描述了確定結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量的材料光學(xué)特性的方法。一種方法包括基于兩個(gè)或更多個(gè)方位角和基于一個(gè)或多個(gè)入射角來模擬光柵結(jié)構(gòu)的衍射級的集合。然后基于衍射級的集合提供模擬的光譜。另一種方法包括基于兩個(gè)或更多個(gè)入射角來模擬光柵結(jié)構(gòu)的衍射級的集合。然后基于衍射級的集合提供模擬的光譜。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)的實(shí)施方式屬于光學(xué)計(jì)量領(lǐng)域，更特別地，涉及結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量的材料光學(xué)特性的確定。
技術(shù)介紹
在過去的幾年，嚴(yán)格耦合波方法(RCWA)和類似算法已廣泛用于對衍射結(jié)構(gòu)的研究和設(shè)計(jì)。在RCWA方法中，周期性結(jié)構(gòu)的剖面(profile)由給定數(shù)量的足夠薄的平面光柵(grating)板來近似。具體來說，RCWA包含三個(gè)主要步驟，S卩，光柵內(nèi)的場的傅里葉展開、表征衍射信號的恒定系數(shù)矩陣的本征值和本征向量的計(jì)算以及根據(jù)邊界匹配條件導(dǎo)出的線性系統(tǒng)的求解。RCWA將問題分為三個(gè)不同的空間區(qū)域1)支持入射面波場的周圍區(qū)，以及所有反射的衍射級(order)的總計(jì)，2)光柵結(jié)構(gòu)以及下面的非圖案(pattern)層，其中波場 被視為與每個(gè)衍射級相關(guān)聯(lián)的模式的疊加，以及3)包含被傳送的波場的基底。RCffA解的精確性部分地依賴于在波場的空間諧波展開中保留的項(xiàng)數(shù)，一般滿足能量守恒。保留的項(xiàng)數(shù)是在計(jì)算過程中考慮的衍射級數(shù)的函數(shù)。針對給定的假定剖面的模擬的衍射信號的有效生成包括為衍射信號的橫向磁(TM)分量和/或橫向電(TE)分量,在每個(gè)波長處選擇衍射級的最優(yōu)集。數(shù)學(xué)上，選擇的衍射級數(shù)越多，模擬的精確度越高。但是，衍射級數(shù)越大，計(jì)算模擬的衍射信號所需的計(jì)算量也越大。此外，計(jì)算時(shí)間是所使用的級數(shù)的非線性函數(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的實(shí)施方式涉及結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量的材料光學(xué)特性的確定。本專利技術(shù)的至少一些實(shí)施方式的一個(gè)方面包括確定結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量的材料光學(xué)特性的方法。基于兩個(gè)或更多個(gè)方位角和基于一個(gè)或多個(gè)入射角來模擬光柵結(jié)構(gòu)的衍射級的集合。然后基于該衍射級的集合提供模擬的光譜。在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法還包括將模擬的光譜與樣本光譜進(jìn)行比較。本專利技術(shù)的至少一些實(shí)施方式的另一個(gè)方面包括確定結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量的材料光學(xué)特性的方法。基于兩個(gè)或更多個(gè)入射角來模擬光柵結(jié)構(gòu)的衍射級的集合。然后基于該衍射級的集合提供模擬的光譜。在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法還包括將模擬的光譜與樣本光譜進(jìn)行比較。本專利技術(shù)的至少一些實(shí)施方式的另一個(gè)方面包括機(jī)器可訪問存儲介質(zhì)，在該存儲介質(zhì)上存儲有指令，所述指令使得數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行確定結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量的材料光學(xué)特性的方法。在該方法中，基于兩個(gè)或更多個(gè)方位角和基于一個(gè)或多個(gè)入射角來模擬光柵結(jié)構(gòu)的衍射級的集合。然后基于衍射級的集合提供模擬的光譜。本專利技術(shù)的至少一些實(shí)施方式的另一個(gè)方面包括機(jī)器可訪問存儲介質(zhì)，在該存儲介質(zhì)上存儲有指令，所述指令使得數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行確定結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量的材料光學(xué)特性的方法。在該方法中，基于兩個(gè)或更多個(gè)入射角來模擬光柵結(jié)構(gòu)的衍射級的集合。然后基于衍射級的集合提供模擬的光譜。附圖說明圖1示出了根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施方式的表示用于確定并使用用于自動過程和設(shè)備控制的剖面參數(shù)的示例性操作序列的流程圖；圖2是根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施方式的確定并使用用于自動過程和設(shè)備控制的剖面參數(shù)的系統(tǒng)的示例性框圖；圖3示出了根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施方式的表示在確定結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量的材料光學(xué)特性的方法中的操作的流程圖；圖4A示出了根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施方式的具有在x-y平面中變化的剖面的周期性光圖4B示出了根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施方式的具有在X方向變化但在y方向不變化的剖面的周期性光柵；圖5示出了根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施方式的表示在確定結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量的材料光學(xué)特性的方法中的操作的流程圖；圖6示出了根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施方式的包括確定結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量的材料光學(xué)特性的方法的細(xì)化(refinement)和測試方面的決策圖；圖7示出了根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施方式的確定光學(xué)計(jì)量的材料光學(xué)特性所針對的代表性材料疊層(stack)的截面圖；圖8是根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施方式的示出使用光學(xué)計(jì)量確定半導(dǎo)體晶圓(wafer)上的結(jié)構(gòu)的剖面的架構(gòu)圖；圖9示出了根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施方式的示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的框圖。具體實(shí)施例方式這里描述了用于確定結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量的材料光學(xué)特性的方法。在以下描述中，提出了多個(gè)具體細(xì)節(jié)，例如“n，k”細(xì)化方法，以提供對本專利技術(shù)的實(shí)施方式的全面理解。對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見地是，本專利技術(shù)的實(shí)施方式可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在其他情況中，公知的處理步驟，例如制造有圖案的材料層的疊層，沒有被詳細(xì)描述以免不必要地模糊本專利技術(shù)的實(shí)施方式。此外，可以理解，圖中所示的各種實(shí)施方式是圖示性的，不必按比例繪制。這里公開了確定結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量的材料光學(xué)特性的方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，方法包括基于兩個(gè)或更多個(gè)方位角和基于一個(gè)或多個(gè)入射角來模擬光柵結(jié)構(gòu)的衍射級的集合。然后基于衍射級的集合提供模擬的光譜。在一個(gè)實(shí)施方式中，方法包括基于兩個(gè)或更多個(gè)入射角模擬光柵結(jié)構(gòu)的衍射級的集合。然后基于衍射級的集合提供模擬的光譜。衍射信號的級可以被模擬為從周期性結(jié)構(gòu)中得到。第零級表示在相對于周期性結(jié)構(gòu)的法線N的等于假定入射光束的入射角的角度處的衍射信號。更高的衍射級被指定為+1、+2、+3、-1、-2、-3等。還可以考慮稱為漸逝(evanescent)級的其他級。根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方式，生成模擬的衍射信號以在光學(xué)計(jì)量中使用。晶圓結(jié)構(gòu)中的材料的光學(xué)特性，例如折射率指標(biāo)和消光系數(shù)，可以被建模以在光學(xué)計(jì)量中使用。根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方式，材料的光學(xué)特性可以是“浮動的”或“固定的”，其與光學(xué)計(jì)量模型的其他變量一起用于測量晶圓結(jié)構(gòu)。常規(guī)上，未形成圖案的晶圓可以用于確定材料層的n&k，該n&k然后被用于固定模型中的n&k。但是，當(dāng)晶圓經(jīng)歷某些制造步驟時(shí)，裸晶圓可能不能捕獲n&k的潛在改變。相反地，包括在光學(xué)計(jì)量模型中使更多的變量浮動的方式初始產(chǎn)生改進(jìn)的結(jié)果。但是由于模型變得更復(fù)雜，模擬花費(fèi)更多的時(shí)間和計(jì)算機(jī)資源。此外，使許多變量浮動還可以導(dǎo)致結(jié)構(gòu)測量的低敏感度，使光學(xué)計(jì)量模型產(chǎn)生不可靠的結(jié)果。n&k模型的示例是柯西(Cauchy)和托克勞朗(Tauc Laurentz)。對于η的最基本的等式為N=a+b/ λ +c/ λ 2+d/ λ 3...(等式 I)從等式I可以看出，在多層結(jié)構(gòu)中，光學(xué)計(jì)量模型中變量的數(shù)量快速增加，可能由于大數(shù)量的浮動參數(shù)和參數(shù)相關(guān)而在測量中產(chǎn)生穩(wěn)定性問題。根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施方式，提供用于確定晶圓中的材料的光學(xué)特性(n&k)的值的方法，以滿足光學(xué)計(jì)量敏感度和精確度度量標(biāo)準(zhǔn)。在第一實(shí)施方式中，在測量和模擬衍射信號中使用兩個(gè)或更多個(gè)方位角。在一個(gè)這樣的實(shí)施方式中，使用晶圓應(yīng)用的在先知識或?qū)＜医?jīng)驗(yàn)，可以選擇n&k變量用于浮動。具有可調(diào)整方位角的光學(xué)計(jì)量設(shè)備可以用于在兩個(gè)或更多個(gè)方位角測量離開結(jié)構(gòu)的衍射信號。使用兩個(gè)或更多個(gè)方位角生成模擬的信號。兩個(gè)或更多個(gè)測量的信號通過聯(lián)合回歸與兩個(gè)或更多個(gè)模擬的信號相結(jié)合。然后測試結(jié)構(gòu)的確定的剖面參數(shù)的敏感度和精確度。在第二實(shí)施方式中，遵循第一實(shí)施方式中的方法，不同的是在晶圓中使用兩個(gè)或更多個(gè)測量目標(biāo)來確定光學(xué)特性。在一個(gè)這樣的實(shí)施方式中，使用晶圓中的兩個(gè)或更多個(gè)目標(biāo)而不是使用一個(gè)同樣的目標(biāo)。例如，第一個(gè)目標(biāo)可以是密柵(dense grating)結(jié)構(gòu)而第二個(gè)目標(biāo)可以是隔離(iso)結(jié)構(gòu)。在第三實(shí)施方式中，遵循第二實(shí)施方式中的方法，不同的是在晶圓中使用兩個(gè)或更多個(gè)不同結(jié)構(gòu)來確定光學(xué)特性。在一個(gè)這樣的實(shí)施方式中，兩個(gè)或更多個(gè)目標(biāo)是不同類型的目標(biāo)。例如，第一個(gè)目標(biāo)可以是光柵結(jié)構(gòu)而第二個(gè)目標(biāo)可以是晶圓本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2010.05.06 US 12/775,3921.一種用于確定一結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量的材料光學(xué)特性的方法，該方法包括 基于兩個(gè)或更多個(gè)方位角和基于一個(gè)或多個(gè)入射角來模擬光柵結(jié)構(gòu)的衍射級的集合；以及 基于所述衍射級的集合提供模擬的光譜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，模擬所述光柵結(jié)構(gòu)的衍射級的集合包括將隔離結(jié)構(gòu)與密柵結(jié)構(gòu)結(jié)合使用。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，模擬所述光柵結(jié)構(gòu)的衍射級的集合包括使用二維光柵結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，模擬所述光柵結(jié)構(gòu)的衍射級的集合包括使用三維光柵結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，模擬所述衍射級的集合基于兩個(gè)或更多個(gè)入射角。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括 將所述模擬的光譜與樣本光譜進(jìn)行比較。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，從包括多個(gè)材料層的結(jié)構(gòu)生成所述樣本光譜，在提供所述樣本光譜的對所述結(jié)構(gòu)的測量期間，所述材料層中的至少一個(gè)材料層阻擋所述材料層中的至少一個(gè)其他的材料層。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，從包括多個(gè)材料層的結(jié)構(gòu)生成所述樣本光譜，且其中用于提供所述樣本光譜的所述結(jié)構(gòu)的測量包括在兩個(gè)不同的波長處測量所述結(jié)構(gòu)。9.一種用于確定一結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量的材料光學(xué)特性的方法，該方法包括 基于兩個(gè)或更多個(gè)入射角來模擬光柵結(jié)構(gòu)的衍射級的集合；以及 基于所述衍射級的集合提供模擬的光譜。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，模擬所述光柵結(jié)構(gòu)的衍射級的集合包括將隔離結(jié)構(gòu)與密柵結(jié)構(gòu)結(jié)合使用。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，模擬所述光柵結(jié)構(gòu)的衍射級的集合包括使用二維光柵結(jié)構(gòu)。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，模擬所述光柵結(jié)構(gòu)的衍射級的集合包括使用三維光柵結(jié)構(gòu)。13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，模擬所述衍射級的集合還基于兩個(gè)或更多個(gè)方位角。14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，該方法還包括 將所述模擬的光譜與樣本光譜進(jìn)行比較。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，從包括多個(gè)材料層的結(jié)構(gòu)生成所述樣本光譜，在提供所述樣本光譜的對所述結(jié)構(gòu)的測量期間，所述材料層中的至少一個(gè)材料層阻擋所述材料層中的至少一個(gè)其他的材料層。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：J·M·馬德森，楊衛(wèi)東，
申請(專利權(quán))人：克拉坦科股份有限公司，東京毅力科創(chuàng)株式會社，
類型：
國別省市：
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