[发明专利]用于半导体芯片孔几何形状度量的系统和方法

说明书

公开了用于测量半导体芯片中的孔结构的几何属性的系统(400)和方法的实施例。接收与半导体芯片中的孔结构相对应的光学光谱信号(412)。该光学光谱信号(412)由一个或多个光学特征来表征。使用模型(408)，至少部分地基于光学特征来确定孔结构的几何属性。从多个训练样本来训练模型(408)，每个所述训练样本包括与相同孔结构相对应的一对光学光谱信号(412)和标记的参考信号(416)。

技术领域

本公开的实施例涉及半导体制造中的度量系统和方法。

背景技术

孔结构被广泛地用于半导体芯片制造中，例如三维(3D)存储器件中的接触孔和沟道孔。孔结构，特别是具有高的高宽比的深孔通常是通过等离子体干法蚀刻(例如深度反应离子蚀刻(DRIE))制成的。随着高宽比持续增大，深孔的制造受到各种问题和挑战的影响，例如垂直和倾斜侧壁、加载效应、滞后、扇形和缺口效应，其中大部分被反映为孔的不期望的几何属性。因此，对半导体芯片制造中的孔结构的内联(inline)测量对于产品良率而言变得很重要。

发明内容

本文公开了用于测量半导体芯片中的孔结构的几何属性的系统和方法的实施例。

在一个示例中，公开了一种用于测量半导体芯片中的孔结构的几何属性的方法。接收与半导体芯片中的孔结构相对应的光学光谱信号。通过一个或多个光学特征来表征光学光谱信号。使用模型，至少部分地基于光学特征，来确定孔结构的几何属性。模型是从多个训练样本来训练的，每个所述训练样本包括都与相同孔结构相对应的一对光学光谱信号和标记的参考信号。

在另一个示例中，一种用于测量半导体芯片中的孔结构的几何属性的系统包括光学光谱仪和至少一个处理器。光学光谱仪被配置为提供与半导体芯片中的孔结构相对应的光学光谱信号。至少一个处理器被配置为通过一个或多个光学特征来表征光学光谱信号。至少一个处理器还被配置为：使用模型，至少部分地基于光学特征，来确定孔结构的几何属性。模型是从多个训练样本来训练的，每个训练样本包括都与相同孔结构相对应的一对光学光谱信号和标记的参考信号。

在又一个示例中，一种有形计算机可读装置上存储有指令，该指令在被至少一个计算装置执行时，使得至少一个计算装置执行操作。操作包括接收与半导体芯片中的孔结构相对应的光学光谱信号。该操作还包括通过一个或多个光学特征来表征光学光谱信号。该操作还包括：使用模型，至少部分地基于光学特征，来确定孔结构的几何属性。模型是从多个训练样本来训练的，每个所述训练样本包括都与相同孔结构相对应的一对光学光谱信号和标记的参考信号。

在又一个示例中，公开了一种用于训练模型的方法。由至少一个处理器提供用于测量半导体芯片中的孔结构的几何属性的模型。由至少一个处理器获得多个训练样本，每个所述训练样本包括与相同孔结构相对应的一对光学光谱信号和参考信号。参考信号是利用孔结构的标记的几何属性来标记的。使用模型来估计孔结构的估计几何属性。由至少一个处理器至少部分地基于在训练样本中的每一个训练样本中的标记的几何属性与估计几何属性之间的差异，来调节模型的参数。

在又一个示例中，一种用于训练模型的系统包括存储器和操作地耦合到该存储器的至少一个处理器。至少一个处理器被配置为提供用于测量半导体芯片中的孔结构的几何属性的模型。至少一个处理器还被配置为获得多个训练样本，每个所述训练样本包括与相同孔结构相对应的一对光学光谱信号和参考信号。参考信号是利用孔结构的标记的几何属性来标记的。至少一个处理器还被配置为使用模型来估计孔结构的估计几何属性。至少一个处理器还被配置为：至少部分地基于在训练样本中的每一个训练样本中的标记的几何属性与估计几何属性之间的差异，来调节模型的参数。