[发明专利]可变分辨率光谱仪

说明书

本发明提供用于复原数字化光谱的系统、方法、设备及制品，且所述系统、方法、设备及制品可包括：光学系统，其经配置以变换射线，所述光学系统包含衍射光栅、转向镜、载台及经配置以根据移动机制移动所述载台、衍射光栅或转向镜中的一者以改变所述载台上的所述射线的入射的致动器；传感器阵列，其安置于所述载台上，所述传感器阵列经配置以在多个测量位置处接收从所述光学系统入射的所述射线以获得多个射线光谱；及处理器，其电连接到所述传感器阵列，所述处理器经配置以接收所述射线光谱、使所述射线光谱交错以产生交错光谱，且从所述交错光谱去卷积对应于所述光学系统的点散布函数以产生经复原数字化光谱。

相关申请案的交叉参考

本申请案主张在2018年1月6日申请的第62/614,397号美国临时申请案的优先权，所述申请案的全部揭示内容特此以引用的方式并入。

技术领域

本发明大体上涉及半导体计量的改进。更特定来说，本发明大体上涉及薄膜、光栅结构及临界尺寸结构的测量的改进。

背景技术

半导体制造业的演变对良率管理且特定来说对计量及检验系统寄予更高要求。临界尺寸继续缩小，然而产业需要减少实现高良率、高价值生产的时间。最小化从检测良率问题到将其修复的总时间决定半导体制造商的投资回报。

制造半导体装置(例如逻辑及存储器装置)通常包含使用大量制造工艺处理半导体晶片以形成所述半导体装置的各种特征及多个层级。例如，光刻是涉及将图案从光罩转印到布置于半导体晶片上的光致抗蚀剂的半导体制造工艺。半导体制造工艺的额外实例包含(但不限于)化学机械抛光(CMP)、蚀刻、沉积及离子植入。多个半导体装置可以一布置制造于单个半导体晶片上且接着分成个别半导体装置。

可在半导体制造期间使用计量以进行(例如)半导体晶片或光罩的各种测量。计量工具可用于测量与各种半导体制造工艺相关联的结构及材料特性。例如，计量工具可测量材料组合物或可测量结构及膜的尺寸特性(例如膜厚度、结构的临界尺寸(CD)或叠加)。这些测量用于在半导体裸片的制造中促进工艺控制及/或良率效率。

随着半导体装置图案尺寸继续缩小，常常需要较小的计量目标。此外，测量准确度及匹配到实际装置特性的要求增加对于类装置目标以及裸片中及甚至装置上测量的需要。已提出各种计量实施方案以实现所述目标。例如，已提出基于主要反射光学器件的聚焦光束椭圆偏光术。变迹器可用于减轻引起照明光点散布超过通过几何结构光学器件定义的大小的光学衍射效应。高数值孔径工具结合同时多入射角照明的使用是实现小目标能力的另一方式。

其它测量实例可包含测量半导体堆叠的一或多个层的组合物、测量晶片上(或内)的特定缺陷及测量暴露到晶片的光刻辐射量。在一些情况中，计量工具及算法可经配置以用于测量非周期目标。

所关注参数的测量通常涉及许多算法。例如，入射光束与样本的光学相互作用是使用电磁(EM)解算器来建模及使用例如严格耦合波分析法(RCWA)、有限元素法(FEM)、动差法、表面积分法、体积积分法、有限差分时域法(FDTD)及其它的算法。通常使用几何引擎或在一些情况中使用过程建模引擎或两者的组合来对所关注目标进行建模(参数化所关注目标)。在这些情况中实施几何引擎。

可通过许多数据拟合及优化技术及科技来分析所收集数据，所述技术及科技包含：链接库；快速降级模型；回归；机器学习算法，例如神经网络、支持向量机(SVM)；降维算法，举例来说，例如主分量分析(PCA)、独立分量分析(ICA)及局部线性嵌入(LLE)；稀疏表示，例如傅里叶变换或小波变换；卡尔曼(Kalman)滤波器；促进来自相同或不同工具类型的匹配的算法及其它。

也可通过并不包含建模、优化及/或拟合的算法来分析所收集数据。