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TWI886665B - 用於半導體裝置度量衡及檢驗之方法及系統 - Google Patents

用於半導體裝置度量衡及檢驗之方法及系統 Download PDF

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TWI886665B
TWI886665B TW112146711A TW112146711A TWI886665B TW I886665 B TWI886665 B TW I886665B TW 112146711 A TW112146711 A TW 112146711A TW 112146711 A TW112146711 A TW 112146711A TW I886665 B TWI886665 B TW I886665B
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亞伊爾 亥尼克
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澤維 林登費爾德
德羅爾 沙菲爾
尤里 希爾曼
埃拉德 施萊費爾
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以色列商諾威股份有限公司
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Abstract

一種半導體裝置度量衡包括建立由半導體裝置之圖案化結構反射的光之波長域量測資料之時域表示，選擇前述時域表示之不包括前述時域表示之較晚時間部分的較早時間部分，及藉由使用前述時域表示之前述較早時間部分執行基於模型之處理來判定前述圖案化結構的關注之一或多個參數之一或多個量測。

Description

用於半導體裝置度量衡及檢驗之方法及系統
本發明係關於一種時域光學度量及檢驗之系統及方法，尤其係一種用於諸如邏輯及記憶體裝置之半導體裝置的時域光學度量及檢驗之系統及方法。
諸如邏輯及記憶體裝置之半導體裝置典型地係藉由在半導體晶圓上沈積一系列層來製造，其中該等層中之一些或所有包括圖案化結構。常藉由量測由半導體裝置之各種層反射之光且接著關於預定義模型或其他參考數據解譯量測之光譜來使用光學散射測量表徵半導體裝置之性質。光學散射測量特別適合於供僅具有週期性圖案化結構的半導體裝置使用，諸如，記憶體裝置情況通常如此。然而，一些類型之半導體裝置具有具週期性圖案化結構(諸如，記憶體電路之週期性結構)之上部層，以及具非週期性結構(諸如，邏輯電路之非週期性結構)之下部層，從而使得難以或不可能使用現有光學散射測量技術來表徵此等裝置之性質。
在本發明之一個態樣中，提供一種用於半導體裝置度量衡之方法，前述方法包括建立由半導體裝置之圖案化結構反射的光之波長域量測資料之時域表示，選擇前述時域表示之不包括前述時域表示之較晚時間部分的較早時間部分，及藉由使用前述時域表示之前述較早時間部分執行基於模型之處理來判定前述圖案化結構的關注之一或多個參數之一或多個量測。
在本發明之另一態樣中，前述預定義模型經組態用於針對前述圖案化結構之對應的理論量測，判定期望由前述圖案化結構反射的光之理論波長域量測資料之時域表示。
在本發明之另一態樣中，前述預定義模型模型化前述圖案化結構之一或多個上部層，前述圖案化結構之一或多個上部層對應於前述時域表示之前述較早時間部分。
在本發明之另一態樣中，前述預定義模型模型化前述圖案化結構之一或多個上部層，前述圖案化結構之一或多個上部層不包括前述圖案化結構之所有其他層。
在本發明之另一態樣中，前述波長域量測資料包括光譜振幅及光譜相位，且其中前述建立包括使用前述光譜振幅及前述光譜相位兩者建立前述時域表示。
在本發明之另一態樣中，提供一種用於半導體裝置度量衡之方法，前述方法包括建立由半導體裝置之圖案化結構反射的光之波長域量測資料之時域表示，選擇前述時域表示之不包括前述時域表示之較晚時間部分的較早時間部分，將前述時域表示之前述選定較早時間部分變換成經時間濾波之波長域量測資料，及藉由使用前述經時間濾波之波長域量測資料執行基於模型之處理來判定前述圖案化結構的關注之一或多個參數之一或多個量測。
在本發明之另一態樣中，前述預定義模型經組態用於針對前述圖案化結構之對應的理論量測，判定期望由前述圖案化結構反射的光之理論波長域量測資料。
在本發明之另一態樣中，前述預定義模型模型化前述圖案化結構之一或多個上部層，前述圖案化結構之一或多個上部層對應於前述經時間濾波之波長域量測資料。
在本發明之另一態樣中，前述預定義模型模型化前述圖案化結構的前述一或多個上部層，前述圖案化結構的前述一或多個上部層不包括前述圖案化結構之所有其他層。
在本發明之另一態樣中，前述波長域量測資料包括光譜振幅及光譜相位，且其中前述建立包括使用前述光譜振幅及前述光譜相位兩者建立前述時域表示。
在本發明之另一態樣中，提供一種用於半導體裝置度量衡之方法，前述方法包括建立由半導體裝置之圖案化結構上之第一目標位置反射的光之第一波長域量測資料之第一時域表示，建立由前述半導體裝置之前述圖案化結構上之第二目標位置反射的光之第二波長域量測資料之第二時域表示，識別對應於前述第一目標位置之高度的前述第一時域表示中之第一點，識別對應於前述第二目標位置之高度的前述第二時域表示中之第二點，及判定前述第一目標位置之前述高度與前述第二目標位置之前述高度之間的高度差。
在本發明之另一態樣中，前述第一波長域量測資料包括與前述第一目標位置相關聯之光譜振幅及光譜相位，其中前述第二波長域量測資料包括與前述第二目標位置相關聯之光譜振幅及光譜相位，其中前述建立前述第一時域表示包括使用前述第一波長域量測資料之前述光譜振幅及前述光譜相位兩者建立前述第一時域表示，且其中前述建立前述第二時域表示包括使用前述第二波長域量測資料之前述光譜振幅及前述光譜相位兩者建立前述第二時域表示。
在本發明之另一態樣中，提供一種用於半導體裝置檢驗之方法，前述方法包括建立由半導體裝置之圖案化結構反射的光之波長域量測資料之時域表示，比較前述時域表示與由參考圖案化結構反射的光之參考時域表示，及若存在前述時域表示及前述參考時域表示之間的差，則識別前述半導體裝置中之結構異常。
在本發明之另一態樣中，前述波長域量測資料包括光譜振幅及光譜相位，且其中前述建立包括使用前述光譜振幅及前述光譜相位兩者建立前述時域表示。
在本發明之另一態樣中，提供一種用於半導體裝置度量衡之系統，前述系統包括：光譜處理單元，經組態以建立由半導體裝置之圖案化結構反射的光之波長域量測資料之時域表示，及選擇前述時域表示之不包括前述時域表示之較晚時間部分的較早時間部分；及度量衡單元，經組態以藉由使用前述時域表示之前述較早時間部分執行基於模型之處理來判定前述圖案化結構的關注之一或多個參數之一或多個量測，其中前述光譜處理單元及前述度量衡單元實施於以下中之任一者中：a)電腦硬體，及b)在非暫時性電腦可讀媒體中體現之電腦軟體。
在本發明之另一態樣中，前述預定義模型經組態用於針對前述圖案化結構之對應的理論量測，判定期望由前述圖案化結構反射的光之理論波長域量測資料之時域表示。
在本發明之另一態樣中，前述預定義模型模型化前述圖案化結構之一或多個上部層，前述圖案化結構之前述一或多個上部層對應於前述時域表示之前述較早時間部分。
在本發明之另一態樣中，前述預定義模型模型化前述圖案化結構之前述一或多個上部層，前述圖案化結構之前述一或多個上部層不包括前述圖案化結構之所有其他層。
在本發明之另一態樣中，前述波長域量測資料包括光譜振幅及光譜相位，且其中前述光譜處理單元經組態以使用前述光譜振幅及前述光譜相位兩者建立前述時域表示。
在本發明之另一態樣中，提供一種用於半導體裝置度量衡之系統，前述系統包括：光譜處理單元，經組態以建立由半導體裝置之圖案化結構反射的光之波長域量測資料之時域表示，選擇前述時域表示之不包括前述時域表示之較晚時間部分的較早時間部分，及將前述時域表示之所選定前述較早時間部分變換成經時間濾波之波長域量測資料；及度量衡單元，經組態以藉由使用前述經時間濾波之波長域量測資料執行基於模型之處理來判定前述圖案化結構的關注之一或多個參數之一或多個量測，其中前述光譜處理單元及前述度量衡單元實施於以下中之任一者中：a)電腦硬體，及b)在非暫時性電腦可讀媒體中體現之電腦軟體。
在本發明之另一態樣中，前述預定義模型經組態用於針對前述圖案化結構之對應的理論量測，判定期望由前述圖案化結構反射的光之理論波長域量測資料。
在本發明之另一態樣中，前述預定義模型模型化前述圖案化結構之一或多個上部層，前述圖案化結構之前述一或多個上部層對應於前述經時間濾波之波長域量測資料。
在本發明之另一態樣中，前述預定義模型模型化前述圖案化結構的前述一或多個上部層，前述圖案化結構之前述一或多個上部層不包括前述圖案化結構之所有其他層。
在本發明之另一態樣中，前述波長域量測資料包括光譜振幅及光譜相位，且其中前述光譜處理單元經組態以使用前述光譜振幅及前述光譜相位兩者建立前述時域表示。
在本發明之另一態樣中，提供一種用於半導體裝置度量衡之系統，前述系統包括：光譜處理單元，經組態以建立由半導體裝置之圖案化結構上之第一目標位置反射的光之第一波長域量測資料之第一時域表示，及建立由前述半導體裝置之前述圖案化結構上之第二目標位置反射的光之第二波長域量測資料之第二時域表示；及度量衡單元，經組態以識別對應於前述第一目標位置之高度的前述第一時域表示中之第一點，識別對應於前述第二目標位置之高度的前述第二時域表示中之第二點，及判定前述第一目標位置之前述高度與前述第二目標位置之前述高度之間的高度差，其中前述光譜處理單元及前述度量衡單元實施於以下中之任一者中：a)電腦硬體，及b)在非暫時性電腦可讀媒體中體現之電腦軟體。
在本發明之另一態樣中，前述第一波長域量測資料包括與前述第一目標位置相關聯之光譜振幅及光譜相位，其中前述第二波長域量測資料包括與前述第二目標位置相關聯之光譜振幅及光譜相位，其中前述光譜處理單元經組態以使用與前述第一目標位置相關聯的前述波長域量測資料之前述光譜振幅及前述光譜相位兩者建立前述第一時域表示，且其中前述光譜處理單元經組態以使用與前述第二目標位置相關聯的前述波長域量測資料之前述光譜振幅及前述光譜相位兩者建立前述第二時域表示。
在本發明之另一態樣中，提供一種用於半導體裝置檢驗之系統，前述系統包括：光譜處理單元，經組態以建立由半導體裝置之圖案化結構反射的光之波長域量測資料之時域表示；及結構異常偵測器，經組態以比較前述時域表示與由參考圖案化結構反射的光之參考時域表示，及若存在前述時域表示及前述參考時域表示之間的差，則識別前述半導體裝置中之結構異常，其中前述光譜處理單元及前述結構異常偵測器實施於以下中之任一者中：a)電腦硬體，及b)在非暫時性電腦可讀媒體中體現之電腦軟體。
在本發明之另一態樣中，前述波長域量測資料包括光譜振幅及光譜相位，且其中前述光譜處理單元經組態以使用前述光譜振幅及前述光譜相位兩者建立前述時域表示。
現在對圖1A至圖1D進行參看，該等圖一起係根據本發明之實施例建構及操作的用於半導體裝置之時域光學度量衡及檢驗之系統之簡化概念說明。在圖1A之系統中，可購自以色列Rehovot之Nova量測儀器公司或如另外在美國專利第10,161,885號中描述的諸如PRIZM ™之光學度量衡工具100用以根據習知技術量測由半導體裝置104之圖案化結構102反射的光，諸如，在半導體晶圓106上，且產生較佳地包括反射光之光譜振幅及光譜相位兩者之對應的波長域量測資料108。光學度量衡工具100在圖案化結構102之製造期間或後在任一選定點量測由圖案化結構102反射的光。
波長域量測資料108之實例顯示於圖2A中，該圖顯示光譜反射率曲線圖200，諸如，圖案化結構102之光譜反射率曲線圖。亦顯示對照圖案化結構之光譜反射率曲線圖202，該對照圖型化結構充當圖案化結構102與其比較的參考。對照圖案化結構可為亦位於半導體裝置104上之「測試」圖案化結構110，其中以與光譜反射率曲線圖200相同之方式產生光譜反射率曲線圖202。雖然該等曲線圖直至約430 nm實質上仍相同的，但它們隨後顯著地大不相同。
亦在圖1A中顯示的為光譜處理單元112，其較佳地整合至光學度量衡工具100內。光譜處理單元112較佳地經組態以根據習知技術建立波長域量測資料108之時域表示114，諸如，藉由使用波長域量測資料108之光譜振幅及光譜相位兩者。
圖2B顯示光譜反射率曲線圖200之時域表示200'，表示在照射圖案化結構102後反射之光由光學度量衡工具100接收之時間。亦顯示光譜反射率曲線圖202之時域表示202'供比較。此處，該等曲線圖直至沿著X軸約10飛秒係實質上相同的(Y軸以時域中之任一已知類型之單位表示訊號振幅)，指示比下部層快地反射光的圖案化結構102及測試圖案化結構110之上部層同樣地實質上相同。
圖1A之光譜處理單元112較佳地經組態以選擇時域表示114之不包括時域表示114之較晚時間部分的較早時間部分116。該選擇可由人類操作者對光譜處理單元112指示，或可由光譜處理單元112根據預定義之準則自動執行，諸如，藉由將時域表示114之僅包括反射光之前 n個飛秒的部分選擇為較早時間部分116，其中 n可為任一預定義之值。因此，舉例而言，光譜處理單元112可選擇圖2B中時域表示200'之不包括時域表示200'之較晚時間部分206的較早時間部分204。
亦在圖1A中顯示的為度量衡單元118，其較佳地整合至光學度量衡工具100內。在一個實施例中，度量衡單元118經組態以藉由使用波長域量測資料108之時域表示114之選定的較早時間部分116執行基於模型之處理來判定圖案化結構102的關注之參數(例如，OCD、SWA、高度等)之一或多個量測。在此實施例中，預定義模型120經組態用於針對圖案化結構102之對應的理論量測，判定期望由圖案化結構102反射的光之理論波長域量測資料之時域表示。預定義模型120較佳地模型化對應於時域表示114之選定的較早時間部分116的圖案化結構102之一或多個上部層，且預定義模型120較佳地不包括圖案化結構102之所有其他層。基於模型之處理較佳地使用模型擬合技術(model fitting techniques)，諸如普遍使用於半導體度量衡中，使用預定義模型120判定圖案化結構102之一組理論量測，該等理論量測將導致在給定該組理論量測時期望由圖案化結構102反射的光之理論波長域量測資料之基於模型之時域表示，及藉此判定圖案化結構102之實際量測，其中基於模型之時域表示在預定義之容差內實質上與時域表示114之選定的較早時間部分116相同。
在圖1B中顯示之另一實施例中，光譜處理單元112將時域表示114之選定的較早時間部分116變換成經時間濾波之波長域量測資料122。度量衡單元118接著藉由使用經時間濾波之波長域量測資料122執行基於模型之處理來判定圖案化結構102之一或多個量測。在此實施例中，預定義模型120經組態用於針對圖案化結構102之對應的理論量測，判定期望由圖案化結構102反射的光之理論波長域量測資料。預定義模型120較佳地模型化對應於經時間濾波之波長域量測資料122的圖案化結構102之一或多個上部層，且預定義模型120較佳地不包括圖案化結構102之所有其他層。
在圖1C中顯示之另一實施例中，光學度量衡工具100用以量測由圖案化結構102上之第一目標位置124反射的光，且產生對應的第一波長域量測資料126，如上所述。接著使用光學度量衡工具100量測由圖案化結構102上之第二目標位置128反射的光，且產生對應的第二波長域量測資料130，如上所述。第一目標位置124及第二目標位置128之實例顯示於圖2C中，該圖顯示VNAND梯階應用(staircase application)，其中顯示ONO (SiO 2/SiN/SiO 2)梯階208填充有SiO 2210。應執行至梯階212處的梯階之頂部之化學機械拋光(chemical-mechanical polishing；CMP)，分別在第一目標位置214及第二目標位置216處進行第一目標位置124及第二目標位置128之以上量測，其中第二目標位置216較佳地處於梯階212之頂部正上方。
光譜處理單元112建立由第一目標位置124反射的光之第一波長域量測資料126之第一時域表示132，及第二目標位置128反射的光之第二波長域量測資料130之第二時域表示134。假設當量測第一目標位置124及第二目標位置128兩者時參考鏡之位置相同，若第一目標位置124與第二目標位置128具有不同高度，則它們反射之光將出現於它們的時域表示中之不同時點。度量衡單元118經組態以識別對應於第一目標位置124之高度的第一時域表示132中之第一點，及對應於第二目標位置128之高度的第二時域表示134中之第二點。度量衡單元118接著判定第一目標位置之高度與第二目標位置之高度之間的高度差，該資訊可用以控制ONO梯階208之CMP。
在圖1D中顯示之另一實施例中，如上所述將光學度量衡工具100用來量測由半導體裝置104之圖案化結構102反射的光，且產生對應的波長域量測資料108，光譜處理單元112自該資料建立時域表示114。較佳地整合至光學度量衡工具100內之結構異常偵測器136經組態以比較時域表示114與(諸如，由參考圖案化結構反射的光之)參考時域表示138，及若存在時域表示114與參考時域表示138之間的差，則識別半導體裝置104中之結構異常，諸如，空隙或其他結構缺陷。
現在對圖3A進行參看，該圖為根據本發明之實施例操作的圖1A之系統之操作之例示性方法之簡化流程圖說明。在圖3A之方法中，使用光學度量衡工具來量測由半導體裝置之圖案化結構反射的光，且產生包括反射光之光譜振幅及光譜相位兩者的對應的波長域量測資料(步驟300)。波長域量測資料之時域表示係使用波長域量測資料之光譜振幅及光譜相位兩者建立(步驟302)。選擇時域表示之不包括時域表示之較晚時間部分的較早時間部分(步驟304)。藉由使用時域表示之選定較早時間部分執行基於模型之處理來判定圖案化結構之量測(步驟306)。
現在對圖3B進行參看，該圖為根據本發明之實施例操作的圖1B之系統之操作之例示性方法之簡化流程圖說明。在圖3B之方法中，使用光學度量衡工具來量測由半導體裝置之圖案化結構反射的光，且產生包括反射之光之光譜振幅及光譜相位兩者的對應的波長域量測資料(步驟310)。波長域量測資料之時域表示係使用波長域量測資料之光譜振幅及光譜相位兩者建立(步驟312)。選擇時域表示之不包括時域表示之較晚時間部分的較早時間部分(步驟314)。將時域表示之選定較早時間部分變換成經時間濾波之波長域量測資料(步驟316)。藉由使用經時間濾波之波長域量測資料執行基於模型之處理來判定圖案化結構之量測(步驟318)。
現在對圖3C進行參看，該圖為根據本發明之實施例操作的圖1C之系統之操作之例示性方法之簡化流程圖說明。在圖3C之方法中，使用光學度量衡工具來量測由半導體裝置之圖案化結構上之第一及第二目標位置反射的光，且產生包括反射之光之光譜振幅及光譜相位兩者的對應的第一及第二波長域量測資料(步驟320)。使用波長域量測資料之光譜振幅及光譜相位兩者建立第一及第二波長域量測資料之第一時域表示及第二時域表示(步驟322)。識別對應於第一目標位置及第二目標位置之高度的第一時域表示中之第一點及第二時域表示中之第二點(步驟324)。接著判定第一目標位置之高度與第二目標位置之高度之間的高度差(步驟326)。
現在對圖3D進行參看，該圖為根據本發明之實施例操作的圖1D之系統之操作之例示性方法之簡化流程圖說明。在圖3D之方法中，使用光學度量衡工具來量測由半導體裝置之圖案化結構反射的光，且產生包括反射光之光譜振幅及光譜相位兩者的對應的波長域量測資料(步驟330)。波長域量測資料之時域表示係使用波長域量測資料之光譜振幅及光譜相位兩者建立(步驟332)。將該時域表示與參考時域表示比較(步驟334)。若存在該時域表示及參考時域表示之間的差(步驟336)，則識別半導體裝置中之結構異常(步驟338)。
本文中描述的本發明之任一態樣可根據習知技術實施於電腦硬體及/或在非暫時性電腦可讀媒體中體現之電腦軟體中，該電腦硬體包括根據習知技術相互操作之一或多個電腦處理器、電腦記憶體、I/O裝置及網絡介面。
應瞭解，如本文中使用之術語「處理器」或「裝置」意欲包括任一處理裝置，諸如，包括CPU (central processing unit；中央處理單元)及/或其他處理電路之處理裝置。亦應理解，術語「處理器」或「裝置」可指多於一個處理裝置，及與處理裝置相關聯之各種元件可由其他處理裝置共用。
如本文中使用之術語「記憶體」意欲包括與處理器或CPU相關聯之記憶體，諸如，RAM、ROM、固定記憶體裝置(例如，硬碟機)、可移除式記憶體裝置(例如，磁片)、快閃記憶體等。此記憶體可被視為電腦可讀儲存媒體。
此外，如本文中使用之片語「輸入/輸出裝置」或「I/O裝置」意欲包括例如用於將資料鍵入至處理單元之一或多個輸入裝置(例如，鍵盤、滑鼠、掃描器等)，及/或用於呈現與處理單元相關聯之結果之一或多個輸出裝置(例如，揚聲器、顯示器、印表機等)。
本發明之實施例包括一種系統、一種方法及/或一種電腦程式產品。該電腦程式產品可包括電腦可讀儲存媒體(或多個媒體)，該(等)媒體其上具有用於使處理器進行本發明之態樣的電腦可讀程式指令。
該電腦可讀儲存媒體可為有形裝置，該裝置可保留及儲存用於由指令執行裝置使用之指令。該電腦可讀儲存媒體可為例如但不限於，電子儲存裝置、磁性儲存裝置、光學儲存裝置、電磁儲存裝置、半導體儲存裝置或前述之任一合適組合。電腦可讀儲存媒體之更具體實例之非詳盡清單包括以下：攜帶型電腦碟片、硬碟、隨機存取記憶體(random access memory；RAM)、唯讀記憶體(read-only memory； ROM)、可抹除可程式化唯讀記憶體(erasable programmable read-only memory；EPROM，或快閃記憶體)、靜態隨機儲存記憶體(static random access memory；SRAM)、攜帶型緊密光碟唯讀記憶體(portable compact disc read-only memory；CD-ROM)、數位多功能光碟(digital versatile disk；DVD)、記憶棒、軟性磁碟、機械編碼裝置(諸如，在凹槽中具有記錄於其上之指令的打孔卡或凸起結構)或前述之任一合適組合。如本文中使用之電腦可讀儲存媒體不應被解釋為本身係暫時性訊號，諸如，無線電波或其他自由傳播之電磁波、傳播穿過波導或其他傳輸媒體之電磁波(例如，穿過光纖纜線之光脈衝)或經由電線傳輸之電訊號。
本文中描述之電腦可讀程式指令可自電腦可讀儲存媒體下載至各別計算/處理裝置，或經由網路(例如，網際網路、區域網路、廣域網路及/或無線網路)下載至外部電腦或外部儲存媒體。該網路可包含銅傳輸纜線、傳輸光纖、無線傳輸、路由器、防火牆、交換機、閘道器電腦及/或邊緣伺服器。在每一計算/處理裝置中之網路配接器卡或網路介面自網路接收電腦可讀程式指令，且轉發該等電腦可讀程式指令，用於儲存於各別計算/處理裝置內之電腦可讀儲存媒體中。
用於進行本發明之操作的電腦可讀程式指令可為組譯器指令、指令集架構(instruction-set-architecture；ISA)指令、機器指令、機器相關指令、微碼、韌體指令、狀態設定資料或以一或多種程式化語言之任一組合撰寫之源程式碼或目標程式碼，包括目標導向式程式化語言(諸如，Java、Smalltalk、C++或類似者)及習知程序編程語言(諸如，「C」程式化語言或類似程式化語言)。電腦可讀程式指令可全部在使用者之電腦上、部分在使用者之電腦上、作為單獨封裝軟體、部分在使用者之電腦上且部分在遠端電腦上或全部在遠端電腦或伺服器上。在後者情境中，遠端電腦可經由任一類型之網路(包括區域網路(local area network；LAN)或廣域網路(wide area network；WAN))連接至使用者之電腦，或可進行至外部電腦之連接(例如，使用網際網路服務提供者，經由網際網路)。在一些實施中，包括例如可程式化邏輯電路、場可程式化閘陣列(field-programmable gate array；FPGA)或可程式化邏輯陣列(programmable logic array；PLA)之電子電路可藉由利用電腦可讀程式指令之狀態資訊執行電腦可讀程式指令以使電子電路個性化，以便執行本發明之態樣。
本文中參考根據本發明之實施例的方法、設備(系統)及電腦程式產品之流程圖說明及/或方塊圖來描述本發明之態樣。應理解，該等流程圖說明及/或方塊圖中之每一區塊及該等流程圖說明及/或方塊圖中之區塊之組合可由電腦可讀程式指令實施。
可將此等電腦可讀程式指令提供至通常電腦、專用電腦或其他可程式化資料處理設備之處理器以產生機器，使得該等指令當經由電腦之處理器或其他可程式化資料處理設備之執行時創造用於實施在該或該等流程圖及/或方塊圖區塊中指定之功能/動作之構件。此等電腦可讀程式指令亦可儲存於電腦可讀儲存媒體中，電腦可讀儲存媒體可引導電腦、可程式化資料處理設備及/或其他裝置按特定方式發揮功能，使得具有儲存於其中之指令的電腦可讀儲存媒體包含包括實施在該或該等流程圖及/或方塊圖區塊中指定之功能/動作之態樣的指令之製品。
該等電腦可讀程式指令亦可裝載至電腦、其他可程式化資料處理設備或其他裝置上，以使一系列操作步驟在電腦、其他可程式化設備或其他裝置上執行以產生電腦實施之處理程序，使得該等指令當在電腦、其他可程式化設備或其他裝置上執行時實施在該或該等流程圖及/或方塊圖區塊中指定之功能/動作。
在繪圖中之流程圖說明及方塊圖說明根據本發明之各種實施例的系統、方法及電腦程式產品之可能實施之架構、功能性及操作。在此方面，該等流程圖說明或方塊圖中之每一區塊可表示模組、區段或電腦指令之部分，電腦指令包含用於實施指定邏輯指令之一或多個可執行電腦指令。在一些替代性實施中，在一區塊中指出之功能可不按在繪圖中指出之次序發生。舉例而言，取決於涉及之功能性，連續顯示之兩個區塊可實際上實質上同時執行，或該等區塊可有時按相反次序執行。亦應注意到，流程圖說明及方塊圖中之每一區塊及此等區塊之組合可由執行指定功能或動作的基於專用硬體及/或基於軟體之系統實施。
本發明之各種實施例之描述已為了說明之目的而提出，但並不意欲為詳盡的或限於所揭露之實施例。舉例而言，本文中描述之系統及方法適用於半導體晶圓上的任一類型之結構。在不脫離揭露之實施例之範疇及精神之情況下，許多修改及變化將對一般熟習此項技術者顯而易見。
100:光學度量衡工具 102:圖案化結構 104:半導體裝置 106:半導體晶圓 108:波長域量測資料 110:測試圖案化結構 112:光譜處理單元 114:時域表示 116:較早時間部分 118:度量衡單元 120:預定義模型 122:經時間濾波之波長域量測資料 124:第一目標位置 126:第一波長域量測資料 128:第二目標位置 130:第二波長域量測資料 132:第一時域表示 134:第二時域表示 136:結構異常偵測器 138:參考時域表示 200,202:光譜反射率曲線圖 200',202':時域表示 204:較早時間部分 206:較晚時間部分 208:ONO梯階 210:SiO 2212:梯階 214:第一目標位置 216:第二目標位置 300~338:步驟
將自結合隨附圖式進行之以下詳細描述更充分地理解及瞭解本發明之態樣，其中：
圖1A至圖1D一起係根據本發明之實施例建構及操作的用於半導體裝置之時域光學度量衡及檢驗之系統之簡化概念說明；
圖2A至圖2C係適用於理解本發明之實施例之簡化圖形說明；以及
圖3A至圖3D係圖1A至圖1D之系統之操作之例示性方法之簡化流程圖說明。
100:光學度量衡工具
102:圖案化結構
104:半導體裝置
106:半導體晶圓
108:波長域量測資料
110:測試圖案化結構
112:光譜處理單元
114:時域表示
116:較早時間部分
118:度量衡單元
120:預定義模型

Claims (12)

  1. 一種用於半導體裝置度量衡之方法，前述方法包含以下步驟： 對半導體裝置上複數個不同位置反射的光進行複數次的光學量測，從而獲得所反射的光的波長域量測資料，其中前述波長域量測資料包括所反射的光的光譜振幅和光譜相位； 建立前述波長域量測資料之複數個時域表示； 識別前述時域表示中對應於前述半導體裝置上的前述複數個不同位置的複數個高度的複數個點；以及 確定前述半導體裝置上前述複數個不同位置的前述複數個高度中的任一個之間的高度差。
  2. 如請求項1所述之方法，其中，前述半導體裝置上的前述複數個不同位置沿著至少由前述半導體裝置上的第一位置及前述半導體裝置上的第二位置所定義的線分佈。
  3. 如請求項1所述之方法，其中，前述半導體裝置上的前述複數個不同位置沿著由前述半導體裝置上的位置序列所定義的線分佈，其中已知前述位置序列的高度連續增加或減少。
  4. 如請求項1所述之方法，其中，前述半導體裝置上的前述複數個不同位置中的任一個包括SiO 2和SiN中的任一種。
  5. 如請求項1所述之方法，其中，前述光學量測包括介於200nm至1000nm之間的光譜量測。
  6. 如請求項1所述之方法，其還包括利用前述高度差控制前述半導體裝置的化學機械拋光（CMP）。
  7. 一種用於半導體裝置度量衡之系統，前述系統包含： 光學度量衡工具，配置為對半導體裝置上複數個不同位置反射的光進行複數次的光學量測，從而獲得所反射的光的波長域量測資料，其中前述波長域量測資料包括所反射的光的光譜振幅和光譜相位； 光譜處理單元，配置為建立前述波長域量測資料之複數個時域表示；以及 度量衡單元，配置為： 識別前述時域表示中對應於前述半導體裝置上的前述複數個不同位置的複數個高度的複數個點；以及 確定前述半導體裝置上前述複數個不同位置的前述複數個高度中的任一個之間的高度差。
  8. 如請求項7所述之系統，其中，前述半導體裝置上的前述複數個不同位置沿著至少由前述半導體裝置上的第一位置及前述半導體裝置上的第二位置所定義的線分佈。
  9. 如請求項7所述之系統，其中，前述半導體裝置上的前述複數個不同位置沿著由前述半導體裝置上的位置序列所定義的線分佈，其中已知前述位置序列的高度連續增加或減少。
  10. 如請求項7所述之系統，其中，前述半導體裝置上的前述複數個不同位置中的任一個包括SiO 2和SiN中的任一種。
  11. 如請求項7所述之系統，其中，前述光學量測包括介於200nm至1000nm之間的光譜量測。
  12. 如請求項7所述之系統，其中，前述度量衡單元配置為利用前述高度差控制前述半導體裝置的化學機械拋光（CMP）。
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