发明名称 使用线宽度量学以监控型式化转换程序之方法
摘要 本发明监控半导体装置制造中型式化转换程序。扫描形成于一要蚀刻之半导体层之型式化特性,以产生一第一调幅波形强度信号。将该第一调幅波形强度信号取样,以得第一组临界大小量测值。蚀刻然后扫描该型式化特性,以产生一第二调幅波形强度信号。然后将该第二调幅波形强度信号被取样,以得第二组临界大小量测值,然后将之互相关联,以得到该蚀刻程序之关连值。
申请公布号 TW459328 申请公布日期 2001.10.11
申请号 TW089117217 申请日期 2000.10.16
申请人 朗讯科技公司 发明人 汤玛斯 艾文斯 亚当斯;汤玛斯 S 佛瑞德瑞克;史考特 杰森;约翰 马丁 麦辛特;凯萨琳 凡特利
分类号 H01L21/66 主分类号 H01L21/66
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种监控半导体装置制造中型式化转换程序之方法,包含以下步骤:扫描在要蚀刻之一半导体层上形成之型式化特性,以产生一第一调幅波形强度信号;将该第一调幅波形强度信号取样,以得第一组临界大小量测値;蚀刻该型式化特性;扫描该蚀刻型式化特性,以产生一第二调幅波形强度信号;将该第二调幅波形强度信号取样,以得第二组临界大小量测値;以及第一及第二组将临界大小量测値互相关联,以得该蚀刻程序之相关値。2.如申请专利范围第1项之方法,另包含得到该第一及第二调幅波形强度信号之外线宽及内线间隔曲线之步骤。3.如申请专利范围第1项之方法,另包含以下步骤:在于一矽半导体层形成之一氮化物层上形成一型式化光阻层;蚀刻该氮化物层,以于该矽半导体层暴露一型式;以及扫描该蚀刻氮化物层,以产生该第一调幅波形强度信号。4.如申请专利范围第3项之方法,另包含以下步骤:蚀刻该型式化矽半导体层;以及扫描该蚀刻矽半导体层以产生该第二调幅波形强度信号。5.如申请专利范围第1项之方法,另包含以下步骤:以约5%至10%之增加速率来取样该型式化特性约10至20次,以得到该组临界大小量値。6.如申请专利范围第1项之方法,另包含以下步骤:以一扫描电子显微镜产生该第一及第二调幅波形信号。7.如申请专利范围第1项之方法,另包含以下步骤:以一半导体针尖量测工具,产生该第一及第二调幅波形信号。8.一种监控半导体装置制造中型式化转换程序之方法,包含以下步骤:扫描在要蚀刻之一半导体层上形成之型式化特性,以产生一第一调幅波形强度信号;将该第一调幅波形强度信号取样,以得第一组临界大小量测値;蚀刻该型式化特性;扫描该蚀刻型式化特性,以产生一第二调幅波形强度信号;将该第二调幅波形强度信号取样,以得第二组临界大小量测値;将第一及第二组临界大小量测値互相关联,以得该蚀刻程序之相关値;以及将该蚀刻程序相关値储存于一资料库,用以监控要蚀刻之其它半导体层其它取样之后续蚀刻。9.如申请专利范围第8项之方法,另包含得到该第一及第二调幅波形强度信号之外线宽及内线间隔曲线之步骤。10.如申请专利范围第8项之方法,另包含以下步骤:在于一矽半导体层上形成之一氮化物层上形成一型式化光阻层;蚀刻该氮化物层,以于该矽半导体层暴露一型式;以及扫描该蚀刻氮化物层以产生该第一调幅波形强度信号。11.如申请专利范围第10项之方法,另包含以下步骤:蚀刻该型式化矽半导体层;以及扫描该蚀刻矽半导体层以产生该第二调幅波形强度信号。12.如申请专利范围第8项之方法,另包含以下步骤:以约5%至10%之增加速率来取样该型式化特性约10至20次,以得到该组临界大小量测値。13.如申请专利范围第8项之方法,另包含以下步骤:以一扫描电子显微镜产生该第一及第二调幅波形信号。14.如申请专利范围第8项之方法,另包含以下步骤:以一半导体针尖量测工具产生该第一及第二调幅波形信号。15.一种监控半导体装置制造中型式化转换程序之方法,包含以下步骤:扫描在要蚀刻之一半导体层上形成之型式化特性,以产生一第一调幅波形强度信号;将该第一调幅波形强度信号取样,以得第一组临界大小量测値;蚀刻该型式化特性;扫描该蚀刻型式化特性,以产生一第二调幅波形强度信号;将该第二调幅波形强度信号取样,以得第二组临界大小量测値;将该第一及第二组临界大小量测値互相关联,以得该蚀刻程序之相关値;储存该蚀刻程序相关値于一资料库中;扫描蚀刻之第二半导体层,以产生蚀刻之第二半导体层调幅波长强度信号;以及根据该储存的相关値以决定该第二半导体层预期蚀刻程序结果。16.如申请专利范围第15项之方法,另包含得到该第一及第二调幅波形强度信号之外线宽及内线间隔曲线之步骤。17.如申请专利范围第15项之方法,另包含以下步骤:在于一矽半导体层上形成之一氮化物层上形成一型式化光阻层;蚀刻该氮化物层,以于该矽半导体层暴露一型式;以及扫描该蚀刻氮化物层,以产生该第一调幅波形强度信号。18.如申请专利范围第17项之方法,另包含以下步骤:蚀刻该型式化矽半导体层;以及扫描该蚀刻矽半导体层,以产生该第二调幅波形强度信号。19.如申请专利范围第15项之方法,另包含以下步骤:以约5%至10%之增加速率来取样该型式化特性约10至20次,以得到该组临界大小量测値。20.如申请专利范围第15项之方法,另包含以下步骤:以一扫描电子显微镜产生该调幅波形信号。21.如申请专利范围第15项之方法,另包含以下步骤:以一半导体针尖量测工具产生该第一及第二调幅波形信号。图式简单说明:第一图放大显示一型式化特性及相对于该型式化特性之调幅波形信号。第二图A及第二图B显示由扫描电子显微镜产生之调好(聚焦)及未调好(不聚焦)调幅波形信号。第二图C之概略方块图显示一扫描电子显微镜。第二图D是一针尖线宽量测装置概图。第三图显示得自扫描电子显微镜之波形,说明一陡(聚焦)及不陡(未聚焦)波形。第四图是对第三图该陡波形信号,得自该扫描电子显微镜之实际扫描影像。第五图显示第三图及第四图之陡波形信号之频率痕迹。第六图是第三图之未聚焦扫描电子显微镜扫描之影像。第七图是第三图及第四图之未聚焦波形信号之频率痕迹。第八图之概图说明对可用于形成一样板之正常剖面产生之波形信号及光阻剖面。第九图之概图显示一不良(填T)剖面及产生之波形信号。第十图是该调幅波形信号并显示该线宽及线间隔大小。第十一图显示由该线间隔及线宽导数所得斜率产生之曲线。第十二图是第八图及第九图所示影像正常填T"x"方向临界大小范围之详图。第十三图是来自扫描电子显微镜之影像,显示各种宽度及间隔回折点及其它波形点,藉之产生根据该线宽之分析。第十四图及第十五图是具第八图及第九图所示正常或"正常"及填T光阻特性之顶视临界大小影像。第十六图A至第十六图C分别说明正常光阻特性、一底及一顶部。第十七图之影像显示单临界大小及蚀刻侦测参数,及虽轮廓形状及型式转换大为不同其对所有架构如何呈现类似宽度。第十八图及第十九图之影像显示正及负步阶聚焦,其中该正常阶聚焦呈厚度降低,而该负步阶聚焦维持完整厚度。第二十图是于一如于一矽半导体层形成之氮化物层之硬材料形成之一光阻概略剖面,并显示该光阻间隔。第二十一图是第二十图所示该光阻特性之顶视临界大小影像。第二十二图显示一扫描电子显微镜扫描该光阻特性时产生之调幅波形信号。第二十三图之概略剖面图显示已移去硬材料氮化物层。第二十四图是该蚀刻氮化物层顶视之临界大小影像。第二十五图显示扫描电子显微镜扫描该蚀刻氮化物层时产生之调幅波形信号。第二十六图是该蚀刻矽半导体层概略剖面图。第二十七图是该蚀刻矽半导体层之顶视临界大小影像。第二十八图是该调幅波形信号扫描该蚀刻矽半导体层时之图。第二十九图显示第二十三图之硬材料蚀刻侦测及该最终蚀刻侦测之相关値。第三十图是显示第二十图所示该光阻蚀刻侦测及后缘蚀刻侦测之另一图式。第三十一图A及第三十一图B显示在调整接着之蚀刻后之后蚀刻分布及光阻数分布。第三十二图A及第三十二图B显示光阻形状分布及后蚀刻分布。第三十三图是对如第三十一图A及第三十二图A分布所示之多个特性之规模及形状値矩阵。第三十四图-第五十图说明扫描电子显微镜系统之操作,其中一扫描波形信号之信号片断使用一自相关函数产生一自相关信号,然后将之和一参考信号比较。第五十一图之详细波形信号显示该信号如何分开,表示该型式化特性之特性表面部份。第五十二图A至第五十二图C显示第五十二图C之所得曲线、样板、规模及轮廓形状。第五十三图说明对相同形状而不同规模之各种信号及一输入样板之比较。第五十四图说明相同规模而不同形状。第五十五图说明采用一加强可将该振幅归一化之转换及斜率之导数之相关。第五十六图说明特定形状之侦测。第五十七图说明归一化后之导数相关,其中该振幅说明工具信号增益及类似陡度之变化。
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