[发明专利]用于具有优化系统参数的光学计量的设备及方法

说明书

本发明呈现用于实现跨越计量系统参数的集合的小测量盒大小规格的方法及系统。在测量期间通过选择性约束所述系统参数集合中的一或多者实现所述小测量盒大小规格。测量系统参数(例如照明波长、偏振状态、入射极角及入射方位角)的子集经选择用于测量以维持相对于在所述测量中利用完全、可用范围的测量系统参数原本可实现的较小测量盒大小。以此方式，通过约束测量系统参数空间实现影响测量盒大小的一或多个因素的控制。此外，测量信号的子集可经选择以维持相对于在所述测量中利用所有可用测量信号原本可实现的较小测量盒大小。

对相关申请案的交叉参考

本专利申请案根据35U.S.C.§119规定主张2012年11月9日申请的名为“具有优化系统参数以实现小测量盒能力的光学计量的设备和方法(Apparatus and Method forOptical Metrology with Optimized System Parameters to Achieve SmallMeasurement Box Capability)”的第61/724,722号美国临时专利申请案的优先权，所述案的标的物是以引用的方式并入本文中。

技术领域

所描述的实施例涉及计量系统及方法，且更特定地说涉及用于具有较小测量盒大小的经改善测量分辨率的方法及系统。

背景技术

半导体装置(例如逻辑及存储器装置)通常通过应用于样本的一系列处理步骤制造。通过这些处理步骤形成半导体装置的各种特征及多个结构层级。例如，除了其它以外，光刻术是涉及在半导体晶片上产生图案的半导体制造工艺。半导体制造工艺的额外实例包含但不限于化学机械抛光、蚀刻、沉积及离子植入。可在单个半导体晶片上制造多个半导体装置且接着将所述多个半导体装置分为个别半导体装置。

执行如上文所描述的光刻过程以选择性移除上覆晶片的表面的光致抗蚀剂材料的部分，借此暴露在其上形成光致抗蚀剂以用于选择性处理(例如蚀刻、材料沉积、植入等)的样本的下伏区域。因此，在许多实例中，光刻术过程的性能大部分确定形成于样本上的结构的特性(例如，尺寸)。因此，光刻术的趋势是设计能够形成具有越来越小尺寸的图案的系统及组件(例如，光致抗蚀剂材料)。

在半导体制造工艺期间的各个步骤处使用基于光学计量的检验过程以检测晶片上的缺陷以促进较高产率。光学计量技术为高产量提供可能性，且没有样品破坏的风险。已描述多种基于光学计量的技术，包含散射计量实施方案及相关分析算法，以特征化装置几何形状。然而，维持小测量盒大小仍然是一项挑战。在可用于计量目标的区域是最小限度的半导体线内产品计量中，小测量盒大小特别重要。测量盒大小是指测量结果稳定且不受光学计量中的边缘效应(例如，归因于光学衍射翼)影响的样本上的最小区域。因此，测量盒大小越小，计量目标的所需区域越小。

一些现有方法只集中于光学设计上。如果不能以可用光学设计实现测量盒大小规格，那么接受较大盒大小。此对于一些计量应用是可接受的。然而，在半导体产业中，在分配到计量目标的晶片空间有限(通常，在切割道内或甚至在裸片内)的情况下，所需盒大小规格通常可极具挑战，例如30μm×30μm或10μm×10μm或类似者。