JP2012516043A - 集積回路フィールドの限界寸法またはオーバーレイのバラツキの算定 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】該方法は、2つ以上のパターニング・レイヤ上の、一セットの共通位置における、パターン整列、限界寸法、およびオーバーレイの測定に適した構造パターンを包含するコンパクトな標的を生成するステップと、機能回路構造パターンおよび機能回路構造パターンの間の位置にある該コンパクトな標的を包含する、少なくとも2つのマスクを生成するステップとを含む。該方法は、次いで、標的を測定するステップと、マスク間のオーバーレイのバラツキを算定するステップと、一つのマスクを使ってウエハ上に第一リソグラフィ・プロセシング・レイヤを造形・形成するステップと、別のマスクを使って、ウエハ上に第一レイヤに重ねて第二リソグラフィ・プロセシング・レイヤを造形・形成するステップとを含む。該方法は、ウエハ上の一つ以上のレイヤにおける標的を測定するステップと、マスクの測定値とウエハの測定値との相関をとって限界寸法およびオーバーレイのバラツキのマスク誘起成分とリソグラフィ誘起成分とを識別するステップとをさらに含む。
【選択図】図7
Description
(−M,N)p、(N,M)p、(M,−N)p 、および(−N,−M)p
の座標点を有し、
NおよびMは整数であり、各第一標的サブパターンの第一標的パターンの中心からの距離rは、
r=p√(N2+M2)
の式で表され、別のマスク上の第二標的パターンは、第一標的パターンと同じ位置に中心を有し、第二標的パターンのサブパターンは、
(−M+m,N+n)p、(N+n,M+m)p、(M+m,−N+n)p および(−N+n,−M+m)p
の座標点を有し、nおよびmは整数であり、
|n|+|m|=2i
であり、iは整数である。
(−M,N)p、(N,M)p、(M,−N)p 、および(−N,−M)p
の座標点を有し、NおよびMは整数であり、各第一標的サブパターンの第一標的パターンの中心からの距離rは、
r=p√(N2+M2)
の式で表される。
r=p√(N2+M2)である。
|n|+|m|=2i
であるとの制約条件の下で、複数のレイヤのサブパターンを重畳することにより、密集した対角配列の形で、標的のオーバーレイが顕示される。図2に示されるように、標的パターン・グループ20a、20b、20c、20d、20e、および20fが、それぞれリソグラフィ・レベル1、2、3、4、5、および6の上に形成されている。レベル1の標的グループは、レベル2〜6上のグループの積み重ね配列の中心にある単一のサブパターン花弁であり、前述のような正方形パターンに形成されている。個別の標的20a、20b、20c、20d、20e、および20fは、レイヤが望ましく整列されたとき、これらの全てが同一の中心位置を有するように、それぞれのレイヤに配置される。標的の一部は、異なったレベルに配置する代わりに、同一のレベル上にリソグラフィ形成される異なるフィールド中に、異なったマスク・パターン・レイヤによって上重ねすることができる。標的パターン・グループ20a、20b、20c、20d、および20eの各々は、前述したやり方で先行するグループから増分される。連続するリソグラフィ・レベルまたはレイヤが互いの上に形成された後、組み合わされた花形標的パターン配列30に示されるように、標的パターン・グループ群も互いの上に積み重ねられている。十字形の寸法がD<2pであることを条件として、これら十字サブパターンは上記配列の中でオーバーラップすることはない。
Claims (25)
- 半導体製造プロセスの複数のマスキング・レベルの間でマスク−ウエハ間の相関をとる方法であって、
2つ以上のパターニング・レイヤ上の、一セットの共通位置における、パターン整列、限界寸法、およびオーバーレイの測定に適した構造パターンを包含するコンパクトな標的を生成するステップと、
機能回路構造パターンおよび前記機能回路構造パターンの間の位置にある前記コンパクトな標的を包含する少なくとも2つのマスクを生成するステップと、
前記マスク上の前記標的を測定するステップと、
前記マスクの間のオーバーレイのバラツキを算定するステップと、
前記マスクの一つを使って、ウエハ上に第一リソグラフィ・プロセシング・レイヤを露光造形・生成するステップと、
前記マスクの別のマスクを使って、前記ウエハ上に前記第一リソグラフィ・プロセシング・レイヤに重ねて第二リソグラフィ・プロセシング・レイヤを露光造形・生成するステップと、
前記ウエハ上の前記レイヤの一つ以上における前記標的を測定するステップと、
前記マスクの測定値とウエハの測定値との相関をとって、限界寸法およびオーバーレイのバラツキのマスク誘起成分とリソグラフィ誘起成分とを識別するステップと、
を含む前記方法。 - 前記相関されたマスクおよびウエハの測定値を使って前記マスクおよびウエハの作製プロセスを制御し、ウエハの限界寸法およびオーバーレイのバラツキを最小化するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記コンパクトな標的は、前記ウエハ上に露光造形・生成されたとき、光学顕微鏡で解像可能な第一セットの光学的標的構造と、前記ウエハ上に露光造形・生成されたとき、光学顕微鏡では解像できないが、SEMまたはAFM顕微鏡によって解像可能な第二セットの小片状標的構造とをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第二セットの小片状標的構造は、前記機能回路構造中の非機能的構造を含み、前記小片状標的構造は、シャロー・トレンチ・アイソレーション構造、ゲート構造、コンタクト構造、および金属ライン構造から成る群から選択される、請求項3に記載の方法。
- 前記第二セットの小片状標的構造は、200nm以下のライン幅および間隔を有する、請求項3または請求項4に記載の方法。
- 前記第二セットの小片状標的構造は、前記光学的標的構造の近辺の低い密度から前記光学的標的構造から離れるほどより高い密度になる密度傾斜を有する、請求項3〜5に記載の方法。
- 前記第一セットの光学的標的構造は、前記マスクによって前記ウエハ上に投影されたとき、相互に隣接する、前記マスク上のライン群を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記第一セットの光学的標的構造はオーバーレイを測定するために使われ、前記第二セットの小片状標的構造は限界寸法を測定するために使われる、請求項3に記載の方法。
- 前記第一セットの光学的標的構造は、一つのマスク上に、ピッチpの直交格子の原点に中心を有する第一標的パターンを含み、前記第一標的パターンのサブパターンは、
(−M,N)p、(N,M)p、(M,−N)p、および(−N,−M)p
の座標点を有し、NおよびMは整数であり、各第一標的サブパターンの前記第一標的パターンの中心からの距離rは、
r=p√(N2+M2)
の式で表され、別のマスク上の第二標的パターンは、前記第一標的パターンと同じ位置に中心を有し、前記第二標的パターンのサブパターンは、
(−M+m,N+n)p、(N+n,M+m)p、(M+m,−N+n)p および(−N+n,−M+m)p
の座標点を有し、nおよびmは整数であり、
|n|+|m|=2i
であって、iは整数である、
請求項3に記載の方法。 - 前記第一セットの光学的標的構造は、直交格子の原点に中心を有し180°の対称性を持つサブパターンを有する、一つのマスク上の第一標的パターンと、前記第一標的パターンと同じ位置に中心を有し180°の対称性を持つサブパターンを有する、別のマスク上の第二標的パターンとを含み、前記第二標的パターンの前記サブパターンは前記第一標的パターンの前記サブパターンとは異なる位置に配置される、請求項3に記載の方法。
- 前記標的のサブパターンが、前記マスクおよびウエハ上のパターン固有の限界寸法の測定、前記マスク上のパターン整列の測定、および前記ウエハ上の2つ以上のレイヤの間のオーバーレイの測定を可能にする、請求項1に記載の方法。
- 前記標的は、前記製造されるチップの未使用部域内に配置するのに十分な小ささである、請求項1に記載の方法。
- 前記標的は一縁辺が10μmより小さい、請求項1に記載の方法。
- 半導体製造プロセスの複数のマスキング・レベルの間のマスク−ウエハ間の相関をとるための構造パターン、を有するマスクであって、前記マスクは、
ウエハ上に作製されるチップに対応する領域中の、前記マスク上の機能回路構造パターンと、
前記機能回路構造パターンの間の位置にある、前記マスク上の標的と、
を含み、
前記標的は、前記ウエハ上の少なくとも一つのパターニング・レイヤ上の、一セットの共通位置における、パターン整列、限界寸法、およびオーバーレイの測定に適した構造パターンを包含し、前記標的の構造は、前記ウエハ上に露光造形・生成されたとき光学顕微鏡で解像可能な第一セットの光学的標的構造と、前記ウエハ上に露光造形・生成されたとき光学顕微鏡では解像できないが、SEMまたはAFM顕微鏡によって解像可能な第二セットの小片状標的構造とを包含する、
前記マスク。 - 前記光学的標的構造は、前記標的の相向い合う両側に配置され、前記小片状標的構造は、前記光学的標的構造の間の、前記標的の相向かい合う両側に配置される、請求項14に記載のマスク。
- 前記第一セットの光学的標的構造は、前記マスク上のライン群を含む、請求項14に記載のマスク。
- 前記第一セットの光学的標的構造は、ピッチpの直交格子の原点に中心を有する第一標的パターンを含み、前記第一標的パターンのサブパターンは、
(−M,N)p、(N,M)p、(M,−N)p、および(−N,−M)p
の座標点を有し、NおよびMは整数であり、各第一標的サブパターンの前記第一標的パターンの中心からの距離rは、
r=p√(N2+M2)
の式で表される、
請求項14に記載のマスク。 - 前記第一セットの光学的標的構造は、直交格子の原点に中心を有し180°の対称性を持つサブパターンを有する標的パターンを含む、請求項14に記載のマスク。
- 前記第二セットの小片状標的構造は、前記光学的標的構造の近辺の低い密度から前記光学的標的構造から離れるほどより高い密度になる密度傾斜を有する、請求項14に記載のマスク。
- 前記第二セットの小片状標的構造は、前記機能回路構造中の非機能的構造を含み、前記小片状標的構造は、シャロー・トレンチ・アイソレーション構造、ゲート構造、コンタクト構造、および金属ライン構造から成る群から選択される、請求項14に記載のマスク。
- 前記第二セットの小片状標的構造は、200nm以下のライン幅および間隔を有する、請求項20に記載のマスク。
- 前記標的は、前記ウエハ上に作製されるチップに対応する領域内に配置される、請求項14に記載のマスク。
- 前記標的は一縁辺が10μmより小さい、請求項14に記載のマスク。
- 前記第一セットの光学的標的構造はオーバーレイを測定するために使われ、前記第二セットの小片状標的構造は限界寸法を測定するために使われる、請求項14に記載のマスク。
- 前記標的は、前記製造されるチップの未使用部域内に配置するのに十分な小ささである、請求項14に記載のマスク。
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