使用电子束系统的图案高度计量技术方案

本公开涉及通过极紫外(EUV)光刻在抗蚀剂膜中产生的图案的图案高度的确定。该确定是通过使用电子束(e

【技术实现步骤摘要】
使用电子束系统的图案高度计量


[0001]本公开涉及通过极紫外(EUV)光刻在抗蚀剂膜中产生的图案的图案高度的确定。图案高度的确定——在本公开中也称为图案高度计量——是通过使用电子束(e
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beam)系统，尤其是，通过使用扫描电子显微镜(SEM)，来执行的。在这方面，本公开提供了一种用于确定图案高度的设备和方法以及用于执行该方法的计算机程序。

技术介绍

[0002]电子束系统(如SEM)可被用于测量自顶向下的参数，以确定光刻图案化性能(例如，确定通过光刻产生的图案的临界尺寸(CD)、线边缘粗糙度或线宽粗糙度)。然而，电子束系统通常在测量其他临界参数(诸如抗蚀剂厚度或相应地通过光刻在抗蚀剂膜中产生的图案的图案高度)时受到限制。值得注意的是，在本公开中，抗蚀剂膜中产生的图案的图案高度可(在用光刻对图案进行图案化之后)通过未经图案化区域(通常为掩模区域)中的抗蚀剂膜的厚度与经图案化区域(其中掩模允许光刻到达抗蚀剂膜)中的抗蚀剂膜的厚度之差来给出。图案通常具有未经图案化区域和经图案化区域的重复结构。
[0003]电子束系统的上述限制导致了诸如散射测量等竞争性技术的传播。另外，为了减轻上述限制，可以在电子束计量系统中引入倾斜。具体而言，可以通过将电子束倾斜一定角度来提取高度信息。然而，引入此类倾斜的严重限制是，在非常薄的抗蚀剂薄膜的情形中，倾角需要相当大。然而，在这样做时，电子束系统将损失分辨率，并且因此可能变得不能测量图案的非常小的特征。该倾斜办法最多对厚抗蚀剂膜是可行的。
[0004]因此，该倾斜办法不适用于在抗蚀剂膜中使用EUV获得的图案，因为EUV需要非常薄的抗蚀剂膜。这是因为CD会随着光刻所用波长的减小而缩小(对于EUV来说更小)，并且这需要通过使用更大的数值孔径(NA)进行补偿。然而，景深(DoF)会随着数值孔径(平方)的减小而减小，并且相应地需要更薄的抗蚀剂膜来保持较低的纵横比。
[0005]因此，该倾斜办法的使用越来越少，并且尤其是对于EUV而言，没有好的解决方案。

技术实现思路

[0006]鉴于上述情况，本公开的各实施例旨在确定使用EUV在抗蚀剂膜中产生的图案的图案高度的方式。具体而言，本公开的目的是使得能够使用电子束系统/SEM来执行EUV产生的图案计量。图案高度的确定应该简单但有效，并且当然应该产生准确的结果。
[0007]这些和其他目标是如所附独立权利要求中所述通过本公开的诸实施例来达成的。这些实施例的有利实现在从属权利要求中进一步定义。
[0008]具体而言，本公开提供了一种通过使用对比度值的估计和校准过程来准确地测量相对抗蚀剂厚度和在这些抗蚀剂膜中产生的图案的图案高度的方法。
[0009]本公开的第一方面提供了一种用于确定通过EUV光刻在抗蚀剂膜中产生的图案的图案高度的设备，该设备包括处理器，处理器被配置成：从SEM获得图案的SEM图像；基于所获得的SEM图像来确定与所述图案相关的对比度值；以及基于校准数据和所确定的对比度
值来确定所述图案高度。
[0010]因此，SEM可被用于确定图案高度，而无需倾斜电子束。尽管如此，即使使用EUV光刻技术生成图案，即在非常薄的抗蚀剂膜的情况下，也可以使用SEM。该设备所执行的确定是有效但简单的，并且达到了很好的准确度。总体而言，该设备实现了经改进的EUV产生的图案的计量。
[0011]校准数据可以是预确定的，并且可允许处理器导出在校准数据中与所确定的对比度值相关联的图案的图案高度。校准数据可以由设备来存储，例如存储在连接到处理器的存储器中，或者可以由设备按需获取。校准数据可包括查找表，在查找表中，对比度值和图案高度相关联。校准数据还可包括如下所述的一个或多个校准曲线。
[0012]SEM可以是常规SEM，其可以在处理器和/或设备的控制下操作。
[0013]在该设备的一实现中，处理器被配置成基于所获得的SEM图像中的最大强度和最小强度来确定对比度值。
[0014]在该设备的一实现中，对比度值是如下确定的：
[0015][0016]其中I
max
是所获得的SEM图像中的最大强度，而I
min
是最小强度。
[0017]这允许精确地确定对比度值和相应的图案高度。
[0018]在该设备的一实现中，处理器被配置成进一步基于抗蚀剂膜的标称膜厚度来确定图案高度。
[0019]标称膜厚度，即在生成抗蚀剂膜(例如通过涂层或沉积)时抗蚀剂膜的目标厚度，是影响给定图案高度的对比度值的参数。因此，该设备有利地被适配成考虑该标称膜厚度，即校准数据可取决于标称膜厚度。
[0020]在该设备的一实现中，处理器被配置成进一步基于抗蚀剂膜的膜类型来确定图案高度。
[0021]膜类型，例如抗蚀剂膜的材料和/或在其上提供抗蚀剂膜的底层的材料，是影响给定图案高度的对比度值的参数。因此，该设备有利地被适配成考虑该膜类型，即校准数据可取决于膜类型。
[0022]在该设备的一实现中，抗蚀剂膜的标称膜厚度在5
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50nm的范围内；和/或图案高度在1
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25nm的范围内。
[0023]在该设备的一实现中，抗蚀剂膜的膜类型是旋涂玻璃(SOG)类型或碳基底层类型。
[0024]在该设备的一实现中，校准数据包括针对一个或多个标称膜厚度和/或一个或多个膜类型中的每一者的校准数据集。
[0025]在该设备的一实现中，每一校准数据集包括校准曲线，所述校准曲线指示多个预确定的对比度值和多个预测量的图案高度之间的关系。
[0026]在该设备的一实现中，校准数据集中预测量的图案高度基于原子力显微镜(AFM)测量。
[0027]在该设备的一实现中，处理器还被配置成：从SEM获得图案的多个SEM图像，其中每一SEM图像与所述图案的多个实现或部分中的一个相关；基于多个SEM图像中的每一者来确定与所述图案相关的相应对比度值；以及基于校准数据和从相应对比度值计算出的平均对
比度值，确定所述图案的图案高度。
[0028]在该设备的一实现中，该设备被配置成控制SEM跨图案扫描电子束以获得SEM图像；和/或该设备包括SEM或被包含在SEM中。
[0029]具体而言，处理器可被配置成控制SEM。处理器可以是SEM的一个或多个处理器之一。
[0030]本公开的第二方面提供了一种用于确定通过EUV光刻在抗蚀剂膜中产生的图案的图案高度的方法，该方法包括：从SEM获得图案的SEM图像；基于所获得的SEM图像来确定与所述图案相关的对比度值；以及基于校准数据和所确定的对比度值来确定所述图案高度。
[0031]在该方法的一实现中，该方法包括基于所获得的SEM图像中的最大强度和最小强度来确定对比度值。
[0032]在该方法的一实现中，对比度值是如下确定的：
[0033][0034]其中I
max
是所获得的SEM图像中的最大强度，而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于确定通过极紫外EUV光刻在抗蚀剂膜(14)中产生的图案(13)的图案高度的设备(10)，所述设备(10)包括处理器(11)，所述处理器被配置成：从扫描电子显微镜SEM(15)获得所述图案(13)的SEM图像(12)；基于所获得的SEM图像(12)来确定与所述图案(13)相关的对比度值；以及基于校准数据(16)和所确定的对比度值来确定所述图案高度。2.根据权利要求1所述的设备(10)，其特征在于，所述处理器(11)被配置成基于所获得的SEM图像(12)中的最大强度和最小强度来确定所述对比度值。3.根据权利要求2所述的设备(10)，其特征在于，所述对比度值是如下确定的：其中I
max
是所获得的SEM图像(12)中的最大强度，而I
min
是最小强度。4.根据权利要求1至3之一所述的设备(10)，其特征在于，所述处理器(11)被配置成进一步基于所述抗蚀剂膜(14)的标称膜厚度来确定所述图案高度。5.根据权利要求1至4之一所述的设备(10)，其特征在于，所述处理器(11)被配置成进一步基于所述抗蚀剂膜(14)的膜类型来确定所述图案高度。6.根据权利要求1至5之一所述的设备(10)，其特征在于：所述抗蚀剂膜(14)的标称膜厚度在5
‑
50nm的范围内；和/或所述图案高度在1
‑
25nm的范围内。7.根据权利要求1至6之一所述的设备(10)，其特征在于，所述抗蚀剂膜(14)的膜类型是旋涂玻璃类型或碳基底层类型。8.根据权利要求1至7之一所述的设备(10)，其特征在于，所述校准数据(16)包括针对一个或多个标称膜厚度和/或一个或多个膜类型中的每一者的校准数据集(21
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24，31
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34)。9.根据权利要求8所述的设备(10)，其特征在于，每一校准数据集(21
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24，31
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【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：鲁汶天主教大学，
类型：发明
国别省市：