TW201511153A - 於定向自組裝程序中曝光參數之產品上推導及調整 - Google Patents

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Abstract

本發明提供方法及體現該等方法之度量工具模組。此等方法包括在一定向自組裝(DSA)程序中量測諸如導引線之中間特徵之特性，自該等所量測特性推導曝光參數；及根據該等所推導曝光參數調整用於產生連續目標特徵之生產參數。該等方法及模組增強該經DSA產生結構及相關量測之準確性。

Description

於定向自組裝程序中曝光參數之產品上推導及調整 相關申請案交叉參考
本申請案主張於2013年6月13日提出申請之第61/834,757號美國臨時專利申請案之權益，該美國臨時專利申請案以全文引用之方式併入本文中。
本發明係關於度量之領域，且更特定而言係關於由一定向自組裝(DSA)程序產生之目標。
度量目標經設計以達成指示晶圓生產步驟之品質之參數之量測且量化晶圓上之結構之設計與實施方案之間的對應性。作為特定結構之度量目標最佳化對裝置相似性及對光學可量測性之要求。
監測諸如有效劑量及焦點之曝光參數增強度量目標相關技術且允許較佳程序及產品監測。由於目標特徵取決於曝光參數，因此量測曝光參數增強目標結構之度量結果。
本發明之一項態樣提供一種方法，其包括在一定向自組裝(DSA)程序中量測中間特徵之特性，自該等所量測特性推導曝光參數，及根據該等所推導曝光參數調整用於產生連續目標特徵之生產參數。
本發明之此等、額外及/或其他態樣及/或優點在下文詳細說明中列舉；可能地可自詳細說明推斷；及/或可藉由實踐本發明來獲知。
60‧‧‧度量工具
65‧‧‧測試晶圓資料
67‧‧‧度量資料
70‧‧‧光微影/微影程序
75‧‧‧測試晶圓/焦點曝光模型晶圓/焦點曝光模型測試晶圓
77‧‧‧產生晶圓
80‧‧‧步驟/程序
81‧‧‧第一步驟
82‧‧‧步驟/微影步驟
83‧‧‧步驟/電漿蝕刻程序步驟/蝕刻步驟/電漿蝕刻步驟
84‧‧‧步驟/沖洗步驟
85‧‧‧步驟
86‧‧‧步驟
87‧‧‧定向自組裝(聚合)步驟/嵌段共聚合退火步驟/嵌段共聚合階段/嵌段共聚合退火
91‧‧‧基板
92‧‧‧遮罩
93‧‧‧植接件
93M‧‧‧材料
95‧‧‧導引線
95M‧‧‧導引線材料
98A‧‧‧聚合物線
98B‧‧‧聚合物線
100‧‧‧焦點/劑量校正/流程圖
110‧‧‧訓練階段
120‧‧‧模型化單元/模型/焦點曝光模型/覆疊臨界尺寸模型
130‧‧‧模組/焦點及劑量應用模組
150‧‧‧生產階段/實際生產階段
p1‧‧‧間距
p2‧‧‧間距
w‧‧‧規定寬度
出於對本發明之實施例之一更佳理解且為了展示可如何實施該等實施例，現將僅以實例之方式參考隨附圖式，其中在各圖中相同編號指定對應元件或區段。
在隨附圖式中：圖1係圖解說明使用定向自組裝(DSA)程序來生產結構之一高階示意性方塊圖。
圖2係根據本發明之某些實施例之使用焦點/劑量校正之一流程圖之一高階示意性圖解說明。
圖3係根據本發明之某些實施例之一方法之一高階示意性流程圖。
在列舉詳細說明之前，列舉將在後文中使用之特定術語之定義可係有用的。
如本申請案中所使用之術語「曝光參數」係指任何基於光微影生產掃描器參數或如下文所闡釋且包含其任何各別參數之與關於諸如微影、蝕刻等之生產步驟中之任一者之曝光步驟相關之其他參數。曝光參數之非限制性實例包括掃描器參數(諸如焦點及劑量)以及曝光相關參數(諸如蝕刻時間、蝕刻偏差、電漿密度等)。
如本申請案中所使用之術語「幾何特性」係指度量目標量測之結果及各別目標量化參數。幾何特性之非限制性實例包括特徵之臨界尺寸(CD)、側壁角(SWA)、特徵高度及諸如此類。如本申請案中所使用之術語「幾何特性」係指可藉由(例如)散射量測、成像、CDSEM(臨界尺寸掃描電子顯微鏡)等之一範圍之度量技術來達成之任何量 測。
如本文中在本申請案中所使用之術語「導引線」定義為在任何類型之層中之一設計線，該導引線用以在一DSA程序中引導聚合。注意，術語「導引線」係指在任何類型之DSA程序(例如，製圖外延、化學外延)之實施方案之情況下之任何類型之導引結構。具體而言，導引線可係目標元件自身及/或用以產生用作目標結構或作為用於藉由進一步處理產生目標結構之一基礎之聚合物圖案。
現在特定詳細參考圖式，應強調，細節以實例之方式且僅出於本發明之較佳實施例之說明性論述之目的而展示且為了提供據信為本發明之原則及概念性態樣之最有用及易於理解說明之內容而呈現。就此而言，不嘗試比對本發明之一基礎理解所需更詳細展示本發明之結構細節，對圖式進行之說明使得熟習此項技術者明白可如何在實務上體現本發明之數個形式。
在詳細闡釋本發明之至少一項實施例之前，將理解，在本申請案中本發明不限於以下說明中所列舉或圖式中所圖解說明之組件之構造及配置之細節。本申請案適用於其他實施例或能夠以各種方式實踐或實施。此外，將理解，本文中所採用之措辭及術語係出於說明之目的且不應視為限制性的。
所揭示方法及體現該等方法之度量工具模組包括在一定向自組裝(DSA)程序中量測諸如導引線之中間特徵之特性，自該等所量測特性推導曝光參數；及根據該等所推導曝光參數調整用於產生連續目標特徵之生產參數。該等方法及模組增強經DSA產生結構及相關量測之準確性。有利地，所揭示方法及模組使得能夠藉由在生產晶圓時線上調整各種曝光參數(諸如掃描器焦點及劑量)以及曝光相關參數(諸如蝕刻時間、蝕刻偏差、電漿密度等)對程序參數進行控制。圖1係圖解說明使用定向自組裝(DSA)程序生產結構之一高階示意性方塊圖。DSA 程序用以藉由根據諸如判定聚合物嵌段之空間配置之導引線之中間特徵引導一嵌段共聚合程序來形成結構。該等結構可為裝置結構之部分或度量目標之部分。中間特徵之生產準確性極大地影響形成最終結構特徵之最後聚合，且因此係總體生產準確性之一重要決定因素。
圖1示意性地圖解說明產生導引線95之步驟80至86及DSA(聚合)步驟87。在第一步驟81中，導引線材料95M附接至一基板91(其自身可為複合物及/或多層的)。舉例而言，在涉及聚苯乙烯(PS)及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)分子之一DSA程序中，導引線材料可係交聯至基板91上之PS。注意，儘管本發明中之實例係關於一PS-PMMA DSA程序，但此等材料不限制本發明之範疇，本發明之原理亦可應用於其他聚合物及DSA系統。步驟82係定義將使用遮罩92移除哪個導引線材料95M之一微影步驟，步驟83係其中導引線(及遮罩)材料經移除以達到所設計導引線尺寸(例如，藉由乾式電漿蝕刻)之一蝕刻步驟，且步驟84係產生所製備導引線之一抗蝕劑移除步驟(漂洗)。程序80經組態而以一規定寬度w及由間距p1表徵之週期性產生導引線95，該間距可在所產生結構整體中(例如，一度量目標)變化。在DSA程序中，導引線95經設計以引導DSA聚合物之聚合以形成一規定圖案。在步驟84之後，中間特徵(例如，導引線95)可經量測以確保校正生產及/或估計生產不準確性。此外，曝光參數可經校正以改良目標準確性。
接下來，步驟85將材料93M植接(例如，使用OH刷植接)至基板91上以填充導引線95之間的空間，且導引線95在步驟86中重新經曝光以呈現由支援DSA聚合程序之植接件93留出間隔之導引線95。在步驟86處，導引線圖案準備用於DSA程序之實際應用，從而在嵌段共聚合(BCP)退火步驟87處產生由由導引線95定向之聚合(可能地涉及一退火步驟)形成之纖細且平行聚合物線98A、98B(在PS-PMMA DSA實例中，聚合物線98A、98B分別係PS及PMMA)。所得結構由小於導引線 95之間距p1之間距p2表徵。通常，導引線95在電漿蝕刻程序步驟83之後具有一線-空間比率(定義為線寬度與空間寬度之一比率w/(p1-w)，亦稱為工作循環)。在DSA程序中，線-空間比率小於1(通常小於1/3)且根據參與BCP階段87之分子之大小及特性來判定。工作循環使得導引線95之幾何光柵(尤其光柵之側壁角(SWA))對焦點極敏感且可用作用於監測及控制掃描器或步進器之焦點及劑量或諸如蝕刻時間、蝕刻偏差、電漿密度等之相關曝光參數之一焦點劑量敏感目標。由導引線95形成且由線-空間比率表徵之光柵可可能地在實際生產期間用作用以判定諸如焦點及劑量之曝光參數之一目標。
在特定實施例中，諸如導引線95之中間特徵之特性可經量測且用以推導曝光參數，該等曝光參數可接著用以調整生產參數以便根據所推導曝光參數產生諸如聚合物線98A、98B之連續目標特徵。在特定實施例中，所推導曝光參數可用以校正或調整涉及聚合物線98A、98B及/或導引線95之目標量測。
所量測特性可係幾何特性(諸如中間特徵(例如，導引線95)之臨界尺寸(CD)及/或側壁角(SWA)及/或特徵高度)及/或係成像特性(諸如目標結構之間的對比差或光瞳平面影像之改變)。幾何特性可包括使用任何度量技術之量測；非限制性實例包含散射量測、成像及CDSEM(臨界尺寸掃描電子顯微鏡)。
可直接地(例如，使用主分量分析(PCA))及/或間接地(使用與所量測特性相關聯之幾何量測信號)實施曝光參數之推導。在特定實施例中，可藉由基於庫方法(例如，基於作為一非限制性實例之嚴格耦合波分析(RCWA))或例如可在使用諸如對比差或光瞳影像改變之成像特性之量測時應用之無庫方法(諸如PCA)實施曝光參數之推導。此等方法中之任一者可用以計算對應曝光參數(諸如焦點及劑量值)且用以產生用於控制生產程序之焦點/劑量校正。
圖2係根據本發明之某些實施例之使用焦點/劑量校正100之一流程圖之一高階示意性圖解說明。流程圖100之元件可嵌入或整合於一各別度量工具60中。特定而言，模組130及/或模型化單元120可整合於度量工具60中及/或可至少部分地在硬體中實施。
度量工具60可包括經組態以在一DSA程序中量測中間特徵(例如，DSA導引線)之特性之至少一個模組130；自該等所量測特性推導曝光參數；及根據所推導曝光參數調整用於產生連續目標特徵之生產參數。流程圖100在生產階段150中包括藉由度量工具60量測由一產生晶圓77上之光微影70產生之目標以產生諸如幾何特性(例如，CD、SWA)或成像特性(例如，對比差、光瞳影像之改變等)之度量資料67。度量資料67之至少一部分可用以推導曝光參數且由模組130處理(例如)以推導諸如焦點及劑量可校正數之曝光參數且調整曝光參數而以較高準確性產生連續目標特徵或校正所識別不準確性。模組130可經組態以使用PCA或與所量測特性相關聯之幾何量測信號實施推導。
在一非限制性實例中，可經由一定向自組裝(DSA)程序(作為微影程序70之部分)實施目標產生，且模組130可經組態以推導關於諸如所產生目標DSA導引線(在生產晶圓77時)之目標之中間特徵之曝光參數且使用所推導曝光參數來改良目標產生、目標量測及裝置生產中之任一者之準確性。
導引線95在微影步驟82、蝕刻步驟83及沖洗步驟84中之形成對DSA微影係關鍵的，此乃因其判定控制BCP退火87之臨界尺寸(CD)均勻性、線穩健性及幾何一致性，在步驟82(微影)、83(蝕刻)及84(沖洗)中之任何一或多者之後應用曝光參數量測可提供關於目標產生及量測之至關重要輸入。舉例而言，監測作為代表性而非限制性曝光參數之焦點及劑量可允許達成CD均勻性、減少缺陷且改良DSA良率。
模組130可使用一模型120，可能地在一訓練階段110中藉由使用 類似於生產程序之微影程序70產生一測試晶圓75且藉由將度量工具60應用至測試晶圓75以推導用以藉由各別模型化單元120推導模型之測試晶圓資料65來推導。該模型可接著由模組130用以支援曝光參數推導及調整中之任一者。
發明者已發現，此一模型可藉由使用具有不同程式化焦點偏移之多個FEM晶圓75建構。在實驗設定之情況下，已在最佳焦點與程式化焦點之間建立一線性關係，或一般而言一規定功能相依性Focusbest=f(Focusprogrammed)可用作模型120以用於校正較少模型焦點量測。
然而，注意，模型120亦可在實際生產階段150期間藉由模型化單元120推導(例如，自在生產晶圓77時目標之先前量測期間所推導之曝光參數)且由模組130即時地使用以調整曝光參數及/或目標量測。
在特定實施例中，可在微影步驟82處執行度量量測且在電漿蝕刻步驟83之後經由模組130將底層資訊前饋，該底層資訊可用以藉由減少幾何參數相關性改良導引線95之覆疊CD(OCD)模型準確性(如在特定實施例中之模型120)。可在電漿蝕刻83之前及之後自度量量測計算之DOI(感興趣之大小)值之間的差可用以計算對導引線95之蝕刻效應。量測亦可用以構造或增強焦點曝光模型(FEM)120。在特定實施例中，微影步驟82可包含一蝕刻步驟，模組130可應用於此蝕刻步驟，且FEM模型120可包含蝕刻參數。
在特定實施例中，曝光參數(包含例如焦點劑量量測)之推導可在微影步驟82之後以及在沖洗步驟84之後體現以用於控制導引線95。另外，曝光參數(例如，焦點劑量量測)之推導可用以藉由在微影步驟82及電漿蝕刻步驟83期間實施推導以改良沖洗步驟84而計劃DoE(實驗之設計)。在一非限制性實例中，可在蝕刻步驟83之後形成具有不同蝕刻參數(如曝光參數)之數個FEM晶圓75以在沖洗步驟84中實現曝光參數之較佳調整。
在先前技術應用中使用測試(FEM)晶圓75需要時間且涉及相對於系統地變化蝕刻參數(諸如自中心至邊緣之通量密度)形成晶圓之適當模型之挑戰。FEM測試晶圓75之與感興趣之大小相關之度量量測(諸如MCD、SWA(側壁角)、SWA不對稱性、光柵厚度、底層厚度等)亦可相對於產生晶圓77之實際量測易遭受不準確性。特定而言，發現用於焦點及劑量應用之正確目標需要顯著量之時間及數個量測反覆直至目標應對焦點及劑量變化敏感且可印刷為止。另外，測試晶圓75上之目標通常不類似於裝置大小(其可係記憶體或邏輯)，此係進一步影響計算準確性之一事實。所揭示本發明克服最多或所有此等限制。
有利地，發明者已發現，在DSA程序中併入有焦點及劑量監測及對製造之導引線之控制及使用導引線95作為光柵目標首次達成不可由當前技術達到之在DSA程序中產品上焦點及劑量應用模組130之可能性。此外，此等量測可在微影、蝕刻、沖洗等之後實施且藉此包含各種參數(包含蝕刻參數)，如用以實現至掃描器及蝕刻器兩者之回饋之曝光參數。最終，所揭示本發明提供更準確FEM模型120以及OCD模型120，在出於此目生產測試晶圓75時更快焦點及劑量量測在特定實施例中變為冗餘的，且使得作為DSA程序之一關鍵階段之導引線95之生產更均勻更穩健以使得BCP退火更準確且使DSA程序更高效。
圖3係根據本發明之某些實施例之一方法200之一高階示意性流程圖。方法200可包括以下階段中之任一者。特定實施例包括電腦程式產品，該等電腦程式產品包括與此體現的電腦可讀程式之一電腦可讀儲存媒體。電腦可讀程式可經組態以至少部分地實施方法200之階段中之任何一者。
方法200包括在目標產生期間量測中間特徵之幾何或成像特性(階段210)，自量測推導曝光參數(階段215)且因此校正曝光參數(階段225)及/或根據所推導曝光參數調整連續目標特徵(階段220)。舉例而 言，方法200可包括在一微影階段之後及/或在一蝕刻階段之後(階段250)實施幾何特性之量測及曝光參數之可接受推導。曝光參數可包括微影參數及/或蝕刻參數。舉例而言，曝光參數可包括焦點及劑量。
在特定實施例中，方法200進一步包括經由一定向自組裝(DSA)程序產生目標(階段205)，量測關於所產生目標DSA導引線或其他中間結構之幾何特性(階段212)，推導關於中間特徵之曝光參數(階段217)及使用所推導曝光參數來調整DSA目標之量測(階段235)。方法200可進一步包括根據所推導曝光參數調整DSA程序參數(階段230)。
方法200可進一步包括使用曝光參數之一模型來調整目標特徵、生產程序及/或量測中之任何一者(階段240)且視情況在一訓練階段中推導模型(階段245)。
在上文說明中，一實施例係本發明之一實例或實施方案。「一項實施例」、「一實施例」、「特定實施例」或「某些實施例」之各種出現不必皆係指相同實施例。
儘管可在一單個實施例之上下文中闡述本發明之各種特徵，但亦可單獨地或以任何適合組合形式提供該等特徵。相反，儘管為清晰起見可在本文中單獨實施例之上下文中闡述本發明，但亦可在一單個實施例中實施本發明。
本發明之特定實施例可包含來自上文所揭示不同實施例之特徵，且特定實施例可併入有來自上文所揭示其他實施例之元件。在一特定實施例之上下文中本發明之元件之揭示內容不視為限制其在特定實施例中獨立使用。
此外，將理解，可以各種方式實施或實踐本發明且可在除上文說明中概述之實施例之外之特定實施例中實施本發明。
本發明不限於彼等圖式或限於對應說明。舉例而言，流程不需要移動穿過每一所圖解說明之方框或狀態或依照如所圖解說明及所闡 述之完全相同次序。
除非另外定義，否則本文中所使用之技術及科學術語之意義將由本發明所屬之熟習此項技術者共知。
儘管已關於有限數目項實施例闡述本發明，但此等實施例不應視為對本發明之範疇之限制，而是作為較佳實施例中之某些實施例之範例。其他可能變化、修改及應用亦在本發明之範疇內。因此，本發明之範疇不應由迄今已闡述之內容而是由隨附申請專利範圍及其合法等效物限制。

Claims (18)

  1. 一種方法，其包括：在一定向自組裝(DSA)程序中量測中間特徵之特性；自該等所量測特性推導曝光參數；及根據該等所推導曝光參數調整用於產生連續目標特徵之生產參數。
  2. 如請求項1之方法，其中該等中間特徵係DSA導引線。
  3. 如請求項1之方法，其中該等特性係幾何特性。
  4. 如請求項3之方法，其中該等幾何特性包括臨界尺寸(CD)及側壁角(SWA)中之至少一者。
  5. 如請求項1之方法，其中該等特性係成像特性。
  6. 如請求項5之方法，其中該等成像特性包括對比差及光瞳影像改變中之至少一者。
  7. 如請求項1之方法，其中使用主分量分析(PCA)實施該推導。
  8. 如請求項1之方法，其中使用與該等所量測特性相關聯之幾何量測信號實施該推導。
  9. 如請求項1之方法，其進一步包括使用該等曝光參數之一模型來實施該推導及該調整中之至少一者。
  10. 如請求項9之方法，其進一步包括在一訓練階段中推導該模型。
  11. 如請求項1之方法，其在一微影階段及一蝕刻階段中之至少一者之後實施。
  12. 如請求項1之方法，其中該等曝光參數包括微影參數及蝕刻參數中之至少一者。
  13. 如請求項1之方法，其中該等曝光參數係焦點及劑量中之至少一者。
  14. 一種電腦程式產品，其包括具有與此體現的電腦可讀程式之一電腦可讀儲存媒體，該電腦可讀程式經組態以實施如請求項1至13中任一項之方法之該等階段中之任一者。
  15. 一種包括至少一個模組之度量工具，該至少一個模組經組態以在一定向自組裝(DSA)程序中量測中間特徵之特性；自該等所量測特性推導曝光參數；及根據該等所推導曝光參數調整用於產生連續目標特徵之生產參數。
  16. 如請求項15之度量工具，其經組態以經由該DSA程序產生目標，其中該等中間特徵係DSA導引線且該等特性係幾何特性，該等幾何特性包括臨界尺寸(CD)及側壁角(SWA)或包括對比差之成像特性中之至少一者。
  17. 如請求項15之度量工具，其中該至少一個模組進一步經組態以使用PCA或與該等所量測特性相關聯之幾何量測信號實施該推導。
  18. 如請求項15之度量工具，其進一步包括一模型化單元，該模型化單元經組態以在一訓練階段期間推導該等曝光參數之一模型，及使用該模型實施該推導及該調整中之至少一者。
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