用于评价图案的参数中变化的方法和系统技术方案

本发明专利技术给出了一种用于评价图案参数的变化的方法和系统，该方法包括：处理表示图案化制品的至少一部分的空间强度图像的数据，以及对于在该图案化制品的所述至少一部分中的预定区域确定空间图像强度的一定函数的值，空间图像强度函数的所述值表示在该图案化制品的所述至少一部分中的图案的至少一个参数的变化或通过使用该图案化制品制造的图案的至少一个参数的变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于评价图案的参数中变化的方法和系统絲领域概括来说，本专利技术属于诸如半导体晶片、印刷电路板和光刻版(reticle)(也称 为光刻^tt莫)的图案化制品(patternedarticle)的自动光学检^^页域。
技术介绍
微电子器件的性能总是受限于其临界特征的尺寸，术语称临界尺寸或CD 的，的变化。通常微电子器件是通过使用掩模(或光刻版)以光刻工艺制造的。 光刻工艺是半导体器件制备中主要工艺之一，并且由根据将要生产的半导体器 件的电路设计对晶片表面进行图案化组成。这种电路设计首先被图案化在掩模 上。因此，为了获得有效半导体器件，掩模必须是无缺陷的。而且，通常以重 复的方式使用掩模以在晶片上创建多个单元裸片(die)。因此，掩模上的任何 缺陷都将在晶片上重复多次出现，并且将导致多个器件是有缺陷的。构建具有 生产价值的工艺(production-worthyprocess)需要严格控制整个光刻工艺。在 这种工艺中，CD控制对于器件性能和产量而言是一决定性的因素。当临界尺寸较大时，器件尺寸中的系统变化，诸如由材料的物理性能引起 的或设备生产工艺导致的那些系统变化，不会对总误差预算作出大的贡献，并 且因此很大程度上可以忽略。然而，随着临界特征的最小尺寸降低到大约65nrn 以下，先前忽略的系统变化现在可能消耗掉总误差预算的相当大部分。具体地 说，系统掩模CD误差可能会消耗掉总晶片光刻工艺CD误差预算的50。/。以上。因此，己经开发了多种掩模检验工具并且这些掩模检验工具是商业上可获 得的。根据设计和评价掩模的已知技术，创建掩模并将其用于通过其曝光晶片， 并且随后执行检查用于确定是否已经根据设计将掩模的特征传送到晶片。来自 预计设计的最终特征中的任何变化需要修改设计、创建新掩模、和曝光新晶片。使用空间图像测量系统(Aerial Image Measusrement System, AIMS)可以 使上述过程更简单。该AIMS基本上是意欲用于多种掩模设计的开发和测试的工程工具。其也有助于检査OPC和相移特征如何转印(print)到晶片上。另 外，该系统可以用于研究通过掩模检验系统发现的各种缺陷，及测试这些缺陷 是否将实际转印到晶片上。己经开发了使用用于掩模检査的空间成像(aerial imaging)原理的某些系统，例如如在美国专利No. 5,481,624; 5,795,688和 7,072,502中公开的。同样，在Shirley Hemar等人的文章"Aerial-image-based off-focus inspection: lithography process window analysis during mask inspection ，， ， Proceddings of SPIE， Volume 5266， 23rd Annual BACUS Symposium on Photomask Technology, December 2003, pp. 500-509 (SPIE会议， 第5256巻，第23届光刻版技术BACUS年度论坛，2003年12月，pp.500-509)， 中描述了空间成像在掩模检验中的使用。一般来说，AIMSTM是用于在数字孔径(NA)的特定步进式光刻机(stepper) 或扫描式光刻机(scanner)设置、照明的部分相干性或光瞳(pupil filling)、波 长和照明类型(如圆形、环形、四极或偶极离轴照明)条件下评价掩模的光学 系统。通过任何设定的柔性、自动调整以匹配如193nm曝光工具中的条件， 它能够模拟任何类型的掩模，如为193nm光刻设计的二元掩模、OPC掩模和 相移掩模。用该系统获得的图像与入射在晶片的光刻胶上但是用CCD照相机 放大并记录的潜像是光学相等的。因此，AIMSTM工具允许快速判断如在掩模 上的密集图案或接触点、缺陷或修补的临界特征的晶片适印性(wafer printability)，而不需要使用曝光工具进行真实晶片转印以及所转印特征的后续 SEM测量。目前仍存在对于提供用于评价案图案的至少一参数的系统和方法的需要。
技术实现思路
在现有技术中存在对于用于监控(控制、测量、检验)诸如在半导体器件 的制备中使用的掩模和光刻版的图案化制品中的一个或几个图案参数变化的 新型系统和方法。被监控的图案参数变化涉及对于图案化工艺(例如，光刻) 具有某些有意义信息的一个或几个参数，并且可以包括例如CD变化、用于测 量形状偏差或任何其它这种测量的X-转矩和Y-转矩。测量系统应该是简单的， 优选不需要复杂菜单设计，并且优选地能够与检验制品(掩模)缺陷的常规程 序同时产生各自参数变化图(例如，CD图)。需要注意的是，图像不是必须10是空间强度图像。还需要注意的是，被评价的图案可以是通过使用掩模产生的 图案，而不是必须是掩模本身的图案。除了上述以外，优选地监控系统应该提供为用于补偿与各自参数变化相关 的数据流中的 -些系统误差。在CD变化控制的情况中，为了实现这些任务， 通常需要两个步骤， 一个由下述组成在整个掩模上的CD测量和处理测量数 据以产生整个掩模的所谓"CD变化图"；以及使用所谓的"CD变化图"用于 所述补偿，这是通过控制光刻参数(例如，视场上的剂量变化)进行的或通过 积极修正掩模(例如，改变掩模面积之上的传播)进行的。通常，该CD变化图是通过在大量预定位置上依靠在这些位置的SEM或AIMS测量采样CD值 产生的。这趋于成为耗时且复杂的工艺。本专利技术提供一种新型监控系统和方法，旨在产生图案化制品的至少一部分 或整体(例如，掩模)的图案参数变化图，例如CD变化图。与在测量学技术 和缺陷检测技术中常规使用的那些方法相比，本专利技术的方法需要注意下述方 面。本专利技术提供用于监控整个图案化面积。这可以使用逐像素监控(通常在缺 陷检测技术中使用)实现这一目的，但是，与缺陷检测技术不同，该专利技术的方 法不需要任何"做出基于阀值的决策"。或者，这可以不使用任何逐像素监控 方法实现，并且在这种情况中，与测量学方法相反，本专利技术利用基于窗口的监 控(即，同时监控像素的矩阵)。在本专利技术的一些实施方式中，尤其当处理CD变化图时，本专利技术利用空间 强度成像，诸如从Applied Materials公司商业获得的AREA 193空间图像扫 描仪，并且提供用于产生(例如与常规检验同时)整个掩模的强度积分图的测 量/控制系统(例如，其可以在基于空间图像的检验系统中实现)。需要注意的是，图案化制品(掩模)的空间图像上的强度的一定函数(例 如强度积分)能够用于产生整个掩模的图案参数变化图(例如，CD变化图)。 更具体地说，专利技术人已经发现，掩模的空间强度图像上的强度积分，特别是对 于非常密集的图案(即非常小的临界尺寸)，与该图案的CD变化成线性比例。 因此，"CD变化图"能够由掩模上的空间强度图像的积分容易地计算出。"CD变化图"能够用于多种应用，包括但不限制于下述使用CD变化 图作为要从掩模车间运出的掩模的质量标准、作为监控和改进掩模工艺的方法 ("工艺控制")、作为对于用于减小CD变化的"补偿"设备的输入、作为制ii品检验系统的实时反馈用于更好的缺陷检测能力、作为对于在光刻仿真中使用 的掩模模块的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于评价图案的参数的变化的方法，该方法包括：处理表示图案化制品的至少一部分的空间强度图像的数据，以及对于在该图案化制品的所述至少一部分中的预定区域确定空间图像强度的一定函数的值，空间图像强度函数的所述值表示在该图案化制品的所述至少一部分中的图案的至少一个参数的变化或通过使用该图案化制品制造的图案的至少一个参数的变化。

【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：迈克尔本伊谢，马克瓦格纳，艾维夏巴托夫，盖德格林伯格，里奥肖瓦尔，俄斐吉维尔特泽，
申请(专利权)人：以色列商应用材料以色列公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]