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TWI809061B - 用於即時量測控制之方法及系統 - Google Patents

用於即時量測控制之方法及系統 Download PDF

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TWI809061B
TWI809061B TW108109225A TW108109225A TWI809061B TW I809061 B TWI809061 B TW I809061B TW 108109225 A TW108109225 A TW 108109225A TW 108109225 A TW108109225 A TW 108109225A TW I809061 B TWI809061 B TW I809061B
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安東尼歐 艾里昂 吉里紐
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美商克萊譚克公司
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Abstract

在本文中闡述用於改良闡述用以表徵半導體結構之一量測序列之一量測配方之方法及系統。在完全執行由先前量測配方定義之一量測佇列之前重複地更新一量測配方。在某些實例中，一經改良量測配方識別增加晶圓吞吐量同時滿足量測不確定性要求之一最小量測選項集。在某些實例中，控制量測配方最佳化以使量測穩健性及量測時間折衷。此在離群值及程序偏差之情形中達成彈性。在某些實例中，控制量測配方最佳化以最小化量測不確定性、量測時間、移動時間及目標劑量之任一組合。在某些實例中，在收集量測資料之同時更新一量測配方。在某些實例中，在一位點處更新一量測配方，而在另一位點處收集資料。

Description

用於即時量測控制之方法及系統
所闡述實施例係關於計量系統及方法，且更特定而言係關於用於經改良量測準確度之方法及系統。
通常藉由施加至一樣品之一處理步驟序列來製作諸如邏輯及記憶體裝置之半導體裝置。藉由此等處理步驟而形成該等半導體裝置之各種特徵及多個結構層級。舉例而言，尤其微影術係涉及在一半導體晶圓上產生一圖案之一個半導體製作程序。半導體製作程序之額外實例包含但不限於化學機械拋光、蝕刻、沈積及離子植入。可在一單個半導體晶圓上製作多個半導體裝置，且然後將該多個半導體裝置分離成個別半導體裝置。
在一半導體製造程序期間在各個步驟處使用計量程序來偵測晶圓上之缺陷以促成較高良率。通常使用包含散射量測及反射量測實施方案及相關聯分析演算法之若干種基於計量之技術來表徵奈米尺度結構之臨界尺寸、膜厚度、組合物及其他參數。
在傳統上，對由薄膜及/或重複週期性結構組成之目標執行散射量測臨界尺寸(SCD)量測。在裝置製作期間，此等膜及週期性結構通 常表示實際裝置幾何結構及材料結構或一中間設計。隨著裝置(例如，邏輯及記憶體裝置)朝較小奈米尺度尺寸進展，表徵變得更困難。裝置併入有複雜三維幾何結構以及具有迥異物理性質之材料導致表徵困難。舉例而言，現代記憶體結構通常係使光學輻射難以穿透至底部層之高縱橫比三維結構。利用紅外線至可見光之光學計量工具可穿透諸多半透明材料層，但提供良好穿透深度之較長波長不提供對小異常現象之充足敏感度。另外，表徵複雜結構(例如，FinFET)所需之增加數目個參數導致增加之參數相關性。因此，通常無法可靠地將表徵目標之參數解耦。
在一項實例中，已採用較長波長(例如近紅外線)來嘗試克服利用多晶矽作為堆疊中之交替材料中之一者之3D快閃裝置之穿透問題。然而，3D快閃之鏡樣結構內在地致使光強度隨著照射傳播至膜堆疊中更深處而減小。此在深處導致敏感度損失及相關性問題。在此情景中，SCD僅能夠以高敏感度及低相關性成功地提取一精簡計量尺寸集。
在另一實例中，在現代半導體結構中愈來愈多地採用不透明高k材料。光學輻射通常不能穿透由此等材料構造之層。因此，藉助薄膜散射量測工具(諸如橢圓偏光計或反射計)之量測變得愈來愈有挑戰性。
回應於此等挑戰，已開發較複雜光學計量工具。舉例而言，已開發具有多個照射角度、較短照射波長、較寬照射波長範圍及自經反射信號之較完整資訊獲取(例如，除較習用反射率或橢圓偏光信號之外亦量測多個米勒(Mueller)矩陣元素)之工具。另外，諸如透射小角度x射線散射量測(T-SAXS)系統之X射線散射量測系統有希望解決具挑戰性量測應用。此等基於X射線之散射量測系統亦以大照射角度範圍、寬照射波長範圍等為特徵。儘管當前技術水平光學及X射線散射量測系統達成具挑戰 性量測應用，但適時量測配方產生已作為一限制效能問題而出現。
量測配方最佳化係散射量測之一關鍵態樣。一量測配方識別經採用以估計一所關注結構參數(例如，臨界尺寸、膜厚度、材料組合物等)之量測系統設定(例如，特定波長、入射角等)集。理想地，一量測配方應包含估計一所關注參數所需要之最小數目個不同量測以最大化量測吞吐量。現代散射量測工具提供寬廣範圍之量測系統參數(例如，入射角、波長等)。此使配方產生複雜化，此乃因如此多不同量測系統參數值係可用的。此外，用以執行有用量測之時間有限。因此，針對一特定量測應用產生一量測配方所需要之時間係關鍵的。
用以產生一量測配方之時間對於針對每一量測需要相當長之時間週期之量測技術係尤其關鍵的。舉例而言，某些T-SAXS量測遭受低亮度及低散射剖面之影響。因此，此等量測具有長獲取時間。在某些實例中，與一T-SAXS量測相關聯之量測模型係複雜的且需要一長計算時間來對該模型求解。
當前，量測配方產生藉由以下操作而開始：識別與一特定量測應用相關聯之相當大數目個不同量測；執行所有該等量測；及然後產生一經改良量測配方。舉例而言，識別各自具有不同系統設定(亦即，不同系統參數值)之量測之一相當大集。然後以不同規定計量系統設定中之每一者執行一或多個結構之量測。收集且分析與所有該等量測相關聯之量測資料以產生一經改良量測配方(亦即，一量測子集或不同量測集)。
反覆地應用此方法以達成一令人滿意之量測配方。在每一反覆時，將新量測集施加至另一批晶圓。若一給定量測配方係不足夠的，則將經改良量測配方施加至下一批晶圓。因此，程序移位可在計量系統提 供值之前觸發長週期(例如，數周)之反覆配方最佳化。對於較緩慢工具(例如，缺乏光子之工具)，用於配方最佳化之此方法產生不可接受延遲。
在某些實例中，模擬與一特定量測應用相關聯之相當大數目個不同量測且基於量測效能與獲取時間之間的一折衷而產生一量測配方。在第15/362,741號美國專利申請案中闡述實施在效能與獲取時間之間的自動折衷之實例，該美國專利申請案之內容以其全文引用方式併入本文中。
由於愈來愈小之解析度要求、多參數相關、愈來愈複雜之幾何結構(包含高縱橫比結構)及不透明材料之愈來愈多之使用，未來計量應用針對計量提出挑戰。經改良基於散射量測之量測系統正在出現，但量測配方產生限制總體量測效能，尤其對於缺乏光子之量測系統。因此，期望用於經改良量測配方產生之方法及系統。
在本文中闡述用於經改良量測配方產生之方法及系統，該經改良量測配方產生用以闡述用以表徵半導體結構之尺寸及材料性質之一量測序列。一計量工具包含一寬量測選項陣列。量測效能針對每一量測選項及量測應用而變化。一經改良量測配方識別增加晶圓吞吐量同時滿足量測不確定性要求之一最小量測選項集。
在一項態樣中，迅速地產生一量測配方以藉由在執行由先前量測配方定義之量測佇列之前在收集量測資料時重複地更新該量測配方而達成一半導體結構之一高效量測。基於新獲取之量測資料而重複地更新該量測配方直至達成一所要量測不確定性或達到最大所允許量測時間為止。
一般而言，不是收集與一整個經預程式化量測配方相關聯之資料，而是採用自初始量測收集之量測資料來更新該量測配方從而以最少額外資料收集來確認量測。
一般不採用初始量測資料來提供對一半導體結構之幾何結構之一最後估計，而是採用初始量測資料來創建一經更新量測配方。該經更新量測配方可確認初始所估計參數值或強調初始量測資料係一離群值且需要額外量測。
在某些實施例中，控制量測配方最佳化以使量測穩健性及量測時間折衷。此在離群值及程序偏差之情形中達成彈性。
在某些實施例中，控制量測配方最佳化以使量測不確定性及量測吞吐量折衷。
在某些實施例中，控制量測配方最佳化以最小化量測不確定性、量測時間、移動時間及目標劑量之任一組合。在此等實施例中之某些實施例中，控制量測配方最佳化以針對一收集序列最小化量測時間與移動時間之總和。
在某些實施例中，估計一經更新量測配方所需要之計算比收集一量測資料所花費之時間長。在此等實施例中，在收集量測資料之同時更新一量測配方。
在某些實施例中，僅在一經更新量測配方可用時更新用於每一量測位點之一量測佇列。在某些實施例中，針對一個量測位點更新一量測配方，而在另一量測位點處收集資料。
在某些實施例中，將目標劑量視為量測配方最佳化之一部分。存在其中延長曝光在處理結束時影響量測或裝置效能之諸多量測情 景。在此等實例中，將遞送至計量目標之總體能量劑量視為量測配方最佳化之一部分。
一般而言，反覆地更新一量測配方直至最後量測滿足所要求位準之不確定性或者量測所允許之最大時間到期為止。
可對任一數目個不同計量系統(諸如但不限於x射線透射工具、x射線反射工具、紅外線透射工具等)執行如本文中所闡述之量測配方最佳化。
在一額外態樣中，基於一所量測零級射束而控制計量系統之量測品質及效能。在某些實例中，提供上文中所闡述之量測品質及效能之估計作為至一反饋控制器之輸入。該反饋控制器傳遞控制命令，該等控制命令引起計量系統之一或多個元件之狀態改變，此改良量測系統品質及效能。
在某些實例中，將該等控制命令提供至照射源。作為回應，該照射源之電狀態經調整以改變所掃描光點大小及形狀、照射功率、光點偏移、入射角等。
在某些實例中，將該等控制命令提供至控制計量系統之一或多個光學元件之位置之一或多個定位裝置。作為回應，該一或多個定位裝置改變一或多個光學元件之一位置/定向以調整入射角、照射源與照射光學器件之間的焦距、射束定位、射束光點在光學器件上之位置從而最小化表面粗糙度等之效應。
在一額外態樣中，在提供充足解析度及穿透深度以貫穿其整個深度表徵高縱橫比結構之一入射角範圍內執行x射線散射量測。
前述內容係一發明內容且因此必須含有細節之簡化、概述 及省略；因此，熟習此項技術者將瞭解，發明內容僅為說明性的且不以任何方式為限制性的。在本文中所陳述之非限制性實施方式中，本文中所闡述之裝置及/或程序之其他態樣、發明性特徵及優點將變得顯而易見。
100:計量系統/計量工具/系統
101:樣品/晶圓
102:檢驗區
110:x射線照射源/x射線照射系統/x射線源
112:液態金屬收集器/收集器
113:電子束源
114:電子光學器件
115:x射線光學器件/照射光學器件
116:x射線偵測器/偵測器
117:x射線照射射束/x射線射束/入射x射線射束/照射射束/入射照射射束
118:電子流
119:液態金屬噴流
125:x射線輻射/經散射x射線/經散射x射線輻射
126:輸出信號/信號/所量測資料/所量測x射線散射量測信號/x射線散射量測資料/量測資料
130:運算系統/單電腦系統/多電腦系統/電腦系統
131:處理器
132:記憶體
133:匯流排
134:程式指令
136:命令信號
137:命令信號
140:樣品定位系統/晶圓定位系統
141:邊緣夾持卡盤
142:旋轉致動器
143:周邊框架
144:線性致動器
145:運動控制器
146:座標系
150:模型構建與分析引擎
151:結構模型構建模組
152:結構模型
153:x射線散射量測回應函數構建模組
155:x射線散射量測回應函數模型/x射線散射量測回應模型
157:擬合分析模組
160:真空室
161:真空窗
162:真空環境
163:真空室
164:真空窗
165:真空環境
170:溝渠結構/結構/樣品參數值
171:影像
172:影像
173:影像
174:影像
176:溝渠結構/結構
177:影像
178:影像
179:影像
180:影像/記憶體
182:繪製線
183A:元件符號/量測
183B:元件符號/量測
183C:元件符號/量測
183D:元件符號/量測
183E:元件符號/量測
183F:元件符號/量測
184A:元件符號
184B:元件符號
184C:元件符號
184D:元件符號
184E:元件符號
184F:元件符號
190:典型三維快閃記憶體裝置/記憶體裝置
200:計量系統/計量工具
300:方法
301:方塊
302:方塊
303:方塊
304:方塊
305:方塊
306:方塊
θ:角度
Φ:角度
圖1係圖解說明經組態以根據本文中所闡述之方法量測一樣品之特性之一計量系統100之一圖式。
圖2係圖解說明經組態以根據本文中所呈現之方法量測一樣品之特性之在另一實施例中之一計量系統200之一圖式。
圖3繪示以由角度Φ及θ闡述之一特定定向入射於晶圓101上之x射線照射射束117。
圖4繪示圖解說明如本文中所闡述之量測配方最佳化之一例示性方法300之一流程圖。
圖5係圖解說明經組態以根據本文中所闡述之方法基於x射線散射量測資料而解析樣品參數值之一模型構建與分析引擎150之一圖式。
圖6係圖解說明由一透射小角度X射線散射(T-SAXS)工具(諸如計量系統100)量測之一溝渠結構之一圖式。
圖7A至圖7D繪示由計量系統100自圖6中所繪示之溝渠結構在四個不同入射角處量測之散射級之影像。
圖8係圖解說明由一透射小角度X射線散射(T-SAXS)工具(諸如計量系統100)量測之一溝渠結構之另一例項之一圖式。
圖9A至圖9D繪示由計量系統100自圖8中所繪示之溝渠結構在四個不同入射角處量測之散射級之影像。
圖10繪示與臨界尺寸(CD)值之初始估計隨一晶圓上之位點位置而變對應之一繪製線。
圖11A至圖11C分別繪示以本文中所闡述之方式經受量測之一典型3D快閃記憶體裝置190之一等距視圖、一俯視圖及一剖視圖。
圖12係圖解說明含納於與樣品101分開之真空環境中之計量系統100及200之元件之一圖式。
相關申請案之交叉參考
本專利申請案依據35 U.S.C.§119主張2018年3月20日提出申請之第62/645,721號美國臨時專利申請案之優先權，該美國臨時專利申請案之標的物以其全文引用方式併入本文中。本專利申請案係關於2017年1月30日提出申請之第15/419,130號美國專利申請案，該美國專利申請案之標的物以其全文引用方式併入本文中。
現在將詳細參考背景技術實例及本發明之某些實施例，本發明之實例圖解說明於附圖中。
在本文中闡述用於經改良量測配方產生之方法及系統，該經改良量測配方產生用以表徵半導體結構之尺寸及材料性質。一計量工具包含一寬量測選項陣列。量測效能針對每一量測選項及量測應用而變化。一經改良量測配方識別增加晶圓吞吐量同時滿足量測不確定性要求之一最小量測選項集。
採用計量系統及技術來量測與不同半導體製作程序相關聯之結構及材料特性。在某些實例中，針對高縱橫比半導體結構之臨界尺寸、厚度、疊對及材料性質之x射線散射量測而採用經最佳化量測配方， 該等高縱橫比半導體結構包含但不限於自旋轉矩隨機存取記憶體(STT-RAM)、三維NAND記憶體(3D-NAND)或垂直NAND記憶體(V-NAND)、動態隨機存取記憶體(DRAM)、三維快閃記憶體(3D快閃)、電阻式隨機存取記憶體(Re-RAM)及相變隨機存取記憶體(PC-RAM)。
在可用量測系統設定(例如，入射角、射束髮散度、波長等)之完整範圍內執行一半導體結構之一理想化量測。在相當長曝光時間內收集且分析與以可用量測系統設定之每一組合對一半導體結構之量測相關聯之資料以達成表徵受量測之該結構之一所關注參數之一所估計值。此一理想化量測對於現代散射量測工具係不實際的。在整個量測選項寬度內執行一計量目標之量測所需要之時間不切實際地長。此外，執行此一詳盡量測集所需要之光子劑量將威脅受量測之結構之完整性。
半導體結構之一高效量測提供以所要求位準之量測不確定性及量測穩健性估計一所關注參數之一值所需要之最小信號資訊集。
在一項態樣中，迅速地產生一量測配方以藉由在執行由先前量測配方定義之量測佇列之前在收集量測資料時重複地更新該量測配方而達成一半導體結構之一高效量測。基於新獲取之量測資料而重複地更新該量測配方直至達成一所要量測不確定性或達到最大所允許量測時間為止。
圖1圖解說明用於根據本文中所呈現之例示性方法量測一樣品之特性之一計量工具100之一實施例。如圖1中所展示，系統100可用於在安置於一樣品定位系統140上之一樣品101之一檢驗區102內執行x射線散射量測。在某些實施例中，檢驗區102具有八十微米或小於八十微米之一光點大小。在某些實施例中，檢驗區102具有五十微米或小於五十微 米之一光點大小。在某些實施例中，檢驗區102具有四十微米或小於四十微米之一光點大小。
在所繪示實施例中，計量工具100包含經組態以產生適合用於x射線散射量測之x射線輻射之一x射線照射源110。在某些實施例中，x射線照射系統110經組態以產生介於0.01奈米與1奈米之間的波長。X射線照射源110產生入射於樣品101之檢驗區102上之一x射線射束117。
一般而言，可預計能夠以足以達成高吞吐量直列計量之通量位準產生高亮度x射線之任何適合高亮度x射線照射源以供應用於x射線散射量測之x射線照射。在某些實施例中，一x射線源包含使得x射線源能夠遞送處於不同可選擇波長之x射線輻射之一可調諧單色儀。
在某些實施例中，採用發射具有大於15keV之光子能量之輻射之一或多個x射線源來確保x射線源以允許穿過整個裝置以及晶圓基板之充足透射之波長來供應光。藉由非限制性實例之方式，可採用一粒子加速器源、一液態陽極源、一旋轉陽極源、一固定固態陽極源、一微焦源、一微焦旋轉陽極源及一逆康普頓(Compton)源中之任一者作為x射線源110。在一項實例中，可預計可自Lyncean Technologies公司(帕洛阿爾托，加利福尼亞州(美國))購得之一逆康普頓源。逆康普頓源具有能夠在一光子能量範圍內產生x射線藉此使得x射線源能夠遞送處於不同可選擇波長之x射線輻射之一額外優點。
例示性x射線源包含經組態以轟擊固態或液態目標以刺激x射線輻射之電子束源。圖2繪示用於根據本文中所呈現之例示性方法量測一樣品之特性之一計量工具200。計量工具100與200之相同編號之元件係類似的。然而，在圖2中所繪示之實施例中，x射線照射源110係一基於液 態金屬之x射線照射系統。一液態金屬噴流119自一液態金屬容器111產生且經收集在一液態金屬收集器112中。一液態金屬循環系統(未展示)使由收集器112收集之液態金屬返回至液態金屬容器111。液態金屬噴流119包含一或多個元素。藉由非限制性實例之方式，液態金屬噴流119包含鋁、鎵、銦、錫、鉈及鉍中之任一者。以此方式，液態金屬噴流119產生與其構成元素對應之x射線。在一項實施例中，液態金屬噴流包含一鎵及銦合金。在某些實施例中，x射線照射系統110經組態以產生介於0.01奈米與1奈米之間的波長。一電子束源113(例如，電子槍)產生由電子光學器件114引導至液態金屬噴流119之一電子流118。適合電子光學器件114包含用於聚焦電子束且將該束引導於液態金屬噴流處之電磁鐵、永久磁鐵或電磁鐵與永久磁鐵之一組合。液態金屬噴流119與電子流118之並存產生入射於樣品101之檢驗區102上之一x射線射束117。
在至KLA-Tencor公司之2011年4月19日發佈之第7,929,667號美國專利中闡述用於產生高亮度液態金屬x射線照射之方法及系統，該美國專利之全文以引用方式併入本文中。
在一項實施例中，入射x射線射束117處於24.2keV之銦kα線。使用用於x射線散射量測之多層x射線光學器件將該x射線射束縮小準直為小於一毫弧度發散度。
在某些實施例中，在不使用位於x射線源與受量測之樣品之間的一螢幕之情況下達成本文中所闡述之x射線散射量測。在此等實施例中，入射射束在入射角度、多個波長或兩者之一組合之一範圍內之所量測強度提供充足資訊以解析所量測結構之一所要材料性質(例如，複折射率、電子密度或吸收率)之一分佈圖譜(亦即，影像)。然而，在某些其他 實例中，將一針孔或另一孔隙定位於一原本不透明螢幕(位於x射線源與受量測之樣品之間)上以改良x射線射束之準直。針對孔隙之數個位置量測繞射圖案之強度。在某些其他實施例中，使用具有一假隨機孔隙圖案之一螢幕，且針對多個螢幕量測繞射圖案。亦可預計此等方法以提供額外資訊以解析所量測結構之所要材料性質之三維分佈。
在某些實施例中，藉由兩個或兩個以上孔隙、狹縫或其一組合來控制入射x射線射束之輪廓。在一額外實施例中，孔隙、狹縫或兩者經組態以與樣品之定向協調地旋轉以針對每一入射角、方位角或兩者最佳化入射射束之輪廓。
如圖1中所繪示，x射線光學器件115將入射x射線射束117整形並引導至樣品101。在某些實例中，x射線光學器件115包含用以將入射於樣品101上之x射線射束單色化之一x射線單色儀。在一項實例中，採用一晶體單色儀(諸如一洛克斯利-坦納-博文(Loxley-Tanner-Bowen)單色儀)來將x射線輻射射束單色化。在某些實例中，x射線光學器件115使用多層x射線光學器件將x射線射束117準直或聚焦至樣品101之檢驗區102上為小於1毫弧度發散度。在某些實施例中，x射線光學器件115包含一或多個x射線準直鏡、x射線孔隙、x射線射束截捕器、折射x射線光學器件、繞射光學器件(諸如波帶片)、鏡面x射線光學器件(諸如掠入射橢球面鏡)、多毛細管光學器件(諸如空心毛細管x射線波導)、多層光學器件或系統或者其任一組合。在第2015/0110249號美國專利申請案中闡述額外細節，該美國專利申請案之內容以其全文引用方式併入本文中。
一般而言，照射光學器件系統之焦平面針對每一量測應用而最佳化。以此方式，系統100經組態以取決於量測應用而將焦平面定位 於樣品內之各種深度處。
X射線偵測器116收集自樣品101散射之x射線輻射125且根據一x射線散射量測模態產生指示對入射x射線輻射敏感的樣品101之性質之一輸出信號126。在某些實施例中，x射線偵測器116收集經散射x射線125，而樣品定位系統140將樣品101定位且定向以產生以角度方式解析之經散射x射線。
在某些實施例中，一x射線散射量測系統包含具有高動態範圍(例如，大於105)之一或多個光子計數偵測器以及在不具有破壞之情況下且在具有最少寄生反向散射之情況下吸收直射射束(亦即，零級射束)之厚的高度吸收性晶體基板。在某些實施例中，一單個光子計數偵測器偵測所偵測光子之位置及數目。
全射束x射線散射量測需要收集零級射束連同較高繞射級。零級射束比其他級強烈數個數量級。若零級射束未在偵測器之X射線敏感區段中經完全吸收，則其將散射且產生寄生信號。此等寄生信號之強度限制量測之動態範圍。舉例而言，若寄生信號係最大通量信號(亦即，零級信號)之10-4，則將污染與諸多較高級相關聯之信號。因此，關鍵的係，偵測器(例如，偵測器116)展現X射線至電子電洞對之高轉換效率及高X射線吸收以增加全射束計量之有效動態範圍。
適合用於全射束x射線散射量測之例示性偵測器材料包含碲化鎘(CdTe)、鍺(Ge)及砷化鎵(GaAs)晶體及其他晶體。在某些實施例中，偵測器材料經選擇以在與源能量對應之一窄能帶中提供高轉換效率。
在某些實施例中，偵測器材料之厚度經選擇以達成傳入X射線之所要吸收。在某些實施例中，使偵測器相對於傳入X射線射束(各種 繞射級)傾斜以增加X射線射束穿過偵測器材料之路徑長度，且因此增加總吸收量。
在某些實施例中，採用雙臨限值偵測器來改良SNR。
在某些實施例中，x射線偵測器解析一或多個x射線光子能量且針對每一x射線能量分量產生指示樣品之性質之信號。在某些實施例中，x射線偵測器116包含以下各項中之任一者：一CCD陣列、一微通道板、一光電二極體陣列、一微帶比例計數器、一以氣體填充之比例計數器、一閃爍器或一螢光材料。
以此方式，除像素位置及計數數目之外，亦按照能量來區分偵測器內之X射線光子相互作用。在某些實施例中，藉由比較X射線光子相互作用之能量與一預定上部臨限值及一預定下部臨限值而區分X射線光子相互作用。在一項實施例中，經由輸出信號126將此資訊傳遞至運算系統130以用於進一步處理及儲存。
在某些實施例中，使偵測器相對於傳入X射線進行掃描以緩解因入射零級射束而引起之損壞或過多充電。在此等實施例中之某些實施例中，使偵測器相對於傳入X射線連續地掃描以避免使零級射束停留在偵測器表面上之一特定位置上達一延長時間週期。在某些其他實施例中，使偵測器相對於傳入X射線週期性地移動以避免使零級射束停留在偵測器表面上之一特定位置上達一延長時間週期。在某些實施例中，掃描或週期性移動大致垂直於傳入X射線。在某些實施例中，該等移動係旋轉的(例如，使偵測器旋轉，使得偵測器表面上之一特定位置在空間中描繪出一圓圈)。在某些實施例中，該等移動係使零級射束之入射點移動至偵測器表面上之各種不同位置之平移移動之一組合。
在一額外態樣中，採用一x射線散射量測系統以基於一或多個所量測繞射級而判定一樣品之性質(例如，結構參數值)。如圖1中所繪示，計量工具100包含經採用以獲取由偵測器116產生之信號126且至少部分地基於該等所獲取信號而判定樣品之性質之一運算系統130。
在一x射線散射量測中，一結構(例如，一高縱橫比、垂直製造之結構)使一經準直X射線射束繞射成若干繞射級。每一繞射級在一特定可預測方向上行進。繞射級之角間隔與樣品之晶格常數除以波長成反比。可由放置於與晶圓相距某一距離處之一偵測器陣列偵測繞射級。偵測器之每一像素輸出指示命中該像素之光子之數目之一信號。
繞射級之強度係為形式I(m,n,θ,Φ,λ)，其中{m,n}係繞射級之整數指數，{θ,Φ}係入射射束之仰角及方位角(亦即，入射主射線相對於固定至晶圓之一座標系之極座標)，且λ係入射X射線之波長。
數個雜訊源在其離開照射且朝向樣品傳播時擾亂照射光。例示性擾動包含電子束電流波動、溫度引發之光學漂移等。經擾亂入射通量表示為F0(1+n1)。
目標使入射輻射以取決於入射射束之方位角及仰角之一方式散射。光散射成若干級(m,n)之效率可定義為Smn(θ,Φ)。當所繞射光自樣品傳播至偵測器時，射束在具有某一變化(1+n2)及寄生雜訊(n3)之情況下穿過類似地影響所有級之其他散射媒體。以此方式，在一時間t中所量測之每一級之總強度Imn可由方程式(1)表達。
Figure 108109225-A0305-02-0018-10
在某些實施例中，期望在由圍繞圖1中所繪示之座標系146所指示之x軸及y軸之旋轉闡述之不同定向處執行量測。此藉由擴展可用於 分析之資料集之數目及多樣性以包含各種大角度平面外定向而增加所量測參數之精確度及準確度且降低參數當中之相關性。量測具有一較深、較多樣資料集之樣品參數亦降低參數當中之相關性且改良量測準確度。舉例而言，在一法向定向中，x射線散射量測能夠解析一特徵之臨界尺寸，但在很大程度上對一特徵之側壁角度及高度不敏感。然而，藉由在一寬廣平面外角度位置範圍內收集量測資料，可解析一特徵之側壁角度及高度。
如圖1中所圖解說明，計量工具100包含經組態以在相對於散射計之一大平面外角度定向範圍內做出將樣品101對準及將樣品101定向兩個操作之一樣品定位系統140。換言之，樣品定位系統140經組態以使樣品101圍繞與樣品101之表面平面內對準之一或多個旋轉軸在一大角度範圍內旋轉。在某些實施例中，樣品定位系統140經組態以使樣品101圍繞與樣品101之表面平面內對準之一或多個旋轉軸在至少90度之一範圍內旋轉。在某些實施例中，樣品定位系統經組態以使樣品101圍繞與樣品101之表面平面內對準之一或多個旋轉軸在至少120度之一範圍內旋轉。在某些其他實施例中，樣品定位系統經組態以使樣品101圍繞與樣品101之表面平面內對準之一或多個旋轉軸在至少1度之一範圍內旋轉。以此方式，由計量系統100收集在樣品101之表面上之任一數目個位置內對樣品101之經角度解析量測。在一項實例中，運算系統130將指示樣品101之所要位置之命令信號傳遞至樣品定位系統140之運動控制器145。作為回應，運動控制器145產生至樣品定位系統140之各種致動器之命令信號以達成樣品101之所要定位。
藉由非限制性實例之方式，如圖1中所圖解說明，樣品定位系統140包含用以將樣品101牢固地附接至樣品定位系統140之一邊緣夾 持卡盤141。一旋轉致動器142經組態以使邊緣夾持卡盤141及所附接樣品101相對於一周邊框架143旋轉。在所繪示實施例中，旋轉致動器142經組態以使樣品101圍繞圖1中所圖解說明之座標系146之x軸旋轉。如圖1中所繪示，樣品101圍繞z軸之一旋轉係樣品101之一平面內旋轉。圍繞x軸及y軸(未展示)之旋轉係使樣品之表面相對於計量系統100之計量元件有效地傾斜的樣品101之平面外旋轉。雖然未圖解說明，但一第二旋轉致動器經組態以使樣品101圍繞y軸旋轉。一線性致動器144經組態以使周邊框架143在x方向上平移。另一線性致動器(未展示)經組態以使周邊框架143在y方向上平移。以此方式，樣品101之表面上之每一位置皆可用於在一平面外角度位置範圍內之量測。舉例而言，在一項實施例中，在相對於樣品101之法向定向之-45度至+45度之一範圍內跨過數個角度增量量測樣品101之一位置。
一般而言，樣品定位系統140可包含用以達成所要線性及角度定位效能之機械元件之任何適合組合，包含(但不限於)測角置物台、六腳置物台、有角度置物台及線性置物台。
如本文中所闡述，以照射x射線射束相對於半導體晶圓之表面法線之多個定向執行x射線散射量測。藉由晶圓101相對於x射線照射射束之任何兩個角旋轉來闡述每一定向，或反之亦然。在一項實例中，可關於固定至晶圓之一座標系闡述定向。圖3繪示以由角度Φ及θ闡述之一特定定向入射於晶圓101上之x射線照射射束117。座標框架XYZ固定至計量系統且座標框架X’Y’Z’固定至晶圓101。Z與法向於晶圓101之表面之一軸線對準。X及Y在與晶圓101之表面對準之一平面中。類似地，Z’與法向於晶圓101之表面之一軸線對準，且X’及Y’在與晶圓101之表面對準之一平 面中。如圖3中所繪示，x射線照射射束117位於X’Z’平面內。角度Φ闡述x射線照射射束117在X’Z’平面中相對於晶圓之表面法線之定向。此外，角度θ闡述X’Z’平面相對於XZ平面之定向。總之，θ及Φ唯一地定義x射線照射射束117相對於晶圓101之表面之定向。在此實例中，x射線照射射束相對於晶圓101之表面之定向藉由圍繞法向於晶圓101之表面之一軸線(亦即，Z軸)之一旋轉及圍繞與晶圓101之表面對準之一軸線(亦即，Y’軸)之一旋轉來闡述。在某些其他實例中，x射線照射射束相對於晶圓101之表面之定向藉由圍繞與晶圓101之表面對準之一第一軸線及與晶圓101之表面對準且垂直於該第一軸線之另一軸線(如參考圖1所闡述)之一旋轉來闡述。
圖4圖解說明適合用於藉由本發明之計量系統100及200來實施之一方法300。在一項態樣中，應認識到，可經由運算系統130之一或多個處理器所執行之一預程式化演算法實施方法300之資料處理方塊。儘管在計量系統100及200之內容脈絡中呈現以下說明，但在本文中應認識到，計量系統100及200之特定結構態樣不表示限制且應僅解釋為說明性的。
在方塊301中，估計表徵安置於一或多個量測位點處之一半導體結構之一所關注參數之一初始值。在某些實施例中，使用諸如基於模型之迴歸、疊層成像、斷層成像、一或多個機器學習模型或其一組合之一反解技術基於可用量測資料而估計一所關注參數(例如，臨界尺寸、側壁角度、高度、疊對等)之一值。
在方塊302中，在該一或多個量測位點中之每一者處判定一計量系統對該半導體結構之一初始量測序列。該初始量測序列中之每一 量測由定義該計量系統之一組態之一或多個計量系統參數之一不同值表徵。換言之，量測系統組態(例如，入射角、發散度、方位角、射束能量、積分時間等)針對該初始量測序列中之每一量測係不同的。
在某些實例中，該初始量測序列部分地基於所關注參數之初始值。在某些實例中，採用諸如一級估計、蒙特卡羅(Monte-Carlo)模擬等之一模擬技術來識別以相對低量測不確定性量測所關注參數之一量測系統組態序列。在一額外態樣中，藉由每一量測組態降低量測不確定性之能力來將該量測系統組態序列排序。以此方式，該量測序列係以具有最小預期量測不確定性之一量測開始且以具有愈來愈大之預期量測不確定性之量測來繼續的不同量測之一經排序佇列。
在某些實施例中，藉由電磁模擬、過去量測、模擬或參考量測所產生之一庫等來預測量測信號。評估與根據一特定量測系統設定集(亦即，一特定量測)在所估計值下量測所關注參數相關聯之量測不確定性。重複此以達成具有相對低量測不確定性的所關注參數之一量測序列。使用窮舉搜尋、模擬退火、L1範數迴歸、遺傳搜尋、經訓練模型等來搜尋可能量測組態。經訓練模型係基於依據先前所列出方法、合成訓練集或實際結果而做出之決策。
在一項實例中，將藉由一透射小角度x射線散射量測(T-SAXS)計量系統來量測一結構。在此實例中，預期節距影響對節距量測具有最高敏感度之照射射束髮散度之選擇。另外，結構之週期性影響對結構之深度具有最高敏感度之照射角度之選擇。以此方式，量測結果之預期導引量測策略。
在方塊303中，在該一或多個量測位點中之每一者處根據 與該一或多個量測位點中之每一者相關聯之該初始量測序列之一子集中之每一者照射半導體結構。
在方塊304中，在該一或多個量測位點中之每一者處回應於該照射而偵測與該初始量測序列之該子集中之該等量測相關聯之一第一量之量測資料。
在方塊305中，在該一或多個量測位點中之每一者處基於與該一或多個量測位點中之每一者相關聯之該第一量之量測資料而估計表徵該半導體結構之該所關注參數之一第一經更新值。
在某些實例中，基於x射線散射量測之計量涉及藉由以所量測資料對一預定量測模型之反解而判定樣本之尺寸。該量測模型包含幾個(大約十個)可調整參數且表示樣品之幾何結構及光學性質以及量測系統之光學性質。反解方法包含但不限於基於模型之迴歸、斷層掃描、機器學習或其任一組合。以此方式，藉由對一參數化量測模型之值求解來估計目標輪廓參數，該等值最小化所量測經散射x射線強度與經模型化結果之間的誤差。
在一額外態樣中，運算系統130經組態以產生一樣品之一所量測結構之一結構模型(例如，幾何模型、材料模型或經組合幾何與材料模型)，產生包含來自該結構模型之至少一個幾何參數之一x射線散射量測回應模型，且藉由執行x射線散射量測資料與x射線散射量測回應模型之一擬合分析而解析至少一個樣品參數值。使用分析引擎來比較所模擬x射線散射量測信號與所量測資料，藉此允許判定樣本之幾何以及材料性質(諸如電子密度)。在圖1中所繪示之實施例中，運算系統130經組態為經組態以實施如本文中所闡述之模型構建與分析功能性之一模型構建與分析引 擎。
圖5係圖解說明由運算系統130實施之一例示性模型構建與分析引擎150之一圖式。如圖5中所繪示，模型構建與分析引擎150包含產生一樣品之一所量測結構之一結構模型152之一結構模型構建模組151。在某些實施例中，結構模型152亦包含樣品之材料性質。接收結構模型152作為至x射線散射量測回應函數構建模組153之輸入。x射線散射量測回應函數構建模組153至少部分地基於結構模型152而產生一x射線散射量測回應函數模型155。在某些實例中，x射線散射量測回應函數模型155基於x射線形式因子，
Figure 108109225-A0305-02-0024-1
其中F係形式因子，q係散射向量，且ρ(r)係球面座標中的樣品之電子密度。然後，x射線散射強度由以下方程式給出
Figure 108109225-A0305-02-0024-2
接收x射線散射量測回應函數模型155作為至擬合分析模組157之輸入。擬合分析模組157比較經模型化x射線散射量測回應與對應所量測資料126以判定樣品之幾何以及材料性質。
在某些實例中，藉由最小化一卡方值而達成經模型化資料與實驗資料之擬合。舉例而言，針對x射線散射量測，可將一卡方值定義為
Figure 108109225-A0305-02-0024-3
其中
Figure 108109225-A0305-02-0024-6
係「通道」j中之所量測x射線散射量測信號126，其中指數j闡述一系統參數集，諸如繞射級、能量、角座標等。
Figure 108109225-A0305-02-0024-8
(v1 ,...,vL)係針對「通道」j之經模型化x射線散射量測信號Sj，針對一結構(目標)參數集v1 ,...,vL經評估，其中此等參數闡述幾何(CD、側壁 角度、疊對等)及材料(電子密度等)。σSAXS,j係與第j個通道相關聯之不確定因素。NSAXS係x射線計量中之通道之總數目。L係表徵計量目標之參數之數目。
方程式(4)假定與不同通道相關聯之不確定因素係不相關的。在其中與不同通道相關聯之不確定因素係相關之實例中，可計算該等不確定因素之間的一協方差。在此等實例中，可將x射線散射量測之一卡方值表達為
Figure 108109225-A0305-02-0025-4
其中VSAXS係SAXS通道不確定因素之協方差矩陣，且T表示移項。
在某些實例中，擬合分析模組157藉由對x射線散射量測資料126與x射線散射量測回應模型155執行一擬合分析而解析至少一個樣品參數值。在某些實例中，
Figure 108109225-A0305-02-0025-9
係最佳化的。
如上文中所闡述，藉由最小化卡方值而達成x射線散射量測資料之擬合。然而，一般而言，可藉由其他函數達成x射線散射量測資料之擬合。
x射線散射量測計量資料之擬合對於提供對所關注幾何及/或材料參數之敏感度之任一類型之x射線散射量測技術係有利的。樣品參數可係判定性的(例如，CD、SWA等)或統計的(例如，側壁粗糙度之rms高度、粗糙度相關長度等)，只要使用闡述與樣品之x射線散射量測射束相互作用之恰當模型即可。
一般而言，運算系統130經組態以採用即時臨界尺寸標注(RTCD)來即時存取模型參數，或其可存取預計算模型之庫以判定與樣品101相關聯之至少一個樣品參數值之一值。一般而言，可使用某種形式之CD引擎來評估一樣品之經指派CD參數與相關聯於所量測樣品之CD參數之間的差。在至KLA-Tencor公司之2010年11月2日發佈之美國專利第7,826,071號中闡述用於計算樣品參數值之例示性方法及系統，該美國專利之全文以引用方式併入本文中。
模型構建與分析引擎150藉由側饋分析、前饋分析及並行分析之任一組合而改良所量測參數之準確度。側饋分析係指採取關於同一樣品之不同區之多個資料集且將自第一資料集判定之共同參數傳遞至第二資料集上以供分析。前饋分析係指採取關於不同樣品之資料集且使用一逐步複製確切參數前饋方法將共同參數向前傳遞至後續分析。並行分析係指將一非線性擬合方法並行或同時應用於多個資料集，其中在擬合期間耦合至少一個共同參數。
多重工具與結構分析係指基於回歸、一查找表(亦即，「庫」匹配)或多個資料集之另一擬合程序而進行之一前饋、側饋或並行分析。在至KLA-Tencor公司之於2009年1月13日發佈之第7,478,019號美國專利中闡述用於多重工具與結構分析之例示性方法及系統，該美國專利以其全文引用方式併入本文中。
在方塊306中，在一或多個量測位點中之每一者處判定該計量系統對該半導體結構之一第一經更新量測序列。該經更新量測序列中之每一量測由一或多個計量系統參數之一不同值表徵。
在某些實例中，一計量系統對半導體結構之一量測序列包 含一或多個不同目標參數(例如，MCD、BCD、OVL、SWA等)之量測。以此方式，量測配方之最佳化包含對與一特定半導體結構相關聯之一或多個目標參數之一選擇，該一或多個目標參數提供所關注參數(例如，CD)之一較佳估計。
在某些實例中，計量系統對半導體結構之一量測序列包含與半導體結構相關聯之不同目標(例如，同一晶粒中之不同目標)之量測。以此方式，量測配方之最佳化包含對與一特定半導體結構相關聯之一或多個目標之一選擇，該一或多個目標提供所關注參數(例如，疊對)之一較佳估計。
在某些實例中，經更新量測序列包含一不同照射角度(例如，入射角及方位角)集、不同偵測器解析度、不同曝光時間、不同目標大小、不同源大小、不同所收集能量或其任一組合。
圖6繪示將由一透射小角度X射線散射(T-SAXS)工具(諸如計量系統100)量測之一溝渠結構170。圖8繪示將由一透射小角度X射線散射(T-SAXS)工具(諸如計量系統100)量測之一溝渠結構176之另一例項。
圖7A至圖7D繪示由計量系統100在四個不同入射角處量測之散射級之影像。圖7A繪示在零度之一入射角處(亦即，法向於晶圓之表面)量測之散射級之影像171。圖7B繪示在+1度之一入射角處量測之散射級之影像172。圖7C繪示在-1度之一入射角處量測之散射級之影像173。圖7D繪示在-2度之一入射角處量測之散射級之影像174。
圖9A至圖9D繪示由計量系統100在四個不同入射角處量測之散射級之影像。圖9A繪示在零度之一入射角處(亦即，法向於晶圓之表面)量測之散射級之影像177。圖9B繪示在+1度之一入射角處量測之散射 級之影像178。圖9C繪示在-1度之一入射角處量測之散射級之影像179。圖9D繪示在-2度之一入射角處量測之散射級之影像180。
如圖7A至圖7D及圖9A至圖9D中所圖解說明，在每一影像之中心中之明亮光點與零級射束相關聯。可以諸多方式提取每一級之強度。在某些實施例中，繞射級在偵測器處空間上分開。在此等實施例中，由偵測器陣列個別地偵測繞射級，且組合與同一繞射級相關聯之像素之輸出(亦即，使其相加)。以此方式，藉由累積與每一特定繞射級相關聯之像素之光子計數而區分所偵測繞射級。更可能在量測相對小節距特徵時或在以具有一相對小發散度之一射束量測時發生此情景。
在某些其他實施例中，繞射級在偵測器處空間上重疊且像素輸出無法僅僅經組合以判定與一特定繞射級相關聯之強度。在此等實施例中，採用一量測模型來將繞射級解卷積以區分每一所偵測繞射級之所量測強度。更可能在量測相當大節距特徵時或在以具有一相當大發散度之一射束量測時發生此情景。
預期溝渠結構170及176之壁係筆直的且在一程序窗內法向於晶圓之表面而定向。在結構之頂部(其中非常高反差邊緣產生一強散射信號)處之TSAXS量測係用以評定傾斜之適合量測。若溝渠係傾斜的，則頂部處之角度產生相對弱信號。因此，在所估計傾斜角度附近執行之量測達成一快速量測。
理想地，所知曉之在一穩定程序中可能之角度範圍先驗地達成一高效量測配方之產生。不幸地，諸多程序並非充分穩定的且基於一穩定程序之假定而合成之任何量測配方高度易於發生關於離群值之不良量測效能。因此，在實務上，基於穩定程序之假定之量測配方產生係有問題 的，尤其鑒於離群值之有效偵測對於穩健程序控制係關鍵的之事實。
在一項實例中，在程序窗內及程序窗外在一入射角範圍內執行結構170及176之TSAXS量測以擷取離群值。舉例而言，包含影像171至174及177至180之量測之一量測配方確認結構170之零傾斜及結構176之-1度之一傾斜。然而，每一結構之傾斜量測需要四個影像之量測。儘管此量測配方係穩健的，但其需要過多數目個量測。對於耗時量測，此方法係不實際的。
在習用量測配方最佳化之一實例中，在比一全程序窗小之一預期程序窗內在一入射角範圍內執行結構170及176之TSAXS量測。在一項實例中，一量測配方包含+/-1度之傾斜角度。在此實例中，每一結構之傾斜量測需要三個影像(亦即，影像171至173及177至179)。此方法之風險係錯過離群值(例如，-2度之一傾斜角度)，尤其在預期程序窗經選擇為過小之情況下。相反地，若預期程序窗經選擇為大的以改良量測穩健性，則資料收集量增加。此增加量測配方實施起來變得不實際之風險。
如本文中所闡述，基於自一量測子集收集之量測資料而更新一量測配方會改良量測穩健性同時減少所需要資料收集量。
在圖6中所繪示之實例中，在如圖7A中所繪示之零入射角處執行一量測。圖7A中所繪示之所量測影像指示溝渠與入射角對準(亦即，法向於晶圓之表面)。更新量測配方以添加一額外量測從而確認結構170並非傾斜的之估計。為確認結構170並非傾斜的，在如圖7B中所繪示之+1度處執行一第二量測。在圖8中所繪示之實例中，在如圖9A中所繪示之零入射角處執行一量測。圖9A中所繪示之所量測影像指示溝渠不與入射角對準(亦即，法向於晶圓之表面)。此外，所量測繞射圖案指示傾斜角 度T係-1度。更新量測配方以添加一額外量測從而確認結構176傾斜-1度之估計。為確認結構176傾斜-1度，在如圖9C中所繪示之-1度處執行一第二量測。所量測繞射圖案確認傾斜角度係-1度。在此等實例中，以兩個量測而非三個或四個量測執行一穩健量測。
一般而言，不是收集與一整個經預程式化量測配方相關聯之資料，而是採用自初始量測收集之量測資料來更新該量測配方從而以最少額外資料收集來確認量測。應注意，一般不採用初始量測資料來提供對一半導體結構之幾何結構之一最後估計，而是採用初始量測資料來創建一經更新量測配方。經更新量測配方可確認初始所估計參數值或強調初始量測資料係一離群值且需要額外量測。
在圖8中所繪示之實例中，初始量測判定結構176可能係一傾斜結構，且更新量測佇列以確認此估計。無論是確認還是否定，下一收集精細化估計且通常減少一固定量測不確定性所需要之獲取時間。
如本文中所闡述，採用關於一預期晶圓計量結果之初始資訊來產生一初始量測配方。在收集初始量測資料時，更新量測配方。
圖10繪示與臨界尺寸(CD)值之初始估計隨位點位置而變對應之一繪製線182。基於受量測之晶圓之一已知形狀而估計繪製線182。以此方式，已知晶圓趨勢可用於輔助不同量測位點處之CD值之估計。產生一初始量測配方且在六個量測位點處執行量測。結果由元件符號183A至183F來指示。如圖10中所指示，量測183A、183D、183E及183F接近於由繪製線182指示之預期值。在圖10中用一圓點來標記此等量測。將此等量測視為受信任量測且在產生一經更新量測配方時充分地考量該等量測。相反地，量測183B及183C距由繪製線182指示之預期值相當遠。在 圖10中用一「X」標記此等量測。在產生一經更新量測配方時將此等量測撤銷加權。產生一經更新量測配方且在相同六個量測位點處執行量測。結果由元件符號184A至184F指示。此等量測一般較靠近於由繪製線182指示之預期值。在初始CD量測中，雜訊可將量測之低敏感度態樣驅動至不正確值。然而，關於跨越一晶圓之諸多量測，系統化趨勢通常變得明顯。估計經精細化且提供一更穩健且高效量測配方。
在某些實施例中，控制量測配方最佳化以使量測穩健性及量測時間折衷。此在離群值及程序偏差之情形中達成彈性。
在某些實施例中，控制量測配方最佳化以使量測不確定性及量測吞吐量折衷。
在某些實施例中，控制量測配方最佳化以最小化量測不確定性、量測時間、移動時間及目標劑量之任一組合。在此等實施例中之某些實施例中，控制量測配方最佳化以針對一收集序列最小化量測時間與移動時間之總和。舉例而言，若一量測工具亦受收集資料所需要之運動限制，則以一特定次序執行資料收集可減少移動時間(亦即，使晶圓及光學元件移動至適當位置中所需要之時間)。此允許更多實際資料獲取時間且提供一更快總體量測。
在某些實施例中，估計一經更新量測配方所需要之計算比收集一量測資料所花費之時間長。在此等實施例中，在收集量測資料之同時更新一量測配方。在某些實施例中，僅在一經更新量測配方可用時更新用於每一量測位點之一量測佇列。在某些實施例中，針對一個量測位點更新一量測配方，而在另一量測位點處收集資料。當量測位點之間的移動時間與平均獲取時間相比較係相對小的時，此方法有意義。此一般係針對 TSAXS量測之情形。
在某些實施例中，將目標劑量視為量測配方最佳化之一部分。存在其中延長曝光在處理結束時影響量測或裝置效能之諸多量測情景(例如，裝置結構之x射線量測、抗蝕劑結構之UV量測等)。在此等實例中，將遞送至計量目標之總體能量劑量視為量測配方最佳化之一部分。
一般而言，反覆地更新一量測配方直至最後量測滿足所要求位準之不確定性或量測所允許之最大時間到期為止。
可對任一數目個不同計量系統(諸如但不限於x射線透射工具、x射線反射工具、紅外線透射工具等)執行如本文中所闡述之量測配方最佳化。
在一額外態樣中，基於所量測零級射束而控制計量系統之量測品質及效能。在某些實例中，提供上文中所闡述之量測品質及效能之估計作為至一反饋控制器(例如，運算系統130)之輸入。該反饋控制器傳遞控制命令，該等控制命令引起計量系統之一或多個元件之狀態改變，此改良量測系統品質及效能。
在某些實例中，將該等控制命令提供至照射源。作為回應，該照射源之電狀態經調整以改變所掃描光點大小及形狀、照射功率、光點偏移、入射角等。
在某些實例中，將該等控制命令提供至控制計量系統之一或多個光學元件之位置之一或多個定位裝置。作為回應，該一或多個定位裝置改變一或多個光學元件之一位置/定向以調整入射角、照射源與照射光學器件之間的焦距、射束定位、射束光點在光學器件上之位置從而最小化表面粗糙度等之效應。
在一額外態樣中，在提供充足解析度及穿透深度以貫穿其整個深度表徵高縱橫比結構之一入射角範圍內執行x射線散射量測。
收集經繞射輻射強度隨相對於晶圓表面法線之x射線入射角而變之量測。含納於多個繞射級中之資訊在考量中之每一模型參數之間通常係唯一的。因此，x射線散射以小誤差及經降低參數相關性產生所關注參數值之估計結果。
在某些實施例中，將x射線偵測器116維持於與樣品101相同之大氣環境(例如，氣體清除環境)中。然而，在某些實施例中，樣品101與x射線偵測器116之間的距離係冗長的且環境擾動(例如，空氣紊流)對所偵測信號造成雜訊。因此，在某些實施例中，將x射線偵測器中之一或多者維持於藉由一真空窗與樣品(例如，樣品101)分開之一區域化真空環境中。
類似地，在某些實施例中，x射線照射源110、照射光學器件115或兩者維持於與樣品101相同之大氣環境(例如，氣體清除環境)中。然而，在某些實施例中，x射線照射源110與照射光學器件115之間的光學路徑長度及照射光學器件115與樣品101之間的光學路徑長度係長的且環境擾動(例如，空氣紊流)對照射射束造成雜訊。因此，在某些實施例中，x射線照射源、照射光學器件115或兩者維持於藉由一真空窗與樣品(例如，樣品101)分開之一區域化真空環境中。
圖12係圖解說明在一項實施例中之含有x射線照射源110及照射光學器件115之一真空室160以及含有x射線偵測器116之一真空室163之一圖式。在一較佳實施例中，真空室160包含x射線照射源110與樣品101之間的光學路徑之一實質部分，且真空室163包含樣品101與x射線偵 測器116之間的光學路徑之一實質部分。真空室160及真空室163之開口分別由真空窗161及164覆蓋。真空窗161及164可由對x射線輻射實質上透明之任何適合材料(例如，鈹)構成。照射射束117在其朝向樣品101傳播時穿過真空窗161。在與樣品101相互作用之後，經散射x射線輻射125穿過真空窗164，進入真空室160且入射於x射線偵測器116上。一適合真空環境162維持於真空室160內以最小化對照射射束117之擾動，且一適合真空環境165維持於真空室163內以最小化對經散射x射線輻射125之擾動。一適合真空環境可包含任何適合位準之真空、包含一惰性氣體(例如，氦)之任何適合淨化環境或其任一組合。以此方式，儘可能多之射束路徑位於真空中以最大化通量且最小化擾亂。
在某些實施例中，包含樣品101之整個光學系統維持於真空中。然而，一般而言，與將樣品101維持於真空中相關聯之成本由於與樣品定位系統140之構造相關聯之複雜性而係高的。
在一個額外態樣中，計量工具100包含經組態以實施如本文中所闡述之射束控制功能性之一運算系統(例如，運算系統130)。在圖1中所繪示之實施例中，運算系統130經組態為可操作以控制入射照射射束117之照射性質(諸如強度、發散度、光點大小、偏光、光譜及定位)中之任一者之一射束控制器。
如圖1中所圖解說明，運算系統130通信地耦合至偵測器116。運算系統130經組態以自偵測器116接收量測資料126。在一項實例中，量測資料126包含樣品之所量測回應(亦即，繞射級之強度)之一指示。基於偵測器116之表面上之所量測回應之分佈，由運算系統130判定照射射束117在樣品101上之入射位置及區。在一項實例中，由運算系統 130應用圖案辨識技術以基於量測資料126而判定照射射束117在樣品101上之入射位置及區。在某些實例中，運算系統130將命令信號136傳遞至照射光學器件115以選擇所要照射波長且將照射射束117重新引導並重新整形，使得入射照射射束117到達相對於樣品101之所要位置及角度定向。在某些其他實例中，運算系統130將一命令信號(未展示)傳遞至晶圓定位系統140以將樣品101定位並定向，使得入射照射射束117到達相對於樣品101之所要位置及角度定向。在某些其他實例中，運算系統130將一命令信號137傳遞至x射線源110以選擇所要照射波長且將照射射束117重新引導並重新整形，使得入射照射射束117到達相對於樣品101之所要位置及角度定向。
在一額外態樣中，使用x射線散射量測資料來基於所偵測繞射級之所量測強度而產生一所量測結構之一影像。在某些實施例中，將一x射線散射量測回應函數模型一般化以依據一類屬電子密度網闡述散射。使此模型與所量測信號匹配同時約束此網中之經模型化電子密度以強制執行連續性及稀疏邊緣會提供樣本之一個三維影像。
儘管幾何基於模型之參數反演對於基於x射線散射量測之臨界尺寸(CD)計量係較佳的，但自相同x射線散射量測資料產生之樣品之一圖譜可用於在所量測樣品偏離幾何模型之假定時識別且校正模型誤差。
在某些實例中，比較該影像與藉由相同散射量測資料之一幾何基於模型之參數反演來估計之結構特性。使用差異來更新所量測結構之幾何模型且改良量測效能。當量測積體電路以對其製造程序進行控制、監視及疑難排解時，收斂於一準確參數量測模型上之能力係特別重要的。
在某些實例中，該影像係電子密度、吸收率、複折射率或 此等材料特性之一組合之一個二維(2-D)圖譜。在某些實例中，該影像係電子密度、吸收率、複折射率或此等材料特性之一組合之一個三維(3-D)圖譜。該圖譜係使用相對少實體約束來產生。在某些實例中，依據所得圖譜直接估計一或多個所關注參數，諸如臨界尺寸(CD)、側壁角度(SWA)、疊對、邊緣放置誤差、節距遊動(pitch walk)等。在某些其他實例中，圖譜可用於在樣本幾何結構或材料偏離出針對基於模型之CD量測所採用之一參數結構模型所預計之預期值範圍時對晶圓程序進行除錯。在一項實例中，使用圖譜與藉由參數結構模型根據其所量測參數所預測的結構之一渲染之間的差來更新參數結構模型且改良其量測效能。在第2015/0300965號美國專利申請案中闡述額外細節，該美國專利申請案之內容以其全文引用方式併入本文中。在第2015/0117610號美國專利申請案中闡述額外細節，該美國專利申請案之內容以其全文引用方式併入本文中。
在某些實施例中，如本文中所闡述之由x射線散射量測表徵之計量目標位於受量測之晶圓之一劃割線內。在此等實施例中，計量目標經定大小以裝配於劃割線之寬度內。在某些實例中，劃割線寬度小於八十微米。在某些實例中，劃割線小於五十微米。一般而言，在半導體製造中採用之劃割線之寬度趨向於愈來愈小。
在某些實施例中，如本文中所闡述之由x射線散射量測表徵之計量目標位於受量測之晶圓之一主動晶粒區內且係一功能性積體電路之一部分(例如，記憶體、影像感測器、邏輯裝置等)。
一般而言，一計量目標由定義為計量目標之一最大高度尺寸(亦即，法向於晶圓表面之尺寸)除以一最大橫向延伸範圍尺寸(亦即， 與晶圓表面對準之尺寸)之一縱橫比表徵。在某些實施例中，受量測之計量目標具有至少二十之一縱橫比。在某些實施例中，計量目標具有至少四十之一縱橫比。
圖11A至圖11C分別繪示以本文中所闡述之方式經受量測之一典型3D快閃記憶體裝置190之一等距視圖、一俯視圖及一剖視圖。記憶體裝置190之總高度(或等效地深度)介於自一微米至數微米之範圍內。記憶體裝置190係一垂直製造之裝置。諸如記憶體裝置190之一垂直製造之裝置基本上使一習用平面記憶體裝置轉動90度，從而將位線及單元串垂直定向(垂直於晶圓表面)。為提供充足記憶體容量，不同材料之大數目個交替層沈積於晶圓上。對於具有一百奈米或小於一百奈米之一最大橫向延伸範圍之結構，此需要圖案化程序良好地執行至數微米之深度。因此，25：1或50：1之縱橫比係不常見的。
一般而言，高亮度x射線散射量測之使用達成至目標之不透明區中之高通量x射線輻射穿透。使用x射線散射量測之可量測幾何參數之實例包含孔大小、孔密度、線邊緣粗糙度、線寬度粗糙度、側壁角度、輪廓、臨界尺寸、疊對、邊緣放置誤差及節距。一可量測材料參數之一實例包含電子密度。在某些實例中，x射線散射量測達成小於10nm之特徵以及諸如STT-RAM、V-NAND、DRAM、PC-RAM及Re-RAM之進階式半導體結構之量測，其中需要幾何參數及材料參數之量測。
應認識到，本發明通篇所闡述之各種步驟可由一單電腦系統130或另一選擇係一多電腦系統130執行。此外，系統100之不同子系統(諸如樣品定位系統140)可包含適合用於執行本文中所闡述之步驟之至少一部分之一電腦系統。因此，前述說明不應解釋為對本發明之一限制而僅 為一圖解說明。此外，一或多個運算系統130可經組態以執行本文中所闡述之方法實施例中之任一者之任一(任何)其他步驟。
另外，電腦系統130可以此項技術中已知之任何方式通信地耦合至偵測器116及照射光學器件115。舉例而言，一或多個運算系統130可耦合至分別與偵測器116及照射光學器件115相關聯之運算系統。在另一實例中，偵測器116及照射光學器件115中之任一者可由耦合至電腦系統130之一單個電腦系統直接控制。
電腦系統130可經組態以藉由可包含有線及/或無線部分之一傳輸媒體自該系統之子系統(例如，偵測器116及照射光學器件115及類似物)接收及/或獲取資料或資訊。以此方式，傳輸媒體可用作電腦系統130與系統100之其他子系統之間的一資料鏈路。
計量系統100之電腦系統130可經組態以藉由可包含有線及/或無線部分之一傳輸媒體自其他系統接收及/或獲取資料或資訊(例如，量測結果、模型化輸入、模型化結果等)。以此方式，傳輸媒體可用作電腦系統130與其他系統(例如，記憶體板上計量系統100、外部記憶體或外部系統)之間的一資料鏈路。舉例而言，運算系統130可經組態以經由一資料鏈路自一儲存媒體(亦即，記憶體132或180)接收量測資料(例如，信號126)。例如，使用偵測器116中之任一者之一光譜儀獲得之光譜結果可儲存於一永久或半永久記憶體裝置(例如，記憶體132或180)中。就此而言，量測結果可自板上記憶體或自一外部記憶體系統導入。此外，電腦系統130可經由一傳輸媒體將資料發送至其他系統。例如，由電腦系統130判定之樣品參數值170可儲存於一永久或半永久記憶體裝置(例如，記憶體180)中。就此而言，量測結果可傳出至另一系統。
運算系統130可包含但不限於一個人電腦系統、大型電腦系統、工、影像電腦、並行處理器或此項技術中已知之任一其他裝置。一般而言，術語「運算系統」可廣義地定義為囊括具有執行來自一記憶體媒體之指令之一或多個處理器的任一裝置。
實施諸如本文中所闡述之彼等方法之方法之程式指令134可經由一傳輸媒體(諸如一導線、電纜或無線傳輸鏈路)傳輸。舉例而言，如圖1中所圖解說明，儲存於記憶體132中之程式指令經由匯流排133傳輸至處理器131。程式指令134儲存於一電腦可讀媒體(例如，記憶體132)中。例示性電腦可讀取媒體包含唯讀記憶體、一隨機存取記憶體、一磁碟或光碟，或一磁帶。
在某些實施例中，將如本文中所闡述之一散射量測分析實施為一製作程序工具之一部分。製作程序工具之實例包含但不限於微影曝光工具、膜沈積工具、植入工具及蝕刻工具。以此方式，使用一x射線散射量測分析之結果來控制一製作程序。在一項實例中，將自一或多個目標收集之x射線散射量測資料發送至一製作程序工具。如本文中所闡述而分析該x射線散射量測資料且使用結果來調整製作程序工具之操作。
可使用如本文中所闡述之散射量測來判定各種半導體結構之特性。例示性結構包含但不限於FinFET、低維結構(諸如奈米線或石墨烯)、小於10nm之結構、微影結構、穿基板通孔(TSV)、記憶體結構(諸如DRAM、DRAM 4F2、FLASH、MRAM)及高縱橫比記憶體結構。例示性結構特性包含但不限於幾何參數(諸如線邊緣粗糙度、線寬度粗糙度、孔大小、孔密度、側壁角度、輪廓、臨界尺寸、節距)及材料參數(諸如電子密度、組合物、顆粒結構、形態、應力、應變及元素識別)。
如本文中所闡述，術語「臨界尺寸」包含一結構之任一臨界尺寸(例如，底部臨界尺寸、中間臨界尺寸、頂部臨界尺寸、側壁角度、光柵高度等)、任何兩個或兩個以上結構之間的一臨界尺寸(例如，兩個結構之間的距離)及兩個或兩個以上結構之間的一位移(例如，疊對光柵結構之間的疊對位移等)。結構可包含三維結構、經圖案化結構、疊對結構等。
如本文中所闡述，術語「臨界尺寸應用」或「臨界尺寸量測應用」包含任何臨界尺寸量測。
如本文中所闡述，術語「計量系統」包含經至少部分地採用以表徵任何態樣(包含臨界尺寸應用及疊對計量應用)中之一樣品之任何系統。然而，此等技術術語並不限制如本文中所闡述之術語「計量系統」之範疇。另外，本文中所闡述之計量系統可經組態以用於量測經圖案化晶圓及/或未圖案化晶圓。計量系統可經組態為一LED檢驗工具、邊緣檢驗工具、背側檢驗工具、宏觀檢驗工具或多模檢驗工具(涉及同時來自一或多個平台之資料)，以及自本文中所闡述之量測技術獲益之任何其他計量或檢驗工具。
本文中闡述可用於處理一樣品之一半導體處理系統(例如，一檢驗系統或一微影系統)之各種實施例。術語「樣品」在本文中用於係指一晶圓、一光罩或可藉由此項技術中已知之手段處理(例如，印刷或檢驗缺陷)之任何其他樣本。
如本文中所使用，術語「晶圓”一般係指由一半導體或非半導體材料形成之基板。實例包含但不限於單晶矽、砷化鎵及磷化銦。此等基板通常可存在於半導體製作設施中及/或在其中處理。在某些情形 中，一晶圓可僅包含基板(即，裸晶圓)。另一選擇係，一晶圓可包含形成於一基板上之不同材料之一或多個層。形成於一晶圓上之一或多個層可係「經圖案化」或「未圖案化」的。舉例而言，一晶圓可包含具有可重複圖案特徵之複數個晶粒。
一「光罩」可係在一光罩製作程序之任何階段處之一光罩或者可或可不釋放以供在一半導體製作設施中使用之一完成光罩。一光罩或一「遮罩」一般定義為具有在其上形成且組態成一圖案之實質上不透明區域之一實質上透明基板。基板可包含(舉例而言)諸如非晶SiO2之一玻璃材料。一光罩可在一微影程序之一曝光步驟期間安置於一抗蝕劑覆蓋之晶圓上面，使得可將該光罩上之圖案轉印至該抗蝕劑。
形成於一晶圓上之一或多個層可係經圖案化或未圖案化的。舉例而言，一晶圓可包含各自具有可重複圖案特徵之複數個晶粒。此些材料層之形成及處理可最終產生完成裝置。可在一晶圓上形成諸多不同類型之裝置，且如本文中所使用之術語晶圓意欲涵蓋其上製作有此項技術中已知之任何類型之裝置之一晶圓。
在一或多個例示性實施例中，所闡述之功能可以硬體、軟體、韌體或其任何組合實施。若以軟體實施，則該等功能可作為一或多個指令或程式碼儲存於一電腦可讀媒體上或者經由一電腦可讀媒體傳輸。電腦可讀媒體包含電腦儲存媒體及通信媒體兩者，包含促進將一電腦程式自一個地方傳送至另一地方之任何媒體。一儲存媒體可係可由一個一般用途或特殊用途電腦存取之任何可用媒體。藉由實例而非限制方式，此類電腦可讀媒體可包括：RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存器、磁碟儲存器或其他磁性儲存裝置或者可用於以指令或資料結構之形式 載運或儲存所要程式碼構件且可由一個一般用途或特殊用途電腦或者一個一般用途或特殊用途處理器存取之任何其他媒體。並且，可將任何連接恰當地稱為一電腦可讀媒體。舉例而言，若使用一同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數位用戶線(DSL)或無線技術(諸如紅外線、無線電及微波)自一網站、伺服器或其他遠端源傳輸軟體，則該同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL或無線技術(諸如紅外線、無線電及微波)皆包含於媒體之定義內。如本文中所使用，磁碟及光碟包含：壓縮光碟(CD)、雷射光碟、XRF光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟碟及藍光碟，其中磁碟通常以磁性方式再現資料，而光碟藉助雷射以光學方式再現資料。以上各項之組合亦應包含於電腦可讀取媒體之範疇內。
儘管在上文中出於指導性目的而闡述了某些特定實施例，但本專利文件之教示內容具有一般適用性且不限於上文所闡述之特定實施例。因此，可在不背離如申請專利範圍中所陳述之本發明之範疇之情況下實踐對所闡述實施例之各種特徵之各種修改、改動及組合。
100‧‧‧計量系統/計量工具/系統
101‧‧‧樣品/晶圓
102‧‧‧檢驗區
110‧‧‧x射線照射源/x射線照射系統/x射線源
115‧‧‧x射線光學器件/照射光學器件
116‧‧‧x射線偵測器/偵測器
117‧‧‧x射線照射射束/x射線射束/入射x射線射束/照射射束/入射照射射束
125‧‧‧x射線輻射/經散射x射線/經散射x射線輻射
126‧‧‧輸出信號/信號/所量測資料/所量測x射線散射量測信號/x射線 散射量測資料/量測資料
130‧‧‧運算系統/單電腦系統/多電腦系統/電腦系統
131‧‧‧處理器
132‧‧‧記憶體
133‧‧‧匯流排
134‧‧‧程式指令
136‧‧‧命令信號
137‧‧‧命令信號
140‧‧‧樣品定位系統/晶圓定位系統
141‧‧‧邊緣夾持卡盤
142‧‧‧旋轉致動器
143‧‧‧周邊框架
144‧‧‧線性致動器
145‧‧‧運動控制器
146‧‧‧座標系

Claims (18)

  1. 一種計量系統，其包括：一x射線照射子系統，其經組態以在一或多個量測位點(measurement sites)中之每一者處根據與該一或多個量測位點中之每一者相關聯之一初始量測序列之一子集中之每一者以x射線輻射照射一半導體結構，該初始量測序列之該子集具有少於該初始量測序列之量測；一x射線偵測器，其經組態以在該一或多個量測位點中之每一者處回應於由該x射線照射子系統提供之該照射而偵測與該初始量測序列之該子集中之該等量測相關聯之一第一量之量測資料；及一運算系統，其經組態以：估計表徵安置於該一或多個量測位點中之每一者處之該半導體結構之一所關注參數之一初始值；在該一或多個量測位點中之每一者處判定該計量系統對該半導體結構之該初始量測序列，其中該初始量測序列中之每一量測由定義該計量系統之一組態之一或多個計量系統參數之一不同值表徵；在該一或多個量測位點中之每一者處基於與該一或多個量測位點中之每一者相關聯之該第一量之量測資料而估計表徵該半導體結構之該所關注參數之一第一經更新值，其中在該一或多個量測位點中之一個量測位點處估計表徵該半導體結構之該所關注參數之該第一經更新值係基於與複數個該一或多個量測位點處之該等量測相關聯之該第一量之量測資料；及在該一或多個量測位點中之每一者處基於該第一量之量測資料判 定該計量系統對該半導體結構之一第一經更新量測序列，其中該第一經更新量測序列中之每一量測由一或多個計量系統參數之一不同值表徵。
  2. 如請求項1之計量系統，其中該x射線照射子系統在一或多個量測位點中之每一者處根據與該一或多個量測位點中之每一者相關聯之該第一經更新量測序列之一子集中之每一者以x射線輻射照射該半導體結構，其中該x射線偵測器在該一或多個量測位點中之每一者處回應於由該x射線照射子系統提供之該照射而偵測與該第一經更新量測序列之該子集中之該等量測相關聯之一第二量之量測資料；且其中該運算系統進一步經組態以：在該一或多個量測位點中之每一者處基於該計量系統對該半導體結構之該第一經更新量測序列而估計與該所關注參數之一值之一估計相關聯之一量測不確定性；在該一或多個量測位點中之每一者處基於該第二量之量測資料而估計表徵該半導體結構之該所關注參數之一第二經更新值；及判定該計量系統對該半導體結構之一第二經更新量測序列，其中該第二經更新量測序列中之每一量測由一或多個計量系統參數之一不同值表徵。
  3. 如請求項1之計量系統，其中在該一或多個量測位點中之一者處之該初始量測序列不同於在該一或多個量測位點中之另一者處之該初始量測序列。
  4. 如請求項1之計量系統，其中在該一或多個量測位點中之一者處之該初始量測序列相同於在該一或多個量測位點中之另一者處之該初始量測序列。
  5. 如請求項1之計量系統，其中與該一或多個量測位點中之每一者相關聯之該初始量測序列之該子集係一個量測。
  6. 如請求項1之計量系統，其中該判定該第一經更新量測序列包含量測不確定性、量測時間、移動時間、目標劑量或其任一組合之一最佳化。
  7. 如請求項1之計量系統，其中在一個量測位點處照射該半導體結構係與在一第二量測位點處判定該第一經更新量測序列同時發生。
  8. 如請求項1之計量系統，其中在一第一量測位點處判定該第一經更新量測序列係於在一第二量測位點處照射該半導體結構之前發生。
  9. 一種用於改良量測準確度之方法，其包括：估計表徵安置於一或多個量測位點處之一半導體結構之一所關注參數之一初始值；在該一或多個量測位點中之每一者處判定一計量系統對該半導體結構之一初始量測序列，其中該初始量測序列中之每一量測由一或多個計量系統參數之一不同值表徵；在該一或多個量測位點中之每一者處根據與該一或多個量測位點中 之每一者相關聯之該初始量測序列之一子集中之每一者照射該半導體結構，該初始量測序列之該子集具有少於該初始量測序列之量測；在該一或多個量測位點中之每一者處回應於該照射而偵測與該初始量測序列之該子集中之該等量測相關聯之一第一量之量測資料；在該一或多個量測位點中之每一者處基於與該一或多個量測位點中之每一者相關聯之該第一量之量測資料而估計表徵該半導體結構之該所關注參數之一第一經更新值，其中在該一或多個量測位點中之一個量測位點處估計表徵該半導體結構之該所關注參數之該第一經更新值係基於與複數個該一或多個量測位點處之該等量測相關聯之該第一量之量測資料；及在該一或多個量測位點中之每一者處基於該第一量之量測資料判定該計量系統對該半導體結構之一第一經更新量測序列，其中該第一經更新量測序列中之每一量測由一或多個計量系統參數之一不同值表徵。
  10. 如請求項9之方法，其進一步包括：在該一或多個量測位點中之每一者處基於該計量系統對該半導體結構之該第一經更新量測序列而估計與該所關注參數之一值之一估計相關聯之一量測不確定性；若該量測不確定性小於一預定臨限值，則在該一或多個量測位點中之每一者處根據與該一或多個量測位點中之每一者相關聯之該第一經更新量測序列之一子集中之每一者照射該半導體結構；在該一或多個量測位點中之每一者處回應於該照射而偵測與該第一經更新量測序列之該子集中之該等量測中之每一者相關聯之一第二量之量測資料； 在該一或多個量測位點中之每一者處基於該第二量之量測資料而估計表徵該半導體結構之該所關注參數之一第二經更新值；及判定該計量系統對該半導體結構之一第二經更新量測序列，其中該第二經更新量測序列中之每一量測由一或多個計量系統參數之一不同值表徵。
  11. 如請求項9之方法，其中在該一或多個量測位點中之一者處之該初始量測序列不同於在該一或多個量測位點中之另一者處之該初始量測序列。
  12. 如請求項9之方法，其中在該一或多個量測位點中之一者處之該初始量測序列相同於在該一或多個量測位點中之另一者處之該初始量測序列。
  13. 如請求項9之方法，其中與該一或多個量測位點中之每一者相關聯之該初始量測序列之該子集係一個量測。
  14. 如請求項9之方法，其中該判定該第一經更新量測序列包含量測不確定性、量測時間、移動時間、目標劑量或其任一組合之一最佳化。
  15. 如請求項9之方法，其中在一個量測位點處照射該半導體結構係與在一第二量測位點處判定該第一經更新量測序列同時發生。
  16. 如請求項9之方法，其中在一第一量測位點處判定該第一經更新量測序列係於在一第二量測位點處照射該半導體結構之前發生。
  17. 一種計量系統，其包括：一x射線照射子系統，其經組態以在一或多個量測位點中之每一者處根據與該一或多個量測位點中之每一者相關聯之一初始量測序列之一子集中之每一者以x射線輻射照射一半導體結構，該初始量測序列之該子集具有少於該初始量測序列之量測；一x射線偵測器，其經組態以在該一或多個量測位點中之每一者處回應於由該x射線照射子系統提供之該照射而偵測與該初始量測序列之該子集中之該等量測相關聯之一第一量之量測資料；及一非暫時性電腦可讀媒體，其包括在由一電腦系統執行時致使該電腦系統進行以下操作之指令：估計表徵安置於該一或多個量測位點中之每一者處之該半導體結構之一所關注參數之一初始值；在該一或多個量測位點中之每一者處判定該計量系統對該半導體結構之該初始量測序列，其中該初始量測序列中之每一量測由定義該計量系統之一組態之一或多個計量系統參數之一不同值表徵；在該一或多個量測位點中之每一者處基於與該一或多個量測位點中之每一者相關聯之該第一量之量測資料而估計表徵該半導體結構之該所關注參數之一第一經更新值，其中在該一或多個量測位點中之一個量測位點處估計表徵該半導體結構之該所關注參數之該第一經更新值係基於與複數個該一或多個量測位點處之該等量測相關聯之該第一量之量測資料；及在該一或多個量測位點中之每一者處基於該第一量之量測資料判 定該計量系統對該半導體結構之一第一經更新量測序列，其中該第一經更新量測序列中之每一量測由一或多個計量系統參數之一不同值表徵。
  18. 如請求項17之計量系統，其中該x射線照射子系統在一或多個量測位點中之每一者處根據與該一或多個量測位點中之每一者相關聯之該第一經更新量測序列之一子集中之每一者以x射線輻射照射該半導體結構，其中該x射線偵測器在該一或多個量測位點中之每一者處回應於由該x射線照射子系統提供之該照射而偵測與該第一經更新量測序列之該子集中之該等量測相關聯之一第二量之量測資料；該非暫時性電腦可讀媒體進一步包括在由一運算系統執行時致使該運算系統進行以下操作之指令：在該一或多個量測位點中之每一者處基於該計量系統對該半導體結構之該第一經更新量測序列而估計與該所關注參數之一值之一估計相關聯之一量測不確定性；在該一或多個量測位點中之每一者處基於該第二量之量測資料而估計表徵該半導體結構之該所關注參數之一第二經更新值；及判定該計量系統對該半導體結構之一第二經更新量測序列，其中該第二經更新量測序列中之每一量測由一或多個計量系統參數之一不同值表徵。
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