JP2004514292A

JP2004514292A - 電子回路パターンの線幅を監視する方法

Info

Publication number: JP2004514292A
Application number: JP2002543692A
Authority: JP
Inventors: デイビッド、エイチ．ジガー
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2001-11-14
Publication date: 2004-05-13
Also published as: WO2002041389A2; EP1334407A2; WO2002041389A3

Abstract

投影された回路パターンのベストフォーカスのときにおける線幅を測定するために、セットパターンが基板上に形成され、次に、そのセットパターンの近隣にテストパターンの配列が形成される。そのフォーカスは、その配列に沿って、そのセットパターンのフォーカスに対応するアレイに沿った中間位置におけるテストパターンのフォーカスで、所定のステップだけ変化する。テストパターンを走査し、各テストパターンにおける線幅を測定することによって、そのフォーカスにおける最大または最小線幅のいずれかを示す線幅に関するフォーカスの曲線表示をもたらすデータが露光データに依って獲得することができる。この情報は、プロジェクタのフォーカスが線幅とは関係なくフォーカスを得ることができるように、および／または、機器のフォーカスと無関係に線幅の安定性を決定するために用いられる。

Description

【０００１】
本発明は基板上に電子回路を製造することに関し、特に、そのような回路の導線の製造に関する。
【０００２】
（本発明の背景）
電子回路の製造において、パターン形状の線幅は、その回路の仕様で決定される微小寸法（ｃｒｉｔｉｃａｌｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）、またはそれに非常に近い値に維持されることが望ましい。線幅は、投影パターンのフォーカス、露光された基板の加工および他の可能な変形の関数である。
【０００３】
（本発明の概要）
本発明では、テストパターンは、基板上のいくつかの位置において名目的な（ｎｏｍｉｎａｌ）露光条件およびフォーカス条件で露光される。各位置において複数の個別のパターンがあり、そのそれぞれはわずかに異なるフォーカスで露光される。テストパターンを走査する時には、一連の値が、個別のパターンのそれぞれにおける線幅について得られる。これらの結果は、多項式をもたらすために、例えば、２次方程式または望まれているとおりの何らかの他の方程式へ回帰させることができるデータへ帰する（ｒｅｓｏｌｖｅｄ）。仮に線幅対フォーカスが凸型曲線を示す場合でも、相対露光線量にも依存し得る凹型曲線が可能である。微小寸法は、各位置に対して計算され、適切にフォーカスが合わせられる。この情報は、次に、微小寸法を与える理想的なフォーカスが提供され得るように、ステッパを制御するために用いられ得る。さらに、線幅のベストフォーカスにより、ユーザは、フォーカス変動からプロセス変動による線幅変動を根本的に分離することが可能となる。
【０００４】
概要として、本発明は、基板上に第１のパターンを通常のフォーカスで形成するステップと、第１のパターンの近隣にテストアレイを形成するステップであって、そのアレイは異なる所定のフォーカスのそれぞれによる複数のテストパターンを含み、そのフォーカス範囲はアレイに沿って延び、中間位置におけるフォーカスは第１のパターンのフォーカスに等しいところのステップと、各テストパターンにおいて線幅を測定するステップと、線幅対フォーカスを示す曲線を作成し、極限の（ｅｘｔｒｅｍｅ）線幅のフォーカス値を得るために線幅を比較するステップと、この線幅のフォーカスと第１のパターンのフォーカスとの間の差を決定するステップとを備える。この差は、極限の線幅の生成するためのフォーカスを維持するために、パターン投影機のステッパをプログラムするために用いられ得る。
【０００５】
図１を参照し、ウェハ１２が最初に走査され、そのウェハが正確に位置付けられていることを決定するために、そのフォーカスが様々な位置８においてスキャナによって計測される。これは従来技術である。これにより、フォーカス値（以下、名目値（ｎｏｍｉｎａｌｖａｌｕｅ）と呼ぶ）が与えられる。パターンの実際の露光（ａｃｔｕａｌｅｘｐｏｓｕｒｅ）はまだ実行されていない。
【０００６】
最初の走査に続いて、一連のセットパターン１０が名目的な露光条件でかつ名目的なフォーカス条件でウェハ上に露光される。一連のテストアレイ１４がウェハ上のパターン１０の近隣の位置に露光される。テストアレイ１４には複数のテストパターン１６^１‐１６^−ｎがわずかに異なる複数のフォーカスで露光され、フォーカスアレイと呼ばれるものを形成する。セットパターン１０は、投影機のステッパによって設けられたときに、名目上のまたは基準のフォーカスを与える。アレイ１４において、例えば、テストパターン１６^−１のフォーカスは名目値よりも低く、１６^−ｎにおいては名目上の焦点がそれの値よりも高く、中間のテストパターン１６は１６^−１のフォーカスから１６^−ｎのフォーカスへステッピングする複数のフォーカスを有する。
【０００７】
通常、１つのセットパターンが形成され、次に、近隣のアレイが形成される。そのプロセスは総てのセットパターンおよびテストアレイが形成されるまで継続される。
【０００８】
名目上の露光セットパターン１０およびフォーカスアレイ１４の両方について同じ形状が計測される。名目上のフォーカスおよび露光において、平均の線幅および変動が計算される。フォーカスアレイのために、そのデータは、各テストパターン１６において計算された微小寸法とフォーカスとの対比に帰する（ｒｅｇｒｅｓｓ）。また、微小寸法が発見されたフォーカスが記録される。
【０００９】
ベストフォーカスにおける平均の微小寸法は、通常条件で露光された線幅に比較した場合、線幅における機器フォーカス（ｍａｃｈｉｎｅｆｏｃｕｓ）の影響の直接の測定となる。ベストフォーカスでの線幅における変化は、機器のフォーカスとは関係ない、プロセスの影響、即ち露光の影響の測定となる。
【００１０】
図２は、特定のウェハ基板に対するプログラムの一例を図示している。セットパターン１０の名目上のフォーカスは、フォーカス値０として与えられている。複数のテストパターン１６のフォーカスは、−０．２μｍから＋０．０２μｍまで変化する。微小寸法は破線２０によって示されている。曲線２２は、上述のように分割された（ｒｅｓｏｌｖｅｄ）パターン１６から得られたデータから得られる。微小寸法は、わずかに負のフォーカス（ほぼ−０．１μｍ）において得られることがわかる。この情報は、ステッパに与えられ、それにより、特別な設定を伴うウェハの加工が名目上のものからわずかに低いフォーカスを維持するステッパにより進められる。そのステッパは、いかなる他の変化にも関係なく、このフォーカスを維持する。
【００１１】
配線の微小線幅と関係ないフォーカスを提供することに加え、本発明は、プロセスの他の特徴に関する情報をも与える。図３の表は、ウェハを横切る様々な位置での線幅の値を与え、左側および上側の値はＸおよびＹの位置を与える。一般に、微小寸法または線幅は０．１９１から０．２００まで変化するが、ある部分での主な差は０．１７８を示す。このことは、基板のコーティング、現像または他の可能性のある可変のプロセスにおいて欠陥があることを意味し得る。いかなる食い違い（ｄｉｓｃｒｅｐａｎｃｙ）もフォーカスの影響で引き起こされることはない。また、この表における値を参照することによって、線幅のデータが規格内か否かを決定することが可能である。
【００１２】
本発明を用いることなしに、パターン投影機のフォーカスを制御するステッパは、可能な限りベストフォーカス（これは結果的に最適な線幅でないかもしれない）を維持するためにプログラムされる。本発明によれば、ステッパプログラムへなされるべき調整が必要である場合に、ステッパ露光量または他のプロセスステップを決定することができ、それによって、最適な線幅および品質が得られる。これにより、プロセスに伴うフォーカスの影響と露光が線幅に与える影響との混同を回避するように、プロセスが制御され得る。
【００１３】
概略として、本方法は、従来の方法で第１のセットパターンを形成し、ステッパはそのパターンの投影をベストフォーカスで焦点合わせする。このようにしてテストアレイにおいて一連のテストパターンが形成され、各テストパターンのフォーカスは残りのパターンと異ならせる。有利なことに、中心パターンは、第１のセットパターンのフォーカスと同じフォーカスであり、そのフォーカスはアレイ内においてテストパターンを残すために上下にステッピングする。線幅は、アレイ内の各テストパターンについて測定され、これから最適な線幅に対するベストフォーカスを決定することができる。この情報はステッパを制御するために用いられ、実際にステッパ制御へのバイアスを与える。
【００１４】
セットパターン１０の数およびアレイ１４の数は可変である。基板の大きさはある程度その数に影響する。また、アレイ内のテストパターン１６の数も可変である。セットパターン１０およびアレイ１６は基板の領域上で離間して位置されているが、セットパターン１０およびアレイ１６は非常に近くに連関している。その限りにおいて、たった１つのセットパターンおよび１つのアレイが不可欠であるが、通常、複数のセットパターンおよびアレイが用いられる。
【００１５】
露光量に依存して、最大線幅または最小線幅のいずれかが検出され得る。プロセスは、日々のフォーカスの線幅への影響を他の要因から区別することができる。
【００１６】
本発明のプロセスは、例えば、作業者による使用のために、情報を提供するために、単に製造ラインを監視するために用いることができる。即ち、それは、望む場合には、直接にステッパを制御するために用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
基板のレイアウトの例を模式的に示した図。
【図２】
フォーカスに対する線幅を示し、走査された線幅の結果から得られた曲線を示す図。
【図３】
ウェハ基板を横切ってマッピングされた最大の微小寸法の例を与える表。

Claims

投影機のフォーカスを調節するステッパを有する投影機によって形成された回路パターンの線幅を監視する方法であって、
最初に、名目上のフォーカスを決定するために基板上に焦点合わせするステップと、
前記名目上のフォーカスで投影することによって前記基板上に少なくとも１つのセットパターンを形成するステップと、
各前記セットパターンの近隣にテストアレイを形成するステップであって、各前記アレイは一連のテストパターンを含み、各前記テストパターンのフォーカスは隣り合うパターンと差があり、アレイの一端から他端までの所定のステップの配列状に延びており、中間のテストパターンのフォーカスは近隣の前記セットパターンのフォーカスに対応するステップと、
前記テストパターンのそれぞれにおいて線幅を測定し、微小寸法の線幅のフォーカス値を得るために、かつフォーカスに依って線幅の曲線表示を作成するために、前記セットパターンにおけるフォーカスと比較するステップと、
前記フォーカス値と前記セットパターンのフォーカスとの間の差を決定するステップと、
微小寸法を得るために、前記差をプログラムデータに所望するとおりに用いるステップとを具備することを特徴とする方法。
前記基板上において、離間して複数のセットパターンを形成するステップを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記基板の中心近傍および前記基板の外周近傍に前記セットパターンを位置付けるステップを備えることを特徴とする請求項２に記載の方法。
各テストアレイは直線状のアレイを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記テストパターンをアレイ状に順に走査するステップを備えることを特徴とする請求項４に記載の方法。
前記テストアレイを順に走査するステップを備えることを特徴とする請求項５に記載の方法。
前記微小寸法は最大線幅であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記微小寸法は最小線幅であることを特徴とする請求項１に記載の方法。