一種在ocd測量中用于篩選波段的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光學(xué)測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在光學(xué)關(guān)鍵尺寸〇⑶（Optical Critical Dimension)測量技術(shù)中用于篩選波段的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著2 X納米技術(shù)節(jié)點(diǎn)后摩爾時(shí)代的臨近，器件的結(jié)構(gòu)尺寸越來越小，新制程 和新材料引入獨(dú)特的圖形設(shè)計(jì)規(guī)則和測量要求，如三維快閃存儲(chǔ)器3D (3-Dimens iona 1) Flash、鰭型場效應(yīng)晶體管FinFET (Fin-Field-Effect-Transistor)、沉浸式光刻、光學(xué) 鄰近校正 OPC (Optical Proximity Correction)、基于設(shè)計(jì)的測量 DBM (Design Based Metrology)、雙重掩膜DP (Double Patterning)、應(yīng)變溝道和晶片堆迭通孔技術(shù)TSV (Through Silicon Via)等3D器件和新技術(shù)的導(dǎo)入，驅(qū)動(dòng)光學(xué)關(guān)鍵尺寸0〇) (Optical Critical Dimension)測量技術(shù)進(jìn)一步提升測量準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，以應(yīng)對愈加微細(xì)的工藝 控制需求和尺寸越來越小的器件結(jié)構(gòu)的測量要求。
[0003] 而在現(xiàn)有的基于散射光譜信號的光學(xué)關(guān)鍵尺寸OCD測量設(shè)備的設(shè)置中，通常使用 寬帶光譜的光源。因而用來計(jì)算理論光譜的仿真軟件的參數(shù)設(shè)置以及得到的理論光譜與測 量光譜的擬合和評價(jià)中，一般也使用相應(yīng)的寬帶光譜的全部數(shù)據(jù)。雖然這樣的方法對提高 信噪比有幫助，但可能不足之一是有不能全面反映待測結(jié)構(gòu)參數(shù)在波長維度上的靈敏度差 異，不利于改善OCD測量的信噪比和穩(wěn)定性，以及測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此有必要發(fā)明一種 新的全面考慮各波長（段）靈敏度因素的篩選波段的方法和裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種在OCD測量中用于篩選波段的方法和裝置，以及一種確 定篩選出的一個(gè)或多個(gè)光譜波段在光譜擬合時(shí)的系數(shù)的方法和裝置。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種在OCD測量中用于篩選波段的方法，其中，該方 法包括以下步驟：
[0006] a對于待測結(jié)構(gòu)模型的多個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)中的每個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)，根據(jù)由該結(jié)構(gòu)參數(shù)的變 化而造成的相應(yīng)光譜上每個(gè)波長點(diǎn)的光譜信號偏移量，確定該結(jié)構(gòu)參數(shù)在所述每個(gè)波長點(diǎn) 處的靈敏度；
[0007] b根據(jù)所述多個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)分別在其每個(gè)波長點(diǎn)處的靈敏度，篩選一個(gè)或多個(gè)光譜 波段。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種確定篩選出的一個(gè)或多個(gè)光譜波段在光譜 擬合時(shí)的系數(shù)的方法，其中，該方法包括對篩選出的一個(gè)或多個(gè)光譜波段中的每一個(gè)光譜 波段執(zhí)行以下步驟：
[0009] I)根據(jù)所述多個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)分別在該光譜波段的每個(gè)波長點(diǎn)處的、未歸一化的靈敏 度，獲得所述多個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)中每個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)在該光譜波段內(nèi)的未歸一化的靈敏度；
[0010] Π )對所述多個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)在該光譜波段內(nèi)的未歸一化的靈敏度進(jìn)行統(tǒng)化處理，確 定該光譜波段的統(tǒng)化后的靈敏度；
[0011] III)根據(jù)該光譜波段的統(tǒng)化后的靈敏度以及全波段的統(tǒng)化后的靈敏度，確定該光 譜波段的統(tǒng)化后的靈敏度與全波段的統(tǒng)化后的靈敏度的比值，并根據(jù)所述比值來確定該光 譜波段在光譜擬合時(shí)的系數(shù)。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種在OCD測量中用于篩選波段的波段篩選 裝置，其中，該波段篩選裝置包括以下裝置：
[0013] 第一確定裝置，用于對于待測結(jié)構(gòu)模型的多個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)中的每個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)，根據(jù) 由該結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化而造成的相應(yīng)光譜上每個(gè)波長點(diǎn)的光譜信號偏移量，確定該結(jié)構(gòu)參數(shù) 在所述每個(gè)波長點(diǎn)處的靈敏度；
[0014] 篩選裝置，用于根據(jù)所述多個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)分別在其每個(gè)波長點(diǎn)處的靈敏度，篩選一 個(gè)或多個(gè)光譜波段。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種確定篩選出的一個(gè)或多個(gè)光譜波段在光譜 擬合時(shí)的系數(shù)的波段篩選裝置，其中，該波段篩選裝置還包括對篩選出的一個(gè)或多個(gè)光譜 波段中的每一個(gè)光譜波段執(zhí)行操作的以下步驟：
[0016] 第二獲取裝置，用于根據(jù)所述多個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)分別在該光譜波段的每個(gè)波長點(diǎn)處 的、未歸一化的靈敏度，獲得所述多個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)中每個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)在該光譜波段內(nèi)的未歸一 化的靈敏度；
[0017] 第三確定裝置，用于對所述多個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)中每個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)在該光譜波段內(nèi)的未歸 一化的靈敏度進(jìn)行統(tǒng)化處理，確定該光譜波段的統(tǒng)化后的靈敏度；
[0018] 第四確定裝置，用于根據(jù)該光譜波段的統(tǒng)化后的靈敏度以及全波段的統(tǒng)化后的靈 敏度，確定該光譜波段的統(tǒng)化后的靈敏度與全波段的統(tǒng)化后的靈敏度的比值，并根據(jù)所述 比值來確定該光譜波段在光譜擬合時(shí)的系數(shù)。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)在給定測量模式下，可通過對待測結(jié)構(gòu) 模型的每個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)的靈敏度分析，并結(jié)合每個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)的統(tǒng)化權(quán)重，來篩選符合篩選規(guī) 則的一個(gè)或多個(gè)具有不同靈敏度特征的光譜波段，使得能夠結(jié)合結(jié)構(gòu)參數(shù)在工藝控制中的 重要度以及用戶關(guān)注度來進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)的靈敏度分析，從而在面向給定的待監(jiān)控工藝步驟 或待測器件結(jié)構(gòu)的測量任務(wù)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)對多個(gè)待測結(jié)構(gòu)參數(shù)協(xié)同考慮，在擬合評價(jià)中提升 波長維度的靈活性；2)可結(jié)合每個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)的統(tǒng)化權(quán)重，來確定篩選出的一個(gè)或多個(gè)光譜 波段的統(tǒng)化后的靈敏度與全波段的統(tǒng)化后的靈敏度之間的比值，從而確定該一個(gè)或多個(gè)光 譜波段在進(jìn)行光譜擬合時(shí)的系數(shù)，使得可以對不同的波長區(qū)域在參與擬合評價(jià)時(shí)的系數(shù)進(jìn) 行針對性的設(shè)置，從而能夠顯著提高OCD測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性；并且，在理論光譜與 測量光譜的擬合過程中，綜合考慮用戶對器件結(jié)構(gòu)中不同待測結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)注程度，基于 波長靈敏度分布的權(quán)重設(shè)置，可改善待測結(jié)構(gòu)參數(shù)的擬合值的準(zhǔn)確性。因此，面向既定待測 器件結(jié)構(gòu)，對多個(gè)待測結(jié)構(gòu)參數(shù)協(xié)同考慮，在波長維度進(jìn)行靈活且有針對性的擬合權(quán)重設(shè) 置，極具有現(xiàn)實(shí)意義。
【附圖說明】
[0020] 通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它 特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：
[0021] 圖1為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的在OCD測量中用于篩選波段的方法的流程示意 圖；
[0022] 圖2為本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的在OCD測量中用于篩選波段的方法的流程示 意圖；
[0023] 圖3為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的在OCD測量中用于篩選波段的波段篩選裝置的 結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖4為本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的在OCD測量中用于篩選波段的波段篩選裝置 的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0025] 圖5為基于0⑶測量原理進(jìn)行0⑶測量的流程示意圖；
[0026] 圖6為多晶硅待測結(jié)構(gòu)模型示意圖；
[0027] 圖7為圖6所示的待測結(jié)構(gòu)模型的三種結(jié)構(gòu)參數(shù)的靈敏度隨波長的分布示意圖；
[0028] 圖8為圖6所示的待測結(jié)構(gòu)模型的三種結(jié)構(gòu)參數(shù)的歸一化后的靈敏度隨波長的分 布示意圖；
[0029] 圖9為取W1=W2=W3=I時(shí)圖6所示的待測結(jié)構(gòu)模型的三種結(jié)構(gòu)參數(shù)的總靈敏度隨波 長的分布示意圖；
[0030] 圖10為取^=20,^^=2,^^=2時(shí)圖6所示的待測結(jié)構(gòu)模型的三種結(jié)構(gòu)參數(shù)的總靈敏 度隨波長的分布示意圖。
[0031] 附圖中相同或相似的附圖標(biāo)記代表相同或相似的部件。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 為更清楚地說明本發(fā)明的方案，以下先對一種基于光學(xué)散射光的OCD測量原理進(jìn) 行說明：
[0033] 0⑶測量原理的實(shí)現(xiàn)步驟可包括：
[0034] 1) 0⑶測量設(shè)備建立與待測結(jié)構(gòu)的形貌相對應(yīng)的理論光譜數(shù)據(jù)庫。
[0035] 該步驟的具體實(shí)現(xiàn)方式包括：首先，OCD測量設(shè)備根據(jù)待測結(jié)構(gòu)的形貌和工藝流 程建立待測結(jié)構(gòu)模型；接著，OCD測量設(shè)備對該待測結(jié)構(gòu)模型設(shè)置一組描述該模型的參數(shù) 進(jìn)行理論仿真，來獲取待測結(jié)構(gòu)相應(yīng)這組給定的參數(shù)的理論光譜；然后，OCD測量設(shè)備根據(jù) 仿真獲取的待測結(jié)構(gòu)的一系列理論光譜，來建立相應(yīng)待測結(jié)構(gòu)的理論光譜數(shù)據(jù)庫。
[0036] 其中，待測結(jié)構(gòu)模型可通過其結(jié)構(gòu)參數(shù)變量來被確定，一個(gè)待測結(jié)構(gòu)具有多個(gè)結(jié) 構(gòu)參數(shù)變量。一般地，可用參數(shù)向量x=(x〇, X1,...，XH)T，Xj, j=〇,...，L-1，來表示待測結(jié)構(gòu) 全部的結(jié)構(gòu)參數(shù)，如圖6所示的待測結(jié)構(gòu)模型包括結(jié)構(gòu)參數(shù)⑶、51八、1:_?〇17、1:_〇11(16，貝1]可 用參數(shù)向量x=(⑶，SWA, t_poly, t_oxide)T來描述該待測結(jié)構(gòu)模型。對于給定的具體結(jié)構(gòu) 參數(shù)組合X，根據(jù)周期性結(jié)構(gòu)的光散射原理，可以計(jì)算具體結(jié)構(gòu)參數(shù)確定的待測結(jié)構(gòu)模型對 應(yīng)的待測結(jié)構(gòu)的理論光譜s ( λ )。賦予不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的組合，會(huì)產(chǎn)生不同的理論光譜，從而 可根據(jù)該等不同的理論光譜建立待測結(jié)構(gòu)的理論光譜數(shù)據(jù)庫。
[0037] 作為一個(gè)不例，可根據(jù)嚴(yán)格稱合波分析RCWA(Rigorous Coupled-Wave Analysis) 來獲取待測結(jié)構(gòu)的理論光譜數(shù)據(jù)。
[0038] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，上述采用RCWA方法來獲取待測結(jié)構(gòu)的理論光譜數(shù)據(jù) 的方式僅為舉例，任何其他計(jì)算理論光譜數(shù)據(jù)的方法，如可利用本發(fā)明的方法，均應(yīng)包含在 本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)，并以引用方式包含于此。
[0039] 2) 0⑶測量設(shè)備獲得待測結(jié)構(gòu)的測量光譜。