蚀刻偏差表征及其使用方法与流程
本申请基于并要求于2017年2月24日提交的题为“etchbiascharacterizationandmethodofusingthesame”的美国临时申请no.62/463,556的优先权，所述临时申请的公开内容通过引用其全部内容并入本文。
本发明总体涉及器件制造以及配置和评估器件制造过程的方法。
背景技术：
光刻设备是一种将期望的图案施加到衬底的目标部分上的机器。例如，光刻设备可以用于集成电路(ic)的制造中。在这种情况下，图案形成装置(可替代地被称为掩模或掩模版)可以被用于产生与ic的单个层相对应的图案，并且所述图案可以被成像在具有一层辐射敏感材料(抗蚀剂，诸如光致抗蚀剂)的衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如，包括管芯的部分、一个或几个管芯)上。通常，单个衬底将包括被连续曝光的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括所谓的步进器和所谓的扫描器，在步进器中，通过将整个图案一次性曝光到目标部分上来辐照每个目标部分，并且在扫描器中，通过所述束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案，同时沿与所述方向平行或反向平行的方向同步扫描衬底来辐照每个目标部分。
在将图案从图案形成装置转印到衬底之前，衬底可能经历各种工序，诸如涂底料、抗蚀剂涂覆以及软焙烤。在曝光之后，衬底可能经历其它工序，诸如曝光后焙烤(peb)、显影、硬焙烤以及对所转印的图案的测量/检查。这一系列的工序被用作为制作器件(例如ic)的单个层的基础。之后衬底可能经历各种过程，诸如蚀刻、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等，所有的这些过程都旨在最终完成器件的单个层。如果器件需要多个层，则针对每一层重复全部工序或其变形。最终，器件将存在于衬底上的每一目标部分中。之后通过诸如切片或锯割等技术，使这些器件彼此分离，据此单独的器件可以安装在载体上，连接至引脚等。虽然术语衬底涵盖基础基部(例如，硅)，但在适用的情况下，衬底也可以涵盖覆盖所述基部的一个或更个层。因此，将图案转印到衬底中或衬底上可以包括将图案转印到衬底上的一个或更多个层上。
因此，制造器件(诸如半导体器件)典型地涉及使用多个制作过程处理衬底(例如，半导体晶片)，以形成所述器件的各种特征和多个层。这些层和特征典型地使用例如沉积、光刻、蚀刻、化学机械抛光、离子注入来制造和处理。可以在衬底上的多个管芯上制作多个器件，之后将它们分离成单独的器件。这种器件制造过程可被认为是图案化过程。图案化过程涉及使用光刻设备中的图案形成装置的图案化步骤，诸如光学和/或纳米压印光刻，以将图案形成装置上的图案转印到衬底上，而且图案化过程典型地但可选地涉及一个或更多个有关的图案处理步骤，诸如通过显影设备进行抗蚀剂显影、使用焙烤工具来焙烤衬底、使用蚀刻设备而使用图案进行蚀刻等。
技术实现要素：
图案化过程的蚀刻偏差可能导致器件图案偏离其一组目标尺寸。确定蚀刻偏差可能在计算上是复杂的，因为(例如)器件图案的复杂性，器件图案的缩放，可能在蚀刻过程(将器件图案从图案化材料层转印到衬底)中发生的化学过程，和/或在器件图案被蚀刻到所述器件图案中时可能在衬底的侧壁上形成的瞬时或另外的涂层。
因此，提供了用于确定在将衬底上的层中的器件图案转印到衬底的蚀刻过程期间器件图案尺寸的变化的一种或更多种方法。
本公开的方面涉及在通过蚀刻形成的器件的多个位点处收集针对器件图案的一个或更多个空间属性的一组值，诸如一个或更多个尺寸、器件图案的部分(例如，边缘)的一个或更多个位置等；使用计算装置将具有一组一个或更多个空间属性的数学模型拟合至所述空间属性的所述组；基于参数化模型针对一蚀刻过程计算器件图案的在其至少一个部位处的蚀刻偏差，其中所述模型包括公式，所述公式包括：与所述部位处的器件图案的空间属性关联的和/或与等离子体物种浓度关联的变量；和与基于蚀刻过程的蚀刻时间(例如，一函数)的参数的幂的自然指数函数关联的数学项；和基于计算出的蚀刻偏差调整图案化过程(例如，调整用于作为图案化过程的一部分的形成器件图案的图案形成装置的区的边界)。
在实施例中，提供了一种方法，包括：通过硬件计算机，基于蚀刻偏差模型确定待使用图案化过程的蚀刻步骤蚀刻的图案的蚀刻偏差，所述蚀刻偏差模型包括公式，所述公式包括：与图案的空间属性关联的变量或与蚀刻步骤的蚀刻等离子体物种浓度关联的变量；和包括与参数的幂拟合的或基于蚀刻步骤的蚀刻时间的自然指数函数的数学项；和基于所确定的蚀刻偏差调整图案化过程。
在实施例中，提供了一种方法，包括：通过硬件计算机，基于蚀刻偏差模型确定待使用图案化过程的蚀刻步骤蚀刻的图案的蚀刻偏差，所述蚀刻偏差模型包括蚀刻等离子体物种浓度和图案化材料浓度的函数；和基于所确定的蚀刻偏差调整图案化过程。
在实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括在其上记录指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施本发明所述的方法。
在参考附图考虑以下描述和所附权利要求书的情况下，本发明的这些和其它特征以及相关结构元件的操作方法和功能及制造部件与制造经济的组合就将变得更清楚，以下描述、所附权利要求书和附图都构成本说明书的一部分，其中类似参考数字在各图中指定对应部件。然而，应明确地理解，附图仅出于说明和描述的目的，而并不旨在作为对本发明的限制的定义。如在说明书和权利要求书中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数的表示，除非另外地有内容明确地说明。另外，如本说明书和权利要求书所使用的术语“或”意味着“和/或”，除非上下文另有明确规定。
附图说明
在随附附图的多个图中通过示例但不是限制的方式来图示本发明，其中相似的附图标记表示相似的元件。
图1描绘了光刻设备的实施例的示意图；
图2描绘了光刻单元的实施例的示意图；
图3描绘了器件的被模型化的区域的实施例的示意图；
图4描绘了用于确定蚀刻偏差的方法的实施例的流程图；
图5是蚀刻过程中的器件特征和关联的图案元素的实施例的截面图；
图6描绘了器件的实施例的被模型化的区域的示意图；
图7描绘了器件的实施例的被模型化的区域的示意图；和
图8描绘了器件的实施例的被模型化的区域的示意图；
图9描绘了图示计算机系统的实施例的框图。
具体实施方式
图1示意性地描绘了可以与本发明描述的技术相关联的使用的光刻设备la。所述设备包括：照射光学系统(照射器)il，配置成调节辐射束b(例如紫外(uv)辐射、深紫外(duv)辐射或极紫外(euv)辐射)；图案形成装置支撑件或支撑结构(例如掩模台)mt，构造成支撑图案形成装置(例如掩模)ma并且连接到第一定位器pm，所述第一定位器pm配置成根据特定参数来准确地定位图案形成装置；一个或更多个衬底台(例如晶片台)wta、wtb，构造成保持衬底(例如涂覆抗蚀剂的晶片)w并且连接到第二定位器pw，所述第二定位器pw配置成根据特定参数来准确地定位衬底；以及投影光学系统(例如折射型、反射型、反光型或折射反射型光学系统)ps，配置成将由图案形成装置ma赋予辐射束b的图案投影到衬底w的目标部分c(例如包括一个或更多个管芯)上。
照射光学系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或者它们的任意组合，用以对辐射进行引导、成形或控制。在这种特定情况下，照射系统还包括辐射源so。
图案形成装置支撑件以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计、以及诸如图案形成装置是否被保持在真空环境中等其它条件的方式保持图案形成装置。图案形成装置支撑件可以采用机械的、真空的、静电的、或其它夹持技术来保持图案形成装置。图案形成装置支撑件可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述图案形成装置支撑件可以确保图案形成装置(例如相对于投影系统)位于期望的位置上。在本文中使用的任何术语“掩模版”或“掩模”可以被认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。
在本文中使用的术语“图案形成装置”应被广义地解释为表示能够用于在辐射束的截面上赋予辐射束图案、以在衬底的目标部分中形成图案的任何装置。应注意的是，赋予辐射束的图案可能不与衬底的目标部分中的所期望的图案精确地对应(例如，如果所述图案包括相移特征或所谓的辅助特征)。通常，被赋予至辐射束的图案将对应于在目标部分中产生的器件(诸如集成电路)中的特定功能层。
图案形成装置可以是透射型的或反射型的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程lcd面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每个小反射镜可以单独地倾斜，以便沿不同的方向反射入射的辐射束。已倾斜的反射镜将图案赋予由反射镜矩阵反射的辐射束。作为另一示例，所述图案形成装置包括lcd矩阵。
如这里所描绘的，所述设备可以是透射型的(例如，使用透射型图案形成装置)。然而，所述设备可以是反射型(例如，采用如上文所提及类型的可编程反射镜阵列，或采用反射型掩模(例如用于euv系统))。
光刻设备还可以是如下类型：其中衬底的至少一部分可以被具有相对高折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统与衬底之间的空间。浸没液体也可以被施加至光刻设备中的其它空间，例如掩模与投影系统之间的空间。本领域中众所周知的是，浸没技术用于增加投影系统的数值孔径。本文中使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底之类的结构必须浸没在液体中；而是，“浸没”仅意味着在曝光期间液体位于投影系统与衬底之间。
参照图1，照射器il接收来自辐射源so(例如汞灯或准分子激光器、激光产生等离子体(lpp)、euv源)的辐射束。所述源和所述光刻设备可以是分立的实体(例如当所述源是准分子激光器时)。在这种情况下，所述源并不被认为是构成光刻设备的一部分，且辐射束被借助于包括(例如)适合的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统bd从源so传递至照射器il。在其它情况下，辐射源可以是光刻设备的组成部分(例如当辐射源是汞灯时)。可以将所述源so和照射器il以及需要时设置的束传递系统bd一起称作辐射系统。
所述照射器il可以包括被配置成调整所述辐射束的空间和/或角强度分布的调整器ad。通常，可以调整照射器的光瞳面中的强度分布的至少外部径向范围和/或内部径向范围(通常分别被称为σ-外部和σ-内部)。此外，照射器il可以包括各种其它部件，诸如整合器in和聚光器co。可以将照射器用于调节辐射束，以便在其截面中具有期望的均匀性和强度分布。
辐射束b入射至保持在图案形成装置的支撑件(例如，掩模台)mt上的图案形成装置(例如，掩模)ma上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。在已穿过图案形成装置(例如，掩模)ma的情况下，辐射束b穿过投影光学系统ps，所述投影光学系统将所述束聚焦到衬底w的目标部分c上，由此将图案的图像投影到目标部分c上。借助于第二定位器pw和位置传感器if(例如，干涉仪器件、线性编码器、二维编码器或电容传感器)，可以准确地移动衬底台wt，例如以便将不同的目标部分c定位于辐射束b的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将第一定位器pm和另一位置传感器(图1中未明确描绘出)用于相对于辐射束b的路径准确地定位图案形成装置(例如，掩模)ma。
可以通过使用图案形成装置对准标记m1、m2和衬底对准标记pl、p2来对准图案形成装置(例如，掩模)ma和衬底w。尽管衬底对准标记(如图所示)占据了专用目标部分，但它们可以位于目标部分之间的空间中(这些标记已知为划线对准标记)。类似地，在将多于一个的管芯设置在图案形成装置(例如，掩模)ma上的情况下，图案形成装置对准标记可以位于所述管芯之间。小的对准标识也可以被包括在管芯内、在器件特征之间，在这种情况下，期望所述标识尽可能小且不需要任何与相邻的特征不同的成像或过程条件。下面进一步描述检测对准标识的对准系统。
在所述示例中光刻设备la是所谓的双平台类型，其具有两个衬底台wta、wtb和两个站——曝光站exp和测量站mea——在曝光站与测量站之间衬底台可以进行交换。当一个衬底台上的一个衬底在曝光站处被进行曝光时，另一衬底可以被加载到测量站处的另一衬底台上，且执行各种预备步骤。预备步骤可以包括使用水平传感器ls来绘制衬底的表面控制的图，使用对准传感器as来测量衬底上的对准标识的位置，执行任何其它类型的量测或检查等等。这能够实现设备的生产量的实质性增加。更一般地，光刻设备可以是具有两个或更多个台的类型(例如，两个或更多个衬底台、衬底台和测量台、两个或更多个图案形成装置台等)。在这种“多平台”装置中，可以并行地使用多个多台或者可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于曝光。
虽然水平传感器ls和对准传感器as显示为邻近衬底台wtb，但将了解，另外或替代地，水平传感器ls和对准传感器as可以设置为邻近投影系统ps以关于衬底台wta进行测量。
所描绘的设备可以在各种模式下使用，包括(例如)步进模式或扫描模式。光刻设备的构造和操作对于本领域技术人员是公知的，且无需对其进一步描述以理解本发明的实施例。
如图2所示，光刻设备la构成光刻系统的部分，其被称作光刻单元lc或光刻元或簇。光刻单元lc还可以包括用于在衬底上进行曝光前和曝光后处理的设备。常规地，这些设备包括：用于沉积抗蚀剂层的旋涂机sc、用于显影曝光后的抗蚀剂的显影剂de、激冷板ch和焙烤板bk。衬底处理器或机器人ro从输入/输出端口i/o1、i/o2拾取衬底，在不同的处理设备之间移动衬底，然后将其传送到光刻设备的进料台lb。这些装置通常统称为轨道，并且由轨道控制单元tcu控制，所述轨道控制单元tcu本身由管理控制系统scs控制，所述管理控制系统scs也经由光刻术控制单元lacu来控制光刻设备。因此，可以操作不同的设备以最大化生产量和处理效率。
在图案化过程的实施例中，器件图案可以从图案形成装置转印到衬底(例如，半导体衬底)上的图案化材料(例如，抗蚀剂)层中。图案化材料层中的器件图案可以通过图案转印过程转印到图案化材料下面的材料。在实施例中，器件图案可以通过衬底材料去除过程(诸如蚀刻)转印到衬底。在实施例中，蚀刻包括等离子体蚀刻。在实施例中，等离子体蚀刻涉及在衬底表面附近的低压环境中产生离子和非离子化学物质。等离子体蚀刻可以涉及将一些化学物质加速到衬底的表面上以促进衬底材料的去除。衬底的原子之间的化学键可以通过一些原子与源自等离子体的化学物质的化学反应而被减弱。通过由朝向衬底材料加速并撞击衬底材料的等离子体物种将动能传递到衬底材料，以促进衬底原子相对于相邻的衬底材料原子和相对于源自等离子体的原子和/或分子的振动运动，可以增强蚀刻过程期间衬底材料原子的去除。在传递到衬底材料的振动能量破坏衬底材料原子之间的一个或更多个键而等离子体物种与被释放的衬底材料原子之间的键保留之后，衬底材料的原子可以被化学地键合到源自蚀刻等离子体的原子/分子。在实施例中，蚀刻速率可以依赖于用作掩模模具的图案元素上方的等离子体密度。在实施例中，蚀刻速率也可以依赖于衬底材料的温度和可以加速以撞击衬底的等离子体物种的动能。为了清楚起见，本申请讨论涉及等离子体蚀刻(或反应离子蚀刻)过程的实施例，尽管也设想了产生器件特征的其它手段。
器件图案的图案元素(对应于被蚀刻的器件特征)或图案元素之间的尺寸可以在这样的图案转印过程期间改变，并因此导致一个或更多个关联的器件特征的尺寸的变化。特别地，这种尺寸的变化可以在基本平行于衬底主平面的方向上发生。在涉及去除材料的蚀刻过程的背景下，这可以被称为二维(2d)蚀刻偏差。在衬底材料去除期间，在器件特征的竖直尺寸建立时其是器件特征的侧向蚀刻。
但是，未预料到的或不期望的蚀刻偏差可能导致器件具有超出规格的性能参数。例如，器件的尺寸可以与器件的功能有关。器件特征尺寸的变化可以修改器件的电参数。电子器件的一些参数可能对器件尺寸敏感，这些参数包括传导线的电阻和/或寄生电容，和/或根据器件中的晶体管的栅极长度的栅极开关的定时。集成电路中的绝缘材料的介电击穿也可以是绝缘材料的尺寸的函数。因此，保持器件的器件特征的尺寸或所述器件特征之间的尺寸可以帮助确保或保持器件的功能在预定规格内。
现在，蚀刻偏差可能在由图底化过程创建的衬底上变化。例如，蚀刻偏差可能根据正在在衬底上形成的器件图案的密度而变化。也就是说，蚀刻偏差在抗蚀剂图案的密集区域中可能与在抗蚀剂图案的被隔离区域中不同。另外地或可替代地，蚀刻偏差可能在衬底的不同部位处不同，而与密度无关。例如，蚀刻偏差可以在衬底的中心部分处比在衬底的边缘处或附近不同。
对蚀刻偏差在数学上模型化或建模可以改进最终器件特征尺寸的创建。这种模型化的结果可以被用于各种目的。例如，这些结果可以被用于在改变设计、控制参数等方面调整图案化过程。例如，这些结果可以被用于调整由图案形成装置提供的图案中的一个或更多个元素的一个或更多个空间属性，其中图案形成装置的图案被用于创建将被用于在衬底上进行蚀刻的器件图案。因此，一旦将调整后的图案形成装置的图案转印到衬底，就在蚀刻之前有效地调整衬底上的器件图案，以便补偿预期在蚀刻期间发生的蚀刻偏差。作为另一示例，可以在剂量、聚焦等的调整方面对光刻设备进行一个或更多个调整。如将理解的，可以有更多的应用。因此，补偿蚀刻偏差可以导致器件具有更多的一个或更多个均匀的特征大小、一个或更多个均匀的电属性和/或一个或更多个改进的(例如，更接近期望的结果)性能特性。
此外，蚀刻偏差虽然有时对衬底上的器件的制造有害，但有时可以被用于在衬底上产生期望的结构。通过在制作图案形成装置时考虑蚀刻偏差的程度，可以在衬底上的器件中制造器件特征，所述器件特征的尺寸小于从图案形成装置到衬底的图案转印过程的光学分辨率极限。因此，在这方面，这些被模型化的蚀刻偏差的结果可以被用于在改变设计、控制参数等方面调整图案化过程。
因此，对蚀刻过程中的蚀刻偏差进行模型化可以帮助产生更为准确的器件特征，例如通过补偿蚀刻偏差，诸如通过定制图案形成装置以(正确地)预测蚀刻过程的可能的蚀刻偏差(例如，作为图案密度的函数)，使得由在(调整后的)光刻术之后的蚀刻过程产生的实际特征可以更接近期望的产品规格。
但是，对蚀刻偏差进行模型化可能是耗时的凭经验的任务。它也可能不准确。例如，由于大量的特征被模型化，因此在全器件图案水平(例如，全芯片水平)下执行模型化蚀刻偏差可能是复杂的。因此，这里提供的技术快速且准确地模型化蚀刻偏差以能够实现(例如)图案形成装置图案的全芯片分析。
本公开包括用于执行2d蚀刻偏差的模型化的理论框架的描述，其可以在制作图案形成装置的过程中使用以制造器件。虽然本文的讨论集中在蚀刻和蚀刻偏差上，但是这些技术的原理可以应用于将层中的图案转印到衬底中的其它图案转印过程。
在执行蚀刻过程之后，可以在衬底上测量蚀刻偏差。蚀刻偏差可以是在蚀刻之前的图案化层的图案元素(图案元素对应于器件特征)那一侧的一部分的位置与蚀刻之后的图案元素那一侧的对应的部分的位置之间的差。类似地，蚀刻偏差可以是在蚀刻之前的器件特征(器件特征对应于图案元素)那一侧的一部分的位置与蚀刻之后的器件特征那一侧的对应的部分的位置之间的差。蚀刻偏差可以发生在衬底的被蚀刻的区域与衬底的未被蚀刻区域之间的界面处。在蚀刻偏差中，器件特征或与器件特征对应的器件图案元素的实际尺寸或临界尺寸(cd)可以与蚀刻之后的器件特征或图案元素(cd0)的预期或临界尺寸不同。在实施例中，蚀刻偏差可以定义在器件特征上的多个部位处。沟槽可以在沟槽的两侧处具有蚀刻偏差，并且过孔可以在过孔的两侧具有蚀刻偏差。(诸如对于finfet的)线可以在两侧具有蚀刻偏差，使最终线尺寸小于在蚀刻过程期间掩蔽所述线的图案特征。
蚀刻偏差可能对各种条件敏感。例如，如上文所讨论的，蚀刻偏差可能对器件图案中的局部图案密度敏感。另外地或可替代地，蚀刻偏差可能对蚀刻等离子体中的化学条件、和/或衬底温度和/或蚀刻过程期间等离子体敏感。
图3描绘了器件图案的被模型化的区域100的实施例的示意图。被模型化的区域100可以包括与被蚀刻的器件特征对应的器件图案元素，其在衬底的主表面上方延伸和/或凹入衬底中。凹陷的器件特征的示例可以包括沟槽、过孔和/或垫开口。突出的器件特征的示例可以包括用于栅极和/或finfet的线，或者与两次图案化光刻场景兼容的掩蔽线。
在实施例中，图案元素102可以是图案化层(例如，抗蚀剂层)中的沟槽，或者可以是在衬底的顶表面上方延伸的图案化层的线。虽然本文中的讨论将关注在图案化层中的一个或更多个图案元素，但是本文中的讨论也可以从正被形成以及形成之后的一个或更多个被蚀刻的器件特征的角度来看。
图案元素102可以具有位于图案元素的第一侧104与第二侧106之间的中心线103。在图案元素102是沟槽的实施例中，图案元素102可以在第一侧104与第二侧106之间具有第一尺寸108，尺寸108与在蚀刻过程开始时图案元素的尺寸对应，所述蚀刻过程通过使用图案元素102在衬底中蚀刻来形成一个或更多个器件特征。图案元素102可以在第一侧104与第二侧106之间具有第二尺寸110，尺寸110与在通过使用图案元素102蚀刻已经形成一个或更多个器件特征之后的与图案元素的尺寸对应。在实施例中，如果图案元素102是沟槽，则第一尺寸108可以小于第二尺寸110。
根据实施例，第一侧104可以在蚀刻过程开始时具有第一位置104a并且在蚀刻过程结束时具有第二位置104b，其中第一位置104a和第二位置104b是不同的位置。上文描述的图案元素102的一些特性(当与沟槽有关时)可以类似地归因于在衬底的顶表面上方出现的线的特性。
图案元素102可以在第一侧104处具有第一蚀刻偏差112a并且在第二侧106处具有第二蚀刻偏差112b。第一蚀刻偏差112a和第二蚀刻偏差112b的总和可以是在形成一个或更多个关联的器件特征期间发生的图案元素的尺寸偏差(或临界尺寸(cd)偏差)。第一蚀刻偏差112a和第二蚀刻偏差112b可以具有不同的大小或者可以基本相同。第一蚀刻偏差112a与第二蚀刻偏差112b之间的差可能与第一侧104和/或第二侧106附近的图案元素的密度有关。
蚀刻偏差可以是正的，其中图案元素的尺寸在蚀刻之后比在蚀刻之前更大，或者是负的，其中所述尺寸在蚀刻之后比在蚀刻之前更小。在实施例中，当在形成线的蚀刻过程期间蚀刻过程将所述线的侧壁侧向地朝向其中心部分凹陷时，由蚀刻过程形成的所述线可以在蚀刻之后具有负蚀刻偏差。在实施例中，当蚀刻过程将所述线的侧壁侧向地背离沟槽的中心部分凹陷时，由蚀刻过程形成的所述沟槽可以在蚀刻之后具有正蚀刻偏差。
在实施例中，图案元素102可以具有分别在第一位置104a和106a处的第一侧104与第二侧106之间测量的初始区域114a，且在图案元素的长度115内。在实施例中，可以分别在第二位置104b与106b之间测量最终区域114b。根据实施例，初始区域114a可以比最终区域114b更小和/或更大。初始区域114a和最终区域114b可以是器件特征的被蚀刻的区域，其描述凹入衬底材料中的凹陷的区域或者从衬底材料突出的突出区域。
图案元素102可以在图案元素的一侧具有评估点116。图3显示了在第二侧106上在第一位置106a处的评估点116。在某一蚀刻时间量和关联的蚀刻偏差之后，第二侧106可以位于评估点124处。因此，可以使用与评估点116/124有关的一个或更多个空间属性的测量来测量蚀刻偏差。作为简单示例，测量位点处的测量可以涉及：可以在蚀刻之前测量评估点116的位置，和可以在蚀刻之后测量评估点124的位置。作为另一示例，可以在蚀刻之前和蚀刻之后测量图案元素102的横向尺寸。作为另外的示例，可以在图案元素之间(诸如在图案元素102与第二图案元素122上的评估点120之间)测量器件图案的尺寸118。因此，器件图案中的示例测量位点可以在评估点(诸如评估点116和评估点120)之间延伸。可以在蚀刻之前和随后在蚀刻之后测量所述尺寸。衬底上的器件图案可以在器件图案中具有多个测量位点(或部位)以测量一个或更多个空间属性(包括在蚀刻衬底使得其上具有器件图案之后的蚀刻偏差)的值。可以将测量位点处的测量到的器件图案空间属性添加到器件图案的一个或更多个空间属性的一组值中，以计算蚀刻偏差。蚀刻偏差计算可以在自动化过程中在计算装置中执行，作为制造过程或产品开发过程的一部分。
图4描绘了用于确定蚀刻偏差的方法200的实施例的示例流程图。在操作202中，可以选择器件图案中的多个位点，以便测量在器件图案中的蚀刻偏差。多个位点中的位点可以包括与沟槽、过孔、垫等相对应的图案元素。在实施例中，多个位点中的测量位点可以横穿诸如沟槽开口之类的图案元素。在实施例中，测量位点可以横穿位于两个图案元素(诸如两个沟槽)之间的材料。
在操作204中，可以在器件图案中的多个测量位点处测量器件图案的第一空间属性的值。在器件图案从图案形成装置转印到衬底上的图案化材料层之后，可以执行器件图案的第一测量。可以通过将图案化材料暴露于从图案形成装置入射在其上的辐射能量来图案化图案化材料(诸如抗蚀剂)。辐射的剂量和/或聚焦可以被调整，以便定制在图案化材料中形成的器件图案的尺寸。可以根据本领域技术人员熟悉的过程和方法，通过光学的、电气的或适于用于探测衬底上的一个或更多个器件图案空间属性的其它手段来记录测量。在实施例中，将测量位点处的第一空间属性的所述组值输入到计算装置的储存介质或存储器中。
在操作206中，可以使用图案化层中的器件图案作为掩模模板(maskingtemplate)(例如)通过蚀刻过程从衬底去除衬底材料(例如，衬底基部的衬底材料和/或覆盖衬底基部的层的衬底材料)。衬底材料的去除可以是等离子体蚀刻过程、化学蚀刻过程、或者将器件图案从衬底上的图案化材料层转印到衬底材料中的一些其它材料去除过程。
在操作208中，可以在衬底材料去除过程之后测量器件图案的第二空间属性的值。第二空间属性的测量可以在测量第一空间属性的多个测量位点处或附近的多个测量位点处。在实施例中，将在测量位点处的第二空间属性的所述组值输入到计算装置的储存介质或存储器中。
在操作210中，可以针对分别在操作204和208中记录第一测量和第二测量的多个位点的测量位点计算蚀刻偏差。例如，可以计算在第一属性和第二属性的适用值之间的差。针对多个位点的测量位点的蚀刻偏差值可以被记录在数据集中且可选地储存在计算机装置存储器中，用于随后的分析和处理。衬底上的器件图案的其它信息可以被记录在数据集中以利于蚀刻偏差模型化，所述其它信息包括测量位点的部位、靠近测量位点的一个或更多个图案元素的形状、和/或与可以被用于蚀刻偏差计算的适用的图案元素分开的一个或更多个图案元素的尺寸。
在操作212中，将具有包括一个或更多个数学项(具有一个或更多个变量和一个或更多个参数)的公式的数学模型拟合至蚀刻偏差和/或数据集中的其它数据。在实施例中，用公式拟合数据集导致一个或更多个公式拟合参数的计算值。下文还将讨论一个或更多个变量和一个或更多个参数的进一步描述。
在操作214中，操作212的参数化模型被用于为蚀刻过程产生针对器件图案中的至少一个部位的一个或更多个蚀刻偏差值。这种模型化的结果可以被用于各种目的。例如，这些结果可以被用于在改变设计、控制参数等方面调整图案化过程。
作为所确定的蚀刻偏差的应用的示例，这些结果可以被用于调整由图案形成装置提供的图案中的一个或更多个元素的一个或更多个尺寸，其中图案形成装置的图案被用于创建将被用于蚀刻在衬底上的器件图案。因此，一旦调整后的图案形成装置的图案被转印到衬底，就在蚀刻之前有效地调整衬底上的器件图案，以便补偿预期在蚀刻期间发生的蚀刻偏差。即，在实施例中，基于所确定的蚀刻偏差来计算图案形成装置的图案特征的尺寸的偏移，以补偿蚀刻过程中的蚀刻偏差。在实施例中，基于所确定的蚀刻偏差来计算图案形成装置的图案特征的尺寸的偏移，以便调整器件图案的尺寸，以匹配低于被用于在衬底上产生器件图案的图案形成装置的光学分辨率的特征尺寸。
作为所确定的蚀刻偏差的应用的另一示例，可以在剂量、聚焦等的调整方面对光刻设备进行一个或更多个调整。如将理解的，可以有更多的应用。因此，补偿蚀刻偏差可以导致器件具有更多的一个或更多个均匀的特征大小、一个或更多个均匀的电属性和/或一个或更多个改进的(例如，更接近期望的结果)性能特性。
用于进行蚀刻偏差的预测的公式可以采用各种复杂的形式。在实施例中，蚀刻偏差模型可以包括具有与蚀刻之前器件图案的空间属性相关的项的公式。在实施例中，蚀刻偏差模型可以包括具有与执行蚀刻过程之后器件图案的空间属性相关的项的公式。在实施例中，蚀刻偏差模型可以包括与围绕图案形成装置中的测量位点的图案化材料的区域相关的项的公式。
图5描绘了蚀刻过程期间的器件特征和关联的器件图案元素300的实施例的截面图。等离子体302被设置在衬底304上方，所述衬底304包括衬底材料306，所述衬底材料306被一层图案化材料308覆盖。图案化材料具有通过(例如)抗蚀剂显影形成的开口310。等离子体302移动到开口310中并与衬底材料306和图案化材料308相互作用。开口310通过从表面312去除材料而在第一方向314上向下扩展，并且通过从侧316去除材料而在第二方向318上侧向扩大，并且通过从侧320去除材料而在第三方向322上侧向扩大。第一方向314上的材料去除速率可以超过第二方向318上和第三方向322上的蚀刻速率。开口310可以在蚀刻过程开始时具有第一宽度324，并且在蚀刻过程结束之后具有第二宽度326。开口310上方的等离子体302的体积328可以在其中具有等离子体密度，所述等离子体密度可以被用于模型化蚀刻过程或由蚀刻过程产生的蚀刻偏差。
在蚀刻过程期间施加到图案元素(沟槽)的等离子体表面浓度可以用d表示，并且d的单位诸如摩尔/μm2。出于本文中所描述的蚀刻偏差模型化的实施例的目的，等离子体表面浓度可以近似为常数值，以简化模型化计算。图案元素(诸如开口310)可以具有区域a并且a的单位诸如(μm2)，所述区域a基于图案元素的初始空间属性(诸如初始临界尺寸cd0)，并且所述初始空间属性的单位诸如(μm)。在实施例中，第一宽度324是图案元素的初始空间属性的示例。在初始区域a之上的等离子体的反应性物质的原子或分子的数量q(摩尔)可以被确定为如下形式：
q＝d×a[1]
用于模型化过程的另外的近似法可以包括将沟槽中的反应性物质的数量作为常数处理，诸如当反应性物质处于平衡状态时，其中进入的反应性物质的数量等于离开的反应性物质的数量和通过蚀刻消耗的和/或键合到被蚀刻的表面的反应性物质的数量。换句话说，反应性物质的数量的变化速率被设定为零：
可以提高执行蚀刻偏差模型化的能力的另一近似法可以涉及将沟槽中的反应性物质的效果处理成与在图案元素的一侧上的所有点处的侧向材料去除下类似的效果。因此，对于在区域a周围延伸的图案元素周界l，等离子体物种线性浓度(ct)可以被表示为：
并且侧向蚀刻速率可以被表示为：
其中k是反应常数，n是反应级数，cd是图案元素(在这个示例中为沟槽)的空间属性(例如，尺寸)。在图案元素是凹部的情况下，空间属性可以是横穿沟槽的开口的尺寸。在图案元素不是凹部的情况下，则空间属性可以是横穿(从衬底去除材料时或之后保留的)图案元素材料的尺寸。
对于简单的几何形状，诸如圆形、椭圆形和线性沟槽，等离子体物种线性浓度ct可以按如下形式被定义为cd的函数：
cdt-cd0＝cd0ekt-cd0[5]
蚀刻偏差＝cd0(ekt-1)[6]
其中cd0表示初始空间属性值(例如，初始尺寸)，cdt表示在稍后的蚀刻时间t处的空间属性(因此蚀刻偏差可以是cdt-cd0)，并且k是用于蚀过程的反应常数。
使用方程(诸如方程[6])，可以通过将蚀刻偏差方程拟合至一组测量数据来确定参数kt。特别地，可以通过对基于从如上文描述的衬底上的器件图案中的一组测量位点(例如，不同的评估点116/124)收集的数据针对cd0的各种值确定的一组蚀刻偏差值进行拟合来确定参数kt。因此，当通过拟合进行参数化时，所述蚀刻偏差模型被指定用于特定蚀刻过程(包括其蚀刻时间)，对所述特定蚀刻过程拟合了所述蚀刻偏差模型。
因此，在实施例中，根据方程[6]的模型，可以通过仅输入特定的cd0值来确定使用蚀刻过程蚀刻的器件图案的蚀刻偏差，已经针对所述蚀刻过程对方程[6]的模型进行了参数化。蚀刻偏差模型可以被用于不同的器件图案(使用相同的图案化过程)和/或被用于器件图案的各种不同图案元素的不同部位。
为了适应不容易定义cd0的非简单几何布局(例如，随机布局)，方程[6]可以被重新表示为：
蚀刻偏差＝k1ct0(ekt-1)[7]
其中t是蚀刻时间，k是用于蚀刻过程的反应常数，ct0是初始等离子体物种线性浓度，并且k1是待拟合的校准参数。这是通过识别cd0与图案元素边缘上的初始等离子体物种线性浓度ct0近似地成比例来完成的(注意上面ct实际上是
因此，为了确定ct0以拟合方程[7]且随后确定蚀刻偏差(因为ct0将是模型中有效地代替方程[6]的模型的cd0的变量)，可以定义围绕评估点的范围，该评估点与已经被测量的蚀刻偏差对应(为了模型的参数化)或与期望蚀刻偏差的感兴趣的部位对应(为了使用参数化模型进行蚀刻偏差计算)。所述范围有效地界定了初始等离子体物种线性浓度。
图6描绘了器件的实施例的被模型化的区域400的示意图。被模型化的区域400包括图案元素402(沟槽)，该图案元素具有区域404，区域404位于初始区域周界405内。图案元素402具有评估点410。评估点410与针对模型的参数化确定蚀刻偏差的部位对应和/或与使用参数化模式为其确定蚀刻偏差的部位对应。因此，为了定义初始等离子体物种线性浓度，定义了界限(ambit)406。在实施例中，界限406是半径。在实施例中，相对于评估点410定义了界限406，例如，评估点410位于界限406的中心部分。界限406有助于定义图案元素402的区域或面积和周界或周长的范围(因为评估点410位于图案元素402上)，其将被视为用于计算ct0，ct0实际上是
因此，使用方程(诸如方程[7])，可以通过将所述蚀刻偏差方程拟合至一组测量数据来确定参数kt和k1。特别地，可以通过对为如上文描述的那样计算的各种初始等离子体物种线性浓度ct0确定的且从如上文描述的衬底上的器件图案中的一组测量位点(例如，不同的评估点410)收集的一组蚀刻偏差值进行拟合来确定参数kt和k1。因此，当通过拟合进行参数化时，所述蚀刻偏差模型被指定用于特定蚀刻过程(包括蚀刻时间和界限)，对所述特定蚀刻过程拟合了所述蚀刻偏差模型。界限大小描述了蚀刻邻近效应有多久，因此可以基于衬底数据(例如，可以尝试不同的界限大小以使用确定的更高或最高系数来获得更好的拟合)来决定所述界限大小。
因此，在实施例中，根据方程[7]的模型，可以通过仅输入特定的初始等离子体物种线性浓度ct0(其可以被使用模型的界限大小如所描述的那样计算)来确定使用蚀刻过程蚀刻的器件图案的蚀刻偏差，已经针对所述蚀刻过程对方程[7]的模型进行了参数化。
虽然上文的蚀刻偏差计算已经关注来自等离子体物种本身的蚀刻偏差贡献，但是图案化材料(例如，抗蚀剂或其它掩蔽材料)本身可能影响蚀刻偏差的性质。因此，蚀刻偏差计算可以考虑影响衬底的蚀刻偏差的图案化材料的一种或更多种材料。因此，可以通过将反应常数k和与侧向方向上的蚀刻速率有关的一个或更多个图案化材料特性相关联来考虑图案化材料本身的蚀刻偏差贡献。因此，在实施例中，方程[7]的速率常数k可以用阿仑尼乌斯(arrhenius)方程的修改形式来更换。通过用图案化材料的线性浓度cr代替arrhenius方程的活化能ea并将指数的其它因子组合成项s，arrhenius方程的修改形式可以被表达为：
并且，蚀刻偏差方程[7]之后可以被表达为如下形式：
其中t是蚀刻时间，ct0是初始等离子体物种线性浓度(其可以如上文描述的那样计算)，k1是待拟合的校准参数，a是用于反应的频率因子。
虽然ct0涉及正在被蚀刻的图案元素的曝光后的初始蚀刻区域，但是图案化材料的线性浓度cr涉及与器件图案的特定评估点邻接的图案化材料的周界区域。也就是说，可以指定图案化材料的区域以确定与正在被蚀刻的图案元素的周界上的点对应的图案化材料的线性浓度cr。下面的图展示了为方程[9]中显示的蚀刻偏差公式提供图案化材料的线性浓度的不同示例技术。
图7描绘了器件的实施例的被模型化的区域500的示意图。被模型化的区域500包括图案元素502。在这种情况下，图案元素502是沟槽。在其它实施例中，图案元素502可以是不同类型的特征。被模型化的区域500包括在图案元素502的侧506a和506b内的和位于被模型化的区域502的评估点510周围的界限508的区段508a和508b内的被蚀刻的区域504。界限508可以是如图7中所显示的圆形形状，或者可以是另一个闭合形状，诸如椭圆形、卵形、直线形状、或包围图案元素的一部分和与图案元素502的被蚀刻的区域504邻接的图案化材料的区域的一些其它形状。在图7中，范围508在界限508的中心部分处具有评估点510，并且半径512从评估点510向外延伸以描述界限周界。
图7显示了在界限508内的图案化材料(例如抗蚀剂)区域516，所述范围508可以被图案元素502的侧506b以及范围508的周界节段514a和514b界定。图案化材料区域516可以排除在相邻图案元素524的边界522内的开放区域520，所述开放区域520至少部分地落在范围508的周界内。在一些实施例中，范围508可以包括完全或部分地位于范围508的周界内的多个开放区域(诸如开放区域520)，并且减小图案化材料区域516的大小，所述图案化材料区域516的大小可以被用于为与评估点邻接的图案化材料计算图案化材料线性浓度并因此影响评估点处的蚀刻偏差。
图8描绘了器件的实施例的被模型化的区域600的示意图。被模型化的区域600可以包括具有第一侧壁604的第一图案元素602和具有第二侧壁608的第二图案元素606。评估点610位于第一图案元素602的一端。评估点610位于朝向第二图案元素606延伸的图案化材料的界限614的一侧。界限614从第一图案元素602向外延伸第一距离620，并且垂直于第一距离620延伸第二距离622。在实施例中，第一距离620垂直于侧壁604的侧或切线。界限614可以涵盖图案化材料区域616和交叠区域618。交叠区域618对应于界限614的横跨另一图案元素(诸如图案元素606)的至少一部分延伸的那部分。因此，图案化材料区域616可以被定义为所述界限减去交叠区域618。界限614可以是直线界限，但可以是圆形、卵形、椭圆形、或者涵盖或邻接至少评估点(诸如图案元素602的评估点610)的一些其它闭合形状。在一些实施例中，如果界限614将延伸且不包括交叠区域(诸如交叠区域618)(例如，如果界限614从侧壁604上的适当的不同评估点延伸)，则可以用图案化材料完全填充满所述界限614。
因此，对于区域516或616，可以计算图案化材料线性浓度cr。除了使用图案化材料表面浓度代替等离子体物种表面浓度之外，可以使用与上文描述的ct相似的公式计算图案化材料线性浓度cr。
然后，使用方程[9]，可以通过将所述蚀刻偏差方程拟合至一组测量数据拟来确定参数at和k1。特别地，可以通过对为如上文描述的那样计算的各种初始等离子体物种线性浓度ct0和如上文描述的那样计算的关联的图案化材料线性浓度cr确定的且从如上文描述的衬底上的器件图案中的一组测量位点(例如，不同的评估点410、510、610)收集的一组蚀刻偏差值进行拟合来确定参数at和k1。因此，当通过拟合进行参数化时，所述蚀刻偏差模型被指定用于特定蚀刻过程(包括蚀刻时间和关联的界限)，对所述特定蚀刻过程拟合了所述蚀刻偏差模型。可以基于衬底数据(例如，可以尝试不同的界限大小和/或形状以使用确定的更高或最高系数来获得更好的拟合)来决定这些界限。
因此，在实施例中，根据方程[9]的模型，可以通过仅输入特定的初始离子体物质线性浓度ct0(其可以被使用模型的界限大小如所描述的那样计算)和图案化材料线性浓度cr(其可以使用模型的界限大小来描述)来确定使用蚀刻过程蚀刻的器件图案的蚀刻偏差，已经针对所述蚀刻过程对方程[9]的模型进行了参数化。
在上述公式中，图案化材料层材料属性与反应常数有关。但是，蚀刻偏差可能是与等离子体物种和作为反应物参与的图案化材料一起发生的化学反应。然后，在侧向方向上的蚀刻偏差可以被视为第二级反应，其中侧向蚀刻速率与ct和cr两者都成比例。
其中k是反应常数。
可以近似地认为ct的减小等于cr的增加，或者反之亦然。因此，在时间t处，可以指定ct的减少为x(且cr的增加为x)，则它可以被公式化为：
其中在时间0处ct0为ct，在时间0处cr0为cr。因此，在t＝0处使用x＝0的初始条件，并对上述微分方程进行积分得到：
其中在时间t处ct(t)为ct，在时间t处cr(t)为cr。由于在上述两个方程中，ct和cr被表达为蚀刻时间的函数，因此最终的蚀刻偏差可以被表达为：
其中在蚀刻时间中的n个时间间隔处评估ct和cr，并且tn和cn是蚀刻速率系数。利用测量数据，可以校准蚀刻速率系数cn以及用于评估ct和cr的其它参数以得到蚀刻偏差模型。
因此，提供了基于简化的化学动力学的蚀刻偏差模型，其旨在预测/模拟由于图案邻近效应引起的侧向cd演变。蚀刻偏差被归因于沟槽中的等离子体物种和附近或邻域中的可选地被蚀刻的图案化材料。
模型中的构思是等离子体物种均匀地作用于边缘以引起蚀刻偏差。由于用于激发等离子体的强rf(射频)电磁场的振荡性质，等离子体物种保持平衡状态的假设可能不正确。这种假设的失效可能导致不准确的蚀刻时间估计。但是，由于关注侧向空间属性(例如，cd)变化并且模型中的时间因子是拟合参数，因此这种假设的失效不会显著影响模型的有效性。
关于来自被蚀刻的图案化材料的蚀刻偏差贡献，上文已经讨论了几种方法。图案化材料对蚀刻偏差的贡献可以被视为反应常数中的指数因子，就像控制反应的经典arrhenius方程一样。另外地或可替代地，图案化材料可以被视为在第二级反应方案中的一种反应物。
因此，本文中已经描述了为蚀刻过程模型化蚀刻偏差的物理方法。所述方法能够模拟具有潜在的全芯片应用的各种布局的蚀刻偏差。在实施例中，假设沟槽中的等离子体化学物质被维持在平衡状态并且等离子体物种均匀地作用于边缘以诱发蚀刻偏差。对于复杂的布局，提供了评估等离子体物种边缘负荷的方法。所述评估基于局部相邻沟槽区域和边缘长度。此外，图案化材料对蚀刻偏差的影响可以以几种方式结合在蚀刻偏差模型中。一种方式是将影响视为反应常数的指数因子。另外的方式将在第二级反应方案中的图案化材料视为反应物(与等离子体物种一起)，其中导出作为时间的函数的ct和cr的演变，并且蚀刻偏差是ct和cr对时间的时间积分。一组校准数据被用于使用所述物理方法来校准蚀刻偏差模型。
在实施例中，提供了一种方法，包括：通过硬件计算机，基于蚀刻偏差模型确定待使用图案化过程的蚀刻步骤蚀刻的图案的蚀刻偏差，所述蚀刻偏差模型包括公式，所述公式包括：与图案的空间属性关联的变量或与蚀刻步骤的蚀刻等离子体物种浓度关联的变量；和包括与参数的幂拟合的或基于蚀刻步骤的蚀刻时间的自然指数函数的数学项；和基于所确定的蚀刻偏差调整图案化过程。在实施例中，指数函数的参数被与用于所述蚀刻步骤的所述蚀刻时间和反应常数拟合，或基于用于所述蚀刻步骤的蚀刻时间和反应常数。在实施例中，所述变量包括图案的空间属性，并且图案的空间属性是初始图案元素尺寸。在实施例中，所述变量包括图案的空间属性，并且所述公式包括所述变量乘以所述数学项。在实施例中，所述变量包括图案的空间属性，并且所述公式包括cd0(ekt-1)的形式，其中cd0是所述变量且对应于图案的尺寸，并且kt是针对蚀刻步骤的蚀刻时间t和用于蚀刻步骤的反应常数k进行拟合的参数。在实施例中，所述变量包括蚀刻等离子体物种浓度并且所述公式还包括校准参数。在实施例中，所述变量包括蚀刻等离子体物种浓度并且所述公式包括所述变量乘以所述数学项。在实施例中，所述变量包括蚀刻等离子体物种浓度，其中所述公式包括k1ct0(ekt-1)的形式，其中k1是校准参数，ct0是所述变量且对应于蚀刻等离子体物种浓度，并且kt是针对蚀刻步骤的蚀刻时间t和用于蚀刻步骤的反应常数k进行拟合的参数。在实施例中，所述变量包括蚀刻等离子体物种浓度，并且所述蚀刻等离子体物种浓度被针对在围绕图案上的评估点的被蚀刻的材料界限内的图案的被蚀刻的区域进行限定，其中所述蚀刻等离子体物种浓度与所述被蚀刻的区域成比例。在实施例中，所述被蚀刻的材料界限是以评估点为中心的圆形界限，所述评估点位于所述被蚀刻的区域与所述衬底的图案化材料区域之间的界面处。在实施例中，所述变量包括蚀刻等离子体物种浓度，并且所述公式包含并入在所述指数函数的幂中的arrhenius方程的修改形式。在实施例中，所述变量包括蚀刻等离子体物种浓度，并且所述公式在所述指数函数的幂中并入了图案化材料浓度。在实施例中，所述变量包括蚀刻等离子体物种浓度，并且其中所述公式具有包括
在实施例中，提供了一种方法，包括：通过硬件计算机，基于蚀刻偏差模型确定待使用图案化过程的蚀刻步骤蚀刻的图案的蚀刻偏差，所述蚀刻偏差模型包括蚀刻等离子体物种浓度和图案化材料浓度的函数；和基于所确定的蚀刻偏差调整图案化过程。
在实施例中，所述函数包括蚀刻等离子体物种浓度乘以图案化材料浓度。在实施例中，所述函数包括针对蚀刻时间的某一数量的时间间隔的蚀刻等离子体物种浓度和图案化材料浓度的总和。在实施例中，蚀刻模型包括数学项，所述数学项包括与参数的幂拟合的或基于蚀刻步骤的蚀刻时间的自然指数函数。在实施例中，蚀刻偏差模型具有包括
如本领域技术人员应了解，本技术可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本申请的方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或组合软件与硬件方面的实施例的形式，这些实施例在本文中一般都可以被称作“电路”、“模块”或“系统”。此外，本申请的方面可以采取在任何一个或更多个计算机可读介质中实现的计算机程序产品的形式，所述计算机可读介质具有实现于其上的计算机可用程序代码。
可以利用一个或更多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读储存介质。计算机可读储存介质可以是例如但不限于：电子、磁性、光学、电磁、红外线或半导体系统、设备、器件，或前述各种的任何合适组合。计算机可读介质的更具体示例(非详尽列表)将包括下列存储介质：具有一个或更多个电线的电连接件、便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(cdrom)、光学储存装置、磁性储存装置、或前述的任何合适组合。在本文献的背景下，计算机可读储存介质可以是可以含有或储存用于由指令执行系统、设备或器件使用或结合指令执行系统、设备或器件使用的程序的任何有形介质。
计算机可读信号介质可包括其中实现有计算机可读程序代码的传播数据信号，例如，在基频中或作为载波的部分。这种传播信号可以采取各种形式中的任一种，包括但不限于电磁性、光学或其任何合适组合。计算机可读信号介质可以是非计算机可读储存介质且可通信、传播或输送程序以由指令执行系统、设备或器件使用或结合指令执行系统、设备或器件使用的任何计算机可读介质。
实现于计算机可读介质上的计算机代码可以使用任何适当介质来传输，所述介质包括但不限于无线、有线、光纤缆线、射频rf等或其任何合适组合。
用于进行本申请的方面的操作的计算机程序代码可以以一个或更多个编程语言的任何组合而写入，所述编程语言包括诸如java本、smalltalk面、c++或其类似语言的面向对象的编程语言，和诸如“c”编程语言或类似编程语言的常规程序化编程语言。程序代码可以完全在使用者的计算机上执行、部分在使用者的计算机上执行、作为单独软件包执行、部分在使用者的计算机上且部分在远程计算机上执行、或完全在远程计算机或服务器上执行。在后面的情况下，远程计算机可通过任一类型的网络(包括局域网络(lan)或广域网(wan))连接至使用者的计算机，或可(例如通过使用互联网服务提供商的因特网)连接至外部计算机。
计算机程序指令也可以被加载至计算机、其它可编程数据处理设备或其它装置上，以使在所述计算机、其它可编程设备或其它装置上执行一系列操作步骤以产生计算机实施的过程，使得在所述计算机、其它可编程设备上执行的指令提供用于实施本文指定的一个或更多个功能/动作的过程。
如上文所提到的，应了解，说明性实施例可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例或含有硬件元件和软件元件两者的实施例的形式。在一个示例实施例中，说明性实施例的机构可以以软件或程序代码来实施，所述软件或程序代码包括但不限于固件、常驻软件、微代码等。
适合于储存和/或执行程序代码的数据处理系统将包括通过系统总线直接或间接耦接至存储元件的至少一个处理器。存储元件可以包括在实际执行程序代码期间使用的本地存储器、大容量储存器，和提供至少某一程序代码的暂时储存以便缩减在执行期间必须从大容量储存器检索代码的次数的高速缓存存储器。
输入/输出或i/o装置(包括但不限于键盘、显示器、指向装置等)可以直接地或通过介入其间的i/o控制器耦接至系统。网络适配器也可耦接至系统，以实现数据处理系统变成通过介入其间的专用网络或公用网络耦接至其它数据处理系统或远程打印机或储存装置。调制解调器、电缆调制解调器和以太网卡仅是少数当前可利用类型的网络适配器。
图9显示了可辅助实施本文中所公开的方法和流程中的任一个的计算机系统1700的实施例。计算机系统1700包括用于通信信息的总线1702或其它通信机构，和与总线1702耦接以用于处理信息的处理器1704(或多个处理器1704和1705)。计算机系统1700还包括耦接至总线1702以用于储存待由处理器1704执行的信息和指令的主存储器1706，诸如随机存取存储器ram或其它动态储存装置。主存储器1806还可以用于在待由处理器1704执行的指令的执行期间储存暂时性变量或其它中间信息。计算机系统1700还包括耦接至总线1702以用于储存用于处理器1704的静态信息和指令的只读存储器rom1708或其它静态储存装置。设置诸如磁盘或光盘之类的储存装置1710，且将所述储存装置耦接至总线1702以用于储存信息和指令。
计算机系统1700可以经由总线1702耦接至用于向计算机使用者显示信息的显示器1712，诸如阴极射线管(crt)或平板显示器或触控面板显示器。包括字母数字键和其它键的输入装置1714耦接至总线1702以用于将信息和命令选择通信至处理器1704。另一类型的使用者输入装置是光标控制器1716(诸如鼠标、轨迹球或光标方向键)，用于将方向信息和命令选择通信至处理器1704且用于控制显示器1712上的光标移动。这种输入装置典型地在两个轴(第一轴(例如x)和第二轴(例如y))上具有两个自由度，这允许所述装置指定平面中的位置。触摸面板(屏)显示器也可以用作输入装置。
根据一个实施例，本文描述的过程的部分可以由计算机系统1700响应于处理器1704执行包含在主存储器1706中的一个或更多个指令的一个或更多个序列而被执行。这样的指令可以被从另一计算机可读介质(诸如储存装置1710)读取到主存储器1706中。包含在主存储器1706中的指令的序列的执行使得处理器1704执行本文描述的过程步骤。在多处理布置中的一个或更多个处理器也可以被用于执行包含在主存储器1706中的指令的序列。在可替代的实施例中，硬接线电路可以用于替代软件指令或与软件指令组合。因此，本文中的描述不限于硬件电路和软件的任何特定的组合。
本文中使用的术语“计算机可读介质”是指参与向处理器1704提供指令以供执行的任何介质。这样的介质可以采用很多形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘，诸如储存装置1710。易失性介质包括动态存储器，诸如主存储器1706。传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括包含总线1702的电线。传输介质还可以采用声波或光波的形式，诸如在射频(rf)和红外(ir)数据通信期间产生的声波或光波。常见形式的计算机可读介质包括例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其它磁性介质、cd-rom、dvd、任何其它光学介质、穿孔卡、纸带、具有孔图案的任何其它物理介质、ram、prom和eprom、flash-eprom、任何其它存储器芯片或盒、如下文中所描述的载波、或计算机可以从其进行读取的任何其它介质。
各种形式的计算机可读介质可以涉及将一个或更多个指令的一个或更多个序列传送到处理器1704以供执行。例如，指令最初可以承载在远程计算机的磁盘上。远程计算机可以将指令加载到其动态存储器中，并且使用调制解调器通过电话线发送指令。计算机系统1700本地的调制解调器可以在电话线上接收数据并且使用红外发射器将数据转换成红外信号。耦接到总线1702的红外检测器可以接收红外信号中携带的数据并且将数据放置在总线1702上。总线1702将数据传送到主存储器1706，处理器1704从主存储器106检索并且执行指令。由主存储器1706接收的指令可以可选地在由处理器1704执行之前或之后储存在储存装置1710上。
计算机系统1700还可以包括耦接到总线1702的通信接口1718。通信接口1718提供耦接到网络链路1720的双向数据通信，所述网络链路连接到本地网络1722。例如，通信接口1718可以是用于提供与相应类型的电话线的数据通信连接的综合业务数字网(isdn)卡或调制解调器。作为另一示例，通信接口1718可以是用于提供与兼容lan的数据通信连接的局域网(lan)卡。还可以实施无线链路。在任何这样的实施方式中，通信接口1718发送和接收携带表示各种类型的信息的数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。
网络链路1720典型地通过一个或更多个网络提供到其它数据装置的数据通信。例如，网络链路1720可以通过本地网络1722提供到主计算机1724或到由因特网服务提供商(isp)1726操作的数据设备的连接。isp1726又通过现在通常称为“因特网”1728的全局分组数据通信网络提供数据通信服务。本地网络1722和因特网1728两者都使用携带数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。通过各种网络的信号和在网络链路1720上并且通过通信接口1718的信号(其将数字数据传送到计算机系统1700和从计算机系统1700传送数字数据)是输送信息的载波的示例性形式。
计算机系统1700可以通过网络、网络链路1720和通信接口1718发送消息和接收数据，包括程序代码。在因特网示例中，服务器1730可以通过因特网1728、isp1726、本地网络1722和通信接口1718传输用于应用程序的所请求的代码。例如，一个这样的下载的应用可以提供本文中描述的方法或其部分。所接收的代码可以在被接收时由处理器1704执行，和/或储存在储存装置1710或其它非易失性储存器中以供稍后执行。以这种方式，计算机系统1700可以获取呈载波的形式的应用代码。
这些实施例还可以使用以下方面进行描述：
1.一种方法，包括：
通过硬件计算机，基于蚀刻偏差模型确定待使用图案化过程的蚀刻步骤蚀刻的图案的蚀刻偏差，所述蚀刻偏差模型包括公式，所述公式包括：与所述图案的空间属性关联的变量或与所述蚀刻步骤的蚀刻等离子体物种浓度关联的变量，和包括与参数的幂拟合的或基于所述蚀刻步骤的蚀刻时间的自然指数函数的数学项；和
基于所确定的蚀刻偏差调整所述图案化过程。
2.根据方面1所述的方法，其中，所述指数函数的参数被与用于所述蚀刻步骤的所述蚀刻时间和反应常数拟合，或基于用于所述蚀刻步骤的所述蚀刻时间和反应常数。
3.根据方面1或方面2所述的方法，其中，所述变量包括所述图案的空间属性，并且所述图案的空间属性是初始图案元素尺寸。
4.根据方面1-3中任一方面所述的方法，其中，所述变量包括所述图案的空间属性，并且所述公式包括所述变量乘以所述数学项。
5.根据方面1-4中任一方面所述的方法，其中，所述变量包括所述图案的空间属性，并且所述公式包括cd0(ekt-1)的形式，其中cd0是所述变量且对应于所述图案的尺寸，并且kt是针对所述蚀刻步骤的蚀刻时间t和用于所述蚀刻步骤的反应常数k进行拟合的参数。
6.根据方面1-5中任一方面所述的方法，其中，所述变量包括所述蚀刻等离子体物种浓度并且所述公式还包括校准参数。
7.根据方面1-6中任一方面所述的方法，其中，所述变量包括所述蚀刻等离子体物种浓度，并且所述公式包括所述变量乘以所述数学项。
8.根据方面1-7中任一方面所述的方法，其中，所述变量包括所述蚀刻等离子体物种浓度，其中所述公式包括k1ct0(ekt-1)的形式，其中k1是校准参数，ct0是所述变量且对应于所述蚀刻等离子体物种浓度，并且kt是针对所述蚀刻步骤的蚀刻时间t和用于所述蚀刻步骤的反应常数k进行拟合的参数。
9.根据方面1-8中任一方面所述的方法，其中，所述变量包括所述蚀刻等离子体物种浓度，并且所述蚀刻等离子体物种浓度被针对在围绕所述图案上的评估点的被蚀刻的材料界限内的所述图案的被蚀刻的区域进行限定，其中所述蚀刻等离子体物种浓度与所述被蚀刻的区域成比例。
10.根据方面9所述的方法，其中，所述被蚀刻的材料界限是以所述评估点为中心的圆形界限，所述评估点位于所述被蚀刻的区域与所述衬底的图案化材料区域之间的界面处。
11.根据方面1-10中任一方面所述的方法，其中，所述变量包括蚀刻等离子体物种浓度，并且所述公式包含并入在所述指数函数的幂中的阿仑尼乌斯方程的修改形式。
12.根据方面1-11中任一方面所述的方法，其中，所述变量包括所述蚀刻等离子体物种浓度，并且所述公式将图案化材料浓度并入在所述指数函数的幂中。
13.根据方面1-12中任一方面所述的方法，其中，所述变量包括所述蚀刻等离子体物种浓度，并且其中所述公式具有包括
14.根据方面12或方面13所述的方法，其中，所述图案化材料浓度被针对与所述图案上的评估点相邻的所述图案的图案化材料区域进行限定。
15.根据方面14所述的方法，其中，所述图案化材料界限是由直线围成的，并且所述图案化材料界限邻接或覆盖所述评估点，或者所述图案化材料界限是圆形的且围绕所述评估点。
16.根据方面12-15中任一方面所述的方法，其中，所述蚀刻等离子体物种浓度被针对在围绕所述图案上的评估点的被蚀刻的材料界限内的所述图案的被蚀刻的区域进行限定，其中所述蚀刻等离子体物种浓度与所述被蚀刻的区域成比例。
17.根据方面1-16中任一方面所述的方法，还包括：
在图案中的多个位点中的每个位点处收集所述图案的空间属性的值；和
通过硬件计算装置并使用所述空间属性的值拟合所述公式以产生所述参数。
18.根据方面1-17中任一方面所述的方法，其中，调整所述图案化过程包括根据计算出的蚀刻偏差调整所述图案形成装置的区的边界。
19.根据方面18所述的方法，其中，所述图案形成装置的所述区修改了撞击所述图案形成装置的辐射。
20.根据方面1-19中任一方面所述的方法，其中，所述图案是器件图案。
21.一种方法，包括：
通过硬件计算机，基于蚀刻偏差模型确定待使用图案化过程的蚀刻步骤蚀刻的图案的蚀刻偏差，所述蚀刻偏差模型包括蚀刻等离子体物种浓度和图案化材料浓度的函数；和
基于所确定的蚀刻偏差调整所述图案化过程。
22.根据方面21所述的方法，其中，所述函数包括所述蚀刻等离子体物种浓度乘以所述图案化材料浓度。
23.根据方面21或方面22所述的方法，其中，所述函数包括针对蚀刻时间的某一数量的时间间隔的所述蚀刻等离子体物种浓度和所述图案化材料浓度的总和。
24.根据方面21-23中任一方面所述的方法，其中，所述蚀刻模型包括数学项，所述数学项包括参数的幂被拟合至的或基于所述蚀刻步骤的蚀刻时间的自然指数函数。
25.根据方面21-24中任一方面所述的方法，其中，所述蚀刻偏差模型具有包括
26.一种计算机程序产品，包括在其上记录指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由计算机执行时实施方面1-25中任一方面所述的方法。
尽管本文已经具体参考了ic的制造，但是应明确理解，本文中的描述具有许多其它可能的应用。例如，它可用于集成光学系统的制造、磁畴存储器的导引和检测图案、液晶显示面板、薄膜磁头等。本领域技术人员将理解，在这种替代应用的背景下，本文中任何使用的术语“掩模版”、“晶片”或“管芯”可以被认为分别与更上位的术语“图案形成装置”、“衬底”和“目标部分”互换。
在本文中，术语“辐射”和“束”被用于涵盖全部类型的电磁辐射，包括紫外辐射(例如具有365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和极紫外辐射(euv，例如具有在约5-100nm的范围内的波长)。
虽然本文公开的构思可以用于在衬底(诸如硅晶片)上成像的系统和方法，但是应当理解，所公开的构思可以与任何类型的光刻系统一起使用，例如用于在除了硅晶片之外的衬底上成像的光刻系统。
在框图中，虽然所图示的部件被描绘为离散功能框，但实施例不限于本文中所描述的功能性如图所示地那样组织的系统。由部件中的每个提供的功能可以由软件或硬件模块提供，所述模块以与当前所描绘的方式不同的方式组织，例如可以掺和、结合、复写、解散、分配(例如，在数据中心内或者按地区)，或者以不同方式组织所述软件或硬件。本文中描述的功能可以由执行储存于有形的非暂时性机器可读介质上的程序代码的一台或更多台计算机的一个或更多个处理器提供。在一些情况下，第三方内容分发网络可以是在网络上传送的一些或全部信息的主机，在这种情况下，在一定程度上信息(例如，内容)被认为被供给或以其它方式提供，所述信息可以通过发送指令从内容分发网络获取所述信息而被提供。
除非另有特定陈述，否则根据本论述所明白的是，应理解，在整个说明书中，利用诸如“处理”、“(用计算机)计算”、“计算”、“确定”等术语的讨论是指特定设备(诸如专用目的计算机或类似的专用目的电子处理/计算装置)的动作或过程。
读者应理解，本申请描述了几个发明。不是将这些发明分开到多个独立的专利申请中，而是申请人已将这些发明分组到单个文献中，这是由于其相关的主题可以在应用过程中将它们自身适用于经济。然而，不应合并这些发明的不同优点和方面。在一些情况下，虽然实施例解决本文中所提到的所有不足，但应理解的是，所述发明是独立地有用的，并且一些实施例仅解决这些问题的子集或提供其它未提及的益处，这些益处对于查阅本公开的技术人员而言是清楚的。由于成本制约，当前可能不主张本文中披露的一些发明，并且可以在稍后的申请中(诸如接续本申请或者通过修改本申请的权利要求书)主张这些发明。类似地，由于空间制约，本文献的发明中的“摘要”和“发明内容”部分都不应视为包含所有这些发明的全面列举或这些发明的所有方面。
应理解的是，说明书和附图不旨在将本发明限制为所公开的特定形式，而是相反，本发明覆盖落入由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代方案。
鉴于本说明书，本领域技术人员将明白本发明的各个方面的修改和替代实施例。因此，本说明书和附图仅被解释为说明性的，并且是为了向本领域技术人员教导实施本发明的一般方式的目的。应理解的是，本文中显示和描述的本发明的形式将被视为实施例的示例。元件和材料可以被用于替代本文所图示和所述的那些元件和材料，部件和过程可以被颠倒或省略，并且本发明的某些特征可以独立使用，实施例或实施例的特征可以被组合，所有这些对于本领域技术人员来说在受益于本发明的说明书之后将是清楚的。在不背离由所附权利要求所述的本发明的精神和范围的情况下，可以对本文所述的元件作出改变。本文使用的标题仅用于组织目的，并不意味着用于限制说明书的范围。
如整个本申请中所使用的，词语“可以或可能”以可许可的含义(即，意味着有潜在可能)而不是强制性含义(即，意味着必须)来使用。词语“包括(“include”、“including”和“includes”)”等意味着包括但不限于。如整个本申请中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数的表示，除非另外地有内容明确地说明。因此，例如，对“元件(anelement和aelement)”的提及包括两个或更多个元件的组合，尽管对于一个或更多个元件诸如“一个或更多个”使用了其它的术语和短语。除非另外说明，否则术语“或”是非排他性的，即包含“和”和“或”。描述条件关系的术语，例如“响应于x，y”、“在x时，y”、“如果x，则y”、“当x时，y”等，包括因果关系，其中前提为必要的因果条件，前提为充分的因果条件，或前提是结果的促成因果条件，例如，“表述在条件y获得时状态x发生”对于“仅在y时x发生”和“在y和z时x发生”是上位的。这样的条件关系并不限于立即在前提获得之后的结果，因为一些结果可能被延迟，并且在条件陈述中，前提与它们的结果相关联，例如前提与结果发生的可能性相关。其中多个属性或功能被映射到多个物体(例如，执行步骤a、b、c和d的一个或更多个处理器)的表述包含所有这些属性或功能被映射到所有这些物体和属性或功能的子集被映射到所述属性或功能的子集(例如，所有处理器每个执行步骤a-d，及其中处理器1执行步骤a、处理器2执行步骤b和步骤c的一部分、并且处理器3执行步骤c的一部分和步骤d的情况)，除非另外说明。此外，除非另外说明，否则一个值或动作“基于”另一条件或值的陈述涵盖其中所述条件或值是唯一因素的实例以及其中所述条件或值是多个因素中的一个因素的实例两者。除非另外说明，否则某些集合的“每个”实例具有某一属性的陈述不应被读出排除较大集合中的一些其它相同或类似部件不具有所述属性的情况，即，每个并不一定意味着每个或任一个。
在某些美国专利、美国专利申请或其它材料(例如文章)已径通过引用并入的程度上，这些美国专利、美国专利申请和其它材料的文字仅在这种材料与本文中所阐述的陈述和图之间不存在冲突的程度上并入。在存在这种冲突的情况下，在这种通过引用并入的美国专利、美国专利申请和其它材料中的任何这种冲突的文本并不特定地以引用的方式并入本文中。
已出于图示和描述的目的呈现本申请的描述，且所述描述并不旨在是详尽的或将本发明限于所公开的形式。对于本领域技术人员而言，许多修改和变化将是清楚的。因此，本领域的技术人员将明白，在不背离下面阐述的权利要求书的范围的情况下，可以根据所描述的内容进行修改。
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