TWI342595B - Measuring a damaged structure formed on a wafer using optical metrology - Google Patents

Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 “本發明大致上係關於光學量測，更具體的 予Ϊ測方式量測形成於晶圓上之受損結構。 、 【先前技術】 光學量測方法涉及··將入射光束導向至一社，曰π ，射光束；及分析繞射光束以決定各種ms所得 導體晶圓上將週期性的柵格製造於半導^了。例如’在半 ，測系統來決㈣期性栅格的輪廓使用光 靡，ϋ藉由延伸靠近週期性柵格的半導^日/、疋^雅柵格的輪 週期性柵格之製造處理的品質。 aBg片’可雜用以形成 界尺寸。然而，所形成的結用以決定結構的臨 之材料。 谷種推剩的作用，例如受損 【發明内容】 在一例示性實施例中，提#了一鍤 成於半導體晶®上之綠結構的紐 測方式量測形 5¾獲得量測繞射訊號。定義受損週期性=包含自生 没輪廓具有未受損部及受損部，来受=冓的假设輪廓。此假 構中之第i料的未受損區二=應至受損週期性結 構中之第-材料之受損區域。未受損部=^應至雜週期性結 不同特性。利用j駿輪廓針對假設受，損部具有與其相關的 射訊號。性，來計算模擬繞 模擬繞射訊號匹配而落在匹配準則内，刖唬。若量測繞射訊號與 訊號之假設輪廓的受，部來建立受損週輯算__ 、4改結構的受損量。 1342595 【實施方式】

本發明係關於：申請於2006年3月30日之同在審理中之申 請編號為χχχ,χχχ、代理人備忘錄編號為465422000200、名為 「DAMAGE ASSESSMENT OF A WAFER USING OPTICAL METROLOGY」的申請案；申請於2006年3月30曰之同在審理 中之申請編號為χχχ,χχχ、代理人備忘錄編號為465422000300、名 為「MEASURING A DAMAGED STRUCTURE FORMED ON A WAFER USING OPTICAL METROLOGY」的申請案，丁明 π …川 年3月30日之同在審理中之申請編號為χχχ,χχχ、代理人備忘錄

編號為 465422000400、名為「MEASURINGADAMAGED STRUCTURE FORMED ON A WAFER USING OPTICAL METROLOGY」的申請案。特將此些申請案之每一者的内容包含 於此作為其整體參考。 ，材料處理方法學中，圖案蝕刻包含了 ：施加感光材料如光 阻之溥層至接續將被圖案化之晶圓的上表面，以提供在蝕刻期間 ^此圖案轉移至下方之薄膜用的遮罩。感光材料的圖案化通常牵 i ^ 用例如微光微影系統以光源經由感光材料之初縮光罩(及 件)來進行曝光；接著使用顯影溶劑移除感光材料之 的,it況if物在正級的情況下)絲照光區域_°在負光阻 使用用單—及/或多層遮罩以爛薄膜中的特徵部。可 中的時#使用軟遮罩上層祕刻薄膜 (硬遮罩開啟)將車ft刻步驟之前使用分離的钕刻步驟 遮罩可選自矽處Λ轉移至硬遮罩層。例如，軟 料或與較小特彳$ ”、匕3但不限制為：ArF光阻材 •用===:才料。例如，硬遮罩可選自 ⑸凡)及碳。n Q 不限制為：二氧化邦i02)、氣化石夕 7 1342595 ' 圖1，不了根據本發明之實施例之處理系統的例示性方塊 ， 圖。在所示之貫知例中，處理系統】〇〇包含：處理工呈】10、連接 至處理工具110的控制器120、及連接至處理工具u〇及控制器 120的製造設備系統(MES)130。處理工具11〇可包含數個可連接 至傳送系統150的處理模組U5。 此外，整合量測模組(IMM) 14〇可連接至處理工具11〇。例如， ，=14G可連接至傳送系統15G。或者，ΙΜΜ⑽可以不同的方 式連接至處理工具11G。處理工具UG的至少—者、控制哭12〇、 V ==及=可包含控制树、⑽元件及則料庫元件 (未0 =。在另一貫％例中’此些元件中的一或多者並非必須。 此設具^及7或控制器12G可自工㈣統130獲得某 r。丄廠級的㈣規則可用以建立控制階級制 地掉作，i 處理工具丨】〇及/或控制器120可獨立 度上藉由卫廠系統i3G來控制。此外，工廠 及/紐止，且當處理暫 定何時改變處理及外，工廠級之商業規則可用以決 _㈣?等級或控制模式等級下定義商 :'高等級及較低等級的二”^情=執行商業規則。當遇到較 -規則。GUIf幕可用二f = ’可執行與較高等級相關的商業 通安全等級的制者持前規則。可允許具有大於普 保存於資料庠則的定義及指派。商業規則可被 文件及協助螢幕。 可疋義、私派及維濩商業規則來提供 MES 13〇 ·5Γ4ιΐ m /, ^ 料庫所報導的數據來^ 具11G及/或控制器叫目關的資 以決定欲監剛系統處理。工廠級的商業規則可用 控制器120可獨办从,使用的數據。例如，整理工具110及/或 蜀地收集數據，或數據收集處理可在某個程度上 1342595 受到工廠系統no的控制。此外，卫廠等級的靠規則可用以決 定在處理改變、暫停及/或停止時要如何處理數據。 又，MES削可將運行時間的組態資訊(跡-⑽nfigurati〇n information)提供予處理工具1H)及/或控制器12〇。數據 GEM SECS通訊協定來交換。例如，可自工薇將Ap H限、Γ及雜釘載讀理歧^11G職㈣器^ 來作為「APC配方」、「APC系統規則」及「Apc配方參可 自工廠將量測系統配方及設定下載至處理工戈 配方及/或「imm配方參數」。 -般而言’規則允許系統及/或工具操作基於處理系统· 動‘％狀,縣改變。當某些設定及/或_ 由 二。：時’其可藉由處理工具110及 ί，~卜’ it級的規則可用以建立工具級的控制階級制度。例 ί固程目1MMM()可獨立操作，或1動4〇在某 個权度上可稭由處理工具110所控制。丁目 tfr時暫停及/或停止及當處理暫停及/或 =處i‘具規則可用以決定處理何時改變、如何改變‘及 ==何數目之相關控制器的任何數目處理工呈。、 可用處理工具110戦制器120 呈 ^具有與其相關之任何數目處理工具的 提供、處^力:工及5理及/或控制器12。尤其可:集、 組及感與處理工具、處理子系統、處理模 用程ίΐ:具i1:及可包含複數應用程式，此些應 3·至κ具相關的應用程式、至少-模組相關的應 9 用粒式、至少一感測器相關的應用程式、至少一介面相關的應用 程式、至少一資料庫相關的應用程式、至少一 GUI相關的應用程 式及至少一組態應用程式。 〜 系統100可包含一 APC系統，此APC系統可與來自Toky〇 Electron Limited (TEL)之處理工具連接，例如UnityT〇〇1、別⑹ Tool及/或Trias Tool及其相關的處理子系統及處理模組。又，系 統100可包含一或多個運行對運行(run_t〇_run，R2R)控制器。例' 如’處理糸統100可包含自T〇ky0 Electron Limited所販售之 TELIUS1M ,及一或多個控制器可群組級控制器（即，自丁〇ky〇 Electron Limited所販售之iNGEN1〇tmgl控制器）、工具級控制器 (即，自Tokyo Electron Limited所販售之1NGENI0™控制器)及量 測为析f制态（自一 TEL公司Timbre Technologies, Inc所販售之

Profiler™Application Server(PAS)。又，IMM 140 可為自 Timbre

Ted则logies所販售之i0DP系統。Tedm〇1〇gies，朌為一加 州公司且為TEL之全資附屬子公司。 或者 I制裔120可支持其他處理工具及其他處理模組。 GUI元件(未圖示)可提供便於使用的介面，讓使用者能夠：辜 看工具严纽處理池狀態；產生及編輯選m總結及原女 (追縱)參數數據的X_y圖；觀察工具警報日諸；編輯數據收集方案 ^些方案將寫人數_條件指舒:諸庫好輸出财；將槽赛

制(SPQ作圖、模型化及表格程式；檢視特定曰E U it理⑽，及檢視目前正在被齡至㈣庫的數據；產 鉬.Γ理參數的SPC圖，及設定產生電子郵件警告的SPC1 ㈣^丁9 =^PCA及/或PLS模型；及觀看診斷螢幕以利用11 件不告問題。熟知此項技藝者應注意 住柄ίΐί巧供所有魏的介面。⑽反而可提供此些功能之 可子。又疋用的介面或其他此處所未列舉者。

*!2G可包含—賴體(未圖示），此記憶體可包含一或多 、’、' 。來自工具的數據可被儲存為資料庫中的檔案。又，IM 1342595 數據及主機量測數據可被儲存於資料庫中。數據的量係取決於所 配置的數據收集方案、處理施行頻率及處理工具運行的頻率。自 處理工具、處理室、感測器及操作系統所獲得的數據可儲存於資 料庫中。 在另一實施例中，系統100可包含客戶端工作站(未圖示）^系 統100可支持複數的客戶端工作站。客戶端工作站可允許使用者： ，行配置程序；觀看包含工具、控制器、處理的狀態及工廠狀態； 觀看目前及歷史數據；施行模型化及作圖功能；及將數據輸入至

控制器。例如，使用者可具有管理權限以允許其控制系統元件所 施行的一或多個處理。

處理工具110及控制器120可連接至MES 130且可為錯誤偵 ，及分類(FDC)系統的一部分。處理工具u〇及/或控制器12〇5可 與工廢系統交換資訊。又’ MES13()可發送指令及/或撤銷資訊至 處理工具1〗〇及/或控制器12〇。例如，MES 13〇可將任何數目之 ^理模組、工具及量測裝置的可下載配方與每一配方的可變參數 如I貝至處理工具110及/或控制器12()。可變參數可包含最終的CD 目^值、修減值、偏差值及在工具級系統中需要能夠以一批⑽） 為單位來作調整的變數。又，量職據可自工廠系統或微影工且 如Tokyo Electron Limited所販售之Lithius工具被前饋至控制器 120 〇 又，MES 130可用以提供量測數據如⑶SEM資訊予控制哭 】20。或者，可手動地提供CD SEM資訊。調整因子係用以調整& 人CD SEM里/則值之間的任何偏差。量測值及/或歷史數據可包含 用以適當地插人至資料庫中的晶圓識別f訊及時間標記如日期。 圖I中亦顯示了單-處理工具11〇,但此並非為本發明必須。 =，可使用額外的處理工具。在一實施例中，處理工具u〇F可 匕3二或多個處理模組。處理卫具训可包含触刻模組、沈積模 ί至Ϊΐ組、研磨模組、塗佈模組、發展模組及熱處理模組中 11 1342595 處理工具no可包含用以連接至少一其他處理工具及/或控制 =的連結112。例如’其他處理工具及/或控制器可與在此處理之 刚已經施打的處理相關’及/或其他控制器可與在此處理後欲施行 ^處理相關。連結112可用以前饋及/或反饋資訊。例如，前饋資 可包含與正在進入之晶圓相關的數據。此數據可包含批數攄(丨〇t data)、批次數據(batch data)、運行數據(run data)、組成數據及晶圓 歷史數據。

,丨4〇 可包含光學數位輪廓(〇pt】cai Digital Profiling，ODP) 土統。處理工具110亦可包含模組相關的量測裝置、工具相關的 置測裝置及外部量測裝置。例如，可自連接至一或多個處理模組 的感測及連接至處理具喊測H來獲得數據。感測||可包含 光，放射光譜(OES)感測器及光學終點偵測感測器。例如，此些感 ，器的波長修減可自200 nm至9〇〇 nm。又，可自外部裝置如掃描 電子顯微鏡(SEM)工具、穿透式電子顯微鏡(TEM)工具及光學數位 輪廓(ODP)工具來獲得數據。 ODP工具可使用自TimbreTechn〇k)giesInc《一 TEL公司）所販 售者，其提供半導體裝置中之結構的輪廓量測技術。例如，〇Dp 術可用以獲得臨界尺寸(CD)資訊、結構輪廓資訊或通孔輪廊資 〇 、

控制器〗20係連接至處理工具11〇及MES13〇，且在上述肩 =間可交換資訊如前處理數據及後處理數據。例如，當工兩 ^錯誤事件時，控㈣12G可將包含與該事件相關之資訊齡 ^riMES130。此可允許工廠系統及/或工薇人員在發生重> 修正或_賴_所發生之改紐，進行必要的變更以 將具有風險的晶圓數目最小化。 或去在ί I巾亦㈣了單―控㈣12Q，但其並非本發明所必須 厂’可使用額外的控制器。例如，控制器12〇可包含一運 才工制窃及處理控制器(並非完全顯示於圖丨中）。 1342595 控制器120可包含用以連接至至少一其他控制器的連结 122。例如，其他控制器可與在此處理前已施行之處理相關，及/ 或其他控制器可與在此處理後將施行的處理相關。連咭122可 以前饋及/或反饋資訊。 ^ ^ 況下’控制器12。知道晶圓之期望狀態的輸入狀態及 =ί Ϊ ί♦3，決定可被施行於晶圓上以將晶圓自輸入狀 :曰^的一組配方。在另一情況下，控制器120決 =曰曰5]的輸入狀悲及期望狀態，且控制器12〇決定可被施行於 ，上以將晶圓自輸人狀態改變至期望狀態的—組配方。例如 、，且配方可描述涉及一組處理模組的多步驟處理。 控制器120的-時間常數可基於量測之間 =完成後可得到士量測數據，控制器之時間常數可基於批次間（ 時 在晶圓完成後可得到量測數據，則控制器的 诚二f可基於之間的時間。當在處理躺即時提供量測數 ίχ里數可基於晶圓内的處理步驟。當晶圓正在 ⑽可具有複數時間常數，此些常數可基於處理步 圓間的時間及/或批與批之間的時間。 ' 曰曰 多個控制器120可在任何時間點操作。例如，-斤制哭 作模式，同時第二控制器可處於監測模式。此外r另二 ^制态可以模擬模式操作。控㈣可包含 二迴路可具有不同的時間常數。例如，迴路可取:㈡二 排、批(lot)時間安排、批次(batch) J取决方、日日®蚪間女 具時間安排及/或_安排）谢排、腔室_安排、工 。抆制态120可基於輸入狀態、處理特性及處理握44於曰 減，減速率模型可與處理時間 而沈積速率模型可與處理時間-起使用以叶窗 沈積厂子度。又，模型可包含SPC圖、 13 模型及多變數分析(MVA)模型。 參數界限的數據了::及供之用，處理模組令之處理 f界=用的裝置。又，工鱗級的=^^_手動輪入處理參 處理參數用的界限。 W為了美供母~處理模組之 型：器由:ί市售模型化軟體所產生的模 控制器的模型了接收及執仃由外部應用程柄產生且發送至 = 或工具 删又认貝机。又，在識別錯誤條 ι儿目上述者 診斷網路、電子郵件或紙本來加 麦DC貝矾可精由數位 應用程式^在不同的控制^執行:达。在另—實施例中’ FIX： 報/錯f來採取各種動作以回應警 配方、模^報的方、處理 型所呈體化之背旦…^ 1 晶槽數字及/或量測數據之類 某些特定的行動。〆 ㈣FDC緣如控彻來採取 例如Ξ包ΐ用以歸檔輸入及輸出數據的資料庫元件。 出及控制器可將已接收的輸入、已發送的輸 所.木取的動作歸槽至可搜尋的資料庫中。又，制哭 料庫據備份及修補用的硬體及/或軟體。又，可搜尋的 ί型資訊、組態資訊及歷史資訊，且控制器二 又，'可二二：份及修復歷史及目前的模型資訊及模型組態。 據、έ且能Ί包含損壞評估資訊如晶圓數據及/或處理數 累、、且心貝錢歷史育訊，且控制器可使用資料庫元件以備份及 14 修復估資訊及晶圓資訊。 可包含用以觀看；3使用者介面。例如’控制器120 層級的使用。控制器120|二理准予的許可來提供複數 到設置且具有重新設額朗定卿，其在安裝時受 控制态具有控制複數處理模乜 被執行且受到不同組處理配 '卩、I力」此：處理模組係同時 作：模擬模式、測試模式及己==°控制器可以三種模式來運 理模式的模擬模式下操作。又%在平行於真實處 且產生即時的損_估結果。又^^方^執行⑷C應用程式 運作且產生_的觸概結果/Dc制料可在顯模式下 當處理系統包含主機系統及—或多 及/或監測處理分 貫巧列中，處理程序可包含一系列量測 =處理任務㈣可針對每-量測訪察及每；=;;ί 此外，當處理系統控制器在模擬模式下 ，測及/或損壞評估。自模擬模式執彳 用以預測觸^估及/或潛麵縣條件。、。被儲存並 圖1中亦顯對了訊號處理工具110，但包含僅 ，置並非本發明所必須。或者，可使用額外‘二且:在一 £ 〇 在所===以=: 1342595 狀態元件2G2，而在晶圓處理期間晶圓狀 測元件218°所示之控制元件2〇5係連接 至,心如兀件210中的兩處理元件212，並連接至 g饋數，另控制元件2〇3。例如，微影元件可自‘ 販售的LithiusSystem，而處理元件212可為塗 成光接至微影元件2ig。掃描元件可六含連接至 泰光早兀224的兩對準元件222。 捷呈又件210亦可包含可連接至兩顯影單元216的兩烘 7^影系統包含量測單元217時，顯影單元216可連 ίο里ίί-ί 測單元217可連接至控制器240並可與控制器 州，量測單元217可連接至控制元件203，且可與 t制二件203交換資訊。控制器在一或多片晶圓處理程序如雙鑲 間可使用來f量測單元218的量測數據。在所示之實施 取的不複數決策（「0R」）元件以表示在處理期間晶圓可採 可將數二9二i者J可ί吏用不同數目的處理元件。控制器240 243 «/-. 貝至微影單元210 ’且可與掃描單元220交換數據 43及/或與蝕刻糸統25〇交換數據242。 2中，所示之微影系統21〇係連接218至蝕刻系統250。 可被接徂3可包含第二晶圓狀態元件230，且某些晶圓狀態資訊 六月"與侧系 '統250交換資訊245及/或與微影系統210 ί Λ貝的控制器26〇。此晶圓狀態資訊可包含額外的量測數 ^ 〇，在晶圓處理期間某些晶圓可被送至外部量測單元，直 可為外部光學量測工具或CD SEM工具。 ，、 心ίΐί圓狀態元件23。可連接至侧系統25。。侧系統250 理前處理量測元件252、複數1虫刻處理元件254及複數處 ㈣3ί件2J6。量測元件252及256可連接控制器260且與 # J 父換資訊。控制器260在一或多個雙鑲嵌程序期間可 以量測元件252及256之量測數據。在所示之實施例中， 16 ίί:了複數個決策（「〇R」）元件以代表處理姻晶®可採取的不 二t。或者’可使用不同數目的量瓶件及/或處理it件。控制 二二-可將數據241反饋至微影單元2丨〇,可將數據243前饋至掃 才田早兀22/0及/或將數據242前饋至蝕刻系統25〇。 =刻系統25〇可連接至清理系統27〇。清理系统27〇可包含渴 或乾式處理。清理系統27G可連接至量响件。量測元 未圖Ϊ)含0DP系統、CD SEM系'統、TEM系、統及/或™系統(皆 a曰亦顯示重航件290以制，當複數晶圓需處理時可施行數 =曰圓處理程序。又，可使用不同_步驟。當處理系統及 =係如圖2中所示方式來加以連接及控辦，可將晶圓產出時 間最小化並可減少量測模組/處理的數目。 山^理系統1G0可用以處理具有孤立(isdated)及巢式(⑽㈣鎮 肷特破部的日日日圓，且控織略可用狀祕财序。在孤立^ ，測程序期間’處理工具選擇一 ίΜ配方來使用，且針對孤^ 式、，構了使用個別的ΙΜΜ配方。對於每—間距及結構可個別地量 測母一晶圓。 例如，晶圓可被載入至整合的量測(ΙΜ)模組中；ΙΜ配方 載入至ΙΜ模組中；及輪廓應用伺服器(伙…配方可被 制^中。接著，可量測晶圓並將0DP酉己方載入至ΙΜ控制器 接著可使用已量測的光譜來搜尋資料庫(Library)，並可辨 多個巢式結構。當巢式結構正在受到量測及/或針對損 ^ 時，可使用巢式結構用之IM、PAS、0DP及損壞評估配方。^ 晶圓上巧一或多個量測點進行量測程序，接著可卸載晶圓。 接著，可將另一 IM配方載入整合量測(IM)模組，^可 PAS配方載入IM控制器。可量測晶圓或使用之前的量攄 可將另- ODP配方載AIM控制器。接著，可利用量測^來^ = = 結構° 在針職式 測及/或k查扣壞時，可使用巢式結構用之IM ' PAS、〇Dp及損捭 17 1342595 評估配方。可在晶圓上的一或多個不同位置處施行量測序程，缺 後卸載晶圓。 在一貫施例中，提供具有第一間距的量測柵/結構及具有第二 間距的另一量測柵/結構，其中前者係與特定產品及技術的孤立結 構/特彳政。卩一致，而後者係與此產品及技術的巢式結構/特徵部一 致例如612 nm的柵可用於孤立結構，而245 nm的栅可用於巢 式結構。在另一實施例中，可設置額外的量測栅且可設 的

間距。 u J

，熟知此項技藝者應注意：處理系、统1〇〇白勺所示元件旨僅 為本發明之系統的實例。熟知此項技藝者應注意：由以下的 ，，白’本發明之it件的組合有A量變化^雖然於此並未討論W 但母一此類變化皆應落在本發明之範曰壽中。 W ΐΐ ΐ、統100可提供IMM晶圓樣本，且可使用一 (PJ產生)功 5來Ϊ2Β日圓晶槽的選擇。除了其他變數外，R2R控制组離可包 制方案變數、反饋控制方案變數、量測校正參數、β 標準可變參數。量測數據報告尤其可包含晶圓、 置〜構及組成數據，而工具可報告晶圓的真實 =U4Gy使關歧賴、光譜端輯、

ir上%;^測置輪廓、精準的臨界尺寸(c‘ =数層Μ料度。處理係於線上執行，其消除 控制。ODP輪廓儀可用提供即時的處理監測及 摩，及膜厚結1==;:工ί以提供真實的輪 偏移或處理錯誤。為良私升工具以偵測線上處理之 包含光譜之應用&資:導二:广 厚；ProfilerrMApPliacai〇n〜、心至+導肢輪廓、CDs及膜 相連的電腦伺服器，Α處理5 ^包含與光學軟體及電腦網路 八處理了數據通§fl、㈤p f料庫操作、量測 18 1342595 處理、結果產生、結果分析及結果輸出；〇DpTMpr〇fi丨errMs〇ftware 包含f裝在PAS上的軟體，以管理量測配方、 〇DPTMP1Ofiler™L.ibrai7、〇Dp™pr〇filerTM 數據、〇DpTMp_ 結果搜，/匹配、ODpTMprofller™、结果計算/分析、數據通訊及pAS 至各種量測工具及電腦網路的介面。 、於同在審查中之由jakatdar等人於2000年11月28日所申請 之美國專利申請案號〇9/727,530、名為「SYSTEMANDMETHOD FOR REAL-ΊIME LIBRARY GENERATION OF GRATING PROFILES」的中請案中，敘述了 一種例示性的光學量測系統，特 將其所有内容包含於此作為參考。 ODP技術可用以量測圖案化晶圓之特徵部内的塗膜及/或殘 留物的存在及/或厚度。於同在審查中之由Niu等人於2003年2 月3曰所申請之美國專利申請案號1〇/357,7〇5、名為「m〇del OPTIMIZAITON FOR STRUCTURES WITH ADDITIONAL MATERIALS」的申請案中教示了此些技術；於申請於2〇〇i年12 月4曰所申請之美國專利案號6,608,690、名為「〇PTICAL PROFILOMETRY OF ADDITIONAL-MATERIAL DEVIATIONS INAPERIODICGRATING」的申請案及申請於2003年5月5曰 所申請之美國專利案號6,839,145、名為「OPTICAL PROFILOMETRY OF ADDITIONAL-MATERIAL DEVIATIONS IN APERIODIC GRATING」的申請案中教示了包含額外材料之量 測的ODP技術’特將上述者包含於此作為參考。 由Voung等人於2002年7月25日所申請之同在審理中的美 國專利申請案號 10/206,491、名為「MODEL AND PARAMETER SELECTION IN OPTICAL METROLOGY」的申請案中教示了用以 產生量測模型的ODP技術，而2001年8月6日所申請之美國專

利案號 6,785,638、名為「METHOD AND SYSTEM OF DYNAMIC LEARNING THROUGH A REGRESSION-BASED LIBRARY GENERATION PROCES S」的申請案中教示了包含整合量測應用 19 1342595 “ 2技術’特將上述兩者之内容包含於此作為參考。 才工制系統如自丁0kyo Electron Limited所販售的INGENIO™ :統I包含皆理應用程式如配方管理應用程式。例如，配方管理 二用私式可用以檢視及/或控制儲存於ingeni〇系統之資料庫中 由自1NGENI()TM系統之網路環境來與設備同步。 …NIO系統的客戶端可以一距離而與工廠分離設置，且可對 複數設備單元提供綜合的管理功能。 配方可以樹狀結構加以組織，其可包含配方設定、階級及可 的配方。配方可包含處舰方數據、祕配方數據及 配方數據。數據可利則&方設定而加以儲存及組織。位於處 理工具110上的皿M配方可用以決定晶圓取樣及晶槽與IM配方 j的關係。IM配方可存在於IMM刚上〜可在训出丨刪配 上又到遥擇、可包含圖案識別資訊、可用以將每一晶圓上的晶 片識別為樣本、且可用以決定欲使用之PAS配方。pAS配方可用 以决疋$人使用之ODP資料庫並定義量測矩陣，以報告諸如上部 CD、下部CD、側壁角度(SWA)、層厚、溝槽寬度及匹觀 of fit，GOF)。 -控制系統如INGENIO™系統可包含可操作而作為控制策 略的APC應用程式，而㈣策略可.可包含侧1具配方的控 =方案。在運行時的晶圓級背景情況匹配允許以晶圓（晶槽、晶圓 ID、批Π)等)來自訂組態。控制策略可包含一或多個控制方案， 而正在受到控制的處理模組及/或量測模組具有至少一控制方案以 訪察處理模組及/或量測模組。控制方案可包含損壞坪^^ 控制界限、目標值’且可包含統計配方、公式模型狀饋方案。、 在控制系統中，前饋及/或反饋控剛可藉由設定控制策略γ ，方，及控制模型來加以施行。可針對施行前饋及/或反饋 每一系統處理寫定控制策略。當策略受到保護時，其 ^ 件(方案及模型）皆無法受到編輯。當系統配方執行時、，可 策略内的-或多個控制方案。每—控制方案可用以根據前鑛及 = 20 1342595 反饋資訊來改變配方。 制類型(標準、模擬或測試）a Y'情況，建立控 控制狀態(受保護/未受保&。连[制動作(可饤/不可行）；及建立 略可用以ί 關。基於所敎的财，控财魅制方案相 藉由控制器加以記錄卻不發送予fU配巧數。配方變數可 同時執行，㈣於給定的晶圓只4單、—。，重策略可 又，控制策略可包含可受到操類型的控制方案。 域可用以進入/編輯批識別符⑽二祕 編輯控制任何識職。WID領域^Μ -A可用以進入/ 符。晶盒仍領域可用以進入/編扁^^務識別 以進入/編輯載具朗符。^付。、載㈣領域可用 晶圓類型領域可用以進人/編輯晶^ 數。

Wafer叼領域可用以切編輯已 ω = d 域可用以進入/編輯晶圓識別符。晶圓付。曰曰SHD領 始時間。早於領域的開始時間可用 ^輯=入/編輯開 於令域的開始時間可用以進人/編輯結束日^開㈣。又’晚 .1 〇 ίίίί 參數針對每-控制參^ίί 的APC應用程式。立= 條件 方案且可啟動SPC警^=；；纟：npcf及域PLS模型/ SPC警報；及可執行其他標輸^且可 可啟動 1342595 案可】ίίϊ誤口發問;;問題發生時，方 熊玎改鏺s扭嘴壯能.古奋/方木τ產生$報訊息；母策略狀 且一或多個 敗時，母策略中的一或多倘二系f。s刖饋方案或反饋方案失 狀態。在-案例中，^伽案可被終結·0•其狀態可改變為失敗 測及/或識別此晶圓“誤的進，，，控财案可偵 反饋方案可跳過已被另—方安曰曰f。又’备反饋方案致動時， ^ 據收集方案可拒絕此有缺陷及/或錯誤的晶圓。數 程序無法_可接點隨據，或因為損壞評估 • n二f 貝壞限值而拒絕此些數據。 貧CL例中，反饋方案錯f 益& 案，而損壞評估程序錯誤亦 ^略或其他方 的方案、策略及/或損壞二菜略或其他方案。成功 處理系統Η)〇 產生任何錯誤/警報訊息。 /警報/故障。當錯莩、逖郝系、，先，FDC系統包含用以管理錯誤 中，應驗式系統 如_:當到達或超過财劑她_ 具亨 理或停止目曾的處理。右一安 汛心以暫停目則的處 護計數值來完成。 木彳中，工具暫停/停止可藉由改變維 9：庫中，且當錯誤錯誤動作可儲存於資料 •此晶圓及模組使用標d貝/ϊ庫中檢索。錯誤動作可包含對於 •處理配方；暫停處理模^且算；對於此晶圓及模組使用無效的 例如，處理工具可在僅在且預’曰暫停整個工具且等待干預。 目標處理模組時採取動？广之晶圓到達已發生R2R錯誤之 _、配方或其他模植中’ a ^理^具可能能夠繼續處理其他批 理系統所使用的控制配方理工具及/或處 而不受到處理。例如士卉曰曰®通過及/或滯留在處理室中 受而處理時使用 I效配方可在處理工具被暫停或晶圓毋需 22 1342595 ^誤、酬卫具效能、預測蘭性維護排程、 減:/，准相間及延長處理工具之消紐元件的玉作壽命。 FDC糸統自工具及額外的感測器收集數據、計算概要的參數、施 打MVAs且使用SPC將結果與正常操作比較。例如，spc元件可 ===ctric運行規則的評估’且在運行規_ APC系統及FDC $統.的操作可由客戶且可基於正在受到處理 ^的背景情況來加以控制。#景情況資訊包含配方、批、晶 矛t及處f任務。apc系統及roc系統的使用者介面為 吁接近的即紅具狀態及即時警報狀態顯示。 工,=，用不同處理制(pro·，—中之程式系 Ϊί控^ 此些技術時’前饋及/或反制變數可 尤其在其他變化巾，控制H 12G可以單輸 單輸出(_)裝置、以多輸人單輸出_；))裝总 或多$入多輸出(Μ細)裝置方式操作。又，輸人及輸出& 控制态]20内及/或一或多個控制器12〇 。 =情況下，損壞評估資訊可自一控制器 為控庫時，此數據可 胸•工具相關之 或晶圓處理完成之後存已更新之貝何在晶圓處理期間 二’工廠等級之控制器可提供每-處理模組之處理 23 例及執行由市販模型化軟體所產生的模型。 控制器U0的模型似收=3外部應用程式所產生且發送至 行:及型更新可藉由下列方式來執 估程序及/或糾呼估^1从，觀察結果、接著更新損壞評 圓的前與後特^來^Ν個處理小時可藉由測試晶 次整個操作空間或利用不關配 具或工廠處的控制wafer) °更新程序可在工 及模型更新。 τ，允許功控制以管理測試晶圓 評估控計;更新配方及/或已更新損壞 反饋資訊來；定在;二巧前饋資訊、模型化資訊及 貝^采决疋在處理目刖之晶圓之前、在處理 别、或處理下一批之前是否要改變目前的配方。 ，量聰獅正在_來提供處理結果數據時，可指定一路 使在處理中的正確點@

Γΐί人處理模組]15之前及/或已在處理模組U5中4理Ϊ $二傳送至臟M0。又，可指定IM配方 ；J 二 組預先決定的輸出數據。例如，在數據被= 為抆il斋120所使用之前，數據可受到過濾。 移除in m—或多個遽件(未圖示)以過渡量測數據俾 濾、件可用以移除隨機雜訊及穩定控制迴路， 數加權移動平均(EWMA)或Kalman濾件。又，可使用特 (。她erfllter)來移除在統計上無效且在晶圓量測值之平 析不應被考慮的特異值。又，控制可包含基於來自量測分 點損ί評估程序的雜㈣濾位置的能力。例如，量測 曾且自統之雜來加以過濾’ ^此可在位置量測計 〜有錯誤或當位置在資料庫空間之外或當位置處於資料庫空間 24 ^42595 的邊緣時進行。 ^制器120可接收並使用反饋數據。例如 的損壞評估f訊並基於此數_整^= 置巾L 可發送及接收錯誤條件的通知。例如，在ί他裝 二控制器120尤其可通知至工廠等級的控制器、上^ ^ 3工具等級之控制器，並由上述者接收通知。又，在吳你k 識別後’ y藉由電子診斷網路、電子郵件或紙本發送通知u 控制器、120可以模擬模式計算及/或執行損壞評估程序及/或模 =如’控制器12G彳以平行於真實處理模式的模擬模式摔作。 可將已模擬之動作記錄於歷史資料庫中而不立即採 控制H 120可基於進人㈣的條絲選擇損壞評估 ，控制器12G可基於進人材料的狀態及處理配方來選 錄序及/或。㈣Μ包含肋確認純⑽ 什异有效之R2R設定的裝置。 尤其，控制為’ 120之輸入可包含前饋/反饋迴路之時間常數、 累積之重設定事件、ΙΜΜ步驟及0DP偏移。尤其，指令可 目標值、允差、計算指令、數據收集方案、演算法、模型、係數 及配方。晶圓狀態可包含例如來自正受到處理之晶圓的資訊(位 置、晶圓、批、批次狀態）、輪廓及物理上或電性上所量測到的特 性二模組物理狀態可包含將被用來處理晶圓之模組及元件的目前 或最新已知記錄狀態-RF時數、晶圓數、可消耗狀態。處理狀態可 包含來自處理環境之感測器的目前或最新已知量測狀態，包含追 縱數據及概括統計資料。控制器參數可包含已產生晶g狀態、模 組物理狀態及處理狀悲之配方/控制器設定點及處理目標值的最新 4工制為120可包含支持R2R操作軟體如ingeni〇軟體之至少— 電腦及軟體。在一案例中，操作軟體包含下列至少一者：組態方 法、數據管理方法、GUI方法、錯誤管理方法及疑難排解方^。 25 1342595 組態GUI魏可用啸網職處理元件_ 處理几件的裝置翻(即，工具、独、感測轉）。 = 螢幕可用以決定數據的量及類型，以決定如何 = =數據。又，錯誤管理GUI螢幕可知 一般而言’前饋控制可包含使用在晶圓到達模組 =測的處理先數據來更新處理模組及/或量測模組配方^ 一安 例中’量測數據及處理目標數據係由控制器12〇所 ^ ^ I受到比較，且結果為所欲的纽結果(例如，所欲之 二 Ϊ之ΪΪίίΐ結果羽皮發送至用於模型選擇及適當處理配方i 數之^的控織。此新配方會㈣送至處賴組 配方來處理(修減)晶圓。 使用此新 在^削中，藉由設定控制策略、控制方案及控制模型的 ，，，4，可在控制器120中施行前饋控制。控制策略可 =制的每—系統配方加以撰寫。當此系統配方在處理工且11月0】 :執仃時’可執行控制策略中的控制方案。每—控 ^ 基於前饋資訊來改變配方。 京】用以 控制方案可包含輸入數據源。可使用不同數目的輸入 人數f源可具有不同的符號值。例如，-數據源可 ί = 具，且其可為處理工具如Telius的一部分。又，另-數 據源可為SEM ’且參數/值可為真實的量測數據如CD-SEM數據。 曾使用♦來自此些數據源的輸入’使用者可指定目標計算用 二ΪΪ配算之結果被用以，欲執行之控制模型。系統開 冉配方(Nominal Recipe ’存在於工具上之配方）。接著力 = 之控制方案的更新。—旦所有的控制方案(在‘ 配&制朿略内）％到執行後，最終的配方會被發送至工具。 控制器120可操作做為配方參數解決者，其根據適當的處理 ^處理模組_、處理目標及處理參數限制來產生配方參數。 。。120具有管理同時被執行且受到單—組處理配方限制之多 26 1342595 ^理模組的能力。若控制錯誤發生，控㈣⑽可使用工且處

Aii^f^^(RUn.t0.Run) 工具"。，控~ =顯不發明之—實施例之光學量測系統示 0。在所不之貫施例中顯示了光學量測系統獨，其可用 /性的結構如柵及/或圖案化的陣列，以獲 [二 ： y«#f：M.^X^M(cr〇ss polarization)*,；^^ 於此令、.及的父叉偏振量測數據來獲得晶圓量測數據。 結構=成構可獲得裝置特徵部及/或 部及/或、纟_成於邮上時，將裝置/€路之特徵 成於晶圓上。 孚週功性的里測結構的特徵部形 晶圓二靠近形成於 ::戈:形成週期測結構_=:= 二測;:¾置，電路之_i 量測結構的裝5電路是否依規模來製造可用以決定相鄰週期性 |0DP * 來施行圖案分析；離線元件314，1可用利用ODP回歸技術 ，，可在—組量測數據上施行回歸最佳;^料庫330。 特徵部之輪摩相關的—組結果ϋ’可與結 可包含··發送IMMCODPl社罢$ 1 ^ β ^歎值又，夏測糸統3 U) 示1MM(〇DP)結果至一或^個GUI螢暮^件的介面元件34〇、顯 I_(〇D^結果的儲存二L。示S件342、及儲存 先子里測裝置的實例包含：光譜式觸儀、光譜式反射儀、 27 1342595 二交，度，單波長反射儀及橢圓儀、及偏光反射儀及橢圓儀。當 ，，量測系統300包含橢圓儀歹，可接收及偵測振幅比见及繞射 讯號的相位△。當光學量測系統3〇〇包含反射儀時，可接收及偵 測繞射訊號的相對強度。此外，當光學量測系統3〇〇包含偏光反 射儀時，可接收及偵測繞射訊號的相位資訊。 光學量測系統300可接收已量測到的繞射訊號並分析此已量 測到的繞射訊號，而週期性的量測結構可使用各種線性或非線性 巧廓擷取技術如資料庫系處理、回歸系處理等來加以決定。關於 貢料系處理的更多詳細敘述，見申請於2〇〇1年7月16日申請編 號為 09/907,488 之名為「GENERATION OF A LIBRARY OF PERIODIC GRATING DIFFRACTION SIGNALS」的美國專利申請 案’特將其内容包含於此作為參考。關於回歸系處理的更多詳細 敘述’見申請於2001年8月6日申請編號為〇9/923,578之名為

「METHOD AND SYSTEM OF DYNAMIC LEARNING THROUGH A REGRESSION-BASED LIBRARY GENERATION PROCESS」的美國專利申請案’特將其内容包含於此作為參考。 關於機器學習系統的更多詳細敘述，見申請於2003年6月27日 申請編號為 10/608,300 之名為「OPTICAL METROLOGY OF STRUCTURES FORMED ON SEMICONDUCTOR WAFERS USINGMACHINE LEARNING SYSTEMS」的美國專利申請案， 特將其内容包含於此作為參考。

又，在申請於2004年9月8曰專利編號為6,947,141之名為 「OVERLAY MEASUREMENTS USING ZERO-ORDER CROSS POLARIZARZATION MEASUREMENTS」的美國專利案、申請於 2004年5月27曰專利編號為6,928,395之名為「METHOD AND SYSTEM FOR DYNAMIC LEARNING THROUGH A REGRESSION-BASED LIBRARY GENERATION PROCESS」的美 國專利案及申請於2003年5月5曰專利編號為6,839，145之名為 「OPTICAL PROFILOMETRY OF ADDITIONAL-MATERIAL 28 1342595 DEVIATIONS IN A PERIODIC GRAHNG」的美國專利案中私 光學置測系統及技術，上述之所有專利係讓渡予一家丁乱公; Ti_e Technologies，Inc ’特將所有者之内容於此作為參A。 繼續參考圖3，光學量測系統3 〇 〇可用以檢查及分 /或未受量測結構。例如，光學量測系统3〇〇可用以 f晶圓上之量測結構如週期性柵及/或陣列的輪廓。量測結^ 土在曰:日圓上的測試區域中’例如與形成在晶圓上的裝置相' / 測結構可形成在裝置的區域中卻不會干擾I置之操作; /口者日日圓上的切割道形成。 ’、 ^ 可包含—或多個幅射源(未圖示)及—或多個偵 j為（未SJ不）。例如，精由入射光束照射受損及/或未受損量 並可接彳卜或多個繞射光束且將其轉換為量 、^ (量測到的光譜數據）。 置測系統3】0可分析量測到的繞射訊號並利用 ΐ或之處理來決定已受損及/或未受損之量測結構的輪‘ 人，亏慮其他線性或非線性輪廓擷取技術。 在某些實施例中，資料庫系之處理可用於決定已受損及 。在資料庫系的處理中’量測到的繞射訊號 庫的柄擬繞射訊號比較。資料庫中的模擬繞射訊號可與 損制結構的假設輪廓_。當量測_繞射訊及與 二模擬繞射訊號相匹配時，或當量測到的繞射訊號與 松擬:射訊號間的差異處於預設或匹配的標準内時，則推測與 射訊號相_假設㈣來代表已受損或未受損量測 it °接著可使麗匹配模擬繞射訊號及/或假設輪廊 心二::U疋否已依據規格所製造。X ’接著可使用該匹配模擬 凡、7〜及/或假設輪廓來決定結構是否在處理期間已受到損壞。 ^料庫330中所儲存的假設輪廓組可藉由下列方式來加以產 ^门組參絲概化假設輪廟；接著改魏組參數以產生 州形狀及尺寸的假設輪廓。使用—組參數來特徵化輪廓的處理 29 1342595 可稱為參數化(parameterizing)。 在其他實施射，量測數據可自絲 ΪΪ壞評估程序中。例如，P域特徵可用來辨識損壞_類型及 圖4A顯示了根據本發明實施例之例示性輪 示之例示性實施射顯示了包含例雜 在《 = :==〇，=廓410包含了許多 被稱為臨界尺綱’而上部及一可= 」段設_廟_可包含未受損部分犯、第—受損部分4 二，，分416，且此三部分可具有與其相關的不同特性。或者， 形;= ^ 二為已文知之低介電係數(low_k)及/或超低介電係如 l〇w-k)y料:且此三部分的介電特性可不同。又，第— 八 損部分416可包含在溝槽及/或通孔中之已^損。表刀 面、已受損邊、緣及/或已受損角隅部。或者，可藉 同特徵化假設輪廓及受損部分的額外形二 特政。卩又，已党扣部分的形狀可不同於所示之形狀。 性結構400亦包含具有額外膜層454形成於上的基板 介電工含具Λ諸如，鍺或其組合之材料的半導體層、 2d1外膜層454可包含停止層材料。或者，額 受膜層或可非為必須。又，額外的膜層可包含已 設33G中之假設輪廓組(圖3)可藉由改變特徵化假 。輪舜的參數來產生。例如’參照圖4A，藉由改變與週期結構相 30 1342595 二ϋ不同形狀及尺寸的假設輪廓。注意：每次可改 複數了糊4A謂舰結_假錄_雜分割為 之座:=，許樹林發明之繞射栅的數學分析。在® 4B所示 方ϊίίί i中，週期性的方向為X方向，橫向為z方向，而y 方向:土 垂直於x方向及z方向且垂直於紙面作無限延伸的 ^^ϊ^!±ΐ!!400 454^^,^fe450o 特或非週期性的方式在基板450上的介電層415中铜 2 。或者，可在基板·上的額^ 430 It特ί:Μ3〇'。顯示f 5受損介電部分414可代表特徵‘ 於已总/人雷，部及/或側壁損壞。顯示未受損介電部412係鄰接 峻可i^1 414°因此’半導體裝置在週期性方向上沿著直 材料：A氣氣體、已受損之介電材料及未受損之介 輪 圖=顯示根據本發明之例示性受損週期性結構 數廊i = t數所定義出的假設輪廊)之尺寸之數學描述相關Ϊί f，〇中顯示了單一種材料且該材料為大氣材料； g ^ =了兩種材料，其可包含受損材料及大氣材料；在^層42k 425.5中顯不了三種材料，包含大氣氣體材料、受材& 在層425·6中顯示了單-種材料，且此材料可為基及板未材又 =。或者，一不於425.1中的受損材料可為受損材料。又 ，非均句地發生於表面中’則在一層中可存在不同數 ^ 材料偏差。又，大氣減可減技分 或者，當分減歸綠/或 再次參照圖3，假設輪廓之數目、對應至H、他技術。 330 31 解析度及/或範圍)係部分取決於參數組的範圍及參數組改變的增 加量。在一例示實施例中，自真實結構獲得量測繞射訊號之前產 生假設輪廓及儲存在資料庫330中的模擬繞射訊號。因此，在產 生貧料庫330時所用的範圍及增加量(即，範圍及解析度)可基於與 一結構之製造處理的類似度及容易發生的損壞範圍為何來加以選 擇。資料庫330的範圍及/或解析度亦可基於經驗量測值如使用 AFM、X-SEM、CD-SEM等之量測值來加以選擇。 關於資料庫系之處理的更詳細敛述，見申請於2〇〇1年7月16 日之編號為 09/907,488 名為「GENERATION OF A LIBRARY OF PMomc GIlATmG DIFFRACTION SIGNALS」的美國專利申請 案’特將其全部内容包含於此作為參考。 在其他貫施例.中，回歸系的處理可用以決定已受損及/或未受 損量測結構的輪廓。在回歸系的處理中，量測到的繞射訊號係盘 模擬之繞職_卩，試驗_峨)味。姐較之前，使用假設 輪f (即，假設輪廓)用的一組參數(即，試驗參數)來產生模擬繞射 _。若量測到的繞射訊號與模擬繞射訊號不匹配，或當 1繞射訊號與-模擬繞射訊號_差異未在預設或匹配的標準内 日t ’使用另-假設輪廓的另—組參數來產生另—模擬繞射訊號， 〇 ft 的&射，敍她繞射訊魅配或當量_的魏訊號與一模 繞射訊號間的差異落在預設或匹配的鮮 ， ^疑 的假設輪齡被推測來代表已受输 結構是否娜規_製造。又，歸随賴==== 设輪腐可μ蚊結構在處理細是衫職壞。〜或假 因此，爹考圖3，在-例示性實施例中 假設輪紅模擬繞射訊號，接著將量 訊號比較。又，可使用最佳化演算法如包含 佳化(gbba】 QptimizatiQn)技術及包含了最陡下_算^^王部局最取 1342595 佳化技術來產生模擬繞射訊號。 在一例示性實施例中，模擬繞射訊號及假設輪廓可儲存於資 料庫330(即，動態資料庫）中。接著，儲存於資料庫33〇中的模擬 繞射A 5虎及饭S又輪廟可接績地被用於匹配量測到的繞射訊號。 關於回歸糸之處理的更詳細敘述，見申請於2001年8月6曰

申請編號為 09/923,578 名為「METHOD AND SYSTEM OF DYNAMIC LEARNING THROUGH A REGRESSION-BASED LIBRARY GENERATION PROCESS」之美國專利申請案，特將並 所有内容包含於此作為參考。

如此文中所述，產生之模擬繞射訊號可與量測繞射訊號相比 較。在一例示性實施例中，模擬繞射訊號可藉由應用Maxwd丨方 程式且使用數值分析技術如嚴格耦合波分析(rig〇r〇us coupled-wave analysis ’ RCWA)來解出施漬丨丨方程式所產生。然 而應注意.可使用各種數值分析技術，包含RCWA之變化型。對 之更詳細敛述’見申請於讓年1月25日申請編號為

，997 名為「CACHING OF INTRA-LAYER CALCULATIONS =RAPID RIG〇ROUS c〇UPLED_WAVE ANALYSES」的美國專 利申凊案，特將其所有内容包含於此作為參考。

Ϊ^中所述，光學量測方法可用以決定形成於半導體晶圓 f =減/絲受損結構的輪廓。更具體而言，可使用光學量 來決定結構的各種決定性特徵(如，高度、寬度、臨界尺寸、 1於ir Τ ’使用光學制方法所獲得的結構輪廓為結構的決 =in ’結構可利用各種推測效果所形成，例如已受損 表面、已受損邊緣及/或已受損角隅部等。 為了 性實施例中’為了更精確地決定結構的總輪廓及 2==1^電_的損壞，亦可使用光學量測方法來量 損Ϊ成=非=線構== 、 田D古’1電層的損壞時，可將多尺寸結構如溝槽、通 33 量測;模型化為邊緣損壞及/或角 =壞亦 面損壞物。$ ’式來使用角隅部她、邊緣損壞及表 低〃電係數(L〇w_k)損壞可*於 =面將會具有最大的娜大轟擊量 構。根據本發明例示性實施例之額外雙鑲紗 ⑼材 以又^結構5〇0亦包含基板505，而基板505可包含：包含绪 ，及之，的半導體層4 社播i^4產生。例如，芩照圖5A、5B，藉由改變盥週期性 ΐ二㈡區=受!==產生不同形狀及尺 ' /思-人可改變此些參數中的一或多者。 以允之週舰、_麻性分縣複數擴展層 栅隨學分析。在圖讯所示之座標系統 板 34 1342595 ^虫刻例如溝槽52〇及/或通孔別 或夕臈層(未圖示）中蝕刻溝槽 H =板505上的- 板層「〜;顯示了受損介電部了大氣氣體 训之表面、邊緣及/或角隔部損二」槽520及/或通孔 受損介電部「b」係顯示為電部 例如，三角形可用以顯示非均 /甘尺寸及其他形狀。 類型之損壞。如所示，週期性之“示 及未受損介電質。或者，可包含井體、受損介電質 料、聰材料及/或停止層^先阻材抖、ARC材料、BARC材 狀的有-或多個具有不同形 害情況。又，資料庫及回、尘化及/或刀析各種損 多個=了受ίΓ電阶 500(即，利用輪廓性受損週期性結構 述相關變數。圖5B之例生之尺寸之數學描 料：在層525.0中顯示了單一材料一層中具有一或多種材 525.卜525·4、525.5、/25早8中^’=亥材料為大氣材料；在層 料、受損介電材料及未受損介電ϋ材料’包含大氣氣體材 而在層52,9中顯示了單；大料在 模型= 受料技術來量測、分析及域 解之輪廓的額外材料偏Γ 大氣板層⑻可被視為是分 35 1342595 在其他實施例中，如圖5八及诏中所 1_襄可利用均方根(㈣)值來加以量展及/或角隅 厚 的—或多個受損區域(512、514、^(及1^)化來換型化結構· ;電磁姉的波長係遠大於受植域巾的^^^均質媒體 長大於空間週期(spatialperiodk ! 3倍 十α ’對於波 均質媒體的傳統學說假定可將材料當作射而言），非 均質物質。此些量係取決於 所得的有效材料將會是非等向；Γ， 2如、4B、5A及5B中所示之例示 子置測用之具有一或多個受損區域的結構的模霉J產从 域。在產生例示性結構的模擬繞射訊號時，可假知區 域的折射牌㈣等於膜層巾之材_如 料折未=員區 可假設用於已受樞域6_刚❻—有效折折射=數。 均0、 〇 兩種材料(例如， 介電^及空氣)間的平 在一例示性實施例中，可使用加權過之平均。例士 賴，鞭㈣爾㈣錢^ ΤΕ:ε = {{ωχ ^€χ) + {ω2 ^ε2))Ι{ωχ +c〇i) ΤΜ:ε 1 ={{ωχ ^{εχγ) + {ωι *(^)-'))/(^ +ω^ Α及的騎應至體積百分率的加權因子。例如 域的體積包含兩百分比㈣—材料(例如，空右^貝區 二材料(例如，介電質），則ω ,為_而⑷為〇 9 比的第 36 用有效折射係數來產生光學量測中所用的模擬燒射訊號。 又U圖4B及5B，代表性結構働及5〇〇的假設輪廊可 刀割為複數有效媒體層（即，層t|至t，）。如圖4B及犯中所示， 每一有效媒體層可包含未受損區域及受損區域。如圖及犯中 所示’ A複數有媒體層的厚度可改變。又，未受損區域及 區域間的比例(對應至上述之^^及^2值)可改變。接著，可使用有 效折射係數來產生光學量測中所用的模擬繞射訊號。 更具體而言，在資料庫系的光學量測系統中，可針 冗〇(圖5)的不同損壞量來產生—組假設輪廓及對應的模擬^射訊 號。因此，損壞量測(例如，rms損壞)可用來作為參數中的一者， 亡在產生資，庫之假設輪廟及對應之模才疑繞射訊號時特徵化一假 設，廓。接著’藉由下列方式可量測出真實結構的損壞量：獲得 真貫結構的量測繞射訊號、比較量測到的繞射訊號與資料庫的模 擬繞射訊號以決定一匹配模擬繞射訊號及對應至此匹配模擬給射 訊號的假設輪廓。接著’彳基於對應至該匹配模擬繞蕾、^ 假設輪廓的外層來決定結構的損壞量測。 ^泥勺- 在回歸系的光學量測中，可假設真實結構的某一損壞量來 生模擬繞射訊號。可比較模擬繞射訊號與量測到之真實=二的銬 射訊號。若模擬繞射訊號與量測到的繞射訊號匹配了推 實結構具有在產生模擬繞射訊號時所假設的損壞量。若模$身十 訊號與量測到的繞射訊號不匹配，則可使用另—損壞量來產另 一模擬繞射訊號並與量測到的繞射訊號比較。 、文里 在仍其他之例示性實施例中’可使用總散射/總積分散射 scattering/total integrated scattering，TS/TIS)及角解析5 月 resolved scattering，ARS)來獲得結構的損壞量測值/ 6 圖6顯示了根據本發明實施例之量測結構的部分巧化示音 圖。在所示實施例中，顯示週期性結構/柵6〇〇的 區域640Α及640Β。例如，參照圖6，假定結構為形I在半 晶圓上之具有規則線/間隔圓案的週期性柵/結構。如上所述，典 37 角午.該結構可為形成在半導體晶圓上的各種類型結構，如 孔、孔口等。 、 在本實例中，如圖6中所示，假設週期性柵/結構的線/間隔圖 案包f受損彩彖640A及/或受損角隅部6娜，且一或多個此些表 面可藉由使用邊緣粗链度參數及/或表面粗糙度參數來加 =。為了量測受損表面，週期線/間隔圖案可被視為是在橫=上 為週期性結構且在第一垂直方向⑺及/或在第二垂直方向⑻上為 推測結構。因此，如®) 6巾所示’當湘白或單色絲日3射時， 根據入射的方位角φ，邊緣及/或角隅部損壞(64〇A及64〇b 頒外的光響應圖案，在大多的普遍情況下（φ利)該額外的光響應 圖案為多維度。 a〜 例如，當使用ARS來量測受損結構時，光學量測系統 3)可包含_ 陣列及將反射光導向至偵㈣卩㈣的透鏡系統，此 光學量測系統300可記錄散射光的角分佈。 例如’當受損表面具有少於感測波長之四分之一的^仍表面 損壞(Rayleigh criterion雷利準則)時，量測到的角解析強度分佈 稱為雙向反射分佈函數)會直接轉換為受損表面的功率頻譜密度 (PSD)。PSD可用來顯示各種空間頻率對受損表面及/或^曰層之^ 粗糙度的貢獻有多大。又’ PSD的傅立葉轉換為表面的自相關^ 數(ACF)。見 John C. Stover「〇ptical Scattering」，spffi 〇pdcai

Engineering Press, Second Edition, Bellingham Wash. 1995 , 所有内容包含於此作為參考。 ’ ” 除了量測結構的受損部分之外，可使用來自量測系統31〇之 -或多個偵測器的-或多個訊號，以擷取結構之未受損部分的決 定性輪廊。例如，相當於特定方向之偵測器的—偵測器可用以產 生在上述貢料庫綠/或回歸系之處理中所用的模擬繞射訊號，以 決定結構之未受損部分的決定性輪廓。 在一實施例中，當使用TS/TIS來量測損壞時，可積分一反射 圓如Coblemz圓並將散射光導向偵測器。接著，來自此偵測器的 38 1342595 疋党損部分。如上所述，對於具有rms表面粗糙度 ί ί: 四分之—(雷利準則）的受損表面及/或受損膜層而 I i、f的政射光係直接與受損表面及/或受損膜制删粗趟 度成比例。 pi槐當，TS/TIS技術來量測損壞時，_到的訊號可用以 ，疋，.，。構之未受損部分的決定性輪廓。更具體而言，偵測到的訊 號可用以產生在上述資料庫系及/或回歸系之處理巾所用之模擬繞 射訊號，以決定結構之未受損部分的決定性輪廓。 、％

又，丁S/TIS技術可用以量測多維度的結構，且由於繞射及散 射發生在多維度，故自多維度結構所得到的繞射/散射圖宰更複 雜。例如，繞射峰值可分散至一或多個維度。 一 在另一實施例中，偵測器可設置在兩或更多維度中，以 多維度結構之受損及/或未受損部分。 、 4各種技術可用以量測圖案化晶圓之特徵部上或内部的邊緣粗 糙度的存在，且此些技術可用以量測邊緣及/或角隅部損壞。由 Bischoff等人在2003年5月2日所申請之申請案號為1〇/似揭

之名為「EDGE ROUGHNESS MEASUREMENT IN OPTICAL METROLOGY」之同在審查中的美國專利申請案中教示了此些技 術，由Jakatdar等人於2001年10月22日所申請之專利編號^

6,743,646 之名為「Balancing Planarization of Layers and the Effect of

Underlying Structure on the Metrology Signal」之美國專利中教示了 包含複數膜層的量測的ODP技術，特將上述兩篇專利申培安白人 於此作為參考。 月木 參照回圖6，在所示之實施例中，顯示週期性結構/拇6〇〇的 4分包含具有二角形橫剖面的三長脊621。在另—實施例_，本 發明之方法可應用至具有明顯更複雜之形狀之長脊的情況，且甚 至可應用至可能未完善定義之「長脊」及「低谷」壽的情況。 根據本發明說明書之自訂字義〇ex〇graphy)，「長脊」—詞將用於笑 板上之週期結構的一週期。圖6中的每一長脊621被視為是在< 39 视:伸’且無限且規則間隔的此類長脊621組被 方，而膜層610 長脊621位於沈積膜層610的上 的上方。週输為在+z $向上半無限延伸之基板605 週/月栅/、，，σ構的法向量n係位於_z方向上。 的變數H顯7^ 了根據本發明實施例之祕栅之數學分析相關 柵/牡電#^射631之波印亭向量(poyntingvector)與週期 柵週：射631的方位角，即，在圖6中沿著X軸的 在本_的平面之間的夾角。（為了便於顯示， 在本况明書的數學分析巾將方位角Ρ設定為零）。 的七1為Γ於二射電磁轄射631之電場向量左與入射角640平面間 」夾角’ Ρ 於電場向量績其在人射肖_平面上之投影向量 的夾角。當㈣且人射電磁關631係偏極化 Π/2時’電場向㈣係垂直於人㈣_平面且磁場向量^位 於入射角64G的平面中，而此被稱為「τΕ偏極化」。當仰^卜〇 且入射電磁輻射631係偏極化而使得ψ=〇時，磁場向量θ係垂直 於入射角640平面且電場向量云係位於入射角64〇的平面中，而 此被稱為「ΤΜ偏極化」。任何平面偏極化可為同相化丁£及丁^^ 偏極化的組合。下列所述之本發明方法可應用至任何偏極化，此 任何偏極化為藉由分別計算ΤΕ及ΤΜ分量之繞射並將其加總而產 生的ΤΕ及ΤΜ偏極化的疊置。又，雖然「離軸(〇ff_axis)」$共〇 情況無法被分割為TE與TM分量而顯得更複雜，但本發明之實施 例亦可應用至離轴入射之輻射。 ' λ為入射電磁輻射631的波長。 圖7顯示了根據本發明實施例之光學量測系統的操作方法。 圖7顯示了受損週期性結構之繞射反射率的另一決定方法的流程 圖。在所示實施例中，利用額外材料的偏離技術並使用假設膜層 1342595 數據來檢驗週期性結構。此技術導致在沿著週期性的方 了具有-或多種材料的週期性構結/柵。圖7顯示了在沿著週期性 方向上具有-或多種材料之受損週期性結構之一或多個電客率 (permittivity)函數的決定方法，且可使用假層數據來量測. 析及/或模型化電容率函數。例如，假層數據可肋產生可包 含受損及/或未受賴料之受損週触結_理論賴擬繞射反射 率〇 圖7，示了 TE偏^匕嚴格耗合波分析(rig〇酿s ·〜說 anatys—處理流程。或者，可使用TM偏極化嚴格轉合波分析。 圖8顯不了根據本發明實關之光學量測系、統的另—摔 法。在步驟請中，可將受損週期性結構(即，圖之 週期性柵_)分_假設性㈣波展開層(ha刪nie ^ lay㈣。參照_ 4Β及5B ’ L+1可肋代表 及L可被視為是半無W St ίϊΐ、真或亂皆波展開層[可為「基板」層，其通常為 比半導體應用中之矽或鍺或其組合。在每-所示之情況； 譜波展開層，且具有結構上之大氣層來作為「第=了 :情況’，展開層可被視為包含不j的 =旦諧波展開層係形成平行於週期性結構之週期方向久者中 ^^與罝測結構(柵)之週期方向形成—角度的膜層。一 =回圖8 ’在將週期性結構分割為如上所述之 ==二;S:?波展開層分割為由形成受i 圖4B及5B所t層的父叉點所定義的複數平板。如 分可利用且有矩㈣「中間之譜波展開層内之每一種材料的部 來加以近：。每一^上匕「上」及「C」的-或多塊平面平板 處。當邊界為《時，t上;二 == :邊ϊ。直f，每-平板的側表面係越過材料間 剖面之例示性週·垂直及水平邊界所構成之橫 層來加以更加任城何雜可彻A㈣譜波展開 14-6中所示的其他參數係如下所述： 的長度騎期性長度或間距，卩卩，在浦長脊對上之相同點之間 ith層kl材料之起始邊界的x座標，而' 為在 π平板的^4才料之終止邊界的x座標’因此巧-' 為在Ith層中 %二=度。例如’如圖4Β中所示，χ⑴rx(1)i為受損介電平板 選定^H^1<1<(L-1)之lh層的厚度。在一例示性實施例中’可 義在輪廓分解後)每一膜層内的每-心 拓「h 材料。然而，當發生非線性損壞時，在分解之前，平 Li之區域中的垂直線可通過大氣材料與受損介電材料之間的 性段用的逐步近似 ㈠。人”解處理，以減少在區域巾錢線通過大氣材料盘 又知' ’丨電材料的區域數目及尺寸。 、 叫為週期性結構中之β材料的折射係數。 闹方itt述決定由職性結構所產生的繞射時，可使用麥斯威 式(Maxwell’s equations)的傅立葉空間轉換。參照回圖8，為 生此些方程式，在步驟814中，藉由完成受損週期性結構中 之材料的介電函數的諧函數展開來產生假設性膜層的數據。 卜在圖8之步驟814a(圖7中TE偏極化的步驟7】〇)中，以熟知 二主項技藝者所知或例如揭露於由Niu等人於2〇〇〇年1丨月28曰申 言|之申請編號為09/728,146名為「profiierBusinessM〇dd」的美國 申。月案中的方法來決定或獲得每一膜層】的電容率S ι(χ)，特 =專利中請案的全部内容包含於此作為參考。在圖8的步驟、 咖(圖7之步驟712及圖8之步驟812)中沿著週期性結構之週期 42 ^42595 方向X %行每一膜声j的带六 的一唯傅立整触她曰ώ、谷率ε〗(χ)或電谷率倒數π ，立_換，俾以提 ^D白分置~，其中i為譜分量 刀里 (χ)=1/ε ι(χ) ，’或電容率倒數的 的階次。 ε (χ) = £ 6·Λ/ exP| J~^~x U.i 因此，藉由反轉換， £r

且對於i不等於零， 1.1.2 ευ= Σ nl k^\ ~ ji2n cos

2ϊπ ~D

xk ~ COS sin

f 2ΐπ ~D x/t 卜 sin (2i π

D

Xk~\ U.3 此和(smn)係針對邊界數字^鱼 介於邊界kth與㈣h之間 的折=的指區間，而叫為 方根所_的虛數。= j為_-丨的平 數學式而與電容率倒數的譜函數^相^；率倒數〜係藉由下列 〇0 πι Μ = Σ u exp 1 = -00 因此，藉由反轉換 CO /

X 1.1.4 43 1342595 π. r Σ k=l η ~2

D U.5 且對於i不等於零 π υ r y.-2 !h =.~β2π cos (2ίπ

D x, cos 2ττί D “1 sin 2ίπx, D k -sm 2ίπ ~Έ~

X k_\ U.6 请邊界財^與整個_，“為介 於邊界k離-1)之間之材料的折射係數，而j為利 根所定義出的虛數。重要的是需注意：以前所提供率 電容率倒數7Γ的諧分量的方程式係對於所有材 ^ 化，且僅針對每，波展騎僅具有—或_材(^)=^ ^方與(U.3)及絲式(U.5)與㈤.6胸於出現^ 在間的整個邊界求和(咖)而公式化’且可處理 在咕波展開層中具有任何數目之材料的幾何圖案。 參照回圖8，在步驟816十，處理以上述方式所產生的假設膜 ^據組，以產生繞射反射率。此步驟牽_三個—般的子步驟： ί 驟！^中，在每—假設膜層中利用電容率函數㈣ 展開來建立傅立妓間電磁場方程式(FGUder space electromagnetic field eqUations);第二，在子步驟 816b 中，利用諧 波展開層之間的邊界條件_合此些傅立葉空間方程式；最後， ，子步驟816e中’解出耦合之傅立葉空間方程式以提供繞射反射 率。此些子步驟係參考圖7之流程圖中的對應步驟而解釋於下。 為了建立傅立葉空間電磁場方程式，便利地在圖8中的步驟 814c中疋義(2。+1 )χ(2〇+1)特普立茲(Tq_z)形式的電容率證矩陣 44 1342595 且 E丨。此電容率諸矩陣包含電容“丨⑻之傅立葉展開的諸分量， 係定義如下： ^/,0 V丨 ^/,-2 … ε' /,-2 ο Et = ε丨，1 S丨，。 ... ^,-(20-1) ^1,2 ευ ^/,0 •" £. « · « •«« • « · Λ-(2〇-2) _^1,2〇 εΐ,(2ο-1) £1,{2〇~7) * ♦»· ..· ει，〇 可定義類似的電容率譜矩陣以包含電容率倒數 葉展開的諧分量。 丨v 守且 在求解過程巾’可假設在包含週舰長脊之麟的每一 射出波向量(outgomg wave vectors)的分量滿足弗羅奎茲條件曰 (Floquet conditionX其亦稱為布洛赫定理 Bbch，s The〇re_ e Physics，N. W‘ Ashcrof 與 N. D 驗她，Saunde ==，因此’由於邊界條件’因此在大氣U 當求解大氣膜層中的電場時雖然可使用平面波來對 i i：tf羅/件對於進人麟__兩者皆必須且 "求來產生細。触地，可先驗地產生 ίΐίI 的平面波展開。在基板層中，將電場E被公tb 1，rnsmmed wave) ’該透射波為平面波之總和’宜中波向 里(kxi，k〇，zi)之X分量kxi滿足弗羅奎茲條件。 再參照圖7，在中間層（圖犯之425 1至犯 5奎2^5^)^之電_場的平面波制^驗^^於弗羅 茲==)。在丨、，之箱一為； 類似地，在β層中之磁場&被公式化(步驟73句為沿著週期 45 ^42595 來關：=電麥斯威爾方程式(MM，S _㈣ S，自麥斯威爾方程式的結果並將和雜 曾出^中’可&出特徵方程式(eigen_equatiQn)，即，可計 T寺彳攻向l(eigenvect0rs)及特徵值(eigenvalues)。在步驟748 工’ 對角特徵值矩陣。在步驟7对，可解出波動方程 式’ ^可使用指數和來獲得齊次解(h〇m〇gene〇uss〇lu㈣。 雷盘==51中’藉著運用每—對相鄰層之間之邊界處的切向 树續的必要條件來蚊齊讀巾的常數。在大氣膜層 二弟:層之間的邊界處，電場Ey與磁場Ηχ必須為連續的。又 t中間層之間㈣界處，電場Ey_i#HX必縣賴的。又， = (L-1)層與基板層之間的邊界處，電場匕與磁場①亦須為連 績的。 在步驟760中’可結合矩陣方程式以提供邊界匹配之系統矩 ^方程式，且熟知此項技藝者應瞭解：可對此邊界匹配之系统矩 Ϊ方?式進行求解(步驟765)(圖8中之流程圖的子步驟8叫，以 提供每一諧階次(harnionicorder)i的反射率氏。（或者，可應用 r Stable Implementation of the Rigorous Coupled-Wave Analysis for Surface-Relief Dielectric Gratings: Enhanced Transmittance Matrix Approach」，E· B. Gi.ann 及 D. A. P〇mmet，j 0pt_ s〇c Am A，v〇1 12, 1077-1086, May 1995 中所述之部分解方法(partiai_s〇luti〇n ’ approach)來計算出繞射反射率R或繞射穿透率τ)。 如此文中所示，平面偏極化可為同位相之τΕ與ΤΜ偏極化的 組合。本發明之方法可應用至任何偏極化，此任何偏極化為藉由 46 1342595 刀別口十算ΤΈ及TM分量之繞射並將其加總而產生的TE及TM 極化的疊置。 在其他實施例t ’TM偏極化之入射電磁輻射的繞射反射率可 使用一方法(未圖示)來加以計算，此方法類似於上述呢偏極化之 入射_輻射之繞射反射率的程序。參照圖6，對於頂偏極化之 入射幸吴射631而言’電場向量£係位於入射肖64〇的平面中，而 量Η係垂直於入射角640的平面。（在本發明中丁E與頂 RCWA計算與應用中的相似性促使本發明人在本說明書中 、電磁场」一詞來泛指電磁輻射之電場及/或磁場中的任一者 或兩者。） ^ ^ 顯示了根據本發明實施例之雙鑲嵌程序的簡化流程 圖j 9Α中顯示了例示性的雙硬遮罩程序。圖9β顯示了例示性 勺孟8硬遮罩程序。圖9C顯示了例示性的BARC填入程 示了例f性的光阻填入祕刻程序。圖9E顯示了例示性^ $層先阻私序。圖9F顯示了例示性的雙層光阻程序。圖9 了例不性的非有機BARC(DlJ0/SLAM)程序。 ”、、貝不 在其他實關t，可使帛可機_触arc(te t又=及7或ARC材料及/或硬鮮材料，且祕材料可 介電巧可包含非錢㈣、錢材其齡 =OSP、NANOGLASS®、有機石夕酸鹽玻璃(〇SG) 1 鑽石(Black Diamond)。 及黑 在雙鑲嵌程序躺，可執行㈣㈣(Dc) ，的損壞評估程序。數據收集㈣方案及 如工具、模組、腔室及感測器、量測元件如〇 =件 SEM系統、TEM系統及鹏緒獲得數據。，、㈤P糸統、 又，數據收集方案之選擇及啟動亦可為背景情 (comext-based)。DC方案可用以提供與控制策略相關之損壞評估 47 Ϊ據。Dc方案決定應收集哪些數據、如何收集數據及數據 畔彳。控制器可自動產生實體模組之數據收集方案及/或損壞 方幸Γ曰扯特定的模組而言，一次可啟動一或多個數據收集 方^。t : j器可这擇及使用與晶圓背景情況相匹配的數據收集 數數撼、含追蹤數據、處理記錄資訊、配方數據、維護計 多&么人f:據、〇ES數據、VIP數據或類比數據或其兩或更 止。索里置及/或感測器可由DC方案來加以啟動及停 處理'|、I提供修離immillg)數據、肖彳減(diPPing)數據及 處理太峰(别ke)數據及外部數據(―)用的資訊。 邀報據t集之前、期間及/或之前，可分析數據並可識別 預=執略侧的分析方案。又，可執 數據自動評估。織界限可基於歷史 典§報以顯不出處理已超出統計界限。 組數據及/或略時’ y分析晶圓數據、處理數據、模 及/戈干預^索^，並辨識出警報/錯誤條件。又，當判斷 在w _時，可對其加以執行。例t 數據。錯誤界限可基於運^規則評估技術來分析 驗或處理知識來手ί輸艾或基於客戶的經 數據與警告及控制界限，當壞評估 出才貝壞已超出統計界限。 ^可產生皆報以顯示 ° e-mail 批的終止處暫停處理，或^行晶圓·； = ==預··在現行 可識別出讓警報產生的處理的、4止處暫祕理。控制器 圖1〇顯示觸本崎補说峨讀物的例示 48 1342595 性流程圖。程序1000開始於任務娜。在一實施例中，主系統 將配方及/或變數參數下載至處理工具如處理工具]00(圖U’。、又， =系^可決定晶1]次序。已下載之數據可包含㈣配方、處理配 、里測配方及晶圓次序方案。例如，當受到匹配控制策略中之 =方案=參考的所有配方皆已經過確認時 ===;以顯示已成功地確認了系統配方。= 則無始該棒t}。若其尚未相， 在任務1_中，當晶圓受到處理系統⑽(圖i)接收時 if晶圓及’或批相關的處理前之數據。處理前之數據可包含盘曰 圓相關的圖(map)，如正在進入之晶圓及/或正在進入之批 = :或^，當J量3 須對所有的進行處料之量測及/或損餅財理。f =某，圓來作為處理確認及/或損壞評估晶圓，且；’J :0進行處理前之量測及/或損壞評估處理。當正在建立二 或對其進行確認時，處職果可能會改變 進行處猶之制及/或損壞評估處理。的晶圓 程序ι_可分支至任務删，⑽/=5理狀處理時， 咖可分支至任務1030。而田不而處理狀處理時，程序 在任務酬中’可施行處理前之量 =====量測及= f圓目前並非位於量測工具中時，晶二; 時量測。例如，晶圓可位於或心:如 49 1342595 在雙鑲嵌程序期間，第一鑲嵌處理進行後係進行第二 理。在某些實施例中，可施行通孔先溝槽後(VFTL)程序。在 實施例中，可施行溝槽先孔通後(TFVL)程序。在第—鑲嵌虛^ 剷、第二鑲嵌處理之前或兩鑲嵌處理之前可施行處理前旦 或損壞評估處理。或者，可不需要處理前之量測及/或損壞估處 理0 在某些實施财，在施行「通孔先」或「溝槽先」 之後，可量測第一圖案化鑲嵌層上的蝕刻特徵部。可一式夕 個數據收集(DC)方案及/或繪圖(mapping德用。或者 5 ^ 的量m 彳使用不同 當製造商對於處理會且將會持續地製造出高品質 j有，j後’ 在量測及/或損壞評估方案中所用的量測= 或者’可使用其他的處理前之量測方案及/或其他量太。 二半導體製造商可基於儲存在歷史資料料的數據' 剛之量測及/壞評财案。w。，料體製造射 =S|EM量測時已在晶圓上選定了許多位置，但仍想要將== 里測工具的量測數據關聯至使用SEM工具所量 =σ 製造商可使用ΤΕΜ及/或FIB數據。 、、據。/、他 當需要新及/或額外的量測及/或損壞評

戈多個量測點處產生光學量測量測值。^f，曰C 射生拇、週期性陣列及/或其他週期性結Γ 部可位於，·10G之雙鎮嵌處理用二=。曰曰因上的特徵 之量測及/或損壞評估處理可能極為費時且可參，理 =統的產量。在處理執行期間，製 處理 間量最小仆。垮神，认旦, a朋2將1測晶圓用的時 策，且基於曰Ϊ的1旦或損壞評估方案可為背景情況所驅 可不量可選擇不同的策略及/或方案。例如， 量測點的次組來施；^理ϋ用ί處包ί在處理前之量測方案中之 50 W在一實施例中，於半導體處理之涂h士 姑存可供後績使用之—或多夺間的期間’可產生並 壞評估圖、預測圖及/或信心圖。_參考圖可包含量測圖、損 在處理前之期間，可產生及 數據。例如，預測之損壞評估數據數據及/或預測之處理 又，可產生及/或修改一或多個尿和用知壞評估模型所獲得。 在任務1030中，可處理曰n值及’或處理數據之信心值。 ;晶圓圖中的至少—區域係二-晶圓圖或至少 二鑲嵌處理。在某些實關巾，’接著再進行第 例中，可施行TFVL 旦 丁 FTL权序。在其他實施 間及/或之後進行，或在第二理可在第-鑲嵌處理之前、期 理。 x之後進仃。或者，可不需量測處 圖》v吼處理的簡化示意 止層。或者，可進行部分通孔用停 如圖11A中所干，Wrr广 且」便用或多層知止層。 ⑽，諸如沈積、曝光、包含第—組光微影步驟 m3==期間所建立被前饋 中可飯刻t可包含钱刻步驟1104，在此錄刻步驟1购 所需來使用通孔1歸驟期間及/或之後可依 /或濕式清理步驟，以_曰n接者，可施行清理步驟1108如灰化及 自a曰®移除處理殘留物。在清理步驟之後及/ 51 丄342595 或期間可依所需而使用量測步驟111〇。 籍序刪可包含第二組光微影步驟1112，諸如沈 2丄叠對(°ver】ay)及量測步驟。例如，當光微影系統 if測模_ ’可11由1難來施行量測，且可使用其 他的1測工具來產生選擇性的量測值。 前組番^影广驟1112期間所建立及域獲得的資訊可被 月J饋1113至溝槽|虫刻步驟1114。 八^亦可包含第二祕辭驟1114，關刻〆完 it 紐刻步驟之後及/或_可依所需來使用 ί ϋΐ ίί估步驟(未圖示）。接著，可施行清理步驟1116如 夕％ 理步驟’以自晶圓移除處理殘留物。在清理步驟 之後及或，可依所需而㈣量測步驟(未圖示）。 牛辨又日T^L程序11GG可包含額外的_步驟11】8如阻障敍刻 二此辦之侧步_可進行IM制1120。 靜射丨牛=1120期間所建立及/或獲得的資訊可反饋1115至 溝巧刻步驟⑴4及反饋1119至額外祕刻步驟ιιΐ8。 數攄Γ⑻的-❹個步驟_可產纽/或修改量測 /iit1100中的一或多個步驟期間可產生及/或修改 f圖、預測圖、參考圖、處理圖、信心圖及/或其 θ圖歹產m或數據及/或圖，並將其用於損壞評估。 圖。在某些情況下，TFVL程序⑽可包含整^ 用停止層。或者，可施行部分溝槽處理，並^^並^使 TFVL^ ； 曝光、顯影、®對(overlay)及量測步驟。例如 旦=貝 期間所建立及/或獲得的資訊可被 52 分溝槽。在‘ =驟1154，以钱刻一完全或部 所建ίΐ ^ = Γ在#刻步驟1154及/或量測步驟⑽期間 訊可被反饋1157至侧步驟1154。接著， 除處理殘圖7^如灰化及/或濕式清理步驟’以自晶圓移 '月理步驟之後及/或期間可依所需而使用量測及/ 或才貝壞評估步驟(未圖示）。 η文扣里列汉/ 積、⑽可包含第二組光微影步驟1158 ’諸如沈 5,式樣轉，可_ imm來騎制，且可使用立 他的1測工具來產生選擇性的量測值。 ’ 气於光微影步驟1158期間所建立及/或獲得的資訊可被 刖饋1159至通孔|虫刻步驟116〇。 |ΤΡϋ程序1150亦可包含姓刻步驟1160，以在已侧溝槽後 雨1 或。卩分之通孔。在通孔蝕刻步驟之後及/或期間可依所 ^來使用I測及/或損壞評估步驟(未圖示）。接著，可施行清理步 1162如灰化及/或濕式清理步驟，以自晶圓移除處理殘留物。在 >月理步驟之後及/或期間可依所需而使用量測及域損壞評估步驟 (未圖示）。 此外’ TFVL程序115〇可包含額外的蝕刻步驟1164如阻障 蝕刻步驟’予在已施行此額外之蝕刻步驟後可進行ίΜ量測丨】66。 在ΙΜ里測1166期間所建立及/或獲得的資訊可反饋1165至 通孔蝕刻步驟1160及反饋〗165至額外的蝕刻步驟U64。 ^在TFVL程序1150的—或多個步驟期間可產生及/或使用新的 量測點。在TF\^L程序115〇中的一或多個步驟期間可使用及/或產 生量測圖、損壞評估圖、預測圖、參考圖、處理圖、信心圖及/或 其他圖。例如，圖可用來產生新的量測點，並可將新的量測點用 來產生及/或更新一或多個圖。 在施行雙鑲嵌程序中之一處理之前、期間及/或之後，可·產生 53 1342595 及域修改-或多個處理結果及/或損壞評估 測圖及/或處理圖來決定處理結果圖及/<彳 j 了利用一置 理模型來決定處理結果圖及/或損壞評=====處 估圖可顯示量測、預測及/或模擬值。 、。果及/或知壞坪 通孔侧處理之處理結果可包含通孔開口的χ及 f孔開口下方之-或多層膜層的膜層資訊、、， 角度數據、通孔之深度資訊、對準數據、孤曰膜層之側壁 據及用以特徵化通孔形狀用之模型化形狀的數目:lsonested)數 溝槽钮刻處理的處理結果圖可包含溝梓 膜層資訊…或多層膜層的侧壁角度數據、對準白勺 個處理的風險因子_ 變以或她難财隨糾咖變並可改 氟 何時晶圓時，處理系統可接收能被用來決定 合盖ίΐ處的晶圓數據。例如，可使用晶圓狀態數據。 ，可將某些晶圓認定為處理確認晶圓且可Ϊ對此此晶 可轭仃損壞評估處理。 -人欠了 量測控制策略可受到執行並用以建立-或多個 G結量測配方。在已施行了雙鑲嵌程序之後，晶 及孤㈣的通㈣徵部、孤立及/錢式通孔特徵部 程序後，曰= 式^槽特徵部。例如，在已於晶圓上施行過雙鑲嵌 技ii施曰；(圖d，在麵140處可利用⑽ 損权砰估私序。或者，可使用不同的量測系統。例如， 54 1342595 可產生FIB、TEM及/或SEM量測值。χ 孤立及巢式特徵部用之不同損壞^處^她㈣程序可包含 置或測點的數目及位 用程中或多個量=:可應

:ϊίΐΐί理後之量測及損壞評估處理。然而’可 理後之量測及/或損壞評估處理1處1J g f 及/或損壞#估處理。當需要處理後之處理時，程序麵可分 任務。1_，而#不需要處理後之處理時，程序_可分I至^務 1050。 一在任務1_中’可施行處理後之量測及/或損壞評估處理。在 -貫施例中，-控鄕略可受職行以建立㈣及/或 估處理方^案/配方。當晶圓係位於量測工具中時，可即時產生量 及/或損壞評估數據。當晶圓目前並非位於量測工且中時，可將曰 圓傳送至量測工具中’接著於隨後產生量測及/或^壞評估數據曰。曰 例如，晶圓可位於量測工具如IMM 140(圖1)中，或被送至量測工 具中。 在雙鑲嵌程序期間，可在施行第一鑲嵌處理之後施行第二鑲 嵌處理。在某些實施例中，可施行通孔先溝槽後(VFTL)程序。在 其他實施例中，可施行溝槽先孔通後(TFVL)程序。在第一鑲嵌處 理、第一鑲肷處理或兩鑲敌處理之前可施行處理後之量測及/或損 壞評估處理。或者，可不需要處理後之量測及/或損壞評估處理。、 在某些實施例中，在施行「通孔後」或「溝槽後」蝕刻程序 之後’可量測圖案化之鑲嵌層上的I虫刻特徵部。可使用一或多個 數據收集(DC)方案及/或繪圖(mapping)應用。或者，可使用不同的 55 1342595 量測系統。 一，12A-12C顯示了根據本發明實施例之晶圓圖的簡化圖。在 所不實施例中顯示出處理後之晶圓圖具有125個晶片/晶粒，但此 並f本發明所必須。或者’可顯示不同數目之晶片/晶粒。又，顯 示圓开^/係作為e兒明用途，其並非本發明所必須。例如，可以非圓 形之基板來代替圓形晶圓，且晶片/晶粒可為非圓形。 ^ 12A顯示了包含複數晶片/晶粒1210A之晶圓1200A上之 处理後日日圓圖1220A的簡化圖。為了顯示，對行與列自焚開 至12。又，12個晶圓/晶粒1230A係標示為（1A_12A)厂且 L ’晶粒可肋定義所*之處理後的量·/或損壞評估方 用的1測點的位置。又，顯示兩環形線(1201A及12〇2A)， 丄，、線可用以在晶圓_A上建立三個區域(12Q5A、1206A及 曰沾〜或者’可在晶闘12肅上建立具有不卿狀之不同數 r掠二#且I在晶圓上之不同位置處建立不同數目的量測及/或 1 L .，日Vi §針對—晶圓產生量測及/或損壞評估方案時，可在 域中建立—或多個量測及/或損壞評估點。例如， ^測^^^在圖UA所示之所有量測位置123〇Α處產 不包含複數晶片/晶粒12聰之晶圓12麵上之第二 編號？ 12。= ϋ的®。為了顯示，對行與列自零開始 曰片/曰輪可用’」f晶圓/晶粒12 3 〇 Β係標示為(1Β 12 Β)，且此些 位置。又，顯示兩 =?〇==)， Ϊ〇7Β) 12^^.^^,(12〇5Β. 12〇6Β^ 目的區域，且可在立具有不同形狀之不同數 對一曰圓產决上之不同位置處建立不同數目的點。當針 不必在圖12B所示二右戈估點。例如，當產生該方案時， 1/、彳位置1230B處產生量測及/或損壞評 56 1342595 估值。 圖12C顯示包含複數晶片/晶粒1210C之晶圓1200C上之第三 處^後之晶圓圖I220C的簡化圖。為了顯示，對行與列自零開^ 編號至12。又，12個晶圓/晶粒123〇c係標示為(1C_12C)，且此些 晶片/晶粒可用以定義所示之處理後的量測及/或損壞評估 一 ⑽用的量測點的位置。又，顯示兩環形線⑽ic及聰c、，且 此兩線可用以在晶圓12〇〇c上建立三個區域⑽冗、12㈣及 1曰2^7〇。或者，可在處理後的量測及/或損壞評估圖㈣c 之不同數目的區域1可在晶圓上之不同位置處建 3 =，的點。當針對—晶圓產生量測及/或損壞評估方宰時建 如或多個量測及/或損壞評估點。例 處產以㈣穌之所有量_⑽ ^製造商對於處理會且將會持續製造出高 |使用，、他的處理後之里測方案及/或其他 半導體製造商可基於儲存在歷史資料粦中 、方旦 工具所細的數據。其可 當需要新及/或額外的量測及/或損壞評估 的一或多個量測點處產生光學量測量 守，可在晶圓上

所示之一或多個詈制點卢:目,丨θ i 1值例如，可在圖12A-12C 週期性柵====:==轉· 域部可位於如圖丨2A-12B所示之雙鑲例如，晶圓上的特 處理後之量測及/或損壞評層中。 巧的產量。在處理執行期間，；造商了二為費:夺，可影響處理 間量最小化。處理後的量測及/或損壞將里剛晶圓用的時 、机° 累可為背景情況所驅 57 1342595 桌’且基於晶圓的背景情況可選擇 可不量測一或多片晶圓及/或利用被 3^及/，案。例如， 量測點的次組來施行處理後之量例處在处理後之置測方案中之 於半導體處理之建立時 .用之-或多個參相。參考制圖可存可供後續使 示之量測點處所量測到的數據。參考 = = 所 圖H2C所示之量測點處的損 估^包含在不同於 用相同組的制點，或可不需參考量_。或者’參考圖可使 在處理之前、期間及/或之後，可甚 圖，且預測圖可包含預測之量測數攄1 文一或多個預測 預測之處_據。例如，預測之損壞評估二數據及/或 型所獲得。 、 數據了利用損壞評估模 心圖又且可或修改-或多個信 值及或處理數據^值、損壞評錄據之信心 晶圓圖可包含-或多個匹配度(G〇〇dness 0f Fit，G 或夕個柵厚度圖、-或多個通孔相酬、—或多個臨二 圖、-或多個CD輪廓圖、一或多個材料相二❹個 相關圖 或多個側㈣度圖、—或多個寬度^ width map)或其組合。處理後之數據尤其 含 ====職觸、—目 未受 i面擬合(surface fitting)技巧或其他數據技巧來決定晶 晶圓產生圖時，可在—或多個晶圓區域中建立一 ，夕個里測點，且此些量測點可用以提供數據可較為精準的區 域。例如，當產生圖時，不必在所有量測點處產生量測值。 繪圖應用程式所產生的某些錯誤可被發送至FDC系統，而 58 1342595 纽齡何㈣聽麟。其祕誤可藉由 當產生及/或修改晶圓圖時，可能不會 及/或毋需整個晶_值，且晶關可包含—^整 =日5 固不同形狀之區域的數據；如，處 2限Ϊ將產能最大化。繪圖應用程式及/❹DC系、統可J 規則以決定均自度及/或觀評料限。 …使用商業 當圖如損壞評估圖中的一值接近界限 當圖中的該值並非接近界限時。又，對日曰低於

重予；了，固前所討論之量測點相關的計權 又可使用與一或多個處理相關的虚 J 估及/或預測圖來計算晶圓的信心圖=口理、、=另壞評 來作為加權因子。 采自另一圖的值可用 來自損壞評估程序的數據可用以 及；立新的量測及/或損壞評估r i -或多個&域中的信心值低時 ]在日曰囫之 個新的量測點。又’當信心圖上的寺“二或多 時，或當損壞評估值一貫地茨在田处而& 一貫地為高 建立使用較少量測點且減少；寺界限内時，可 當正在建立及/或修改處理生產時間的新量測方案。 域如扇區(Q卜Q2、Φ或或特定區 點。例如’在某些處理室令，可审 Q α仏來建立新的量測 及/或修改處理結果。 地在徑向上量測、模型化 製造商可基於儲存於歷史資斜庙+ Α + 案。例如，半導體製造商可^ t々數據來指定損壞評估方 圓上選定了許多位置，但仍=fDSEM量測時已在晶 心要將來自整合㈣工具的量測數據 59 1342595 ^娜蝴物使用 當需要新及/或額外的損壞賴數據時 個董測點處產生辨量測量難。例如 f 的-或多 於-或多個量測點處測量晶圓上的量 ^貝=估程序期間 能極為費時且可影響處理系統的產量理可 會期望將量測晶圓用的時間量最小化。損壞造商 況所驅策，且基於晶圓的背景情況可選擇不 月景情 ❿ tu:: f;或多片晶圓及’或利用被包含在損壞坪G ϊ中 之I測點的次組來施行損壞評估處理。 貝展《子估方案中 據。損計算整片晶圓的數 部分可包含-或多個徑向區據。例如，一 數據時可宣告錯誤條件。又，當一戍個° ^、法判斷知壞評估 係落在針對晶圓所建立的補界限^；!· ΐ及/或計算/預測值 ^員壞評估程序期間所產生的某些錯誤可被發條件。在 統應如何回應該錯誤 。:其他錯4可藉由量 測、修;:或多個處理後之量 商在晶_-或多個區域.又，製造 在處理之前、期間及/或之後， 心圖。第-種信心圖可提供量測到之 :1 =同類型的信 立信心因子，以確保預測的量測數^測點且必須建 弟一可提供在雙鑲•序躺所施行之—或多個處 1342595 理中的信心評估值。由於在晶圓已接受處理後量測整片晶圓需要 报長的時間，且半導體製造商希望確認在雙鑲嵌程序期間所施行 的一或多個處理已正確地施行，因此可使真實的量測數據及/或預 測的量測數據與期望值相比較，當此些數字係落在特定的界限内 時，即使未量測整片晶圓，半導體製造商仍可假定雙鑲嵌程 正確地施行。 、第三^信心圖可提供在雙鑲嵌程序期間所施行之一或多個 理並未損壞晶圓的信^評雜。由於在晶圓已接受處理後量 ^{晶圓需要很長的時間’且半導體製造商希望確認在雙鑲後 /月巧施行的-❹個處理並未損壞晶圓，因此可使實際量 ，，評，據及/或預測的損壞評估數據與期望值相比較， 3字時’即使未對整片晶®施行損壞^估 在任務 =二當一或多個受損區域存在時二 =:而當—或多個受損區域不存在時，程序可分ϋΰ 馨 巾’可纽受―。例如，在普通處理期_ Ration)的第一位置。當損壞 者可繼續進行晶圓處理。 斤絲辨40時，接 壞評估圖，上或多份晶圓圖。可檢驗損 壞評估處理。當-或多評估點處重覆損 損晶圓時，接著自處理程序移 評估數據顯示出受 當-或多個額外評估點處的額外的量測。 時’接著可彻第-評估點來重新據顯不出未受損晶圓 垔新里测晶圓。當重新量得的評估 1342595 數據再次顯示出晶圓受損時，可自處理程序移出晶圓並可施行額 外的量測及/或分析。又’可建立錯誤條件，且當偵測到受損晶圓 時可通知工具及/或處理的職責人員。

在某些實施例中，可處理受損晶圓以修復、密封及清理晶圓。 在由Toma等人於2003年10月1〇日所申請之同在審理中之申請 編號為 10/682,196 之名為「METHOD AND SYSTEM FOR TREATING A DIELECTRIC FILM」的美國專利申請案中教示了處 理受損晶圓的技術，且在由Toma等人在2005年9月29曰所申請 之申請編號為 xxxxx 之名為「TREATMENT OF LOW DIELECTRIC CONSTANT FILMS USING A BATCH PROCESSING SYSTEM」的

美國專利申請案中教示了受損晶圓的批次處理技術，特將此兩者 之所有内容包含於此作為參考。 在其他貫施例中，可利用超臨界處理來處理受損晶圓，而在 由Toma等人於2003年3月4日所申請之同在審理中之申請編號

為 10/379,984 之名為「Method of Passivating of L〇w-k Dielectric U I^aterials in Wafer Processing」的美國專利申請案中教示了使用超 臨界處理來處理晶圓的技術，且在由Kevwitch等人於年^ 月18日所申請之申請編號為11/060,352之名為「Meth〇d SYSTEM F0R職薦a DELECTRIC nLM」的美國專枝

受損晶圓的額外技術:特將此兩者之所有内容: 可^已受到處理後在此些特定晶圓上施行額 权序，以確認晶圓的受損區域已經過適當的處理。仴么汁怙 在某此實施例中，在晶圓接受雙鑲嵌程序 技術來處理晶圓。 π⑴T彻上达之 果以包含「已補救」之量測結構的輪廓及模擬姓 ί二料庫時，可使用—或多個資料庫建立準二ΐί:: 枓庫的尺寸及/或結構。例如，資料庫建立準則人、 解析度數據、處理數據、製造數觀域結構數據。3寸數據、 62 生如圖屯處理期間，一或多片晶圓可受到被設計用以產 行損壞評估f 所不之一或多個受損區域的處理條件，且可施 可使用其他量測受損結構並特徵化期望的光學響應。接著 程序期間师具來產生額外的量測值’以確認在損壞評估 且此數據“。之後:程序中施行電性測試， 於受損材=21受損區域的晶圓以移除受損材料。接著，由 可自=先 1 產所生―了益量測值，則可使用此些點中的-或多者。或者， 本二所疋義的點選擇損壞評估量測點。 配方白^==壞評估量測點時，可產生包含新損壞評估量測 個：且可使用此新配方來命令量測工具在-或多 個新點處產生額外的損壞評估量測值。 、杜$夕 圓可，行一詢問以決定何時需要處理額外的晶 目木宁，可處理一批(bt)或—個批次(batch)的晶圓數 S。虽並品名員外的晶圓處理時，程序 上上數 當額外=要處理時，程序_可分Z=:】_ ’而 耘序1000可結束於1060。 多，、、、回圖1，控制器可使用進入材料的 與處理結果議餘態则差異，以獅 晶圓狀態自輸入狀態改變至期望^^理 果。例如，此組預測的處理參數可為第—配 二 供不會損壞晶1]之介電材料的均域理。又，損壞坪估數 測圖及域處理結果圖可自MESn。獲得，並肋^虞里 可利用藉由=列方式所產生的反饋數據來更程值。 序.對1測、測“切·造晶圓進行處理，改變處理奴及觀察 63 測晶圓之以:性應用程式。例如，藉由量測監 以允畔新可發生於控㈣120内、處理工具處或工廠處， ^制及/或管理監測晶圓及損壞評估更新。 序。：二可5!^里程序中之一或多個點處的損壞評估程 饋資j二G可使用前饋資訊、模型化資訊及反 -二目，的晶圓之前、處理下一晶圓之前或處理下 者。）則’判斷疋否改變目前所用之損壞評估程序中的一或多 另—態樣中，可使用—或多個控制器來施行回歸 r鬥f如’控制器可接收—組量測值及選擇參數、參數 i i二？i:度之ί。控制器可執行回歸最佳化、產生回歸結 ti: 結果，並使用已產生之回歸結果來調整參 ϊΐί又’結果可肋纽受狀職性結木的 貝科庫，並辨識已受損之週期性結構。 二，在施彳了㈣評絲料，數據毅/料庫可為重要的 ^可，^以確^。例如’損壞評估程序可由外部產生或内部產 生。外。卩產生之損壞評估程序及/或·庫可由MES13G所提供。 内部產生之損壞評估程序可自資料庫所獲得或個來自GUi的輸 入所產生。又’可提供商業酬，其可用以決定何時制外部產 生或内部產生之裎序及/或資料庫。在損壞評估裎序及/或資料庫可 被使用前，必須加以評估及預先證明其合格性。例如，資料庫 (database)及資料庫(library)可儲存於電腦可讀媒體或與電腦相關 之記憶體中。又，控制器亦可選擇性地對資料庫進行叢集分組 (duster) ’如申請於2000年7月28日之申請編號為〇9/727,531之 名為「CLUSTERING FOR DATA COMPRESSION」的美國專利申 請案中所述，特將其所有内容包含於此作為參考。 64 13425% 5㈡上離本發明之新穎教示及優點的情況 實施例的修改及變化係可行仃為二因此當，解：此些 【圖式簡單說明】 例，=====例示性之實施 圖。圖1顯示了根據本發明之—實施例之處理祕_示性方塊 =發明之實施例之晶圓處理圖的簡化示意圖。 性輪Ξ。 1 了根據本發明之實_之例雑結構及假設 氯 假設及5B顯示了根據本發明之實施例之額外例示性結構及 示意y顯示了根據本發明之實施例之量測結構之-部分的簡化 明之實施例之光學量測系統之操作方法。 方法二'，"、了根據本兔日月之實施例之光學量測系統的另-操作 程圖圖9A_9G !标了根據本發明之實施例之雙鑲練序的簡化流 圖1 〇顯示了根據本發明之實施例之處理系統之操作方法的例 65 1342595 示性流程圖。 圖11A顯示了根據本發明之實施例之通孔先溝槽後(VFTL)處 理的簡化示意圖。 圖11B顯示了根據本發明之實施例之溝槽先孔通後(TFVL)處 理的簡化示意圖。 圖12A-12C顯示了根據本發明之實施例之晶圓圖像的簡化 圖。 【主要元件符號說明】 100 :處理系統 110 :處理工具 112 :連結 115 :處理模組 120 :控制器 130 :製造設備系統(MES) 140 :整合量測模組(IMm) 150 :傳送系統 201 .輸入元件 202 .晶圓狀態元件 203 :控制元件 205 :控制元件 210 :微影元件 212 :處理元件 214:烘烤單元 216 :顯影單元 2Π :量測單元/模組 218 :量測元件/單元 220 :掃描元件 222 :對準元件 66 1342595 224 :曝光單元 230 :第二晶圓狀態元件 241 :數據 242 :數據 243 :數據 244 :數據 245 :數據 250 :蝕刻系統 252 :前處理量測元件 254 :蝕刻處理元件 256 :處理後之量測元件 260 :控制器 270 :清理系統 280 :量測元件 290 :重覆元件 300 :光學量測系統 310 :量測系統 312 :即時元件 314 :離線元件 320 :光譜數據 330 : iODP資料庫 340 :介面元件 342 :顯示元件 344 :儲存元件 400 :週期性結構 410 :特徵部輪廓 411 :座標糸統 412 :未受損部分 414 :第一受損部分 67 415 介電層 416 第二受損部分 420 尚度 422 底部寬度 424 上部寬度 426 側壁角度 430 特徵部 450 基板 454 膜層 500 雙鑲嵌結構 505 基板 510 通孔部 511 座標系統 1342595 512、514、522及524 :受損材料的區域 520 :溝槽部 525.0 :具有大氣材料之層 525.1、 525.4、525,5、525.8 :具有三種材料之層 525.2、 525.3、525.6、525.7 :具有兩種材料之層 525.9 :具有基板材料之層 540 :未受損材料 545 :介電層 600 :週期性結構/栅 605 :基板 610 :膜層 621 :長脊 631 ·入射電磁幸虽射 640 :入射角 640A、640B :受損區域 710 :獲取 68 1342595 712 724 734 742 747 748 750 波動方程式 應用1-D傅立葉轉換 A式化大氣及基板層中的電及磁場 公式化中間層中的電及磁場 應用麥斯威爾方程式 及特徵值Μ向魏陣W藉由將s丨，yi公式仆达寸铽值矩丨早gi . „ &马指數和(sum of exponentials)來求角午

755 760 765 810 812 814 應用膜層邊界處之左 結合矩陣方程式 對反射率求解 步驟 步驟 步驟 814a :步驟 814b :步驟 814c :步驟 816 :步驟 及片的平面内分量的連續性

816a :步驟 816b :步驟 816c :步驟 1000 :程序 1005 :開始 1010 :接收晶圓 1015:是否量測晶圓？ 1020 :量測晶圓 1030 :處理晶圓 1035 :是否量測晶圓？ 1040 :量測晶圓 69 1342595 1045 :晶圓是否受損？ 1050 :處理受損晶圓 1055 :另一片晶圓 1060 :結束 1100:VFTL 程序 1102 :第一組光微影步驟 1103 :前饋 • 1104:蝕刻步驟 • 1106 ··量測步驟 1108 :清理步驟 φ 1110:量測步驟 1112 :第二組光微影步驟 1113 :前饋 1114 :溝槽蚀刻步驟 1115:反饋 1116 :清理步驟 1118 :額外的蝕刻步驟 1119 :反饋 1120 : IM 量測 1150:TFVL 程序 I 1152 :第-組光微影步驟 • 1153 :前饋 ' 1154:蝕刻步驟 1156 :量測及/或損壞評估步驟 1157 :反饋 1158 :第二組光微影步驟 1159 :前饋 1160 :通孔蝕刻步驟 1162 :清理步驟 70 1342595 1164 :額外之蝕刻步驟 1165 :反饋 1166 : IM 量測 1200A :晶圓 1201A及1202A :兩環形線 1205A、1206A 及 1207A :區域 1210A :晶片/晶粒 • 1220A :第一處理後晶圓圖 _ 1200B:晶圓 1201B及1202B :兩環形線 • 1205B、1206B 及 1207B :區域 1210B :晶片/晶粒 1220B :第二處理後晶圓圖 1200C :晶圓 1201C及1202C :兩環形線 1205C、1206C 及 1207C :區域 1210C :晶月/晶粒 1220C :第三處理後晶圓圖 a:大氣氣體板層 b:受損介電部 c:未受損介電部

Claims (1)

1. 十、1申請專利範圍： 成於半導體=上法，其係利用光學量測方式量測形 自受損週％構’此方法包含下列步驟： 定義該句1生、·，。構獲仔量測繞射訊號； 部及受損的假設輪廓’此假設輪廓具有未受損 料的未受損區i 應至該受損週期性結構中之第-材 、第—材料之受部係對應至該受損週期性結構中之該 . 的砰特性；4 ’其巾該未受損部及贼損部具有與其相關 • 號;遍叹輪廓來叶算該假設受損週雛結構的模擬繞射訊 繞射訊號與該模擬繞射訊號；及 内，則擬繞射訊號匹配而落在匹配準則 建立該受損週期訊號之該假設輪廓的該受損部來 設輪圍之受損結構的量測方法，其中該假 該週期方向χ及該延伸方向y的法線方向z i 參· ”中5十异杈擬繞射訊號包含： ,材料ίίΐ行於x_y平面之該假設輪_複數膜層，其中至少三種 ‘才枓係洛在5亥假設輪廓之該複數膜層中之至少一膜層.内； 將该假設輪廓之x_z平面橫剖面分割為複數堆疊之矩形部. 沿著該週期方向X針對複數膜層中的每一膜層進行電容° ’ 之函數的塗，該複數膜層中的該每一膜層包含具有节至少二 種材料之該假設輪廓中之該複數膜層中之該至少一膜層夕一 、使用該複數膜層之該每一膜層之該電容率ε之函^的該諧 開以及電與磁場的傅立葉分量來建立該複數膜層中之該每」膜屛 中建立傅立葉空間電磁方程式； 、曰 72 1342595 式 :基於該些膜層間的邊界條件來齡該傅立葉空間電磁方程 藉由解出_合之該傅立葉空間電磁 方程式來計算模擬繞射 該至======= 之沿著該職方向之該電容率e $射之拉）一膜層 對於第零階分量，且函數的该譜展開係如下所示： ε rΣ - X X D 對於ith階諧分量， —七Μ ^Ιαπ cos D xk-x -COS \D xk / (2m λ (^JTL sin -sin --JC V n Ί 其中D為該受損週期性結構的間距⑽吻，叫為介於々 處之材料邊界之間之材料的折射係數，而j為彻 方、^ g義出的虛數’且在該受損職性結構之每= 4.如申明專利範圍第2項之受損結構的量測方法， 種材料係位於該複數膜層之該至少一膜層中，、兩 為固體及非EH 且其中義種材料 73 的半導辦旦，目丨处祕 付於该週期方向χ之方向之昨見P ; 移、或其兩或更多者之^轴之偏移、或沿㈣週期方向X之偏 損週麵妓，射該受 構。 錯决所造成之損壞的半導體量測結 基板。 中計算 techniques) 才貝部包含 申請專利範圍第1項之受損結構的量測方法， 其中該受 具有側壁損壞的溝槽、 損壞的溝槽、具有下表面損壞緣 曹、。具有下角隅 具有侧壁損壞的通孔、呈有、/a”胃'土角度祕的溝槽、 的通孔、具有有上邊，、彖相壞的通孔、具有下角隅損壞 上表面損壞、或其兩:組:有側壁角度損壞的通孔、或 損部=受t員項之受損結構的量測方法，其中該受 係數(偷a bw愤電、或受損之超低介電 冤材枓、或受損之基板材料、或其組合。 74 1342595 擬繞量測方法’其中該模 專利範圍第1項之受損結構的量測方法，更包含 &己準則户 ==射訊號係對應至具有一或多種不同特性；受=

   13.如申請專利範圍第12項之受損結構的量測方法， 新的模擬繞射訊號係自模擬繞射訊號資料庫所獲得。’、〇Λ Μ.如申請專利範圍帛u項之受損結構的量測方法， 新的模擬繞射訊麟使賴新的假設輪_計算，該新的假、^ f係藉由改變高度、寬度、厚度、深度、體積、面積性^ 處理配方參數、處理時間、臨界尺寸、間距、期間、位 寬、或其兩或更多者之組合所獲得。 一" 15.如申請專利範圍帛12奴受損結構的量測方法，更包 比較該量測繞射訊號與該新的模擬繞射訊號； . 當該量測繞射訊號與_的酸_峨匹配而落在匹 ::受g對ί至該新假設輪廓之該新受損部之該受損獅 “亥量測繞射§fl號與該新的模擬繞射訊號未匹配落在匹配 續，的模擬繞射訊號直到該量測繞射訊號與該新 的板擬、％射訊號匹配而落在眺準_為止，或直到該量測 机號與該新的模擬_喊_差健大於界限值為止。 134259, 1 當申Ρ,ΐί利範圍第15項之受損結構的量測方法，更包含: 則内時，〜虎與該新的模擬繞射訊號匹配而落 部。彳4存简的模擬繞射訊號、該新假設輪廓及該新損受損 自受纖倾電咖 ;構中之該 中每：複數假設膜層，其 ===第=或 i!;:㈡ i52i.中 產斗遍齡έ Λ4又損介電材料及未受損介電材料； 複數假設膜層’每—組假設膜層數_對應至該 受損生電幽自該 含 18.如申請專利範圍第17項之繞射反射率之產生方法，更包 少數=膜!分割騎數平板，每-平板係對應至至 料材料及該受損介電材 該假^ 76 1342595 方向的複數假設輪靡。 20·如申請專利範圍第17項之繞射反射率之產生方法，其中 產生複數組假設膜層數據的步驟包含： 沿著該受損週期性結構之週期方向以一維傅立葉轉換展 假設膜層的實空間電料函數及實空間電容率倒數的函數^的至 少一者，俾以提供該假設膜層之實空間電容率函數及 率倒數的函數中的至少—者的譜分量。 二B

   其中 21.如甲μ辱利範圍第17項之繞射反射率之產生方法， 產生複數组假設膜層數據的步驟包含計算下列之至少一者· 00、電雷容含魏設麟之每—膜層的絲率函數e ι()電今率函數ε i(x)的諧分量ε i i(x)、及電容率諧矩陣 電容率倒數的性質，包含該假設膜層之每—膜層 率 數的函數Π, (X)、電容率倒數的函數π ! (χ)的譜、曰電 率倒數之諧矩陣[PJ。 里化⑻及電奋 I 處，產奋產生方法’其中 計算波向 a十算波向I矩陣[八^之第m個特徵向 及波向量矩陣之第m個特徵值f里的^ -特徵值矩陣[(¾]。 乂形成特倣向量矩陣[WJ及根 23·如申請專利範圍第17 產生複數_層數躺倾包含4岐鮮之產生方法，其中 根據下列至少—者，_受_期性、__方向以- 77 1342595

   維傅立葉轉換來展開包含第一材料、第二材料、未受損介電材料 或受損介電材料之該假設膜層之至少一膜層的電容率函數£ i(x) 及電容率倒數的函數ε 1⑻中的至少一者： = J~^rx/=-〇〇 \ U J 其中 ε ^ y......nl— 11 tr - β2π cos (2ίπ D x, cos D X k-\

   78 處之ΐ損週期性結構的間距㈣h)，nk為介於〜與㈣ 定義材料的折射係數，而j為利用]的平方根所 界義出的虛數’且找受損週雛輯之每具有Μ料邊 產生方法，其中 ^ f fBllU*(interm^e data)^^^„ 率值Ϊ出已建立之該矩陣方程式，以決定每—諧階次丨的繞射反射 成於辨财式量測形 及整合置測模組，用以自受損週期性結構獲得量測繞射訊號； 控制器，連接至該整合量測模組， St 時且;===§== :=:；sri；:£n 受損部具有與其相關的不同特性，部及該 异該模擬繞射訊號之該假設輪廓的該受損部ς彳建^基於用以计 26.如申請專利範圍第25項 假設輪#具有週期方向X、垂直的統’其中該 y' X 79 其中該假設輪廓的複數膜層倍 種材料係位於該假設輪廓中之 ϋ品x-y平面’其令至少有三 設輪廓的X-Z平面橫剖面被分…至少—膜層内，該假 向_該複數膜層之每^==^^部，沿著該週期方 之該複數膜層的該至少1 之雜設輪廣中 該電容率函數ε的該諧展開及雷層之該每1層之 複數膜層之該每-膜層中的傅;分量來建立該 間電磁方程式係基於該複數_二2,式’該傅立葉空 中該模擬繞射訊號係藉由解出2而文_合’且其 計算出。.出销5之傅立葉空間電磁方程式所 成在，二③量測形 碼係藉由指示處理季. 馬此電胳可執行 ㈣週;性以操作下列步驟： 係利模擬繞射訊號 # 區ί未，，，至該“週 之該第一材料之“ 區:°f f至該受，週期性結構; 相關的不晴性；、Ί該未受損部及較損部具有與其 内，繞射訊號匹配而落在匹配準則 建立該受損週期性峨之該假設輪_該受損部來 的方向y、及4直賊職杨1麵伸方向z 80 ^42595 複數膜層係定義平躲”平面，其中至少有三 設輪細層駐少—顧内，該i 向X 卩，細週期方 _膜層之該每—膜層包含電合率函數ε的祕開’該 之該複數膜層的該至少一膜二有;;二:之該假設輪廓中 複_層4;=:=;==葉分量來建立該 間電磁方裎式係基於該福赵 二 電兹方辁式，該傅立葉* 中該模擬繞射訊號係藉由解出;條件而受到耦合，且其 計算出。 料領合之傅立葉空間電磁方程式所 十 囷式 魯