[发明专利]通过空间谐波的多重截断而优化计算效率

说明书

本发明呈现用于以经减少的计算工作量及存储器要求来求解复杂装置结构的测量模型的方法及系统。基于经截断空间谐波级数的电磁模拟算法的计算效率针对周期性目标得以改进，所述周期性目标展现一基本空间周期及一或多个逼近周期，所述一或多个逼近周期是所述基本空间周期的整数分数。根据展现多重周期性的目标的每一相异周期将空间谐波分类。为每一空间谐波群组选择一相异截断阶数。此方法产生最优的稀疏截断阶数取样图案，且确保仅选择对所述目标的逼近具有显著影响的谐波用于计算。采用这些技术的计量系统经配置以测量与不同半导体制作工艺相关联的工艺参数以及结构及材料特性。

相关申请案的交叉参考

本专利申请案根据35U.S.C.§119主张于2015年2月21日提出申请的标题为“用于通过空间谐波的多重截断而优化计算效率的方法(Method for OptimizingComputational Efficiency by Multiple Truncation of Spatial Harmonics)”的第62/119,175号美国临时专利申请案的优先权，所述美国临时专利申请案的标的物以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

所描述实施例涉及计量系统及方法，且更明确地说涉及用于以减少的计算工作量来测量多重周期性计量目标的方法及系统。

背景技术

通常通过应用于试样的一系列处理步骤来制作例如逻辑及存储器装置的半导体装置。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。举例来说，除其它外，光刻是涉及在半导体晶片上产生图案的一种半导体制作工艺。半导体制作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。多个半导体装置可制作于单个半导体晶片上且接着被分离成若干个别半导体装置。

在半导体制造工艺期间于各个步骤处使用光学计量工艺来检测晶片上的缺陷以促成较高合格率。光学计量技术在不具有样本破坏风险的情况下提供高吞吐量的可能性。包含散射测量术及反射测量术实施方案的若干基于光学计量的技术以及相关联分析算法通常用于表征临界尺寸、覆盖、膜厚度、工艺参数、组成及纳米级结构的其它参数。

由于装置(例如，逻辑及存储器装置)朝向较小纳米级尺寸移动，因此表征变得较困难。并入有复杂三维几何形状及具有多种物理性质的材料的装置导致表征困难。

响应于这些挑战，已开发较复杂光学工具。测量在大范围的数个机器参数(例如，波长、方位及入射角等)内被执行且通常同时被执行。因此，用以产生可靠结果(包含测量配方)的测量时间、计算时间及总体时间显著增加。

现有基于模型的计量方法通常包含用以建模且接着测量结构参数的一系列步骤。通常，从特定计量目标收集测量数据(例如，所测量数据、DOE数据等)。光学系统、色散参数及几何特征的准确测量模型被公式化。电磁(EM)求解器用于求解测量模型并预测测量结果。执行一系列模拟、分析及回归以细化测量模型并确定哪些模型参数浮动。在一些实例中，生成合成光谱库。最后，利用测量模型使用所述库或回归实时地执行测量。

EM模拟工艺受若干参数(例如，剥落参数、严格耦合波分析(RCWA)参数、离散化参数等)控制。模拟参数经选择以避免引入过大误差。然而，一般来说，计算工作量与解准确性之间存在折衷。换句话说，准确解比不准确解需要更多的计算工作量。当前，针对复杂半导体结构得出充分准确测量结果所需的计算工作量较大且越来越大。