控制图案化过程的方法、设备制造方法技术

公开了控制图案化过程的方法。在一种布置中，获得从对穿过衬底上的结构的目标层的蚀刻路径中的倾斜的测量得到的倾斜数据。该倾斜表示蚀刻路径的方向与目标层的平面的垂直线偏离。倾斜数据被用于控制用于在另外的层中形成图案的图案化过程。

Methods for controlling the process of patterning and equipment manufacturing

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制图案化过程的方法、设备制造方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年9月18日提交的欧洲申请17191525.9的优先权，并且其通过引用整体并入本文中。
本说明书涉及一种控制图案化过程的方法和一种设备制造方法。
技术介绍
光刻装置是将期望图案应用到衬底上(通常应用到衬底的目标部分上)的机器。光刻装置可以例如被使用在集成电路(IC)或被设计为有一定功能的其他设备的制造中。在那种情况下，备选地被称为掩模或标线的图案化设备可以用于生成要被形成在被设计为有一定功能的设备的个体层上的电路图案。该图案可以被转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或若干裸片的部分)上。对图案的转移通常经由到被提供在衬底上的一层辐射敏感材料(抗蚀剂)上的成像。一般，单个衬底将包含被连续地图案化的相邻目标部分的网络。已知的光刻装置包括：所谓的步进机，在该步进机中，每个目标部分通过一次将整个图案暴露到目标部分上而被辐照；以及所谓的扫描器，在该扫描器中，每个目标部分通过如下而被照射：在给定方向上通过辐射束扫描图案，同时同步地平行于或反平行于该方向扫描衬底。还能够通过将图案压印到衬底上来将图案从图案化设备转移到衬底。
技术实现思路
诸如半导体设备的制造设备通常涉及使用许多制造过程来处理衬底(例如，半导体晶片)以形成设备的各种特征以及通常多个层。这样的层和/或特征通常使用例如沉积、光刻、蚀刻、化学机械抛光以及离子注入来制造和处理。多个设备可以被制造在衬底上的多个裸片上并且然后被分离成个体设备。该设备制造过程可以被认为是图案化过程。图案化过程涉及图案转移步骤，诸如使用光刻装置的光学和/或纳米压印光刻，以在衬底上提供图案，并且通常单可选地涉及一个或多个相关的图案处理步骤，诸如由开发装置进行的抗蚀剂开发，使用烘烤工具对衬底的烘烤，通过蚀刻装置来蚀刻图案，等等。另外，在图案化过程中涉及一个或多个计量过程。计量过程被使用在图案化过程期间的各个步骤处以监测和/或控制该过程。例如，计量过程被用于测量衬底的一个或多个特性，诸如在图案化过程期间形成在衬底上的特征的相对位置(例如，配准、刻套、对齐、等等)或尺寸(例如，线宽、临界尺寸(CD)、厚度、等等)，使得例如图案化过程的性能可以根据一个或多个特性来确定。如果一个或多个特性是不可接受的(例如，在针对(一个或多个特性)的预定范围之外)，则图案化过程的一个或多个变量可以例如基于一个或多个特性的测量结果来设计或更改，使得通过图案化过程制造的衬底具有(一个或多个)可接受的特性。随着光刻和其他图案化过程技术的进步，在数十年内，功能元件的尺寸已经不断地减小同时每个设备的诸如晶体管的功能元件的量已经稳定地增加。在刻套、临界尺寸(CD)、等等方面的准确性的要求已经变得越来越严格。诸如刻套中的误差、CD中的误差、等等的误差将不可避免地产生于图案化过程中。例如，成像误差可以从光学像差、图案化设备变热、图案化设备误差、和/或衬底变热产生并且可以在例如刻套、CD等等方面表征。附加地，误差可以诸如在蚀刻步骤期间被引入图案化过程的其他部分中。期望减少用于制造半导体设备的图案化过程中的误差。根据一方面，提供了一种控制图案化过程的方法，包括：获得从对穿过衬底上的结构的目标层的蚀刻路径中的倾斜的测量获得的倾斜数据，倾斜表示蚀刻路径的方向与目标层的平面的垂直线的偏离；以及使用倾斜数据来控制用于在另外的层中形成图案的图案化过程。根据一方面，提供了一种设备制造方法，包括：在衬底上形成包括目标层的结构；获得从对穿过目标层的蚀刻路径中的倾斜的测量获得的倾斜数据，倾斜表示蚀刻路径的方向与目标层的平面的垂直线的偏离；以及使用倾斜数据来控制用于在另外的层中形成图案的图案化过程。附图说明现在将参考随附的示意性附图仅通过举例的方式来描述实施例，在附图中对应的附图标记指示对应的部分：图1描绘了光刻装置；图2描绘了使用图1的光刻装置以及其他装置来形成用于半导体设备的生产设施；图3A是根据使用提供某些照射模式的第一对照射孔径的一个实施例的、用于在测量目标中使用的测量装置的示意图；图3B是针对给定的照射方向的目标的衍射光谱的示意性细节；图3C是在使用测量装置用于基于衍射的刻套测量中提供另外的照明模式的第二对照明孔径的示意性图示；图3D是在使用测量装置用于基于衍射的刻套测量中提供另外的照明模式的、组合第一对孔径和第二对孔径的第三对照明孔径的示意性图示；图4示意性地描绘了衬底上的多个周期性结构(例如，多个光栅)目标的形式和测量光斑的轮廓；图5示意性地描绘了在图3的装置中获得的图4的目标的图像；图6示意性地描绘了计量装置和计量技术的示例；图7示意性地描绘了计量装置的示例；图8图示了计量装置的照射光斑与计量目标之间的关系；图9示意性地描绘了基于测量数据来驱动一个或多个感兴趣变量的过程；图10A示意性地描绘了示例单位单元格、相关联的光瞳表示以及相关联的得出的光瞳表示；图10B示意性地描绘了示例单位单元格、相关联的光瞳表示以及相关联的得出的光瞳表示；图10C示意性地描绘了包括单位单元格的一个或多个物理实例的示例目标；图11示意性地图示了蚀刻引发的刻套误差的源；图12描绘了穿过目标层的蚀刻路径的倾斜；图13描绘了通过使上层移位对图12的倾斜的补偿；图14描绘了通过使下层移位对图12的倾斜的补偿；图15描绘了通过控制目标层或周围层中的蚀刻过程或应力分布对图12的倾斜的移除；图16至图18描绘了包括多个步骤的蚀刻过程中的阶段；图19描绘了由穿过目标层上方的层的蚀刻路径中的倾斜引起的明显刻套；图20比较在具有(左边)和没有(右边)对目标层中的倾斜的直接测量的情况下控制对图16至图18的蚀刻过程中的目标层的蚀刻的结果；并且图21示意性地描绘了可以实施本公开的实施例的计算机系统。具体实施方式在详细地描述本专利技术的实施例之前，呈现本专利技术的实施例可以被实施于其中的示例环境是有启发意义的。图1示意性地描绘了光刻装置LA。该装置包括：照射系统(照射器)IL，其被配置为调节辐射束B(例如，UV辐射或EUV辐射)。支撑结构(例如，掩模台)MT，其被构造为支撑图案化设备(例如，掩模或标线)MA并且连接到被配置为根据某些参数来准确地定位图案化设备的第一定位器PM；衬底结构(例如，晶片表)WT，其被构造为保持衬底(例如，抗蚀剂涂覆的晶片)W并且连接到被配置为根据某些参数来准确地定位衬底的第二定位器PW；以及投影系统(例如，折射投影透镜系统)PS，其被配置为通过将设备MA图案化到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个裸片)上来投影给赋予辐射束B的图案。照射系统可以包括各种类型的光学部件，诸如折射、反射、磁性、电磁、静电或其他类型的光学部件、或其任何组合，以用于对辐射进行指引、成形或控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制图案化过程的方法，包括：/n获得从对穿过衬底上的结构的目标层的蚀刻路径中的倾斜的测量得到的倾斜数据，所述倾斜表示所述蚀刻路径的方向与所述目标层的平面的垂直线的偏离；以及/n使用所述倾斜数据来控制用于在另外的层中形成图案的图案化过程。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170918 EP 17191525.91.一种控制图案化过程的方法，包括：
获得从对穿过衬底上的结构的目标层的蚀刻路径中的倾斜的测量得到的倾斜数据，所述倾斜表示所述蚀刻路径的方向与所述目标层的平面的垂直线的偏离；以及
使用所述倾斜数据来控制用于在另外的层中形成图案的图案化过程。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述图案化过程包括蚀刻过程，并且所述倾斜数据被用于控制所述蚀刻过程。


3.根据权利要求2所述的方法，其中对所述蚀刻过程的所述控制在通过所述蚀刻过程在所述目标层上方的层中的图案的形成期间被应用。


4.根据权利要求2或3所述的方法，其中对所述蚀刻过程的所述控制在通过所述蚀刻过程在所述结构的随后形成的实例中或上的层中的图案的形成期间被应用。


5.根据权利要求2至4中的任一项所述的方法，其中对所述蚀刻过程的所述控制包括控制以下中的一项或多项：跨衬底的热图案、在所述蚀刻过程中使用的等离子中的化学浓度图案、在所述蚀刻过程期间围绕衬底的电场图案、在所述蚀刻过程期间应用到一个或多个电极的电压。


6.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述图案化过程包括光刻图案转移步骤，在所述光刻图案转移步骤中，图案化设备被用于在辐射束的横截面中将图案赋予所述辐射束，以限定要由所述光刻图案转移步骤转移的图案；并且
所述倾斜数据被用于控制所述光刻图案转移步骤。


7.根据权利要求6所述的方法，其中对...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·范唐根，E·G·麦克纳马拉，P·C·欣南，M·乔彻姆森，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL