利用散射测量的线路轮廓不对称测量法制造技术

一种用于测量微电子器件中的线路轮廓不对称的方法和设备，包括：将光直射向微电子器件的微电子部件阵列；检测从包括从一个或多个反射角和一个或多个波长所组成的组中选择的一个或多个部件的阵列散射回来的光；以及通过检查来自反射的余角的数据或进行模型比较，比较散射回来的光的一个或多个特性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电子器件的光学检查，更具体地，涉及利用散射测量(scatterometry)对线路轮廓不对称进行测量。
技术介绍
应当注意的是，下面的讨论中按照作者和出版年份提及了大量的出版物，其中由于较近的出版日期，一些出版物不能被认作与本专利技术相比较的现有技术。为了给出更为完整的背景，这里给出了对这些出版物的讨论，并且这些讨论不能解释为对将这些出版物作为专利性确定目的的现有技术的认可。微电子器件的制造是复杂的过程，针对其中所包含的不同处理步骤，使用了多种设备。首先，光刻处理将要制作的图像转移到被称为光刻胶的光敏材料中。而光刻胶中的图像则用作接下来被称为刻蚀的图案形成处理的掩模。刻蚀是通过其将抗蚀层图像转移到如多晶硅等合适的材料中的处理。然后，用一些绝缘材料灌注刻蚀后的材料，如果需要，进行整平，再次开始整个处理。通过整个处理，所制作的器件每一步都应当是实质上对称的，即，如果正确制造，晶体管栅极将具有相同的左侧壁和右侧壁及其他特征，例如，相同的左圆倒角和右圆倒角，但并不限制于此。如果在处理期间发生错误，这种想要的对称性将受到破坏，结果，也可能破坏了器件的完整性或功能性。如果不对称性非常严重，器件根本就不可能工作。本专利技术是通过散射测量来进行对称性/不对称性测量的一种方法。散射测量是非常适合于测量微电子器件上的对称性或不对称性的光学检查技术。通过分析由微电子部件(feature)阵列散射的光，可以对线路轮廓进行测量。特别地，以余角，即与垂直于表面的位置成+45度和-45度进行测量的散射仪理论上适合于对称性/不对称性测量，因为线路轮廓的反射特性可以在这两个角度发生变化，尽管余角并不是检测不对称性所必需的。为了增强这种效应的敏感性，应当沿特定方向放置部件阵列，在本说明书和权利要求中称为一般圆锥配置，即照射光束的波矢不与阵列的对称平面保持平行。现有技术通常采用“经典”散射。这些是与表面粗糙度、缺陷、凹陷等的测量相关的测量法。但是，本专利技术基于衍射物理学，本专利技术的测量法通常用于周期性部件(如线路/空间光栅)。散射测量的现有研究利用了测量抗蚀层和刻蚀后的材料中的线路轮廓的技术。C.J.Raymond等“Resist and etched line profilecharacterization using scatterometry”，Integrated CircuitMetrology，Inspection and Process Control XI，Proc.SPIE 3050(1997)。本专利技术提供了一种用于测量不对称线路轮廓(如，不相同的侧壁角度)的技术。美国专利No.5,963,329公开了一种用于获得散射测量结果的分析方法。通常通过预先计算一系列的已建模的特征并将其存储在资料库中，来进行衍射模型和已测量的特征数据之间的比较。然后，将已测量的特征与已建模的特征进行比较，确定感兴趣的参数。此专利实质上公开了一种实时模型回归，实时执行特征迭代，并重复改变模型，直到获得满意的匹配。但是，没有利用这种技术确定不对称性的公开。注意到，图2和图4中的轮廓是对称的，而第7列第40行写到“…并确定对称的左边缘轮廓和右边缘轮廓之间的间距…”。美国专利No.6,292,265涉及通过监控受到凹陷、腐蚀和残余的材料的厚度，测量这些效应。注意到第3列第15行写到“本专利技术的主要特征是提供这样一种方法…防止残余、凹陷和腐蚀效应。”同样，注意到第3列第25段，写到“本专利技术的主要思想基于…一种能够在形成了图案的结构中进行厚度测量的光学监控系统。”此公开涉及CMP，CMP是厚度/起伏测量，而不是整个线形轮廓的测量，并不可能显示任何不对称性。美国专利No.5,912,741涉及表面微结构/粗糙度的测量，并基于经典散射。本专利技术基于对特定衍射级的测量——此专利基于对漫反射或镜面反射的测量，而不是衍射。同样没有提及不对称性测量——这是因为此测量并不应用于线路轮廓测量。美国专利No.4,978,862和4,933,567同样涉及材料的微结构和微缺陷，并不针对物理线路轮廓测量。讨论了可以测量的结晶缺陷和杂质。并未对衍射强度的测量和如何可以用于不对称线路轮廓的测量进行讨论。美国专利No.6,292,259同样涉及了经典的散射测量法，例如，由材料表面上的凹陷和微粒所引起的散射等。该专利的新颖性在于其能够区分凹陷和微粒，但并不涉及衍射或衍射强度测量。美国专利No.5,889,593公开了一种能够进行角度相关测量的光学设计。该专利公开了一种光学成像阵列(图中的参考符号60)。并未讨论将余角用于线路轮廓不对称测量的重要性。事实上，图6中重复的线路结构是对称的。美国专利No.5,905,573涉及波导/谐振器中形成的渐消场的扰动。正在检测的材料上的局部拓扑引起了对探测辐射的干扰，从而在探测辐射的强度上产生“尖头脉冲信号(blip)”。此测量法并不是基于衍射物理学的。也不是角度相关的强度测量——如果谐振器中的辐射功率增加或下降，则必然出现一些影响场的拓扑。此外，并未对不对称性测量进行讨论。美国专利No.5,982,489只涉及深度测量而不涉及线路轮廓(所以，不可能确定线路轮廓不对称)。其同样基于干涉技术，而不是衍射/散射测量。美国专利No.5,864,394同样涉及缺陷测量。第1列第35行写到“…用于检查表面上的不规则(污染物颗粒和图案缺陷)。”未曾提及衍射测量，因而并未对线路轮廓测量进行讨论，更未对可能出现的不对称性进行讨论。美国专利No.5,637,873涉及一种应用于表面和涂层的发射率/反射率的光学设计。这并不是应用于形成了图案的部件或测量这些形成了图案的部件的轮廓的专利。美国专利No.5,313,542、5,475,617和5,640,246主要涉及一种能够测量部分或全部半球散射光的光学设计。这种设计的应用是测量由刮痕、瑕疵、气泡、表面下缺陷和表面粗糙度所引起的光散射，是经典光反射应用。并未提及为了线路轮廓测量的目的，测量衍射，更未对不对称性进行讨论。1999年，关于光子研究的NMRC科学报告同样只是涉及了经典的散射应用(即，测量表面缺陷)。然而，并未包括角度散射测量，未测量衍射，因而不能应用于线路轮廓测量。P.Ding等人发表的“Light Scattering Study of Roughness andDishing on Post-CMP Wafers”(日期未知)同样涉及了经典散射。测量本身是角度散射测量，并不包括对衍射的测量(样本为周期性线路和空间)。但是，测量数据涉及粗糙度和凹陷应用，并不包括与理论衍射模型的比较。因而，并未测量线路轮廓，因此，并未提及不对称性测量。“2pi Steradian Detection of Pits”(日期未知)涉及表面下缺陷，因而，这篇文献涉及经典衍射的应用。所采用的硬件是角度分辨散射仪，但是，如果不将这种硬件与衍射模型和分析方法相结合，则不能进行线路轮廓不对称的测量。
技术实现思路
本专利技术是一种用于测量微电子器件中的线路轮廓不对称的方法和设备，包括将光直射向微电子器件的微电子部件阵列；检测从包括从一个或多个反射角和一个或多个波长所组成的组中选择的一个或多个部件的阵列散射回来的光；以及通过执行从检查来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量微电子器件中的线路轮廓不对称的方法，所述方法包括以下步骤：　　　　将光直射向微电子器件的微电子部件阵列；　　　　检测从包括从一个或多个反射角和一个或多个波长所组成的组中选择的一个或多个部件的阵列散射回来的光；以及　　　　通过执行从检查来自反射的余角的数据和执行模型比较所组成的组中选择的操作，比较散射回来的光的一个或多个特性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗J雷蒙德，
申请(专利权)人：安格盛光电科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]