CN101271268A - 微影对焦以及/或能量的最佳化方法及其系统 - Google Patents

微影对焦以及/或能量的最佳化方法及其系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101271268A
CN101271268A CNA2008100093123A CN200810009312A CN101271268A CN 101271268 A CN101271268 A CN 101271268A CN A2008100093123 A CNA2008100093123 A CN A2008100093123A CN 200810009312 A CN200810009312 A CN 200810009312A CN 101271268 A CN101271268 A CN 101271268A
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy
focusing
those
wafer
little shadow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008100093123A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101271268B (zh
Inventor
黄得智
柯志明
游信胜
高蔡胜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Original Assignee
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd filed Critical Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Publication of CN101271268A publication Critical patent/CN101271268A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101271268B publication Critical patent/CN101271268B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70733—Handling masks and workpieces, e.g. exchange of workpiece or mask, transport of workpiece or mask
    • G03F7/7075—Handling workpieces outside exposure position, e.g. SMIF box
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/44—Testing or measuring features, e.g. grid patterns, focus monitors, sawtooth scales or notched scales
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/705—Modelling or simulating from physical phenomena up to complete wafer processes or whole workflow in wafer productions
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70625—Dimensions, e.g. line width, critical dimension [CD], profile, sidewall angle or edge roughness
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70641—Focus
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70653—Metrology techniques
    • G03F7/70675—Latent image, i.e. measuring the image of the exposed resist prior to development

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

本发明是关于一种微影对焦以及/或能量的最佳化方法及其系统，该方法和系统使用特别设计的光学关键尺寸图案。在接收一包含复数个光罩的晶圆后，可使用整合式量测系统测量光罩的关键尺寸、线路末端缩短以及复数个光罩的侧壁角度，在模拟光谱数据库中执行光谱分析以形成分析数据；该分析数据储存在光学关键尺寸数据库的复数个查询表格中，执行查询该些查询表格以决定晶圆的对焦或能量；本发明提供了一种可提供在线量测方法与系统，对焦或能量的量测可在临场进行量测；本发明可提供在光学关键尺寸数据库中较好的数据品质以及解析度，并且可根据分析的数据，提供早期错误警报，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

Description

微影对焦以及/或能量的最佳化方法及其系统
技术领域
本发明涉及一种微影对焦以及/或能量的最佳化方法以及系统，特别是涉及一种使用特别设计的光学关键尺寸图案，使微影对焦以及/或能量最佳化的方法和系统。
背景技术
在半导体制程技术中，当要从倍缩光罩转移一个图案时，需要使用能量来活化光阻。传统上，此能量的来源是由辐射线所提供，例如UV光源。另外，在微影制程中，关于此能量的对焦也是很重要的。对焦(Focus)是一种将多数单独的辐射光的辐射能量聚集在一个单独点上的状态。一般来说，可藉由检视已曝光图案的关键尺寸(CD)来监控微影能量，而可藉由检视线路末端缩短(LES)以及侧璧角度(SWA)来监控微影对焦方向。线路末端缩短(LES)是指介于光阻独立线中末端与末端间的空间，线路末端缩短会受到对焦变化的影响。侧璧角度(SWA)是指光阻在经能量曝光后的轮廓(Profile)。
然而，在目前光阻的光学关键尺寸图案的设计中，对焦的方向并不容易决定。此外，以目前制程所量测的数据品质以及数据的解析度是很差的。因此，如何决定以及最佳化能量或对焦，进而提供优良的数据品质以及解析度是需要的。再者，也需要提供一种可提供在线(in-line)量测，如制程工具中的关键尺寸、线路末端缩短以及侧壁角度的量测的方法与系统。可基于这些量测，提供早期错误的警报。此外，对于一个新光学关键尺寸图案而言，也需要一种允许决定对焦方向的新光学关键尺寸图案。
由此可见，上述现有的微影对焦以及能量的方法及其系统在方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决微影对焦以及能量的方法及其系统存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般方法、产品又没有适切的方法及结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的微影对焦以及能量的方法及其系统存在的缺陷，本设计人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的微影对焦以及/或能量的最佳化方法及其系统，能够改进一般现有的微影对焦以及能量的方法及其系统，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的微影对焦以及能量的方法及其系统存在的缺陷，而提供一种新的微影对焦以及/或能量的最佳化方法及其系统，所要解决的技术问题是使其使用特别设计的光学关键尺寸图案，使微影对焦以及/或能量最佳化，用以解决现有制程所量测的数据品质以及数据的解析度差的问题，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明的另一目的在于，提供一种微影对焦以及/或能量的最佳化方法及其系统，所要解决的技术问题是使其提供一种可提供在线(in-line)量测的系统，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种微影对焦以及能量的最佳化方法，其包括以下步骤：
1接收一晶圆，该晶圆包含复数个图案；
2使用一整合式量测设备测量该些图案的关键尺寸、线路末端缩短以及侧壁角度；
3在一模拟光谱数据库中执行一光谱分析以形成分析数据；
4储存该分析数据在一光学关键尺寸数据库的复数个查询表格中；以及
5执行查询该些查询表格，以决定该晶圆的对焦或能量。
本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的微影对焦以及能量的最佳化方法，其中所述的每个图案包含复数个区段。
前述的微影对焦以及能量的最佳化方法，其中所述的执行光谱分析步骤包含：比较关键尺寸、线路末端缩短以及侧壁角度的量测与该模拟光谱数据库中的模拟结果。
前述的微影对焦以及能量的最佳化方法，其中所述的模拟光谱数据库根据输入数据储存该晶圆的模拟结果，其中该输入数据包含一间距、材料的光学特性、一材料堆迭以及一范围；该晶圆的模拟结果确认该晶圆的已量测的光谱是否受对焦方向的改变而影响。
前述的微影对焦以及能量的最佳化方法，其中所述的执行查询该些查询表格以决定该晶圆的对焦或能量的步骤包含：执行查询包含关键尺寸量测的该些查询表格、包含侧壁角度量测的该些查询表格以及包含线路末端缩短量测的该些查询表格的其中至少一个。
前述的微影对焦以及能量的最佳化方法，其中所述的光学关键尺寸图案是一非周期形式的图案。
前述的微影对焦以及能量的最佳化方法，其中所述的光学关键尺寸图案是一独立线图案，该独立线图案包含介于该些区段间的一为零的垂直间距。
前述的微影对焦以及能量的最佳化方法，其中所述的该些区段有相同的尺寸以及几何学形状，并是藉由一预设和持续的垂直间距以及平行间距而彼此分离，每个该些区段的宽度较每个该些区段的长度还少，该些区段中的其中一个区段是位于相对另一个其他区段的一角度中，该角度介于0到90度之间。
前述的微影对焦以及能量的最佳化方法，其中所述的执行查询该些查询表格，以决定该晶圆的对焦或能量的步骤包含：执行查询该些查询表格以决定一对焦方向。
前述的微影对焦以及能量的最佳化方法，其中所述的整合式量测设备是被整合在一制程工具中以量测制程工具中该些光罩的关键尺寸、线路末端缩短以及侧壁角度；其中该整合式量测设备是同时量测该些图案的关键尺寸、线路末端缩短以及侧壁角度。
前述的微影对焦以及能量的最佳化方法，其中所述的执行查询该些查询表格，以决定该晶圆的对焦或能量的步骤包含：根据复数光罩的线路末端缩短，确认一第一对焦或能量以及一第二对焦或能量；以及根据该些光罩的侧边宽度角度确认来自该第一以及第二对焦或能量其中之一的该晶圆的对焦以及能量。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种用以最佳化微影对焦以及能量的光罩，该光罩包含：一具有复数个区段的非主动区域，各区段具有一宽度以及一长度，以及各区段是被垂直地隔开。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的用以最佳化微影对焦以及能量的光罩，其中所述的该些区段彼此分离靠一垂直间距Sy以及一平行间距Sx，每个区段的宽度小于每个区段的长度，其中一个区段位于相对于另一个区段90度以内的位置。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种用以最佳化微影对焦或能量的光罩，包含：一区域，具有一包含复数个区段的阵列，其中每个区段有一长度以及一宽度；一介于该些区段之间并在垂直方向排列的垂直间距Sy；一介于该些区段之间并在水平方向排列的平行间距Sx；其中，其中一个区段位于相对于另一个区段90度以内的位置。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种用以最佳化一集成电路的微影对焦或能量的系统，该系统包含：一模拟引擎，根据最少一个预定的输入以模拟一晶圆；一整合式量测设备，测量复数个晶圆的预定参数；以及该模拟引擎的结果以及该整合式量测设备之间，执行一分析，以决定该晶圆的最佳化的参数。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下：
本发明提出一种微影对焦以及/或能量的最佳化方法及其系统，该方法和系统使用特别设计的光学关键尺寸图案。在接收一包含复数个光罩的晶圆后，可使用整合式量测系统测量光罩的关键尺寸、线路末端缩短以及复数个光罩的侧壁角度，在模拟光谱数据库中执行光谱分析以形成分析数据；该分析数据储存在光学关键尺寸数据库的复数个查询表格中，执行查询该些查询表格以决定晶圆的对焦或能量；本发明提供了一种可提供在线量测方法与系统，对焦或能量的量测可在临场进行量测；本发明可提供在光学关键尺寸数据库中较好的数据品质以及解析度，并且可根据分析的数据，提供早期错误警报，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
借由上述技术方案，本发明微影对焦以及/或能量的最佳化方法及其系统至少具有下列优点：
1、本发明微影对焦以及/或能量的最佳化方法及其系统可藉由提供特别设计的光学关键尺寸图案，并根据一些分析的数据，可提供在光学关键尺寸数据库中较好的数据品质以及解析度。
2、本发明微影对焦以及/或能量的最佳化方法及其系统可根据分析的数据，提供早期错误警报。
3、本发明微影对焦以及/或能量的最佳化方法及其系统根据使用该特别设计的光学关键尺寸图案的LES或SWA的在线(in-line)量测，可从查询表格中定义对焦方向。
综上所述，本发明特殊的微影对焦以及/或能量的最佳化方法及其系统，其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类方法、产品中未见有类似的设计公开发表或使用而确属创新，其不论在方法、结构上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的微影对焦以及能量的方法及其系统具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
本发明的方法、具体实施方式及其系统由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
图1是本发明微影对焦以及/或能量的最佳化方法及其系统的例示光学关键尺寸图。
图2是本发明中光罩的能量/对焦量测的例示的示意图。
图3是本发明中由侦测器所量测的关键尺寸对应对焦例示的曲线图。
图4是本发明中由侦测器所量测的线路末端缩短以及侧壁角度对应对焦例示的曲线图。
图5是本发明中最佳化微影对焦以及能量的制程流程图。
图6是本发明中光学关键尺寸数据数据库中例示说明的查询表格。
图7是本发明中用以最佳化微影能量/对焦的一特别设计的光学关键尺寸图案的示意图。
10：光罩      12：图案
14：区段      16：X方向
18：Y方向     20：光源
22：接收器    30：步骤
32：步骤      34：步骤
36：步骤      38：步骤
40：光罩      42：光学关键尺寸图案
44：区段      46：区段
48：区段
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的微影对焦以及/或能量的最佳化方法及其系统其具体实施方式、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
依照本发明的一种微影对焦以及/或能量最佳化的方法以及系统，在接收一包含复数个图案的晶圆后，可由整合式量测设备测量关键尺寸、线路末端缩短以及复数个图案中的侧壁角度。上述三种量测可使用整合式量测设备在制程工具中同时完成。当测量完成时，在模拟光谱数据库中执行一光谱分析以提供分析数据。接着分析数据被储存在光学关键尺寸数据库中的复数个查询表格，即可藉由查询这些查询表格以决定晶圆的对焦以及能量。在此方法中，对焦或能量的量测可在临场(in-situ)进行量测。除了测试晶圆之外，此方法以及系统也可延伸至制造晶圆。
依照本发明的一种用以最佳化一集成电路的微影对焦或能量的系统，包含一模拟引擎以及一整合式量测设备，模拟引擎可以根据一个或多个预定的输入参数来模拟一晶圆。整合式量测设备是测量复数个晶圆的预定参数，如关键尺寸、线路末端缩短以及复数个图案中的侧壁角度等参数，以输入该模拟引擎。模拟引擎的结果以及整合式量测设备之间，执行一分析，以决定该晶圆的最佳化的参数。分析方法是在模拟光谱数据库中执行一光谱分析以提供分析数据。接着分析数据被储存在光学关键尺寸数据库中的复数个查询表格，即可藉由查询这些查询表格以决定晶圆的对焦以及能量。
为了促进对本发明原理的了解，请参考图式中所绘示的实施例，以及说明该些实施例的叙述。然而，本发明的范围没有任何意图被受限在上述的实施例中。对本发明所属相关领域的人士，在一般情况下可能思及对任何实施例的变更或修改，以及任何在不脱离本发明原则下的应用。而且，近似的元件叙述不可排除其等效范围间的元件，同时，不同实施例中重复出现的数字或字母是为了方便解释说明内容，并非针对不同实施例以及结构上排列组合之间的关系作特定的限制。
下面参考附图，对本发明的实施例进行说明。
请参阅图1所示，一80μm×80μm的光罩10包含一光学关键尺寸(0CD)图案12。光学关键尺寸图案12是一周期性形式的图案，该周期性形式的图案包含复数个区段14，每个区段14为非主动区域(non-active region)，每个区段14具有一宽度以及一长度并被垂直地隔开。其中每个区段14大约360纳米的宽或间隔以及1600纳米的长。该些区段14具有相同的尺寸以及几何形状。该些区段14之间在垂直方向排列的垂直间距Sy，在水平方向排列的平行间距Sx，其中，其中一个区段位于相对于另一个区段90度以内的位置。该间距尺寸(pitch size)与该些区段14之间的距离有关，在X方向16(即Sx)的间距尺寸约为216纳米以及Y方向(即Sy)的间距尺寸约为1960纳米。关键尺寸(CD)、线端缩短(LES)以及侧璧角度(SWA)的量测可由光罩10而取得，而对焦方向却无法由周期性形式组成的光学关键尺寸图案12所决定。
请参阅图2所示，一光源20，例如一紫外线(ultraviolet，UV)光源，投射在该光罩10上，且在每个区段14间的投射角度为θ。其结果产生如图2所绘示的能量/对焦排列。该区段14在X方向中有一间距尺寸16。在角度θn位置设有一侦测装置22以量测由该光罩10所得到的绕射光线，该θn的绕射等级(order)与对焦方向有关。通常，该对焦方向从n＝-2改变到n＝+0.25，该侦测装置22可由整合式量测设备的制程工具中同时取得光罩10的关键尺寸(CD)对照对焦、该线端缩短(LES)对照对焦以及侧璧角度(SWA)对照对焦的模拟的量测值。
请参阅图3所示，是本发明的一例示的关键尺寸相对于对焦量测的曲线图，该量测是由第2图中的侦测装置22所测量，如第3图所示，将关键尺寸对照对焦的量测可得三种不同曝光能量E1，E2和E3的曲线。在此范例中，该E1、E2和E 3的对焦方向的范围从是由-0.2微米到0.25微米。该E1、E2和E 3的关键尺寸量测范围为61到67纳米。
请参阅图4所示，是本发明的一例示性质且为由第2图中的侦测装置22所取得的线端缩短(LES)以及侧璧角度(SWA)对照对焦的曲线图。根据光罩10的线路末端缩短，可确认多个对焦或能量，即第一对焦或能量、第二对焦或能量等，再根据光罩10的侧边宽度角度确认晶圆的对焦以及能量，晶圆的对焦以及能量是来自该些对焦或能量其中之一，如第一焦或能量或第二对焦或能量。在此例子中，以三个曝光能量为例子说明，曝光能量E1、E2和E 3的对焦方向范围一样是从-0.2微米到0.25微米。当曝光能量E1、E2和E 3的侧璧角度(SWA)量测范围在88.9度到89.9度时，曝光能量E1、E2和E 3的线端缩短(LES)量测为450纳米到600纳米。在此一说明的实施例中，可由第2图中制程工具的量测装置22同时取得第3图中的CD、LES以及SWA量测值，以提供预先的错误通知。更多与CD、LES和SWA量测有关的细节在接下来参照第6图的说明中讨论。
请参阅图5所示，是本发明的一微影对焦以及/或能量最佳化的流程图。如图5所示，当上光阻装置(track)或扫描装置接受了一个包含复数个光罩的测试晶圆(参照为一个对焦能量监控FEM晶圆)时，该流程开始于步骤30。上光阻装置是一种用以在硅晶圆上涂布光阻或底部抗反射层涂布(BARC)的工具。扫描装置是一种用于图像化的工具。
在步骤32中，将测试晶圆传送至整合式量测设备以量测关键尺寸(CD)、LES和SWA。量测设备是整合在制程工具中，例如一上光阻装置、蚀刻装置或化学机械研磨工具，以在制程工具中取得量测值。在不违背目前揭露的精神以及范畴之下，也可在步骤30中由该整合式量测设备对一生产晶圆进行测量。
在步骤34中，在模拟光谱实验室中执行一光谱分析。光谱分析包含比较从整合式量测设备所取得的CD、LES以及SWA的量测结果，并将该量测结果与模拟光谱数据库的结果相对照。模拟光谱数据库储存测试晶圆的模拟结果，模拟结果是根据输入数据，例如间距、不同种类的材料的光学特性、材料堆迭以及范围。间距是关于光罩的复数个区段间的尺寸。执行该模拟可决定该量测光谱是否易受对焦方向而改变，该晶圆的模拟结果确认该晶圆的已量测的光谱是否受对焦方向的改变而影响。
在步骤36中，在执行该光谱分析后，该分析数据会输入至一光学关键尺寸(0CD)数据库的查询表格(lookup table)中，例如是第6图中所绘示的光学关键尺寸(0CD)数据库，可根据该分析数据提供早期错误警报。更多关于查询表格的细节将在参照第6图的揭露中会有更多细节的说明。
在步骤38中，从查询表格中的分析数据，可决定对于该测试晶圆对焦/能量以及对焦方向。在此方法中，可达到临场(in-situ)监控该晶圆对焦或能量以及临场(in-situ)拍摄量测，如此，终止该制程之后的流程。
再请参阅图4所示，可根据LES量测以及SWA量测对照于对焦的结合，决定对焦/能量以及对焦方向。在一个绘示的范例中，两个对焦的位置：对焦点1以及对焦点2可从LES数值的查询表格加以决定。然而，在与SWA值的结合中，可决定真实的对焦状态。在这个范例中，所决定的真实对焦点是为对焦点2。如此，随着LES和SWA的模拟量测可确定一真实的对焦点或能量。
请参阅图6所示，说明在该光学关键尺寸数据库中的例示性的查询表格。表A是根据关键尺寸量测的能量/对焦查询表格。表A包含用于在三个不同曝光能量E1、E2以及E3下的关键尺寸的例示性的能量/对焦数据。根据已量测到的关键尺寸，执行查询表A以决定能量/对焦。表B是根据LES量测的能量/对焦的查询表格，表B含用于三种不同曝光能量E1、E2以及E 3的SWAs的例示性的能量/对焦数据。根据已量测的LES，执行查询表B以决定能量/对焦。表C是根据SWA量测的能量/对焦的查询表格。表C包含三种用于不同曝光能量E1、E2以及E3的SWAs的例示性的能量/对焦数据。根据已量测的SWA，执行查询表C以确定能量/对焦。从表A、B以及C，可以决定该对焦方向范围从-0.16至0.16，表A、B以及C的查询时间通常非常短，例如比半秒钟还短。
请参阅图7所示，是本发明绘示用于微影最佳化能量/对焦的一特别设计的光学关键尺寸图案的示意图，如图7所示，光罩10包含一光学关键尺寸图案42。光学关键尺寸图案42是非周期性形式的图案，该图案比照图1中的光学关键尺寸图案12具有更多弹性。光学关键尺寸图案42包含复数个区段44，每个区段44有宽w以及高L，其中宽w小于高L。该些区段44可具有相同的尺寸以及几何学形状，该些区段44彼此相互分离，并具有垂直间距Sy以及平行间距Sx。然而，该些区段44可被排列成如一独立线图案，在独立线图案中，该些区段44间的垂直间距Sy是零，在此范例中，区段48是位于角度φ中，该角度φ相对于区段46是介于0-90度间，随着光学关键尺寸图案42，该对焦方向可根据LES或SWA的量测而定义。
由上述得知，本实施例提供了一种用以最佳化微影的对焦/能量的方法以及系统，藉由提供一特别设计的光学关键尺寸图案，例如图1至图7所绘示的光学关键尺寸图案，根据一些分析的数据，可提供在光学关键尺寸数据库中较好的数据品质以及解析度，例如在第6图中所绘示的光学关键尺寸数据库。此外，根据分析数据可提供一早期错误警报，再者，根据使用该特别设计的光学关键尺寸图案的LES或SWA的在线(in-,line)量测，可从查询表中定义对焦方向。
虽然本发明已以一实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。本发明的发明思想不限于所举的实施例，理解本发明思想的本领域技术人员容易举出的相同思想范围内的其他实施例，也包括本发明的发明思想。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (15)

1、一种微影对焦以及能量的最佳化方法，其特征在于其包括以下步骤：
1)接收一晶圆，该晶圆包含复数个图案；
2)使用一整合式量测设备测量该些图案的关键尺寸、线路末端缩短以及侧壁角度；
3)在一模拟光谱数据库中执行一光谱分析以形成分析数据；
4)储存该分析数据在一光学关键尺寸数据库的复数个查询表格中；以及
5)执行查询该些查询表格，以决定该晶圆的对焦或能量。
2、根据权利要求1所述的微影对焦以及能量的最佳化方法，其特征在于其中所述的每个图案包含复数个区段。
3、根据权利要求1所述的微影对焦以及能量的最佳化方法，其特征在于其中所述的执行光谱分析步骤包含：
比较关键尺寸、线路末端缩短以及侧壁角度的量测与该模拟光谱数据库中的模拟结果。
4、根据权利要求1所述的微影对焦以及能量的最佳化方法，其特征在于其中所述的模拟光谱数据库根据输入数据储存该晶圆的模拟结果，其中该输入数据包含一间距、材料的光学特性、一材料堆迭以及一范围；该晶圆的模拟结果确认该晶圆的已量测的光谱是否受对焦方向的改变而影响。
5、根据权利要求1所述的微影对焦以及能量的最佳化方法，其特征在于其中所述的执行查询该些查询表格以决定该晶圆的对焦或能量的步骤包含：
执行查询包含关键尺寸量测的该些查询表格、包含侧壁角度量测的该些查询表格以及包含线路末端缩短量测的该些查询表格的其中至少一个。
6、根据权利要求2所述的微影对焦以及能量的最佳化方法，其特征在于其中所述的光学关键尺寸图案是一非周期形式的图案。
7、根据权利要求2所述的微影对焦以及能量的最佳化方法，其特征在于其中所述的光学关键尺寸图案是一独立线图案，该独立线图案包含介于该些区段间的一为零的垂直间距。
8、根据权利要求2所述的微影对焦以及能量的最佳化方法，其特征在于其中所述的该些区段有相同的尺寸以及几何学形状，并是藉由一预设和持续的垂直间距以及平行间距而彼此分离，每个该些区段的宽度较每个该些区段的长度还少，该些区段中的其中一个区段是位于相对另一个其他区段的一角度中，该角度介于0到90度之间。
9、根据权利要求1所述的微影对焦以及能量的最佳化方法，其特征在于其中所述的执行查询该些查询表格，以决定该晶圆的对焦或能量的步骤包含：执行查询该些查询表格以决定一对焦方向。
10、根据权利要求1所述的微影对焦以及能量的最佳化方法，其特征在于其中所述的整合式量测设备是被整合在一制程工具中以量测制程工具中该些光罩的关键尺寸、线路末端缩短以及侧壁角度；其中该整合式量测设备是同时量测该些图案的关键尺寸、线路末端缩短以及侧壁角度。
11、根据权利要求1所述的微影对焦以及能量的最佳化方法，其特征在于其中所述的执行查询该些查询表格，以决定该晶圆的对焦或能量的步骤包含：
根据复数光罩的线路末端缩短，确认一第一对焦或能量以及一第二对焦或能量；以及
根据该些光罩的侧边宽度角度确认来自该第一以及第二对焦或能量其中之一的该晶圆的对焦以及能量。
12、一种用以最佳化微影对焦以及能量的光罩，该光罩包含：一具有复数个区段的非主动区域，各区段具有一宽度以及一长度，以及各区段是被垂直地隔开。
13、根据权利要求12所述的用以最佳化微影对焦以及能量的光罩，其特征在于其中所述的该些区段彼此分离靠一垂直间距Sy以及一平行间距Sx，每个区段的宽度小于每个区段的长度，其中一个区段位于相对于另一个区段90度以内的位置。
14、一种用以最佳化微影对焦或能量的光罩，包含：
一区域，具有一包含复数个区段的阵列，其中每个区段有一长度以及一宽度；
一介于该些区段之间并在垂直方向排列的垂直间距Sy；
一介于该些区段之间并在水平方向排列的平行间距Sx；
其中，其中一个区段位于相对于另一个区段90度以内的位置。
15、一种用以最佳化一集成电路的微影对焦或能量的系统，该系统包含：
一模拟引擎，根据最少一个预定的输入以模拟一晶圆；
一整合式量测设备，测量复数个晶圆的预定参数；以及
该模拟引擎的结果以及该整合式量测设备之间，执行一分析，以决定该晶圆的最佳化的参数。
CN2008100093123A 2007-03-21 2008-02-18 微影对焦以及/或能量的最佳化方法及其系统 Active CN101271268B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/689,396 US20080233487A1 (en) 2007-03-21 2007-03-21 Method and System for Optimizing Lithography Focus and/or Energy Using a Specially-Designed Optical Critical Dimension Pattern
US11/689,396 2007-03-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101271268A true CN101271268A (zh) 2008-09-24
CN101271268B CN101271268B (zh) 2011-03-30

Family

ID=39775084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008100093123A Active CN101271268B (zh) 2007-03-21 2008-02-18 微影对焦以及/或能量的最佳化方法及其系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20080233487A1 (zh)
CN (1) CN101271268B (zh)
NL (1) NL2001255C2 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102890421A (zh) * 2011-07-19 2013-01-23 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 光刻散焦的检测方法、检测系统及光刻工艺的优化方法
CN104572742A (zh) * 2013-10-23 2015-04-29 睿励科学仪器（上海）有限公司 一种用于提高理论光谱数据库创建速度的方法及装置
CN112729108A (zh) * 2020-12-18 2021-04-30 长江存储科技有限责任公司 一种光学关键尺寸ocd测量设备的校准方法
TWI788889B (zh) * 2018-12-31 2023-01-01 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 用於判定圖案化製程之光學特性之分量的方法及相關聯電腦程式產品

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4709639B2 (ja) * 2005-12-12 2011-06-22 株式会社東芝 マスクパターン評価方法及び評価装置
JP5724342B2 (ja) * 2009-12-10 2015-05-27 大日本印刷株式会社 パターン配置方法並びにシリコンウェハ及び半導体デバイスの製造方法
TWI766127B (zh) * 2018-11-19 2022-06-01 聯華電子股份有限公司 優化微影對焦參數的方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6407386B1 (en) * 1999-02-23 2002-06-18 Applied Materials, Inc. System and method for automatic analysis of defect material on semiconductors
WO2002015238A2 (en) * 2000-08-11 2002-02-21 Sensys Instruments Corporation Device and method for optical inspection of semiconductor wafer
US6429930B1 (en) * 2000-09-06 2002-08-06 Accent Optical Technologies, Inc. Determination of center of focus by diffraction signature analysis
US7382447B2 (en) * 2001-06-26 2008-06-03 Kla-Tencor Technologies Corporation Method for determining lithographic focus and exposure
JP3850746B2 (ja) * 2002-03-27 2006-11-29 株式会社東芝 フォトマスク、フォーカスモニター方法、露光量モニター方法及び半導体装置の製造方法
AU2003300005A1 (en) * 2003-12-19 2005-08-03 International Business Machines Corporation Differential critical dimension and overlay metrology apparatus and measurement method
US20050185174A1 (en) * 2004-02-23 2005-08-25 Asml Netherlands B.V. Method to determine the value of process parameters based on scatterometry data
US20060187466A1 (en) * 2005-02-18 2006-08-24 Timbre Technologies, Inc. Selecting unit cell configuration for repeating structures in optical metrology
US7576851B2 (en) * 2006-03-30 2009-08-18 Tokyo Electron Limited Creating a library for measuring a damaged structure formed on a wafer using optical metrology

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102890421A (zh) * 2011-07-19 2013-01-23 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 光刻散焦的检测方法、检测系统及光刻工艺的优化方法
CN102890421B (zh) * 2011-07-19 2016-05-11 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 光刻散焦的检测方法、检测系统及光刻工艺的优化方法
CN104572742A (zh) * 2013-10-23 2015-04-29 睿励科学仪器（上海）有限公司 一种用于提高理论光谱数据库创建速度的方法及装置
CN104572742B (zh) * 2013-10-23 2018-05-01 睿励科学仪器（上海）有限公司 一种用于提高理论光谱数据库创建速度的方法及装置
TWI788889B (zh) * 2018-12-31 2023-01-01 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 用於判定圖案化製程之光學特性之分量的方法及相關聯電腦程式產品
US11561478B2 (en) 2018-12-31 2023-01-24 Asml Netherlands B.V. Determining subset of components of an optical characteristic of patterning apparatus
CN112729108A (zh) * 2020-12-18 2021-04-30 长江存储科技有限责任公司 一种光学关键尺寸ocd测量设备的校准方法

Also Published As

Publication number Publication date
NL2001255A1 (nl) 2008-09-23
NL2001255C2 (nl) 2009-04-15
US20080233487A1 (en) 2008-09-25
CN101271268B (zh) 2011-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101271268B (zh) 微影对焦以及/或能量的最佳化方法及其系统
CN109844898B (zh) 用于x射线散射测量系统的全光束度量
JP5137587B2 (ja) 繰り返し構造のための光計測の最適化
CN108401437B (zh) 用于高高宽比结构的x光散射测量计量
TWI611161B (zh) 用於結合ｘ－射線及光學計量之模型建立及分析引擎、方法及電腦可讀媒體
KR102046216B1 (ko) 조합된 ｘ­선 및 광학적 계측
KR102486070B1 (ko) 이미지 기반 및 산란측정 오버레이 측정을 위한 신호 응답 계측
US10152654B2 (en) Signal response metrology for image based overlay measurements
JP7170037B2 (ja) 大オフセットダイ・ダイ検査用複数段階画像整列方法
KR101144402B1 (ko) 광학적 계측에 이용되는 가상 프로파일 선택 방법 및 선택 시스템과, 컴퓨터 판독 가능 기억 매체
US20130077092A1 (en) Substrate surface defect inspection method and inspection device
JP2009507230A (ja) 光計測において反復構造の単位セル構成を選択する方法
Sunday et al. Evaluation of the effect of data quality on the profile uncertainty of critical dimension small angle x-ray scattering
TW202105494A (zh) 使用機器學習在半導體加工資料蒐集儀器中的增強解析度
US10605712B2 (en) Assembly for determining the permeation rate of a sample
US11747740B2 (en) Self-supervised representation learning for interpretation of OCD data
JP2013200180A (ja) パターン形状計測装置およびパターン形状計測方法
Choisnet et al. Cross-evaluation of critical dimension measurement techniques

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant