用于评价结构的所感兴趣的参数的值的重构品质的方法和检验设备以及计算机程序产品的制作方法
【专利说明】用于评价结构的所感兴趣的参数的值的重构品质的方法和检 验设备从及计算机程序产品
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2013年8月13日递交的美国临时申请61/865,354的权益，并且其通 过引用全文并入本文。
技术领域
[0003] 本发明设及用于评价结构的所感兴趣的参数的值的重构品质的方法和检验设备 W及计算机程序产品。本发明可W应用于例如显微结构的量测，例如用W评价光刻设备的 临界尺寸(CD)性能。
【背景技术】
[0004] 光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例 如，可W将光刻设备用在集成电路（ICs)的制造中。在运种情况下，可W将可选地称为掩模 或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在所述1C的单层上的电路图案。可W将该图案转 移到衬底(例如，娃晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管忍、一个或多个管忍)上。所述 图案的转移通常是通过将图案成像到提供到衬底上的福射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常， 单个衬底将包含连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括:所谓的步进 机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来福射每一个目标部分； W及所谓的扫描器，在所述扫描器中，通过福射束沿给定方向Γ扫描"方向）扫描所述图案、 同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来福射每一个目标部分。也可能通过 将图案压印（imprinting)到衬底的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。
[0005] 为了监测光刻过程，测量图案化的衬底的参数。参数可W包括，例如形成在图案化 衬底中或上的连续的层之间的重叠误差和经过显影的光敏抗蚀剂的临界线宽(CD)。可W在 产品衬底上和/或在专用的量测目标上执行所述测量。存在多种技术用于测量在光刻过程 中形成的显微结构，包括使用扫描电子显微镜和不同的专用工具来进行测量。一种快速且 非侵入形式的专用的检验工具是散射仪，其中福射束被引导至衬底表面上的物体上，并且 测量散射或反射束的属性。已知两种主要类型的散射仪。光谱散射仪将宽带福射束引导到 衬底上并且测量散射到特定的窄的角度范围中的福射的光谱(强度和/或偏振状态作为波 长的函数）。角分辨散射仪使用单色福射束，并且将散射的福射的强度和/或偏振状态作为 角度的函数测量。
[0006] 通过对比束在其已经被衬底反射或散射之前和之后的属性，可W确定衬底的属 性，或者更具体地出现在衬底上或中的一个或多个结构的一个或多个属性。运例如可W利 用通过对比由反射或散射束的测量获得的数据与由参数(数学)模型计算的模型(模拟)衍 射信号W重构来完成。所计算的信号可W被预计算并存储在库内，该库表示分布在参数化 的模型的参数空间内的多个备选衬底结构。替换地或附加地，在迭代捜索过程期间可W变 化参数，直到所计算的衍射信号与测量信号匹配为止。例如在美国专利号7522293(Wu)(通 过引用全文并入本文）中，运两种技术被分别描述(例如)为"基于库"和"基于回归"的过程。
[0007] 尤其地，对于复杂的结构，或包含特定材料的结构，对于散射束精确地建模所需要 的数量大。限定"模型选配方案(model recipe，或称为模型'配方' Γ，其中参数被限定为给 定的Γ固定"）或可变的Γ浮动"）。对于浮动参数，限定绝对值或相对于名义值的偏差的变 化的预定范围。在W0 2011-151121(Aben)(通过引用全文并入本文）中，已经描述了例如也 能够在浮动参数之间建立关系。
[0008] 重要的是重构提供结构的所感兴趣的参数(例如，CD)的值，当重构值被用于监测 和/或控制光刻过程时所述值是精确的。通常地，所感兴趣的参数的重构值越接近所感兴趣 的参数的物理值，可W越好地监测和/或控制光刻过程。已知有通过对比所感兴趣的参数的 重构值与使用扫描电子显微镜(SEM)获得的所感兴趣的参数的值评价结构的所感兴趣的参 数的值的重构品质。然而，运必需需要扫描电子显微镜的有效性。另外，由于扫描电子显微 镜相对较慢，使用扫描电子显微镜去获得所感兴趣的参数的值需要较长时间。此外，由于扫 描电子显微镜的系统误差，使用扫描电子显微镜获得的所感兴趣的参数的值可能不总是精 确地接近所感兴趣的参数的物理值。
【发明内容】
[0009] 本发明旨在提供一种改进的评价结构的所感兴趣的参数的值的重构品质的方法。 发明人已经认识到一种通过使用结构的参数的重构值预测结构的所感兴趣的参数的值并 且通过对比所感兴趣的参数的预测值和所感兴趣的参数的重构值来评价结构的所感兴趣 的参数的值的重构品质的方法，其不需要使用扫描电子显微镜。
[0010] 根据本发明的第一实施例，提供了一种评价结构的所感兴趣的参数的值的重构品 质的方法，所述方法包括:对于一组结构中的每一个结构，使用一个或多个福射束照射该结 构并且检测由福射和结构之间的相互作用引起的与结构相关的信号;对于该组结构中的每 一个结构，用与结构相关的信号重构该结构的数学模型的参数的值，其中所述参数中的至 少一个参数被指定为结构的所感兴趣的参数;使用与该组结构相关的参数的重构值中的至 少一子组的重构值对于该组结构中的每一个结构预测结构的所感兴趣的参数的值；W及对 比所感兴趣的参数的预测值和所感兴趣的参数的重构值来评价结构的所感兴趣的参数的 值的重构品质。
[0011] 本发明的实施例允许不需要使用扫描电子显微镜进行结构的所感兴趣的参数的 值的重构品质的评价。因此，不需要昂贵的扫描电子显微镜的可用性。此外，由于不需要使 用慢速的扫描电子显微镜，因而节省了时间。除此之外，发明人已经认识到本发明提供了一 种良好的评价结构的所感兴趣的参数的值的重构品质的方法。然而，使用扫描电子显微镜 获得的所感兴趣的参数的值可能并不总是精确地接近利用已知的方法获得的所感兴趣的 参数的物理值，可靠性更低。
[0012] 不受限于理论，本发明的实施例提供一种可靠的评价结构的所感兴趣的参数的值 的重构品质的方法的原因可能是因为它是可预测性的。在结构的所感兴趣的参数的值可W 被重构之前，结构被使用一个或多个福射束照射并且由福射和结构的相互作用引起的与结 构相关的信号被检测。结构的数学模型的参数的值被用与结构相关的信号重构，其中所述 参数中的至少一个参数被指定为结构的所感兴趣的参数。与结构相关的信号对结构的多个 参数的变化敏感。运些参数可w为结构的任何描述符号。通常地，信号对一个参数的敏感性 接近信号对其它参数（的组合）的敏感性。运个问题被称作相关性。合适的建模和信号处理 被用于分离信号中不同参数的作用。然而，发明人已经看到在实践中仍然有一定程度的相 关性存在。运恶化了参数的测量的准确性、精度和速度，包括用户感兴趣的量测的参数。因 此，知道在测量中是否存在任何相关性是有意义的。发明人已经认识到如果测量遭受相关 性，那么设及在相关性中的参数的值联合地改变。运暗示着如果存在相关性，那么可W使用 其它参数的值预测所感兴趣的参数的值。通常地，参数能够通过其它参数的值被预测得越 好，在测量中存在越大的相关性。因此，使用其它参数的重构值预测所感兴趣的参数的值， 并且对比所感兴趣的参数的预测值和所感兴趣的参数的重构值，W评价结构的所感兴趣的 参数的值的重构品质。
[0013] 本发明的另一个实施例还提供一种用于评价结构的所感兴趣的参数的值的重构 品质的检验设备，所述设备包括:照射系统，用于使用一个或多个福射束照射一组结构的每 一个结构;检测系统，用于对于该组结构中的每一个结构检测由福射和结构之间的相互作 用引起的与结构相关的信号；W及处理器，其中所述处理器被设置为对于该组结构中的每 一个结构用与结构相关的信号重构所述结构的数学模型的参数的值，其中所述参数中的至 少一个参数被指定为结构的所感兴趣的参数，其中所述处理器被设置为使用与该组结构相 关的参数的重构值的至少一子组的重构值对于该组结构中的每一个结构预测结构的所感 兴趣的参数的值，并且其中所述处理器被设置为对比所感兴趣的参数的预测值和所感兴趣 的参数的重构值，W评价结构的所感兴趣的参数的值的重构品质。
[0014] 本发明的另一个实施例还提供一种包含用于评价结构的所感兴趣的参数的值的 重构品质的一个或多个机器可读指令序列的计算机程序产品，所述指令适于使一个或多个 处理器:对于一组结构中的每一个结构接收在预定的照射下由福射和结构之间的相互作用 引起的与结构相关的被检测的信号;对于该组结构中的每一个结构用与结构相关的信号重 构结构的数学模型的参数的值，其中所述参数中的至少一个参数被指定为结构的所感兴趣 的参数;使用与该组结构相关的参数的重构值的至少一子组的重构值对于该组结构中的每 一个结构预测结构的所感兴趣的参数的值;对比所感兴趣的参数的预测值和所感兴趣的参 数的重构值，W评价结构的所感兴趣的参数的值的重构品质。
[0015] 下面参照所附的附图详细描述本发明的进一步的特点和优点W及本发明的各个 实施例的结构和操作。应当注意本发明不限于本文所描述的具体实施例。本文所呈现的运 些实施例仅仅用于说明目的。基于本文所包含的教导附加的实施例对本领域技术人员来说 是显而易见的。
【附图说明】
[0016] 现在参照随附的示意性附图，仅W举例的方式，描述本发明的实施例，其中，在附 图中相应的附图标记表示相应的部件，且其中：
[0017] 图1示出一种光刻设备的示意图。
[0018] 图2示出一种光刻单元或簇的示意图。
[0019] 图3示出第一散射仪的操作原理。
[0020] 图4示出第二散射仪的操作原理。
[0021] 图5示出根据散射仪测量结果的结构重构的第一示例过程；
[0022] 图6示出根据散射仪测量结果的结构重构的第二示例过程；
[0023] 图7示出用相关的模型参数通过图5或图6的过程测量的示例结构的横截面示意 图；
[0024] 图8图示根据本发明的实施例的评价结构的所感兴趣的参数的值的重构品质的方 法；W及
[0025] 图9(a)和9(b)提供评价结构的所感兴趣的参数的值的重构品质的发明的实施方 式的结果的示例。
[0026] 参考下面阐述的详细说明并结合附图，本发明的特点和优点将更加明显，其中相 似的参考符号自始至终标识相应的元件。在附图中，相似的参考标记通常表示相同的、功能 相似的和/或结构相似的元件。元件首次出现的附图被在相应的参考标记中的最左位数(或 多个最左位数)表示。
【具体实施方式】
[0027] 本说明书公开了包含本发明的特征的一个或多个实施例。所公开的实施例（或多 个实施例)仅仅例示本发明。本发明的范围不限于所公开的实施例(或多个实施例）。本发明 由附于本文的权利要求书限定。
[0028] 所描述的实施例(或多个实施例）W及说明书中对"一个实施例"、"实施例"、"示例 性实施例"等的参考表示所描述的实施例(或多个实施例)可W包括特定的特征、结构或特 点，但是每一个实施例可W不必包括该特定的特征、结构或特点。而且，运些用语不必指相 同的实施例。此外，当关于一个实施例描述特定的特征、结构或特点时，应当理解无论明确 描述与否在本领域技术人员的知识范围内关于其它实施例可W产生该特征、结构或特点。
[0029] 本发明的实施例可硬件、固件、软件或它们的任意组合实施。本发明的实施例 还可W被实施为存储在机器可读介质上的指令，其可W被一个或多个处理器读取和执行。 机器可读介质可W包括用于W可被机器(例如，计算设备)读取的形式存储或传递信息的任 何机制。例如，机器可读介质可W包括只读存储器(ROM);随机存储存储器(RAM);磁盘存储 介质;光储存