[发明专利]热点及工艺窗监测

说明书

本申请实施例涉及热点及工艺窗监测。本申请提供计量叠加目标以及监测工艺缺点的方法。目标包括周期性结构，所述周期性结构中的至少一者包括沿着所述周期性结构的对应分段方向的重复不对称元件。举例来说，可以不同方式将所述元件的不对称性设计为沿着垂直于所述元件的所述分段方向的方向重复的不对称子元件。可根据所监测工艺缺点的类型(例如各种类型的热点、线边缘缩短、工艺窗参数等等)来以不同方式设计所述子元件的不对称性。测量的结果可用于改进工艺及/或提高计量测量的精度。

本申请是申请日为2017年1月6日，申请号为“201780005930.8”，而发明名称为“热点及工艺窗监测”的发明专利申请的分案申请。

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2016年1月11日申请的第62/277,274号美国临时专利申请案的权益，所述美国临时专利申请案以全文引用方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及成像及散射测量叠加计量的领域，且更特定来说，本发明涉及目标设计及生产的各种工艺缺点的监测。

背景技术

次波长间隙随着技术节点缩小且光刻波长保持于193nm而增大。随着此间隙增大，印刷晶片形状显得越来越不像设计布局形状，即使使用光学近接校正(OPC)及其它分辨率增强技术(RET)也是这样。尽管RET工具能够很好理解此形状失真，但其无法改变所绘制的布局。尽管设计工具具有更多余地来修改所绘制的布局，但其对光刻效应的理解是有限的，表现为试图防止“热点”的设计规则形式。热点是可说明一些光刻印刷问题(例如捏缩、桥接或线端缩短)的位置，这些问题导致装置故障或工艺窗的不可接受缩小，如下文图1B中所示范。

同时，设计规则变得越来越复杂且最终无法用于解决光刻挑战。此外，设计规则复杂性导致热点问题变成限制当代多重图案化工艺的良率的重要因素。

典型掩模制造及热点管理流程从设计规则清洁布局开始，接着进行OPC及基于模型的验证(MBV)。尽管在OPC及MBV的若干迭代之后，后OPC布局可通过MBV，但其无法保证晶片上不存在缺陷，这是因为模型并非完美的，尤其当图案复杂性增加时。因此，在晶片处理之后，晶片检验变成用于找到缺陷位置的必要步骤。

在20nm节点及之外的节点(即，更小节点)中，归因于系统缺陷的良率损失部分已增加且多样化。设计复杂性及复杂高阶OPC会引起系统缺陷，且来自蚀刻、化学抛光(CMP)等等的物理故障也会引起系统缺陷。当边沿结构遇到工艺变化时，所得图案会最终成为以捏缩、桥接及线端缩短为特征的变形结构。

此类现象引起热点的数目增加，且需要付出大量努力来识别及减轻热点。为减少热点发生且在大量生产时获得具有较高良率的生产率，需要投入大量努力来预测及消除薄弱设计，例如，使用模拟。然而，即使模拟经校准以达到设计者的目标，但20nm节点及之外的节点(更小节点)中的高阶工艺导致模拟的结果与晶片上的实际印刷图案之间的巨大差异。这意味着：模拟器由于较小制程裕度而无法预测发生于实际晶片处理中的实际缺陷。

此外，2D(二维)设计图案提供比1D定向图案宽得多的临界特征组合范围。获得依据工艺而变化的两个对置线端(末端到末端)之间或线端垂线到沟槽(末端到沟槽)之间的距离测量。

图1A示意性地说明根据现有技术的使用单独掩模78A、78B来将2D图案75A分裂成较简单图案75B且进一步分裂成经处理元件75C。多重图案化方案将2D区域(多边形)分裂(71)成具有拼接段73的两个或更多个多边形(称为层分解)且将结构进一步分裂(72)成用于处理的单独掩模(例如，通过双重图案化，例如LELE(光刻蚀刻-光刻蚀刻))。此类方案对OVL误差及工艺变化非常敏感，且大幅增加热点的重要性。

图1B示意性地说明根据现有技术的与工艺窗结合的热点行为。说明80A、80B分别示意性地展示分别具有颈缩热点82及桥接热点84的工艺拐点及工艺间隙中的两个非限制性热点实例作为现有技术的非限制性实例。