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TWI851749B - 偏移測量及感興趣區域選擇系統及方法 - Google Patents

偏移測量及感興趣區域選擇系統及方法 Download PDF

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TWI851749B
TWI851749B TW109121707A TW109121707A TWI851749B TW I851749 B TWI851749 B TW I851749B TW 109121707 A TW109121707 A TW 109121707A TW 109121707 A TW109121707 A TW 109121707A TW I851749 B TWI851749 B TW I851749B
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offset
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rois
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TW109121707A
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Inventor
羅伊 弗克維奇
莫蘭 查伯切克
Original Assignee
美商科磊股份有限公司
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Abstract

本發明揭示一種用於在半導體裝置之製造中測量一晶圓上之至少兩個層之間之偏移的偏移測量及感興趣區域選擇系統(MMRSS)，該MMRSS包含一組偏移量測工具，該組偏移量測工具包含至少兩個偏移量測工具；以及一偏移分析及感興趣區域選擇引擎，其操作以：分析與該晶圓上之至少一個測量位點之一組感興趣區域(ROI)相關聯且至少部分地由至少一個第一偏移量測工具產生的複數個偏移測量資料集，且其中該等資料集中之每一者與一組品質度量相關聯；識別一經推薦ROI且將該經推薦ROI傳達至該組偏移量測工具中之至少一個第二偏移量測工具，該第二偏移量測工具操作以產生與該經推薦ROI相關聯之偏移量測資料。

Description

偏移測量及感興趣區域選擇系統及方法
本發明一般而言係關於半導體裝置之製造中之偏移測量。
已知用於半導體裝置之製造中之偏移測量之各種方法及系統。
本發明尋求提供用於半導體裝置之製造中之偏移測量之經改良方法及系統。
因此根據本發明之一較佳實施例，提供一種用於在半導體裝置之製造中測量形成於一晶圓上之至少兩個層之間之偏移的偏移測量及感興趣區域選擇系統(MMRSS)，該MMRSS包含：一組偏移量測工具，其包含至少兩個偏移量測工具；及一偏移分析及感興趣區域選擇引擎(MARSE)，其操作以分析與晶圓上之至少一個測量位點之一組感興趣區域(ROI)相關聯且至少部分地由該組偏移量測工具中之至少一個第一偏移量測工具產生的複數個偏移測量資料集，該組ROI包含至少兩個ROI，且其中與該組ROI相關聯之偏移測量資料集中之每一者與一組品質度量相關聯；自該組ROI識別一經推薦感興趣區域(ROI)且將該經推薦ROI傳達至 該組偏移量測工具中之至少一個第二偏移量測工具，該至少一個第二偏移量測工具及該至少一個第一偏移量測工具係分開之工具，且該第二偏移量測工具操作以產生與該經推薦ROI相關聯之偏移量測資料。
根據本發明之一較佳實施例，該至少兩個偏移量測工具係成像偏移量測工具。另一選擇係，根據本發明之一較佳實施例，該至少兩個偏移量測工具係電子束偏移量測工具。較佳地，該組品質度量包含以下各項中之至少一者：準確性旗標、一工具誘發移位(TIS)、一品質優值(Qmerit)、一聚焦敏感性、一輸送量、一精確度、對ROI放置之一敏感性及一對比精確度。
另一選擇係，根據本發明之一較佳實施例，該至少兩個偏移量測工具係散射測量偏移量測工具。較佳地，該組品質度量包含以下各項中之至少一者：準確性旗標、一工具誘發移位(TIS)、一品質優值(Qmerit)、一聚焦敏感性、一輸送量、一精確度、對ROI放置之一敏感性及一光瞳3σ。
較佳地，該經推薦ROI係基於該組品質度量來識別。
根據本發明之一較佳實施例，該至少一個第一偏移量測工具包含該組偏移量測工具中之一單個偏移量測工具。另一選擇係，根據本發明之一較佳實施例，該至少一個第一偏移量測工具包含該組偏移量測工具中之多個偏移量測工具。
根據本發明之一較佳實施例，該組ROI包含100個ROI。根據本發明之一較佳實施例，該等ROI係由該至少一個第一偏移量測工具分開地測量。較佳地，該組ROI係由該至少一個第一偏移量測工具多次測量。另一選擇係，根據本發明之一較佳實施例，該組ROI中之該等ROI係 在一單個測量中由該至少一個第一偏移量測工具中之每一者測量。較佳地，該MARSE操作以自由該單個測量產生的資料識別該複數個偏移測量資料集。
較佳地，該MARSE進一步操作以將該經推薦ROI傳達至該至少一個第一偏移量測工具。較佳地，該MMRSS操作以用於一組自動變因最佳化(ARO)協定、一組獨立最佳化協定及一組自動變因訓練協定中之至少一者中。
根據本發明之另一較佳實施例，亦提供一種用於在半導體裝置之製造中測量形成於一晶圓上之至少兩個層之間之偏移之感興趣區域選擇方法(RSM)，該RSM包含使用一組偏移量測工具中之至少一個第一偏移量測工具來產生與該晶圓上之至少一個測量位點之一組感興趣區域(ROI)相關聯之複數個偏移測量資料集，該組ROI包含至少兩個ROI，且其中與該組ROI相關聯之該等偏移測量資料集中之每一者與一組品質度量相關聯；自該組ROI識別一經推薦ROI；將該經推薦ROI傳達至該組偏移量測工具中之至少一個第二偏移量測工具，該至少一個第二偏移量測工具及該至少一個第一偏移量測工具係分開之工具；及使用該至少一個第二偏移量測工具來產生與該經推薦ROI相關聯之偏移量測資料。
100:偏移測量及感興趣區域選擇系統
102:偏移量測工具/偏移量測工具組
104:偏移量測工具/工具/額外偏移量測工具
106:感興趣區域/感興趣區域組
108:測量位點
112:晶圓
120:晶圓
122:感興趣區域
124:感興趣區域
126:感興趣區域
128:感興趣區域
132:偏移分析及感興趣區域選擇引擎
200:感興趣區域選擇方法
210:第一步驟/步驟
212:步驟
214:步驟
216:步驟
218:步驟
220:步驟
230:步驟
232:步驟
240:步驟
250:步驟
260:步驟
連同圖式，依據以下詳細說明將更全面地理解及瞭解本發明，在圖式中：圖1A係本發明之一偏移測量及感興趣區域選擇系統(MMRSS)之一簡化示意性圖解說明；圖1R、圖1C、圖1D、圖1E、圖1F、圖1G、圖1H及圖1I各自係對應 於圖1A之放大圓B之一放大圖，展示一晶圓之一各別實施例之一簡化頂部平面圖解說明，該晶圓具有可由圖1A之MMRSS選擇之複數個例示性感興趣區域；及圖2A及圖2B在一起係圖解說明供與圖1A至圖1I之MMRSS搭配使用之一感興趣區域選擇方法之一簡化流程圖。
相關申請案之交叉參考
特此參考2019年6月25日提出申請且標題為「REGION OF INTEREST(ROI)OPTIMIZATION FOR MATCHING」之美國臨時專利申請案第62/866,185號，以及2019年8月23日提出申請且標題為「MULTIPLE-TOOL PARAMETER SET CONFIGURATION AND MISREGISTRATION MEASUREMENT SYSTEM AND METHOD」之PCT申請案第PCT/US2019/047795號，該等申請案之揭示內容特此以引入方式併入且特此主張該等申請案之優先權。
亦參考申請人之以下專利及專利申請案，該等以下專利及專利申請案係關於本申請案之標的物，本申請案之揭示內容特此以引用方式併入：標題為「OVERLAY METROLOGY AND CONTROL METHOD」之美國專利第7,804,994號；標題為「COMPOUND IMAGING METROLOGY TARGETS」之美國專利第10,527,951號；標題為「APPARATUS AND METHODS FOR DETECTING OVERLAY ERRORS USING SCATTEROMETRY」之歐洲專利第 1,570,232號；2019年4月10日提出申請且標題為「MOIRÉ TARGET AND METHOD FOR USING THE SAME IN MEASURING MISREGISTRATION OF SEMICONDUCTOR DEVICES」之PCT專利申請案第PCT/US2019/026686號；2019年6月4日提出申請且標題為「MISREGISTRATION MEASUREMENTS USING COMBINED OPTICAL AND ELECTRON BEAM TECHNOLOGY」之PCT申請案第PCT/US2019/035282號；2019年9月16日提出申請且標題為「PERIODIC SEMICONDUCTOR DEVICE MISREGISTRATION METROLOGY SYSTEM AND METHOD」之PCT專利申請案第PCT/US2019/051209號；及2020年1月21日提出申請且標題為「SYSTEM AND METHOD FOR ANALYZING A SAMPLE WITH A DYNAMIC RECIPE BASED ON ITERATIVE EXPERIMENTATION AND FEEDBACK」之美國專利申請案第16/747,734號。
應瞭解，在下文參考圖1A至圖2B所闡述之系統及方法用於測量半導體裝置之層之間之偏移且形成半導體裝置之一製造程序之部分。由在下文參考圖1A至圖2B所闡述之系統及方法測量之偏移用於在半導體裝置之製造期間調整製作程序(諸如微影)以改善製作之半導體裝置之各種層之間的偏移。
現在參考圖1A，其係本發明之一偏移測量及感興趣區域選擇系統(MMRSS)100之一簡化示意性圖解說明。另外，參考圖1B至圖1I，該等圖中之每一者係對應於圖1A之放大圓B之一放大圖，展示一晶圓之一各別實施例之一簡化頂部平面圖解說明，該晶圓具有可由MMRSS 100選擇之複數個例示性感興趣區域。應瞭解，為容易理解，圖IA至圖1I未按比例繪製。應進一步瞭解，在本發明之一較佳實施例中，圖1B至圖1I中所展示之特徵中之至少某些特徵可係且通常係形成於一晶圓之分開之層上，且圖1B至圖1I中所展示之至少某些特徵可係且通常係由亦形成於晶圓上之其他結構覆蓋。
MMRSS 100較佳地在一或多個測量位點處測量一半導體裝置晶圓之至少兩個層之間之偏移。MMRSS 100之一特定特徵係，MMRSS 100在每一測量位點處較佳地選擇一經推薦感興趣區域(ROI)。經推薦ROI可包含整個測量位點或其一特定部分。
特定而言，如在圖1A中所見，MMRSS 100包含一組偏移量測工具102，其包含兩個或多於兩個偏移量測工具104。至少一個偏移量測工具104產生與一組ROI 106相關聯之複數個偏移測量資料集，如在下文參考圖1B至圖1I所闡述。
偏移測量資料係由MMRSS 100藉由較佳地在一晶圓112上之多個測量位點108處測量形成於該晶圓上之至少兩個層之間之偏移。晶圓112較佳地包含複數個半導體裝置且係選自一批晶圓120。
在本發明之一項實施例中，該批晶圓120中之晶圓112中之每一者經歷相同製作步驟，且包含意欲與該批晶圓120中之所有其他晶圓112上之對應半導體裝置相同之半導體裝置。
在本發明之另一實施例中，該批晶圓120中之至少一個晶圓112係有意製作成不同於該批晶圓120中之其他晶圓112，通常作為一實驗設計(DOE)晶圓，其係使用有意不同於該批晶圓120中之其他晶圓112之參數來製作。
在本發明之一項實施例中，偏移量測工具組102中之各種偏移量測工具104中之每一者測量形成於相同晶圓112上之至少兩個不同層之間之偏移。在本發明之另一實施例中，偏移量測工具組102中之各種偏移量測工具104中之每一者測量形成於選自一批晶圓120之兩個不同晶圓112上之至少兩個不同層之間之偏移。
偏移量測工具組102中之偏移量測工具104可係任何適合偏移量測工具。較佳地，偏移量測工具組102中之所有偏移量測工具104屬一單一類別之偏移量測工具。偏移量測工具之類別之實例尤其包含散射測量偏移量測工具、成像偏移量測工具及電子束偏移量測工具。
用作偏移量測工具104之一典型散射測量偏移量測工具係可自Milpitas,CA,USA之KLA公司商購之一ATLTM 100。用作偏移量測工具104之一典型成像偏移量測工具係可自Milpitas,CA,USA之KLA公司商購之一ArcherTM 750。用作偏移量測工具104之一典型電子束偏移量測工具係可自Milpitas,CA,USA之KLA公司商購之一eDR7380TM。
應注意，雖然偏移量測工具組102之所有偏移量測工具104較佳地屬一單一類別偏移量測工具，但偏移量測工具組102之偏移量測工具104中之每一者不必係相同型號之偏移量測工具。
舉例而言，在其中偏移量測工具104屬成像偏移量測工具類別之一實施例中，一個偏移量測工具104可係一ArcherTM 750，且另一偏移量測工具104可係一ArcherTM 600或任何其他適合成像偏移量測工具。
類似地，在其中偏移量測工具104屬散射測量偏移量測工具類別之一實施例中，一個偏移量測工具104可係一ATLTM 100，且另一 偏移量測工具104可係一ATLTM 150或任何其他適合散射測量偏移量測工具。
類似地，在其中偏移量測工具104屬電子束偏移量測工具類別之一實施例中，一個偏移量測工具104可係一eDR7380TM，且另一偏移量測工具104可係一eDR7280TM或任何其他適合電子束偏移量測工具。
應瞭解，偏移量測工具組102可包含多於兩個偏移量測工具104。較佳地，偏移量測工具組102中之所有偏移量測工具104屬相同類別，舉例而言全部係散射測量偏移量測工具、全部係成像偏移量測工具或全部係電子束偏移量測工具。
特定而言，如在圖1B至圖1I中所見，晶圓112較佳地包含多個測量位點108。多個測量位點108中之每一者可係任何適合大小或形狀。然而，用於本發明中之測量位點108通常係0.1μm2至1000μm2，且更通常係1μm2至100μm2。類似地，測量位點108可位於晶圓112上之任何適合位置處，諸如在一切割線中或在一晶粒中。在本發明之一較佳實施例中，測量位點108中之每一者經特別設計用於藉由偏移量測工具104進行晶圓112上之感興趣層之間之偏移測量。
舉例而言，若偏移量測工具104係一成像偏移量測工具，則測量位點108中之每一者較佳地包含一起形成一成像目標之一種類之特徵，該成像目標在藉由成像偏移量測工具進行測量後旋即提供形成於晶圓112上之至少兩個層之間之偏移之一指示。此一目標可尤其體現為：一Moiré目標，諸如圖1B中所展示之一目標，該目標類似於2019年4月10日提出申請且標題為「MOIRÉ TARGET AND METHOD FOR USING THE SAME IN MEASURING MISREGISTRATION OF SEMICONDUCTOR DEVICES」之PCT專利申請案第PCT/US2019/026686號中所闡述之目標；一進階成像量測(AIM)目標，諸如圖1C中所闡述之一目標，該目標類似於美國專利第10,527,951號且標題為「COMPOUND IMAGING METROLOGY TARGETS」中所闡述之目標；一框中框目標，諸如圖1D中所展示之一目標，該目標類似於美國專利第7,804,994號且標題為「OVERLAY METROLOGY AND CONTROL METHOD」中所闡述之目標；一裝置中AIM(AIMid)目標，諸如圖1E中所展示之一目標，該目標類似於美國專利第10,527,951號且標題為「COMPOUND IMAGING METROLOGY TARGETS」中所闡述之目標；或一微花型(micro-blossom)目標，諸如圖1F中所展示之一目標，該目標類似於C.P.Ausschnitt,J.Morningstar,W.Muth,J.Schneider,R.J.Yerdon,L.A.Binns,N.P.Smith,"Multilayer overlay metrology," Proc.SPIE 6152,Metrology,Inspection,and Process Control for Microlithography XX,615210(2006年3月24日)中所闡述之目標。
類似地，若偏移量測工具104係一散射測量偏移量測工具，則測量位點108中之每一者較佳地包含一起形成一散射測量目標之一種類之特徵，該散射測量目標在藉由散射偏移量測工具進行測量後旋即提供形成於晶圓112上之至少兩個層之間之偏移之一指示。此一目標可尤其體現為，諸如在圖1G中展示一目標，該目標類似於標題為「APPARATUS AND METHODS FOR DETECTING OVERLAY ERRORS USING SCATTEROMETRY」之歐洲專利第1,570,232號中所闡述之目標。
類似地，若偏移量測工具104係一電子束偏移量測工具， 則測量位點108中之每一者較佳地包含一起形成一電子束目標之之一種類之特徵，該電子束目標在藉由一電子束偏移量測工具進行成像後旋即提供形成於晶圓112上之至少兩個層之間之偏移之一指示。此一目標可尤其體現為，諸如在圖1H中展示一目標，該目標類似於2019年6月4日提出申請且標題為「MISREGISTRATION MEASUREMENTS USING COMBINED OPTICAL AND ELECTRON BEAM TECHNOLOGY」之PCT申請案第PCT/US2019/035282號中所闡述之目標。
在本發明之另一實施例中，測量位點108中之每一者較佳地包含完整或部分半導體裝置，該等半導體裝置之偏移係直接由偏移量測工具104測量。僅以實例之方式，偏移量測工具104可直接測量諸如圖1I所展示之一半導體裝置，該半導體工具類似於2019年9月16日提出申請且標題為「PERIODIC SEMICONDUCTOR DEVICE MISREGISTRATION METROLOGY SYSTEM AND METHOD」之PCT專利申請案第PCT/US2019/051209號中所闡述之半導體工具。
應瞭解，在本發明之所有實施例中，可在形成於晶圓112上之任何數目個層之間測量偏移，只要選擇一適合種類之特徵即可。應進一步瞭解，包含於測量位點108中之特徵可存在於所有測量位點108或其任何部分中。
在本發明之所有實施例中，如圖1B至圖1I中所見，測量位點108包含一組ROI 106。ROI組106包含至少一個ROI 122，且更較佳地複數個ROI 122、124、126及128。應瞭解，儘管為簡單起見，按照圖1B至圖1I中展示之四個ROI 122、124、126及128闡述本發明，但ROI組106較佳地包含2至100個ROI，且在下文無論何時提及ROI 122、124、126及 128，其意圖係指包含於ROI組106中之每一ROI。
每一ROI 122、124、126及128係在用MMRSS 100測量或分析測量位點108時考量之測量位點108之一區域。應瞭解，為易於理解，在圖1B至圖1I中使用一實線來指示ROI 122、124、126及128中之每一者之邊界；然而，ROI 122、124、126及128通常不包含任何此實體指示。
應瞭解，任何ROI 122、124、126或128之區可小於、大於或相同於包含於測量位點108中之特徵之區之大小。類似地，每一ROI 122、124、126及128可位於測量位點108內之任何適合位置處，諸如在測量位點108之中心中或較接近於測量位點108之一邊緣。
另外，每一ROI 122、124、126及128可係連續的(特定而言如在圖1B、圖1H及圖1I中所見)，或非連續的，特定而言如在圖1C、圖1D、圖1E、圖1F及圖1G中所見。不管每一ROI 122、124、126及128是連續的還是非連續的，每一ROI 122、124、126及128相對於自身、相對於測量位點108或相對於測量位點108內的特徵可係對稱的或非對稱的。
在本發明之一項實施例中，ROI組106中之ROI 122、124、126及128中之每一者係由一單個偏移量測工具104分開地測量。在本發明之另一實施例中，ROI組106中之ROI 122、124、126及128中之每一者係由偏移量測工具組102中之不同偏移量測工具104分開地測量。在本發明之又一實施例中，一或多個偏移量測工具104在每一測量中測量測量位點108之整體，且選擇個別ROI 122、124、126及128用於在測量位點108之測量之後進行分析。
在藉由至少一個偏移量測工具104進行ROI組106之測量 後，旋即針對ROI組106中之每一ROI 122、124、126及128產生一偏移測量資料集。因此，ROI組106具有與其相關聯之由一或多個偏移量測工具104產生的複數個偏移測量資料集。
如在圖1A中所見，MMRSS 100進一步包含一偏移分析及ROI選擇引擎(MARSE)132。較佳地，在其中一或多個偏移量測工具104測量測量位點108之整體之本發明之實施例中，選擇個別ROI 122、124、126及128用於在測量位點108之測量之後由MARSE 132進行分析。
在本發明之一較佳實施例中，MARSE 132評估與由偏移量測工具或工具104產生的偏移測量資料集相關聯之一組品質度量。該組品質度量可尤其包含，準確性旗標、工具誘發移位(TIS)、品質優值(Qmerit)、聚焦敏感性、輸送量、精確度及對ROI放置之敏感性。對ROI放置之敏感性品質度量提供偏移測量資料及偏移之品質度量針對ROI組106中之ROI 122、124、126及128之不同者如何改變之一指示。
若偏移量測工具104體現為一成像偏移量測工具或一電子束偏移量測工具，則品質度量組亦可包含，舉例而言對比精確度。若偏移量測工具104體現為一散射測量偏移量測工具，則品質度量組亦可包含，舉例而言，光瞳3σ及任何額外適合光瞳資料品質度量。每一偏移測量資料集之品質度量彼此相比較，且與一偏移測量資料集相關聯之ROI 122、124、126或128中之任一者係由MARSE 132識別作為一經推薦ROI，該偏移測量資料集與一特定可期望品質度量組相關聯。
較佳地，MARSE 132將經推薦ROI傳達至偏移量測工具104，該偏移量測工具產生由MARSE 132用來選擇經推薦ROI之偏移測量資料。較佳地，MARSE 132進一步將經推薦ROI傳達至偏移量測工具組 102中之至少一個額外偏移量測工具104，偏移量測工具組102產生由MARSE 132用來選擇經推薦ROI之偏移測量資料。
現在參考在一起係圖解說明用於MMRSS 100之一ROI選擇方法(RSM)200之一簡化流程圖之圖2A至圖2B。如在一第一步驟210處所見，由一偏移量測工具104測量晶圓112上之測量位點108處之至少一個ROI 122、124、126或128，藉此產生與至少一個ROI 122、124、126或128相關聯之偏移測量資料。在本發明之某些實施例中，執行步驟210多次，對於測量位點108中之每一者至少一次，藉此產生與複數個測量位點108處之至少一個ROI 122、124、126或128相關聯之偏移測量資料。
在步驟210之一項實施例中，如在步驟212處所見，偏移量測工具104測量測量位點108之整體，從而產生與其相關聯之偏移量測資料。較佳地，在此一實施例中，ROI組106中之ROI 122、124、126及128在一單個測量中由偏移量測工具104測量。其後，MARSE 132產生與每一ROI 122、124、126及128相關聯之偏移量測資料，每一ROI包含於含納在於步驟212處測量之測量位點108內之ROI組106中。因此，產生與ROI組106相關聯之測量位點108之複數個偏移測量資料集。儘管步驟212較佳地包含一單個測量測量位點108之整體，但步驟212可包含多次測量測量位點108之整體。有利地，步驟212在一單個測量中產生與ROI組106相關聯之複數個偏移測量資料集。
在步驟210之一替代實施例中，如在步驟214處所見，偏移量測工具104測量測量位點108之各種區段之偏移。較佳地，在步驟214處測量之區段中之每一者含有ROI 122、124、126及128中之一或多者。其後，MARSE 132產生與包含於在步驟214中測量之區段中之每一ROI 122、124、126及128相關聯之偏移量測資料。因此，產生與ROI組106相關聯之複數個偏移測量資料集。有利地，步驟214在比ROI組106中之ROI之數目少的測量中產生與ROI組106相關聯之複數個偏移測量資料集。
如在步驟216處所見，在步驟210之另一替代實施例中，偏移量測工具104分開地測量ROI組106中之每一ROI 122、124、126及128之偏移。在本發明之一項實施例中，對於每一ROI 122、124、126及128，重複步驟216多次，藉此產生包含指示偏移測量資料對ROI放置之一敏感性之品質度量之偏移測量資料集。指示偏移測量資料對ROI放置之一敏感性之品質度量提供關於與ROI 122、124、126及128中之每一者相關聯之偏移測量資料之精確度之資訊。因此，產生與ROI組106相關聯之複數個偏移測量資料集。有利地，步驟216產生與ROI組106相關聯之一大體高度可重複的複數個偏移測量資料集。
如在步驟218處所見，做出是否使用偏移量測工具組102之一額外偏移量測工具104來產生與ROI組106中之至少一個ROI相關聯之偏移測量資料之一判定。若使用一額外偏移量測工具104，則RSM 200返回至步驟210，且偏移量測工具組102之一額外偏移量測工具104產生與ROI組106中之至少一個ROI相關聯之偏移測量資料。通常，若在步驟210中使用多個偏移量測工具104，則可由MMRSS 100識別一尤其適合ROI。若不使用一額外偏移量測工具104，則RSM 200繼續至一下一步驟220。應瞭解，用一額外偏移量測工具104重複步驟210之次數通常由一操作者來判定，此乃因RSM 200之運行時間係執行步驟210之偏移量測工具104之數目之一函數。
在步驟220處，MARSE 132分析由至少一個偏移量測工具 104在步驟210中產生的與ROI組106相關聯之複數個偏移測量資料集。作為步驟220之部分，MARSE 132評估與在步驟210處產生的偏移測量資料集相關聯之一組品質度量。該組品質度量可尤其包含，準確性旗標、TIS、品質優值、聚焦敏感性、輸送量、精確度及對ROI放置之敏感性。對ROI放置之敏感性品質度量提供偏移測量資料及偏移之品質度量針對ROI組106中之ROI 122、124、126及128之不同ROI如何改變之一指示。
若偏移量測工具104體現為一成像或電子束偏移量測工具，則該組品質度量亦可包含，舉例而言對比精確度。若偏移量測工具104體現為一散射測量偏移量測工具，則該組品質度量亦可包含，舉例而言，光瞳3σ及任何額外適合光瞳資料品質度量。
在一下一步驟230處，MARSE 132判定至少一個ROI 122、124、126或128是否與具有一預判定容限內之品質度量之一偏移資料集相關聯。若ROI 122、124、126或128中無一者與具有預判定容限內之品質度量之一偏移資料集相關聯，則RSM 200在一下一步驟232處結束且提供指示未發現經推薦ROI之一輸出。
若至少一個ROI 122、124、126或128與具有預判定容限內之品質度量之一偏移資料集相關聯，則RSM 200繼續至步驟240且MARSE 132識別一或多個經推薦ROI。作為步驟240之部分，每一偏移測量資料集之來自步驟220之品質度量彼此相比較，且與關聯於最期望品質度量組之一偏移資料集相關聯之至少一個ROI 122，124，126或128經識別為至少一個經推薦ROI。較佳地，在包含步驟216之本發明之一實施例中，在步驟240處，MARSE 132特別地考量對ROI放置之敏感性品質度量。
較佳地，在一下一步驟250處，MARSE 132將在步驟240 中識別之至少一個經推薦ROI傳達至在步驟210處產生偏移測量資料之偏移量測工具104。亦在步驟250處，MARSE 132較佳地將至少一個經推薦ROI傳達至除在步驟210中產生與ROI組106相關聯之偏移測量資料集之偏移量測工具104之外的偏移量測工具組102之至少一個額外偏移量測工具104。
在一下一步驟260處，除在步驟210處使用之偏移量測工具104之外的偏移量測工具組102之一偏移量測工具104使用選自在步驟240處識別之一或多個經推薦ROI之至少一個經推薦ROI測量晶圓112之至少兩個層之間的偏移。應瞭解，在步驟260處測量之晶圓112可係與在步驟210處測量之晶圓112相同之晶圓112，或可係選自一批晶圓120之一不同晶圓112。
在本發明之某些實施例中，MMRSS 100及RSM 200可包含於一組自動變因最佳化(ARO)協定、一組獨立最佳化協定或一組自動變因訓練協定中，類似於2020年1月21日提出申請且標題為「SYSTEM AND METHOD FOR ANALYZING A SAMPLE WITH A DYNAMIC RECIPE BASED ON ITERATIVE EXPERIMENTATION AND FEEDBACK」之美國專利申請案第16/747,734號中所闡述之協定。
熟習此項技術者將瞭解，本發明不限於在上文已特定地展示及闡述之內容。本發明之範疇包含在上文所闡述之各種特徵組合及子組合以及其修改兩者，所有此等皆不在先前技術中。
100:偏移測量及感興趣區域選擇系統
102:偏移量測工具/偏移量測工具組
104:偏移量測工具/工具/額外偏移量測工具
112:晶圓
120:晶圓
132:偏移分析及感興趣區域選擇引擎

Claims (24)

  1. 一種用於在半導體裝置之製造中測量形成於一晶圓上之至少兩個層之間之偏移的偏移測量及感興趣區域選擇系統(MMRSS)，該MMRSS包括：一組偏移量測工具，其包括至少兩個偏移量測工具；及一偏移分析及感興趣區域選擇引擎(MARSE)，其操作以：分析與該晶圓上之至少一個測量位點之一組感興趣區域(ROI)相關聯且至少部分地由該至少兩個偏移量測工具中之至少一個第一偏移量測工具產生的複數個偏移測量資料集，該組ROI包括至少兩個ROI，且其中與該組ROI相關聯之該等偏移測量資料集中之每一者與一組品質度量相關聯；自該組ROI識別一經推薦感興趣區域(ROI)，其中該經推薦感興趣區域是該測量位點之至少一部分的一區域；及將該經推薦ROI傳達至該至少兩個偏移量測工具中之至少一個第二偏移量測工具，該至少一個第二偏移量測工具及該至少一個第一偏移量測工具係分開之工具，且該至少一個第二偏移量測工具操作以產生與該經推薦ROI相關聯之偏移量測資料。
  2. 如請求項1之MMRSS，且其中該至少兩個偏移量測工具皆係成像偏移量測工具，皆係兩個電子束偏移量測工具，或皆係兩個散射測量偏移量測工具。
  3. 如請求項1之MMRSS，且其中該組品質度量包括以下各項中之至少一者：準確性旗標；一工具誘發移位(TIS)；一品質優值；一聚焦敏感性；一輸送量；一精確度；對ROI放置之一敏感性；及一光瞳3σ。
  4. 如請求項1之MMRSS，且其中該經推薦ROI係基於該組品質度量來識別。
  5. 如請求項1之MMRSS，且其中該至少一個第一偏移量測工具包括該組偏移量測工具中之一單個偏移量測工具。
  6. 如請求項1之MMRSS，且其中該至少一個第一偏移量測工具包括該組偏移量測工具中之多個偏移量測工具。
  7. 如請求項1之MMRSS，且其中該組ROI包括100個ROI。
  8. 如請求項1之MMRSS，且其中該等ROI係由該至少一個第一偏移量 測工具分開地測量。
  9. 如請求項8之MMRSS，且其中該組ROI係由該至少一個第一偏移量測工具測量多次。
  10. 如請求項1之MMRSS，且其中該組ROI中之該等ROI係在一單個測量中由該至少一個第一偏移量測工具中之每一者測量，其中該MARSE操作以自由該單個測量產生的資料識別該複數個偏移測量資料集。
  11. 如請求項1之MMRSS，且其中該MARSE進一步操作以將該經推薦ROI傳達至該至少一個第一偏移量測工具。
  12. 如請求項1之MMRSS，且其中該MMRSS操作以用於以下各項之至少一者中：一組自動變因最佳化(ARO)協定；一組獨立最佳化協定；及一組自動變因訓練協定。
  13. 一種用於在半導體裝置之製造中測量形成於一晶圓上之至少兩個層之間之偏移的感興趣區域選擇方法(RSM)，該RSM包括：使用一組偏移量測工具中之至少一個第一偏移量測工具來產生與該晶圓上之至少一個測量位點之一組感興趣區域(ROI)相關聯之複數個偏移測量資料集，該組ROI包括至少兩個ROI，且其中與該組ROI相關聯之該 等偏移測量資料集中之每一者與一組品質度量相關聯；自該組ROI識別一經推薦感興趣區域(ROI)，其中該經推薦感興趣區域是該測量位點之至少一部分的一區域；將該經推薦ROI傳達至該組偏移量測工具中之至少一個第二偏移量測工具，該至少一個第二偏移量測工具及該至少一個第一偏移量測工具係分開之工具；及使用該至少一個第二偏移量測工具來產生與該經推薦ROI相關聯之偏移量測資料。
  14. 如請求項13之RSM，且其中該第一偏移量測工具係成像偏移量測工具及該第二偏移量測工具皆係成像偏移量測工具，以及皆係兩個電子束偏移量測工具，或皆係兩個散射測量偏移量測工具。
  15. 如請求項13之RSM，且其中該組品質度量包括以下各項中之至少一者：準確性旗標；一工具誘發移位(TIS)；一品質優值；一聚焦敏感性；一輸送量；一精確度；對ROI放置之一敏感性；及一光瞳3σ。
  16. 如請求項13之RSM，且其中該經推薦ROI係基於該組品質度量來識別。
  17. 如請求項13之RSM，且其中該至少一個第一偏移量測工具包括該組偏移量測工具中之一單個偏移量測工具。
  18. 如請求項13之RSM，且其中該至少一個第一偏移量測工具包括該組偏移量測工具中之多個偏移量測工具。
  19. 如請求項13之RSM，且其中該組ROI包括100個ROI。
  20. 如請求項13之RSM，且其中該等ROI係由該至少一個第一偏移量測工具分開地測量。
  21. 如請求項20之RSM，且其中該組ROI係由該至少一個第一偏移量測工具測量多次。
  22. 如請求項13之RSM，且其中該組ROI中之該等ROI係在一單個測量中由該至少一個第一偏移量測工具中之每一者測量，且其中該RSM進一步包括自由該單個測量產生的資料識別該複數個偏移測量資料集。
  23. 如請求項13之RSM，且其亦包括將該經推薦ROI傳達至該至少一個 第一偏移量測工具。
  24. 如請求項13之RSM，且其中該RSM係用作以下各項中之至少一者之部分：一組自動變因最佳化(ARO)協定；一組獨立最佳化協定；及一組自動變因訓練協定。
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