[發(fā)明專利]光學(xué)計量中的形狀粗糙度測量

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580019937.2
• 申請日: 2005-05-12
• 公開（公告）號: CN101128835A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喬格·比斯徹夫;牛新惠
• 申請（專利權(quán)）人: 東京毅力科創(chuàng)株式會社
• 主分類號: G06G7/48
• 分類號: G06G7/48;G01B11/30
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 柳春雷

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及光學(xué)計量，更具體地說，涉及光學(xué)計量中的形狀粗糙度測量。

背景技術(shù)

光學(xué)計量包括將入射光束導(dǎo)向某個結(jié)構(gòu)，對造成的衍射光束進行測量，并對衍射光束進行分析以確定該結(jié)構(gòu)的各種特性，例如輪廓。在半導(dǎo)體制造中，光學(xué)計量通常用于質(zhì)量保證。例如，在半導(dǎo)體晶片上的半導(dǎo)體芯片附近制造周期性柵格之后，用光學(xué)計量系統(tǒng)來確定該周期性柵格的輪廓。通過確定周期性柵格的輪廓，可以評價用于形成周期性柵格的制造處理質(zhì)量，并擴展到對緊挨周期性柵格的半導(dǎo)體芯片質(zhì)量進行評價。

傳統(tǒng)的光學(xué)計量用于確定形成于半導(dǎo)體晶片上的結(jié)構(gòu)的決定性輪廓。例如，傳統(tǒng)的光學(xué)計量用于確定結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵尺寸。但是，這些結(jié)構(gòu)的形成可能受到各種各樣的隨機影響，例如邊緣粗糙度等，這是采用傳統(tǒng)光學(xué)計量測不到的。

發(fā)明內(nèi)容

在一種示例性實施例中，通過定義結(jié)構(gòu)的初始模型而產(chǎn)生模擬衍射信號，所述模擬衍射信號用于使用光學(xué)計量對晶片上形成的結(jié)構(gòu)的形狀粗糙度進行測量。定義了形狀粗糙度的統(tǒng)計函數(shù)。根據(jù)統(tǒng)計函數(shù)導(dǎo)出統(tǒng)計微擾并疊加在結(jié)構(gòu)的初始模型上以定義結(jié)構(gòu)的修改模型。根據(jù)結(jié)構(gòu)的修改模型產(chǎn)生模擬衍射信號。

附圖說明

參考下面的說明，結(jié)合附圖，可以對本申請有最佳的理解，在附圖中，相同的部分可由相同的標號表示。

圖1圖示了一種示例性光學(xué)計量系統(tǒng)；

圖2A-2E圖示了結(jié)構(gòu)的各種假想輪廓；

圖3圖示了一種示例性一維結(jié)構(gòu)；

圖4圖示了一種示例性二維結(jié)構(gòu)；

圖5是一種示例性結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖6是另一種示例性結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖7是用于產(chǎn)生模擬衍射信號的一種示例性處理；

圖8A是一種示例性結(jié)構(gòu)的初始模型；

圖8B是圖8A所示示例性結(jié)構(gòu)的修改模型；

圖9A是另一種示例性結(jié)構(gòu)的初始模型；

圖9B是圖9A所示示例性結(jié)構(gòu)的修改模型；

圖10圖示了針對一組示例性結(jié)構(gòu)定義的基本單元；

圖11A圖示了圖10所示基本單元之一，它具有初始模型；

圖11B圖示了圖11A所示基本單元，它具有修改模型；

圖12A圖示了經(jīng)過離散化的圖11B所示基本單元；

圖12B圖示了圖12A所示離散化基本單元的一部分；

圖13圖示了針對另一組示例性結(jié)構(gòu)定義的基本單元；

圖14A圖示了圖13所示基本單元之一，它具有初始模型；

圖14B圖示了圖14A所示基本單元，它具有修改模型；

圖15A圖示了經(jīng)過離散化的圖14B所示基本單元；

圖15B圖示了圖15A所示離散化基本單元的一部分；

圖16A圖示了垂直方向上定義的一種示例性初始模型；

圖16B圖示了一種示例性修改模型，它是用垂直方向上定義的形狀粗糙度的統(tǒng)計函數(shù)對圖16A所示示例性初始模型進行疊加之后的模型；

圖16C圖示了經(jīng)過離散化的圖16B所示修改模型。

具體實施方式

下面的說明闡述了各種具體結(jié)構(gòu)、參數(shù)等。但是應(yīng)當(dāng)明白，這樣的說明并非意在對本發(fā)明的范圍進行限制，而是為了對示例性實施方式進行說明。

1.光學(xué)計量

參考圖1，光學(xué)計量系統(tǒng)100可以用于對結(jié)構(gòu)進行檢測和分析。例如，光學(xué)計量系統(tǒng)100可以用于確定晶片104上形成的周期性柵格102的輪廓。如前所述，周期性柵格102可以形成于晶片104上的測試區(qū)域，例如在晶片104上形成的器件附近。或者，周期性柵格102可以形成于器件中不會干涉到器件工作的區(qū)域，或者沿著晶片104的劃線形成。

如圖1所示，光學(xué)計量系統(tǒng)100可以包括光度測量裝置，光度測量裝置具有光源106和檢測器112。周期性柵格102由來自光源106的入射光束108照明。在所示的示例性實施例中，入射光束108相對于周期性柵格102的法線以入射角θ_i和方位角Φ(即，入射光束108的平面與周期性柵格102的周期方向之間的夾角)導(dǎo)向周期性柵格102上。衍射光束相對于法線以角度θ_d離開并由檢測器112接收。檢測器112將衍射光束110轉(zhuǎn)換為測得衍射信號。

為了確定周期性柵格102的輪廓，光學(xué)計量系統(tǒng)100包括處理模塊114，處理模塊114設(shè)置為接收測得衍射信號并對測得衍射信號進行分析。如下面將要說明的，此后可以采用基于庫的處理或基于回歸的處理來確定周期性柵格102的輪廓。另外，也可以采用其他線性的或非線性的輪廓提取技術(shù)。

2.基于庫確定結(jié)構(gòu)輪廓的處理