用于計(jì)量的基于過程變差的模型優(yōu)化的制作方法
【專利摘要】描述了用于計(jì)量的基于過程變差的模型優(yōu)化的方法。例如，方法包括確定結(jié)構(gòu)的第一模型。所述第一模型基于第一參數(shù)集合。為所述結(jié)構(gòu)確定過程變差數(shù)據(jù)的集合?；谒鲞^程變差數(shù)據(jù)的集合改變所述結(jié)構(gòu)的第一模型，以提供所述結(jié)構(gòu)的第二模型。結(jié)構(gòu)的第二模型基于與所述第一參數(shù)集合不同的第二參數(shù)集合。之后，提供從所述結(jié)構(gòu)的第二模型中得到的仿真頻譜。
【專利說明】用于計(jì)量的基于過程變差的模型優(yōu)化
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施方式處于計(jì)量領(lǐng)域，并且尤其涉及用于計(jì)量的基于過程變差的模型優(yōu)化的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在過去的幾年，嚴(yán)格耦合波方法(RCWA)和類似算法已廣泛用于衍射結(jié)構(gòu)的研究和設(shè)計(jì)。在RCWA方法中，周期性結(jié)構(gòu)的輪廓(profile)由給定數(shù)量的足夠薄的平面光柵(grating)板來近似。具體來說，RCWA包含三個(gè)主要操作，即，光柵內(nèi)的場的傅里葉展開、表征衍射信號(hào)的恒定系數(shù)矩陣的特征值和特征向量的計(jì)算，以及由邊界匹配條件推斷出的線性系統(tǒng)的解決方案。RCWA將問題分為三個(gè)不同的空間區(qū)域:1)支持入射面波場及所有反射的衍射級(jí)(order)的總和的周圍區(qū)域,2)光柵結(jié)構(gòu)以及下面的非圖案(pattern)層,在該非圖案層中波場被視為與每個(gè)衍射級(jí)相關(guān)聯(lián)的模式的疊加，以及3)包含所傳送的波場的基
。
[0003]RCffA解決方案的精確度部分依賴于在波場的空間諧波展開中保留的項(xiàng)數(shù)，一般滿足能量守恒。保留的項(xiàng) 數(shù)是在計(jì)算過程中考慮到的衍射級(jí)的數(shù)量的函數(shù)。針對(duì)給定的假定輪廓的仿真衍射信號(hào)的有效生成包括為衍射信號(hào)的橫向磁(TM)分量和/或橫向電(TE)分量二者在每個(gè)波長處選擇衍射級(jí)的最佳集合。在數(shù)學(xué)上，選擇的衍射級(jí)越多，仿真的精確度越高。但是，衍射級(jí)數(shù)越高，計(jì)算仿真的衍射信號(hào)所需的計(jì)算量也越大。此外，計(jì)算時(shí)間是所使用的級(jí)的數(shù)量的非線性函數(shù)。
[0004]對(duì)RCWA計(jì)算的輸入是周期性結(jié)構(gòu)的輪廓或模型。在某些情況中，橫截面電子顯微圖像是可得到的(例如來自掃描電子顯微鏡或透射式電子顯微鏡)。當(dāng)可以得到時(shí)，這種圖像可以被用于引導(dǎo)模型的結(jié)構(gòu)。然而，晶片無法被橫截直到所有要求的處理操作已經(jīng)完成，其中所有要求的處理操作會(huì)花費(fèi)幾天或幾周，取決于隨后的處理操作的數(shù)量。即使在所有要求的處理操作完成之后，由于涉及樣本準(zhǔn)備和查找對(duì)圖像來說正確的位置的許多操作，生成橫截圖像的過程會(huì)花費(fèi)幾小時(shí)至幾天。此外，由于需要時(shí)間、熟練工人、精細(xì)設(shè)備，橫截過程是昂貴的并毀壞了晶片。
[0005]因此，需要用于有效地生成周期性結(jié)構(gòu)的精確模型的方法，其中該周期性結(jié)構(gòu)給定了關(guān)于該結(jié)構(gòu)的有限信息，還需要用于優(yōu)化該結(jié)構(gòu)的參數(shù)化的方法以及優(yōu)化該結(jié)構(gòu)的測(cè)量的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的實(shí)施方式包括用于計(jì)量的基于過程變差的模型優(yōu)化的方法。
[0007]在實(shí)施方式中，在半導(dǎo)體襯底或晶片上使用重復(fù)結(jié)構(gòu)計(jì)量來針對(duì)結(jié)構(gòu)性分析對(duì)參數(shù)模型進(jìn)行優(yōu)化的方法包括確定結(jié)構(gòu)的第一模型。該第一模型基于第一參數(shù)集合。過程變差數(shù)據(jù)的集合被針對(duì)所述結(jié)構(gòu)而確定。所述結(jié)構(gòu)的第一模型基于所述過程變差數(shù)據(jù)的集合而改變，以提供所述結(jié)構(gòu)的第二模型。所述結(jié)構(gòu)的第二模型基于與所述第一參數(shù)集合不同的第二參數(shù)集合。從所述結(jié)構(gòu)的第二模型中得到的仿真頻譜被提供。
[0008]在又一種實(shí)施方式中，提供了一種具有存儲(chǔ)在其上的指令的機(jī)器可存取存儲(chǔ)介質(zhì)，該指令使數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行在半導(dǎo)體襯底或晶片上使用重復(fù)結(jié)構(gòu)計(jì)量來為結(jié)構(gòu)性分析優(yōu)化參數(shù)模型的方法。該方法包括確定結(jié)構(gòu)的第一模型。該第一模型基于第一參數(shù)集合。過程變差數(shù)據(jù)的集合被針對(duì)所述結(jié)構(gòu)而確定。所述結(jié)構(gòu)的第一模型基于所述過程變差數(shù)據(jù)的集合而改變，以提供所述結(jié)構(gòu)的第二模型。所述結(jié)構(gòu)的第二模型基于與所述第一參數(shù)集合不同的第二參數(shù)集合。從所述結(jié)構(gòu)的第二模型中得到的仿真頻譜被提供。
[0009]在又一種實(shí)施方式中，使用光學(xué)計(jì)量來生成仿真衍射信號(hào)以確定晶片應(yīng)用的過程參數(shù)來構(gòu)建晶片上的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)包括制造群，該制造群被配置為執(zhí)行晶片應(yīng)用以制造晶片上的結(jié)構(gòu)。當(dāng)所述結(jié)構(gòu)使用所述制造群在所執(zhí)行的晶片應(yīng)用中經(jīng)歷處理操作時(shí)，一個(gè)或多個(gè)過程參數(shù)表征結(jié)構(gòu)形狀或?qū)雍穸鹊奶匦?。還包括光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)，被配置為確定所述晶片應(yīng)用的一個(gè)或多個(gè)處理參數(shù)。所述光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)包括波束源和被配置為測(cè)量所述結(jié)構(gòu)的衍射信號(hào)的檢測(cè)器。所述光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)還包括處理器，被配置為確定結(jié)構(gòu)的第一模型，所述第一模型基于第一參數(shù)集合，被配置為為結(jié)構(gòu)確定過程變差數(shù)據(jù)的集合，被配置為基于所述過程變差數(shù)據(jù)的集合改變所述結(jié)構(gòu)的第一模型以提供所述結(jié)構(gòu)的第二模型，所述結(jié)構(gòu)的第二模型基于與所述第一參數(shù)集合不同的第二參數(shù)集合，以及被配置為提供從所述結(jié)構(gòu)的第二模型中得到的仿真頻譜。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的由過程方法制造的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的雙橫截面的角度視圖。
[0011]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可以被用于塑造圖1中的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)模型的雙橫截面的角度視圖。
[0012]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的繪圖，其中模型DOF沿著第一軸，過程DOF沿著第二正交軸，并且最佳擬合軸位于第一軸和第二軸之間。
[0013]圖4A和4B分別示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的對(duì)于10個(gè)浮動(dòng)參數(shù)的繪圖，以及相應(yīng)的對(duì)應(yīng)于10個(gè)參數(shù)的關(guān)聯(lián)的結(jié)果。
[0014]圖5描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的表示了確定和利用用于自動(dòng)過程和設(shè)備控制的結(jié)構(gòu)參數(shù)的操作的示例性序列的流程圖。
[0015]圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的確定和利用用于自動(dòng)化處理和設(shè)備控制的結(jié)構(gòu)參數(shù)的系統(tǒng)的示例性框圖。
[0016]圖7描述了表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于計(jì)量的基于過程變差的模型優(yōu)化的方法中的操作的流程圖。
[0017]圖8描述了表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的減小參數(shù)集合的自由度(DoF)的方法中的操作的流程圖。
[0018]圖9包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的對(duì)應(yīng)于庫大小的繪圖的可能的過程范圍的繪圖。
[0019]圖1OA描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的具有在χ-y平面上變化的輪廓的周期性光柵。[0020]圖1OB描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的具有在X方向變化但在y方向不變化的輪廓的周期性光柵。
[0021]圖11表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的具有二維組件和三維組件兩者的結(jié)構(gòu)的橫截面視圖。
[0022]圖12是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式示出利用光學(xué)計(jì)量來確定在半導(dǎo)體晶片上的結(jié)構(gòu)的參數(shù)的第一體系結(jié)構(gòu)圖。 [0023]圖13是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的利用光學(xué)計(jì)量來確定在半導(dǎo)體晶片上的結(jié)構(gòu)的參數(shù)的第二體系結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖14示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的框圖。
[0025]圖15是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式表示用于建立參數(shù)模型和以樣本光譜開始的光譜庫的方法中的操作的流程圖。
[0026]圖16是表示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于建立庫以對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)量的方法中的操作的示意性流程圖。
[0027]圖17是表示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于建立實(shí)時(shí)回歸測(cè)量配方以對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)量的方法中的操作的示意性流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]于此描述了用于計(jì)量的基于過程變差的模型優(yōu)化方法。在以下描述中，為了提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的深入理解，提出了許多特定的細(xì)節(jié)，例如減小用于分析的參數(shù)集合的自由度(DoF)的數(shù)量的特定方法。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，本發(fā)明實(shí)施方式可以在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在其他示例中，為了避免造成本發(fā)明實(shí)施方式不清楚，沒有具體描述諸如制造有圖案的材料層的堆疊的已知的處理操作。此外，應(yīng)當(dāng)理解的是附圖中顯示的各種實(shí)施方式為示意性表示并且沒有必要按比例繪制。
[0029]本發(fā)明的實(shí)施方式目的在于改善模型，例如光學(xué)模型。可以通過減小模型空間和庫大小、選擇最佳參數(shù)或降低模型自由度(DOF)來得到改善或優(yōu)化。該益處可以利用最少的成本，例如計(jì)算成本，及減少的回歸時(shí)間來實(shí)現(xiàn)。一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式可以包括分析和庫生成、改善庫訓(xùn)練、改善分析敏感度和關(guān)聯(lián)的結(jié)果、降低輪轉(zhuǎn)效應(yīng)以及改善庫回歸匹配。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，模型參數(shù)僅被限制在過程變差空間中，減少了得到結(jié)果的總時(shí)間。
[0030]過程變差數(shù)據(jù)可以被用于改善諸如光學(xué)計(jì)量比較的模型。在實(shí)施方式中，方法包括為塑造特定結(jié)構(gòu)和過程預(yù)測(cè)所需的D0F。在這種實(shí)施方式中，兩種方法被定義用于非幾何參數(shù)化:PCA和函數(shù)+ Λ (delta)。函數(shù)+ Λ類型的參數(shù)化可以被用于線性和非線性參數(shù)關(guān)聯(lián)?？梢砸赃@種方式來為線性和非線性參數(shù)空間獲得所塑造的參數(shù)空間減小(例如，庫大小減小)。因此，在此描述的一個(gè)或多個(gè)方法可以被用于改善相應(yīng)的敏感度和關(guān)聯(lián)分析結(jié)果O
[0031]此外，在實(shí)施方式中，通過對(duì)由過程變差定義的空間采樣來執(zhí)行自動(dòng)波長選擇?？臻g是通過參數(shù)化來定義的。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過允許回歸僅在由期望的過程變差所定義的空間內(nèi)搜索，本文中的一個(gè)或多個(gè)方法可以被用于改善回歸結(jié)果。在PCA參數(shù)化被使用的情況下，參數(shù)化可以基于過程變差數(shù)據(jù)。用于描述期望的過程變差而不是實(shí)際的過程數(shù)據(jù)的機(jī)制也是可行的。在一個(gè)實(shí)施方式中，方法被用于定義用于估計(jì)固定重新參數(shù)模型的參數(shù)的期望幾何參數(shù)誤差的機(jī)制。
[0032]在此描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式可以被表征為基于過程變差的自由度(DOF)降低。這種方法可以被用于應(yīng)對(duì)定義模型參數(shù)化的挑戰(zhàn)。DOF的模型數(shù)量的比較或確定可以與過程DOF的數(shù)量關(guān)聯(lián)或者從過程DOF的數(shù)量中被定義。一些方法還可以包括系統(tǒng)的重新參數(shù)化。在進(jìn)行該操作中，庫大小和精度可以被改善，與固定參數(shù)相關(guān)聯(lián)的誤差可以被減少，和/或得到結(jié)果的時(shí)間比可以被改善。
[0033]作為在本發(fā)明的實(shí)施方式的思想和范圍內(nèi)預(yù)期的多種可能的重新參數(shù)化中的一者的示例，三維結(jié)構(gòu)的參數(shù)可以出于塑造目的而被選擇。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的由過程方法制造的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100的雙橫截面的角度視圖。作為示例，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)具有蝕刻特征102和在蝕刻特征102內(nèi)的內(nèi)部形貌104。作為用于制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100的過程(例如蝕刻過程)的結(jié)果，實(shí)際上只有用于結(jié)構(gòu)的總形狀和細(xì)節(jié)特征的選擇的子集合。
[0034]因此，不是每個(gè)可能的組合都需要被用于塑造這種結(jié)構(gòu)。例如，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可以被用于塑造圖1中的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)模型200的雙橫截面的角度視圖。參照?qǐng)D2，由于對(duì)于制造結(jié)構(gòu)100只有有限的可能結(jié)果，所以模型200關(guān)注于參數(shù)的子集合。作為特例但并不是限制性示例，結(jié)構(gòu)高度(HT) 202、結(jié)構(gòu)寬度(204)、上臨界尺寸(TCD) 206以及下臨界尺寸(BCD)被示為可以在塑造過程中被分析的可能參數(shù)。
[0035]因此，雖然過程變差將不可避免地改變產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)的幾何結(jié)構(gòu)，但是多個(gè)特征可能以類似的方式被影響。也就是說，參數(shù)可以被示為關(guān)聯(lián)的。過程DOF是獨(dú)立變化的數(shù)量。用戶決定多少參數(shù)浮動(dòng)。模型DOF是用戶選擇浮動(dòng)的幾何參數(shù)的數(shù)量。 [0036]為了進(jìn)一步示出過程DOF和模型DOF之間的關(guān)系，圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的繪圖300，其中模型DOF沿著第一軸302，過程DOF沿著第二正交軸304，并且最佳擬合軸306位于第一軸和第二軸之間。參照繪圖300，在極度接近過程DOF軸304的空間內(nèi)，得到了差的塑造擬合。例如，某些特征可能未被塑造或欠定義(underdefine)。相反地,在極度接近模型DOF軸302的空間內(nèi)，輪轉(zhuǎn)可能產(chǎn)生。例如，在該空間內(nèi)會(huì)有多個(gè)最小值或特征參數(shù)被過度定義(overdefine)。因此,最佳擬合306未極度接近于軸302或軸304。
[0037]作為更特定的示例，圖4A和4B分別示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的對(duì)于10個(gè)浮動(dòng)參數(shù)的繪圖400以及相應(yīng)的對(duì)應(yīng)于10個(gè)參數(shù)的關(guān)聯(lián)結(jié)果402。參照?qǐng)D4A和4B，10個(gè)幾何參數(shù)被浮動(dòng)以擬合(fit)數(shù)據(jù)。然而，如框404所指示，實(shí)際上只需要六個(gè)自由度(DOF)(即，小于99%的關(guān)聯(lián)性)。在另一個(gè)特定示例中，多維最小值可能難以顯現(xiàn)，但是打孔繪圖表明了多個(gè)最小值可以出現(xiàn)在一些關(guān)聯(lián)性中(回歸也確認(rèn)了這一點(diǎn))。DOF減小也可以被引入以解決這種情況。
[0038]通常，衍射信號(hào)的級(jí)可以被仿真為從周期性結(jié)構(gòu)中得到。第零級(jí)表示在相對(duì)于周期性結(jié)構(gòu)的法線N的等于假定入射光束的入射角的角度處的衍射信號(hào)。更高的衍射級(jí)被指定為+1、+2、+3、-1、-2、_3等。還可以考慮稱為漸逝(evanescent)級(jí)的其他級(jí)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，仿真的衍射信號(hào)被生成以在光學(xué)計(jì)量中使用。例如，諸如結(jié)構(gòu)形狀和膜厚度的輪廓參數(shù)可以被塑造以在光學(xué)計(jì)量中使用。在結(jié)構(gòu)中諸如折射率和消光系數(shù)(η和k)的材料的光學(xué)性能也可以被塑造以在光學(xué)計(jì)量中使用。
[0039]基于計(jì)算的仿真衍射級(jí)可以指示有圖案的膜(諸如有圖案的半導(dǎo)體膜或基于膜的堆疊的結(jié)構(gòu))的輪廓參數(shù)，并可以被用于校準(zhǔn)自動(dòng)過程或設(shè)備控制。圖5描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的表示了確定和利用用于自動(dòng)過程和設(shè)備控制的結(jié)構(gòu)參數(shù)的操作的示例性序列的流程圖500。
[0040]參考流程圖500的操作502，庫或訓(xùn)練的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)(MLS)被開發(fā)用于從測(cè)量的衍射信號(hào)的集合中提取參數(shù)。在操作504中，使用庫或訓(xùn)練的MLS來確定結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)參數(shù)。在操作506中，至少一個(gè)參數(shù)被傳送至制造群(fabrication cluster),該制造群被配置成執(zhí)行處理操作，其中處理操作可以在進(jìn)行測(cè)量操作504之前或之后在半導(dǎo)體加工過程中執(zhí)行。在操作508中，使用至少一個(gè)所傳送的參數(shù)來改變由制造群執(zhí)行的處理操作的過程變量或設(shè)備設(shè)置。
[0041]對(duì)于機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)和算法的更加具體的描述，參見2003年6月27日提交的名稱為 OPTICAL METROLOGY OF STRUCTURES FORMED ON SEMICONDUCTOR WAFERS USING MACHINELEARNING SYSTEMS的美國專利申請(qǐng)N0.7，831，528，該申請(qǐng)的全部以引用的方式結(jié)合于此。對(duì)于用于二維重復(fù)結(jié)構(gòu)的衍射級(jí)優(yōu)化的描述，參見2006年3月24日提交的名稱為OPTIMIZATION OF DIFFRACTION ORDER SELECTION FOR TWO-DIMENSIONAL STRUCTURES 的美國專利申請(qǐng)N0.7，428，060，該申請(qǐng)的全部以引用的方式結(jié)合于此。
[0042]圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的確定和利用用于自動(dòng)化處理和設(shè)備控制的結(jié)構(gòu)參數(shù)(諸如輪廓或膜厚度參數(shù))的系統(tǒng)600的示例性框圖。系統(tǒng)600包括第一制造群602和光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)604。系統(tǒng)600還包括第二制造群606。雖然在圖6中將第二制造群606描述成在第一制造群602之后，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，在系統(tǒng)600中(以及如在加工過程流中)，第二制造群606可以位于第一制造群602前面。
[0043]在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)604包括光學(xué)計(jì)量工具608和處理器610。光學(xué)計(jì)量工具608被配置成測(cè)量從結(jié)構(gòu)中獲得的衍射信號(hào)。如果測(cè)量到的衍射信號(hào)和仿真衍射信號(hào)相匹配，則將輪廓或膜厚度參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)值確定為與仿真衍射信號(hào)相關(guān)聯(lián)的輪廓或膜厚度參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)值。
[0044]在一個(gè)不例性實(shí)施方式中，光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)604還可以包括庫612,該庫612具有多個(gè)仿真衍射信號(hào)和例如與多個(gè)仿真衍射信號(hào)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)輪廓或膜厚度參數(shù)的多個(gè)值。如上所述，可以預(yù)先產(chǎn)生庫。計(jì)量處理器210可以將從結(jié)構(gòu)中獲得的測(cè)量到的衍射信號(hào)與庫中的多個(gè)仿真衍射信號(hào)進(jìn)行比較。當(dāng)找到匹配的仿真衍射信號(hào)時(shí)，與庫中的匹配的仿真衍射信號(hào)相關(guān)聯(lián)的輪廓或膜厚度參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)值被認(rèn)為是在制造結(jié)構(gòu)的晶片應(yīng)用中使用的輪廓或膜厚度參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)值。
[0045]系統(tǒng)600還包括計(jì)量處理器616。在一個(gè)不例性實(shí)施方式中，處理器610可以將如一個(gè)或多個(gè)輪廓或膜厚度參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)值傳送到計(jì)量處理器616。計(jì)量處理器616然后可以基于使用光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)604確定的一個(gè)或多個(gè)輪廓或膜厚度參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)值來調(diào)整第一制造群602的一個(gè)或多個(gè)過程參數(shù)或設(shè)備設(shè)置。計(jì)量處理器616還可以基于使用光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)604確定的一個(gè)或多個(gè)輪廓或膜厚度參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)值來調(diào)整第二制造群606的一個(gè)或多個(gè)過程參數(shù)或設(shè)備設(shè)置。以上應(yīng)當(dāng)注意的是，制造群606可以在制造群602之前或之后對(duì)晶片進(jìn)行處理。在另一個(gè)示例性實(shí)施方式中，處理器610被配置成訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)614，該訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)614使用測(cè)量到的衍射信號(hào)的集合作為機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)614的輸入以及輪廓或膜厚度參數(shù)作為機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)614的期望輸出。
[0046] 在本發(fā)明的一個(gè)方面中，優(yōu)化用于二維或三維結(jié)構(gòu)的光學(xué)模型的策略方法被提供。例如，圖7描述了表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于計(jì)量的基于過程變差的模型優(yōu)化的方法中的操作的流程圖700。
[0047]參照流程圖700的操作702，在半導(dǎo)體襯底或晶片上使用重復(fù)結(jié)構(gòu)計(jì)量來針對(duì)結(jié)構(gòu)性分析對(duì)參數(shù)模型進(jìn)行優(yōu)化的方法包括確定結(jié)構(gòu)的第一模型。第一模型基于第一參數(shù)集合。例如，第一模型具有幾何參數(shù)、材料參數(shù)或其它非幾何或材料參數(shù)。
[0048]參照流程圖700的操作704，該方法還包括為結(jié)構(gòu)確定過程變差數(shù)據(jù)的集合(例如，下臨界尺寸(CD)的變化范圍、結(jié)構(gòu)的上CD、中間CD或側(cè)壁角，或這些參數(shù)的組合)。在實(shí)施方式中，這種確定包括獲得實(shí)際過程數(shù)據(jù)，例如從諸如通過制造過程移動(dòng)的晶片的有形過程流中物理地測(cè)得的數(shù)據(jù)。在又一種實(shí)施方式中，這種確定包括基于過程分析獲得合成過程數(shù)據(jù)(例如基于統(tǒng)計(jì)的或仿真的模型流)。在任意情況中，該方法包括定義可能基于客戶數(shù)據(jù)或需求實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)晶片的物理和實(shí)際參數(shù)空間；基于客戶輸入和用戶直覺確定相關(guān)性，或基于客戶輸入和用戶直覺手動(dòng)地選擇輪廓。對(duì)參數(shù)空間的采樣可以包括網(wǎng)格方法(例如，以諸如JMP的統(tǒng)計(jì)軟件中的方程來定義)或者隨機(jī)方法(例如，也可以由在諸如JMP的統(tǒng)計(jì)軟件中的方程來定義)。
[0049]參照流程圖700的操作706，方法還包括基于過程變差數(shù)據(jù)的集合改變結(jié)構(gòu)的第一模型以提供結(jié)構(gòu)的第二模型。結(jié)構(gòu)的第二模型基于與第一參數(shù)集合不同的第二參數(shù)集合。例如，在這種實(shí)施方式中，第二模型具有通常不與任何幾何結(jié)構(gòu)直接相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，但是可以基于過程變差數(shù)據(jù)。
[0050]在實(shí)施方式中，通過減小DOF來減小第二模型的參數(shù)空間。此外，只有由過程變差定義的子空間可以被使用。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，改變結(jié)構(gòu)的第一模型以提供結(jié)構(gòu)的第二模型包括減小第一參數(shù)集合的自由度(DOF)以提供第二參數(shù)集合。會(huì)出現(xiàn)的情況是第二模型是最接近原始或第一模型的模型。作為示例，圖8描述了表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的減小參數(shù)集合的自由度(DOF)的方法中的操作的流程圖。參照流程圖800的操作802，減小第一參數(shù)集合的DOF包括分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)數(shù)據(jù)、接下來選擇適合的參數(shù)化(操作804)，以及接下來固定具有最小變差或誤差的參數(shù)(操作806)。
[0051]在實(shí)施方式中，改變結(jié)構(gòu)的第一模型以提供結(jié)構(gòu)的第二模型包括重新參數(shù)化幾何參數(shù)和/或材料參數(shù)以提供第二參數(shù)集合。例如，特征選擇可以包括通過某些標(biāo)準(zhǔn)選擇特定特征或參數(shù)。在一種特定實(shí)施方式中，重新參數(shù)化幾何參數(shù)包括使用第一參數(shù)集合中的結(jié)構(gòu)的下臨界尺寸(CD)和上CD，以及在他們的位置使用第二參數(shù)集合中的結(jié)構(gòu)的中間CD和側(cè)壁角。
[0052]在又一種實(shí)施方式中，改變結(jié)構(gòu)的第一模型以提供結(jié)構(gòu)的第二模型包括重新參數(shù)化非幾何和非材料參數(shù)以提供第二參數(shù)集合。非幾何和非材料參數(shù)例如是但不限制于函數(shù)+△參數(shù)、主成分分析(PCA)參數(shù)或非線性主成分分析(NLPCA)。例如，特征提取可能涉及通過原始參數(shù)的變形獲得減小的參數(shù)的集合。PCA參數(shù)化可以使用諸如JMP的統(tǒng)計(jì)軟件來執(zhí)行。在這種特定實(shí)施方式中，如在下文中更為詳細(xì)的描述，例如在AcuShape? (TEL和KLA-Tencor的產(chǎn)品)中，PCA從客戶數(shù)據(jù)或從合成DOE中被確定，PC方程式被保存為等同于f (GP)的PC、模型GP等同于函數(shù)f (PC)，并且等同于f (PC)的約束條件GP被用于塑造。
[0053]在實(shí)施方式中，重新參數(shù)化包括在線性或非線性參數(shù)相關(guān)性中使用函數(shù)+Λ參數(shù)。這種方法也可以基于過程變差數(shù)據(jù)。在一個(gè)這種實(shí)施方式中，重新參數(shù)化包括減小與第一參數(shù)集合相關(guān)的第二參數(shù)集合的庫大小。然而要注意的是，減小庫大小可能僅僅是使用這種方法的多個(gè)效果之一。
[0054]作為示例，圖9包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的分別對(duì)應(yīng)于庫大小的繪圖906和908的可能的過程范圍的繪圖902和904。參照繪圖902和904，在實(shí)施方式中，對(duì)于塑造來說不需要包括在由虛線定義的范圍以外的樣本。參照繪圖906和908，在實(shí)施方式中，庫大小僅包括分別來自繪圖902和904的過程范圍中的樣本。延展和分割在該空間中被執(zhí)行。
[0055]在實(shí)施方式中，基于過程變差數(shù)據(jù)的集合的改變包括對(duì)由過程變差數(shù)據(jù)集合定義的空間進(jìn)行采樣。在一個(gè)此類實(shí)施方式中，提供結(jié)構(gòu)的第二模型包括僅在由過程變差數(shù)據(jù)集合定義的空間內(nèi)執(zhí)行回歸。在又一個(gè)這種實(shí)施方式中，提供結(jié)構(gòu)的第二模型包括僅在由過程變差數(shù)據(jù)集合定義的空間內(nèi)，在諸如Acushape的程序中執(zhí)行對(duì)自動(dòng)波長選擇、自動(dòng)截?cái)嚯A次(TO)或自動(dòng)截?cái)嚯A次模式選擇(TOPS)中的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)行分析。在又一種實(shí)施方式中，基于過程變差數(shù)據(jù)改變結(jié)構(gòu)的第一模型包括估計(jì)固定第二參數(shù)集合中的參數(shù)的幾何參數(shù)誤差。例如，參數(shù)被固定和/或DOF被減小以用于第二模型并且誤差在第一模型的所有參數(shù)(如，對(duì)于幾何參數(shù)、材料參數(shù)，或其他參數(shù))中被測(cè)量。
[0056]參照流程圖700的操作708，方法還包括提供從結(jié)構(gòu)的第二模型中得到的仿真頻譜。在實(shí)施方式中，除此之外，方法還包括將仿真頻譜與從結(jié)構(gòu)得到的樣本頻譜比較。下文中更為詳細(xì)地描述了執(zhí)行這種操作的方法的實(shí)施方式。
[0057]因此，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，通過減小庫大小(可以包括減小D0F)和/或減小過程子空間來改善庫質(zhì)量。在實(shí)施方式中，庫生成速度從而被提高。在實(shí)施方式中，例如通過改善過程空間或提供更高的密度來改善庫模型的質(zhì)量。在實(shí)施方式中，通過提高速度(例如通過減小D0F)或僅在由過程變差定義的子空間中回歸來改善回歸質(zhì)量。在實(shí)施方式中，精度相關(guān)性預(yù)測(cè)(分 析)從而被改善?；谶^程子空間，準(zhǔn)確度也可以被提高。
[0058]在實(shí)施方式中，重新參數(shù)化被用于僅將參數(shù)空間改變?yōu)榛谶^程的參數(shù)子空間。重新參數(shù)化和DOF減小可以定義基于過程的參數(shù)子空間的最佳接近值。接下來第二模型使用最小誤差接近第一模型?？梢酝ㄟ^使用實(shí)際范圍來改善分析敏感度和相關(guān)度?？傊?，可以通過為模型優(yōu)化提供這種系統(tǒng)化方法來改善得到結(jié)果的時(shí)間。
[0059]新特征可以被增加至塑造軟件以適應(yīng)在此描述的一個(gè)或多個(gè)方法。例如，在實(shí)施方式中，新的AcuShape特征包括執(zhí)行以下操作的能力:來自回歸結(jié)果的PC參數(shù)化、兩個(gè)相關(guān)參數(shù)的參數(shù)化(例如擬合函數(shù)+ △參數(shù))、例如通過合成DOE (例如用戶選擇過程變差的區(qū)域處的輪廓網(wǎng)格)定義過程范圍期望以及由參數(shù)方程定義過程變量區(qū)域。
[0060]在實(shí)施方式中，優(yōu)化結(jié)構(gòu)的模型包括使用三維光柵結(jié)構(gòu)。這里使用的術(shù)語“三維光柵結(jié)構(gòu)”是指除了 z方向上的深度之外還具有在兩個(gè)水平維度中變化的χ-y輪廓的結(jié)構(gòu)。例如，圖1OA描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的具有在x-y平面上變化的輪廓的周期性光柵1000。該周期性光柵的輪廓在z方向的變化是x-y輪廓的函數(shù)。
[0061]在實(shí)施方式中，優(yōu)化結(jié)構(gòu)的模型包括使用二維光柵結(jié)構(gòu)。這里使用的術(shù)語“二維光柵結(jié)構(gòu)”是指除了 z方向上的深度之外還具有僅在一個(gè)水平維度變化的x-y輪廓的結(jié)構(gòu)。例如，圖1OB描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的具有在X方向變化但在I方向不變化的輪廓的周期性光柵1002。該周期性光柵的輪廓在z方向的變化是X輪廓的函數(shù)?？梢岳斫獾氖?，對(duì)于二維結(jié)構(gòu)，在y方向上沒有變化不必是無限的，但是在圖案中的任何破壞都被視為長距離的，如y方向上圖案中的任何破壞基本上進(jìn)一步與X方向上圖案中的破壞隔開。
[0062]本發(fā)明的實(shí)施方式還可以適用于各種膜堆疊(film stack)。例如，在實(shí)施方式中，用于優(yōu)化臨界尺寸(CD)輪廓或結(jié)構(gòu)的參數(shù)的方法針對(duì)包括形成在襯底上的絕緣膜、半導(dǎo)體膜和金屬膜的膜堆疊而被執(zhí)行。在實(shí)施方式中，膜堆疊包括單個(gè)層或多個(gè)層。并且，在實(shí)施的發(fā)明中，分析或測(cè)量的光柵結(jié)構(gòu)包括三維組件和二維組件二者。例如，基于仿真衍射數(shù)據(jù)的計(jì)算效率可以通過二維組件對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)及其衍射數(shù)據(jù)的更簡單的貢獻(xiàn)而被優(yōu)化。
[0063]圖11表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的具有二維組件和三維組件兩者的結(jié)構(gòu)的橫截面視圖。參考圖11，結(jié)構(gòu)1100具有在襯底1106上的二維組件1102和三維組件1104。二維組件的光柵沿方向2延伸，而三維組件的光柵沿方向I和2兩者延伸。。在一個(gè)實(shí)施方式中，方向I與方向2是正交的，如在圖11中所描述的。在另一實(shí)施方式中，方向I與方向2是非正交的。
[0064]上述方法可以在諸如“Acushape”的光學(xué)臨界尺寸(OCD)產(chǎn)品中實(shí)施，以作為在初始或基本模型被測(cè)試之后為應(yīng)用工程師使用。同樣，諸如“C0MS0L多重物理量”的商業(yè)可得的軟件可以被用于為改變識(shí)別OCD模型的區(qū)域。來自這種軟件應(yīng)用的仿真結(jié)果可以被用于為成功的模型改善預(yù)測(cè)區(qū)域。
[0065]在實(shí)施方式中，用于優(yōu)化結(jié)構(gòu)的模型的方法還包括基于優(yōu)化的參數(shù)來變更處理工具的參數(shù)。通過使用諸如但不限于的反饋技術(shù)、前饋技術(shù)和原位控制技術(shù)的技術(shù)可以執(zhí)行處理工具的協(xié)定的改變。
[0066]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，優(yōu)化結(jié)構(gòu)的模型的方法還包括將仿真頻譜與樣本頻譜進(jìn)行比較。在一個(gè)實(shí)施方式 中，衍射級(jí)的集合被仿真以表示來自二維或三維光柵結(jié)構(gòu)的由橢圓偏振(ellipsometric)光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)產(chǎn)生的衍射信號(hào)，該橢圓偏振光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)諸如后文中分別與圖12和13相關(guān)聯(lián)地描述的光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)1200或1350。但是，應(yīng)當(dāng)理解的是相同的概念和原理同樣適用于其他光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)，諸如反射測(cè)量系統(tǒng)。所表示的衍射信號(hào)可以對(duì)諸如但不限于的輪廓、尺寸、材料組成或膜厚度進(jìn)行解釋。
[0067]圖12是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式示出利用光學(xué)計(jì)量來確定在半導(dǎo)體晶片上的結(jié)構(gòu)的參數(shù)的體系結(jié)構(gòu)圖。光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)1200包括在晶片1208的目標(biāo)結(jié)構(gòu)1206處投射計(jì)量光束1204的計(jì)量光束源1202。計(jì)量光束1204以入射角Θ向目標(biāo)結(jié)構(gòu)1206投射(Θ是在入射光束1204與目標(biāo)結(jié)構(gòu)1206的標(biāo)準(zhǔn)之間的角度)。在一種實(shí)施方式中，橢偏儀可以使用接近60°至70°的入射角，或者可以使用更小的角度(可以接近0°或接近標(biāo)準(zhǔn)入射)或者大于70°的角度(切線入射)。計(jì)量光束接收器1212測(cè)量衍射光束1210。衍射光束數(shù)據(jù)1214被傳送到輪廓應(yīng)用服務(wù)器1216。輪廓應(yīng)用服務(wù)器1216將測(cè)量到的衍射光束數(shù)據(jù)1214與仿真衍射光束數(shù)據(jù)的庫1218進(jìn)行比較，該仿真衍射光束數(shù)據(jù)表示變化目標(biāo)結(jié)構(gòu)的臨界尺寸和分辨率的組合。
[0068]在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，選擇了與測(cè)量到的衍射光束數(shù)據(jù)1214最佳匹配的庫1218實(shí)例?？梢岳斫獾氖?，雖然衍射光譜的庫或信號(hào)以及相關(guān)聯(lián)的假定的輪廓或其他參數(shù)被頻繁用于闡釋概念和原理，但是本發(fā)明的實(shí)施方式同樣可以應(yīng)用于包括仿真衍射信號(hào)和相關(guān)聯(lián)的輪廓參數(shù)的集合(諸如在用于輪廓提取的回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及類似的方法中)的數(shù)據(jù)空間。所選的庫1216實(shí)例的假定輪廓和相關(guān)聯(lián)的臨界尺寸被視為對(duì)應(yīng)于目標(biāo)結(jié)構(gòu)1206的特征的實(shí)際橫截面輪廓和臨界尺寸。光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)1200可以利用反射儀、橢偏儀(ellipsometer)或其他光學(xué)計(jì)量設(shè)備來測(cè)量衍射光束或信號(hào)。
[0069]為了便于描述本發(fā)明的實(shí)施方式，橢圓偏振光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)被用于說明上述概念和原理。應(yīng)當(dāng)理解的是，相同的概念和原理同樣應(yīng)用于其他光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)，諸如反射度量系統(tǒng)。在實(shí)施方式中，光學(xué)散射測(cè)量是諸如但不限于的橢圓偏振光譜測(cè)量(SE)、光束輪廓反射測(cè)量(BPR)、波束輪廓橢偏測(cè)量(BPE)和紫外線反射測(cè)量(eUVR)的技術(shù)。以類似的方式，半導(dǎo)體晶片可以被利用于說明概念的應(yīng)用。此外，方法和過程同等地應(yīng)用于具有重復(fù)結(jié)構(gòu)的其他工件。
[0070]圖13是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的利用波束輪廓反射測(cè)量和/或波束輪廓橢偏測(cè)量來確定半導(dǎo)體晶片上的結(jié)構(gòu)的參數(shù)的體系結(jié)構(gòu)圖。光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)1350包括計(jì)量波束源1352，用于生成偏振計(jì)量波束1354。優(yōu)選地，該計(jì)量波束具有10納米或更小的窄帶寬。在某些實(shí)施方式中，源1352能夠通過切換濾波器或通過在不同激光器或超亮光發(fā)射二極管之間切換來輸出不同波長的波束。這些波束的一部分從分束器1355反射并且通過目標(biāo)透鏡1358聚焦至晶片1308的目標(biāo)結(jié)構(gòu)1306，其中目標(biāo)透鏡1358具有高數(shù)值孔徑(NA)，優(yōu)選地大約為0.9或0.95的NA。波束1354的沒有從分束器反射的部分被引向波束強(qiáng)度監(jiān)控器1357。計(jì)量波束可以可選地在目標(biāo)透鏡1358之前通過四分之一波長板1356。
[0071]在從目標(biāo)反射之后反射波束1360返回通過目標(biāo)透鏡并且被引向一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器。如果存在可選擇的四分之一波長板1356,則波束將在被傳送通過分束器1355之前返回通過四分之一波長板。在分束器之后，反射的波束1360可以選擇性地通過在替代于位置1356的位置1359處的四分之一波長板。如果在位置1356存在四分之一波長板，則將改變?nèi)肷浜头瓷洳ㄊＨ绻霈F(xiàn)在位置1359，則將只改變反射波束。在某些實(shí)施方式中，在任何位置都可以沒有波板，或者波板可以根據(jù)將做出的測(cè)量而被內(nèi)外切換。應(yīng)該理解的是，在某些實(shí)施方式中，可能需要 波板具有與四分之一波長基本不同的阻滯(retardance)，例如，阻滯值可以基本上大于或基本上小于90°。
[0072]偏振器或偏振分束器1362將反射波束1360的一個(gè)偏振狀態(tài)引向檢測(cè)器1364,并且選擇性地將不同的偏振狀態(tài)引向可選的第二檢測(cè)器1366。檢測(cè)器1364和1366可以是一維(線)或二維(陣列)檢測(cè)器。檢測(cè)器的每個(gè)元素對(duì)應(yīng)于針對(duì)從目標(biāo)反射的對(duì)應(yīng)射線的不同的AOI和方位角的組合。來自檢測(cè)器的衍射光束數(shù)據(jù)1314連同波束強(qiáng)度數(shù)據(jù)1370被傳送至輪廓應(yīng)用服務(wù)器1316。輪廓應(yīng)用服務(wù)器1316可以在通過波束強(qiáng)度數(shù)據(jù)1370歸一化或校正之后的測(cè)得的衍射波束數(shù)據(jù)1314與表示變化目標(biāo)結(jié)構(gòu)的臨界尺寸和分辨率的組合的仿真衍射波束數(shù)據(jù)的庫1318相比較。
[0073]對(duì)于可以被用于測(cè)量用于本發(fā)明內(nèi)的衍射波束數(shù)據(jù)或信號(hào)的更加具體的描述，參見 1999 年 2 月 11 日提交的名稱為 FOCUSED BEAM SPECTROSCOPIC ELLIPSOMETRY METHOD ANDSYSTEM的美國專利申請(qǐng)N0.6,734,967，以及1998年I月29日提交的名稱為APPARATUSFOR ANALYZING MULT1-LAYER THIN FILM STACKS ON SEMICONDUCTORS 的美國專利申請(qǐng)N0.6，278，519，該兩個(gè)申請(qǐng)的全部以引用的方式結(jié)合于此。這兩個(gè)專利描述了可以被配置有多個(gè)測(cè)量子系統(tǒng)的計(jì)量系統(tǒng)，該計(jì)量系統(tǒng)包括光譜橢偏儀、單波長橢偏儀、寬帶反射計(jì)、DUV反射計(jì)、波束輪廓反射計(jì)以及波束輪廓橢偏儀中的一者或多者。這些測(cè)量子系統(tǒng)可以被單獨(dú)或組合使用以測(cè)量來自膜和有圖案的結(jié)構(gòu)的反射或衍射波束。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，在這些測(cè)量中采集到的信號(hào)可以被分析以確定在半導(dǎo)體晶片上的結(jié)構(gòu)的參數(shù)。[0074]本發(fā)明的實(shí)施方式可以被提供為計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或軟件，其可以包括在其上存儲(chǔ)有指令的機(jī)器可讀介質(zhì)，所述指令可以用于對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(或其他電子設(shè)備)進(jìn)行編程以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的過程。機(jī)器可讀介質(zhì)包括用于以機(jī)器(如計(jì)算機(jī))可讀的方式存儲(chǔ)或傳送信息的任意機(jī)制。例如，機(jī)器可讀(如計(jì)算機(jī)可讀)介質(zhì)包括機(jī)器(如計(jì)算機(jī))可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(如，只讀存儲(chǔ)器(“ROM”)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“RAM”)、磁盤存儲(chǔ)介質(zhì)、光存儲(chǔ)介質(zhì)、閃存設(shè)備等)、機(jī)器(如計(jì)算機(jī))可讀傳輸介質(zhì)(電、光、聲或其他形式的傳播信號(hào)(如，紅外信號(hào)、數(shù)字信號(hào)等))等。
[0075]圖14示出了以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1400的示例性形式的機(jī)器的圖解描述，在該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1400中可以執(zhí)行 指令集合，該指令集合用于使機(jī)器執(zhí)行于此所討論的方法中的任意一種或多種。在可替換的實(shí)施方式中，機(jī)器可以連接(如網(wǎng)絡(luò)連接)到局域網(wǎng)(LAN)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、外聯(lián)網(wǎng)或因特網(wǎng)中的其他機(jī)器。機(jī)器可以在客戶端-服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的服務(wù)器或客戶機(jī)機(jī)器的容量(capacity)中進(jìn)行操作，或作為端對(duì)端(或分布式)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的對(duì)等機(jī)器進(jìn)行操作。機(jī)器可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、平板PC、機(jī)頂盒(STB)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、蜂窩電話、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)路由器、交換機(jī)或網(wǎng)橋、或能夠執(zhí)行機(jī)器采取的指定動(dòng)作的指令集合(按順序或其他)的任意機(jī)器。此外，雖然僅示出了單個(gè)機(jī)器，但是術(shù)語“機(jī)器”也包括獨(dú)自或聯(lián)合執(zhí)行指令集合(或多個(gè)集合)以執(zhí)行于此所述的方法中的任意一種或多種方法的機(jī)器(如計(jì)算機(jī))的任意集合。
[0076]示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1400包括處理器1402、主存儲(chǔ)器1404 (如，只讀存儲(chǔ)器(ROM)、閃存、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)(諸如同步DRAM (SDRAM)或Rambus DRAM (RDRAM)等))、靜態(tài)存儲(chǔ)器1406(如，閃存、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)等)以及輔助存儲(chǔ)器1418(如，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備)，它們經(jīng)由總線1430彼此通信。
[0077]處理器1402表示一個(gè)或多個(gè)通用處理設(shè)備，諸如微處理器、中央處理單元等。更特別地，處理器1402可以是復(fù)雜指令集計(jì)算(CISC)微處理器、精簡指令集計(jì)算(RISC)微處理器、超長指令字(VLIW)微處理器、執(zhí)行其他指令集的處理器或執(zhí)行指令集的組合的處理器。處理器1402還可以是一個(gè)或多個(gè)專用處理設(shè)備，諸如應(yīng)用程序?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、網(wǎng)絡(luò)處理器等。處理器1402被配置成執(zhí)行用于執(zhí)行這里所述的操作的處理邏輯1426。
[0078]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1400還可以包括網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備1408。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1400還可以包括視頻顯示單元1410(如液晶顯示器(LCD)或陰極射線管(CRT))、字母數(shù)字輸入設(shè)備1412(如鍵盤)、光標(biāo)控制設(shè)備1414(如鼠標(biāo))以及信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備1416(如,揚(yáng)聲器)。
[0079]輔助存儲(chǔ)器1418可以包括機(jī)器可訪問存儲(chǔ)介質(zhì)(或更具體地計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì))1431，在其上存儲(chǔ)有體現(xiàn)了這里描述的方法或功能的任意一者或多者的一個(gè)或多個(gè)指令集(如軟件1422)。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1400執(zhí)行該軟件1422期間，軟件1422還可以完全地或至少部分地位于主存儲(chǔ)器1404內(nèi)和/或處理器1402內(nèi)，主存儲(chǔ)器1404和處理器1402也構(gòu)成機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。軟件1422還可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備1408在網(wǎng)絡(luò)1420上被傳送或接收。
[0080]雖然在示例性實(shí)施方式中將機(jī)器可訪問存儲(chǔ)介質(zhì)1431示為單個(gè)介質(zhì)，但術(shù)語“機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)”應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為包括存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)指令集的單個(gè)介質(zhì)或多個(gè)介質(zhì)(如，集中式或分布式數(shù)據(jù)庫，和/或相關(guān)聯(lián)的緩存和服務(wù)器)。術(shù)語“機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)”還應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為包括能夠存儲(chǔ)或編碼由機(jī)器執(zhí)行的指令集并使機(jī)器執(zhí)行本發(fā)明的方法的任意一者或多者的任意介質(zhì)。術(shù)語“機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)”因此應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為包括但不限于固態(tài)存儲(chǔ)器及光和磁性介質(zhì)。
[0081]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，機(jī)器可訪問存儲(chǔ)介質(zhì)在其上存儲(chǔ)有指令，所述指令使數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在半導(dǎo)體襯底或晶片上的使用重復(fù)結(jié)構(gòu)計(jì)量來執(zhí)行用于結(jié)構(gòu)性分析的優(yōu)化參數(shù)模型的方法。該方法包括確定結(jié)構(gòu)的第一模型。第一模型基于第一參數(shù)集合。該方法還包括為結(jié)構(gòu)確定過程變差數(shù)據(jù)的集合。該方法還包括改變結(jié)構(gòu)的第一模型以基于過程變差數(shù)據(jù)的集合提供結(jié)構(gòu)的第二模型。結(jié)構(gòu)的第二模型基于與第一參數(shù)集合不同的第二參數(shù)集合。該方法還包括提供從用于結(jié)構(gòu)的第二模型得到的仿真頻譜。
[0082]在實(shí)施方式中，方法還包括將仿真頻譜與從結(jié)構(gòu)中得到的樣本頻譜相比較。
[0083]在實(shí)施方式中，改變結(jié)構(gòu)的第一模型以提供結(jié)構(gòu)的第二模型包括減小第一參數(shù)模型的自由度(DOF)以提供第二參數(shù)模型。在這種實(shí)施方式中，減小第一參數(shù)集合的DOF包括分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)數(shù)據(jù)、選擇合適的參數(shù)化以及固定具有最小變差或誤差的參數(shù)。
[0084]在實(shí)施方式中，改變結(jié)構(gòu)的第一模型以提供結(jié)構(gòu)的第二模型包括重新參數(shù)化幾何參數(shù)和/或材料參數(shù)以提供第二參數(shù)集合。在這種實(shí)施方式中，重新參數(shù)化幾何參數(shù)包括使用第一參數(shù)集合中的結(jié)構(gòu)的下臨界尺寸(CD)和上CD，以及在幾何參數(shù)中使用在第二參數(shù)集合中的結(jié)構(gòu)的中間CD和側(cè)壁角。 [0085]在實(shí)施方式中，改變結(jié)構(gòu)的第一模型以提供結(jié)構(gòu)的第二模型包括重新參數(shù)化非幾何和非材料參數(shù)以提供第二參數(shù)集合，非幾何和非材料參數(shù)諸如但不限制于函數(shù)+Λ參數(shù)、主成分分析(PCA)參數(shù)或非線性主成分分析(NLPCA)參數(shù)。在實(shí)施方式中，重新參數(shù)化包括在線性或非線性參數(shù)關(guān)聯(lián)性中使用函數(shù)+ Λ參數(shù)。在這種特定實(shí)施方式中，重新參數(shù)化包括減小與第一參數(shù)集合相關(guān)的第二參數(shù)集合的庫大小。
[0086]在實(shí)施方式中，基于過程變差數(shù)據(jù)的集合的改變包括對(duì)由過程變差數(shù)據(jù)集合定義的空間進(jìn)行采樣。在一個(gè)此類實(shí)施方式中，提供結(jié)構(gòu)的第二模型包括僅在由過程變差數(shù)據(jù)集合定義的空間內(nèi)執(zhí)行回歸。
[0087]在實(shí)施方式中，為結(jié)構(gòu)確定過程變差數(shù)據(jù)的集合包括獲得實(shí)際過程數(shù)據(jù)和/或基于過程分析的合成過程數(shù)據(jù)。
[0088]在實(shí)施方式中，基于過程變差數(shù)據(jù)的集合改變結(jié)構(gòu)的第一模型包括估計(jì)固定第二參數(shù)集合中的參數(shù)的幾何參數(shù)誤差。
[0089]應(yīng)當(dāng)理解的是在本發(fā)明實(shí)施方式的思想和范圍之內(nèi)以上方法可以在各種環(huán)境情況下被應(yīng)用。例如，在實(shí)施方式中，以上描述的測(cè)量可以在有或者沒有背景光的存在的情況下被執(zhí)行。在實(shí)施方式中，以上描述的方法在半導(dǎo)體、太陽能、發(fā)光二級(jí)管(LED)或相關(guān)的制造過程中被執(zhí)行。在實(shí)施方式中，以上描述的方法被用于單獨(dú)的或集成的計(jì)量工具中。
[0090]對(duì)測(cè)量到的光譜的分析一般包括將測(cè)量到的樣本光譜與仿真光譜進(jìn)行比較以推導(dǎo)出最佳地描述測(cè)量到的樣本的模型的參數(shù)值。圖15是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式表示用于建立參數(shù)模型和以樣本光譜開始(如，源于一個(gè)或多個(gè)工件)的光譜庫的方法中的操作的流程圖1500。
[0091]在操作1502，由用戶定義一組材料文檔來指定形成測(cè)量到的樣本特征的材料的特征(如折射率或n, k值)。[0092]在操作1504，散射測(cè)量用戶通過選擇一個(gè)或多個(gè)材料文檔來集成對(duì)應(yīng)于待測(cè)量的當(dāng)前在周期性光柵特性中的材料的一堆材料來定義預(yù)期的樣本結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱模型。該用戶定義的模型可以進(jìn)一步通過模型參數(shù)的標(biāo)稱值的定義而被參數(shù)化，該模型參數(shù)諸如表征正在被測(cè)量的特性的形狀的厚度、臨界尺寸(CD)、側(cè)壁角(SWA)、高度(HT)、邊緣粗糙度、圓角半徑等。根據(jù)二維模型(即輪廓)或者三維模型是否被定義，具有30-50或者更多的這種模型參數(shù)并不罕見。
[0093]根據(jù)參數(shù)模型，針對(duì)給定的光柵參數(shù)值的集合的仿真光譜可以使用諸如嚴(yán)格耦合波分析(RCWA)的嚴(yán)格衍射建模算法進(jìn)行計(jì)算。然后回歸分析在操作1506處被執(zhí)行直至參數(shù)化的模型收斂于表征最終輪廓模型(針對(duì)二維)的參數(shù)值的集合，該最終輪廓模型對(duì)應(yīng)于仿真頻譜，該仿真頻譜將測(cè)量到的衍射光譜與預(yù)定的匹配標(biāo)準(zhǔn)匹配。假定與匹配的仿真衍射信號(hào)相關(guān)聯(lián)的最終輪廓模型表示產(chǎn)生模型的結(jié)構(gòu)的實(shí)際輪廓。
[0094]接著在操作1508處，匹配的仿真光譜和/或相關(guān)的優(yōu)化的輪廓模型可以被利用以通過擾動(dòng)參數(shù)化的最終輪廓模型的值來建立仿真衍射光譜的庫。接著在生產(chǎn)環(huán)境中操作的散射測(cè)量系統(tǒng)可以使用產(chǎn)生的仿真衍射光譜的庫來確定隨后測(cè)量到的光柵結(jié)構(gòu)是否已經(jīng)根據(jù)規(guī)格被制造。庫的產(chǎn)生1508可以包括諸如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)為多個(gè)輪廓中的每個(gè)輪廓產(chǎn)生仿真光譜信息，每個(gè)輪廓包括一個(gè)或多個(gè)模型化的輪廓參數(shù)的集合。為了產(chǎn)生庫，機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)本身可能必須經(jīng)歷一些基于光譜信息的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合的訓(xùn)練。這種訓(xùn)練可以是計(jì)算密集性的和/或可能必須針對(duì)不同模型和/或輪廓參數(shù)域被重復(fù)。產(chǎn)生庫的計(jì)算負(fù)載中非常低的效率可能通過用戶對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合的大小的決定而引起。例如，選擇極大的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合可能導(dǎo)致不必要的訓(xùn)練計(jì)算，同時(shí)用大小不足的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合進(jìn)行訓(xùn)練可能需要重新訓(xùn)練來產(chǎn)生庫。
[0095]對(duì)于某些應(yīng)用，可以不需要建立庫。在結(jié)構(gòu)的參數(shù)模型已經(jīng)被創(chuàng)建并優(yōu)化之后，類似于上文中所描述的回歸分析可以隨著衍射波束數(shù)據(jù)被采集而被實(shí)時(shí)地用于針對(duì)每個(gè)目標(biāo)確定最佳擬合參數(shù)值。如果結(jié)構(gòu)相對(duì)地簡單(例如為2D結(jié)構(gòu))，或者如果只有少量的參數(shù)需要被測(cè)量，則回歸將會(huì)足夠地快，即使比使用庫要慢一些。在另一種情況中，使用回歸的額外靈活性可以證明在使用庫上的測(cè)量時(shí)間的增加。對(duì)于用于本發(fā)明的能夠?qū)崟r(shí)回歸O⑶數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)的更詳細(xì)的描述，參見2005年7月8日提交的名稱為REAL TIMEANALYSIS OF PERIODIC STRUCTURES ON SEMICONDUCTORS 的美國專利申請(qǐng) N0.7，031, 848，其全部內(nèi)容引用于此。
[0096]圖16描述了表不根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的使用光學(xué)參數(shù)模型構(gòu)建和優(yōu)化庫的方法的操作的流程圖1600。并不是示出的每個(gè)操作總是所需的。一些庫可以使用所示的操作的子集被優(yōu)化。應(yīng)該理解的是，這些操作中的一些可以以不同的順序被執(zhí)行，或者在不背離本發(fā)明的范圍的情況下額外的操作可以被插入至序列中。
[0097] 參照操作1601，使用參數(shù)模型來建立庫。可以使用諸如與流程圖700相關(guān)聯(lián)的描述的過程的步驟來建立并優(yōu)化參數(shù)模型。優(yōu)選地針對(duì)可得的波長和角度的子集合建立庫從而保持小的庫的大小并加速庫匹配或搜索。如操作1602所示，接下來庫被用于匹配動(dòng)態(tài)精度信號(hào)數(shù)據(jù)并且因此使用庫確定測(cè)量的精度或可重復(fù)性。如果得到的精度不符合需求(操作1604)，則所使用的波長和/或角度和/或偏振狀態(tài)的數(shù)量需要增加，如操作1603所示，并且接下來該過程被重復(fù)。需要理解的是，如果動(dòng)態(tài)精度足夠比需要的更好，則可能需要的減少波長和/或角度和/或偏振狀態(tài)的數(shù)量以得到更小、更快的庫。本發(fā)明的實(shí)施方式可以被用于確定哪些額外波長、入射角、方位角和/或偏振狀態(tài)包括在庫中。
[0098]當(dāng)庫針對(duì)精度已經(jīng)被優(yōu)化時(shí)，可以使用在操作1605所示的庫來匹配任何可得的額外數(shù)據(jù)。如操作1606所示，從更大的數(shù)據(jù)集合中得到的結(jié)果可以與諸如橫截面電子顯微圖像的參考數(shù)據(jù)相比較并且也可以針對(duì)晶片之間的一致性進(jìn)行檢測(cè)(例如，在相同設(shè)備上被處理的兩個(gè)晶片通常將顯示出類似的穿過晶片的變化)。如果結(jié)果符合期望，則庫準(zhǔn)備用于產(chǎn)品晶片的散射測(cè)量(操作1609)。如果結(jié)果不符合期望，則庫和/或參數(shù)模型需要被更新并且得到的新庫被重新測(cè)試(操作1608)。本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式可以被用于確定對(duì)庫或參數(shù)模型必須作出什么樣的改變以改善結(jié)果。
[0099]圖17描述了表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的使用光學(xué)參數(shù)模型構(gòu)建并優(yōu)化實(shí)時(shí)回歸測(cè)量配方的方法中的操作的流程圖1700。并不是示出的每個(gè)操作總是被需要的?？梢允褂檬境龅牟僮鞯淖蛹蟻韮?yōu)化一些實(shí)時(shí)回歸測(cè)量配方。應(yīng)該理解的是，這些操作中的一些可以以不同的順序被執(zhí)行，或者在不背離本發(fā)明的范圍的情況下額外的操作可以被插入至序列中。
[0100]參照?qǐng)D1701，使用參數(shù)模型來建立實(shí)時(shí)回歸測(cè)量配方。參數(shù)模型可能已經(jīng)使用諸如流程圖700相關(guān)聯(lián)的描述的方法的過程來建立并優(yōu)化。優(yōu)選地針對(duì)可得的波長和角度的子集合可以建立該配方以將消耗時(shí)間保持得盡可能的短。如操作1702所示，接下來配方被用于動(dòng)態(tài)精度信號(hào)數(shù)據(jù)上的回歸并且因此使用庫確定測(cè)量的精度或可重復(fù)性。如果得到的精度不符合需求(操作1704)，則所使用的波長和/或角度和/或偏振狀態(tài)的數(shù)量需要增加，如操作1703所示，并且接下來過程被重復(fù)。需要理解的是，如果動(dòng)態(tài)精度足夠比需要的更好，可能需要減少波長和/或角度和/或偏振狀態(tài)的數(shù)量以得到更快的配方。本發(fā)明的實(shí)施方式可以被用于確定哪些額外波長、入射角、方位角和/或偏振狀態(tài)包括在配方中。
[0101]當(dāng)配方針對(duì)精度已經(jīng)被優(yōu)化時(shí)，可以使用在操作1705所示的配方來回歸任何可得的額外數(shù)據(jù)。如操作1706所示，從更大的數(shù)據(jù)集合中得到的結(jié)果可以與諸如橫截面電子顯微圖像的參考數(shù)據(jù)相比較并且也可以針對(duì)晶片之間的一致性進(jìn)行檢測(cè)(例如，在相同設(shè)備上被處理的兩個(gè)晶片通常將顯示出類似的穿過晶片的變化)。如果結(jié)果符合期望，則配方準(zhǔn)備用于產(chǎn)品晶片的散射測(cè)量(操作1709)。如果結(jié)果不符合期望，則配方和/或參數(shù)模型需要被更新并且得到的新配方被重新測(cè)試(操作1708)。本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式可以被用于確定必須對(duì)配方或參數(shù)模型做出什么樣的改變以改善結(jié)果。
[0102]如上述實(shí)施例所描述的，研發(fā)的參數(shù)模型和庫以及使用該參數(shù)模型的實(shí)時(shí)回歸配方的過程通常是迭代過程。與試驗(yàn)結(jié)束誤差方法相比較，本發(fā)明可以明顯地減少需要到達(dá)參數(shù)模型和庫或使用該模型的實(shí)時(shí)回歸配方所需的迭代的數(shù)量。由于模型參數(shù)、波長、入射角、方位角和偏振狀態(tài)均可以基于優(yōu)化敏感度和減小相關(guān)度而被選擇，所以本發(fā)明還大大改善了得到的參數(shù)模型、庫和實(shí)時(shí)回歸配方的測(cè)量性能。
[0103]還應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的實(shí)施方式還包括使用與諸如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)以生成仿真衍射信號(hào)。
[0104]因此，公開了用于計(jì)量的基于過程變差的模型優(yōu)化的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，方法包括確定結(jié)構(gòu)的第一模型。所述第一模型基于第一參數(shù)集合。為結(jié)構(gòu)確定過程變量數(shù)據(jù)的集合。所述結(jié)構(gòu)的第一模型基于所述過程變差數(shù)據(jù)的集合被改變以提供所述結(jié)構(gòu)的第二模型。所述結(jié)構(gòu)的第二模型基于與所述第一參數(shù)集合不同的第二參數(shù)集合。然后從所述結(jié)構(gòu)的第二模型中得到的仿真頻譜被提供。在一個(gè)實(shí)施方式中，改變所述結(jié)構(gòu)的第一模型以提供所述結(jié)構(gòu)的第二模型包括減小所述第一參數(shù)集合的自由度(DoF)以提供所述
第二參 數(shù)集合。
【權(quán)利要求】
1.一種在半導(dǎo)體襯底或晶片上使用重復(fù)結(jié)構(gòu)計(jì)量來針對(duì)結(jié)構(gòu)性分析對(duì)參數(shù)模型進(jìn)行優(yōu)化的方法，該方法包括: 確定結(jié)構(gòu)的第一模型，該第一模型基于第一參數(shù)集合； 為所述結(jié)構(gòu)確定過程變差數(shù)據(jù)的集合； 基于所述過程變差數(shù)據(jù)的集合，改變所述結(jié)構(gòu)的所述第一模型，以提供所述結(jié)構(gòu)的第二模型，所述結(jié)構(gòu)的第二模型基于與所述第一參數(shù)集合不同的第二參數(shù)集合；以及 提供從所述結(jié)構(gòu)的所述第二模型中得到的仿真頻譜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括: 將所述仿真頻譜與從所述結(jié)構(gòu)中得到的樣本頻譜相比較。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中改變所述結(jié)構(gòu)的所述第一模型以提供所述結(jié)構(gòu)的所述第二模型包括減小所述第一參數(shù)集合的自由度(DoF)以提供所述第二參數(shù)集合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中減小所述第一參數(shù)集合的所述DoF包括: 分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DoE)數(shù)據(jù)； 選擇適合的參數(shù)化；以 及 固定具有最小變差或誤差的參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中改變所述結(jié)構(gòu)的所述第一模型以提供所述結(jié)構(gòu)的所述第二模型包括重新參數(shù)化幾何參數(shù)和/或材料參數(shù)，以提供所述第二參數(shù)集合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中重新參數(shù)化幾何參數(shù)包括使用所述第一參數(shù)集合中的所述結(jié)構(gòu)的下臨界尺寸(CD)和上CD以及在他們的位置使用所述第二參數(shù)集合中的所述結(jié)構(gòu)的中間CD和側(cè)壁角。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中改變所述結(jié)構(gòu)的所述第一模型以提供所述結(jié)構(gòu)的所述第二模型包括重新參數(shù)化非幾何和非材料參數(shù)以提供所述第二參數(shù)集合，所述非幾何和非材料參數(shù)從由函數(shù)+△參數(shù)、主成分分析(PCA)參數(shù)以及非線性主成分分析(NLPCA)組成的組合中選擇。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述重新參數(shù)化包括在線性或非線性參數(shù)關(guān)聯(lián)中使用函數(shù)+ Δ參數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述重新參數(shù)化包括減小與所述第一參數(shù)集合相關(guān)的所述第二參數(shù)集合的庫大小。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中基于所述過程變差數(shù)據(jù)的集合進(jìn)行改變包括對(duì)由過程變差數(shù)據(jù)的集合定義的空間進(jìn)行采樣。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中提供所述結(jié)構(gòu)的所述第二模型包括僅在由所述過程變差數(shù)據(jù)的集合定義的空間內(nèi)執(zhí)行回歸。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中提供所述結(jié)構(gòu)的所述第二模型包括僅在由過程變差數(shù)據(jù)的集合定義的空間內(nèi)對(duì)自動(dòng)波長選擇、自動(dòng)截?cái)嚯A次(TO)或自動(dòng)截?cái)嚯A次模式選擇(TOPS)中的一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行分析。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中為所述結(jié)構(gòu)確定所述過程變差數(shù)據(jù)的集合包括獲得實(shí)際過程數(shù)據(jù)和/或基于過程分析的合成過程數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中基于所述過程變差數(shù)據(jù)的集合改變所述結(jié)構(gòu)的所述第一模型包括估計(jì)固定所述第二參數(shù)集合中的參數(shù)的幾何參數(shù)誤差。
15.一種具有存儲(chǔ)在其上的指令的機(jī)器可存取存儲(chǔ)介質(zhì)，該指令使數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行在半導(dǎo)體襯底或晶片上使用重復(fù)結(jié)構(gòu)計(jì)量來為結(jié)構(gòu)性分析優(yōu)化參數(shù)模型的方法，該方法包括: 確定結(jié)構(gòu)的第一模型，該第一模型基于第一參數(shù)集合； 為所述結(jié)構(gòu)確定過程變差數(shù)據(jù)的集合； 基于所述過程變差數(shù)據(jù)的集合，改變所述結(jié)構(gòu)的所述第一模型，以提供所述結(jié)構(gòu)的第二模型，所述結(jié)構(gòu)的所述第二模型基于與所述第一參數(shù)集合不同的第二參數(shù)集合；以及提供從所述結(jié)構(gòu)的第二模型中得到的仿真頻譜。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，該方法還包括: 將所述仿真頻譜與從所述結(jié)構(gòu)中得到的樣本頻譜相比較。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中改變所述結(jié)構(gòu)的所述第一模型以提供所述結(jié)構(gòu)的所述第二模型包括減小所述第一參數(shù)集合的自由度(DoF)以提供所述第二參數(shù)集口 ο
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中減小所述第一參數(shù)集合的所述DoF包括: 分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DoE)數(shù)據(jù)； 選擇適合的參數(shù)化；以及 固定具有最小變差或誤差的參數(shù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中改變所述結(jié)構(gòu)的所述第一模型以提供所述結(jié)構(gòu)的所述第二模型包括重新參數(shù)化幾何參數(shù)和/或材料參數(shù)，以提供所述第二參數(shù)集八口 ο
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中重新參數(shù)化幾何參數(shù)包括使用所述第一參數(shù)集合中的所述結(jié)構(gòu)的下臨界尺寸(CD)和上CD以及在他們的位置使用所述第二參數(shù)集合中的所述結(jié)構(gòu)的中間CD和側(cè)壁角。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中改變所述結(jié)構(gòu)的所述第一模型以提供所述結(jié)構(gòu)的所述第二模型包括重新參數(shù)化非幾何和非材料參數(shù)以提供所述第二參數(shù)集合，所述非幾何和非材料參數(shù)從由函數(shù)+ △參數(shù)、主成分分析(PCA)參數(shù)以及非線性主成分分析(NLPCA)組成的組合中選擇。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述重新參數(shù)化包括在線性或非線性參數(shù)關(guān)聯(lián)中使用函數(shù)+ Λ參數(shù)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述重新參數(shù)化包括減小與所述第一參數(shù)集合相關(guān)的所述第二參數(shù)集合的庫大小。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中基于所述過程變差數(shù)據(jù)的集合進(jìn)行改變包括對(duì)由過程變差數(shù)據(jù)的集合定義的空間進(jìn)行采樣。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中提供所述結(jié)構(gòu)的所述第二模型包括僅在由過程變差數(shù)據(jù)的集合定義的空間內(nèi)執(zhí)行回歸。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中提供所述結(jié)構(gòu)的所述第二模型包括僅在由過程變差數(shù)據(jù)的集合定義的空間內(nèi)對(duì)自動(dòng)波長選擇、自動(dòng)截?cái)嚯A次(TO)或自動(dòng)截?cái)嚯A次模式選擇(TOPS)中的一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行分析。
27.根據(jù)權(quán)利要求15所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中為所述結(jié)構(gòu)確定所述過程變差數(shù)據(jù)的集合包括獲得實(shí)際過程數(shù)據(jù)和/或基于過程分析的合成過程數(shù)據(jù)。
28.根據(jù)權(quán)利要求15所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中基于所述過程變差數(shù)據(jù)的集合改變所述結(jié)構(gòu)的所述第一模型包括估計(jì)固定所述第二參數(shù)集合中的參數(shù)的幾何參數(shù)誤差。
29.一種使用光學(xué)計(jì)量來生成仿真衍射信號(hào)以確定晶片應(yīng)用的過程參數(shù)來構(gòu)建晶片上的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 制造群，該制造群被配置為執(zhí)行晶片應(yīng)用以制造晶片上的結(jié)構(gòu)，其中當(dāng)所述結(jié)構(gòu)使用所述制造群在所執(zhí)行的晶片應(yīng)用中經(jīng)歷處理操作時(shí)，一個(gè)或多個(gè)過程參數(shù)表征結(jié)構(gòu)形狀或?qū)雍穸鹊奶匦裕灰约? 光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)，該光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)被配置為確定所述晶片應(yīng)用的一個(gè)或多個(gè)處理參數(shù)，所述光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)包括: 波束源和被配置為測(cè)量所述結(jié)構(gòu)的衍射信號(hào)的檢測(cè)器；以及 處理器，被配置為確定結(jié)構(gòu)的第一模型，所述第一模型基于第一參數(shù)集合，被配置為為所述結(jié)構(gòu)確定過程變差數(shù)據(jù)的集合，被配置為基于所述過程變差數(shù)據(jù)的集合改變所述結(jié)構(gòu)的所述第一模型以提供所述結(jié)構(gòu)的第二模型，所述結(jié)構(gòu)的所述第二模型基于與所述第一參數(shù)集合不同的第二參數(shù)集合，以及被配置為提供從所述結(jié)構(gòu)的所述第二模型中得到的仿真頻譜。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，還包括: 庫，該庫具有仿真衍射信號(hào)以及與所述仿真衍射信號(hào)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)過程參數(shù)的值，其中所述仿真衍射信號(hào)使用一個(gè)或多個(gè)形狀或膜厚度參數(shù)的值而被生成，并且其中用于生成所述仿真衍射信號(hào)的所述一個(gè)或多個(gè)形狀或膜厚度參數(shù)的值從與所述仿真衍射信號(hào)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)過程參數(shù)的值中得到。
【文檔編號(hào)】H01L21/66GK104025275SQ201280053873
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月31日
【發(fā)明者】S·潘德夫 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社, 克拉-坦科股份有限公司