專利名稱：管理和使用用于處理和設(shè)備控制的計量數(shù)據(jù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及對半導(dǎo)體晶片上形成的結(jié)構(gòu)進行的光學(xué)計量，更具 體地說，涉及對帶圖案結(jié)構(gòu)的光學(xué)計量。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造中，通常將周期性柵格用于確保質(zhì)量。例如，周期性柵 格的一種典型使用方式包括在半導(dǎo)體芯片的工作結(jié)構(gòu)附近制造周期性柵
格。然后用電磁輻射對周期性柵格進行照明。偏轉(zhuǎn)離開周期性柵格的電磁 輻射作為衍射信號被收集。然后對衍射信號進行分析以確定周期性柵格的 制造是否符合規(guī)格，并擴展到確定半導(dǎo)體芯片工作結(jié)構(gòu)的制造是否復(fù)合規(guī) 格。
在一種傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，將通過對周期性柵格進行照明而收集的衍射信 號(測量衍射信號)與模擬衍射信號庫進行比較。庫中的每個模擬衍射信 號與假想輪廓有關(guān)。當(dāng)測量延伸信號與庫中的模擬衍射信號之一之間建立 匹配關(guān)系時，即認為與該模擬衍射信號有關(guān)的假想輪廓代表了周期性柵格 的實際輪廓。
模擬衍射信號的庫可以使用嚴格方法來產(chǎn)生，例如嚴格耦合波分析
(RCWA)。更具體地說，在衍射建模技術(shù)中，模擬衍射信號是部分地根 據(jù)求解麥克斯韋方程組來計算的。對模擬衍射信號的計算涉及到執(zhí)行大量 的復(fù)雜計算，這可能很耗費時間和成本。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用光學(xué)計量模型對半導(dǎo)體襯底上形成的帶圖案結(jié)構(gòu) 進行檢查的裝置，該裝置包括制造系統(tǒng)和計量處理器。制造系統(tǒng)包括制造 集群、計量集群、計量模型優(yōu)化器和實時輪廓評估器。制造集群設(shè)置成對
晶片進行處理，晶片具有帶圖案結(jié)構(gòu)和不帶圖案結(jié)構(gòu)。帶圖案結(jié)構(gòu)具有下 覆膜厚度、臨界尺寸和輪廓。計量集群包括一個或多個光學(xué)計量設(shè)備。計 量集群設(shè)置成對離開帶圖案結(jié)構(gòu)和不帶圖案結(jié)構(gòu)的衍射信號進行測量。計 量模型優(yōu)化器設(shè)置成使用離開帶圖案結(jié)構(gòu)的一個或多個測量衍射信號并通 過對輪廓參數(shù)、材料折射參數(shù)和計量設(shè)備參數(shù)進行浮動來對帶圖案結(jié)構(gòu)的 光學(xué)計量模型進行優(yōu)化。實時輪廓評估器設(shè)置成使用來自計量模型優(yōu)化器 的經(jīng)優(yōu)化光學(xué)計量模型、離開帶圖案結(jié)構(gòu)的測量衍射信號和來自材料折射 參數(shù)和計量設(shè)備參數(shù)中至少一個參數(shù)的值域內(nèi)的固定值。實時輪廓評估器 設(shè)置成產(chǎn)生輸出，輸出包括帶圖案結(jié)構(gòu)的下覆膜厚度、臨界尺寸和輪廓。 計量數(shù)據(jù)處理器設(shè)置成對來自材料折射參數(shù)和計量設(shè)備參數(shù)中至少一個參 數(shù)的值域內(nèi)的固定值進行接收、處理、儲存和傳送。
圖1A是圖示了一種示例性實施例的結(jié)構(gòu)圖，該實施例中可以采用光 學(xué)計量來確定半導(dǎo)體晶片上結(jié)構(gòu)的輪廓。 圖1B圖示了示例性一維重復(fù)結(jié)構(gòu)。
圖1C圖示了示例性二維重復(fù)結(jié)構(gòu)。
圖2A圖示了二維重復(fù)結(jié)構(gòu)的單位元的示例性正交網(wǎng)格。
圖2B圖示了二維重復(fù)結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖2C是對二維重復(fù)結(jié)構(gòu)的俯視形狀進行表征的一種示例性技術(shù)。 圖3是用獲得的光學(xué)計量變量值確定晶片結(jié)構(gòu)的輪廓參數(shù)所用的一種 示例性流程圖。
圖4A是獲得晶片結(jié)構(gòu)折射率的技術(shù)的一種示例性流程圖。
圖4B是獲得計量設(shè)備變量的值所用的一種示例性流程圖。
圖5是實時輪廓評估器一種實施例的示例性結(jié)構(gòu)圖。
圖6是用于創(chuàng)建和使用輪廓服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的一種實施例的示例性結(jié)構(gòu)圖。
圖7是用于將兩個或更多個帶有計量處理器的制造系統(tǒng)與計量數(shù)據(jù)庫 相聯(lián)系以確定帶圖案結(jié)構(gòu)的輪廓參數(shù)所用的一種示例性結(jié)構(gòu)圖。
圖8是對自動化處理和設(shè)備控制所用計量數(shù)據(jù)進行管理和使用的一種 示例性流程圖。
具體實施例方式
為了便于對本發(fā)明進行說明，可以采用半導(dǎo)體晶片來示例性說明其原 理的應(yīng)用。這些方法和處理也同樣適用于具有重復(fù)結(jié)構(gòu)的其他工件。此 夕卜，在本申請中，術(shù)語"結(jié)構(gòu)"在沒有附加限制時表示帶圖案結(jié)構(gòu)。
圖1A是圖示了一種示例性實施例的結(jié)構(gòu)圖，在該實施例中，可以采
用光學(xué)計量來確定半導(dǎo)體晶片上結(jié)構(gòu)的輪廓。光學(xué)計量系統(tǒng)40包括計量 光束源41，計量光束源41將光束43投射到晶片47的目標結(jié)構(gòu)59。計量 光束43以入射角ei向目標結(jié)構(gòu)59投射，并以衍射角9d發(fā)生衍射。衍射光 束49由計量光束接收器51測量。衍射光束數(shù)據(jù)57被傳送到輪廓應(yīng)用服務(wù) 器53。輪廓應(yīng)用服務(wù)器53將測得的衍射光束數(shù)據(jù)57與模擬衍射光束數(shù)據(jù) 的庫60進行比較，所述模擬衍射光束數(shù)據(jù)代表了目標結(jié)構(gòu)的臨界尺寸與 分辨率的各種組合。在一種示例性實施例中，庫60中與測得的衍射光束 數(shù)據(jù)57最佳地匹配的實例被選擇。應(yīng)當(dāng)明白，盡管本發(fā)明常常使用衍射 光譜或信號的庫以及有關(guān)的假想輪廓來示例性說明概念和原理，但是本發(fā) 明同樣可以適用于包括模擬衍射信號及有關(guān)輪廓參數(shù)組的數(shù)據(jù)空間，例如 通過回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及用于輪廓解算的類似方法。假想輪廓以及所選擇 的庫60實例的有關(guān)臨界尺寸被假定與目標結(jié)構(gòu)59的實際截面輪廓和構(gòu)件 臨界尺寸對應(yīng)。光學(xué)計量系統(tǒng)4Q可以使用反射計、橢偏儀、或者對衍射 光束或信號進行測量的其他光學(xué)計量設(shè)備。由Niu等提交的、題為 GENERATION OF A LIBRARY OF PERIODIC GRATING DIFFRACTION SIGNAL、并于2005年9月13日授權(quán)的美國專利No. 6,913,900中描述了 一種光學(xué)計量系統(tǒng)，該專利通過引用而全文結(jié)合于此。下文中會討論在光 學(xué)計量中不需要使用庫的本發(fā)明其他示例性實施例。
一種替換形式是用機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)(MLS)來產(chǎn)生模擬衍射信號的庫。 在產(chǎn)生模擬衍射信號的庫之前，用已知的輸入和輸出數(shù)據(jù)對MLS進行訓(xùn) 練。在一種示例性實施例中，可以用釆用機器學(xué)習(xí)算法的機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)
(MLS)來產(chǎn)生模擬衍射信號，這些機器學(xué)習(xí)算法例如反向傳播、徑向基 函數(shù)、支持向量、核回歸等。對于機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)和算法的更詳細說明，可
以參見Simon Haykin著、Prentice Hall于1999年出版的"Neural Networks"，其全部內(nèi)容通過引用而結(jié)合于此。還可以參見2003年6月 27日提交的題為OPTICAL METROLOGY OF STRUCTURES FORMED ON SEMICONDUCTOR WAFERS USING MACHINE LEARNING SYSTEMS的美國專利申請No. 10/608,300，其全部內(nèi)容通過引用而結(jié)合于 此。 —
這里使用的術(shù)語"一維結(jié)構(gòu)"表示的結(jié)構(gòu)具有只在一個維度上變化的 輪廓。例如，圖IB圖示了一種周期性柵格，它具有在一個維度(即x方 向)上變化的輪廓。圖IB所示周期性柵格的輪廓在z方向上作為x方向 的函數(shù)而變化。但是，圖IB所示周期性柵格的輪廓在y方向上表現(xiàn)為大 體上均勻或連續(xù)。
這里使用的術(shù)語"二維結(jié)構(gòu)"表示的結(jié)構(gòu)具有在至少兩個維度上變化 的輪廓。例如，圖1C圖示了一種周期性柵格，它具有在兩個維度(即x 方向和y方向)上變化的輪廓。圖1C所示周期性柵格的輪廓在y方向上 也變化。
下文中對圖2A、 2B和2C的討論說明了用于光學(xué)計量建模的二維重 復(fù)結(jié)構(gòu)的特征。圖2A的俯視示了二維重復(fù)結(jié)構(gòu)的單位元的示例性正 交網(wǎng)格。假想網(wǎng)格線疊加在重復(fù)結(jié)構(gòu)的俯視圖上，其中網(wǎng)格線沿著具有周 期性的方向畫出。假想網(wǎng)格線形成了稱為單位元的區(qū)域。單位元可以布置 成正交或非正交的結(jié)構(gòu)。二維重復(fù)結(jié)構(gòu)可以包括諸如重復(fù)的柱、接觸孔、 過孔、島這樣的構(gòu)件，并可以在一個單位元內(nèi)包括兩個或更多個形狀的組 合。此外，構(gòu)件可以具有各種形狀，并可以是凹狀構(gòu)件、凸起構(gòu)件或凹狀 構(gòu)件與凸起構(gòu)件的組合。參考圖2A，重復(fù)結(jié)構(gòu)300包括以正交方式布置 有孔的單位元。單位元302包括單位元3Q2內(nèi)部的所有構(gòu)件和元件，主要 包括大體上位于單位元302中心的孔304。
圖2B圖示了一種二維重復(fù)結(jié)構(gòu)的俯視圖。單位元310包括凹狀的橢 圓孔。圖2B示出的單位元310帶有包括橢圓孔的構(gòu)件320，橢圓孔中的尺
寸逐漸變小，直到孔的底部。另外，橢圓316的長軸代表構(gòu)件320的頂 部，橢圓318的長軸代表構(gòu)件320的底部，這些長軸可以用來表征該構(gòu)件 320。此外，也可以使用構(gòu)件頂部與底部之間的中間長軸以及頂部、中部 或底部橢圓的任何短軸(未示出)。
圖2C是用于對二維重復(fù)結(jié)構(gòu)的俯視圖進行表征的一種示例性技術(shù)。 重復(fù)結(jié)構(gòu)的單位元330是構(gòu)件332，構(gòu)件332是從頂部看去呈花生狀的 島。 一種建模方式包括使用采用不定數(shù)目的橢圓和多邊形或其組合來逼近 該構(gòu)件332。進一步假定在對構(gòu)件332的俯視形狀變動進行分析之后，確 定了用兩個橢圓(橢圓1和橢圓2)以及兩個多邊形(多邊形1和多邊形 2)可以完全表征該構(gòu)件332。接著，表征這兩個橢圓和兩個多邊形所需的 參數(shù)包括以下九個參數(shù)用于橢圓1的T1和T2;用于多邊形1的T3、 T4 和91;用于多邊形2的T4、 丁5禾陽2;用于橢圓2的T6和T7。也可能采用 許多其他的形狀組合來表征單位元330中構(gòu)件332的俯視形狀。對于對二 維重復(fù)結(jié)構(gòu)進行建模的詳細說明，可以參考Vuong等人于2004年4月27 曰提交的題為 OPTICAL METROLOGY OPTIMIZATION FOR REPETITIVE STRUCTURES的美國專利申請No. 11/061，303，該申請的全 部內(nèi)容通過引用而結(jié)合于此。
圖3是對半導(dǎo)體晶片上形成的帶圖案結(jié)構(gòu)進行檢查的一種示例性流程 圖。參考圖3，在步驟400，創(chuàng)建帶圖案結(jié)構(gòu)的光學(xué)計量模型。光學(xué)計量 模型包括對帶圖案結(jié)構(gòu)的輪廓進行表征的參數(shù)(即輪廓參數(shù))、與結(jié)構(gòu)的 層中所用材料折射有關(guān)的參數(shù)(即折射參數(shù))、以及與計量設(shè)備和照明光 束相對于重復(fù)結(jié)構(gòu)的角度設(shè)定有關(guān)的參數(shù)(即計量設(shè)備參數(shù))。
如上所述，輪廓參數(shù)可以包括高度、寬度、側(cè)壁角度、輪廓構(gòu)件特 征，例如上層環(huán)形(top-rounding) 、 T形頂、基腳(footing)等。如上所 述，重復(fù)結(jié)構(gòu)的輪廓參數(shù)還可以包括用來對孔或島等的俯視形狀進行表征 的單位元的X向間距和Y向間距、橢圓的長軸和短軸、以及多邊形的尺寸。
繼續(xù)參考圖3，材料折射參數(shù)包括折射率、N參數(shù)、以及消光系數(shù)、K 參數(shù)，如下面的式子所示
<formula>formula see original document page 13</formula>
其中g(shù)amma為波長，a為材料的折射率常數(shù)，b為折射率材料的消光系數(shù)。也可 以使光學(xué)計量模型中的常數(shù)"和&浮動而不是使N和K浮動。
在步驟402，限定輪廓參數(shù)、材料折射參數(shù)和計量設(shè)備參數(shù)的范圍。 在一種示例中，對材料折射參數(shù)(例如W和《參數(shù))以及計量設(shè)備參數(shù) (例如入射光束相對于重復(fù)結(jié)構(gòu)中周期性方向的入射角和方位角)的范圍 進行限定。如上所述，可以用常數(shù)a和6來代替7V和r參數(shù)。
在步驟406，使用測量衍射信號以及輪廓參數(shù)、材料折射參數(shù)和計量 設(shè)備參數(shù)的范圍來優(yōu)化光學(xué)計量模型。例如，可以定義初始光學(xué)計量模 型。可以用步驟402中針對輪廓參數(shù)、材料折射參數(shù)和計量設(shè)備參數(shù)的限 定范圍內(nèi)的值，根據(jù)初始光學(xué)計量模型產(chǎn)生一個或多個模擬衍射信號?？?以將這一個或多個模擬衍射信號與測量衍射信號進行比較?？梢杂靡粋€或 多個終止判據(jù)對這種比較的結(jié)果進行評估，所述終止判據(jù)例如價值函數(shù)、 配合適度(GOF)等。如果不滿足這一個或多個終止判據(jù)，則隨后可以變 更初始光學(xué)計量模型來產(chǎn)生細化光學(xué)計量模型。產(chǎn)生一個或多個衍射信號 以及將這一個或多個衍射信號與測量衍射信號進行比較的處理可以重復(fù)進 行。變更光學(xué)計量模型的處理可以重復(fù)到滿足所述一個或多個終止判據(jù)為 止，以獲得優(yōu)化的計量模型。對于計量模型優(yōu)化的詳細說明，可以參見 Vuong等人于2002年6月27日提交的題為OPTIMIZATION MODEL AND PARAMETER SELECTION FOR OPTICAL METROLOGY的美國專 利申請No. 10/206,491; Vuong等人于2004年9月21日提交的題為 OPTICAL METROLOGY MODEL OPTIMIZATION BASED ON GOALS的 美國專利申請No. 10/946,729;以及Vuong等人于2004年4月27日提交 的題為OPTICAL METROLOGY OPTIMIZATION FOR REPETITIVE STRUCTURES的美國專利申請No. 11/061,303，所有這些申請通過引用而 全文結(jié)合于此。
在步驟408，對于來自材料折射參數(shù)和計量設(shè)備參數(shù)中的至少一個參
數(shù)，將至少一個參數(shù)設(shè)定在該至少一個參數(shù)的值域內(nèi)的固定值。圖4A和 圖4B是獲得光學(xué)計量模型的參數(shù)值所用技術(shù)的示例性流程圖，所述參數(shù) 值可以用作步驟408中的固定值。
圖4A是用于獲得7V和《參數(shù)值的技術(shù)的一種示例性流程圖。在步驟 500，由經(jīng)驗數(shù)據(jù)獲得7V和《參數(shù)(包括常數(shù)a和W ，所述經(jīng)驗數(shù)據(jù)例 如以前使用相同材料的晶片結(jié)構(gòu)所獲的類似數(shù)據(jù)、由以前執(zhí)行相同配方所 獲的及從出版物或手冊所獲的歷史常數(shù)值。在步驟510，使用與制造設(shè)備 相集成的光學(xué)計量設(shè)備根據(jù)測量獲得iV和i:參數(shù)(包括常數(shù)a和W ，所 述制造設(shè)備例如刻蝕或涂膠顯影(track)集成制造設(shè)備。在步驟520，使 用離線(offline)光學(xué)計量設(shè)備獲得7V和I參數(shù)(包括a和6常數(shù))。
在一種實施例中，步驟520中測量的位置是與帶圖案結(jié)構(gòu)鄰近的無圖 案區(qū)域。在另一種實施例中，所測量的位置不鄰近帶圖案結(jié)構(gòu)，而是可能 在同一晶片的測試區(qū)域中或者測試晶片的某個區(qū)域中。在另一種實施例 中，對每個或每批晶片測量一個位置，或者對同一晶片、整批晶片或者整 個處理運行(process run)使用所獲得的常數(shù)"和&?；蛘?， 一旦確定了層 厚度，則可以使用層厚度與常數(shù)a和b的此前的關(guān)系來獲得常數(shù)"和6的 值。
參考圖4a，在步驟540，對從各種來源使用各種技術(shù)獲得的材料數(shù)據(jù) 進行處理，以用于確定帶圖案結(jié)構(gòu)的輪廓。例如，如果進行了若干個測量 來確定常數(shù)"和6，則可以計算統(tǒng)計平均值。
圖4B是用于獲得計量設(shè)備參數(shù)值的流程圖。在一種實施例中，在歩 驟600，根據(jù)所選擇的計量設(shè)備，如果該計量設(shè)備具有可變?nèi)肷浣?，則由 銷售說明書或者由用于該應(yīng)用的設(shè)定來獲得照明光束的入射角。類似地， 在步驟610，根據(jù)所選擇的光學(xué)計量設(shè)備和晶片結(jié)構(gòu)應(yīng)用來確定方位角。 在步驟640，對光學(xué)計量所用的處理設(shè)備規(guī)格和設(shè)定數(shù)據(jù)進行處理。加入 用正入射的反射計或者具有固定入射角的橢偏儀作為所選擇的計量設(shè)備， 則將正入射或者該固定角度轉(zhuǎn)換成光學(xué)計量模型所需的形式。類似地，計 量設(shè)備的方位角也被轉(zhuǎn)換成光學(xué)計量模型所需的形式。
參考圖3，在步驟410，可以使用經(jīng)優(yōu)化的光學(xué)計量模型和步驟408
中的固定值來確定帶圖案結(jié)構(gòu)的輪廓。具體地說，使用經(jīng)優(yōu)化的光學(xué)計量
模型和步驟408中的固定值來確定帶圖案結(jié)構(gòu)的至少一個輪廓參數(shù)?？梢?用回歸處理或基于庫的處理來確定所述至少一個輪廓參數(shù)。
如上所述，在回歸處理中，將所測得的離開帶圖案結(jié)構(gòu)的測量衍射信 號與根據(jù)各組輪廓參數(shù)迭代產(chǎn)生的模擬衍射信號進行比較，以得到對于該 組輪廓參數(shù)的收斂值，所述收斂值與測量衍射信號相比，產(chǎn)生了最接近地 匹配的模擬衍射信號。對于基于回歸的處理的更詳細說明，可以參見2004 年8月31日授權(quán)的題為METHOD AND SYSTEM OF DYNAMIC LEARNING THROUGH A REGRESSION-BASED LIBRARY GENERATION PROCESS的美國專利NO. 6,785,638，該申請的全部內(nèi)容 通過引用而結(jié)合于此。
在基于庫的處理中，用經(jīng)優(yōu)化的計量模型產(chǎn)生光學(xué)計量數(shù)據(jù)庫。光學(xué) 計量數(shù)據(jù)庫具有模擬衍射信號與相應(yīng)組輪廓參數(shù)的對。對于產(chǎn)生光學(xué)計量 數(shù)據(jù)(例如模擬衍射信號與相應(yīng)組輪廓參數(shù)的庫)的詳細說明可以參見 Niu等人提交的、于2005年9月13日授權(quán)的題為GENERATION OF A LIBRARY OF PERIODIC GRATING DIFFRACTION SIGNAL的美國專利 No. 6,913,900，該申請的全部內(nèi)容通過引用而結(jié)合于此。
在一種實施例中，使用測量衍射信號與計量數(shù)據(jù)庫的子集來確定帶圖 案結(jié)構(gòu)的輪廓，所述子集在步驟408中固定值的范圍內(nèi)。例如，如果在步 驟408中固定了 iV和《參數(shù)的a和6常數(shù)值，則光學(xué)計量數(shù)據(jù)庫中所用到 的那部分可能是與固定值"和6對應(yīng)的模擬衍射信號和輪廓參數(shù)組。
在另一種實施例中，用測量衍射信號與整個光學(xué)計量數(shù)據(jù)庫來確定帶 圖案結(jié)構(gòu)的輪廓，即對整個數(shù)據(jù)空間進行搜索。例如，用測量衍射信號與 全部計量數(shù)據(jù)來確定帶圖案結(jié)構(gòu)的輪廓，即在使a和6常數(shù)浮動的同時搜 索匹配最佳的模擬衍射信號。
圖5是實時輪廓評估器的一種示例性結(jié)構(gòu)圖。第一制造集群916可以 包括光刻、刻蝕、熱處理系統(tǒng)、金屬化、注入、化學(xué)氣相沉積、化學(xué)機械 拋光或其他制造單元中的一種或多種。第一制造集群916通過一個或多個
處理步驟對晶片(未示出)進行處理。在各個處理步驟之后，可以在計量
集群912中對晶片進行測量。計量集群912可以是在線的或離線的計量設(shè)
備組，例如反射計、橢偏儀、混合反射計/橢偏儀、掃描電子顯微鏡、傳感 器等。
在對晶片結(jié)構(gòu)進行測量之后，計量集群912將衍射信號811傳送到模 型優(yōu)化器904。計量模型優(yōu)化器904使用制造配方輸入信息和優(yōu)化參數(shù) 803、來自計量數(shù)據(jù)庫914的先前經(jīng)驗結(jié)構(gòu)輪廓數(shù)據(jù)809、以及來自計量集 群912的測量衍射信號811，來產(chǎn)生和優(yōu)化所測結(jié)構(gòu)的光學(xué)計量模型。配 方數(shù)據(jù)803包括帶圖案和不帶圖案結(jié)構(gòu)的堆疊層中的材料。優(yōu)化參數(shù)803 包括光學(xué)計量模型中浮動的輪廓參數(shù)、材料折射參數(shù)和計量設(shè)備參數(shù)。模 型優(yōu)化器904根據(jù)離開帶圖案結(jié)構(gòu)的測量衍射信號811、配方數(shù)據(jù)和優(yōu)化 參數(shù)803、來自計量數(shù)據(jù)庫914的經(jīng)驗數(shù)據(jù)809對光學(xué)計量模型進行優(yōu) 化，并產(chǎn)生經(jīng)優(yōu)化的光學(xué)計量模型815傳送到實時輪廓評估器918。
參考圖5，實時輪廓評估器918包括經(jīng)優(yōu)化的光學(xué)計量模型815、測 量衍射信號817和經(jīng)驗計量數(shù)據(jù)805來確定帶圖案結(jié)構(gòu)的輪廓、臨界尺 寸、以及下覆厚度(underlying也ickness) 843。經(jīng)驗計量數(shù)據(jù)805可以包 括固定輪廓參數(shù)(例如間距)、AT和《參數(shù)(例如常數(shù)a和W 、和/或計 量設(shè)備參數(shù)(例如入射角和/或方位角)。實時輪廓評估器918的輸出被進 一步選擇，作為數(shù)據(jù)841傳送到第一制造集群916、作為數(shù)據(jù)827傳送到 計量數(shù)據(jù)庫914用于儲存、以及作為數(shù)據(jù)845傳送到第二制造集群930。
傳送到第一制造集群916的數(shù)據(jù)841可以包括帶圖案結(jié)構(gòu)的下覆膜厚 度、CD、和/或一個或多個輪廓參數(shù)值。帶圖案結(jié)構(gòu)的下覆膜厚度、CD和 /或一個或多個輪廓參數(shù)可以由第一制造集群用于更改一個或多個處理參 數(shù)，這些處理參數(shù)例如對于光刻制造集群的聚焦和劑量、以及對于離子注 入制造集群的摻雜濃度。傳送到第二制造集群930的數(shù)據(jù)845可以包括帶 圖案結(jié)構(gòu)的CD，它可以用于更改刻蝕制造集群中的刻蝕劑濃度或沉積集 群中的沉積時間。傳送到計量數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)827包括帶圖案結(jié)構(gòu)的下覆膜 厚度、CD和/或輪廓參數(shù)值，以及便于被其他應(yīng)用獲取的識別信息，所述 識別信息例如晶片標識符(ID)、批次ID、配方和帶圖案結(jié)構(gòu)的ID。參考圖5，如上所述，計量數(shù)據(jù)庫914可以使用識別信息作為對計量
數(shù)據(jù)進行組織和索引的方式，所述識別信息例如晶片ID、批次ID、配 方、和帶圖案結(jié)構(gòu)的ID。來自計量集群912的數(shù)據(jù)813包括與晶片、批 次、配方的標識符；地點或晶片位置；以及帶圖案結(jié)構(gòu)或不帶圖案結(jié)構(gòu)這 些內(nèi)容有關(guān)的測量衍射信號。來自計量模型優(yōu)化器904的數(shù)據(jù)809包括與 帶圖案結(jié)構(gòu)的輪廓有關(guān)的變量、計量設(shè)備類型和有關(guān)變量、以及變量在建 模中所用的浮動范圍和建模中固定的變量值。如上所述，經(jīng)驗計量數(shù)據(jù) 805可以包括固定輪廓參數(shù)(例如間距)、iV和《參數(shù)(例如常數(shù)a和W 和/或計量設(shè)備參數(shù)(例如入射角和/或方位角)。
圖6是創(chuàng)建和使用輪廓服務(wù)器以確定與測量衍射信號對應(yīng)的輪廓所用 的一種實施例的示例性結(jié)構(gòu)圖。除了兩處不同之外，圖6與圖5類似。首 先，圖6中模型優(yōu)化器904除了對計量模型進行優(yōu)化外，還可以創(chuàng)建兩個 數(shù)據(jù)集之一或者是全部兩個數(shù)據(jù)集。第一數(shù)據(jù)集是模擬衍射信號與相應(yīng)組 輪廓參數(shù)的配對庫。第二數(shù)據(jù)集是經(jīng)訓(xùn)練的機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)(MLS)，其中 可以用庫的子集、上述第一數(shù)據(jù)集來訓(xùn)練MLS。第一和/或第二數(shù)據(jù)集819 儲存在計量數(shù)據(jù)庫914中。其次，圖5中的實時輪廓評估器918被圖6中 的輪廓服務(wù)器920代替。輪廓服務(wù)器920使用庫數(shù)據(jù)集，或者使用可從計 量模型優(yōu)化器904獲得的經(jīng)訓(xùn)練的MLS數(shù)據(jù)集。或者，輪廓服務(wù)器920 可以對計量數(shù)據(jù)庫914中所儲存的數(shù)據(jù)集進行訪問。輪廓服務(wù)器920使用 來自計量集群912的測量衍射信號817、來自計量數(shù)據(jù)庫914的庫或經(jīng)訓(xùn) 練的MLS來確定帶圖案結(jié)構(gòu)843的下覆膜厚度、CD、以及輪廓參數(shù)。另 外，輪廓服務(wù)器920還可以使用經(jīng)驗計量數(shù)據(jù)850來設(shè)定庫或經(jīng)訓(xùn)練MLS 的邊界，其中所述經(jīng)驗計量數(shù)據(jù)805包括固定輪廓參數(shù)(例如間距)、W 和《參數(shù)(例如常數(shù)a和ZO和/或計量設(shè)備參數(shù)(例如入射角和/或方位 角)，所述庫或經(jīng)訓(xùn)練MLS用于尋找與測量衍射信號817的最佳匹配。
圖7是將兩個或更多個帶有計量處理器的制造系統(tǒng)與計量數(shù)據(jù)庫聯(lián)系 起來判定帶圖案結(jié)構(gòu)的輪廓參數(shù)所用的一種示例性結(jié)構(gòu)圖。第一制造系統(tǒng) 940包括模型優(yōu)化器942、實時輪廓評估器944、輪廓服務(wù)器946、制造集 群948和計量集群950。第一制造系統(tǒng)940連接到計量處理器1010。計量
處理器101Q連接到計量數(shù)據(jù)源1000、計量數(shù)據(jù)庫1040、制造主機處理器 1020，并連接到處理模擬器1050。
參考圖7，第一制造系統(tǒng)940的這些部件，即模型優(yōu)化器942、實時 輪廓評估器944、輪廓服務(wù)器946、制造集群948和計量集群950，被分別 設(shè)置成執(zhí)行與圖5和圖6所述相應(yīng)設(shè)備相同的功能。計量處理器1010從離 線的或遠程的計量數(shù)據(jù)源1000接收計量數(shù)據(jù)864。離線計量數(shù)據(jù)源1000 可以是制造地點的計量設(shè)備的離線集群，例如反射計、橢偏儀、SEM等。 遠程計量數(shù)據(jù)源1000可以包括遠程數(shù)據(jù)服務(wù)器或遠程處理器或者提供應(yīng) 用所需計量數(shù)據(jù)的網(wǎng)站。從第一制造系統(tǒng)940到計量處理器1010的數(shù)據(jù) 860可以包括經(jīng)優(yōu)化的計量模型的輪廓參數(shù)范圍和所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)庫以確定 結(jié)構(gòu)的輪廓參數(shù)。數(shù)據(jù)庫1040可以包括模擬衍射信號與相應(yīng)輪廓參數(shù)組 的配對庫或者經(jīng)訓(xùn)練的MLS，所述經(jīng)訓(xùn)練的MLS可以對輸入的測量衍射 信號產(chǎn)生輪廓參數(shù)組。從數(shù)據(jù)庫1040到計量處理器1010的數(shù)據(jù)870包括 輪廓參數(shù)組和/或模擬衍射信號。從計量處理器1010到第一計量系統(tǒng)940 的數(shù)據(jù)860包括輪廓參數(shù)、材料折射參數(shù)和計量設(shè)備參數(shù)的值，以指定要 在庫中搜索的那部分數(shù)據(jù)空間或者計量數(shù)據(jù)庫1040中儲存的經(jīng)訓(xùn)練的 MLS。從第二制造系統(tǒng)970向計量處理器1010傳送的、以及來自第二制 造系統(tǒng)970的數(shù)據(jù)862類似于從第一制造系統(tǒng)940傳送的和來自第一制造 系統(tǒng)940的數(shù)據(jù)860。
繼續(xù)參考圖7，從計量處理器1010向制造主機處理器1020傳送的和 來自計量處理器1010的數(shù)據(jù)866可以包括與由第一制造系統(tǒng)940和第二制 造系統(tǒng)970中的計量集群950、 980測得的應(yīng)用配方和處理數(shù)據(jù)有關(guān)的數(shù) 據(jù)。數(shù)據(jù)868 (例如用處理模擬器1050計算出的輪廓參數(shù)值)被傳送到計 量處理器1010，以用于將計量模型的所選擇變量設(shè)定到固定值。處理模擬 器的示例有ProlithTM、 RaphaelTM、 AthenaTM等。或者，可以由輪廓服務(wù)器 946和976使用輪廓參數(shù)值來限定數(shù)據(jù)空間以在庫中搜索，或者限定計量 數(shù)據(jù)庫1040中儲存的經(jīng)訓(xùn)練的MLS。圖7的計量數(shù)據(jù)庫1040是計量數(shù)據(jù) 的倉庫，第一制造系統(tǒng)940和/或第二制造系統(tǒng)970可以獲得該計量數(shù)據(jù)。 如上所述，第一制造系統(tǒng)940和/或第二制造系統(tǒng)970可以包括光刻、刻
蝕、熱處理系統(tǒng)、金屬化、注入、化學(xué)氣相沉積、化學(xué)機械拋光或其他制 造單元中的一種或多種。
圖8是對計量數(shù)據(jù)進行管理和使用、以確定帶圖案結(jié)構(gòu)的輪廓并控制
自動化處理和設(shè)備所用的一種示例性流程圖。在步驟1100，用圖3所述方 法產(chǎn)生并優(yōu)化光學(xué)計量模型。在步驟1110，用經(jīng)優(yōu)化的光學(xué)計量模型產(chǎn)生
一個或多個數(shù)據(jù)庫以確定結(jié)構(gòu)輪廓參數(shù)。所述數(shù)據(jù)庫可以包括模擬衍射信
號與相應(yīng)輪廓參數(shù)組的配對庫或者經(jīng)訓(xùn)練的MLS系統(tǒng)，所述經(jīng)訓(xùn)練的 MLS系統(tǒng)可以對輸入的測量衍射信號產(chǎn)生輪廓參數(shù)組。在步驟1120，針 對輪廓參數(shù)、材料折射參數(shù)和計量設(shè)備參數(shù)獲得數(shù)據(jù)。如上所述，所選擇 的輪廓參數(shù)是那些不變的、或者可以用測量值或針對類似晶片應(yīng)用的經(jīng)驗 數(shù)據(jù)固定下來的輪廓參數(shù)。針對材料折射參數(shù)的值是用于折射率7V和消光 系數(shù)i:的"和6常數(shù)。用于計量設(shè)備參數(shù)的值(例如入射角)是根據(jù)計量 設(shè)備的銷售說明書獲得的。針對方位角的值是根據(jù)衍射測量中所用的設(shè)置 獲得的。在步驟1130，使用測量衍射信號來確定輪廓參數(shù)、臨界尺寸
(CD)和下覆厚度。
參考圖8，在步驟1140，將輪廓參數(shù)和結(jié)構(gòu)的材料數(shù)據(jù)與識別信息相 聯(lián)系。識別信息包括測量結(jié)構(gòu)的地點、晶片、晶片批次、運行(nm)、應(yīng) 用配方和其他與制造有關(guān)的數(shù)據(jù)。在步驟1150，將計量數(shù)據(jù)和有關(guān)的識別 信息儲存在計量數(shù)據(jù)庫中。在步驟1160可以將計量數(shù)據(jù)和/或有關(guān)識別信 息傳送到此后或此前的制造處理步驟。在步驟1170，用所傳送的計量數(shù)據(jù) 和/或有關(guān)識別信息來改變此后或此前的制造處理步驟的至少一個處理變 量，或者改變此前、當(dāng)前或此后的制造處理步驟中的設(shè)備控制變量。例 如，將結(jié)構(gòu)在刻蝕處理步驟處的中間臨界尺寸(MCD)值傳送到此前的光 刻處理步驟，在所述光刻處理步驟用該MCD值來改變光刻處理步驟中步 進機(stepper)的劑量和/或焦點。或者，可以將結(jié)構(gòu)的底部臨界尺寸
(BCD)傳送到刻蝕處理步驟，并用BCD值來改變刻蝕長度或刻蝕劑濃 度。在另一種實施例中，可以將MCD發(fā)送到當(dāng)前處理，例如后曝光烘烤
(PEB)處理步驟，在該步驟中用MCD值來改變PEB處理的溫度。還可 以用MCD來改變當(dāng)前處理中的處理變量，例如刻蝕處理中反應(yīng)室中的壓
力。
具體地說，應(yīng)當(dāng)明白，這里所述本發(fā)明的功能實現(xiàn)方式可以通過硬 件、軟件、固件和/或其他可能的功能部件或模塊來等同地實施。例如，計 量數(shù)據(jù)庫可以在計算機存儲器中，或者在實際的計算機儲存裝置或介質(zhì) 中。根據(jù)上述教導(dǎo)可以有其他改變形式和實施方式，因此本發(fā)明的范圍不 應(yīng)由這些詳細說明來限定，而是由權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種使用光學(xué)計量模型對半導(dǎo)體晶片上形成的帶圖案結(jié)構(gòu)進行檢查的裝置，所述裝置包括第一制造系統(tǒng)，包括第一制造集群，設(shè)置成對晶片進行處理，所述晶片具有第一帶圖案結(jié)構(gòu)和第一不帶圖案結(jié)構(gòu)，所述第一帶圖案結(jié)構(gòu)具有下覆膜厚度、臨界尺寸、和輪廓；第一計量集群，包括連接到所述第一制造集群的一個或多個光學(xué)計量設(shè)備，所述第一計量集群設(shè)置成對離開所述第一帶圖案結(jié)構(gòu)和所述第一不帶圖案結(jié)構(gòu)的衍射信號進行測量；第一計量模型優(yōu)化器，連接到所述第一制造集群和所述第一計量集群，所述第一計量模型優(yōu)化器設(shè)置成使用離開所述第一帶圖案結(jié)構(gòu)的一個或多個測量衍射信號并采用浮動的輪廓參數(shù)、材料折射參數(shù)以及計量設(shè)備參數(shù)來對所述第一帶圖案結(jié)構(gòu)的光學(xué)計量模型進行優(yōu)化；第一實時輪廓評估器，連接到所述第一光學(xué)模型優(yōu)化器和所述第一計量集群，并被設(shè)置成使用來自所述第一計量模型優(yōu)化器的經(jīng)優(yōu)化光學(xué)計量模型、離開所述第一帶圖案結(jié)構(gòu)的測量衍射信號、和來自所述材料折射參數(shù)和所述計量設(shè)備參數(shù)中至少一個參數(shù)的值域內(nèi)的固定值，其中，所述第一實時輪廓評估器被設(shè)置以創(chuàng)建輸出，所述輸出包括所述第一帶圖案結(jié)構(gòu)的下覆膜厚度、臨界尺寸和輪廓；以及計量處理器，連接到所述第一制造系統(tǒng)，所述計量數(shù)據(jù)處理器設(shè)置成對來自所述材料折射參數(shù)和所述計量設(shè)備參數(shù)中至少一個參數(shù)的值域內(nèi)的固定值進行接收、處理、儲存和傳送。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述計量處理器還設(shè)置成對所 述經(jīng)優(yōu)化光學(xué)計量模型、以及所述第一帶圖案結(jié)構(gòu)的下覆膜厚度、輪廓參 數(shù)、臨界尺寸、材料折射參數(shù)及計量設(shè)備參數(shù)進行接收、處理、儲存和傳 送。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一制造系統(tǒng)還包括 第一輪廓服務(wù)器，連接到所述第一光學(xué)模型優(yōu)化器和所述第一計量集 群，并被設(shè)置成使用來自所述第一光學(xué)計量模型優(yōu)化器的所述經(jīng)優(yōu)化光學(xué) 計量模型、離開所述第一帶圖案結(jié)構(gòu)的所述測量衍射信號以及所述固定 值，其中，所述第一輪廓服務(wù)器設(shè)置以創(chuàng)建輸出，所述輸出包括所述第一 帶圖案結(jié)構(gòu)的下覆膜厚度、臨界尺寸和輪廓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述材料折射參數(shù)包括折射率 參數(shù)和消光系數(shù)參數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述折射率參數(shù)由表達式MA, a)通過向量a表示，所述消光系數(shù)參數(shù)由表達式K(/1, 6)通過向量6表示， 其中所述義為波長。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述折射率參數(shù)和所述消光系 數(shù)參數(shù)被固定到使用所述第一光學(xué)計量集群測得的所述帶圖案結(jié)構(gòu)的多層 的折射率值和消光系數(shù)值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述第一帶圖案結(jié)構(gòu)的多層的折射率值和消光系數(shù)值是從所述第一不帶圖案結(jié)構(gòu)、或者同一晶片中的不 帶圖案區(qū)域、或者測試晶片的不帶圖案區(qū)域測量的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，對晶片上至少2個位置進行測量并計算統(tǒng)計平均。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述折射率參數(shù)和所述消光系 數(shù)參數(shù)被固定到由經(jīng)驗或由理論得到的同一材料的折射率值和消光系數(shù) 值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述計量設(shè)備參數(shù)包括入射 角和/或方位角。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括計量數(shù)據(jù)庫，連接到所述計量數(shù)據(jù)處理器，所述計量數(shù)據(jù)庫設(shè)置成存儲和訪問所述第一帶圖案結(jié)構(gòu)的所述經(jīng)優(yōu)化光學(xué)計量模型和所述固定值。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，所述計量數(shù)據(jù)庫設(shè)置成儲存和訪問成對的所述第一帶圖案結(jié)構(gòu)的模擬衍射信號與相應(yīng)的輪廓參數(shù)組。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，所述計量數(shù)據(jù)庫設(shè)置成儲存 和訪問光學(xué)計量機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)組和/或所述第一帶圖案結(jié)構(gòu)的經(jīng) 訓(xùn)練光學(xué)計量機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，所述計量數(shù)據(jù)處理器連接到 第二制造系統(tǒng)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述第二制造系統(tǒng)設(shè)置成對 晶片進行處理，所述晶片具有第二帶圖案結(jié)構(gòu)和第二不帶圖案結(jié)構(gòu)，所述 第二帶圖案結(jié)構(gòu)具有下覆膜厚度、臨界尺寸和輪廓，所述第二制造系統(tǒng)包 括第二制造集群，設(shè)置成對晶片進行處理，所述晶片具有第二帶圖 案結(jié)構(gòu)和第二不帶圖案結(jié)構(gòu)，所述第二帶圖案結(jié)構(gòu)具有下覆膜厚度、臨界 尺寸、和輪廓；第二計量集群，包括連接到所述第二制造集群的一個或多個光學(xué) 計量設(shè)備，所述第二計量集群設(shè)置成對離開所述第二帶圖案結(jié)構(gòu)和所述第 二不帶圖案結(jié)構(gòu)的衍射信號進行測量；第二計量模型優(yōu)化器，連接到所述第二制造集群和所述第二計量 集群，所述第二計量模型優(yōu)化器設(shè)置成使用離開所述第二帶圖案結(jié)構(gòu)的一 個或多個測量衍射信號并采用浮動的輪廓參數(shù)、材料折射參數(shù)以及計量設(shè)備參數(shù)來對所述第二帶圖案結(jié)構(gòu)的第二光學(xué)計量模型進行優(yōu)化；第二實時輪廓評估器，連接到所述第二光學(xué)模型優(yōu)化器和所述第 二計量集群，并被設(shè)置成使用來自所述第二計量模型優(yōu)化器的經(jīng)優(yōu)化光學(xué) 計量模型、離開所述第二帶圖案結(jié)構(gòu)的測量衍射信號、和來自所述材料折 射參數(shù)和所述計量設(shè)備參數(shù)中至少一個參數(shù)的值域內(nèi)的固定值，其中，所 述第二實時輪廓評估器被設(shè)置以創(chuàng)建輸出，所述輸出包括所述第二帶圖案 結(jié)構(gòu)的下覆膜厚度、臨界尺寸和輪廓。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述第二制造系統(tǒng)還包括 第二輪廓服務(wù)器，連接到所述第二光學(xué)模型優(yōu)化器和所述第二計量集群，并被設(shè)置成使用來自所述第二光學(xué)計量模型優(yōu)化器的所述經(jīng)優(yōu)化光學(xué) 計量模型、離開所述第二帶圖案結(jié)構(gòu)的所述測量衍射信號、和所述固定 值，并被設(shè)置以創(chuàng)建輸出，所述輸出包括所述第二帶圖案結(jié)構(gòu)的下覆膜厚 度、臨界尺寸和輪廓。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述第一帶圖案結(jié)構(gòu)的所述 下覆膜厚度、所述臨界尺寸、和所述輪廓中至少其一被用于更改所述第二 制造集群的至少一個處理參數(shù)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述第二帶圖案結(jié)構(gòu)的所述 下覆膜厚度、所述臨界尺寸、和所述輪廓中至少其一被用于更改所述第一 制造集群的至少一個處理參數(shù)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述第一帶圖案結(jié)構(gòu)的所述 下覆膜厚度、所述臨界尺寸、和所述輪廓中至少其一被用于更改所述第一 制造集群的至少一個處理參數(shù)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述第二帶圖案結(jié)構(gòu)的所述 下覆膜厚度、所述臨界尺寸、和所述輪廓中至少其一被用于更改所述第二 制造集群的至少一個處理參數(shù)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述計量數(shù)據(jù)庫被設(shè)置成存 儲和訪問成對的所述第二帶圖案機構(gòu)的模擬衍射信號和相應(yīng)的輪廓參數(shù) 組。
22. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述計量數(shù)據(jù)庫設(shè)置成儲存 和訪問光學(xué)計量機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)組和/或第二帶圖案結(jié)構(gòu)的經(jīng)訓(xùn)練 光學(xué)計量機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述計量處理器設(shè)置成從/向 離線的或遠程的計量數(shù)據(jù)源進行計量數(shù)據(jù)的接收、處理和傳送。
24. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述計量處理器連接到處理 模擬器。
25. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述計量處理器連接到處理 模擬器，所述計量處理器設(shè)置成從其他來源接收和處理計量數(shù)據(jù)和/或處理 來自所述處理模擬器的計量數(shù)據(jù)并向其他制造系統(tǒng)傳送計量數(shù)據(jù)，所述記 量數(shù)據(jù)包括輪廓參數(shù)、材料折射參數(shù)和計量設(shè)備參數(shù)。
26. —種對與經(jīng)受一個或多個制造處理的晶片中的結(jié)構(gòu)有關(guān)的計量數(shù) 據(jù)進行管理的方法，所述方法包括 a) 創(chuàng)建用于帶圖案結(jié)構(gòu)的光學(xué)計量模型，所述光學(xué)計量模型具有輪廓 參數(shù)、材料折射參數(shù)和計量設(shè)備參數(shù)；b) 限定所述輪廓參數(shù)、材料折射參數(shù)和計量設(shè)備參數(shù)的值域；c) 獲得所述帶圖案結(jié)構(gòu)的一個或多個測量衍射信號；d) 用步驟b)中限定的所述值域和步驟c)中獲得的所述帶圖案結(jié)構(gòu)的所述一個或多個測量衍射信號來優(yōu)化所述光學(xué)計量模型，以獲得經(jīng)優(yōu)化的光 學(xué)計量模型；e) 對于來自所述材料折射參數(shù)和所述計量設(shè)備參數(shù)中的至少一個參 數(shù)，將所述至少一個參數(shù)設(shè)定到所述至少一個參數(shù)值域內(nèi)的固定值；f) 用所述經(jīng)優(yōu)化的光學(xué)計量模型產(chǎn)生一個或多個計量數(shù)據(jù)庫，其中， 所述一個或多個計量數(shù)據(jù)庫用于確定所述帶圖案結(jié)構(gòu)的所述輪廓參數(shù)；g) 用離開所述帶圖案結(jié)構(gòu)的測量衍射信號和產(chǎn)生的所述一個或多個計 量數(shù)據(jù)庫來確定所述帶圖案結(jié)構(gòu)的所述輪廓參數(shù)；以及h) 將所確定的所述帶圖案結(jié)構(gòu)的所述輪廓參數(shù)與所述晶片中跟材料數(shù) 據(jù)、計量設(shè)備數(shù)據(jù)、帶圖案結(jié)構(gòu)位置有關(guān)的識別信息、晶片標識符、和/或 制造步驟標識符相聯(lián)系。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，還包括11) 儲存相聯(lián)系的所述帶圖案結(jié)構(gòu)的所述輪廓參數(shù)并在計量數(shù)據(jù)庫中識別拄自 力1」I 口尼、。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，還包括12) 使用所述帶圖案結(jié)構(gòu)的所述輪廓參數(shù)和/或識別信息在所述制造系 統(tǒng)中的制造集群中改變至少一個處理變量或改變制造設(shè)備的設(shè)定。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，還包括13) 將所述帶圖案結(jié)構(gòu)的所述輪廓參數(shù)和/或識別信息傳送到另外的制 造系統(tǒng)，其中，所述輪廓參數(shù)用于改變所述另外的制造系統(tǒng)的至少一個處 理變量。
30. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述另外的制造系統(tǒng)用于所 述晶片應(yīng)用的先前制造步驟。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中，所述另外的制造系統(tǒng)用于所述晶片應(yīng)用的后來制造步驟(
全文摘要
管理和使用用于處理和設(shè)備控制的計量數(shù)據(jù)的裝置包括制造系統(tǒng)和計量處理器。制造系統(tǒng)包括制造集群、計量集群、計量模型優(yōu)化器和實時輪廓評估器。制造集群對具有圖案結(jié)構(gòu)和不帶圖案結(jié)構(gòu)的晶片進行處理。計量集群測量離開圖案結(jié)構(gòu)和不帶圖案結(jié)構(gòu)的衍射信號。計量模型優(yōu)化器使用測量衍射信號并浮動輪廓參數(shù)、材料折射參數(shù)和計量設(shè)備參數(shù)來優(yōu)化光學(xué)計量模型。實時輪廓評估器使用經(jīng)優(yōu)化光學(xué)計量模型、測量衍射信號和材料折射參數(shù)和計量設(shè)備參數(shù)中至少一個參數(shù)的值域內(nèi)的固定值。實時輪廓評估器產(chǎn)生包括下覆膜厚度、臨界尺寸和輪廓的輸出。計量數(shù)據(jù)處理器對來自材料折射參數(shù)和計量設(shè)備參數(shù)中至少一個參數(shù)的值域內(nèi)的固定值進行接收、處理、儲存和傳送。
文檔編號G01B11/24GK101359612SQ200710135858
公開日2009年2月4日 申請日期2007年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月30日
發(fā)明者曼紐爾·B·瑪?shù)氯鸺? 維·翁, 鮑君威 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社