專利名稱：用于集成電路的光學(xué)計(jì)量的波長選擇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路(IC)計(jì)量，更具體地，涉及應(yīng)用在光學(xué)計(jì)量的測(cè)量、處理和/或仿真中的波長選擇。
背景技術(shù)：
隨著當(dāng)前IC尺寸越來越小的發(fā)展趨勢(shì)，特征測(cè)量也因特征尺寸的變小而變得越來越困難。但是，為了確定特征尺寸是否在可接受的范圍內(nèi)，以及是否例如特定的制造過程使得特征側(cè)壁成為錐形、直立、T形頂、倒凹或具有支撐角，對(duì)光柵或周期結(jié)構(gòu)的尺寸的了解是必要的。
光柵或周期結(jié)構(gòu)的特性如它們的輪廓可采用光學(xué)計(jì)量來確定。在常規(guī)的光學(xué)計(jì)量中，光學(xué)計(jì)量數(shù)據(jù)通常通過對(duì)應(yīng)于取決于光學(xué)計(jì)量設(shè)備的類型和制造商的特定波長的特定數(shù)量的測(cè)量點(diǎn)來獲得。根據(jù)通常數(shù)量的波長所產(chǎn)生的大量輪廓和光譜庫會(huì)導(dǎo)致冗長的庫產(chǎn)生時(shí)間和大量的搜索時(shí)間。然而，使用所有或大部分來自計(jì)量設(shè)備的波長測(cè)量數(shù)據(jù)不一定能提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。在一些情況下，使用所有的波長測(cè)量數(shù)據(jù)偶爾會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的庫匹配。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)示例性實(shí)施例中，用于集成電路光學(xué)計(jì)量的特定波長可通過確定一個(gè)或多個(gè)終止準(zhǔn)則，設(shè)置一個(gè)或多個(gè)選擇準(zhǔn)則，以及根據(jù)選擇準(zhǔn)則選擇波長來選擇?？梢砸淮位蚨啻畏磸?fù)執(zhí)行選擇步驟，直到滿足終止準(zhǔn)則。


圖1是一個(gè)表示使用光學(xué)計(jì)量測(cè)量集成電路周期結(jié)構(gòu)的衍射光譜的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是在晶片的相同位置的不同測(cè)量結(jié)果的均值離差曲線圖，突出強(qiáng)調(diào)了由于噪聲引起的高和低重復(fù)性的波長。
圖3示出了IC結(jié)構(gòu)的衍射光譜的余弦(Δ)曲線圖，示出了一定波長范圍內(nèi)的高正相關(guān)性，高負(fù)相關(guān)性，及無相關(guān)性。
圖4是為光學(xué)計(jì)量選擇波長的示例性過程的流程圖。
圖5是為光學(xué)計(jì)量利用信噪選擇準(zhǔn)則選擇波長的示例性過程的流程圖。
圖6是為光學(xué)計(jì)量利用相關(guān)系數(shù)選擇波長的示例性過程的流程圖。
圖7是為光學(xué)計(jì)量利用波長對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)變化的敏感度選擇波長的示例性過程的流程圖。
圖8是為光學(xué)計(jì)量利用協(xié)方差選擇波長的示例性過程的流程圖。
圖9是為光學(xué)計(jì)量利用一項(xiàng)或多項(xiàng)選擇技術(shù)選擇波長的示例性過程的流程圖。
圖10是選擇波長并利用所選擇的波長確定結(jié)構(gòu)輪廓數(shù)據(jù)的示例性過程的流程圖。
圖11是在一個(gè)示例性實(shí)施例中的波長選擇器的結(jié)構(gòu)框圖。
圖12是在一個(gè)示例性實(shí)施例中的波長提取器和輪廓測(cè)定估計(jì)器的結(jié)構(gòu)框圖。
圖13是在一個(gè)示例性實(shí)施例中利用選擇的波長的仿真光譜和輪廓的庫的創(chuàng)建和使用的結(jié)構(gòu)框圖。
圖14是在一個(gè)示例性實(shí)施例中調(diào)用一種或多種算法選擇波長的波長選擇器的結(jié)構(gòu)框圖。
圖15是在一個(gè)示例性實(shí)施例中所選擇波長的存儲(chǔ)器的布局。
圖16是在一個(gè)晶片的不同的位置進(jìn)行的橢圓偏光法cos(Δ)測(cè)量的表示波長間的相關(guān)性的相關(guān)系數(shù)曲線圖。
圖17是在一個(gè)晶片的不同的位置進(jìn)行的橢圓偏光法tag(ψ)測(cè)量的表示波長間的相關(guān)性的相關(guān)系數(shù)曲線圖。
圖18是在一個(gè)晶片的不同的位置進(jìn)行的橢圓偏光法cos(Δ)測(cè)量的表示波長間的協(xié)方差的協(xié)方差曲線圖。
圖19是在一個(gè)晶片的不同的位置進(jìn)行的橢圓偏光法tag(ψ)測(cè)量的表示波長間的協(xié)方差的協(xié)方差曲線圖。
圖20是使用選擇波長的測(cè)量光譜的最佳匹配的cos(Δ)圖與使用設(shè)備供應(yīng)商提供的全波譜的最佳匹配的cos(Δ)圖的對(duì)比。
具體實(shí)施例方式
為了方便對(duì)本發(fā)明的描述，使用橢圓偏光法的光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)來描述概念和原理。應(yīng)該理解，相同的概念和原理同樣適用于其它IC光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)，如反射測(cè)量系統(tǒng)等。在類似的方式中，盡管經(jīng)常使用衍射光譜和輪廓庫來描述概念和原理，但本發(fā)明同樣適用于包括輪廓參數(shù)及相應(yīng)計(jì)量信號(hào)的數(shù)據(jù)空間。
圖1是一個(gè)表示使用光學(xué)計(jì)量來測(cè)量集成電路結(jié)構(gòu)的衍射信號(hào)的結(jié)構(gòu)框圖。光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)40包括一個(gè)在晶片47的目標(biāo)結(jié)構(gòu)59上投射光束43的計(jì)量光束源41。計(jì)量光束43以一個(gè)入射角θ向目標(biāo)結(jié)構(gòu)59投射。衍射光束49由計(jì)量光束接收器51測(cè)量。衍射光束數(shù)據(jù)57被傳輸給輪廓應(yīng)用服務(wù)器53。輪廓應(yīng)用服務(wù)器53將測(cè)量到的衍射光束數(shù)據(jù)57與表示目標(biāo)結(jié)構(gòu)和分辨率的關(guān)鍵尺寸的各種組合的計(jì)算出的衍射光束數(shù)據(jù)的庫進(jìn)行比較。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，選擇與測(cè)量到的衍射光束數(shù)據(jù)57最匹配的庫實(shí)例。所選的庫實(shí)例的輪廓和相關(guān)臨界尺寸對(duì)應(yīng)于截面輪廓和目標(biāo)結(jié)構(gòu)59的特征的臨界尺寸。光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)40可以使用反射計(jì)、橢圓偏振計(jì)或其它光計(jì)量設(shè)備來測(cè)量衍射光束或信號(hào)。光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)在序列號(hào)為09/727530，名稱為“用于光柵輪廓的實(shí)時(shí)庫生成系統(tǒng)和方法”，申請(qǐng)人為Jakatdar等，申請(qǐng)日為2000年11月28日的未決美國專利申請(qǐng)中有描述，該申請(qǐng)?jiān)诖艘胱鳛閰⒖肌?br> 為了方便對(duì)本發(fā)明的描述，將使用采用橢圓偏振計(jì)如cos(Δ)和tag(ψ)的IC結(jié)構(gòu)的衍射光譜圖。應(yīng)該理解，盡管在示例性實(shí)施例中討論了橢圓偏振計(jì)和橢圓偏振設(shè)備，但本概念和原理適用于反射計(jì)和類似的設(shè)備和系統(tǒng)。
圖2包括晶片相同位置的不同測(cè)量結(jié)果的均值離差曲線圖，突出強(qiáng)調(diào)了由于噪聲引起的高和低重復(fù)性的波長。根據(jù)對(duì)給定波長的衍射信號(hào)的均值離差的相對(duì)大小，晶片中的相同位置的多個(gè)衍射測(cè)量的圖60被分成多個(gè)部分。對(duì)于此晶片中的此特定位置，表示320到345納米(nm)波長范圍的圖的部分63具有相對(duì)較大的均值離差。類似地，表示780到795nm波長范圍的圖的部分71也具有相對(duì)較大的均值離差。分別表示345到410nm和620到780nm波長范圍的圖的部分65和69具有中等的均值離差。表示410到629nm波長范圍的圖的部分67具有最小均值離差。
高均值離差在典型情況下是由與計(jì)量設(shè)備或計(jì)量系統(tǒng)相關(guān)的因子引起的，稱為噪聲。這樣，對(duì)于相同的位置，具有測(cè)量信號(hào)的低均值離差的波長范圍表示對(duì)于此晶片、位置和計(jì)量設(shè)置，在這些范圍內(nèi)該光學(xué)計(jì)量測(cè)量具有高度的可重復(fù)性。高度可重復(fù)性和均值離差將在下面用作選擇用于光學(xué)計(jì)量測(cè)量和處理的波長的參數(shù)。
圖3示出了IC結(jié)構(gòu)的衍射光譜的余弦(Δ)曲線圖，示出了一定波長范圍內(nèi)的高正相關(guān)性，高負(fù)相關(guān)性，及無相關(guān)性。Cos(Δ)圖71被用作基線以分析和比較其它三個(gè)圖。表示基片中的一個(gè)位置的衍射圖的圖73示出了與圖71的高正相關(guān)性，也就是說，圖73在與圖71相同波長的位置處的值成比例增加或減小。圖75示出了與圖71的負(fù)相關(guān)性，也就是說，對(duì)于相同的波長，當(dāng)圖71的值減小時(shí)圖75的值成比例增加，當(dāng)圖71的值增加時(shí)圖75的值成比例減小。圖77既不按圖71中的變化成比例增加也不減小。圖77與圖71、73或75均不相關(guān)。如將在下面進(jìn)一步描述的，如果一個(gè)結(jié)構(gòu)的衍射光譜對(duì)于特定波長或波長范圍是高相關(guān)的，該相關(guān)波長集的一個(gè)波長可以用于預(yù)測(cè)或測(cè)量衍射光譜中的變化。
圖4是為光學(xué)計(jì)量選擇波長的示例性過程的流程圖。光學(xué)計(jì)量設(shè)備因類型和生產(chǎn)廠商而不同。典型情況下，光學(xué)計(jì)量設(shè)備在多種波長下測(cè)量衍射光譜。但是，如上所述，測(cè)量到的衍射光譜可能包含特定波長或波長范圍內(nèi)的噪聲。另外，如上討論的，特定波長或波長范圍內(nèi)的測(cè)量到的衍射可以提供重復(fù)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的重復(fù)度由波長間的衍射信號(hào)的相關(guān)性來衡量。這樣，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，可以使用終止準(zhǔn)則和選擇準(zhǔn)則來選擇特定波長。
在步驟240中，確定用于波長選擇的終止準(zhǔn)則。例如，終止準(zhǔn)則可包括衍射光譜庫中的最佳匹配衍射光譜的可接受或預(yù)定代價(jià)函數(shù)值，與測(cè)量到的衍射光譜相比最佳的匹配光譜?；蛘撸ㄟ^比較選擇的波長光譜與全波長光譜來得到代價(jià)函數(shù)值，其中選擇的波長光譜是對(duì)于給定計(jì)量設(shè)備，僅使用選擇波長的結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱輪廓的仿真衍射光譜，全波長光譜是對(duì)于相同計(jì)量設(shè)備，使用典型用于該計(jì)量設(shè)備的波長的結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱輪廓的仿真衍射光譜。標(biāo)稱輪廓可以對(duì)應(yīng)于IC結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)輪廓，它在典型情況下被作為用于仿真或庫生成的數(shù)據(jù)提供。
代價(jià)函數(shù)的比較由下列等式示出假定V1和V2是兩個(gè)大小為n的矢量，V1相對(duì)于V2的代價(jià)函數(shù)為Cost(V1,V2)=Σi=1n(V1i-V2i)2---(1.00)]]>
在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，終止準(zhǔn)則可以是測(cè)量到的衍射光譜和庫中的最佳匹配光譜衍射光譜之間的適合度(GOF)。對(duì)于在衍射光譜庫中選擇測(cè)量到的衍射光譜的最佳匹配的描述以及GOF的使用，參考序列號(hào)為09/727530，名稱為“用于光柵輪廓的實(shí)時(shí)庫生成系統(tǒng)和方法”，申請(qǐng)人為Jakatdar等，申請(qǐng)日為2000年11月28日的未決美國專利申請(qǐng)。
參考圖4，在步驟250，獲得IC結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量衍射光譜。該光學(xué)計(jì)量衍射光譜可以是來自計(jì)量測(cè)量結(jié)果，如偏振光橢圓測(cè)量儀、反射計(jì)等測(cè)得的結(jié)果?；蛘?，計(jì)量衍射光譜可從歷史數(shù)據(jù)或光學(xué)計(jì)量仿真中獲得。對(duì)于利用一個(gè)假定的輪廓進(jìn)行光學(xué)計(jì)量仿真的描述參見未決美國專利申請(qǐng)，序列號(hào)為09/770997，名稱為“快速嚴(yán)格的耦合波分析的內(nèi)層計(jì)算的高速緩沖”，申請(qǐng)人為Niu等，申請(qǐng)日為2000年1月26日，其全文在此引用作為參考。
在步驟260，設(shè)定波長的選擇準(zhǔn)則。例如，該選擇準(zhǔn)則可以是同一波長的衍射信號(hào)的信噪比，或者是使用在一個(gè)晶片的相同位置的測(cè)量結(jié)果的衍射信號(hào)的絕對(duì)均方差閾值。其他選擇準(zhǔn)則包括相關(guān)系數(shù)閾值、協(xié)方差閾值、及各個(gè)準(zhǔn)則的多種組合，下面將詳細(xì)討論。
在步驟270，滿足選擇準(zhǔn)則的波長被選擇。例如，如果選擇準(zhǔn)則包括相關(guān)系數(shù)，則一組高度相關(guān)的波長中的一個(gè)波長將被選擇。
在步驟280，測(cè)試用于選擇波長的終止準(zhǔn)則。如果該終止準(zhǔn)則未被滿足，在步驟285，波長的選擇準(zhǔn)則被調(diào)整，重復(fù)進(jìn)行波長選擇。否則，如果滿足終止準(zhǔn)則，在步驟290，被選擇的波長、選擇和終止準(zhǔn)則、制造、晶片、位置及計(jì)量設(shè)備識(shí)別數(shù)據(jù)被保存。
例如，使用所選的波長的測(cè)量光譜和最佳匹配庫光譜間的GOF是0.995可被設(shè)為終止準(zhǔn)則。如果計(jì)算的GOF等于或大于0.995，即滿足了終止準(zhǔn)則，則執(zhí)行步驟290的處理。或者，使用計(jì)量設(shè)備的全部波長的庫的最佳匹配光譜與僅使用所選擇波長的同一庫的最佳匹配光譜之間的GOF可用作終止準(zhǔn)則。
也可以使用一個(gè)優(yōu)化過程來進(jìn)行波長的選擇準(zhǔn)則的調(diào)整。例如，一個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式，如一個(gè)線性或多項(xiàng)式方程，表示作為波長選擇準(zhǔn)則的函數(shù)關(guān)系的波長終止準(zhǔn)則也可用于在優(yōu)化過程中確定選擇準(zhǔn)則的下一個(gè)值。
圖5是為光學(xué)計(jì)量利用信噪選擇準(zhǔn)則選擇波長的示例性過程的流程圖。在步驟350，確定波長選擇的終止準(zhǔn)則。例如，該終止準(zhǔn)則可包括一個(gè)等于或小于一個(gè)預(yù)定值的成本函數(shù)值或等于或大于一個(gè)預(yù)定值的GOF。
在步驟360，獲得晶片中的同一位置的光學(xué)計(jì)量測(cè)量結(jié)果。在步驟370，確定選擇波長的噪聲電平準(zhǔn)則。例如，其中同一測(cè)量位置的cos(Δ)≤+0.006且≥-0.006，來自同一位置的測(cè)量結(jié)果的平均cos(Δ)的波長可被選中?；蛘?，噪聲電平大于1、2或3σ標(biāo)準(zhǔn)差的波長可被排除。
在步驟380，使用前一步驟從晶片的同一位置獲得的光學(xué)計(jì)量測(cè)量結(jié)果，根據(jù)噪聲電平選擇準(zhǔn)則選擇或排除波長。在步驟390，終止準(zhǔn)則被測(cè)試，并且如果終止準(zhǔn)則沒有被滿足以及波長選擇被重復(fù)，則在步驟410調(diào)節(jié)噪聲電平準(zhǔn)則。否則，在步驟400保存所選擇的波長和相關(guān)的數(shù)據(jù)。類似于對(duì)圖4所描述的過程，可以使用一個(gè)優(yōu)化過程來獲得下一噪聲電平值。
圖6是為光學(xué)計(jì)量利用相關(guān)系數(shù)選擇波長的示例性過程的流程圖。在步驟430，確定波長選擇的終止準(zhǔn)則。例如，終止準(zhǔn)則可包括一個(gè)等于或小于一個(gè)預(yù)定值的成本函數(shù)值，或者包括等于或大于一個(gè)預(yù)定值的GOF。
在步驟440，創(chuàng)建一個(gè)對(duì)所測(cè)量的衍射光譜的波長的相關(guān)矩陣。例如，一個(gè)光學(xué)計(jì)量設(shè)備如一個(gè)偏振光橢圓測(cè)量儀可能具有53個(gè)測(cè)量點(diǎn)，每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)特定波長的衍射測(cè)量結(jié)果。該相關(guān)矩陣根據(jù)相關(guān)系數(shù)值而生成，相關(guān)系數(shù)可根據(jù)下式計(jì)算r=Σi(xi-x‾)(yi-y‾)Σi(xi-x‾)2Σi(yi-y‾)2---(2.00)]]>其中xi和yi是在兩個(gè)光學(xué)計(jì)量測(cè)量點(diǎn)的一對(duì)衍射光譜值，x是xi的均值，y是yi的均值。r的值位于-1和+1之間。+1值對(duì)應(yīng)于完全的正相關(guān)，-1值對(duì)應(yīng)于完全的負(fù)相關(guān)。接近于0的r值對(duì)應(yīng)于x和y不相關(guān)。相關(guān)矩陣C可由下面方程由r的值生成-1≤C(xi，yi)≥+1(3.00)參考圖6，在步驟450，通過測(cè)試是否滿足一個(gè)相關(guān)系數(shù)閾值并根據(jù)相關(guān)矩陣C生成一個(gè)對(duì)稱二進(jìn)制矩陣M。例如，如果選擇絕對(duì)值0.60為相關(guān)系數(shù)閾值，則所有具有絕對(duì)值0.60或更大絕對(duì)值的相關(guān)矩陣C中的元素由1來代替，其他由0代替。該對(duì)稱二進(jìn)制矩陣M具有同樣多的行和列，其中列和行對(duì)應(yīng)于一個(gè)波長。采用一個(gè)具有四個(gè)波長m1，m2，m3和m4的M的例子，下面是該具有四個(gè)波長的對(duì)稱二進(jìn)制矩陣的例子

值得注意的是同一波長的列和行交叉排列，二進(jìn)制矩陣值為1表示一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的光譜與其自身的相關(guān)系數(shù)為1。
參考圖6，在步驟460，覆蓋了最多數(shù)量的其他波長的波長被選擇，該行表示的波長在該對(duì)稱二進(jìn)制矩陣M中具有最多的1。在上面的例子中，行m3包含最多的1，因此由m3代表的波長將被選擇。然后到步驟460，行m3和列m3的值被設(shè)置為0。矩陣M變?yōu)?

在步驟470，如果所有的值均為0，則對(duì)該對(duì)稱二進(jìn)制矩陣進(jìn)行質(zhì)詢。如果不是，則重復(fù)步驟460。一個(gè)全0值的對(duì)稱二進(jìn)制矩陣意味著根據(jù)給定的相關(guān)系數(shù)閾值所有的波長均已被選擇。如果該對(duì)稱二進(jìn)制矩陣值全是0，則在步驟480，對(duì)用于波長選擇的終止準(zhǔn)則的測(cè)試進(jìn)行質(zhì)詢。如上所述，該終止準(zhǔn)則可以是使用選擇的波長的最佳匹配測(cè)量光譜和使用整個(gè)波長范圍的最佳匹配測(cè)量光譜間0.995的GOF，最佳匹配光譜是從為IC結(jié)構(gòu)生成的光譜庫中獲得的。如果終止準(zhǔn)則沒有被滿足，則相關(guān)系數(shù)閾值被調(diào)整(步驟485)，過程從步驟450開始迭代。否則，所選擇的波長和相關(guān)的數(shù)據(jù)在步驟490被存儲(chǔ)。波長選擇準(zhǔn)則的調(diào)節(jié)也可以通過使用之前描述的優(yōu)化過程來執(zhí)行。
圖16和17分別是對(duì)一定范圍內(nèi)的測(cè)量點(diǎn)λ測(cè)量的衍射橢圓偏光cos(Δ)和tan(ψ)信號(hào)的相關(guān)系數(shù)曲線圖。測(cè)量點(diǎn)1到53對(duì)應(yīng)于300到720納米內(nèi)的特定的波長。參考圖16，cos(Δ)1600的絕對(duì)相關(guān)系數(shù)示出了兩條水平線1610和1620。在頂上的水平線1610上，如果使用了1(完全相關(guān))作為相關(guān)系數(shù)閾值，則所有的波長都被選擇。對(duì)于小于1的相關(guān)系數(shù)閾值，需要提供相對(duì)較少的波長，以覆蓋所有波長。例如，在相關(guān)系數(shù)閾值為0.90處，與測(cè)量點(diǎn)12至18有關(guān)的波長，圖16的凸起1602，以及與測(cè)量點(diǎn)37至42有關(guān)的波長，凸起1604，被其他波長所覆蓋，因此，這兩組波長中只有一種表示被選擇。類似的波長選擇過程可以應(yīng)用到圖17的tan(ψ)相關(guān)系數(shù)的曲線圖中。
圖7是為光學(xué)計(jì)量利用波長對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)變化的敏感度選擇波長的示例性過程的流程圖。波長的敏感度測(cè)量是在對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)輪廓變化的波長處的衍射光譜變化的測(cè)量。一種測(cè)量敏感度的方法是波長的協(xié)方差測(cè)量。這里，協(xié)方差是一種對(duì)彼此相關(guān)地發(fā)生變化的兩個(gè)波長的趨勢(shì)的統(tǒng)計(jì)量度。
類似于之前的實(shí)施例，在步驟530，確定波長選擇的終止準(zhǔn)則。例如，該終止準(zhǔn)則可以包括如圖4中所討論的等于或小于一個(gè)預(yù)定值的成本函數(shù)值或者等于或大于一個(gè)預(yù)定值的GOF。
在步驟540，計(jì)算波長敏感度測(cè)量在結(jié)構(gòu)參數(shù)方面的變化。用于波長選擇的敏感度閾值在步驟550被確定。根據(jù)該敏感度閾值，在步驟560進(jìn)行波長選擇。類似于之前的實(shí)施例，在步驟580，進(jìn)行終止準(zhǔn)則測(cè)試。在步驟585，如果終止準(zhǔn)則未滿足則進(jìn)行敏感度閾值調(diào)節(jié)，并且重復(fù)波長選擇過程。否則，在步驟590保存所選擇的波長和相關(guān)的數(shù)據(jù)。波長選擇準(zhǔn)則的調(diào)節(jié)也可以如前所述利用一個(gè)優(yōu)化過程來執(zhí)行。
圖8是為光學(xué)計(jì)量利用協(xié)方差選擇波長的示例性過程的流程圖。協(xié)方差等于準(zhǔn)則方差和相關(guān)系數(shù)的乘積；表達(dá)形式如下Cov(i，j)＝{[x(1，i)-m(i)][x(1，j)-m(j)+...+[x(n，i)-m(i)][x(n，j)-m(j)]}/(n-1)(4.00)其中Cov(i，j)是波長i和j的衍射光譜的協(xié)方差；m(i)是波長i的衍射光譜的均值；m(j)是波長j的衍射光譜的均值；x(1，j)是在測(cè)量點(diǎn)1相對(duì)于j的衍射光譜量度；而n是測(cè)量點(diǎn)的數(shù)目。如果波長i和j的衍射光譜均趨向于增加，則Cov(i，j)＞0。如果波長i的衍射光譜趨向于減小，而波長j的衍射光譜趨向于增加，則Cov(i，j)＜0。如果波長i和j的衍射光譜互相獨(dú)立，則Cov(i，j)≈0。通常選擇具有高絕對(duì)協(xié)方差的波長，因?yàn)橐粋€(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)分量的變化會(huì)反映在測(cè)量的衍射光譜中。
參考圖8，類似于之前的實(shí)施例，在步驟700，確定用于選擇波長的終止準(zhǔn)則。例如，該終止準(zhǔn)則可以包括等于或小于一個(gè)預(yù)定值的成本函數(shù)值或者等于或大于一個(gè)預(yù)定值的GOF。
在步驟720，計(jì)算波長衍射光譜的協(xié)方差。在步驟730確定用于波長選擇的協(xié)方差閾值。根據(jù)該協(xié)方差閾值，在步驟740選擇波長。類似于之前的實(shí)施例，在步驟750測(cè)試終止準(zhǔn)則。在步驟760，如果終止準(zhǔn)則未被滿足，則調(diào)節(jié)敏感度閾值并且重復(fù)波長選擇過程。否則，在步驟770保存所選擇的波長和相關(guān)的數(shù)據(jù)。波長選擇準(zhǔn)則的調(diào)節(jié)也可以采用之前討論的一個(gè)優(yōu)化過程來執(zhí)行。
圖18和圖19分別是在晶片中的不同位置的橢圓偏光cos(Δ)和tag(ψ)測(cè)量的協(xié)方差圖，示出了不同波長間的協(xié)方差。根據(jù)協(xié)方差值，圖18中的曲線圖1700被分成多個(gè)部分。部分1710和1730顯示了大協(xié)方差，而部分1720和1740顯示了小協(xié)方差。根據(jù)設(shè)置的協(xié)方差閾值，選擇表示不同波長的曲線圖的不同部分?？梢砸耘c圖18相同的方式來分析圖19。
圖20是使用選擇的波長的測(cè)量到的光譜的最佳匹配的cos(Δ)曲線圖與使用計(jì)量設(shè)備供應(yīng)商提供的波長全光譜的最佳匹配的cos(Δ)曲線圖的對(duì)比。曲線圖1900包括具有來自庫中的兩個(gè)最佳匹配光譜的測(cè)量到的光譜1910。曲線圖1920是當(dāng)波長選擇處理的終止準(zhǔn)則被設(shè)置為0.95的GOF時(shí)，最佳匹配光譜的曲線圖。曲線圖1920是當(dāng)波長選擇處理的終止準(zhǔn)則被設(shè)置為0.99的GOF時(shí)，最佳匹配光譜的曲線圖。與0.99的GOF相比，0.95的GOF選擇較少的波長(未顯示)。一般說來，GOF越高，使用相同選擇準(zhǔn)則時(shí)選擇的波長的數(shù)目越多。根據(jù)應(yīng)用的要求，特別是在制造步驟和IC結(jié)構(gòu)的變化仍處于開發(fā)階段的情況下，可能選擇較低的GOF。但是，對(duì)于穩(wěn)定的制造過程或?qū)τ诋a(chǎn)品使用，可以指定或應(yīng)用要求較高的GOF。
圖9是一個(gè)使用一項(xiàng)或多項(xiàng)選擇技術(shù)為光學(xué)計(jì)量選擇波長的示例性過程的流程圖。類似于前面的實(shí)施例，在步驟800中，確定用于波長選擇的終止準(zhǔn)則。根據(jù)用于應(yīng)用的波長選擇過程的數(shù)目，在步驟810中為每一步驟設(shè)置波長選擇準(zhǔn)則。
波長選擇步驟820、830、840和/或850可以被并行或串行激活，激活的順序由用戶選擇。波長選擇可以使用噪聲準(zhǔn)則(步驟820)、相關(guān)準(zhǔn)則(步驟830)、敏感度準(zhǔn)則(步驟840)和/或應(yīng)用特定的其它準(zhǔn)則(步驟850)來完成。
在步驟860中，基于一個(gè)或多個(gè)準(zhǔn)則做出最終的波長選擇。在步驟870中，測(cè)試終止準(zhǔn)則。在步驟880中，如果未滿足終止準(zhǔn)則，則調(diào)整一個(gè)或多個(gè)選擇準(zhǔn)則，重復(fù)波長選擇。否則，選擇的波長和相關(guān)的數(shù)據(jù)在步驟890中被存儲(chǔ)。如前面描述的，波長選擇準(zhǔn)則的調(diào)整還可以使用優(yōu)化過程來執(zhí)行。
在一個(gè)示例性實(shí)施例中，選擇滿足噪聲準(zhǔn)則的波長以用于進(jìn)一步處理。與選擇的波長一起合作，一個(gè)波長被進(jìn)一步選擇為一組相關(guān)波長的代表，或選擇為非相關(guān)波長。進(jìn)一步與剩余波長一起合作，那些滿足靈敏閾值的波長也被選擇。選擇的波長可以用在運(yùn)行時(shí)回歸處理中以確定結(jié)構(gòu)的CD。在另一個(gè)應(yīng)用中，選擇的波長用于創(chuàng)建仿真衍射光譜和相關(guān)輪廓數(shù)據(jù)的庫。
圖10是一個(gè)在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中選擇波長并使用選擇的波長來確定結(jié)構(gòu)的輪廓數(shù)據(jù)的示例性過程的流程圖。在步驟920中，用于光學(xué)計(jì)量量度和處理的波長被選擇。選擇的波長和相關(guān)數(shù)據(jù)在步驟930中被存儲(chǔ)。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟940，獲得了IC結(jié)構(gòu)的衍射光譜測(cè)量。在步驟945中，使用在步驟930中選擇的波長，使用回歸方法確定測(cè)量到的結(jié)構(gòu)的CD。對(duì)于回歸技術(shù)的詳細(xì)描述，參考序列號(hào)為09/923578，名稱為“通過基于回歸的庫生成過程的動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)系統(tǒng)和方法”，申請(qǐng)人為Niu等，申請(qǐng)日為2001年8月6日的未決美國專利申請(qǐng)，在此引入作為參考。
在一個(gè)可選實(shí)施例中，在步驟970中，僅使用先前選擇的波長，創(chuàng)建仿真衍射光譜及相關(guān)輪廓數(shù)據(jù)的庫。在步驟975中，獲得了衍射光譜的測(cè)量。在步驟980中，來自選擇的波長的光譜庫的最佳匹配光譜被選擇用于每個(gè)測(cè)量的衍射光譜。
圖11是一個(gè)示例性實(shí)施例中的波長選擇器的結(jié)構(gòu)圖。光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)1110將計(jì)量測(cè)量1114，或者光學(xué)計(jì)量衍射源1112將存儲(chǔ)介質(zhì)1116中的預(yù)記錄的光學(xué)計(jì)量測(cè)量值，發(fā)送給波長選擇器1124。波長選擇器1124從輸入設(shè)備1118接收選擇準(zhǔn)則輸入1120，指定選擇準(zhǔn)則的類型、使用選擇準(zhǔn)則的順序、以及終止準(zhǔn)則。使用一個(gè)或多個(gè)選擇準(zhǔn)則和終止準(zhǔn)則，波長選擇器1124選擇波長，并將這些選擇的波長和相關(guān)識(shí)別數(shù)據(jù)1126存儲(chǔ)在選擇的波長數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1128中。
圖12是在一個(gè)示例性實(shí)施例中的波長提取器和輪廓測(cè)定估計(jì)器的結(jié)構(gòu)框圖。光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)1210，獨(dú)立的或作為集成IC計(jì)量系統(tǒng)的一部分，將衍射光譜測(cè)量值1212發(fā)送給波長提取器1220。使用來自輸入設(shè)備1412的關(guān)于計(jì)量設(shè)備、晶片、選擇準(zhǔn)則和終止準(zhǔn)則的識(shí)別信息，波長選擇器1220訪問存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1250中的選擇的波長。選擇的波長1216被波長提取器1220僅用來提取選擇的波長的衍射光譜數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)1214發(fā)送給輪廓測(cè)定估計(jì)器1240。輪廓測(cè)定估計(jì)器1240使用回歸或等價(jià)技術(shù)來確定薄膜厚度1270以及測(cè)量的IC結(jié)構(gòu)的輪廓1290。
圖13是在一個(gè)示例性實(shí)施例中利用選擇的波長的仿真光譜和輪廓的庫的創(chuàng)建和使用的結(jié)構(gòu)圖。光學(xué)計(jì)量仿真器1305使用通過一個(gè)輸入設(shè)備1303指定的輸入仿真參數(shù)1307，以及先前選擇的來自選擇的波長數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1321的應(yīng)用特有的波長1311。光學(xué)計(jì)量仿真器1305創(chuàng)建一個(gè)某一輪廓參數(shù)范圍內(nèi)的仿真衍射光譜及相關(guān)輪廓數(shù)據(jù)的庫1323。對(duì)于衍射光譜的仿真和庫的生產(chǎn)的描述，參考序列號(hào)為09/907488，名稱為“周期光柵衍射光譜的庫的生成”，申請(qǐng)人為Niu等，申請(qǐng)日為2001年7月16日的未決美國專利申請(qǐng)，在此引入它的全部作為參考。
光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)1341，獨(dú)立的或作為集成IC計(jì)量系統(tǒng)的一部分，將衍射光譜測(cè)量值1343發(fā)送給波長提取器1345。使用關(guān)于計(jì)量設(shè)備和晶片的識(shí)別的信息，通過輸入設(shè)備1330指定的選擇和終止準(zhǔn)則，波長提取器1345訪問存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1321中的選擇的波長1311。選擇的波長1311被波長提取器1345僅用于提取與選擇的波長1311相對(duì)應(yīng)的衍射光譜數(shù)據(jù)1347。波長選擇器1345將提取的衍射光譜數(shù)據(jù)1347發(fā)送給輪廓應(yīng)用服務(wù)器1349。輪廓應(yīng)用服務(wù)器1349從庫1323中選擇最佳匹配光譜1333，并將薄膜厚度1361、CD 1363和/或結(jié)構(gòu)輪廓1365創(chuàng)建為輸出。
圖14是在一個(gè)示例性實(shí)施例中調(diào)用一種或多種算法來選擇波長的波長選擇器的結(jié)構(gòu)圖。波長選擇器1400可以使用一種或多種算法來選擇波長，即使用覆蓋1410、特征協(xié)方差分析1420、單值分解1430或某些其它特征選擇算法1440。
圖15是在一個(gè)示例性實(shí)施例中所選擇的波長數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的布局。用于選擇的波長的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1500被格式化為包括制造過程、晶片位置和計(jì)量設(shè)備識(shí)別1510。終止準(zhǔn)則1520和1550可以是一個(gè)代價(jià)函數(shù)值或一個(gè)GOF。在例子中，顯示了GOF為0.95的數(shù)據(jù)(1520)和GOF為0.99的數(shù)據(jù)(1550)。對(duì)于每一個(gè)終止準(zhǔn)則如GOF，可以指定一個(gè)或多個(gè)選擇準(zhǔn)則1530和1560。對(duì)于每一個(gè)終止準(zhǔn)則和選擇準(zhǔn)則的組合，選擇一個(gè)波長集1540和1570。
對(duì)IC光學(xué)計(jì)量測(cè)量、處理和/或仿真中使用的波長的數(shù)目的減小可以提供多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。波長的減小可以導(dǎo)致創(chuàng)建庫的時(shí)間或指數(shù)減小。另外，用于查找最佳匹配的搜索時(shí)間也可以同樣減小。當(dāng)使用庫來內(nèi)插或外插時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)類似的時(shí)間減小。此外，用于確定IC結(jié)構(gòu)的CD和其它輪廓數(shù)據(jù)所需的回歸分析時(shí)間可以被減小。
更具體地，可以預(yù)期這里描述的本發(fā)明的功能實(shí)現(xiàn)可以被等價(jià)地用硬件、軟件、固件和/或其它可用功能組件或構(gòu)建模塊來實(shí)現(xiàn)。按照上述啟示，其它變型和實(shí)施例都是可能的，因此本發(fā)明的范圍并不由具體實(shí)施方式
限制，而是由下面的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種用于選擇在具有一個(gè)標(biāo)稱輪廓的集成電路結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量中使用的波長的方法，該方法包括確定一個(gè)或多個(gè)終止準(zhǔn)則；確定一個(gè)或多個(gè)選擇準(zhǔn)則；利用一個(gè)或多個(gè)所述集成電路結(jié)構(gòu)的輸入衍射光譜和選擇準(zhǔn)則選擇波長；并且執(zhí)行選擇步驟直到滿足所述終止準(zhǔn)則。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該用于選擇過程的終止準(zhǔn)則包括測(cè)試一個(gè)選擇的波長成本函數(shù)值是否小于或等于一個(gè)預(yù)定的成本函數(shù)值，該選擇的波長成本函數(shù)值是通過將一個(gè)選擇的波長光譜和一個(gè)全波長光譜進(jìn)行比較而計(jì)算得到的，其中所選擇的波長光譜是用于計(jì)量設(shè)備的集成電路結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱輪廓的一個(gè)仿真的衍射光譜，該仿真衍射光譜是僅利用所選擇的波長而確定的，以及其中該全波長光譜是用于計(jì)量設(shè)備的結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱輪廓的一個(gè)仿真的衍射光譜，該仿真的衍射光譜是利用計(jì)量設(shè)備使用的波長而確定的。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該用于選擇過程的終止準(zhǔn)則包括測(cè)試一個(gè)選擇的波長成本函數(shù)值是否小于或等于一個(gè)預(yù)定的成本函數(shù)值，該選擇的波長成本函數(shù)值是通過將一個(gè)選擇的波長光譜和所述的一個(gè)或多個(gè)輸入的衍射光譜之一進(jìn)行而計(jì)算得到的，其中所選擇的波長光譜是來自為集成電路結(jié)構(gòu)創(chuàng)建的衍射光譜庫的一個(gè)最佳衍射光譜，該選擇的波長光譜的最佳匹配僅利用所選擇的波長確定。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該用于選擇過程的終止準(zhǔn)則包括測(cè)試一個(gè)選擇的波長的適合度值否等于或大于一個(gè)預(yù)定的適合度值，該選擇的波長的適合度值是通過將一個(gè)選擇的波長光譜和一個(gè)全波長光譜進(jìn)行比較而計(jì)算得到的，其中所選擇的波長光譜是用于計(jì)量設(shè)備的結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱輪廓的一個(gè)仿真的衍射光譜，該仿真衍射光譜是僅利用所選擇的波長而確定的，并且其中該全波長光譜是用于計(jì)量設(shè)備的結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱輪廓的一個(gè)仿真的衍射光譜，該仿真的衍射光譜是利用計(jì)量設(shè)備使用的波長而確定的。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該用于選擇過程的終止準(zhǔn)則包括測(cè)試一個(gè)選擇的波長的適合度值否等于或大于一個(gè)預(yù)定的適合度值，該選擇的波長的適合度值是通過將一個(gè)選擇的波長光譜和所述的一個(gè)或多個(gè)輸入的衍射光譜之一進(jìn)行比較而計(jì)算得到的，其中所選擇的波長光譜是來自為所述結(jié)構(gòu)所創(chuàng)建的衍射光譜庫的一個(gè)最佳匹配衍射光譜，該選擇的波長光譜的最佳匹配僅利用所選擇的波長確定。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中用于選擇波長的準(zhǔn)則包括一個(gè)或多個(gè)特征選擇算法。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中該一個(gè)或多個(gè)特征選擇算法包括設(shè)置覆蓋特征選擇、特征協(xié)方差分析、及單值分解。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該一個(gè)或多個(gè)輸入的衍射光譜包括在一個(gè)晶片的至少一個(gè)位置處測(cè)量的衍射光譜。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該一個(gè)或多個(gè)輸入的衍射光譜包括在一個(gè)假定晶片的至少一個(gè)假定位置處仿真的衍射光譜。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中設(shè)置波長選擇準(zhǔn)則的步驟還包括為波長選擇設(shè)置噪聲電平準(zhǔn)則。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中執(zhí)行波長選擇的步驟還包括計(jì)算在一個(gè)晶片的同一位置測(cè)量的衍射光譜的一個(gè)或多個(gè)均值；選擇具有在該晶片的同一位置測(cè)量的衍射光譜的波長，所選擇的波長位于測(cè)量的衍射光譜的一個(gè)或多個(gè)均值的一個(gè)預(yù)定范圍內(nèi)。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中執(zhí)行波長選擇的步驟還包括計(jì)算在一個(gè)晶片的同一位置測(cè)量的衍射光譜的一個(gè)或多個(gè)均值；并且排除具有超過在該晶片的同一位置測(cè)量的所有衍射光譜的一預(yù)定數(shù)量的求和標(biāo)準(zhǔn)偏差的衍射光譜的波長。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括保存所選擇的波長、選擇過程信息、及結(jié)構(gòu)識(shí)別信息，其中該選擇過程信息包括終止準(zhǔn)則和選擇準(zhǔn)則。
14.一種用于具有標(biāo)稱輪廓的集成電路結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量中的波長選擇方法，該方法包括確定一個(gè)或多個(gè)終止準(zhǔn)則；確定一個(gè)或多個(gè)選擇準(zhǔn)則；為一組在光學(xué)計(jì)量測(cè)量點(diǎn)測(cè)得的衍射光譜創(chuàng)建一個(gè)相關(guān)矩陣，該測(cè)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)于指定的波長，該相關(guān)矩陣具有作為矩陣元素的對(duì)應(yīng)于測(cè)量點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)；利用該集成電路結(jié)構(gòu)的衍射光譜集、選擇準(zhǔn)則、及一種波長選擇算法選擇波長；以及執(zhí)行選擇步驟直到滿足終止準(zhǔn)則。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中用于波長選擇的終止準(zhǔn)則包括測(cè)試一個(gè)選擇的波長成本函數(shù)值是否小于或等于一個(gè)預(yù)定的成本函數(shù)值，該選擇的波長成本函數(shù)值是通過比較一個(gè)選擇的波長光譜和一個(gè)全波長光譜而計(jì)算得到的，其中所選擇的波長光譜是用于計(jì)量設(shè)備的集成電路結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱輪廓的一個(gè)仿真的衍射光譜，該仿真衍射光譜是僅利用所選擇的波長而確定的，其中該全波長光譜是用于計(jì)量設(shè)備的結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱輪廓的一個(gè)仿真的衍射光譜，該仿真的衍射光譜是利用計(jì)量設(shè)備使用的波長而確定的。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中該用于選擇過程的終止準(zhǔn)則包括測(cè)試一個(gè)選擇的波長成本函數(shù)值是否小于或等于一個(gè)預(yù)定的成本函數(shù)值，該選擇的波長成本函數(shù)值是通過比較一個(gè)選擇的波長光譜和衍射光譜集之一而計(jì)算得到的，其中所選擇的波長光譜是來自為集成電路結(jié)構(gòu)所創(chuàng)建的衍射光譜庫的一個(gè)最佳匹配衍射光譜，該選擇的波長光譜的最佳匹配僅利用所選擇的波長確定。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中該用于波長選擇的終止準(zhǔn)則包括測(cè)試一個(gè)選擇的波長的適合度值否等于或大于一個(gè)預(yù)定的適合度值，該選擇的波長的適合度值是通過比較一個(gè)選擇的波長光譜和一個(gè)全波長光譜而計(jì)算得到的，其中所選擇的波長光譜是用于計(jì)量設(shè)備的集成電路結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱輪廓的一個(gè)仿真的衍射光譜，該仿真衍射光譜是僅利用所選擇的波長而確定的，以及其中該全波長光譜是用于計(jì)量設(shè)備的集成電路結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱輪廓的一個(gè)仿真的衍射光譜，該仿真的衍射光譜是利用計(jì)量設(shè)備使用的波長而確定的。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中該用于波長選擇的終止準(zhǔn)則包括測(cè)試一個(gè)選擇的波長的適合度值否等于或大于一個(gè)預(yù)定的適合度值，該選擇的波長的適合度值是通過比較一個(gè)選擇的波長光譜和衍射光譜集之一而計(jì)算得到的，其中所選擇的波長光譜是來自為集成電路結(jié)構(gòu)所創(chuàng)建的衍射光譜庫的一個(gè)最佳衍射光譜，該選擇的波長光譜的最佳匹配僅利用所選擇的波長確定。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，其中該執(zhí)行選擇的步驟直到滿足終止準(zhǔn)則，包括根據(jù)該相關(guān)矩陣生成一個(gè)對(duì)稱二進(jìn)制矩陣，該對(duì)稱二進(jìn)制矩陣的元素值為0或1，其中如果該相關(guān)系數(shù)等于或大于一個(gè)相關(guān)閾值，則該相關(guān)矩陣的元素被設(shè)置為1，以及其中如果該相關(guān)系數(shù)小于該相關(guān)閾值，則該相關(guān)矩陣的元素被設(shè)置為0；以及對(duì)應(yīng)于該對(duì)稱二進(jìn)制矩陣中具有最多1的一行執(zhí)行至少一次波長選擇迭代，并設(shè)置該行及該矩陣中對(duì)應(yīng)的列為0，該行和列對(duì)應(yīng)于所選擇的波長，該波長選擇迭代繼續(xù)直到該對(duì)稱二進(jìn)制矩陣元素為全0。
20.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括保存所選擇的波長、選擇過程信息、及結(jié)構(gòu)識(shí)別信息，其中該選擇過程信息包括用于波長選擇的終止準(zhǔn)則和選擇準(zhǔn)則。
21.一種用于選擇在具有標(biāo)稱輪廓的集成電路結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量中使用的波長的方法，該方法包括確定一個(gè)或多個(gè)終止準(zhǔn)則；為波長選擇設(shè)置一個(gè)或多個(gè)敏感度準(zhǔn)則，該敏感度準(zhǔn)則包括至少一種由結(jié)構(gòu)輪廓變化引起的衍射光譜變化的量度；利用一個(gè)或多個(gè)該集成電路結(jié)構(gòu)的輸入衍射光譜和選擇準(zhǔn)則選擇波長；以及執(zhí)行選擇步驟直到滿足終止準(zhǔn)則。
22.一種用于選擇在具有標(biāo)稱輪廓的集成電路結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量中使用的波長的方法，該方法包括確定一個(gè)或多個(gè)終止準(zhǔn)則；為一組輸入衍射光譜生成一個(gè)協(xié)方差矩陣，一個(gè)輸入衍射光譜包括在計(jì)量測(cè)量點(diǎn)的衍射數(shù)據(jù)，該測(cè)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)于指定的波長，該協(xié)方差矩陣具有行和列，每一行包括一個(gè)分配給該行的測(cè)量點(diǎn)的衍射數(shù)據(jù)協(xié)方差，該數(shù)據(jù)與分配給該列的測(cè)量點(diǎn)的衍射數(shù)據(jù)相關(guān)；利用該集成電路結(jié)構(gòu)的輸入衍射光譜集和該協(xié)方差矩陣選擇波長；以及執(zhí)行選擇步驟直到滿足終止準(zhǔn)則。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中該波長選擇的終止準(zhǔn)則包括測(cè)試一個(gè)選擇的波長成本函數(shù)值是否小于或等于一個(gè)預(yù)定的成本函數(shù)值，該選擇的波長成本函數(shù)值是通過比較一個(gè)選擇的波長光譜和一個(gè)全波長光譜而計(jì)算得到的，其中所選擇的波長光譜是用于計(jì)量設(shè)備的集成電路結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱輪廓的一個(gè)仿真的衍射光譜，該仿真衍射光譜是僅利用所選擇的波長而確定的，以及其中該全波長光譜是用于計(jì)量設(shè)備的集成電路結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱輪廓的一個(gè)仿真的衍射光譜，該仿真的衍射光譜是利用計(jì)量設(shè)備使用的波長而確定的。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其中該用于波長選擇的終止準(zhǔn)則包括測(cè)試一個(gè)選擇的波長的適合度值否等于或大于一個(gè)預(yù)定的適合度值，該選擇的波長的適合度值是通過比較一個(gè)選擇的波長光譜和一個(gè)全波長光譜而計(jì)算得到的，其中所選擇的波長光譜是用于計(jì)量設(shè)備的集成電路結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱輪廓的一個(gè)仿真的衍射光譜，該仿真衍射光譜是僅利用所選擇的波長而確定的，以及其中該全波長光譜是用于計(jì)量設(shè)備的集成電路結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱輪廓的一個(gè)仿真的衍射光譜，該仿真的衍射光譜是利用計(jì)量設(shè)備使用的波長而確定的。
25.如權(quán)利要求22所述的方法，其中波長選擇步驟包括選擇滿足協(xié)方差閾值的測(cè)量點(diǎn)；并且將該選擇的測(cè)量點(diǎn)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的選擇的波長。
26.如權(quán)利要求22所述的方法，還包括保存所選擇的波長、選擇過程信息、及結(jié)構(gòu)識(shí)別信息，其中該選擇過程信息包括用于波長選擇的終止準(zhǔn)則和波長選擇準(zhǔn)則。
27.一種用于選擇在具有標(biāo)稱輪廓的集成電路結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量中使用的波長的方法，該方法包括確定一個(gè)或多個(gè)終止準(zhǔn)則；確定兩個(gè)或更多的波長選擇準(zhǔn)則；利用一組該集成電路結(jié)構(gòu)的輸入衍射光譜和兩個(gè)或多個(gè)用于波長選擇的選擇準(zhǔn)則選擇波長；以及執(zhí)行選擇步驟直到滿足終止準(zhǔn)則。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中執(zhí)行選擇的步驟包括根據(jù)所選擇的滿足一個(gè)噪聲選擇準(zhǔn)則的波長激活一個(gè)波長選擇算法；根據(jù)所選擇的滿足一個(gè)相關(guān)協(xié)方差準(zhǔn)則的波長激活一個(gè)波長選擇算法；根據(jù)所選擇的滿足一個(gè)信號(hào)敏感度準(zhǔn)則的波長激活一個(gè)波長選擇算法；根據(jù)一個(gè)或多個(gè)選擇準(zhǔn)則進(jìn)行波長的最終選擇；測(cè)試該最終的波長選擇和該終止準(zhǔn)則；并且調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)波長選擇準(zhǔn)則。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，還包括保存所選擇的波長、選擇過程信息、及結(jié)構(gòu)識(shí)別信息，其中該選擇過程信息包括用于波長選擇的終止準(zhǔn)則和波長選擇準(zhǔn)則。
30.一種波長選擇及利用所選擇的波長對(duì)具有一個(gè)標(biāo)稱輪廓的集成電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行光學(xué)計(jì)量的方法，該方法包括為光學(xué)計(jì)量選擇波長，該選擇基于一個(gè)或多個(gè)選擇準(zhǔn)則，該選擇被優(yōu)化以滿足一個(gè)終止準(zhǔn)則；提取對(duì)應(yīng)于所選擇的波長的測(cè)量的衍射光譜，該衍射光譜是從一個(gè)集成電路結(jié)構(gòu)測(cè)得的；以及利用提取的對(duì)應(yīng)于所選擇的波長的測(cè)量的衍射光譜確定該集成電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵尺寸，該一個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵尺寸的確定是利用了一種或多種回歸技術(shù)。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中為光學(xué)計(jì)量選擇波長的步驟包括選擇一個(gè)或多個(gè)波長選擇準(zhǔn)則；其中該選擇算法包括選擇滿足噪聲選擇準(zhǔn)則的波長，選擇滿足相關(guān)協(xié)方差準(zhǔn)則的波長，及選擇滿足信號(hào)敏感度準(zhǔn)則的波長。
32.一種波長選擇及利用所選擇的波長對(duì)具有一個(gè)標(biāo)稱輪廓的集成電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行光學(xué)計(jì)量的方法，該方法包括為集成電路結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量選擇波長，該選擇基于一個(gè)或多個(gè)選擇準(zhǔn)則和終止準(zhǔn)則；生成一個(gè)仿真的衍射光譜及相關(guān)輪廓的庫，該仿真的衍射光譜是利用所選擇的波長而計(jì)算得到的；提取對(duì)應(yīng)于所選擇的波長的測(cè)量的衍射光譜，該衍射光譜是從一個(gè)集成電路結(jié)構(gòu)測(cè)得的；從該仿真衍射光譜及相關(guān)輪廓的庫中選擇一個(gè)與測(cè)量的衍射光譜最佳匹配的庫衍射光譜；以及訪問該最佳匹配庫衍射光譜的相關(guān)輪廓的輪廓數(shù)據(jù)。
33.如權(quán)利要求22所述的方法，其中為光學(xué)計(jì)量選擇波長的步驟包括確定終止準(zhǔn)則；確定選擇準(zhǔn)則；利用一個(gè)或多個(gè)該集成電路結(jié)構(gòu)的輸入衍射光譜和該選擇準(zhǔn)則選擇波長；以及執(zhí)行選擇步驟直到滿足終止準(zhǔn)則。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其中用于波長選擇的終止準(zhǔn)則包括測(cè)試一個(gè)選擇的波長成本函數(shù)值是否小于或等于一個(gè)預(yù)定的成本函數(shù)值，該選擇的波長成本函數(shù)值是通過比較一個(gè)選擇的波長光譜和一個(gè)全波長光譜而計(jì)算得到的，其中所選擇的波長光譜是用于計(jì)量設(shè)備的集成電路結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱輪廓的一個(gè)仿真的衍射光譜，該仿真衍射光譜是僅利用所選擇的波長而確定的，并且其中該全波長光譜是用于計(jì)量設(shè)備的集成電路結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱輪廓的一個(gè)仿真的衍射光譜，該仿真的衍射光譜是利用計(jì)量設(shè)備使用的波長而確定的。
35.如權(quán)利要求33所述的方法，其中該波長選擇的終止準(zhǔn)則包括測(cè)試一個(gè)選擇的波長成本函數(shù)值是否小于或等于一個(gè)預(yù)定的成本函數(shù)值，該選擇的波長成本函數(shù)值是通過比較一個(gè)選擇的波長光譜和一個(gè)衍射光譜而計(jì)算得到的，其中所選擇的波長光譜是來自為集成電路結(jié)構(gòu)所創(chuàng)建的衍射光譜庫的一個(gè)最佳匹配衍射光譜，該選擇的波長光譜的最佳匹配僅利用所選擇的波長確定。
36.如權(quán)利要求33所述的方法，其中用于波長選擇的終止準(zhǔn)則包括測(cè)試一個(gè)選擇的波長的適合度值否等于或大于一個(gè)預(yù)定的適合度值，該選擇的波長的適合度值是通過比較一個(gè)選擇的波長光譜和一個(gè)全波長光譜而計(jì)算得到的，其中所選擇的波長光譜是用于計(jì)量設(shè)備的集成電路結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱輪廓的一個(gè)仿真的衍射光譜，該仿真衍射光譜是僅利用所選擇的波長而確定的，以及其中該全波長光譜是用于計(jì)量設(shè)備的集成電路結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱輪廓的一個(gè)仿真的衍射光譜，該仿真的衍射光譜是利用計(jì)量設(shè)備使用的波長而確定的。
37.如權(quán)利要求33所述的方法，其中用于波長選擇的終止準(zhǔn)則包括測(cè)試一個(gè)選擇的波長的適合度值否等于或大于一個(gè)預(yù)定的適合度值，該選擇的波長的適合度值是通過比較一個(gè)選擇的波長光譜和一個(gè)輸入的衍射光譜而計(jì)算得到的，其中所選擇的波長光譜是來自為集成電路結(jié)構(gòu)所創(chuàng)建的衍射光譜庫的一個(gè)最佳匹配衍射光譜，該選擇的波長光譜的最佳匹配僅利用所選擇的波長確定。
38.一種為集成電路結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量選擇波長的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)衍射光譜源，被配置來提供一個(gè)或多個(gè)輸入的衍射光譜；和一個(gè)波長選擇器，被配置來確定一個(gè)或多個(gè)終止準(zhǔn)則及一個(gè)或多個(gè)選擇準(zhǔn)則，并被配置來利用集成電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)輸入的衍射光譜和該選擇準(zhǔn)則選擇波長，直到滿足該終止準(zhǔn)則。
39.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其中衍射光譜源是一個(gè)光學(xué)計(jì)量仿真器，被配置來模擬來自指定結(jié)構(gòu)輪廓的衍射光譜。
40.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，還包括一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，被配置來存儲(chǔ)所選擇的波長、選擇處理信息和結(jié)構(gòu)識(shí)別信息，其中該選擇處理信息包括用于波長選擇的終止準(zhǔn)則和波長選擇準(zhǔn)則。
41.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，還包括一個(gè)輸入設(shè)備，被配置來傳輸該波長選擇終止準(zhǔn)則、選擇處理信息、和結(jié)構(gòu)識(shí)別信息給該波長選擇器。
42.一種利用光學(xué)計(jì)量實(shí)時(shí)確定集成電路結(jié)構(gòu)的輪廓數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)，被配置來測(cè)量集成電路結(jié)構(gòu)的衍射光譜；一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，被配置來存儲(chǔ)選擇的波長、選擇處理信息、和結(jié)構(gòu)識(shí)別信息；一個(gè)提取器，被配置來訪問該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器并獲取所存儲(chǔ)的所選擇的波長，并提取對(duì)應(yīng)于所選擇的波長的衍射光譜數(shù)據(jù)；以及一個(gè)輪廓估計(jì)器，被配置來利用提取的衍射光譜數(shù)據(jù)并確定該集成電路結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵尺寸。
43.如權(quán)利要求42所述的系統(tǒng)，還包括一個(gè)輸入設(shè)備，被配置來傳輸選擇處理信息和集成電路結(jié)構(gòu)識(shí)別信息至該提取器。
44.一種利用在集成電路結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量中采用的選擇的波長產(chǎn)生并使用一個(gè)庫的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，被配置來存儲(chǔ)選擇的波長、選擇處理信息、和結(jié)構(gòu)識(shí)別信息；一個(gè)光學(xué)計(jì)量仿真器，被配置來仿真來自集成電路結(jié)構(gòu)的假定輪廓的衍射光譜并生成一個(gè)衍射光譜及相關(guān)輪廓的庫；一個(gè)庫，包含衍射光譜及相關(guān)輪廓的庫；一個(gè)光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)，被配置來測(cè)量集成電路結(jié)構(gòu)的衍射光譜；以及一個(gè)提取器，被配置來訪問存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)并提取對(duì)應(yīng)于從該光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)傳送的數(shù)據(jù)中選擇的波長的衍射光譜數(shù)據(jù)。
45.如權(quán)利要求44所述的系統(tǒng)，還包括一個(gè)輪廓應(yīng)用服務(wù)器，被配置來匹配提取器提取的衍射光譜并獲得該庫的一個(gè)最佳匹配，并確定集成電路結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵尺寸、輪廓、及位于下方的薄膜厚度。
46.一種用于選擇在光學(xué)計(jì)量和仿真中使用的波長的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)波長選擇器，被配置來確定用于波長選擇的一個(gè)或多個(gè)終止準(zhǔn)則，設(shè)置用于波長選擇的一個(gè)或多個(gè)波長選擇準(zhǔn)則；并執(zhí)行一次或多次波長選擇迭代，該波長選擇迭代繼續(xù)直到滿足用于波長選擇的終止準(zhǔn)則，波長選擇的每一次迭代使用集成電路結(jié)構(gòu)中輸入的一個(gè)或多個(gè)衍射光譜和波長選擇準(zhǔn)則；以及一個(gè)或多個(gè)波長選擇引擎，與波長選擇器連接，該一個(gè)或多個(gè)波長選擇引擎被配置來優(yōu)化滿足一個(gè)或多個(gè)選擇準(zhǔn)則的波長選擇。
47.如權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其中該一個(gè)或多個(gè)波長選擇引擎包括一個(gè)利用一組覆蓋特征選擇算法、特征協(xié)方差分析算法、單值分解算法或其他特征選擇算法的引擎。
48.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，包含用于選擇波長的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼，該波長用在具有一個(gè)標(biāo)稱輪廓的集成電路結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量中，該代碼指示計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下操作確定一個(gè)或多個(gè)終止準(zhǔn)則；確定一個(gè)或多個(gè)選擇準(zhǔn)則；利用集成電路結(jié)構(gòu)輸入的一個(gè)或多個(gè)衍射光譜和該選擇準(zhǔn)則選擇波長；并且執(zhí)行選擇步驟直到滿足終止準(zhǔn)則。
49.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，包含用于選擇波長的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼，該波長用在具有一個(gè)標(biāo)稱輪廓的集成電路結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量中，該代碼指示計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下操作確定一個(gè)或多個(gè)終止準(zhǔn)則；確定一個(gè)或多個(gè)選擇準(zhǔn)則；為一組在光學(xué)計(jì)量測(cè)量點(diǎn)處測(cè)得的衍射光譜生成一個(gè)相關(guān)矩陣，該測(cè)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)于指定的波長，該相關(guān)矩陣具有作為矩陣元素的對(duì)應(yīng)于測(cè)量點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)；利用該集成電路結(jié)構(gòu)的衍射光譜集、該選擇準(zhǔn)則、及一種波長選擇算法選擇波長；并且執(zhí)行選擇步驟直到滿足終止準(zhǔn)則。
50.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，包含用于選擇波長的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼，該波長用在具有一個(gè)標(biāo)稱輪廓的集成電路結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量中，該代碼指示計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下操作確定一個(gè)或多個(gè)終止準(zhǔn)則；設(shè)置一個(gè)用于波長選擇的敏感度準(zhǔn)則，該敏感度準(zhǔn)則包括至少一種對(duì)由結(jié)構(gòu)輪廓的變化引起的衍射光譜的變化的量度；利用該集成電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)衍射光譜和該敏感度準(zhǔn)則選擇波長；并且執(zhí)行選擇步驟直到滿足終止準(zhǔn)則。
51.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，包含用于選擇波長的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼，該波長用在具有一個(gè)標(biāo)稱輪廓的集成電路結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量中，該代碼指示計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下操作確定一個(gè)或多個(gè)終止準(zhǔn)則；為一組輸入的衍射光譜生成一個(gè)協(xié)方差矩陣，一個(gè)輸入衍射光譜包括在計(jì)量測(cè)量點(diǎn)處的衍射數(shù)據(jù)，該測(cè)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)于指定的波長，該協(xié)方差矩陣具有行和列，每一行包括一個(gè)分配給該行的測(cè)量點(diǎn)的衍射數(shù)據(jù)協(xié)方差，該數(shù)據(jù)與分配給該列的測(cè)量點(diǎn)的衍射數(shù)據(jù)相關(guān)；利用該集成電路結(jié)構(gòu)的輸入衍射光譜集和該協(xié)方差矩陣選擇波長；并且執(zhí)行選擇步驟直到滿足終止準(zhǔn)則。
52.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，包含用于選擇波長的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼，該波長用在具有一個(gè)標(biāo)稱輪廓的集成電路結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量中，該代碼指示計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下操作為光學(xué)計(jì)量選擇波長，該選擇基于一個(gè)或多個(gè)選擇準(zhǔn)則，該選擇被優(yōu)化以滿足一個(gè)終止準(zhǔn)則；提取對(duì)應(yīng)于所選擇的波長的測(cè)量的衍射光譜，該衍射光譜是從一個(gè)集成電路結(jié)構(gòu)測(cè)得的；并且利用提取的對(duì)應(yīng)于所選擇的波長的測(cè)量的衍射光譜確定該集成電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵尺寸，該一個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵尺寸的確定是利用了一種或多種回歸技術(shù)。
53.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，包含用于選擇波長的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼，該波長用在具有一個(gè)標(biāo)稱輪廓的集成電路結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量中，該代碼指示計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下操作為集成電路結(jié)構(gòu)的光學(xué)計(jì)量選擇波長，該選擇基于一個(gè)或多個(gè)選擇準(zhǔn)則和終止準(zhǔn)則；生成一個(gè)仿真的衍射光譜及相關(guān)輪廓的庫，該仿真的衍射光譜是利用所選擇的波長而計(jì)算得到的；提取對(duì)應(yīng)于所選擇的波長的測(cè)量的衍射光譜，該衍射光譜是從一個(gè)集成電路結(jié)構(gòu)測(cè)得的；從該仿真衍射光譜及相關(guān)輪廓的庫中選擇一個(gè)與測(cè)量的衍射光譜最佳匹配的庫衍射光譜；并且訪問該最佳匹配庫衍射光譜的相關(guān)輪廓的輪廓數(shù)據(jù)。
54.一種存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該數(shù)據(jù)包括適于制造過程、晶片、位置和計(jì)量設(shè)備的識(shí)別信息；以及一組或多組選擇的用于集成電路光學(xué)計(jì)量中的波長，其中每一組所選擇的波長與一個(gè)或多個(gè)終止準(zhǔn)則和波長選擇準(zhǔn)則相關(guān)。
全文摘要
用于集成電路的光學(xué)計(jì)量中的特定波長可利用一個(gè)或多個(gè)選擇準(zhǔn)則和終止準(zhǔn)則來選擇。使用選擇準(zhǔn)則選擇波長，波長的選擇被迭代直到滿足終止準(zhǔn)則。
文檔編號(hào)G01B11/00GK1659574SQ03812966
公開日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2003年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月3日
發(fā)明者斯瑞尼瓦斯·多蒂, 勞倫斯·萊恩, 威·沃恩格, 邁克爾·勞格瑞, 鮑君威, 凱利·巴里, 尼克希爾·扎卡特達(dá), 伊曼紐·綴格 申請(qǐng)人:音質(zhì)技術(shù)公司