使用空气影像仿真器来评估掩模影像的方法技术

本发明专利技术揭示一种评估晶圆架构制成过程的方法，此方法包括真实掩模图案轮廓的提取，以及使用真实掩模图案以获得一种仿真晶圆架构（３５０′）的光刻制程的仿真。该真实掩模图案轮廓的提取可以包括，例如，将使用一种扫描式电子显微镜（ＳＥＭ）（１０５）的真实掩模（１０７）成像。藉由仿真光刻制程，使用过去用于制造真实掩模图案的理想掩模图案设计，而可以同样地获得第二仿真晶圆架构（３５０″）。因此，可以藉由比较这两种仿真晶圆架构，而来评估掩模图案效应对所有晶圆邻近效应的相对贡献。于是可以使用这种信息，以产生光学邻近更正（ＯＰＣ）掩模设计，该设计补偿了掩模图案误差，并且给予良好的晶圆性能。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体晶圆制造的领域，尤其涉及半导体晶圆制造方法的评估与仿真的领域。
技术介绍
首先参考图1a，集成电路是形成于一般由硅制成的半导体晶圆10上。晶圆10大体上是圆形，并且其直径典型地大致从15到20公分。将每一个晶圆10划分成各自的电路晶粒15，该晶粒15包含集成电路。因为一个单独的集成电路晶粒15常常不超过1平方公分，所以就可以在一个单独晶圆10上形成许多的集成电路晶粒15。在已经将晶圆10加工，在其表面上形成许多集成电路晶粒后，把晶圆10沿着划线20切割，以分开集成电路晶粒，用于后续的封装与使用。该晶粒的架构(晶圆架构)是由晶圆制造过程21所形成，这一般地概示于图1b里。在步骤22，是以获得希望的晶圆架构的根本目标而来制造一种掩模或光掩模设计(mask or reticle design)。将该设计使用于步骤23里一个掩模或光掩模的制造。最后，在步骤24，使用一种光刻制程(lithographic process)来制造晶圆，譬如使用一种光光刻制程来把掩模或光掩模的图案转印到晶圆上。一般而言，光刻适用于种种媒介之间图案转印的方法。该基本光刻系统由光源、包含转印到晶圆之图案的掩模、一个透镜的组合、以及用于把晶圆上存在的图案与掩模上图案相调准的机构所组成。(使用于此的术语“掩模”与“光掩模”是意欲包含了掩模与光网(reticles)这两者。)参考图1c，在制造过程的一个中间阶段期间内，晶圆10显示出包括一层覆盖于晶圆10的薄膜25，以及淀积于薄膜25上的光阻30。把光阻30曝露于光或来自适当波长的光源32的幅射，经过掩模34，而造成光阻聚合物的分子结构里的变更，以使得图案由掩模转印到光阻30。对分子结构的变更容许一个光阻显像剂溶解并移除于曝露面积里的光阻，系假定使用了一种正光阻。参考图1d，一旦在晶圆上的光阻30显像了，就会发生一个或更多个蚀刻步骤，这些步骤主要是把希望的图案转印到晶圆10上。例如，为了蚀刻淀积于光阻30与晶圆10之间的薄膜25，就把一种湿的或干的蚀刻剂施加于绘有图案的光阻30上。藉由通过形成于光阻曝露与显像的步骤里的光阻的开口35，蚀刻剂与在底部的薄膜层相接触。于是，蚀刻剂有助于蚀刻掉相对于光阻上开口薄膜层的区域，藉此有效地把光阻上的图案转印至图1e所示的薄膜层。在接续的步骤里，移除光阻，并施加其它的蚀刻剂于绘有图案的薄膜层上，以类似的方法把图案转印至晶圆或其它的涂层上。如同半导体工业里的功能需求持续地增加，形成于晶圆上的图案的组件密度也持续地增加。相应地，直线宽度、线空间、与接触孔洞(例如介层(vias))的尺寸均已经明显地减少，以致于形成于半导体晶圆上的特征的临界尺寸(临界尺寸)的控制已经变得越来越困难。为了维持制造过程的完整性，在一种可容忍范围内的维持临界尺寸的变化是非常重要的。为了这个原因，已经发展出种种的方法以根据一种选出的品质因子(FOM)而来测量临界尺寸的变化。品质因子相当于一个标准，藉由该标准来分析形成于晶圆上的架构，以决定如此的架构是如何地类似于所希望的架构。以这种分析的结果为基础，可以做出在掩模设计、掩模制造方法、与/或光刻制程的变更，以补偿所测出的临界尺寸变化，藉此提供更多的最佳芯片设计。例如，可以在透镜与/或掩模图案产生变化，以证明所测量的临界尺寸变化。今日所利用的最普遍品质因子的其中之一是一种架构的线宽度的测量。例如，参考图2，显示出了一种架构50的影像。使用一种装置，譬如扫描式电子显微镜(SEM)，而获得架构50的影像，该扫描式电子显微镜已知提供形成于晶圆上架构的高分辨率影像。架构50的端点之间大约一半的选定的位置来测量出架构50的一种线性宽度LW1，其做为一种评估架构50的临界尺寸变化的基础。然后把测量出的直线宽度LW1与存储于内存的一种理想直线宽度相比较，以决定出临界尺寸变化。不幸地，然而，如图2里所看见的，架构50的直线宽度可以从一个位置变化到另外一个位置。例如，于某些位置上，架构50的直线宽度较窄，而在其它的位置则较宽。相应地，藉由测量在一个选定的，使用扫描式电子显微镜影像位置的一种架构的直线宽度而只获得一限定量，有关临界尺寸变化的全部范围的信息，而这种临界尺寸变化可以于光刻制程里发生。用于决定一种架构的线性宽度的另外一种方法是以电线宽度测量(ELM)技术而出名。根据电线宽度测量，在一已知量的电流的施加期间，测出了形成于晶圆的架构的电阻。藉由比较使用电线宽度测量而测量出的一种架构的电阻与最佳形成架构的一种令人希望的电阻，来制造出直线宽度变化的一种估计。不幸地，当由电线宽度测量技术的执行程序所提供的信息，在监视临界尺寸变化上为有用的时候，这样的信息同样地无法提供发生于每一个架构临界尺寸变化的准确特性的完整且正确的理解。种种其它临界尺寸的变化计算技术也同样地出名。然而，将令人认知到的是，根据以用做临界尺寸分析而选出的品质因子，该分析的一种结果可能提供不完全且/或变化的过程。相应地，对本技术里，用于快速且轻易地分析发生于半导体晶圆上所形成的架构的临界尺寸变化的全部范围的一个方法与装置产生了强大的需求。再者，众所皆知地，在掩模或光掩模上的图案，相较于由设计者所产生的设计，总是有些降低品质。例如，某种掩模产生方法，譬如雷射图案产生器的使用，倾向于以圆形的角落来制造掩模。于是，由设计者所制造的复杂的，鲜明地界定出的掩模形状，例如，具有包含光学接近校正(OPC)的特征，可以不用在掩模设计里正确地再制造。这建议出，具有光学接近校正的掩模设计需要专业化的掩模生产方法，譬如高电压电子束图案的产生。然而，这种专业化方法的使用可能使成本增加，因此于评估一种掩模产生方法上，评估因为掩模形成而产生的设计的降低品质的合成晶圆架构上的影响则是令人所希望的。
技术实现思路
一种评估晶圆架构形成过程的方法，包括真实掩模图案轮廓的提取，与使用真实掩模图案的光刻制程的仿真，以获得一种仿真的晶圆架构。真实掩模图案轮廓的提取可能包括，例如，让使用一种扫描式电子显微镜(SEM)的真实掩模成像。藉由仿真使用用来制造真实掩模图案的理想掩模图案设计的光刻制程，而可以同样地获得一个第二仿真晶圆架构。于是，可以藉由让两个仿真晶圆架构彼此比较，或相关于譬如晶圆上涂层令人希望的、理想的目标涂层架构的水准来比较，而评估掩模图案效应对总晶圆接近效应的相对贡献。可以使用这种信息，以产生光学接近修正(OPC)掩模设计，该设计补偿了掩模图案误差以及给予了较佳的晶圆功能。可以让仿真晶圆架构彼此覆盖，以供临界尺寸变化的一种直接比较与完全分析用。来自不同晶圆涂层的仿真架构可以同样地彼此覆盖。为了从真实掩模图案的轮廓得到一种仿真晶圆架构，可以把真实掩模图案的影像数据转换成适合用于执行光刻制程的仿真的一种计算机程序或其它规则系统的一种格式。例如，可以把一种影像分析程序施加到影像数据，以检测出影像数据里架构的边缘，并且把影像数据转换成适合仿真程序的数据。同样地，可以把掩模设计数据转换成适合用于执行光刻制程的仿真的一种计算机程序或其它规则系统的一种格式。用于仿真光刻制程的一种典型计算机程序，是用于执行一种空间影像仿真(aerial image simulation)或转换的一种程序。例如，可以在设计数据上形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分析晶圆制造过程的方法，该方法包括： 将至少一部份的掩模（１０７）成像，该掩模（１０７）将使用于晶圆架构形成制程；以及 仿真使用数据的光刻制程，该数据由部份掩模的成像而接收或得到，藉此获得仿真的晶圆架构（３５０′）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯多氟A史宾斯，
申请(专利权)人：先进微装置公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]