[发明专利]使用光谱计量的图案化膜堆叠的带隙测量

说明书

本发明揭示一种光谱计量系统，其包含光谱计量工具及控制器。所述控制器生成包含两个或更多个层的多层光栅的模型，所述模型包含指示所述多层光栅的测试层的几何结构的几何参数及指示所述测试层的色散的色散参数。所述控制器进一步从所述光谱计量工具接收对应于所述经模型化多层光栅的经制造多层光栅的光谱信号。所述控制器进一步确定所述经模型化多层光栅的所述一或多个参数的值，从而在选定公差内提供对应于所述经测量光谱信号的经模拟光谱信号。所述控制器进一步基于所述经制造结构的所述测试层的所述一或多个参数的所述经确定值来预测所述经制造多层光栅的所述测试层的带隙。

相关申请案的交叉参考

本申请案依据35 U.S.C.§119(e)规定主张2017年8月7日申请的命名王田汉(Tianhan Wang)、亚伦·罗森伯格(Aaron Rosenberg)、胡大伟(Dawei Hu)、亚历山大·库兹涅佐夫(Alexander Kuznetsov)、阮曼唐(Manh Dang Nguyen)、维拉·潘德夫(StilianPandev)、约翰·罗森诺(John Lesoine)、赵强(Qiang Zhao)、李丽倩(Liequan Lee)、霍夫曼·乔伊布(Houssam Chouaib)、狄明(Ming Di)、托尔斯腾·卡克(Torsten Kaack)、安德烈·舍格罗夫(Andrei Shchegrov)及谭振权(Zhengquan Tan)为发明者的标题为“使用光谱计量的图案化膜堆叠的带隙测量(BANDGAP MEASUREMENTS OF PATTERNED FILM STACKSUSING SPECTROSCOPIC METROLOGY)”的第62/542,260号美国临时申请案的优先权，所述申请案的全部内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及光谱计量，且更特定来说，涉及使用光谱计量的图案化膜堆叠的带隙测量。

背景技术

对具有越来越小的占用面积的电子装置的需求提出超越所要规模制造的广泛制造挑战。例如，随着电子组件(例如晶体管)的物理大小缩小，构成膜层的电性质及光学性质变得愈加取决于物理几何结构。特定来说，通过薄绝缘层的漏泄电流对使用并入小于65nm的波长的光刻工具所制造的装置提出显著挑战。这个漏泄电流负面影响装置性能且可导致操作温度增大以及功率消耗增大。因此，期望在制造期间密切监测且控制绝缘层的性质以确保经制造装置在设计规范内操作。

计量目标通常用于监测半导体装置的制造层的各种方面。计量目标通常由与装置特征制造在相同层上的一系列目标特征构成且经设计以对一或多个所关注制造参数敏感，例如但不限于层厚度、层光学性质(例如，色散、带隙等等)、临界尺寸、侧壁角度、两个或更多个层的相对对准(例如，叠加)、目标的焦点位置或光刻步骤期间的曝光剂量。在这个方面，计量目标的测量可提供表示经制造装置特征的敏感数据。

在许多应用中，计量目标经设计以促进所要制造参数的测量且因此可具有不同于对应装置特征的物理配置。然而，经制造层的电性质及光学性质对物理几何结构的增大相依性可降低计量目标的测量与具有不同几何结构的装置特征的测量之间的相关性。这可尤其适用于但不限于包含由制造有愈加小的尺寸的多个薄膜层形成的周期性特征的多层光栅结构。因此，将期望提供一种用于解决例如上述缺陷的系统及方法。

发明内容