[发明专利]周期性半导体装置偏移计量学系统及方法

权利要求书

1.一种用于测量多层半导体装置的制造中的偏移的偏移计量学方法，所述多层半导体装置包含：第一周期性结构，其具有沿着第一轴的第一间距，所述第一周期性结构与所述多层半导体装置的第一层一起形成；第二周期性结构，其具有沿着第二轴的第二间距，所述第二轴与所述第一轴不平行，所述第二周期性结构与所述多层半导体装置的所述第一层一起形成；及第三周期性结构，其具有沿着第三轴的第三间距，所述第三轴与所述第一轴不平行且所述第三轴与所述第二轴不平行，所述第三周期性结构与所述多层半导体装置的第二层一起形成，所述第三周期性结构及所述第一周期性结构及所述第二周期性结构彼此覆盖；

所述偏移计量学方法包括：

产生所述第一周期性结构、所述第二周期性结构及所述第三周期性结构的单个图像，借此提供聚合信号；

从所述聚合信号提取第一分量，所述第一分量归因于所述第一周期性结构；

从所述聚合信号提取第二分量，所述第二分量归因于所述第二周期性结构；

从所述聚合信号提取第三分量，所述第三分量归因于所述第三周期性结构；及

分析所述第一分量、所述第二分量及所述第三分量，借此确定所述第一层与所述第二层之间的偏移。

2.根据权利要求1所述的偏移计量学方法，且其中所述单个图像使用使用具有长度及面积的视野的扫描电子显微镜产生。

3.根据权利要求2所述的偏移计量学方法，且其中所述聚合信号包含来自整个所述面积的贡献。

4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的偏移计量学方法，且其中所述从所述聚合信号提取所述第一分量包括仅考虑位于沿着所述第一轴的所述聚合信号的一部分。

5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的偏移计量学方法，且其中所述从所述聚合信号提取所述第二分量包括仅考虑位于沿着所述第二轴的所述聚合信号的一部分。

6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的偏移计量学方法，且其中所述从所述聚合信号提取所述第三分量包括仅考虑位于沿着所述第三轴的所述聚合信号的一部分。

7.根据权利要求1到6中任一权利要求所述的偏移计量学方法，且其还包括：

产生干净第一周期性结构数据；

产生干净第二周期性结构数据；及

产生干净第三周期性结构数据。

8.根据权利要求7所述的偏移计量学方法，且其中所述干净第一周期性结构数据是所述第一分量及所述第一间距的函数。

9.根据权利要求7所述的偏移计量学方法，且其中所述干净第一周期性结构数据是所述第一分量、所述第一间距及所述第一间距的谐波的函数。

10.根据权利要求7到9中任一权利要求所述的偏移计量学方法，且其中所述干净第二周期性结构数据是所述第二分量及所述第二间距的函数。

11.根据权利要求7到9中任一权利要求所述的偏移计量学方法，且其中所述干净第二周期性结构数据是所述第二分量、所述第二间距及所述第二间距的谐波的函数。

12.根据权利要求7到11中任一权利要求所述的偏移计量学方法，且其中所述干净第三周期性结构数据是所述第三分量及所述第三间距的函数。

13.根据权利要求7到11中任一权利要求所述的偏移计量学方法，且其中所述干净第三周期性结构数据是所述第三分量、所述第三间距及所述第三间距的谐波的函数。