通过对重叠结构上的反向散射电子建模以测量叠加的目标及算法的制作方法

本公开大体上涉及半导体目标及计量。

背景技术：

1、半导体制造行业的发展对良率管理提出更高要求，且特定来说，对计量及检验系统提出更高要求。临界尺寸继续缩小，但所述行业需要缩短实现高良率、高价值生产的时间。最小化从检测良率问题到解决问题的总时间决定了半导体制造商的投资回报率。

2、在半导体制造期间的各种步骤处使用检验过程来检测晶片上的缺陷以促进制造工艺中的较高良率，且因此促进更高利润。检验一直是制造半导体装置(例如集成电路(ic))的重要部分。然而，随着半导体装置的尺寸减小，检验对于成功制造可接受半导体装置变得更加重要，因为较小缺陷可致装置失效。例如，随着半导体装置的尺寸减小，检验减小尺寸的缺陷变得必要，因为即使相对较小缺陷也可能在半导体装置中导致非所要象差。

3、用于电子束叠加测量的标准标记可具有分离图案，所述图案允许源自不同层的信号以非重叠方式分离，如图1中展示为并排标记及图2中展示为交错标记。在此类情况下，可使用简单算法来提取每一层的位置。

4、图3及4说明包括顶层2及埋藏层3的多层图案1。在有多个层的情况下，可能无法区分二次电子信号是否对应于来自顶层2的二次电子4(其可表示为se)或来自埋藏层3的二次电子5(其可表示为se2)。如图3中所说明，se2可对应于由从埋藏层3散射的反向散射电子产生的二次电子5。类似地，可能无法确定反向散射电子(bse)信号6或7对应于顶层2或埋藏层3，如图4中所说明。

5、测量空间分离的目标可存在缺点。此类缺点可包含具有大开放区域。开放区域与微电子制造不兼容，因为其增加成本。另一缺点可为，在非对称视域上使用电子束成像会归因于表面的不均匀充电而产生电子束位置失真。另外，分离区域可能不足以表示可包括堆叠层的装置。

6、避免这些缺点的一个先前尝试(即，测量来自每一层的信号不可能空间分离的堆叠层)包含对电子束堆叠相互作用建模。然而，完整建模需要设计、工艺步骤及工具-材料相互作用的知识。在此类尝试中，此使用光学测量(例如，光学临界尺寸(ocd)应用)执行。对于电子束叠加计量，没有准确及快速计量方法。

7、另一先前尝试包含构造具有指定偏移的专用光栅覆光栅目标。此构造可并入使用差分信号的算法。由于信噪比(snr)比空间分离特征小一个数量级，因此所需测量时间变长，其使得此类目标不适用于在线生产控制。

8、因此，需要经改进叠加目标及其测量方法。

技术实现思路

1、在实施例中，一种叠加目标可包括光栅覆光栅结构、校准扫描位置及叠加扫描位置。

2、在另一实施例中，一种方法可包括用基于电子束的输出获取子系统获取叠加目标，从而形成获取图像及使用所述获取图像测量所述光栅覆光栅结构的叠加。所述叠加目标可包括光栅覆光栅结构、校准扫描位置及叠加扫描位置。使用所述获取图像测量所述光栅覆光栅结构的所述叠加可包括从所述获取图像求解及提取所述叠加。

3、在例子中，一种非暂时性计算机可读存储媒体可包括用于执行所述方法的所述步骤的一或多个程序，例如，用基于电子束的输出获取子系统获取叠加目标从而形成获取图像及使用所述获取图像测量所述光栅覆光栅结构的叠加。所述步骤可进一步包括从所述获取图像中求解及提取所述叠加。

4、在例子中，一种系统可包括载物台、基于电子束的输出获取子系统及与所述基于电子束的输出获取子系统电子通信的处理器。所述载物台可经配置以保持具有叠加目标的样本。所述叠加目标可包括光栅覆光栅结构、校准扫描位置及叠加扫描位置。所述处理器可经配置以使用所述获取图像测量所述光栅覆光栅结构的叠加。所述处理器可进一步经配置以通过从所述获取图像求解及提取所述叠加来使用所述获取图像来测量所述光栅覆光栅结构的叠加。

5、所述光栅覆光栅结构可包含底部光栅结构及顶部光栅结构。所述底部光栅结构可安置于样本上。所述样本可位于载物台上。所述顶部光栅结构可安置于所述底部光栅结构上。所述顶部光栅结构及所述底部光栅结构两者可为所述样本的部分，所述样本可为半导体晶片或其它类型的样本。所述校准扫描位置可包含所述底部光栅结构但不包含所述顶部光栅结构。在一些实施例中，所述校准扫描位置可基本上由所述底部光栅结构组成。所述叠加扫描位置可包含所述底部光栅结构及所述顶部光栅结构。

6、所述光栅覆光栅结构可包含开放区域。所述开放区域可既不包含所述底部光栅结构也不包含所述顶部光栅结构。

7、所述求解及提取可包括从单层提取经提取信号。所述方法可进一步包括提高所述经提取信号的信噪比。所述提高可包括将基于设计的滤波器应用于所述经提取信号。求解及提取可进一步包括求解所述经提取信号的散射。

8、求解所述散射可包括：将反向散射电子轮廓应用于所述经提取信号；确定所述经提取信号的传递函数；及产生包括所述传递函数的所述散射的模型。

9、可使用所述二次电子信号的对称中心或局部不对称来优化所述模型的参数。可通过将所述校准扫描位置与发现反向散射电子与特定层的二次电子之间的相互作用的第二校准扫描位置相匹配来优化所述模型的参数。

技术特征：

1.一种叠加目标，其包括：

2.根据权利要求1所述的叠加目标，其中所述光栅覆光栅结构进一步包含既不包含所述底部光栅结构也不包含所述顶部光栅结构的开放区域。

3.一种方法，其包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其中测量所述光栅覆光栅结构的所述叠加包括从所述获取图像求解及提取所述叠加。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述求解及提取包括从单层提取经提取信号。

6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括提高所述经提取信号的信噪比。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述提高包括将基于设计的滤波器应用于所述经提取信号。

8.根据权利要求5所述的方法，其中所述求解及提取进一步包括求解所述经提取信号的散射。

9.根据权利要求8所述的方法，其中求解所述散射包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其中使用所述二次电子信号的对称中心或局部不对称，或通过将所述校准扫描位置与发现反向散射电子与特定层的二次电子之间的相互作用的第二校准扫描位置相匹配来优化所述模型的参数。

11.一种非暂时性计算机可读存储媒体，其包括用于在一或多个计算装置上执行根据权利要求3所述的方法的一或多个程序。

12.一种非暂时性计算机可读存储媒体，其包括用于在一或多个计算装置上执行根据权利要求4所述的方法的一或多个程序。

13.一种系统，其包括：

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述处理器经配置以通过从所述获取图像求解及提取所述叠加来使用所述获取图像来测量所述光栅覆光栅结构的所述叠加。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述求解及提取包括从单层提取经提取信号。

16.根据权利要求15所述的系统，其进一步包括使用所述处理器提高所述经提取信号的信噪比。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述提高包括将基于设计的滤波器应用于所述经提取信号。

18.根据权利要求15所述的系统，其中所述求解及提取进一步包括求解所述经提取信号的散射。

19.根据权利要求18所述的系统，其中求解所述散射包括：

20.根据权利要求19所述的系统，其中使用所述二次电子信号的对称中心或局部不对称，或通过将所述校准扫描位置与发现反向散射电子与特定层的二次电子之间的相互作用的第二校准扫描位置相匹配来优化所述模型的参数。

技术总结
一种叠加目标包含具有安置于样本上的底部光栅结构及安置于所述底部光栅结构上的顶部光栅结构的光栅覆光栅结构。所述叠加目标进一步包含包括所述底部光栅结构但不包含所述顶部光栅结构的校准扫描位置及包含所述顶部光栅结构及所述底部光栅结构的叠加扫描位置。

技术研发人员：N·古特曼,O·阿切,C·菲尔普斯
受保护的技术使用者：科磊股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12