[發(fā)明專利]用于基于圖像的測(cè)量及基于散射術(shù)的疊對(duì)測(cè)量的信號(hào)響應(yīng)度量

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580055448.6
• 申請(qǐng)日: 2015-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN107076681B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·潘戴夫;D·桑科;陸偉;S·斯里法思塔發(fā)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 科磊股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/956
• 分類號(hào): G01N21/956;G06T7/00;G06T7/33;G03F7/20
• 代理公司: 11287 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 張世俊

本文中呈現(xiàn)用于測(cè)量通過連續(xù)光刻工藝而形成于襯底上的結(jié)構(gòu)之間的疊對(duì)誤差的方法及系統(tǒng)。采用各自具有沿相反方向的經(jīng)編程偏移的兩個(gè)疊對(duì)目標(biāo)來執(zhí)行疊對(duì)測(cè)量。基于零級(jí)散射術(shù)信號(hào)測(cè)量疊對(duì)誤差，且以兩個(gè)不同方位角從每一目標(biāo)收集散射術(shù)數(shù)據(jù)。另外，本發(fā)明呈現(xiàn)用于基于所測(cè)量的基于圖像的訓(xùn)練數(shù)據(jù)而創(chuàng)建基于圖像的測(cè)量模型的方法及系統(tǒng)。接著使用經(jīng)訓(xùn)練的基于圖像的測(cè)量模型來直接依據(jù)從其它晶片收集的所測(cè)量圖像數(shù)據(jù)計(jì)算一或多個(gè)所關(guān)注參數(shù)的值。本文中描述的用于基于圖像的測(cè)量的方法及系統(tǒng)適用于度量應(yīng)用及檢驗(yàn)應(yīng)用兩者。

相關(guān)申請(qǐng)案的交叉參考

本專利申請(qǐng)案依據(jù)35U.S.C.§119主張2014年10月14日提出申請(qǐng)的標(biāo)題為“測(cè)量疊對(duì)的方法及設(shè)備(Method and Apparatus of Measuring Overlay)”的序列號(hào)為 62/063,932的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)，所述臨時(shí)專利申請(qǐng)案的標(biāo)的物以全文引用方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

所描述實(shí)施例涉及度量系統(tǒng)及方法，且更特定來說涉及用于經(jīng)改善的基于散射術(shù)的疊對(duì)測(cè)量及基于圖像的測(cè)量的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

通常通過適用于樣品的一序列處理步驟而制作例如邏輯及存儲(chǔ)器裝置等半導(dǎo)體裝置。通過這些處理步驟形成半導(dǎo)體裝置的各種特征及多個(gè)結(jié)構(gòu)層級(jí)。舉例來說，尤其光刻是涉及在半導(dǎo)體晶片上產(chǎn)生圖案的一種半導(dǎo)體制作工藝。半導(dǎo)體制作工藝的額外實(shí)例包含但不限于化學(xué)機(jī)械拋光、蝕刻、沉積及離子植入。多個(gè)半導(dǎo)體裝置可制作于單個(gè)半導(dǎo)體晶片上且接著分離成若干個(gè)別半導(dǎo)體裝置。

在半導(dǎo)體制造工藝期間在各個(gè)步驟處使用度量工藝來檢測(cè)晶片上的缺陷以促成較高合格率。光學(xué)度量技術(shù)在不具有樣本破壞的風(fēng)險(xiǎn)的情況下提供高吞吐量的可能性。包含散射術(shù)及反射術(shù)實(shí)施方案的若干個(gè)基于光學(xué)度量的技術(shù)以及相關(guān)聯(lián)分析算法通常用于表征臨界尺寸、膜厚度、組合物、疊對(duì)及納米級(jí)結(jié)構(gòu)的其它參數(shù)。

通常通過在襯底上沉積一系列層而制作半導(dǎo)體裝置。所述層中的一些或所有層包含各種經(jīng)圖案化結(jié)構(gòu)。在特定層內(nèi)以及在層之間的結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置對(duì)已完成電子裝置的性能是至關(guān)重要的。疊對(duì)是指晶片的相同或不同層上的上覆或交錯(cuò)結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置。疊對(duì)誤差是指從上覆或交錯(cuò)結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱(即，所要)相對(duì)位置的偏差。疊對(duì)誤差越大，結(jié)構(gòu)未對(duì)準(zhǔn)程度越大。如果疊對(duì)誤差太大，那么可損害所制造電子裝置的性能。

散射術(shù)疊對(duì)(SCOL)度量技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于疊對(duì)誤差的表征。這些方法主要基于對(duì)光學(xué)信號(hào)的差分測(cè)量，所述光學(xué)信號(hào)對(duì)應(yīng)于來自各自具有經(jīng)編程疊對(duì)偏移的目標(biāo)對(duì)的衍射。基于這些差分測(cè)量而提取未知疊對(duì)誤差。

在大多數(shù)現(xiàn)有方法中，基于對(duì)結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性敏感的度量而表征疊對(duì)誤差。在一個(gè)實(shí)例中，現(xiàn)有角分辨散射術(shù)疊對(duì)(SCOL)涉及對(duì)指示疊對(duì)誤差的+1衍射級(jí)與-1衍射級(jí)之間的不對(duì)稱性的表征。然而，依賴于不對(duì)稱性作為疊對(duì)誤差的指示者是有問題的，這是因?yàn)槔缇€輪廓不對(duì)稱性或光束照射不對(duì)稱性等其它不對(duì)稱性聯(lián)合到測(cè)量信號(hào)的疊對(duì)產(chǎn)生的不對(duì)稱性中。此導(dǎo)致對(duì)疊對(duì)誤差的不準(zhǔn)確測(cè)量。

在現(xiàn)有方法中，通常基于對(duì)通過光刻工具而形成于晶片上的各個(gè)位置處的特定化目標(biāo)結(jié)構(gòu)的測(cè)量而評(píng)估疊對(duì)誤差。目標(biāo)結(jié)構(gòu)可采取許多形式，例如方框中方框結(jié)構(gòu)。以此形式，在晶片的一個(gè)層上形成方框且在另一層上形成第二較小方框。通過將兩個(gè)方框的中心之間的對(duì)準(zhǔn)進(jìn)行比較而測(cè)量局部化疊對(duì)誤差。在其中目標(biāo)結(jié)構(gòu)可獲得的晶片上的位置處進(jìn)行此類測(cè)量。