在半导体处理中，控制形成在晶片上的结构的临界尺寸是通过以下方式实现的：首先利用显影工具对晶片上膜层顶部的光刻胶进行显影，光刻胶显影是包括显影的温度和时长在内的显影工具工艺变量的函数。在对光刻胶显影之后，利用刻蚀工具对晶片上的膜层执行一个或多个刻蚀步骤。在执行了一个或多个刻蚀步骤之后，利用光学度量工具测量晶片上的多个位置处的结构的临界尺寸。在测量了临界尺寸之后，基于在晶片上的多个位置处测得的结构的临界尺寸调节显影工具工艺变量中的一个或多个。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及半导体处理，更具体而言，涉及控制形成在晶片上的结构 的临界尺寸的方法和系统。
技术介绍
在半导体处理中，半导体器件/电路通过沉积材料层并对材料层图案化 而形成在晶片上。通常，器件/电路的特征利用图案化工艺形成到所沉积的 材料层上。在传统的图案化工艺中，在要在其上形成器件/电路的特征的膜层顶部 沉积光刻胶层。在光刻胶上方定位具有器件/电路的特征的布图的光掩模， 然后进行曝光。使用显影溶液来溶解通过光掩模被曝光或未被曝光的光刻 胶的那一部分。然后使用刻蚀系统来剥离未被光刻胶保护的膜层的那一部 分。以这种方式，光掩模上的特征被形成作为膜层上的结构。然而，与图案化工艺相关联的不均匀性可能在通过图案化工艺形成的 结构的临界尺寸中产生不希望发生的变化。例如，用在图案化工艺中的光 刻胶显影和传统的刻蚀工具(例如等离子体干法刻蚀机) 一般从晶片的中 心到边缘产生结构的临界尺寸的不均匀变化。在传统的刻蚀工具中，校正 这种不均匀变化可能是很困难的。
技术实现思路
在示例性实施例中，控制形成在晶片上的结构的临界尺寸是通过以下 方式实现的首先利用显影工具对晶片上的膜层顶部的光刻胶进行显影， 光刻胶显影是包括显影的温度和时长在内的显影工具工艺变量的函数。在 对光刻胶显影之后，利用刻蚀工具对晶片上的膜层执行一个或多个刻蚀步 骤。在执行了一个或多个刻蚀步骤之后，利用光学度量工具测量晶片上的多个位置处的结构的临界尺寸。在测量了临界尺寸之后，基于在晶片上的多个位置处测得的结构的临界尺寸调节显影工具工艺变量中的一个或多 个。附图说明通过结合附图参考下面的描述可以最好地理解本申请，附图中相似的 部分可以由相似的标号指代图l示出了示例性的晶片； 图 2-A至2-F示出了示例性的沉积和图案化工艺；图3和4示出了用在示例性的沉积和图案化工艺中的示例性工具； 图5示出了示例性显影工具中的示例性热板；图6是示出了临界尺寸和温度之间的关系的示例性视图；以及图7是示出了整个晶片上临界尺寸变化的示例性分布特性的示例性视图。具体实施例方式下面的描述阐明了大量的特定配置、参数等等。然而，应当认识到， 这些描述并不是要作为对本专利技术的范围的限制，而只是提供作为对示例性 实施例的描述。参考图1，如前所述，形成半导体器件/电路的特征作为晶片102上的 结构的工艺包括在晶片102上沉积材料层并对材料层图案化。更具体而言，通过沉积材料层，然后去除所沉积的材料层的若干部分，以一次一层 的方式形成半导体器件/电路的特征作为结构。沉积材料层的工艺通常被称为沉积工艺。示例性的沉积工艺包括化学气相沉积(CVD)、氧化、旋涂、溅射等等。被沉积的示例性材料包括聚 合物、氧化物、金属等等。在所沉积的材料层上形成特征的工艺通常被称为图案化工艺，图案化 工艺一般包括光刻工艺和刻蚀工艺。更具体而言，在典型的光刻工艺中， 半导体器件/电路的特征被以一次一层的方式布局在一系列光掩模上。单个光掩模一般包括用于整个晶片102上的一个或多个芯片的一层的布图。现在参考图2-A至2-F，这些图描述了示例性的沉积和图案化工艺。应当注意到，下面的描述是说明性的而非全面的。因此，沉积和图案化工 艺可包括更少的或更多的工艺步骤。参考图2-A，膜层200被沉积在晶片102上。如前所述，膜层200包 括各种材料，例如聚合物、氧化物、金属等等。应当注意到，膜层200可 以沉积在后续层的顶部，而不是直接沉积在晶片102上。参考图2-B，光刻胶层202被沉积在膜层200的顶部。应当注意到， 光刻胶层202可以直接沉积在晶片102的顶部，而不是沉积在材料层200 上。参考图3，涂布器工具302可用于沉积光刻胶层202 (图2-B)。参考图2-C，光掩模204被定位在晶片102、膜层200和光刻胶层202 上方。光掩模204包括阻光部分206和透光部分208。光掩模204的阻光 部分206可被图案化以与要形成的结构具有相同形状。这种类型的光掩模 通常被称为"明场"掩模。或者，光掩模204的透光部分208可被图案化 以与要形成的结构具有相同形状。这种类型的光掩模通常被称为"暗场" 掩模。为了说明的方便和清楚，光掩模204被示出并描述为"明场"掩 模。参考图2-D，光掩模204被相对于晶片102对齐，以使得要形成的结 构被定位在正确的预期位置中。当光掩模204被适当地对齐时，光掩模 204和光刻胶202的一部分被曝光。如图2-D所示，光刻胶202只有某些 部分被曝光，即，在光掩模204的透光部分208 (图2-C)下的部分被曝 光。参考图3，步进器工具304可用于定位光掩模204并对光掩模204曝 光(图2-C)。再次参考图2-D，在该示例中，光刻胶层202具有这样的材料特性 即其溶解性响应于曝光。更具体而言，当被曝光时，某些光刻胶从可溶的 变为不可溶的。这种类型的光刻胶通常被称为"负型"胶。相反地，某些 光刻胶在被曝光时从不可溶的变为可溶的。这种类型的光刻胶通常被称为 "正型"胶。为了方便和清楚起见，假定光刻胶层202是"正型"胶。因此，现在8参考图2-E，当光刻胶层202被暴露于适当的化学溶剂(即，显影剂) 时，被曝光的光刻胶层202的那一部分被溶解。参考图3，显影工具306 可用于对光刻胶层202显影(图2-E)，其中光刻胶显影是显影工具工艺 变量(包括显影的温度和时长)的函数。现在参考图2-F，随后对膜层200进行刻蚀以去除膜层200未被光刻 胶层202保护的部分。应当注意到，可以使用多个刻蚀步骤。参考图3， 刻蚀工具308可用于刻蚀膜层200。再次参考图2-F，在一个示例性实施例中，在已经刻蚀了膜层200后，在晶片102上的多个位置处测量形成在晶片102上的结构的临界尺寸。基于在多个位置处的临界尺寸测量结果，可以生成整个晶片上的临界尺寸测量结果的分布特性。在本示例中，形成在晶片102上的结构包括膜层200和光刻胶层202的剩余部分。在本示例性实施例中，所测得的临界尺寸可包括宽度(例如，顶宽、中宽、底宽等等)、高度、侧壁角度等 等。参考图3，光学度量工具310可用于测量临界尺寸。在本示例性实施 例中，光学度量工具310优选地以小于l纳米(更优选地小于0.2或0.3纳 米)的误差测量临界尺寸。通常，光学度量包括将入射束指向结构，测量 所得到的衍射束，并分析衍射束以确定结构的各种特性，例如临界尺寸。 关于光学度量的更详细描述，请参见2001年7月16日提交的题为 "GENERATION OF A LIBRARY OF PERIODIC GRATING DIFFRACTION SIGNALS"的美国专利申请No. 09/907,488; 2001年8月 6日提交的题为"METHOD AND SYSTEM OF DYNAMIC LEARNING THROUGH A REGRESSION-BASED LIBRARY GENERATION PROCESS"的美国专利申请No. 09/923,578;以及2003年6月27日提交 的题为"OPTICAL METROLOGY OF STRUCTURES FORMED ON SEMICONDUCTOR WAFERS USING MACHINE LEARNING SYST本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种控制形成在晶片上的结构的临界尺寸的方法，包括： ａ）利用显影工具对晶片上膜层顶部的光刻胶进行显影，所述光刻胶显影是包括显影的温度和时长在内的显影工具工艺变量的函数； ｂ）在ａ）之后，利用刻蚀工具对所述晶片上的所述膜层执行一个 或多个刻蚀步骤； ｃ）在ｂ之后，利用光学度量工具测量所述晶片上的多个位置处的结构的临界尺寸；以及 ｄ）基于在所述晶片上的多个位置处测得的结构的临界尺寸调节所述显影工具工艺变量中的一个或多个。
【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：温格杨，阿兰诺兰特，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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