度等。一個或多個參數(shù)可浮動或具有變化的值，而其他參數(shù)可保持固定。例如，MCD可設(shè)定到特定值或設(shè)定到等于浮動參數(shù)TCD值+偏移值，例如，MCD = TCD+20
[0046]在另一實施例中，可在計量期間設(shè)置一個或多個條件以用于模型選擇。圖8是根據(jù)本發(fā)明的特定實施方案的用于基于一條件而選擇子模型的實例性計量流程。最初，可選擇并執(zhí)行第一模型I 802以用于確定一個或多個臨界參數(shù)。在所圖解說明的實例中，模型I802具有用于確定臨界參數(shù)CPl、CP2、CP3及CP4的兩個子模型(例如，810及812)。不同子模型(例如，模型Ia及模型Ib)可包含固定與浮動參數(shù)(包含浮動參數(shù)CPl到CP4)的不同組合。
[0047]接著可在操作804中確定是否已滿足一條件?？墒褂萌魏芜m合條件來確定哪一模型是最佳的，如下文進(jìn)一步描述。如果已滿足該條件，那么可在操作806中使用子模型Ia來確定參數(shù)CPl到CP4。否則，在操作808中可使用子模型Ib來確定此些參數(shù)。
[0048]圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的另一實施例的用于基于一條件而選擇單模型或多模型的第二實例性計量流程。在此實例中，選擇并執(zhí)行模型I以用于確定參數(shù)CPl到CP4。接著在操作904中確定是否滿足一條件。如果滿足該條件，那么可在操作906中使用選定模型I來確定臨界參數(shù)CPl到CP4結(jié)果910。否則，可在操作908a中使用子模型2a且在操作908b中使用子模型2b來分別確定參數(shù)CPl與CP2的第一集合(912a)及參數(shù)CP3與CP4的第二集合(912b)。
[0049]圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的另一實施例的用于基于一條件而選擇子模型的第三實例性計量流程。在此實例中，在操作1002中可最初在所有模型I的參數(shù)為浮動的情況下執(zhí)行模型I。接著可在操作1004中確定是否滿足特定條件。如果滿足該條件，那么在操作1006中在參數(shù)CPl及CP2為固定的情況下使用第一子模型la。否則，在操作1008中在參數(shù)CP1、CP2及CP3為固定的情況下使用子模型lb。
[0050]可使用任何適合數(shù)目及類型的條件來確定選擇哪一模型或子模型用于以上過程。在一個實例中，一條件可為所達(dá)到的擬合質(zhì)量閾值。例如，可需要模型的光譜輸出在預(yù)定擬合量內(nèi)擬合實際光譜作為一條件?？墒褂酶鞣N擬合優(yōu)度統(tǒng)計資料。實例包含由于誤差的平方和(SSE)、R平方、經(jīng)調(diào)整R平方、均方根誤差(RMSE)、正規(guī)化GOF(NGOF)等。替代地或另外，可使用置信及預(yù)測界限的殘差分析或集合來評估擬合優(yōu)度質(zhì)量條件。
[0051]在另一條件實例中，可確定模型的特定CP是否在預(yù)定范圍內(nèi)。例如，可針對較大CD值產(chǎn)生特定模型，而針對較小⑶值范圍產(chǎn)生第二模型。
[0052]不同模型可用于不同計量工具子系統(tǒng)。就是說，不同計量模塊可具有不同相關(guān)聯(lián)的模型或子模型。例如，SE O及90度方位子系統(tǒng)可使用第一模型；SE及eUVR子系統(tǒng)可使用第二模型;且SE及BPR子系統(tǒng)可使用第三模型。每一模型可具有用于設(shè)定及控制其狀態(tài)的其自身的狀態(tài)機(jī)制，因此允許單模型內(nèi)的多個類型的操作(不同子模型)。一般來說，每一模型可為具有用于確定CP的不同集合或使用不同算法來確定CP的同一集合的多個子模型的多模型。例如，模型可利用遞歸多模型結(jié)構(gòu)。
[0053]本發(fā)明的某些實施例包含用于通過使用與經(jīng)改進(jìn)CP測量相關(guān)聯(lián)的多個模型來確定半導(dǎo)體晶片上的所關(guān)注結(jié)構(gòu)的臨界參數(shù)的設(shè)備及方法。常規(guī)模型可提供特定CP的改進(jìn)，但具有其它CP的降級。使用多個模型允許對所有CP的改進(jìn)。這些技術(shù)允許基于使用以不同方式配置的模型分析光譜信號而跨越整個晶片測量CP變化的更準(zhǔn)確方法。在某些實施例中，這些技術(shù)可適用于確定線、溝槽、抵抗或定向自組裝(DSA)結(jié)構(gòu)、膜、周期性及非周期性結(jié)構(gòu)等的CP。
[0054]圖11圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的通過使用多個模型的經(jīng)改進(jìn)臨界參數(shù)相關(guān)性。針對三個不同模型Ml、M2及M3展示高度(HT)、SWA、B⑶、M⑶及T⑶的模型結(jié)果與參考數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性。表1102展示針對模型Ml的相關(guān)性。表1104展示針對模型M2的相關(guān)性。表1106展示針對模型M3的相關(guān)性。不同模型針對不同CP產(chǎn)生不同相關(guān)性水平。例如，模型Ml針對MCD具有最高相關(guān)性，而模型M2針對BCD具有最高相關(guān)性?？蓤蟾鎭碜运心Ｐ偷淖罴呀Y(jié)果。如所展示，表1108針對來自不同模型的每一 CP報告最佳相關(guān)結(jié)果。因此，所報告CP結(jié)果一起比個別模型Ml到M3更高度相關(guān)于參考數(shù)據(jù)。
[0055]可使用硬件及/或軟件的任一適合組合來實施上文所描述的技術(shù)中的任一者。在一般實例中，計量工具可包括對目標(biāo)照明的照明系統(tǒng)、捕獲由照明系統(tǒng)與目標(biāo)、裝置或特征的相互作用(或其缺乏)提供的相關(guān)信息的收集系統(tǒng)及分析使用一個或多個算法收集的信息的處理系統(tǒng)。計量工具一般可用于測量關(guān)于與各種半導(dǎo)體制作過程相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)及材料特性(例如，材料組合物、結(jié)構(gòu)及膜的尺寸特性(例如膜厚度)及/或結(jié)構(gòu)的臨界尺寸、疊加等)的各種輻射信號。這些測量可用于在半導(dǎo)體裸片的制造中促進(jìn)過程控制及/或產(chǎn)出效率。
[0056]計量工具可包括可連同本發(fā)明的某些實施例使用的一個或多個硬件配置。此些硬件配置的實例包含但不限于以下各項:光譜橢圓偏振計(SE)、具有多個照明角度的SE、測量米勒矩陣元素(例如使用旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器)的SE、單波長橢圓偏振計、光束輪廓橢圓偏振計(角度分辨的橢圓偏振計)、光束輪廓反射計(角度分辨的反射計)、寬帶反射光譜儀(光譜反射計)、單波長反射計、角度分辨的反射計、成像系統(tǒng)及散射計(例如斑點分析器)。
[0057]硬件配置可分離成離散操作系統(tǒng)。另一方面，一個或多個硬件配置可組合成單個工具。第7，933，026號美國專利中進(jìn)一步圖解說明及描述這種多個硬件配置組合成單個工具的一個實例，所述專利出于所有目的以其全文引用方式并入本文中。舉例來說，圖12展示包括以下各項的示范性計量工具的示意圖:a)寬帶SE(例如，18) ;b)具有旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器(例如，98)的SE(例如，2) ;c)光束輪廓橢圓偏振計(例如，10) ;d)光束輪廓反射計(例如，12) ;e)寬帶反射光譜儀(例如，14);及f)深紫外線反射光譜儀(例如，16)。另外，此些系統(tǒng)中通常存在許多光學(xué)元件(例如，92、72、94、70、96、74、76、80、78、98、100、102、104、32/33、42、84、60、62、64、66、30、82、29、28、44、50、52、54、56、46、34、36、38、40 及 86)，包含某些透鏡、準(zhǔn)直器、反射鏡、四分之一波板、偏光器、檢測器、相機(jī)、光圈及/或光源。光學(xué)系統(tǒng)的波長可從大約120nm變化到3微米。光學(xué)系統(tǒng)的方位角也可變化。針對非橢圓偏振計系統(tǒng)，所收集的信號可為偏振分辨的或非偏振的。
[0058]圖12提供集成在同一工具上的多個計量頭部的圖解說明。然而，在許多情形中，多個計量工具用于對單個或多個計量目標(biāo)的測量。例如，在贊谷(Zangooie)等人的標(biāo)題為“多工具及結(jié)構(gòu)分析(Multiple tool and structure analysis)” 的U.S.7,478,019中進(jìn)一步描述多工具計量的數(shù)個實施例，所述專利出于所有目的以其全文引用方式并入本文中。
[0059]某些硬件配置的照明系統(tǒng)可包含一個或多個光源。一個或多個光源可產(chǎn)生具有僅一個波長的光(例如，單色光)、具有若干個離散波長的光(例如，多色光)、具有多個波長的光(例如，寬帶光)及/或掃略穿過波長(連續(xù)地或在波長之間跳躍)的光(例如，可調(diào)諧源或經(jīng)掃略源)ο適合光源的實例為:白色光源、紫外線(UV)激光、弧光燈或無電極燈、激光持續(xù)的等離子體(LSP)源(舉例來說，可從馬薩諸塞州的沃本市的Energetiq技術(shù)有限公司商購的那些源)、超連續(xù)光譜源(例如寬帶激光源)(例如可從新澤西州的摩根維爾市的NKT光子有限公司商購的那些源)或較短波長源(例如X射線源、極端UV源或其某一組合)。光源還可經(jīng)配置以提供具有充足亮度的光，所述充足亮度在一些情形中可為大于大約lW/(nmcm2Sr)的亮度。計量系統(tǒng)還可包含對光源的快速反饋以用于使其功率及波長穩(wěn)定。光源的輸出可經(jīng)由自由空間傳播遞