[发明专利]在气体吸附下的关键尺寸测量

说明书

本文提出用于通过气体吸附过程来执行由吸附物填充的几何结构的光学测量的方法及系统。当使用包含经控制量的填充材料的净化气体的流动来处理被测量计量目标时，执行测量。所述填充材料的一部分吸附到被测量结构上，且填充结构特征中的开口、结构特征之间的空间、小体积(例如，凹口、沟槽、狭缝、接触孔等)。在一个方面中，基于待填充的最大特征大小来确定所述气体流动中的汽化材料的所要饱和度。在一个方面中，当结构是未填充的及当通过气体吸附来填充所述结构时，收集测量数据。使所述经收集数据组合于基于多目标模型的测量中，以减小参数相关性且改进测量性能。

相关申请案的交叉参考

本专利申请案根据35 U.S.C.§119主张于2016年5月2日申请的名称为“使用气体吸附的孔隙度及关键尺寸测量(Porosity and Critical Dimension Measurements UsingGaseous Adsorption)”的第62/330,751号美国临时专利申请案的优先权，所述申请案的标的物的全部内容以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，且更特定来说涉及用于在半导体产业中制造的结构的经改进测量的方法及系统。

背景技术

例如逻辑及存储器装置的半导体装置通常是由应用于样品的一系列处理步骤制造。半导体装置的各种特征及多个结构层级是由这些处理步骤形成。举例来说，其中光刻是涉及在半导体晶片上产生图案的一个半导体制造过程。半导体制造过程的额外实例包含(但不限于)化学机械抛光、蚀刻、沉积及离子植入。多个半导体装置可在单一半导体晶片上制造且接着分离成个别半导体装置。

在半导体制造过程期间的各个步骤使用计量过程以检测晶片上的缺陷以促进较高良率。基于模型的计量技术使得可能实现高处理量而无样本破坏的风险。通常使用包含散射测量术、椭偏测量术及反射测量术实施方案以及相关联的分析算法的若干基于基于模型的计量的技术以特性化关键尺寸、膜厚度、组合物、重叠及纳米级结构的其它参数。

现代半导体过程用以产生复杂结构。需要具多个参数的复杂测量模型来表示这些结构且考虑过程及尺寸变化。复杂的多个参数模型包含通过参数相关性及对一些参数的低测量敏感度引发的模型化误差。另外，具有相对较大数目的浮动参数值的复杂的多个参数模型的回归在计算上可能不易于处理。

为降低这些误差源的影响且减少计算工作量，在基于模型的测量中数个参数通常是固定的。尽管固定数个参数的值可改进计算速度且降低参数相关性的影响，但其还导致在参数值的估计中的误差。

当前，复杂的多个参数测量模型的解决方案通常需要不令人满意折衷。当前模型减小技术有时不能够到达既计算上易于处理又充分准确的测量模型。而且，复杂的多个参数模型使得针对每一受关注参数难以或不可能优化系统参数选择(例如波长、入射角等)。

未来的计量应用归因于越来越小的分辨率要求、多参数相关性、越来越复杂的几何结构及越来越多地使用不透明材料而提出挑战。因此，需要用于经改进测量的方法及系统。

发明内容

本文提出用于通过气体吸附过程而执行由吸附物填充的几何结构的光学测量的方法及系统。当使用包含经控制量的填充材料的净化气体的流动来处理在被测量计量目标周围的局部环境时，执行测量。所述填充材料的一部分(即吸附物)吸附到被测量结构(即吸附结构)上且填充结构特征中的开口、结构特征之间的间距、小体积(例如凹口、沟槽、狭缝、接触孔等)。

一方面，基于待通过气体吸附而填充的最大特征大小确定经提供到所述被测量结构的所述气体流动中的汽化材料的所要饱和度。

另一方面，使用包含从具有由吸附物填充的几何特征的计量目标收集的测量信号的数据集来执行基于模型的测量。所述吸附物的存在相较于其中净化气体缺乏任何填充材料的测量情况改变所述被测量结构的光学性质。