[發明專利]結構特性預測系統、成像器系統及相關方法

有效

• 申請號: 201980051438.3
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN112534246B
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: A·馬宗達;劉茜嵐;P·拉馬錢德蘭;S·D·利奧史密斯;S·K·麥坎德利斯;T·L·泰勒;A·N·諾埃曼恩;G·A·哈勒
• 申請（專利權）人: 美光科技公司
• 主分類號: G01N21/95
• 分類號: G01N21/95;G01N21/88;G06T7/00;G06N20/00;G06F30/20;H01L21/66;H01L21/67
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 王龍

本申請涉及一種結構特性預測系統、成像器系統及相關方法。一種預測晶片批次的虛擬計量數據的方法包含：從成像器系統接收第一圖像數據，所述第一圖像數據與至少一個第一晶片批次有關；從計量設備接收與所述至少一個第一晶片批次有關的所測量計量數據；向所述第一圖像數據和所述所測量計量數據應用一或多個機器學習技術以產生至少一個用于預測晶片批次的虛擬計量數據或虛擬單元度量數據中的至少一個的預測性模型；以及利用所述至少一個產生的預測性模型產生所述第一晶片批次的第一虛擬計量數據或第一虛擬單元度量數據中的至少一個。

優先權要求

本申請是2019年7月12日提交的國際專利申請PCT/US2019/041693進入國家階段，指定中華人民共和國，并于2020年2月13日以英文發布為國際專利公開案WO2020/033107A1，根據《專利合作條約》第8條，其要求2018年8月10日提交的第16/100,729號美國專利申請“結構特性預測系統、成像器系統及相關方法(SYSTEM FOR PREDICTINGPROPERTIES OF STRUCTURES,IMAGER SYSTEM,AND RELATED METHODS)”的權益。

技術領域

本公開大體上涉及基于圖像數據經由機器學習技術產生和預測晶片的虛擬計量數據及虛擬單元度量數據的方法。本公開還涉及一種用于平衡來自光源的顏色強度的圖像系統。

背景技術

半導體裝置和其它微電子裝置通常在配置為晶片或其它包括半導體材料且在主動表面上的陣列中具有大量單獨的裸片位置的塊狀襯底的工件上制造。每個晶片都要經歷幾個不同的過程來構建開關、電容器、導電互連件和裝置的其它組件。例如，晶片使用光刻、植入、蝕刻、沉積、平坦化、退火及其它重復以構建微觀結構形式的高密度特征的過程來處理。制造微電子裝置的一個方面是評估工件，以確保每個裸片位置的微觀結構符合所需的規格。例如，工藝工程師必須能夠準確測量此類表面特征以及包括裸片位置的晶片整個主動表面上的表面凹部的各種臨界尺寸(“CD”)和厚度，以微調制造工藝并確保所需的裝置幾何結構。

散射測量法是一種評估微觀結構的若干參數(如臨界尺寸和厚度)的技術。舉例來說，散射測量法是反射測量法的一種，它是一種非破壞性的光學技術，記錄和分析從周期性散射表面反射的光強度的變化。通過測量和分析從圖案化周期性樣本衍射的光，可以測量周期性結構的尺寸。在某些類型的散射測量中，具有寬光譜組成的光可以以固定角度照射到工件上，并且光的強度隨波長的變化而變化。對于半導體裝置，散射測量法用于評估膜厚度、線間距、溝槽深度、溝槽寬度和微觀結構的其它方面。例如，許多半導體晶片在各個裸片之間的劃道中包含光柵，以提供可使用現有散射測量設備評估的周期性結構。一種現有的散射測量工藝包含在工件上照射這樣的周期性結構，并獲得從周期性結構返回的散射輻射的表示。然后分析返回輻射的表示，以估計微觀結構的一或多個參數。已經開發了若干種不同的散射計和方法來評估不同類型襯底上微觀結構和/或膜的不同方面。

一些散射測量系統包含接收反射光的光學中繼系統和對反射光成像的傳感器陣列。第WO 2005/026707號國際公開案以及第6,804,001號、第6,556,284號、第5,880,845號和第5,703,686號美國專利公開了不同代的散射計。

橢圓偏振測量法是另一種評估微觀結構參數(例如，臨界尺寸和厚度)的技術。如本領域所知，橢圓偏振測量法是一種用于研究薄膜的介電特性(復折射率或介電函數)的光學技術。橢圓偏振測量法測量反射或透射時偏振的變化，并將其與模型進行比較。具體地說，橢圓偏振測量法可用于表征組成、粗糙度、厚度(深度)、結晶性質、摻雜濃度、電導率和其它材料特性。橢圓偏振測量法對入射輻射的光學響應變化非常敏感，入射輻射與被研究的材料相互作用。

當使用橢圓偏振測量法時，測量信號是入射輻射(在已知狀態下)與所關注材料結構(反射、吸收、散射或透射)相互作用時偏振的變化。偏振變化通過振幅比和相位差來量化。此外，由于信號與厚度和材料特性有關，所以橢圓偏振測量法是一種無接觸確定膜厚度和光學常數的通用工具。