TWI451476B - Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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TWI451476B
TWI451476B TW097114656A TW97114656A TWI451476B TW I451476 B TWI451476 B TW I451476B TW 097114656 A TW097114656 A TW 097114656A TW 97114656 A TW97114656 A TW 97114656A TW I451476 B TWI451476 B TW I451476B
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Toshihide Kawachi
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Renesas Electronics Corp
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Description

半導體積體電路裝置之製造方法
本發明係關於一種適用於半導體積體電路裝置(或者半導體裝置)之製造方法中之光微影製程控制技術中之有效技術。
於日本專利特開2006-228843號公報(專利文獻1)或上述公報所對應之美國專利公開2006-0183040號公報(專利文獻2)中揭示有如下的APC(Advanced Process Control，高級過程控制)法：根據使用散射儀(Scatterometer)所獲得之分光反射數據，利用多變量分析法來推斷聚焦信息。
於日本專利特公表2006-523039號公報(專利文獻3)或者上述公報所對應之美國專利7119893號公報(專利文獻4)中揭示有如下技術：使用散射測量法(Scatterometry)，在曝光時對聚焦中心進行評估。
另外，於日本專利特開平10-135112號公報(專利文獻5)中揭示有如下技術：檢測出曝光時之反射光，然後在曝光時對潛像狀態之感光參數進行評估。
再者，於日本專利特開2003-224057號公報(專利文獻6)或上述公報所對應之美國專利6762111號公報(專利文獻7)中，揭示有使用散射測量法來實現最佳定位之技術。
[專利文獻1]日本專利特開2006-228843號公報
[專利文獻2]美國專利公開2006-0183040號公報
[專利文獻3]日本專利特公表2006-523039號公報
[專利文獻4]美國專利7119893號公報
[專利文獻5]日本專利特開平10-135112號公報
[專利文獻6]日本專利特開2003-224057號公報
[專利文獻7]美國專利6762111號公報
隨著近年來半導體製程之微細化，光微影製程中對於聚焦預算(量產時產品流動中所需之聚焦裕度)，在各步驟中確保充分之聚焦裕度變得日益困難。此背景在於起因於曝光裝置性能、晶圓、光罩、光阻材料等性能極限，在用戶方面難以解決問題。除了先前之僅曝光量之APC控制以外，亦需要聚焦(Focus)量控制APC。但是，一般並不存在將曝光量與聚焦量分開來定量化之簡便方法，故而多使全部變動量之檢測以CD-SEM(Critical Demension Scanning Electron Microscope，臨界尺寸掃描電子顯微鏡)測量上表面尺寸代表，實施僅曝光量之尺寸APC控制而因應。
本發明之目的在於提供一種高精度控制半導體積體電路裝置之製造製程之技術。
本發明之上述及其它目的與新穎特徵由本說明書之記述以及附圖當可明確。
簡單說明本申請案所揭示之發明中具有代表性者的概要如下。
即，本申請案發明係使用先行處理過之晶圓，利用散射 測量法獲得光阻之剖面輪廓，根據此修正後續處理之晶圓曝光時的聚焦設定。
簡單說明本申請案所揭示之發明中由具有代表性者所獲得之效果如下。
即，與曝光量獨立推斷聚焦值，故而可謀求高精度之聚焦控制。
 [實施形態之概要]
首先，對本申請案中所揭示之發明之具有代表性之實施形態說明概要。
1.一種半導體積體電路裝置之製造方法，其包括以下步驟：(a)於第一與第二晶圓各自之第一主面上形成基底被處理膜；(b)於上述第一與第二晶圓各自之上述第一主面上之上述基底被處理膜上形成光阻膜；(c)利用縮小投影曝光裝置，使上述第一晶圓之上述第一主面上之上述光阻膜曝光並顯影，藉此形成由上述光阻膜所產生之線與間隙圖案(line and space pattern)(亦可係其它週期圖案、非週期圖案。線與間隙圖案之情形時具有測定精度高之優點)；(d)使用散射測量法，對上述第一晶圓之上述第一主面上之上述線與間隙圖案進行光學測量，藉此獲得關於上述線與間隙圖案剖面之二維形狀之參數；(e)根據上述參數，來推斷聚焦狀態；(f)根據所推斷之上述聚焦狀態，修正上述縮小投影曝光裝置之曝光條件中之聚焦設定；及(g)根據修正後 之上述曝光條件，利用上述縮小投影曝光裝置，使上述第二晶圓之上述第一主面上之上述光阻膜曝光並顯影，藉此形成由上述光阻膜所產生之電路圖案(只要至少包含製品電路圖案即可，以下各項均相同)。
2.在上述第一發明之半導體積體電路裝置之製造方法中，上述第一晶圓以及上述第二晶圓均係製品晶圓。
3.在上述第一發明或第二發明之半導體積體電路裝置之製造方法中，上述第一晶圓之上述線與間隙圖案係製品圖案。
4.在上述第一發明或第二發明之半導體積體電路裝置之製造方法中，上述第一晶圓之上述線與間隙圖案係TEG(Test Element Group，測試元件群)圖案。
5.在上述第一發明至第四發明中任一發明之半導體積體電路裝置之製造方法中，利用步驟(d)中所獲得之上述參數以及藉由多變量回歸分析而獲得之推測式，來算出步驟(e)中之推斷。
6.在上述第五發明之半導體積體電路裝置之製造方法中，上述多變量回歸分析係PLS法。
7.在上述第一發明至第六發明中任一發明之半導體積體電路裝置之製造方法中，上述散射測量法中使用之散射儀係垂直入射方式或斜向入射方式。
8.一種半導體積體電路裝置之製造方法，其包括以下步驟：(a)在第一與第二晶圓各自之第一主面上形成基底被處理膜；(b)在上述第一與第二晶圓各自之上述第一主面上之 上述基底被處理膜上形成光阻膜；(c)利用縮小投影曝光裝置，使上述第一晶圓之上述第一主面上之上述光阻膜曝光並且顯影，藉此形成由上述光阻膜所產生之線與間隙圖案；(d)利用散射測量法，對上述第一晶圓之上述第一主面上之上述線與間隙圖案進行光學測量，藉此獲得關於上述線與間隙圖案剖面之二維形狀之參數；(e)根據上述參數，推斷曝光量；(f)根據所推斷之上述聚焦狀態，修正上述縮小投影曝光裝置之曝光條件中之曝光量設定；及(g)根據修正後之上述曝光條件，利用上述縮小投影曝光裝置，使上述第二晶圓之上述第一主面上之上述光阻膜曝光並且顯影，藉此形成由上述光阻膜所產生之電路圖案。
9.在上述第八發明之半導體積體電路裝置之製造方法中，上述第一晶圓以及上述第二晶圓均係製品晶圓。
10.在上述第八發明或第九發明之半導體積體電路裝置之製造方法中，上述第一晶圓之上述線與間隙圖案係製品圖案。
11.在上述第八發明或第九發明之半導體積體電路裝置之製造方法中，上述第一晶圓之上述線與間隙圖案係TEG圖案。
12.在上述第八發明至第十一發明中任一發明之半導體積體電路裝置之製造方法中，利用步驟(d)中所獲得之上述參數以及藉由多變量回歸分析而獲得之推測式，來算出步驟(e)中之推斷。
13.在上述第十二發明之半導體積體電路裝置之製造方 法中，上述多變量回歸分析係PLS法。
14.在上述第八發明至第十三發明中任一發明之半導體積體電路裝置之製造方法中，上述散射測量法中使用之散射儀係垂直入射方式或斜向入射方式。
15.一種半導體積體電路裝置之製造方法，其包括以下步驟：(a)在第一與第二晶圓各自之第一主面上形成基底被處理膜；(b)在上述第一與第二晶圓各自之上述第一主面上之上述基底被處理膜上形成光阻膜；(c)利用縮小投影曝光裝置，使上述第一晶圓之上述第一主面上之上述光阻膜曝光並且顯影，藉此形成由上述光阻膜所產生之線與間隙圖案；(d)利用散射測量法，對上述第一晶圓之上述第一主面上之上述線與間隙圖案進行光學測量，藉此獲得關於上述線與間隙圖案剖面之二維形狀之參數；(e)根據上述參數，來獨立推斷聚焦狀態以及曝光量；(f)根據所推斷之上述聚焦狀態及曝光量，修正上述縮小投影曝光裝置之曝光條件中之聚焦設定及曝光量設定；及(g)根據修正後之上述曝光條件，利用上述縮小投影曝光裝置，使上述第二晶圓之上述第一主面上之上述光阻膜曝光並且顯影，藉此形成由上述光阻膜所產生之電路圖案。
16.在上述第十五發明之半導體積體電路裝置之製造方法中，上述第一晶圓以及上述第二晶圓均係製品晶圓。
17.在上述第十五發明或第十六發明之半導體積體電路裝置之製造方法中，上述第一晶圓之上述線與間隙圖案係製品圖案。
18.在上述第十五發明或第十六發明之半導體積體電路裝置之製造方法中，上述第一晶圓之上述線與間隙圖案係TEG圖案。
19.在上述第十五發明至第十八發明中任一發明之半導體積體電路裝置之製造方法中，利用步驟(d)中所獲得之上述參數以及藉由多變量回歸分析而獲得之推測式，來算出步驟(e)中之推斷。
20.在上述第十五發明至第十九發明中任一發明之半導體積體電路裝置之製造方法中，上述散射測量法中使用之散射儀是垂直入射方式或斜向入射方式。
其次，對本申請書所揭示之發明之其它實施形態進行概括說明。
21.一種半導體積體電路裝置之製造方法，使用晶圓處理線對多個晶圓進行處理，上述半導體積體電路裝置之製造方法包括以下步驟：(a)在上述多個晶圓中之第一與第二晶圓各自之第一主面上，形成基底被處理膜；(b)在上述第一與第二晶圓各自之上述第一主面上之上述基底被處理膜上形成光阻膜；(c)利用上述晶圓處理線所具有之縮小投影曝光裝置，使上述第一晶圓之上述第一主面上之上述光阻膜曝光並且顯影，藉此形成上述光阻膜之線與間隙圖案；(d)利用散射測量，對上述第一晶圓之上述第一主面上之上述線與間隙圖案進行光學測量，藉此獲得關於上述線與間隙圖案剖面之二維形狀之參數；(e)根據上述參數，推斷聚焦狀態；(f)根據推斷出之上述聚焦狀態，修正上述縮小投 影曝光裝置之曝光條件中之聚焦設定；及(g)根據修正後之上述曝光條件，利用上述縮小投影曝光裝置，使上述第二晶圓之上述第一主面上之上述光阻膜曝光並且顯影，藉此形成上述光阻膜之電路圖案。
即，本申請書中揭示之主要實施形態是，在特定之顯影步驟後，取出以特定頻率(無需固定之頻率)流經批量生產線之一個晶圓，利用散射測量法獲得光阻材料剖面輪廓參數，根據上述輪廓參數，來推斷上述顯影步驟即將開始之前之曝光步驟中之曝光狀態之信息(例如聚焦狀態)，繼而根據上述信息，變更隨後將被實施相同處理之晶圓之曝光條件(例如聚焦狀態)，從而儘可能地降低曝光條件之偏差。
[本申請書發明之記述形式、基本用語、用法之說明]
1.本申請書中，有時會根據需要，為方便起見，而分為多個部分來記述實施形態，但是除非特別指明並非如此之情形，上述多個部分並非相互獨立，單個示例之各部分中，其中一部分是另一部分之部分詳細內容，或者其中一部分是另一部分之部分或整體之變形例等。另外，原則上，對於相同部分省略重複說明。另外，除了特別指明並非如此之情形、理論上限定為此數字之情形、以及根據上下文來看明顯並非如此之情形以外，實施形態中之各構成要素並非必需要素。
2.同樣地，在實施形態等之記述中，關於材料、組成等，即使說成「由A構成之X」等，亦不排除將A以外之要 素作為主要構成要素之一之情形，除非特別指明並非如此之情形以及根據上下文來看明顯並非如此之情形。例如，說到成分，即是指「包含A作為主要成分之X」等含義。例如，即使說「矽部件」等，亦不限定於純粹之矽，當然亦包括包含SiGe合金或其它以矽為主要成分之多元合金、其它添加物等之部件。
3.同樣地，關於圖形、位置、屬性等，均舉出了恰當之例示，但是當然並未嚴格限定於上述例示，除非特別指明並非如此之情形以及根據上下文來看明確並非如此之情形。
4.另外，說到特定之數值、數量時，除了特別指明並非如此之情形、理論上限定為此數值之情形、以及根據上下文來看明顯並非如此之情形以外，亦可係超過上述特定數值之數值，還可係未滿上述特定數值之數值。
5.說到「晶圓」時，通常係指其表面形成有半導體積體電路裝置(半導體裝置、電子裝置亦相同)之單晶矽晶圓，但是當然亦包括外延晶圓、絕緣基板與半導體層等之複合晶圓等。此處，是以直徑(φ)300之晶圓為例進行說明，但是亦可幾乎同樣地適用於其它直徑之晶圓。
6.說到「多晶矽」時，當無需特別區分時，除包括通常之多晶矽以外，亦包括非晶矽、微晶矽、以及其它中間體。其原因即是，在上述下位分類之間，會由於熱處理而產生相互轉換，使得何時產生變化比較微妙，故而難以準確地對其進行描述。
7.關於「閘電極」，在此是以由多晶矽形成之電極為例進行說明，但並不限定為多晶矽，亦包括由複晶金屬矽化物(polycide)形成之電極、由多金屬(polymetal)形成之電極、由金屬單層膜或金屬多層膜形成之電極、以及由矽化物等形成之電極，當無需特別區分時，有時為了方便起見，不僅對已經形成圖案之電極，而且對仍未形成圖案之電極，亦稱作閘電極。
8.「抗反射膜」係以之後將完全去除之有機塗佈系抗反射膜為中心進行說明之，然而，其它有機系或者無機系抗反射膜雖然在去除之容易度、定時或者必要性等方面存在著差異，但是亦可應用。
9.說到「散射儀(Scatterometer)」、「散射測量法(Scatterometry)」等時，係指「分光反射計(Spectroscopic Reflectrometer)」、「分光橢偏儀(Spectroscopic Ellipsometer)」等、藉由向被測定體(主要是薄膜體)照射具有多種波長或頻帶寬度之光，對來自被測定體之反射或者繞射光進行包括偏光狀態在內之分析，來無損獲得被測定體之幾何學參數(或其相關參數)之技術或者該等裝置(具體參照圖15)。
[實施形態之具體內容]
對實施形態進行更詳細之說明。在各圖中，用同一記號或參照序號、或者類似記號或參照序號來表示同一部分或相同部分，並且原則上不進行重複說明。
參照圖1至圖8，圖1係表示本實施形態之半導體積體電 路裝置之製造方法中之整體流程之步驟流程圖。圖2至圖8係與上述多個步驟相對應之晶圓等之剖面流程圖。首先，說明對第一晶圓進行之處理。首先，如圖2所示，在第一晶圓1之第一主面(元件面)上之幾乎整個表面上，形成欲成為閘絕緣膜之絕緣膜2。然後，在上述絕緣膜2上形成欲成為閘電極之多晶矽膜3。繼而，形成抗反射膜4(例如有機系塗佈膜)(此前，為方便起見而稱作「基底被處理膜」)。然後，塗佈光阻膜5(光阻材料塗佈步驟S1)。繼而，如圖3所示，使用縮小投影曝光裝置，例如利用波長為193nm之ArF準分子激光器之單色曝光光8，藉由縮小投影曝光系統9(縮小投影曝光裝置之投影光學系統)，而使光罩M上之製品電路圖案C1以及檢查用線與間隙圖案C2~C7(將該等圖案統稱為「光罩上之電路圖案」，但是根據晶圓不同，並不一定需要兩種圖案)在光阻膜5上曝光(曝光步驟S2)。
繼而，如圖4所示，藉由對光阻膜5實施顯影處理，形成使用光阻膜而形成之電路圖案5p(並非必須。亦可使用所謂檢查用晶圓)以及檢查用線與間隙圖案5g(並非必須，亦可使用非檢查專用圖案，還可使用製品圖案)(顯影步驟S3)。此處，使用散射儀，對檢查用線與間隙圖案5g之立體形狀(剖面輪廓即剖面之二維形狀)進行測量(立體形狀測量步驟S4)。即，利用分束器12，使光源11發出之具有特定頻帶寬度(寬頻光)之檢查光向下方反射，並藉由物鏡光學系統13與偏光系統14，而照射檢查用線與間隙圖案5g(作為一維繞射光柵而起作用)。此處，入射光限定為藉 由偏光系統14而使電場與圖紙垂直之TE(Transverse Electronic，橫電)模式、以及使電場與圖紙平行且和檢查用線與間隙圖案5g之各線正交之TM(Transverse Magnetic，橫磁)模式(如圖15所示，散射測量裝置之方式有多種，而並不限定為此處說明之方式)。來自檢查用線與間隙圖案5g之0次繞射光在剛才之光路上逆行而穿過分束器12後，經單色儀15(通常是繞射光柵)而分散，繼而藉由鏡面16，使用陣列型檢測器來進行檢測。此處，獲得了上述各模式中每個模式之光譜。
使用散射儀對上述光譜進行分析，藉此獲得檢查用線與間隙圖案5g之剖面輪廓。此處，如圖11所示，Ln係用n表示之膜之厚度。LWn係用n表示之膜之特定部分之寬度。SWAn係用n表示之膜之特定部分之內角。基底被處理膜10之各構成膜之平均厚度及其變動範圍預先由散射儀來設定。上述多個參數中，直接與光阻膜5相關之參數係與光阻膜剖面輪廓相關之參數群。
此處，將獲得之各參數(與光阻膜剖面輪廓相關之參數群)代入至圖14中說明之聚焦值推測式中，藉此可與曝光量(曝光量)獨立開來，單獨推斷出聚焦值(亦稱作散焦量、聚焦設定值、聚焦位置、聚焦之偏移量等)(聚焦狀態計算步驟S5)。
此處，進入對圖1中之第二晶圓實施之處理。如之前在圖2中對第一晶圓之說明所示，形成基底被處理膜10以及與之前實際上相同之光阻膜5(光阻材料塗佈步驟S6)。然 後，使用與第一晶圓之處理時相同之縮小投影曝光裝置、搭載有幾乎相同之製品電路圖案C1及幾乎相同之檢查用線與間隙圖案C2~C7之光罩M(一般而言，與第一晶圓所使用之光罩相同之光罩)、以及幾乎相同之曝光光，使光罩M上之製品電路圖案C1以及檢查用線與間隙圖案C2~C7在光阻膜5上曝光(曝光步驟S7)。此時，已根據之前推斷出之聚焦值，對上述縮小投影曝光裝置之聚焦值設定進行修正(反饋)。藉此，可更準確地設定聚焦，故而一般而言，形成於第二晶圓之主面上之使用光阻膜而形成之電路圖案5p(圖4)較形成於第一晶圓上之製品電路圖案精度更高。藉由以特定頻率(頻率根據要求精度而定，例如針對每一塊晶圓、或者每N塊中一塊、即、每一批中一塊或者數塊、或者每K批中一塊或者數塊等)重複如此之反饋(先行處理之晶圓之輪廓測定、基於上述測定而進行之聚焦推斷、以及隨後之晶圓曝光條件之修正)，可將聚焦偏移抑制在最小限度。
然後，對第二晶圓(另外，當第一晶圓係製品晶圓時，此處之顯影之後的步驟係實施與第二晶圓相同之處理)與第一晶圓同樣地，如圖4所示，實施光阻材料之顯影處理(顯影步驟S8)。此處，當第二晶圓係檢查對象時，與之前之第一晶圓同樣地，實施立體形狀測量處理(立體形狀測量步驟S4)，然後進入至蝕刻步驟S9。另外，當第二晶圓並非檢查對象時，直接進入至蝕刻步驟S9，如圖6與圖7所示，對抗反射膜4以及多晶矽膜3進行蝕刻。然後，如圖8 所示，去除無用之抗反射膜。
繼而，使用圖9~圖13，對圖14之聚焦推測式之導出次序進行說明。首先，使用與上述相同之縮小投影曝光裝置，製備在各曝光照射區域(是指在晶片區域之整數倍區域內，步進重複方式或步進掃描方式之曝光裝置在單位步驟中可曝光之範圍)內使聚焦值與曝光量以零為中心上下變化(參照圖10)之FEM晶圓(Focus Exposure Matrix Wafer，焦點曝光矩陣晶圓)(FEM樣品晶圓製作步驟S11)。此處，圖10之各曝光照射區域之數值，係利用MSE(Mean Square Error，均方誤差)來表示圖11之立體形狀模型時所獲得之散射測量法之理論波形與實測波形之一致程度之評估之數值。藉此可知，在粗黑框內表示了大致在「4.0」以下之較佳數值。
然後，對上述樣品晶圓，關於檢查用線與間隙圖案C2~C7，實施與針對第一晶圓進行之從光阻材料塗佈步驟S1至聚焦狀態算出步驟S4為止之處理大體相同之處理。即，以與圖4相同之方式形成檢查用線與間隙圖案，並且以與圖5相同之方式，利用散射儀進行輪廓分析(光阻材料形狀測量步驟S12)。藉此，相對於各曝光量，獲得圖11所示之光阻膜5之剖面輪廓、參數群(形狀測量結果記錄步驟S13)。使用多變量分析之一種即線性重回歸分析經改良後之PLS回歸法(Partial Least Square Regression Method)對上述結果進行分析，導出用以與曝光量獨立開來推斷聚焦值之推測式(推測式作成步驟S14)。眾所周知，上述方式亦 可適用於具有多重共線性(Multicollinearity)之情形。上述方法例如，如圖12所示，自依賴於曝光量或者聚焦值之多個參數中，抽取出相互獨立之如t1、t2之類之隱變量(Latent Variable)，藉此可進行高精度之推斷。實際上，圖13表示的是根據藉由此種方法而獲得之推測式(圖14表示推測式之一例)所推斷出之預測值、與實際之曝光裝置之聚焦設定值之對比。另外，並不限於PLS回歸法，當然亦可利用通常之線性(有時是非線性)多變量回歸分析，以相同之次序來獲得上述推測式。
繼而，對本實施形態中使用之散射儀進行說明。圖15表示當前可使用之主要之散射儀。於本實施形態中，為了便於使用，係以使用Nanometrics公司製造之垂直入射型ATLAS為例進行說明，但本實施形態並不限定於上述示例，當然亦可應用於使用其它裝置之方法。
以上，根據實施形態，對本發明者提出之發明進行了具體說明，但是當然，本發明並未限定於上述說明，在未脫離本發明主旨之範圍內，可進行各種變更。
例如，以利用線與間隙圖案作為檢查圖案為例進行了說明，但是當然，本發明並不限定於上述線與間隙圖案，而亦可將其它孤立圖案、檢查專用圖案、其它週期圖案、非週期圖案作為測量對象。
1‧‧‧晶圓
2‧‧‧絕緣膜
3‧‧‧多晶矽膜
4‧‧‧抗反射膜
5‧‧‧光阻膜
5g‧‧‧檢查用線與間隙圖案
5p‧‧‧使用光阻膜而形成之電路圖案
8‧‧‧單色曝光光
9‧‧‧縮小投影曝光系統
10‧‧‧基底被處理膜
11‧‧‧光源
12‧‧‧分束器
13‧‧‧物鏡光學系統
14‧‧‧偏光系統
15‧‧‧單色儀
16‧‧‧鏡面
C1‧‧‧製品電路圖案
C2~C7‧‧‧檢查用線與間隙圖案
M‧‧‧光罩
S1‧‧‧光阻材料塗佈步驟
S2‧‧‧曝光步驟
S3‧‧‧顯影步驟
S4‧‧‧立體形狀測量步驟
S5‧‧‧聚焦狀態計算步驟
S6‧‧‧光阻材料塗佈步驟
S7‧‧‧曝光步驟
S8‧‧‧顯影步驟
S9‧‧‧蝕刻步驟
S11‧‧‧FEM樣品晶圓製作步驟
S12‧‧‧光阻材料形狀測量步驟
S13‧‧‧形狀測量結果記錄步驟
S14‧‧‧推測式作成步驟
Ln‧‧‧用n表示之膜之厚度
LWn‧‧‧用n表示之膜之特定部分之寬度
SWAn‧‧‧用n表示之膜之特定部分之內角
t1、t2‧‧‧隱變量
圖1係表示本實施形態之半導體積體電路裝置之製造方法之整體流程之步驟流程圖。
圖2係表示本實施形態之半導體積體電路裝置之製造方法之基底膜及光阻膜之形成步驟之剖面圖。
圖3係表示本實施形態之半導體積體電路裝置之製造方法之曝光步驟之示意剖面圖。
圖4係表示本實施形態之半導體積體電路裝置之製造方法之顯影步驟之剖面圖。
圖5係表示本實施形態之半導體積體電路裝置之製造方法之立體形狀測量步驟之示意剖面圖。
圖6係表示本實施形態之半導體積體電路裝置之製造方法之抗反射膜蝕刻步驟之剖面圖。
圖7係表示本實施形態之半導體積體電路裝置之製造方法之導電膜蝕刻步驟之剖面圖。
圖8係表示本實施形態之半導體積體電路裝置之製造方法之光阻材料等之去除步驟之剖面圖。
圖9係表示本實施形態之半導體積體電路裝置之製造方法之直至導出推測式為止之製程流程之流程圖。
圖10係表示本實施形態之半導體積體電路裝置之製造方法之導出推測式所使用之FEM晶圓之示例之晶圓示意頂視圖。
圖11係對本實施形態之半導體積體電路裝置之製造方法之立體形狀測量步驟(包括第一晶圓、第二晶圓、樣品晶圓之測量)中構成輪廓之參數群進行說明之示意剖面圖。
圖12係表示用於對本實施形態式之半導體積體電路裝置之製造方法之導出推測式所使用之PLS(Partial Least- Square，部分最小平方)回歸法進行說明之隱變量與現有參數之關係之示意關係圖。
圖13係表示實際聚焦設定值與根據測定結果使用推測式而推斷出之結果之關係，以表示本實施形態之半導體積體電路裝置之製造方法之推測式之一致狀況之圖。
圖14係本實施形態之半導體積體電路裝置之製造方法中使用PLS回歸法而導出之推測式之一個示例。
圖15係表示本實施形態中所使用之散射儀中當前可使用之散射儀一覽。

Claims (15)

  1. 一種半導體積體電路裝置之製造方法，其包括以下步驟：(a)於第一晶圓與第二晶圓各自之第一主面上形成基底被處理膜；(b)於上述第一晶圓與上述第二晶圓各自之上述第一主面上之上述基底被處理膜上形成光阻膜；(c)利用縮小投影曝光裝置，使形成於上述第一晶圓之上述第一主面上之上述光阻膜曝光並顯影，藉此經由上述光阻膜形成線與間隙圖案(line and space pattern)；(d)利用散射測量法，對形成於上述第一晶圓之上述第一主面上之上述線與間隙圖案進行光學測量，藉此獲得關於上述線與間隙圖案之剖面之二維形狀之參數；(e)根據上述參數推斷聚焦狀態；(f)根據所推斷之上述聚焦狀態，修正上述縮小投影曝光裝置之曝光條件中所包含之聚焦設定；及(g)根據修正後之上述曝光條件，利用上述縮小投影曝光裝置，使形成於上述第二晶圓之上述第一主面上之上述光阻膜曝光並顯影，藉此經由上述光阻膜形成電路圖案；其中步驟(e)中之上述推斷係包含利用步驟(d)中所獲得之上述參數及藉由部分最小平方(Partial Least Squares)法之多變量回歸分析所獲得之推測式來執行計算。
  2. 如請求項1之半導體積體電路裝置之製造方法，其中上 述第一晶圓及上述第二晶圓均為製品晶圓。
  3. 如請求項2之半導體積體電路裝置之製造方法，其中形成於上述第一晶圓之上述線與間隙圖案係製品圖案。
  4. 如請求項2之半導體積體電路裝置之製造方法，其中形成於上述第一晶圓之上述線與間隙圖案係檢查圖案。
  5. 如請求項1之半導體積體電路裝置之製造方法，其中上述散射測量法中使用之散射儀是垂直入射方式或斜向入射方式。
  6. 一種半導體積體電路裝置之製造方法，其包括以下步驟：(a)於第一晶圓與第二晶圓各自之第一主面上形成基底被處理膜；(b)於上述第一晶圓與上述第二晶圓各自之上述第一主面上之上述基底被處理膜上形成光阻膜；(c)利用縮小投影曝光裝置，使形成於上述第一晶圓之上述第一主面上之上述光阻膜曝光並顯影，藉此經由上述光阻膜形成線與間隙圖案；(d)利用散射測量法，對形成於上述第一晶圓之上述第一主面上之上述線與間隙圖案進行光學測量，藉此獲得關於上述線與間隙圖案之剖面之二維形狀之參數；(e)根據上述參數推斷曝光量；(f)根據所推斷之上述曝光量，修正上述縮小投影曝光裝置之曝光條件中所包含之曝光量設定；及(g)根據修正後之上述曝光條件，利用上述縮小投影曝 光裝置，使形成於上述第二晶圓之上述第一主面上之上述光阻膜曝光並顯影，藉此經由上述光阻膜形成電路圖案；其中步驟(e)中之上述推斷係包含利用步驟(d)中所獲得之上述參數及藉由部分最小平方(Partial Least Squares)法之多變量回歸分析所獲得之推測式來執行計算。
  7. 如請求項6之半導體積體電路裝置之製造方法，其中上述第一晶圓及上述第二晶圓均為製品晶圓。
  8. 如請求項7之半導體積體電路裝置之製造方法，其中形成於上述第一晶圓之上述線與間隙圖案係製品圖案。
  9. 如請求項7之半導體積體電路裝置之製造方法，其中形成於上述第一晶圓之上述線與間隙圖案係檢查圖案。
  10. 如請求項6之半導體積體電路裝置之製造方法，其中上述散射測量法中所使用之散射儀係垂直入射方式或者斜向入射方式。
  11. 一種半導體積體電路裝置之製造方法，其包括以下步驟：(a)在第一晶圓與第二晶圓各自之第一主面上形成基底被處理膜；(b)在上述第一晶圓與上述第二晶圓各自之上述第一主面上之上述基底被處理膜上形成光阻膜；(c)利用縮小投影曝光裝置，使形成於上述第一晶圓之上述第一主面上之上述光阻膜曝光並顯影，藉此經由上述光阻膜形成線與間隙圖案； (d)利用散射測量法，對形成於上述第一晶圓之上述第一主面上之上述線與間隙圖案進行光學測量，藉此獲得關於上述線與間隙圖案之剖面之二維形狀之參數；(e)根據上述參數，來獨立推斷聚焦狀態及曝光量；(f)根據所推斷之上述聚焦狀態及曝光量，修正上述縮小投影曝光裝置之曝光條件中所包含之聚焦設定及曝光量設定；及(g)根據修正後之上述曝光條件，利用上述縮小投影曝光裝置，使形成於上述第二晶圓之上述第一主面上之上述光阻膜曝光並顯影，藉此經由上述光阻膜形成電路圖案；其中步驟(e)中之上述推斷係包含利用步驟(d)中所獲得之上述參數及藉由部分最小平方(Partial Least Squares)法之多變量回歸分析所獲得之推測式來執行計算。
  12. 如請求項11之半導體積體電路裝置之製造方法，其中上述第一晶圓及上述第二晶圓均為製品晶圓。
  13. 如請求項12之半導體積體電路裝置之製造方法，其中形成於上述第一晶圓之上述線與間隙圖案係製品圖案。
  14. 如請求項12之半導體積體電路裝置之製造方法，其中形成於上述第一晶圓之上述線與間隙圖案係檢查圖案。
  15. 如請求項11之半導體積體電路裝置之製造方法，其中上述散射測量法中所使用之散射儀係垂直入射方式或斜向入射方式。
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