分析形成图案的尺寸不稳定层的结构、系统和方法

专利名称：分析形成图案的尺寸不稳定层的结构、系统和方法
技术领域：
本发明一般地涉及用于制造微电子结构的尺寸不稳定层，例如但不局限于光刻胶层。更特别地，本发明涉及用于制造微电子结构的形成图案的尺寸不稳定层，例如形成图案的光刻胶层。
背景技术：
微电子结构典型地当使用形成图案的光刻胶层作为掩模层时在衬底上制造。形成图案的光刻胶层典型地掩蔽衬底(常常但不排他地半导体衬底)的部分，以允许衬底其他部分的区域选择性处理。区域选择性处理的非限制性实例包括刻蚀处理、沉积处理、等离子改性处理和离子注入处理。
随着微电子结构尺寸减小，在它们的制造中使用的形成图案的光刻胶层的尺寸明显地也必须减小。依次，随着形成图案的光刻胶层的尺寸减小，它们曝光所需的能量波长类似地也减小。这种减小通常是必需的，以避免当曝光掩盖光刻胶层并在其中形成潜影图案时不期望的光学效应。结果，高级光刻胶材料通常固有地对更高能量(也就是，更低波长，例如193nm)辐射源更敏感。
高级光刻胶材料对更高能量辐射源的增强敏感度的一个结果是，由那些材料组成的形成图案的光刻胶层经常也固有地对除了用于它们曝光的那些之外的更高能量辐射源更敏感。敏感度经常表现为曝光于用于形成图案的光刻胶层的扫描电子显微线宽测量的更高能量辐射源例如电子束源时容易发生的形成图案的光刻胶层的收缩或尺寸变化。收缩或尺寸变化可能对于包含各种类型光刻胶材料的形成图案的光刻胶层而发生。
典型地，当制造微电子结构和器件时，形成图案的光刻胶层线宽的准确且有效测量的缺乏通常导致不可靠的质量控制和质量保证。它可能也导致非功能或不可靠的微电子结构和器件。
幸运地，抑制形成图案的光刻胶层的收缩的方法在半导体制造技术领域中已知。
例如，Holscher等人在美国专利6,107,002中讲授一种抑制具有也包含感光成酸剂材料的正光刻胶材料的形成图案的光刻胶层收缩的方法。该方法规定在使用形成图案的光刻胶层作为在那里它将另外收缩的反应离子刻蚀掩模之前，光敏化并中和感光成酸剂材料。
另外，Ke等人在美国专利6,774,044号中讲授一种在尺寸上稳定形成图案的光刻胶层以抑制在其扫描电子显微线宽测量时容易发生的收缩的方法。该方法规定在其扫描电子显微线宽测量之前形成图案的光刻胶层的等离子处理。
尽管前述公开内容，在某些备选环境下，形成图案的光刻胶层使用等离子的固化可能引起固化处理期间的线宽收缩。
在半导体制造技术领域同样已知的是可能在半导体器件制造和质量保证时容易使用的光刻胶试验结构。
特别地，Seniuk等人在美国专利6,635,405号中讲授一种形成图案的光刻胶层试验结构，其允许处理效果例如过度曝光效果、曝光不足效果以及聚焦效果的深度的去耦。该试验结构包括一系列尺寸上进展的形成图案的光刻胶层斑，以及在另外的形成图案的光刻胶层中相关且互补的一系列尺寸上进展的孔。
微电子结构尺寸和形成图案的光刻胶层尺寸必然减小，作为其结果，形成图案的光刻胶层对更高能量辐射源的敏感度也可能增加。期望的是允许形成图案的光刻胶层尺寸的准确确定而不管形成图案的光刻胶层对更高能量辐射源的尺寸敏感度的结构和方法。

发明内容
本发明提供一种形成图案的尺寸不稳定层结构，一种分析该结构的系统以及一种分析该结构的方法。本发明也包括确实地包括一组指令以执行该方法的计算机可读介质。结合适当的支持算法，该结构用于当使用引起形成图案的尺寸不稳定层尺寸变化的测量装置时确定形成图案的尺寸不稳定层的尺寸。
典型地，结构、系统和方法的每个可以用于形成图案的尺寸不稳定层尺寸的内联测量。“内联测量”指可能直接在制造设施内获得的测量，而不需要略微阻止制造设施内的工作生产流程。
形成图案的尺寸不稳定层典型地是形成图案的光刻胶层，但是本发明并不局限于此。相反地，形成图案的尺寸不稳定层可能包括几种尺寸不稳定材料的任何一种。尺寸不稳定材料的非限制性实例可能包括适当导体材料、半导体材料、介电材料、有机材料、无机材料和复合材料。特定材料对特定测量装置或技术的尺寸不稳定容易由本领域技术人员鉴别。
另外，虽然本发明的优选实施方案考虑使用扫描电子显微装置的测量容易发生的形成图案的尺寸不稳定层的尺寸不稳定，本发明也并不局限于此。引起尺寸不稳定层内尺寸变化的其他测量装置也在本发明的范围内。非限制性实例包括红外、可见、紫外、x射线、热和机械测量装置。
根据本发明的结构包括位于衬底上的形成图案的尺寸不稳定层。它具有当使用引起尺寸变化的装置测量尺寸时用来确定形成图案的尺寸不稳定层的尺寸的算法相关的图案设计。
根据本发明的系统包括当测量尺寸时引起形成图案的尺寸不稳定层尺寸变化的装置。它也包括用与当使用引起尺寸变化的装置测量尺寸时用来确定尺寸的形成图案的尺寸不稳定层图案设计相关的算法编程的计算机。
根据本发明的方法包括当使用引起形成图案的尺寸不稳定层尺寸变化的装置时测量包括形成图案的尺寸不稳定层的结构。它也包括将形成图案的尺寸不稳定层的图案设计与当使用引起尺寸变化的装置测量结构时用来确定尺寸的算法相关。该方法最终包括执行算法以确定尺寸。
本发明也包括确实地包括一组可由机器读取并执行以实现用于分析形成图案的尺寸不稳定层的前述方法步骤的指令的计算机可读介质。
本发明和实施方案考虑根据本发明的结构是形成图案的尺寸不稳定层试验结构，但是本发明并不局限于此。本发明也考虑根据本发明的结构当其尺寸变化(也就是典型地收缩)不损害结构的功能效用时在某些环境下也可能为功能目的而制造。


本发明的目的、特征和优点在下面陈述的优选实施方案描述的范围内理解。优选实施方案描述在形成该公开内容材料部分的附随附图的范围内理解，其中图1显示说明根据本发明的结构的第一实施方案的示意横截面图。
图2显示与图1的示意横截面图相对应的示意平面视图。
图3和图4显示说明根据本发明的两个另外结构的两种另外实施方案的一对示意横截面图。
图5和图6显示说明根据本发明第一实施方案的结构中形成图案的光刻胶层的两种类型的收缩的一对示意横截面图。
图7显示根据图1和图5中所示本发明第一实施方案的结构的扫描电子显微测量的线宽对比扫描电子显微测量的线数的曲线图。
图8显示根据本发明的系统的示意图。
优选实施方案描述本发明提供一种形成图案的尺寸不稳定层结构，一种分析系统以及一种分析方法。该结构、系统和方法针对当使用引起尺寸变化的装置时形成图案的尺寸不稳定层的尺寸的准确测量。为此目的，该结构、系统和方法使用与当使用引起尺寸变化的装置测量时用来确定尺寸的算法相关的形成图案的尺寸不稳定层图案设计。
图1显示根据本发明第一实施方案的结构的示意横截面图。
图1显示衬底10。一系列形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c和12d(也就是，最典型地形成图案的光刻胶层)位于并形成在衬底10上。
衬底10可能包括在微电子制造中使用的几种衬底的任何一种。这种衬底的非限制性实例包括半导体衬底、陶瓷衬底、标线衬底、平板衬底和太阳能电池衬底。本发明在半导体衬底的范围内是期望的。半导体衬底可能包括几种半导体材料中任何一种。非限制性实例包括硅、锗、硅锗合金、碳化硅、碳化硅锗合金和化合物(例如II-VI或III-V)半导体材料。
实施方案也考虑衬底10可能包括与由介电层分离的形成图案导体层连接或互连的半导体或微电子器件。半导体或微电子器件可能包括，但不局限于晶体管、电阻器、二极管和电容器。形成图案的导体层经常包括，但不局限于金属(最典型地但是不排他地，铜和/或铝金属)、金属合金、金属氮化物和金属硅化物。介电层可能包括材料，包括但不局限于无机材料例如氧化物、氮化物、氮氧化合物；有机材料例如聚合物材料；以及混合的无机成分和有机成分的复合材料。
如上所述，该系列形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c和12d可能包括几种材料的任何一种，但是特别典型地包括光刻胶材料。非限制性实例包括正、负以及混合光刻胶材料。虽然也没有限制，当该系列形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c和12d包括正光刻胶材料或者(在某些已限定环境下)也包括混合光刻胶材料时，本实施方案和本发明通常提供更大的优点。关于前述两种光刻胶材料的优点来源于当由负光刻胶材料组成的形成图案的光刻胶层将要曝光时，包括正光刻胶材料以及(在某些环境下)也包括混合光刻胶材料的形成图案的光刻胶层还没有曝光的观察。
如图1中所示，形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c和12d的每个具有相应的线宽V1，V2，V3或V4。线宽计划在从形成图案的尺寸不稳定层12a到12b到12c最后到12d的进展(progression)中线性增加。该系列形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c和12d的每个与相邻的形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c或12d相隔单个间距(也就是间隔)U。
虽然，如上所述，本发明可适用于几种衬底的任何一种，本发明在形成图案的尺寸不稳定层图案尺寸的测量装置引起的变化(也就是，典型地收缩，但是也可能增宽)包括形成图案的尺寸不稳定层图案尺寸的显著尺寸部分的环境下提供更实际的价值。因此，期望设计如图1中所示的一系列形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c和12d，使得该系列形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c和12d中至少一个的预计测量引起的收缩基本上在其额定或设计尺寸的范围。所以，因为例如而不限制，形成图案的正光刻胶层收缩可能预计在大约5至大约10纳米范围，该系列形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c和12d的线宽的典型而不限制进展在大约10纳米的进展中并且以从大约10至大约30纳米的单个间距U以V1的大约10纳米开始并且V4的大约40纳米结束。该系列形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c和12d的高度尺寸不变化。它们典型地从大约1000至大约15000埃。
图2显示与图1相对应的示意平面视图。图2显示衬底10，以及该系列形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c和12d。图2显示典型地包括离散且独立试验结构的该系列形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c和12d。但是本发明并不局限于此。该系列形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c和12d的一个或多个也可以用于制造其示意横截面图在图2中所示结构的进一步处理中容易发生的功能微电子或半导体结构。
图3和4显示说明根据本发明的试验结构的另外一对实施方案的一对示意横截面图。
如图3中所示试验结构的第二实施方案通常与图1中所示试验结构的第一实施方案相关，在第一实施方案和第二实施方案使用相同衬底10的范围内。但是，第二实施方案使用每个具有单个线宽V并且由渐进的间距U1，U2，U3和U4分隔的一系列形成图案的尺寸不稳定层13a，13b，13c，13d和13e。
如图4中所示试验结构的第三实施方案通常也与图1中所示试验结构的第一实施方案，以及如图3中所示试验结构的第二实施方案相关，同样在第三实施方案使用相同衬底10的范围内。另外，它也组合来自第一实施方案和第二实施方案的特征。它包括位于并形成在衬底10上的一系列形成图案的尺寸不稳定层14a，14b，14c和14d。该系列形成图案的尺寸不稳定层14a，14b，14c和14d具有与如图1中所示一系列形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c和12d相对应的一系列渐进线宽V1，V2，V3和V4。它也具有与如图3中所示第二实施方案内的间距相对应的一系列渐进间距U1，U2和U3。
实施方案因此包括具有一系列线和一系列间隔的图像形成尺寸不稳定层，其中(1)该系列线；和(2)该系列间隔，中至少一个具有尺寸进展(dimensional progression)。优选地，尺寸进展是线性尺寸进展。而且根据本发明，以及如下面更详细说明的，该系列线和该系列间隔包括与当使用引起尺寸变化的装置测量尺寸时用来确定图像形成尺寸不稳定层尺寸的算法相关的图案设计。
本发明因此也需要试验结构与基于形成图案的尺寸不稳定层尺寸变化的特定约束预测的算法的匹配。
图5和图6显示说明图1的试验结构中一系列形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c和12d内可能测量引起的收缩轮廓的一对示意横截面图。虽然图5和图6因此针对图1试验结构的进一步处理(也就是扫描电子显微线宽尺寸测量)的结果，类似的结果可以对于图3和图4的试验结构的类似进一步处理而期望。但是，没有说明图3和图4的试验结构的进一步处理的另外说明。
图5显示可能由图1中所示一系列形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c和12d尺寸测量引起的收缩产生的一系列收缩的形成图案的尺寸不稳定层12a′，12b′，12c′和12d′。在图5中，收缩相对于每个形成图案的尺寸不稳定层12a′，12b′，12c′或12d′在尺寸上是一致的。因此，如图1中所示一系列形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c和12d的每个的线宽尺寸减小收缩层厚度的两倍。从而，收缩层厚度的两倍增加到间距U的每个上。如图5中所示，收缩的形成图案的尺寸不稳定层12a′，12b′，12c′和12d′的每个具有相应的线宽W1，W2，W3或W4。间距的每个具有相应的间隔宽度Y1，Y2或Y3，当相应初始间距U也恒定时其在一致收缩条件下是常数。
图6显示可能作为选择由图1中所示一系列形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c和12d尺寸测量引起的收缩产生的另外一系列收缩的形成图案的尺寸不稳定层12a″，12b ″，12c″和12d″。在图6中，收缩不是一致且独立于线宽的，相反地，收缩与形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c或12d的每个的尺寸成比例。在图6中，收缩的形成图案的尺寸不稳定层12a″，12b″，12c″和12d″的每个具有相应的线宽W1′，W2′，W3′或W4′，并且前述收缩的形成图案的尺寸不稳定层的相应对相隔间距Y1′，Y2′和Y3′。
本发明目的在于提供准确的形成图案的尺寸不稳定层尺寸(也就是，典型地线宽)测量而不管图5或图6中所示形成图案的尺寸不稳定层的收缩。本发明通过结合(1)试验结构，例如但是不局限于图1、图3和图4的试验结构；和(2)测量引起的尺寸变化，例如但是不局限于图5和图6中所示的那些；以及(3)当考虑测量引起的尺寸变化特性时从测量的形成图案的尺寸不稳定层尺寸(以及可能地间距尺寸)中计算原始(也就是未测量)形成图案的尺寸不稳定层线宽(以及可能地间距)的适当算法来这样做。
关于包括与形成图案的尺寸不稳定层线宽无关的收缩常量(也就是图5中所示)的形成图案的尺寸不稳定层尺寸变化，下面的分析是适当的。首先假设根据图1的试验结构，原始形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c和12d的线宽是V1，V2，V3和V4。它们如下由设计常数叙述V1＝K1V；V2＝K2V；V3＝K3V；以及V4＝K4V，其中V是期望确定的线宽且Kn(n＝1，2，3，4…)是设计系数线数。设计系数典型地提供从V1到V4增加的且整体递增的线宽大小。典型地，K1等于一，并且在这种环境下，因此希望确定该系列中第一形成图案的尺寸不稳定层12a的原始线宽V＝V1。
在如图5中所示引起线宽变化的装置中线宽测量之后，作为结果的线宽Wn(n＝1，2，3，4…)是W1＝K1V-S；W2＝K2V-S；W3＝K3V-S；以及W4＝K4V-S，其中S等于收缩。
根据上面的尺寸符号表示，收缩S通常可以如下计算。
S＝(Kn Wm-Km Wn)/(Km-Kn) (1)其中n和m目的在于表示一对特定的线，其可能不一定最紧密相邻。
另外，期望确定的形成图案的尺寸不稳定层的线宽V的值可以如下计算。
V＝(Wm-Wn)/(Km-Kn) (2)从实际观点，形成图案的尺寸不稳定层光刻法和扫描电子显微测量法都易受处理和操作变化的影响。因此，线性回归分析作为选择是用于分析根据图1和图5的试验结构的收缩的形成图案的尺寸不稳定层测量数据的期望方法。实例数据的线性回归分析在图7中显示。
图7显示图5中所示试验结构的预期一致尺寸不稳定收缩的扫描电子显微测量的线宽对比线数的假设曲线图。该系列测量线宽数据点线性回归以产生斜率和截距。斜率与V(也就是期望测量的特征的线宽)相对应，而截距与收缩S相对应。如图7中所示，对于等于10纳米的额定设计线宽V1，计算的线宽V是9.91纳米。另外，截距提供-7.75纳米的收缩S。统计拟合优度指定为R平方。它具有值0.9995，表示前述线性回归算法与测量的收缩形成图案的尺寸不稳定层数据点的非常好的拟合。
虽然前述实例分析从图1的试验结构获得，相关分析也可适用于图2或图3的试验结构。前述分析仅需要试验结构具有尺寸线性变化的至少一系列结构(也就是线宽或间距)。
与图6的测量试验结构中说明的形成图案的尺寸不稳定层比例收缩机制相关的算法的推导略微复杂。但是，推导仍然从如图1中所示一系列增量递增原始形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c和12d的宽度是V1，V2，V3和V4的假设开始。它们也可能与期望测量为K1V，K2V，K3V和K4V的形成图案的尺寸不稳定层的线宽V相关。对于瞬时分析，递增线宽的该系列形成图案的尺寸不稳定层12a，12b，12c和12d由一系列恒定间隔宽度U的间隔分隔。因此，图1的试验结构可适用于瞬时分析，但是图3或图4的试验结构不适用，因为它们都不具有恒定的间距间隔宽度U。
通常，在线宽测量之后，该系列形成图案的尺寸不稳定层再次具有一系列线宽W1，W2，W3和W4(也就是，一般地Wn，其中n＝1，2，3，4…)以及一系列间隔宽度Y1，Y2，Y3和Y4(也就是，一般地Yn，其中n＝1，2，3，4…)。另外，任何特定线宽根据等式Wn＝(1-B)Vn与线宽比例收缩系数B相关。另外，相邻形成图案的尺寸不稳定层之间的最初恒定间距U变大，但不是线性地。根据前述定义，限定比例收缩系数B、线宽V以及恒定间距U的等式可以使用下面的数学方法导出。首先如下定义三个连续线的测量宽度Wn，Wn+1和Wn+2，以及两个插入间隔Yn和Yn+1。
Wn＝Vn-BVn＝(1-B)Vn＝KnV-BKnV (3)Wn+1＝(1-B)Vn+1＝Vn+1-BVn+1＝Kn+1V-BKn+1V (4)Wn+2＝(1-B)Vn+2＝Vn+2-BVn+2＝Kn+2V-BKn+2V (5)Yn＝U+_(BVn+BVn+1)＝U+_VB(Kn+Kn+1)(6)Yn+1＝U+_(BVn+1+BVn+2)＝U+_VB(Kn+1+Kn+2) (7)然后可以导出等式8为等式3加上等式6的两倍；以及等式9为等式4加上等式7的两倍，如下。
Wn+2Yn＝KnV+2U+BVKn+1 (8)Wn+1+2Yn+1＝Kn+1V+2U+BVKn+2 (9)然后可以进一步导出等式10为等式4加上等式8；以及等式11为等式5加上等式9，如下。
Wn+1+Wn+2Yn＝(Kn+Kn+1)V+2U (10)Wn+2+Wn+1+2Yn+1＝(Kn+1+Kn+2)V+2U (11)然后可以最终进一步导出等式12为等式10减去等式11，如下。
Wn-Wn+2+2(Yn-Yn+1)＝(Kn-Kn+2)V (12)B的值直接从等式3导出。V的值直接从等式12导出。U的值直接从等式6导出。它们如下B＝1-(Wn/(KnV)V＝(Wn-Wn+2)+2(Yn-Yn+1)/(Kn-Kn+2)U＝Yn-(0.5VB(Kn+Kn+1)其中B＝待确定的比例收缩系数；V＝待确定的线宽；U＝待确定的固定间距；Yn＝间隔n的测量间距，(n＝1，2，3，4…)；Yn+1＝间隔n+1的测量间距；Wn＝形成图案的尺寸不稳定层Kn的测量线宽；Wn+2＝形成图案的尺寸不稳定层Kn+2的测量线宽；Kn＝线数n，(n＝1，2，3，4…)；Kn+1＝线数n+1；以及Kn+2＝线数n+2。
前述分析提供三个等式和三个未知变量。解需要任何一组四个测量数据点，包括Wn，Wn+2，Yn和Yn+1。
作为假设实例，对于Kn＝2，Kn+1＝3以及Kn+2＝4，Wn＝18纳米，Wn+2＝36纳米，Yn＝22.5纳米以及Yn+1＝23.5纳米的测量值，将产生B＝0.1，V＝10纳米以及U＝20纳米的值。
前述分析针对与本发明实施方案相关的两个实例。一个实例假设测量的形成图案的尺寸不稳定层的线宽独立恒定收缩，而另一个实例假设测量的形成图案的尺寸不稳定层的线宽相关比例收缩。
本发明并不局限于图1和3-4中说明的试验结构的实施方案，也不局限于上面的两个相关算法实例。相反地，本发明也考虑测量的形成图案的尺寸不稳定层的备选物理收缩特性可以认为在本发明的范围内。这些备选物理收缩特性可以在又与公开或作为选择设计的试验结构相关的范围另外算法中估计。给定形成图案的尺寸不稳定层的另外理论收缩机制，本领域技术人员可以采取导致适当算法的分析，该适当算法又导致特定的试验结构图案设计。
本发明也考虑任何实施方案的扫描电子显微测量(或备选测量)方面，以及任何实施方案的算法分析方面可以在计算机辅助发明的范围内简化。
在这一点上，本发明的前述计算机辅助方面可以采取完全硬件实施方案，完全软件实施方案或即包含硬件也包含软件元素的实施方案的形式。在优选实施方案中，本发明以软件实现，其包括但不局限于固件、驻留软件、微码等。
此外，本发明的一些方面采取可从提供程序代码的计算机可用或计算机可读介质中访问的计算机程序产品的形式，该介质由计算机或任何指令执行系统使用或与其连接。为了该描述的目的，计算机可用或计算机可读介质可以是可以包含、存储、通信、传播或传送程序供指令执行系统、装置或设备使用或与其连接的任何装置。
介质可以是电、磁、光学、电磁、红外或半导体系统(或装置或设备)或传播介质。计算机可读介质的实例包括半导体或固态存储器、磁带、可移除计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、刚性磁盘和光盘。光盘的当前实例包括压缩盘-只读存储器(CD-ROM)、压缩盘-读/写(CD-R/W)和DVD。
适合于存储和/或执行程序代码的数据处理系统将包括直接或通过系统总线间接连接到存储元件的至少一个处理器。存储元件可以包括在程序代码的实际执行期间使用的本地存储器、大容量存储器以及提供至少一些程序代码的临时存储以便减少代码在执行期间必须从大容量存储器中取回的次数的高速缓冲存储器。
输入/输出或I/O设备(包括但不局限于键盘、显示器、定点设备等)可以直接或通过插入I/O控制器连接到系统。
网络适配器也可以连接到系统以使得数据处理系统能够通过插入私有或公用网络连接到其他数据处理系统或远程打印机或存储设备。调制解调器、电缆调制解调器和以太网卡仅是当前可用类型的网络适配器的一些。
图8显示根据本发明的集成计算机辅助系统的示意图。集成计算机辅助系统包括连接到工作站84的扫描电子显微测量装置83。工作站84包括处理单元80、图形用户接口81(也就是视频终端)以及输入设备82(也就是键盘)。如图8中所示，位于衬底10上的一系列形成图案的尺寸不稳定层(没有显示)在使用扫描电子显微装置83时测量。根据上面的实施方案和实例，适当算法可以存储在处理单元80中并且当形成图案的尺寸不稳定层测量数据可用时自动执行。
本发明的优选实施方案和实例是本发明的说明而不是本发明的限制。可以对根据本发明优选实施方案和实例的方法、材料、结构、尺寸和装置进行修正和修改，而仍然提供根据本发明，进一步根据附加权利要求的实施方案或实例。
权利要求
1.一种结构，包括形成图案的尺寸不稳定层，其位于衬底上，并具有与当使用引起尺寸变化的装置测量尺寸时用来确定该形成图案的尺寸不稳定层的尺寸的算法相关的图案设计。
2.根据权利要求1的结构，其中形成图案的尺寸不稳定层是形成图案的光刻胶层。
3.根据权利要求1的结构，其中变化是与尺寸无关的常数；以及图案设计包括由多个间隔分隔的多个线，其中多个线和多个间隔中至少之一具有线性尺寸进展。
4.根据权利要求3的结构，其中算法是线性回归算法Wn＝V Kn-S其中S＝待确定的实际一致收缩；V＝待确定的实际线宽；Wn＝形成图案的尺寸不稳定层Kn的测量线宽；以及Kn＝线数n，(n＝1，2，3，4...)。
5.根据权利要求1的结构，其中变化成比例地依赖于尺寸。
6.根据权利要求5的结构，其中图案设计包括由具有单个间距尺寸的多个间隔分隔的、具有线性线宽尺寸进展的多个线。
7.根据权利要求6的结构，其中算法提供当使用指定测量线宽对Wn和Wn+2以及指定测量间距对Yn和Yn+1时下面三个等式的解B＝1-(Wn/(KnV)V＝(Wn-Wn+2)+2(Yn-Yn+1)/(Kn-Kn+2)U＝Yn-(0.5VB(Kn+Kn+1)其中B＝待确定的实际比例收缩系数；V＝待确定的实际线宽；U＝待确定的实际间距；Wn＝形成图案的尺寸不稳定层Kn的测量线宽；Wn+2＝形成图案的尺寸不稳定层Kn+2的测量线宽；Yn＝间隔n的测量间距，(n＝1，2，3，4...)；Yn+1＝间隔n+1的测量间距；Kn＝线数n，(n＝1，2，3，4...)；Kn+1＝线数n+1；以及Kn+2＝线数n+2。
8.一种系统，包括当测量尺寸时引起形成图案的尺寸不稳定层的尺寸变化的装置；以及用与当使用引起尺寸变化的装置测量尺寸时用来确定尺寸的形成图案的尺寸不稳定层图案设计相关的算法编程的计算机。
9.根据权利要求8的系统，其中装置包括扫描电子显微镜；以及形成图案的尺寸不稳定层包括光刻胶层。
10.根据权利要求8的系统，其中变化是与尺寸无关的常数；以及图案设计包括由多个间隔分隔的多个线，其中多个线和多个间隔中至少之一具有线性尺寸进展。
11.根据权利要求10的系统，其中算法是线性回归算法Wn＝V Kn-S其中S＝待确定的实际一致收缩；V＝待确定的实际线宽；Wn＝形成图案的尺寸不稳定层Kn的测量线宽；以及Kn＝线数n，(n＝1，2，3，4...)。
12.根据权利要求8的系统，其中变化与尺寸成比例；以及图案设计包括由具有单个尺寸的多个间隔分隔的、具有线性尺寸进展的多个线。
13.根据权利要求12的系统，其中算法提供当使用指定测量线宽对Wn和Wn+2以及指定测量间距对Yn和Yn+1时下面三个等式的解B＝1-(Wn/(KnV)V＝(Wn-Wn+2)+2(Yn-Yn+1)/(Kn-Kn+2)U＝Yn-(0.5VB(Kn+Kn+1)其中B＝待确定的实际比例收缩系数；V＝待确定的实际线宽；U＝待确定的实际间距；Wn＝形成图案的尺寸不稳定层Kn的测量线宽；Wn+2＝形成图案的尺寸不稳定层Kn+2的测量线宽；Yn＝间隔n的测量间距，(n＝1，2，3，4...)；Yn+1＝间隔n+1的测量间距；Kn＝线数n，(n＝1，2，3，4...)；Kn+1＝线数n+1；以及Kn+2＝线数n+2。
14.一种用于分析形成图案的尺寸不稳定层的方法，包括当使用引起形成图案的尺寸不稳定层尺寸变化的装置时测量包括形成图案的尺寸不稳定层的结构；将形成图案的尺寸不稳定层的图案设计与当使用引起尺寸变化的装置测量结构时用来确定尺寸的算法相关；以及执行该算法以确定尺寸。
15.根据权利要求14的方法，其中测量包括利用扫描电子显微镜装置，该形成图案的尺寸不稳定层包括形成图案的光刻胶层。
16.根据权利要求14的方法，其中测量包括测量其中变化与尺寸无关的该结构；所述与图案设计相关利用包括由多个间隔分隔的多个线的图案设计，其中多个线和多个间隔中至少之一具有线性尺寸进展。
17.根据权利要求16的方法，其中与图案设计相关包括利用线性回归算法Wn＝V Kn-S其中S＝待确定的实际一致收缩；V＝待确定的实际线宽；Wn＝形成图案的尺寸不稳定层Kn的测量线宽；以及Kn＝线数n，(n＝1，2，3，4...)。
18.根据权利要求14的方法，其中测量包括测量其中变化与尺寸成比例的该结构；所述与图案设计相关利用包括由具有单个尺寸的多个间隔分隔的、具有线性尺寸进展的多个线的图案设计。
19.根据权利要求18的方法，其中执行该算法提供当使用指定测量线宽对Wn和Wn+2以及指定测量间距对Yn和Yn+1时下面三个等式的解B＝1-(Wn/(KnV)V＝(Wn-Wn+2)+2(Yn-Yn+1)/(Kn-Kn+2)U＝Yn-(0.5VB(Kn+Kn+1)其中B＝待确定的实际比例收缩系数；V＝待确定的实际线宽；U＝待确定的实际间距；Wn＝形成图案的尺寸不稳定层Kn的测量线宽；Wn+2＝形成图案的尺寸不稳定层Kn+2的测量线宽；Yn＝间隔n的测量间距，(n＝1，2，3，4...)；Yn+1＝间隔n+1的测量间距；Kn＝线数n，(n＝1，2，3，4...)；Kn+1＝线数n+1；以及Kn+2＝线数n+2。
全文摘要
一种结构、一种系统和一种方法涉及当使用引起尺寸变化的装置测量尺寸时形成图案的尺寸不稳定层尺寸的确定。该结构、系统和方法使用与当使用引起尺寸变化的装置测量尺寸时用来确定尺寸的算法相关的形成图案的尺寸不稳定层图案设计。
文档编号H01L21/027GK1975584SQ20061014467
公开日2007年6月6日 申请日期2006年11月14日 优先权日2005年11月30日
发明者周琳, 埃里克·P.·索雷克 申请人:国际商业机器公司