TWI635354B - 用於製程感知維度目標之先進製程控制 - Google Patents

用於製程感知維度目標之先進製程控制 Download PDF

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史爾高 卡拉摩
羅伯特 史奇歐恩
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Abstract

揭示數種用於特定製程之先進製程控制(APC)的方法。在晶圓上進行特定製程(例如，光微影或蝕刻製程)以建立由特徵組成之圖案。測量目標特徵的參數並且將該參數的數值使用於APC。不過，APC的進行係基於調整參數值，而不是直接基於實際參數值。具體言之，應用一偏移量(其係先前基於所有特徵之參數值分佈的平均值而確定者)於實際參數值以獲取一調整參數值，這更適於代表圖案中的大多數特徵。進行此APC方法可最小化每次在相同晶圓之另一區域上或在不同晶圓上使用該特定製程產生相同圖案時每一個圖案的維度變異。

Description

用於製程感知維度目標之先進製程控制
本發明係有關於先進製程控制(APC)，特別是有關於用於特定製程的先進製程控制(APC)方法，以便將維度變異(dimension variation)最小化。
在半導體晶圓加工中，先進製程控制(APC)係指基於回饋來選擇性調整特定製程的一或更多製程規格，以便在相同半導體晶圓上或在不同半導體晶圓上重覆該特定製程時，對於一圖案中的相同特徵實現其多個實例中之每一者的目標參數值。例如，用來在半導體晶圓上形成有由數個特徵(例如，200個以上的特徵)組成之圖案之一圖案化區域的特定製程(例如，光微影製程或蝕刻製程)可進行APC。具體言之，當企圖在該等特徵中之每一者中實現目標參數值時可進行APC。例如，該目標參數值可為關鍵維度。就本揭示內容而言，用語“關鍵維度”係指特徵的最小尺寸(例如，特徵的最小寬度)。
一般而言，APC涉及進行根據由製程規格組成之初始集合的特定製程。如果確定目標特徵(亦即，圖 案的特徵中之一選定者)不具有目標參數值，則調整該等製程規格中之至少一者，以供後續在相同半導體晶圓上或在另一半導體晶圓上重覆該特定製程以在別處形成相同圖案化區域時使用。不過，從圖案化區域中之所有多個特徵(例如，200個以上的特徵)選出的單一目標特徵之實際參數值可能無法代表大多數的特徵。例如，相較於圖案化區域中其他特徵的參數值，單一目標特徵的實際參數值可能相對小或大。結果，基於目標特徵之實際參數值來調整製程規格可能導致過度矯正。例如，如果目標特徵相對小，則製程規格基於該目標特徵所做的調整可能導致後續圖案化特徵太大，然而如果目標特徵相對大，則同一製程規格基於該目標特徵所做的調整可能導致後續圖案化特徵會太小。
其中一種已被用來企圖避免此一過度矯正的技術是基於從選自圖案之目標特徵(例如，2至5個目標特徵)的樣本所取得之測量值的平均值來調整該(等)製程規格。可惜，在特徵總數很高(例如，數百個)時，如此小的樣本平均值也可能無法代表大多數的特徵，使得基於該平均值所做的製程規格調整不是最佳。
鑑於上述，揭示於本文的是用於特定製程之先進製程控制(APC)的方法。在這些方法中，可根據由數個製程規格組成之初始集合，在半導體晶圓上進行特定製程(例如，光微影製程、蝕刻製程、等等)以便建立由數個特徵組成之圖案。可測量目標特徵的感興趣參數，該目標 特徵從該圖案的特徵中選出以及該參數的數值可使用於APC(亦即，用於調整線上製程控制)。不過，可使用調整參數值來進行APC，而不是進行直接基於實際參數值的APC。具體言之，可應用偏移量於目標特徵的實際參數值以便獲取調整參數值。此偏移量可為先前基於圖案中所有特徵的已知參數值分佈之平均值所確定的數量使得調整參數值更適於代表圖案中的大多數特徵。使用此一調整參數值進行APC有效地最小化圖案之間(亦即，每次使用該特定製程在相同半導體晶圓之另一區域上或在不同半導體晶圓上產生相同圖案時每一個圖案)的維度變異。
一般而言，揭示於本文的是用於任何特定製程之先進製程控制(APC)的方法，該特定製程可用來建立由數個特徵組成之圖案。在該等方法中，可在半導體晶圓上進行該特定製程。根據由數個製程規格組成之初始集合可進行該特定製程以便形成有由數個特徵組成之圖案的圖案化區域。單一特徵(被稱為目標特徵)可從該圖案的所有特徵選出並且可測量該目標特徵的參數以獲取實際參數值。一旦發現該目標特徵的實際參數值，可存取偏移資料庫以獲取該偏移資料庫中與該目標特徵關聯的偏移量。可應用與該目標特徵關聯的該偏移量於該實際參數值以便獲取調整參數值。此調整參數值隨後可比較該等特徵的目標參數值。就本揭示內容而言，用語“目標參數值”係指圖案中之特徵的設計目的，且更特別的是，係為感興趣參數在圖案中相同特徵之所有多個實例中的所欲數值。該目標 參數值例如可為該等特徵在該圖案中之關鍵維度的設計規定值(例如，設計規定的最小寬度)。取決於這兩個數值之間的差額，可進行APC。亦即，取決於調整參數值與目標參數值之間的差額，可調整製程規格之初始集合的製程規格中之至少一者以便產生一製程規格之調整集合。隨後當在半導體晶圓的另一區域上或在另一半導體晶圓上重覆相同特定製程時，可使用此製程規格之調整集合。
如上述，APC可使用於各種不同製程，包括但不限於：光微影及蝕刻製程。例如，揭示於此的是用於特定光微影製程之APC的方法。在此方法中，特定光微影製程可形成於半導體晶圓上。使用特定標線片且根據由數個光微影規格組成之初始集合，可進行此光微影製程以便從光阻層形成有由數個特徵組成之圖案的遮罩。單一特徵(被稱為目標特徵)可從該圖案的所有特徵選出並且可測量該目標特徵的參數以獲取實際參數值。一旦發現該目標特徵的實際參數值，可存取光微影製程偏移資料庫以獲取光微影製程偏移資料庫中與目標特徵關聯的偏移量。可應用此偏移量於實際參數值以獲取調整參數值。此調整參數值隨後可比較該等特徵的目標參數值。就本揭示內容而言，用語“目標參數值”係指圖案中之特徵的設計目的，且更特別的是，係為感興趣參數在圖案中相同特徵之所有多個實例中的所欲數值。該目標參數值例如可為該等特徵在該圖案中之關鍵維度的設計規定值(例如，設計規定的最小寬度)。取決於這兩個數值之間的差額，可進行APC。亦 即，取決於調整參數值與目標參數值之間的差額，可調整光微影規格之初始集合的光微影規格中之至少一者以便產生一光微影規格之調整集合。隨後當在半導體晶圓的另一區域上或在另一半導體晶圓上使用相同特定標線片重覆相同光微影製程時，可使用此光微影規格之調整集合。
本文也揭示用於特定蝕刻製程之APC的方法。此一用於特定蝕刻製程之APC的方法可為用於特定光微影製程之APC的上述方法之後續方法或獨立方法。在任何情形下，在此方法中，在半導體晶圓上可進行特定蝕刻製程。根據由數個蝕刻規格組成之初始集合以及使用具有由特徵組成之圖案且先前用特定標線片形成的特定遮罩，可進行此特定蝕刻製程。具體言之，可進行此特定蝕刻製程以便將由數個特徵組成之圖案從特定遮罩轉印到在特定遮罩下面之半導體晶圓的區域中以便形成有由數個第二特徵組成之第二圖案的圖案化區域。單一第二特徵(被稱為目標第二特徵)可從第二圖案的所有第二特徵選出以及可測量該目標第二特徵的參數以獲取實際參數值。一旦發現目標第二特徵的實際參數值，可存取蝕刻製程偏移資料庫以獲取蝕刻製程偏移資料庫中與目標第二特徵關聯的偏移量。可應用此偏移量於實際參數值以獲取調整參數值。此調整參數值隨後可比較該等特徵的目標參數值。就本揭示內容而言，用語“目標參數值”係指圖案中之特徵的設計目的，且更特別的是，為感興趣參數在圖案中相同特徵之所有多個實例中的所欲數值。該目標參數值例如可為該等 特徵在該圖案中之關鍵維度的設計規定值(例如，設計規定的最小寬度)。取決於這兩個數值之間的差額，可進行APC。亦即，取決於調整參數值與目標參數值之間的差額，可調整蝕刻規格初始集合的蝕刻規格中之至少一者以便產生蝕刻規格之調整集合。隨後當在半導體晶圓的另一區域上或在另一半導體晶圓上重覆相同蝕刻製程時，可使用此蝕刻規格之調整集合。
10‧‧‧處理器或中央處理單元(CPU)
11‧‧‧磁碟機
12‧‧‧系統匯流排
13‧‧‧磁帶驅動器
14‧‧‧隨機存取記憶體(RAM)
15‧‧‧鍵盤
16‧‧‧唯讀記憶體(ROM)
17‧‧‧滑鼠
18‧‧‧輸入/輸出(I/O)配接器
19‧‧‧使用者介面配接器
20‧‧‧通訊配接器
21‧‧‧顯示配接器
22‧‧‧麥克風
23‧‧‧顯示裝置
24‧‧‧揚聲器
25‧‧‧資料處理網路
102‧‧‧開發用於特定製程的偏移資料庫
103‧‧‧根據製程規格之初始集合在測試晶圓上進行特定製程以形成有由特徵組成之圖案的測試區域
104‧‧‧測量測試區域中每個特徵的感興趣參數
105‧‧‧確定參數值的分佈與該分佈的平均參數值
106‧‧‧確定測試特徵的偏移量各自為平均值與該等特徵之測試參數值之間的差額
107‧‧‧儲存測試特徵的偏移量於偏移資料庫中
108‧‧‧根據製程規格之初始集合在半導體晶圓上進行特定製程以在半導體晶圓上形成有由特徵組成之圖案的圖案化區域
110‧‧‧選擇目標特徵
112‧‧‧測量目標特徵的參數值
114‧‧‧存取偏移資料庫以獲取與目標特徵關聯的偏移量
116‧‧‧應用偏移量於參數值以獲取調整參數值
118‧‧‧進行基於調整參數值的APC
119‧‧‧調整集合中的製程規格(s)以產生製程規格之調整集合
120‧‧‧在半導體晶圓的另一區域上或在另一半導體晶圓上使用該製程規格之調整集合重覆該特定製程
201‧‧‧半導體晶圓
202‧‧‧光阻層
203‧‧‧曝光區
204‧‧‧未曝光區
210‧‧‧特定標線片
211‧‧‧透光層
212‧‧‧圖案化擋光層
220‧‧‧遮罩
221‧‧‧圖案
225‧‧‧特徵
230‧‧‧圖案化區域
231‧‧‧第二圖案、圖案
235‧‧‧第二特徵、特徵、圖案化特徵
602‧‧‧開發用於使用特定標線片之特定光微影製程的偏移資料庫
603‧‧‧根據光微影製程規格之初始集合在測試晶圓上進行特定光微影製程以形成有由特徵組成之圖案的測試遮罩
604‧‧‧測量測試遮罩中每個特徵的感興趣參數
605‧‧‧確定參數值的分佈與該分佈的平均參數值
606‧‧‧確定特徵的偏移量各自為平均值與該等特徵之測試參數值之間的差額
607‧‧‧儲存特徵的偏移量於偏移資料庫中
608‧‧‧根據光微影製程規格之初始集合在半導體晶圓上 進行特定光微影製程以在半導體晶圓上形成有由特徵組成之圖案的特定遮罩
610‧‧‧選擇目標特徵
612‧‧‧測量目標特徵的參數值
614‧‧‧存取偏移資料庫以獲取與目標特徵關聯的偏移量
616‧‧‧應用偏移量於參數值以獲取調整參數值
618‧‧‧基於調整參數值進行用於特定光微影製程的APC
619‧‧‧調整集合中的光微影製程規格(s)以產生微影製程規格之調整集合
620‧‧‧在半導體晶圓的另一區域上或在另一半導體晶圓上使用該光微影製程規格之調整集合及特定標線片重覆該特定光微影製程
902‧‧‧開發用於使用特定遮罩之特定蝕刻製程的偏移資料庫
903‧‧‧根據蝕刻製程規格之初始集合，以及使用有用特定標線片形成之由特徵組成之圖案的特定遮罩，在測試晶圓上進行特定蝕刻製程，以便形成有由第二特徵組成之第二圖案的圖案化區域
904‧‧‧測量測試遮罩中每個特徵的感興趣參數
905‧‧‧確定參數值的分佈與分佈的平均參數值
906‧‧‧確定特徵的偏移量各自為平均值與該等特徵之測試參數值之間的差額
907‧‧‧儲存特徵的偏移量於偏移資料庫中
908‧‧‧根據光微影製程規格之初始集合在半導體晶圓上 進行特定光微影製程以在半導體晶圓上形成有由特徵組成之圖案的特定遮罩
910‧‧‧選擇目標特徵
912‧‧‧測量目標特徵的參數值
914‧‧‧存取偏移資料庫以獲取與目標特徵關聯的偏移量
916‧‧‧應用偏移量於參數值以獲取調整參數值
918‧‧‧基於調整參數值進行用於特定光微影製程的APC
919‧‧‧調整集合中的光微影製程規格(s)以產生光微影製程規格之調整集合
920‧‧‧在半導體晶圓的另一區域上或在另一半導體晶圓上使用該光微影製程規格之調整集合及特定標線片重覆該特定光微影製程
由以下參考未必按比例繪製之附圖的詳細說明可更加明白本發明。
第1圖的流程圖圖示用於特定製程之先進製程控制(APC)的揭示方法；第2圖圖示一示範標線片，其經定位成在光微影製程期間可圖案化在半導體晶圓上的光阻層；第3圖圖示在光微影製程期間光線從光源透射穿過第2圖的示範標線片到光阻層；第4A圖至第4B圖圖示光阻層的圖案化，以及曝光區的選擇性移除；第5圖圖示使用第4A圖至第4B圖之圖案化光阻層進行的蝕刻製程；第6圖的流程圖圖示用於特定光微影製程之先進製程控制(APC)的揭示方法；第7圖的曲線圖圖示特定光微影製程的參數值分佈以及該分佈的平均參數值； 第8圖為圖示光微影製程偏移資料庫的表格；第9圖的流程圖圖示用於特定蝕刻製程之先進製程控制(APC)的揭示方法；第10圖的曲線圖圖示特定光微影製程的參數值分佈以及該分佈的平均參數值；第11圖為圖示光微影製程偏移資料庫的表格；以及第12圖圖示實施揭示方法之態樣的示範硬體組態。
如上述，在半導體晶圓加工中，先進製程控制(APC)係指基於回饋來選擇性調整特定製程的一或更多製程規格，以便在相同半導體晶圓上或在不同半導體晶圓上重覆該特定製程時，對於圖案中的相同特徵實現其多個實例中之每一者的目標參數值。例如，用來在半導體晶圓上形成有由數個特徵(例如，200個以上的特徵)組成之圖案之一圖案化區域的特定製程(例如，光微影製程或蝕刻製程)可進行APC。具體言之，當企圖在該等特徵中之每一者中實現目標參數值時可進行APC。例如，該目標參數值可為關鍵維度。就本揭示內容而言，用語“關鍵維度”係指特徵的最小尺寸(例如，特徵的最小寬度)。
一般而言，APC涉及進行根據由數個製程規格組成之初始集合的特定製程。如果確定目標特徵(亦 即，圖案的特徵中之一選定者)不具有目標參數值，則調整該等製程規格中之至少一者，以供後續在相同半導體晶圓上或在另一半導體晶圓上重覆該特定製程以在別處形成相同圖案化區域時使用。不過，從圖案化區域中之所有多個特徵(例如，200個以上的特徵)選出的單一目標特徵之實際參數值可能無法代表大多數的特徵。例如，相較於圖案化區域中其他特徵的參數值，單一目標特徵的實際參數值可能相對小或大。結果，基於目標特徵之實際參數值來調整製程規格可能導致過度矯正。例如，如果目標特徵相對小，則製程規格基於該目標特徵所做的調整可能導致後續圖案化特徵太大，然而如果目標特徵相對大，則同一製程規格基於該目標特徵所做的調整可能導致後續圖案化特徵會太小。
已被用來企圖避免此一過度矯正的技術之一是基於從選自圖案之目標特徵樣本(例如，2至5個目標特徵)取得之測量值的平均值來調整該(等)製程規格。可惜，在特徵總數很高(例如，數百個)時，如此小的樣本平均值也可能無法代表大多數的特徵，使得基於該平均值所做的製程規格調整可能不是最佳。
鑑於前述，揭示於本文的是用於特定製程之先進製程控制(APC)的方法。在這些方法中，可在半導體晶圓上進行根據製程規格之初始集合的特定製程(例如，光微影製程、蝕刻製程等等)以便建立由特徵組成之圖案。可從圖案中之特徵選出的目標特徵中測量感興趣的參數，而 該參數的數值可使用於APC(亦即，用於調整線上(in-line)製程控制)。不過，可進行使用調整參數值的APC，而不是進行直接基於實際參數值的APC。具體言之，偏移量可應用於目標特徵的實際參數值，以便獲取調整參數值。此偏移量可為先前基於圖案中所有特徵之已知參數值分佈之平均值所確定的數量，使得該調整參數值更適於代表圖案中的大多數特徵。進行使用此一調整參數值的APC有效地最小化圖案之間的維度變異(亦即，使用特定製程以每次一個圖案的方式在相同半導體晶圓之另一區域上或在不同半導體晶圓上產生相同的圖案)。
請參考第1圖的流程圖，揭示於本文的是用於特定製程之先進製程控制(APC)的方法。如下文所詳述的，該等特定製程可為光微影製程、蝕刻製程或任何其他特定製程，其在半導體晶圓上形成有由數個特徵組成之圖案(在此也稱為由形狀組成的圖案)的一圖案化區域且由於使用特定標線片、遮罩、產品、平台等等而具有獨特簽章(在此也稱為指紋)。在任何情形下，可使用此類APC方法，以便最小化特定製程之圖案之間的維度變異(亦即，可將此類APC方法用於製程感知維度目標)。
在該等方法中，可開發用於該特定製程的偏移資料庫(102)。為了開發此一偏移資料庫，根據製程規格之初始集合可在測試晶圓上進行該特定製程，藉此形成具有由特徵組成之圖案的測試區域(103)。然後，可測量測試區域中之圖案的每個特徵的感興趣參數(parameter at issue)以便獲取所有特徵的測試參數值(104)。該感興趣參數例如可為維度(例如，寬度、深度、高度等等)。該維度例如可為關鍵維度，例如最小特徵尺寸(例如，最小寬度)。該等測試參數值可以是此維度在圖案之每個特徵的實測值。基於該等測試參數值，可確定圖案中所有特徵的參數值分佈，以及此分佈的平均參數值(105)。就本揭示內容而言，用語“平均值”係指任何統計集中趨勢值，例如平均數、中央值或眾數。可確定圖案中各個特徵的偏移量為分佈的平均參數值各自與該等特徵之測試參數值的差額(106)。因此，如果該分佈的平均參數值小於給定特徵的測試參數值，則該給定特徵的偏移量會為負數；然而，如果該分佈的平均參數值大於給定特徵的測試參數值，該給定特徵的偏移量會為正數。替換地，對於多個測試區域(例如，2、3、4個等等)可進行上述製程。在此情形下，基於在不同測試區域之特徵獲取的測試參數值可找到每個特徵的特徵別平均測試參數值(feature-specific average test parameter value)；基於所有該等特徵的特徵別平均測試參數值，可確定整體參數值分佈，以及該整體分佈的平均參數值；以及可確定該等偏移量為該整體分佈的平均參數值各自與該等特徵的特徵別平均測試參數值的差額。各個特徵的偏移量可存入與特定製程關聯且留在例如電腦系統之處理器可存取之記憶體中的偏移資料庫(107)。具體言之，此偏移資料庫可按識別符(例如，數字、在區域中的位置座標，或其他合適識別符)表列該等特徵且可指示各個特徵的 對應偏移量。此一偏移資料庫可存取供使用於特定製程的APC控制，如下述。
例如，在該等方法中，可啟動半導體晶圓根據給定設計的製造以及可能要求特定製程的效能。因此，在偏移資料庫的開發後，可在半導體晶圓上進行該特定製程(108)。亦即，可根據與用來開發偏移資料庫者相同的製程規格初始集合來進行該特定製程以及可導致在半導體晶圓上形成有由特徵組成之相同圖案的圖案化區域。
一旦在半導體晶圓上形成該圖案化區域，可從圖案的所有特徵中選出單一特徵(被稱為目標特徵)(110)以及可從該目標特徵量出感興趣參數以便獲取實際參數值(112)。一旦發現該目標特徵的實際參數值，可存取該偏移資料庫以獲取偏移資料庫中與目標特徵關聯的偏移量(114)。該偏移量可應用於(亦即，加到)實際參數值以便獲取一調整參數值(116)。因此，對於一給定特徵，如果該偏移量為負數，則會減少參數值，以及如果該偏移量為正數，則會增加參數值。
在製程116獲取的調整參數值隨後可比較用於該等特徵的目標參數值(118)。就本揭示內容而言，用語“目標參數值”係指圖案中之特徵的設計目的，且更特別的是，為感興趣參數在圖案中相同特徵之所有多個實例中的所欲數值。通常，設定此設計目的以確保最佳效能及/或避免正在形成的積體電路結構失效。該目標參數值例如可為該等特徵在該圖案中之關鍵維度的設計規定值(例 如，設計規定最小寬度)。取決於這兩個數值的差額，可進行APC。亦即，取決於該目標特徵之調整參數值與所有特徵之目標參數值的差額，可調整製程規格初始集合的製程規格中之至少一者以便產生一製程規格調整集合(119)。隨後當在半導體晶圓的另一區域上或在另一半導體晶圓上重覆相同特定製程時，可使用此製程規格調整集合(120)。
應瞭解，APC的目的，尤其是在製程119調整製程規格(或數個)的目的是，當此特定製程在製程120重覆時，視實際需要增減製程域(process field)的感興趣參數以確保至少圖案化於半導體晶圓上之大多數特徵的實際參數值接近目標參數值。此外，由於基於圖案中所有特徵之參數值分佈的平均參數值來預定目標特徵的偏移量，因此調整參數值更適於代表此大數。結果，揭示於本文的APC方法可最小化過度矯正，且藉此在特定製程在製程120重覆時有效地最小化維度變異。亦即，每次使用該特定製程在相同半導體晶圓之另一區域上或在不同半導體晶圓上產生相同圖案時，此APC方法可用來最小化每一個圖案的維度變異。
上述APC方法可使用於各種不同製程，包括但不限於：光微影及蝕刻製程。更特別的是，光微影製程一般以形成光阻層202(在此也稱為感光層)於半導體晶圓201上以及形成特定標線片210開始，如第2圖所示。應瞭解，光阻層202可為正型光阻(亦即，它可為其中曝光部份變成可溶於光阻顯影劑從而可選擇性移除的一種光 阻)。或者，光阻層202可為負型光阻(亦即，它可為其中曝光部份變成不溶於光阻顯影劑從而允許選擇性移除未曝光部份的一種光阻)。應瞭解，取決於被圖案化之設計層級，光阻層202可在半導體晶圓加工的各種階段(例如，在前段加工、中段加工及後段加工期間)形成。因此，可形成為緊鄰半導體基板或緊鄰在半導體基板上方之多層中之任一者的光阻層202。另外，也應瞭解，取決於執行中之光微影技術的類型，特定標線片210的組構可有所不同。例如，熟諳此藝者會認識到，對於習知光微影技術(例如，其中來自光源的光線係透過特定標線片210的透光區)，特定標線片210可包括透光層211(例如，玻璃層)與在透光層211上的圖案化擋光層212(例如，圖案化鉻層)，如第2圖所示。不過，對於極紫外線(EUV)光微影技術(例如，其中來自光源的光線係反射離開特定標線片上的反光區)而言，特定標線片可包括反光及吸光材料的組合(未圖示)。
在任何情形下，特定標線片210可經安置成相對於光源及光阻層202，使得光阻層202的數個部份可暴露於一光圖案(pattern of light)，其可在如第3圖所示的習知光微影技術情形下透過特定標線片210，或是在EUV光微影技術(未圖示)的情形下反射離開特定標線片。相較於未曝光區204，此光圖案在光阻層202的曝光區203可造成化學變化，也如第3圖所示。如上述，此化學變化會使曝光區可溶(例如，在正型光阻中)或不可溶(例如，在負型光阻中)。
隨後，可進行顯影製程。在此顯影製程期間，溶液(例如，氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化四甲銨(TMAH)或其他適當溶液)可應用於光阻層202以便選擇性移除正型光阻的曝光區203(例如，如第4A圖所示)或者是負型光阻的未曝光區204(未圖示)。結果，在半導體晶圓201上形成遮罩220以及此遮罩220有由特徵225組成的圖案221，如第4A圖至第4B圖所示。為了圖解說明，遮罩220中的圖案化特徵圖示成光阻層中的孔(亦即，開口，例如接觸開口)，這是起因於曝光區203的移除，此類孔有36個實例在第4B圖中以特徵1至36標示。應瞭解，第4A圖至第4B圖非旨在限制。例如，該等特徵可為任何其他類型有其他形狀的特徵(例如，溝槽、鰭片、柱體等等)。此外，該圖案可具有從2至200個或更多的任意多個特徵。
熟諳此藝者會認識到，常常相同的特定標線片可用來暴露在相同半導體晶圓上的不同製程域(亦即，多個不同區域)(例如，在相同半導體晶圓上的2、4、6、8個等等製程域)以及在其他半導體晶圓上的一或更多製程域。因此，圖示於第2圖至第4A圖的半導體晶圓201可為整個半導體晶圓，或者，可以只是此一半導體晶圓的一部份。
通常，上述光微影製程之後是蝕刻製程。例如，在上述光微影製程後，執行濕式蝕刻製程、乾式蝕刻製程或任何其他適當蝕刻製程，以便將由特徵225組成的圖案221從遮罩220轉印到在遮罩220下面之半導體晶 圓201的區域，藉此在半導體晶圓上形成有由數個第二特徵235組成之第二圖案231的圖案化區域230，如第5圖所示。
在上述特定光微影製程中，由設計者建立由數個光微影規格組成的初始集合，其中至少一目標是圖案221中的所有特徵225要以最小的變異達成目標參數值。同樣，在上述特定蝕刻製程，可由設計者建立由數個蝕刻規格組成的初始集合，其中至少一目標是圖案231中的所有特徵235要以最小的變異達成目標參數值。在這兩個情形下，該目標參數值例如可為該等特徵在該圖案中之關鍵維度的設計規定值(例如，設計規定的最小寬度)。應瞭解，儘管圖案化特徵225及圖案化特徵235在第5圖中圖示成有實質相同的寬度，然而由特定光微影製程建立之圖案化特徵225的目標參數值可與由蝕刻製程建立之圖案化特徵235的目標參數值相同，或者是不同於由蝕刻製程建立之圖案化特徵235的目標參數值(例如，較小或較大)。當特定光微影及蝕刻製程在半導體晶圓201之不同區域上及/或在其他半導體晶圓上重覆時，為了確保特徵225及/或235的目標參數值滿足最小變異，對於根據揭示於本文且詳述於下文之方法的每個製程，可執行APC。
具體言之，請參考第6圖，揭示於此的是用於特定光微影製程之APC的方法。在此方法中，可開發光微影製程偏移資料庫(602)。
可在晶圓等級確定此偏移資料庫。亦即， 為了開發偏移資料庫，例如可對測試晶圓進行根據由光微影製程規格組成之初始集合(包括但不限於：曝光能量、曝光波長及透鏡孔徑的規格)以及使用特定標線片210的特定光微影製程，以便從測試光阻層形成有由特徵225組成之相同圖案221的測試遮罩，如第4A圖至第4B圖所示(603)。然後，可測量測試遮罩中每個特徵的感興趣參數，以便獲取所有該等特徵(亦即，特徵1至36)的測試參數值(604)。該感興趣參數例如可為維度(例如，寬度、深度、高度等等)。該維度例如可為關鍵維度，例如最小特徵尺寸(例如，最小寬度)。該等測試參數值可為此維度在該圖案之每個特徵的實測值。基於該等測試參數值，可確定圖案中所有特徵的參數值分佈，以及此分佈的平均參數值，如第7圖所示(605)。如上述，就本揭示內容而言，用語“平均值”係指任何統計集中趨勢值，例如平均數、中央值或眾數。可確定圖案中各個特徵的偏移量(該圖案由使用特定標線片的特定光微影製程建立)為分佈的平均參數值各自與該等特徵之測試參數值之間的差額(606)。因此，在分佈的平均參數值小於測試參數值時(例如，參考特徵#4的-M偏移)，該偏移量將為負數，以及在分佈的平均參數值大於測試參數值時(例如，參考特徵#26的+N偏移)，該偏移量將為正數。或者，對於多個測試區域(例如，2、3、4個等等)可進行上述製程。在此情形下，可找到在不同測試區域之每個特徵1至36的特徵別(feature-specific)平均測試參數值；基於該等特徵的這些特徵別平均測試參數值，可確定 所有該等特徵的參數值之整體分佈，以及該整體分佈的平均參數值；以及可確定該等偏移量為該整體分佈的平均參數值各自與該等特徵的特徵別平均測試參數值之間的差額。
或者，可在遮罩等級確定偏移資料庫。具體言之，在寫入特定標線片後立即可確定由參數值組成的分佈。然後，此遮罩等級分佈可轉化成晶圓等級分佈。亦即，該遮罩等級分佈可用來預測晶圓等級分佈。然後，可用與上述相同的方式確定偏移量。
圖案中各個特徵的偏移量(該圖案由使用特定標線片的特定光微影製程建立)可存入留在例如電腦系統之處理器可存取之記憶體中的光微影製程偏移資料庫(607)。如第8圖所示，此光微影製程偏移資料庫可按識別符(例如，數字、與製程域關聯的位置座標，或其他合適識別符)表列該等特徵並且可指示各個特徵的對應偏移量。
此一偏移資料庫可存取供使用於特定光微影製程的APC控制，如下述。
亦即，可根據給定設計啟動半導體晶圓的製造並且可要求特定光微影製程的效能(608)。具體言之，進行該特定光微影製程可使用相同的製程規格之初始集合(包括但不限於：曝光能量、曝光波長及透鏡孔徑的相同規格)以及相同的特定標線片210，其先前係用來開發光微影製程偏移資料庫。此特定光微影製程可導致在半導體晶圓上形成有由特徵組成之相同圖案的特定遮罩。
一旦在半導體晶圓上形成該特定遮罩，可從該特定遮罩上之圖案的所有特徵選出單一特徵(被稱為目標特徵)(610)。例如，請參考第4B圖與第7圖，該目標特徵可為特徵#26、特徵#24或圖案221中之特徵的任何其他一者。接下來，可從該目標特徵量測出感興趣參數以便獲取實際參數值(612)。如第7圖所示，特徵#26及#4的測試參數值明顯與平均參數值不同。因此，如果基於從這些特徵中之任一量測出的實際參數值來進行APC，會有可觀數量的特徵出現過度矯正。具體言之，特徵#4相對大而特徵#26相對小，因此，這兩個特徵都不能代表大多數特徵。如果在APC期間調整光微影製程規格(或數個)中之一或更多以基於從特徵#4量出的實際參數來減少特徵尺寸，則其他特徵會出現顯著的過度矯正，導致大多數特徵會太小。反之，如果在APC期間調整光微影製程規格(或數個)中之一或更多以基於從特徵#26量出的實際參數來增加特徵尺寸，則其他特徵會出現顯著的過度矯正，導致大多數特徵太大。因此，在揭示於本文的方法中，一旦發現該目標特徵的實際參數值，可存取偏移資料庫以獲取與偏移資料庫中之目標特徵關聯的偏移量(614)。該偏移量可應用於(亦即，加到)實際參數值以便獲取一調整參數值(616)。例如，如果目標特徵為特徵#4，則偏移量會減少參數值，以及如果目標特徵為特徵#26，則偏移量會增加參數值。
在製程616獲取的調整參數值隨後可比較目標參數值(618)。如上述，用語“目標參數值”係指圖案 中之特徵的設計目的，且更特別的是，為感興趣參數在該圖案中之相同特徵之所有多個實例中的所欲數值。通常，設定此設計目的以確保最佳效能及/或避免正在形成的積體電路結構失效。該目標參數值例如可為該等特徵在該圖案中之關鍵維度的設計規定值(例如，設計規定的最小寬度)。取決於這兩個數值之間的差額，可進行APC。亦即，取決於該目標特徵之調整參數值與圖案中所有特徵之目標參數值之間的差額，可調整光微影製程規格之初始集合的光微影製程規格中之至少一者，以便產生一製程規格之調整集合(619)。
應注意，調整光微影規格(或數個)的目的是，當此特定光微影製程隨後在製程620使用相同特定標線片在相同半導體晶圓之另一區域上或在不同半導體晶圓上進行時，更有可能實現遍及所得圖案中之特徵的目標參數值。具體言之，該等光微影製程規格可包括但不限於：曝光能量、曝光波長及透鏡孔徑，以及視實際需要，基於調整參數值(例如，調整關鍵維度值)與特徵之目標參數值(例如，目標關鍵維度值)之間的差額，可選擇性調整這些規格(亦即，曝光能量、曝光波長及/或透鏡孔徑)中之任一或更多以增減特徵的參數值(例如，關鍵維度值)。例如，考慮到使用正型光阻建立由接觸開口組成之圖案(例如，如第4A圖至第4B圖所示)、由溝槽組成之圖案或其類似者的特定光微影製程。當調整關鍵維度值小於目標關鍵維度值時，可增加曝光能量以增加會被選擇性移除的曝光區之 大小，從而增加遍及特徵的關鍵維度之大小。不過，當調整關鍵維度值大於目標關鍵維度值時，可減少曝光能量以減少會被選擇性移除的曝光區之大小，從而減少遍及特徵的關鍵維度之大小。熟諳此藝者會認識到，該規格的必要調整會不同，特別是在使用負型光阻之特定光微影製程的情形下，會相反。在任何情形下，當相同特定光微影製程在半導體晶圓的另一區域上或在另一半導體晶圓上使用相同特定標線片重覆時，隨後可使用此光微影製程規格之調整集合(620)。
如上述，在製程619處調整光微影製程規格(或數個)的目的是，當隨後在製程620在相同半導體晶圓之另一區域上或在不同半導體晶圓上使用相同特定標線片進行此特定光微影製程時，更有可能實現遍及所得圖案中之特徵的目標參數值(例如，目標關鍵維度)。由於基於圖案中所有特徵之參數值分佈的平均參數值來預定目標特徵的偏移量，所以該調整參數值更適於代表大多數特徵，結果，基於該調整參數值執行的APC有效地將過度矯正最小化，並從而在製程620重覆特定光微影製程時，最小化維度變異。亦即，用揭示的APC方法，每次使用此特定光微影製程在半導體晶圓之另一區域上或在不同半導體晶圓上產生相同圖案時，將每一個圖案的維度變異最小化。
請參考第9圖，本文也揭示用於特定蝕刻製程之APC的方法。此一用於特定蝕刻製程之APC的方法可為用於特定光微影製程之APC的上述方法之後續方法 或獨立方法。
在任何情形下，在此方法中，可開發蝕刻製程偏移資料庫(902)。
為了開發蝕刻製程偏移資料庫，可在測試晶圓上使用測試遮罩及根據由數個蝕刻製程規格組成之初始集合(例如，包括用於蝕刻化學作用、蝕刻持續時間、工作壓力(必要時)等等的規格)進行特定蝕刻製程(例如，乾式蝕刻製程、濕式蝕刻製程等等)(903)。具體言之，先前已在測試晶圓上使用特定標線片形成測試遮罩於光阻層中使得它具有由特徵組成之圖案(例如，如以上在說明光微影製程時所詳述的)。可進行該特定蝕刻製程以便使由特徵組成之圖案從測試遮罩轉印到在測試遮罩下面之測試晶圓的測試區域，藉此形成有由數個第二特徵組成之第二圖案的圖案化測試區域。然後，可測量圖案化測試區域中每個第二特徵的感興趣參數以便獲取所有第二特徵的測試參數值(904)。該感興趣參數例如可為蝕刻特徵的維度(例如，寬度、深度、高度等等)。該維度例如可為關鍵維度，例如最小特徵尺寸(例如，最小寬度)。該等測試參數值可為此維度在圖案中之每個特徵的實測值。應瞭解，由光微影製程使用特定標線片在測試遮罩中建立之圖案化特徵的目標參數值可與由蝕刻製程使用特定遮罩建立之圖案化第二特徵的目標參數值相同或不同。在任何情形下，基於該等第二特徵的測試參數值，可確定第二圖案中所有第二特徵的參數值分佈以及此分佈的平均參數值，如第10圖所示(905)。 如上述，就本揭示內容而言，用語“平均值”係指任何統計集中趨勢值，例如平均數、中央值或眾數。可確定第二圖案(其係由特定蝕刻製程用使用特定標線片建立的特定遮罩建立)中每個第二特徵的偏移量為平均參數值各自與該等第二特徵之測試參數值之間的差額(906)。因此，在平均參數值小於測試參數值(例如，參考特徵#4的-Y偏移)時，該偏移量將為負數，以及，在平均參數值大於測試參數值(例如，參考特徵#26的+X偏移)時，該偏移量將為正數。或者，對於多個測試區域(例如，2、3、4個等等)可進行上述製程。在此情形下，可找到遍及不同測試區域之第二特徵1至36的特徵別平均測試參數值；基於第二特徵的特徵別平均測試參數值可確定，所有第二特徵的整體參數值分佈以及該整體分佈的平均參數值；以及可確定該等偏移量為整體分佈之平均參數值各自與第二特徵的特徵別平均測試參數值之間的差額。
第二圖案(其係由特定蝕刻製程用使用特定標線片建立的特定遮罩建立)中每個第二特徵的偏移量可存入留在例如電腦系統之處理器可存取之記憶體中的蝕刻製程偏移資料庫(907)。如第11圖所示，此蝕刻製程偏移資料庫可按識別符(例如，數字、與製程域關聯的位置座標，或其他合適識別符)表列第二特徵以及可指示各個第二特徵的對應偏移量。
此一偏移資料庫可存取供使用於特定蝕刻製程的APC控制，如下述。
亦即，可啟動半導體晶圓根據給定設計的製造並可要求特定蝕刻製程的效能(908)。具體言之，進行該特定蝕刻製程可使用相同的蝕刻製程規格之初始集合(包括但不限於：用於蝕刻化學作用、蝕刻持續時間、工作壓力(必要時)等等的相同規格)以及特定遮罩(其係使用用來形成隨後用來開發蝕刻製程偏移資料庫之測試遮罩的相同特定標線片建立)。此特定蝕刻製程可導致在半導體晶圓上形成有由數個第二特徵組成之相同第二圖案的圖案化區域。
一旦在半導體晶圓上形成圖案化區域，單一第二特徵(被稱為目標第二特徵)可從在圖案化區域之第二圖案中的所有第二特徵選出(910)。接下來，可從該目標第二特徵量出感興趣參數以便獲取實際參數值(912)。如第10圖所示，第二特徵#26及#4的測試參數值明顯不同於平均參數值。因此，如果是基於該等第二特徵中之任一者量出的實際參數值來進行蝕刻製程的APC，則有可觀數量的特徵會出現過度矯正。具體言之，第二特徵#4相對大而第二特徵#26相對小，因此，該等第二特徵都不能代表大多數的第二特徵。如果在APC期間調整一或多個該(等)蝕刻製程規格以基於從第二特徵#4量出的實際參數來減少特徵尺寸，則其他第二特徵會出現顯著的過度矯正，導致大多數的第二特徵太小。反之，如果在APC期間調整一或多個該(等)蝕刻製程規格以基於從第二特徵#26量出的實際參數來增加特徵尺寸，則其他第二特徵會出現顯著的過度 矯正，導致大多數的第二特徵太大。因此，在揭示於本文的方法中，一旦找到目標第二特徵的實際參數值，便可存取蝕刻製程偏移資料庫以獲取與蝕刻製程偏移資料庫中之目標第二特徵關聯的偏移量(914)。該偏移量可應用於(亦即，加到)實際參數值以便獲取一調整參數值(916)。例如，如果目標第二特徵為第二特徵#4，則偏移量會減少參數值，以及如果目標第二特徵為第二特徵#26，則偏移量會增加參數值。
在製程916獲取的調整參數值隨後可比較所有第二特徵的目標參數值(例如，目標關鍵維度，例如目標寬度)，且取決於這兩個數值之間的差額，可進行APC(918)。亦即，取決於目標第二特徵之調整參數值與第二圖案中所有第二特徵之目標參數值之間的差額，可調整蝕刻製程規格之初始集合中的至少其中一個蝕刻製程規格，以便產生一製程規格之調整集合(919)。
應注意，調整該(等)蝕刻規格的目的是，當此特定蝕刻製程隨後在製程920處在相同半導體晶圓之另一區域上或在不同半導體晶圓上使用從相同特定標線片建立之遮罩進行時，更有可能實現遍及所得圖案中之特徵的目標參數值。具體言之，該等蝕刻製程規格可包括但不限於：蝕刻化學作用、蝕刻持續時間、工作壓力，以及視實際需要，基於調整參數值(例如，調整關鍵維度值)與第二特徵之目標參數值(例如，目標關鍵維度值)之間的差額，可選擇性調整該等規格中之任一或更多以增減第二特徵的 參數值(例如，關鍵維度值)。例如，當調整關鍵維度值小於目標關鍵維度值時，可增加蝕刻持續時間以增加該等特徵的關鍵維度；然而，當調整關鍵維度值大於目標關鍵維度值時，可減少蝕刻持續時間。隨後當在半導體晶圓的另一區域上或在另一半導體晶圓上使用相同特定標線片重覆相同特定蝕刻製程時，可使用蝕刻製程規格的此一調整集合(920)。
如上述，在製程919調整該(等)蝕刻製程規格的目的是，當隨後在製程920處在相同半導體晶圓之另一區域上或在不同半導體晶圓上用使用相同特定標線片建立之特定遮罩進行此特定蝕刻製程時，更有可能實現遍及所得第二圖案中之第二特徵的目標參數值(例如，目標關鍵維度)。由於基於第二圖案中所有第二特徵之參數值分佈的平均參數值來預定目標第二特徵的偏移量，所以該調整參數值更適於代表大多數的第二特徵，結果，基於該調整參數值執行的APC有效地最小化過度矯正，從而當在製程920重覆特定蝕刻製程時，最小化維度變異。亦即，用所揭示之APC方法，每次使用特定蝕刻製程在相同半導體晶圓之另一區域上或在不同半導體晶圓上產生相同圖案時，會最小化每一個圖案的維度變異。
使用電腦系統及/或電腦程式產品可實現上述方法的態樣。該電腦程式產品可包括其上具有用以造成處理器完成本發明態樣之電腦可讀程式指令的電腦可讀儲存媒體(或數個)。
該電腦可讀儲存媒體可為可保留及儲存供指令執行裝置使用之指令的有形裝置。該電腦可讀儲存媒體例如可為但不限於：電子儲存裝置、磁性儲存裝置、光學儲存裝置、電磁儲存裝置、半導體儲存裝置、或上述之任何合適組合。該電腦可讀儲存媒體之更特定實施例的非窮盡列舉包括如下：可攜式電腦磁碟、硬碟、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、可抹除可程式唯讀記憶體(EPROM或快閃記憶體)、靜態隨機存取記憶體(SRAM)、可攜式光碟唯讀記憶體(CD-ROM)、數位光碟(DVD)、記憶條、軟碟、機械編碼裝置，例如打孔卡片或在凹槽中有指令記錄於其上的加高結構，以及上述之任何合適組合。如本文所使用的電腦可讀儲存媒體不應被視作本身為過渡訊號，例如無線電波或其他自由傳播的電磁波，通過波導或其他傳輸媒介(例如，穿過光纖電纜的光脈衝)傳播的電磁波，或通過電線傳輸的電子訊號。
描述於本文的電腦可讀程式指令可從電腦可讀儲存媒體下載到各個運算/處理裝置或經由諸如網際網路、區域網路、廣域網路及/或無線網路之類的網路下載到外部電腦或外部儲存裝置。該網路可包括銅傳輸電纜、光學傳輸纖維、無線傳輸、路由器、防火牆、開關、閘道電腦(gatewav computer)及/或邊緣伺服器(edge server)。在各運算/處理裝置中的網路配接卡或網路介面接收來自網路的電腦可讀程式指令以及前饋該等電腦可讀程式指令供存入在各個運算/處理裝置內的電腦可讀儲存媒體。
用於實行本發明之操作的電腦可讀程式指令可為組合程式指令、指令集架構(ISA)指令、機器指令、機器相依指令、微碼、韌體指令、狀態設定資料，或以一或更多程式語言之任何組合寫成的原始碼或者是目標碼，包括目標導向程式語言，例如Smalltalk、C++或其類似者，以及習知程序程式語言，例如“C”程式語言或類似程式語言。該等電腦可讀程式指令作為獨立軟體套裝可全部在使用者之電腦上執行、部份在使用者之電腦上執行、部份在使用者之電腦上及部份在遠端電腦上執行、或全部在遠端電腦或伺服器上執行。在後一情景下，遠端電腦可通過任何一種網路連接至使用者之電腦，包括區域網路(LAN)或廣域網路(WAN)，或可連接至外部電腦(例如，使用網際網路服務提供者通過網際網路)。在一些具體實施例中，包括例如可程式邏輯電路、現場可程式閘陣列(FPGA)或可程式邏輯陣列(PLA)的電子電路可執行利用電腦可讀程式指令之狀態資訊的電腦可讀程式指令以個人化該電子電路，以便完成本發明的態樣。
以上係參照流程圖及/或方塊圖描述揭示於本文之方法的態樣。應瞭解，流程圖及/或方塊圖的每個區塊，以及流程圖及/或方塊圖中的區塊組合可用電腦可讀程式指令實現。
可提供該等電腦可讀程式指令給通用電腦、專用電腦或其他可程式資料處理設備的處理器以產生機器，使得經由該電腦或其他可程式資料處理設備之處理 器執行的指令產生用以實現具體描述於流程圖及/或方塊圖區塊(或數個)之功能/動作的手段。該等電腦可讀程式指令也可存入電腦可讀儲存媒體，此電腦可讀儲存媒體可指引電腦、可程式資料處理設備及/或其他裝置以特別方式起作用，使得有指令儲存於其中的電腦可讀儲存媒體為一種產品，其包括指令用以實現具體描述於流程圖及/或方塊圖區塊(或數個)之功能/動作的態樣。
該等電腦可讀程式指令也可加載到電腦、其他可程式資料處理設備或其他裝置上，造成對電腦、其他可程式設備或其他裝置執行一系列的操作步驟以產生電腦實作製程，使得在電腦、其他可程式設備或其他裝置上執行的指令實現具體描述於流程圖及/或方塊圖區塊(或數個)的功能/動作。
附圖中的流程圖及方塊圖根據本發明之各種具體實施例圖示系統、方法及電腦程式產品之可能實作的架構、機能及操作。在這點上，流程圖或方塊圖的各個區塊可為指令的模組、線段或部份，其包括一或更多可執行指令用於實施特定邏輯功能(或數個)。在一些替代實施中，備註於區塊的功能可不按備註於附圖的順序。例如，圖中依次顯示的兩個區塊事實上可實質同時地執行，或取決於涉及的機能，該等區塊有時可以相反的順序執行。也應注意，方塊圖及/或流程圖的各個區塊，以及方塊圖及/或流程圖的區塊組合可用根據硬體的專用系統實施，其執行特定功能或動作或貫徹特定目的硬體與電腦指令的組 合。
第12圖圖示用於實施揭示方法之態樣的代表性硬體環境(亦即，電腦系統)。此示意圖根據本文具體實施例圖示資訊處理/電腦系統的硬體組態。該系統包括但不限於至少一處理器或中央處理單元(CPU)10。CPU 10經由系統匯流排12互連至各種裝置，例如隨機存取記憶體(RAM)14、唯讀記憶體(ROM)16及輸入/輸出(I/O)配接器18。I/O配接器18可連接至周邊裝置，例如磁碟機11及磁帶驅動器13，或該系統可讀取的其他程式儲存裝置。該系統可讀取程式儲存裝置上的本發明指令以及遵循這些指令以執行本文具體實施例的方法。該系統更包括使用者介面配接器19使鍵盤15、滑鼠17、揚聲器24、麥克風22及/或例如觸控螢幕裝置(未圖示)的其他使用者介面裝置連接至匯流排12以收集使用者輸入。另外，通訊配接器20使匯流排12連接至資料處理網路25，以及顯示配接器21使匯流排12連接至可具體實現為輸出裝置的顯示裝置23，例如監視器、印表機、或傳送機。
應瞭解，用於本文的術語是只為了要描述該等揭示方法而非旨在限制。例如，如本文所使用的，英文單數形式“a”、“an”和“the”旨在也包括複數形式，除非上下文中另有明確指示。另外，如本文所使用的，用語“包含(comprises)”及/或“包含(comprising)”、或者“包括(includes)”及/或“包括(including)”係具體描述提及之特徵、整數、步驟、操作、元件及/或組件的存在，但 不排除存在或加入一或更多其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件及/或彼等之群組的存在或添加。此外，如本文所使用的，諸如“右”、“左”、“垂直”、“水平”、“頂部”、“底部”、“上”、“下”、“底下”、“下面”、“下層”、“上面”，“上覆”、“平行”、“垂直”之類的用語旨在描述相對位置，因為彼等在圖紙中定向及圖示(除非另有明示)，以及諸如“接觸”、“在…上”、“直接接觸”、“抵靠”、“鄰接”之類的用語旨在表示至少一元件實體接觸另一元件(沒有其他元件隔開所述元件)。下列申請專利範圍中所有手段或步驟加上功能元件的對應結構、材料、動作及等效物旨在包括與如申請專利範圍所主張的其他元件結合用以完成功能的任何結構、材料或動作。
為了圖解說明已呈現本發明各種具體實施例的描述，但是並非旨在窮盡或限定於所揭示的具體實施例。本技藝一般技術人員明白仍有許多修改及變體而不脫離所述具體實施例的範疇及精神。使用於本文的術語經選定成可最好地解釋具體實施例的原理、實際應用或優於在市上可找到之技術的技術改善，或使得本技藝一般技術人員能夠了解揭示於本文的具體實施例。
因此，以上所揭示的是用於特定製程(例如，光微影及/或蝕刻製程)之先進製程控制(APC)的方法。在這些方法中，可在半導體晶圓上進行根據製程規格之初始集合的特定製程(例如，光微影製程、蝕刻製程等等)以 便建立由特徵組成之圖案。可測量從圖案中之特徵選出的目標特徵之感興趣參數，該參數的數值可使用於APC(亦即，用於調整線上製程控制)。不過，可進行使用調整參數值的APC，而不是進行直接基於實際參數值的APC。具體言之，偏移量可應用於目標特徵的實際參數值以便獲取調整參數值。此偏移量可為先前基於圖案中所有特徵之已知參數值分佈之平均值所確定的數量，使得該調整參數值更適於代表圖案中的大多數特徵。進行使用此一調整參數值的APC有效地最小化隨後在相同半導體晶圓之另一區域或在另一半導體晶圓上進行該特定製程的維度變異。

Claims (17)

  1. 一種先進製程控制之方法，該方法係包含：根據由數個製程規格組成之初始集合在半導體晶圓上進行製程，進行該製程能形成有由數個特徵組成之圖案的圖案化區域；測量目標特徵在該圖案中的參數以獲取參數值，該目標特徵係從在該圖案中的所有該等特徵選出；存取偏移資料庫以獲取該偏移資料庫中與該目標特徵關聯的偏移量；應用該偏移量於該參數值以獲取調整參數值；基於該調整參數值與用於該等特徵之目標參數值之間的差額，調整該製程規格之初始集合的該等製程規格中之至少一者以產生製程規格之調整集合；以及根據該製程規格之調整集合，在該半導體晶圓之不同區域上或者是在不同半導體晶圓上重複該製程來形成有由該等數個特徵組成之該圖案的一第二圖案化區域；其中，在該重複步驟期間，該製程規格之調整集合係用以最小化在該目標參數值與在該第二圖案化區域中由該等數個特徵組成之該圖案中的數個特徵的實際參數值之間的變異；且其中，該目標參數值係為用於達到以下中至少一者的一設計目標集合：在使用該製程所形成之積體電路結構中實現最佳效果，及在使用該製程所形成之該等積體電路結構中避免失敗。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該參數為一維度，該參數值為該維度之測量值，以及該目標參數值為該維度的設計規定值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，還包含，在進行該製程之前，開發該偏移資料庫，其中，開發該偏移資料庫包含：根據該製程規格之初始集合，在測試晶圓上進行該製程以便形成具有由特徵組成之該圖案的測試區域；測量該等特徵中之每一者在該測試區域中的該參數以獲取所有該等特徵的測試參數值；基於該等測試參數值，確定參數值分佈以及該分佈的平均參數值；確定該平均參數值與該等測試參數值中之每一者之間的偏移量；以及，儲存該等偏移量於該偏移資料庫中。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該製程包含一光微影製程。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該製程包含蝕刻製程。
  6. 一種先進製程控制之方法，該方法係包含：使用特定標線片且根據由數個光微影規格組成之初始集合，在半導體晶圓上進行光微影製程，進行該光微影製程能從光阻層形成具有由數個特徵組成之圖案的遮罩；測量目標特徵在該圖案中的參數以獲取參數值，該目標特徵係從在該圖案中的所有該等特徵選出；存取光微影製程偏移資料庫以獲取該偏移資料庫中與該目標特徵關聯的偏移量；應用該偏移量於該參數值以獲取調整參數值；基於該調整參數值與用於該等特徵之目標參數值之間的差額，調整該初始集合的該等光微影規格中之至少一者以產生光微影規格之調整集合；以及根據該光微影規格之調整集合，在該半導體晶圓之不同區域上或者是在不同半導體晶圓上重複該光微影製程來形成有由該等數個特徵組成之該圖案的一第二遮罩；其中，在該重複步驟期間，該光微影規格之調整集合係用以最小化在該目標參數值與在該第二遮罩中由該等數個特徵組成之該圖案中的數個特徵的實際參數值之間的變異；且其中，該目標參數值係為用於達到以下中至少一者的一設計目標集合：在使用該光微影製程所形成之積體電路結構中實現最佳效果，及在使用該光微影製程所形成之該等積體電路結構中避免失敗。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中，該參數為維度，該參數值為該維度之測量值，以及該目標參數值為該維度的設計規定值。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中，該參數為最小寬度，該參數值為寬度測量值，以及該目標參數值為該最小寬度的設計規定值。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中，該等光微影規格中之該至少一者包含曝光能量。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中，該等光微影規格中之該至少一者包含曝光波長與透鏡孔徑中之任一者。
  11. 如申請專利範圍第6項所述之方法，還包含，在進行該光微影製程之前，開發該偏移資料庫，其中，開發該光微影製程偏移資料庫包含：使用該特定標線片且根據該光微影規格之初始集合，在測試晶圓上進行該光微影製程以便從測試光阻層形成具有由特徵組成之該圖案的測試遮罩；測量在該測試遮罩中的該等特徵中之每一者的該參數以獲取所有該等特徵的測試參數值；基於該等測試參數值，確定參數值分佈以及該分佈的平均參數值；確定該平均參數值與該等測試參數值中之每一者的偏移量；以及，儲存該等偏移量於該光微影製程偏移資料庫中。
  12. 如申請專利範圍第6項所述之方法，該方法還包含：使用由數個蝕刻規格組成之初始集合及該遮罩進行蝕刻製程，以從該遮罩將由數個特徵組成之該圖案轉印到在該遮罩下面之該半導體晶圓的區域中，以形成具有由數個第二特徵組成之第二圖案的圖案化區域；測量第二目標特徵在該第二圖案中的第二參數以獲取第二參數值，該第二目標特徵係從在該第二圖案中的所有該等第二特徵選出；存取蝕刻製程偏移資料庫以獲取該蝕刻製程偏移資料庫中與該第二目標特徵關聯的第二偏移量；應用該第二偏移量於該第二參數值以獲取經調整之第二參數值；以及基於該經調整之第二參數值與用於該等第二特徵之第二目標參數值之間的差額，調整該蝕刻規格之初始集合的該等蝕刻規格中之至少一者以產生蝕刻規格之調整集合。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，還包含：各自使用該光微影規格之調整集合及該蝕刻規格之調整集合，在該半導體晶圓之不同區域或者是不同半導體晶圓上，重覆該光微影製程及該蝕刻製程。
  14. 一種先進製程控制之方法，該方法係包含：使用遮罩且根據由數個蝕刻規格組成之初始集合，在半導體晶圓上進行蝕刻製程，使用特定標線片形成該遮罩以便具有由數個特徵組成之圖案以及進行該蝕刻製程以將數個特徵組成之該圖案從該遮罩轉印到在該遮罩下面的區域中，以形成具有由數個第二特徵組成之第二圖案的圖案化區域；測量目標第二特徵在該第二圖案中的參數以獲取參數值，該目標第二特徵係從在該第二圖案中的該等第二特徵選出；存取蝕刻製程偏移資料庫以獲取該蝕刻製程偏移資料庫中與該目標第二特徵關聯的偏移量；應用該偏移量於該參數值以獲取調整參數值；基於該調整參數值與用於該等第二特徵之目標參數值之間的差額，調整該蝕刻規格之初始集合的該等蝕刻規格中之至少一者以產生蝕刻規格調整集合；以及根據該蝕刻規格之調整集合，在該半導體晶圓之不同區域上或者是在不同半導體晶圓上重複該蝕刻製程來形成有由該等第二特徵組成之該第二圖案的一第二圖案化區域；其中，在該重複步驟期間，該蝕刻規格之調整集合係用以最小化在該目標參數值與在該第二圖案化區域中由該等第二特徵組成之該第二圖案中的該等第二特徵的實際參數值之間的變異；且其中，該目標參數值係為用於達到以下中至少一者的一設計目標集合：在使用該蝕刻製程所形成之積體電路結構中實現最佳效果，及在使用該蝕刻製程所形成之該等積體電路結構中避免失敗。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中，該參數為維度，該參數值為該維度的測量值，以及該目標參數值為該維度的設計規定值。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中，該參數為最小寬度，該參數值為寬度測量值，以及該目標參數值為該最小寬度的設計規定值。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之方法，還包含，在進行該蝕刻製程之前，開發該偏移資料庫，其中，開發該蝕刻製程偏移資料庫包含：使用測試遮罩且根據該蝕刻規格之初始集合，在測試晶圓上進行該蝕刻製程，使用該特定標線片形成該測試遮罩以便具有由數個特徵組成之該圖案以及進行該蝕刻製程以將由數個特徵組成之該圖案從該測試遮罩轉印到在該測試遮罩下面之該測試晶圓的測試區域中以形成具有由數個第二特徵組成之該第二圖案的圖案化測試區域；測量該等第二特徵中之每一者在該圖案化測試區域中的該參數以獲取測試參數值；基於該等測試參數值，確定參數值分佈以及該分佈的平均參數值；確定該平均參數值與該等測試參數值中之每一者之間的偏移量；以及，儲存該等偏移量於該蝕刻製程偏移資料庫中。
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