TWI805876B - 用於大量生產程序監視之寬鬆耦合檢查及計量系統 - Google Patents

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Abstract

揭示一種計量系統。在一項實施例中，該計量系統包含通信地耦合至一參考計量工具及一光學計量工具之一控制器，該控制器包含經組態以進行以下操作之一或多個處理器：產生用於自來自一參考計量工具之計量資料判定一測試HAR結構之一輪廓之一幾何模型；產生用於自來自該光學計量工具之計量資料判定一測試HAR結構之一或多個材料參數之一材料模型；自該幾何模型及該材料模型形成一複合模型；使用該光學計量工具量測至少一個額外測試HAR結構；及基於該複合模型及來自該光學計量工具之與該至少一個額外測試HAR結構相關聯之計量資料判定該至少一個額外測試HAR結構之一輪廓。

Description

用於大量生產程序監視之寬鬆耦合檢查及計量系統
本發明大體上係關於檢查及計量之領域且更特定言之，係關於一種用於大量生產程序監視之系統及方法。
對於具有愈來愈小之佔據面積及特徵之電子邏輯及記憶體裝置之需求呈現超出一所要尺度之製造之廣範圍之製造挑戰。日益複雜之結構導致必須經監視及控制以維持裝置完整性之增加數目個參數。半導體製造領域中之一個重要特性係裝置特徵之(若干)關鍵尺寸(CD)，包含高縱橫比(HAR)結構之關鍵尺寸。
傳統上，已使用光學關鍵尺寸(OCD)計量工具以量測HAR結構之關鍵尺寸。然而，歸因於穿透一樣品之光隨著經量測之樣品之深度衰減之事實，HAR結構之OCD模型化之準確度受限制。因此，詳細HAR結構輪廓資訊難以獲得。另外，較深HAR結構可極其難以使用傳統OCD模型化量測。無法量測較深HAR結構由樣品之日益增加之深度惡化。隨著一樣品中之層之數目增加，HAR結構之深度增加，此可引起HAR結構變得更彎曲及/或扭曲。因而，隨著樣品變得更深，準確地量測HAR結構之整個輪廓之需要繼續增加，而OCD模型化技術之有效性繼續降低。
已用於量測HAR結構之CD之另一方法係使用透射小角度X射線散射(T-SAXS)技術。在量測HAR結構之CD及輪廓方面，T-SAXS技術更準確。然而，歸因於T-SAXS利用經透射穿過樣品之X射線之事實，由一偵測器收集之信號非常弱。在此方面，T-SAXS技術經受極低處理能力，此抑制其在高取樣及/或大量生產製造中之採用。
一先前混合方法涉及組合OCD模型化技術與T-SAXS技術。然而，在此混合方法下，每一單一樣品必須由OCD工具及X射線工具量測，從而引起混合方法經受T-SAXS技術之低處理能力。此外，組合來自一OCD工具及一X射線工具之計量資訊之一模型之分析、運算及最佳化已難以達成，從而導致不準確的結果。
因此，將可期望提供一種解決上文識別之先前方法之一或多個缺點之系統及方法。
揭示一種用於高縱橫比(HAR)結構之計量系統。在一項實施例中，該計量系統包含通信地耦合至一參考計量工具及一光學計量工具之一控制器。該控制器可包含一或多個處理器，該一或多個處理器經組態以執行經組態以引起一或多個處理器進行以下操作之程式指令：產生用於自來自參考計量工具之計量資料判定一測試HAR結構之一輪廓之一幾何模型；產生用於自來自該光學計量工具之計量資料判定一測試HAR結構之一或多個材料參數之一材料模型；自該幾何模型及該材料模型形成用於基於來自該光學計量工具之計量資料判定一測試HAR結構之一輪廓之一複合模型；使用該光學計量工具量測至少一個額外測試HAR結構；及基於該複合模型及來自該光學計量工具之與該至少一個額外測試HAR結構 相關聯之計量資料判定該至少一個額外測試HAR結構之一輪廓。
揭示一種用於高縱橫比(HAR)結構之計量系統。在一項實施例中，該計量系統包含一參考計量工具。在另一實施例中，該計量系統包含一光學計量工具。在另一實施例中，該計量系統包含通信地耦合至該參考計量工具及該光學計量工具之一控制器，該控制器包含一或多個處理器，該一或多個處理器經組態以執行經組態以引起該一或多個處理器進行以下操作之程式指令：產生用於自來自該參考計量工具之計量資料判定一測試HAR結構之一輪廓之一幾何模型；產生用於自來自該光學計量工具之計量資料判定一測試HAR結構之一或多個材料參數之一材料模型；自該幾何模型及該材料模型形成用於自來自該光學計量工具之計量資料判定一測試HAR結構之一輪廓之一複合模型；使用該光學計量工具量測至少一個額外測試HAR結構；及基於該複合模型基於來自該光學計量工具之與該至少一個額外測試HAR結構相關聯之計量資料判定該至少一個額外測試HAR結構之一輪廓。
揭示一種計量方法。在一項實施例中，該計量方法包含：產生用於自來自一參考計量工具之計量資料判定一測試HAR結構之一輪廓之一幾何模型；產生用於自來自一光學計量工具之計量資料判定一測試HAR結構之一或多個材料參數之一材料模型；自該幾何模型及該材料模型形成用於自來自該光學計量工具之計量資料判定一測試HAR結構之一輪廓之一複合模型；使用該光學計量工具量測至少一個額外測試HAR結構；及基於最終複合模型及來自該光學計量工具之與該至少一個額外測試HAR結構相關聯之計量資料判定該至少一個額外測試HAR結構之一輪廓。
應理解，前述一般描述及以下詳細描述兩者僅係例示性及說明性的且未必限制如主張之本發明。併入本說明書中且構成本說明書之一部分之隨附圖式繪示本發明之實施例且與一般描述一起用於解釋本發明之原理。
100:計量系統
101:計量工具叢集
102:參考計量工具
103:X射線源
104:光學計量工具
105:光束
106:控制器
107:X射線光束
108:處理器
109:X射線繞射圖案
110:記憶體
111:照明臂
112:使用者介面
113:集光臂
114:雷射源
116:電漿
118:樣品
120:載物台總成
122:X射線偵測器
124:照明源
125:照明
126:光學元件
128:光束分離器
130:物鏡
134:偵測器總成
400:方法
402:步驟
404:步驟
406:步驟
408:步驟
410:步驟
412:步驟
414:步驟
416:步驟
418:步驟
420:步驟
422:步驟
500:橫截面視圖
502a至502n:堆疊膜
504:高縱橫比(HAR)結構
602:圖表
604:圖表
606:圖表
熟習此項技術者藉由參考附圖可更佳理解本發明之若干優點，其中：圖1繪示根據本發明之一或多項實施例之一計量系統之一簡化方塊圖；圖2繪示根據本發明之一或多項實施例之包含一參考計量工具之一計量系統之一簡化方塊圖；圖3繪示根據本發明之一或多項實施例之包含一光學計量工具之一計量系統之一簡化方塊圖；圖4A繪示根據本發明之一或多項實施例之用於特性化高縱橫比結構之一方法之一流程圖；圖4B繪示根據本發明之一或多項實施例之用於特性化高縱橫比結構之一方法之一部分之一流程圖；圖5繪示根據本發明之一或多項實施例之包含一高縱橫比結構之一樣品之一橫截面視圖；圖6A繪示根據本發明之一或多項實施例之來自一習知光學關鍵尺寸工具之關鍵尺寸量測之一圖表；圖6B繪示根據本發明之一或多項實施例之來自一關鍵尺寸小角度X射線散射(CD-SAXS)工具之關鍵尺寸量測之一圖表；及 圖6C繪示根據本發明之一或多項實施例之使用一習知光學關鍵尺寸工具及一關鍵尺寸小角度X射線散射(CD-SAXS)工具兩者獲得之關鍵尺寸量測之一圖表。
相關申請案之交叉參考
本申請案根據35 U.S.C.§ 119(e)規定主張2018年12月6日申請之標題為LOOSELY COUPLED INSPECTION AND METROLOGY SYSTEM FOR HIGH-VOLUME PRODUCTION PROCESS MONITORING之命名Song Wu、Yin Xu、Andrei Shchegrov、Lie-Quan Lee、Pablo Rovira及Jonathan Madsen為發明者之美國臨時申請案第62/776,292號之權利，該案之全文以引用的方式併入本文中。
已關於某些實施例及其等之特定特徵特別展示且描述本發明。將本文中闡述之實施例視為闡釋性而非限制性。將本文中闡述之實施例視為闡釋性而非限制性。一般技術者將容易瞭解，可做出形式及細節上之各種改變及修改而不脫離本發明之精神及範疇。
傳統上，已使用光學關鍵尺寸(OCD)計量工具以量測HAR結構之關鍵尺寸。然而，歸因於穿透一樣品之光隨著經量測之樣品之深度衰減之事實，HAR結構之OCD模型化之準確度受限制。已用於量測HAR結構之CD之另一方法係使用透射小角度X射線散射(T-SAXS)技術。雖然T-SAXS技術在量測HAR結構之CD及輪廓方面更準確，但T-SAXS技術經受極低處理能力，此抑制其在大量生產程序監視中之採用。在2002年3月7日申請之標題為MULTI-TECHNIQUE THIN FILM ANALYSIS TOOL之美國專利第6,816,570號中大體上描述使用X射線螢光(XRF)及電子顯微鏡 分析以量測薄膜，該案之全文以引用的方式併入本文中。此外，一先前混合方法涉及組合OCD模型化技術與T-SAXS技術。然而，在此混合方法下，每一單一樣品必須由OCD工具及X射線工具兩者量測。此外，組合來自一OCD工具及一X射線工具之計量資訊之一模型之分析、運算及最佳化已難以達成，從而導致不準確的結果。在2013年11月7日申請之標題為COMBINED X-RAY AND OPTICAL METROLOGY之美國專利第9,535,018 B2號中大體上描述組合T-SAXS技術與光學計量工具之一混合方法，該案之全文以引用的方式併入本文中。
現將詳細參考在隨附圖式中繪示之所揭示標的物。
大體上參考圖1至圖6C，描述根據本發明之一或多項實施例之用於大量生產程序監視之一系統及方法。
本發明之實施例係關於一種用於大量生產監視之具有高處理能力及高精確度之寬鬆耦合計量或檢查系統。更特定言之，本發明之實施例係關於一種系統，其包含與一較低解析度/高處理能力光學工具組合之用於高精確度參考量測之一高解析度/低處理能力參考工具。本文中應注意，包含利用相同模型化態樣之一參考計量工具及一光學計量工具之系統可促進大量生產程序監視。
本發明之進一步實施例係關於一種用於量測一樣品內之高縱橫比(HAR)結構之關鍵尺寸(CD)之方法。在一項實施例中，該方法包含組合由一參考計量工具獲取之計量資料與由一光學計量工具獲取之計量資料以產生可用於判定HAR結構之輪廓及CD之一複合模型。
圖1繪示根據本發明之一或多項實施例之一計量系統100之一簡化方塊圖。系統100可包含(但不限於)一計量工具叢集101、一控制器 106及一使用者介面112。計量工具叢集101可包含一或多個計量工具、一或多個檢查工具及類似者。例如，如圖1中展示，計量工具叢集101包含一參考計量工具102及一光學計量工具104。
在一些實施例中，參考計量工具102包含一高解析度計量工具。例如，參考計量工具102可包含一X射線計量工具。例如，參考計量工具102可包含一軟X射線計量工具、一小角度X射線散射工具(例如，T-SAXS、CD-SAXS)及類似者。藉由另一實例，參考計量工具102可包含(但不限於)一電子束計量工具、一掃描電子顯微鏡(SEM)、一透射電子顯微鏡(TEM)、一原子力顯微鏡(AFM)及類似者。在另一實施例中，光學計量工具104包含一高處理能力計量工具。例如，光學計量工具104可包含(但不限於)一光學關鍵尺寸(OCD)計量工具。
雖然在計量之背景內容中展示且描述本發明之大部分，但不應將此視為本發明之一限制，除非本文中另外提及。本文中應注意，本發明之實施例可應用於除計量之外之檢查背景內容中。例如，本文中預期，本發明之系統及方法可應用為利用用於精細掃描之一參考工具(例如，X射線工具)及用於粗糙掃描之一光學工具(其等共用類似模型化態樣)之一寬鬆耦合檢查系統。
在一項實施例中，參考計量工具102經組態以收集一樣品之計量資料，且將經收集計量資料傳輸至控制器106。類似地，在另一實施例中，光學計量工具104經組態以收集一樣品之計量資料，且將經收集計量資料傳輸至控制器106。本文中應注意，控制器106可使用此項技術中已知之任何技術通信地耦合至計量工具叢集101之各種工具(例如，參考計量工具102及光學計量工具104)。
在一項實施例中，控制器106包含一或多個處理器108及記憶體110。在另一實施例中，一或多個處理器108可經組態以執行儲存於記憶體110中之一組程式指令，其中該組程式指令經組態以引起一或多個處理器108實行本發明之步驟。
本文中應注意，系統100之一或多個組件可以此項技術中已知之任何方式通信地耦合至系統100之各種其他組件。例如，一或多個處理器108可經由一有線連接(例如，銅導線、光纖電纜及類似者)或無線連接(例如，RF耦合、IR耦合、資料網路通信(例如，3G、4G、4G LTE、5G、WiFi、WiMax、藍芽及類似者))彼此通信地耦合及耦合至其他組件。
在一項實施例中，一或多個處理器108可包含此項技術中已知之任何一或多個處理元件。在此意義上，一或多個處理器108可包含經組態以執行軟體演算法及/或指令之任何微處理器型裝置。在一項實施例中，一或多個處理器108可由一桌上型電腦、主機電腦系統、工作站、影像電腦、平行處理器或經組態以執行一程式(其經組態以操作系統100)之其他電腦系統(例如，網路電腦)組成，如貫穿本發明所描述。應認知，貫穿本發明描述之步驟可藉由一單一電腦系統或替代地藉由多個電腦系統實行。此外，應認知，貫穿本發明描述之步驟可在一或多個處理器108之任何一或多者上實行。一般言之，術語「處理器」可經廣泛定義以涵蓋具有執行來自記憶體110之程式指令之一或多個處理元件之任何裝置。再者，系統100之不同子系統(例如，參考計量工具102、光學計量工具104、控制器106)可包含適用於實行貫穿本發明描述之步驟之至少一部分之處理器或邏輯元件。因此，上文描述不應解譯為對本發明之一限制而僅 為一圖解。
記憶體110可包含此項技術中已知之適用於儲存可由相關聯之一或多個處理器108執行之程式指令及自計量工具叢集101之工具(例如，參考計量工具102、光學計量工具104、控制器106)接收之資料之任何儲存媒體。例如，記憶體110可包含(但不限於)一唯讀記憶體(ROM)、一隨機存取記憶體(RAM)、一磁性或光學記憶體裝置(例如，磁碟)、一磁帶、一固態磁碟及類似者。應進一步注意，記憶體110可與一或多個處理器108一起容置於一共同控制器外殼中。在一替代實施例中，記憶體110可相對於處理器108、控制器106及類似者之實體位置遠端定位。在另一實施例中，記憶體110維持用於引起一或多個處理器108實行貫穿本發明描述之各種步驟之程式指令。
在一項實施例中，一使用者介面112通信地耦合至控制器106。在一項實施例中，使用者介面112可包含(但不限於)一或多個桌上型電腦、平板電腦、智慧型電話、智慧型手錶或類似者。在另一實施例中，使用者介面112包含用於將系統100之資料顯示給一使用者之一顯示器。使用者介面112之顯示器可包含此項技術中已知之任何顯示器。例如，顯示器可包含(但不限於)一液晶顯示器(LCD)、一基於有機發光二極體(OLED)之顯示器或一CRT顯示器。熟習此項技術者應認知，能夠與一使用者介面112整合之任何顯示裝置適用於本發明中之實施方案。在另一實施例中，一使用者可回應於經由使用者介面112顯示給使用者之資料而輸入選擇及/或指令。
圖2繪示根據本發明之一或多項實施例之包含一參考計量工具102之一計量系統100之一簡化方塊圖。更特定言之，圖2繪示包含一 X射線計量工具(例如，參考計量工具102)之一簡化方塊圖系統100。然而，本文中應進一步注意，圖2中繪示之參考計量工具102之相對組件及組態僅係為了闡釋性目的提供，且不應視為限制性，除非本文中另外提及。
在一項實施例中，參考計量工具102包含經組態以產生一或多個X射線光束107之一X射線源103及一X射線偵測器122。X射線源103可包含此項技術中已知之任何X射線源。在一項實施例中，X射線源103包含一雷射產生電漿(LPP)X射線源。例如，X射線源103可包含經組態以產生用於泵送電漿116之一光束105之一雷射源114。回應於雷射輻射，電漿116可經組態以產生一空間相干X射線光束107。
在另一實施例中，X射線源103經組態以將一或多個X射線光束107引導至安置於一載物台總成120上之一樣品118。樣品118可包含此項技術中已知之任何樣品，包含(但不限於)一半導體晶圓、三維快閃記憶體堆疊、三維垂直堆疊結構及類似者。載物台總成120可包含此項技術中已知之經組態以促進樣品118之移動之任何載物台總成，包含(但不限於)一X-Y載物台或一R-θ載物台。在另一實施例中，載物台總成120經組態以在檢查期間調整樣品118之高度以維持樣品118上之焦點。
X射線源103及X射線偵測器122可以透射模式配置。在一額外及/或替代實施例中，X射線源103及X射線偵測器122可以反射模式配置。相反地，X射線偵測器122經組態以收集自樣品118散射之X射線。在一項實施例中，X射線偵測器122經組態以藉由收集/量測由樣品118之一或多個HAR結構、缺陷或其他特徵引起之一或多個X射線繞射圖案109而獲得樣品118之計量資料。在另一實施例中，X射線偵測器122經組態以將 經收集及/或經獲取計量資料傳輸至控制器106。
圖3繪示根據本發明之一或多項實施例之包含一光學計量工具104之一計量系統100之一簡化方塊圖。如本文中先前提及，光學計量工具104可包含(但不限於)一光學關鍵尺寸計量工具。光學計量工具104可包含(但不限於)一照明源124、一照明臂111、一集光臂113及一偵測器總成134。
在一項實施例中，光學計量工具104經組態以檢查及/或量測安置於載物台總成120上之樣品118。照明源124可包含此項技術中已知之用於產生照明125之任何照明源，包含(但不限於)一寬頻輻射源。
在另一實施例中，光學計量工具104可包含經組態以將照明125引導至樣品118之一照明臂111。應注意，光學計量工具104之照明源124可經組態以朝向此項技術中已知之任何定向，包含(但不限於)一暗場定向、一光場定向及類似者。照明臂111可包含此項技術中已知之任何數目及類型之光學組件。在一項實施例中，照明臂111包含一或多個光學元件126、一光束分離器128及一物鏡130。在此方面，照明臂111可經組態以將來自照明源124之照明125聚焦至樣品118之表面上。一或多個光學元件126可包含此項技術中已知之任何光學元件，包含(但不限於)一或多個鏡面、一或多個透鏡、一或多個偏光器、一或多個光束分離器及類似者。
在另一實施例中，光學計量工具104包含經組態以收集自樣品118反射或散射之照明之一集光臂113。在另一實施例中，集光臂113可將經反射及經散射光引導及/或聚焦至一偵測器總成134之一或多個感測器。應注意，偵測器總成134可包含此項技術中已知之用於偵測自樣品 118反射或散射之照明之任何感測器及偵測器總成。
在另一實施例中，光學計量工具104之偵測器總成134經組態以基於自樣品118反射或散射之照明而收集樣品118之計量資料。在另一實施例中，偵測器總成134經組態以將經收集及/或經獲取計量資料傳輸至控制器106。
如本文中先前提及，系統100之控制器106可包含一或多個處理器108及記憶體110。記憶體110可包含經組態以引起一或多個處理器108實行本發明之各個步驟之程式指令。在一項實施例中，程式指令經組態以引起一或多個處理器108：引起參考計量工具102收集包含一或多個HAR結構之一樣品118之計量資料；引起光學計量工具104收集樣品118之計量資料；產生用於自來自參考計量工具102之計量資料判定一測試HAR結構之一輪廓之一幾何模型；產生用於自來自光學計量工具104之計量資料判定一測試HAR結構之一或多個材料參數之一材料模型；自幾何模型及材料模型形成用於基於來自光學計量工具104之計量資料判定一測試HAR結構之一輪廓之一複合模型；使用光學計量工具104量測至少一個額外測試HAR結構；及基於複合模型及來自光學計量工具104之與至少一個額外測試HAR結構相關聯之計量資料判定至少一個額外測試HAR結構之一輪廓。將關於圖4進一步詳細描述本發明之各種步驟。
圖4A繪示根據本發明之一或多項實施例之用於特性化高縱橫比(HAR)結構之一方法400之一流程圖。方法400可用於特性化HAR結構之任何數目個實體特性，包含(但不限於)CD、不對稱性、扭曲及類似者。在一些實施例中，使用基於來自一高處理能力計量工具(例如，光學計量工具104)之計量資料之一複合模型量測HAR結構之實體性質，其中 至少部分基於來自一高解析度計量工具(例如，參考計量工具102)之參考量測產生複合模型。在此方面，複合模型可組合參考樣品之高解析度量測之益處與高處理能力計量。本文中應注意，可全部或部分藉由系統100實施方法400之步驟。然而，應進一步認知，方法400不限於系統100，此係因為額外或替代系統級實施例可實行方法400之步驟之全部或部分。
在一步驟402中，產生用於基於自一參考計量工具(例如，參考計量工具102)接收之計量資料判定一測試HAR結構之一或多個實體特性(例如，一輪廓)之一幾何模型。如本文中使用，術語「幾何模型」係指用於判定一HAR結構之一輪廓(包含關於HAR結構之特定幾何資訊)之一模型。例如，幾何模型可藉由將一HAR結構之特定高度及/或高度比映射至HAR結構之對應CD值、不對稱性、扭曲值及類似者而判定HAR結構之一詳細輪廓。在此方面，幾何模型可基於來自參考計量工具之計量資料提供一樣品之HAR輪廓資料。
例如，一或多個處理器108可經組態以引起一參考計量工具102收集一樣品118之一或多個測試HAR結構之計量資料。一或多個處理器108可進一步經組態以接收由參考計量工具102收集之計量資料且將計量資料保存於記憶體110中。一或多個處理器108可進一步經組態以產生用於判定測試HAR結構之至少一者之一輪廓之一幾何模型。
在一項實施例中，基於與一或多個參考樣品118上之兩個或更多個測試HAR結構相關聯之計量資料產生幾何模型。例如，測試HAR結構可包含、操作為定位於參考樣品118上之任何位置處(例如，單元中、切割道中或類似者)之計量目標或併入定位於參考樣品118上之任何位置處(例如，單元中、切割道中或類似者)之計量目標內。計量目標可包 含此項技術中已知之任何類型之計量目標，諸如(但不限於)一單元中目標或一盒式目標。幾何模型可係基於與任何選定參考計量工具102之量測相關聯之計量資料。此外，選定參考計量工具102可基於任何類型之經量測材料性質產生計量資料。例如，在一X射線計量工具(例如，CD-SAXS)之情況中，可基於載子密度產生計量資料。
在一項實施例中，幾何模型可使用一靈活數學描述(諸如一多項式曲線、高斯(Gaussian)函數或其他非線性函數)表示一HAR結構之一或多個實體特性(例如，輪廓資料、CD值、不對稱性、扭曲及類似者)。例如，一測試HAR結構之輪廓可由一幾何模型表示，包含(但不限於)一高斯函數、一傳統多項式、一勒壤得(Legendre)多項式、一切比雪夫(Chebyshev)多項式及類似者。因此，可藉由使用多項式擬合方法擬合來自參考計量工具102之計量資料判定HAR結構之模型化實體特性。
幾何模型可使用此項技術中已知之任何公式表示一測試HAR結構之實體特性。在一項實施例中，一或多個處理器108經組態以根據方程式1中展示之形式之多項式表示測試HAR結構之輪廓：
Figure 108144623-A0305-02-0017-1
其中x表示一實體尺寸，且a i 表示模型之參數。參數a i 可與來自參考計量工具之計量資料(例如，繞射角、強度或類似者)之一或多個態樣相關。另外，如方程式1中可見，可靈活地調整多項式之階數(例如，方程式1中之n之值)以準確地表示測試HAR結構之真實輪廓。
本文中應注意，在步驟402中產生一幾何輪廓可包含產生與HAR結構之各種參數(例如，CD、不對稱性、扭曲值及類似者)相關聯之一或多個多項式之一集合。例如，一幾何模型可包含三個多項式，其中 一第一多項式P 1(x)描述HAR結構之詳細輪廓資訊，一第二多項式P 2(x)描述HAR結構之不對稱性，且一第三多項式P 3(x)描述HAR結構之扭曲。在此方面，經產生幾何模型可包含基於自參考計量工具102接收之計量資料之任何數目個多項式，該任何數目個多項式在一起採用時描述HAR結構之幾何參數。
雖然幾何模型經組態以描述HAR結構之各種幾何參數，但本文中應注意，幾何模型將固有地包含關於參考計量工具102之光譜區域(例如，X射線光譜及類似者)中樣品118之材料性質之資料。在此方面，幾何模型可固有地包含參考計量工具102之光譜區域中樣品118之材料性質資訊(例如，折射率性質、吸收性質及類似者)。例如，幾何之參數a i 可受由參考計量工具102使用之入射輻射(例如，X射線光束107或類似者)之光譜(例如，能量及/或波長)以及此光譜區域中HAR結構之材料性質影響。
在一步驟404中，產生用於基於自一光學計量工具(例如，一高處理能力計量工具)接收之計量資料判定一測試HAR結構之材料及/或實體特性之一材料模型。例如，一或多個處理器108可經組態以引起一光學計量工具104收集一樣品118(例如，包含一或多個HAR結構之一樣品)之計量資料。一或多個處理器108可進一步經組態以接收由光學計量工具104收集之計量資料且將計量資料儲存於記憶體110中。一或多個處理器108可進一步經組態以產生用於基於來自光學計量工具104之計量資料判定一測試HAR結構之一或多個材料性質之一材料模型。
材料模型可使用此項技術中已知之任何公式表示HAR結構之材料及/或實體特性。在一項實施例中，材料模型根據方程式1中展示之形式之多項式表示一或多個材料及/或實體特性。在此方面，材料模型可 用於判定一測試HAR結構之與幾何模型相同之至少一些特性(例如，輪廓資訊、在各個高度處之CD、不對稱性、扭曲或類似者)之值，但可基於來自高處理能力計量工具而非參考計量工具之計量資料來完成。然而，如本文中先前提及，由光學計量工具104獲取之計量資料可展現比由參考計量工具102獲取之計量資料更低之一解析度及/或準確度。因此，本文中預期，相對於幾何模型，材料模型之多項式之較高階項可包含一特定程度之不準確度。本文中進一步預期，材料模型之多項式可比幾何模型之多項式包含更少項以便避免引入潛在誤差。
此外，如本文中關於參考計量工具102先前描述，材料模型可包含光學計量工具104之光譜區域中HAR結構之材料性質資訊(例如，折射率性質、吸收性質及類似者)。例如，材料模型之參數a i 可受由光學計量工具104使用之入射輻射(例如，X射線光束107或類似者)之光譜(例如，能量及/或波長)以及此光譜區域中HAR結構之材料性質影響。
在一項實施例中，基於來自光學計量工具104之與一或多個參考樣品118上之一或多個HAR結構相關聯之計量資料產生材料模型，該一或多個HAR結構可包含、操作為定位於參考樣品118上之任何位置處(例如，單元中、切割道中或類似者)之計量目標或併入定位於參考樣品118上之任何位置處(例如，單元中、切割道中或類似者)之計量目標內。例如，一或多個處理器108可經組態以引起光學計量工具104自計量目標獲取計量資料。在另一實施例中，光學計量工具104可獲取表示自其製造HAR結構之樣品之一或多個膜堆疊之計量資料。例如，一或多個處理器108可經組態以引起光學計量工具104收集使用與HAR結構共同之處理步驟製造之鄰近或接近一或多個HAR結構定位之目標/位點之計量資料。在 此方面，膜堆疊可包含、操作為定位於參考樣品118上之任何位置處(例如，單元中、切割道中或類似者)之計量目標或併入定位於參考樣品118上之任何位置處(例如，單元中、切割道中或類似者)之計量目標內。此外，計量目標可包含此項技術中已知之任何類型之計量目標，諸如(但不限於)一單元中目標或一盒式目標。本文中預期，(經由折射率資料)自鄰近HAR結構定位之目標/位點獲取計量資料可將OCD計量資料提供給與HAR結構相關聯之膜堆疊之材料性質之完整及/或有效模型化，此可接著在一或多個後續步驟中基於參考計量資料促進更準確調整及模型化。
本文中進一步預期，在步驟404中量測之用於產生材料模型之計量目標及/或位點可包含(但不需要包含)在步驟402中量測之用於產生幾何模型之至少一些相同目標及/或位點。相反地，在一些實施例中，與幾何模型及材料模型之形成相關聯之計量目標及/或位點不同。
材料模型可包含存在於樣品118及/或測試HAR結構之一完整結構模型中之材料之光學色散之一清單。各色散可係折射率相對於光學波長之一表或一公式。例如，材料模型可由光學計量工具104在使用類似程序步驟之目標(諸如1D膜目標或2D膜目標)上量測或針對該等目標計算。在一項實施例中，可使用根據一預定義表之自一組電子密度至一組光學色散之一映射產生材料模型。
在一步驟406中，產生用於基於自一光學計量工具104接收之計量資料判定一測試HAR結構之實體及/或材料特性(例如，一輪廓)之併入幾何模型及材料模型兩者之態樣之一複合模型。在此方面，複合模型可係基於幾何模型，但經調適以利用來自光學計量工具104之計量資料。因此，可將複合模型視為一「新」或「經更新」OCD模型。在一些實施 例中，一或多個處理器108經組態以將複合模型儲存於記憶體110中。
如本文中先前描述，與參考計量工具102相關聯之處理能力限制可提供對在一生產環境中使用工具之實際限制。然而，光學計量工具104可提供一所要位準之處理能力，但呈一較低解析度。因此，複合模型可促進高處理能力計量量測同時保持與參考計量工具102相關聯之幾何模型之準確度之至少一部分。
在一項實施例中，複合模型包含特性化經量測之樣品118之實體幾何形狀(例如，HAR結構之CD、HAR結構之深度、總膜厚度及類似者)以及樣品118之材料性質(例如，構成膜之厚度、構成膜之折射率值、樣品118內之膜之數目及類似者)兩者之一或多個方程式(例如，一或多個多項式P 1(x)、P 2(x)、P 3(x)、一或多個高斯函數或類似者)。例如，一或多個處理器108可經組態以使用一或多個演算法或其他數學程序自幾何模型提取由多項式曲線表達之幾何資訊。一或多個處理器108可進一步經組態以自材料模型提取材料資訊，且組合材料資訊與幾何資訊以便形成複合模型。
關於圖4B進一步詳細描述形成複合模型(步驟406)。
圖4B繪示根據本發明之一或多項實施例之用於特性化高縱橫比結構之方法400之一部分之一流程圖。
在一步驟408中，將材料模型映射至幾何模型以產生一初始複合模型。本文中應認知，測試HAR結構及/或樣品118之材料性質(諸如(但不限於)折射率或吸收值)可在不同光譜區域之間變動。此外，由參考計量工具102及光學計量工具104收集之計量資料可係基於不同材料性質/特性。例如，如本文中先前提及，CD-SAXS(例如，參考計量工具 102)可使用載子密度作為對其執行計算之材料性質。比較之下，光學計量工具104可利用折射率作為對其執行計算之材料性質。在此方面，使用不同計量工具(例如，一基於X射線之參考計量工具及一光學計量工具)之相同目標之計量資料可不同。因此，幾何模型及材料模型之模型化參數(例如，a i 參數)以及計量資料與所關注特性之間之相關聯關係亦可不同。
在一步驟408中，將材料模型映射至幾何模型以便將一樣品118之與光學計量工具104之光譜範圍相關之材料參數(例如，依據波長而變化之折射率)提供至幾何模型之架構中。在此方面，自光學計量工具104接收之計量資料可藉由使用初始複合模型而以幾何模型之準確度及/或精確度擬合。換言之，將材料模型映射至幾何模型可提供用於經由初始複合模型將自光學計量工具104接收之計量資料擬合至幾何模型之一架構。在此程序中，實施各種科學運算演算法(諸如嚴格耦合波分析(RCWA)、有限差分時域(FDTD)及有限元素方法(FEM))以解決由馬克士威(Maxwell)方程式引發之電磁(EM)問題，從而模擬給定幾何模型之合成信號。在此方面，實施最佳化演算法以解決反演問題以將合成信號擬合至經收集量測信號。實施分析演算法以藉由指示各參數之敏感度及參數對之間之相關性而最佳化模型中之幾何及材料參數。
考量(但不限於)本文中先前描述之多項式模型，幾何模型可包含一或多個多項式之一集合，其中多項式之「係數」(例如，a 1、a 2、a 3及類似者)包含併入如由參考計量工具102量測之樣品118之一或多個材料參數之方程式。類似地，材料模型可包含一或多個多項式之一集合，其中多項式之「係數」(例如，a 1、a 2、a 3及類似者)包含併入如由光學計量工具104量測之樣品118之一或多個材料參數之方程式。在此實例 中，將材料模型映射至幾何模型可包含執行基於材料模型將幾何模型之係數轉換或重寫為與光學計量工具相關之項之一或多個數學運算。在此方面，在步驟408中將材料模型映射至幾何模型(例如，產生初始複合模型)包含調整幾何模型使得幾何模型可基於自光學計量工具104之光譜範圍獲取之計量資料描述HAR結構。
在一步驟410中，產生兩個或更多個候選複合模型。本文中應認知，在步驟408中產生之初始複合模型可包含在執行至來自光學計量工具104之計量資料之一擬合時可浮動之數個參數(例如，a n )。此外，三維堆疊結構及經堆疊記憶體結構之膜之數目每幾年加倍，此提供增加模型化複雜性。因此，可期望僅浮動可能參數之一選定子集。此可藉由產生並測試兩個或更多個候選複合模型且選擇候選模型之一者作為一最終複合模型而實行。
在一項實施例中，藉由對初始複合模型執行一或多個調整而產生候選複合模型。對用於產生一或多個候選複合模型之初始複合模型執行之一或多個調整可包含(但不限於)：(1)削除初始複合模型之項，(2)固定初始複合模型之項，或(3)將複合模型之兩個或更多個項彼此耦合。繼而將討論此等調整之各者。
在一項實施例中，可削除初始複合模型之參數以產生一或多個候選複合模型。例如，初始複合模型可包含多項式之一集合，如方程式1中展示。為了產生一候選複合模型，可削除(即，移除/刪除)來自多項式集合之至少一個多項式之一或多個項以提供一組判定項(例如，截止階數)。如本文中先前提及，由光學計量工具104獲取之計量資料可具有一有限解析度。在此方面，自初始複合模型之至少一個多項式削除一或多個項 可補償光學計量工具104相對於參考計量工具102之此更低解析度。
在另一實施例中，初始複合模型之參數可係固定的(例如，設定至一特定值)以便產生一或多個候選複合模型。例如，情況可係一或多個項(例如，較高階項)以比光學計量工具104可解析更小之一尺度描述HAR結構之變異。因此，此等項可固定至一標稱值而非浮動。例如，此等項可基於使用參考計量工具102對參考HAR樣品之量測(例如，在步驟402中)固定至一平均值(或任何其他選定值)。藉由另一實例，可判定一或多個參數可僅在一相對小範圍內變動。因此，此等項可固定至範圍中之一值。
在另一實施例中，初始複合模型之兩個或更多個項可彼此耦合以便產生一或多個候選複合模型。例如，可判定兩個或更多個參數高度相關。因此，可產生與參數相關之一或多個方程式以減小浮動參數之總數。例如，在發現參數a 3一致地為a 1之值之近似一半之情況中，可將參數a 3設定為0.5．a 1。此外，在相關參數之情況中，任何參數可相對於任何其他參數加以定義。然而，本文中應認知，較低階參數可通常對所得輪廓具有一較大貢獻。因此，基於相對較低階參數定義相對較高階參數可促進準確擬合。
在一步驟412中，執行兩個或更多個候選複合模型之一迴歸分析。在一項實施例中，對兩個或更多個候選複合模型之各者執行迴歸分析包含將來自光學計量工具104之計量資料放入候選複合模型之各者中，及比較候選複合模型之各者之結果與來自參考計量工具102之計量資料。在此方面，可將來自參考計量工具102之計量資料視為「參考」資料，可比較該參考資料與來自候選複合模型之結果。
在一項實施例中，一或多個處理器108經組態以並行運行迴歸之至少一部分。當獲得及接收來自參考計量工具102之計量資料時，一或多個處理器108可根據一組預定義度量(諸如(但不限於)斜率、R平方、均方誤差、偏差、平均差及類似者)最佳化模型。本文中應進一步注意，可應用額外及/或替代尺寸降低方法以描述參考資料，包含(但不限於)主分量分析(PCA)、線性鑑別分析(LDA)及類似者。
在一項實施例中，一或多個處理器108經組態以藉由對多組參考資料執行迴歸分析而判定各參數之範圍。可判定各參數之一範圍以識別可在一迴歸期間接受及/或在一程式庫中利用(例如，與步驟412相關聯)之各浮動參數之值範圍。如先前提及，一或多個處理器108可經組態以使用自參考計量工具102獲得之與兩個或更多個測試HAR結構相關聯之計量資料執行迴歸分析。本文中應注意，對其執行迴歸分析之計量資料應表示全部程序變異。在一項實施例中，藉由將最小值及最大值向外延伸n西格瑪而判定至少一個參數之範圍，其中西格瑪包含參數之標準變異。
在一步驟414中，選擇一候選複合模型作為一最終複合模型。在一項實施例中，選擇使用如由迴歸分析判定之來自光學計量工具104之計量資料最準確地定義HAR結構之候選複合模型作為最終複合模型。
將再次參考圖4A。一旦判定光學計量工具104之複合模型，其便可用於即時迴歸或產生用於快速量測之程式庫。在一步驟416中，基於使用最終複合模式分析之計量資料產生一程式庫。例如，一程式庫可基於擬合多個代表性參考資料集與最終複合模型而表示計量資料之態樣與最終複合模型之參數之間之一映射。在此方面，一程式庫可表示由複 合模型定義之電磁解之一準確近似計算。此外，與藉由其他迴歸技術相比，執行新計量資料至最終複合模型之一迴歸可操作上更快。與將計量資料應用至最終複合模型相關聯之統計資料及值可儲存於記憶體110中作為值之一程式庫。在另一實施例中，可建構一替代程式庫以直接近似計算反演問題。在該情況中，替代程式庫之輸入可包含來自光學計量工具104之光學信號，且程式庫之輸出可包含幾何參數。
在另一實施例中，最終複合模型可用於分析一或多個額外測試HAR結構。例如，最終複合模型可用於分析一或多個額外樣品118上之一或多個額外測試HAR結構。在步驟418至422中描述最終複合模型至一或多個額外測試HAR結構之應用。
在一步驟418中，使用光學計量工具104量測至少一個額外測試HAR結構。例如，一或多個處理器108可經組態以引起光學計量工具104獲取至少一個額外測試HAR結構之計量資料。
在一步驟420中，基於來自光學計量工具104之與至少一個HAR結構相關聯之計量資料及最終複合模型判定至少一個額外測試HAR結構之一輪廓。例如，一或多個處理器108可經組態以自光學計量工具104接收與額外測試HAR結構相關聯之計量資料且將計量資料儲存於記憶體110中。一或多個處理器108可進一步經組態以藉由將計量資料應用至儲存於記憶體110中之最終複合模型而判定額外測試HAR結構之一輪廓。在一額外及/或替代實施例中，可基於儲存於記憶體中之程式庫判定至少一個測試HAR結構之一輪廓，其中程式庫用於將經獲取計量資料映射至最終複合模型。如本文中先前提及，相較於將經獲取計量資料擬合至最終複合模型之傳統基於迴歸之分析，經儲存程式庫可提供HAR結構之輪廓 之操作上更快運算及模型化。
在一步驟422中，產生一或多個前饋或回饋控制信號。一或多個前饋或回饋控制信號可經組態以基於由最終複合模型判定之至少一個額外測試HAR結構之輪廓調整一或多個程序工具。例如，若由最終複合模型判定額外測試HAR結構以展現自HAR結構之經規劃輪廓之偏差，則一或多個處理器108可經組態以產生經組態以調整在製造樣品118上之HAR結構中涉及之一或多個程序工具之一或多個回饋控制信號。
如本文中先前提及，傳統OCD模型化方法可係不準確及耗時的。一傳統OCD模型化方法可不能夠在邏輯結構或三維堆疊記憶體結構中提供關於FinFET之資料。比較之下，本文中預期，本發明之實施例可利用由OCD及CD-SAXS技術兩者提供之優點。另外，本發明之實施例可容許基板/樣品製造者加速程序演進，改良效率且改良良率。本發明之一些實施例係關於使用可執行演算法模型化HAR結構以實行模型最佳化。此外，本文中預期，本發明之一些實施例可由機器學習促進。例如，代替OCD模型或除了OCD模型以外，如本文中描述，機器學習亦可基於由參考計量工具102獲得之計量資料及作為訓練目標之HAR結構輪廓資料而實施。
雖然本發明之大部分係關於HAR結構之量測及分析，但不應將此視為本發明之一限制，除非本文中另外提及。在此方面，可應用本發明之實施例以量測、檢查或以其他方式分析數個替代及/或額外特徵，包含(但不限於)邏輯結構中之多輪廓、動態隨機存取記憶體(DRAM)結構中之接觸孔及類似者。
圖5繪示根據本發明之一或多項實施例之包含一高縱橫比 (HAR)結構504之一樣品118之一橫截面視圖500。如圖5中可見，HAR結構504穿過多個堆疊膜502a至502n橫穿整個樣品118。如本文中描述，與HAR結構504相關聯之量測之一目標可係HAR結構504之輪廓，其包含HAR結構504在不同高度處之關鍵尺寸(CD)。
可證實一實例係闡釋性的。在此實例中，提供具有複數個HAR結構504之一樣品118(例如，三維堆疊記憶體結構)。一CD-SAXS工具(例如，參考計量工具102)用於收集與十個不同位點(例如，十個不同HAR結構504)相關聯之計量資料。針對各HAR結構在十一個不同高度處收集關鍵尺寸資料。基於由CD-SAXS工具(例如，參考計量工具102)獲取之計量資料構建一幾何模型。
繼續相同實例，使用一光學計量工具104以收集計量資料且基於樣品118之折射率資訊判定材料特性資訊。藉由使用光學計量工具104獲取樣品118之鄰近各HAR結構504之部分之計量資料收集材料資訊。在此方面，藉由光學計量工具104自樣品之無一HAR結構504(例如，鄰近HAR結構504)之部分獲取計量資料。本文中應注意，使用光學計量工具104自無經蝕刻HAR結構504之部分收集計量資料可容許一維結構之更快運算速度。另外，在鄰近HAR結構504之位置處之膜層在樣品118製造程序步驟期間共用相同條件，從而建議鄰近HAR結構504之位置之一共同層厚度及折射率。然而，本文中應注意，可不需要由光學計量工具104自緊鄰HAR結構504之位置收集計量資料。繼續實例，接著使用來自光學計量工具104之計量資料以產生一材料模型。
接著匯入基於十個HAR結構504之計量資料產生之幾何模型且將其與材料模型組合以便形成一複合模型(例如，經修改OCD模型)。 接著，使幾何參數及材料參數浮動以使用三維樣品118(例如，三維堆疊記憶體結構)之OCD信號獲得擬合。本文中應注意，歸因於近似計算方法可引起三維結構與一維結構之間之差異之事實，可需要使幾何及材料參數浮動。另外，三維結構之程序可包含可影響材料/結構之一或多個特性之蝕刻步驟。
繼續相同實例，如在本文中先前描述，藉由使用由CD-SAXS(例如，參考計量工具102)獲得之計量資料作為參考資料而進行分析及迴歸程序以判定浮動參數。本文中應注意，本文中描述之分析步驟可有助於調查且固定與膜502之底層之厚度相關聯之值。如先前提及，可實行固定某些多項式參數之一或多個迴歸分析以確保複合模型之輸出準確地表示參考資料(例如，來自參考計量工具102之計量資料)。在此方面，來自CD-SAXS(例如，參考計量工具102)之計量資料確保一個單一位點內之輪廓變異之保真度。最後，產生OCD程式庫。在驗證程式庫之後，已發現，複合模型可重現迴歸結果，因此匹配由CD-SAXS(例如，參考計量工具102)獲取之計量資料。參考圖6A至圖6C進一步展示且描述此實例之結果。
圖6A繪示根據本發明之一或多項實施例之來自一習知光學關鍵尺寸工具(例如，光學計量工具104)之關鍵尺寸量測之一圖表602。圖6B繪示根據本發明之一或多項實施例之來自一關鍵尺寸小角度X射線散射(CD-SAXS)工具(例如，參考計量工具102)之關鍵尺寸量測之一圖表604。圖6C繪示根據本發明之一或多項實施例之使用一習知光學關鍵尺寸工具(例如，光學計量工具104)及一關鍵尺寸小角度X射線散射(CD-SAXS)工具(例如，參考計量工具)兩者獲得之關鍵尺寸量測之一圖表 606。
一般言之，圖6A至圖6C繪示沿著x軸之各個位點之關鍵尺寸對沿著y軸之HAR結構高度。在此方面，圖6A至圖6C繪示沿著各HAR結構504之整個高度之各個位點(例如，HAR結構504)之經判定關鍵尺寸。
如圖表602中展示，習知OCD模型化技術不能夠憑其自身準確地描述一HAR結構504之輪廓。此由圖表602中展示之不均勻輪廓繪示。藉由比較圖表602與圖表604，可見，CD-SAXS在描述HAR結構504之輪廓方面遠更準確。此外，如圖6C中展示，使用CD-SAXS參考之OCD針對全部位點展現非常均勻的輪廓，儘管其等之標稱CD值存在差異。因此，證實相較於傳統OCD模型化技術，組合來自一光學計量工具104及一參考計量工具102兩者之計量資料之本發明之實施例可能夠更準確且有效地模型化HAR結構504之模型輪廓。
本文中應進一步注意，由參考計量工具102及光學計量工具104收集之計量資料可不需要與相同位點(例如，相同HAR結構504)相關聯。在此方面，參考計量工具102可收集與一第一組HAR結構504相關聯之計量資料，且光學計量工具104可收集與一第二組HAR結構504相關聯之計量資料，其中第二組之HAR結構504之至少一者不同於第一組之HAR結構504。例如，如圖6A中展示，光學計量工具104收集包含位點A至位點D之HAR結構504之計量資料。相反地，如圖6B中展示，參考計量工具102收集包含位點1至位點10(其等係與位點A至位點D不同之位點)之HAR結構504之計量資料。
熟習此項技術者將認知，為概念清楚起見，將本文中描述之組件(例如，操作)、裝置、物件及伴隨其等之論述用作實例，且預期各 種組態修改。因此，如本文中所使用，所闡述之特定範例及隨附論述意欲表示其等更一般類別。一般言之，使用任何特定範例意欲表示其類別，且未包含特定組件(例如，操作)、裝置及物件不應被視為限制性的。
熟習此項技術者將瞭解，存在可實現本文中所描述之程序及/或系統及/或其他技術的各種載體(例如，硬體、軟體及/或韌體)，且較佳載體將隨著其中部署該等程序及/或系統及/或其他技術之背景內容而變動。例如，若一實施者判定速度及準確度係最重要的，則實施者可選擇一主要硬體及/或韌體載體；替代地，若靈活性係最重要的，則實施者可選擇一主要軟體實施方案；或又再次替代地，實施者可選擇硬體、軟體及/或韌體之某一組合。因此，存在可實現本文中描述之程序及/或裝置及/或其他技術之若干可能載體，其等任一者本質上並不優於其他者，此係因為待利用之任何載體係取決於其中將部署載體之背景內容及實施者之特定考量因素(例如，速度、靈活性或可預測性)之一選擇，該等背景內容及考量因素之任一者可能改變。
呈現先前描述以使一般技術者能夠製造且使用如在一特定應用及其要求之背景內容中提供之本發明。如本文中所使用，諸如「頂部」、「底部」、「上方」、「下方」、「上」、「向上」、「下」、「下面」及「向下」之方向性術語意欲為描述之目的而提供相對位置，且並不意欲指定一絕對參考系。熟習此項技術者將明白對所描述實施例之各種修改，且本文中定義之一般原理可應用於其他實施例。因此，本發明並不意欲限於所展示及描述之特定實施例，而是應符合與本文中揭示之原理及新穎特徵一致之最廣範疇。
關於本文中所使用之實質上任何複數及/或單數術語，熟習 此項技術者可根據背景內容及/或應用來將複數轉化成單數及/或將單數轉化成複數。為清楚起見，本文中未明確闡述各種單數/複數排列。
本文中描述之全部方法可包含將方法實施例之一或多個步驟之結果儲存於記憶體中。結果可包含本文中描述之任何結果且可依此項技術中已知之任何方式儲存。記憶體可包含本文中描述之任何記憶體或此項技術中已知之任何其他適合儲存媒體。在已儲存結果之後，結果可在記憶體中存取且藉由本文中描述之任何方法或系統實施例使用、經格式化以顯示給一使用者、藉由另一軟體模組、方法或系統及類似者使用。此外，結果可「永久地」、「半永久地」、「暫時地」儲存或儲存達某一時段。例如，記憶體可為隨機存取記憶體(RAM)，且結果可能不一定無限期地保存於記憶體中。
進一步預期，上文描述之方法之實施例之各者可包含本文中描述之(若干)任何其他方法之(若干)任何其他步驟。另外，上文描述之方法之實施例之各者可藉由本文中描述之任何系統執行。
本文中描述之標的物有時繪示其他組件內含有或與其他組件連接之不同組件。應理解，此等所描繪之架構僅僅係例示性，且事實上可實施達成相同功能性之許多其他架構。在一概念意義上，用以達成相同功能性之組件之任何配置有效「相關聯」使得達成所要功能性。因此，在本文中組合以達成一特定功能性之任何兩個組件可被視為彼此「相關聯」使得達成所要功能性而不考慮架構或中間組件。同樣地，如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「連接」或「耦合」以達成所要功能性，且能夠如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「可耦合」以達成所要功能性。可耦合之特定實例包含(但不限於)可實體配合及/或實體互動組件及/ 或可無線互動及/或無線互動組件及/或邏輯互動及/或可邏輯互動組件。
此外，應理解，本發明由隨附發明申請專利範圍界定。熟習此項技術者將理解，一般言之，本文中所使用之術語且尤其隨附發明申請專利範圍(例如，隨附發明申請專利範圍之主體)中所使用之術語一般意欲為「開放式」術語(例如，術語「包含(including)」應解譯為「包含但不限於」，術語「具有」應解譯為「至少具有」，術語「包括(includes)」應解譯為「包括但不限於」，及類似者)。熟習技術者應進一步瞭解，若想要一引入請求項敘述之一特定數目，則此一意圖將被明確敘述於請求項中，且若缺乏此敘述，則不存在此意圖。例如，作為理解之一輔助，以下隨附發明申請專利範圍可含有使用引導性片語「至少一個」及「一或多個」來引入請求項敘述。然而，此等片語之使用不應被解釋為隱含：由不定冠詞「一」引入之一請求項敘述將含有此引入請求項敘述之任何特定請求項限制為僅含有此一敘述之發明，即使相同請求項包含引導性片語「一或多個」或「至少一個」及諸如「一」之不定冠詞(例如，「一」通常應被解譯為意指「至少一個」或「一或多個」)；上述內容對用於引入請求項敘述之定冠詞之使用同樣適用。另外，即使明確敘述一引入請求項敘述之一特定數目，但熟習技術者亦應認知，此敘述通常應被解譯為意指至少該敘述數目(例如，「兩條敘述」之基本敘述(無其他修飾語)通常意指至少兩條敘述或兩條或兩條以上敘述)。此外，在其中使用類似於「A、B及C之至少一者及類似者」之一慣用表述的該等例項中，此一構造一般意指熟習技術者將理解之慣用表述意義(例如，「具有A、B及C之至少一者的一系統」將包含(但不限於)僅具有A、僅具有B、僅具有C、同時具有A及B、同時具有A及C、同時具有B及C及/或同時具有A、B及C 之系統，等等)。在其中使用類似於「A、B或C之至少一者及類似者」之一慣用表述的該等例項中，此一構造一般意指熟習技術者將理解之慣用表述意義(例如，「具有A、B或C之至少一者的一系統」將包含(但不限於)僅具有A、僅具有B、僅具有C、同時具有A及B、同時具有A及C、同時具有B及C及/或同時具有A、B及C之系統，等等)。熟習技術者應進一步瞭解，無論在實施方式、發明申請專利範圍或圖式中，呈現兩個或更多個替代項之實際上任何轉折連詞及/或片語通常應被理解為涵蓋以下可能性：包含該等項之一者、該等項之任一者或兩項。例如，片語「A或B」通常將被理解為包含「A」或「B」或「A及B」之可能性。
據信本發明及許多其伴隨優點將藉由前述描述理解，且將明白，可對組件之形式、構造及配置做出多種改變而不脫離所揭示之標的物或不犧牲全部其材料優點。所描述之形式僅僅係解釋性，且以下發明申請專利範圍之意圖係涵蓋且包含此等改變。此外，應理解，本發明由隨附發明申請專利範圍定義。
100:計量系統
102:參考計量工具
103:X射線源
104:光學計量工具
105:光束
106:控制器
107:X射線光束
108:處理器
109:X射線繞射圖案
110:記憶體
112:使用者介面
114:雷射源
116:電漿
118:樣品
120:載物台總成
122:X射線偵測器

Claims (37)

  1. 一種用於高縱橫比(HAR)結構之計量系統，其包括：一控制器，其通信地耦合至一參考計量工具及一光學計量工具，該控制器包含一或多個處理器，該一或多個處理器經組態以執行經組態以引起該一或多個處理器進行以下操作之程式指令：產生用於自來自參考計量工具之計量資料判定一測試HAR結構之一輪廓之一幾何模型；產生用於自來自該光學計量工具之計量資料判定一測試HAR結構之一或多個材料參數之一材料模型；自該幾何模型及該材料模型形成用於基於來自該光學計量工具之計量資料判定一測試HAR結構之一輪廓之一複合模型；使用該光學計量工具量測至少一個額外測試HAR結構；及基於該複合模型及來自該光學計量工具之與該至少一個額外測試HAR結構相關聯之計量資料判定該至少一個額外測試HAR結構之一輪廓。
  2. 如請求項1之計量系統，其中該幾何模型係基於來自該參考計量工具之與一或多個參考樣品上之兩個或更多個測試HAR結構相關聯之計量資料產生。
  3. 如請求項2之計量系統，其中該材料模型係基於來自該光學計量工具之與該一或多個參考樣品上之一或多個膜堆疊相關聯之計量資料產生，其 中該一或多個膜堆疊及該一或多個測試HAR結構係使用共同程序步驟形成。
  4. 如請求項1之計量系統，其中該複合模型包括一最終複合模型。
  5. 如請求項4之計量系統，其中自該幾何模型及該材料模型形成用於自來自該光學計量工具之計量資料判定該測試HAR結構之該輪廓之該最終複合模型包括：將該材料模型映射至該幾何模型以產生一初始複合模型。
  6. 如請求項5之計量系統，其中自該幾何模型及該材料模型形成用於自來自該光學計量工具之計量資料判定該測試HAR結構之該輪廓之該最終複合模型進一步包括：自該初始複合模型產生兩個或更多個候選複合模型；使用來自該參考計量工具之計量資料作為參考資料對該兩個或更多個候選複合模型執行兩個或更多個迴歸分析；及選擇一候選複合模型作為一最終複合模型，其中選擇基於該兩個或更多個迴歸分析具有最高準確度之該候選複合模型作為該最終複合模型。
  7. 如請求項6之計量系統，其中該兩個或更多個複合模型之至少一者包括：一或多個數學函數，其中該一或多個數學函數之各者描述該測試HAR結構之一幾何參數或一材料參數之至少一者。
  8. 如請求項7之計量系統，其中該一或多個數學函數包含一傳統多項式、一勒壤得多項式、一切比雪夫多項式或一高斯函數之至少一者。
  9. 如請求項7之計量系統，其中該至少一個幾何參數或該材料參數包含HAR結構輪廓、該HAR結構之不對稱性或該HAR結構之扭曲之至少一者。
  10. 如請求項6之計量系統，其中產生兩個或更多個候選複合模型包含削除該初始複合模型之一或多個項。
  11. 如請求項6之計量系統，其中產生兩個或更多個候選複合模型包含將初始複合模型之一或多個項固定至一標稱值。
  12. 如請求項6之計量系統，其中產生兩個或更多個候選複合模型包含將該初始複合模型之兩個或更多個項彼此耦合。
  13. 如請求項1之計量系統，其中該光學計量工具包括：一光學關鍵尺寸計量工具。
  14. 如請求項1之計量系統，其中該參考計量工具包括：一X射線計量工具。
  15. 如請求項14之計量系統，其中該參考計量工具包括：一小角度X射線散射工具或一軟X射線計量工具之至少一者。
  16. 如請求項1之計量系統，其中該參考計量工具包括：一電子束計量工具。
  17. 如請求項16之計量系統，其中該參考計量工具包括：一掃描電子顯微鏡或一透射電子顯微鏡之至少一者。
  18. 如請求項1之計量系統，其中該參考計量工具包括：一原子力顯微鏡。
  19. 一種用於高縱橫比(HAR)結構之計量系統，其包括：一參考計量工具；一光學計量工具；及一控制器，其通信地耦合至該參考計量工具及該光學計量工具，該控制器包含一或多個處理器，該一或多個處理器經組態以執行經組態以引起該一或多個處理器進行以下操作之程式指令：產生用於自來自該參考計量工具之計量資料判定一測試HAR結構之一輪廓之一幾何模型；產生用於自來自該光學計量工具之計量資料判定一測試HAR結構之一或多個材料參數之一材料模型；自該幾何模型及該材料模型形成用於自來自該光學計量工具之計 量資料判定一測試HAR結構之一輪廓之一複合模型；使用該光學計量工具量測至少一個額外測試HAR結構；及基於該複合模型基於來自該光學計量工具之與該至少一個額外測試HAR結構相關聯之計量資料判定該至少一個額外測試HAR結構之一輪廓。
  20. 一種用於高縱橫比(HAR)結構之計量方法，其包括：產生用於自來自一參考計量工具之計量資料判定一測試HAR結構之一輪廓之一幾何模型；產生用於自來自一光學計量工具之計量資料判定一測試HAR結構之一或多個材料參數之一材料模型；自該幾何模型及該材料模型形成用於自來自該光學計量工具之計量資料判定一測試HAR結構之一輪廓之一複合模型；使用該光學計量工具量測至少一個額外測試HAR結構；及基於最終複合模型及來自該光學計量工具之與該至少一個額外測試HAR結構相關聯之計量資料判定該至少一個額外測試HAR結構之一輪廓。
  21. 如請求項20之計量方法，其中該幾何模型係基於來自該參考計量工具之與一或多個參考樣品上之兩個或更多個參考HAR結構相關聯之計量資料產生。
  22. 如請求項20之計量方法，其中該材料模型係基於來自該光學計量工 具之與該一或多個參考樣品上之一或多個膜堆疊相關聯之計量資料產生，其中該一或多個膜堆疊及該一或多個參考HAR結構係使用共同程序步驟形成。
  23. 如請求項20之計量方法，其中該複合模型包括一最終複合模型。
  24. 如請求項23之計量方法，其中自該幾何模型及該材料模型形成用於自來自該光學計量工具之計量資料判定該測試HAR結構之該輪廓之該最終複合模型包括：將該材料模型映射至該幾何模型以產生一初始複合模型。
  25. 如請求項24之計量方法，其中自該幾何模型及該材料模型形成用於自來自該光學計量工具之計量資料判定該測試HAR結構之該輪廓之該複合模型進一步包括：自該初始複合模型產生兩個或更多個候選複合模型；使用來自該參考計量工具之計量資料作為參考資料對該兩個或更多個候選複合模型執行兩個或更多個迴歸分析；及選擇一候選複合模型作為該最終複合模型，其中選擇基於該兩個或更多個迴歸分析具有最高準確度之該候選複合模型作為該最終複合模型。
  26. 如請求項25之計量方法，其中該兩個或更多個複合模型之至少一者包括：一或多個數學函數，其中該一或多個數學函數之各者描述該測試 HAR結構之一幾何參數或一材料參數之至少一者。
  27. 如請求項26之計量方法，其中該一或多個數學函數包含一傳統多項式、一勒壤得多項式、一切比雪夫多項式或一高斯函數之至少一者。
  28. 如請求項26之計量方法，其中該至少一個幾何參數或該材料參數包含HAR結構輪廓、該HAR結構之不對稱性或該HAR結構之扭曲之至少一者。
  29. 如請求項25之計量方法，其中產生兩個或更多個候選複合模型包含削除該初始複合模型之一或多個項。
  30. 如請求項25之計量方法，其中產生兩個或更多個候選複合模型包含將初始複合模型之一或多個項固定至一標稱值。
  31. 如請求項25之計量方法，其中產生兩個或更多個候選複合模型包含將該初始複合模型之兩個或更多個項彼此耦合。
  32. 如請求項20之計量方法，其中該光學計量工具包括：一光學關鍵尺寸計量工具。
  33. 如請求項20之計量方法，其中該參考計量工具包括一X射線計量工具、一電子束計量工具、一掃描電子顯微鏡、一透射電子顯微鏡或一原子 力顯微鏡之至少一者。
  34. 如請求項1之計量系統，其中產生該幾何模型包括：使用來自該參考計量工具之與一或多個參考樣品上之兩個或更多個測試HAR結構相關聯之計量資料訓練一機器學習模型。
  35. 如請求項34之計量系統，其中產生該材料模型包括：使用來自該光學計量工具之與該一或多個參考樣品上之一或多個膜堆疊相關聯之計量資料訓練一機器學習模型，其中該一或多個膜堆疊及該一或多個測試HAR結構係使用共同程序步驟形成。
  36. 如請求項35之計量系統，其中形成該複合模型包括：使用來自該參考計量工具之計量資料及來自該光學計量工具之計量資料訓練一機器學習模型。
  37. 一種計量系統，其包括：一控制器，其通信地耦合至一參考計量工具及一光學計量工具，該控制器包含一或多個處理器，該一或多個處理器經組態以執行經組態以引起該一或多個處理器進行以下操作之程式指令：自該參考計量工具接收與一或多個參考樣品上之兩個或更多個測試HAR結構相關聯之計量資料；自該光學計量工具接收與該一或多個參考樣品上之一或多個膜堆疊相關聯之計量資料，其中該一或多個膜堆疊及該一或多個測試 HAR結構係使用共同程序步驟形成；藉由使用來自該參考計量工具之該計量資料及來自該光學計量工具之該計量資料訓練一機器學習模型而形成用於基於來自該光學計量工具之計量資料判定一測試HAR結構之一輪廓之一複合模型；使用該光學計量工具量測至少一個額外測試HAR結構；及基於該複合模型及來自該光學計量工具之與該至少一個額外測試HAR結構相關聯之計量資料判定該至少一個額外測試HAR結構之一輪廓。
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