[发明专利]用于高纵横比及大横向尺寸结构的度量系统及方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及用于高纵横比及大横向尺寸结构的度量系统及方法。

背景技术

以下描述及实例不因为其包含在此段落中而被承认为是现有技术。

如概述用于高纵横比(HAR)结构的最新技术的度量选择的“超越22nm的半导体度量：3D存储器度量(Semiconductor metrology beyond 22nm:3D memory metrology)”，艾克奥(Arceo)等人，《固态技术(Solid State Technology)》(在线版本)，2012年2月16日(其以全文引用的方式并入本文中)中所述：“许多光学技术(尤其那些在临界角附近离轴操作的技术)遇到仅有极小部分的测量光到达特征底部并向上反射到检测器的问题。因此，在大多数情况下，呈其当前形式的各种度量技术将在此类特征上遇到低信噪比(SNR)的问题”。事实上，当纵横比增加到30:1、100:1及更高时，不存在用于测量HAR结构的快速处理量和可靠度量，这仍将成问题。虽然正在开发上述参考文献中同样提及的例如临界尺寸(CD)小角度X射线散射测量(CD-SAXS)、法向入射反射术及散射测量的技术，然而仍未发现适当的解决方法。同时，测量CD(界定孔及沟槽的形状)的能力在获得所需产量及高性能水平的装置中是重要的。

半导体装置度量中存在的其它挑战与具有大横向尺度(例如，1微米或更大的数量级)的目标有关。由于光学CD度量为主要针对周期性目标所设计，因此相当大间距目标可产生多个衍射阶数，其可干扰零阶衍射测量。此类型的应用包含SRAM、内嵌式快闪存储器及其它。

现行提出的方法包含以下：缺乏提供3D结构细节的能力的俯视图CD扫描电子显微术(CD-SEM)；具破坏性且无法用于线内度量的横截面SEM(X-SEM)；尚未被证实可获得半导体工业所需的高处理量能力的CD-SAXS；具有高处理量但因到HAR结构中的有限光穿透而受SNR限制的光散射测量CD度量；已被用于度量HAR DRAM结构但缺乏由较短波长所提供的分辨率且具有对半导体度量来说过大的测量光斑大小的基于模型的红外反射术(MBIR)(参见例如高思腾(Gostein)等人的“以基于模型的IR测量深沟槽结构(Measuring deep-trench structures with model-based IR)”，《固态技术(Solid State Technology)》，第49卷，第3期，2006年3月1日，其以全文引用的方式并入本文中)；及无法实质测量高纵横比结构且具有相对低处理量的原子力显微术(AFM)。总而言之，光学CD度量是理想的，但当前缺乏在相对小光斑(例如小于50微米或甚至更优选地小于30微米)中测量具有微米级深度及横向尺寸的结构的细节轮廓的能力。

因此，开发用于确定在晶片上形成的结构的特性且不具有上述缺点中的一或多者的方法及系统将会是有利的。

发明内容

不应以任何方式将各种实施例的以下描述理解为限制所附权利要求书的标的物。

一个实施例涉及一种系统，其经配置以确定在晶片上形成的一或多个结构的一或多个特性。所述系统包含照明子系统，其经配置以将光引导到在晶片上形成的一或多个结构。所述光包含紫外(UV)光、可见光及红外(IR)光。所述一或多个结构包含至少一个高纵横比(HAR)结构或至少一个大横向尺寸结构。所述系统还包含检测子系统，其经配置以产生响应于来自所述一或多个结构的光(归因于引导到所述一或多个结构的光)的输出。另外，所述系统包含计算机子系统，其经配置以使用所述输出确定所述一或多个结构的一或多个特性。可如本文中所述般进一步配置所述系统。

另一实施例涉及一种用于确定在晶片上形成的一或多个结构的一或多个特性的方法。所述方法包含将光引导到在所述晶片上形成的一或多个结构。所述光包含UV光、可见光及IR光。所述一或多个结构包含至少一个HAR结构或至少一个大横向尺寸结构。所述方法还包含产生响应于来自所述一或多个结构的光(归因于引导到所述一或多个结构的光)的输出。另外，所述方法包含使用所述输出确定所述一或多个结构的一或多个特性。

可如本文中所述般进一步进行上述方法的步骤中的每一者。另外，上述方法可包含本文中所述的任何其它方法的任何其它步骤。此外，可通过本文中所述的系统中的任何者执行上述方法。

附图说明

所属领域的技术人员根据优选实施例的以下详细描述的益处并参考附图将明白本发明的其它优点，附图中：