[發(fā)明專利]用于圖案化晶片表征的方法與設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480054194.1
• 申請日: 2014-08-05
• 公開（公告）號: CN105612601B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 撒迪厄斯·吉拉德·奇烏拉;史帝藍(lán)·伊凡渥夫·潘戴夫;亞歷山大·庫茲涅佐夫;安德烈·V·舒杰葛洛夫
• 申請（專利權(quán)）人: 科磊股份有限公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 張世俊

本發(fā)明揭示用于表征半導(dǎo)體晶片上的多個所關(guān)注結(jié)構(gòu)的設(shè)備及方法。從度量衡系統(tǒng)的一或多個傳感器按多個方位角從特定所關(guān)注結(jié)構(gòu)測量多個光譜信號。基于針對所述方位角而獲得的所述光譜信號來確定光譜差值。基于分析所述光譜差值來確定及報告所述特定所關(guān)注結(jié)構(gòu)的質(zhì)量指示。

相關(guān)申請案的交叉參考

本申請案主張2013年8月6日申請的薩迪斯·杰拉德·祖拉(Thaddeus GerardDziura)等人的先前申請案第61/862,801號美國臨時申請案及2014年2月21日申請的薩迪斯·祖拉(Thaddeus Dziura)等人的第61/943,098號美國臨時申請案的權(quán)利，所述申請案的全文出于所有目的而以引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及用于半導(dǎo)體晶片表征的方法及系統(tǒng)，且更特定來說，涉及半導(dǎo)體晶片上的印刷圖案的質(zhì)量的表征。

背景技術(shù)

一段時間以來，用于集成電路制造中的光刻或光學(xué)光刻系統(tǒng)已普及。此類系統(tǒng)已被證明為在精確地制造及形成產(chǎn)品中的極小細(xì)節(jié)方面極其有效。在一些光刻系統(tǒng)中，通過經(jīng)由光束或輻射束(例如UV或紫外光)來轉(zhuǎn)印圖案而在襯底上書寫電路圖像。舉例來說，光刻系統(tǒng)可包含光源或輻射源，光源或輻射源投影電路圖像穿過光罩并且到涂布有對照射敏感的材料(例如光致抗蝕劑)的硅晶片上。所暴露的光致抗蝕劑通常形成圖案，所述圖案在顯影之后在后續(xù)處理步驟(如(例如)沉積及/或蝕刻)期間遮蔽晶片的層。

在一種度量衡技術(shù)中，可通過收集半導(dǎo)體晶片上的每一位置處的臨界尺寸掃描電子顯微鏡CD-SEM圖像并且檢驗(yàn)每一圖像的圖案質(zhì)量而確定所述晶片上的印刷圖案(例如周期性光柵)的質(zhì)量的表征。此技術(shù)是耗時的(例如若干小時)，且關(guān)于光柵質(zhì)量的判斷當(dāng)前可能有些主觀。CD-SEM測量也未能提供關(guān)于子表面缺陷結(jié)構(gòu)的信息。

鑒于上文，用于印刷圖案表征的經(jīng)改進(jìn)的設(shè)備及技術(shù)是所期望的。

發(fā)明內(nèi)容

下文呈現(xiàn)本發(fā)明的簡化概要以便提供對本發(fā)明的某些實(shí)施例的基本理解。此概要不是本發(fā)明的廣泛概述，且其不識別本發(fā)明的關(guān)鍵/決定性元件或描繪本發(fā)明的范圍。其唯一目的是以簡化形式而呈現(xiàn)本文中所揭示的一些概念，作為稍后呈現(xiàn)的更詳細(xì)描述的序言。

在一個實(shí)施例中，揭示一種表征半導(dǎo)體晶片上的多個所關(guān)注結(jié)構(gòu)的方法。從度量衡系統(tǒng)的一或多個傳感器按多個方位角從特定所關(guān)注結(jié)構(gòu)測量多個光譜信號。基于針對方位角而獲得的光譜信號來確定光譜差值。基于分析光譜差值來確定及報告特定所關(guān)注結(jié)構(gòu)的質(zhì)量指示。

在特定實(shí)施方案中，在不使用模型或從此類特定所關(guān)注結(jié)構(gòu)提取定量特征的情況下執(zhí)行確定特定結(jié)構(gòu)的質(zhì)量指示。在另一方面中，光譜差值是在多個波長內(nèi)按多個方位角的光譜信號之間的多個差值的平均差值。在另外方面中，光譜差值是在多個波長范圍中的特定一者下的按多個方位角的光譜信號之間的多個差值中的最高一者。在又一方面中，特定結(jié)構(gòu)是光柵結(jié)構(gòu)。在此實(shí)施例中，針對無缺陷光柵結(jié)構(gòu)的方位角來確定理論或經(jīng)測量的光譜差值，且通過理論光譜差值來正規(guī)化平均差值以確定缺陷數(shù)量。

在另一實(shí)施方案中，測量光譜包含通過使用二維光束輪廓反射測定來產(chǎn)生微分模型。在另外方面中，確定圖像與具有殘余誤差的徑向?qū)ΨQ圖像的最佳擬合之間的微分模型。接著，基于此類微分模型來確定光譜差值是否指示薄膜或有缺陷結(jié)構(gòu)。