[發明專利]經反射光匹配和表面動力模型優化蝕刻輪廓的方法和裝置

有效

• 申請號: 201710068974.7
• 申請日: 2017-02-08
• 公開（公告）號: CN107330132B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 穆罕默德·德里亞·特泰克;薩拉瓦納普里亞·西里拉曼;安德魯·D·貝利三世;亞歷克斯·帕特森;理查德·A·戈奇奧
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: G03F1/70
• 分類號: G03F1/70;G03F1/80;G03F1/84;G06F30/398
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 樊英如;張華

本發明涉及經反射光匹配和表面動力模型優化蝕刻輪廓的方法和裝置。公開了優化計算機模型的方法，其通過使用多個模型參數(B)將半導體襯底上的特征的蝕刻輪廓與成組的獨立輸入參數(A)相關聯。在一些實施方式中，所述方法可以包括：修改B的一個或多個值，以便相對于A的一組或者多組成組的值減少指示在從模型生成的計算反射光譜和對應的實驗反射光譜之間的差的尺度。在一些實施方式中，計算所述尺度可以包括：將所述計算反射光譜和對應的實驗反射光譜投射到經降維的子空間上，并且計算投射到所述子空間上的所述反射光譜之間的差。還公開了實現這樣的優化計算機模型的蝕刻系統。

技術領域

本發明總體上涉及半導體處理領域，更具體地涉及經反射光譜匹配和表面動力學模型優化來優化蝕刻輪廓的方法和裝置。

背景技術

等離子體輔助蝕刻工藝的性能對于半導體處理工作流程的成功通常是關鍵的。然而，優化蝕刻工藝可能是困難的且耗時的，通常涉及工藝工程師以特定方式手動地調整蝕刻工藝參數以試圖產生所期望的目標特征輪廓。目前根本沒有足夠精度的自動化程序，工藝工程師可以依靠該程序來確定將導致給定的所期望的蝕刻輪廓的工藝參數的值。

一些模型試圖模擬在蝕刻工藝期間發生在半導體襯底表面上的物理化學過程。實例包括M.Kushner和同事的蝕刻輪廓模型以及Cooperberg和同事的蝕刻輪廓模型。前者在Y.Zhang,“Low Temperature Plasma Etching Control through Ion Energy AngularDistribution and 3-Dimensional Profile Simulation,”Chapter 3,dissertation,University of Michigan(2015)中描述，后者在Cooperberg,Vahedi,and Gottscho,“Semiempirical profile simulation of aluminum etching in a Cl₂/BCl₃plasma,”J.Vac.Sci.Technol.A 20(5),1536(2002)中描述，其各自為了所有目的通過引用整體并入本文。M.Kushner和同事的蝕刻輪廓模型的另外的描述可以在J.Vac.Sci.Technol.A 15(4),1913(1997),J.Vac.Sci.Technol.B 16(4),2102(1998),J.Vac.Sci.Technol.A 16(6),3274(1998),J.Vac.Sci.Technol.A 19(2),524(2001),J.Vac.Sci.Technol.A 22(4),1242(2004),J.Appl.Phys.97,023307(2005)中找到，其各自也出于所有目的通過引用整體并入本文。盡管開發這些模型所做的大量工作，但是它們還不具有期望程度的在半導體加工工業中發現有實質性用途的精確度和可靠性。

發明內容

公開了優化計算機模型的方法，其通過使用多個模型參數(B)將半導體襯底上的特征的蝕刻輪廓與成組的獨立輸入參數(A)相關聯。所述方法可以包括為所選定的待優化的成組的所述模型參數(B)確定成組的值：為所選定的成組的獨立輸入參數(A)確定多組成組的值以進行優化。然后，對于A的每組成組的值，所述方法可以進一步包括：接收從使用所指定的A的所述成組的值執行的實驗蝕刻工藝的光學測量產生的實驗反射光譜；并且還由所述模型使用A和B的所述成組的值生成計算反射光譜。在某些這樣的實施方式中，所述方法可以進一步包括：修改B的一個或多個值，并且從所述模型但是現在使用經修改的B的所述成組的值重復計算反射光譜的生成，以便相對于A的一組或者多組成組的值，減少指示在所述實驗反射光譜和對應的計算反射光譜之間的差的尺度(metric)。

在一些實施方式中，計算所述尺度可以包括以下操作：計算所述計算反射光譜和對應的實驗反射光譜之間的差并將該差投射到經降維的子空間上；并且/或者將所述計算反射光譜和對應的實驗反射光譜投射到經降維的子空間上，并且計算投射到所述子空間上的所述反射光譜之間的差。