TWI717505B - 量測系統及方法 - Google Patents

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TWI717505B TW106114529A TW106114529A TWI717505B TW I717505 B TWI717505 B TW I717505B TW 106114529 A TW106114529 A TW 106114529A TW 106114529 A TW106114529 A TW 106114529A TW I717505 B TWI717505 B TW I717505B
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桑卡 克里許南
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美商克萊譚克公司
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Abstract

本文提出用於藉由一氣體吸附製程來執行由一吸附物填充之幾何結構之光學量測的方法及系統。當使用包含一經控制量之填充材料之淨化氣體之一流動來處理該被量測計量目標時，執行量測。該填充材料之一部分吸附至該等被量測結構上，且填充該等結構特徵中之開口、結構特徵之間的空間、小體積(諸如，凹口、溝槽、狹縫、接觸孔等)。在一個態樣中，基於該待填充之最大特徵大小來判定該氣體流動中之汽化材料之所要飽和度。在一個態樣中，當一結構係未填充的及當藉由氣體吸附來填充該結構時，收集量測資料。使該經收集資料組合於一基於多目標模型量測中，以減小參數相關性且改良量測效能。

Description

量測系統及方法
所描述實施例係關於計量系統及方法，且更特定言之係關於用於經製造於該半導體產業中之結構之經改良量測的方法及系統。
諸如邏輯及記憶體裝置之半導體裝置通常係由應用於一樣品之一系列處理步驟製造。半導體裝置之各種特徵及多個結構層級係由此等處理步驟形成。例如，其中微影係涉及在一半導體晶圓上產生一圖案之一個半導體製程。半導體製程之額外實例包含(但不限於)化學機械拋光、蝕刻、沈積及離子植入。多個半導體裝置可在一單一半導體晶圓上製造且接著分離成個別半導體裝置。
在一半導體製程期間之各個步驟使用計量程序以偵測晶圓上之缺陷以促進較高良率。基於模型之計量技術使得可能實現高處理量而無樣本破壞之風險。通常使用包含散射測量術、橢偏測量術及反射測量術實施方案以及相關聯之分析演算法之若干基於基於模型之計量之技術以特性化關鍵尺寸、膜厚度、組合物、重疊及奈米級結構之其他參數。
現代半導體製程用以產生複雜結構。需要具多個參數之一複雜量測模型來表示此等結構且考量製程及尺寸變動。複雜的多個參數模型包含藉由 參數相關性及對一些參數之低量測敏感度引發之模型化誤差。另外，具有一相對較大數目之浮動參數值之複雜的多個參數模型之迴歸在計算上可能不易於處理。
為降低此等誤差源之影響且減少計算工作量，在一基於模型之量測中數個參數通常係固定的。儘管固定數個參數之值可改良計算速度且降低參數相關性之影響，然其亦導致在參數值之估計中的誤差。
當前，複雜的多個參數量測模型之解決方案通常需要一不令人滿意折衷。電流模型減小技術有時不能夠到達既計算上易於處理又充分準確之一量測模型。而且，複雜的多個參數模型使其針對各受關注參數難以或不可能最佳化系統參數選擇(例如波長、入射角等)。
未來的計量應用歸因於愈來愈小的解析度要求、多參數相關性、愈來愈複雜的幾何結構及愈來愈多地使用不透明材料而提出挑戰。因此，需要用於經改良量測之方法及系統。
本文提出用於藉由一氣體吸附製程而執行由一吸附物填充之幾何結構之光學量測的方法及系統。當使用包含一經控制量的填充材料之淨化氣體之一流動來處理在該被量測計量目標周圍之局部環境時，執行量測。該填充材料之一部分(即該吸附物)吸附至該等被量測結構(即該等吸附結構)上且填充該等結構特徵中之開口、結構特徵之間的間距、小體積(諸如凹口、溝槽、狹縫、接觸孔等)。
在一個態樣中，基於該待填充之最大特徵大小、藉由氣體吸附而判定經提供至該等被量測結構之該氣體流動中的汽化材料之該所要飽和度。
在另一態樣中，使用包含自具有由一吸附物填充之幾何特徵之一計量 目標收集的量測信號之一資料集來執行基於模型之量測。該吸附物之存在相較於其中該淨化氣體缺乏任何填充材料之一量測情況改變該被量測結構之該等光學性質。
在一些實例中，針對不同吸附狀態而執行該計量目標之多個量測。各量測對應於經吸附至該等被量測結構上之吸附物之一不同量。藉由收集與具有由不同量的吸附物填充之幾何特徵之一計量目標相關聯之量測信號資訊，浮動量測參數當中之參數相關性經減小且量測準確度經改良。
在一些實例中，當一結構由氣體吸附填充時收集量測資料且當該結構係未填充的(即不經歷氣體吸附)時自相同結構收集量測資料。使該經收集資料組合於一基於多目標模型量測中以改良量測效能。
在一些實施例中，藉由控制該填充材料之該蒸汽壓而調節在一氣體流動中汽化之經提供至該等被量測結構之該填充材料量。在一些實施例中，使一淨化氣體鼓泡通過填充材料之一液池。在該淨化氣體流動中汽化之該填充材料之該分壓係等於在該填充材料之該液池上之該填充材料之平衡壓。藉由維持該液池溫度低於該晶圓溫度一所要量而控制在該晶圓處之該汽化填充材料之該飽和度。
在一些實施例中，藉由添加一不揮發性溶質於填充材料之一液池中(其抑制該填充材料之平衡蒸汽壓)而控制在該晶圓處之該汽化填充材料之該飽和度。在此等實施例中，藉由控制溶液中之溶質之濃度而調節該汽化填充材料之該飽和度。
前述係發明內容且因此必然含有細節之簡化、概括及省略；因此，熟習此項技術者將瞭解，發明內容僅係闡釋性且不以任何方式限制。本文中所描述之裝置及/或程序之其他態樣、發明特徵及優點將在本文中所陳述之 非限制性詳細描述中變得顯而易見。
100:系統
101:光譜橢偏儀
102:照明器
103:加熱單元/局部晶圓加熱元件
104:光譜儀
105:噴嘴
106:偏光照明光束
107:偏光狀態產生器
108:光束
109:偏光狀態分析器
110:晶圓定位系統
111:量測資料
112:半導體晶圓/樣品
113:命令信號
114:結構
115:經估計值
120:蒸汽注入系統
121:填充材料源
122:淨化氣體源
123:填充材料
124:淨化氣體
125:命令信號
125A:信號
125B:命令信號
126:氣體流動
127:表
128:曲線
129:表
130:計算系統
132:記憶體
134:程式指令
140:起泡器
141:三向閥
142:檢查閥
143:流動控制閥
145:部分
146:部分
147:氣體流動
150:未填充線-空間計量目標
151:基板
152:週期性的二維光阻光柵結構
153:填充材料
155:經填充線-空間計量目標
156:未填充的計量目標
157:經填充計量目標
160:曲線
162:曲線
163:曲線
164:曲線
166:第一層
167:第二層
168:第三層
169:第四層
170:圓柱形孔特徵
171:填充材料
172:曲線
173:曲線
174:曲線
175:曲線
177A:量測桿
177B:量測桿
177C:量測桿
177D:量測桿
177E:量測桿
177F:量測桿
178A:量測桿
178B:量測桿
178C:量測桿
178D:量測桿
178E:量測桿
178F:量測桿
200:方法
201:方塊
202:方塊
203:方塊
204:方塊
300:方法
301:方塊
302:方塊
303:方塊
圖1係繪示用於量測經歷氣體吸附之一半導體晶圓之結構的一系統100之一圖。
圖2係繪示在一個實施例中之系統100之一蒸汽注入系統120之一圖。
圖3描繪包含水、甲苯及乙醇之汽化之焓△H的一表127。另外，表127繪示一晶圓溫度與液體填充材料之一池之一溫度之間的差以在該晶圓處達到0.9之填充材料之一相對飽和。
圖4描繪水之分壓之一曲線128作為水池中之鹽酸之濃度之一函數。
圖5描繪繪示與水、甲苯及乙醇相關聯之莫耳體積及表面張力之一表129。
圖6描繪繪示一圓柱形孔之最大直徑之一曲線172，該圓柱形孔可根據開爾文(Kelvin)方程式藉由針對水、乙醇及甲苯作為填充材料在不同分壓處之吸附而填充。
圖7描繪繪示一長的溝槽狀特徵之最大直徑之一曲線160，其可根據開爾文方程式藉由針對水、乙醇及甲苯作為填充材料在不同分壓處之吸附而填充。
圖8繪示具有經製造於一基板上之一週期性的二維光阻光柵結構之一未填充的線空間計量目標。
圖9繪示圖8中所繪示之由一填充材料填充之線空間計量目標。
圖10A繪示具有多個層之一未填充的計量目標，該多個層包含具有一圓柱形接觸孔之一頂層。
圖10B繪示圖10A中所繪示之具由一填充材料填充之圓柱形接觸孔之 計量目標。
圖11描繪針對圖10A中所描繪之計量目標之數個參數在無形狀填充之情況下所獲得之量測結果與使用使用由及不由形狀填充收集之資料的一多目標模型獲得之量測結果的一比較。
圖12繪示在一個實例中用於執行經歷氣體吸附之結構之量測的一方法200。
圖13繪示在另一實例中用於執行經歷氣體吸附之結構之量測的一方法300。
相關申請案之交叉參考
本專利申請案根據35 U.S.C.§119主張於2016年5月2日申請之名稱為「Porosity and Critical Dimension Measurements Using Gaseous Adsorption」之美國臨時專利申請案第62/330,751號之優先權，該案之標的物之全部內容係以引用的方式併入本文中。
現將詳細參考本發明之背景實例及一些實施例，本發明之實例經繪示於附圖中。
本發明提出用於藉由一氣體吸附製程而執行由一吸附物填充之幾何結構之光學量測的方法及系統。使用包含自具有由一吸附物填充之幾何特徵之一計量目標收集之量測信號之一豐富資料集來執行基於模型之量測。此減小浮動量測參數當中之參數相關性且改良量測準確度。因此，可以且通常使用經減少計算工作量獲得充分準確之基於模型之量測結果
當使用包含一經控制量的填充材料之淨化氣體之一流動來處理在該被量測計量目標周圍之該局部環境時，執行量測。該填充材料之一部分(即 該吸附物)吸附至該等被量測結構(即該等吸附結構)上且填充該等結構特徵中之開口、結構特徵之間的開口等。該吸附物之存在相較於其中該淨化氣體缺乏任何填充材料之一量測情況改變該被量測結構之光學性質。在一些實例中，針對不同吸附狀態而執行該計量目標之多個量測。換言之，各量測對應於經吸附至該等被量測結構上之吸附物之一不同量。藉由收集與具有由不同量的吸附物填充之幾何特徵之一計量目標相關聯之量測信號資訊，使用一豐富量測資料集來執行基於模型之量測。
在一個實例中，當一結構係未填充時收集量測資料且當相同結構藉由氣體吸附填充時收集額外量測資料。使該經收集資料組合於一基於多目標模型量測中以使用經減小參數相關性及經改良量測效能來估計一或多個受關注參數之該值。
圖1繪示用於量測一半導體晶圓之特性之一系統100。如圖1中所展示，系統100可用以執行經安置於一晶圓定位系統110上之一半導體晶圓112之一或多個結構114之光譜橢偏術量測。在此態樣中，系統100可包含配備有一照明器102及一光譜儀104之一光譜橢偏儀101。系統100之照明器102經組態以產生並引導一所選波長範圍(例如100奈米至2500奈米)之照明至經安置於半導體晶圓112之表面上之結構114。繼而，光譜儀104經組態以自半導體晶圓112之該表面接收光。進一步注意，使用一偏光狀態產生器107使自該照明器102出射之光偏光以產生一偏光照明光束106。藉由經安置於晶圓112上之結構反射之輻射通過一偏光狀態分析器109且至光譜儀104。就偏光狀態分析由光譜儀104以收集光束108接收之輻射，從而允許藉由分析器傳遞之輻射進行光譜分析。所偵測光譜111被傳遞至計算系統130用於分析結構114。
計算系統130經組態以接收與歸因於氣體吸附而經填充之樣品112之結構114之一量測(例如，關鍵尺寸、膜厚度、組合物、製程等)相關聯之量測資料111。在一個實例中，量測資料111包含基於來自光譜儀104之一或多個取樣製程的由量測系統100之樣品之經量測光譜回應之一指示。在一些實施例中，計算系統130進一步經組態以判定來自量測資料111之結構114之樣品參數值。在一個實例中，計算系統130經組態以利用即時關鍵尺寸(RTCD)即時存取模型參數，或其可存取預計算模型庫用於判定與目標結構114相關聯之至少一個受關注參數之一值。在一些實施例中，該一或多個受關注參數之該等經估計值經儲存於一記憶體(例如記憶體132)中。在圖1中所描繪之實施例中，該一或多個受關注參數之經估計值115經通信至一外部系統(未展示)。
一般而言，橢偏術係量測該被檢驗樣品之物理性質之一間接方法。在大多數情況下，原始量測信號(例如αmeas及βmeas)不可用以直接判定樣品之物理性質。標稱量測製程由結構(例如膜厚度、關鍵尺寸、材料性質等)及機器(例如波長、入射角、偏振角等)之參數化組成。產生試圖預測經量測值(例如αmeas及βmeas)之一量測模型。如方程式(1)及(2)中所繪示，該模型包含與機器(Pmachine)及樣品(Pspecimen)相關聯之參數。
α model =f(P machine ,P specimen ) (1)
β model =g(P machine ,P specimen ) (2)
機器參數係用以特徵化計量工具(例如橢偏儀101)之參數。例示性機器參數包含入射角(AOI)、分析角(A0)、偏光角(P0)、照明波長、數值孔徑(NA)、補償器或波片(若存在)等。樣品參數係用以特徵化樣品(例如包含結構114之樣品112)之參數。對於一薄膜樣品，例示性樣品參數包含折射率、 介電函數張量、所有層之標稱層厚度、層序列等。針對一CD樣品，例示性樣品參數包含與不同層相關聯之幾何參數值、與不同層相關聯之折射率等。為量測目的，該等機器參數經處理為已知的固定參數，且該等樣品參數之一或多者經處理為未知的浮動參數。
在一些實例中，浮動參數係藉由產生理論預測與實驗資料之間之最佳擬合之一迭代程序(例如，迴歸)來解析。改變未知樣品參數Pspecimen且計算模型輸出值(例如αmodel及βmodel)，直至判定導致該等模型輸出值與實驗量測值(例如αmeas及βmeas)之間之一近似匹配之一樣品參數值集為止。在對一CD樣品之一基於模型的量測應用(諸如橢偏術光譜)中，採用一迴歸程序(例如普通最小二乘法迴歸)以識別樣品參數值，其等針對一固定機器參數值集來最小化模型輸出值與實驗量測值之間的差。
在一些實例中，藉由通過預計算解決方案之一庫之一搜尋來解析浮動參數以找到最接近匹配。在對一CD樣品之一基於模型之量測應用(諸如光譜橢偏術)中，採用一庫搜尋製程以識別樣品參數值，其等針對一機器參數值的固定集來最小化預計算輸出值與實驗量測值之間的差。
在一基於模型之量測應用中，通常需要簡化假設以維持充分處理量。在一些實例中，必須減小一嚴格耦合波分析(RCWA)之截取階，以最小化計算時間。在另一實例中，減小庫函數之數目或複雜性，以最小化搜尋時間。在另一實例中，藉由固定某些參數值來減小浮動參數之數目。在一些實例中，此等簡化假設導致一或多個受關注參數(例如關鍵尺寸參數、重疊參數等)之值之估計中之不可接受誤差。藉由執行經歷如本文中所描述之氣體吸附之結構的量測，可使用經減小參數相關性及經增加量測準確度來解決基於模型的量測模型。
如圖1中所描繪，計量系統100包含經組態以在量測期間提供一氣體流動126至結構114之一蒸汽注入系統120。在一個態樣中，氣體流動126包含一淨化氣體，及在該淨化氣體中汽化之一填充材料。當該氣體流動接觸結構114時，吸附發生，且該填充材料之一部分(即該吸附物)吸附至被量測結構114(即該吸附劑)上。該吸附物填充結構114之一或多個結構特徵之至少一部分。該吸附物之存在改變該經量測結構之光學性質。
在一些實施例中，當該淨化氣體流動不包含填充材料(例如純氮氣或乾淨乾燥空氣)時，執行一量測，且當該淨化氣體流動包含填充材料時，執行另一量測，使得該吸附物完全填充該等被量測結構特徵之間之該等開口。將自此等兩個量測收集之該量測資料通信至計算系統130，且基於兩個量測資料集完成一或多個結構受關注參數之一估計。
在一些實施例中，於不同吸附條件下執行一系列量測，使得至該等被量測結構特徵上的吸附量針對各量測係不同的。將自該系列之量測收集的量測資料通信至計算系統130，且基於該經收集量測資料完成一或多個結構受關注參數之一估計。
如圖1中所描繪，將填充材料123之一量自一填充材料源121運輸至蒸汽注入系統120。另外，將淨化氣體124之一流動自一淨化氣體源122運輸至該蒸汽注入系統。蒸汽注入系統120致使填充材料汽化至淨化氣體之該流動中，以產生經提供至被量測結構114之氣體流動126。在圖1中所描繪之實施例中，由自計算系統130通信至蒸汽注入系統120之命令信號125來控制淨化氣體之該流動及經汽化至淨化氣體之該流動中之該填充材料量。因此，命令信號125控制氣體流動126之所要組合物。如圖1中所描繪，氣體流動126通過噴嘴105，其引導氣體流動126至在晶圓110上之具適當流動特 性之所要位置。
可進一步如本文中所描述般組態圖1中所繪示之系統100的實施例。另外，系統100可經組態以執行本文中所描述之該(等)方法實施例之任何者的任何其他(若干)區塊。
圖2係繪示在一個實施例中之蒸汽注入系統120之一圖。在此實施例中，藉由控制該填充材料之蒸汽壓而調節汽化於經提供至該被量測晶圓之氣體流動126中之填充材料量。在圖2中所描繪之實施例中，在淨化氣體流動123(例如氮氣、乾淨、乾燥空氣等)中被汽化之該填充材料之分壓係等於在該填充材料之一液池(使該淨化氣體鼓泡通過其)上之該填充材料之平衡壓。在一個實例中，一鼓泡類型蒸汽注入系統係一1.2升容量不鏽鋼起泡器，模型Z553360，可自密蘇里(美國)聖路易斯，Sigma-Aldrich購得。
如圖2中所描繪，淨化氣體124之流動通過一三向閥141。在一些實施例中，三向閥141使流動通過起泡器140之淨化氣體流動124之部分145與基於該三向閥之一位置而不流動通過起泡器140之部分146成比例。依此方式，由三向閥141控制填充材料經汽化至其中之淨化氣體流動124之量。在圖2中所描繪之實施例中，信號125A包含三向閥141之所要位置之一指示。作為回應，三向閥141調整至該所要位置，及因此填充材料經汽化至其中之淨化氣體流動之所要比例。淨化氣體流動124之部分145通過一檢查閥142、一流動控制閥143及至起泡器140中。在起泡器140中，填充材料之一量經汽化至淨化氣體流動124之部分145中以產生淨化氣體及填充材料之一氣體流動147。使氣體流動147與不流動通過起泡器140之淨化氣體之部分146組合以產生氣體流動126。
在一些實施例中，三向閥141經控制，使得基於該三向閥之一位置， 淨化氣體流動124之全部流動通過起泡器140或完全旁通起泡器140且作為氣體流動126直接傳遞至該晶圓。依此方式，氣體流動126係具有填充材料之零分壓之一乾燥淨化氣體流動124或整個淨化氣體流動124取決於三向閥141之狀態而經歷填充材料之汽化。
隨著填充材料經汽化於起泡器140中且作為氣體流動147而被帶走，額外填充材料123自填充材料源121流動以維持起泡器140中之一恆定填充位準。在一些實施例中，基於一位準感測器及流動控制方案而自動地控制該填充位準。在一些其他實施例中，藉由一手動填充操作而週期性地維持該填充位準。
在一個實施例中，藉由維持該液池於低於一周圍溫度Ta之一溫度T處而控制該周圍溫度處之汽化填充材料之飽和度。藉由藉由方程式(1)所繪示之Clausius-Clapyron方程式給出一純物質之平衡蒸汽壓P0與溫度T之間的關係，其中△H係純物質之汽化之焓且R係理想氣體常數，其係8.31J/mole°K。
Figure 106114529-A0305-02-0014-1
基於方程式(1)，藉由方程式(2)繪示針對在小於周圍溫度Ta之一溫度T處飽和之一填充材料之相對飽和P/P0。
Figure 106114529-A0305-02-0014-2
圖3描繪包含水、甲苯及乙醇之汽化之焓△H之一表127。此等物質之各者可適用於如本文中所描述之填充材料。另外，表127繪示當周圍溫度係25攝氏度且填充材料之所要相對飽和P/P0係0.9時周圍溫度(即晶圓溫度)與池溫度之間的差。如表127中所繪示，藉由維持池溫度低於周圍溫度所繪示 量，針對各所列填充材料維持一分壓於0.9處。可有利利用此等物質之任何者作為填充材料，因為在晶圓與起泡器140之液池之間維持近似2攝氏度之一溫度差係一相對較簡單事情。
在一些實施例中，池溫度及晶圓溫度經量測且經通信至計算系統130。計算系統判定晶圓溫度與池溫度之間的一差且計算一所要晶圓溫度、池溫度或兩者。在一些實施例中，計算系統130產生指示一所要池溫度之一命令信號125B至蒸汽注入系統120。作為回應，蒸汽注入系統120使用一局部加熱或冷卻單元(未展示)而調整該池溫度至所要值。在一些實施例中，計算系統130產生指示一所要晶圓溫度之一命令信號(未展示)至一晶圓調節子系統(未展示)。作為回應，該晶圓調節子系統使用一晶圓加熱或冷卻單元(未展示)來調整該晶圓溫度至所要值。在一些實施例中，計算系統130產生指示一所要晶圓溫度之一命令信號113(圖1中所描繪)至一局部晶圓加熱元件103。作為回應，加熱單元103使用一輻射加熱元件來局部(即在量測位置之緊接附近)調整該晶圓溫度至所要值。
在一些實施例中，由與蒸汽注入系統120相關聯之一計算系統控制該晶圓與該池之間的溫度差之控制。就此意義而言，藉由非限制性實例提供由計算系統130之晶圓與池之間的溫度差之控制。可在此專利文獻之範疇內想到任何合適控制架構及溫度調節方案。
如參考圖2所描述，藉由相對於不經歷填充材料之汽化之淨化氣體流動124之部分146調節經歷填充材料之汽化之淨化氣體流動124之部分145而控制經提供至該被量測晶圓之填充材料量。另外，藉由調節該晶圓溫度與該池溫度之間的差而控制晶圓溫度處之汽化填充材料之飽和度。
在另一實施例中，藉由添加一不揮發溶質於溶劑(即填充材料)之一液 池中而控制在周圍溫度下之汽化填充材料之飽和度，其相較於單獨溶劑之平衡蒸汽壓抑制溶劑之平衡蒸汽壓。在一個實例中，由水作為溶劑及一不揮發溶質(例如氯化鈉、鹽酸等)形成之一溶液展示小於純水之平衡蒸汽壓之水之一蒸汽壓。圖4描繪水之分壓之一曲線128作為水池中之鹽酸之濃度之一函數。針對溶解於水中之氯化鈉之一溶液存在一類似結果。例如，6%氯化鈉溶解於水中之一溶液產生90%之一相對濕度P/P0。
在此等實施例中，藉由控制溶液中之溶質之濃度而調節汽化填充材料(即溶劑)之飽和度。在一些實施例中，該池中之溶劑量經控制以維持所要濃度，及因此汽化溶劑之所要分壓。在此等實施例中，精確溫度控制係不必要的，只要使該池溫度標稱地維持於該周圍溫度(即晶圓溫度)處即可。
圖1描繪經局部提供至被量測計量目標之氣體流動126。然而，一般而言，可在整個晶圓上，通過自照明源至偵測器之光束路徑之任何部分或其等之任何組合提供氣體流動126。提供淨化氣體流動於晶圓上且通過照明源與偵測器之間的光束路徑之各種實例經描述於由Hidong Kwak等人且2010年7月13日頒佈之美國專利案第7,755,764號中，該案之標的物之全部內容以引用的方式併入本文中。
一般而言，任何合適淨化氣體及填充材料可經選擇用於使用於執行如本文中所描述之量測中。例示性淨化氣體包含惰性氣體、氮氣及乾淨乾燥空氣。合適淨化氣體之選擇主要藉由一半導體製造設備中之可用性驅使。例示性填充材料包含水、乙醇及甲苯。合適填充材料之選擇藉由用以控制蒸汽壓、空填充特性、光學特性及填充材料與被量測樣品之間的任何化學反應的能力驅使。
例如，在基礎量測模型中考量填充材料之折射率及填充材料之吸收係 數兩者，因為液體填充材料不僅折射入射光，而且吸收入射光。此等特性兩者產生使用填充執行之量測與不使用填充執行之量測之間的差，特定言之在相對較短照明波長(例如範圍自120奈米至190奈米之真空紫外線波長)處。因此，在折射率及吸收係數兩者中實質上不同於空氣之一液體填充材料之一選擇為一多目標量測分析中之經減小參數相關性提供機會。
在一進一步態樣中，在藉由吸附(即毛細管冷凝法)之一計量目標(例如一關鍵尺寸(CD)結構、光柵結構、重疊結構等)之量測期間利用氣體吸附來填充該計量目標自身之幾何、結構特徵之間的空間。一般而言，基於待藉由氣體吸附填充之最大特徵大小來判定氣體流動126中之汽化材料之所要飽和度。利用吸附來填充具一吸附劑之小特徵(例如小體積，諸如凹口、溝槽、狹縫、接觸孔等)。開爾文方程式提供最大特徵大小之一近似值，其可針對一特定填充材料、填充材料之分壓及周圍溫度(例如晶圓溫度)填充。方程式(3)繪示針對具有兩個不同半徑r1及r2之一凝縮彎月之開爾文方程式，其中R係理想氣體常數，Ta係周圍溫度，V係填充材料之莫耳體積，γ係與填充材料相關聯之表面張力常數，且p/p0係填充材料之分壓。
Figure 106114529-A0305-02-0017-3
圖5描繪繪示與水、甲苯及乙醇相關聯之莫耳體積及表面張力之一表129。
針對圓柱形孔特徵，r1等於r2。圖6描繪繪示一圓柱形孔之最大直徑之曲線172，其可藉由根據方程式(3)之吸附填充。曲線172描繪一圓柱形孔之最大直徑，其可針對在25攝氏度之一周圍溫度下各填充材料之各種分壓由水(曲線175)、乙醇(曲線174)及甲苯(曲線173)填充。如圖6中所描繪，當氣體流動126經提供至具95%或更高之水或乙醇之一分壓之計量目標時，可填 充具有達40奈米之直徑之圓柱形孔。亦如圖6中所描繪，當氣體流動126經提供至具95%或更高之甲苯之一分壓之計量目標時，可填充達90奈米之直徑之圓柱形孔。
針對線及空間，r2係零。圖7描繪繪示一長的溝槽狀特徵之最大直徑之一曲線160，其可藉由根據方程式(3)之吸附填充。曲線160描繪一溝槽之最大直徑，其可針對在25攝氏度之一周圍溫度下各填充材料之各種分壓由水(曲線164)、乙醇(曲線163)及甲苯(曲線162)填充。如所繪示，跨一長的溝槽狀特徵之最大直徑係一圓柱形孔特徵之最大直徑的一半。如圖6及圖7中所描繪，水及乙醇之曲線呈現重疊，因為乙醇作為一填充材料之效能係非常類似於水。
在一個態樣中，調整在一周圍溫度Ta處之汽化填充材料之飽和度，使得低於一所要最大特徵大小之所有特徵經填充。在一些實施例中，此藉由控制晶圓與填充材料之液池之間的溫度差而達成。在一些其他實施例中，此藉由控制經溶解於填充材料之液池中之不揮發溶質之濃度而達成。
在一進一步態樣中，在周圍溫度處在汽化填充材料之不同飽和度處執行量測，使得低於一範圍之最大特徵大小之所有特徵經填充。使該等量測組合於一基於多目標模型量測中以使用經減小參數相關性及經改良量測效能來估計一或多個受關注參數之值。
圖8繪示具有經製造於一基板151上之一週期性的二維光阻光柵結構152之一未填充線-空間計量目標150。光柵結構152具有7奈米之一標稱頂部關鍵尺寸(TCD)及50奈米之一高度H。
圖9繪示一經填充線-空間計量目標155。線-空間計量目標155包含經製造於一基板151上之相同週期性的二維光阻光柵結構152，然而使用一填 充材料152來填充光阻光柵結構152之間的空間。在一個實例中，此可藉由提供氣體流動126至包含在近似70%或更高之一分壓處之甲苯之計量目標155而達成。在另一實例中，可藉由提供氣體流動126至包含在近似85%或更高之一分壓處之水或乙醇之計量目標155而達成光柵結構152之填充。
圖10A描繪具有多個層之一未填充的計量目標156，該多個層包含具有一圓柱形接觸孔之一頂層。如圖10A中所繪示，計量目標156包含一第一層166、一第二層167、一第三層168及一第四層169，具有135奈米之一標稱高度。該第四層包含通過該第四層之具有10奈米之一標稱直徑之一圓柱形孔特徵170。計量目標165之結構具有40奈米之一標稱寬度及40奈米之一標稱長度。
圖10B描繪包含相同計量目標156之一經填充計量目標157，除使用填充材料171之一量來填充圓柱形孔170外。在一個實例中，此可係藉由提供氣體流動126至包含在近似85%或更高之一分壓處之甲苯的計量目標156來達成。在另一實例中，可藉由提供氣體流動126至包含在近似95%或更高之一分壓處之水或乙醇之計量目標155來達成圓柱形孔170之填充。
藉由非限制性實例提供圖8至圖10B中所描繪之計量目標。一般而言，一量測位點包含由一量測系統(例如圖1中所描繪之計量系統100)量測之一或多個計量目標。一般而言，可跨整個晶圓或晶圓面積之一子集來執行量測資料收集。另外，在一些實施例中，該等計量目標經設計用於對在製程參數、受關注之結構參數或兩者中之改變的印刷適性及敏感性。在一些實例中，該等計量目標係專業目標。在一些實施例中，該等計量目標係基於習知線/空間目標。藉由非限制性實例，可採用CD目標、SCOL目標或可自加利福尼亞(美國)苗比達，KLA-Tencor Corporation購得之AiMTM目標。 在一些其他實施例中，該等計量目標係裝置狀結構。在一些其他實例中，該等計量目標係裝置結構或裝置結構之部分。不管所採用之計量目標之類型如何，使用由如本文中所描述之氣體吸附的形狀填充來量測展示對正經開發之製程變動、結構變動或兩者之敏感性之一計量目標集。
在另一態樣中，當該等CD結構經填充(即經歷如本文中所描述之氣體吸附)時且當其等不經填充(即不經歷氣體吸附)時，自CD結構收集量測資料。使該經收集資料組合於一基於多目標模型量測中，以改良量測效能。在一個實例中，當計量目標156如圖10A中所描繪未經填充時，收集量測資料。在此情況下，於填充材料未汽化至該流動中的情況下，提供一氣體流動126至計量目標156。另外，當計量目標156如圖10B中所描繪經填充時，收集量測資料。在此情況下，如參考圖10B所描述，提供一氣體流動126至具填充材料之充分飽和的計量目標156，以填充圓柱形孔170。由計算系統130接收該經收集資料。計算系統130執行利用具一多目標模型之兩個量測資料集之一基於模型的量測分析，以估計受關注參數之該等值。在一些實例中，本文中所描述之多目標模型係離線執行，例如由可自美國，加利福尼亞，苗比達，KLA-Tencor Corporation購得之AcuShape®軟體之一計算系統實施。該所得多目標模型經併入為一AcuShape®庫之一元件，其係可由使用該多目標模型來執行量測之一計量系統存取。
圖11描繪針對圖10A中所描繪之計量目標156之數個參數在無形狀填充之情況下獲得的量測結果與使用使用由及不由形狀填充收集之資料之一多目標模型獲得的量測結果的一比較。參數L1_HT係指圖10A中所描繪之計量目標156之第一層166的高度。L2_HT係指第二層167的高度。L3_HT係指第三層168的高度。G4_TCD係指圓柱形孔170之頂部關鍵尺寸。 G4_BCD係指圓柱形孔170之底部關鍵尺寸。G4_EL係指圓柱形孔170之橢圓率。如圖11中所描繪，藉由如分別由量測桿177A至177F繪示之一顯著百分比改良L1_HT、L2_HT、L3_HT、G4_TCD、G4_BCD及G4_EL之各者之量測精確度中的改良。類似地，如分別由量測桿178A至178F所繪示，改良(即減小)L1_HT、L2_HT、L3_HT、G4_TCD、G4_BCD及G4_EL之各者的量測相關性達一顯著百分比。
在另一態樣中，一系列量測經執行，使得當使用一不同填充材料或不同填充材料之組合來填充該等計量目標結構時，自計量目標結構收集各量測資料集。使該經收集資料組合於一基於多目標模型量測中，以減小參數相關性且改良量測效能。
在另一態樣中，當該吸附製程已達到一穩定狀態時，自經歷吸附之一計量目標收集量測資料。換言之，由該吸附製程提供之填充量已達到穩定狀態。
在另一態樣中，於該吸附製程已達到一穩定狀態之前，自經歷吸附之一計量目標收集量測資料。換言之，由該吸附製程提供之該填充量在該量測時間期間改變。
圖12繪示用於執行經歷氣體吸附之結構之量測之一方法200。方法200適用於由一計量系統(諸如本發明之圖1中所繪示之計量系統100)實施。在一個態樣中，應意識到，可經由由計算系統130或任何其他通用計算系統之一或多個處理器執行之一預程式化演算法來執行方法200的資料處理方塊。應意識到，在本文中，計量系統100之特定結構態樣不表示限制且應僅解譯為闡釋性。
在方塊201中，在一第一吸附狀態處，提供一第一量的照明光至經安 置於一晶圓上之一或多個計量目標。
在方塊202中，在一或多個計量目標之照明期間提供包含呈一蒸汽相之一填充材料之一氣體流動至該一或多個計量目標。使該填充材料之一部分呈一液相而吸附至該一或多個計量目標上，且在該第一吸附狀態處，填充材料之該部分填充該一或多個計量目標之一或多個幾何、結構特徵之間的一空間之至少一部分。
在方塊203中，回應於該第一量的照明光而由一偵測器自該一或多個計量目標接收一第一量的經收集光。
在方塊204中，例如，將與該一或多個計量目標之一第一量測相關聯之一第一量測信號集通信至計算系統130。該第一量測信號集指示該第一量的經收集光。
圖13繪示在另一實例中用於執行經歷氣體吸附之結構之量測之一方法300。方法300適用於由一計量系統(諸如本發明之圖1中所繪示之計量系統100)實施。在一個態樣中，應意識到，可經由由計算系統130或任何其他通用計算系統之一或多個處理器執行之一預程式化演算法執行方法300之資料處理方塊。本文中應意識到，計量系統100之特定結構態樣不表示限制且應僅解譯為闡釋性。
在方塊301中，將包含呈一蒸汽相之一填充材料之一第一氣體流動提供至由一光學量測系統之一或多個被量測計量目標。將該填充材料之一部分呈一液相而吸附至該一或多個計量目標上，且在一第一吸附狀態處，填充材料之該部分填充該一或多個計量目標之一或多個幾何、結構特徵之間的一空間之至少一部分。
在方塊302中，在一第二吸附狀態處將一第二氣體流動提供至由該光 學量測系統之該一或多個被量測計量目標。
在方塊303中，至少部分基於在該第一吸附狀態處自該一或多個計量目標偵測之由該光學量測系統之該第一光學量測信號集、在該第二吸附狀態處自該一或多個計量目標偵測之由該光學量測系統之一第二光學量測信號集及一多目標量測模型估計該一或多個計量目標之一受關注參數之一值。
在圖1中所描繪之實施例中，執行經歷具有不同量的液體填充材料之一氣體流動之計量目標之光譜橢偏術量測。然而，一般而言，可採用任何合適基於模型計量技術來根據本文中所描述之方法及系統執行經歷具有不同量的液體填充材料之一氣體流動之計量目標之量測。
合適基於模型計量技術包含(但不限於)光譜橢偏術及光譜反射術，包含單一波長、多個波長及角度解析實施方案，可單獨或以任何組合想到光譜散射術、散射重疊、射束分佈反射術及射束分佈橢偏術，包含角度解析及偏振解析實施方案。
一般而言，前述量測技術可應用於製程參數、結構參數、佈局參數、分散度參數或其等之任何組合之量測。藉由非限制性實例，可使用前述技術量測重疊、分佈幾何參數(例如關鍵尺寸、高度、側壁角)、製程參數(例如微影聚焦及微影劑量)、分散度參數、佈局參數(例如間距遊動(pitch walk)、邊緣放置誤差)、膜厚度、組合物參數或參數之任何組合。
藉由非限制性實例，使用形狀填充量測之該等結構包含線-空間光柵結構、FinFet結構、SRAM裝置結構、快閃記憶體結構及DRAM記憶體結構。
在另一進一步態樣中，經定位於晶圓上之計量目標係設計規則目標。 換言之，該等計量目標堅持可適用於基礎半導體製程之設計規則。在一些實例中，該等計量目標較佳地定位於作用晶粒區域內。在一些實例中，該等計量目標具有15微米×15微米或更小之尺寸。在一些其他實例中，該等計量目標經定位於切割道中或依其他方式在該作用晶粒區域外側。
在一些實例中，使用形狀填充來執行基於模型之量測以估計一個受關注之參數。因此，獨立地最佳化與該受關注參數相關聯之量測模型。藉由個別地量測各受關注參數，計算壓力經減小且基礎量測之效能可藉由選擇經最佳化用於各個別參數之不同波長、量測子系統及量測方法而最大化。另外，不同的基於模型之量測解算器可經選擇或不同地組態用於各受關注參數。
然而，在一些其他實例中，使用形狀填充來執行基於模型之量測以並行估計多個受關注參數。因此，開發量測模型以解決多個受關注參數。
在一些實例中，在一特定量測位點處執行之受關注參數之量測依賴於僅自該特定量測位點收集之資料，即使資料可自該晶圓上之多個位點收集。在一些其他實例中，自跨該晶圓或該晶圓之一子集之多個位點收集之量測資料用於量測分析。此可期望跨該晶圓捕獲參數變動。
在一些實例中，基於具包含單一目標技術、多目標技術及光譜前饋技術之多個不同量測技術之經填充計量目標來執行受關注參數之量測。可藉由側饋分析、前饋分析及平行分析之任何組合而改良經量測參數之準確度。側饋分析指代在相同樣品之不同區域上獲取多個資料集且將自第一資料集判定之共同參數傳遞至第二資料集上用於分析。前饋分析指代在不同樣品上獲取資料集且使用一逐步複製精確參數前饋方法將共同參數正向傳遞至後續分析。平行分析指代將一非線性擬合方法平行或同時應用至多個 資料集，其中在擬合期間耦合至少一個共同參數。
多工具及結構分析指代基於迴歸、一查閱資料表(即，「庫」匹配)或多個資料集之另一擬合程序之一前饋、側饋或平行分析。在2009年1月13日頒予KLA-Tencor Corp.之美國專利案第7,478,019號中描述用於多工具及結構分析之例示性方法及系統，該專利案之全文以引用的方式併入本文中。
在另一態樣中，如本文中所述而獲得之量測結果可用來將主動回饋提供給一製程工具(例如，微影工具、蝕刻工具、沈積工具等)。例如，使用本文中所述之方法及系統判定之關鍵尺寸之值可通信至一微影工具以調整微影系統以實現一所要輸出。依一類似方式，蝕刻參數(例如，蝕刻時間、擴散率等)或沈積參數(例如，時間、濃度等)可包含於一量測模型中以將主動回饋分別提供給蝕刻工具或沈積工具。在一些實例中，基於所量測裝置參數值而判定對製程參數之校準可經通信至一微影工具、蝕刻工具或沈積工具。
應認知，可由一單一電腦系統130、一多個電腦系統130或多個不同電腦系統130實行貫穿本發明描述之各種步驟。此外，該系統100之不同子系統(諸如光譜橢偏儀101)可包含適用於實行本文所述步驟之至少一部分之一電腦系統。因此，不應將前述描述解譯為對本發明之一限制，而僅為一闡釋。此外，計算系統130可經組態以執行本文中描述之任何方法實施例之任何(若干)其他步驟。
計算系統130可包含(但不限於)一個人電腦系統、主機電腦系統、工作站、影像電腦、平行處理器或此項技術中已知之任何其他裝置。一般而言，術語「計算系統」可廣泛地定義為涵蓋具有執行來自一記憶體媒體之指令 之一或多個處理器之任何裝置或裝置之組合。一般而言，計算系統130可與一量測系統(諸如量測系統100)整合或替代地可整體或部分與任何量測系統分離。就此意義而言，計算系統130可遠端定位且接收來自任何量測源之量測資料且將命令信號傳輸至計量系統100之任何元件。
可經由諸如一導線、電纜或無線傳輸鏈路之一傳輸媒體傳輸實施諸如本文中描述之方法之方法之程式指令134。儲存程式指令134之記憶體132可包含一電腦可讀媒體，諸如一唯讀記憶體、一隨機存取記憶體、一磁碟或一光碟或一磁帶。
另外，計算系統130可依本技術中已知之任何方式通信地耦合至光譜儀104或橢偏儀101之照明子系統102。
計算系統130可經組態以由可包含有線及/或無線部分之一傳輸媒體而接收及/或獲取來自系統(例如光譜儀104、照明器102、蒸汽注入系統120及類似者)之子系統之資料或資訊。以此方式，傳輸媒體可用作電腦系統130與系統100之其他子系統之間之一資料鏈路。進一步言之，計算系統130可經組態以經由一儲存媒體(即記憶體)接收量測資料。例如，使用任何橢偏儀101之一光譜儀獲得之光譜結果可儲存於一永久或半永久記憶體裝置(未展示)中。就此而言，可自一外部系統輸入光譜結果。此外，電腦系統130可經由一傳輸媒體接收來自外部系統之資料。
計算系統130可經組態以藉由可包含有線部分及/或無線部分之一傳輸媒體傳輸資料或資訊至該系統之子系統(例如，光譜儀104、照明器102、蒸汽注入系統120及類似者)。以此方式，傳輸媒體可用作電腦系統130與系統100之其他子系統之間之一資料鏈路。進一步言之，計算系統130可經組態以經由一儲存媒體(即記憶體)來傳輸命令信號及量測結果。例如，藉由 光譜資料之分析而獲得之量測結果115可經儲存於一永久或半永久記憶體裝置(未展示)中。就此而言，可將光譜結果輸出至一外部系統。此外，電腦系統130可經由一傳輸媒體發送資料至外部系統。另外，該受關注參數之經判定值經儲存於一記憶體中。例如，該等值可儲存在板上量測系統100(例如，記憶體132中)或可(例如經由輸出信號115)通信至一外部記憶體裝置。
如本文中描述，術語「關鍵尺寸」包含一結構之任何關鍵尺寸(例如，底部關鍵尺寸、中間關鍵尺寸、頂部關鍵尺寸、側壁角、光柵高度等)、任何兩個或兩個以上結構之間之一關鍵尺寸(例如，兩個結構之間之距離)及兩個或兩個以上結構之間之一位移(例如，重疊光柵結構之間之重疊位移等)。結構可包含三維結構、圖案化結構、重疊結構等等。
如本文中描述，術語「關鍵尺寸應用」或「關鍵尺寸量測應用」包含任何關鍵尺寸量測。
如本文中所述，術語「計量系統」包含至少部分用來特性化任何態樣中之一樣品之任何系統，包含量測應用，諸如關鍵尺寸計量、重疊計量、焦點/劑量計量及組合物計量。然而，此等技術術語不限制如本文中描述之術語「計量系統」之範疇。此外，計量系統100可經組態以量測圖案化晶圓及/或未圖案化晶圓。該計量系統可組態為一檢驗工具，諸如一LED檢驗工具、邊緣檢驗工具、背側檢驗工具、巨集檢驗工具或多模式檢驗工具(同時涉及來自一或多個平臺之資料)及受益於基於關鍵尺寸資料之系統參數校準之任何其他計量或檢驗工具。為本專利文獻之目的，術語「計量」系統及「檢驗」系統係同義的。
本文中針對可用於處理一樣品之一半導體處理系統(例如，一檢驗系 統或一微影系統)描述各項實施例。術語「樣品」在本文中用以指代一晶圓、一倍縮光罩或可藉由此項技術中已知之構件處理(例如，印刷或檢驗缺陷)之任何其他樣本。
如本文中使用，術語「晶圓」大體上指代由一半導體或非半導體材料形成之基板。實例包含(但不限於)：單晶矽、砷化鎵及磷化銦。此等基板通常可在半導體製造設備中找到及/或處理。在一些情況下，一晶圓可僅包含基板(即裸晶圓)。替代地，一晶圓可包含形成於一基板上之一或多個不同材料層。形成於一晶圓上之一或多個層可「經圖案化」或「未經圖案化」。例如，一晶圓可包含具有可重複圖案特徵之複數個晶粒。
一「倍縮光罩」可為處於一倍縮光罩製程之任何階段之一倍縮光罩，或為可能或可能未經釋放以於一半導體製造廠中使用之一完成倍縮光罩。一倍縮光罩或一「遮罩」大體上定義為具有形成於其上且以一圖案組態之實質上不透明區域之一實質上透射基板。基板可包含(例如)一玻璃材料，諸如非晶SiO2。可在一微影製程之一曝光步驟期間將一倍縮光罩安置於一覆蓋有光阻劑之晶圓上方，使得可將倍縮光罩上之圖案轉印至光阻劑。
形成於一晶圓上之一或多層可經圖案化或未經圖案化。例如，一晶圓可包含各具有可重複圖案特徵之複數個晶粒。此等材料層之形成及處理最終可導致完成裝置。許多不同類型的裝置可形成於一晶圓上，且如本文中使用之術語晶圓意欲涵蓋其上製造此項技術中已知之任何類型的裝置之一晶圓。
在一或多項例示性實施例中，所描述之功能可實施於硬體、軟體、韌體或其等之任何組合中。若依軟體實施，則功能可作為一或多個指令或程式碼儲存於一電腦可讀媒體上或透過一電腦可讀媒體傳輸。電腦可讀媒體 包含電腦儲存媒體及通信媒體兩者，包含促進一電腦程式自一位置至另一位置之傳送之任何媒體。一儲存媒體可為可藉由一通用電腦或專用電腦存取之任何可用媒體。藉由實例(且非限制)，此電腦可讀媒體可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存器、磁碟儲存器或其他磁性儲存裝置或可用於載送或儲存呈指令或資料結構之形式之所要程式碼構件且可藉由一通用電腦或專用電腦或一通用或專用處理器存取之任何其他媒體。再者，任何連接被適當地稱為一電腦可讀媒體。例如，若使用一同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數位用戶線(DSL)或無線技術(諸如紅外線、無線電及微波)自一網站、伺服器或其他遠端源傳輸軟體，則同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL或無線技術(諸如紅外線、無線電及微波)包含於媒體之定義中。如本文中使用，磁碟及光碟包含光碟(CD)、雷射碟、光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟碟及藍光光碟，其中磁碟通常磁性地重現資料而光碟用雷射光學地重現資料。上述元件之組合亦應包含於電腦可讀媒體之範疇內。
儘管上文為指導目的而描述某些特定實施例，但本專利文獻之教示具有一般適用性且不限於上文中描述之特定實施例。因此，在不脫離如申請專利範圍中闡述之本發明之範疇之情況下，可實踐所描述之實施例之各種特徵之各種修改、調適及組合。
100:系統
101:光譜橢偏儀
102:照明器
103:加熱單元/局部晶圓加熱元件
104:光譜儀
105:噴嘴
106:偏光照明光束
107:偏光狀態產生器
108:光束
109:偏光狀態分析器
110:晶圓定位系統
111:量測資料
112:半導體晶圓/樣品
113:命令信號
114:結構
115:經估計值
120:蒸汽注入系統
121:填充材料源
122:淨化氣體源
123:填充材料
124:淨化氣體
125:命令信號
126:氣體流動
130:計算系統
132:記憶體
134:程式指令

Claims (31)

  1. 一種量測系統，其包括：一照明源，其經組態以在一第一吸附狀態處提供一第一量的照明光至經安置於一晶圓上之一或多個計量目標的一或多個幾何形狀特徵，該一或多個幾何形狀特徵藉由一關鍵尺寸而被特徵化，該一或多個幾何形狀特徵藉由一半導體製程而成形；一蒸汽注入系統，其經組態以在該一或多個計量目標之照明期間提供包含呈一蒸汽相之一填充材料之一氣體流動至該一或多個計量目標，其中使該填充材料之一部分呈一液相而吸附至該一或多個計量目標上，且其中填充材料之該部分在該第一吸附狀態處填充該一或多個計量目標之該一或多個幾何形狀特徵的至少一部分；及一偵測器，其經組態以回應於該第一量之照明光而接收來自該一或多個計量目標之一第一量之經收集光，且產生指示該第一量之經收集光之一第一量測信號集。
  2. 如請求項1之量測系統，其進一步包含：一計算系統，其經組態以：接收該第一量測信號集；及至少部分基於該第一量測信號集及一量測模型來估計該一或多個幾何形狀特徵之該關鍵尺寸之一值。
  3. 如請求項2之量測系統，其中該照明源進一步經組態以在不同於該第 一吸附狀態之一第二吸附狀態處提供一第二量的照明光至經安置於該晶圓上之該一或多個計量目標，其中該偵測器進一步經組態以回應於該第二量的照明光而自該一或多個計量目標接收一第二量的經收集光，且產生指示該第二量之經收集光之一第二量測信號集，且其中該計算系統進一步經組態以：接收該第二量的量測信號；及至少部分基於該第一量測信號集、該第二量測信號集以及一多目標量測模型來估計該一或多個幾何形狀特徵之該關鍵尺寸之一值。
  4. 如請求項3之量測系統，其中該第一量的照明光以該填充材料之一第一分壓而提供至該一或多個計量目標，且該第二量的照明光以該填充材料之一第二分壓而提供至該一或多個計量目標。
  5. 如請求項4之量測系統，其中該填充材料之該第二分壓係近似零。
  6. 如請求項3之量測系統，其中當該填充材料係一第一填充材料，該第一量的照明光被提供至該一或多個計量目標，且當該填充材料係一第二填充材料，該第二量的照明光被提供至該一或多個計量目標。
  7. 如請求項2之量測系統，其中一受關注參數之該值之該估計涉及一基於模型迴歸(model-based regression)、一基於模型庫搜尋(model-based library search)、一基於模型庫迴歸(model-based library regression)、基於影像分析(image-based analysis)及一信號回應計量模型(signal response metrology model)中之任何者。
  8. 如請求項1之量測系統，其中該蒸汽注入系統包括：一起泡器，其包含在一第一溫度處之一液體填充材料，其中該液體填充材料之一部分汽化至經提供至該一或多個計量目標之該氣體流動中，其中該一或多個計量目標係在高於該第一溫度之一第二溫度處。
  9. 如請求項1之量測系統，其中該蒸汽注入系統包括：一起泡器，其包含經溶解於一液體填充材料中之一不揮發溶質，其中該液體填充材料之一部分汽化至經提供至該一或多個計量目標之該氣體流動中。
  10. 如請求項1之量測系統，其中該填充材料係水、乙醇及甲苯中之任何者。
  11. 如請求項1之量測系統，其中該填充材料包含多個不同材料。
  12. 如請求項1之量測系統，其中當一吸附製程已達到一穩定狀態時，該第一量之照明光被提供至該一或多個該一或多個計量目標。
  13. 如請求項1之量測系統，其中在一吸附製程已達到一穩定狀態之前，該第一量之照明光被提供至該一或多個該一或多個計量目標。
  14. 如請求項1之量測系統，其中該照明源及該偵測器經組態為一光譜橢偏儀、一光譜反射儀、一射束分佈(beam profile)反射儀、一射束分佈橢偏儀，或其等之任何組合之任何者。
  15. 如請求項1之量測系統，其中該第一量的照明光包含在120奈米與190奈米之間之一範圍中之波長。
  16. 一種量測方法，其包括：在一第一吸附狀態處，提供一第一量的照明光至經安置於一晶圓上之一或多個計量目標的一或多個幾何形狀特徵，該一或多個幾何形狀特徵藉由一關鍵尺寸而被特徵化，該一或多個幾何形狀特徵藉由一半導體製程而成形；在該一或多個計量目標之照明期間，提供包含呈一蒸汽相之一填充材料之一氣體流動至該一或多個計量目標，其中使該填充材料之一部分呈一液相而吸附至該一或多個計量目標上，且其中填充材料之該部分在該第一吸附狀態處填充該一或多個計量目標之該一或多個幾何形狀特徵的至少一部分；回應於該第一量的照明光而接收來自該一或多個計量目標之一第一量的經收集光；及通信一第一量測信號集，該第一量測信號集指示該第一量的經收集光。
  17. 如請求項16之方法，進一步包括： 接收該第一量測信號集；及至少部分基於該第一量測信號集及一量測模型來估計該一或多個幾何形狀特徵之該關鍵尺寸之一值。
  18. 如請求項16之方法，進一步包括：在不同於該第一吸附狀態之一第二吸附狀態處，提供一第二量之照明光至經安置於該晶圓上之該一或多個計量目標；回應於該第二量的照明光，而自該一或多個計量目標接收一第二量的經收集光；產生一第二量測信號集，該第二量測信號集指示該第二量的經收集光；及至少部分基於該第一量測信號集、該第二量測信號集以及一多目標量測模型來估計該一或多個幾何形狀特徵之該關鍵尺寸之一值。
  19. 如請求項18之方法，其中該第一量的照明光以該填充材料之一第一分壓而提供至該一或多個計量目標，且該第二量的照明光以該填充材料之一第二分壓而提供至該一或多個計量目標。
  20. 如請求項18之方法，其中當該填充材料係一第一填充材料，該第一量的照明光被提供至該一或多個計量目標，且當該填充材料係一第二填充材料，該第二量的照明光被提供至該一或多個計量目標。
  21. 如請求項16之方法，其中該提供該氣體流動涉及： 在一第一溫度處，使一淨化氣體鼓泡通過該液體填充材料之一池，其中該液體填充材料之該池之一部分汽化至經提供至該一或多個計量目標之該氣體流動中，其中該一或多個計量目標係在高於該第一溫度之一第二溫度處。
  22. 如請求項16之方法，其中該提供該氣體流動涉及：使一淨化氣體鼓泡通過包含經溶解於該液體填充材料中之一不揮發溶質之一池，其中該液體填充材料之一部分汽化至經提供至該一或多個計量目標之該氣體流動中。
  23. 如請求項16之方法，其中該填充材料係水、乙醇及甲苯中之任何者。
  24. 如請求項16之方法，其中該填充材料包含多個不同材料。
  25. 如請求項16之方法，其中當一吸附製程已達到一穩定狀態時，該第一量之照明光被提供至該一或多個該一或多個計量目標。
  26. 如請求項16之方法，其中在一吸附製程已達到一穩定狀態之前，該第一量之照明光被提供至該一或多個該一或多個計量目標。
  27. 如請求項16之方法，進一步包括：調整該汽化填充材料之一飽和度，使得低於一所要最大特徵大小之該一或多個幾何、結構特徵之間的任何空間被填充。
  28. 如請求項27之方法，其中該飽和度之該調整涉及控制該一或多個計量目標與該填充材料之一液池之間之一溫度差。
  29. 一種量測方法，其包括：提供包含呈一蒸汽相之一填充材料之一第一氣體流動至由一光學量測系統之一或多個被量測計量目標，其中使該填充材料之一部分呈一液相而吸附至該一或多個計量目標上，且其中填充材料之該部分在一第一吸附狀態處填充該一或多個計量目標之一或多個幾何形狀特徵的至少一部分，該一或多個幾何形狀特徵藉由一關鍵尺寸而被特徵化，該一或多個幾何形狀特徵藉由一半導體製程而成形；在一第二吸附狀態處，提供一第二氣體流動至由該光學量測系統之該一或多個被量測計量目標；及至少部分基於在該第一吸附狀態處由該光學量測系統自該一或多個計量目標偵測之該第一光學量測信號集、在該第二吸附狀態處由該光學量測系統自該一或多個計量目標偵測之一第二光學量測信號集以及一多目標量測模型，來估計該一或多個計量目標之該關鍵尺寸之一值。
  30. 如請求項29之方法，其中該提供該第一氣體流動涉及在一第一分壓處提供呈一蒸汽相之該填充材料至該一或多個計量目標，且其中該提供該第二氣體流動涉及在一第二分壓處提供呈一蒸汽相之該填充材料至該一或多個計量目標。
  31. 如請求項29之方法，其中該提供該第二氣體流動涉及提供呈一蒸汽相之一第二填充材料至該一或多個計量目標，其中該第二填充材料係不同於該填充材料。
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