本申請(qǐng)案主張2014年10月3日申請(qǐng)的第62/059,640號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案的權(quán)益，所述美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案以全文引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體計(jì)量的領(lǐng)域，且更特定來(lái)說(shuō)涉及計(jì)量目標(biāo)設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體計(jì)量的領(lǐng)域中，計(jì)量工具可包括：照明系統(tǒng)，其照明目標(biāo)；收集系統(tǒng)，其捕獲通過(guò)所述照明系統(tǒng)與目標(biāo)、裝置或特征的相互作用(或缺少其)提供的相關(guān)信息；及處理系統(tǒng)，其使用一或多種算法分析收集到的信息。計(jì)量工具可用于測(cè)量與各種半導(dǎo)體制造工藝相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)及材料特性(例如，結(jié)構(gòu)及膜的材料組合物、尺寸特性(例如結(jié)構(gòu)的膜厚度及/或臨界尺寸、疊加等等))。這些測(cè)量用于在半導(dǎo)體裸片的制造中促進(jìn)工藝控制及/或良率效率。計(jì)量工具可包含可結(jié)合本發(fā)明的某些實(shí)施例使用以(例如)測(cè)量各種前述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及材料特性的一或多個(gè)硬件配置。此類硬件配置的實(shí)例包含以下各者：光譜橢圓偏光計(jì)(SE)、具有多個(gè)照明角的SE、測(cè)量穆勒矩陣元素的SE(例如，使用旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器)、單波長(zhǎng)橢圓偏光計(jì)、光束輪廓橢圓偏光計(jì)(角分辨橢圓偏光計(jì))、光束輪廓反射計(jì)(角分辨反射計(jì))、寬帶反射光譜儀(光譜反射計(jì))、單波長(zhǎng)反射計(jì)、角分辨反射計(jì)、任何成像系統(tǒng)、光瞳成像系統(tǒng)、光譜成像系統(tǒng)、散射計(jì)(例如，散斑分析器)等等。

所述硬件配置可分離成離散操作系統(tǒng)。另一方面，一或多個(gè)硬件配置可組合成單個(gè)工具。此多個(gè)硬件配置組合成單個(gè)工具的一個(gè)實(shí)例由第7,933,026號(hào)美國(guó)專利(其例如，包含寬帶SE、具有旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的SE、光束輪廓橢圓偏光計(jì)、光束輪廓反射計(jì)、寬帶反射光譜儀及深紫外反射光譜儀)提供，所述美國(guó)專利以全文引用的方式并入本文中。此外，在此類系統(tǒng)中通常存在許多光學(xué)元件，其包含特定透鏡、準(zhǔn)直器、鏡、四分之一波片、偏光器、檢測(cè)器、攝像機(jī)、光圈及/或光源。用于光學(xué)系統(tǒng)的波長(zhǎng)可從約120nm變化到3微米。對(duì)于非橢圓偏光計(jì)系統(tǒng)，收集到的信號(hào)可被偏光分辨或未偏光。多個(gè)計(jì)量頭可集成在同一工具上，然而，在許多情況中，多個(gè)計(jì)量工具用于對(duì)單個(gè)或多個(gè)計(jì)量目標(biāo)的測(cè)量，如(例如)第7,478,019號(hào)美國(guó)專利中所描述，所述美國(guó)專利以全文引用的方式并入本文中。

特定硬件配置的照明系統(tǒng)包含一或多個(gè)光源。所述光源可產(chǎn)生僅具有一個(gè)波長(zhǎng)的光(即，單色光)、具有許多離散波長(zhǎng)的光(即，多色光)、具有多個(gè)波長(zhǎng)的光(即，寬帶光)及/或掃掠波長(zhǎng)(連續(xù)掃掠或在波長(zhǎng)之間跳躍掃掠)的光(即，可調(diào)諧光源或掃頻光源)。合適光源的實(shí)例是：白光源、紫外(UV)激光器、弧光燈或無(wú)電極燈、激光維持等離子(LSP)源、超連續(xù)譜源(例如寬帶激光源)或較短波長(zhǎng)源(例如x射線源)、極UV源或其某種組合。所述光源還可經(jīng)配置以提供具有足夠亮度的光，所述足夠亮度在一些情況中可為大于約1W/(nm cm²Sr)的亮度。計(jì)量系統(tǒng)還可包含用于使光源的功率及波長(zhǎng)穩(wěn)定的對(duì)所述光源的快速反饋?？山?jīng)由自由空間傳播遞送光源的輸出或在一些情況中可經(jīng)由任何類型的光纖或光引導(dǎo)件遞送光源的輸出。

計(jì)量目標(biāo)可擁有各種空間特性且通常由可包含一或多個(gè)層中的特征的一或多個(gè)單元構(gòu)成，所述特征可已在一或多個(gè)在光刻上相異的曝光中印刷。所述目標(biāo)或所述單元可擁有(例如)如第6,985,618號(hào)美國(guó)專利中所描述的各種對(duì)稱(例如雙重旋轉(zhuǎn)對(duì)稱或四重旋轉(zhuǎn)對(duì)稱、反射對(duì)稱)，所述美國(guó)專利以全文引用的方式并入本文中。不同單元或單元的組合可屬于相異層或曝光步驟。個(gè)別單元可包括經(jīng)隔離非周期特征或替代地其可由一維、二維或三維周期結(jié)構(gòu)或非周期結(jié)構(gòu)及周期結(jié)構(gòu)的組合構(gòu)成，例如，如在第2013/042089號(hào)美國(guó)專利公開(kāi)案中，所述美國(guó)專利公開(kāi)案以全文引用的方式并入本文中。周期結(jié)構(gòu)可未分段或其可由精細(xì)分段特征構(gòu)成，所述精細(xì)分段特征可依據(jù)或接近用于印刷其的光刻工藝的最小設(shè)計(jì)規(guī)則。計(jì)量目標(biāo)也可與在相同層或在所述計(jì)量結(jié)構(gòu)的層上方、下方或之間的層中的實(shí)體建模結(jié)構(gòu)同址或緊鄰所述實(shí)體建模結(jié)構(gòu)。目標(biāo)可包含可通過(guò)計(jì)量工具測(cè)量厚度的多個(gè)層(或膜)。目標(biāo)可包含(例如)使用對(duì)準(zhǔn)及/或疊加配準(zhǔn)操作放置(或已存在)于半導(dǎo)體晶片上供使用的目標(biāo)設(shè)計(jì)。特定目標(biāo)可定位于半導(dǎo)體晶片上的各種位置處。舉例而言，目標(biāo)可定位于(例如，裸片之間的)劃線道內(nèi)及/或定位于所述裸片自身中?？捎赏换蚨鄠€(gè)計(jì)量工具(在相同時(shí)間或不同時(shí)間)測(cè)量多個(gè)目標(biāo)，(例如)如第7,478,019號(hào)美國(guó)專利中所描述，所述美國(guó)專利以全文引用的方式并入本文中?？山M合來(lái)自此類測(cè)量的數(shù)據(jù)。來(lái)自計(jì)量工具的數(shù)據(jù)在半導(dǎo)體制造工藝中用以(例如)向前饋送、向后饋送及/或側(cè)向饋送校正到工藝(例如，光刻、蝕刻)，例如，參見(jiàn)以全文引用的方式并入本文中的第8,930,156號(hào)美國(guó)專利，所述美國(guó)專利揭示用于重新使用計(jì)量目標(biāo)單元的向前饋送方法；且因此可產(chǎn)生完整的工藝控制解決方案。計(jì)量工具經(jīng)設(shè)計(jì)以進(jìn)行與半導(dǎo)體制造有關(guān)的許多不同類型的測(cè)量，例如，測(cè)量一或多個(gè)目標(biāo)的特性(例如臨界尺寸、疊加、側(cè)壁角、膜厚度、工藝相關(guān)參數(shù)(例如，焦點(diǎn)及/或劑量))。目標(biāo)可包含本質(zhì)上周期性的所關(guān)注的特定區(qū)域(舉例來(lái)說(shuō)，例如存儲(chǔ)器裸片中的光柵)。

隨著半導(dǎo)體裝置圖案尺寸繼續(xù)縮小，常常需要較小的計(jì)量目標(biāo)。此外，測(cè)量準(zhǔn)確度及匹配到實(shí)際裝置特性增加了對(duì)于類裝置目標(biāo)以及裸片中及甚至裝置上測(cè)量的需要。已提出各種計(jì)量實(shí)施方案以實(shí)現(xiàn)那個(gè)目標(biāo)。舉例來(lái)說(shuō)，主要基于反射光學(xué)器件的聚焦光束橢圓偏光測(cè)量描述于(例如)第5,608,526號(hào)美國(guó)專利中，所述美國(guó)專利以全文引用的方式并入本文中。切趾器可用于減輕引起照明光點(diǎn)散布超過(guò)由幾何結(jié)構(gòu)光學(xué)器件定義的尺寸的光學(xué)衍射效應(yīng)，舉例來(lái)說(shuō)，如第5,859,424號(hào)美國(guó)專利中所描述，所述美國(guó)專利以全文引用的方式并入本文中。一起使用高數(shù)值孔徑工具與同時(shí)多個(gè)入射角照明是實(shí)現(xiàn)小目標(biāo)能力的另一方式，例如，如第6,429,943號(hào)美國(guó)專利中所描述，所述美國(guó)專利以全文引用的方式并入本文中。其它測(cè)量實(shí)例可包含測(cè)量半導(dǎo)體堆疊的一或多個(gè)層的組合物、測(cè)量晶片上(或內(nèi))的特定缺陷及測(cè)量曝露到晶片的光刻輻射量。在一些情況中，計(jì)量工具及算法可經(jīng)配置以用于測(cè)量非周期目標(biāo)，例如，如第14/294540號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案及第2014/0222380號(hào)美國(guó)專利公開(kāi)案中所描述，所述美國(guó)專利公開(kāi)案以全文引用的方式并入本文中。

所關(guān)注參數(shù)的測(cè)量通常涉及由相應(yīng)計(jì)量工具中的對(duì)應(yīng)分析單元實(shí)施的許多算法。舉例來(lái)說(shuō)，入射光束與樣本的光學(xué)相互作用是使用EM(電磁)解算器來(lái)建模及使用例如RCWA(嚴(yán)格耦合波分析法)、FEM(有限元素法)、動(dòng)差法、面積分法、體積分法、FDTD(有限差分時(shí)域法)及其它的算法。通常使用幾何結(jié)構(gòu)引擎或在一些情況中使用過(guò)程建模引擎或兩者的組合來(lái)建模(以參數(shù)表示)所關(guān)注目標(biāo)。過(guò)程建模的使用描述于(例如)第2014/0172394號(hào)美國(guó)專利公開(kāi)案中，所述美國(guó)專利公開(kāi)案以全文引用的方式并入本文中。幾何結(jié)構(gòu)引擎實(shí)施于(例如)科磊公司(KLA-Tencor)的AcuShape軟件產(chǎn)品中。

可通過(guò)許多數(shù)據(jù)擬合及優(yōu)化技術(shù)及科技來(lái)分析收集到的數(shù)據(jù)，所述技術(shù)及科技包含庫(kù)、快速降級(jí)模型；回歸；機(jī)器學(xué)習(xí)算法(例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)(SVM))；降維算法(舉例來(lái)說(shuō)，例如PCA(主分量分析)、ICA(獨(dú)立分量分析)、LLE(局部線性嵌入))；稀疏表示(例如傅立葉變換或小波變換)；卡爾曼(Kalman)濾波器；促進(jìn)來(lái)自相同或不同工具類型的匹配的算法及其它。還可由(例如)如第2014/0257734號(hào)美國(guó)專利公開(kāi)案中所描述的并不包含建模、優(yōu)化及/或擬合建模的算法分析收集到的數(shù)據(jù)，所述美國(guó)專利公開(kāi)案以全文引用的方式并入本文中。計(jì)算算法通常針對(duì)其中使用一或多個(gè)方法的計(jì)量應(yīng)用(例如計(jì)算硬件、平行化、計(jì)算分布、負(fù)載平衡、多服務(wù)支持、動(dòng)態(tài)負(fù)載優(yōu)化等等的設(shè)計(jì)及實(shí)施方案)而優(yōu)化。可在固件、軟件、FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)、可編程光學(xué)組件等等中進(jìn)行算法的不同實(shí)施方案。數(shù)據(jù)分析及擬合步驟通常追求以下目標(biāo)中的一或多者：CD、SWA、形狀、應(yīng)力、組合物、膜、帶隙、電性質(zhì)、焦點(diǎn)/劑量、疊加、產(chǎn)生工藝參數(shù)(例如，抗蝕劑狀態(tài)、分壓、溫度、聚焦模型)及/或其任何組合的測(cè)量；計(jì)量系統(tǒng)的建模及/或設(shè)計(jì)；及計(jì)量目標(biāo)的建模、設(shè)計(jì)及/或優(yōu)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

下文是提供本發(fā)明的初步理解的簡(jiǎn)化概述。此概述不一定識(shí)別關(guān)鍵要素或限制本發(fā)明的范圍，而僅作為以下描述的介紹。

本發(fā)明一方面提供一種計(jì)量目標(biāo)設(shè)計(jì)方法，所述方法包括使用與至少一個(gè)經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)量目標(biāo)有關(guān)的OCD數(shù)據(jù)作為目標(biāo)模型與晶片上的對(duì)應(yīng)實(shí)際目標(biāo)之間的差異的估計(jì)，及調(diào)整計(jì)量目標(biāo)設(shè)計(jì)模型以補(bǔ)償所述經(jīng)估計(jì)差異。

本發(fā)明的這些、額外及/或其它方面及/或優(yōu)點(diǎn)在以下詳細(xì)描述中進(jìn)行陳述；可能可從詳細(xì)描述推論；及/或可通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐學(xué)習(xí)。

附圖說(shuō)明

為本發(fā)明的實(shí)施例的更好理解及為展示可如何實(shí)施所述實(shí)施例，現(xiàn)將純粹通過(guò)實(shí)例參考附圖，其中相同數(shù)字始終指定對(duì)應(yīng)元件或部分。

在附圖中：

圖1及2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的計(jì)量工作流程的高級(jí)流程圖。

圖3A是現(xiàn)有技術(shù)疊加計(jì)量目標(biāo)的高級(jí)示意性說(shuō)明。

圖3B及3C是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的驗(yàn)證目標(biāo)的高級(jí)示意性說(shuō)明。

圖4是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的目標(biāo)設(shè)計(jì)方法的高級(jí)示意性流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)通過(guò)對(duì)圖式的詳細(xì)特定參考，應(yīng)強(qiáng)調(diào)所展示的特定例僅作為實(shí)例且僅用于說(shuō)明性論述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的目的，且為了提供據(jù)信作為本發(fā)明的原理及概念方面的最有用及易于理解的描述的內(nèi)容而呈現(xiàn)。就此點(diǎn)來(lái)說(shuō)，未嘗試比基本理解本發(fā)明所需要更詳細(xì)地展示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，結(jié)合圖式進(jìn)行的描述使所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員明白可如何在實(shí)踐中體現(xiàn)本發(fā)明的若干形式。

在詳細(xì)解釋本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例之前，應(yīng)理解本發(fā)明并不使其應(yīng)用限于以下描述中所陳述或圖式中所說(shuō)明的組件的構(gòu)造及布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明可應(yīng)用于可以各種方式實(shí)踐或?qū)嵤┑钠渌鼘?shí)施例。此外，應(yīng)理解本文中所采用的短語(yǔ)及術(shù)語(yǔ)是出于描述的目的且不應(yīng)視為具限制性。

本發(fā)明提供計(jì)量目標(biāo)設(shè)計(jì)方法及驗(yàn)證目標(biāo)。方法包括：使用與經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)量目標(biāo)有關(guān)的OCD數(shù)據(jù)作為目標(biāo)模型與晶片上的對(duì)應(yīng)實(shí)際目標(biāo)之間的差異的估計(jì)；及調(diào)整計(jì)量目標(biāo)設(shè)計(jì)模型以補(bǔ)償所述經(jīng)估計(jì)差異。專屬驗(yàn)證目標(biāo)可包括疊加目標(biāo)特征且對(duì)尺寸進(jìn)行優(yōu)化以可由OCD傳感器測(cè)量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)于由生產(chǎn)工藝變化所引起的不準(zhǔn)確度的補(bǔ)償。方法還包括提供經(jīng)啟用的較高保真度計(jì)量目標(biāo)設(shè)計(jì)模型及計(jì)量測(cè)量的最終較高準(zhǔn)確度的對(duì)制造商與計(jì)量商家之間的工作流程的修改。

圖1及2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的計(jì)量工作流程的高級(jí)流程圖。

需要根據(jù)特定計(jì)量性能要求(例如準(zhǔn)確度、精確度及穩(wěn)健性)來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)量目標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)這些要求，通常使用模擬以確定目標(biāo)設(shè)計(jì)的幾何結(jié)構(gòu)特性與所得計(jì)量性能之間的關(guān)系，例如，如第8,214,771號(hào)美國(guó)專利中所描述，所述美國(guó)專利以全文引用的方式并入本文中。通常，模擬程序一般來(lái)說(shuō)以半導(dǎo)體晶片的標(biāo)稱堆疊及表面構(gòu)形描述的插入開(kāi)始且特定來(lái)說(shuō)以計(jì)量目標(biāo)的插入開(kāi)始。

模擬在預(yù)測(cè)給定計(jì)量設(shè)計(jì)的計(jì)量性能方面的可靠性受所述標(biāo)稱堆疊及表面構(gòu)形描述的準(zhǔn)確度強(qiáng)烈影響。在下文中，提出通過(guò)驗(yàn)證所述堆疊及表面構(gòu)形描述實(shí)現(xiàn)計(jì)量性能的預(yù)測(cè)中的改進(jìn)的準(zhǔn)確度的方法及目標(biāo)設(shè)計(jì)?？墒褂盟龇椒ǖ膶?shí)施例驗(yàn)證的參數(shù)(例如目標(biāo)設(shè)計(jì)特性)包含(但不限于)：膜堆疊厚度的存在或不存在或膜堆疊厚度的值、膜堆疊序列、光學(xué)指數(shù)(例如，折射率(n)及消光系數(shù)(k))、周期、色散、工作循環(huán)、臨界尺寸、臨界尺寸蝕刻偏差、引發(fā)的表面構(gòu)形、歸因于過(guò)度(或不足)拋光的凹陷、側(cè)壁角、側(cè)壁角的不對(duì)稱、層平面性或缺少層平面性、LER(線邊緣粗糙度)或可影響計(jì)量性能的任何其它表面構(gòu)形或光學(xué)特性。

圖1中展示堆疊及表面構(gòu)形驗(yàn)證序列的某些實(shí)施例。現(xiàn)有技術(shù)工作流程表示特性地以來(lái)自關(guān)于(例如)堆疊的n、k及t(表面構(gòu)形)參數(shù)且從半導(dǎo)體制造商60接收的客戶問(wèn)卷調(diào)查61的標(biāo)稱堆疊輸入開(kāi)始。計(jì)量商家70進(jìn)行初步堆疊重檢71，初步堆疊重檢71接著通過(guò)與由制造商60提供的計(jì)量目標(biāo)橫截面圖像62比較來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證72。堆疊描述可在接收工藝變化估計(jì)63之后更新73，且準(zhǔn)備目標(biāo)設(shè)計(jì)(實(shí)驗(yàn)tDOE的目標(biāo)設(shè)計(jì))工作簿74，運(yùn)行目標(biāo)設(shè)計(jì)模擬75且獲取光瞳圖像、衍射效率(DE)及精確度數(shù)據(jù)76。從制造商60接收目標(biāo)坐標(biāo)64及計(jì)量工具時(shí)間65，準(zhǔn)備81、測(cè)量82計(jì)量驗(yàn)證配方及將其用于導(dǎo)出光瞳圖像、DE及精確度數(shù)據(jù)83。分別比較84經(jīng)估計(jì)及測(cè)量的結(jié)果76、83以評(píng)估目標(biāo)到規(guī)格的匹配。在失配的情況中，再次更新73堆疊描述，準(zhǔn)備新工作簿、模擬及數(shù)據(jù)且實(shí)施模擬85，從而導(dǎo)致經(jīng)驗(yàn)證目標(biāo)設(shè)計(jì)86。

在某些實(shí)施例中，增加額外初期驗(yàn)證步驟，即與(例如)從用于先前層的OCD工作簿及結(jié)果110、用于光刻層的膜工作簿及結(jié)果112及/或用于先前層的膜工作簿及結(jié)果114接收的OCD(光學(xué)臨界尺寸)及膜工作簿比較100，接著為甚至可能在驗(yàn)證步驟72(關(guān)于計(jì)量目標(biāo)橫截面62)之前進(jìn)行經(jīng)更新堆疊描述116。所使用的OCD數(shù)據(jù)涉及經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)量目標(biāo)且提供裝置參數(shù)與目標(biāo)參數(shù)之間的差異的估計(jì)及/或經(jīng)設(shè)計(jì)目標(biāo)參數(shù)與(如印刷于晶片上的目標(biāo)的)實(shí)際目標(biāo)參數(shù)之間的差異的估計(jì)。更新116可調(diào)整相應(yīng)計(jì)量目標(biāo)設(shè)計(jì)以補(bǔ)償所述經(jīng)估計(jì)差異。

驗(yàn)證信息(針對(duì)步驟100)可來(lái)自許多差異源，其包含(但不限于)：計(jì)量目標(biāo)橫截面，例如分裂或聚焦離子束橫截面；從此類橫截面產(chǎn)生的SEM(掃描電子顯微術(shù))及HR(高分辨率)-SEM圖像；對(duì)計(jì)量目標(biāo)自身或?qū)︻~外替代物執(zhí)行的光學(xué)CD(臨界尺寸)計(jì)量。可在晶片制造工藝的各個(gè)階段進(jìn)行這些測(cè)量。舉例來(lái)說(shuō)，可緊接在光刻處理第一工藝層之后或在額外工藝步驟(例如蝕刻、沉積或拋光)之后進(jìn)行這些測(cè)量。在一個(gè)實(shí)施例中，緊接在第二光刻步驟之前執(zhí)行測(cè)量使得先前層被充分處理且代表先前層計(jì)量結(jié)構(gòu)，但當(dāng)前層尚未被印刷。

通過(guò)OCD計(jì)量的堆疊及表面構(gòu)形驗(yàn)證可通過(guò)若干方法完成且可歸因于針對(duì)每一測(cè)量類型的不同要求而在膜與OCD之間劃分。基礎(chǔ)方面可為歸因于裝置與通常被放置于劃線道區(qū)域中且依據(jù)不同于所述裝置的特征尺寸及節(jié)距(所述特征尺寸及節(jié)距顯著影響制造工藝對(duì)于目標(biāo)表面構(gòu)形的影響)的目標(biāo)之間的堆疊變動(dòng)差異而測(cè)量用于OVL目標(biāo)的相關(guān)堆疊?？稍诮咏繕?biāo)(例如，OVL、疊加、目標(biāo))的敞開(kāi)區(qū)域/區(qū)帶處及/或明確來(lái)說(shuō)在膜墊處(如果此膜墊存在)進(jìn)行膜測(cè)量?？墒紫仍诳珊邢嗤?jié)距及幾何設(shè)計(jì)的特殊目標(biāo)(例如(OVL)目標(biāo)自身)處實(shí)施OCD或膜測(cè)量，可應(yīng)用依據(jù)擬合OCD或膜工具要求(例如，若干設(shè)計(jì))的特定尺寸的目標(biāo)，僅膜、覆膜光柵、覆光柵的光柵及下一設(shè)計(jì)可為可消除歸因于不同測(cè)量位置的誤差源的OVL目標(biāo)自身。OCD或膜目標(biāo)可具有不同空間尺寸且可具有各種經(jīng)設(shè)計(jì)周圍結(jié)構(gòu)。膜或OCD計(jì)量的取樣可在圖場(chǎng)上的單個(gè)位點(diǎn)處，在晶片上的單個(gè)位點(diǎn)上或可為全圖場(chǎng)及晶片級(jí)取樣。較密集空間取樣晶片上的位置或批中的晶片還可用于量化跨越所述晶片或跨越所述批的所述表面構(gòu)形參數(shù)的工藝變化。可由各種建模方法執(zhí)行OCD計(jì)量，所述方法包含回歸及各種算法(例如，Levenberg-Marquet(L-M)及N2X解算器)。在某些實(shí)施例中，僅可實(shí)施圖1中所說(shuō)明的步驟的子集，例如，驗(yàn)證100可實(shí)現(xiàn)例如橫截面檢查72的步驟的省略，這是因?yàn)橐汛嬖贠CD可代替CD-SEM且甚至以更好精確度實(shí)現(xiàn)此的有力證據(jù)，且因?yàn)镺CD具有非破壞性的優(yōu)點(diǎn)。

圖2中展示堆疊及表面構(gòu)形驗(yàn)證序列的某些實(shí)施例，其包含明確來(lái)說(shuō)關(guān)于出于堆疊及表面構(gòu)形驗(yàn)證的目的使用驗(yàn)證目標(biāo)的額外步驟。驗(yàn)證目標(biāo)可經(jīng)配置以包括疊加目標(biāo)特征且對(duì)尺寸進(jìn)行優(yōu)化以可由OCD傳感器測(cè)量且經(jīng)測(cè)量以導(dǎo)出所使用的OCD數(shù)據(jù)。所述驗(yàn)證目標(biāo)的位置、尺寸及與周圍結(jié)構(gòu)的接近度可經(jīng)優(yōu)化以提高由其測(cè)量提供的校正的準(zhǔn)確度。

在從制造商60接收目標(biāo)坐標(biāo)164之后，計(jì)量商家70可準(zhǔn)備專屬OCD或膜驗(yàn)證配方120，測(cè)量驗(yàn)證配方122及在額外驗(yàn)證步驟126中使用經(jīng)測(cè)量參數(shù)(例如n、k、t等等)以進(jìn)一步改進(jìn)上文實(shí)現(xiàn)的經(jīng)更新堆疊描述116。此外，在此處，僅可實(shí)施步驟的子集，例如，驗(yàn)證100可實(shí)現(xiàn)例如橫截面檢查72的步驟的省略，如上文所解釋。

有利的是，雖然在無(wú)堆疊及表面構(gòu)形驗(yàn)證的情況下執(zhí)行當(dāng)前基于模擬的計(jì)量目標(biāo)設(shè)計(jì)以導(dǎo)致潛在錯(cuò)誤目標(biāo)幾何結(jié)構(gòu)選擇，但所提出的模型驗(yàn)證配方論實(shí)現(xiàn)待實(shí)現(xiàn)的經(jīng)模擬計(jì)量性能與經(jīng)測(cè)量計(jì)量性能之間的匹配，從而導(dǎo)致對(duì)隨后設(shè)計(jì)定案(tape out)實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確目標(biāo)設(shè)計(jì)。此方法論可為作為對(duì)于當(dāng)前產(chǎn)生計(jì)量(明確來(lái)說(shuō)疊加計(jì)量)的關(guān)鍵要求的準(zhǔn)確計(jì)量目標(biāo)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)者。

應(yīng)注意，方法論可應(yīng)用于任何計(jì)量技術(shù)、任何計(jì)量工具及配置、任何光源及照明配置、任何目標(biāo)類型及目標(biāo)位置、任何測(cè)量配置及所屬領(lǐng)域中已知的方法論(其中有些已在上文背景技術(shù)章節(jié)中描述)；且并不限于上文概述的硬件、算法/軟件實(shí)施方案及架構(gòu)及使用情況。目標(biāo)特性可包括以下各者中的任一者：臨界尺寸、疊加、側(cè)壁角、形狀、應(yīng)力、組合物、膜、膜厚度、帶隙、電性質(zhì)、工藝相關(guān)參數(shù)(例如，焦點(diǎn)及/或劑量)、產(chǎn)生工藝參數(shù)(例如，抗蝕劑狀態(tài)、分壓、溫度、聚焦模型以及位置、尺寸及周圍結(jié)構(gòu))。

圖3A是現(xiàn)有技術(shù)疊加計(jì)量目標(biāo)90的高級(jí)示意性說(shuō)明。疊加目標(biāo)90包括四個(gè)單元91，每一對(duì)角對(duì)經(jīng)設(shè)計(jì)以提供在不同測(cè)量方向(垂直x及y方向)上的疊加測(cè)量。每一單元91包括在先前(下部)層處的周期結(jié)構(gòu)92及在當(dāng)前(上部)層處的周期結(jié)構(gòu)93，其中周期結(jié)構(gòu)92、93在每一對(duì)角對(duì)的單元處沿著相對(duì)方向偏移(例如，上部結(jié)構(gòu)相對(duì)于下部結(jié)構(gòu)以+f₀及–f₀移位)。應(yīng)注意，現(xiàn)有技術(shù)疊加目標(biāo)取決于其特定設(shè)計(jì)可包括不同數(shù)目個(gè)單元及層。此通過(guò)實(shí)例展示且應(yīng)了解計(jì)量目標(biāo)還可為成像疊加或所謂的并排光柵目標(biāo)(如與圖3A中所說(shuō)明的覆光柵的光柵計(jì)量目標(biāo)相對(duì))。

圖3B及3C是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的驗(yàn)證目標(biāo)130A、130B的高級(jí)示意性說(shuō)明。驗(yàn)證目標(biāo)130A、130B包括具有擁有疊加目標(biāo)特征(例如周期結(jié)構(gòu)132、133)中的至少一個(gè)層的單個(gè)單元131。在膜測(cè)量驗(yàn)證的情況中，單元可僅含有膜堆疊。單元131具有至少10μm(例如，10μm、15μm、30μm等等)的單元側(cè)尺寸且對(duì)尺寸進(jìn)行優(yōu)化使得其可由OCD傳感器測(cè)量。驗(yàn)證目標(biāo)130A可包括在節(jié)距及CD上與對(duì)應(yīng)計(jì)量目標(biāo)的單元中的一者中的周期結(jié)構(gòu)(例如疊加目標(biāo)90的單元91中的周期結(jié)構(gòu)92、93)相同的至少兩個(gè)周期結(jié)構(gòu)132、133。在某些實(shí)施例中，目標(biāo)90中的偏移+f₀或–f₀中的一者可經(jīng)設(shè)計(jì)成介于對(duì)應(yīng)驗(yàn)證目標(biāo)中的周期結(jié)構(gòu)132、133之間。舉例來(lái)說(shuō)，目標(biāo)90中的單元91中的一者可經(jīng)放大到可由OCD傳感器測(cè)量的尺寸以形成驗(yàn)證目標(biāo)(例如驗(yàn)證目標(biāo)130A、130B)。驗(yàn)證目標(biāo)可經(jīng)設(shè)計(jì)及產(chǎn)生為接近于對(duì)應(yīng)疊加目標(biāo)。驗(yàn)證目標(biāo)130B可由在節(jié)距及CD上與對(duì)應(yīng)計(jì)量目標(biāo)的先前層周期結(jié)構(gòu)(例如疊加目標(biāo)90的周期結(jié)構(gòu)132)相同的單個(gè)周期結(jié)構(gòu)132組成。舉例來(lái)說(shuō)，單個(gè)周期結(jié)構(gòu)132可為對(duì)應(yīng)疊加目標(biāo)的先前層，如上文所解釋。

應(yīng)注意，在某些實(shí)施例中，驗(yàn)證目標(biāo)可包括僅具有膜堆疊的對(duì)應(yīng)驗(yàn)證單元以用于執(zhí)行膜測(cè)量驗(yàn)證。

驗(yàn)證目標(biāo)中的任一者可經(jīng)設(shè)計(jì)及產(chǎn)生為接近于對(duì)應(yīng)計(jì)量目標(biāo)且目標(biāo)設(shè)計(jì)文件可包括接近于對(duì)應(yīng)計(jì)量目標(biāo)的設(shè)計(jì)的驗(yàn)證目標(biāo)中的任一者的設(shè)計(jì)。驗(yàn)證目標(biāo)中的任一者的OCD測(cè)量可用于所揭示方法中且被視為本發(fā)明的部分。

驗(yàn)證目標(biāo)可包括標(biāo)稱上與疊加目標(biāo)中的單個(gè)單元的特征、節(jié)距及分段及/或表面構(gòu)形相同的特征、節(jié)距及分段及/或表面構(gòu)形。疊加目標(biāo)的尺寸及/或布局可經(jīng)選擇以在疊加計(jì)量傳感器上進(jìn)行測(cè)量且驗(yàn)證目標(biāo)的尺寸及/或布局可經(jīng)選擇以在CD計(jì)量傳感器上進(jìn)行測(cè)量。驗(yàn)證目標(biāo)可任選地設(shè)置為接近于對(duì)應(yīng)疊加目標(biāo)且用于(例如)批處置及/或工藝控制反饋。

圖4是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的計(jì)量目標(biāo)設(shè)計(jì)方法200的高級(jí)流程圖。方法200可至少部分由(例如)計(jì)量目標(biāo)設(shè)計(jì)模塊中的至少一個(gè)計(jì)算機(jī)處理器實(shí)施。某些實(shí)施例包括計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體，其具有以其體現(xiàn)且經(jīng)配置以實(shí)施方法200的相關(guān)階段的計(jì)算機(jī)可讀程序。某些實(shí)施例包括由方法200的實(shí)施例設(shè)計(jì)的相應(yīng)目標(biāo)的目標(biāo)設(shè)計(jì)文件。

計(jì)量目標(biāo)設(shè)計(jì)方法200可包括使用與至少一個(gè)經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)量目標(biāo)有關(guān)的OCD數(shù)據(jù)作為目標(biāo)模型與晶片上的對(duì)應(yīng)實(shí)際目標(biāo)之間的差異的估計(jì)(階段210)及調(diào)整計(jì)量目標(biāo)設(shè)計(jì)模型以補(bǔ)償所述經(jīng)估計(jì)差異(階段220)。在某些實(shí)施例中，所述所使用的OCD數(shù)據(jù)可涉及至少一個(gè)經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)量目標(biāo)的先前層(階段212)及/或所述所使用的OCD數(shù)據(jù)可包括工作簿數(shù)據(jù)及/或模擬結(jié)果(階段214)。方法200可包括相對(duì)于幾何參數(shù)及/或光學(xué)參數(shù)及/或工藝變化參數(shù)估計(jì)差異(階段216)。舉例來(lái)說(shuō)，可由方法200驗(yàn)證可能差異源的以下方面中的任一者：一或多個(gè)臨界尺寸、一或多個(gè)光學(xué)材料特性(例如折射率(n)及消光系數(shù)(k))、一或多個(gè)膜厚度、表面構(gòu)形及工藝變化的存在，工藝變化與以下各者中的任一者有關(guān)：引發(fā)的表面構(gòu)形、經(jīng)沉積表面構(gòu)形、經(jīng)蝕刻表面構(gòu)形及CMP(化學(xué)機(jī)械平面化)凹陷；且可包括對(duì)稱及/或不對(duì)稱工藝變化。

在某些實(shí)施例中，方法200可進(jìn)一步包括設(shè)計(jì)經(jīng)配置以包括疊加目標(biāo)特征且對(duì)尺寸進(jìn)行優(yōu)化以可由OCD傳感器測(cè)量(例如，具有至少10μm、15μm、30μm等等的單元側(cè)尺寸)的至少一個(gè)驗(yàn)證目標(biāo)(階段230)。舉例來(lái)說(shuō)，方法200可包括設(shè)計(jì)驗(yàn)證目標(biāo)為疊加目標(biāo)的經(jīng)放大單元(階段232)及任選地設(shè)計(jì)驗(yàn)證目標(biāo)為接近于對(duì)應(yīng)疊加目標(biāo)(階段234)。所述至少一個(gè)驗(yàn)證目標(biāo)可經(jīng)設(shè)計(jì)以接近于至少一個(gè)疊加計(jì)量目標(biāo)。在某些實(shí)施例中，方法200可包括使用僅具有膜堆疊的驗(yàn)證單元以用于膜測(cè)量驗(yàn)證(階段236)。

方法200可進(jìn)一步包括由OCD傳感器(例如，通過(guò)光學(xué)或SEM CD計(jì)量)測(cè)量至少一個(gè)驗(yàn)證目標(biāo)以導(dǎo)出所使用的OCD數(shù)據(jù)(階段240)。在某些實(shí)施例中，所述驗(yàn)證目標(biāo)的經(jīng)設(shè)計(jì)特征可包括以下各者中的至少一者：一或多個(gè)節(jié)距、一或多個(gè)分段及一或多個(gè)表面構(gòu)形，其標(biāo)稱上與作為經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)量目標(biāo)的至少一個(gè)疊加計(jì)量目標(biāo)的對(duì)應(yīng)特征相同。

在某些實(shí)施例中，方法200可進(jìn)一步包括優(yōu)化以下各者中的至少一者：至少一個(gè)驗(yàn)證目標(biāo)的位置、尺寸及與周圍結(jié)構(gòu)的接近度(階段250)。

在某些實(shí)施例中，方法200可進(jìn)一步包括通過(guò)使用使用用于執(zhí)行疊加計(jì)量的疊加目標(biāo)的元素設(shè)計(jì)的驗(yàn)證目標(biāo)的測(cè)量來(lái)改進(jìn)所述疊加目標(biāo)的測(cè)量與模擬之間的匹配(階段260)。方法200可進(jìn)一步包括使用所述經(jīng)改進(jìn)匹配來(lái)改進(jìn)隨后印刷的計(jì)量目標(biāo)的設(shè)計(jì)(階段262)。

在某些實(shí)施例中，方法200可進(jìn)一步包括通過(guò)使用使用所述疊加目標(biāo)的元素設(shè)計(jì)的所述驗(yàn)證目標(biāo)的測(cè)量(例如，通過(guò)向前饋送信息到模擬系統(tǒng)及/或到相應(yīng)計(jì)量系統(tǒng)或工具)來(lái)優(yōu)化所述疊加目標(biāo)的疊加測(cè)量的計(jì)量配方設(shè)置(階段270)。舉例來(lái)說(shuō)，優(yōu)化所述計(jì)量配方設(shè)置可相對(duì)于以下各者中的任一者來(lái)實(shí)施：計(jì)量準(zhǔn)確度、精確度及/或穩(wěn)健性及/或其組合(階段272)。在某些實(shí)施例中，模擬系統(tǒng)可用于根據(jù)第8,214,771號(hào)美國(guó)專利中所描述的方法來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)量目標(biāo)，所述美國(guó)專利以全文引用的方式并入本文中。

在以上描述中，實(shí)施例是本發(fā)明的實(shí)例或?qū)嵤┓桨?。“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“某些實(shí)施例”或“一些實(shí)施例”的各種出現(xiàn)并不一定全部都是指相同實(shí)施例。

盡管本發(fā)明的各種特征可在單個(gè)實(shí)施例的上下文中描述，但所述特征也可單獨(dú)提供或以任何合適組合提供。相反地，盡管為清楚起見(jiàn)本發(fā)明可在本文中在單獨(dú)實(shí)施例的上下文中描述，但本發(fā)明也可實(shí)施于單個(gè)實(shí)施例中。

本發(fā)明的某些實(shí)施例可包含來(lái)自上文揭示的不同實(shí)施例的特征，且某些實(shí)施例可并入有來(lái)自上文揭示的其它實(shí)施例的要素。在特定實(shí)施例的上下文中的本發(fā)明的元件的揭示內(nèi)容不應(yīng)被視為將其使用僅限于特定實(shí)施例中。

此外，應(yīng)理解，本發(fā)明可以各種方式實(shí)施或?qū)嵺`且本發(fā)明可在除上文描述中概述的實(shí)施例以外的某些實(shí)施例中實(shí)施。

本發(fā)明并不限于那些圖式或?qū)?yīng)描述。舉例來(lái)說(shuō)，流程不需要移動(dòng)通過(guò)每一所說(shuō)明框或狀態(tài)或以與所說(shuō)明及描述完全一樣的順序移動(dòng)通過(guò)。

除非另有定義，否則應(yīng)通常由本發(fā)明所屬于的領(lǐng)域的一般技術(shù)人員理解本文中所使用的技術(shù)及科學(xué)術(shù)語(yǔ)的意義。

雖然已參考有限數(shù)目個(gè)實(shí)施例描述本發(fā)明，但這些實(shí)施例不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明的范圍而應(yīng)被解釋為一些優(yōu)選實(shí)施例的范例。其它可能變化、修改及應(yīng)用也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)由目前為止已描述的內(nèi)容限制，而由所附權(quán)利要求書及其合法等效物限制。