本公開內(nèi)容總體涉及計(jì)量系統(tǒng)和方法，并且特別地，涉及使用不同掃描技術(shù)的組合來對(duì)結(jié)構(gòu)和樣品進(jìn)行3d輪廓分析。

背景技術(shù)：

1、掃描電子顯微術(shù)(sem)是廣泛使用的技術(shù)，以用于表征并特別地用于對(duì)各種類型的樣品(諸如但不限于金屬、陶瓷、生物樣品等)進(jìn)行成像。sem的區(qū)別性特征中的一者包括sem的高空間分辨率，使得能夠表征納米級(jí)水平的樣品的形貌、微結(jié)構(gòu)特征和表面缺陷。除了表面表征之外，sem可與能量色散x射線光譜(eds)結(jié)合使用，以獲得半定量元素成分信息。雖然以高分辨率分析樣品的最上面的幾個(gè)納米，但是由sem提供的深度信息非常有限并在結(jié)構(gòu)和材料的分析中提出了重大挑戰(zhàn)。缺乏可靠的深度信息妨礙了對(duì)材料的準(zhǔn)確分析，尤其是在樣品的3d輪廓是關(guān)鍵的情況下對(duì)材料的準(zhǔn)確分析，諸如薄膜表征、質(zhì)量控制和失效分析。因此，采用具有高深度靈敏度的表征技術(shù)(諸如極紫外(euv)測(cè)量和/或軟x射線技術(shù)(諸如x射線反射))來表征所述輪廓的深度性質(zhì)。然而，這些技術(shù)通常由較差的橫向分辨率表征。具體地，常規(guī)euv或軟x射線顯微術(shù)的分辨率受到x射線透鏡的數(shù)值孔徑的限制，將常規(guī)euv或軟x射線顯微術(shù)的分辨率限制在大約幾十納米的范圍。這種范圍可能太大而不能直接測(cè)量樣品，諸如現(xiàn)代半導(dǎo)體器件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)當(dāng)前公開的主題的一方面，提供了一種用于獲得樣品的3d輪廓的方法，所述方法包括：

2、接收由第一計(jì)量工具提供并與樣品的第一結(jié)構(gòu)參數(shù)組有關(guān)的第一數(shù)據(jù)集，第一數(shù)據(jù)集包括第一被測(cè)量信號(hào)集和第一操作參數(shù)集；

3、接收由第二計(jì)量工具提供并與樣品的第二結(jié)構(gòu)參數(shù)組有關(guān)的第二數(shù)據(jù)集，第二數(shù)據(jù)集包括第二被測(cè)量信號(hào)集和第二操作參數(shù)集，其中第一結(jié)構(gòu)參數(shù)組和第二結(jié)構(gòu)參數(shù)組共同地包括至少一個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)；

4、執(zhí)行第一分析，第一分析包括分析第一數(shù)據(jù)集以獲得第一結(jié)構(gòu)參數(shù)組的值；

5、執(zhí)行第二分析，第二分析包括分析第二數(shù)據(jù)集以獲得第二結(jié)構(gòu)參數(shù)組的值，其中針對(duì)共同結(jié)構(gòu)參數(shù)中的至少一些共同結(jié)構(gòu)參數(shù)在第一分析中獲得的值用于約束第二分析；以及

6、基于組合在第一分析和第二分析中獲得的值來生成樣品的基本上完整的3d結(jié)構(gòu)輪廓。

7、第一結(jié)構(gòu)參數(shù)組和第二結(jié)構(gòu)參數(shù)組中的一者可包括表面結(jié)構(gòu)參數(shù)，其中第一結(jié)構(gòu)參數(shù)組和第二結(jié)構(gòu)參數(shù)組中的另一者包括表面結(jié)構(gòu)參數(shù)和子表面(即，內(nèi)部)結(jié)構(gòu)參數(shù)。

8、第一計(jì)量工具可被配置為以比第二計(jì)量工具更高的準(zhǔn)確度測(cè)量共同結(jié)構(gòu)參數(shù)。

9、針對(duì)共同結(jié)構(gòu)參數(shù)在第一分析中獲得的值可具有很高的準(zhǔn)確度。

10、根據(jù)一些示例，如果共同結(jié)構(gòu)參數(shù)的值的準(zhǔn)確度的任何進(jìn)一步提高都產(chǎn)生了針對(duì)其他結(jié)構(gòu)參數(shù)獲得的值的準(zhǔn)確度的提高，使得所產(chǎn)生的提高不在測(cè)量上大于(例如，在可接受測(cè)量容差內(nèi))共同結(jié)構(gòu)參數(shù)的值的準(zhǔn)確度的提高，則可認(rèn)為共同結(jié)構(gòu)參數(shù)的值具有“很高的準(zhǔn)確度”。

11、根據(jù)一些示例，如果共同結(jié)構(gòu)參數(shù)的值在參考值的約±10％內(nèi)，則可認(rèn)為共同結(jié)構(gòu)參數(shù)的值具有“很高的準(zhǔn)確度”。

12、根據(jù)一些示例，如果鑒于應(yīng)用的要求，共同結(jié)構(gòu)參數(shù)的值在參考值的可接受容差內(nèi)，則可認(rèn)為共同結(jié)構(gòu)參數(shù)的值具有“很高的準(zhǔn)確度”。參考值可以是結(jié)構(gòu)參數(shù)的已知值，例如，其中所述方法用于促進(jìn)對(duì)樣品中的缺陷、結(jié)構(gòu)異常等的檢測(cè)。

13、除其他外，根據(jù)以上示例中的任一者，確定共同結(jié)構(gòu)參數(shù)的值何時(shí)具有很高的準(zhǔn)確度可包括重復(fù)所述方法的一些或所有步驟。相關(guān)計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將具備所需水平的熟練度來執(zhí)行步驟的重復(fù)以及例如基于所述方法被執(zhí)行用于的任務(wù)的要求來確定何時(shí)獲得了很高的準(zhǔn)確度。

14、所述方法可進(jìn)一步包括迭代地重復(fù)第一分析和第二分析，其中針對(duì)共同結(jié)構(gòu)參數(shù)中的至少一些共同結(jié)構(gòu)參數(shù)在每次分析中獲得的值用于約束后續(xù)分析。

15、所述方法可進(jìn)一步包括應(yīng)用統(tǒng)一算法，其中第一分析和第二分析同時(shí)地執(zhí)行。

16、統(tǒng)一算法可進(jìn)一步包括使用針對(duì)共同結(jié)構(gòu)參數(shù)中的至少一些共同結(jié)構(gòu)參數(shù)在第二分析中獲得的值來約束第一分析。

17、完整的3d結(jié)構(gòu)輪廓可包括與表面層的元件的寬度、深度和/或形狀有關(guān)的結(jié)構(gòu)參數(shù)；子表面層和/或結(jié)構(gòu)的厚度；樣品厚度；樣品成分；形貌；和/或相位。

18、第一計(jì)量工具和第二計(jì)量工具中的一者可包括掃描電子顯微鏡(sem)，并且/或者第一計(jì)量工具和第二計(jì)量工具中的另一者可包括x射線計(jì)量工具和/或極紫外(euv)計(jì)量工具。

19、sem可以是關(guān)鍵尺寸sem。

20、sem可被配置為提供從不同能量的掃描獲得的被測(cè)量信號(hào)、根據(jù)從不同角度進(jìn)行的掃描獲得的被測(cè)量信號(hào)、被配置為促進(jìn)sem斷層攝影的被測(cè)量信號(hào)、指示電壓對(duì)比度的被測(cè)量信號(hào)和/或包括能量色散光譜信號(hào)的被測(cè)量信號(hào)。

21、第一被測(cè)量信號(hào)集可從背散射電子、次級(jí)電子和/或低損耗電子獲得。

22、x射線計(jì)量工具和/或euv計(jì)量工具可被配置為執(zhí)行軟x射線計(jì)量、反射計(jì)、x射線衍射、相干衍射成像、疊層成像、euv斷層攝影和/或x射線斷層攝影。

23、euv計(jì)量工具可使用波長(zhǎng)在1nm與50nm之間的光。x射線計(jì)量工具可使用波長(zhǎng)為1nm或更小的光。

24、第一計(jì)量工具(例如，sem、x射線計(jì)量工具、euv計(jì)量工具等)的采樣率可低于第二計(jì)量工具的采樣率，第一計(jì)量工具被配置為獲得有限數(shù)量的測(cè)量，其中第二分析包括外推由第二計(jì)量工具采樣的3d結(jié)構(gòu)輪廓的一部分。

25、第一計(jì)量工具(例如，sem、x射線計(jì)量工具、euv計(jì)量工具等)的采樣率可低于第二計(jì)量工具的采樣率，其中第二分析包括評(píng)估由第二計(jì)量工具獲得的測(cè)量之間的相似性來檢測(cè)完整的3d結(jié)構(gòu)輪廓中的結(jié)構(gòu)異常。

26、第一分析和/或第二分析可基于樣品的物理模擬、相位檢索、庫搜索、梯度下降優(yōu)化和/或基于先前樣品的測(cè)量的機(jī)器學(xué)習(xí)來實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)算法。

27、樣品可以是半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

28、根據(jù)當(dāng)前公開的主題的另一方面，提供了一種用于獲得樣品的3d輪廓的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)被配置為執(zhí)行代碼，所述代碼被配置為執(zhí)行上述方法。

29、應(yīng)理解，上述方法以及本文的說明書和所附權(quán)利要求書不應(yīng)被理解為限于按所呈現(xiàn)的次序執(zhí)行。序號(hào)(第一、第二等)僅為了方便起見而使用，并且不旨在指示序列。例如，第一分析和第二分析可按任何合適的次序執(zhí)行。

30、除非另有定義，否則本文使用的所有技術(shù)和/或科學(xué)術(shù)語具有與本公開內(nèi)容所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的含義相同的含義。在沖突的情況下，以包括定義的專利說明書為準(zhǔn)。如本文所用，不定冠詞被理解為意指“至少一個(gè)”或“一個(gè)或多個(gè)”，除非以其他方式從上下文中清楚。

技術(shù)特征：

1.一種用于獲得樣品的3d輪廓的方法，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一結(jié)構(gòu)參數(shù)組和所述第二結(jié)構(gòu)參數(shù)組中的一者包括表面結(jié)構(gòu)參數(shù)，并且所述第一結(jié)構(gòu)參數(shù)組和所述第二結(jié)構(gòu)參數(shù)組中的另一者包括表面結(jié)構(gòu)參數(shù)和子表面結(jié)構(gòu)參數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一計(jì)量工具被配置為以比所述第二計(jì)量工具更高的準(zhǔn)確度測(cè)量所述共同結(jié)構(gòu)參數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中針對(duì)所述共同結(jié)構(gòu)參數(shù)在所述第一分析中獲得的值具有很高的準(zhǔn)確度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括迭代地重復(fù)所述第一分析和所述第二分析，其中針對(duì)所述共同結(jié)構(gòu)參數(shù)中的至少一些共同結(jié)構(gòu)參數(shù)在每次分析中獲得的值用于約束后續(xù)分析。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括應(yīng)用統(tǒng)一算法，其中所述第一分析和所述第二分析同時(shí)地執(zhí)行，所述統(tǒng)一算法可選地進(jìn)一步包括使用針對(duì)所述共同結(jié)構(gòu)參數(shù)中的至少一些共同結(jié)構(gòu)參數(shù)在所述第二分析中獲得的值來約束所述第一分析。

7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第一計(jì)量工具和所述第二計(jì)量工具中的一者包括掃描電子顯微鏡(sem)，并且/或者所述第一計(jì)量工具和所述第二計(jì)量工具中的另一者包括x射線計(jì)量工具和/或極紫外(euv)計(jì)量工具。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述第一計(jì)量工具的采樣率低于所述第二計(jì)量工具的采樣率，所述第一計(jì)量工具被配置為獲得有限數(shù)量的測(cè)量，其中所述第二分析包括外推由所述第二計(jì)量工具采樣的所述3d結(jié)構(gòu)輪廓的一部分。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述第一計(jì)量工具的采樣率低于所述第二計(jì)量工具的所述采樣率，其中所述第二分析包括評(píng)估由所述第二計(jì)量工具獲得的測(cè)量之間的相似性來檢測(cè)所述完整的3d結(jié)構(gòu)輪廓中的結(jié)構(gòu)異常。

10.一種用于獲得樣品的3d輪廓的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)被配置為執(zhí)行代碼，所述代碼被配置為執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
提供了一種用于獲得樣品的3D輪廓的方法。所述方法包括：從第一計(jì)量工具和第二計(jì)量工具接收與第一結(jié)構(gòu)參數(shù)組和第二結(jié)構(gòu)參數(shù)組有關(guān)的第一數(shù)據(jù)集和第二數(shù)據(jù)集，其中第一結(jié)構(gòu)參數(shù)組和第二結(jié)構(gòu)參數(shù)組共同地具有至少一個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)；分析第一數(shù)據(jù)集以獲得第一結(jié)構(gòu)參數(shù)組的值；分析第二數(shù)據(jù)集以獲得第二結(jié)構(gòu)參數(shù)組的值，其中針對(duì)共同結(jié)構(gòu)特征中的至少一些共同結(jié)構(gòu)參數(shù)從對(duì)第一數(shù)據(jù)集的分析獲得的值用于約束對(duì)第二數(shù)據(jù)集的分析；以及通過組合在對(duì)第一數(shù)據(jù)集和第二數(shù)據(jù)集的分析中獲得的值來生成樣品的3D輪廓。

技術(shù)研發(fā)人員：I·阿爾莫格,O·戈拉尼
受保護(hù)的技術(shù)使用者：應(yīng)用材料以色列公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19