用于表征光刻技術對晶片的影響的系統和方法技術方案

在制造半導體的過程中，通常需要表征線寬和線寬形狀對成品率的影響。在一個實例實施例中，存在一種用于橫跨襯底隨機化曝光條件的方法（２００）。該方法包括產生一隨機數列表（２１０）。將隨機數映射給曝光域（２２０），形成隨機數和相應曝光域的列表。根據隨機數對該隨機數和相應曝光域的列表分類（２３０）。為根據隨機數分類的列表內的每個曝光域分配曝光劑量（２４０）。根據曝光域對列表分類（２５０）。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及半導體工藝。更具體的，本專利技術涉及確定在尋求改善光刻工藝性能的過程中的工藝改變的影響。電子工業仍舊依賴于半導體工藝的發展以在更緊密的區域內實現更高功能的器件。對于許多應用來說，實現更高功能的器件需要將大量電子器件集成到單個硅晶片內。隨著硅晶片的每給定面積的電子器件數目的增加，制造工藝變得更難。已經按多種要求制造出具有多種應用的很多種半導體器件。這種硅基半導體器件通常包括例如p-溝道MOS(PMOS)、n-溝道MOS(NMOS)和互補MOS(CMOS)晶體管的金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)，雙極晶體管，BiCMOS晶體管。上述MOSFET器件在導電柵極和類硅(silicon-like)襯底之間包括絕緣材料；因此，這些器件通常被稱為IGFET(絕緣柵FET)。這些半導體器件的每一個通常包括在其上形成多個有源器件的半導體襯底。給定有源器件的特定結構可在器件類型之間改變。例如，在MOS晶體管內，有源器件通常包括源區和漏區以及調節源區和漏區之間的電流的柵電極。在制造上述器件的過程中一個重要的步驟是使用光刻和刻蝕工藝形成器件或器件的部分。在光刻中，晶片襯底被涂上稱為光致抗蝕劑的光敏材料。接著，晶片被曝光；照在晶片上的光穿過掩模板。該掩模板限定所希望的將要印制在襯底上的特征。曝光之后，顯影涂有抗蝕劑的晶片襯底。被限定在掩模上的所希望的特征保留在涂有光致抗蝕劑的襯底上。未曝光區域的抗蝕劑用顯影劑洗掉。具有限定的所希望的特征的晶片經受刻蝕。依賴于生產過程，刻蝕可以是其中使用液體化學品去除晶片材料的濕法腐蝕或者是其中晶片材料經受射頻(RF)感應等離子體的干法刻蝕。通常所希望的特征具有特定區域，在該特定區域中最后被印制并被刻蝕的區域必須隨時間被精確再現。這些被稱為關鍵尺寸(CD)。當器件幾何尺寸接近亞微米范圍時，晶片制造變得更依賴于在正常工藝變化范圍內保持一致的CD。在光掩模上被設計并被復制的有源器件尺寸和在晶片襯底上實際呈現的那些必須是可重復的和可控制的。在許多情況下，工藝試圖保持最后CD等于掩蔽CD。然而，工藝中的不足或技術的改變(其可在給定制造工藝中實現，如果該工藝是“被調節的”)通常會不可避免地呈現偏離掩蔽CD的最后CD。為改善印制質量，通常需要表征線寬和線寬形狀對成品率的影響。一般，在多個條件下在一個或多個關鍵層處曝光晶片，其后為成品率探測這些晶片。例如，通常通過在不同劑量下曝光晶片以產生多個線尺寸來量化柵極寬度對成品率的影響。一般，在不同曝光或者焦距值下曝光每個晶片。由于硅和加工成本是昂貴的，因此希望在晶片上得到相同的信息；即，使用一系列劑量或焦距曝光晶片。Ausschnitt等人的U.S.專利5,757,507通常涉及需要光刻技術的制造工藝，更具體的涉及監控在用于微電子制造中使用的光刻技術和刻蝕工藝過程中的偏離和重疊誤差，這對更多具有在小于0.5μm數量級的尺寸的監控圖案特征方面是尤其有用的。Leroux等人的U.S.專利5,962,173通常涉及制造集成電路的領域，更具體的涉及在制造這些具有極其窄的線元件例如柵極線的電路的過程中保持精確度。Leroux等人的U.S.專利5,902,703通常涉及制造集成電路的領域，更具體的涉及在制造這些具有相對窄的線元件例如柵極線的電路的過程中保持精確度。該專利技術的目的還在于檢驗步進器鏡頭制造質量。Ziger等人的U.S.專利5,976,741通常涉及確定制造集成電路領域內的照明曝光劑量和其它工藝參數的方法。更具體的，該專利技術涉及在分步重復系統(step and repeat system)內加工半導體晶片的方法。Ziger等人的U.S.專利6,301,008B1涉及半導體器件及其制造，更具體的，涉及用于研制相對窄線寬的元件例如柵極線同時在其制造過程中保持精確度的裝置和工藝。Bowes的U.S.專利申請US 2002/0182516 A1通常涉及半導體制造工藝的度量衡。更具體的，該專利技術是用于在加工半導體晶片的過程中相對于半導體晶片同時對器件特征進行關鍵尺寸(CD)測量和對掩模重疊進行對準測量的針梳刻線(needle comb reticle)圖案。在此引入該參考文獻和前面提到的那些參考文獻的全文作為參考。在一個實例工藝中，通過將一系列曝光劑量(或焦距)對晶片襯底上的不同列或行的管芯曝光來得到數據。在該實例工藝中，管芯在多種曝光劑量下被印制。每列管芯可在特定曝光劑量下曝光。隨著使用者步進穿過晶片，曝光劑量會增加。然而，存在多個挑戰要解決。第一，不相關的橫跨晶片的成品率損失會與已曝光陣列混淆。第二，更難以捉摸的挑戰一般是曝光域包括多個管芯(如位于用于晶片步進器的掩模內)。就包括很小的管芯的曝光域來說，曝光和分類圖(sortmaps)之間的關系會容易偏移，這會導致關于成品率與關鍵線寬的關系的錯誤假設。分類圖是橫跨晶片襯底逐個管芯繪制的，該晶片襯底具有對已完成的具有有源器件的晶片進行了電測量(例如“晶片分類”)的有源器件。分類圖是在晶片上測試的管芯的電測試結果，這些管芯可包括電測試圖案和電路或者可以是具有終端用戶用途的器件，例如存儲器件、微處理器、微控制器、放大器、專用集成電路(ASIC)等。此外，上述器件可以是用多種晶片制造工藝制造的數字器件或模擬器件，例如CMOS、BiCMOS、Bipolar等。襯底可以是硅、砷化鎵(GaAs)或其它適用于在其上制造微電子電路的襯底。隨著時間的過去，具有特定實例產品的給定晶片襯底將顯示出在其制造過程中接收的加工晶片襯底的分類圖特性。隨著每一晶片的芯片數目的增加，分類圖和步進器圖之間的關系變得更難解。另外，步進器圖會有意沿水平和垂直方向的任何一個方向或者兩個方向偏移，這會進一步復雜化兩圖的關系。因而，需要一種方法來解決晶片級曝光表征的以下兩個挑戰，即混淆成品率和系統缺陷以及將曝光域和成品率圖對準。在實例實施例中，存在一種用于制造具有襯底的晶片的方法。該方法包括為對襯底的曝光域隨機分配數字。使用該隨機分配數字將曝光參數分配給各個曝光域。根據分配的曝光參數加工晶片。在另一實例實施例中，存在一種用于橫跨襯底隨機化曝光條件的方法，該方法包括產生一隨機數列表。將隨機數映射給曝光域。隨機數和相應曝光域的列表形成并根據隨機數被分類。將曝光劑量分配給根據隨機數分類的列表內的每個曝光域并根據曝光域對列表分類。該實施例的特征在于曝光域可在分配的曝光劑量下被印制。在另一實例實施例中，存在一種用于表征光刻技術對晶片的影響的方法。該方法包括確定將要研究的影響和確定將要印制的多個曝光域。選擇至少一個參考管芯位置。執行隨機化程序。參考管芯在曝光下被印制以使該參考管芯變明顯。每個曝光域在分配的曝光劑量下被印制。對晶片進行電測量并且將電測量與線寬聯系起來。在另一實例實施例中，一種系統表征光刻技術對晶片的影響。該系統包括用于產生一隨機數列表的裝置、用于將隨機數映射給曝光域、形成隨機數和相應曝光域的列表的裝置。存在用于根據隨機數對隨機數和曝光域的列表分類的裝置以及用于根據曝光域對列表分類的裝置。對列分類之后，存在用于在分配的劑量下印制曝光域的裝置。該實施例的特征進一步包括用于選擇至少一個參考管芯位置的裝置和用于在曝光下印制參考管芯以使該參考管本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于制造具有襯底的晶片的方法（２００），包括：為對襯底的曝光域隨機分配數字（２１０，２２０）；使用隨機分配數字（２３０，２４０）為各個曝光域分配曝光參數（２５０）；以及根據分配的曝光參數加工晶片（２６０）。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：D茲格，S錢，
申請(專利權)人：NXP股份有限公司，
類型：發明
國別省市：NL[荷蘭]