[發明專利]對圖案化結構的基于X射線的測量

有效

• 申請號: 201810790022.0
• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN109283203B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 吉拉德·巴拉克
• 申請（專利權）人: 諾威有限公司
• 主分類號: G01N23/20
• 分類號: G01N23/20;G01N23/207
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁麗超;劉彬

本發明公開了對圖案化結構的基于X射線的測量。呈現一種用于圖案化結構上的基于X射線的測量的方法和系統。該方法包括：處理指示對應于圖案化結構對入射X射線輻射的檢測輻射響應的測量信號的數據，并且從所述數據中減去基本上無背景噪聲的有效測量信號，所述有效測量信號由反射衍射級的輻射分量形成，使得有效測量信號的基于模型解釋使能夠確定圖案化結構的一個或多個參數，其中，所述處理包括：分析測量信號并且從中提取對應于背景噪聲的背景信號；以及向測量信號應用過濾處理以從中減去對應于背景信號的信號，產生有效測量信號。

技術領域

本發明處于圖案化結構(諸如，半導體晶片)的測量的領域，并且涉及利用X射線測量技術的測量系統和方法。

背景技術

半導體結構的制造需要高度精確且準確的計量技術和儀器。因為隨著半導體技術的前進，縮小器件尺寸已變為日益復雜的任務，所以該需求變得更加關鍵。允許測量能力的類似改進的補充計量工具對于該發展的持續進展是關鍵的。最關鍵的是允許測量結構的尺寸表征的計量方案。諸如臨界尺寸掃描電子顯微術(CD-SEM)和光學臨界尺寸(OCD)的技術在加工中、在制作過程的各個步驟中以及在研發過程中被大量利用。

因為器件尺寸縮小以及對處理細節的敏感度變得日益關鍵，所以獲得樣本的更多樣化且獨立的物理特性的能力變得至關重要。這些挑戰需要引入基于額外物理原理的破壞性計量技術。這種技術中的一個是X射線散射測量(XRS)，其中，來自單色X射線的散射信號被分析以用于尺寸表征。針對該方法的實例是也被稱為透射SAXS(T-SAXS)的臨界尺寸小角度X射線散射測量(CD-SAXS)、掠入射小角度X射線散射測量(GI-SAXS)以及X射線衍射(XRD)或高分辨率X射線衍射(HR-XRD)以及倒易空間映射(RSM)技術。

例如，均轉讓給本申請的受讓人的US?2017/0018069、US?2016/0139065以及US20160363872描述各種基于X射線技術的測量技術。US?2017/0018069描述用于測量一結構的感興趣的參數(多個參數)的混合計量技術。根據該技術，提供在相同結構上測量的不同類型的第一和第二測量數據，其中，這些測量數據中的一個可包括X射線測量數據，并且這些第一和第二測量數據被處理以將第一和第二參數確定為用于解釋第一和/或第二測量數據的優選模型數據。US?2016/0139065描述用于利用XRD或HR-XRD測量來測量樣本的參數(多個參數)的測量技術。該技術提供通過關于樣本結構的幾何參數的信息(例如，圖案特征)來優化XRD測量，并且反之亦然：使用XRD測量數據來優化/解釋一不同的幾何結構相關的測量，由此使得能夠確定樣本幾何結構以及材料特性/組成。幾何結構相關的數據可由不同測量技術提供，諸如光學測量，例如，光學臨界尺寸(OCD)測量、CD-AFM、CD-SEM以及其它X射線技術。US?2016/0363872描述用于規劃計量測量、通過被測工具(TuT)和參考測量系統(RMS)利用測量的各種組合的方法和系統，其中，基于X射線的工具可用作參考/CD測量，諸如XRD、X射線光電子光譜學(XPS)、X射線拉曼散射(XRS)。

US?9,588,066描述用于使用多角度X射線反射散射測量(XRS)來測量周期性結構的方法和系統。該技術涉及在具有周期性結構的樣本上照射入射X射線束以生成散射X射線束，其中，入射X射線束同時提供多個入射角和多個方位角。

發明內容

在本領域中，需要一種利用X射線散射測量在圖案化結構上測量的新穎測量技術，以有效消除測量信號中的粗糙度和背景噪聲等影響，以由此顯著提高測量技術的信噪比。