點在下文詳細描述中 予以陳述；可自該詳細描述推斷；及/或可藉由實踐本發明得知。
85‧‧‧計量工具
90‧‧‧晶圓生產商/目標設計者/顧客/計量提供者
94‧‧‧目標參數
95‧‧‧目標模板集
96‧‧‧計量條件/計量參數
97‧‧‧要求
98‧‧‧生產程序/程序參數/程序變動參數
100‧‧‧系統
110‧‧‧輸入模組
111‧‧‧計量模型化伺服器及資料庫/計量模型化應用/計量模型化伺服器
115‧‧‧目標特性化檔案
119‧‧‧目標設計資料及計量感測器組態推薦/目標資料
120‧‧‧計量模擬單元/目標設計模擬模組/模擬器
121‧‧‧圖形資料庫系統II(GDSII)目標資料
123‧‧‧計量度量模組
124‧‧‧計量度量/繞射效率(DE)度量/精度度量/準確度度量/原始量測資料
126‧‧‧程序度量
127‧‧‧效能約束
129‧‧‧程序參數容限
130‧‧‧敏感度分析模組
131‧‧‧函數相依性
132‧‧‧資料/表示
140‧‧‧目標最佳化模組
149‧‧‧不確定性
150‧‧‧目標故障診斷
151‧‧‧電子設計自動化(EDA)應用程式
155‧‧‧工廠自動程序控制(APC)系統
157‧‧‧工廠電子設計自動化(EDA)主幹
159‧‧‧配方推薦
160‧‧‧優先化清單
165‧‧‧計量配方資料庫/計量工具配方資料庫
200‧‧‧方法
210‧‧‧階段
220‧‧‧階段
230‧‧‧階段
240‧‧‧階段
250‧‧‧階段
260‧‧‧階段
262‧‧‧階段
264‧‧‧階段
266‧‧‧階段
270‧‧‧階段
P1-P19‧‧‧程序變動參數/目標參數
為了本發明之實施例之更佳理解及展示可如何實現該等實施例，現將僅依實例方式參考其中相同數字始終標示對應元件或區段之隨附圖式。
在隨附圖式中：圖1及圖2係根據本發明之一些實施例之一系統及該系統中之資訊產生及流動之高階示意概略方塊圖。
圖3呈現根據本發明之一些實施例之與目標及量測特徵相關之度量之非限制性繪示。
圖4呈現根據本發明之一些實施例之與目標及量測特徵相關之度量及其表示之非限制性繪示。
圖5示意地繪示根據本發明之一些實施例之分級實例。
圖6係繪示根據本發明之一些實施例之一方法之一高階示意流程圖。
圖7係根據本發明之一些實施例之系統之一高階示意方塊圖。
圖8係例示根據本發明之一些實施例之一計量度量對不同程序變動參數之不同敏感度之一曲線圖。
在陳述相關技術背景之前，有帮助的是陳述後文將使用之特定術語之定義。
在本申請案中，如本文中所使用，術語「度量」被定義為與給定量測(諸如原始量測自身(一同一性度量(identity metrics)))相關之任何量、與一或多種量測類型相關之導出量、與量測之組合或互動相關之量以及自一或多個其他度量及可能一或多種量測類型導出之「元度量(meta metrics)」。
現特別詳細地參考圖式，要強調的是所示細節係依實例方式且僅用於本發明之較佳實施例之闡釋性論述之目的，且為了據信為最有用及最容易理解本發明之原理及概念態樣之描述而提出。因而，並非嘗試比基本理解本發明所需更詳細地展示本發明之結構細節，結合圖式進行之描述使熟習此項技術者明白實際上可如何具體實施本發明之若干形式。
在詳細說明之本發明之至少一實施例之前，應瞭解，本發明並非將其應用限於下文描述中所陳述或圖式中所示之構造細節及組件配置。本發明適用於其他實施例或可依各種方式實踐或實行。此外，應瞭解，本文中所用之片語及術語用於描述目的且不應被視為限制性。
通常，計量模擬用於允許計量工程師預測計量事件之效能及評估此效能對多個輸入參數之相依性。造成計量效能之輸入參數之實例包含目標幾何參數、計量系統組態及自半導體製程所得之晶圓上膜堆疊及特徵拓撲(及其容限)。在後文描述中，術語「程序參數」與該膜堆疊及該特徵拓撲及其容限特別相關。
提供用於根據外在要求或內在發展及驗證需要，分析目標幾何形狀及計量組態對廣泛範圍之參數之敏感度之系統及方法。系統包括以下元件。
一輸入模組經配置以接收與目標、目標計量條件以及程序參數及容限相關之輸入參數，以產生目標資料。在此內容脈絡中，「堆疊及拓撲驗證」與用於模擬之程序參數係實際晶圓堆疊及拓撲之一準確表示之驗證程序相關。
一計量模擬單元經配置以自輸入參數模擬目標之計量量測且產生原始模擬量測資料及量化模擬目標量測之計量效能之多個導出度量。
一敏感度分析模組經配置以導出原始模擬量測資料或導出度量 對輸入參數之函數相依性且界定程序參數之所要容限(歸因於不確定性或不受控制變動)。該敏感度分析模組亦可實現(i)堆疊及拓撲驗證以著重在具有最大影響之堆疊及拓撲參數，其係藉由識別其小程序參數變動導致一或多個計量度量之大變動之該等參數(ii)消除對來自後續目標最佳化程序之計量度量相反地展示減小影響之程序變動參數以產生一計算緊湊的模擬，(iii)量化分析程序參數變動對計量效能之影響以支援製程修改之決定以在隨後減小對計量之影響，(iv)在存在或缺乏來自先前程序步驟之前饋計量資料之情況下，藉由確立計量度量與程序參數變動之間的相關性進行計量漂移之根本原因分析及(v)提供預期模擬對量測匹配品質之一指示符。
最後，一目標最佳化模組可經配置以參考模擬目標量測度量對目標及目標計量條件分級。因此，可同時疊對且比較模擬原始量測資料或導出度量對廣泛範圍之程序參數之多個敏感度回應以提供一有效分析及設計平台。
圖1及圖2係根據本發明之一些實施例之一系統100及系統100中之資訊產生及流動之高階示意概略方塊圖。系統100可包括一輸入模組110、一計量模擬單元120、一敏感度分析模組130及一目標最佳化模組140。系統100經組態以根據給定要求、生產條件及計量規範分析目標、計量感測器組態以及程序參數及參數敏感度。
輸入模組110經配置以例如自一晶圓生產商90或自一目標設計者90接收與目標(目標參數94)、計量條件96及視需要生產程序(程序參數98)相關之複數個參數，且自其產生目標設計資料及計量感測器組態推薦119。下文中提供目標參數94、計量參數96及程序參數98之非限制性實例。程序參數98可包括目標光阻輪廓、堆疊及光阻性質(例如，材料、諸如條寬度之臨界尺寸、側壁角、側壁角非對稱性、拓撲、沈積、蝕刻或拋光相關拓撲及其非對稱性)，且包括進一步處理 性質、程序窗參數、微影照明之類型及分佈及成像像差。對於任何目標層且作為非限制性實例，目標參數94可包括與計量目標特徵自身相同或不同之層中之目標幾何參數，諸如光柵節距、層之間的偏移、臨界尺寸(CD)、分段、正交或平行、化學機械拋光協助特徵、次解析度(或解析)協助特徵及虛擬化特徵。作為非限制性實例，計量條件96可包括照明參數，例如波長、頻寬、偏振角、空間及/或時間相干性、入射角、數值孔徑、照明光瞳組態、峰值或均值功率、通量及其他參數，諸如幾何光學組態及光學資訊、計量之類型(例如，散射量測或成像)等。
輸入模組110可進一步經配置以接收及提供與目標層(例如，一先前層及一當前層)相關之程序模擬結果及/或程序資料。與目標及生產程序相關之模擬及程序資料之任何組合可藉由輸入模組110提供至計量模擬單元120。該資料可包括晶圓上之目標或任何其他結構之實體及光學參數以及模擬程序及目標參數及其隨晶圓之可變性。
計量模擬單元120經配置以自目標資料119模擬目標之計量量測且產生複數個計量度量124及量化模擬目標原始量測或導出計量度量之可行程序度量126。在特定實施例中，計量模擬單元120經配置以藉由將一光學模擬應用於由輸入模組110提供之資料而產生與模擬目標結構相關之資料及模擬目標之計量結果。在特定實施例中，一計量度量模組123可係計量模擬單元120之部分或與其相關聯，且經配置以自由計量模擬單元120產生之原始模擬資料計算度量124、126。計量度量模組123(或計量模擬單元120)可提供程序參數容限129至敏感度分析模組，如下文圖8中所例示。光學模擬與各種計量參數及量測程序相關。
計量模擬單元120可經配置以計算複數個計量度量124。在特定實施例中，晶圓生產商90可界定至少一些度量124或程序度量126之同 一性以及與度量124、126相關之效能約束127及容限範圍及臨限值。
度量之非限制性實例包括各種對稱性品質指標，其指代不同目標特徵(例如，不同元件、不同層)、幾何指標(諸如元件及層之坡度及形狀)、尺寸指標(例如，結構臨界尺寸CD)、量化元件與層之間的結構關係之相關性指標及與例如沈積或蝕刻步驟相關之程序效率指標。可比較或組合不同度量以界定進一步度量，且可比較或組合度量與各種資料以產生進一步度量，例如一程序窗度量與裝置程序度量之比較(例如，一使用者介面上之一視覺比較)可用作一額外度量。進一步計量效能度量124可包括目標繞射效率、計量準確度(被界定為標稱幾何計量結果與模擬計量結果之間的差)或計量準確度標誌(諸如自計量信號之傅立葉(Fourier)分析或分解導出之品質指標或導出之光瞳分佈函數)。額外計量效能度量124可包括原始或導出之計量信號對疊對變動之精度、對比度或敏感度。
在特定實施例中，系統100可包括要求97，諸如各種目標模板集95。輸入模組110可經組態以接收此等輸入且自描述輸入目標之例如各自±1階或更高階反射率之目標特性化檔案115產生各自工作手冊。此等資料可例如被模擬器120中之一疊對計算模組在一後續計算步驟中用於模擬輸入目標之疊對及其對輸入程序參數之相依性及其容限。敏感度分析模組130及目標最佳化模組140可導出並處理計量度量124、程序度量126，且產生允許最佳化目標設計、生產程序及計量量測之目標、工具設置及各自分數之一優先化清單160。
在特定實施例中，敏感度分析模組130可經組態以在目標最佳化之前實現堆疊及拓撲驗證以著重在對目標度量具有最大影響之程序參數。在特定實施例中，敏感度分析模組130可經組態以在目標最佳化之前消除非敏感程序變動參數，且因此提供一計算更緊湊的模擬程序。
在特定實施例中，敏感度分析模組130可經組態以提供關於程序變動對計量效能之影響之量化資料以支援製程修改之決定以減小對計量之影響。在特定實施例中，敏感度分析模組130可經組態以結合計量資料(例如但不限於來自先前處理步驟之層之膜、臨界尺寸、應力、形狀或n及k資料)之前饋一起使用，以預期在一後續計量步驟期間之一計量漂移。此外，若此前饋資料可用(或其不存在)，則敏感度分析模組130可經組態以藉由使所觀測計量度量與一特定程序參數之一變動相關而進行後續計量漂移之根本原因分析。在特定實施例中，敏感度分析模組130可經組態以提供預期模擬對量測匹配品質之一指示符。
在特定實施例中，目標競爭者可依任何格式(例如，GDSII(圖形資料庫系統II)格式)輸入且用於導出結合程序相關資料(諸如掃描器像差及圖案放置誤差(PPE)、照明程序窗參數(例如，焦點深度DOF及能量界限EL)及其他參數(例如，厚度相關程序窗參數))一起使用-以比較處於各種程序條件下之目標之目標設定檔。此比較可用作一初始保真度模擬。在特定實施例中，可自其全文以引用方式併入本文中之美國專利第7,925,486號併入與產生一標線佈局之一計量目標結構設計相關之方法論元素。
在特定實施例中，模擬器120可使用任何以下參數模擬目標：計量照明光束之變跡、光瞳校準、照明類型及圖案、雜訊模型、遮蔽類型及參數、偏振、光譜特性等。模擬器120可經組態以計算疊對、精度度量、繞射效率等。
圖3呈現根據本發明之一些實施例之與目標及量測特徵相關之度量之非限制性繪示。左上方實例124繪示可用於估計對實際程序變動之精度敏感性之一程序穩健度度量之一實例。顧客或目標設計者90可設定程序變動參數及程序變動範圍，且界定受關注品質，例如一精度 降低等級，諸如g([σ1,σu])=max{σ1,σu}/σnom，其中g係度量，σ1、σu分別係一下部目標元件及一上部目標元件之標準偏差，且σnom係標稱目標之標準偏差，如圖3中所指示。
左下方實例124繪示0階及1階光瞳平面影像之一繞射效率(DE)度量124之一實例。DE度量124可計算為在0、±1階影像之各者中傳播之所有射線之總和或平均值。DE度量124可用於指示準確度風險，此係因為低繞射效率提高尤其係小目標之準確度風險。可參考眾多各參數94、96、98導出DE度量124，諸如照明、光學裝置及遮罩之類型及形式、以及目標設計及程序參數。可例如由晶圓生產商或目標設計者90基於經設定以量化此等效應之度量124設定效能約束127。
圖3中之右側圖解繪示起因於結構(諸如FinFET結構)之生產中之程序特徵之不規則性。右上方實例繪示導致層之間的一不規則邊界之凹陷效應(參見箭頭)，而右下方實例繪示FinFET結構自身及其至一頂層之邊界之不規則性(參見箭頭)。此等效應可量化為計量度量124及程序度量126；且效能約束127可基於其來設定。
一精度度量124之一實例包括藉由以下步驟估計自適應雜訊減小演算法(ANRA)精度：使用一雜訊模型產生雜訊影像；將疊對之一受關注品質界定為例如3σ；及作為一非限制性實例計算展現關於規範(spec)之一高敏感度之一度量(例如f(σ)=0.5+arctan(10．(3σ-spec)/(a．spec))/π(其中a作為一調諧參數))，以產生該高敏感度(表示132中之一約0.5陡坡)。可對於各種參數計算類似度量。
一準確度度量124之一實例包括歸因於準確度失準目標變動(諸如目標元件尺寸及幾何參數)之疊對誤差之一估計。顧客或目標設計者90可設定準確度參數及準確度參數之合理變動範圍、以及準確度臨限值(允許之疊對不準確度)且界定受關注品質，例如在給定變動下關於針對標稱(準確)目標量測或模擬之疊對之疊對值之一跨度。
敏感度分析模組130經配置以接收來自計量模擬單元120之資料及/或計量度量124及程序度量126。敏感度分析模組130進一步經配置以導出計量度量124及程序度量126對參數94、96、98之函數相依性(131)且參考導出之函數相依性(131)界定參數之所要不確定性(149)。在特定實施例中，敏感度分析模組130可經配置以導出計量度量124及程序度量126之一些或所有，及/或自其計算額外度量。
作為非限制性實例，計量度量124可進一步包括程序穩健度、精度敏感度、繞射效率、準確度、精度、微影效能、演算法不準確度。在特定實施例中，計量度量124可包括一工具設置穩健度度量，其中工具設置包括例如偏振、波長及變跡器之一設定。可使用系統100及各自方法比較特定幾何形狀之集與共用相同幾何形狀但與不同工具設置組態配對之特定工具設置之集。所建議度量可增大可在不同設置下量測之目標之分級。作為非限制性實例，程序度量可包括印刷適性、放置誤差及對稱性。計量度量124及程序度量126可表示成絕對測度(例如，奈米、角度)及/或相對測度(例如，依0標度至1標度)。
可依根據規範要求設定之一共同標度比較或表示度量124、126。接著，鑑於所有度量分析特定參數94、96、98及參數敏感度，且可使不同考量平衡同時維持概觀。
敏感度分析模組130可進一步經配置以產生與計量度量124及程序度量126對參數94、96、98之相依性相關之資料及/或表示132。敏感度分析模組130可經配置以導出計量度量124及程序度量126對參數94、96、98之函數相依性且表示關於所導出函數相依性之所接收要求(例如，自晶圓生產商90)，在表示132中依一非限制性方式繪示。
圖4呈現根據本發明之一些實施例之與目標及量測特徵相關之計量度量124及程序度量126及其表示之非限制性繪示。度量-參數函數相依性可用於判定最佳目標或設定。圖4示意地繪示四個實例：取決 於準確度參數之疊對誤差範圍(以埃為單位)之準確度度量、取決於疊對3σ(以埃為單位)之一精度度量、取決於一標稱設計之繞射效率(相對單位)之一繞射效率度量及取決於在程序變動下之最差3σ及標稱3σ之間的定額之一程序穩健度度量。
表示132可包括繪示任何計量度量124及程序度量126對參數94、96之敏感度之曲線圖。例如，所示曲線圖係根據參數P之度量M之一遞減函數，其中(由晶圓生產商90提供之)一例示性臨限值係由虛線標記。虛線箭頭指示由晶圓生產商90指定之一容限及/或如由敏感度分析模組130計算或估計之度量M值對參數P之敏感度之一表示。例如，對氧化層厚度之一敏感度可藉由在不同照明條件下進行量測之繞射效率度量根據層厚度量化。可比較所得度量且可選擇在照明條件之範圍內提供指定度量值之一氧化層厚度。在特定實施例中，可根據度量之比較選擇照明條件，以提供一所要敏感度位準。在另一實例中，對多晶矽層厚度之敏感度可藉由在不同照明條件下進行量測之繞射效率度量根據層厚度量化。可比較所得度量且可選擇在照明條件之範圍內提供指定度量值之一多晶矽層厚度。在特定實施例中，可根據度量之比較選擇照明條件，以提供一所要敏感度位準。可基於度量之比較(例如，使用表示132)選擇任何程序參數。
敏感度分析模組130可經配置以導出或估計各種計量度量124及程序度量126對參數94、96、98(依任一參數之任何組合)之函數相依性，以導出或估計度量124、126對參數94、96、98之變更之敏感度作為計量及/或生產程序中涉及之不確定性位準之一量測。此等導出或估計可用於調整任何目標參數範圍及程序參數範圍及/或任何度量及相關臨限值及容限，且因此對晶圓生產商90提供一有效工具以便理解目標及程序參數與計量及生產成果之間的相互關係。可根據敏感度分析建議度量之所要值及權重之改良。所建議改良可被視為參數之所要 不確定性(149)之界定或(例如，由晶圓生產商90設定之)計量或程序規範之所建議修正。
例如，敏感度分析可用於展示疊對誤差對某個準確度參數(例如，側壁角SWA非對稱性)非常敏感。例如，對於一給定非對稱性範圍(例如，max|SWAleft-SWAright|=2°)及一給定準確度臨限值(例如，0.5nm)，一準確度度量可用於指示區分各自目標之能力(例如，metric0可指示區分各自目標之能力之缺乏)。系統100可用於例如藉由以下步驟改良目標或改良用於實現目標區分之度量：提供一更小非對稱性範圍(例如，max|SWAleft-SWAright|=0.5°，假使該值係實際值)；提供一增大之準確度臨限值(例如，2nm，假使該值係實際值)；指派一高權重至準確度度量；或忽略資訊以撤除準確度為目標最佳化之重要參數。
在特定實施例中，系統100經配置以允許晶圓生產商、目標設計者及/或計量提供者90鑑於如依經驗或藉由模擬判定之計量目標及度量貫穿程序及量測之相互關係而有效界定計量目標及度量。使用系統100，可鑑於由敏感度分析模組130提供之參數及要求之間的顯示性權衡合理處置生產及計量要求。
此外，系統100可經組態以參考所導出函數相依性界定或產生參數之所要不確定性，其提供計量及/或生產程序之理解且使參數選擇更易受控制及更廣泛。
在特定實施例中，輸入模組110及/或模擬器120可經組態以應用目標之一初始分類以減小模擬目標及/或密集模擬目標(與粗略模擬目標相比)之數目。系統100可使用目標之簡要或粗糙特性化以排除大量目標且僅留下較少數目之目標用於一詳細分析(例如，模擬)及比較。無關目標設計之一粗糙剔除可用於使評估程序加速並使程序著重在一更小相關目標集。在特定實施例中，可基於一單個標稱目標設計幾何形狀執行敏感度分析。顯然，粗糙特性化取決於所界定參數且每次運 行時可著重在各自相關目標。可使用一粗略模擬(例如，僅追蹤幾個射線而非一全模擬或僅使用一或幾個基本信號諧波而非大量諧波(即，截短離差計算(dispersion calculation)))實行粗糙特性化以達成有效初始分類。粗糙特性化可用於提高系統100之計算效率。
圖5示意地繪示根據本發明之一些實施例之分級實例。系統100可包括一目標最佳化模組140，該目標最佳化模組140經配置以接收來自敏感度分析模組130之資料且參考任何計量度量124及程序度量126以及參考自敏感度分析模組130獲得之計量度量124及程序度量126對參數94、96之函數相依性導出目標、計量條件及/或其他晶圓生產態樣(例如，光柵效率、不準確度、程序穩健度、精度、PPE差異、印刷適性、SCOL親和性)之一分級。目標最佳化模組140可經組態以參考導出分級界定或產生參數之所要不確定性(149)。圖5繪示16個目標，各目標由相鄰及類似影線行之一群組表示。各行示意地表示判定用於模擬之量測參數及生產參數(在非限制性繪示之實例中，此等係量測照明之波長及偏振)之一不同量測及/或生產配方。目標最佳化模組140可依各配方單獨估計各目標並對其分級(對y軸上之值分級)且接著根據累積分級評估目標或配方(參見圖頂部處之1、2及3)。顯然，分級可依多個等級實行且取決於廣泛範圍之參數。
例如，分級可說明度量對各種參數(例如，目標、程序及/或量測參數)之敏感度。目標最佳化模組140可經組態以在界定參數範圍下對敏感度加權且鑑於敏感度分析哪些度量及/或哪些目標之分級更高。可對於任何度量124、126及其組合且參考任何參數94、96、98及其組合實行分級分析，因此參考由晶圓生產商90提供之設定、界定及要求提供生產及計量程序之一複雜分析。
系統100可重複應用所描述分析以著手進行所接收要求及/或改良度量要求與所提供參數之間的匹配。
在特定實施例中，系統100可進一步包括一目標設計模組，該目標設計模組經配置以根據指定設計規則且參考由目標最佳化模組140產生之分級(其可係上文所描述之資料處理程序之多個迭代之一結果)設計特定目標。在特定實施例中，系統100可進一步包括一設計規則核對器，該設計規則核對器經配置以驗證與指定設計規則之目標順應性及/或建議與指定設計規則順應之目標設計修改。設計規則驗證及調適可應用於目標或程序參數及/或來自輸入模組110之資料。此外，敏感度分析可考量所要目標調適以達成設計規則順應性，且估計、計算或表示各自度量對此調適之敏感度。例如，用於最終化目標設計之額外參數可包括單元組分及配置、額外顧客規範及與設計規則核對相關之校正。此等參數之最終化亦可受函數相依性、所要不確定性、上文所描述之流程之分級及再迭代影響。
圖6係繪示根據本發明之一些實施例之一方法200之一高階示意流程圖。方法200之任何資料處理階段、計算階段及控制階段可部分或全部由各自處理器實施且演算法可由包括具有在其上有形地具體實施之電腦可用程式碼之一電腦可用媒體之各自電腦程式產品實施，該電腦可用程式碼經組態以實行各自階段之至少部分。
方法200可包括任何以下階段：參考與目標、目標計量條件及生產程序相關之複數個參數模擬目標之計量量測(階段210)；產生用於量化模擬目標量測之複數個度量(階段220)；及導出所產生度量對參數之函數相依性以參考所導出函數相依性界定或產生參數之所要不確定性(階段230)。可由至少一電腦處理器實行模擬210、產生220及導出230之任一者之至少一部分。
在特定實施例中，方法200可進一步包括參考所導出函數相依性界定參數之所要不確定性(階段240)。方法200可進一步包括根據初始模擬結果粗糙篩選目標(階段250)。
方法200可進一步包括參考模擬目標量測對目標及目標計量條件之至少一者分級(階段260)。該方法可進一步包括產生至少一參數之所建議變更(階段270)。
在特定實施例中，方法200可進一步包括以下步驟之至少一者：在分級之前消除非敏感程序變動參數以增強模擬程序(階段262)；提供關於程序變動對計量效能之影響之量化資料(階段264)；及使所觀測計量度量與一特定程序參數之一變動相關(階段266)。
在特定實施例中，系統100可經組態以比較程序參數及/或計量條件設定與給定的固定目標。在此等情況中，計量模擬單元120可模擬關於已知目標之各自程序及條件，且敏感度分析模組130可導出與程序參數及/或計量條件設定(例如，精度及準確度)相關之一度量子集且分析其對所接收參數之敏感度。目標最佳化模組140可經組態以參考所分析敏感度對各自程序或設定分級。
圖7係根據本發明之一些實施例之系統100之一高階示意方塊圖。在圖7中，於工廠中之製造及設計流程中之資料流程之更廣框架中描述實施方案之若干額外非限制性方法。
來自計量工具85之計量及影像遞送至可被併入輸入模組110中之一計量模型化伺服器及資料庫111。計量模型化伺服器及資料庫111更新提供計量配方至計量工具85之一計量配方資料庫165。在系統100中，計量模型化伺服器及資料庫111可進一步提供參數94至98至目標設計模擬模組120，該目標設計模擬模組120接著提供配方推薦159至計量配方資料庫165、將計量漂移之RCA(根本原因分析)往回提供至計量模型化伺服器及資料庫111，且提供資料至EDA(電子設計自動化)應用程式151作為對GDSII目標資料121操作之工廠EDA主幹157之部分，且例如作為用於保真度模擬或用於設計程序之任何其他部分之目標故障診斷150之部分。
來自目標設計程序之輸出之一者係一最佳量測配方之一或多個推薦159，即，量測條件。此資訊發送至一計量工具配方資料庫165,或替代地直接發送至一或多個計量工具85。計量資料(諸如疊對計量結果)可自個別計量工具85發送至計量模型化應用程式111。此模型化應用程式(其亦可包含一結果資料庫)分析包括處於晶圓級及微影場級兩者之時間或空間特徵之結果且發送可校正項目或批量佈置決定至工廠之工廠APC(自動程序控制)系統155。此資訊可替代地直接發送至一處理或圖案化工具，諸如一微影工具、蝕刻工具或沈積工具(未展示)。
在特定實施例中，可接收來自工廠中之多個計量工具之計量資料(諸如在一先前處理步驟之後收集之膜計量資料、晶圓形狀及應力資料、CD計量資料等)之計量模型化伺服器111可(例如，使用目標設計模擬模組120)轉遞此資料至一目標設計者。目標設計者及更具體言之敏感度分析模組130可使用此(真實而非假設)資料以對於實際上存在於晶圓上之一特定目標設計預測對特定計量度量之影響。依此方式，計量工程師可接收一給定晶圓或批量之一預期計量漂移之一預先警告。回應於此預先警告，配方資料庫管理器(未展示)或計量模型化伺服器111可選擇根據預期漂移修改計量取樣，以最小化對計量準確度或計量穩健度之影響。
在特定實施例中，甚至在缺乏來自先前計量步驟之前饋計量資料之情況下，敏感度分析模組130可用於確立特定程序變動與實際觀測之計量度量漂移之間的因果關係。例如，可由計量工具85量測到達計量工具85之批量及由目標設計者先前模擬之一目標。接著，可觀測到例如繞射效率結果之特定計量度量已明顯變更(例如，增大)，同時散射量測疊對敏感度顯著減小。此等結果經由模型化伺服器或直接傳送至目標設計者，且目標設計者隔離一較小子集之程序變動(或一單 個程序變動)，例如a-Si(非晶矽)膜厚度，其可能產生上文所描述之特定計量漂移。該漂移亦可係一較大橫跨晶圓變動，即，該漂移可具有一空間或時間特徵。
在特定實施例中，在目標設計者推薦一特定目標設計且該設計列印在一晶圓上之後，可由計量工具85量測該晶圓。為驗證目標設計者效能及/或改良相同或類似層之後續設計迭代、計量結果，如由計量工具85量測之原始量測資料或計量度量124可傳送回至目標設計者用於進行模擬對量測匹配(S2M)。此匹配分析亦可由計量模型化伺服器(例如，在目標設計模擬模組120中)執行。
上文所描述之方法論可應用於多種類型之計量目標，包含但不限於疊對、CD、微影聚焦、及對準目標、蝕刻計量目標等。
在特定實施例中，系統100可用於藉由參考所導出函數相依性比較其光學模擬與度量同參數之間的不確定性關係而比較計量系統與計量組態。在特定實施例中，可比較進一步計量工具與當前工具，且可產生關於工具選擇之建議(例如，關於給定設定、目標、參數及度量)。系統100可因此藉由根據上文所揭示之程序比較各種計量工具設計而協助在發展期間之計量工具最佳化。
圖8係例示根據本發明之一些實施例之一例示性計量度量對不同程序變動參數之不同敏感度之一曲線圖。該曲線圖比較計量度量124對由P1、P2、...、P19表示之不同程序變動參數98(包括諸如目標特徵之尺寸、與設計尺寸之偏差、對稱性特性等之參數)之敏感度。P1、P2、...、P19亦可包含受程序變動參數98不經意影響之目標參數94。該曲線圖呈現界定一度量之一標稱值之一較大圈及界定規範允許參數自其標稱值之一最大允許偏差之一較小圈。假定參數值產生標稱度量值。與此等參數值之偏差分別變更度量值，其中該度量展現對不同參數偏差之不同敏感度。例如，對於所示偏差程度，該度量對參數P2不 敏感-此係因為在該參數偏差下該度量不變更其值，然而該度量對參數P3非常敏感-此係因為在該參數偏差下該度量變更其值。假使該度量對參數變更如此敏感使得其達到規範值，可由系統要求及指示一基本設計變更。因此，圖8例示系統精細分析不同度量對不同參數之不同變更之不同敏感度位準之能力。敏感度分析接著用於最佳化設計及量測程序。
有利地，系統100及方法200經組態以根據輸入參數不確定性提供計量結果之模擬輸出估計。系統100及方法旨在達成輸入資料之足夠低的不確定性。系統100及方法可經組態以藉由界定用於特性化設計之一不確定性臨限值而非在未清楚理解參數值及度量值對設計之含意的情況下界定參數值及度量值來處置設計階段。
在特定實施例中，一分段方法論(即，將大特徵劃分成小片段且判定片段及中間空間之幾何參數之方法)可自敏感度分析導出且參考特定目標參數、處理參數及計量參數來組態。目標特徵之細分之一層級可導出為該分段方法論之一延伸。該分段方法論可與蝕刻及自旋效應相關且可分成保形層之實例及非保形層之實例。
在上文描述中，一實施例係本發明之一實例或實施方案。「一項實施例」、「一實施例」、「特定實施例」或「一些實施例」之各種出現不一定皆指代相同實施例。
儘管本發明之各種特徵可在一單個實施例之內容脈絡中予以描述，但該等特徵亦可單獨地或依任何合適組合提供。相反地，儘管為清楚起見，本發明可在不同實施例之內容脈絡中予以描述，但本發明亦可在一單個實施例中實施。
本發明之特定實施例可包含來自上文所揭示之不同實施例之特徵，且特定實施例可併入來自上文所揭示之其他實施例之元件。在一特定實施例之內容脈絡中之本發明之元件之揭示不應被理解為限制其 僅用於特定實施例。
此外，應瞭解，本發明可依各種方式實行或實踐且本發明可在除上文描述中概述之實施例以外之特定實施例中實施。
本發明不限於上圖或對應描述。例如，流程無需經過各所示框或狀態，或與所示及所描述之次序完全相同。
除非另有定義，否則本文中所使用之技術及科技術語之含義應如熟習本發明所屬之技術之一般人員通常所理解。
雖然本發明已關於有限數目之實施例予以描述，但此等不應被解釋為對本發明之範疇之限制，而是應被解釋為較佳實施例之一些之例示。其他可行變動、修改及應用亦在本發明之範疇內。據此，本發明之範疇不應受目前為止所描述之內容限制，但受隨附申請專利範圍及其合法等效物限制。

Claims (20)

  1. 一種用於分析目標之系統，其包括：一計量工具；及一或多個處理器，其經組態以執行複數個電腦可讀指令，其中該複數個電腦可讀指令係經組態以使得該一或多個處理器：自用於複數個目標之複數個目標參數、複數個目標計量條件或複數個生產程序之至少一者產生目標資料；自該目標資料經由一計量模擬裝置模擬該複數個目標之一或多個計量量測；經由該計量模擬裝置產生量化該一或多個計量量測之複數個度量；經由一敏感度分析裝置導出該複數個度量對該複數個目標參數之一或多個函數相依性；經由該敏感度分析裝置參考該一或多個函數相依性界定該複數個目標參數之一或多個不確定性；經由一目標最佳化裝置參考該一或多個計量量測對該複數個目標或該複數個目標計量條件之至少一者分級；及提供該一或多個函數相依性、該一或多個不確定性或該一或多個分級之至少一者至該計量工具，其中該計量工具之一或多個操作參數係可基於該一或多個函數相依性、該一或多個不確定性或該一或多個分級之至少一者而調整的。
  2. 如請求項1之系統，其中該複數個電腦可讀指令係進一步經組態以使得該一或多個處理器：經由該敏感度分析裝置或該目標最佳化裝置之至少一者產生該複數個目標參數之至少一者之一或多個所建議變更。
  3. 如請求項1之系統，其中該複數個電腦可讀指令係進一步經組態以使得該一或多個處理器：在目標最佳化之前經由該敏感度分析裝置執行堆疊及拓撲驗證，以判定對該複數個度量具有一所要敏感度位準的影響之一或多個程序參數。
  4. 如請求項1之系統，其中該複數個電腦可讀指令係進一步經組態以使得該一或多個處理器：在目標最佳化之前經由該敏感度分析裝置消除非敏感程序變動參數，以增強該模擬程序。
  5. 如請求項1之系統，其中該複數個電腦可讀指令係進一步經組態以使得該一或多個處理器：經由該敏感度分析裝置提供關於程序變動對計量效能之影響之量化資料。
  6. 如請求項1之系統，其中該複數個電腦可讀指令係進一步經組態以使得該一或多個處理器：接收用於一第一計量步驟之前饋計量資料；及經由該敏感度分析裝置在一後續計量步驟期間判定一或多個計量漂移(excursion)。
  7. 如請求項1之系統，其中該複數個電腦可讀指令係進一步經組態以使得該一或多個處理器：經由該敏感度分析裝置使一或多個所觀測計量度量與該一或多個程序參數之一特定程序參數之一變動相關。
  8. 如請求項1之系統，其中該複數個電腦可讀指令係進一步經組態以使得該一或多個處理器：自該計量工具接收用於該複數個目標之該複數個目標參數、該複數個目標計量條件或該複數個生產程序之至少一或多者。
  9. 一種用於分析目標之方法，其包括：基於目標資料模擬複數個目標之一或多個計量量測，其中該目標資料係自用於該複數個目標之複數個目標參數、複數個目標計量條件或複數個生產程序之至少一者而產生；產生用於量化該一或多個計量量測之複數個度量；導出該複數個度量對該複數個目標參數之一或多個函數相依性；參考該一或多個函數相依性界定該複數個目標參數之一或多個不確定性；及提供該一或多個函數相依性或該一或多個不確定性之至少一者至一計量工具，其中該模擬該一或多個計量量測、該產生該複數個度量、該導出該一或多個函數相依性或該界定一或多個不確定性之至少一者係由至少一電腦處理器實行，其中該計量工具之一或多個操作參數係可基於該一或多個函數相依性或該一或多個不確定性之至少一者而調整的。
  10. 如請求項9之方法，其進一步包括：參考該一或多個計量量測對該複數個目標或該複數個目標計量條件之至少一者分級；及提供該複數個目標及該複數個目標計量條件之至少一者之該一或多個分級至該計量工具，其中該計量工具之該一或多個操作參數係可基於該一或多個分級而調整的。
  11. 如請求項10之方法，其進一步包括：在該複數個目標或該複數個目標計量條件之該至少一者之該分級之前消除非敏感程序變動參數，以增強該模擬該一或多個計量量測。
  12. 如請求項10之方法，其進一步包括：提供關於程序變動對計量效能之影響之量化資料。
  13. 如請求項10之方法，其進一步包括：使一或多個所觀測計量度量與該一或多個程序參數之一特定程序參數之一變動相關。
  14. 如請求項9之方法，其進一步包括：產生該複數個目標參數之至少一者之一或多個所建議變更。
  15. 如請求項9之方法，其進一步包括：參考該一或多個函數相依性定義該複數個目標參數之一或多個不確定性。
  16. 如請求項9之方法，其進一步包括：根據初始模擬結果粗糙篩選該複數個目標。
  17. 如請求項9之方法，其進一步包括：自該計量工具接收用於該複數個目標之該複數個目標參數、該複數個目標計量條件或該複數個生產程序之至少一或多者。
  18. 一種用於分析目標之設備，其包括：一非暫時性記憶體元件，其經組態以儲存複數個電腦可讀指令；及一或多個處理器，其經組態以執行該複數個電腦可讀指令，該複數個電腦可讀指令係經組態以使得該一或多個處理器：基於目標資料模擬複數個目標之一或多個計量量測，其中該目標資料係自用於該複數個目標之複數個目標參數、複數個目標計量條件或複數個生產程序之至少一者而產生；產生用於量化該一或多個計量量測之複數個度量；導出該複數個度量對該複數個目標參數之一或多個函數相依性；參考該一或多個函數相依性界定該複數個目標參數之一或多個不確定性；及提供該一或多個函數相依性或該一或多個不確定性之至少一者至一計量工具，其中該計量工具之一或多個操作參數係可基於該一或多個函數相依性或該一或多個不確定性之至少一者而調整的。
  19. 如請求項17之設備，其中該複數個電腦可讀指令係進一步經組態以使得該一或多個處理器：參考該一或多個計量量測對該複數個目標及該複數個目標計量條件之至少一者分級；及提供該複數個目標及該複數個目標計量條件之至少一者之該一或多個分級至該計量工具，其中該計量工具之該一或多個操作參數係可基於該一或多個分級而調整的。
  20. 如請求項18之設備，其中該複數個電腦可讀指令係進一步經組態以使得該一或多個處理器：自該計量工具接收用於該複數個目標之該複數個目標參數、該複數個目標計量條件或該複數個生產程序之至少一或多者。
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