[發明專利]確定覆蓋誤差的方法和動態控制中間掩模位置的控制系統

有效

• 申請號: 201210195645.6
• 申請日: 2012-06-13
• 公開（公告）號: CN103246152A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 李永堯;王盈盈;蔡飛國;劉恒信
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: G03F1/00
• 分類號: G03F1/00;G03F1/44;G03F1/76
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本發明一般地涉及半導體技術領域，更具體地來說，涉及減少覆蓋誤差的方法和系統。

背景技術

隨著技術節點尺寸的減小，襯底上部件的密度增加。增加的部件密度要求更加精確地控制部件之間的間隔以制造可變器件。部分通過圖案化襯底過程中所使用的中間掩模上的部件布局來確定部件間隔。諸如覆蓋誤差的附加因素也會影響襯底上的部件間隔。覆蓋誤差是中間掩模上的部件布局與形成在襯底上的實際部件圖案之間的偏差。

覆蓋誤差由可校正因素引起，諸如中間掩模和襯底之間的熱膨脹系數的差異、襯底形狀不精確、中間掩模和襯底之間的未對準、圖案化裝置中致動器不精確的校準等。熱膨脹的差異引起覆蓋誤差，因為圖案化工藝生成使襯底和中間掩模膨脹的熱能。如果用于形成襯底和中間掩模的材料具有不同的熱膨脹系數，則用于襯底和中間掩模的膨脹率是不同的。與襯底上部件的間隔相比，不同的膨脹率導致中間掩模上產生不同的部件間隔。襯底形狀的不精確引起覆蓋誤差，因為襯底表面的彎曲使得部件的尺寸由于圖案化光經過不同的距離到達襯底表面而發生變化。中間掩模和襯底的未對準引起覆蓋誤差，因為整個布局發生偏移。致動器不精確的校準引起覆蓋誤差，因為圖案化工藝使用致動器來定位中間掩模、襯底和圖案化裝置的其他部件。如果由致動器引起的移動不精確，則部件之間的間隔通過來自實際移動的預期移動的差異來改變。

此外，一些覆蓋誤差由不可校正的因素引起，諸如襯底上的光刻膠層中的光散射或厚度梯度。該不可校正的覆蓋誤差被稱為殘留誤差。一些殘留誤差量是不可避免的。

一些技術通過使用固定的、預定基準點來測量覆蓋誤差。在實施任何圖案化工藝之前選擇基準點，并且不能解決中間掩模和襯底之間的實際測量差。在圖案化襯底之前，測量中間掩模上的多個所選部件的位置。然后，圖案化襯底，并且在圖案化的襯底上測量這些相同的所選部件的位置。中間掩模上的所選部件的位置與襯底上的所選部件的位置之間的差異確定覆蓋誤差。

用于測量襯底上部件的位置的測量系統包括輻射源、檢測器和支持襯底的臺架。來自輻射源的光與襯底的圖案化表面接觸并反射到檢測器。來自輻射源的光以預定的基準點為目標。檢測器向諸如計算機的計算單元傳送信息以確定襯底上所選部件的位置。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的缺陷，根據本發明的一方面，提供了一種減少覆蓋誤差的方法，包括：將部件的圖案從中間掩模轉印至晶圓；在第一組數據點處測量所述中間掩模上的圖案和所述晶圓上的圖案之間的位置差；基于所述第一組數據點確定第二組數據點，所述第二組數據點為所述第一組數據點的子集，其中，所述第二組數據點的位置表示所述第一組數據點中的至少一個的位置，并且所述第一組數據點的數量大于所述第二組數據點的數量；以及基于所述第二組數據點改變所述中間掩模的位置以使所述位置差最小。

該方法還包括：確定至少一個固定數據點。

在該方法中，確定所述第二組數據點包括：從所述第一組數據點中選擇數據點。

在該方法中，確定所述第二組數據點包括：確定至少一個區域數據點；確定至少一個可變數據點，其中所述至少一個區域數據點的數量和所述至少一個可變數據點的數量的總和等于所述第二組數據點的數量。

在該方法中，確定多個固定數據點包括接收來自用戶的輸入。

該方法還包括：在部件的圖案中確定多個區域邊界；以及在所述多個區域邊界的每一個內定位所述第一組數據點中的至少一個。

該方法還包括：在部件的圖案中確定多個區域邊界以限定多個區域；以及在所述多個區域的每一個內定位所述第一組數據點中的至少一個，其中確定區域數據點包括對于所述多個區域的每一個選擇所述多個區域的每一個內的第一組數據點中的至少一個。

在該方法中，確定至少一個可變數據點包括選擇表征所述位置差的一個或多個數據點。

在該方法中，確定至少一個可變數據點包括覆蓋誤差測量的統計分析。

在該方法中，確定至少一個區域數據點包括覆蓋誤差測量的統計分析。

在該方法中，將部件的圖案從所述中間掩模轉印至所述晶圓包括使用光刻工藝。

在該方法中，將部件的圖案從所述中間掩模轉印至所述晶圓包括使用電子束圖案化工藝。