用于获得等密度偏差并控制制造处理的方法和设备技术

此处大致描述了使用等密度偏差控制制造处理的实施例。可以描述和主张其他实施例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域一般地涉及光学计量，更具体地，涉及使用光学计量来监视来自一 个或者多个上游处理的输出参数并提供反馈以调节来自一个或者多个上游处理的输出参数。
技术介绍
周期光栅通常用于半导体制造领域中的处理监视和控制。周期光栅可以在工件上 串联制造的一个或者多个线。例如，周期光栅的一个通常使用包括靠近半导体芯片的操作 结构制造周期光栅。周期光栅然后通过光学计量工具用电磁辐射照射。被周期光栅偏离的 电磁辐射被收集为衍射信号。然后分析衍射信号以判定周期光栅是否已经根据规格进行制 造，并延伸判定半导体芯片的操作结构是否已经根据规格进行制造。在一个传统的系统中，从周期光栅的照射收集的衍射信号(测量衍射信号)与模 拟衍射信号的库比较。库中的每个模拟衍射信号与假想轮廓相关联。当做出测量衍射信号 和库中的一个模拟衍射信号之间匹配时，推定为与模拟衍射信号相关联的假想轮廓表示周 期光栅的实际轮廓。周期光栅的实际轮廓可以表示具有紧密控制参数或者临界尺寸的一系列特征。临 界尺寸可以是线宽、空间宽度或者接触长度。一系列特征可以紧密布置在密度区域并松散 地布置在隔离区域中。至少一个密度区域和至少一个隔离区域的组合是重复结构。从隔离 区域中的特征测量的衍射信号可以与从密度区域中的类似尺寸的特征车辆的衍射信号很 大不同。从隔离区域中的隔离结构测量的衍射信号用来判定隔离结构临界尺寸(ICD)。从 密度区域中密度结构测量的衍射信号用来判定密度结构临界尺寸(DCD)。隔离结构临界尺 寸(I⑶)和密度结构临界尺寸(D⑶)之间的差称为等密度偏差(Aib)。AIB = ICD-DCD等密度偏差是通过光学计量来计算的，使得独立于周围的特征，类似尺寸的特征 可以一致地测量。当前，通过使密度区域中的特征的至少一个测量和隔离区域中的特征的 第二测量以获得隔离结构临界尺寸(ICD)和密度结构临界尺寸(DCD)之间的差来确定等密 度偏差。这要求连续测量具有隔离线的至少一个计量光栅目标和具有密度线的一个光栅目 标。等密度偏差由这些测量之间的差表示。使用此计量计算等密度偏差要求通过光学计量 工具进行多个费时的测量。附图说明在附图中以示例而不是限制的方式图示本专利技术，附图中图1是使用光学计量来测量来自光栅层的衍射光谱的图示；图2A图示与轮廓库中的各情况的衍射光谱图比较的测量衍射光谱图；图2B图示与轮廓库中的各情况的轮廓比较的测量周期结构的结构轮廓；图3是混合光栅轮廓的一个实施例的顶视图的图示；图4是图3的混合光栅轮廓的侧视图的图示；图5是形成为作为晶片的一部分的混合光栅轮廓的嵌入元件的阵列的实施例的 顶视图的图示；图6是图5的混合光栅轮廓的侧视图的图示；图7是混合光栅轮廓的另一实施例的图示；图8是图7的混合光栅轮廓的侧视图的图示；图9是隔离线_空间轮廓和密度线_空间轮廓的测量数据的表格；图10是混合光栅轮廓的测量数据的表格；图11是耦合到制造组合工具的光学计量系统的示例框图；以及图12是描述了使用光学计量来监视来自一个或者多个上游处理的一个或者多个 输出参数并提供反馈以调节来自一个或者多个上游处理的输出参数的方法的一个实施例 的流程图。具体实施例方式在各种实施例中公开了使用光学计量来监视一个或者多个来自一个或者多个上 游处理的输出参数并提供反馈以调节来自一个或者多个上游处理的输出参数的方法。然 而，相关领域的一般技术人员将认识到在没有一个或者多个具体细节的情况下或者利用其 它替换和/或附加方法、材料或者部件来实现各个实施例。在其它情况下，公知的结构、材 料或者操作未详细示出或者描述，以避免使本专利技术的各个实施例的各方面模糊。类似地，为 了说明，阐述了具体的编号、材料和构造，以为了提供对本专利技术的全面的理解。不过，可以在 没有具体细节的情况下实施本专利技术。此外，可以理解到在附图中示出的各实施例是图示性 的表示，未必是按比例绘制的。说明书通篇中的表述“一个实施例”或者“实施例”意思是与本专利技术至少一个实施 例中所包括的实施例相结合描述的特定特征、结构、材料或者特性，但是不表示它们出现在 每个实施例中。因而，短语“在一个实施例中”或者“在实施例中”在说明书通篇的各个位置 出现未必是指本专利技术相同的实施例。此外，特定特征、结构、材料或者特性可以在一个或者 多个实施例中以任何适合的方式组合。在其它实施例中可以包括各种附加层和/或结构， 和/或者可以省略所描述的特征。各种操作将以最有助于理解本专利技术的方式依次描述为多个离散操作。然而，描述 的顺序不应该理解为暗示这些操作必须是从属的顺序。具体地，这些操作不必以陈述的顺 序执行。所描述的操作可以以与所描述的实施例不同的顺序执行。在附加实施例中可以执 行各种附加操作，和/或可以省略所描述的操作。一般需要监视来自一个或者多个处理的输出参数并提供反馈以调节一个或者多 个上游处理的参数和或者装备设置。可以用于处理监视的输出参数的示例是等密度偏差。 等密度偏差的变化可以用来检测通过上游处理或者通过一系列上游处理产生的输出的变 化。使用等密度偏差控制制造处理的方法的一个实施例包括使用制造处理在工件上形成光 栅层，向计量工具提供具有包括多个重复轮廓的光栅层的工件，每个重复轮廓包括密度区 域和隔离区域，密度区域包括多个具有比较结构的特征，隔离区域包括隔离结构，密度区域中的多个特征和隔离区域中的隔离特征以图案构造使得隔离特征和密度特征中的等密度 偏差在为工件确定的范围内。光栅层暴露于电磁能量，并且从光栅层衍射的电磁能量测量 衍射信号，从而确定等密度偏差。等密度偏差传输到制造组合工具，其中制造组合工具用来 在工件上形成光栅层，制造组合工具具有多个处理参数和装备设置。至少基于等密度偏差 来调节制造组合工具的一个或者多个参数或者装备设置。图1是使用光学计量系统来测量来自光栅层的衍射光谱的图示。光学计量系统40 包括计量光束源41，其将光束43投射到安装在计量平台55上的工件或者晶片47的混合光 栅层43。光束43以入射角(e )朝着混合光栅轮廓59投射。衍射光束49由光束接收器 51测量。衍射光束数据57传输到计量轮廓系统53。计量轮廓系统53将测量衍射光束数 据57或者测量衍射信号与模拟衍射光束数据库或者表示混合光栅轮廓59的轮廓参数和分 辨率的各种组合的模拟衍射信号进行比较。光学计量系统40构造成使用任何数量的提供模拟衍射信号与测量衍射信号的最 佳匹配的方法来确定混合光栅轮廓59的一个或者多个轮廓参数。这些方法能包括基于库 的处理或者基于回归的处理，使用通过应用麦克斯韦方程并使用求解麦克斯韦方程的数值 分析技术(诸如严格耦合波分析(RCWA)和机器学习系统)获得的模拟衍射信号的基于回 归的处理。为了便于论述，参见题为 “CACHING OF INTRA-LAYERCALCULATIONS FOR RAPID RIGOROUS COUPLED-WAVEANALYSES，，于 2001 年 1 月 25 日提交的美国专利 No. 6，891，626，其 全部内容通过引用而结合于此。还可以使用采用了机器学习算法(诸如回传播、半径基础 函数、支持矢量、核回归等)的机器学习系统(MLS)产生模拟衍射信号。参见题为“OPTICAL METROLOGY O本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种获得工件的等密度偏差的方法，所述工件具有带有重复轮廓的光栅层，所述方法包括：所述工件设置有包括多个重复轮廓的光栅层，每个重复轮廓包括密度区域和隔离区域，所述密度区域包括多个具有比较结构的特征，所述隔离区域包括隔离结构，所述密度区域中的多个特征和所述隔离区域中的隔离特征以图案的方式构造使得所述隔离特征和所述密度特征之间的等密度偏差在为所述工件确定的范围内；将所述光栅层暴露于电磁能量剂量；测量来自被所述光栅层衍射的电磁能量剂量的衍射信号；使用所测量的衍射信号获得所述等密度偏差。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-11-7 11/936,747;US 2007-11-7 11/936,759;US一种获得工件的等密度偏差的方法，所述工件具有带有重复轮廓的光栅层，所述方法包括所述工件设置有包括多个重复轮廓的光栅层，每个重复轮廓包括密度区域和隔离区域，所述密度区域包括多个具有比较结构的特征，所述隔离区域包括隔离结构，所述密度区域中的多个特征和所述隔离区域中的隔离特征以图案的方式构造使得所述隔离特征和所述密度特征之间的等密度偏差在为所述工件确定的范围内；将所述光栅层暴露于电磁能量剂量；测量来自被所述光栅层衍射的电磁能量剂量的衍射信号；使用所测量的衍射信号获得所述等密度偏差。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述密度特征和所述隔离特征形成于所述工件 的层中。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述隔离特征和所述密度特征在所述工件中凹入。4.根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述等密度偏差包括产生所述重复轮廓的光学数字轮廓测定模型，所述光学数字轮廓测定模型包括所述重 复轮廓的轮廓模型；使用所测量的衍射信号优化所述光学数字轮廓测定模型；并且 确定所述密度特征和所述隔离特征的临界尺寸。5.根据权利要求4所述的方法，还包括使用所述密度特征和所述隔离特征的临界尺寸获得所述等密度偏差；并且 将所述等密度偏差与等密度偏差范围进行比较。6.根据权利要求5所述的方法，其中如果所述等密度偏差在所述等密度偏差范围之外，则修改所述等密度 结构和所述比较结构之间的所述等密度偏差的图案的构造，并重复所述光 学数字轮廓测定模型的产生、所述光学数字轮廓测定模型的优化和所述隔离结构和所 述比较结构的临界尺寸的确定。7.根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述等密度偏差包括产生所述重复轮廓的光学数字轮廓测定模型，所述光学数字轮廓测定模型包括所述重 复轮廓的轮廓模型，所述轮廓模型包括作为轮廓参数的等密度偏差； 使用所测量的衍射信号优化所述光学数字轮廓测定模型；并且 使用所优化的光学数字轮廓测定模型和所测量的衍射信号确定至少一个轮廓参数。8.根据权利要求7所述的方法，还包括将所述等密度偏差与等密度偏差范围进行比较。9.一种用于使用光学数字轮廓测定法获得等密度偏差的设备，包括 衬底；在所述衬底上的混合光栅轮廓，其中，所述混合光栅轮廓包括多个重复结构，每个重复 结构包括密度区域和隔离区域，所述密度区域包括多个包括密度特征的特征，所述隔离区 域包括隔离特征，所述密度区域中的多个特征和所述隔离区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔格比斯彻夫，赫依蔻韦彻特，
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]