线轮廓不对称测量制造技术

本发明专利技术提供一种测量特征，如衍射光栅线的不对称的方法。在实施过程中提供一种通过将光直射在微电子器件的微电子特征阵列上测量微电子器件中不对称的方法。所述光照射包含许多微电子特征的整个长度和宽度的阵列的一部分。检测从阵列后向散射的光。通过检查反射互补角度的数据可检查后向散射光的至少一个特性。所述方法特别适用于较小周期结构的阵列，标准模型化技术将会不切实际的复杂或花费过度的时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及微电子器件的光学检查，特别是使用散射测量的线轮廓(line profile)不对称测量。
技术介绍
注意下面的讨论参考了许多作者的出版物和出版年代，由于最新的出版日期，某些出版物没有被看成是有关本专利技术的现有技术。这里给出的这些出版物的讨论是为了更加完整的理解，并不能看成是这些出版物是专利性确定目的的现有技术的承认。微电子器件的制造是一种复杂的程序，它使用了各种涉及不同过程步骤的设备。首先，平版印刷工艺将正被制造的图像转移到称为光致抗蚀剂的光敏材料内。光致抗蚀剂中的图像依次地用作下一个称为蚀刻的形成图案工艺的掩膜。蚀刻是通过它抗蚀图像转移到合适材料如多晶硅内的工艺。然后，蚀刻过的材料用一些绝缘材料过分填充，如果必要被平面化，并再次进行全部工艺。设备被进行的整个工艺过程大体上每个步骤应该是对称的，即，正确制造的晶体管栅极将具有相等的左右侧壁以及其它特征，如，但不局限于，相等的左右角倒圆。如果在处理过程中产生错误，那么所需的对称性就会受到损害，结果是，设备的完整性或功能性也可能受到损害。如果不对称性非常严重，那么设备可能根本不工作。本专利技术涉及通过散射测量执行对称/不对称测量。散射测量是一种很适用于微电子器件上对称或不对称测量的光学检查技术。通过分析从微电子特征阵列散射的光，能够进行线轮廓的测量。特别是，以互补角度，即，从垂直于表面的位置+45度到-45度测量的散射仪理想地适用于对称/不对称测量，因为线轮廓的反射性在这些角度上能够变化，虽然互补角度不是检测对称性必须的。为了提高这种效果的灵敏性，特征阵列应该置于特定的取向上，即整个说明书和权利要求书统称为一般圆锥配置，也就是说，其中照射光束的波矢量不会保持平行于对称的阵列平面的构造。现有技术通常使用“传统的”散射。这些是适合于表面粗糙度、缺陷和点蚀测量等的测量。但是，本专利技术是以衍射物理为基础的，其中本专利技术中的测量总是相对于周期性特征(如线/空间光栅)而产生的。散射测量中现有工作使用了抗蚀剂和蚀刻材料中线轮廓测量的技术。C.J.Raymond等人的“Resist and etched line profile characterization usingscatterometry”，Integrated Circuit Metrology，Inspection and Process ControlXI，Proc.SPIE 3050(1997)(使用散射测量的抗蚀和蚀刻线轮廓特征，集成电路计量学，检查和过程控制XI，Proc.SPIE 3050(1997))。本专利技术的实施例提供了不对称线轮廓的测量技术(例如，不相等的侧壁角度)。附图说明并入并构成本说明书一部分的附图显示了本专利技术的一个或多个实施例，连同描述一起用于解释本专利技术的原则。这些附图的目的仅用于解释本专利技术的一个或多个优选实施例，并不认为是限制本专利技术。在附图中图1是在本专利技术实施例中使用的角度散射仪的方框图。图2是本专利技术实施例中使用的角度散射测量法的几何结构。图3(a)和(b)分别是所谓的传统和圆锥散射测量的测量方向。图4(a)-(c)分别是一对称的和两个不对称的抗蚀剂轮廓。图5是对应于图4(a)-(c)轮廓的角度特征数据的曲线图。图6是来自金属抗蚀剂晶片(反射)的角度散射测量特征(signature)的曲线图。图7是来自金属样本集上抗蚀剂的晶片5的侧壁角度结果的曲线图。图8是来自蚀刻的多晶硅晶片(反射)的角度散射测量特征的曲线图。图9(a)和(b)分别是用于蚀刻的多晶硅晶片的散射测量和的横截面SEM之间的左右侧壁角度比较。图10是来自193nm抗蚀剂晶片(反射)的角度散射测量特征的曲线图。图11(a)和(b)分别是用于193nm抗蚀剂晶片的散射测量和横截面SEM之间的左右侧壁角度比较。图12是用于193nm抗蚀剂晶片的AFM和散射测量CD测量的比较。图13是能够用于重叠未对准的光栅上光栅(grating-on-grating)轮廓的图像。图14是用于使用传统(非圆锥)扫描的图13的轮廓的角度散射测量特征的曲线图。图15是用于使用传统扫描的左右偏移的(非唯一)角度散射测量特征的曲线图。图16是用于使用圆锥扫描的图14的轮廓的角度散射测量特征的曲线图。图17是用于使用圆锥扫描的左右偏移的(唯一)角度散射测量特征的曲线图。图18是现有技术中使用的不对称单线模型，其中锐角彼此相等，钝角也彼此相等，从而每个线的横截面仅提供两个不同的角；图19是本专利技术实施例的不对称单线模型，其中两个角是直角，角A是钝角，角B是锐角，从而横截面提供三个不同的角；图20是本专利技术实施例的不对称单线模型，其中所有四个内角不同，角C和F是锐角，角E和D是钝角。图21是本专利技术实施例的线重叠不对称线模型，其中线H是矩形的，线G是相对于侧壁对准是偏移的且还是非矩形的平行四边形；图22是本专利技术实施例的线重叠不对称线模型，其中线H是矩形的，线I相对于侧壁对准在一侧是偏移的，但在另一侧不偏移，而且线I的横截面提供三个不同的角；图23是本专利技术实施例的线重叠不对称线模型，其中线I在相对于线J在一侧相对于侧壁对准是偏移的，但在另一侧不偏移，而且线I的横截面提供三个不同的角；图24是本专利技术实施例的线重叠不对称线模型，其中线I在相对于线J的两侧相对于侧壁对准都是偏移的，而且线I的横截面提供三个不同的内角，线K的横截面提供四个不同的内角；图25是用作本专利技术一个实施例中模型的视图，其中第一系列三维柱沉积在第二系列柱的顶部上并且相对于第二系列柱在X和Y方向上偏斜，从而柱产生偏移或包含阶梯特征；图26是用作本专利技术一个实施例中模型的说明，其中第一系列三维直线结构沉积在第二系列直线结构的顶部上，并相对于第二系列直线结构在X和Y方向上偏斜，从而直线结构产生偏移或包含阶梯特征；图27是用作本专利技术一个实施例中模型的说明，其中第一系列三维直线结构沉积在第二系列直线结构的顶部上并且相对于第二系列直线结构在X和Y方向上偏斜，且其中至少其中一个直线结构的横截面不是矩形，并至少提供三个不同的内角；图28是如图25所示的沉积第二系列矩形结构顶部上的第一系列矩形三维直线结构的角度散射测量特征(在互补角度上反射的)的曲线图，其中实线表示相对于第一和第二系列没有偏移，虚线表示25nm的偏移，点划线表示50nm的偏移；和图29是椭圆形柱上柱结构(如图26所示)的角度散射测量特征(在互补角度上反射的)的曲线，且第一系列三维椭圆形柱沉积在第二系列类似形状柱的顶部上，其中实线表示相对于第一和第二系列没有偏移，虚线表示25nm的偏移，点划线表示50nm的偏移。具体实施例方式概述本专利技术的一方面提供微电子特征阵列的对称/不对称的测量方法和器件。本专利技术的一个实施例提供一种测量微电子器件中三维结构不对称性的方法。根据该方法，光被导向微电子器件的微电子特征阵列。光照射包含多个微电子特征的全部长度和宽度的阵列的一部分。从阵列后向散射(背散射)的光在选自由一个或多个反射角，一个或多个波长，或它们的组合构成的组中的条件下进行检测。该方法还包括通过执行包括检查来自于互补反射角的数据的操作检查后向散射光的至少一个特性。根据本专利技术的另一个实施例的微电子器件中的线轮廓不对称的测量方法涉及以入射到阵列的角度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量微电子器件中三维结构不对称的方法，所述方法包括下列步骤：将光直射到微电子器件的微电子特征阵列上，所述光照射包含许多微电子特征的整个长度和宽度的阵列的一部分；在从由一个或更多个反射角、一个或更多个波长，或它们的组合构成 的组中选择的条件下检测从所述阵列后向散射的光；和通过执行包括检查来自反射互补角的数据的操作检查后向散射光的一个或更多个特性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯雷蒙德，
申请(专利权)人：安格盛光电科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]