专利名称：使用反射测定法原位监控图案化衬底处理的方法
技术领域：
本发明一般涉及监控和控制在图案化衬底上形成特征部分中使用的工艺的方法。具体而言，本发明涉及用于探测图案化衬底处理中的终点的光学诊断方法。
背景技术：
在半导体制造中，例如蚀刻、薄膜沉积、和化学机械抛光等工艺的各种组合用来在图案化衬底上形成特征部分。通过从图案化的衬底的表面有选择地去除材料和在图案化衬底的表面上有选择地沉积材料形成这些特征部分。在形成特征部分期间，监控图案化衬底，以确定在工艺中何时已经到达终点。终点是应该改变工艺条件的点或应当停止工艺的点。
随着图案几何形状变小和小特征部分尺寸上的维数控制变得逐渐严格，在处理图案化衬底期间精确探测终点的能力变得越来越重要。对于蚀刻工艺，精确探测终点的能力在待从图案化衬底去除的材料层非常薄和/或在处理衬底后衬底上的一些层彼此保持实质上未受影响时是极其重要的。例如，在栅蚀刻工艺中，必须去除多个材料层而不损坏栅氧化层。
因为光学诊断方法是非侵入的，所以它们通常用于探测图案化衬底处理中的终点。光学发射光谱法是通过监控来自等离子体的发射探测终点的光学诊断方法的一个实例。为一个或多个有源部分(active species)的存在或不存在监控等离子体发射。所述方法的响应常常被延迟，因为它探测等离子体装置而不是衬底状态。因此，光学发射光谱法通常不适用于牺牲层标记蚀刻终点不存在的蚀刻应用或有效的蚀刻停止层太薄以至于在等离子体中探测活性品类之前蚀刻穿过它的可能性是相当高的蚀刻应用。
单波长干涉测量法是通过监控图案化衬底上的特征部分的垂直尺寸的相对变化而探测终点的光学诊断方法的实例。该方法包括使窄光束直射到衬底表面上和测量从衬底表面反射的光束的强度。所述方法中的基本原理是，反射光束的强度主要作为感兴趣的特定变化的结果而改变。由于单波长干涉测量法监控与特征部分的绝对垂直尺寸相对的特征部分的垂直储存的相对变化，所以它们受限于其补偿进入的材料变化的能力，例如在衬底上形成的层的厚度、沟槽的开始深度的变化、图案密度的变化、和晶片定位的变化等。
光谱椭圆对称、偏振测定法、和射测定法是可结合严格的光学建模技术使用以确定例如图案化的衬底上的一维光栅等特定测试结构的特征部分的绝对垂直和水平尺寸的光学诊断方法的实例。然而，这些技术限于在线量测应用(即，处理前和处理后量测)而不是原位(现场)诊断，因为它们包括仅在特定测试结构上测量以及重要的计算负荷。已经试图来将光谱椭圆对称和简单的不精确的建模技术结合起来用于原位诊断。
根据上述，需要有一种用于原位诊断的强壮且易用的精确方法，该方法将便于探测图案化衬底处理中的终点，而不需要任何特定测试结构。
发明内容
在一方面，本发明涉及在制造图案化衬底制造期间确定感兴趣的参数的方法。该方法包括用垂直入射光束照射图案化衬底的至少部分，和从垂直反射光束获得图案化衬底的部分的测量的净反射光谱(net reflectance spectrum)。该方法进一步包括将图案化衬底的部分的建模的净反射光谱作为构成图案化衬底部分的n≥1个不同区域的反射率的加权非相干和计算，其中n个不同区域中每个的反射率都是构成此区域的k≥1横向不同的(laterally-distinct)区域的反射域的加权相干和。该方法进一步包括确定提供测量的净反射光谱和建模的净反射光谱之间的紧密匹配的一组参数。
在另一方面，本发明涉及用于制造图案化衬底的进程控制方法。该进程控制方法包括在处理图案化衬底期间用垂直入射光束照射图案化衬底的至少部分和在波长范围内获得图案化衬底的部分的测量的反射光谱。该进程控制方法进一步包括在整个波长范围内将图案化衬底的部分的、建模的反射光谱作为构成图案化衬底部分的n≥1个不同区域的反射率的加权非相干和计算，其中n个不同区域中每个的反射率都是构成此区域的k≥1个横向不同的区域的反射域的加权相干和。该进程控制方法进一步包括确定提供测量的反射光谱和建模的反射光谱之间的紧密匹配的一组参数；从这组参数推导出感兴趣的参数；以及如果感兴趣的参数的值满足预定终点标准，则在处理图案化衬底中发出信号通知。
在又一方面，本发明涉及确定图案化衬底上的特征部分的垂直尺寸的方法。该方法包括用垂直入射光束照射包括特征部分的图案化衬底的至少部分、和从垂直反射光束获得图案化衬底的部分的测量的净反射光谱。该方法进一步包括将图案化衬底的部分的建模的净反射光谱作为构成图案化衬底部分的n≥1个不同区域的反射率的加权非相干和计算，其中n个不同区域中每个的反射率都是构成此区域的k≥1个横向不同的区域的反射域的加权相干和。该方法进一步包括确定提供测量的净反射光谱和建模的净反射光谱之间的紧密匹配的一组参数、和从这组参数提取特征部分的垂直尺寸。
在以下对本发明的详细描述中，并结合以下附图，将更详细地讨论本发明的这些和其它特性和优点。
在以下附图中，借助于实例而非限制说明本发明，在附图中，相同参考标号是指相似元件，其中图1是薄膜叠层的一般化示意图。
图2A示出典型的图案化衬底的横截面。
图2B示出分成四个横向不同的区域或薄膜叠层的图2A的图案化衬底。
图3示出分成两个横向不同的区域或薄膜叠层的图案化衬底。
图4示出根据本发明的一个实施例的进程设置。
图5A是根据本发明的一个实施例用于在图案化衬底处理步骤中探测终点的进程的流程图。
图5B是根据本发明的一个实施例用于收集垂直入射反射数据的进程的流程图。
图5C是根据本发明的一个实施例用于使测量的反射光谱匹配建模的反射光谱的进程的流程图。
图6A是测量的反射光谱的示意图。
图6B是建模的反射光谱的示意图。
图6C将图6A的测量的反射光谱与图6B的建模的反射光谱进行比较。
具体实施例方式
现在将参看附图中所示的多个优选实施例详细描述本发明。在以下描述中，阐述了多个具体细节，以提供对本发明的透彻理解。然而，对本领域技术人员来说显然的是，没有这些具体细节的一些或全部也可实施本发明。在其它情形下，为了避免不必要地模糊本发明，没有详细描述众所周知的工艺步骤和/或特性。参看附图以及以下的描述，可更好地理解本发明的特性和优点。
在一个实施例中，本发明在处理图案化衬底(pattern substrate，又称之为图样化衬底)期间使用反射测定法来测量图案化衬底的反射光谱(reflectance spectrum)。对于每个给定时间的步骤，通过使测量的反射光谱匹配图案化衬底的建模的反射光谱，估计感兴趣的物理参数。根据本发明的一个实施例，提供了一种用于计算图案化衬底的反射光谱的模型。有利地是，该模型没有对图案化衬底上的特征部分的设置施加任何限制，即，该模型不限于具有特定测试特征部分的图案化衬底，且可应用于具有复杂的随机特性阵列的图案化衬底。并且，该模型也可设计为包容其它材料。
尽管不希望受理论的束缚，本发明的发明人认为，在本发明中，可将图案化衬底分成n个横向不同的区域，且每个不同的区域可建模为各向同性均匀薄膜叠层。为了说明目的，图1示出薄膜叠层100，在衬底层108上有三个薄膜层叠层102、104、和106。层102、104、106、和108中每个都具有厚度(t)、折射率(n)、和消光系数(k)。通过用光束109以垂直入射照亮薄膜叠层100和收集从薄膜叠层100垂直反射的光束111，进行折射率测量。对于垂直入射反射测定法，各向同性均匀薄膜叠层的响应标称是与偏振无关的(polarization-independent)。给定随机的结构尺寸阵列和构成半导体衬底上的典型图案的定位，本发明人在本文中认为，可假设图案化衬底具有标称与偏振无关的反射率，这极大地简化了模型的计算方面。然而，必须指出，该技术也可容易地适于对与偏振有关的响应进行建模。例如，这可实际上是已知构成图案的结构分布主要定位在图案化衬底平面内的一个方向上的情形。
限定横向不同的主要因素是构成薄膜叠层的层中的差别和薄膜叠层的高度的差别。为了说明目的，图2A示出典型的图案化衬底210即栅晶片的截面图，在栅氧化层216上形成薄膜层叠层212、214。用于电绝缘的较厚的场氧化层218位于栅氧化层216的部分之下。通过将浅沟槽蚀刻进硅衬底220、用氧化物或其它电介质材料过充满沟槽219、和例如使用化学机械抛光工艺使过满部分平面化，形成场氧化层218。根据叠层212、214中的薄膜层的数量和场氧化层218的侧面宽度，可将图案化衬底210分成四个横向不同的区域或薄膜叠层。
图2B示出分成四个不同区域222、224、226、228的图案化衬底210。区域222包括薄膜层230、232、234、栅氧化层216的部分216a、场氧化层218的部分218a、和衬底220的部分220a。例如，薄膜层230、232可以是掩模层，薄膜层234可以是多晶硅层。不同区域224包括栅氧化层216的部分216b、场氧化层218的部分218b、和衬底220的部分220b。不同区域226包括栅氧化层216的部分216c和衬底220的部分220c。不同区域228包括薄膜层238、240、242、栅氧化层216的部分216d、和衬底220的部分220d。层230和238都是相同的材料，且标称具有相同厚度。类似地，层232对应于层240，层234对应于层242。
图案化衬底210的反射率是来自薄膜叠层222、224、226、和228的反射域的组合。通过建立和解决边界值问题或通过使用Fresnel公式，可计算由已知强度和偏振的平面波照射的给定薄膜叠层的反射域。为了计算反射率的目的，通过将厚度等于关于衬底上的最高薄膜叠层结构的高度之差的空气或真空层叠加到薄膜叠层顶部，可补偿薄膜叠层222、224、226、228的高度之差。例如，将空气或真空层244叠加到薄膜叠层224，将空气或真空层246叠加到薄膜叠层226，将空气或真空层236叠加到薄膜叠层228，以使得薄膜叠层222、224、226、228的高度均匀。
本发明人在本文中认为，给定构成典型的图案化衬底的特征部分的侧面宽度的宽分布，来自图案化衬底的反射域可能相干地加在某些图案区域上，非相干地加在另一些图案区域上。本发明人在本文中认为，相干和非相干组合域的相对贡献作为自由空间波长λ0的函数变化，且不必对应于图案化衬底上的实际面积部分(areafraction)。因此，一旦已经计算出来自每个不同的薄膜叠层的反射域，则图案化衬底的净反射率可计算为构成图案的不同区域的反射率的加权非相干和R＝w1(λ0)|E1|2+w2(λ0)|E2|2+…+wn(λ0)|En|2(1)其中，R是测量的净反射率，Ei是单个非相干叠加场项，wi(λ0)是非相干叠加项的加权因子。使用|Ei|2表示电磁场理论的频域表示中的复数域Ei的幅度。
上面公式(1)中的每个单独的非相干叠加项可以是构成衬底上的第i个区域的k个横向不同区域的域的加权相干和Ei＝α1(λ0)Ec1+α2(λ0)Ec2+…+αk(λ0)Eck(2)
其中，αi(λ0)是相干叠加场项Eci的加权因子。应当指出，“区域(region)”与“不同区域(distinct area)”不同。为了进一步理解这个概念，考虑图3中所示的图案化衬底300。图案化衬底300已分成两个横向不同的区域或薄膜叠层302、304。薄膜叠层302由薄膜层306、308、310和衬底312的部分312a构成。薄膜叠层304由空气或真空层314、薄膜层316、和衬底312的部分312b构成。
在操作中，入射光束317照射图案化衬底300，并被反射，如318所示。设r1表示由于薄膜叠层302形成的反射域，r2表示由于薄膜叠层304形成的反射域。本发明人在本文中建议，在薄膜叠层302、304之间存在重叠边界322的区域320，用虚线324、326表示，这里，因为侧面干扰效应，反射域r1和r2非相干地叠加。期望从区域328到虚线324左侧的反射率仅取决于薄膜叠层302的反射域。期望从区域330到虚线326右侧的反射率仅取决于薄膜叠层304的反射域。
根据公式(1)，图案化衬底300的净反射率是R300＝w328(λ0)|E328|2+w320(λ0)|E320|2+w330(λ0)|E330|2(3)其中，R300是图案化衬底300的净反射率，E328、E320、E330分别是区域328、320、330的各个非相干叠加场项，w328(λ0)、w320(λ0)、w330(λ0)是非相干叠加项的加权因子。根据公式(2)，E320是E320＝α(λ0)E328+(1-α(λ0))E330(4)应当指出，E328是r1，E330为r2，w330可改写为(1-w328-w320)。因此，公式(3)可改写为R300＝w328|r1|2+w320|αr1+(1-α)r2|2+(1-w320-w328)|r2|2(5)
其中，术语w328、w320、和α作为自由空间波长λ0的函数变化。
公式(1)提供了简化模型，其中可关于例如膜厚度和蚀刻深度等几个感兴趣的量确定图案化衬底的反射率。在一个实施例中，本发明将垂直入射反射测定法用作测量反射率的技术，意味着图案化衬底用与衬底垂直的入射光束照射，且仅收集与衬底垂直反射的光，即，仅收集镜面反射的光。然而，因为很多位置可在任何图案中看到，所以并不是所有的照射图案的光都将以垂直入射反射。因为例如倾斜壁和圆形线或有小平面的线，将存在非镜面反射。不应忽视由于这种非镜面反射等反射损失。在本发明的一个实施例中，将散射损失系数应用于公式(1)中的叠加项的部分，或应用于公式(1)中的整个反射率。散射损失系数可以是λ0的函数。
出于说明目的，图4示出待经受各种处理步骤以形成例如沟槽等特征部分的图案化衬底400。为了避免模糊本发明，在图4中没有示出处理设备。然而，对本领域技术人员来说显然的是，需要什么处理设备在衬底400上形成某些特征部分。例如，沟槽待经由等离子体蚀刻形成，则衬底400将安装在等离子体室(未示出)中的卡台(未示出)上，且将提供用于产生等离子体的适合设备。
对于原位(in situ，又称现场)监控衬底状态，光学反射计402定位在图案化衬底400上方。反射计402用于对衬底400的反射率进行实时测量。反射计包括用于产生光束的光源(未示出)、用于使光束聚焦在衬底上的光学元件(未示出)系统、和用于探测和分析从衬底反射的光的光谱的分光计。在一个实施例中，反射计402中的光源是宽频带光源。在提高感兴趣的参数的灵敏度的区域中选择光源的工作波长带。一般而言，较宽的范围是更有用的。在一个实例中，光源的波长范围是190到1000nm。
图4示出处理模块404，用于控制图案化衬底400的处理。在衬底处理开始，处理模块404发送信号给数据收集控制单元406，以触发反射计402的操作。当反射计402被触发时，光束408由反射计402中的光源产生，且被引导以垂直入射撞击图案化衬底400。反射计402中的分光计探测从衬底400以垂直入射反射的光束410。分光计分析反射的光束410，并发送表示反射光谱的数据给计算机412，以进行进一步的分析。处理模块404、数据搜集控制单元406、和计算机412都彼此通信。
计算机412包括用于计算图案化衬底400和搜索一组参数化的参数的非线性回归程序的模型，其中这些参数提供了建模的反射率和从反射计402获得的反射数据之间的最佳匹配。必须指出，作为非线性回归技术的可选方案，例如多元回归分析或神经网络匹配等技术可用于提取这组最佳参数。上面已经描述了用于计算图案化衬底的反射率的模型。可使这组参数化参数与感兴趣的几个关键量(例如膜厚度和蚀刻深度)对应。
图5A是根据本发明的一个实施例用于探测图案化衬底处理步骤中的终点(endpoint，又称端点)的进程的流程图。首先，收集一组用户输入，该用户输入包括建立终点探测算法所必须的信息(500)。在收集用户输入后，触发数据收集(501)。在给定时间间隔内从衬底收集垂直入射反射数据(502)。在收集反射数据后，将非线性回归程序用于计算提供反射数据和建模的衬底反射率之间的最接近匹配之间的一组参数化参数(504)。接着，将终点标准应用于参数(506)。对于蚀刻工艺，例如，终点标准可以是蚀刻深度是否大于或等于目标蚀刻深度。该系统检查是否满足终点标准(507)。如果满足终点标准，则将表示工艺终点的信号发送给处理模块(508)。否则，系统返回步骤502。
图5B是对图5A的步骤502详述的流程图，即，原位垂直入射反射数据收集。一个目标是提高高质量反射信号，即使在例如从发光等离子体发射等重要的背景光能级存在的情形下也是如此。在数据收集开始前，处理模块(图4中的404)通知数据收集控制单元(图4中的406)应如何收集和标定数据(510)。例如，处理模块告诉数据收集控制单元每隔多久收集来自衬底的反射数据和为每次步骤待收集的反射光谱数量。处理模块也给予数据收集控制单元一基线反射光谱，典型地是裸硅反射光谱，用于标定测量的反射光谱。裸硅反射光谱在处理衬底之前被收集。
当数据收集控制单元(图4中的406)接收指令以开始收集数据时，反射计(图4中的402)中的光源转到ON位置以产生光束，且反射计中的分光计收集来自衬底的反射数据(512)。接着，将光源转到OFF位置，且分光计再次收集来自衬底的反射数据(514)。当光源处于OFF位置时，由分光计收集的数据取决于探测器噪音和与反射计中的光源不同的其它背景光源。例如，在等离子体蚀刻中，这种背景光源是等离子体发射。下一步骤是从在步骤512中获得的反射数据减去步骤514中获得的反射数据，以消除探测器噪音和背景光源的影响(516)。
校正的反射光谱通过基线光谱标准化(normalize)(518)。接着，系统检查是否已经为当前时间步骤收集理想数量的光谱(520)。如果没有收集理想数量的光谱，则系统返回步骤512，且开始收集用于另一反射光谱的数据(522)。如果已经收集理想数量的光谱，则系统计算收集的光谱的平均值，以获得平均的标准化的反射光谱(524)。平均光谱被发送给计算机(图4中的412)，以与衬底模型匹配(526)。在发送平均的光谱给计算机后，系统等待当前时间步骤结束(528)。在当前时间步骤结束时，系统返回步骤512，开始收集用于下一时间步骤的数据(529)。
图5C是对图5A的步骤504进行阐述的流程图，即非线性回归分析。一个目标是通过在参数空间的适当方向上使参数值递增，直到得出解，从而迅速得到收敛的参数值集。在开始非线性回归分析之前，用户输入被非线性回归程序接收(530)。用户输入包括通过使测量的反射光谱与建模的反射光谱匹配待确定的参数的初始猜测值。非线性回归程序也接收(平均的)测量的反射光谱(531)。接着，使用公式(1)和(2)和包含在用户输入中的初始猜测值计算建模的反射光谱。接着，将非线性回归程序用于计算公式(1)和(2)中的参数的增量，以接近测量的反射光谱和建模的反射光谱之间的最佳匹配(534)。公式(1)和(2)中的参数是层厚度、蚀刻深度、加权因子w、和耦合因子α，它们可以是自由空间波长λ0的函数。
系统检查在步骤534中计算的增量是否小得足以被忽略(536)。如果增量不是小得足以被忽略，则系统增加参数值，且返回步骤532，以使用新的参数值重新计算建模的光谱(538)。如果增量小得足以被忽略，则系统输出最佳参数值(540)。例如沟槽深度等感兴趣的物理参数从最佳参数值提取(542)。接着，将终点标准应用于物理参数。例如，终点标准可以是沟槽深度在目标深度的一定容差内。算法检查是否满足终点标准(544)。如果满足终点标准，则发送信号给处理模块(546)。如果不满足终点标准，则获得下一测量的反射光谱，且重复非线性回归分析(548)。为当前时间步骤获得的参数值被用作下一线性回归分析的初始猜测值(550)，以加快非线性回归程序。
尽管在步骤532没有明确地表述，应当清楚，用户输入也包括如何将衬底细分程横向不同的区域或薄膜叠层的信息。用户输入也包括每个薄膜叠层的光学特性，以便计算每个薄膜叠层的反射域，如前所述。在开始每个回归分析之前，因为薄膜叠层的结构可以在处理衬底期间改变，所以重新计算反射域，从而导致加权因子w和耦合因子α(即，在上述公式(1)和(2)中)的值的变化。
在一个实施例中，本发明使用称为Levenberg-MarquardtCompromise的非线性回归技术的修订版本，迅速和精确定位从参数值的初始猜测值开始的最佳关键参数值。虽然Levenberg-Marquardt Compromise是优选的技术，但也可将例如多元回归分析和神经网络方法等其它技术用于提取感兴趣的关键参数。
为了说明非线性回归程序是如何工作的，图6A示出测量的反射光谱600，图6B示出使用来自用户输入的初始猜测值计算的建模的反射光谱602。非线性回归程序中的第一步骤是计算两个反射光谱600、602之间的最小平方差误差量度。图6C示出在建模的反射光谱602上叠加的测量的反射光谱600。通过在整个波长范围内取几个点、计算每个点处光谱600、602之间的垂直差、和求出所有点处的差的平方和，计算最小平方差。接着将最小平方差误差量度用于确定参数值的增量。
迄今为止，对非线性回归分析的描述是标准的。现在，在很多情形下发生的是不感兴趣的很多参数造成整个建模的光谱中的重大变化，同时感兴趣的参数造成建模的光谱的小区域中的变化。为了允许感兴趣的参数值被迅速和精确定位，在求出所有点处的差的平方和之前，期望感兴趣的参数有差别的光谱的区域中的差别通过例如(1+γi)等系数放大。这样，如果感兴趣的区域中的差较大，则最小平方差误差较大。不变或加权因子也可应用于放大系数，以进一步偏置最小平方差误差。
如可从上述理解的，本发明提供了几个优点。例如，可使用本发明的方法原位监控具有随机特性阵列的图案化衬底。本发明提供了强健模型，该模型可用于计算图案化衬底的反射率，且从该模型可提取与处理衬底有关的感兴趣的参数。该模型可容纳进入的材料变化，例如层厚度、开始沟槽深度变化、和图案密度和衬底定位之差等。本发明使用偏置的非线性回归技术来更精确地聚焦于感兴趣的关键参数上，从而提高系统的灵敏度。
尽管已经参看几个优选实施例描述了本发明，但也存在落在本发明范围内的改变、置换、和等价物。例如，除了Levenberg-Marquardt Compromise外，其它技术可用于使测量的反射光谱与建模的反射光谱匹配。因此目的在于，所附权利要求将理解为包括落在本发明的真实精神和范围内的所有的这种改变、置换、和等价物。
权利要求
1.一种用于在制造图案化衬底的过程中确定感兴趣的参数的方法，包括用垂直入射光束照射所述图案化衬底的至少部分；从垂直反射光束获得所述图案化衬底的部分的、测量的净反射光谱；将所述图案化衬底的部分的、建模的净反射光谱作为构成图案化衬底部分的n≥1个不同区域的反射率的加权非相干和计算，其中n个不同区域中每个的反射率都是构成所述区域的k≥1个横向不同区域的反射域的加权相干和；以及确定用于提供所述测量的净反射光谱和所述建模的净反射光谱之间的紧密匹配的一组参数。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括从该组参数提取感兴趣的参数。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，将每个横向不同的区域建模为各向同性的均匀薄膜叠层。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，计算所述建模的净反射光谱包括将所述图案化衬底建模为具有标称与偏振无关的反射率。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述建模的净反射光谱包括将损失系数应用于与图案化衬底的部分的非镜面反射成比例的、建模的净反射率。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，确定该组参数包括计算测量的净反射光谱和建模的净反射光谱之间的最小平方差误差量度，和找到使所述误差量度最小的这组参数。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括放大感兴趣的参数的改变对所述误差量度的影响。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，计算所述建模的净反射光谱包括将一组用于这组参数的初始猜测值作为输入接收。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，获得测量的反射光谱包括在一时间间隔内获得图案化衬底的一组反射光谱，和将测量的反射光谱设定为这组反射光谱的平均值。
10.一种用于制造图案化衬底的进程控制方法，包括在处理图案化衬底期间用垂直入射光束照射图案化衬底的至少部分；在一波长范围内获得图案化衬底的部分的、测量的反射光谱；在一波长范围内将图案化衬底的部分的、建模的反射光谱作为构成图案化衬底部分的n≥1个不同区域的反射率的加权非相干和计算，其中n个不同区域中每个的反射率都是构成此区域的k≥1个横向不同的区域的反射域的加权相干和；确定用于提供所述测量的反射光谱和所述建模的反射光谱之间的紧密匹配的一组参数；从这组参数推导出感兴趣的参数；以及如果感兴趣的参数值满足预定终点标准，则在图案化衬底的处理过程中发出终点信号。
11.根据权利要求10所述的进程控制方法，其中，计算所述建模的净反射光谱包括将损失系数应用于与图案化衬底的部分的非镜面反射成比例的、建模的净反射率。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，确定该组参数包括计算测量的净反射光谱和建模的净反射光谱之间的最小平方差误差量度，和找到使所述误差量度最小的这组参数。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括放大感兴趣的参数的改变对所述误差量度的影响。
14.一种确定图案化衬底上的特征部分的垂直尺寸的方法，包括用垂直入射光束照射包括所述特征部分的图案化衬底的至少部分；从垂直反射光束获得图案化衬底的部分的测量的净反射光谱；将图案化衬底的部分的建模的净反射光谱作为构成图案化衬底部分的n≥1个不同区域的反射率的加权非相干和计算，其中n个不同区域中每个的反射率都是构成此区域的k≥1个横向不同的区域的反射域的加权相干和；确定用于提供测量的净反射光谱和建模的净反射光谱之间的紧密匹配的一组参数；以及从这组参数提取特征部分的垂直尺寸。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，每个横向不同的区域建模为薄膜叠层。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，计算建模的净反射光谱包括将图案化衬底建模为具有标称与偏振无关的反射率。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，计算所述建模的净反射光谱包括将损失系数应用于与图案化衬底的部分的非镜面反射成比例的、建模的净反射光谱。
18.根据权利要求14所述的方法，其中，确定这组参数包括计算测量的净反射光谱和建模的净反射光谱之间的最小平方差误差量度，和找到使所述误差量度最小的这组参数。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括放大感兴趣的参数的改变对所述误差量度的影响。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，计算所述建模的净反射光谱包括将一组用于这组参数的初始猜测值作为输入接收。
全文摘要
本发明披露了一种在制造图案化衬底制造期间确定感兴趣的参数的方法，该方法包括用垂直入射光束照射图案化衬底的至少部分、从垂直反射光束获得图案化衬底的部分的测量的净反射光谱、计算图案化衬底的部分的建模的净反射光谱、作为构成图案化衬底部分的n≥1个不同区域的反射率的加权的非相干和、和确定提供测量的净反射光谱和建模的净反射光谱之间的紧密匹配的一组参数。该建模的净反射光谱计算作为构成图案化衬底的部分的n≥1个不同区域的加权非相干和，其中n个不同区域中每个的反射率都是构成此区域的k≥1横向不同的区域的反射域的加权相干和。
文档编号G01N21/45GK1675516SQ03819340
公开日2005年9月28日 申请日期2003年8月12日 优先权日2002年8月13日
发明者维贾雅库马尔·C·韦努戈帕尔, 安德鲁·J·佩里 申请人:朗姆研究公司