使用带电粒子检查系统的图案化参数确定的制作方法

本发明大体上涉及与半导体制造工艺相关联的、使用带电粒子检查的图案化参数确定。

背景技术：

1、在集成电路(ic)的制造过程中，检查未完成或完成的电路部件以确保其根据设计制造且无缺陷。可采用利用光学显微镜或带电粒子(例如，电子)束显微镜(例如，扫描电子显微镜(sem))的检查系统。随着ic部件的物理尺寸持续缩小，并且它们的结构持续变得更加复杂，缺陷检测和检查中的准确度和吞吐量变得更加重要。总体图像质量尤其取决于高的次级电子和背散射电子信号检测效率的组合。背散射电子具有较高的发射能量以从样品的较深层逸出，且因此，其检测可为复杂结构(诸如，3d nand装置的埋层，节点，高纵横比沟槽或孔)的成像所需。对于诸如套刻计量学的应用，可能期望获得高质量的成像和对来自次级电子的表面信息和来自背散射电子的埋层信息的有效收集。

技术实现思路

1、通常使用基于衍射的聚焦(dbf)或基于像散的聚焦(abf)技术来测量焦点、剂量或其它图案化参数。这些技术需要在衬底上特别印刷的标记，其使用衬底上的可图案化区域，需要特别的光学邻近校正(opc)考虑，且不提供装置内信息。此外，dbf不适用于极紫外(euv)图案化应用。

2、根据一个实施例，提供了一种使用带电粒子检查系统来确定由图案形成系统使用的一个或多个图案化参数的方法。该方法包括用带电粒子检查系统检查图案化衬底以确定图案化衬底的一个或多个维度。使用图案形成系统和一个或多个图案化参数产生图案化衬底。该方法包括基于一个或多个图案化参数与图案化衬底的所确定的一个或多个维度之间的关系来确定一个或多个图案化参数。该关系是基于来自训练衬底的训练维度来确定的，该训练衬底用跨图案化工艺窗口变化的一个或多个训练参数而被图案化并且使用带电粒子检查系统而被检查。带电粒子检查系统具有视场，该视场被配置为在视场中的训练衬底上包括最小阈值数目的图案类型。基于视场中图案类型的最小阈值数目来确定训练维度。

3、在一些实施例中，一个或多个图案化参数包括焦点和剂量。

4、在一些实施例中，一个或多个图案化参数和图案形成系统与极紫外(euv)图案化工艺相关联。

5、在一些实施例中，所确定的一个或多个维度包括关键尺寸(cd)、关键尺寸均匀性(cdu)、边缘放置误差(epe)或局部放置误差(lpe)。

6、在一些实施例中，视场至少为2微米宽。

7、在一些实施例中，图案类型包括图案化衬底的多个特征中的一个特征，该多个特征不同地响应于训练参数跨图案化工艺窗口的变化。

8、在一些实施例中，最小阈值数目的图案类型包括三个图案类型。

9、在一些实施例中，该方法还包括确定所确定的图案化参数与图案形成系统的对应的设定点之间的偏移。在一些实施例中，该方法还包括基于该偏移调整图案形成系统。

10、在一些实施例中，使用多变量回归来确定关系。

11、在一些实施例中，多变量回归包括线性回归、多项式回归或基于机器学习的非线性回归。

12、在一些实施例中，由基于机器学习的预测模型来确定关系，该预测模型使用训练维度和训练参数来被训练。

13、在一些实施例中，图案形成系统是在半导体光刻工艺中使用的扫描仪。

14、在一些实施例中，工艺窗口包括与常规生产图案化工艺相关联的一个或多个图案化参数的变化。

15、在一些实施例中，带电粒子检查系统是扫描电子显微镜(sem)，并且图案化衬底是图案化的半导体晶片。

16、根据另一实施例，提供了一种使用带电粒子检查系统确定由图案形成系统使用的一个或多个图案化参数的方法。该方法包括使用图案形成系统用一个或多个训练参数来图案化训练衬底，该一个或多个训练参数跨工艺窗口变化。该方法包括使用带电粒子检查系统确定来自训练衬底的训练维度。该方法包括确定训练参数和训练维度之间的关系。该关系(1)使用多变量回归或(2)通过使用训练维度和训练参数训练的、基于机器学习的预测模型来确定。该方法包括用带电粒子检查系统检查图案化衬底以确定图案化衬底的一个或多个维度。使用图案形成系统和一个或多个图案化参数产生图案化衬底。该方法包括基于该关系和图案化衬底的所确定的一个或多个维度来确定一个或多个图案化参数。

17、根据另一实施例，提供了一种使用扫描电子显微镜(sem)来确定由扫描仪所使用的一个或多个半导体光刻参数的方法。该方法包括用sem检查图案化的半导体晶片以确定图案化的半导体晶片的一个或多个维度。使用扫描仪和一个或多个半导体光刻参数产生图案化的半导体晶片。该方法包括基于一个或多个半导体光刻参数与图案化的半导体晶片的所确定的一个或多个维度之间的关系来确定一个或多个半导体光刻参数。该关系是基于来自训练晶片的训练维度来确定的，该训练晶片用一个或多个训练参数来被图案化，该一个或多个训练参数跨工艺窗口变化并使用sem来被检查。sem具有视场，该视场被配置为在视场中的训练晶片上包括最小阈值数目的图案类型。基于视场中的最小阈值数目的图案类型来确定训练维度。该方法包括：确定所确定的半导体光刻参数与扫描仪的对应的设定点之间的偏移；以及基于该偏移调整扫描仪。

18、根据另一实施例，提供了一种使用带电粒子检查系统确定由图案形成系统使用的一个或多个图案化参数的方法。该方法包括确定训练参数和训练维度之间的关系。训练衬底用一个或多个训练参数来被图案化，该一个或多个训练参数跨工艺窗口变化。使用带电粒子检查系统从训练衬底确定训练维度。该关系(1)使用多变量回归或(2)通过使用训练维度和训练参数训练的、基于机器学习的预测模型来确定。该方法包括用带电粒子检查系统检查图案化衬底以确定图案化衬底的一个或多个维度。使用图案形成系统和一个或多个图案化参数来产生图案化衬底。该方法包括基于该关系和图案化衬底的所确定的一个或多个维度来确定一个或多个图案化参数。

19、根据其它实施例，提供了对应的系统或存储机器可读指令的计算机可读介质，该机器可读指令被配置为执行(或使得一个或多个处理器执行)上述操作中的一个或多个操作。

20、从以下结合附图的描述中，本公开的实施例的其他优点将变得显而易见，附图通过图示和示例的方式阐述了某些示例实施例。

技术特征：

1.一种用于使用带电粒子检查系统确定由图案形成系统使用的一个或多个图案化参数的系统，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个图案化参数包括焦点和剂量。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个图案化参数和所述图案形成系统与极紫外euv图案化工艺相关联。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所确定的所述一个或多个维度包括关键尺寸cd、关键尺寸均匀性cdu、边缘放置误差epe或局部放置误差lpe。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述视场至少为两微米宽。

6.根据权利要求1所述的系统，其中图案类型包括所述图案化衬底的多个特征中的一个特征，所述多个特征不同地响应于所述训练参数跨所述图案化工艺窗口的变化。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述最小阈值数目的图案类型包括三个图案类型。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个处理器还被配置为确定所确定的图案化参数与所述图案形成系统的对应的设定点之间的偏移。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述一个或多个处理器还被配置为基于所述偏移调整所述图案形成系统。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述关系使用多变量回归来确定。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述多变量回归包括线性回归、多项式回归或基于机器学习的非线性回归。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个处理器被配置为使得所述关系由基于机器学习的预测模型来确定，所述预测模型使用所述训练维度和所述训练参数而被训练。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述图案形成系统是用于半导体光刻工艺的扫描仪，所述带电粒子检查系统是扫描电子显微镜sem，并且所述图案化衬底是图案化的半导体晶片。

14.根据权利要求1所述的系统，其中所述工艺窗口包括与常规生产图案化工艺相关联的所述一个或多个图案化参数的变化。

15.一种其上具有指令的非暂态计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时引起操作，所述操作包括：

技术总结
描述了一种获得焦点和剂量数据的方法，其不需要特殊标记并且使用管芯内特征的图像。产生焦点/剂量矩阵晶片。使用具有大视场的带电粒子检查系统来测量管芯内位置处的维度，诸如关键尺寸(CD)、CD均匀性(CDU)、边缘放置误差(EPE)等。机器学习或回归方法用于确定焦点和剂量与测量数据之间的关系。然后可以在生产晶片上测量相同的维度，并且可以利用该关系来确定用于生产晶片的焦点和剂量。

技术研发人员：阮俊儒,李海燕
受保护的技术使用者：ASML荷兰有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16