[发明专利]蚀刻偏差表征及其使用方法

说明书

一种方法涉及：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。

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求于2017年2月24日提交的题为“Etch Bias Characterizationand Method of Using the same”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。

技术领域

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。

发明内容

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。