[發明專利]一種光刻工藝窗口的測量方法

有效

• 申請號: 201610890095.8
• 申請日: 2016-10-12
• 公開（公告）號: CN106325005B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 張利斌;韋亞一
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種光刻工藝窗口的測量方法，其特征在于，包括：

提供一晶圓，所述晶圓具有通過光刻聚焦值與曝光能量矩陣形成的多個陣列排布的待測結構；

通過電子束顯微鏡獲取所述待測結構的線條成像圖；

通過多像素閾值方法對所述線條成像圖進行分析，獲取線條一維方向的邊緣分布曲線，根據所述邊緣分布曲線計算線條粗糙度，繪制像素值與線條粗糙度的關系曲線；

以連續變化的最小線條粗糙度對應的邊緣像素值作為線條邊緣位置基準，根據所述線條邊緣位置基準計算線條基準寬度；

對所有所述待測結構的所述線條基準寬度、所述最小線條粗糙度進行數據分析，計算光刻工藝窗口的數值范圍；

其中，所述通過多像素閾值方法對所述線條成像圖進行分析，獲取線條一維方向的邊緣分布曲線，根據所述邊緣分布曲線計算線條粗糙度，繪制像素值與線條粗糙度的關系曲線包括：

獲取所述線條成像圖中線條邊緣沿寬度方向的像素值分布；

根據所述像素值分布選擇多個像素值；

確定每個像素值下的邊緣分布曲線，計算所述線條粗糙度；

繪制像素值與線條粗糙度的關系曲線。

2.根據權利要求1所述的測量方法，其特征在于，所述計算線條粗糙度包括：

采用功率譜密度方法，并選擇低頻和/或中頻功率譜面積作為粗糙度值。

3.根據權利要求1所述的測量方法，其特征在于，所述線條成像圖具有N條線條，N為正整數；在繪制所述關系曲線時，

若N不小于3，在所述線條成像圖中選擇具有至少3條線條區域作為待測圖形區域，對所述待測圖像區域中的多個邊緣分布曲線的線條粗糙度進行平均處理，獲取所述線條成像圖的平均線條粗糙度，根據所述平均線條粗糙度繪制像素值與線條粗糙度的關系曲線；

若N小于3，選擇所述待測圖像區域中具有長度不小于500nm的區域作為待測圖形區域，根據所述待測圖像區域中的邊緣分布曲線計算線條粗糙度，繪制像素值與線條粗糙度的關系曲線。

4.根據權利要求1所述的測量方法，其特征在于，所述對所有所述待測結構的所述線條基準寬度、所述最小線條粗糙度進行數據分析，計算光刻工藝窗口的數值范圍包括：

獲取線條寬度與聚焦值曲線、線條寬度與曝光能量曲線、線條寬度與曝光能量和聚焦值的工藝窗口數據表格、線條粗糙度與聚焦值曲線、線條粗糙度與曝光能量曲線、線條粗糙度與曝光能量和聚焦值的工藝窗口數據表格中的至少一個，計算光刻工藝窗口的數值范圍。

5.根據權利要求1所述的測量方法，其特征在于，所述對所有所述待測結構的所述線條基準寬度、所述最小線條粗糙度進行數據分析，計算光刻工藝窗口的數值范圍包括：

確定第一預設區間內的線條寬度對應的第一聚焦值與能量矩陣分布，確定第二預設區間內的線條粗糙度對應的第二聚焦值與能量矩陣分布，以所述第一聚焦值與能量矩陣分布與所述第二聚焦值與能量矩陣分布的交集作為目標工藝窗口。

6.根據權利要求5所述的測量方法，其特征在于，所述第一預設區間為[90％*a，110％*a]，或[92％*a，108％*a]，或[95％*a，105％*a]；

所述第二預設區間為(0，20％*a]，或(0，10％*a]，或(0，5％*a]；

其中，a為線條的目標寬度。

7.根據權利要求1所述的測量方法，其特征在于，所述線條粗糙度指線條寬度粗糙度、或線條邊緣粗糙度、或間隙寬度粗糙度。

8.根據權利要求1所述的測量方法，其特征在于，所述待測結構包括：

經過光刻之后的光刻膠圖形結構，或經過刻蝕轉移的中間圖形結構或半導體器件圖形結構。

9.根據權利要求1所述的測量方法，其特征在于，所述電子束顯微鏡對不同所述待測結構進行成像時的設置參數相同。