[發明專利]采用反饋控制改善晶圓圖案化的均勻性

有效

• 申請號: 201410100608.1
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN104730858B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 吳忠錫;廖漢文;林志育;崔成章
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;G03F9/00;G03F7/20;H01L21/306
• 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

一種對晶圓進行圖案化的方法包括：對晶圓執行第一圖案化；以及在執行第一圖案化之后，計算模擬劑量分布（DoMa）圖，其預測晶圓的臨界尺寸由于對晶圓執行第二圖案化而產生的變化。該方法還包括對晶圓執行第二圖案化。執行第二圖案化包括根據模擬DoMa圖與晶圓的期望臨界尺寸之間的差值調整第二圖案化的一個或多個蝕刻參數。本發明公開了采用反饋控制改善晶圓圖案化的均勻性。

技術領域

本發明總的來說涉及晶圓圖案化，并且在特定實施例中，涉及采用反饋控制改善晶圓圖案化的均勻性。

背景技術

在集成電路的制造中，采用諸如光刻和蝕刻的圖案化技術在晶圓的器件管芯上形成多種部件，諸如多晶硅線、器件（例如，晶體管、二極管等）、互連結構、接觸焊盤等。隨著集成電路的設計特征變得日益復雜（例如，具有更小的臨界尺寸和/或更復雜的形狀），可采用雙圖案化工藝來形成單個部件。然而，由于工藝限制，器件管芯/晶圓內的各個圖案化部件的臨界尺寸可能并不均勻，這會降低器件管芯/晶圓的性能。

為提高臨界尺寸均勻性（CDU）和晶圓內均勻性（WiW），可計算得出晶圓的劑量分布（does mapper）（DoMa）圖來測量圖案化部件的實際臨界尺寸。然后，可使用這些DoMa圖來調整圖案化工藝的光刻條件，從而改善CDU和WiW均勻性。然而，傳統的DoMa圖及其應用會受到各種限制。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供了一種用于對晶圓進行圖案化的方法，包括：對第一晶圓執行第一圖案化；在執行第一圖案化之后，計算模擬劑量分布（DoMa）圖，模擬DoMa圖預測第一晶圓的臨界尺寸由于對第一晶圓執行第二圖案化而發生的變化；以及對第一晶圓執行第二圖案化，其中，執行第二圖案化包括根據模擬DoMa圖與第一晶圓的期望臨界尺寸之間的差值而調整第二圖案化的一個或多個蝕刻參數。

優選地，計算模擬DoMa圖包括：通過執行第一圖案化來計算測量第一晶圓的臨界尺寸的第一DoMa圖并將第一DoMa圖添加至偏差圖。

優選地，該方法還包括：通過獲取第二DoMa圖與第三DoMa圖之間的差值來計算偏差圖，其中，第二DoMa圖通過對第二晶圓執行第一圖案化來測量第二晶圓的臨界尺寸，并且第三DoMa圖通過對第二晶圓執行第二圖案化來測量第二晶圓的臨界尺寸。

優選地，一個或多個蝕刻參數包括在第二圖案化期間所采用的靜電吸盤（ESC）的溫度、施加至ESC的偏置功率、進入第二圖案化期間所采用的蝕刻室的氣流速度、蝕刻室中的氣流分布或它們的組合。

優選地，該方法還包括：在執行第二圖案化之前，根據模擬DoMa圖與第一晶圓的期望臨界尺寸之間的差值對第一晶圓的第一圖案化進行微調。

優選地，執行第二圖案化包括：執行光刻工藝，并根據模擬DoMa圖與第一晶圓的期望臨界尺寸之間的差值來調整光刻工藝的曝光劑量。

根據本發明的另一方面，提供了一種用于對晶圓進行圖案化的方法，包括：對第一晶圓執行第一圖案化；計算第一劑量分布（DoMa）圖，第一DoMa圖測量第一晶圓由于第一圖案化而產生的臨界尺寸；采用第一DoMa圖和偏差圖計算模擬DoMa圖，其中，基于對第二晶圓執行第一圖案化和執行第二圖案化來計算偏差圖；以及基于模擬DoMa圖與第一晶圓的期望臨界尺寸之間的差值對第一晶圓的第一圖案化進行微調。

優選地，該方法還包括：在對第一圖案化進行微調之后，對第一晶圓執行第二圖案化。

優選地，計算第一DoMa圖包括使用臨界尺寸掃描電子顯微鏡。

優選地，第二圖案化包括蝕刻工藝，并且方法還包括基于模擬DoMa圖與第一晶圓的期望臨界尺寸之間的差值而調整蝕刻工藝。

優選地，第二圖案化包括光刻工藝，并且方法還包括基于模擬DoMa圖與第一晶圓的期望臨界尺寸之間的差值而調整光刻工藝的曝光劑量。