用于控制蚀刻工艺的系统及方法与流程

文档序号:14185930阅读:198来源:国知局
相关申请案的交叉参考本申请案要求发明人弗朗茨·扎克(franzzach)在2015年9月18日申请的标题为“用于在产品约束内优化蚀刻工艺的方法(methodforoptimizinganetchprocesswithinproductcontstraints)”的第62/220,890号美国临时申请案的权益,所述申请案以引用方式全部并入本文中。本发明大体上涉及工艺控制,且更特定地说涉及控制蚀刻工艺。
背景技术
:半导体装置制造通常包含用以选择性移除样本的部分的一或多个蚀刻工艺或蚀刻步骤。蚀刻工艺可通过各种蚀刻特性特性化,例如但不限于制成特征的临界尺寸、制成特征的侧壁角、蚀刻速率或类似者。在一些应用中,使特定蚀刻特性优先于其它蚀刻特性可为有利的。以此方式,控制系统可寻求调整蚀刻工艺以使优先蚀刻特性尽可能接近目标度量。然而,这样做,典型控制系统可致使其它蚀刻特性落于期望容限外。因此,将期望提供一种用于解决例如上文识别的缺陷的系统及方法。技术实现要素:根据本发明的一或多个说明性实施例揭示一种用于控制蚀刻工艺的系统。在一个说明性实施例中,系统包含可经由一组控制参数控制的蚀刻工具。在另一说明性实施例中,蚀刻工具可执行多个蚀刻配方,其中蚀刻配方包含所述组控制参数的值。在另一说明性实施例中,系统包含计量工具。在另一说明性实施例中,系统包含以通信方式耦合到蚀刻工具及计量工具的控制器。在另一说明性实施例中,控制器包含用以执行一或多个指令的一或多个处理器。在另一说明性实施例中,一或多个指令致使一或多个处理器引导蚀刻工具对多个计量目标执行多个蚀刻配方。在另一说明性实施例中,一或多个指令致使一或多个处理器引导计量工具产生指示关于多个计量目标的两个或两个以上蚀刻特性的计量数据。在另一说明性实施例中,一或多个指令致使一或多个处理器基于计量数据确定两个或两个以上蚀刻特性与所述组控制参数之间的一或多个关系。在另一说明性实施例中,一或多个指令致使一或多个处理器基于所述一或多个关系产生用以约束所述两个或两个以上蚀刻特性中的一者且将所述两个或两个以上蚀刻特性中的其余者维持于经定义界限内的特定蚀刻配方。根据本发明的一或多个说明性实施例揭示一种用于控制蚀刻工艺的系统。在一个说明性实施例中,系统包含可经由一组控制参数控制的蚀刻工具。在另一说明性实施例中,蚀刻工具可执行多个蚀刻配方,其中蚀刻配方包含所述组控制参数的值。在另一说明性实施例中,系统包含计量工具。在另一说明性实施例中,系统包含以通信方式耦合到蚀刻工具及计量工具的控制器。在另一说明性实施例中,控制器包含用以执行一或多个指令的一或多个处理器。在另一说明性实施例中,一或多个指令致使一或多个处理器引导蚀刻工具对多个计量目标执行多个蚀刻配方。在另一说明性实施例中,一或多个指令致使一或多个处理器引导计量工具产生指示关于多个计量目标的两个或两个以上蚀刻特性的计量数据。在另一说明性实施例中,一或多个指令致使一或多个处理器确定所述组控制参数与所述两个或两个以上蚀刻特性之间的一或多个关系。在另一说明性实施例中,一或多个指令致使一或多个处理器产生蚀刻工艺的经验工艺模型,其中所述经验工艺模型基于计量数据而使所述组控制参数与所述两个或两个以上蚀刻特性相关。在另一说明性实施例中,一或多个指令致使一或多个处理器基于经验工艺模型产生用以优化所述两个或两个以上蚀刻特性中的一者且将所述两个或两个以上蚀刻特性中的其余者维持于经定义界限内的特定蚀刻配方。根据本发明的一或多个说明性实施例揭示一种用于控制蚀刻工艺的方法。在一个说明性实施例中,方法包含引导蚀刻工具对多个计量目标执行多个蚀刻配方。在另一说明性实施例中,蚀刻工具可经由一组控制参数控制。在另一说明性实施例中,蚀刻工具可执行多个蚀刻配方,其中蚀刻配方包含所述组控制参数的值。在另一说明性实施例中,方法包含引导计量工具产生指示关于多个计量目标的两个或两个以上蚀刻特性的计量数据。在另一说明性实施例中,方法包含基于计量数据确定所述两个或两个以上蚀刻特性与所述组控制参数之间的一或多个关系。在另一说明性实施例中,方法包含基于所述一或多个关系产生用以约束所述两个或两个以上蚀刻特性中的一者且将所述两个或两个以上蚀刻特性中的其余者维持于经定义界限内的特定蚀刻配方。应理解,上文概述及下文详细描述两者均仅为示范性且说明性且并不一定限制如所主张的本发明。并入本说明书中且构成本说明书的部分的附图说明本发明的实施例且连同概述一起用以说明本发明的原理。附图说明所属领域技术人员参考附图可更好地理解本发明的许多优点,其中:图1是根据本发明的一或多个实施例的用于控制蚀刻工艺的系统的概念图。图2是说明根据本发明的一或多个实施例的控制参数与蚀刻工艺的蚀刻特性之间的关系的概念图。图3是说明根据本发明的一或多个实施例的在基于一或多个蚀刻特性的优化而优化蚀刻工艺的方法中所执行的步骤的流程图。图4是根据本发明的一或多个实施例的包含一组计量目标的测试样本的概念图。图5是根据本发明的一或多个实施例的经设计以提供指示经蚀刻结构的纵横比的变动的数据的计量目标图案的俯视图。图6是根据本发明的一或多个实施例的经设计以提供指示图案负载效应的数据的计量目标图案的俯视图。图7a是根据本发明的一或多个实施例的经设计以提供指示通孔的侧壁角的数据的计量目标图案的俯视图。图7b是根据本发明的一或多个实施例的与图7a的计量目标图案相关联的通孔的蚀刻轮廓的轮廓视图。图8a是根据本发明的一或多个实施例的经设计以提供指示蚀刻选择性的数据的计量目标图案的俯视图。图8b是根据本发明的一或多个实施例的与图8a的计量目标图案相关联的蚀刻轮廓的轮廓视图。图9a是根据本发明的一或多个实施例的经设计以提供指示表面构形效应的数据的计量目标图案的俯视图。图9b是根据本发明的一或多个实施例的与图9a的计量目标图案相关联的蚀刻轮廓的轮廓。图10是根据本发明的一或多个实施例的与蚀刻工艺相关联的跨样本的临界尺寸的分布的图表。图11a是说明根据本发明的一或多个实施例的仅基于约束临界尺寸均匀度的样本的临界尺寸均匀度的图表。图11b是根据本发明的一或多个实施例的仅基于约束临界尺寸均匀度的跨样本的侧壁角的分布的图表。图12a是根据本发明的一或多个实施例的基于约束临界尺寸均匀度且将侧壁角维持于经定义界限内的样本的临界尺寸均匀度的图表1202。图12b是根据本发明的一或多个实施例的基于约束临界尺寸均匀度且将侧壁角维持于经定义界限内的跨样本的侧壁角的分布的图表。具体实施方式现将详细参考所揭示的标的物,所述标的物在附图中进行说明。已关于特定实施例及其的特定特征具体地展示并描述本发明。本文中陈述的实施例被视为说明性的而非限制性的。所属领域的一般技术者应易于明白,可在不背离本发明的精神及范围的情况下进行形式及细节的各种改变及修改。大体参考图1到12b,根据本发明的一或多个实施例描述用于控制蚀刻工艺的系统100及方法300。半导体装置制造通常包含用以选择性移除样本的部分的一或多个蚀刻工艺或蚀刻步骤。蚀刻工艺通常可遵循(但不要求遵循)光刻步骤,在所述光刻步骤中,在样本上产生图案掩模以界定待蚀刻的图案。在这方面,图案掩模可具有不同于样本的物理性质的一或多个物理性质,使得图案掩模及样本按不同速率蚀刻。例如,图案掩模可高度耐受蚀刻工艺,使得样本的未暴露部分可通过蚀刻工艺移除且样本的被图案掩模覆盖的部分可大体上不受影响。通过另一实例,图案掩模可比周围材料更不耐受蚀刻工艺,使得可通过蚀刻步骤移除图案掩模。此外,样本上的预存特征(例如,材料层、物理结构或类似者)可进一步影响移除样本的暴露部分的速率。多个控制参数(即,蚀刻致动器)可用于指定蚀刻工艺的物理条件。以此方式,控制参数的修改可影响所得蚀刻轮廓的物理性质(即,蚀刻特性),例如但不限于样本上所得结构的物理特性(例如,与经移除材料相关联的特征的临界尺寸、经蚀刻材料与未经蚀刻材料之间的侧壁角或类似者)、这些物理特性跨样本的均匀度或蚀刻选择性特性。情况可能是,将蚀刻工艺控制于指定容限内要求考虑控制参数与蚀刻特性之间的相互作用。例如,修改单个控制参数(例如,样本温度)可影响多个蚀刻特性(例如,侧壁角、蚀刻选择性或类似者)。因此,操纵控制参数以控制第一蚀刻特性继而可影响额外蚀刻特性。关于特定蚀刻工艺的设计约束可要求关于一或多个蚀刻特性(例如,主要蚀刻特性)的容限比其它蚀刻特性(例如,次要蚀刻特性)更严格。在这方面,一种用于控制蚀刻工艺的系统可寻求严格地约束或优化这些主要蚀刻特性以使其落于经调节界限内。应注意,在本发明内使用术语“优化(optimization、optimize)”、“最大化”、“最小化”及类似者来表示对蚀刻工艺的控制参数进行操纵以驱使蚀刻特性处在或靠近设计容限内的目标值。此外,优化无需要求实现单个“最佳”值。而是,优化可提供表示特定约束内的性能的相对值。另外,优化可包含使特定蚀刻特性优先于其它蚀刻特性,使得可将优先化特性驱动成比未优先化特性更靠近目标值。然而,情况还可能是,设计要求包含对一或多个次要蚀刻特性的约束(例如,界限)。在这方面,主要蚀刻特性可经优化(例如,经引导朝向目标值)使得次要蚀刻特性保持于经确定界限内。应注意,在不约束次要蚀刻特性的情况下,控制系统可将主要蚀刻特性优化到损及次要蚀刻特性,使得所得半导体装置可能失效。本发明的实施例涉及用于控制蚀刻工艺的一或多个主要蚀刻特性,同时将一或多个次要蚀刻特性维持于经定义界限内的系统及方法。如本发明全文所使用,术语“样本”通常是指由半导体或非半导体材料形成的衬底(例如,晶片或类似者)。例如,半导体或非半导体材料可包含但不限于:单晶硅、砷化镓及磷化铟。样本可包含一或多个层。例如,此类层可包含但不限于:抗蚀剂、电介质材料、导电材料及半导电材料。所属领域中已知许多不同类型的此类层,且如本文中所使用的术语样本希望涵盖其上可形成有全部类型的此类层的样本。形成于样本上的一或多层可经图案化或未经图案化。例如,样本可包含多个裸片,每一裸片具有可重复图案化特征。此类材料层的形成及处理可最终产生成品装置。许多不同类型的装置可形成于样本上,且如本文中所使用的术语样本希望涵盖上面制造所属领域中已知的任何类型的装置的样本。此外,为了本发明的目的,应将术语样本及晶片解释为可互换。另外,为了本发明的目的,应将术语图案化装置、掩模及主光罩解释为可互换。图1是根据本发明的一或多个实施例的用于控制蚀刻工艺的系统100的概念图。在一个实施例中,系统100包含蚀刻工具102。蚀刻工具102可包含用以执行蚀刻工艺的一或多个组件。本文中应认识到,蚀刻工具102可包含所属领域中已知的任何蚀刻工具。例如,蚀刻工具102可包含但不限于用以执行等离子体蚀刻的组件。在这方面,蚀刻工具102可包含用以从气体物种(例如,由气体源提供)产生等离子体,使得所述等离子体起始一或多个化学反应以移除样本的部分的组件。在一个实例中,等离子体可经由射频(rf)电磁场产生以将气体源的物种激发为等离子体状态。此外,经激发气体物种可包含带电粒子(例如,离子)或中性粒子。在一般意义上,蚀刻工具102可包含用以执行任何类型的蚀刻工艺(例如但不限于干式蚀刻工艺或湿式蚀刻工艺)的组件。在一些实施例中,蚀刻工具102可同时或按顺序执行多种类型的蚀刻工艺。在一个实施例中,蚀刻工具102可受一或多个控制参数(例如,蚀刻致动器)控制。在这方面,操纵控制参数可修改蚀刻工艺,及继而修改样本的蚀刻特性。在另一实施例中,系统100包含用以特性化样本的一或多个方面的计量工具104。例如,计量工具104可在蚀刻工具102执行蚀刻工艺之后特性化样本。在这方面,计量工具104可监测与蚀刻工艺相关联的一或多个蚀刻特性。此外,计量工具104可在蚀刻工艺之前、之后或在蚀刻工艺期间任何数目的中间时间特性化样本。计量工具104可包含所属领域中已知的任何类型的计量工具。例如,计量工具104可使用所属领域中已知的任何方法来测量任何计量度量(例如,重叠误差、临界尺寸、侧壁角或类似者)。在一个实施例中,计量工具104包含基于图像的计量工具,所述计量工具用以基于产生的样本的一或多个图像而测量计量数据。在另一实施例中,计量工具104包含基于散射测量的计量系统,所述计量系统用以基于来自样本的光的散射(例如,反射、绕射、漫散射或类似者)而测量计量数据。在另一实施例中,系统100包含控制器106。在一个实施例中,控制器106以通信方式耦合到蚀刻工具102及/或计量工具104。控制器106可依任何适合方式(例如,通过由图1中所示的线指示的一或多个传输媒体)耦合到蚀刻工具102及/或计量工具104。在这方面,控制器106可操纵蚀刻工具102的控制参数以提供对蚀刻工艺的控制。此外,控制器106可从计量工具104接收指示蚀刻特性的数据。因此,控制器106可利用来自计量工具104的反馈来操纵蚀刻工具102的控制参数且因此控制蚀刻工艺。在一个实施例中,控制器106可包含一或多个处理器108。在另一实施例中,一或多个处理器108经配置以执行维持于存储器媒体110或存储器中的一组程序指令。图1中所说明的系统100的实施例可如本文所描述而进一步配置。另外,系统100可经配置以执行本文所描述的方法实施例中的任意者的任意其它步骤。本文中应认识到,蚀刻工艺的质量可由一组蚀刻特性定义,所述组蚀刻特性可由计量工具104直接或间接测量。在这方面,蚀刻特性可与一或多个计量度量相关联。此外,多个控制参数(例如,蚀刻致动器)可用于控制特定蚀刻工艺的蚀刻特性。控制参数可与影响蚀刻工艺的蚀刻工具102的组件的设置相关联。图2是说明根据本发明的一或多个实施例的控制参数与蚀刻工艺的蚀刻特性之间的关系的概念图。在一个实施例中,蚀刻工艺的质量由蚀刻特性202到214界定。例如,蚀刻特性可包含跨样本临界尺寸均匀度202。在这方面,蚀刻工艺可通过跨样本的临界尺寸的均匀度特性化。临界尺寸可为与通过在蚀刻工艺中移除材料而产生的特征相关联的任何尺寸,例如但不限于指定深度下经移除材料的沟槽的宽度。通过另一实例,蚀刻特性可包含蚀刻选择性204及/或样本蚀刻速率206。样本蚀刻速率206可包含在特定蚀刻条件下将材料从样本移除的速率。蚀刻选择性204可包含样本蚀刻速率206与图案掩模的蚀刻速率之间的差。此外,可(但不要求)将蚀刻选择性204表达为样本蚀刻速率206与光罩的蚀刻速率的比率。通过另一实例,蚀刻特性可包含通过在蚀刻工艺中移除材料而产生的特征的纵横比208及/或侧壁角210。应注意,经由蚀刻移除材料是复杂的工艺,所述工艺涉及经暴露材料的表面处的化学反应及从表面扩散经移除材料以显露新表面层。因此,经移除材料的沟槽的形状可依据蚀刻工艺而不同。侧壁角210可定义经移除材料与未经蚀刻材料之间的壁的角度。在一些情况中,侧壁角可为垂直的(例如,90°),使得在总蚀刻深度内,位于图案掩模下方的样本的材料保持未经蚀刻。在这方面,光致抗蚀剂的负图案(例如,对应于样本的暴露区段)可均匀地蚀刻到样本中。然而,在一些情况中,侧壁角可大于90°。例如,此可发生于其中材料移除速率随深度减小,使得沟槽的宽度随深度增加而变窄的情况中。在其它情况中,侧壁角可小于90°,指示移除图案掩模下方的材料。另外,纵横比208可定义特征(例如,经移除材料的沟槽、未经蚀刻材料的杆或类似者)的表面尺寸的长宽比。通过另一实例,蚀刻特性可包含图案负载效应212及/或纵横比相依蚀刻速率214或arde。例如,归因于表面上的蚀刻剂材料的可用性、来自沟槽的材料的运输速率或类似者的差异,蚀刻速率可基于图案的一或多个方面(例如,如由图案掩模定义)而变动,例如但不限于结构的纵横比及图案特征的密度。本文中应注意,蚀刻特性202到214仅为说明性目的而提供且不应被解释为限制本发明。例如,蚀刻工艺可由可由计量工具104直接或间接测量的任何数目个蚀刻特性定义。在另一实施例中,蚀刻特性202到214可为相互关联的,如图2中的连接线所描绘。例如,与蚀刻相关联的物理工艺(例如,蚀刻剂物种的可用性、可用于蚀刻的样本的表面积、经蚀刻材料远离表面的运输或类似者)可同时影响多个蚀刻特性。通过说明,待蚀刻的图案的纵横比可影响所得结构的纵横比208、所得结构的侧壁角210及与蚀刻工艺相关联的纵横比相依蚀刻速率214。另外,蚀刻工艺的控制参数216可同时影响任何数目个蚀刻特性。情况可能是,设计及/或性能要求指定约束一或多个蚀刻特性(例如,主要蚀刻特性)。例如,一或多个主要蚀刻特性可同时影响所得特征的质量、执行后续图案化步骤的能力或经制造半导体装置的最终性能。在一个实例中,如图2中说明,临界尺寸均匀度202可为优化的目标(例如,主要蚀刻特性)。在这方面,控制器106可操纵蚀刻工艺的控制参数216以减少跨样本的临界尺寸的方差。如上文提及,控制器106可产生一组控制参数,所述组控制参数提供位于指定容限范围内的临界尺寸均匀度202。然而,情况还可能是,设计要求包含对一或多个次要蚀刻特性的约束(例如,界限)。在这方面,可基于次要蚀刻特性的限制将主要蚀刻特性优化到可能的程度(例如,经由经约束优化或类似者)。在一些情况中,在不约束次要蚀刻特性的情况下,系统可将主要蚀刻特性优化到损及其它蚀刻特性,使得所得装置可能失效。本文中应注意,可根据所属领域中已知的任何方法实行主要蚀刻特性与次要蚀刻特性的分类。在一个实施例中,主要蚀刻特性(例如,所述主要蚀刻特性待优化)及/或次要蚀刻特性由用户确定(例如,经由用户输入装置或类似者)。在另一实施例中,主要蚀刻特性及/或次要蚀刻特性的分类可由控制器106确定(例如,基于来自计量工具104、外部系统或类似者的反馈)。应注意,归因于控制参数与蚀刻特性之间的关系,将次要蚀刻特性维持于经定义界限内可修改主要蚀刻特性的最佳值。继续上述实例,设计说明书可指定,一种用于蚀刻工艺的控制系统优化临界尺寸均匀度202,同时将侧壁角210维持于特定容限范围内。在这方面,控制系统可操纵蚀刻工艺的控制参数以将临界尺寸均匀度202最大化到可能的程度,同时将侧壁角210维持于经定义界限内。应注意,将次要蚀刻特性(例如,侧壁角210)维持于容限范围内的要求可导致主要蚀刻特性(例如,临界尺寸均匀度202)的变动可比无此要求的可能情况更多。然而,通过约束次要蚀刻特性,可改进蚀刻工艺的总性能及因此改进所得半导体装置。在一般意义上,任何数目个蚀刻特性可为次要蚀刻特性,使得任何数目个蚀刻特性可在蚀刻工艺期间用经定义界限维持。图3是说明根据本发明的一或多个实施例的在基于一或多个蚀刻特性(例如,一或多个主要蚀刻特性)的优化而优化蚀刻工艺的方法300中所执行的步骤的流程图。本文中应注意,方法300的步骤可完全或部分由系统100实施。然而,应进一步认识到,方法300不限于系统100,这是因为额外或替代系统级实施例可实行方法300的步骤的全部或部分。在一个实施例中,方法300包含引导蚀刻工具102对多个计量目标执行多个蚀刻配方的步骤302。特定蚀刻配方可包含用于实行蚀刻工艺的特定迭代的蚀刻工具102的控制参数的一组特定值。在另一实施例中,根据本发明的一或多个实施例,方法300包含引导计量工具104产生指示关于多个计量目标的两个或两个以上蚀刻特性(例如,主要蚀刻特性及次要蚀刻特性)的计量数据的步骤304。如先前提及,蚀刻工艺的蚀刻特性(例如,蚀刻特性202到214)可取决于控制参数的特定值(例如,蚀刻配方)。此外,由特定蚀刻配方产生的条件可影响一个以上蚀刻特性。在一个实施例中,步骤302包含产生一组计量目标,其中与每一计量目标相关联的计量数据指示一或多个蚀刻特性。在这方面,蚀刻配方对每一蚀刻特性(例如,主要蚀刻特性及次要蚀刻特性)的影响可为可量化的。图4是根据本发明的一或多个实施例的包含一组计量目标的测试样本的概念图。在一个实施例中,测试样本402包含计量目标404到416。在另一实施例中,计量目标中的每一者包含适合用于监测特定蚀刻特性的特征。例如,第一计量目标可经设计以提供指示第一蚀刻特性(例如,纵横比相依蚀刻速率214或类似者)的计量数据,第二计量目标可经设计以提供指示第二蚀刻特性(例如,蚀刻选择性204或类似者)的计量数据及等等。在另一实施例中,步骤302包含引导蚀刻工具102对测试样本(例如,测试样本402)的多个实例执行多个蚀刻配方。例如,步骤302可包含引导蚀刻工具102对测试样本402的第一实例执行第一蚀刻配方,对测试样本404的第二实例执行第二蚀刻配方及等等。在这方面,控制参数的变动对特定蚀刻特性的影响可为可量化的。在另一实施例中,尽管未展示,但测试样本402可包含每一计量目标(例如,计量目标404到416)的多个空间上分散的实例。在这方面,可特性化跨样本的蚀刻特性的变动。例如,计量目标可经设计以提供关于临界尺寸的计量数据。因此,此计量目标的多个空间上分散的实例可提供指示临界尺寸均匀度202的数据。图5到9b提供适合用于提供指示特定蚀刻特性的数据的计量目标的说明性实例的视图。图5是根据本发明的一或多个实施例的经设计以提供指示经蚀刻结构的纵横比208的变动的数据的计量目标图案500的俯视图。在一个实施例中,计量目标图案500包含具有长度504及宽度506的一组沟槽图案502。在这方面,沟槽图案502表示将由蚀刻工艺蚀刻的样本的暴露区域(例如,未覆盖有抗蚀刻图案掩模)。在另一实施例中,步骤304包含测量与沟槽图案502相关联的经制造沟槽的纵横比。在这方面,可针对多个蚀刻配方确定指示经制造结构的纵横比208的数据。应注意,经制造结构可不具有与沟槽图案502相同的长度及宽度(例如,长度504及宽度506)且经制造结构的实际尺寸可依据蚀刻配方变动。在另一实施例中,步骤304可包含基于所述组沟槽图案502获取经测量纵横比的一或多个统计数据(例如,平均值、方差或类似者)。在另一实施例中,尽管未展示,但计量目标图案500包含具有变动的纵横比的多组沟槽图案。例如,计量目标500中的沟槽图案的纵横比可具有任何纵横比,包含但不限于从1:1到20:1的范围内的值。在这方面,计量目标图案500可包含具有第一纵横比的第一组沟槽图案,具有第二纵横比的第二组沟槽图案及等等。因此,步骤304可基于沟槽图案的纵横比的特定值提供额外计量数据。例如,特定蚀刻配方可适合用于制造低纵横比结构,但可能不适合用于制造高纵横比结构。图6是根据本发明的一或多个实施例的经设计以提供指示图案负载效应212的数据的计量目标图案600的俯视图。例如,图案结构的密度及/或暴露材料(例如,未被抗蚀刻图案掩模覆盖的样本材料)的表面积可影响反应性蚀刻剂物种的耗损。例如,包含大量暴露材料的图案可致使反应性蚀刻剂物种的局部耗损,其继而可致使蚀刻速率的局部变动(例如,巨型负载效应)。在一个实施例中,计量目标图案600包含主要图案602,额外图案604的阵列(例如,有序阵列或随机阵列)围绕所述主要图案602。在这方面,图案602、604暴露于反应性蚀刻剂物种。此外,步骤304可包含基于额外图案604的存在指示主要图案602的蚀刻特性(例如,样本蚀刻速率206、纵横比208、蚀刻选择性204、侧壁角210或类似者)的数据。额外图案604可具有任何形状或分布。在一个实施例中,额外图案604具有不同于主要图案602的尺寸的均匀尺寸。在另一实施例中,额外图案604具有变动的大小。在另一实施例中,计量目标图案600包含一组主要图案602,其中的每一者被不同密度的额外图案604围绕以基于额外图案604的密度的特定值提供额外计量数据。图7a是根据本发明的一或多个实施例的经设计以提供指示通孔的侧壁角的数据的计量目标图案700的俯视图。例如,计量目标图案700可包含多层结构,所述多层结构具有带金属特征702的下层及带开口704的上层。在这方面,蚀刻工艺可产生穿过开口704到下方的金属特征702的通孔。图7b是根据本发明的一或多个实施例的与图7a的计量目标图案相关联的通孔706的蚀刻轮廓的轮廓视图。在一个实施例中,步骤304可包含产生指示通孔的侧壁角708(例如,通孔倒角)的计量数据。应注意,侧壁角708可取决于开口704的大小及/或纵横比以及特定蚀刻配方。在另一实施例中,计量目标图案包含具有变动的大小的开口704以产生与开口704的大小相关联的额外数据。图8a是根据本发明的一或多个实施例的经设计以提供指示蚀刻选择性204的数据的计量目标图案800的俯视图。例如,计量目标图案800可包含以第一方向定向的第一图案802及以第二方向定向的第二图案804。此外,可经由第一蚀刻步骤使用第一图案掩模来蚀刻第一图案802且可经由第二蚀刻步骤使用第二图案掩模来蚀刻第二图案804。图8b是根据本发明的一或多个实施例的与图8a的计量目标图案相关联的蚀刻轮廓的轮廓视图。在一个实施例中,第一蚀刻步骤经设计以移除经图案化到样本上的硬掩模材料。此外,为了实现硬掩模材料的完全移除,蚀刻工艺可经设计以继续按由蚀刻选择性204确定的减小的蚀刻速率蚀刻硬掩模下方的材料的部分。在这方面,可在第二蚀刻步骤之前完全移除计量目标800的部分806中的硬掩模,使得第二蚀刻步骤继续蚀刻通过第一步骤暴露的材料。因此,计量目标800的经双重暴露部分806的蚀刻深度808与周围材料的差可对应于蚀刻选择性204。在一个实施例中,步骤304可包含产生指示计量目标图案800的多个部分的相对蚀刻深度的指示蚀刻选择性204的计量数据。图9a是根据本发明的一或多个实施例的经设计以提供指示表面形态效应的数据的计量目标图案900的俯视图。在一个实施例中,计量目标图案900包含第一图案化步骤(例如,第一光刻步骤及后续蚀刻工艺步骤)中产生的第一图案902及第二图案化步骤(例如,第二光刻步骤及后续蚀刻工艺步骤)中产生的第二图案904。应注意,在多步骤工艺中,第一图案掩模(例如,硬掩模)的移除可影响后续处理步骤的涂覆行为。图9b是根据本发明的一或多个实施例的与图9a的计量目标图案相关联的蚀刻轮廓的轮廓视图。在这方面,与第二图案904相关联的经制造特征的表面形态(例如,厚度)受与第一图案902相关联的经制造特征的表面形态影响。例如,如图9b中所说明,第一图案902中的经制造沟槽的体积可影响用以在通孔的位置中将第二图案制造到期望高度所需的材料量。因此,相比于图案902中的宽沟槽,可能需要相对更少的材料来填充图案902中的窄特征。在另一实施例中,步骤304包含基于与第一图案902相关联的经制造特征的表面形态产生与经制造特征的厚度的变动(其与第二图案904相关联)相关联的计量数据。在另一实施例中,经设计以提供指示纵横比相依蚀刻速率214及/或微负载效应的数据的计量目标包含具有变动的线宽及间隔的一组图案。例如,根据本发明的一或多个实施例,表1包含具有固定节距及变动的线宽的一系列图案元件。在这方面,计量目标可包含与表1的每一行相关联的图案。因此,步骤304可包含表1中所述的图案中的每一者的蚀刻速率的测量。表1:针对纵横比相依蚀刻速率214的测量的固定节距计量目标的线尺寸及间隔尺寸线宽(a.u.)间隔(a.u.)节距(a.u.)242162403021024040200240501902407017024010014024014010024016872240在另一实施例中,经设计以提供指示纵横比相依蚀刻速率214及/或微负载效应的数据的计量目标可包含具有固定线宽及变动的间隔使得全局密度变动的一组图案。在另一实施例中,方法300包含基于计量数据确定两个或两个以上蚀刻特性与所述组控制参数之间的一或多个关系的步骤306。在这方面,步骤304中收集的计量数据可指示多个蚀刻特性与步骤302中执行的蚀刻配方中的多组控制参数之间的关系。因此,步骤306可包含产生用以描述蚀刻特性响应于控制参数的操纵的变动的经验模型(例如,行为模型或类似者)。在另一实施例中,可通过基于两个或两个以上控制参数的同时操纵的多级模型描述蚀刻工艺的非线性行为。根据本发明的一或多个实施例,以下段落提供用以确定示范性控制参数与示范性蚀刻工艺之间的二级关系的实验的受控设计的说明性实例。继续上述实例,蚀刻工具102可包含等离子体蚀刻系统。在这方面,蚀刻工具102可包含但不限于:腔、用以将气体物种供应到腔的气体注射系统、等离子体产生系统(例如,一或多个电极、射频电源或类似者)及用以紧固样本的基座。因此,与蚀刻工具102相关联的控制参数可包含(但不要求包含)用于产生等离子体的气体物种组成物、用以控制经产生等离子体的特性的等离子体产生系统的rf电力(例如,经产生等离子体中的离子的能量或类似者)、气体注射系统的气体流速、腔中的压力、腔内的温度、样本的温度或蚀刻时间。此外,蚀刻工具102的一或多个组件可为腔内的多个区域提供独立控制参数。在这方面,控制参数的值可跨多个区域而变动以促成跨样本的蚀刻特性的均匀度的控制。例如,蚀刻工具102可包含一多区域气体注射系统。因此,控制参数可包含来自多个区域中的每一者的气体的组成物及/或流速。通过另一实例,蚀刻工具102可包含用以动态地调谐等离子体产生源的电力分布的变压器耦合的电容性调谐电路。在这方面,控制参数可包含但不限于用以控制样本上的离子密度的空间分布的一或多个电极(例如,线圈或类似者)的rf频率或电流。通过另一实例,蚀刻工具102可包含用以独立地控制样本的多个区域的温度的多区域样本温度控制器。在这方面,控制参数可包含多区域样本温度控制器的个别区域的温度。在一个实施例中,多区域样本温度控制器包含具有可经个别控制的温度的二维单元阵列(例如,10×10阵列或类似者)。例如,可致动多区域样本温度控制器的单元以在样本上产生径向温度分布以提供均匀蚀刻特性(例如,蚀刻速率、经蚀刻结构的侧壁角或类似者)。在一个实施例中,方法300的步骤302可包含产生一组蚀刻配方以发展以下三个控制参数之间的二级关系:多区域样本温度控制器的第一区域(t1)、多区域样本温度控制器的第二区域(t2)及两区域气体注射系统的中心到边缘气体流量比(gfr)。在此说明性实例中,可将每一控制参数调整为三个水平中的一者。例如,可将多区域样本温度控制器的第一区域调整为表示第一区域的不同温度设置的水平t1_a、t1_b或t1_c中的任何者。类似地,可将多区域样本温度控制器的第二区域调整为表示第二区域的不同温度设置的水平t2_a、t2_b或t2_c中的任何者。此外,可将中心到边缘气体流量比调整为表示中心区域与边缘区域之间的不同气体流量比的水平gfr_a、gfr_b或gfr_c中的任何者。因此,与步骤302相关联的一组蚀刻配方可通过表2描述。表2:示范性蚀刻配方在这方面,表2的蚀刻配方允许控制参数中的每一者的一级影响以及控制参数的组合的二级相互作用的发展。例如,相互作用可包含但不限于t1*t2、t1*gfr、t2*gfr、t1*t1、t2*t2或gfr*gfr。应理解,上文提供的实例仅为说明性目的而提供且不应被解释为限制本发明。适合用于特性化控制参数与蚀刻特性之间的关系的一组蚀刻配方的产生可包含具有任何数目个可能的水平的任何数目个控制参数。此外,蚀刻工具102可包含适合用于任何类型的蚀刻工艺(例如但不限于干式蚀刻工艺或湿式蚀刻工艺)的任何组件。在另一实施例中,方法300包含基于步骤306中确定的控制参数与蚀刻特性之间的关系而产生用以约束两个或两个以上蚀刻特性中的一者且将蚀刻特性中的其余者维持于经定义界限内的特定蚀刻配方的步骤308。例如,步骤308可包含产生优化一个蚀刻特性(例如,主要蚀刻特性)同时将一或多个额外蚀刻特性(例如,次要蚀刻特性)维持于经定义界限内的特定蚀刻配方。例如,如图2中所说明,可期望最大化(例如,带到目标值处或超过目标值)临界尺寸均匀度202同时为一或多个额外蚀刻特性提供边界或容限。因此,利用步骤306中发展的各种控制参数与蚀刻特性之间的关系,步骤308可包含产生一组特定控制参数的值(例如,特定蚀刻配方)以实现高程度的临界尺寸均匀度202且实现期望界限内的次要蚀刻特性。应注意,可使用所属领域中已知的任何技术来执行方法300的任何步骤。例如,可使用一或多个软件程序(例如但不限于由sas提供的jmp、matlab或类似者)来完全或部分执行方法300的任何步骤。以下段落提供临界尺寸均匀度202的优化的说明性实例,同时施加侧壁角210必须处于80度到85度的范围中的约束。在一个实施例中,蚀刻工具102包含具有两区域气体注射系统及四区域样本温度控制器(例如,定向成同心圆形区域)的等离子体蚀刻系统。例如,控制参数可包含样本温度控制器的四个区域中的每一者的温度设置及气体注射系统的中心区域及边缘区域的中心到边缘气体流量比。如本文中先前所述,控制参数与蚀刻特性之间的关系可根据方法300的步骤302到306确定。图10是根据本发明的一或多个实施例的与蚀刻工艺相关联的跨样本的临界尺寸的未经优化分布的图表1002。如图10中所见,临界尺寸的值可跨样本而显著地变动。图11a是根据本发明的一或多个实施例的基于约束临界尺寸均匀度202的样本的临界尺寸均匀度202的图表1102。在一个实施例中,图表1102是跨晶片的临界尺寸与3σ(sigma)值(例如,如在跨样本的各种位置处测量的临界尺寸的值的标准偏差的三倍)之间的差相关联的残差。在一个实施例中,临界尺寸均匀度202的未经约束优化提供蚀刻配方,所述配方包含样本温度控制器的四个区域的值(-3.0、0.01、-2.99、0.01)及用于中心到边缘气体流量比的值的值2.99。在这方面,选择控制参数来最大化(例如,增大以满足或超过目标值或类似者)临界尺寸均匀度202,而与经制造特征的侧壁角210无关。如图11a中所说明,临界尺寸均匀度202具有0.3的峰值。图11b是根据本发明的一或多个实施例的基于约束临界尺寸均匀度202的跨样本的侧壁角210的分布的图表1104。如图11b中所说明,侧壁角210在样本的中心区域中下降到期望范围外到80°以下。图12a是根据本发明的一或多个实施例的基于约束临界尺寸均匀度202且将侧壁角210维持于经定义界限内的样本的临界尺寸均匀度202的图表1202。在一个实施例中,图表1202是与跨晶片的临界尺寸与3σ值之间的差相关联的残差。图12b是根据本发明的一或多个实施例的基于约束临界尺寸均匀度202且将侧壁角210维持于经定义界限内的样本的侧壁角210的图表1204。在一个实施例中,给定侧壁角210的界限情况下的临界尺寸均匀度202的经约束优化提供蚀刻配方,包含样本温度控制器的四个区域的值(-1.8、0.8、3.4、0.33)及用于中心到边缘气体流量比的值的值1.67。如图12b中所说明,在样本上的所有点处,侧壁角210维持于80°以上。此外,临界尺寸均匀度202具有0.29的峰值,如图12a中所说明。在这方面,经约束优化的情况相对于未经约束优化的情况,临界尺寸均匀度202的值略低(例如,0.29对0.3)。然而,通过约束优化以维持次要蚀刻特性(例如,在此说明性实例中的侧壁角210),可改进蚀刻工艺的整体质量。应理解,上文提供的实例仅为说明性目的而提供且不应被解释为限制本发明。优化任何数目个蚀刻参数(例如,主要蚀刻参数)同时将任何数目个额外蚀刻参数(例如,次要蚀刻参数)维持于经定义界限内是在本发明的精神及范围内。此外,蚀刻工具102可包含适合用于任何类型的蚀刻工艺(例如但不限于干式蚀刻工艺或湿式蚀刻工艺)的任何组件。再次参考图1,控制器106的一或多个处理器108可包含所属领域中已知的任何处理元件。在此意义上,所述一或多个处理器108可包含经配置以执行软件算法及/或指令的任意微处理器型装置。在一个实施例中,一或多个处理器108可由桌面计算机、大型计算机系统、工作站、图像计算机、平行处理器或经配置以执行经配置以操作系统100的程序的任何其它计算机系统(例如网络计算机),如本发明通篇所描述。应认识到,本发明通篇所描述的步骤可通过单个计算机系统或替代地通过多个计算机系统而实行。一般来说,术语“处理器”可经广义定义以涵盖具有一或多个处理元件的任意装置,所述一或多个处理元件执行来自非暂时性存储器媒体110的程序指令。此外,系统100的不同子系统(例如,蚀刻工具102、计量工具104、显示器或用户接口或类似者)可包含适合用于实行本发明通篇所描述的步骤的至少部分的处理器或逻辑元件。因此,上文描述不应解释为对本发明的限制而仅为说明。存储器媒体110可包含适于存储可由相关联的一或多个处理器108执行的程序指令的所属领域中已知的任意存储媒体。例如,存储器媒体110可包含非暂时性存储器媒体。例如,存储器媒体110可包含但不限于只读存储器、随机存取存储器、磁性或光学存储器装置(例如磁盘)、磁带、固态驱动器及类似物。在另一实施例中,本文中应注意,存储器媒体110经配置以存储来自检测子系统102的一或多个结果及/或本文所描述的各种步骤中的一或多者的输出。应进一步注意,存储器媒体110可连同一或多个处理器108一起容置于共同控制器外壳中。在替代实施例中,存储器媒体110可相对于一或多个处理器108及控制器106的物理位置而远程定位。例如,控制器106的一或多个处理器108可存取可通过网络(例如,因特网、内部网络及类似者)存取的远程存储器(例如,服务器)。在另一实施例中,系统100的控制器106可经配置以通过可包含有线及/或无线部分的传输媒体而从其它系统接收及/或获取数据或信息(例如,来自检测系统的检测结果或来自计量系统的计量结果)。以此方式,所述传输媒体可用作控制器106与系统100的其它子系统之间的数据链路。此外,所述控制器106可经由传输媒体(例如网络连接)将数据发送到外部系统。在另一实施例中,系统100包含用户接口(未展示)。在一个实施例中,用户接口以通信方式耦合到控制器106的一或多个处理器108。在另一实施例中,用户接口装置可由控制器106利用以接受来自用户的选择及/或指令。在本文进一步描述的一些实施例中,显示器可用于向用户显示数据。继而,用户可响应于经由显示装置显示给用户的数据(例如,检测图像)而输入选择及/或指令。用户接口装置可包含所属领域中已知的任意用户接口。例如,用户接口可包含但不限于键盘、小键盘、触摸屏幕、杆、旋钮、滚轮、轨迹球、开关、刻度盘、滑杆、滚动条、滑件、把手、触摸垫、踏板、方向盘、操纵杆、面板安装输入装置或类似者。在触摸屏幕接口装置的情况中,所属领域的技术人员应认识到,大量触摸屏幕接口装置可适于实施于本发明中。例如,显示装置可与触摸屏幕接口(例如但不限于电容性触摸屏幕、电阻性触摸屏幕、基于表面声波的触摸屏幕、基于红外线的触摸屏幕或类似者)集成。在一般意义上,能够与显示装置的显示部分集成的任意触摸屏幕接口适于实施于本发明中。显示装置可包含所属领域中已知的任意显示装置。在一个实施例中,显示装置可包含但不限于液晶显示器(lcd)。在另一实施例中,显示装置可包含但不限于基于有机发光二极管(oled)的显示器。在另一实施例中,显示装置可包含但不限于crt显示器。所属领域的技术人员应认识到,多种显示装置可适于实施于本发明中及显示装置的特定选择可取决于多种因素,包含但不限于外观尺寸、成本及类似因素。在一般意义上,能够与用户接口装置(例如,触摸屏幕、面板安装接口、键盘、鼠标、轨迹垫及类似物)集成的任意显示装置适于实施于本发明中。本文中所描述的目标物有时说明包含于其它组件内或与所述组件连接的不同组件。应理解,此类所描绘的架构仅为示范性,及事实上,可实施实现相同功能性的许多其它架构。就一概念意义来说,用以实现相同功能性的组件的任意布置是有效“相关联”,使得实现期望功能性。因此,在本文经组合以实现特定功能性的任意两个组件可被视为彼此“相关联”,使得实现期望功能性,而与架构或中间组件无关。同样地,如此相关联的任何两个组件还可被视为“连接”或“耦合”到彼此以实现期望功能性,且能够如此相关联的任何两个组件还可被视为“可耦合”到彼此以实现期望功能性。可耦合的特定实例包含但不限于可物理相互作用及/或物理相互作用组件及/或可无线相互作用及/或无线相互作用组件及/或可逻辑相互作用及/或逻辑相互作用组件。本文中所描述的全部方法可包含将方法实施例的一或多个步骤的结果存储于存储媒体中。所述结果可包含本文中所描述的结果中的任一者且可依所属领域中已知的任何方式存储。存储媒体可包含本文中所描述的任何存储媒体或所属领域中已知的任何其它合适存储媒体。在结果已存储之后,结果可在存储媒体中存取且可由本文描述的任何方法或系统实施例使用,经格式化以对用户显示,由另一软件模块、方法或系统使用等等。此外,结果可“永久地”、“半永久地”、暂时存储或存储一段时间。例如,所述存储媒体可为随机存取存储器(ram),且所述结果可能未必无限期地存在于所述存储媒体中。所属领域技术人员将认识到,最新技术已发展到系统的方面的硬件实施方案与软件实施方案之间存在较少区别的地步;硬件或软件的使用一般为(但非总是,因为在特定背景下中,硬件与软件之间的选择可变得重要)表示成本对效率权衡的设计选择。所属领域的技术人员将了解,存在多种工具,可通过此类工具实现本文中所述的程序及/或系统及/或其它技术(例如,硬件、软件及/或固件),且优选工具将随其中部署过程及/或系统及/或其它技术的背景而变动。例如,如果实施者确定速度及精确性是非常重要的,那么所述实施者可选择主要硬件及/或固件工具;替代地,如果灵活性是非常重要的,那么所述实施者可选择主要软件实施方案;或再次替代地,所述实施者可选择硬件、软件及/或固件的一些组合。因此,存在可通过其而实现本文中所述的所述过程及/或装置及/或其它技术的若干可行工具,所述工具本质上并不优于其它工具,因为待利用的任意工具是取决于所述工具将部署的背景及所述实施者的特定考虑(例如,速度、灵活性或可预测性)(其中的任意者可能变化)的选择。所属领域的技术人员将认识到,实施方案的光学方面通常将采用光学定向硬件、软件及或固件。据信将通过前文描述理解本发明及许多其伴随优点,且将明白,可在不脱离所揭示目标或不牺牲全部其重要优点的情况下在组件的形式、构造及布置上作出各种改变。所描述的形式仅是解释性的,且所附权利要求书的意图涵盖及包含此类改变。此外,将理解,本发明由所附权利要求书定义。当前第1页12
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1