[发明专利]用于半导体目标的度量的差分方法及设备

说明书

本发明揭示用于确定半导体结构的工艺参数或结构参数的设备及方法。从定位于半导体晶片上的多个区段中的一或多个目标获取多个光学信号。所述区段与用于制造所述一或多个目标的不同工艺参数相关联，且所述经获取的光学信号含有关于顶部结构的所关注参数POI的信息及关于形成于此顶部结构下方的一或多个底层的一或多个底层参数的信息。产生特征提取模型以从此类经获取的光学信号提取多个特征信号使得所述特征信号含有用于所述POI的信息且排除用于所述底层参数的信息。基于通过所述特征提取模型提取的所述特征信号来确定每一区段的每一顶部结构的POI值。

相关申请案的交叉参考

本申请案主张由维拉·伊万诺夫·潘德夫(Stilian Ivanov Pandev)等人于2013年8月11日申请的先前申请案第61/864,573号美国临时申请案的权利，所述申请案的全部内容出于所有目的以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及用于确定工艺参数或结构参数的方法及系统，且更特定来说，本发明涉及使用实验设计(DOE)晶片或焦点曝光矩阵(FEM)晶片确定工艺参数或结构参数。

背景技术

用于集成电路的制造中的光刻或光学光刻系统已经出现了一段时间。此类系统已证明在产品中的非常小的细节的精密制造及形成方面非常有效。在大多数光刻系统中，通过经由光射束或辐射束(例如，UV或紫外光)传递图案而将电路图像写入于衬底上。例如，光刻系统可包含将电路图像投射穿过光罩及到涂覆有对辐照敏感的材料(例如，光致抗蚀剂)的硅晶片上的光源或辐射源。经曝光的光致抗蚀剂通常形成在显影之后在后续处理步骤(举例来说，如沉积及/或蚀刻)期间屏蔽所述晶片的层的图案。

用于控制光刻工艺的两个实例工艺参数为焦点及曝光(也称为“剂量”)。焦点通常处置清晰度(光刻系统的光学子系统以所述清晰度呈现图像)，且曝光通常处置用于形成图案的光(或辐射)(例如通过光刻系统的光源产生的光)的量或剂量。焦点及曝光两者皆以非普通方式影响电路图案。举例来说，焦点及曝光的变化可引起抗蚀剂分布及印刷于光致抗蚀剂中的电路的形状的变化。

不同结构类型常常具有用于控制光刻焦点及曝光设置(在所述设置下可形成无缺陷的此类结构)的不同过程窗。用于不同结构的这些窗的交点可界定为焦点及曝光设置或窗的最优范围。

目前，使用焦点曝光矩阵(FEM)以在焦点及曝光的多个组合下曝光晶片且接着检验对于最优抗蚀剂分布(更紧密匹配所要或最优抗蚀剂分布的抗蚀剂分布)的所得图案来确定光刻系统的最优焦点及曝光设置。通常通过测量抗蚀剂分布的各种参数(例如CD)的CD扫描电子显微镜(CD-SEM)来执行检验。在大多数情况中，必须破坏(例如，切穿)晶片使得可测量这些参数。过程窗通常界定为保持最终抗蚀剂分布于指定规格内的焦点及曝光的区域(例如，过程窗通常包含最优焦点及曝光)。然而，用于确定最优过程窗的CD-SEM技术常常是耗费时间、不可靠的且不能够测量某一侧壁抗蚀剂分布。

此外，在IC结构大小持续缩小且过程窗余量也缩小时，在生产期间维持结构均匀度变得具有挑战性。在制造中的若干因素(包含与光罩增强特征回旋的光刻单元曝光序列微扰)促成以非预期且常常不可预知的方式跨曝光场改变的特征响应。

鉴于前述内容，期望用于确定及监测光刻系统的最优焦点及曝光设置的改进技术。还期望用于确定任何合适工艺参数或结构参数的改进技术。

发明内容

下文呈现本发明的简化概述以提供本发明的某些实施例的基本理解。此概述并非本发明的广泛综述且其并未识别本发明的关键/重要要素或描绘本发明的范围。其唯一目的是以简化形式呈现本文中所揭示的一些概念作为稍后呈现的更详细描述的序言。