确定覆盖误差的方法和动态控制中间掩模位置的控制系统技术方案

一种确定覆盖误差的方法。该方法包括将图案从中间掩模转印至晶圆以及选择第一组数据点以测量中间掩模上的部件与晶圆上的部件之间的位置差。该方法还包括确定第一组数据点但包含较少数据点的第二组数据点。控制系统使用第二组数据点来动态地调整中间掩模的位置。本发明专利技术还提供了动态控制中间掩模位置的控制系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及半导体
，更具体地来说，涉及减少覆盖误差的方法和系统。
技术介绍
随着技术节点尺寸的减小，衬底上部件的密度增加。增加的部件密度要求更加精确地控制部件之间的间隔以制造可变器件。部分通过图案化衬底过程中所使用的中间掩模上的部件布局来确定部件间隔。诸如覆盖误差的附加因素也会影响衬底上的部件间隔。覆盖误差是中间掩模上的部件布局与形成在衬底上的实际部件图案之间的偏差。覆盖误差由可校正因素引起，诸如中间掩模和衬底之间的热膨胀系数的差异、衬底形状不精确、中间掩模和衬底之间的未对准、图案化装置中致动器不精确的校准等。热膨胀的差异引起覆盖误差，因为图案化工艺生成使衬底和中间掩模膨胀的热能。如果用于形成衬底和中间掩模的材料 具有不同的热膨胀系数，则用于衬底和中间掩模的膨胀率是不同的。与衬底上部件的间隔相比，不同的膨胀率导致中间掩模上产生不同的部件间隔。衬底形状的不精确引起覆盖误差，因为衬底表面的弯曲使得部件的尺寸由于图案化光经过不同的距离到达衬底表面而发生变化。中间掩模和衬底的未对准引起覆盖误差，因为整个布局发生偏移。致动器不精确的校准引起覆盖误差，因为图案化工艺使用致动器来定位中间掩模、衬底和图案化装置的其他部件。如果由致动器引起的移动不精确，则部件之间的间隔通过来自实际移动的预期移动的差异来改变。此外，一些覆盖误差由不可校正的因素引起，诸如衬底上的光刻胶层中的光散射或厚度梯度。该不可校正的覆盖误差被称为残留误差。一些残留误差量是不可避免的。一些技术通过使用固定的、预定基准点来测量覆盖误差。在实施任何图案化工艺之前选择基准点，并且不能解决中间掩模和衬底之间的实际测量差。在图案化衬底之前，测量中间掩模上的多个所选部件的位置。然后，图案化衬底，并且在图案化的衬底上测量这些相同的所选部件的位置。中间掩模上的所选部件的位置与衬底上的所选部件的位置之间的差异确定覆盖误差。用于测量衬底上部件的位置的测量系统包括辐射源、检测器和支持衬底的台架。来自辐射源的光与衬底的图案化表面接触并反射到检测器。来自辐射源的光以预定的基准点为目标。检测器向诸如计算机的计算单元传送信息以确定衬底上所选部件的位置。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本专利技术的一方面，提供了一种减少覆盖误差的方法，包括:将部件的图案从中间掩模转印至晶圆；在第一组数据点处测量所述中间掩模上的图案和所述晶圆上的图案之间的位置差；基于所述第一组数据点确定第二组数据点，所述第二组数据点为所述第一组数据点的子集，其中，所述第二组数据点的位置表示所述第一组数据点中的至少一个的位置，并且所述第一组数据点的数量大于所述第二组数据点的数量；以及基于所述第二组数据点改变所述中间掩模的位置以使所述位置差最小。该方法还包括:确定至少一个固定数据点。在该方法中，确定所述第二组数据点包括:从所述第一组数据点中选择数据点。在该方法中，确定所述第二组数据点包括:确定至少一个区域数据点；确定至少一个可变数据点，其中所述至少一个区域数据点的数量和所述至少一个可变数据点的数量的总和等于所述第二组数据点的数量。在该方法中，确定多个固定数据点包括接收来自用户的输入。该方法还包括:在部件的图案中确定多个区域边界；以及在所述多个区域边界的每一个内定位所述第一组数据点中的至少一个。该方法还包括:在部件的图案中确定多个区域边界以限定多个区域；以及在所述多个区域的每一个内定位所述第一组数据点中的至少一个，其中确定区域数据点包括对于所述多个区域的每一个选择所述多个区域的每一个内的第一组数据点中的至少一个。在该方法中，确·定至少一个可变数据点包括选择表征所述位置差的一个或多个数据点。在该方法中，确定至少一个可变数据点包括覆盖误差测量的统计分析。在该方法中，确定至少一个区域数据点包括覆盖误差测量的统计分析。在该方法中，将部件的图案从所述中间掩模转印至所述晶圆包括使用光刻工艺。在该方法中，将部件的图案从所述中间掩模转印至所述晶圆包括使用电子束图案化工艺。根据本专利技术另一方面，提供了一种中间掩模，包括:遮光层，具有第一表面和第二表面；开口图案，从所述第一表面延伸到所述第二表面；至少一个域，其中，每个域都包括:至少一个第一开口，定位在与对应的至少一个固定测量位置相关的对应域中；至少一个第二开口，定位在与对应的至少一个区域测量位置相关的对应域中；和至少一个第三开口，定位在与对应的至少一个可变测量位置相关的对应域中。在该中间掩模中，所述至少一个域的每一个都分别包括至少一个区域。在该中间掩模中，所述至少一个区域测量位置分别位于所述至少一个区域的每一个中。在该中间掩模中，基于覆盖误差测量的统计分析来选择所述至少一个区域测量位置和所述至少一个可变测量位置。根据本专利技术的又一方面，提供了一种反馈控制系统，包括:中间掩模图案化装置，被配置成将图案从中间掩模转印至晶圆；位置测量工具，被配置成测量所述晶圆上的图案的至少一个部件的位置，其中，至少一个位置表征所述中间掩模的一部分相对于所述晶圆的位置；以及控制器，被配置成接收来自所述位置测量工具的位置数据并基于所述位置数据将至少一个控制信号传输至所述中间掩模图案化装置。在该反馈控制系统中，所述中间掩模图案化装置被配置成接收控制信号并基于所述控制信号改变所述中间掩模的位置。在该反馈控制系统中，所述中间掩模图案化装置是光刻装置。在该反馈控制系统中，所述中间掩模图案化装置是电子束图案化装置。附图说明在附图中通过实例但不限制地示出了一个或多个实施例，其中，在整个说明书和全部附图中，相同的参考标号表示类似的元件。应该强调的是，根据工业的标准实践，各种部件不按比例绘制，并且只是用于说明的目的。实际上，为了讨论的清楚，可以任意增加或减小附图中的各个部件的尺寸。图1是根据一个或多个实施例的具有多个域(field)的图案化元件的示图。图2是根据一个或多个实施例的具有多个初始测量位置的域的示图。图3是根据一个或多个实施例的具有多个选择测量位置的域的示图。图4A是根据一个或多个实施例的用于减少覆盖误差的反馈控制系统的高级框图。图4B是根据一个或多个实施例的反馈控制系统的控制的框图。图5是根据一个或多个实施例的减少覆盖误差的方法的流程图。具体实施例方式以下公开内容提供了用于实施本专利技术不同特征的许多不同的实施例或实例。以下描述部件和配置的具体实例以简化本公开内容。当然，这些仅仅是实例而不用于限制。图1是具有晶圆102和多个域104的图案化元件100的示图。在图案化工艺期间，图案化晶圆102。在一些实施例中，具有遮光层的中间掩模被用于图案化晶圆102，其中，遮光层具有第一表面和第二表面。晶圆102包括在图案化工艺期间形成的部件的图案。每个部件都对应于中间掩模中的开口，中间 掩模中的开口被配置成允许光从第一表面传到第二表面。每个域(field) 104都是开口的子集，并表示将在晶圆102上图案化的部件的集合。在一些实施例中，每个域104都表不电路。在其他实施例中，域104的组统一表不电路。晶圆上的域104的集合被称为晶圆102的总体布局。图2是示出具有多个由正方形表示的固定测量位置202的域104的示图。域104还具有通过“ + ”符号表示的多个初始测量位置204。此外，域104被划分为多个区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少覆盖误差的方法，包括：将部件的图案从中间掩模转印至晶圆；在第一组数据点处测量所述中间掩模上的图案和所述晶圆上的图案之间的位置差；基于所述第一组数据点确定第二组数据点，所述第二组数据点为所述第一组数据点的子集，其中，所述第二组数据点的位置表示所述第一组数据点中的至少一个的位置，并且所述第一组数据点的数量大于所述第二组数据点的数量；以及基于所述第二组数据点改变所述中间掩模的位置以使所述位置差最小。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李永尧，王盈盈，蔡飞国，刘恒信，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：