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利用支持向量機控制制造工具的制作方法

文檔序號:6895582閱讀:188來源:國知局
專利名稱:利用支持向量機控制制造工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本申請一般地涉及對半導體晶片上形成的結(jié)構(gòu)的光學計量,更具體而 言,涉及利用支持向量機來控制制造工具。
背景技術(shù)
光學計量涉及將入射光束導向結(jié)構(gòu),測量所產(chǎn)生的衍射光束,并且對 衍射光束進行分析來確定該結(jié)構(gòu)的特征。在半導體制造中,光學計量一般 被用于質(zhì)量保證。例如,當在半導體晶片上的半導體芯片附近制作了周期
光柵(periodic grating)后,光學計量系統(tǒng)被用來確定該周期光柵的輪廓。 通過確定周期光柵的輪廓,可以對用來形成該周期光柵的制作工藝的質(zhì)量 進行評估,進而對制作該周期光柵附近的半導體芯片的制作工藝的質(zhì)量進 行評估。
一種傳統(tǒng)的光學計量系統(tǒng)使用衍射建模技術(shù),例如,嚴格耦合波分析 (RCWA),來對衍射光束進行分析。更具體而言,在衍射建模技術(shù)中, 部分地基于求解麥克斯韋方程組來計算模型衍射信號。計算模型衍射信號 包括執(zhí)行耗時耗力的大量復雜計算。

發(fā)明內(nèi)容
在一種示例性實施方式中,可以利用支持向量機來控制制造工具。獲 得結(jié)構(gòu)的輪廓模型。該輪廓模型是由表征該結(jié)構(gòu)的幾何形狀的輪廓參數(shù)定 義的。獲得一組輪廓參數(shù)值。利用該組輪廓參數(shù)值,生成一組仿真衍射信 號,其中每個仿真衍射信號表征從該結(jié)構(gòu)衍射的光的行為。利用該組仿真 衍射信號作為對支持向量機的輸入、該組輪廓參數(shù)值作為該支持向量機的 期望輸出,來對該支持向量機進行訓練。在訓練了支持向量機之后,利用 制造工具執(zhí)行在晶片上制造結(jié)構(gòu)的制造過程。獲得離開該結(jié)構(gòu)的測得衍射信號。測得衍射信號被輸入到經(jīng)訓練的支持向量機。獲得結(jié)構(gòu)的輪廓參數(shù) 值,作為經(jīng)訓練支持向量機的輸出?;谒@得的輪廓參數(shù)值,對制造工 具的一個或多個工藝參數(shù)或設(shè)備設(shè)置進行調(diào)節(jié)。


結(jié)合附圖參考下面的描述將最好地理解本發(fā)明,在附圖中,相似的部 件由相似的標號標識
圖1示出了示例性光學計量系統(tǒng);
圖2示出了對半導體晶片上形成的結(jié)構(gòu)進行檢查的示例性過程; 圖3A-3E示出了示例性輪廓模型; 圖4A示出了示例性的一維結(jié)構(gòu); 圖4B示出了示例性的二維結(jié)構(gòu);
圖5A、 5B和5C示出了二維結(jié)構(gòu)的示例性輪廓模型; 圖6A、 6B和6C示出了支持向量機的精度圖7示出了利用支持向量機和臨界尺寸掃描電子顯微鏡(CD-SEM) 獲得的結(jié)果的比較;
圖8示出了對半導體晶片上形成的結(jié)構(gòu)進行檢査的另一個示例性過
程;
圖9示出了控制制造工具的示例性過程;以及 圖IO示出了用于控制制造工具的系統(tǒng)。
具體實施例方式
下面的描述闡述了許多具體配置、參數(shù)等。但是,應(yīng)當認識到,這種 描述不是要作為對本發(fā)明的范圍的限制,而是提供來作為對示例性實施方 式的描述。
參考圖1,光學計量系統(tǒng)100可以用來對結(jié)構(gòu)進行檢查和分析。例 如,光學計量系統(tǒng)100可用來確定在晶片104上形成的周期光柵102的特 征。如前所述,周期光柵102可以被形成在晶片104的測試區(qū)域中,例 如,鄰近于晶片104上形成的器件?;蛘撸芷诠鈻?02可以被形成在器件的不與該器件的工作相干擾的區(qū)域中,或者沿晶片104上的劃線。
如圖l所示,光學計量系統(tǒng)IOO可以包括具有源106和探測器112的 光學計量設(shè)備。周期光柵102被來自源106的入射光束108照明,在本示 例性實施方式中,入射光束108以相對于周期光柵102的法線卩的入射角 《和方位角^ (即,入射光束108的平面和周期光柵102的周期的方向之
間的角度)入射到周期光柵102上。衍射光束iio以相對于法線;;的角度
^離開,并且被探測器112接收到。探測器112將衍射光束IIO轉(zhuǎn)換成測 得衍射信號,其可以包括反射系數(shù)、tan(W、 cos(A)、傅立葉系數(shù)等。但 是,應(yīng)當認識到,入射光束108可以垂直于周期光柵102入射到周期光柵 102上。
光學計量系統(tǒng)IOO還包括處理模塊114,處理模塊114具有支持向量 機116。處理模塊114配置來接收測得衍射信號,并且利用測得衍射信號 和支持向量機116確定結(jié)構(gòu)102的一個或多個特征。
參考圖2,示出了用于確定半導體晶片上形成的結(jié)構(gòu)的一個或多個特 征的示例性過程200。在步驟202中,獲得結(jié)構(gòu)的輪廓模型。下面將更詳 細地描述,輪廓模型是由表征結(jié)構(gòu)的幾何形狀的輪廓參數(shù)定義的。
例如,如圖3A所示,輪廓模型300由輪廓參數(shù)hl和wl定義,輪廓 參數(shù)hl和wl分別定義了結(jié)構(gòu)的高度和寬度。如圖3B和3E所示,通過增 加定義輪廓模型300的輪廓參數(shù)的數(shù)目,可以表征結(jié)構(gòu)的額外的形狀和特 征。例如,如圖3B所示,可以利用分別定義結(jié)構(gòu)的高、底寬和頂寬的輪 廓參數(shù)hl、 wl和w2定義輪廓模型300。注意,輪廓模型300的輪廓參數(shù) wl或w2也可以分別被稱作底部臨界尺寸(CD)和頂部CD。應(yīng)當認識 到,可以使用各種類型的輪廓參數(shù)來定義輪廓模型300,包括入射角 (AOI)、節(jié)距(pitch) 、 n&k、硬件參數(shù)(例如,偏振片角度)等。
術(shù)語"一維結(jié)構(gòu)"在這里用來指輪廓在一維中變化的結(jié)構(gòu)。例如,圖 4A示出了輪廓在一維(即,x方向)中變化的周期光柵。圖4A中示出的 周期光柵的輪廓在z方向中作為x方向的函數(shù)變化。但是,假設(shè)圖4A中 示出的周期光柵的輪廓在y方向上是基本一致并且連續(xù)的。
術(shù)語"二維結(jié)構(gòu)"在這里用來指輪廓在二維中變化的結(jié)構(gòu)。例如,圖4B示出了輪廓在二維(即,x方向和y方向)中變化的周期光柵。圖4B 中示出的周期光柵的輪廓還在z方向中變化。
圖5A示出了二維重復結(jié)構(gòu)的單元格的示例性正交格柵的頂視圖。假 想的格柵線被疊加在該重復結(jié)構(gòu)的頂視圖上,其中格柵線是沿周期方向畫 出的。假想格柵線形成了被稱作單元格的區(qū)域。單元格可以按照正交配置 或者非正交配置來排列。二維重復結(jié)構(gòu)在單元格中可以包括諸如重復的 柱、接觸孔、通孔、島、或者兩種或者更多種形狀的組合之類的特征。此 外,特征可以具有各種形狀,并且可以是凹陷的特征或者凸起的特征,或 者可以是凹陷和凸起特征的組合。參考圖5A,重復結(jié)構(gòu)500包括具有按 照正交方式排列的孔的單元格。單元格502包括單元格502內(nèi)部的所有特 征和組件,主要包括基本位于單元格502的中央的孔504。
圖5B示出了二維重復結(jié)構(gòu)的頂視圖。單元格510包括凹陷橢圓孔。 圖5B示出了具有特征520的單元格510,特征520包括一個橢圓孔,該孔 的尺寸向著孔的底部逐步變小。用來表征該結(jié)構(gòu)的輪廓參數(shù)包括X節(jié)距 510和Y節(jié)距514。另外,表示特征520頂部的橢圓516長軸和表示特征 520底部的橢圓518長軸也可以用來表征特征520。此外,也可以使用該 特征的頂部和底部之間的任何中間長軸以及頂部橢圓、中間橢圓或底部橢 圓的任何短軸(未示出)。
圖5C示出了用于對二維重復結(jié)構(gòu)的頂視圖進行表征的示例性技術(shù)。 重復結(jié)構(gòu)的單元格530是特征532, g卩,從頂部看具有花生形狀的島。一 種建模方法包括用可變數(shù)目的橢圓和多邊形或者它們的組合對特征532進 行近似。還假設(shè)在對特征522的頂視圖的形狀變化進行分析后,判斷為找 到兩個橢圓(橢圓體1和橢圓體2)和兩個多邊形(多邊形1和多邊形 2)完全表征了特征532。從而,表征這兩個橢圓和兩個多邊形所需的參數(shù) 包括如下9個參數(shù)橢圓體1的T1和T2;多邊形1的T3、 T4和《;多邊 形2的T4、 T5和《;橢圓體2的T6和T7。也可以使用許多其他形狀的 組合來表征單元格530中的特征532的頂視圖。對于建模二維重復結(jié)構(gòu)的 詳細描述,參見Vuong等于2004年4月27日提交的題為OPTICAL METROLOGY OPTIMIZATION FOR REPETITIVE STRUCTURES的美國專利申請No. 11/061,303,該申請全部通過引用結(jié)合于此。
在一個實施例中,確定輪廓參數(shù)之間的相關(guān)性。用來定義輪廓模型的 輪廓參數(shù)是基于所確定的相關(guān)性選擇的。具體而言,選擇相關(guān)性小于期望 相關(guān)量的輪廓參數(shù)??梢岳枚嘧兞糠治鰜泶_定輪廓參數(shù)的相關(guān)性。多變 量分析可以包括線性分析或非線性分析。另外,多變量分析可以包括主成
分分析(PCA)、獨立成分分析、互相關(guān)分析、線性近似分析等。對于用 于確定多個輪廓參數(shù)的相關(guān)性的方法的詳細描述,參見Vuong等于2006 年5月8日提交的題為TRANSFORMING METROLOGY DATA FROM A SEMICONDUCTOR TREATMENT SYSTEM USING MULTIVARIATE ANALYSIS的美國專利申請No. 11/349,773,該申請全部通過引用結(jié)合于 此。
在步驟204中,獲得一組輪廓參數(shù)值。該組中的輪廓參數(shù)值可以是基 于經(jīng)驗確定的或者通過實驗確定的。例如,如果預期要被檢査的結(jié)構(gòu)的頂 部寬度(即,頂部CD)在一定值范圍中變化,則該一定值范圍內(nèi)的多個 不同值被用作在步驟204中獲得的組。例如,假設(shè)預期頂部CD在30納米 的范圍內(nèi)變化,例如,在80納米到110納米之間。則頂部CD的在80納 米到110納米范圍內(nèi)的多個不同的值被用作步驟204中的一組輪廓參數(shù) 值。
在步驟206中,利用該組輪廓參數(shù)值,生成一組仿真衍射信號。每個 仿真衍射信號表征從結(jié)構(gòu)衍射的光的行為。在一種示例性實施方式中,可 以通過以輪廓參數(shù)作為輸入,利用諸如嚴格耦合波分析之類的數(shù)值分析技 術(shù)來計算仿真衍射信號,從而生成仿真衍射信號。在另一種示例性實施方 式中,可以利用機器學習算法生成仿真衍射信號,所述機器學習方法例如 反向傳播、徑向基函數(shù)、支持向量、核回歸等。更詳細內(nèi)容參見Niu等的 2005年9月13日授權(quán)的題為GENERATION OF A LIBRARY OF PERIODIC GRATING DIFFRACTION SIGNAL的美國專利No. 6,913,900, 該專利全部通過引用結(jié)合于此。
在步驟208中,利用該組仿真衍射信號作為對支持向量機的輸入,并 且利用該組輪廓參數(shù)值作為支持向量機的期望輸出,來對該支持向量機進行訓練。通過利用該組仿真衍射信號作為輸入,并且利用該組輪廓參數(shù)值 作為期望輸出,支持向量機學習了這兩個組之間的函數(shù)。更具體而言,在 一個示例性實現(xiàn)方式中,支持向量機利用核函數(shù)來將與該組輪廓參數(shù)值具 有非線性關(guān)系的該組仿真衍射信號變換到與該組輪廓參數(shù)值具有線性關(guān)系
的特征空間。參見 Lipo Wang的 "Support Vector Machine-An introduction" Support Vector Machines: Theory and Applications, 第1-45頁 (2005)。
支持向量機的精度一般通過增加訓練過程中所用的仿真衍射信號和輪 廓參數(shù)的值的數(shù)目得到了提高。為了增大訓練過程的速度,可以使用連續(xù) 最小優(yōu)化過程。參見Piatt, John C., " Fast Training of Support Vector Machines using Sequential Minimal Optimization " , Advances in kernel methods: support vector learning,的185-208頁(1999)。
在一個示例性實現(xiàn)方式中,在訓練過程之后,可以利用一組測試仿真 衍射信號和輪廓參數(shù)的一組測試值對支持向量機進行測試。更具體而言, 獲得輪廓參數(shù)的一組測試值。優(yōu)選地,該測試組中的輪廓參數(shù)的值與用于 訓練的組中使用的值不同。但是,該測試組中使用的值也在用于訓練的值 的范圍內(nèi)。該測試組的仿真衍射信號是利用輪廓參數(shù)的該組測試值生成 的。該組測試仿真衍射信號被輸入到支持向量機來產(chǎn)生輪廓參數(shù)的一組輸 出值。然后將該輸出組與輪廓參數(shù)的該組測試值進行比較,來確定支持向 量機的精度。
圖6A和6B是示出了針對30納米的頂部CD范圍,利用2,000個訓練 點(即,用于訓練的組中的2,000個輪廓參數(shù)值和用于訓練的組中的2,000 個仿真衍射信號)訓練的支持向量機的精度的圖。圖6A和6B所示的精度 是以頂部CD的期望值與作為支持向量機的輸出而產(chǎn)生的頂部CD值之間 的差的形式確定的,所述期望值是與用作對支持向量機的輸入的仿真衍射 信號相對應(yīng)的頂部CD值。在圖6A中,使用500個測試點測試了支持向 量機的精度。在圖6B中,使用了 2500個測試點測試了支持向量機的精 度。
如果在測試過程中,支持向量機的精度不滿足一個或多個精度標準,則可以重新訓練該支持向量機。在一種示例性實施方式中,可以利用在測 試過程中所使用的一個或多個仿真衍射信號和輪廓參數(shù)的值來重新訓練支 持向量機。
例如,參見圖6B,所示的若干個測試點超過了作為歸一化值的0.1
和-0.1納米。因此,如果精度標準是不能有超過0.1或-0.1納米的測試點,
則重新對該支持向量機進行訓練。在一種示例性實施方式中,在重新訓練
支持向量機時,使用了與超過0.1或-0.1納米的測試點相對應(yīng)的輪廓參數(shù)
值和仿真衍射信號。應(yīng)當認識到,可以使用各種精度標準來確定是否要重
新訓練支持向量機。例如,超過0.1或-0.1的測試點的最大數(shù)目可以被用 作精度標準。
在一種示例性實施方式中,測試過程可以包括將噪聲信號引入用于測 試的仿真衍射信號。例如,圖6C示出了在0.002 (西格馬)的噪聲級別被 引入到測試組中的仿真衍射信號的情況下的500個測試點。圖6C中示出 的精度是以頂部CD的期望值與作為支持向量機的輸出而產(chǎn)生的頂部CD 值之間的差的形式確定的,所述期望值是與用作對支持向量機的輸入的仿 真衍射信號相對應(yīng)的頂部CD值。圖6C中的精度值是歸一化值。
在訓練、測試并且/或者重新訓練了支持向量機之后,可以利用該支持 向量機確定結(jié)構(gòu)的一個或多個特征。具體而言,在步驟210中,獲得離開 結(jié)構(gòu)的測得衍射信號。在已訓練了支持向量機之后,在步驟212中,測得 衍射信號被輸入到經(jīng)訓練的支持向量機。在步驟212后,在步驟214中, 獲得結(jié)構(gòu)的輪廓參數(shù)值,作為來自經(jīng)訓練的支持向量機的輸出。
圖7示出了利用支持向量機和CD-掃描電子顯微鏡(CD-SEM)來確 定結(jié)構(gòu)的特征(在本示例中是中間CD)所獲得的結(jié)果的比較。具體而 言,水平軸對應(yīng)于利用支持向量機確定的中間CD的值。垂直軸對應(yīng)于利 用CD-SEM確定的中間CD的值。中間CD的值以納米表示并且己被歸一 化。如圖7所示,結(jié)果的ie值為0.9962。
在一種示例性實施方式中,輪廓參數(shù)值是歸一化值。更具體而言,在 步驟204中獲得的輪廓參數(shù)值被歸一化。在步驟208中利用歸一化的輪廓 參數(shù)值訓練支持向量機。因此,在步驟214中作為來自經(jīng)訓練的支持向量機的輸出而獲得的輪廓參數(shù)值是歸一化的值。在本示例性實施方式中,在
步驟214中獲得的歸一化值然后被去歸一化(de-normalize)。
在一種示例性實施方式中,利用信號參數(shù)的標準組定義仿真衍射信 號。該標準組包括反射參數(shù)和偏振參數(shù),反射參數(shù)表征光在結(jié)構(gòu)上反射時 的強度改變,偏振參數(shù)表征光在結(jié)構(gòu)上反射時的偏振狀態(tài)改變。
在本示例性實施方式中,信號參數(shù)的標準組的反射參數(shù)(R)對應(yīng)于 光的復數(shù)反射系數(shù)的絕對值的平方均值。偏振參數(shù)包括第一參數(shù)(N)、 第二參數(shù)(S)以及第三參數(shù)(C),第一參數(shù)(N)表征被相對于R進行 了歸一化的、復數(shù)反射系數(shù)的絕對值的平方之間的差的一半,第二參數(shù) (S)表征被相對于R進行了歸一化的、兩個復數(shù)反射系數(shù)的干涉的虛部 分量,第三參數(shù)(C)表征被相對于R進行了歸一化的、兩個復數(shù)反射系 數(shù)的干涉的實部分量。因此,信號參數(shù)的標準組包括參數(shù)(R, NSC)。
在本示例性實施方式中,利用信號參數(shù)的標準組(R, NSC)定義步 驟206中生成的仿真衍射信號。在步驟208中,使用利用信號參數(shù)的標準 組(R, NSC)定義的仿真衍射信號對支持向量機進行訓練。當利用僅測 量光強度改變的反射計(例如,分光反射計)測量出測得衍射信號時,處 理模塊114僅使用信號參數(shù)的標準組的反射參數(shù)。當利用既測量光的強度 改變也測量光的偏振狀態(tài)改變的橢偏儀(例如,旋轉(zhuǎn)補償橢偏儀 (RCE))測量出測得衍射信號時,處理模塊114使用信號參數(shù)的標準組 的反射參數(shù)和偏振參數(shù)。
參考圖8,示出了用于確定半導體晶片上形成的結(jié)構(gòu)的一個或多個特 征的示例性過程800。在步驟802中,獲得結(jié)構(gòu)的輪廓模型。如上所述, 輪廓模型是利用對結(jié)構(gòu)的幾何形狀進行表征的輪廓參數(shù)定義的。在步驟 804中,獲得輪廓參數(shù)值的訓練組。在步驟806中,利用輪廓參數(shù)值的訓 練組生成仿真衍射信號的訓練組。如上所述,每個仿真衍射信號表征了從 結(jié)構(gòu)衍射的光的行為。在步驟808中,利用輪廓參數(shù)值的訓練組作為對支 持向量機的輸入并且利用仿真衍射信號的訓練組作為支持向量機的預期輸 出,來對支持向量機進行訓練。
如上所述,在訓練過程之后,可以利用仿真衍射信號的測試組和輪廓參數(shù)值的測試組對支持向量機進行測試。如上所述,如果測試過程期間支 持向量機的精度不滿足一個或多個精度標準,則可以重訓練該支持向量 機。
在訓練、測試并且/或者重新訓練了支持向量機后,可以利用該支持向 量機來確定結(jié)構(gòu)的一個或多個特征。具體而言,在步驟810中,獲得離開
結(jié)構(gòu)的測得衍射信號。在步驟812中,利用一組輪廓參數(shù)值作為對經(jīng)訓練 的支持向量機的輸入來生成仿真衍射信號。在步驟814中,將測得衍射信 號與步驟812中生成的仿真衍射信號相比較。當測得衍射信號與仿真衍射 信號在一個或多個衍射標準內(nèi)匹配時,將結(jié)構(gòu)的輪廓參數(shù)值確定為在步驟 812中用來生成仿真衍射信號的一組輪廓參數(shù)值,
如上所述,在一種示例性實施方式中,輪廓參數(shù)值是歸一化值。如上 所述,在一種示例性實施方式中,仿真衍射信號是利用信號參數(shù)的標準組 (R, NSC)定義的。
在一種示例性實施方式中,在步驟812中,利用不同組輪廓參數(shù)值作 為對經(jīng)訓練的支持向量機的輸入來生成多個仿真衍射信號。每個仿真衍射 信號與用來生成仿真衍射信號的一組輪廓參數(shù)值相關(guān)聯(lián)。這多個仿真衍射 信號、不同組輪廓參數(shù)值、以及每個仿真衍射信號與用來生成該仿真衍射 信號的一組輪廓參數(shù)值之間的關(guān)聯(lián)被存儲到庫118中(圖l)。
在本示例性實施方式中,當在步驟814中測得衍射信號和仿真衍射信 號不在一個或多個匹配標準內(nèi)匹配時,測得衍射信號被與來自仿真衍射信 號的庫118 (圖1)的另一個仿真衍射信號相比較。當該測得衍射信號與 該另一個仿真衍射信號在一個或多個匹配標準內(nèi)匹配時,結(jié)構(gòu)的輪廓參數(shù) 值被確定為庫118 (圖1)中的與該仿真衍射信號相關(guān)聯(lián)的一組輪廓參數(shù) 值。
在另一種示例性實施方式中,當在步驟814中測得衍射信號和仿真衍 射信號不在一個或多個匹配標準內(nèi)匹配時,利用一組不同的輪廓參數(shù)值作 為對經(jīng)訓練的支持向量機的輸入,生成另一個仿真衍射信號。該測得衍射 信號被與該另一個仿真衍射信號相比較。當該測得衍射信號與該另一個仿 真衍射信號在一個或多個匹配標準內(nèi)匹配時,結(jié)構(gòu)的輪廓參數(shù)值被確定為用來生成該另一個仿真衍射信號的一組不同的輪廓參數(shù)值。
圖9示出了對用來在晶片上制造結(jié)構(gòu)的第一制造工具進行控制的示例
性過程。在步驟902中,獲得結(jié)構(gòu)的輪廓模型。如上所述,輪廓參數(shù)表征 了結(jié)構(gòu)的幾何形狀。在步驟904中,獲得一組輪廓參數(shù)值。在步驟906 中,利用該組輪廓參數(shù)值生成一組仿真衍射信號。每個仿真衍射信號表征 了從結(jié)構(gòu)衍射的光的行為。在步驟908中,利用該組仿真衍射信號作為對 支持向量機的輸入并且利用該組輪廓參數(shù)值作為支持向量機的預期輸出, 來對支持向量機進行訓練。
在訓練了支持向量機之后,在步驟910中,利用第一制造工具執(zhí)行制 造過程來在晶片上制造結(jié)構(gòu)。在步驟912中,在已利用第一制造工具制造 了結(jié)構(gòu)后,獲得離開結(jié)構(gòu)的測得衍射信號。在步驟914,測得衍射信號被 輸入到經(jīng)訓練的支持向量機。在步驟914之后的步驟916中,獲得結(jié)構(gòu)的 輪廓參數(shù)值作為經(jīng)訓練的支持向量機的輸出。在步驟918中,基于在歩驟 916中獲得的輪廓參數(shù)值對第一制造工具的一個或多個工藝參數(shù)或設(shè)備設(shè) 置進行調(diào)節(jié)。
在一種示例性實施方式中,基于步驟916中獲得的一個或多個輪廓參 數(shù)值,對第二制造工具的一個或多個工藝參數(shù)或設(shè)備設(shè)置進行調(diào)節(jié)。第二 制造工具可以在在第一制造工具中對晶片進行處理之前或之后對該晶片進 行處理。
例如,第一制造工具和第二制造工具可以配置來執(zhí)行光刻、蝕刻、熱 處理、金屬化、植入、化學氣相沉積、化學機械拋光等。具體而言,第一 制造工具可配置來執(zhí)行光刻工藝的顯影步驟。第二制造工具可以配置來執(zhí) 行光刻工藝中在顯影步驟之前執(zhí)行的曝光步驟?;蛘撸谝恢圃旃ぞ呖梢?配置來執(zhí)行光刻步驟的顯影步驟。第二制造工具可以配置來執(zhí)行光刻工藝 中在顯影步驟之后執(zhí)行的蝕刻步驟。
圖10示出了用來對在半導體晶片上制造結(jié)構(gòu)進行控制的示例性系統(tǒng) 1000。系統(tǒng)1000包括第一制造工具1002和光學計量系統(tǒng)1004。系統(tǒng) 1000還可以包括第二制造工具1006。盡管圖IO中第二制造工具1006被示 為處于第一制造工具1002之后,但是應(yīng)當認識到,在系統(tǒng)1000中,第二制造工具1006也可以處于第一制造工具1002之前。光學計量系統(tǒng)1004包括光學計量設(shè)備1008、支持向量機1010和處理 器1012。光學計量設(shè)備1008配置來測量離開結(jié)構(gòu)的衍射信號。光學計量 設(shè)備1008可以是反射計、橢偏儀等。如上所述,可以利用一組仿真衍射信號作為對支持向量機1010的輸 入并且利用一組輪廓參數(shù)值作為該支持向量機的期望輸出,對該支持向量 機進行訓練。該組仿真衍射信號是利用一組輪廓參數(shù)值生成的,其中,這 些輪廓參數(shù)值表征了結(jié)構(gòu)的幾何形狀。處理器1012配置來將測得的衍射信號輸入到支持向量機1010中。處 理器1012還配置來獲得結(jié)構(gòu)的輪廓參數(shù)值作為支持向量機1010的輸出。 處理器1012還配置來基于所獲得的輪廓參數(shù)值對第一制造工具1002的一 個或多個工藝參數(shù)或設(shè)備設(shè)置進行調(diào)節(jié)。如上所述,處理器1012可以配 置來還基于所獲得的輪廓參數(shù)值對第二制造工具1006的一個或多個工藝 參數(shù)或設(shè)備設(shè)置進行調(diào)節(jié)。為了說明和描述目的,前面描述了本發(fā)明的特定實施方式。但是,它 們不是窮盡的,并且不是要將本發(fā)明限制于所公開的具體的形式,應(yīng)當理 解,根據(jù)上述教導可以作出許多修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于利用支持向量機控制制造工具的方法,該方法包括a)獲得結(jié)構(gòu)的輪廓模型,所述輪廓模型由對所述結(jié)構(gòu)的幾何形狀進行表征的輪廓參數(shù)定義;b)獲得輪廓參數(shù)值組;c)利用所述輪廓參數(shù)值組生成仿真衍射信號組,每個仿真衍射信號表征從所述結(jié)構(gòu)衍射的光的行為;d)利用所述仿真衍射信號組作為對所述支持向量機的輸入并且利用所述輪廓參數(shù)值組作為所述支持向量機的期望輸出,對所述支持向量機進行訓練;e)在d)之后,執(zhí)行利用第一制造工具在晶片上制造所述結(jié)構(gòu)的制造過程;f)獲得從所述晶片上制造的所述結(jié)構(gòu)離開的測得衍射信號;g)將所述測得衍射信號輸入到所述經(jīng)訓練的支持向量機;h)在g)之后,獲得所述結(jié)構(gòu)的輪廓參數(shù)值作為所述經(jīng)訓練的支持向量機的輸出;以及i)在h)之后,基于在h)中獲得的所述輪廓參數(shù)值,對所述第一制造工具的一個或多個工藝參數(shù)或設(shè)備設(shè)置進行調(diào)節(jié)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法,其中,所述仿真衍射信號組是利用信號 參數(shù)的標準組生成的,所述標準組包括反射參數(shù)和偏振參數(shù),所述反射參 數(shù)表征光在所述結(jié)構(gòu)上反射時的強度改變,所述偏振參數(shù)表征光在所述結(jié) 構(gòu)上反射時的偏振狀態(tài)改變,其中,所述偏振參數(shù)包括第一偏振參數(shù),表征被相對于所述反射參數(shù)進行了歸一化的、對去偏 振效果平均的復數(shù)反射系數(shù)的絕對值的平方之間的差;第二偏振參數(shù),表征被相對于所述反射參數(shù)進行了歸一化的、對去偏 振效果平均的復數(shù)反射系數(shù)的干涉的虛部分量;以及第三偏振參數(shù),表征被相對于所述反射參數(shù)進行了歸一化的、對去偏 振效果平均的復數(shù)反射系數(shù)的干涉的實部分量。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法,還包括-將輪廓參數(shù)值歸一化,其中,所述仿真衍射信號組是利用經(jīng)歸一化的 輪廓參數(shù)值生成的;以及對在h)中獲得的所述輪廓參數(shù)值進行去歸一化。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法,還包括 確定輪廓參數(shù)的相關(guān)性;以及基于所確定的相關(guān)性,選擇用于在a)中定義所述輪廓模型的輪廓參數(shù)。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法,在d)之后和e)之前 獲得仿真衍射信號的測試組和輪廓參數(shù)值的測試組; 利用所述仿真衍射信號的測試組作為對所述支持向量機的輸入,并且利用所述輪廓參數(shù)值的測試組作為所述支持向量機的期望輸出,對所述支 持向量機進行測試;以及如果一個或多個精度標準未得到滿足,則利用所述仿真衍射信號的測 試組中的一個或多個仿真衍射信號以及所述輪廓參數(shù)值的測試組中的一個 或多個輪廓參數(shù)值,重新訓練所述支持向量機。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法,還包括基于在h)中確定的所述輪廓參數(shù)值,對第二制造工具的一個或多個 工藝參數(shù)或設(shè)備設(shè)置進行調(diào)節(jié)。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法,其中,所述第一制造工具在所述第二制 造工具之前對所述晶片進行處理。
8. 如權(quán)利要求6所述的方法,其中,所述第一制造工具在所述第二制 造工具之后對所述晶片進行處理。
9. 一種包含計算機可執(zhí)行指令的計算機可讀存儲介質(zhì),所述計算機可 執(zhí)行指令用于使計算機利用支持向量機控制制造工具,所述計算機可讀存 儲介質(zhì)包括用于下述過程的指令a) 獲得結(jié)構(gòu)的輪廓模型,所述輪廓模型由對所述結(jié)構(gòu)的幾何形狀進 行表征的輪廓參數(shù)定義;b) 獲得輪廓參數(shù)值組;C)利用所述輪廓參數(shù)值組生成仿真衍射信號組,每個仿真衍射信號 表征從所述結(jié)構(gòu)衍射的光的行為;d) 利用所述仿真衍射信號組作為對所述支持向量機的輸入并且利用 所述輪廓參數(shù)值組作為所述支持向量機的期望輸出,對所述支持向量機進行訓練;e) 在d)之后,執(zhí)行利用第一制造工具在晶片上制造所述結(jié)構(gòu)的制造 過程;f) 獲得從所述晶片上制造的所述結(jié)構(gòu)離開的測得衍射信號;g) 將所述測得衍射信號輸入到所述經(jīng)訓練的支持向量機;h) 在g)之后,獲得所述結(jié)構(gòu)的輪廓參數(shù)值作為所述經(jīng)訓練的支持向 量機的輸出;以及i) 在h)之后,基于在h)中獲得的所述輪廓參數(shù)值,對所述第一制 造工具的一個或多個工藝參數(shù)或設(shè)備設(shè)置進行調(diào)節(jié)。
10. 如權(quán)利要求9所述的計算機可讀存儲介質(zhì),其中,所述仿真衍射 信號組是利用信號參數(shù)的標準組生成的,所述標準組包括反射參數(shù)和偏振 參數(shù),所述反射參數(shù)表征光在所述結(jié)構(gòu)上反射時的強度改變,所述偏振參 數(shù)表征光在所述結(jié)構(gòu)上反射時的偏振狀態(tài)改變,其中所述偏振參數(shù)包括第一偏振參數(shù),表征被相對于所述反射參數(shù)進行了歸一化的、對去偏 振效果平均的復數(shù)反射系數(shù)的絕對值的平方之間的差;第二偏振參數(shù),表征被相對于所述反射參數(shù)進行了歸一化的、對去偏 振效果平均的復數(shù)反射系數(shù)的干涉的虛部分量;以及第三偏振參數(shù),表征被相對于所述反射參數(shù)進行了歸一化的、對去偏 振效果平均的復數(shù)反射系數(shù)的干涉的實部分量。
11. 如權(quán)利要求9所述的計算機可讀存儲介質(zhì),還包括用于下述過程 的指令將輪廓參數(shù)值歸一化,其中,所述仿真衍射信號組是利用所述經(jīng)歸一 化的輪廓參數(shù)值生成的;以及對在h)中獲得的所述輪廓參數(shù)值進行去歸一化。
12. 如權(quán)利要求9所述的計算機可讀存儲介質(zhì),還包括用于下述過程的指令確定輪廓參數(shù)的相關(guān)性;以及基于所確定的相關(guān)性,選擇用于在a)中定義所述輪廓模型的輪廓參數(shù)。
13. 如權(quán)利要求9所述的計算機可讀存儲介質(zhì),在d)之后和e)之刖獲得仿真衍射信號的測試組和輪廓參數(shù)值的測試組; 利用所述仿真衍射信號的測試組作為對所述支持向量機的輸入,并且利用所述輪廓參數(shù)值的測試組作為所述支持向量機的期望輸出,對所述支持向量機進行測試;以及如果一個或多個精度標準未得到滿足,則利用所述仿真衍射信號的測試組中的一個或多個仿真衍射信號以及所述輪廓參數(shù)值的測試組中的一個或多個輪廓參數(shù)值,重新訓練所述支持向量機。
14. 如權(quán)利要求9所述的計算機可讀存儲介質(zhì),還包括用于以下過程 的指令基于在h)中確定的所述輪廓參數(shù)值,對第二制造工具的一個或多個 工藝參數(shù)或設(shè)備設(shè)置進行調(diào)節(jié)。
15. 如權(quán)利要求14所述的計算機可讀存儲介質(zhì),其中,所述第一制造 工具在所述第二制造工具之前對所述晶片進行處理。
16. 如權(quán)利要求14所述的計算機可讀存儲介質(zhì),其中,所述第一制造 工具在所述第二制造工具之后對所述晶片進行處理。
17. —種用于對在半導體晶片上制造結(jié)構(gòu)進行控制的系統(tǒng),包括 第一制造工具,配置來執(zhí)行在所述晶片上制造所述結(jié)構(gòu)的制造過程; 光學計量設(shè)備,配置來測量從所述晶片上的所述結(jié)構(gòu)離開的衍射信號;支持向量機,其中,所述支持向量機被利用仿真衍射信號組作為對所 述支持向量機的輸入并且利用輪廓參數(shù)值組作為所述支持向量機的期望輸 出進行訓練,所述仿真衍射信號組是利用所述輪廓參數(shù)值組生成的,所述 輪廓參數(shù)表征所述結(jié)構(gòu)的幾何形狀;以及處理器,配置來將測得衍射信號輸入到所述經(jīng)訓練的支持向量機,獲 得所述結(jié)構(gòu)的輪廓參數(shù)值作為所述經(jīng)訓練的支持向量機的輸出,并且基于 所獲得的輪廓參數(shù)值對所述第一制造工具的一個或多個工藝參數(shù)或設(shè)備設(shè) 置進行調(diào)節(jié)。
18. 如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng),其中,所述仿真衍射信號組是利用信 號參數(shù)的標準組生成的,所述標準組包括反射參數(shù)和偏振參數(shù),所述反射 參數(shù)表征光在所述結(jié)構(gòu)上反射時的強度改變,所述偏振參數(shù)表征光在所述 結(jié)構(gòu)上反射時的偏振狀態(tài)改變,其中所述偏振參數(shù)包括第一偏振參數(shù),表征被相對于所述反射參數(shù)進行了歸一化的、對去偏 振效果平均的復數(shù)反射系數(shù)的絕對值的平方之間的差;第二偏振參數(shù),表征被相對于所述反射參數(shù)進行了歸一化的、對去偏 振效果平均的復數(shù)反射系數(shù)的干涉的虛部分量;以及第三偏振參數(shù),表征被相對于所述反射參數(shù)進行了歸一化的、對去偏 振效果平均的復數(shù)反射系數(shù)的干涉的實部分量。
19. 如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng),其中,所述仿真衍射信號組是利用經(jīng)歸一化的輪廓參數(shù)值生成的,并且所述處理器配置來對作為所述支持向量 機的輸出獲得的所述輪廓參數(shù)值進行去歸 一 化。
20. 如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng),其中,所述支持向量機被利用仿真衍 射信號的測試組和輪廓參數(shù)值的測試組進行訓練,并且其中,如果對所述 支持向量機進行測試時一個或多個精度標準未得到滿足,則利用所述仿真 衍射信號的測試組中的一個或多個仿真衍射信號以及所述輪廓參數(shù)值的測 試組中的一個或多個輪廓參數(shù)值,重新訓練所述支持向量機。
21. 如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng),還包括第二制造工具,配置來在晶片上執(zhí)行制造過程,其中,所述處理器配 置來基于所獲得的輪廓參數(shù)值對所述第二制造工具的一個或多個工藝參數(shù) 或設(shè)備設(shè)置進行調(diào)節(jié)。
22. 如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng),其中,所述第一制造工具在所述第二 制造工具之前對所述晶片進行處理。
23. 如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng),其中,所述第一制造工具在所述第二制造工具之后對所述晶片進行處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了利用支持向量機控制制造工具。獲得結(jié)構(gòu)的輪廓模型。該輪廓模型由表征結(jié)構(gòu)的幾何形狀的輪廓參數(shù)定義。獲得一組輪廓參數(shù)值。利用該組輪廓參數(shù)值生成一組仿真衍射信號,每個仿真衍射信號表征從所述結(jié)構(gòu)衍射的光的行為。利用該組仿真衍射信號作為對支持向量機的輸入并且利用該組輪廓參數(shù)值作為支持向量機的期望輸出,對該支持向量機進行訓練。在訓練了支持向量機之后,利用制造工具執(zhí)行在晶片上制造結(jié)構(gòu)的制造過程。獲得離開結(jié)構(gòu)的測得衍射信號。將測得衍射信號輸入到經(jīng)訓練的支持向量機。獲得作為經(jīng)訓練的支持向量機的輸出的結(jié)構(gòu)的輪廓參數(shù)值?;谒@得的輪廓參數(shù)值,對制造工具的一個或多個工藝參數(shù)或設(shè)備設(shè)置進行調(diào)節(jié)。
文檔編號H01L21/00GK101286047SQ20081009044
公開日2008年10月15日 申請日期2008年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月12日
發(fā)明者曼紐爾·瑪?shù)氯鸺? 李世芳, 文 金, 鮑君威 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社
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