[發(fā)明專(zhuān)利]多重圖案化工藝的度量

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580055340.7
• 申請(qǐng)日: 2015-10-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106796105B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·潘戴夫;D·桑科;A·庫(kù)茲涅佐夫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 科磊股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01B11/24
• 分類(lèi)號(hào): G01B11/24
• 代理公司: 11287 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 張世俊

本發(fā)明提出用于評(píng)估多重圖案化工藝的性能的方法及系統(tǒng)。測(cè)量圖案化結(jié)構(gòu)且確定特征化由所述多重圖案化工藝引發(fā)的幾何誤差的一或多個(gè)參數(shù)值。在一些實(shí)例中，測(cè)量主、多重圖案化目標(biāo)且通過(guò)信號(hào)響應(yīng)度量SRM測(cè)量模型從所述測(cè)量數(shù)據(jù)直接確定所關(guān)注參數(shù)的值。在一些其它實(shí)例中，測(cè)量主、多重圖案化目標(biāo)及輔助目標(biāo)且通過(guò)信號(hào)響應(yīng)度量SRM測(cè)量模型從所述測(cè)量數(shù)據(jù)直接確定所關(guān)注參數(shù)的值。在一些其它實(shí)例中，在不同過(guò)程步驟處測(cè)量主、多重圖案化目標(biāo)且通過(guò)信號(hào)響應(yīng)度量SRM測(cè)量模型從所述測(cè)量數(shù)據(jù)直接確定所關(guān)注參數(shù)的值。

相關(guān)申請(qǐng)案的交叉參考

本專(zhuān)利申請(qǐng)案根據(jù)35U.S.C.§119規(guī)定主張?jiān)?014年10月16日申請(qǐng)的題為“多重圖案化工藝的度量(Metrology of Multi-Patterning Processes)”的第62/064,973號(hào)美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)，所述臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案的標(biāo)的物的全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

所描述的實(shí)施例涉及度量系統(tǒng)及方法，且更特定地說(shuō)，涉及用于特征化通過(guò)多重圖案化工藝產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)尺寸的參數(shù)的改進(jìn)測(cè)量的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

通常通過(guò)應(yīng)用于樣品的序列處理步驟制造半導(dǎo)體裝置(例如邏輯裝置及存儲(chǔ)器裝置)。通過(guò)此類(lèi)處理步驟形成半導(dǎo)體裝置的各種特征及多個(gè)結(jié)構(gòu)層級(jí)。舉例來(lái)說(shuō)，光刻尤其是涉及產(chǎn)生半導(dǎo)體晶片上的圖案的一個(gè)半導(dǎo)體制造工藝。半導(dǎo)體制造工藝的額外實(shí)例包含(但不限于)化學(xué)機(jī)械拋光、蝕刻、沉積及離子植入。多個(gè)半導(dǎo)體裝置可在單個(gè)半導(dǎo)體晶片上制造，且接著分離成個(gè)別半導(dǎo)體裝置。

針對(duì)給定光刻系統(tǒng)，多重圖案化技術(shù)現(xiàn)普遍用來(lái)增大經(jīng)印刷到半導(dǎo)體晶片上的特征的分辨率。圖1A到1D描繪通常稱(chēng)為光刻-蝕刻-光刻-蝕刻(litho-etch-litho-etch(LELE))工藝的雙重圖案化光刻(DPL)技術(shù)。圖1A描繪硅基底層10、界面層(例如二氧化硅)、裝置層12、硬掩模層13、犧牲層14及源自光刻圖案化步驟的經(jīng)圖案化抗蝕劑層15。接著，圖1A中所描繪的結(jié)構(gòu)經(jīng)受導(dǎo)致圖1B中所說(shuō)明的結(jié)構(gòu)的曝光及蝕刻步驟。在此結(jié)構(gòu)中，抗蝕劑層15的圖案已有效轉(zhuǎn)印到硬掩模層13。犧牲層14及經(jīng)圖案化抗蝕劑層15兩者均已移除。數(shù)個(gè)沉積及光刻步驟用來(lái)實(shí)現(xiàn)圖1C中所說(shuō)明的結(jié)構(gòu)。圖1C說(shuō)明組建于硬掩模層13的頂部上的另一犧牲層16及經(jīng)圖案化抗蝕劑層17。經(jīng)圖案化抗蝕劑層17包含具有與第一經(jīng)圖案化抗蝕劑層15相同的間距以及與經(jīng)蝕刻到硬掩模層13中的圖案相同的間距的圖案。然而，經(jīng)圖案化抗蝕劑層17從硬掩模層13的圖案偏移經(jīng)圖案化抗蝕劑層17的間距的一半。接著，圖1C中所描繪的結(jié)構(gòu)經(jīng)受導(dǎo)致圖1D中所說(shuō)明的結(jié)構(gòu)的曝光及蝕刻步驟。在此結(jié)構(gòu)中，抗蝕劑層17的圖案已有效轉(zhuǎn)印到硬掩模層13。犧牲層16及經(jīng)圖案化抗蝕劑層17兩者均已移除。圖1D說(shuō)明經(jīng)蝕刻到硬掩模13中的圖案，所述圖案為通過(guò)光刻系統(tǒng)的掩模產(chǎn)生的經(jīng)圖案化抗蝕劑層15及17的間距的兩倍。

圖1D還描繪非優(yōu)化DPL工藝的效應(yīng)。理想地，經(jīng)雙重圖案化結(jié)構(gòu)的標(biāo)稱(chēng)間距應(yīng)為恒定值P。然而，歸因于DPL工藝中的缺陷，所得結(jié)構(gòu)的間距可歸因于光柵非均勻性而取決于位置變化。此通常稱(chēng)為“間距偏差(pitch walk)”。從標(biāo)稱(chēng)間距P的變動(dòng)在圖1D中描繪為ΔP。在另一實(shí)例中，每一所得結(jié)構(gòu)的臨界尺寸應(yīng)為相同標(biāo)稱(chēng)值CD。然而，歸因于DPL工藝中的缺陷，所得結(jié)構(gòu)的臨界尺寸(例如，中間臨界尺寸、底部臨界尺寸等等)可取決于位置而變化。從臨界尺寸CD的變動(dòng)在圖1D中描繪為ΔCD。

間距偏差及ΔCD是通過(guò)DPL工藝中的缺陷(例如兩個(gè)光刻層之間的未對(duì)準(zhǔn)、光刻工藝的焦點(diǎn)及曝光中的不均勻性、掩模圖案誤差等等)引發(fā)的示范性幾何誤差。間距偏差及ΔCD兩者均引入大于預(yù)期的單元胞元。盡管特定描述間距偏差及ΔCD，但可預(yù)期其它多重圖案化誤差。