[go: up one dir, main page]

TW201901286A - 透過邊緣放置誤差預測之設計佈局圖案近接校正 - Google Patents

透過邊緣放置誤差預測之設計佈局圖案近接校正 Download PDF

Info

Publication number
TW201901286A
TW201901286A TW107114630A TW107114630A TW201901286A TW 201901286 A TW201901286 A TW 201901286A TW 107114630 A TW107114630 A TW 107114630A TW 107114630 A TW107114630 A TW 107114630A TW 201901286 A TW201901286 A TW 201901286A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
feature
etching process
layout
model
integrated circuit
Prior art date
Application number
TW107114630A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI805580B (zh
Inventor
穆罕默德 德里亞 泰蒂凱爾
沙拉維納布里恩 斯里拉曼
安祖 Ｄ 貝利三世
理查 威茲
Original Assignee
美商蘭姆研究公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商蘭姆研究公司 filed Critical 美商蘭姆研究公司
Publication of TW201901286A publication Critical patent/TW201901286A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI805580B publication Critical patent/TWI805580B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/70433—Layout for increasing efficiency or for compensating imaging errors, e.g. layout of exposure fields for reducing focus errors; Use of mask features for increasing efficiency or for compensating imaging errors
    • G03F7/70441—Optical proximity correction [OPC]
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/70—Adapting basic layout or design of masks to lithographic process requirements, e.g., second iteration correction of mask patterns for imaging
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/36—Masks having proximity correction features; Preparation thereof, e.g. optical proximity correction [OPC] design processes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/72—Repair or correction of mask defects
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/7065—Defects, e.g. optical inspection of patterned layer for defects
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H10P50/242—
    • H10P76/00—
    • H10P76/2041—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

揭露欲用於蝕刻操作中之光阻用之近接校正後之設計佈局的產生方法。方法可包含：識別一初始設計佈局中的一特徵部及估計在該蝕刻操作期間該特徵部內之一特徵部內電漿通量(IFPF)之一或多個量的特徵。該方法更包含：藉著將該IFPF之該一或多個估計出的量的特徵與一查找表(LUT及/或經由應用在該LUT上訓練的一多變量模型，該LUT例如係藉由一機器學習方法(MLM)所建構)中的內容比較而估計該特徵部之一邊緣放置誤差(EPE)的一量的特徵，該LUT係使該EPE之該量的特徵的複數值與該IFPF之該一或多個量的特徵的複數值相關聯。之後，基於已決定之該EPE之該量的特徵修改該初始設計佈局。

Description

透過邊緣放置誤差預測之設計佈局圖案近接校正
本發明係關於使用基於物理蝕刻輪廓模型化架構之經由快速邊緣放置誤差預測之光阻設計佈局圖案近接校正。
電漿輔助蝕刻製程的效能常常攸關於半導體製造流程的成功與否。然而，最佳化蝕刻製程可能是困難且耗時的，且有時涉及製程工程師隨意手動調整蝕刻製程參數以試著產生期望的目標特徵部輪廓。對於判斷製程參數的數值以得到特定的期望蝕刻輪廓一事，目前沒有製程工程師可仰賴之具有充分精準度的自動程序。
有些模型試著模擬在蝕刻製程期間發生在半導體基板表面上的物理化學程序。實例包含被施行為行為模型(如來自北卡羅來納州之卡瑞之Conventor(科林研發公司)所販售的SEMulator3D)或被施行為表面反應模型的蝕刻輪廓模型(EPM)；見例如M. Kushner與其同事的模型及Cooperberg與其同事的蝕刻輪廓模型。前者之表面反應模型係載於Y. Zhang, “Low Temperature Plasma Etching Control through Ion Energy Angular Distribution and 3-Dimensional Profile Simulation,” Chapter 3, dissertation, University of Michigan (2015)，而後者係載於Cooperberg, Vahedi, and Gottscho, “Semiempirical profile simulation of aluminum etching in a Cl2 /BCl3 plasma,” J. Vac. Sci. Technol. A 20(5), 1536 (2002)，將上述每一者的所有內容包含於此作為所有目的之參考。M. Kushner及其同事之蝕刻輪廓模型的額外說明亦載於J. Vac. Sci. Technol. A 15(4), 1913 (1997), J. Vac. Sci. Technol. B 16(4), 2102 (1998), J. Vac. Sci. Technol. A 16(6), 3274 (1998), J. Vac. Sci. Technol. A 19(2), 524 (2001), J. Vac. Sci. Technol. A 22(4), 1242 (2004), J. Appl. Phys. 97, 023307 (2005)，將上述每一者的所有內容包含於此作為所有目的之參考。Additional description of etch profile models of Coventor之蝕刻輪廓模型的額外說明可於Lorenz等人在2008年11月25日所申請之美國專利US 9,015,016及Greiner等人在2015年1月26日所申請之美國專利US 9,659,126中尋獲，將上述每一者的所有內容包含於此作為參考。雖然已有大量研究致力於發展此些模型，但其尚未具有期望程度的精準度與可靠度以實質上用於半導體製造工業領域中。
揭露積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局決定方法。此類方法可藉由下列操作特徵化：(a) 接收在一已部分製造之積體電路中一欲蝕刻之特徵部的一起始微影遮罩佈局；(b) 獲得該欲蝕刻之特徵部內或該特徵部上方之該遮罩中之一開口內之至少一位置的一蝕刻製程條件；(c) 藉著將該蝕刻製程條件應用至提供該積體電路製造蝕刻製程在該特徵部內所造成之一特徵部內邊緣放置誤差之複數預測的一查找表或一模型，以識別該特徵部之該特徵部內邊緣放置誤差；及(d) 修改該特徵部之該起始微影遮罩佈局的一位置以補償在(c)中藉著將該蝕刻製程條件應用至該查找表或該模型所識別之該特徵部內邊緣放置誤差。在某些實施例中，該蝕刻製程條件係預測將於該積體電路製造蝕刻製程期間所產生。在某些實施例中，將該蝕刻製程條件應用至該查找表或該模型識別對應至該蝕刻製程條件之該特徵部內邊緣放置誤差的一或多個推定值。
亦揭露欲用於蝕刻操作中之光阻用之近接校正後之設計佈局的產生方法。方法可包含：接收一初始設計佈局並識別該初始設計佈局中的一特徵部，該特徵部的圖案係對應至欲藉由一電漿系的蝕刻製程蝕刻至一半導體基板之表面上之一材料堆疊中的一特徵部，該電漿系的蝕刻製程係當該材料堆疊上覆有對應至該設計佈局之一層光阻圖案時在一製程室中於一組製程條件下進行。該方法更可包含：在此類電漿系的蝕刻製程期間估計於時間t 處該特徵部內之一蝕刻製程條件如一特徵部內電漿通量(IFPF)之一或多個量的特徵；及藉著將該IFPF之該一或多個估計出的量的特徵與一查找表(LUT)中的內容比較而估計於該時間t 處該特徵部之一邊緣之一邊緣放置誤差(EPE)的一量的特徵，該查找表(LUT)係使時間t 處之該EPE之該量的特徵的複數值與該IFPF之該一或多個量的特徵的複數值相關聯。之後，可基於該EPE之該量的特徵修改該初始設計佈局。
在某些實施例中，該LUT可藉由下列方式建構：在覆於該材料堆疊之該光阻的一校正圖案上於該組複數製程條件下運行一計算得到的蝕刻輪廓模型(EPM)至少至時間t 。在某些實施例中，可針對其圖案屬於該初始設計佈局中的一或多個額外的特徵部重覆各種前述操作，並基於對應至該一或多個額外的特徵部之該EPE之該估計出的量的特徵修改該初始設計。
在某些實施例中，該IFPF之該一或多個量的特徵可包含一特徵部內電漿離子通量(IFPIF)的一量的特徵及/或一特徵部內電漿中性物種通量(IFPNF)的一量的特徵。在某些實施例中，該LUT包含複數條目之一列表，該複數條目中的至少部分者包含該IFPIF之該量的特徵、該IFPNF之該量的特徵、及該 EPE 之該對應量的特徵的複數領域。在某些實施例中，該LUT中之該複數條目中的至少某些者更包含一蝕刻時間及/或一特徵部深度的一或多個領域。在某些實施例中，該LUT中之該複數條目中的至少某些者更包含一特徵部內鈍化沉積通量(IFPDF)的一領域。在某些實施例中，該LUT中之該複數條目中的至少某些者更包含一邊緣形狀指標的一領域，該邊緣形狀指標係對應至存在於該校正圖案中的一邊緣形狀。在各種實施例中，該參數IFPIF、IFPNF、IFPDF、蝕刻時間、蝕刻深度、及邊緣形狀中的一或多者係用來作為複數獨立變數，且該EPE係用來作為一相依變數或結果。在此類實施例中，可使用複數獨立變數與該EPE之間的許多不同形式的關係。此些關係包含迴歸模型、神經網路、分類樹(如隨機森林模型)等。LUT的概念可被視為包含上述的任何者。本發明的某些態樣係關於積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩的佈局決定方法。此類方法可被下列操作所特徵化：(a) 接收在一已部分製造之積體電路中一欲蝕刻之特徵部的一起始微影遮罩佈局；(b) 獲得該欲蝕刻之特徵部內或該特徵部上方之該遮罩中之一開口內之至少一位置的一蝕刻製程條件如一特徵部內電漿通量條件；(c) 藉著將例如該電漿通量應用至提供該積體電路製造蝕刻製程在該特徵部內所造成之一特徵部內邊緣放置誤差之複數預測的一查找表或一模型，以識別該特徵部之該特徵部內邊緣放置誤差；及(d) 修改該特徵部之該起始微影遮罩佈局的一位置以補償在(c)中藉著將該電漿通量條件應用至該查找表或該模型所識別之該特徵部內邊緣放置誤差。
在各種實施例中，該特徵部內電漿通量條件係預測將於該積體電路製造蝕刻製程期間所產生。在某些實施例中，將該電漿通量條件應用至該查找表或該模型識別對應至該特徵部內電漿通量條件之該特徵部內邊緣放置誤差的一或多個推定值。
在某些實施例中，該起始微影遮罩佈局係由一光學近接校正製程所產生。在某些實施例中，修改該起始微影遮罩佈局之該位置包含將在(c)中所識別之該特徵部內邊緣放置誤差提供予一光學近接校正製程。
在某些實施例中，該些方法額外包含利用預期會在將進行該積體電路製造蝕刻製程的一電漿反應器中所產生的複數製程條件計算該特徵部內電漿通量條件。計算該特徵部內電漿通量條件可涉及將該製程條件應用至一簡潔物理模型。在某些實施例中，該簡潔物理模型係用以考慮複數特徵部在該積體電路上所造成的負載及/或電漿在該特徵部內的可見度。
在某些實施例中，獲得該特徵部內電漿通量條件獲得在該特徵部內或該遮罩之該開口內之複數位置處的複數特徵部內電漿通量條件。在此類情況中，該方法更包含將該複數位置之該複數特徵部內電漿通量條件應用至該查找表或該模型。例如，該查找表或該模型可用以識別對應至該複數位置之該複數特徵部內電漿通量條件之該特徵部內邊緣放置誤差的該一或多個推定值。
在某些實施例中，將該特徵部內電漿通量條件應用至該查找表或該模型識別該邊緣放置誤差的該複數推定值。在此類實施例中，一方法可額外在該邊緣放置誤差的該複數推定值之間進行內插以提供在(d)中藉著將該特徵部內電漿通量條件應用至該查找表或該模型所識別的該特徵部內邊緣放置誤差。
在某些實施例中，該些方法包含在(c)之後及在(d)之前的額外操作：自在(c)中所識別的該特徵部內邊緣放置誤差決定該欲蝕刻之特徵部的一輪廓。此類方法可額外：利用該輪廓獲得一經更新的特徵部內電漿通量條件；及將該經更新的特徵部內電漿通量條件應用至該查找表或該模型以獲得一經更新的特徵部內邊緣放置誤差。在某些情況中，在(d)中修改該起始遮罩佈局之該位置包含針對該經更新的邊緣放置誤差進行補償。
在某些實施例中，該些方法係於兩或更多時間步驟中進行，每一該時間步驟係代表該積體電路製造蝕刻製程的一部分。在此類實施例中，(a) – (c) 係針對該積體電路製造蝕刻製程的一初始時間步驟進行。該些方法接著判斷在該積體電路製造蝕刻製程之該初始時間步驟之結束處之該欲蝕刻的特徵部的一輪廓，應用該特徵部之該輪廓以針對該積體電路製造蝕刻製程之一接續時間步驟重覆操作(a) – (c)。在(d)中修改該起始遮罩佈局之該位置的操作包含針對該積體電路製造蝕刻製程之該接續時間步驟所識別的該特徵部內邊緣放置誤差進行補償。
亦揭露電腦系統用以決定積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局的電腦系統。此類系統可以下列元件所特徵化：一或多個處理器及一記憶體，該記憶體儲存用以在該一或多個處理器上執行的複數電腦可讀指令。該複數電腦可讀指令可用於：(a) 接收在一已部分製造之積體電路中一欲蝕刻之特徵部的一起始微影遮罩佈局；(b) 獲得該欲蝕刻之特徵部內或該特徵部上方之該遮罩中之一開口內之至少一位置的一蝕刻製程條件；(c) 藉著將該蝕刻製程條件應用至提供該積體電路製造蝕刻製程在該特徵部內所造成之一特徵部內邊緣放置誤差之複數預測的一查找表或一模型，以識別該特徵部之該特徵部內邊緣放置誤差；及(d) 修改該特徵部之該起始微影遮罩佈局的一位置以補償在(c)中藉著將該蝕刻製程條件應用至該查找表或該模型所識別之該特徵部內邊緣放置誤差。在某些實施例中，該蝕刻製程條件係預測將於該積體電路製造蝕刻製程期間所產生。在某些實施例中，將該蝕刻製程條件應用至該查找表或該模型識別對應至該蝕刻製程條件之該特徵部內邊緣放置誤差的一或多個推定值。
本發明的另一態樣係關於用以決定積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局的電腦系統。此類系統可以下列元件所特徵化：一或多個處理器及一記憶體，該記憶體儲存用以在該一或多個處理器上執行的複數電腦可讀指令。該複數電腦可讀指令可用於：(a) 接收在一已部分製造之積體電路中一欲蝕刻之特徵部的一起始微影遮罩佈局；(b) 獲得該欲蝕刻之特徵部內或該特徵部上方之該遮罩中之一開口內之至少一位置的一蝕刻製程條件如一特徵部內電漿通量條件；(c) 藉著將例如電漿通量條件應用至提供該積體電路製造蝕刻製程在該特徵部內所造成之一特徵部內邊緣放置誤差之複數預測的一查找表或一模型，以識別該特徵部之該特徵部內邊緣放置誤差；及(d) 修改該特徵部之該起始微影遮罩佈局的一位置以補償在(c)中藉著將該電漿通量條件應用至該查找表或該模型所識別之該特徵部內邊緣放置誤差。
在某些實施例中，該特徵部內電漿通量條件係預測將於該積體電路製造蝕刻製程期間所產生。在某些實施例中，將該電漿通量條件應用至該查找表或該模型識別對應至該特徵部內電漿通量條件之該特徵部內邊緣放置誤差的一或多個推定值。
在某些實施例中，用以在(a)中接收該起始微影設計佈局的該複數指令包含用以自一電腦可讀媒體接收該起始微影設計佈局的複數指令，其中儲存在該記憶體用以在該處理器上執行的該複數電腦可讀指令更包含用於下列者的複數指令：(e) 將來自(d)之該經修改的微影遮罩佈局寫至該電腦可讀媒體。在某些實施例中，用以接收該起始微影遮罩佈局的該複數指令包含用以接收由一光學近接校正製程所產生之該起始微影遮罩佈局的複數指令。在某些實施例中，用以修改該起始微影遮罩佈局之該位置的該複數指令包含用以將在(c)中所識別之該特徵部內邊緣放置誤差提供予一光學近接校正製程的複數指令。
在某些實施例中，該系統包含用於下列者的複數指令：利用預期會在將進行該積體電路製造蝕刻製程的一電漿反應器中所產生的複數製程條件計算該特徵部內電漿通量條件。
在某些實施例中，用以計算該特徵部內電漿通量條件的該複數指令包含用以將該複數製程條件應用至一簡潔物理模型的複數指令。在此類實施例中，該簡潔物理模型可用以考慮複數特徵部在該積體電路上所造成的負載及/或電漿在該特徵部內的可見度。
在某些實施例中，用以獲得該特徵部內電漿通量條件的複數指令包含用以獲得在該特徵部內或該遮罩之該開口內之複數位置的複數特徵部內電漿通量條件的複數指令且該系統更包含用以將該複數位置處之該複數特徵部內電漿通量條件應用至該查找表或該模型的複數指令。在此類實施例中，該查找表或該模型係用以識別對應至該複數位置之該複數特徵部內電漿通量條件之該特徵部內邊緣放置誤差的該一或多個推定值。
在某些實施例中，用以將該特徵部內電漿通量條件應用至該查找表或該模型的該複數指令包含用以識別該邊緣放置誤差的該複數推定值的複數指令。在某些實施例中，該系統更包含用於下列者的複數指令：在該邊緣放置誤差的該複數推定值之間進行內插以提供用以在(d)中藉著將該特徵部內電漿通量條件應用至該查找表或該模型之該複數指令所識別的該特徵部內邊緣放置誤差。
在某些實施例中，該系統包含用於下列者以在(c)之後並在(d)之前執行的指令：(i) 自在(c)中所識別的該特徵部內邊緣放置誤差決定該欲蝕刻之特徵部的一輪廓；(ii) 利用該輪廓獲得一經更新的特徵部內電漿通量條件；及(iii) 將該經更新的特徵部內電漿通量條件應用至該查找表或該模型以獲得一經更新的特徵部內邊緣放置誤差。在此類實施例中，用以在(d)中修改該起始遮罩佈局之該位置的該複數指令包含針對該經更新的邊緣放置誤差進行補償的複數指令。
在某些實施例中，指令(a) – (c)係針對該積體電路製造蝕刻製程的一初始時間步驟進行。在此類實施例中，該電腦系統更包含用於下列者的複數指令：(i) 判斷在該積體電路製造蝕刻製程之該初始時間步驟之結束處之該欲蝕刻的特徵部的一輪廓；及(ii) 應用該特徵部之該輪廓以針對該積體電路製造蝕刻製程之一接續時間步驟重覆操作(a) – (c)。在某些此類實施例中，用以在(d)中修改該起始遮罩佈局之該位置的該複數指令包含用以針對該積體電路製造蝕刻製程之該接續時間步驟所識別的該特徵部內邊緣放置誤差進行補償的複數指令。
本發明之另一態樣係關於半導體基板之蝕刻系統。此類系統可以下列元件所特徵化：(a) 如上所述之電腦系統；(b) 一微影模組；(c) 一電漿蝕刻器，係用以產生一電漿，該電漿接觸該半導體基板並蝕刻該基板表面未受到該微影模組所轉移之該光阻遮覆的複數部分，其中該微影模組係用以：(i) 自該電腦系統接收來自(d)之該經修改的微影遮罩佈局(ii) 自該經修改的微影遮罩佈局形成一遮罩；及(iii) 利用該遮罩進行一微影操作以將一層光阻轉移至一半導體基板。
文中亦揭露遮罩設計的產生方法。此些方法可包含利用上述的技術產生光阻用之一近接校正後的設計佈局然後基於所產生之該近接校正後的光阻設計佈局產生一遮罩設計。文中亦揭露半導體基板的蝕刻方法。此些方法可包含產生上述之一遮罩設計及基於該遮罩設計形成一遮罩。之後，可利用該遮罩進行一光微影操作以將實質上符合該近接校正後的光阻設計佈局的一層光阻轉移至該基板，之後可將該基板暴露至電漿以最終蝕刻該基板。
亦揭露用以產生欲用於蝕刻操作中之光阻用之近接校正後之設計佈局的電腦系統。此些系統可包含一處理器與一記憶體。該記憶體可儲存一查找表(LUT)及用以在該處理器上執行的複數電腦可讀指令。儲存在該記憶體中的該複數指令可包含用以接收一初始設計佈局的複數指令及用以識別該初始設計佈局中的一特徵部的複數指令，該特徵部的圖案係對應至欲藉由一電漿系的蝕刻製程蝕刻至一半導體基板之表面上之一材料堆疊中的一特徵部，該電漿系的蝕刻製程係當該材料堆疊上覆有對應至該設計佈局之一層光阻圖案時在一製程室中於一組製程條件下進行。儲存在該記憶體中的該複數指令更可包含：用以在此類電漿系的蝕刻製程期間估計於時間t 處該特徵部內之一特徵部內電漿通量(IFPF)之一或多個量的特徵的複數指令；用以藉著將在(c)中估計出之該IFPF之該一或多個量的特徵與一查找表(LUT)中的內容比較而估計於該時間t 處該特徵部之一邊緣之一邊緣放置誤差(EPE)的一量的特徵的複數指令，該查找表(LUT)係使該時間t 處之該EPE之該量的特徵的複數值與該IFPF之該一或多個量的特徵的複數值相關聯；及用以基於該EPE之該量的特徵而修改該初始設計佈局的複數指令。
在某些實施例中，該初始設計佈局可自一電腦可讀媒體讀取，且在某些此類實施例中儲存在該記憶體中用以在該處理器上執行的該複數電腦可讀指令更包含用以將該近接校正後的設計佈局寫至一電腦可讀媒體的複數指令。
文中亦揭露一或多個電腦可讀媒體，其具有一查找表(LUT)及上述儲存在該電腦可讀媒體上的複數電腦可讀指令。
亦揭露微影遮罩的產生系統。此類系統可包含用以產生上述光阻用之一近接校正後的設計佈局的一電腦系統及一微影模組。該微影模組可用以自該電腦系統接收光阻用的一近接校正後的設計佈局、及自該近接校正後的設計佈局形成一遮罩。亦揭露半導體基板用的蝕刻系統，其藉著將該近接校正後之光阻設計佈局轉移至一半導體基板上的一層光阻而利用此類遮罩進行複數光微影操作。該些系統更可包含用以產生電漿的一電漿蝕刻設備，該電漿可用以接觸該半導體基板並蝕刻該基板表面未受到利用該遮罩所圖案化之該光阻遮覆的複數部分。
下面將參考附圖說明本發明之此些與其他特徵。
術語
本文中使用下列詞。
獨立變數 – 如被通常瞭解的，獨立變數為可造成回應的任何變數。獨立變數亦可已知為「預測變數」、「迴歸因子」、「控制變數」、「操縱變數」、「解釋變數」、或「輸入變數」。蝕刻輪廓模型可包含各種類型的獨立變數如反應器製程條件(如溫度、壓力、氣體組成、流率、電漿功率等)、局部電漿條件、及局部反應條件。LUT或文中所述的其他關係可使用蝕刻製程條件如IFPF參數、蝕刻時間、特徵部邊緣形狀等作為獨立變數。
結果變數 – 如被通常瞭解的，結果變數為獨立變數所造成的變數。通常結果模型係由模型所輸出。在某些文義下，結果變數為相依變數一詞的同義詞。在本文中，蝕刻輪廓為一種類型的結果變數。邊緣放置誤差為另一類型的結果變數。
輸入變數 – 輸入變數係類似於獨立變數但可能更特定，有些獨立變數在多次運作中維持固定因此在技術上針對此類運作並非「輸入」變數。對於受到考量的運作，輸入變數被提供為輸入。
機械參數 – 機械參數為一種類型的獨立變數，其表示在反應器或受到蝕刻的基板中一或多個特定位置處的物理及/或化學條件。
電漿參數 – 電漿參數為考慮局部電漿條件(如基板上特定位置處之電漿密度與電漿溫度)的一種機械參數。
反應參數 – 反應參數為考慮局部化學或物理-化學條件的一種機械參數。
製程參數 – 製程參數為反應器參數，製程工程師能控制反應器參數(如製程室壓力、RF功率、偏壓、氣體流率、與平臺溫度)。製程參數與基板特性可控制蝕刻反應器中之機械參數的數值。
模型參數 – 模型參數為受到最佳化的一種獨立變數。其通常為機械參數例如是化學反應參數。模型參數的初始數值通常並未受到最佳化；其可基於專家知識加以估計或自文獻數據選擇。引言 -- 蝕刻輪廓模型
文中揭露使用上述蝕刻輪廓模型(EPM)(及其他類似模型)以產生半導體特徵部蝕刻輪廓的精準表示的程序，此些精準表示為良好近似可供半導體製造業仰賴。
一般而言，EPM與類似的模型試著藉由計算在特徵部表面上各個空間位置處與蝕刻製程相關的反應速率，在整個模擬的蝕刻製程期間模擬一基板特徵部隨著時間的蝕刻輪廓演變意即在特徵部表面上一特徵部形狀在各個空間位置處的時間相依變化，反應速率係由反應室中所設定之電漿條件的蝕刻劑入射通量與沉積物種特性所造成。輸出為由離散組之複數數據點所表示的模擬的蝕刻輪廓—意即複數輪廓座標在空間上映射出輪廓的形狀。此類模擬的蝕刻輪廓的一實例係顯示於圖1中；模擬的輪廓可對應至圖2中所示之一實際量測到的蝕刻輪廓。在某些模型如表面動力模型中，模擬的蝕刻輪廓隨著時間的演變取決於理論模型化之空間解析的局部蝕刻反應速率，理論模型化之空間解析的局部蝕刻反應速率當然取決於蝕刻製程潛在的化學與物理特性。是以，蝕刻輪廓模擬取決於與蝕刻製程潛在之化學反應機制相關的各種物理與化學參數及可特徵化製程室環境的物理與化學參數—溫度、壓力、電漿功率、反應物流率等—此些參數大致上受到製程工程師的控制。
針對前者，蝕刻輪廓模型需要一組「基本的」化學與物理輸入參數—例如反應機率、黏附係數、離子與中性物種通量等—其通常無法受製程工程師獨立控制及/或甚至無法為製程工程師直接知悉，但必須被指定為模擬的輸入。是以，此些組「基本的」或「機械的」輸入參數被假定具有某些數值(一般而言係取自文獻)且其使用隱含受到模型化之蝕刻製程潛在的物理與化學機制受到某個程度的簡化(及近似)。
在某些實施例中，蝕刻輪廓模型為行為模型如北卡羅來納州卡瑞之Coventor 公司所販售的SEMulator3D™。在某些實施例中，行為模型使用製程的抽象化來預測一或多個半導體裝置製造操作所產生之特徵部的結構細節。行為模型的實例係載於先前所包含於此作為參考的美國專利US 9,015,016與US 9,659,126中。
本文提供結合了實驗技術與數據探勘/分析方法的程序，其能改善基板蝕刻製程之此些EPM的實際工業應用性。應注意，「基板蝕刻製程」一詞包含蝕刻遮罩層的製程或更普遍地說蝕刻已被沉積在基板表面上及/或位於基板表面上之任何材料層的製程。此些技術聚焦於此些模型所使用之「基本的」化學與物理輸入參數，並藉著使用能判斷出何者可被視為是針對此些參數之更有效的組複數數值的程序來改善此些模型—有效在某種意義上是指其可改善蝕刻模型的精準度—即便針對此些「基本的」參數所判斷出的複數最佳數值係不同於文獻(或其他實驗)針對此些參數所決定的「真實的」物理/化學數值。
下面將更詳細討論的圖3與4顯示用以產生經改善之蝕刻輪廓模型之例示性程序的流程圖。例如在圖3中，所示的流程圖具有兩個輸入分支，一分支係來自實驗量測值而另一分支則來自模型尚未被最佳化的現行版本。實驗分支與預測性的模型分支兩者共同產生蝕刻輪廓結果。此些結果受到比較且比較結果係用以改善模型俾以減少結果之間的偏差。
EPM所輸出之在二維或三維中詳細特徵化蝕刻輪廓的數據呈現出最佳化模型所遇到的特定挑戰。在文中所揭露的各種實施例中，輪廓數據被表示為一連串的複數高度切片，每一高度切片具有一厚度。在其他實施例中，輪廓被表示為一系列源自相同原點的向量或一系列的幾何形狀如梯形。當使用輪廓的許多此些高度切片或其他成分時，最小化實驗輪廓與EPM輪廓之間之誤差的最佳化問題可能需要很多計算。為了減少所需的計算，使用維度縮減技術如主成分分析(PCA)識別各種輪廓成分對最佳化中所用之整體物理輪廓的相關貢獻。以經縮減之維度空間中的少量主要成分或其他向量來呈現蝕刻輪廓可大幅簡化蝕刻輪廓模型之預測能力的改善程序。此外，此類主成分係彼此呈正交，這確保可以分離的方式最佳化獨立的輪廓貢獻。蝕刻輪廓
在深入蝕刻輪廓模型的細節及其改善程序之前，說明特徵部蝕刻輪廓的概念是有用的。一般而言，一蝕刻輪廓(EP)代表可用以特徵化半導體基板上之經蝕刻之特徵部之形狀之一組一或多個幾何座標的任何組複數數值。在一簡單的情況中，一蝕刻輪廓可被近似為由貫穿一特徵部之二維垂直橫剖面切片所見往該特徵部底部半途(在基板表面上該特徵部之底部與特徵部之上部開口之間的中點)所決定之該特徵部的寬度。在一較複雜的實例中，一蝕刻輪廓可為經由相同二維垂直橫剖面切片所見之該特徵部底部上各個高度處所決定的一系列特徵部寬度。圖2提供此例示。應注意，取決於實施例，該寬度可為凹陷特徵部之一側壁與另一側壁之間的距離—即被蝕刻移除之區域的寬度—或者該寬度可代表任一側已受到蝕刻之一柱狀物的寬度。後者係概略地顯示於圖2中。應注意，在某些情況中，此類寬度係稱為「關鍵尺寸」(圖2中標示為「CD」)且自該特徵部底部起算的高度可被稱為所謂關鍵尺寸的高度或z-座標(圖2中標示為百分比)。如所述，蝕刻輪廓可以其他幾何參考值所表示如源自相同原點的一組向量、或複數形狀如梯形或三角形的堆疊、或定義一典範蝕刻輪廓如弓形、直線、或錐斜側壁、圓底、刻面等之一組特徵形狀參數。
以此方式，一系列的幾何座標(如不同高度處的特徵部寬度)映射出特徵部輪廓的離散化描繪。應注意，有許多方式可表達能表示不同高度處之特徵部寬度的一系列座標。例如，每一座標可具有能表示自某基準特徵部寬度(如平均特徵部寬度、或垂直平均特徵部寬度)偏離之部分偏離的一數值、或每一座標可表示自垂直相鄰座標的變化等。在任何情況中，從文義與使用狀況可清楚明白被稱為「寬度」者及大致上針對用以表示蝕刻輪廓之一系列輪廓座標所用的方案。概念為使用一組座標來表示特徵部經蝕刻之輪廓的形狀。亦應注意，一系列幾何座標亦可用以描述特徵部經蝕刻之輪廓的完整三維形狀或其他幾何特性如基板表面上經蝕刻之圓柱或溝槽的形狀。是以在某些實施例中，一蝕刻輪廓模型可提供受到模型化之特徵部的完整三維蝕刻形狀。蝕刻輪廓模型
蝕刻輪廓模型(EPM)自一組輸入蝕刻反應參數(獨立變數)計算理論上決定的蝕刻輪廓，該組輸入蝕刻反應參數特徵化潛在的物理與化學蝕刻製程及反應機制。此些製程被模型化為時間與一網格中之位置的函數，表示受到蝕刻的特徵部與其周遭環境。輸入參數的實例包含電漿參數如氣相物種(離子、中性物種、自由基、光子等)的通量及表面化學反應參數如特定化學反應對應的反應機率、閾能量、濺射產率。此些參數(及尤其在某些實施例中，電漿參數)可自各種源頭所獲得，此些源頭包含自一般反應器結構與製程條件如壓力、基板溫度、電漿源參數(如提供至電漿源之功率、頻率、佔空比)、反應物與其流率等計算此些參數的其他模型。在某些實施例中，此類模型為EPM的一部分。
如所解釋的，EPM取反應參數作為獨立變數並函數地產生蝕刻輪廓作為回應變數。換言之，一組獨立變數為用以作為模型之輸入的物理/化學製程參數，回應變數為模型所計算出的蝕刻輪廓特徵部。EPM使用反應參數與蝕刻輪廓之間的一或多個關係。該一或多個關係包含例如以經定義之方式應用至獨立變數以產生和蝕刻輪廓相關之回應變數的係數、權重、及/或其他模型參數(以及反應參數及/或其他模型參數之線性函數、二階與更高階多項式函數等)。此類權重、係數等可表示上述反應參數中的一或多者。此些模型參數在文中所述的最佳化技術期間受到調變或調整。在某些實施例中，反應參數中的某些者為欲被最佳化的模型參數但其他者則被用來作為獨立輸入變數。例如，化學反應參數可為可最佳化的模型參數而電漿參數可為獨立變數。
一般而言，「回應變數」表示輸出及/或效應，且/或係受到測試看看其是否為效應。「獨立變數」表示輸入及/或原因，且/或係受到測試看看其是否為原因。是以，可研究回應變數看看其是否如獨立變數一般變化及其變化多寡。
如所解釋的，某些EPM使用可被特徵化為基本反應機械參數的輸入變數(獨立變數的一種)，此些輸入變數可被視為是潛在化學與物理的基本特性因此實驗製程工程師通常無法控制此些量。在蝕刻輪廓模型中，此些變數被應用至一網格之每一位置處並被應用至被經定義之時間步數所分離的複數時間處。在某些實施例中，網格的解析度可在約數埃至約一微米之間變化。在某些實施例中，該時間步數可在約1e-15秒至1e-10秒之間變化。在某些實施例中，最佳化使用兩種機械獨立變數：(1)局部電漿參數；及(2)局部化學反應參數。此些參數在某種意義上為「局部」，因為其在某些情況中可變化位置的函數小至網格的解析度。電漿參數的實例包含局部電漿特性如粒子如離子、自由基、光子、電子、經激發之物種、沉積物種的通量與能量、及其能量與角分佈等。化學及物理-化學反應參數的實例包含速率常數(如特定化學反應在特定時間處發生的機率)、黏附係數、蝕刻之能量閾值、參考能量、定義濺射產率的能量的指數、角產率函數與其參數等。又，參數化的化學反應包含其中反應物包含被蝕刻之材料與蝕刻劑的反應。應瞭解，化學反應參數可包含除了直接蝕刻基板之反應外的各種類型的反應。此類反應的實例包含副反應，副反應包含寄生反應、沉積反應、副產物的反應等。此些反應中的任何者皆可能影響整體蝕刻速率。亦應瞭解，模型除了上述的電漿與化學反應輸入參數外可能需要其他輸入參數。此類其他參數的實例包含反應位置處的溫度、分壓、或反應物等。在某些情況中，可將此些及/或其他非機械參數輸入至可輸出某些機械參數的一模組。
在某些實施例中，針對在最佳化期間維持固定之EPM模型變數以及獨立變數(如在某些實施例中為電漿參數)的初始(尚未最佳化的)數值可自各種源頭如文獻所獲得、可由其他計算模組或模型等所計算獲得。在某些實施例中，獨立輸入變數—如電漿參數—可利用模型所決定例如在電漿參數的情況可自蝕刻室電漿模型所決定。此類模型可自各種製程工程師無法控制(如藉由轉動旋鈕)的製程參數計算可應用的輸入EPM參數—此類無法控制的製程參數例如是製程室環境參數如壓力、流率、電漿功率、晶圓溫度、ICP線圈電流、偏壓/功率、脈動頻率、脈動佔空比等。
當運行EPM時，將獨立變數中的某些者設定為用以進行實驗之已知或預期的參數數值。例如，可在模型化領域中的複數位置處將電漿參數固定為已知或預期的數值。其他獨立變數—在文中被描述為模型的參數或模型參數—為如下所述被選定為受到最佳化程序調整的參數。例如，化學反應參數可為受到調整的模型參數。是以，在對應至一特定之量測到的實驗蝕刻輪廓的一系列運行中，變化模型參數以說明如何選擇此些參數的數值以最佳化模型。
EPM可具有許多不同形式中的任何一者。最終，其將提供獨立變數與回應變數之間的關係。該關係可為線性或非線性。一般而言， EPM在此領域中被稱為蒙地卡羅(Monte Carlo)表面動力模型。具有各種形式的此些模型操作以在半導體晶圓製造的文義下模擬晶圓特徵部的形貌隨著時間的演變。模型可使用形貌演變的基於單元的表示，但亦可使用位準系列類型的模型、或上述者的組合。又，亦可使用總集動力模型如總集朗繆爾-亨斯伍德動力模型或其他類型的半分析混合模型。模型發射具有能量與角分佈的假粒子，此些假粒子係由電漿模型或實驗診斷針對晶圓上任意徑向位置所產生。該假粒子在統計上具有權重以表示朝向表面的自由基與離子的通量。模型處理會導致表面上之蝕刻、濺射、混合、及沉積的各種表面反應機制以預測輪廓演變。在蒙地卡羅整合期間，追蹤各種離子與中性假粒子在晶圓特徵部內的軌跡直到其反應或離開計算領域為止。EPM已發展出預測在各種材料上蝕刻、剝除、原子層蝕刻、離子化金屬物理汽相沉積、及電漿增強化學汽相沉積的能力。在某些實施例中，EPM使用二維或三維的直線性網格，此網格具有精細的解析度足以適當地解決/模型化晶圓特徵部的維度(但原則上網格(無論是二維還是三維)亦可使用非直線性的座標)。網格可被視為是二維或三維中複數網格格點的一陣列。其亦可被視為是複數單元(cell)的一陣列，此些單元表示與每一網格格點相關(置中)之二維中的局部面積或三維中的體積。網格內的每一單元可表示一不同的固體材料或複數材料的混合物。選擇二維或三維網格作為模型化的基礎可取決於受到模型化之晶圓特徵部的分類/類型。例如，可使用二維網格模型化一長溝槽特徵部(如在多晶矽基板中)，二維網格在下列假設下描繪溝槽的橫剖面形狀：溝槽之複數末端的幾何特徵和發生在遠離其末端之溝槽大部分長度部分的反應性製程不會太相關(意即，對於此橫剖面二維模型的目的而言，假設溝槽是無限的，再次強調這對於遠離其末端的溝槽特徵部而言是合理的假設)。另一方面，利用三維網格來模型化圓形的通孔特徵部(貫矽通孔(TSV))是適當的(由於特徵部的x, y水平維度彼此相當)。
網格間距範圍可自次奈米(如自1埃)上至數微米(如10微米)。一般而言，對每一網格單元指定在輪廓演變期間可能會變化的一材料身份如光阻、多晶矽、電漿(如在空間區域中未被該特徵部所佔據的部分)。固態物種係由計算單元的身份所表示；氣態物種則以計算的假粒子所表示。以此方式，網格提供當晶圓特徵部的幾何特徵/形貌在反應性蝕刻製程期間隨著時間演變時晶圓特徵部與周遭環境(如電漿)的合理詳細表示(如就計算的目的而言)。蝕刻實驗與輪廓量測
為了訓練並最佳化在先前段落中所說明的EPM，可進行各種實驗以判斷—實驗允許的儘可能精確程度—在各組之蝕刻製程參數所指定的各種製程條件下所進行之真實蝕刻製程所產生的實際蝕刻輪廓。是以，例如，吾人針對一組蝕刻製程參數指定第一組數值—如蝕刻劑流率、電漿功率、溫度、壓力等—以此設定蝕刻室設備、流至蝕刻室的蝕刻劑、擊發電漿等，然後蝕刻第一片半導體基板以產生第一個蝕刻輪廓。接著吾人針對相同組的蝕刻製程參數指定第二組數值，蝕刻第二片基板以產生第二個蝕刻輪廓，然後以此類推。
可使用製程參數的各種組合來表示適當的廣泛或聚焦的製程空間以訓練EPM。接著可使用製程參數的相同組合來計算輸入至EPM的(獨立)輸入參數如機械參數以提供可與實驗結果相比較的蝕刻輪廓輸出(回應變數)。由於實驗可以是昂貴且耗時的，因此可使用技術來設計實驗俾以減少為了提供最佳化EPM用之強健訓練所需進行的實驗的次數。為達此目的可使用某些技術如實驗設計(DOE)。一般而言，此類技術判斷在各種實驗中使用哪些組之製程參數。其藉著考量製程參數之間的統計交互作用、隨機性等而選擇製程參數的組合。例如，DOE可識別出能涵蓋定案製程之中心點附近之有限參數範圍的小量實驗。
在模型最佳化程序的初期研究者通常會進行所有實驗並在最佳化常規疊代中僅使用該些實驗直到收斂。或者，對於最佳化初期疊代研究者可進行某些實驗，後續隨著最佳化程序的進行而進行額外的實驗。最佳化程序可告訴實驗設計者欲評估的特定參數，這隱含著後續疊代應進行的特定實驗。
可使用一或多個原位或離線的量測工具量測由此些實驗蝕刻製程操作所造成的實驗蝕刻輪廓。量測可在蝕刻製程的結束處進行、在蝕刻製程期間進行、或在蝕刻製程期間的一或多個時間點處進行。當在蝕刻製程的結束處進行量測時量測方法可以是破壞性的，當在蝕刻製程期間的時間點處進行量測時量測方法通常為非破壞性的(因此不中斷蝕刻)。適當的量測技術的實例包含但不限於原位與非原位的光學關鍵尺寸(OCD)散射測量、橫剖面SEM。應注意，量測工具可直接量測特徵部的輪廓如使用SEM的情況(其中實驗基本上映射特徵部的蝕刻輪廓)，或量測工具可間接判斷特徵部的蝕刻輪廓如使用OCD量測的情況(其中進行某些蝕刻後製程以自真實量測數據收回特徵部的蝕刻輪廓)。又應注意，在某些實施例中，可在光譜空間中進行EPM最佳化，故吾人毋需自OCD量測數據收回蝕刻輪廓；而是使用藉由EPM所計算出的蝕刻輪廓來模擬OCD散射。
在任何情況中，蝕刻實驗與量測程序的結果為一組量測到的蝕刻輪廓，每一量測到的蝕刻輪廓通常包含如上所述表示特徵部輪廓形狀之一系列座標的一系列數值或一組網格數值。一實例係顯示於圖2中。接著如下所述使用蝕刻輪廓作為輸入以訓練、最佳化、及改善計算出的蝕刻輪廓模型。模型參數調整 / 最佳化
每一量測到的實驗蝕刻輪廓提供調整計算出之蝕刻輪廓模型用的一基準。因此，藉著施加實驗蝕刻輪廓利用蝕刻輪廓模型進行一系列的計算，看模型所預測的蝕刻輪廓如何偏離現實。藉著此資訊可改善模型。
圖3之流程圖例示用以調整及/或最佳化如上所述之一蝕刻輪廓模型的一組操作300。在某些實施例中，此類受到調整及/或最佳化的模型減少—在某些情況中實質上最小化—進行蝕刻實驗所獲得之量測到的蝕刻輪廓與自模型所產生之對應之計算出的蝕刻輪廓之間之總和差異相關(表示、量化等)的一計量。換言之，一經改善的模型可減少不同之實驗製程條件(藉由經選定之製程參數之不同組指定數值所表示—其係用以計算輸入至EPM的獨立輸入參數)上的總和誤差。
如圖3中所示，最佳化程序300始於操作310，選擇一組欲最佳化之模型參數。再次強調，可將此些模型參數選擇為得以特徵化製程工程師無法控制之潛在化學與物理製程的參數。將基於實驗數據調整此些參數的部分者或全部以改善模型。在某些實施例中，此些模型參數可為反應參數且包含反應機率及/或(熱)速率常數、反應物黏附係數、物理或化學濺射之蝕刻閾值能量、能量相依的指數、蝕刻角產率相依、及與角產率曲線相關的參數等。應注意，一般而言，最佳化係針對流至蝕刻室中之特定/特定組合的化學物種進行(但應瞭解，蝕刻室的化學組成會隨著蝕刻製程的進行而改變)。在某些實施例中，以不同於其他輸入參數(如電漿參數)的分離輸入檔案將反應參數饋入EPM中。
在某些實施例中，模型參數可包含蝕刻製程欲模型化之特定化學反應的規格。此領域中具有通常知識者當明白，對於一特定的蝕刻製程而言，在蝕刻室中任何時間處有許多反應進行。此些反應包含主蝕刻反應本身但亦可包含主蝕刻製程的副反應、涉及主蝕刻反應之副產物的反應、副產物之間的反應、涉及副產物之副產物的反應等。是以，在某些實施例中，選擇模型參數涉及選擇哪些反應應被包含於模型中。假設包含愈多反應則模型愈精準且對應之計算所得之蝕刻輪廓愈精準。然而，在模型中包含更多反應會增加模型的複雜度，因而增加模擬的計算成本。這亦導致其變成更多欲最佳化的反應參數。若加入的特定反應對於整體蝕刻動力學而言是重要的，則此作法為佳。然而，若額外加入的反應並非關鍵的，加入另一組反應參數可能會使最佳化程序更難收斂。再次強調，選擇包含哪些反應及與此些反應相關的速率常數或反應機率可以其獨自的輸入檔案(有別於電漿參數)饋入EPM 模型中。在某些實施例中，針對一特定組的反應物物種，每一物種之各種替代性/競爭性的反應路徑的機率總和應為1。再次強調，應明白，欲包含之反應、反應機率等的規格(如載於輸入檔案中)係大致上針對流至蝕刻室中進行蝕刻製程/反應之特定/特定組合的化學物種(且最佳化係大致上針對此特定組合，但在某些實施例中，可發現針對一化學物種組合所習得之知識可應用至類似/相關的化學物種組合)。
在任何情況中，為了開始圖3之流程圖中所示之最佳化程序，必須針對各種欲最佳化的模型參數(如反應機率、黏附係數等)選擇初始數值。這係於操作310中完成。該初始數值可為文獻中找到的數值、基於其他模擬所計算得到的數值、自實驗所決定的數值、或自先前最佳化程序已知的數值等。
在操作310中選擇及初始化的模型參數係於一組獨立輸入參數上進行最佳化，在操作320中給予該組獨立輸入參數複數組數值。此類獨立輸入參數可包含得以特徵化反應室中之電漿的參數。在某些實施例中，藉由分開的輸入檔案(有別於上述反應參數用之輸入檔案)將此些電漿參數饋入EPM中。針對該獨立輸入參數(如電漿參數)之該複數組數值能指定該選定之獨立輸入參數之空間中的不同點。例如，若選擇欲最佳化的輸入參數為溫度、蝕刻劑通量、及電漿密度，並針對此些選定的輸入參數選擇5組數值，則在溫度、蝕刻劑通量、及電漿密度的選定三維輸入參數空間中識別出5個獨特的點—此空間中該5點中的每一點係對應至溫度、蝕刻劑通量、及電漿密度的一不同組合。如所述，可使用一實驗設計程序如DOE來選擇複數組輸入參數。
一旦選定後，針對輸入參數的每一組合，在操作330中進行一蝕刻實驗以量測一實驗蝕刻輪廓。(例如在某些實施例中，針對該輸入參數之數值的相同組合進行多次蝕刻實驗，平均所得之蝕刻輪廓量測值(可能在捨棄離群點後等))接著使用此組複數基準以下列方式來調整及最佳化模型：在操作335中針對輸入參數之每一組數值計算一蝕刻輪廓，在操作340中於該輸入參數之所有不同組數值上計算一誤差計量，誤差計量表示(相關、量化等)實驗所得之蝕刻輪廓與計算所得之蝕刻輪廓之間之差異。
應注意，此組計算所得之蝕刻輪廓(誤差計量係自其所計算)係對應至在操作310中所指定之一組先前選定的模型參數 。最佳化程序的目的在於針對此些模型參數判斷出更有效的選擇。是以在操作350中判斷現行指定的模型參數 是否使操作340中所計算得到的誤差計量為局部最小值(就模型參數 的空間而言)，若判斷為否，則在操作360中修改該組模型參數的一或多個數值然後使用修改過的數值產生新的一組蝕刻輪廓—重覆圖3之流程圖概略顯示的操作335—之後在重覆操作340中計算一新的計量。接著流程再次進行至操作350，判斷此新的模型參數的組合是否表示誤差計量所評估之所有組輸入參數上的一局部最小值。若判斷為是則如圖中所示結束最佳化程序。若判斷為否，則再次在操作360中修改該模型參數並重覆循環。
圖4A之流程圖顯示用以細化蝕刻輪廓模型中之模型參數用的方法470。如所示，方法470始於收集針對一系列受到控制之蝕刻室參數組所產生的實驗蝕刻輪廓。在較後續的階段處，該方法比較此些實驗產生的蝕刻輪廓與利用蝕刻輪廓模型所產生之理論產生的蝕刻輪廓。藉著比較實驗產生的蝕刻輪廓與理論產生的蝕刻輪廓，可細化蝕刻輪廓模型所用的一組模型參數而改善模型預測蝕刻輪廓的能力。
在所示的方法中，程序始於操作472，針對欲用於計算與實驗兩種階段中選擇複數組製程參數。此些製程參數定義欲進行比較的條件範圍。每一組製程參數表示用以操作蝕刻室的一組設定。如所述，製程參數的實例包含室壓力、平臺溫度、及可被選擇及/或蝕刻室內可被量測到的其他參數。或者或此外，每一組製程參數表示受到蝕刻的工作件的一條件(如經由蝕刻所形成之線寬與線節距)。
在針對實驗運行選擇複數組製程參數(注意，EPM最佳化用之一組獨立輸入參數將對應至每一組製程參數及/或自每一組製程參數所計算獲得)之後，開始實驗。這係由參數組的一循環所表示且包含操作474、476、478、及480。操作474簡單地表示針對進行一新實驗，前進至下一參數組(參數組(i))。一旦更新參數組後，方法利用現行參數組的參數來進行一新的蝕刻實驗(方塊476)。接下來，在利用現行參數組進行蝕刻實驗後，方法產生並儲存在工作件上量測到的一實驗蝕刻輪廓(方塊478)。如上所解釋，「產生與儲存蝕刻輪廓」的操作提供在較低維度空間中的蝕刻輪廓如蝕刻輪廓的主成分表示。
每一次在一實驗中使用一新製程參數組，如在決策方塊480中所示，方法判斷是否有任何更多的參數組需考慮。若有額外的參數組，如在方塊474處所示開始下一參數組。最終，在考慮過所有一開始定義的製程參數組之後，決策方塊480判斷已無更多參數需考慮。此時，程序交至程序流程的模型最佳化部分。
一開始在流程的模型最佳化部分中，如方塊482所示開始一組模型參數(模型參數(j))。如所解釋的，此些模型參數為模型用來預測蝕刻輪廓的參數。在此程序流程的文義下，修改此些模型參數以改善EPM的預測能力。在某些實施例中，該模型參數為表示在蝕刻室中發生之一或多個反應的反應參數。在一實例中，該模型參數為反應速率常數或特定反應將發生的機率。又，如文中他處所解釋的，蝕刻輪廓模型可使用在最佳化常規任務期間維持固定的其他參數。此類參數的實例包含物理參數如電漿條件。
在操作482處初始化模型參數後，方法進入一最佳化循環，在此最佳化循環中針對用以在實驗循環中產生實驗蝕刻輪廓之製程參數組之每一製程參數組產生理論蝕刻輪廓。換言之，方法使用EPM針對每一製程參數組(即針對所有的不同參數組(i))預測一蝕刻輪廓。然而應注意，針對此些製程參數組的每一製程參數組，實際上被輸入至EPM中(運行EPM)的為對應至該選定製程參數的一組獨立輸入參數。對於某些參數而言，一獨立輸入參數可與一製程參數相同；但對於某些參數而言，該獨立輸入參數(實際上被饋入EPM中者)可自該物理製程參數推導/計算所得之；是以，其彼此對應至可能不相同。因此應瞭解，在圖4A(操作482-496)中之此最佳化循環的文義下，EPM係(若極精確地說)針對對應至(參數組(i))的一組獨立輸入參數運行，但在實驗循環(操作472-480)中實驗係利用對應至(參數組(i))的製程參數運行。
在任何情況下，一開始在此循環中，方法前進至在操作472中初始設定之複數參數組中的下一參數組。見方塊484。以此選定的參數組，方法利用現行組之模型參數運行蝕刻輪廓模型。見方塊486。之後，方法針對一參數組與模型參數的現行組合(參數組(i)與模型參數(j))產生並儲存理論蝕刻輪廓。見方塊488。「產生與儲存蝕刻輪廓」的操作提供在較低維度空間中的蝕刻輪廓如蝕刻輪廓的主成分表示。
最終在此循環中考慮所有複數參數組。在該點之前，決策方塊490判斷仍有額外參數組並將控制返回方塊484，在方塊484處參數組行進至下一參數組。針對複數參數組的每一參數組(參數組(i))重覆運作模型與產生儲存理論蝕刻輪廓的程序。
當對於目前考慮的模型參數(模型參數(j))已無剩餘參數組欲考慮時，程序離開此循環並計算理論蝕刻輪廓與實驗蝕刻輪廓之間的一誤差。見方塊492。在某些實施例中，針對製程參數的所有參數組(i)而非只針對其中一參數組來決定該誤差。
方法使用方塊492中所決定的誤差來決定模型參數的最佳化常規任務是否收斂。見方塊494。如下所述，可使用各種收斂標準。假設最佳化常規任務尚未收斂，程序控制將被導向方塊496，在方塊496處方法產生可改善模型之預測能力的新一組的模型參數(模型參數(j))。利用新一組的模型參數，程序控制返回由方塊484、486、488、及490所定義的循環。當在此循環中時，參數組(i)重覆地前進且每次模型皆運行以產生一新的理論蝕刻輪廓。在考慮過所有的參數組後，在方塊492處再次判斷理論蝕刻輪廓與實驗蝕刻輪廓之間的誤差並在方塊494處再次應用收斂標準。假設尚未符合收斂標準，方法以上述方式產生測試用的更另一組模型參數。最終，選定一組符合收斂標準的模型參數。程序於是完成。換言之，圖4中所示的方法產出一組能改善蝕刻輪廓模型之預測能力的模型參數。
一相關的程序係顯示於圖4B中。如所示，針對不同的基板特徵部結構而非不同製程條件產生實驗蝕刻輪廓與理論蝕刻輪廓。除此之外，基本的程序流程為相同的。在某些實施例中，對於實驗操作與理論操作而言變化特徵部結構與製程條件兩者。
不同的特徵部可包含不同的「線」與「節距」幾何特徵。見圖4B-1。節距表示在重覆多次之受到蝕刻的特徵部中能涵蓋受到蝕刻之一特徵部的最小單元。線表示在假設對稱的情況下兩相鄰側壁之間的總厚度。例如，方法可運行重覆L50P100、L100P200、L100P300、L75P150等幾何特徵，其中數目表示以奈米作為單位的線寬與節距。
在所示的實施例中，程序471始於選擇蝕刻輪廓模型的固定與變動參數(模型參數)。在某些實施例中此些參數可為物理及化學反應參數。此外，選擇基板特徵部。見操作473。
針對每一特徵部幾何特徵(如操作475 與481中所示行進的特徵部組(k))，方法進行使用現行特徵部幾何特徵的蝕刻製程以產生一實驗蝕刻輪廓(實驗蝕刻輪廓(k))並儲存蝕刻輪廓。見操作477與479。如之前所述，每一實驗蝕刻輪廓皆被儲存為一較低維度表示。
之後，方法初始化運行用的模型參數(模型參數(j))。見操作483。針對每一特徵部幾何特徵(如操作485 與491中所示行進的特徵部組(k))，方法進行蝕刻輪廓模型以產生一理論蝕刻輪廓(理論蝕刻輪廓(k))並儲存蝕刻輪廓。見操作487與489。如前所述，每一理論蝕刻輪廓皆被儲存為一較低維度表示。
針對在包含操作487與489之循環中所考慮的每一組模型參數(j)，方法比較理論蝕刻輪廓與實驗蝕刻輪廓以決定在所有基板特徵部組上之蝕刻輪廓之間的誤差。見操作493。若如操作495處所判斷程序已收斂，則程序完成並選定目前的模型參數。若程序尚未收斂，方法產生新一組的模型參數(j)，返回由操作485、487、489、及491所定義的循環。
在某些實施例中，針對每一特徵部組選擇一分別的模型參數。在此類情況中，方法可繪製或以其他方式決定線/節距比例(或特徵部的其他特性)與最終收斂之模型參數之間的關係。若已收斂之模型參數的數值為合理常數(可能有些雜訊)，方法使用經改善之邊緣輪廓模型的平均模型參數數值。若已收斂之模型參數的數值呈現一趨勢，方法可使用多項式擬合建立一函數，此函數可用以針對每一特徵部組(如線與節距幾何特徵)選擇模型參數數值。
應瞭解，可使用特徵部組、製程參數組、或其他變數來進行實驗，因而產生實驗決定的蝕刻輪廓。在某些實施例中，如上面之流程圖所示，此些蝕刻輪廓(及相關之參數組)的一半或某些其他比例部分係用於訓練，剩餘者係用於驗證。訓練用的蝕刻輪廓產生經調整的模型參數，經調整的模型參數係用於蝕刻輪廓模型中並藉著應用經調整的模型針對驗證組預測蝕刻輪廓而驗證經調整的數模型參數。若針對驗證組之實驗蝕刻輪廓與理論蝕刻輪廓之間的誤差在統計上高於使用訓練組在收斂處所找到的誤差，則如前使用一不同的訓練組來調整模型。疊代式非線性最佳化程序的相關細節
圖3文義下所說明的模型參數最佳化程序通常為一疊代式非線性最佳化程序—例如其最佳化一誤差計量且此誤差計量通常為輸入參數的一非線性函數—是以可使用此領域中針對非線性最佳化的各種已知技術。見例如：Biggs, M.C., “Constrained Minimization Using Recursive Quadratic Programming,” Towards Global Optimization (L.C.W. Dixon and G.P. Szergo, eds.), North-Holland, pp 341–349, (1975)；Conn, N.R., N.I.M. Gould, and Ph.L. Toint, “Trust-Region Methods,” MPS/SIAM Series on Optimization, SIAM and MPS (2000) ；Moré, J.J. and D.C. Sorensen, “Computing a Trust Region Step,” SIAM Journal on Scientific and Statistical Computing, Vol. 3, pp 553–572, (1983)；Byrd, R.H., R.B. Schnabel, and G.A. Shultz, “Approximate Solution of the Trust Region Problem by Minimization over Two-Dimensional Subspaces,” Mathematical Programming, Vol. 40, pp 247–263 (1988)；Dennis, J.E., Jr., “Nonlinear least-squares,” State of the Art in Numerical Analysis ed. D. Jacobs, Academic Press, pp 269–312 (1977)；Moré, J.J., “The Levenberg-Marquardt Algorithm: Implementation and Theory,” Numerical分析, ed. G. A. Watson, Lecture Notes in Mathematics 630, Springer Verlag, pp 105–116 (1977)；Powell, M.J.D., “A Fast Algorithm for Nonlinearly Constrained Optimization Calculations,” Numerical Analysis, G.A.Watson ed., Lecture Notes in Mathematics, Springer Verlag, Vol. 630 (1978)，將上述每一者之所有內容包含於此作為所有目的之參考。在某些實施例中，此些技術在某些可能被加諸於輸入參數及/或誤差計量的限制下最佳化一目標函數(在此處為誤差函數/計量)。在某些此類實施例中，限制函數本身可能是非線性的。例如，在計算所得之蝕刻輪廓係利用EPM所輸出之一組經堆疊之梯形所表示的實施例中，誤差計量可被定義為此些經堆疊之梯形之邊界所表示的面積與量測到之實驗蝕刻輪廓之面積之間的差異。在此情況中，誤差計量為EPM所輸出之回應變數的非線性函數，是以可自上面所述(及/或自所包含之文獻)之可規格化非線性限制的技術中選擇一經限制的最佳化技術。注意，在圖3之流程圖的文義下，此些各種程序係對應至在操作360中如何修改一或多個模型參數及在操作350中如何偵測與處理誤差的一或多個潛在局部最小值。
在某些實施例中，如圖3中所示之用以決定經改善/經調整之模型參數的一疊代式的非線性最佳化程序可被分割為複數階段，在某些此類實施例中，不同的最佳化階段可對應至半導體基板之表面上受到蝕刻之材料的不同膜層。此方案藉著減少受到變化之輸入參數的數目亦可縮減計算負擔並簡化受到計算的誤差計量。例如，若欲蝕刻的基板包含依序沉積之不同材料的多層堆疊，由於不同層具有大致上不同的材料組成，因此不同的化學條件特徵化每一層中所發生的局部蝕刻製程—如不同蝕刻反應(或複數反應)、不同的副反應、副產物之間的不同反應、或甚至若發生相同(或相似)的化學反應此些反應可以大致上不同的速率、不同的化學計量比等發生。是以，為了設置對應至整個多層堆疊之蝕刻的一蝕刻輪廓模型(EPM)，被饋入模型的輸入參數大致上包含對應至之不同堆疊膜層之不同組參數。如上所述，此些組參數可包含表示蝕刻製程之模型化中欲包含之化學反應的參數、及特徵化反應本身的參數—反應機率、黏附係數等。
然而應瞭解，一最佳化協定不一定需要同時最佳化每一參數，例如圖3之操作360中可使某些參數維持固定但可在圖中概略顯示之最佳化的一或多個特定循環/運行中允許其他參數「浮動」及受到修改。因此，基於觀察到每層中發生之化學程序僅到達該層的某個局部程度，在某些實施例中，可藉由下列方式加速最佳化：單獨調整與一層相關的模型參數但固定與其他層相關的參數，之後選定另一層允許其參數「浮動」但維持其他層的參數固定，以此類推直到所有膜層皆已被獨立調整過。接著可重覆此逐層調整程序複數次，每一次循環過所有膜層，直到獲得某個程度的最佳化為止，此時，基於利用已獨立最佳化過之每層相關的參數可更有效率地收斂(且可能收斂至誤差計量的較佳局部最小值)的體認在所有膜層上進行完整最佳化—即允許所有膜層之模型參數變化/「浮動」。更進一步，可重覆整個逐層程序而更進一步改善結果—即重覆循環該膜層一或多次以進行膜層特定的最佳化，接著允許所有膜層的模型參數浮動以進行全局最佳化。應注意，在圖3的文義下，選定某些模型參數而允許其「浮動」(是以針對一特定膜層獨立最佳化)但使其他參數維持固定可為圖3(在此些及類似類型的實施例中)之參數修改操作360的一部分。
考慮蝕刻一蝕刻遮罩下方之一膜層的模型化情況(其中蝕刻遮罩層與其下方的膜層皆會受到某個程度的蝕刻)作為例示前述獨立逐層最佳化程序的一特定實例。是以此構成一兩層蝕刻模型，其中可在對應至兩層之模型參數完全同時最佳化之前，可獨立最佳化兩層中每一層用的參數。
因此，開始可針對所有模型參數指定數值、運作模型以在輸入參數之所有組數值(表示不同的蝕刻條件)上產生計算所得之蝕刻輪廓，然後在對應至獨立輸入參數之複數組數值的所有輪廓上計算實驗輪廓與計算所得之蝕刻輪廓之間之差異的一誤差計量表示。接著針對獨立的層特定最佳化可選擇蝕刻遮罩下的膜層如一介電層，針對最佳化修改此(介電)層相關之一或多個模型參數，在獨立輸入參數的所有組數值上再次運作模型，計算一新的誤差計量表示，再次修改介電層相關的一或多個模型參數，再次運作模型，再次計算誤差，以此類推直到針對介電層獲得誤差的局部最小值為止。
接著將介電層的模型參數維持固定在此些數值，針對獨立最佳化選擇遮罩層的模型參數，修改其(蝕刻遮罩層之模型參數之)一或多個數值，再次運作模型，計算誤差，以此類推直到針對蝕刻遮罩層獲得誤差之局部最小值為止。此時，可在兩層之模型參數上進行完全最佳化 ，或在某些實施例中，在進行完全最佳化之前可進行獨立介電層與遮罩層最佳化的一或多個額外循環俾使完全最佳化更有效(例如更快收斂、或收斂至總誤差計量代差中的較佳所得局部最小值)。
亦應瞭解，在某些情況中，前述的逐層最佳化程序毋需被限制至一次只調整一單一獨立膜層。例如，若模型化六層堆疊的蝕刻，前述逐層最佳化程序的一變化為選擇一對膜層同時調整—即同時使對應至一對相鄰膜層的模型參數浮動—依序對三對膜層進行此步驟，可能在所有膜層的模型參數上進行完全同時最佳化之前重覆該三步驟循環多次；如前，可選擇性地重覆整個逐層程序(或在此例中為逐兩層程序)直到識別出整個堆疊上之誤差的局部最小值為止。
數值最佳化程序(無論是在完全最佳化前進行逐層最佳化、或直接在所有膜層上進行完全最佳化)取決於最佳化的起始點(即取決於針對模型參數所選擇的初始數值)與其他因素亦可得到蝕刻輪廓計量表示的局部最小值，是以最佳化程序可潛在識別出許多局部最小值來表示經改善(及/或經最佳化)的模型。在具有許多誤差局部最小值的情況中，可藉著定義模型參數的物理實際上與下邊界而消除此些模型參數的許多潛在組別。在某些實施例中，前述數值最佳化可針對起始點選擇(模型參數之初始值)進行以潛在識別局部最小值，是以可自模型參數之候選組中選擇最佳組(在某些實施例中，可能因為其為滿足所述物理實際上與下邊界之所有候選者中之最低計算所得之誤差計量表示)。維度縮減及主成分分析
在某些實施例中，一蝕刻輪廓模型在計算所得之蝕刻輪廓演進期間於每一時間步驟處輸出數值於大量網格格點(單元)處。對應至每一單元或網格格點的此些數值映射出計算所得之蝕刻輪廓的形狀。表示計算所得之蝕刻輪廓之網格格點的一此類實例係顯示於圖1中，其中每一網格格點具有一數值，此數值表示在蝕刻製程期間該時間處該空間區域是否為該特徵部所佔據。在某些實施例中，表示一蝕刻輪廓的網格的垂直尺寸至少約5或至少約10或至少約20。取決於實施例，可將垂直相鄰之網格格點之間之垂直距離的最小值選為1 Å且可大至數埃如5 Å、或10 Å、或甚至20 Å。
實際上，吾人可能想要將相鄰網格/格點之間的距離選擇得夠小以提供特徵部隨著時間演進時特徵部形狀的合理精準表示圖(可能取決於輪廓的複雜度)但又不會太小以致於無法得到此合理表示圖(因為更多網格格點需要更多計算時間)。可基於相同考量點選擇相鄰網格/格點之間的水平分隔(在晶圓平面上)，但一般而言可將水平與垂直分隔選擇為相同距離(即均勻網格)或大致上相當的距離。然而，由於被模型化之特徵部的寬度不見得等於被模型化之特徵部的高度，這不代表水平與垂直網格的尺寸必須要相同。是以，水平尺寸(橫跨一給定距離之水平點的數目、在二維中的x尺寸、在三維中的x與y尺寸)可取決於是否只是模型化特徵部的一側壁、是否模型化整個特徵部(橫跨一輪廓邊緣至另一邊緣)、是否模型化相鄰特徵部等。
如所述，蝕刻輪廓模型所輸出之網格的數值提供在物理空間中特徵部輪廓之邊緣係位於不同垂直高度處何處的一估計。自此資訊(自網格格點處的此些數值)，可計算在不同高度處的特徵部寬度、或在另一觀點中可計算每一高度的邊緣的水平座標(相對於某個基準)。其係例示於圖2中。接著可將此組座標視為是在多維空間中表示該特定特徵部輪廓的一點。此向量空間可為一正交空間或其可為一非正交空間，但可將此表示線性轉換至一正交空間。若如此，則經轉換之點的座標為在該空間中相對一組正交軸的距離。在任何情況中，本文中的「輪廓座標」係大致上指輪廓形狀的任何適當(近似)數學表示。
在任何情況中，由於蝕刻輪廓模型可輸出許多「輪廓座標」(包含上述之網格格點)且目標為使此些輪廓座標精準匹配經量測到的實驗蝕刻輪廓，減少蝕刻輪廓模型的誤差—如上面圖3所述疊代減少在不同的實驗製程條件上的總和誤差—可能需要大量的計算能力。例如，若使一組m 個量測到的實驗蝕刻輪廓以點對點方式匹配由n 個輪廓座標所構成之計算所得的蝕刻輪廓，則這達到最佳化一模型以擬合數據組m xn 數據點。
然而吾人發現，蝕刻輪廓(無論是量測到的或計算所得的)中有潛在的統計關聯且吾人可受惠於此些關聯而將最佳化問題重新塑造為在數值上遠遠較易處理的形式。例如，雖然一精細網格的輪廓座標可由許多數據點所構成，但以統計觀點視之，此些座標之某些組合的數值係彼此相關。提供一容易但具例示性的實例，垂直相鄰的座標傾向於彼此關聯—單純地由於一經蝕刻的特徵部的寬度在與相鄰網格格點相關的短長度規模上(在輪廓上上下移動)並不會大幅度變化。輪廓座標之間之關聯性的更複雜實例係涉及許多類型之輪廓形狀，許多類型之輪廓形狀一般而言可藉著變化製程座標的某些組合而達成。圖5中顯示了數個實例。例如，可調整某些製程參數(單獨調整或調整其彼此的組合)以造成如圖5中所示之一經蝕刻之輪廓向內或向外弓，是以映射出輪廓之此弓形的輪廓座標(或網格格點)在統計上係彼此相關。類似地，亦如圖5中所示，經由單獨或組合調整各種製程參數所獲得的蝕刻輪廓可呈現向內或向外錐斜，是以就變化一或多個製程參數以造成此錐斜效應而言輪廓座標係彼此相聯。潛在輪廓關聯結構的兩個其他實例為如圖5中所示的上錐斜與下錐斜。又，此些潛在輪廓結構表現了下列事實：製程參數的變化傾向於造成輪廓之整體形狀的變化而非影響輪廓上的某些點而不影響其他點。這當然是與蝕刻製程相關之潛在物理與化學作用的結果。
如所述，由於此些潛在統計關聯，可將上述(針對圖3之流程圖所述)的最佳化問題重新塑造為更適合疊代最佳化技術的形式。達到此目的一種方式為識別數種類型的典範輪廓形狀並以此些典範形狀來表達量測到及/或計算所得之蝕刻輪廓—如藉著將整體輪廓(在每一輪廓座標處的)寫為該組典範輪廓形狀(在每一輪廓座標處)的一加權平均。意即，一組向量表示該些典範輪廓形狀，且整體輪廓可被近似表達為此些向量的一線性組合。以此方式，可受惠於潛在統計關聯且模型在表示輪廓之線性組合的係數/權重中變化而非在所有獨立輪廓座標中變化。例如，若欲選擇弓形與錐斜(見圖5)作為典範形狀，則模型化如m = 100 之輪廓座標的問題可被縮減為模型化針對弓形與錐斜之兩個係數之線性組合的變化，即將維度自100縮減2。何種典範形狀有用可取決於製程/膜層類型。所述方法提供自實驗數據或自以EPM進行模擬擷取此些形狀的數值方法。
為了使此策略有效，典範形狀必須提供分析中所涉及之不同輪廓形狀的良好但非確切表示。在表示中所包含之典範形狀愈獨立，則表示(在典範形狀的向量空間中的表示)愈精準。是以，體認到包含愈多典範形狀會使分析愈精準但亦會使分析的計算更昂貴且在疊代最佳化的文義下可影響最佳化收斂或收斂至期望的局部最小值的能力後，問題變成要用什麼典範形狀、及要包含多少典範形狀。
達到此目的一種方式為，製程工程師基於其過去的觀察經驗識別出常出現在其蝕刻實驗中的數種典範輪廓形狀。此方案的優點為其極為簡單。潛在的缺點為其隨意性(只基於製程工程師的經驗與直覺)且無法提供任何判斷方式來判斷分析中何時已包含了充分數目的輪廓形狀。實際上，製程工程師識別出的任何輪廓形狀皆會被包含，但當然這可能不足以提供精準表示。更重要地，此種方法無法識別輪廓數據中過去尚未被識別的新關聯，可能是由於在先前的工作中該形狀並不顯著或由於其為利用不同潛在物理與化學程序之一新蝕刻製程的結果。
另一方案為基於統計方法上的維度縮減程序，其可自動識別重要的典範輪廓形狀並提供需要包含多少種形狀才能提供充分精準表示的估計。可達到此目的一種數據分析技術為主成分分析(PCA)，其使用奇異值分解(SVD)，奇異值分解為來自數值線性代數的一矩陣分解技術。PCA技術及其各種應用的說明可例如載於：Jackson, J. E., “A User's Guide to Principal Components,” John Wiley and Sons, p. 592. [2] (1991)；Jolliffe, I. T., “Principal Component Analysis,” 2nd edition, Springer (2002)；Krzanowski, W. J., “Principles of Multivariate Analysis: A User's Perspective,” New York: Oxford University Press (1988)，將上述每一者的所有內容包含於此作為所有目的的參考。
如前述文獻所說明的，PCA取一組向量作為其輸入向量—在此情況中每一向量為表示單一輪廓之一組n 個蝕刻輪廓座標—並回應新的一組n 個正交向量作為主成分(PC)，作為主成分的n 個正交向量可被儲存俾使PC 1-i (其中i £n )構成用以表示輸入輪廓向量之「最佳的」第i 維度子空間；「最佳的」在統計上表示在最小平方的意義上的最佳者—意即自PCA所決定之PC的第i 維度子空間最小化每一輸入向量與在選定PC之子空間中的其線性表示之間的總和RMS誤差。當然，包含愈多PC則子空間的維度愈大而愈能較佳地表示輸入輪廓數據；然而，由於藉由PCA所建構之一子空間為最佳化的，因此預期並不需要許多PC—且可經由潛在SVD 的奇異值可評估藉由添加額外PC所獲取之潛在數據之統計變異的量。是以，藉著使用PCA識別蝕刻輪廓數據組下的典範輪廓形狀，吾人可建構用以表示蝕刻輪廓之維度較低的線性模型、可以自動化的方式來建構(不必倚賴製程工程師的專長)、可具有能識別出輪廓數據中之新關聯的能力、且以能提供需要多少形狀/維度才能提供良好表示之統計估計的方式。
前述方法的結果為，可在毋需大幅犧牲統計誤差的情況下達到大幅維度縮減且可實質上大幅減少在上述數值最佳化程序中擬合所需之數據點的數目。亦應注意，有不同的可行策略可在圖3所示之最佳化程序內施行維度縮減PCA程序。例如，在圖3之操作340中計算誤差計量之方式的文義下，進行維度縮減程序的一方式為將計算所得之蝕刻輪廓及對應的實驗蝕刻輪廓分別投影至一維度較低的子空間(其可藉由PCA建構)，然後計算被投影至子空間上之輪廓之間的差異。另一方式為取得計算所得之蝕刻輪廓與對應實驗蝕刻輪廓之間的差異，將差異投影至一維度較低的子空間(表示實驗蝕刻輪廓與計算所得之蝕刻輪廓之間的潛在差異)，然後將總誤差計量視為是差異子空間中之此些向量的總和長度。
額外注意到，亦可使用PCA在維度上減少獨立輸入參數之空間中之獨立變數的數目，提供與前述類似的優點。在某些實施例中，例如藉著在輸入參數及對應之量測到的蝕刻輪廓的串接向量(concatenated vector)上進行PCA，可將維度縮減程序同時應用至輪廓座標空間與輸入參數空間兩者。最佳化之電腦化蝕刻模型的應用
文中所揭露之最佳化之計算所得的蝕刻模型可用於期望獲得蝕刻製程之詳細評估與特徵化的半導體製造流程。例如，若正在開發一新蝕刻製程，可使用模型來判斷製程參數之眾多組合的蝕刻輪廓特性卻毋需進入實驗室單獨地進行每一實驗。以此方式，經最佳化的蝕刻輪廓模型可致能更快的製程研發循環，且在某些實施例中可大幅地縮減微調目標輪廓所需的工作量。
由於在微影工作中估算邊緣放置誤差常是重要的且輪廓形狀的精準計算能提供此資訊，因此微影操作及遮罩建立亦可大幅受惠於精準的蝕刻輪廓模型化。在某些實施例中，經由嚴謹的物理系EPE估計可使用最佳化的EPM在遠遠較短的時間內針對光阻產生圖案近接校正後的(PPC)設計佈局，此較短的時間係短於現行廣泛使用之圖案近接校正(PPC)之半經驗試誤程序所能達到的時間。
文中所揭露的最佳化模型亦可用於解決相反的問題：在此問題中吾人期望一特定目標蝕刻輪廓且希望能找到用以達到此目標蝕刻輪廓之製程參數(或EPM 輸入參數)的一或多個特定組合。再次強調，這可藉由實驗試誤法來達成，但自一特定組之製程參數(或EPM 輸入參數)及條件所得到之蝕刻輪廓的精準模型化可取代實驗需求或至少在探索製程/輸入參數空間的初期中可取代實驗需求直到完整實驗研究找到良好候選者為止。在某些實施例中，可實際上數值顛倒模型—意即可以全自動方式疊代找到可產生一特定蝕刻輪廓的一組參數。再次強調，蝕刻輪廓座標空間之維度縮減(藉由PCA)及將期望的蝕刻輪廓投影至此空間上可使此數值顛倒更可行。
在某些實施例中，經最佳化的EPM可與一蝕刻設備整合或整合至配有一或多個蝕刻設備之半導體製造工廠的基礎設施中。經最佳化的EPM可用以判斷對製程參數的適當調整以提供一期望的蝕刻輪廓或瞭解製程參數之改變對蝕刻輪廓的影響。是以例如，用以在製造設施中處理半導體基板的一系統可包含用以蝕刻半導體基板且在操作上受到一組獨立輸入參數調整的一蝕刻設備，此組獨立輸入參數係受到施行經最佳化之EPM的一控制器所控制。如下面將說明的，適合用以控制蝕刻設備之操作的控制器通常包含一處理器與一記憶體，該記憶體儲存經最佳化的EPM而該處理器使用經儲存的EPM針對一組製程參數之一特定組數值計算經蝕刻的特徵部輪廓。在某些實施例中，在計算一輪廓後，控制器可藉著改變該組獨立輸入參數的一或多個數值而調整蝕刻設備的操作(回應計算所得之輪廓的形狀)。
一般而言，可與文中所揭露之經最佳化之EPM一起使用的蝕刻設備可為適合藉由自半導體基板表面移除材料而蝕刻半導體基板的任何類型的半導體製程設備。在某些實施例中，蝕刻設備可構成一感應耦合電漿(ICP)反應器；在某些實施例中，蝕刻設備可構成一電容耦合電漿(CCP)反應器。是以，與文中所揭露之經最佳化之EPM一起使用的蝕刻設備可具有一製程室、用以支撐製程室內之一基板的一基板支撐件、及用以在製程室內產生電漿的一電漿產生器。蝕刻設備更可包含使一或多種製程氣體流至製程室中之一或多個閥控制的製程氣體入口、流體連接至用以自製程室排空氣體之一或多個真空泵浦的一或多個氣體出口等。下面將提供與蝕刻設備(通常亦被稱為蝕刻反應器、或電漿蝕刻反應器等)相關的細節。蝕刻輪廓模型與反射率光譜匹配
文中所揭露的蝕刻輪廓(EP)模型(EPM)技術亦可在反射率光譜空間中進行或在自光譜反射率空間所推導獲得之一較低維度之子空間 (RDS)中進行。換言之，EPM最佳化係藉著將計算所得之反射率光譜(利用EPM所產生)匹配至實驗量測所得之反射率光譜而完成，每一光譜皆代表在一系列波長處自基板表面上之經蝕刻特徵部所反射之電磁輻射的強度。最佳化所用之該組反射率光譜(藉由EPM所產生之光譜及實驗量測得到之光譜兩者)亦可對應至蝕刻時間步驟的序列(即代表一蝕刻製程或複數蝕刻製程之不同時間處的快照)。如上面所詳細討論的，EPM大致上計算在一蝕刻製程期間隨著時間演進的一理論蝕刻輪廓，因此藉著包含在最佳化時來自不同蝕刻時間步驟之反射率光譜，經最佳化的模型在最佳化期間所用之蝕刻時間的序列上是統計有效的。
光譜匹配(SM)最佳化程序依循上述例如參考圖3所述的普通EPM最佳化架構，差異在於SM最佳化係就光譜反射率而非蝕刻輪廓座標操作。為此—由於EPM的典型輸出為一系列蝕刻輪廓座標所代表之一計算所得的蝕刻輪廓—吾人藉著模擬自該計算所得之蝕刻輪廓反射之電磁輻射(EM)能產生計算所得的反射率光譜。在此領域中所已知的「嚴格耦合波分析(RCWA)」構成可用於此目的一計算程序，但可使用用以模擬EM 輻射與目標基板特徵部間之交互作用的任何適合程序。
在任何情況下，若能自EPM 產生反射率光譜，則可使用一普通程序就光譜反射率最佳化該EPM。現在將參考圖6說明此點，圖6之流程圖例示用以調整及/或最佳化蝕刻輪廓模型的一系列操作301。
如上所述及在某些實施例中，此類經調整及/或經最佳化的模型能減少(且在某些情況中能實質最佳化)因進行蝕刻實驗所量測得到之蝕刻輪廓與自模型所產生之對應之計算所得的蝕刻輪廓之間之總和差異相關(代表、量化等)的一計量表示。換言之，一經改善的模型可減少不同實驗製程條件(由選定之製程參數之複數組特定值所指定，其係用以計算輸入至EPM的獨立輸入參數)上的總和誤差。
如圖6中所示，反射率光譜系之最佳化程序 601始於操作610，選擇欲最佳化之一組模型參數及指定其初始數值—再次強調，此些模型參數可被選擇為能特徵化基礎化學與物理程序(反應機率、黏滯係數等)的參數，將基於實驗數據而調整此些參數的某些者或所有者以改善模型。在文獻中可找到該些初始數值、可基於模擬而計算得到該些初始數值、可自實驗決定該些初始數值、或可自先前的最佳化程序知悉該些初始數值等。
接著於一組獨立輸入參數上最佳化在操作610中已選定並初始化的模型參數，該獨立輸入參數係於操作620中選定並給予複數組數值。此類獨立輸入參數可包含例如能特徵化反應室內之電漿的參數如溫度、蝕刻物通量、電漿密度等。對於獨立輸入參數之數值的每一組合，在操作630進行一蝕刻實驗以量測一實驗蝕刻反射率光譜。(例如在某些實施例中，針對獨立輸入參數之數值的一相同組合進行實驗並平均所得之反射率光譜量測數據(可能在排除離群值、雜訊光譜等後再加以平均))。接著使用此組基準數據以如下方式調整及最佳化：在操作635中藉著運行EPM模型產生一蝕刻輪廓而產生一組計算所得的反射率光譜(其係對應至自操作630所獲得之量測光譜且係針對輸入參數之數值的每一組合所產生)，接著以上述方式(例如藉著使用RCWA)將計算所得的蝕刻輪廓轉換為光譜反射率。此時，已有對應之適合比較的實驗與計算所得的反射率光譜，此些反射率光譜係針對獨立輸入參數之選定數值的每一組合所產生。在操作640中完成比較，其中一誤差計量表示為在輸入參數之所有不同組數值上實驗與計算所得之反射率光譜間之差異的計算代表(相關、量化等)。
類似於上面針對圖6所述者，此組計算所得的蝕刻輪廓(自此組計算所得的蝕刻輪廓可計算誤差計量表示)係對應至先前在操作610中所選擇指定之一組模型參數。最佳化程序的一目標為針對此些模型參數決定較有效率的選擇。是以，在操作650中決定目前所指定的模型參數是否能局部最小化(就模型參數的空間而言)操作640中計算得到之誤差計量表示，若答案為否，則在操作660中修改該組模型參數之一或多個數值然後用以產生新的一組反射率光譜—如圖6’的流程圖所概略顯示重覆操作635—之後重覆操作640而計算得到一新的誤差計量表示。接著程序再次進行至操作650，決定此新的一組模型參數是否代表誤差計量表示所評估之所有組輸入參數上的一局部最小值。若答案為是則依圖示結束最佳化程序。若答案為否，則在操作660中再次修改模型參數並重覆循環。
若期望針對不同時間期間之蝕刻製程最佳化EPM(以前述方式)、或針對一蝕刻製程過程期間之複數程序時間處計算反射率光譜而最佳化EPM，則應考慮用以最佳化EPM之實驗反射率光譜可自一蝕刻製程過程期間之光學量測數據精準決定的程度。相關的問題為在蝕刻製程過程期間可進行此些量測的頻率。
廣泛地說，光譜反射率的量測可以原位 或異位 方式進行。由於使用外部專用的量測設備，故異位 量測通常較精準，但此類量測需要將晶圓自蝕刻室移除是以為了使用設備需要停止蝕刻製程。由於停止及重新開始一蝕刻製程會導致和蝕刻製程連續期間相關的許多系統錯誤，因此針對一連串不同蝕刻時間以異位方式累積反射率光譜大致上涉及針對以不同期望時間蝕刻的一系列不同晶圓分別量測其反射率。換言之，原位光譜反射率量測可連續(或實質上連續、或至少極快速地)進行而不中斷正在進行的蝕刻製程，是以可使用單片晶圓產生對應至一連串蝕刻時間的反射率光譜(其亦消除(或至少減少)了晶圓和晶圓之間的變異可能性，此種晶圓和晶圓之間的變異可能性可能被解讀為代表反射率光譜的蝕刻時間相依性)。然而，撇除晶圓和晶圓之間的變異可能性不看，由於許多的理由，原位光譜反射率量測都比使用外部專用量測的量測來得更不精準。
雖然光譜空間EPM最佳化可就異位或原位量測之光譜數據加以進行，但例如如文中亦揭露的替代性實施例所示，亦有可達到(至少在某個程度上)異位與原位光譜反射率量測之雙方優點但不受其分別缺點影響的技術。尤其，策略為使用實驗反射率光譜最佳化已自快速原位光譜反射率(光學)量測所產生之EPM，其中快速原位光譜反射率(光學)量測係於正在進行的複數蝕刻製程期間進行(在期望能最佳化EPM 之複數蝕刻時間處)且快速原位 光譜反射率的量測數據係已經由專用量測設備所取得之異位 量測數據所校正。
這可以下列方式達到。蝕刻一或多片晶圓一段期間(此段期間涵蓋複數蝕刻時間的期望序列)且在正在進行的複數蝕刻製程期間原位 取得光譜反射率光學量測數據。量測頻率可為相當快速的如1 Hz、2 Hz、5 Hz、10 Hz、15 Hz、20 Hz、50 Hz、或甚至100 Hz的頻率。在某些實施例中，在複數蝕刻時間之序列的至少一部分期間連續蝕刻時間處所取得之光學量測數據之間的間隔為0.01 – 1秒(即以100 Hz至1Hz的頻率)、或0.05 - 0.5秒(即以20 Hz至2 Hz的頻率)。另外，以不同的指定蝕刻期間蝕刻一系列的晶圓，在每一蝕刻製程結束後自進行蝕刻的製程室移除晶圓並以專用的外部量測設備異位 光學量測反射率光譜。藉著將在不同蝕刻時間處的原位 量測數據與對應期間的異位 量測數據相比較並藉此調整原位 反射率光譜的強度以校正原位 量測數據。接著，可將自已經異位 光學量測數據校正過之原位 光學量測數據所產生的此些反射率光譜用於針對圖3R所述的EPM最佳化中。
最佳化程序可就一較低維度的子空間(RDS)進行—類似於針對蝕刻輪廓空間所進行的，但在此情況中為光譜空間的維度縮減—其涉及利用RDS計算在最佳化受到最小化(通常為局部地或近似地)的誤差計量表示。建構RDS的一方式為藉由PCA，可在光譜反射率的整個空間上進行PCA而非如上所述在蝕刻輪廓座標的空間中進行 PCA。藉此，可達到光譜空間的大幅維度縮減 但卻不會大幅犧牲數值最佳化中的統計誤差。在此處，PCA可識別重要的典範光譜形狀且亦(如上所述)提供應包含多少形狀以獲得某種程度之期望統計精準度的估計。以此方式，如在蝕刻輪廓座標空間所為，可大幅減少在數值最佳化程序中為了擬合所需之數據點的數目並可更快速地達到數值最佳化的收斂。
類似地，類似於蝕刻輪廓座標空間中的最佳化情況，亦應注意無論是否藉由PCA、或PLS(如下面所將述的)、或其他方式建構RDS，例如在圖6所示的最佳化程序中亦有使用RDS的不同可行策略。是以，例如在圖6之操作640中計算得到誤差計量表示的方式下，進行維度縮減程序的一種方法為將計算所得的光譜反射率與對應的實驗光譜反射率分別投影至RDS上，然後計算被投影至子空間上之反射率光譜之間的差異。另一方法為先得到計算所得的之反射率光譜與對應之實驗反射率光譜之間的差異，然後將差異投影至代表實驗之反射率光譜與計算所得之反射率光譜間之潛在差異之一較低維度之子空間；接著將總誤差計量表示視為是(反射率光譜之)此差異子空間中之該些向量的長度總和。
能取代PCA 作為建構RDS的另一方法為簡單地選擇一特定組的光譜波長並將此些(選定的波長)視為是RDS用的基礎組。以此，將兩個反射率光譜投影至 RDS並計算此兩者(在RDS中的)差異量而計算此兩反射率光譜在該些特定波長處的強度的差異，然後例如加總該些差異，這使得誤差計量表示為和(在該些波長上)均方根(RMS)誤差呈比例的一數字。概括地說，可將誤差計量表示定義為和特定之選定波長處之計算所得之反射率光譜與對應實驗反射率光譜之間之差異之強度單調相關之量的一加權總和。
又，若在最佳化程序欲比較之實驗反射率光譜與計算所得之反射率光譜係對應至不同蝕刻時間的序列，則定義RDS的一額外條件可為此些特定蝕刻時間的選擇。是以，在此類實施例中，基於光譜波長的選擇及考慮此些波長之特定蝕刻時間的識別而決定RDS。又，在某些此類實施例中，在計算誤差計量表示時會差異性地加權不同的波長與蝕刻時間。是以，例如若在某些蝕刻時間處的光譜數據比其他蝕刻時間處的光譜數據更有證據價值，則前者(某些者)的權重可比後者的權重更重(意即可將在特定蝕刻時間處的特定波長的權重設定得高於其他蝕刻時間處之相同波長的權重(或某些者的權重))。此外或或者，在分析中可差異性地賦予不同波長之反射率光譜的權重，甚至當其在相同的蝕刻時間處亦然。
建構RDS的另一替代性方法為進行部分最小平方(PLS)分析。PLS分析的優點來自於下列原則：在一蝕刻製程期間演變之一蝕刻輪廓的(反射率)光譜歷史能預測該蝕刻製程中後續的蝕刻輪廓及/或在蝕刻製程結束時的蝕刻輪廓。圖7A中提供一例示，其顯示對應至蝕刻製程之四個依序時間點(t0 、t1 、t2 、及tEP (「EP」代表特徵部的最終蝕刻輪廓))的四個反射率光譜，此些反射率光譜係和一特徵部受到向下蝕刻時的特徵部(顯示於圖的右側)相關。自圖可見，在蝕刻過程期間反射率光譜隨著特徵部輪廓改變而變化，是以藉由使蝕刻製程結束處之特徵部蝕刻輪廓之幾何座標與蝕刻製程中早先特定時間點處之特定波長之各種反射率數值相關聯的PLS可產生一統計模型。PLS分析可識別哪些光譜波長及在蝕刻製程中早先的哪些時間點最能預測最終蝕刻輪廓，且模型亦可評估最終蝕刻輪廓對此些波長及/或時間點的敏感度。接著可將在該些特定時間點處的此些光譜波長指定為RDS用的基礎組，EPM係針對RDS用的基礎組受到最佳化。又，PLS分析所決定之該些特定時間點處的此些指定波長的相對統計重要性提供數值最佳化EPM時對其賦予更重權重的基礎，賦予權重例如是藉著在誤差計量表示中定義統計權重。
換句話說，可使用幾何蝕刻輪廓座標對來自蝕刻製程早先時間之反射率光譜的PLS分析來識別在蝕刻製程過程期間的敏感光譜區域(自敏感光譜區域可建構有效的RDS)，且可將賦予所識別之先前蝕刻製程時間點處之已識別波長的相對統計權重用於計算誤差計量表示(EPM 參數最佳化係針對誤差計量表示進行)。應注意，由於針對EPM最佳化使用此類RDS係聚焦於光譜空間(為蝕刻時間的函數)之統計重要區域處，因此將假設其為有效率的。
若前述的PLS分析及所得的PLS 模型(其提供對特定光譜波長、蝕刻時間等賦予差異性權重的策略)係由受到廣泛蝕刻製程條件(可粗略地對應至製程條件的範圍，EPM 的模型參數係於此製程條件的範圍上受到最佳化(利用RDS))蝕刻之許多不同晶圓所收集到的蝕刻製程數據(複數組不同蝕刻時間之反射率光譜與對應的蝕刻輪廓座標)所建構，則其更為統計強健。圖7B概略地顯示在複數晶圓上收集到之具有3-D數據塊形式之此類一組反射率光譜l，其中數據塊的三個指標係對應至晶圓數(i)、光譜波長(j)、及蝕刻製程時間(k)。如圖中所示，此3-D數據塊可被「展開」 為大小是K乘上J的一2-D「X」數據塊，其中K為時間點的數目而J為波長的數目(合併數據向量的跨距為波長數目J)。此些為進入 PLS分析的獨立變數。如圖中所示，PLS分析用的相依變數係位於2-D「Y」數據塊中，其包含如圖中所示之I數目晶圓之每一者的最終N個幾何蝕刻輪廓座標。從此過於完整的訓練數據組，PLS分析建立一迴歸模型預測最終蝕刻輪廓座標和蝕刻製程期間之複數期中時間點處之反射率光譜數據的相依性。
應注意，雖然可藉著在一系列不同晶圓上進行蝕刻製程而實驗地量測此類蝕刻輪廓與光譜反射率數據(欲用來作為PLS 模型用之訓練組)，但此類實驗可能是昂貴且耗時的。然而，若吾人已擁有一充分精準的EPM—如已藉由上文程序最佳化的EPM—一更有效的程序可利用該EPM產生蝕刻數據組並使用該些蝕刻數據組來建構/訓練PLS 模型。原則上，亦可使用實驗及電腦產生的蝕刻輪廓與光譜反射率數據。
在任何情況下，使用電腦產生的反射率光譜建立PLS模型意味著一疊代程序，吾人可藉由該疊代程序使用一(潛在)未經最佳化的EPM而產生LS分析用之反射率光譜的一訓練組，接著可使用所得之PLS 模型識別用以回到初始EPM並用以最佳化該初始EPM 的一RDS (具有統計權重)。接著可使用新的經最佳化的EPM產生新的蝕刻數據組以建構新的(及較佳的)PLS 模型，此新的PLS 模型識別用以更進一步最佳化該EPM的一新的RDS，以此類推。可以此方式繼續程序(在EPM最佳化與PLS最佳化之間來往)數個預定數目的疊代、或直到接續的疊代已不再找到PLS及/或EP 模型的大幅改善為止。一不同的作法為開始藉由上述的任何最佳化技術(如不涉及PLS程序者)最佳化EPM。另一不同的作法為使用數組實驗量測得到的蝕刻製程數據建立獨立於EPM的一初始PLS 模型，接著識別用以最佳化該初始EPM的RDS。熟知此項技藝者鑑於前面的討論當可明白此些通常方案上的其他變化及其組合。
此前述的疊代方案係概略例示於圖8中。如圖8中所示，產生經最佳化之PLS 模型的程序801始於操作810，接收一初始組的反射率光譜及一對應組的蝕刻輪廓，兩者皆對應至複數蝕刻製程持續時間的一序列。複數蝕刻時間的序列可代表在整個蝕刻製程期間的複數不同時間、或複數蝕刻時間的序列可代表具有不同總蝕刻持續時間的複數蝕刻製程(換言之，複數蝕刻製程係於不同基板上進行而持續進行不同的總蝕刻時間)。在任何情況下，此反射率光譜的初始訓練組(對應至複數蝕刻時間的序列)可藉由實驗量測得到、利用未經最佳化的EPM所產生、或利用已經如上所述的另一程序(如不涉及PLS的程)最佳化的EPM所產生。在接收該訓練組後，在操作820中進行一PLS分析產生一初始PLS 模型。PLS 模型將蝕刻輪廓的座標(在操作810所接收)與反射率光譜(亦在操作810中接收)相關聯。在特定的實施例中，PLS分析產生一迴歸模型，此迴歸模型表示如上所述之較後蝕刻時間或甚至蝕刻製程結束處之蝕刻輪廓座標與蝕刻製程中較早之特定時間處之反射率光譜之某些波長的相依性以及此可依性的統計敏感度。
對於某些目的此初始PLS 模型可能已經夠精準，若在操作830中決定此敘述為真，則結束最佳化程序。然而，若在操作830中判斷出PLS 模型還不夠精準，則程序801繼續操作840，在操作840中使用目前的PLS模型(在操作820中所建構的PLS 模型)來決定一(統計上重要的)較低維度之子空間(RDS)以及用以定義一有效誤差計量表示(如上所述)的統計權重。接著在操作850中使用新的經統計加權的光譜誤差計量表示，根據例如針對圖6所述的EPM最佳化程序來最佳化一EPM 模型。(在例如圖6的最佳化中)可使用此類經統計加權的誤差計量表示作為在被PLS程序視為是統計上重要的一光譜子空間(整個光譜空間的一部分)中之EPM 計算所得的反射率光譜與對應之量測到的反射率光譜之間之差異的有效度量。
此EPM最佳化程序可使用如在操作820中所用的相同光譜數據、或其可使用不同的光譜數據(但再次強調，其已利用操作840所定義之新的光譜誤差計量表示而受到最佳化)。在任何情況下，一旦EPM已經最佳化的(在操作850中)，其可被用以產生新的一組(也許極廣泛的)計算所得的反射率光譜。這係藉由下列方式完成：在操作860中產生一組計算所得之蝕刻輪廓，接著在操作865中使用此些計算所得的蝕刻輪廓產生一組計算所得的反射率光譜(例如藉著使用上述及圖中所示的RCWA)。接著可將此些光譜作為光譜訓練組回饋至操作820中以基於此新的(也許非常廣泛)的訓練組產生一新的PLS 模型。在操作830中評估此新的PLS 模型的統計精準度；且可重覆進行操作循環(840、850、860、865、820、及830)直到在某一重覆的操作830中判定PLS 模型充分統計精準為止。
應注意，雖然此種PLS 模型對於最佳化EPM 模型(藉由識別「好的」RDS)是有用的，但其亦可獨立用於蝕刻終點偵測程序如代理人案號LAMRP230之同在審理中的美國專利申請案中所述者(將其所有內容包含於此作為所有目的的參考)。例如，如上所述，可將PLS 模型視為是一統計判斷，其判斷在蝕刻製程的整個期間中哪些光譜區域為更/最能預測蝕刻製程所產生之最終蝕刻輪廓。是以，建立PLS 模型為有效的敏感度分析，其識別在蝕刻製程過程期間可監測哪些光譜區域而決定特徵部輪廓何時已被充分蝕刻(即針對終點偵測)。因此亦應注意，經由對於在PLS 模型中重要且能潛在導致更有效率之EPM最佳化的該些光譜區域(為蝕刻時間的函數)給予有利的最佳化統計權重而最佳化EPM 模型具有下列優點：由於PLS 模型係由已最佳化之EPM 模型所產生之蝕刻輪廓數據組所建構且已最佳化之EPM 模型的最佳化對於被PLS分析視為重要之光譜空間的相同區域(在蝕刻製程期間)給予有利的統計權重，因此能增進敏感度分析的統計精準度。系統實施例實例
蝕刻操作用之電容耦合電漿(CCP)反應器
電容耦合電漿(CCP)反應器係載於2009年2月9日申請之名為「ADJUSTABLE GAP CAPACITIVELY COUPLED RF PLASMA REACTOR INCLUDING LATERAL BELLOWS AND NON-CONTACT PARTICLE SEAL」的美國專利US 8,552,334及2014年11月12日申請之名為「ADJUSTMENT OF VUV EMISSION OF A PLASMA VIA COLLISIONAL RESONANT ENERGY TRANSFER TO AN ENERGY ABSORBER GAS」的美國專利申請案US 14/539,121中，將上述文獻的每一者的所有內容包含於此作為所有目的之參考。
例如，圖9A-9C例示可調整間隙電容耦合限制RF電漿反應器900的一實施例。如所示，真空製程室902包含室外殼904，室外殼604圍繞容納了下電極906的內部空間。在真空室902的上部中，上電極908係與下電極906垂直分離。上電極908與下電極906的平坦表面(用於電漿生成)係實質上平行且垂直於電極之間的垂直方向。上電極908與下電極906較佳地為圓形且相對於一垂直軸共軸。上電極908的下表面面向下電極906的上表面。彼此分離但面對的電極表面定義了電極表面之間的可調整間隙910。在電漿生成期間，RF電源(匹配)920將RF功率供給至下電極906。RF功率係經由RF供給導管922、RF帶924、及RF功率構件926而供給至下電極906。接地屏936可圍繞RF 功率構件926以提供更均勻的RF場至下電極906。如美國專利公開案US 2008/0171444(將其所有內容包含於此作為所有目的之參考)中所述，經由晶圓接口982插入晶圓並使晶圓在下電極906上的間隙910中受到支撐以接受處理，將製程氣體供給至間隙910並藉由RF功率將氣體激發為電漿態。上電極908可被供電或接地。
在圖9A-9C所示的實施例中，下電極906係受到下電極支撐板916的支撐。安插在下電極906與下電極支撐板916之間的介電環914使下電極906與支撐板916絕緣。RF偏壓殼930支撐RF偏壓殼碗932上的下電極906。碗932係藉由RF偏壓殼930的臂934經由室壁板918中的開口而連接至管道支撐板938。在一較佳實施例中，RF偏壓殼碗932與RF偏壓殼臂934係以整合方式形成為一零件，然而，臂934與碗932亦可為闩在一起或連接在一起的兩個分離零件。
RF偏壓外殼臂934包含一或多個中空通道以使下列者通過：RF功率及設施如氣體冷卻劑、液體冷卻劑、RF能量、用以舉升銷控制的纜線、來自真空室902外部並進入真空室902內下電極906之背側上之空間處的電監測與致動訊號。RF供給導管922係與RF偏壓外殼臂934絕緣，RF偏壓外殼臂934對RF功率提供返回 RF電源920的路徑。設施管道940為設施元件提供通道。設施元件的更進一步細節係載於美國專利US 5,948,704與美國專利公開案US 2008/0171444(將其所有內容包含於此作為所有目的之參考)中，在此為了簡化敘述便不加以顯示。間隙910係較佳地受到限制環組件 (未顯示)的圍繞，在美國專利申請案US 2007/0284045(將其所有內容包含於此作為所有目的之參考)中可找到其細節。
管道支撐板938係附接至致動機構942。致動機構的細節係載於美國專利公開案US 2008/0171444(將其所有內容包含於此作為所有目的之參考)中。致動機構942如伺服機械馬達、步進馬達等係藉由例如螺旋齒輪946如球形螺桿與用以旋轉球形螺桿的馬達而附接至垂直線性軸承944。在用以調整間隙910之尺寸的操作期間，致動機構942沿著垂直線性軸承944移動。圖9A例示當致動機構942係處於線性軸承944上之高位置導致小間隙910a時的配置。圖9B例示當致動機構942係處於線性軸承944上之中位置時的配置。如所示，下電極906、RF偏壓殼930、管道支撐板938、RF電源920皆相對於腔室殼904與上電極908下移導致中等尺寸之間隙910b。
圖9C例示當致動機構942在線性軸承上處於低位置時的大間隙910c。較佳地，在間隙調整期間下電極906與上電極908維持共軸且下電極906與上電極908的橫跨間隙的相面對表面維持平行。
此實施例使CCP室902中之下電極906與上電極908之間的間隙910在多步驟蝕刻製程期間能被調整，例如以在大直徑基板如300 mm晶圓或平面顯示器各處維持均勻的蝕刻。尤其，此實施例係關於一機械配置，此機械配置促進為了提供下電極906與上電極908之間之可調整間隙所必要的線性移動。
圖9A例示在一近端處密封至管道支撐板938及在一遠端處密封至室壁板918之階梯凸緣928的橫向偏斜波紋管950。階梯凸緣的內直徑定義室壁板918中的開口912，RF偏壓外殼臂934會通過開口912。橫向偏斜波紋管950提供真空密封並同時允許RF偏壓殼930、管道支撐板938與致動機構942垂直移動。RF偏壓殼930、管道支撐板938、及致動機構942可被稱為懸臂樑組件。較佳地，RF電源920與懸臂梁組件一起移動且可附接至管道支撐板938。圖9B顯示當懸臂樑組件係處於中間位置處時波紋管950係位於中立位置。圖9C顯示當懸臂樑組件係位於低位置處時波紋管950橫向偏斜。
迷宮式密封件948在波紋管950與電漿處理室殼904的內部之間提供粒子阻障。固定屏956在室壁板918處係以無法移動的方式附接至腔室殼904的內部內壁以提供迷宮式溝槽960(槽口)，可動式屏板958在迷宮式溝槽960中垂直移動以適應懸臂樑組件的垂直移動。在下電極906的所有垂直位置處，可動式屏板958的外部皆維持在槽口中。
在所示的實施例中，迷宮式密封件948包含在定義了迷宮式溝槽960之室壁板918中之開口912的外圍處附接至室壁板918之內表面的固定屏956。可動式屏板958係附接至RF偏壓外殼臂934並自RF偏壓外殼臂934徑向延伸，臂934在該處通過室壁板918中的開口912。可動式屏板958延伸進入迷宮式溝槽960中並與固定屏956相隔第一間隙並與室壁板918的外表面相隔第二間隙使懸臂樑組件得以垂直移動。迷宮式密封件948阻障自波紋管950剝落的粒子移動進入真空室內部並阻障來自製程氣體電漿的自由基移動至波紋管950，自由基可在波紋管950中形成後續可能會剝落的沉積物。
圖9A顯示當懸臂組件係處於高位置(小間隙910a)時，可動式屏板958係處於RF偏壓外殼臂934上方之迷宮式溝槽960中的較高位置處。圖6C顯示當懸臂組件係處於低位置(大間隙910c)時，可動式屏板958係處於RF偏壓外殼臂934上方之迷宮式溝槽960中的較低位置處。圖9B顯示當懸臂組件係處於中間位置(中等間隙910b)時，可動式屏板958係處於迷宮式溝槽960內的中性或中間位置處。雖然將迷宮式密封件948顯示為相對於RF偏壓外殼臂934對稱，但在其他實施例中，迷宮式密封件948可相對於RF偏壓臂934不對稱。蝕刻操作用之感應耦合電漿反應器
在2013年12月10日申請之名為「IMAGE REVERSAL WITH AHM GAP FILL FOR MULTIPLE PATTERNING」的美國專利公開案US 2014/0170853中及2014年11月12日申請之名為「ADJUSTMENT OF VUV EMISSION OF A PLASMA VIA COLLISIONAL RESONANT ENERGY TRANSFER TO AN ENERGY ABSORBER GAS」的美國專利申請案US 14/539,121可找到感應耦合電漿(ICP)反應器的進一步說明，將上述文獻的每一者的所有內容包含於此作為所有目的之參考。
例如，圖10概略顯示適合施行文中某些實施例之感應耦合電漿蝕刻設備1000的橫剖面圖，蝕刻設備1000的一實例為加州Fremont之科林研發所製造的KiyoTM 反應器。感應耦合電漿蝕刻設備1000包含結構上由室壁1001與窗1011所定義的整體蝕刻室。室壁1001通常可由不銹鋼或鋁所製成。窗1011可由石英、或其他介電材料所製成。選擇性的內電漿格柵1050將整體蝕刻室分隔為上子室1002與下子室1003。在大部分的實施例中，可移除電漿格柵1050，藉此使用由子室1002與1003所構成的室空間。夾頭1017係位於下子室1003內接近內部底表面之處。夾頭1017係用以接收半導體晶圓1019並在進行蝕刻製程時將半導體晶圓1019支撐於其上。夾頭1017可為當晶圓1019存在時用以支撐晶圓1019的靜電夾頭。在某些實施例中，一邊緣環(未顯示)環繞夾頭1017且具有在夾頭1017上存在晶圓1019時與晶圓1019上表面近乎持平的上表面。夾頭1017亦包含靜電電極以夾持與釋放晶圓。為了此目的可提供濾波器及DC夾持電源。亦可提供用以將晶圓1019舉升離開夾頭1017的其他控制系統。利用RF電源1023可使夾頭1017帶電。RF電源1023係經由連接件1027而連接至匹配電路1021。匹配電路1021係經由連接件1025而連接至夾頭1017。在此方式下， RF電源1023係連接至夾頭1017。
用以產生電漿的元件包含位於窗1011上方的線圈1033。線圈1033係自導電材料所製造且包含至少完整的一圈。圖10中所示之例示性之線圈1033包含三圈。具有「X」之線圈1033符號的橫剖面代表線圈1033旋轉地延伸進入紙面。相反地，具有「•」之線圈1033符號代表線圈1033旋轉地延伸出紙面。用以產生電漿的元件亦包含用以將RF功率供給至線圈1033的RF電源1041。一般而言，RF電源1041係經由連接件1045而連接至匹配電路1039。匹配電路1039係經由連接件1043而連接至線圈1033。以此方式，RF電源1041係連接至線圈1033。選擇性的法拉第屏1049係位於線圈1033與窗1011之間。法拉第屏1049維持與線圈1033空間分隔的關係。法拉第屏1049係緊鄰窗1011並設置在窗1011的上方。線圈1033、法拉第屏1049、及窗1011每一者係以實質上彼此平行的方式配置。法拉第屏可避免金屬或其他物種沉積至電漿室的介電窗上。
製程氣體(如氦、氖、蝕刻劑等)可經由位於上處理室中的一或多個主氣體流動入口1060及/或經由一或多個側氣體流動入口1070流至製程室中。類似地，雖然未明確顯示，但可使用類似的氣體流動入口將製程氣體供至圖9A – 9C中所示之電容耦合電漿製程室。可使用真空泵浦如一或兩階段的機械乾式泵浦及/或渦輪分子泵浦1040以將製程氣體抽出製程室並維持製程室1000內的壓力。可使用閥控制的導管將真空泵浦流體連接至製程室以選擇性地控制真空泵浦所提供的真空環境的施加。這可藉著在操作性電漿製程期間使用閉迴路控制式的流動限制裝置如節流閥(未顯示)或擺閥(未顯示)來達成。類似地，亦可使用連接至圖9A – 9C中之電容耦合電漿製程室的真空泵浦及閥控制流體連接件。
在設備的操作期間，可經由氣體流動入口1060及/或1070供給一或多種製程氣體。在某些實施例中，可僅經由主氣體流動入口1060或可僅經由側氣體流動入口1070供給製程氣體。在某些情況中，例如可以更複雜的氣體流動入口、一或多個噴淋頭來取代圖中所示的氣體流動入口。法拉第屏1049及/或選擇性的格柵1050可包含內部通道與孔洞使製程氣體得以被輸送至製程室。法拉第屏1049及選擇性之格柵1050中的任一者或兩者可具有用以輸送製程氣體之噴淋頭的功能。
自RF電源1041將射頻功率供給至線圈1033以使RF電流流過線圈1033。流經線圈1033之RF電流在線圈1033周圍產生電磁場。電磁場在上子室1002內產生感應電流。經產生之各種離子與自由基與晶圓1019物理及化學作用以選擇性地蝕刻晶圓的特徵部。
若使用電漿格柵而產生上子室1002與下子室1003兩者，則感應電流會作用於存在於上子室1002中的氣體而在上子室1002中產生電子-離子電漿。選擇性的內部電漿格柵1050限制在下子室1003中的熱電子量。在某些實施例中，設計及操作設備俾使下子室1003中的電漿為離子-離子電漿。
上電子-離子電漿與下離子-離子電漿兩者皆包含正離子與負離子，但離子-離子電漿具有更高比例之負離子：正離子。揮發性蝕刻副產物係經由接口1022而自下子室1003移除。
文中所揭露的夾頭1017可在介於約10°與約250°之間的加溫溫度下操作。溫度取決於蝕刻製程操作及特定的配方。在某些實施例中，製程室1001亦可操作在介於約 1 mTorr與約95 mTorr之間的壓力範圍內。在某些實施例中，壓力可高於上述揭露的壓力。
當製程室1001被安裝至潔淨室或製造場所時其通常被耦合至複數設施(未顯示)。複數設施包含提供製程氣體、真空、溫度控制、及環境粒子控制的水電系統。當處理室1001被安裝至目標製造場所中時，此些設施係耦合至處理室1001。此外，處理室1001可耦合至傳送室，傳送室可利用典型的自動化系統使機器人將半導體晶圓傳送進出處理室1001。
圖10中亦顯示系統控制器1051。如下面所將說明的，此類系統控制器1051可控制蝕刻設備之部分或所有操作，其包含調整蝕刻設備之操作以回應利用文中所述之最佳化的EMP所產生之計算所得之蝕刻輪廓。遮罩設計佈局的預測性圖案近接校正
微影製程延伸至20nm及更小的節點驅動了在微影製程與蝕刻以及遮罩設計與製造上持續強加甚至更嚴格之容裕要求的先進解析增進技術。遮罩中之剩餘誤差的存在以及涉及在製程模型中捕捉該些誤差的限制有助於驅動遮罩製造效應的校正。然而，在電漿系的蝕刻製程本身中—在經由微影製程轉移圖案化的光阻後—蝕刻光阻所定義之圖案時的長範圍非均勻性如電漿通量的圖案負載及短範圍的缺陷如「近接缺陷」皆對整個圖案化蝕刻製程中所觀察到的缺陷記號有所貢獻。圖11A中例示了一簡單實例，其顯示半導體基板上之兩層材料堆疊在特徵部被蝕刻至其中之前與之後的橫剖面圖，特徵部係由兩層材料堆疊上的一層光阻所定義。圖示例示，即便是在相對理想的蝕刻製程中，在被轉移之光阻圖案1101(由遮罩(未顯示)所投影)的底部處的「底腳」1111可影響被蝕刻之特徵部的寬度，除此之外，圖示顯示在受到蝕刻後之特徵部的側壁可稍微錐斜而非完全的垂直。圖11B顯示一典型特徵部(其中具有90度轉角的溝槽)的上視圖，其例示此類特徵部的期望設計(圖11B-1)可因顯現在片段佈局中的此類近接效應(圖11B-2)而被改變。在圖案化蝕刻製程中此類短範圍的近接缺陷可能會作用而增加晶粒內關鍵尺寸(CD)的變異性且對積體電路(IC)之效能與良率的衰退難辭其疚。
在產生圖案化蝕刻製程用之遮罩的目前最先進方法中，圖案近接缺陷的補救(即「圖案近接校正」)係藉由經驗規則系的校正策略或經驗模型系的校正策略加以完成。規則系的程序通常使用一參考遮罩(當藉由微影製程轉移參考遮罩之圖案時會在測試基板上形成一參考光阻圖案，接著進行蝕刻)針對和參考佈局中之複數線/間距特徵部之一標準組相關之一特定節距/ CD提供一標準組的偏差/校正。當此類規則系的方案被用以處理一般化的光阻佈局時，其僅能達到有限的精準度。
模型系的方案使用一般被稱為可變蝕刻偏差模型(VEB)的模型。其他類似的啟發式模型包含被稱為簡潔微影蝕刻偏差模型(在蝕刻側)及簡潔光阻模型(在微影側)的模型。雖然方案本身被稱為「模型系的」，但這僅表示其為統計上最小平方擬合「模型」(如現在簡短說明的)；其並非表示其為蝕刻製程之物理系的(即基於化學表面動力的)計算模型(如上述用以計算蝕刻製程期間特徵部之蝕刻輪廓隨著時間之大略演進之經最佳化的蝕刻輪廓模型(EPM))。
在標準經驗VEB方案中，針對一特定組的製程條件自預先轉印的遮罩測試校正圖案收集實驗CD資訊。值得注意的是，為了此目的，必須建立此些校正遮罩、將光阻的相關校正圖案(利用所建立的遮罩藉由微影製程轉移)轉移至真實晶圓基板、然後必須在特定的製程條件下實際蝕刻此些(測試用的)圖案化晶圓。
這以及其他步驟使得整個VEB 模型系的方案極耗時。圖12的上部顯示標準經驗VEB方案的各種階段並例示完成各種階段以及完成整個VEB系之遮罩建立程序的時間軸(以星期為單位)。如在圖中所示，此程序的校正遮罩建立步驟(即複數步驟中所指的第一步驟)係通常藉由標準的微影製程(Prolith)模擬(Prolith為加州米爾皮塔斯之KLA-Tencor公司所販售之業界標準的套裝軟體)來加以進行；之後進行疊代光學近接校正 (OPC)步驟。基本上，這一開始的兩步驟構成了用以決定對應至特定光阻圖案(光阻圖案係自光輻射投影通過遮罩設計所產生)佈局之遮罩的一程序。在此階段處，光阻的期望圖案為校正圖案，是以經由此程序所決定的是「校正遮罩」，接著才進行遮罩「建立」(在圖中所示為第三步驟)。
在「校正遮罩建立」(如圖中所示)之後，根據遮罩將光阻圖案轉移至一測試基板並蝕刻基板。接著自測試結構擷取CD資訊，然後對數據進行最小平方擬合(如圖中所示)，最小平方擬合使CD偏差與測試結構的邊緣移動相關聯。自此最小平方擬合模型，將邊緣校正應用至測試遮罩建立以重新校正測試遮罩，然後重覆遮罩建立程序。在收斂至轉印遮罩設計的最終組之前，重覆此遮罩建立/蝕刻/最小平方擬合之循環至少數次。(圖12在此點上對於VEB 模型是樂觀的，因為其僅顯示一次或數次此類建立/蝕刻/擬合循環)。總言之，如圖中所示，估計此最先進的所謂「模型系的」VEB方案需要至少12個星期才能完成；然而，若需要複數建立-蝕刻-擬合循環則其例如需要16個星期或更久的時間才能完成。又，由於程序涉及在潛在眾多循環期間實驗蝕刻真實的晶圓基板及此些基板之蝕刻前及/或蝕刻後量測，因此從材料與資源的費用角度來看，整個程序(通常)極昂貴。最後，亦應注意此協議之統計精準度的限制：只能量測測試晶圓表面上有限數目的圖案化位置並在最小平方擬合程序中使用此些有限數目的圖案化位置。此迴歸範圍外的外插在統計上必定只有有限的有效性，當然，真實/製造佈局所具有的特徵部並不會是測試校正圖案中之特徵部的重製或與其類似。
相對於該些幾乎完全基於經驗的方案，文中所述的方法使用模型系的方案，其使用真實的物理與表面動力系蝕刻輪廓模型(EPM)—即在基板表面上發生且能解釋基板之電漿蝕刻的潛在物理程序與化學反應機制的模型；如上所述，EPM 模型追蹤在電漿系的蝕刻製程期間半導體基板上之一蝕刻輪廓隨著時間的演進。在圖案化蝕刻製程的情況中，特徵部輪廓隨著時間的演進係基於半導體基板表面上之特定材料堆疊上的某光阻層的圖案化(自特定的遮罩佈局所產生)。
簡言之，在文中所揭露之物理/化學模型系的方案中，針對特定的遮罩開口程序，使用一目標校正圖案/佈局(目標校正圖案/佈局可例如包含線性的2D線/節距格柵，且亦可包含簡單的3D圖案)來最佳化嚴格物理系的EPM(如上述者)。量測係在具有目標校正圖案(藉由微影製程對特定材料堆疊進行轉移並進行轉刻後所得)之實驗晶圓上進行，EPM係利用如上述的各種最佳化程序的任何者而被校正至此實驗量測結果。在某些實施例中，可使用雲端系或叢集系的方法進行最佳化，且計算可涉及在一中心點附近產生大量的樣本、然後在參數空間中搜索以針對實驗數據改善EPM的校正/最佳化。
一旦建立已經最佳化的EPM(尤其是針對特定的蝕刻製程與基板材料堆疊)，接著可將已經最佳化的EPM用以進行計算預測性的圖案近接校正 (PPC)方案，在某些實施例中PPC不需要更進一步的物理實驗。是以，如圖12的下部中所示，在使用此類物理系的模型方案中，方法可將總遮罩建立時間減少至少3-4個星期且僅涉及一個最終實體遮罩建立步驟。
大致上針對一孤立特徵部之PPC的基本總覽係概略地例示於圖11B中，此孤立特徵部僅為總設計佈局中的一小部分。如圖11B-1中所示，接收對應至期望之經蝕刻之設計的一初始(試驗性的)蝕刻設計佈局(將體現於以微影製程藉著將光投影通過一適當設計的遮罩所產生的一層光阻中)。在此實例中其為一簡單的L形溝槽(具有90度彎折)。接著區段化所接收之設計佈局(此為期望之設計圖案)的邊緣—在蝕刻設計佈局的水平平面中選擇一系列的點—見圖11B-2中的「片段佈局」—然後在選定組之離散邊緣點上運行一已經最佳化/校正的EPM 模型(如上所述已根據校正圖案最佳化的EPM模型)。來自EPM的輸出為特徵部在模擬蝕刻期間隨著時間演進的橫剖面輪廓(如圖1中所示)，其係針對各種離散的邊緣點計算所得。運行至最終蝕刻時間，EPM根據離散化的精細(或粗略)提供特徵部之輪廓附近之特徵部之邊緣放置誤差(EPE)的估計—見圖11B-2中的「經模擬的輪廓」。圖11B-2中所示之經模擬的輪廓例示，若吾人真的利用圖11B-1中所示之原始光阻圖案進行一真實的電漿蝕刻可能會出現的近接缺陷。然而，基於EPM的計算可如圖11B-3中所示修改初始設計佈局，提供能針對已預測出之缺陷進行補償的一近接校正後的設計佈局。將一層光阻轉移至基板並對其進行圖案化而使其類似此近接校正後的(PPC)設計佈局，然後利用此PPC對基板進行蝕刻而得到圖11B-4中所示之「最終圖案」，圖11B-4例示已經蝕刻之特徵部的邊緣現在與原始「期望的」設計佈局更緊密對準。
基於此大致說明，可預見各種變化方案。吾人可預見一暴力方案，其中晶圓的整個圖案化表面被切割為大量的邊緣點且已經校正的EPM係針對每一邊緣點運行以決定適當的近接校正。理論上此方法可行。然而在實際上，自計算的角度上來看，需要涵蓋大幅格點之EPM的計算數目太多(而昂貴)，因此不太實際。
然而另一方案係源於下列體認：在晶圓表面上之不同點處及晶圓表面上受到蝕刻之不同特徵部內發生的真實物理與化學程序之間可能有很大的類似性。當然，來自設計佈局之不同特徵部之幾何特性與蝕刻室內之電漿通量或其他製程條件中的變異的耦合會導致某些差異，但在晶圓各處可能存在著明顯的類似性—涉及相同的化學品、涉及相同的電漿、許多特徵部具有類似的形狀或落在形狀的不同大致分類中等。是以，利用此體認該尋找的是一種受惠於此些類似性但避免針對特定設計佈局中每一邊緣進行暴力EPM計算的實體程序。如此可提供節省大量計算成本的機會：由於設計中的許多點可能都會導致相同的結果，因此不必針對複雜光阻設計佈局中的每一特徵部重新運行EPM。關鍵為找出此些點為何。
文中所述之用以受惠於上述優點的一方法係針對下列體認：一特徵部內的蝕刻反應速率可能和當特徵部受到蝕刻時特徵部內的電漿的物理特性強相關，更普遍地來說和蝕刻製程期間特徵部內之任何蝕刻劑或鈍化物種的物理特性強相關。尤其，由於每一特徵部的材料組成(即半導體基板上的材料堆疊)通常是相同的，其更是如此。換言之，若針對特徵部內之特定蝕刻劑(如電漿系的)通量已知(藉由已經最佳化的EPM)在特徵部內會發生何事—如特徵部的邊緣隨著特徵部受到蝕刻會如何移動—則在蝕刻期間在具有相同特徵部內電漿/蝕刻劑通量(IFPF)的所有特徵部內(或至少是具有某些總幾何類似性的特徵部)很有可能得到相同的結果。應瞭解，並非所有實施例皆施用可預測蝕刻反應速率及/或在特徵部中使用電漿通量條件作為能預測蝕刻輪廓之模型之輸入的模型。某些模型可能使用不同類型的蝕刻製程條件如各種反應器的蝕刻條件、蝕刻氣體組成等。
為了實施此想法—及避免針對每一邊緣進行暴力EPM計算—集合一組目標校正結構。圖13A例示一簡單校正圖案1300及自其所選取之某些結構/特徵部1301與1302。針對每一目標校正結構/特徵部，決定蝕刻製程條件如特徵部內電漿通量(IFPF)的一或多個特性，並針對該校正結構/特徵部運行已經最佳化的EPM 模型以決定蝕刻期間該特徵部的時間演進尤其是作為蝕刻結果的該特徵部的一邊緣放置誤差(EPE)。若目標校正結構/特徵部表現出能涵蓋可能在真實光阻設計佈局中會見到之IFPF範圍的一IFPF範圍，則此程序在有限數目之校正結構上運行EPM能提供在IFPF與EPE之間的大致映射。文中的映射可被認為是一降階模型或ROM，且如文中所述，映射可方便地以查找表(LUT)的形式呈現如圖13B與13C中所示。接著此類ROM LUT構成一極快速的計算工具，在此工具附近可建立近接校正用的一協議。然而應瞭解，亦可使用其他計算有效率的方案來代表ROM關係。例如，如下面將更詳細說明的，可利用類似於可用以建立一LUT之數據組的一數據組(或許訓練數據組可更能充分理解的—見下文)來訓練一機器學習模型。雖然一LUT代表EPE和IFPF之量的特徵之間之ROM關係的一計算有效率/可見的方案，但取決於實施例，可能有其他方案甚至更快速及/或能在訓練組的複數點之間提供較佳的內插，因此其他方案可能是較佳的選擇。如所解釋的，LUT的概念可被上位化以包含IFPF相關之特性(如IFPIF、IFPNF、IFPDF、蝕刻時間、蝕刻深度、及邊緣形狀)與EPE之間的其他關係。此類關係的實例包含迴歸模型、神經網路、分類樹(如隨機樹林模型)等。LUT的概念可被視為包含上述的任何者。
在任何情況下，再次參考查找表(LUT)實施例說明何者為更普遍之遮罩蝕刻製程的降階模型(ROM)：如圖13B中所示，查找表中的每一條目通常具有IFPF 之特性之量之一或多個數值所用的複數領域—在此實例中， 複數行/複數領域係用於特徵部內電漿離子通量與中性物質通量以及鈍化沉積通量(Γ*)—一領域係用於所得的EPE(在此實例中被標示為「DxEPE 」)(或EPE之一量的特徵/指示)，其中EPE被認為是與 IFPF相關的量(先前藉著在校正結構上運行EPM所決定)相關。如圖13B中之表的條目中所示，特徵部內電漿離子通量(IFPIF)、特徵部內電漿中性物種通量(IFPNF)、及特徵部內鈍化沉積通量(IFPDF)代表特徵部內電漿蝕刻劑物種的一簡潔物理模型(CPM)的輸出，其大致上是由考慮基板正上方之通量負載效應及考慮特徵部內各種深度處之「可見度」的計算所決定。(如圖13B之LUT實例中更進一步所示，通量「負載」對於決定中性物種與鈍化物種的通量更重要，但「可見度」係關於因製程室內之電磁場所具有方向性故極容易受到特徵部側壁之遮蔽效應影響的離子物種通量、電漿離子通量)。
此外，查找表中的不同條目可對應至單一總蝕刻時間或不同條目可對應至不同的蝕刻時間。在圖13B的表的條目中，例如使用「層深度」領域(z 1 、z 2 、 …z N )來代替「蝕刻時間」領域(t 1 、t 2 、 …t N )，但原理為相同的：為了表格化蝕刻期間不同期中時間的數值。(後面將更詳細說明針對蝕刻期間之複數期中時間集合EPE數據的優點)。
為了使其更具體，圖14A與14B中提供了簡單例示，其顯示半導體基板之一特徵部/結構並標示了查找表之領域中所記載的量。兩圖顯示來自一光阻層之兩光阻線(標示為L1 與L2 )，其定義了在蝕刻製程中受到蝕刻之具有寬度「w」及節距「P」的一結構/特徵部1410。圖14A概略顯示在各種蝕刻時間st i 處被視為是特徵部真實輪廓者，其中在蝕刻時間t i 處特徵部具有對應的深度z i —如圖13B中的查找表的表格所示，這代表離散的時間或等於深度。(如上所述，蝕刻時間與蝕刻深度之間具有對應性)。圖14B顯示在蝕刻期間不同時間點處之相同特徵部的「數位化」/離散表示以及在圖13B中之查找表的表格顯示的EPE(DxEPE )應如何計算。
在此實例中，為了使用降階模型(ROM)查找表(LUT)針對設計佈局中的一特定邊緣決定EPE，吾人使用對應至特徵部並和邊緣相關之IFPF之特性之量之一組一或多個估計出的數值，並在表中查找此些量。是以，例如如圖13B 之ROM LUT中所示，吾人可使用特徵部內電漿離子通量(IFPIF)、特徵部內電漿中性物種通量 (IFPNF)(其包含電漿自由基物種)、及特徵部內鈍化沉積通量 (IFPDF)作為特徵部內電漿通量(IFPF)之量的特徵檢索LUT，該特徵部內電漿通量(IFPF) 之量的特徵係用以獲得大略對應至此些量之邊緣放置誤差(EPE)的估計值。
然而此些量並非可代表由一「簡潔物理模型」所計算之特徵部內電漿特性的僅有可行量。在此觀點下，「IFPF之量(或複數量)的特性」意在(如文中所用)包含自計算模型所決定(但理論上亦可為實驗所決定)之特徵部內(即特徵部的側壁之間)之電漿/蝕刻劑的真實物理特性。然而，IFPF亦意在(如文中所用)更普遍地包含雖然可能不代表特徵部內之電漿/蝕刻劑之真實物理特性本身但和其強相關的其他電漿/蝕刻劑參數。
圖13C之ROM LUT中的條目顯示一實例。在此ROM LUT中明確顯示「負載通量」(意指特徵部上方之負載通量)用的領域及「可見度」用的一領域，可見度代表特徵部側壁的遮蔽效應，其係由半球形地平均/整合一特徵部之角相依的「可見度核心(可見度 kernel)」所獲得(見下面的額外細節)。雖然嚴格來說這些總體來看並非特徵部內之真實電漿物種的真實物理特性，但此些參數 卻和特徵部內之電漿的真實物理特性強相關。例如，若吾人知道基板表面上方的負載通量以及特徵部的大約可見度(如此領域中可被瞭解的技術用語)，則吾人可計算(例如藉由CPM)特徵部內之離子與中性/自由基電漿通量密度至良好精準度。有鑑於此，總體來看，亦可說一組此類特徵部構成最終會導致表格中所列之 EPE之真實特徵部內離子與中性/自由基電漿通量。因此，如圖13C之LUT中的領域在文中亦可被歸類為「IFPF之量的特徵」。
亦應注意，圖13B與13C中所示的LUT的條目包含一「邊緣」領域。吾人可直接在查找表中查找一邊緣作為捷徑以替代例如使用負載通量或可見度作為查找表中的查找關鍵。一般而言，邊緣領域可包含某種邊緣形狀指標，藉由邊緣形狀指標可在查找表中辨識找到設計佈局中之特徵部的邊緣，其中設計佈局中之特徵部的邊緣的幾何特徵係類似於校正圖案中之特徵部之邊緣之設計佈局中之特徵部的邊緣。是以在某些實施例中，設計佈局中之特徵部之邊緣用的邊緣形狀指標可藉著圖案匹配該特徵部之形狀與校正圖案中之特徵部的形狀 (接著將其用作為查找表中的查找關鍵)。由於特徵部形狀可能和IFPF強相關，因此進行此動作能使邊緣形狀指標就LUT的目的成為IFPF之一量的特徵。在某些實施例中，可先基於特徵部之已決定之邊緣形狀指標搜索查找表。在某些此類實施例中，在基於表中所列的其他量進行詳細搜索(及/或內插)(如基於IFPIF及/或INPNF的後續搜索)之前，此類基於邊緣形狀指標的搜索可用以初步縮小查找表中的相關條目。
概念上，查找表提供一特徵部受到蝕刻(蝕刻的製程條件及受到蝕刻之特定材料堆疊係用以建構查找表)時IFPF相關之量與EPE(邊緣放置誤差)之間的極快速映射。在文中被稱為一降階模型(ROM)不僅是因為其快速，亦因為其能將極複雜之物理/化學蝕刻製程減化為局部電漿通量(IFPF)(或若為非電漿系相關的蝕刻製程則為非電漿系蝕刻劑的通量)之特性與邊緣放置誤差(EPE)之間的核心因果關係。再次強調，可利用以上文詳細說明之最佳化方法所校正之物理系的EPM建構此ROM關係(體現於查找表或類似的結構中)。無論如何建構的，一旦建立了此關係，可基於在ROM查找表中所體現之蝕刻製程的物理與化學針對光阻用之初始/試驗設計佈局的圖案近接校正(PPC)設計一套規則。
一組此類操作係顯示於圖15的流程圖中。如圖中所示，一種欲用於蝕刻操作中之光阻用之近接校正後之設計佈局的產生方法始於操作1500， 接收一初始設計佈局。之後，在操作1520中，在近接校正用之該初始設計佈局中識別一特徵部。當然，在許多情況中，吾人欲於近接校正用之該初始設計佈局中選擇特徵部(後續再說明)。在任何情況下，針對此已識別的特徵部，在操作1540中估計在模型化之電漿系蝕刻製程期間於時間t 處該特徵部內之一特徵部內電漿通量(IFPF)之一或多個量的特徵。接著在操作1550中，利用體現於一查找表中之一降階模型(ROM)使用一或多個估計出之IFPF相關的量來估計在該時間t 處該特徵部之一邊緣的一邊緣放置誤差(EPE)。(時間t 處IFPF之量的特徵具有作為查找ROM查找表之關鍵的功能)。又，ROM查找表係使該時間t 處之該EPE的值與該IFPF之該一或多個量的特徵相關聯，且ROM查找表係藉著在一組製程條件下於材料堆疊上之光阻之校正圖案上運行一計算得到的蝕刻輪廓模型(EPM)至少至時間t 所建構。利用和特徵相關之估計得到的EPE，方法於操作1590處結束，基於該EPE修改該初始設計佈局。
接著，修改後的設計佈局可作為光阻用之最終近接校正後的設計佈局，自該最終近接校正後的設計佈局例如利用上述業界標準的套裝軟體如「Prolith」可產生一蝕刻遮罩設計。接著實際上形成一真實遮罩，並以通常方式使用該真實遮罩進行一光微影操作以將一層光阻轉移至基板表面，轉移的一層光阻現在將符合近接校正後的設計佈局。最終，可進行真實的電漿蝕刻操作。
如所述，在大部分的情況中，期望能對初始設計佈局中的許多特徵部進行圖案近接校正(PPC)。因此，圖16顯示類似於圖15之方法但涉及針對複數特徵部(此些複數特徵部係來自於初始設計佈局)進行圖案近接校正的方法1502。如圖16中所示，方法1502的進行係類似於圖15之方法1501，但在針對受到考慮之第一特徵部估計EPE的操作1550之後，在操作1571中判斷是否應考慮另一特徵部。若應考慮另一特徵部，則方法回到操作1520選擇初始設計佈局中的另一特徵部，方法如前進行但在操作1550中針對新考慮之額外特徵部估計出其EPE。接著方法1502持續根據操作1571的決定邏輯循環，直到決定不需考慮其他特徵部為止，此時方法前進至操作1590基於受到考慮之所有不同特徵部之估計得到的不同EPE來修改初始設計。
如上所述，可將各種與IFPF(之特性)相關的量用來作為檢索ROM LUT 的關鍵，藉此獲得EPE的估計值。在圖13C所示的實施例中，就晶圓上的負載電漿通量及特徵部內可見度使用電漿通量之表示(如CPM所計算者)。在圖13B所示的實施例中，如前面所詳細說明的，ROM LUT就特徵部內電漿離子通量(IFPIF)、特徵部內電漿中性物種通量(IFPNF)(其包含電漿自由基物種)、及特徵部內鈍化沉積通量(IFPDF)使用CPM。
此外，雖然文中所解釋的大部分實例皆考慮利用ROM LUT 方案模型電漿系之蝕刻製程的情況，但在某些實施例中，亦可在LUT 的架構內有效地模型化其他蝕刻製程。例如，若無電漿，則可更普遍地將特徵部內蝕刻劑通量/濃度(IFEF)之一或多個量用作為檢索LUT的關鍵，其中LUT記錄著對應至此非電漿系蝕刻製程之EPE的數值。
應注意，製程室、製程室幾何特徵等用之製程條件組決定了遠離基板表面之「全局電漿通量」(或更常被稱為「全局蝕刻劑通量」)—意即製程條件主導在無基板存在之製程室中大致上存在的「全局電漿通量」。若有基板存在，則基板影響其正上方、其附近的電漿通量—意即負載電漿通量係關於自製程條件所決定之全局電漿通量且可基於全局電漿通量加以估計，但負載電漿通量和全局電漿通量大致上不相同。尤其，負載電漿通量因製程室中之基板的存在而有一水平徑向相依性；又，徑向相依性可受到基板表面上對應至特定設計佈局之光阻之圖案密度的影響。是以，可基於全局電漿通量(由製程室條件所決定)以及為蝕刻製程所規劃之設計佈局來估計負載電漿通量—負載電漿中性通量(LPNF)及/或負載鈍化沉積通量 (LPDF)。應注意，由於離子物種的通量密度/複數密度大致上不會大幅偏離其「全局電漿通量」數值，因此計算電漿離子通量(PIF)之負載並不那麼重要。是以，通常的情況為：ROM LUT 中表列的PIF 數值為非負載之電漿通量(但亦應注意，並非所有實施例皆為如此，有些離子物種的通量負載校正係充分重要而需納入考慮)。
圖13C 的ROM查找表的條目亦具有特徵部中可見度用的領域。如上所述，可見度明確指出特徵部側壁因阻擋方向性離子通量而對電漿密度所具有的遮蔽效應的程度。這係由圖17中所示的特徵部的橫剖面圖所例示：視線1710與1720收斂至特徵部內的一空間點1730(代表在一邊緣處的特定深度)且其描繪了該點對方向性離子通量之可見暴露的角限制；是以視線1710與1720決定了空間點1730在蝕刻期間所受到之方向性離子通量的分量。更具體而言，在特徵部內一特定深度處之一特定離子的離子通量係藉由對應至該特徵部內之該特定深度之一可見度核心(在特定深度處，可見度核心具有一角相依性，例如見圖17之視線1710與1720)的角整合(如數值決定的)所決定，其中離子能量角分佈函數 (IEADF)係與受到考慮之該特定離子相關。(IEADF來自於全局電漿模型)。是以，可見度與離子通量密度緊密相關且可被視為是上述的IFPF的特性。對於一特定邊緣，可整合可見度核心俾以獲得一平均可見度數值，平均可見度數值可被列於圖13C 所示之ROM查找表中針對所有不同的邊緣深度(及/或蝕刻時間)。接著可簡單地使用已經整合的可見度(與所考慮的特徵部相關)以檢索ROM中。在其他實施例中，整合(在角度上)可見度核心與IEADF的乘積以獲得接著可用來作為圖13B所示之LUT中之一指標的IFPIF。
如所示，CPM可估計受到關注之一特徵部的特徵部內蝕刻通量。為了達到此目的，CPM可使用各種考量因素；例如，可設計或配置CPM使其考慮計算特徵部內蝕刻條件(如代表IFPF的量)時的特徵部內可見度及/或負載。在某些情況中，設計CPM及相關的方法使其預測複雜特徵部內的物種通量(如自由基通量、鈍化物通量、及/或離子通量)並包含來自半導體晶圓上之積體電路元件之周圍環境(如特徵部本身的上部區域及/或相鄰的高起特徵部)的遮蔽效應。
可配置CPM以接收受到關注之特徵部外部的全局腔室通量條件(如針對半導體晶圓上方及/或欲針對計算之特徵部內通量之特定特徵部上方之平面或球所決定)作輸入。在某些情況中，此輸入通量隨著設計佈局之二維表面上方的不同點而有所不同。在某些情況中，通量在「中等尺寸」上變化，中等規模係大於受到模型化之特徵部但小於設計佈局的尺寸(例如小於一晶粒)。在中等尺寸中，與圖案密度變化相關的負載效應會產生作用。
除了特徵部上方的電漿通量條件外，CPM可接收受到關注之特徵部的目前幾何特徵作為輸入。是以，可配置CPM以讀取受到關注之特徵部(及選擇性的此特徵部的環境)的幾何特徵表示。為了考慮可見度及/或負載，輸入幾何特徵可包含關於相類特徵部以及受到關注之特徵部的資訊。在一實例中，針對特徵部表面的三維表示，藉由網格如複數刻面(三角)與頂點的網格來表示幾何特徵。在另一實例中，針對特徵部表面的二維表示，藉由線與頂點來表示幾何特徵。在某些實施例中，CPM本身產生特徵部幾何特徵的表示。
在某些實施例中，CPM在特徵部幾何特徵上逐點(或在不同元素之間)估計IFPF的量。由於特徵部幾何特徵在蝕刻製程期間演變，因此輸入可代表在一特定時間及/或一特定特徵部蝕刻深度處的特徵部幾何特徵。
CPM的輸出為複雜結構內許多點處的物種通量。是以，CPM的輸出可為特徵部內電漿條件(IFPF，特徵部內電漿條件(IFPF)可在特徵部內隨著點或元素變化。針對特徵部中的每一點，可針對在受到關注之蝕刻製程中存在之複數物種(或複數物種類別)中的每一物種分別執行CPM。例如，若製程僅使用離子及自由基，CPM可評估IFPF兩次，一次是針對離子而另一次是針對自由基。若製程額外包含鈍化物，CPM亦可再多評估IFPF一次，這一次是針對鈍化物物種。CPM對待離子貢獻不同於非離子物種的貢獻。離子以非等向分佈的方式接近並進入特徵部(其可被視為準直的)，但中性物種如自由基及鈍化物係自所有方向進入特徵部(即其具有等向分佈)。
如圖17中所示，一特徵部的「可見度」係主要由其形狀所決定。然而，一特徵部的形狀在蝕刻製程期間會演進，因此有以下的一問題：對於決定對應至一特徵部之可見度(接著可被用以檢索ROM LUT或作為檢索ROM LUT的關鍵)而言，應將何者視為是蝕刻製程期間特徵部被估計出的形狀。為解決此問題可採用許多方案。
一方案是簡單地假設，問題中特徵部之被估計出的形狀具有對應至光阻之給定初始設計佈局的一開口且特徵部具有自其開口邊緣向下延伸之實質上垂直的側壁。換言之，為了使用可見度/通量負載CPM 照片作為檢索ROM LUT的方式，假設零EPE。在某些實施例中，此近似可為夠好的近似。
估計特徵部形狀與可見度以檢索LUT 的更複雜方案係由圖18中的流程圖所例示。圖18例示圖案近接校正(PPC)方法1503，其開始係類似於圖16的方法1502，但在操作1520(特徵部選取)之後，方法1503進行以在操作1530中估計特徵部上方的一負載電漿通量並在平行操作1535中估計蝕刻期間於時間處t 之特徵部的可見度。估計可見度可以上述方式(假設垂直側壁與特徵部的設計佈局相匹配)完成，或可進行更細微的初始猜測(如假設自特徵部開口至底部有某種程度的預設錐斜、使用在先前計算中所找到的形狀等)。在任何情況下，形狀係用以估計可見度，接著可見度會被用於操作1550中並和來自操作1535的負載通量一起檢索ROM查找表而決定估計得到的EPE。然而，估計得到的EPE為特徵部形狀的表示。因此在圖18中，方法1503進行至操作1572，判斷是否更新/微調特徵部(在蝕刻期間於時間處t 之)可見度的估計值。若判斷答案為是，方法返回操作1535基於目前估計得到的EPE重新估計可見度，然後再進行至操作1550藉著在ROM查找表中查找新的重新估計得到的可見度而獲得EPE更微調過的估計值。(重新估計可見度，並自重新估計得到的可見度重新估計EPE的)疊代可持續固定數目的次數、或直到如操作1572中的決定邏輯所支配的針對可見度及/或EPE達到收斂為止，之後在操作1590中基於重新估計得到的EPE修改初始設計佈局(類似於先前圖示的方法1501 與1502)。
當然，雖然負載通量與可見度可構成用以評估特徵部內電漿通量(IFPF)的一良好簡潔物理模型(CPM)，但IFPF之其他量的特徵可為良好的代理如特徵部內電漿本身的直接物理特性。例如，可直接就特徵部內的真實離子與中性電漿通量密度施行一LUT。見上面圖13B的討論。
如所述，ROM查找表(LUT)構成了自能特徵化IFPF之前述量而計算邊緣放置誤差(EPE)的一極快速機制。然而在某些情況中，ROM LUT可能還是很大，因此可使用各種最佳化程序來改善其效能。例如，可基於條目的一或多個領域來分類儲存LUT。可取決於特定實施例來決定哪一領域被用來作為首要分類條件、次要分類條件等。在某些實施例中，如上所述，可將邊緣形狀指標領域用作為首要分類條件。以有意義的方式分類ROM表格能增加搜索ROM表格以找到相關條目或複數條目的速度(藉著減少受到搜索之量之數值與表格之相關領域中所容納之數值之間所需的比較操作的數目，量例如是邊緣形狀指標、電漿離子通量、電漿中性通量等)。有時， LUT受到刪減以移除冗餘及/或可能不需要的條目，因為此些條目代表在特定應用中可能不會遇到的蝕刻空間區域。
有時，所尋找之相關量的確切數值並不存在於ROM LUT中。在此情況下，吾人可識別最相近的條目(最接近受到尋找之確切數值者)及/或符合某些標準而位在受到尋找之確切數值周圍的鄰近區域中者，然後在此些條目之進行內插。在某些實施例中，例如，可使用多變數多項式系的內插方案。
然而在某些實施例中，可利用多變量機器學習模型而達到更複雜的「內插」。取決於實施例，此類機器學習模型(MLM)可不受監督或受到部分監督，且此些方案可包含在機器學習及/或統計科學領域中為人所知者如「漸進提昇機器(Gradient Boosting Machine)」、 「深學習(Deep Learning)」、及「分散隨機森林(Distributed Random Forest)」。
關於「隨機森林」技術，見例如：Breiman, Leo, “Random forests,” Machine learning 45.1 (2001): 5-32；Verikas, Antanas, Adas Gelzinis, and Marija Bacauskiene, “Mining data with random forests: A survey and results of new tests,” Pattern Recognition 44.2 (2011): 330-349；及Segal, Mark R., “Machine learning benchmarks and random forest regression,” Center for Bioinformatics & Molecular Biostatistics (2004)；將上述每一者所有內容包含於此作為所有目的之參考。
類似地，關於在此些領域中大致上被稱為「漸進提昇機器」的技術，見例如：Friedman, Jerome H., “Greedy function approximation: a gradient boosting machine,” Annals of statistics (2001): 1189-1232；Friedman, Jerome H., “Stochastic gradient boosting,” Computational Statistics & Data Analysis 38.4 (2002): 367-378；及Schapire, Robert E., “The boosting approach to machine learning: An overview,” Nonlinear estimation and classification, Springer New York, 2003, 149-171；將上述每一者所有內容包含於此作為所有目的之參考。
最後，關於在此些領域中大致上被稱為「深學習」的技術，見例如：Krizhevsky, Alex, Ilya Sutskever, and Geoffrey E. Hinton, “Imagenet classification with deep convolutional neural networks,” Advances in neural information processing systems, 2012；LeCun, Yann, et al. “Backpropagation applied to handwritten zip code recognition,” Neural computation 1.4 (1989): 541-551；及 Schmidhuber, Jürgen, “Deep learning in neural networks: An overview,” Neural Networks 61 (2015): 85-117；將上述每一者所有內容包含於此作為所有目的之參考。
此些技術可用以(再次強調，取決於實施例)決定EPE與上述可檢索LUT之量(如電漿離子與中性通量)之間之充分統計精準的一關聯關係。
一般而言，亦可將類似於用以建構ROM LUT 之數據組的一數據組用來作為一訓練組而建立(即教導)所選定的機器學習模型(MLM)。然而在訓練時所使用之此數據組的版本可遠大於可在ROM LUT中被有效率地搜索的數據組。意即，利用完整的數據組離線訓練機器學習模型以產生其有效率評估的多變量模型，但每次在PPC程序中期望一新特徵部的EPE時，搜索整個(訓練的)數據組並非是有效率的。當然，一旦基於一數據組訓練了MLM(此數據組的一部分被選定用來建構一可被有效率搜索的LUT)，MLM可如一普通的LUT一般體現EPE與電漿離子及/或中性通量(例如)之間的一關係，是以在某個程度上MLM在評估其多變量模型時仍會比較代表IFPF之一或多個量與EPE 之一量的特徵，但確切的量與比較係發生在於原始數據組上受過訓練之MLM 的操作文義下。在任何情況下，一旦MLM就原始數據組受過訓練並加以驗證，其便建立了可有效率地用於一PPC程序中的一預測性數據關係。
改善此些PPC技術之精準度的另一方式為使用一基於蝕刻時間的(或基於蝕刻深度的)疊代方案。圖19A與19B提供有用的對比例示。圖19A概略地例示「單一時間步驟」方案，其顯示以一單一時間步驟自特徵部頂部到底部而估計EPE。是以，僅在單一蝕刻時間t (或單一蝕刻深度)處估計IFPF之各種量的特徵，並在ROM查找表中查找此些量而達到估計得到的EPE。這亦例如由圖15、16、及18的操作組所例示。然而，亦可使用「多時間步驟」方案來計算EPE。此係例示於圖19B中，其顯示在蝕刻時間(t 1 ,t 2 , …t N )處計算所得之DxEPE 的數值，蝕刻時間(t 1 、t 2 、 …t N )係對應至由上至下到特徵部底部的蝕刻深度(z 1 、z 2 、 …z N )，其中特徵部底部為最終計算DxEPE 之「最終」數值之處。
在最簡單的多步驟版本中僅包含兩個時間步驟。是以，吾人可在第一蝕刻時間t =t 1 處進行IFPF 之量的特徵(如負載通量、可見度)的估計，藉著將IFPF 之量的特徵的估計值與ROM查找表中對應至時間t 1 的數值相比較而估計一EPE， 然後針對第二蝕刻時間t =t 2 重覆程序。然而，第二時間的疊代吾人可受惠於第一疊代期間所得到資訊，對於後續的疊代亦然。是以，例如由於特徵部在時間t 2 處的輪廓已變化得不同於其在時間t 1 處的輪廓，因此可基於此資訊調整負載通量與可見度核心，接著使用此些更新過的數值與ROM查找表中對應至時間t 2 的條目相比較。
吾人可類似地依期望將計算分割為許多時間步驟。圖20中例示了此類多時間步驟的方法。圖20中的方法1504的進行係類似於圖16與18中所示之方法1501與1502，但操作1540與1550 係先於所考慮的蝕刻時間t i =t 1 處進行以估計一第一EPE(在操作1550中)。接著方法1504進行至操作1573，判斷目前的蝕刻時間t i 是否少於最終的總蝕刻時間。若是，則方法增加時間指標「i」 (t i+1 ＞t i )並返回操作1540重新估計IFPF之量的特徵，然後進行至操作1550再次重新估計更新過的時間處的EPE。疊代持續進行直到在操作1573中判斷出目前時間t i 係等於或大於最終/總蝕刻時間為止，藉此方法進行至操作1590基於最終估計所得之EPE 及/或在複數期中時間處計算得到之期中EPE修改初始設計佈局，至此方法結束。此外，應注意，可結合圖18中所示之疊代方案(獲得愈來愈好的可見度估計值)與圖20中所示之疊代方案(涉及上述的時間/深度切割疊代)。邊緣放置誤差 — 搜索與估計例示性實施例
在一蝕刻製程期間，特徵部內部的邊緣(如受到蝕刻之特徵部的底部CD)可移動而產生CD偏差。 如所述，此量被為邊緣放置誤差。精準地預測在蝕刻製程期間每一邊緣移動了多少讓吾人能在遮罩設計或應用製程期間導入修正。
在光學微影的領域中，使用光學近接修正來調整遮罩邊緣以達到修正或減緩遮罩印刷誤差的目標。可使用OPC或使用各種物理系與經驗系模型的相關製程修正蝕刻CD偏差。此些技術不會試著匹配輪廓。此些技術試著匹配輪廓的一或數個有限特徵(如特徵部的上CD、下CD、側壁角度等)但不會匹配輪廓。或者或此外，用以匹配目標特徵部輪廓及考慮或減少蝕刻CD偏差的現行製程最佳化可由製程工程師手動執行。其進行的方式是基於製程工程師的瞭解與直覺調整製程條件。蝕刻製程尤其困難。直到目前為止，尚未有可執行此類任務的自動方案。
當使用物理系的模型(如表面動力模型)以預測蝕刻CD偏差時，研究團隊可建構並運行用以變化在晶圓上不同部分中之幾何特徵、周圍佈局及電漿條件的模擬器。然而，針對晶圓中的每一特徵部皆進行有計算上及實行上的難度。吾人亦可運行特徵部的代表性樣本以捕捉不同幾何特徵之間的蝕刻CD偏差並總結查找表中的資訊俾以捕捉蝕刻 CD偏差模式並將其用於毋須每次運行物理系模型即可預測其他幾何特徵。如上所解釋的，除了物理系的模型模擬外，可用簡潔物理模型計算一特徵部內部(如側壁上等)的局部通量，局部通量可用以作為用以總結蝕刻條件的代表。雖然下面的討論說明使用表面動力模型及簡潔物理模型預測邊緣放置誤差的實施例，但本發明不限於SKM及/或CPM所產生的EPE。甚至當使用EPE時，其可藉由非SKM所產生。例如，可使用行為模型產生EPE。
可使用模型產生大量的模擬蝕刻輪廓。所產生的輪廓係用以產生簡潔物理模型，簡潔物理模型可選擇性地考慮可見度核心及因晶粒與晶圓之佈局的負載通量而計算蝕刻演進期間特徵部內部受到關注之點的局部。在大的查找表中以預測變數(如多個時間步驟之受到關注之點處的局部通量及/或光學量測及/或幾何變數)及經預測之變數(EPE)的形式總結通量及相關的輪廓。
在此段落中的某些實施例提供用以尋找此類查找表的系統及方法。一般而言，所述的方案利用n維預測變數空間尋找查找表中的一或多個相關條目並利用相關的條目或複數條目產生EPE預測。 搜尋可基於下列假設：查找表中的預測變數和EPE唯一關相聯。
搜尋方法包含例如內插查找方案、疊代搜尋方法、及/或甚至用以縮減大量預測變數之維度的多變數(如PCA及/或PLS)模型。下面將詳細說明用以自LUT獲得EPE的各種方案。
為了說明背景知識，圖21提供流程圖2101，其例示可使用如何搜尋查找表而改善蝕刻製程。所示的方法始於操作2103，針對一欲蝕刻之特徵部計算或以其他方式判斷一或多個特徵部內通量參數。此些參數將作為用以識別查找表中之相關條目或用以自相匹配的模型產生輸出的搜尋變數。如上所解釋的，此些通量參數可藉著明確指出特徵部幾何特徵及/或遮罩幾何特徵(如線寬、特徵部深度等)及蝕刻條件所產生。可將幾何特徵及蝕刻條件提供至簡潔物理模型或產生特徵部通量值或其他搜尋參數的其他源。在某些實施例中，將此些搜尋參數應用至查找表或模型，查找表或模型送回EPE的一或多個值。見方塊2105。當表或模型送回多個EPE值時，方法或系統選擇性地結合多個 EPE值以決定一最終之預測得到的EPE。見方塊2107。最終之預測得到的EPE的大小使系統能判斷經定義的蝕刻製程與相關的遮罩是否能針對考慮中之製造方法提供規格內的特徵部。考慮到這一點，決定方塊2109判斷預測得到的EPE是否指示製程超出規格。 假設答案為是，則方法控制行至操作2111，操作2111調整遮罩幾何特徵及/或蝕刻條件以試著將EPE縮減至落入製造製程之規格內的數值。此調整可利用梯度演算法或類似的方案自動進行。遮罩調整涉及改變定義了被暴露至蝕刻劑之基板區域之一或多個遮罩邊界的位置。在某些實施例中，EPE預測被回報至OPC模型，OPC模型修正遮罩設計(或印刷)製程之下一重覆的遮罩設計。在某些實施例中，EPE預測係用以修改一或多個蝕刻條件如反應器壓力、溫度、電漿條件(功率/區域、密率等)、蝕刻劑分壓、組成等。
在藉由操作2111進行適當的調整後，方法控制回到操作2103，在2103處針對新的遮罩幾何特徵及/或蝕刻條件重新產生特徵部通量值或其他搜尋變數。之後，製程藉由上述的操作2105- 2109繼續。 在一或多次重覆後，決定操作2109判斷預測得到的EPE是否使遮罩幾何特徵及/或蝕刻製程落入規格內。在此點處，方法固定最終遮罩幾何特徵及/或製程條件。見操作2113。LUT 說明
查找表可被視為包含蝕刻起始處、蝕刻演進行期間(之任何時間處)、及/或蝕刻結束處之與幾何特徵、局部通量、光學原位量測數據、及/或其他預測變數相關之資訊的總結。
在某些實施例中，查找表包含下列預測變數的數值：經蝕刻之特徵部(及/或遮罩)的一或多個幾何特徵、及蝕刻製程期間所產生之一或多個特徵部中蝕刻劑通量特性。幾何特徵的實例包含線寬、重覆結構的線節距、側壁角度、及特徵部深度。特徵部中蝕刻劑通量特性的實例包含在特徵部或遮罩輪廓中各個位置處之鈍化物通量、離子通量、及中性物種通量的數值。圖22以橫剖面圖例示經蝕刻的特徵部2205。特徵部2205在具有上方遮罩2201的基板2203中受到蝕刻。提供特徵部及/或其相關遮罩上之各個位置處之製程變數如特徵部中通量的值。在所示的實例中，選定七個位置，每一位置係由特徵部壁上的黑點所識別。在所示的實施例中，兩個點係位於遮罩側壁上。一個點係位於經蝕刻之特徵部的底部上。在某些實施例中，針對已完成的特徵部(在完全蝕刻後)定義位置。在其他的實施例中，僅針對遮罩或針對遮罩及經部分蝕刻的特徵部定義位置。如上所解釋的，CPM可產生特徵部或其遮罩中之特定位置處的特徵部中通量的數值。CPM考慮了全局電漿條件並選擇性地考慮了特徵部特定的條件如負載、可見度核心等。
在一實例中，查找表包含針對預測變數的下列領域或行：一或多個線幾何變數，其係選自線寬、線節距、及/或特徵部深度；及一或多個特徵部中蝕刻劑通量的特性如鈍化物通量、離子通量、及自由基通量。其他預測變數的實例包含蝕刻速率、經蝕刻之特徵部與光交互作用所產生的光學參數等。除了幾何與蝕刻劑通量特性外，預測變數可包含蝕刻製程的時間快照。一時間快照代表被表示為查找表中之條目以表示整個蝕刻製程之多個可能的時間快照中的一者。在最簡單的實例中，一特徵部的一蝕刻製程係由單一時間快照所代表，在此例中對該特徵部之單一查找表條目給予值「1」。當一蝕刻製程為了查找表的目的而被分割為多個時間快照時，給予每一表之條目針對其相關時間快照的一依序整數，其中時間快照「2」代表緊接在由時間快照「1」所代表之蝕刻製程部分之後的蝕刻製程部分。
所有的查找表條目具有一相關的EPE值。在某些情況中，一查找表條目包含 兩或更多形式的EPE。例如，在圖24的例示性查找表中，條目包含時間等於零時的一邊緣放置誤差(行5)及時間等於一較後時間的另一邊緣放置誤差(行6)，其中較後時間為當相關時間快照完成時的時間「t」。EPE的兩數值代表在時間步驟終止處特徵部之底部處的橫向位置，但時間=0的數值係相對於當蝕刻開始時蝕刻特徵部的上部所決定而時間=t的數值係相對於在較後時間t時蝕刻特徵部的上部所決定。在不同時間處有兩個不同的EPE數值的事實顯示，模型可考慮時間快照期間特徵部之上部處的某些橫向蝕刻。圖23顯示可如何計算兩個不同的EPE數值。
在一實例中，查找表包含下列領域或行： 1、時間快照索引 2、線寬 (奈米) 3、節距 (奈米) 4、深度 (奈米) 5、在時間=0時的EPE 6、在時間= t時的EPE
7-27.在蝕刻特徵部中九個位置處的蝕刻劑通量。通量係針對三種物種如鈍化物、中性物種、及離子分別提供。
圖24提供此類表格之格式的一實例。預測變數可被分為兩個類別：查找表條目標籤，其為特徵部之幾何參數及/或其遮罩部分(傳統上被用來模型化微影轉移製程)；及搜尋變數，其係用於目前之方法用以搜尋經預測之EPE數值的查找表。在上面的實例中，條目標籤係提供於領域1-4中而搜尋變數係提供於領域7-27。經預測之EPE的數值係提供於行5與6中。當然，可使用許多其他形式的查找表。
條目標籤代表由遮罩幾何特徵與設計佈局所定義之經固定的特徵部。其通常不會被用於文中所述的搜尋演算法，而是明確指出確切符合受到關注之遮罩之幾何特徵的特徵部。搜尋變數係用於與用以進入表格並自表格中的所有條目識別出最相鄰之條目的搜尋變數相比較；即，其係用於此段落中所述的搜尋演算法中。
文中將說明三個大致上的方案。熟知此項技藝者將能輕易識別此些者的變化形且此些者的變化形係落入本發明的範疇內。第一方案使用針對經定義之簡單特徵部幾何特徵(如初始特徵部輪廓)之單一時間快照處所產生之單一組特徵部中通量值。第二方案使用單一時間快照但其在經蝕刻的特徵部幾何特徵上重覆疊代，每一新的重覆疊代使用來自先前重疊之一邊緣放置誤差利用例如線性梯形近似以定義一新的特徵部幾何特徵及新的一組通量。第三方案隨著時間有時隨著一或多個(或所有)時間增額內的幾何特徵重覆疊代。基本上，第三方案將整個蝕刻製程分割為來自多個依序時間快線的多個輪廓，每一切分決定用來作為下一時間步驟之輸入的一EPE數值。
換言之，前兩種方案僅使用初始與終止時間來產生EPE預測。第三方案使用前兩種方案中的任一者的方法但利用先前快照的結果作為下一時間快照的起始輪廓針對多個時間快照進行。第三方案對於初始通量與最終EPE數值之間的關聯薄弱的某些製程如尤其深的蝕刻。第一方案
此方案僅涉及單一時間步驟及單一空間重覆疊代。其可包含下列隱含的假設：(i)初始遮罩形狀包含足以預測目標深度處之EPE的資訊、及(ii) 在時間=0處搜尋所用的搜尋變數包含用以預測最終蝕刻深度處之EPE之充分獨特資訊。
在此方案中，系統將索引編入查找表中並基於搜尋變數如基於CPM所輸出之特徵內電漿通量數值來識別一或多個最相鄰的條目。接著系統利用查找表中的此些一或多個條目計算一EPE。評估所得的EPE以判斷是否應修改遮罩幾何特徵及/或蝕刻條件以使製程落入規格內。
圖25顯示第一方案之一實例之流程圖2501。一開始系統決定搜尋的適合參數。此類參數的實例包含搜尋變數、欲自查找表回報之條目(「最相鄰」)的數目、及針對選擇最相鄰者(複數者)所能接受的最大距離。
此些參數可藉由對於決定遮罩佈局或研發蝕刻製程當責的使用者輸入。或者，此些參數可在搜尋常式中預設設定、或基於和蝕刻製程、遮罩、查找表(密度、敏感度等)等相嗎的特定資訊自動決定。見方塊2503。
接下來，系統決定欲用於識別查找表內最相鄰者之搜尋變數的數值。見方塊2505。如所述，此類搜尋變數的實例包含針對各種電漿物種如離子、自由基、中性物種、及/或鈍化物之特徵部內電漿通量的數值(此些數值可在蝕刻輪廓中的各個位置處提供)。變數的每一者皆具有一特定的數值，可對照查找表中之條目的對應數值對此特定的數值進行測試。搜尋變數之形式的一實例可為 [通量_離子_pt3_q、通量_自由基_pt3_q、通量_離子_pt2_q、通量_自由基_pt2_q]。
在某些實施例中，以系統中或針對系統的另一模型來計算搜尋變數。如所述，可使用簡潔物理模型提供各種類型之電漿物種的特徵部內電漿通量的數值。如所解釋的，此些數值係取決於經蝕刻之特徵部中的位置。對於此方案之實施例的目的而言，假設經蝕刻之特徵部具有包含平底及垂直側邊的矩形輪廓。其基本上遵循設計中遮罩所指定之特徵部的期望形狀。簡潔物理模型在計算特徵部內電漿通量的局部數值時考慮了特徵部內之各個點的位置與邊緣壁斜率。見圖22。
可將特徵部內電漿通量數值的替代物或額外物用作為搜尋變數。實例包含光學參數如量測設備可量測到及/或嚴格光學模型能計算出的參數、特徵化如蝕刻輪廓用之幾何變數等。可使用之另一類型的搜尋變數為自特徵部內之一或多個位置處之離子與自由基通量所推導出的蝕刻速率(或複數蝕刻速率)。預測蝕刻速率用之模型的一實例使用離子-自由基協同模型，其係用以捕捉ER~a x Ji /(1 + b Ji/Jn)處的ARDE(取決於深寬比的蝕刻)，其中Ji與Jn為離子與自由基通量而a與b為常數。見Bailey, Sanden and Gottscho, J. Vac. Sci. Technology B, Vol. 13, No. 1, 1994, pp. 96-99，將其所有內容包含於此作為參考。
使用經選定或計算出的搜尋變數時，將其對查找表應用以搜尋具有最接近搜尋變數之數值之對應變數數值的條目。見方塊2507。通常，系統進行最相鄰者的搜尋。可以各種方式進行並限制搜尋。在一實例中，其係受到特定數目之最相鄰者的限制即「K」個最相鄰者。在其他方式中，將搜尋限制至定義多維度搜尋空間中之搜尋變數之集合之一點之特定半徑內的所有最相鄰者。在某些實施例中，代表搜尋變數之點與代表查找表中之條目之點之間的距離係利用距離的歐幾里德度量來加以決定。亦可使用距離的其他度量。
2 ]0.5
並非所有最相鄰者都必定會符合蝕刻製程所需的其他標準及/或受到考慮的特徵部幾何特徵。例如，作為鄰近者的某些條目可能與和受到關注之製程者不匹配的時間快照或特徵部幾何特徵相關。在某些實施例中，在識別經預測之EPE的方法中仍考慮不符合時間與幾何需求之在方法操作2507處自搜尋回報的條目。這是因為，假設將EPE關聯至通量數值的潛在物理無論特徵部幾何特徵為何皆可應用。在其他實施例中，排除不符合蝕刻製程之一或多個標準及/或受到考慮之幾何特徵的最相鄰條目。
在執行操作2507後通常有能作為相鄰者之來自於查找表的一或多個條目。對於操作2507中所回報的每一條目而言，識別其對應之EPE的數值(若在條目中使用複數EPE數值，則通常相對於初始蝕刻時間)。見操作2509。若僅有一個最相鄰的條目，可將其對應的EPE數值用作為針對受到考慮之製程與幾何特徵的預測值。當有多個條目可供使用時，可以各種方式處理之。
在某些實施例中，搜尋方法先判斷是否應使用回報數值。有回報之EPE數值係不值得信任的情況。在一實例中，用以選擇最相鄰者之半徑或距離(在操作2503中所接收或設定的參數)過大，因此其選擇到通量參數與該些搜尋變數不太相關聯的某些條目。這可能是在EPE數值對通量或其他搜尋變數之變化高度敏感之參數空間區域中的情況。在另一實例中，搜尋關注之查找表的區域有問題，因為用於產生條目的數據或SKM在此區域中的效能不彰。為了解決此些情況，所示的搜尋方法包含檢查2511，其判斷所選擇之最相鄰的條目之EPE數值的範圍是否大於經定義的容裕。在一實例中，2511檢查判斷EPEmax – EPEmin是否大於經定義的容裕。(此類容裕可與其他搜尋參數在操作2503中受到設定)。假設檢查操作 2511判斷出回報之EPE數值的範圍係大於可接受的容裕，則其可簡單地結束搜尋而不回報預測得到的EPE數值。或者，其可動態地縮減最相鄰者的搜尋半徑，藉此縮減回報之條目的數目且可能將EPE數值聚焦於和搜尋變數所定義之條件相關或以其他方式可靠者。體認到此選項，所述之方法包含決定操作2513，其判斷是否將可接受的距離動態地縮減為最相鄰者。若其基於不論什麼原因決定不這麼做，則方法簡單地終止而不回報預測得到的EPE。然而，若其決定應縮減可接受的距離，其重設距離並指示方法回到操作2507，在操作2507處搜尋方法再次識別一組最相鄰者但此次係以更限縮的方式進行。
無論是否在一或多次運行中識別EPE數值，檢查操作2511可判斷目前手邊的EPE數值是否可接受。在此情況中，搜尋方法取經選定的EPE數值並識別出其針對受到考慮之蝕刻特徵部與製程所回報之預測得到的EPE數值。 見操作2515。在最簡單的情況中，操作2515僅識別最相鄰的條目(和搜尋變數)並將其視為EPE之預測得到的數值。在另一方法中，以某些方式結合邊緣放置誤差的複數獨立數值以產生總體預測得到的邊緣放置誤差。可以許多方式進行結合。在某些情況中利用搜尋變數點(在多維度搜尋變數空間中)作為內插的參考點進行內插。這可藉由下列方式達成：選擇性地以加權平均方法平均邊緣放置誤差之複數獨立數值，在加權平均方法中邊緣放置誤差的複數獨立數值係根據其與代表搜尋變數的點有多接近而加權。加權方法可表示如下： EPE_預測所得 = w1*EPE_1 + w2*EPE_2 + . . . wn*EPE_n
來自方塊2515之邊緣放置誤差之預測所得的數值係用以判斷遮罩的邊界及/或製程條件是否應調整。
總言之，當搜尋一蝕刻遮罩/特徵部幾何特徵時，可在表中的所有條目(有時被顯示為列)之間進行搜尋。搜尋可使用蝕刻特徵部中通量之數值或其他適當的搜尋變數。可進行在n維預測通量變數空間中之K最相鄰者搜尋以識別出表中具有與蝕刻數值之該些者(即搜尋變數)類似之特徵部中通量數值的條目。由於可能有許多搜尋變數，因此識別最相鄰者可能需要大量的計算。可使用用以決定多維度空間中之距離的各種方法。某些實施例使用歐幾里得距離。
所用的通量數值可以其原始形式或標準化後的形式使用之。在不同位置處的離子與自由基通量可具有極不同的絕對大小。標準化可給予各別搜尋變數相同或相對相同的重要性。例如，一變數在LUT內可能僅變化1%但其對EPE預測的重要性可能是高的，然後另一變數在LUT內可能變化明顯但EPE預測對其相對不敏感。標準化的一方法為自動縮放。對於每一變數計算平均與標準差。接著，藉由(Xi-mean)/std針對每一度量進行標準化。
在搜尋中所找到之最相鄰的條目提供在時間= T(即在蝕刻製程結束時的時間)時其對應之蝕刻後EPE數值。自「k」最相鄰條目所獲得之EPE數值係用於預測。預測可基於例如與搜尋位置之間之距離的簡單平均或反比加權平均。
在某些情況中有某些變異是恰當的。當使用簡單的k最相鄰者搜尋時，對於最相鄰者遠遠分離之查找表的稀疏區域而言預測的效能可能不佳。可使用最大搜尋半徑參數以在該半徑內無點時不提供預測。這亦可用於啟動一訊號將更多點添加至搜尋位置處的查找表。可藉由一、或多、或每一預測通量對EPE數值的敏感度分析決定最大搜尋半徑參數。在某些實施例中，搜尋方法的邏輯允許使用者輸入能指定搜尋所回報之EPE數值中之最大容裕變異的數值。回報具有超出此容裕之變異之EPE數值的任何搜尋皆被視為是失敗的搜尋，失敗的搜尋不會回報預測得到之EPE數值。
應注意，此方法不考慮通量數值在蝕刻製程期間的變異，通量數值的變異為特徵部形狀隨著蝕刻製程過程而變化的結果。隨著特徵部形狀改變，特徵部之側壁上之各個位置的幾何法線亦改變，藉此改變此些位置處所見的特徵部通量。此方案亦不會考慮在輪廓深度之各種位置處因特徵部幾何特徵隨著蝕刻製程期間特徵部開啟而變化所造成的通量明顯變化。對於長時間步驟(期間特徵部大幅變化)或較短時間步驟(其中特徵部的幾何特徵劇烈變化)而言此後者事實是最顯著的。第二方案
在此方案中，考慮特徵部幾何特徵隨著多個重覆疊代而變化。此方案可涉及：(i)初始假設一假想矩形特徵部形狀以開始搜尋；(ii)進行一或多個使經蝕刻之特徵部的底部移動EPE預測的重覆疊代以產生一新的梯形特徵部形狀；及(iii)持續重覆疊代直到到達收斂(例如幾何差異如ΔEPE不再明顯改變)。 換言之，假設最終蝕刻輪廓的初始猜測為具有使EPE= 0 nm 之筆直側壁的矩形輪廓。接著，在每一重覆疊代處，自查找表獲得EPE預測並將此EPE數值用於產生梯形的蝕刻輪廓，梯形的蝕刻輪廓提供最終輪廓的下一猜測。持續重覆疊代直到到下一重覆疊代EPE數值/梯形邊緣不再大幅變化為止。在某些實施例中，產生非梯形的形狀如可產生多邊形或球形輪廓。
為了例示此方案，圖26顯示與每一重覆疊代相關的一系列特徵部橫剖面。在第一重覆疊代中，假設蝕刻產生無邊緣放置誤差的完美矩形裁切。見圖26的上部，其中如遮罩2601所定義地將特徵部2605蝕刻至基板2603中。CPM或其他計算工具可使用特徵部2605的幾何特徵計算出可用以索引至表格中的各種通量數值。表格利用第一方案所述的一或多個最相鄰者產生一邊緣放置誤差，然後使用此邊緣放置誤差定義一新的特徵部形狀，據推測此新的特徵部形狀應為梯形而非矩形。梯形考慮到從查找表所預測得到的邊緣放置誤差。
圖26的第二部分例示在第二重覆疊代中所產生的此類特徵部 (特徵部2605’)。可進行額外的重覆疊代，每一重覆疊代皆使用利用來自前一重覆疊代之幾何特徵所計算得到的EPE。第三部分例示在第三重覆疊代中所產生的特徵部2605’’。特徵部包含底切(即球形輪廓)。然而，此類結構不會為EPE計算係受限於特徵部底部的方法提供額外資訊。
在圖27的流程圖2701中亦例示了一例示性方法。如所示，方法始於操作2703，其定義了特徵部形狀的第一重覆疊代，此形狀為單純的矩形(如圖26中的特徵部2605)。接下來，方法決定特徵部形狀的EPE預測。EPE可以許多方式決定，一顯著的實例為上述由圖25所例示的第一方案。在決定EPE預測後，方法將其應用至來自先前重覆疊代的特徵部形狀以產生一新的特徵部形狀(例如圖26中所示的特徵部2605’)。見方塊2707。在某些實施例中，使用EPE預測移動初始矩形或其他梯形的底部邊緣以形成一新的梯形結構。
在方法中的某點處，產生下一多邊形特徵部形狀的邊緣放置誤差小到幾乎是有效的零(或低於經定義的閾值)，在此情況中方法可被認為是已經收斂因此沒有必要再進行更進一步的重覆疊代。見決定方塊2709。然而，通常邊緣放置誤差很大且新的多邊形被用於下一重覆疊代，在此情況中使用CPM利用新的梯形形狀再次計算一組通量且將此些新計算出的通量編入表格的索引中或提供此些新計算出的通量作為新搜尋的獨立變數，然後產生邊緣放置誤差的新數值。這由決定方塊2709代表，其指引方法控制回到方塊2705。
若邊緣放置誤差的下一數值符合收斂條件，則不須再進行更進一步的重覆疊代。然而，若認為方法尚未收斂，則再次調整特徵部的形狀以考慮此更進一步的邊緣放置誤差並使用此新多邊形利用例如簡潔物理模型(但利用新形狀)產生一組新的通量數值。接著使用此些新的通量以再次編入表格索引或作為模型輸入，得到邊緣放置誤差之更進一步的數值，其中邊緣放置誤差之更進一步的數值係相較於邊緣放置誤差的先前數值以判斷是已達到收斂。最終，在多次重覆疊代後，方法收斂至預測所得之EPE的一最終數值。第三方案
上述的前兩方案使用蝕刻的初始與終止時間產生單一EPE預測。在某些情況中，尤其是針對深或高深寬比蝕刻，初始通量與最終EPE數值之間的關聯性可能相當薄弱。例如，通量數值可能會隨著蝕刻製程的期間而變化。第三方案藉著使用在前兩方案中所用的方法但針對多個時間快照而解決此問題，其中每一新的重覆疊代使用先前時間快照的結果作為下一時間快照的起始點。
換言之，在多個時間增額中進行搜尋方法，每一時間增額可用來作為查找表中的一時間快照。使用一時間增額的EPE預測定義下一時間增額的「遮罩」。可實施此方法俾以在每一時間額外內進行第一或第二方案(即在一單一時間增額內在蝕刻幾何特徵上進行多個重覆疊代)。
以另一角度觀之，此方案將蝕刻製程分割為多個部分，每一部分係對應至蝕刻製程所需之總時間的一不同部分因此對應至蝕刻製程的一特定深度。例如，若蝕刻製程從開始到完成進行30秒，其可被分割為三個10秒部分或兩個15秒部分、或一個15秒部分與一個10秒部分與一個5秒部分。
在此第三方案中，利用例如前兩方案中的一者將每一不同的部分皆視為單一完整的蝕刻製程以定義一預測得到的EPE。在一時間快照的終止處，使用終止的邊緣放置誤差針對蝕刻製程的下一時間快照定義一新的設計佈局 (如遮罩開口)。
在所有時間快照的期間累積整體之邊緣放置誤差。換言之，每一時間快照產生其自身的邊緣放置誤差。在整體製程的終止處，可讀取總邊緣放置誤差作為每一時間快照所產生之邊緣放置誤差的總和。或者，可讀取最終時間增額之EPE所定義的整體位置作為最終經蝕刻之特徵部部分之底部處的關鍵尺寸。在最後時間快照後，相對於第一時間快照(如在時間等於0處)之起始處之遮罩或設計佈局位置，量測經蝕刻之特徵部之底部處的最終位置。此最終位置亦定義所有時間快照期間之整體邊緣放置誤差。
此第三方案的實例係圖示於圖28中。上兩部分例示在第一時間快照期間所計算之初始或部分EPE的預測，第一時間快照代表一部分被蝕刻至基板2803中。下兩部分例示在第二時間快照期間所計算之進一步EPE的預測，第二時間快照代表剩餘部分被蝕刻至基板中。可有在額外的時間快照處的更進一步部分蝕刻，但此例中未圖示。
在上部中，方法始於假設一完全筆直的蝕刻輪廓以在基板2803中產生矩形特徵部2805。特徵部2805的側壁係由遮罩2801的邊緣所定義。特徵部#2805的深度「d1」係由第一時間快照的持續期間(以一經義定之蝕刻條件組執行)所決定。此矩形特徵部結構係類似於在第一與第二方案中用於開始方法的結構但其僅為總深度(總深度大於d1)的一部分。
在形成上部所示之矩形部分蝕刻輪廓後，方法針對該輪廓決定預測所得的EPE。就此，方法可使用上述的第一或第二方案、或某些其他的替代方案。在第二部分的梯形特徵部輪廓2805’中顯示了應用經預測之EPE。在此點處，方法仍位於第一時間快照內。
在第三部分中顯示了第二時快照的初始處理，特徵部被蝕刻至更進一步的深度d2。此特徵部的更深部分在一開始時被視為具有垂直側壁的矩形結構。這產生整體漏斗形結構2805”。接著使用此特徵部(及/或與其相關的通量)利用適當的演算法(如第一或第二方案)搜尋查找表以產生第二EPE。接著將此EPE應用至特徵部2805”以產生如第二部分所示之一最終特徵部2805’”(在整個特徵部深度的底部處具有其對應的最終CD)。
在一替代性的方案中，以不包含特徵部之上部(第一時間快照中受到分析之部分)的方式分析第二時間快照。在此方案中，使用第一時間快照產生第一EPE，第一EPE調整特徵部底部的尺寸(CD)。接著使用特徵部底部之此經調整過的尺寸作為在第二時間快照期間的分析起始點。實際上，給予第二時間快照分析具有平坦上表面及具有開口之遮罩的新鮮基板，遮罩開口具有來自第一時間快照分析之經調整過的特徵部底部尺寸。在第二時間快照期間產生第二EPE，加總兩個EPE以產生最終預測得到的EPE。雖然兩個分析係利用分開的假想基板來進行，但最終特徵部具有對應至兩個部分深度之總和的全深度。最終特徵部亦具有等於兩個EPE之總和的EPE。當然，可在兩個以上的快照中進行分析。
圖29顯示第三方案之一實例的流程圖2901。所示之方法始於針對初始時間快照的操作2903，開始定義具有時間快照所指定之矩形輪廓及深度的一特徵部。使用此輪廓搜尋查找表以針對第一時間快照決定預測所得的EPE。 見操作2905。立即應用新決定的EPE以將矩形特徵部調整為梯形特徵部。針對每一時間快照重覆定義初始矩形特徵部接著計算與應用EPE的程序。每一次方法檢查以判斷是否需要任何更進一步的時間快照以達到全蝕刻深度。見決定操作2907。當需要時，方法藉著產生具有來自先前時間快照之特徵部底部尺寸所決定之尺寸的遮罩開口而進入下一時間快照。見操作2909。在設定遮罩尺寸後，方法控制返回操作2903，在操作2903處將特徵部幾何特徵初始化為具有來自操作2909之「遮罩」所定義之側壁的矩形結構。在已針對到達全蝕刻深度所需之所有時間快照決定了所有EPE後，方法控制被引導至操作2911，在操作2911處加總來自所有時間快照的所有EPE以產生最終預測所得的EPE。代表查找表中之資訊的模型
某些實施例使用查找表以外的工具來預測EPE數值。在某些情況下工具為用以接收預測變數作為輸入並直接(或間接)提供預測所得之EPE數值作為輸出的模型。在某些實施例中，此類模型的操作方式不會去搜尋符合預測變數的表格條目。預測變數的實例包含針對查找表所述者(如在各種特徵部位置處特徵部中通量的數值)以及幾何參數如線寬、線距、特徵部深度、及蝕刻時間。亦可使用量測到或計算出的光學參數。
在某些實施例中，模型係由可包含直接取自蝕刻輪廓模型如SKM模型或行為模型之數值及蝕刻輪廓模型之輸入參數如各種通量數值、反應器條件、設計佈局與特徵部幾何特徵數值的一訓練組所產生。
此類模型可利用許多技術中的任一者所產生，此些技術包含迴歸技術(如部分最小平方)、機器學習(包含深度學習)等。模型可具有許多不同形式中的任一者，此些形式包含關係如使EPE與預測數值關聯的線性或非線性表示、神經網路、分類樹等。模型形式的特定實例包含利用部分最小平方及/或主成分分析所產生的關係。
在某些實施例中，模型對於小時間增額是有效的但亦可用於使用多時間增額計算邊緣放置誤差的情況。每一時間增額再次使用模型。例如，可訓練模型以與將深度蝕刻至介於約10至80奈米之間的時間快照協作。
在某些實施例中，方法建立用以關聯在多個時間快照期間之通量演變的部分最小平方多變數模型，每一時間快照針對一時間快照「i」決定增額變化∆EPE_i。始於在時間=0處的初始遮罩，模型可預測下一時間快照之∆EPE並總和所有時間快照而得到在目標時間(深度)處的最終EPE。此方案可應用於較簡單的情況(僅使用相對長的單一時間快照自輸入預測變數產生預測得到的EPE)中。遮罩腐蝕
所揭露之搜尋與分析方法的某些實施例考慮到在蝕刻製程期間發生的遮罩腐蝕。查找表搜尋與 EPE預測方法可在一或更多的時間快照中進行。文中所述之各種方案中的每一者計算在時間步驟終止處的邊緣放置誤差。在該時間步驟期間，遮罩可腐蝕藉此改變線寬或會影響特徵部中通量的可能某些其他幾何參數。
為了解釋遮罩腐蝕，方法可使用一分別的查找表及/或模型以計算在欲蝕刻之膜層的上部處之遮罩的位置的調整。此欲蝕刻之膜層的上部處之遮罩邊緣位置的差異或誤差可被反饋至用以計算受到蝕刻之特徵部中之邊緣放置誤差的方法中。在某些實施例中，藉由將若非如此則會被視為是單一步驟的蝕刻製程分割為多個時間步驟以考慮遮罩腐蝕。每一時間步驟可使用用以計算EPE之不同遮罩開口。另一方案假設遮罩腐蝕將於一時間快照期間發生並為了查找表搜尋的目的將遮罩開口設定為介於時間快照期間遮罩開口之起始與終止位置之間的中間尺寸。特徵部的空間代表
可應用至包含上述三個方案之部分或所有實施例的另一方案涉及以特徵部上的空間點來表示特徵部。在某些實例中，此方法提供在受到蝕刻之特徵部之橫剖面中之複數點處的預測變數數值。
可在特徵部上之各個位置處提供點位置。例如，其可藉由在輪廓弧長上的均勻分散點(角分散)、或在特徵部之每一側壁上之固定高度差處的均勻分散點、及/或在特徵部之底部處之固定「x-方向」距離處的均勻分散點所選擇。在某些實施例中，例如使用僅針對初始時間快照之通量數值的實施例中，點位置可位於遮罩層上(包含遮罩側壁與遮罩開口之底部處之開放區域)。當使用多個時間切片時，點可位於遮罩層上及欲蝕刻之目標層上。
例如考慮圖22，在特徵部之左側上，點數1可位於遮罩層內靠近蝕刻開始處，而點數3亦可位於蝕刻特徵部的左側上但處於經蝕刻之特徵部的極底或腳部處。點數2可位於蝕刻輪廓之左側上的中間位置處即介於點1與點3之間。點數4可位於經蝕刻之區域的底部或腳部中但介於蝕刻輪廓的左側與右側之間。類似地，點數5、6、與7可位於蝕刻輪廓的右側上。圖26亦顯示具有多個特徵部中通量之點的橫剖面。在某些實施例中，考慮的點的數目為2n+1，其中n為代表蝕刻輪廓之側邊中之一者的點數。某些方法使用9或更多個點，有些使用7或更多個點、而某些甚至使用13或更多個點。
考慮的點中的每個點將具有其自身的幾何法線及相關的可見度特徵。此些特徵可為簡潔物理模型所使用以計算在受到考慮之點之位置處的一或多個特徵部中通量。簡潔物理模型提供預測變數數值
可大致應用至文中所述方案之部分或所有者的另一方案為使用CPM計算特徵部中通量數值。如文中他處所述，CPM取反應器內的全局蝕刻劑通量資訊作為輸入，全局蝕刻劑通量資訊可包含晶圓自中央至邊緣的某些變異。此類變異發生在比受到蝕刻之特徵部之尺寸更大的距離上。
在某些情況中，CPM的輸入亦包含和晶圓上之特徵部負載及/或特徵部內可見度相關的資訊。CPM輸出特徵部中通量數值的數值。如所解釋的，其針對特徵部內不同位置可輸出不同的數值，該些位置可藉由x、y及選擇性的z座標所識別。在某些實施例中，其可利用角分量如利用極座標或柱座標所識別。用以提供預測所得之邊緣放置誤差數值之查找表或模型的設計者可選擇CPM所計算之特徵部通量數值的某些子組作為與利用查找表或模型所代表之特定製程最相關者。在一實例中，設計者共選擇27個通量數值，其中9個通量數值係針對特徵部內9個不同位置處的離子通量。如所述，可能有許多受到考慮的不同通量物種如離子、鈍化物、及自由基。自 LUT 選擇 EPE 數值
可應用至許多EPE預測方案的更另一方法為如何選擇查找表中的特定條目。當搜尋查找表時，可能有多個條目皆靠近受到考慮之搜尋變數的數值。在一最簡單的情況中，針對邊緣放置誤差數值選擇最靠近的條目即具有最靠近用以進行搜尋者之參數數值組的條目。當搜尋變數所定義之一點極靠近代表一表格條目的一點但不靠近代表其他表格條目的任何其他點時，這可以是適當的。
應注意，可將參數數值之間的距離選擇為例如多維度參數空間中的歐幾里得距離。在某些實施例中，基於邊緣放置誤差的敏感度來縮放距離，邊緣放置誤差的敏感度為參數空間中的位置的函數。
用以自查找表條目決定邊緣放置誤差的另一技術涉及選擇多個最相鄰者然後提供此些條目的某種組合或其邊緣放置誤差數值。在最簡單的情況中，將所有在查找表中受到選擇的最相鄰者的邊緣放置誤差平均。在另一實施例中，基於與表格中用以索引之數值所代表的空間中的點的距離來進行加權平均。在平均時，較靠近參數數值之索引組的表格條目比較遠離空間的條目數值被給予較高權重。這是一種形式的內插。
某些受到遮覆的蝕刻製程可涉及蝕刻複數層材料堆疊，其中堆疊中的不同層可具有不同的材料組成。假設此由單一遮罩進行(即複數層的蝕刻製程係利用相同光阻圖案完成)接著進行一設計佈局的一有效PPC，吾人真的在乎的是對應至整個複數層蝕刻製程(僅受單一光阻圖案遮覆)的累積EPE而非一單一膜層之蝕刻相關的EPE。
上述經由使用檢索ROM LUT 用之CPM 所產生的特徵部內蝕刻條件而計算EPE的程序可用以完成此目的，但實際上，可如何完成此目的可能還有一些變數。一方式為建立對應至整個複數層蝕刻製程的一大型ROM LUT。由於上述ROM LUT可包含一時間/深度領域(見例如圖13B與13C)，此領域提供可檢索LUT以找到適當EPE的方式，該適當的EPE接著成為整個製程的累積EPE。換言之，以此方式建立ROM原則上已有效地考慮到不同材料層之存在、其厚度等。然而，應注意，若欲使其在實際上精準，施行如圖30所述的時間/深度切割疊代可能是重要的。例如，在複數層堆疊中不同層具有不同材料組成且可使用不同蝕刻化學品蝕刻各種層的情況下，藉著使時間/深度切割之複數疊代與不同膜層之不同深度(或蝕刻時間)相匹配可大幅改善估計所得之EPE的精準度。在此些點處，由於化學品的改變，單一層底部處的EPE可能只會和此相同層之頂部處之IFPF的特性強相關而非和整個複數層堆疊的頂部處之IFPF的特性強相關。
雖然使用代表整個複數層蝕刻製程(以累積方式)之一個單一整體的LUT在許多情況下是有效的，但處理複數層堆疊問題之一潛在更彈性的方式為建立一組較小的ROM LUT，每一ROM LUT係對應至複數層堆疊中不同材料層中的一材料層。此類方案的一優點為彈性：只要有一LUT對應至每一層的材料組成且此LUT的條目涵蓋充分的蝕刻時間/深度以考慮到一特定堆疊配置中該層的厚度，同一組ROM LUT可被用於許多不同材料堆疊的配置。取不同材料之兩層作為一較簡單的實例(是以有兩個對應的ROM LUT)，吾人先在對應至上層的LUT中檢索以計算與蝕刻至此層之底部相關的EPE(即僅至下層的頂部)，接著再利用已擁有的此第一EPE針對檢索第二LUT以計算下層底部處之EPE的目的計算下層的可見度。於是此下層的EPE代表兩層蝕刻製程的一累積EPE。此作法類似於上述之時間/深度切換疊代方案的兩步驟版本，但就每一步驟使用一單獨的LUT而言更有彈性。類似地利用額外膜層/材料特定的ROM LUT 並利用先前計算所得之EPE檢索下一層ROM LUT 以此類推，可處理大於兩層之堆疊。熟知此項技藝者應明白，大致上，利用用以處理複數層堆疊的單一或多個ROM LUT，可使用上述經由使用CPM與ROM查找表而計算EPE 的任何程序。
然而，針對上述利用複數LUT (一層用一LUT)處理複數層蝕刻製程的情況，應注意，在許多情況中取決於複數膜層的組成及所涉及之蝕刻製程(複數蝕刻製程)的細節，可能會遇到一些困難。在某些實施例中，此些困難係大致上發生於下層(第二層、第三層等)蝕刻取決於其上之一或多層之某些特性或蝕刻結果且在對應至該下層之層特定的LUT中並未考慮到該一或多層之某些特性或蝕刻結果的情況。例如，存在於正在受到蝕刻之膜層(下層)上方的膜層(即已受過蝕刻的膜層)可改變及/或影響蝕刻該下層之製程的化學特性。若用以建立層特定的LUT 用的EPM未考慮到受到影響的化學特性，則使用該LUT無法得到累積EPE的精準估計值。在此類情況中，補救措施為利用已考慮到存在於該下層之上之膜層的一EPE 建立該下層特用的LUT。即便如此亦應注意，藉著層特定的LUT經由可見度核心，可能在實際上僅能完善考慮到正在受到蝕刻之膜層上方之膜層的遮蔽效應。然而，對於欲完善考慮之上層(複數上層)的遮蔽效應而言，上層(複數上層)的形狀在對下層進行蝕刻製程期間的任何變化可能亦應被考慮。又，熟知此項技藝者亦應明白，前述的逐層方案為類似於圖20所述之方案的一時間切割方案—t 1 係對應至蝕穿堆疊中的第一層、t 2 係對應至蝕穿堆疊中的第二層、以此類推。
最後應注意，欲用於遮罩生成及半導體蝕刻操作用之光阻用之近接校正後之設計佈局的前述生成技術可在一電腦系統中施行。此類電腦系統通常具有一或多個處理器及一或多個記憶體單元，記憶體單元，通常儲存(用以在一或多個處理器上執行的)複數電腦可讀指令，複數指令可施行任何前述方法。在某些實施例中，此類系統可藉著自一電腦可讀媒體讀取一初始設計佈局、將最終近接校正後的設計佈局寫入一電腦可讀媒體而操作。文中所述的技術及操作亦可體現為儲存在一或多個電腦可讀媒體上的複數電腦可讀指令。
類似地，用以蝕刻半導體基板的電漿蝕刻系統可包含上述的電腦系統 以及一光微影模型，此光微影模型係用以：(i)自該電腦系統接收光阻用的一近接校正後的設計佈局；(ii)自該近接校正後的設計佈局形成一遮罩；及選擇性地隨後(iii)利用該遮罩進行一光微影操作而將實質上符合該近接校正後之光阻設計佈局的一層光阻轉移至一半導體基板。此類電漿蝕刻系統亦可包含用以產生電漿的一電漿蝕刻設備元件(如反應室、電漿生成硬體、晶圓支撐件等)，電漿接觸該半導體基板並蝕刻該基板表面未受到該光微影模型所轉移之該光阻遮覆的複數部分。針對在(ii)中所產生的特定遮罩可重覆進行(iii)的操作。
藉著應用上述原理、技術、方法，可將一物理自知的圖案近接校正(PPC)提供予IC裝置設計者。對於特定的製程配方及材料堆疊，可使用能針對光阻用之特定進入設計佈局預測(近似但具有良好精準度)蝕刻轉移函數的EDA(電子設計自動化)工具—如針對圖12所解釋的，其具有大幅降低遮罩建立成本及大幅縮短決解問題之時間的能力。更能預見，經由上述的原理、技術、及方法，可得到製程範圍的數據庫，自此數據庫可在最少的測試晶圓消耗與費時物理實驗的情況下產生敏感度矩陣。可將上述者與系統捆綁銷售或單獨銷售，並可針對新的薄膜堆疊與製程週期性地更新。此外，在某些實施例中，可產生能擬合特定製程的設計而非必須要開發出擬合特定設計的製程。這使吾人能在設計時選擇設備(早點向內鎖定(或向外鎖定))，藉此可在計設開始時便確保最小變異程度。又，及早自計算原理預測邊緣放置誤差的能力可使吾人能及早偵錯及分類，這為傳統作法中所缺乏的。系統控制器
系統控制器可用以控制上述製程設備之任何一者如圖9A-9C所示之CCP蝕刻設備及/或圖10所示之ICP蝕刻設備中的蝕刻操作(或其他製程操作)。尤其，系統控制器可施行上文中所述的最佳化EPM並調整蝕刻設備之操作以回應利用(上文中所述之)最佳化的EMP所產生之計算所得之蝕刻輪廓。
圖10概略例示與蝕刻設備通訊的系統控制器的一實施例。如圖10中所示，系統控制器1051包含一或多個記憶體裝置1056、一或多個大量儲存裝置1054及一或多個處理器1052。處理器1052可包含一或多個CPU、ASIC、通用電腦(複數電腦)及/或專用電腦(複數電腦)、一或多個類比及/或數位輸入/輸出連接件(複數連接件)、一或多個步進機馬達控制器板(複數控制器板)等。
在某些實施例中，系統控制器(如圖10之1051)控制製程設備(如圖10之蝕刻設備1000)的部分或所有操作，此些操作包含各別製程站的操作。可提供機器可讀之系統控制指令1058以施行/進行文中所述之薄膜沉積及/或蝕刻製程。可在機器可讀之非瞬變媒體上提供指令，機器可讀之非瞬變媒體可耦合至系統控制器及/或被系統控制器所讀取。可在處理器1052上執行系統控制指令，在某些實施例中系統控制指令係自大量儲存裝置1054載入至記憶體裝置1056中。系統控制指令可包含用以控制下列者的複數指令：時序、氣態與液態反應物的混合物、製程室及/或站點的壓力、製程室及/或站點的溫度、晶圓溫度、目標的功率位準、RF功率位準(如DC功率位準、RF偏壓功率位準)、RF曝露時間、基板平臺、夾頭及/或支撐件的位置、及製程設備所進行之特定製程的其他參數。
半導體基板製程操作可施行各種類型的製程，包含但不限於與蝕刻基板上之薄膜相關的製程(例如藉由涉及已表面吸附之蝕刻劑之電漿活化的原子層蝕刻(ALE)操作，見例如2014年11月12日申請之名為「ADJUSTMENT OF VUV EMISSION OF A PLASMA VIA COLLISIONAL RESONANT ENERGY TRANSFER TO AN ENERGY ABSORBER GAS」的美國專利申請案US 14/539,121，將其所有內容包含於此作為所有目的之參考)、沉積製程(如藉由電漿活化已表面吸附之薄膜前驅物的原子層沉積(ALD))、及其他類型的基板製程操作。
是以，例如針對用以進行基於電漿之蝕刻製程的製程設備而言，系統控制器所執行的機器可讀指令可包含用以自已最佳化之EPM產生計算所得之蝕刻輪廓並調整電漿產生器之操作以回應計算所得之蝕刻輪廓的複數指令。
可以任何適當的方式配置系統控制指令1058。例如，可撰寫各種製程設備元件的子程式或控制物件以控制施行各種製程設備製程所需之製程設備元件的操作。可以任何適當的電腦可讀程式語言編碼系統控制指令。在某些實施例中以軟體實施系統控制指令，在其他的實施例中可以硬體實施統控制指令—例如在ASIC(特殊應用積體電路)中的硬體編碼邏輯，或在其他實施例中以軟體與硬體的組合實施系統控制指令。
在某些實施例中，系統控制軟體1058可包含用以控制上述各種參數的輸入/輸出(IOC)序列指令。例如，一沉積及/或蝕刻製程或複數製程的每一階段可包含用以被系統控制器執行的一或多個指令。用以設定薄膜沉積及/或蝕刻製程階段之製程條件的指令可被例如包含於對應的沉積及/或蝕刻配方階段中。在某些實施例中，可依序配置複數配方階段俾使一製程階段的所有指令係與該製程階段同時執行。
在某些實施例中，可施行被儲存在與系統控制器1051相關之大量儲存裝置1054及/或記憶體裝置1056上的其他電腦可讀指令及/或程式。程式或程式段落的實例包含基板定位程式、製程氣體控制程式、壓力控制程式、加熱器控制程式、及電漿控制程式。
基板定位程式可包含製程設備元件用的指令，此些指令係用以將基板載至平臺上並控制基板與製程設備之其他部件之間的距離。定位程式可包含複數指令，此些指令係用以在必要時適當地將基板移入與移出反應室以沉積及/或蝕刻基板上的薄膜。
製程氣體控制程式可包含用以控制氣體組成與流率並選擇性地控制在沉積及/或蝕刻前流入圍繞一或多個製程站之體積的氣體以穩定的體積中的壓力的指令。在某些實施例中，製程氣體控制程式可包含在將薄膜沉積至基板上及/或在基板上進行蝕刻操作期間用以將特定氣體導入製程室內圍繞一或多個製程站之體積中的指令。製程氣體控制程式亦可包含依據正在沉積之薄膜之組成及/或所涉及之蝕刻製程的本質而以相同流率持續輸送此些氣體相同時間或以不同流率持續輸送此些氣體不同時間的指令。製程氣體控制程式亦可包含在經加熱之注射模組中於氦氣或其他載氣的存在下用以原子化/蒸發液體反應物的指令。
壓力控制程式可包含藉由調節例如製程站之排放系統中的節流閥、流入製程站的氣體流等而控制製程站中之壓力的程式碼。壓力控制程式可包含用以在將各種類型薄膜沉積至基板上及/或蝕刻基板期間維持相同或不同壓力的指令。
加熱器控制程式可包含用以控制流至用以加熱基板之加熱單元之電流的指令。或者或額外地，加熱器控制程式可控制輸送至基板之加熱傳輸氣體(如氦氣)的輸送。加熱控制程式可包含用以在將各種類型薄膜沉積至基板上及/或蝕刻基板期間在反應室及/或圍繞製程站之體積中維持相同或不同溫度的指令。
電漿控制程式可包含用以根據文中實施例設定一或多個製程站中之RF功率位準、頻率與暴露時間的指令。在某些實施例中，電漿控制程式可包含在沉積薄膜至基板上及/或蝕刻基板期間使用相同或不同RF功率位準及/或頻率及/或暴露時間的指令。
在某些實施例中，可具有與系統控制器相關的使用者介面。使用者介面可包含顯示螢幕、該設備及/或製程條件的圖形化軟體顯示、及使用者輸入裝置如指向裝置、鍵盤、觸控螢幕、麥克風等。
在某些實施例中，系統控制器所調整的參數可與製程條件相關。非限制性實例包含製程氣體組成與流率、溫度(如基板支撐件與噴淋頭溫度)、壓力、電漿條件(如RF偏壓功率位準與曝露時間)等。此些參數可以配方的形式提供予使用者，使用者可利用使用者介面輸入此些參數。
用以監測製程的訊號可來自各種製程設備感測器並藉由系統控制器的類比及/或數位輸入連接件所提供。用以控制製程的訊號可在製程設備的類比及/或數位輸出連接件上輸出。可被監控之製程設備感測器的非限制性實例包含質量流量控制器(MFC)、壓力感測器(如壓力計)、溫度感測器如熱電偶等。適當程式化的反饋與控制演算法可與來自此些感測器的數據一起使用以維持製程條件。
上文中所述的各種設備與方法可與微影圖案化設備及/或製程一起使用，例如用以製造半導體裝置、顯示器、LED、光伏面板等的微影圖案化設備及/或製程。一般而言，雖然沒有必要，但此些設備或製程會在一共同的製造廠房中一起及/或同時使用或進行。
在某些實施例中，控制器為系統的一部分，其為上述實例的一部分。此類系統可包含半導體製程設備，半導體製程設備包含製程工具或複數工具、製程室或複數製程室、製程平臺或複數平臺、及/或特定的製程元件(晶圓座臺、氣體流動系統等)。此些系統係與一些電子裝置整合，此些電子裝置係用以在半導體晶圓或基板處理之前、期間及之後控制系統的操作。此些電子裝置係稱為「控制器」，其可控制系統或複數系統的各種元件或子部件。取決於製程需求及/或系統類型，控制器可被程式化以控制文中所揭露的任何製程包含輸送製程氣體、溫度設定(如加熱及/或冷卻)、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻(RF)產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流率設定、流體輸送設定、位置與操作設定、晶圓傳輸進入及或離開設備與連接至特定系統或與特定系統交界的其他傳輸設備及/或裝載互鎖機構。
概括地說，控制器可被定義為具有各種積體電路、邏輯、記憶體及/或軟體的電子裝置，其可接收指令、發佈指令、控制操作、致能清潔操作、致能終點量測等。積體電路可包含儲存了程式指令之具有韌體形式的晶片、數位訊號處理器(DSP)、被定義為特定應用積體電路(ASIC)的晶片及/或能執行程式指令(如軟體)的一或多個微處理器或微控制器。程式指令可為與控制器通訊之具有各種獨立設定(或程式檔案)形式的指令，其定義為了在半導體晶圓上或針對半導體晶圓進行特定製程或對系統進行特定製程所用的操作參數。在某些實施例中，操作參數為製程工程師為了完成一或多膜層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路及/或晶圓之晶粒之製造期間的一或多個製程步驟所定義之配方的一部分。
在某些實施例中控制器為整合至系統、耦合至系統、藉由網路連接至系統、或其組合的電腦的一部分或控制器耦合至電腦。例如，控制器可位於「雲端」中或工廠主機電腦系統的全部或部分中，這允許使用者遠端接取晶圓製程。電腦可致能遠端接取系統以監控製造操作的目前進展、檢視過去製造操作的歷程、自複數製造操作檢視驅勢或效能度量、改變現有製程的參數、設定製程步驟以符合現有製程、或開始一新的製程。在某些實例中，遠端電腦(如伺服器)可經由網路對系統提供製程配方，網路包含區域網路或網際網路。遠端電腦可包含使用者介面，使用者介面讓使用者能進入或程式化參數及/或設定，然後自遠端電腦與系統通訊。在某些實例中，控制器接收數據形式的指令，指令指出在一或多個操作期間欲施行之每一製程步驟的參數。應瞭解，參數係特別針對欲施行之製程的類型及控制器用以交界或控制之設備的類型。因此如上所述，可分散控制器如藉著包含一或多個藉由網路互連並朝向共同目的如文中所述之製程及控制工作的離散控制器。為了此類目的的分散控制器的實例為製程室上的一或多個積體電路，其係與一或多個位於遠端(例如位於平臺位準或遠端電腦的一部分)的積體電路通訊而共同控制製程室上的製程。
不受限地，例示性的系統可包含電漿蝕刻室或模組(使用感應或電容耦合電漿)、沉積室或模組、旋轉沖洗室或模組、金屬鍍室或模組、清潔室或模組、邊緣蝕刻室或模組、物理氣相沉積(PVD)室或模組、化學氣相沉積(CVD)室或模組、原子層沉積(ALD)室或模組、原子層蝕刻(ALE)室或模組、離子植入室或模組、軌道室或模組、及和半導體晶圓之製造相關或用於製造的任何其他半導體製程系統。
如上所述，取決於設備所進行的製程步驟或複數步驟，控制器可與下列的一或多者通訊交流：其他設備的電路或模組、其他設備的元件、叢集設備、其他設備的界面、相鄰設備、近接設備、位於工廠內的設備、主電腦、另一控制器、或半導體製造工廠中用以將晶圓容器載入與載出設備位置及/或裝載接口的材料運輸用設備。其他實施例
雖然為了清楚瞭解的目的已詳細地說明特定實施例之文義中的前述技術、操作、製程、方法、系統、設備、工具、薄膜、化學品與組成，但熟知此項技藝者應明白，在本發明的精神與範疇內有許多能施行前述實施例的替代性方案。因此，文中所揭露之實施例應被視為說明性說明文中所揭露之發明概念而非限制性不合理地限制申請專利範圍最終所主張之請求標的的範疇。
300‧‧‧最佳化程序 310‧‧‧操作 320‧‧‧操作 330‧‧‧操作 335‧‧‧操作 340‧‧‧操作 350‧‧‧操作 360‧‧‧操作 470‧‧‧方法 471‧‧‧程序 472‧‧‧操作 473‧‧‧操作 474‧‧‧操作 475‧‧‧操作 476‧‧‧操作 477‧‧‧操作 478‧‧‧操作 479‧‧‧操作 480‧‧‧操作 481‧‧‧操作 482‧‧‧操作 483‧‧‧操作 484‧‧‧方塊 485‧‧‧操作 486‧‧‧方塊 487‧‧‧操作 488‧‧‧方塊 489‧‧‧操作 490‧‧‧方塊 491‧‧‧操作 492‧‧‧方塊 493‧‧‧操作 494‧‧‧方塊 495‧‧‧操作 496‧‧‧方塊 601‧‧‧最佳化程序 610‧‧‧操作 620‧‧‧操作 630‧‧‧操作 635‧‧‧操作 640‧‧‧操作 650‧‧‧操作 660‧‧‧操作 801‧‧‧程序 810‧‧‧操作 820‧‧‧操作 830‧‧‧操作 840‧‧‧操作 850‧‧‧操作 860‧‧‧操作 865‧‧‧操作 900‧‧‧電漿反應器 902‧‧‧真空製程室 904‧‧‧室外殼 906‧‧‧下電極 908‧‧‧上電極 910‧‧‧間隙 910a‧‧‧小間隙 910b‧‧‧中等尺寸之間隙 910c‧‧‧大間隙 912‧‧‧開口 914‧‧‧介電環 916‧‧‧下電極支撐板 918‧‧‧室壁板 920‧‧‧RF電源 922‧‧‧導管 924‧‧‧RF帶 926‧‧‧RF功率構件 928‧‧‧階梯凸緣 930‧‧‧RF偏壓殼 932‧‧‧RF偏壓殼碗 934‧‧‧臂 936‧‧‧接地屏 938‧‧‧管道支撐板 940‧‧‧設施管道 942‧‧‧致動機構 944‧‧‧垂直線性軸承 946‧‧‧螺旋齒輪 948‧‧‧迷宮式密封件 950‧‧‧橫向偏斜波紋管 956‧‧‧固定屏 958‧‧‧可動式屏板 960‧‧‧迷宮式溝槽 982‧‧‧晶圓接口 1000‧‧‧蝕刻設備 1001‧‧‧室壁 1002‧‧‧上子室 1003‧‧‧下子室 1011‧‧‧窗 1017‧‧‧夾頭 1019‧‧‧晶圓 1022‧‧‧接口 1021‧‧‧匹配電路 1023‧‧‧RF電源 1025‧‧‧連接件 1027‧‧‧連接件 1033‧‧‧線圈 1039‧‧‧匹配電路 1040‧‧‧泵浦 1041‧‧‧RF電源 1043‧‧‧連接件 1045‧‧‧連接件 1049‧‧‧法拉第屏 1050‧‧‧格柵 1051‧‧‧控制器 1052‧‧‧處理器 1054‧‧‧大量儲存裝置 1056‧‧‧記憶體裝置 1058‧‧‧系統控制指令 1060‧‧‧主氣體流動入口 1070‧‧‧側氣體流動入口 1101‧‧‧光阻圖案 1111‧‧‧底腳 1300‧‧‧校正圖案 1301‧‧‧結構/特徵部 1302‧‧‧結構/特徵部 1500‧‧‧操作 1501‧‧‧方法 1502‧‧‧方法 1503‧‧‧方法 1504‧‧‧方法 1520‧‧‧操作 1530‧‧‧操作 1535‧‧‧操作 1540‧‧‧操作 1550‧‧‧操作 1571‧‧‧操作 1572‧‧‧操作 1573‧‧‧操作 1590‧‧‧操作 1710‧‧‧視線 1720‧‧‧視線 1730‧‧‧空間點 2101‧‧‧流程圖 2103‧‧‧操作 2105‧‧‧方塊 2107‧‧‧方塊 2109‧‧‧方塊 2111‧‧‧操作 2113‧‧‧操作 2201‧‧‧遮罩 2203‧‧‧基板 2205‧‧‧特徵部 2501‧‧‧流程圖 2503‧‧‧方塊 2505‧‧‧方塊 2507‧‧‧方塊/操作 2509‧‧‧方塊 2511‧‧‧檢查/操作 2513‧‧‧操作 2515‧‧‧操作 2601‧‧‧遮罩 2603‧‧‧基板 2605‧‧‧特徵部 2605’‧‧‧特徵部 2605”‧‧‧特徵部 2701‧‧‧流程圖 2703‧‧‧操作 2705‧‧‧方塊 2707‧‧‧方塊 2709‧‧‧方塊 2801‧‧‧遮罩 2803‧‧‧基板 2805‧‧‧特徵部 2805’‧‧‧特徵部 2805”‧‧‧特徵部 2805’”‧‧‧特徵部 #2805‧‧‧特徵部 2901‧‧‧流程圖 2903‧‧‧操作 2905‧‧‧操作 2907‧‧‧操作 2909‧‧‧操作 2911‧‧‧操作
圖1顯示自一蝕刻製程之一表面動力模型計算產生之一蝕刻輪廓的一實例。
圖2顯示類似於圖1所示之蝕刻輪廓的一蝕刻輪廓的一實例，但在此圖中蝕刻輪廓係自利用一或多個光學量測設備所測得之複數實驗量測值所計算獲得。
圖3之製程流程圖代表針對蝕刻輪廓座標空間之蝕刻輪廓模型的最佳化程序。
圖4A之製程流程圖代表蝕刻輪廓模型尤其是此類模型中所用之某些模型參數的最佳化程序。
圖4B之製程流程圖代表蝕刻輪廓模型尤其是此類模型中所用之某些模型參數的最佳化程序。
圖5顯示使用根據本發明所最佳化之模型可識別之典範蝕刻輪廓的一實例組。
圖6之程序流程圖顯示針對反射率光譜空間最佳化蝕刻輪廓模型的程序。
圖7A例示在蝕刻製程期間隨著蝕刻輪廓演進之蝕刻輪廓的反射率光譜歷史。
圖7B概略顯示在許多晶圓上收集到之具有3-D數據塊形式的一組光譜反射率數據(數據塊的三個指標係對應至晶圓數(i)、光譜波長(j)、及蝕刻製程時間(k))；以及3-D數據塊展開至2-D數據塊中，2-D數據塊具有PLS光譜歷史分析用之獨立數據的功能，相依數據為圖中亦顯示的蝕刻輪廓座標。
圖8之程序流程圖例示一疊代程序，其最佳化在蝕刻製程過程期間將蝕刻光譜反射率歷史關聯至複數蝕刻輪廓的PLS模型且同時最佳化一EPM，EPM係用以產生欲在PLS模型最佳化時使用之計算所得的反射率光譜。
圖9A-9C例示間隙可調整之電容耦合電漿(CCP)反應器的一實施例。
圖10例示感應耦合電漿(ICP)反應器的一實施例。
圖11A顯示半導體基板上之一雙層堆疊材料在一層光阻所定義之一特徵部被蝕刻至其中之前與之後的橫剖面圖。
圖11B顯示具有90度轉角之一溝槽特徵部的上視圖。
圖12顯示對圖案近接校正(PPC)之標準經驗VEB的各種階段並例示完成此些階段的時間軸(以星期為單位)以及整個VEB系遮罩建立程序的完成。圖12亦顯示當使用文中所述之物理系蝕刻輪廓模型方案時的類似時間軸。
圖13A例示一簡單校正圖案，某些結構/特徵部係選自此校正圖案。
圖13B例示文中所述之一降階模型(ROM)查找表(LUT)。
圖13C例示文中所述之另一降階模型(ROM)查找表(LUT)。
圖14A與14B皆顯示如ROM查找表(LUT)中之複數領域中所登載之複數量值所標記之半導體基板的特徵部/結構。
圖15顯示用以產生光阻用之圖案近接校正後的設計佈局的操作程序。
圖16顯示用以產生光阻用之圖案近接校正後的設計佈局的操作程序，此程序涉及計算初始設計佈局中之複數特徵部的邊緣放置誤差(EPE)。
圖17顯示一特徵部的一橫剖面圖，圖中繪示了視線以例示方向性離子通量在特徵部內之一點處的可見度。
圖18顯示用以產生光阻用之圖案近接校正後的設計佈局的操作程序，其係涉及精細化估計出的特徵部可見度作為計算邊緣放置誤差(EPE)的一部分。
圖19A與19B顯示一特徵部的一橫剖面圖，其例示對邊緣放置誤差(EPE)估計的單時間步驟方案對多時間步驟方案。
圖20顯示用以產生光阻用之圖案近接校正後的設計佈局之複數操作的多時步驟程序。
圖21-29顯示EPE搜索與估計實例的細節。

Claims (26)

  1. 一種積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局決定方法，該方法包含： (a) 接收在一已部分製造之積體電路中一欲蝕刻之特徵部的一起始微影遮罩佈局； (b) 獲得該欲蝕刻之特徵部內或該特徵部上方之該遮罩中之一開口內之至少一位置的一蝕刻製程條件，其中該蝕刻製程條件係預測將於該積體電路製造蝕刻製程期間所產生； (c) 藉著將該蝕刻製程條件應用至提供該積體電路製造蝕刻製程在該特徵部內所造成之一特徵部內邊緣放置誤差之預測的一查找表或一模型，以識別該特徵部之該特徵部內邊緣放置誤差，其中將該蝕刻製程條件應用至該查找表或該模型識別對應至該蝕刻製程條件之該特徵部內邊緣放置誤差的一或多個推定值；及 (d) 修改該特徵部之該起始微影遮罩佈局的一位置以補償在(c)中藉著將該蝕刻製程條件應用至該查找表或該模型所識別之該特徵部內邊緣放置誤差。
  2. 如申請專利範圍第1項之積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局決定方法，其中該起始微影遮罩佈局係由一光學近接校正製程所產生。
  3. 如申請專利範圍第1項之積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局決定方法，其中修改該起始微影遮罩佈局之該位置的操作包含將在(c)中所識別之該特徵部內邊緣放置誤差提供予一光學近接校正製程。
  4. 如申請專利範圍第1項之積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局決定方法，更包含利用預期會在將進行該積體電路製造蝕刻製程的一電漿反應器中所產生的製程條件計算該蝕刻製程條件。
  5. 如申請專利範圍第4項之積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局決定方法，其中計算該蝕刻製程條件的操作包含將該等製程條件應用至一簡潔物理模型。
  6. 如申請專利範圍第5項之積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局決定方法，其中該簡潔物理模型係用以考慮複數特徵部在該積體電路上所造成的負載及/或電漿在該特徵部內的可見度。
  7. 如申請專利範圍第1項之積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局決定方法，其中獲得該蝕刻製程條件的操作獲得在該特徵部內或該遮罩之該開口內之複數位置處的蝕刻製程條件，且該方法更包含將該複數位置之該等蝕刻製程條件應用至該查找表或該模型。
  8. 如申請專利範圍第7項之積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局決定方法，其中該查找表或該模型係用以識別對應至該複數位置之該等蝕刻製程條件之該特徵部內邊緣放置誤差的該一或多個推定值。
  9. 如申請專利範圍第1項之積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局決定方法，其中將該蝕刻製程條件應用至該查找表或該模型識別該邊緣放置誤差的複數推定值。
  10. 如申請專利範圍第9項之積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局決定方法，更包含在該邊緣放置誤差的該複數推定值之間進行內插以提供在(c)中藉著將該蝕刻製程條件應用至該查找表或該模型所識別的該特徵部內邊緣放置誤差。
  11. 如申請專利範圍第1項之積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局決定方法，更包含在(c)之後及在(d)之前，自在(c)中所識別的該特徵部內邊緣放置誤差決定該欲蝕刻之特徵部的一輪廓；利用該輪廓獲得一經更新的蝕刻製程條件；及將該經更新的蝕刻製程條件應用至該查找表或該模型以獲得一經更新的特徵部內邊緣放置誤差，其中在(d)中修改該起始遮罩佈局之該位置的步驟包含針對該經更新的邊緣放置誤差進行補償。
  12. 如申請專利範圍第1項之積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局決定方法，其中該佈局決定方法係於兩或更多時間步驟中進行，每一該時間步驟係代表該積體電路製造蝕刻製程的一部分，其中(a) – (c)係針對該積體電路製造蝕刻製程的一初始時間步驟進行；且該佈局決定方法更包含判斷在該積體電路製造蝕刻製程之該初始時間步驟之結束處之該欲蝕刻的特徵部的一輪廓，及 應用該特徵部之該輪廓以針對該積體電路製造蝕刻製程之一接續時間步驟重覆操作(a) – (c)，其中在(d)中修改該起始遮罩佈局之該位置的步驟包含針對該積體電路製造蝕刻製程之該接續時間步驟所識別的該特徵部內邊緣放置誤差進行補償。
  13. 一種用以決定積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局的電腦系統，該電腦系統包含：一或多個處理器及一記憶體，該記憶體儲存用以在該一或多個處理器上執行的電腦可讀指令，該等電腦可讀指令包含用於下列者之指令： (a) 接收在一已部分製造之積體電路中一欲蝕刻之特徵部的一起始微影遮罩佈局； (b) 獲得該欲蝕刻之特徵部內或該特徵部上方之該遮罩中之一開口內之至少一位置的一蝕刻製程條件，其中該蝕刻製程條件係預測將於該積體電路製造蝕刻製程期間所產生； (c) 藉著將該蝕刻製程條件應用至提供該積體電路製造蝕刻製程在該特徵部內所造成之特徵部內邊緣放置誤差之預測的一查找表或一模型，以識別該特徵部之該特徵部內邊緣放置誤差，其中將該蝕刻製程條件應用至該查找表或該模型識別對應至該蝕刻製程條件之該特徵部內邊緣放置誤差的一或多個推定值；及 (d) 修改該特徵部之該起始微影遮罩佈局的一位置以補償在(c)中藉著將該蝕刻製程條件應用至該查找表或該模型所識別之該特徵部內邊緣放置誤差。
  14. 如申請專利範圍第13項之用以決定積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局的電腦系統，其中用以在(a)中接收該起始微影遮罩佈局的指令包含用以自一電腦可讀媒體接收該起始微影遮罩佈局的指令；且其中儲存在該記憶體用以在該處理器上執行的該等電腦可讀指令更包含用於下列者的複數指令： (e) 將來自(d)之該經修改的微影遮罩佈局寫至該電腦可讀媒體。
  15. 如申請專利範圍第13項之用以決定積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局的電腦系統，其中用以接收該起始微影遮罩佈局的指令包含用以接收由一光學近接校正製程所產生之該起始微影遮罩佈局的指令。
  16. 如申請專利範圍第13項之用以決定積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局的電腦系統，其中用以修改該起始微影遮罩佈局之該位置的指令包含用以將在(c)中所識別之該特徵部內邊緣放置誤差提供予一光學近接校正製程的指令。
  17. 如申請專利範圍第13項之用以決定積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局的電腦系統，更包含用於下列者的指令：利用預期會在將進行該積體電路製造蝕刻製程的一電漿反應器中所產生的製程條件計算該蝕刻製程條件。
  18. 如申請專利範圍第17項之用以決定積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局的電腦系統，其中用以計算該蝕刻製程條件的指令包含用以將該等製程條件應用至一簡潔物理模型的指令。
  19. 如申請專利範圍第18項之用以決定積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局的電腦系統，其中該簡潔物理模型係用以考慮複數特徵部在該積體電路上所造成的負載及/或電漿在該特徵部內的可見度。
  20. 如申請專利範圍第13項之用以決定積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局的電腦系統，其中用以獲得該蝕刻製程條件的指令包含用以獲得在該特徵部內或該遮罩之該開口內之複數位置的蝕刻製程條件的指令，且該系統更包含用以將該複數位置處之該等蝕刻製程條件應用至該查找表或該模型的指令。
  21. 如申請專利範圍第20項之用以決定積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局的電腦系統，其中該查找表或該模型係用以識別對應至該複數位置之該等蝕刻製程條件之該特徵部內邊緣放置誤差的該一或多個推定值。
  22. 如申請專利範圍第13項之用以決定積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局的電腦系統，其中用以將該蝕刻製程條件應用至該查找表或該模型的指令包含用以識別該邊緣放置誤差的複數推定值的指令。
  23. 如申請專利範圍第22項之用以決定積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局的電腦系統，更包含用於下列者的指令：在該邊緣放置誤差的該複數推定值之間進行內插以提供用以在(c)中藉著將該蝕刻製程條件應用至該查找表或該模型之指令所識別的該特徵部內邊緣放置誤差。
  24. 如申請專利範圍第13項之用以決定積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局的電腦系統，更包含用於下列者以在(c)之後並在(d)之前執行的指令： 自在(c)中所識別的該特徵部內邊緣放置誤差決定該欲蝕刻之特徵部的一輪廓； 利用該輪廓獲得一經更新的蝕刻製程條件；及 將該經更新的蝕刻製程條件應用至該查找表或該模型以獲得一經更新的特徵部內邊緣放置誤差， 其中用以在(d)中修改該起始遮罩佈局之該位置的指令包含針對該經更新的邊緣放置誤差進行補償的指令。
  25. 如申請專利範圍第13項之用以決定積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局的電腦系統，其中指令(a) – (c)係針對該積體電路製造蝕刻製程的一初始時間步驟進行 ；該電腦系統更包含用於下列者的複數指令： 判斷在該積體電路製造蝕刻製程之該初始時間步驟之結束處之該欲蝕刻的特徵部的一輪廓； 應用該特徵部之該輪廓以針對該積體電路製造蝕刻製程之一接續時間步驟重覆操作(a) – (c)， 其中用以在(d)中修改該起始遮罩佈局之該位置的指令包含用以針對該積體電路製造蝕刻製程之該接續時間步驟所識別的該特徵部內邊緣放置誤差進行補償的指令。
  26. 一種半導體基板之蝕刻系統，該蝕刻系統包含： 如申請專利範圍第13項之用以決定積體電路製造蝕刻製程用之微影遮罩之佈局的電腦系統； 一微影模組，係用以： 自該電腦系統接收來自(d)之該經修改的微影遮罩佈局； 自來自(d)之該經修改的微影遮罩佈局形成一遮罩；及 利用該遮罩進行一微影操作以將一層光阻轉移至一半導體基板；及 一電漿蝕刻器，用以產生一電漿，該電漿接觸該半導體基板並蝕刻該基板表面未受到該微影模組所轉移之該光阻遮覆的複數部分。
TW107114630A 2017-05-01 2018-04-30 透過邊緣放置誤差預測之設計佈局圖案近接校正 TWI805580B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/583,610 US10534257B2 (en) 2017-05-01 2017-05-01 Layout pattern proximity correction through edge placement error prediction
US15/583,610 2017-05-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201901286A true TW201901286A (zh) 2019-01-01
TWI805580B TWI805580B (zh) 2023-06-21

Family

ID=63916089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107114630A TWI805580B (zh) 2017-05-01 2018-04-30 透過邊緣放置誤差預測之設計佈局圖案近接校正

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10534257B2 (zh)
EP (1) EP3619577A4 (zh)
JP (1) JP7182565B2 (zh)
KR (1) KR102561374B1 (zh)
CN (1) CN110832400B (zh)
TW (1) TWI805580B (zh)
WO (1) WO2018204193A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI733296B (zh) * 2019-01-30 2021-07-11 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 性質結合內插及預測之設備及方法
TWI750648B (zh) * 2019-05-21 2021-12-21 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 用於判定與期望圖案相關聯之隨機變異之方法
TWI759722B (zh) * 2019-05-21 2022-04-01 大陸商北京市商湯科技開發有限公司 神經網路訓練方法及裝置、圖像處理方法及裝置、電子設備和計算機可讀存儲介質
TWI789191B (zh) * 2019-02-15 2023-01-01 美商應用材料股份有限公司 光刻系統
TWI801569B (zh) * 2018-05-03 2023-05-11 美商蘭姆研究公司 預測在熱蝕刻與原子層蝕刻中的蝕刻特性
TWI854372B (zh) * 2021-11-22 2024-09-01 美商瓦特洛威電子製造公司 產生工業程序之環境之數位分身的方法

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10386828B2 (en) 2015-12-17 2019-08-20 Lam Research Corporation Methods and apparatuses for etch profile matching by surface kinetic model optimization
US9792393B2 (en) 2016-02-08 2017-10-17 Lam Research Corporation Methods and apparatuses for etch profile optimization by reflectance spectra matching and surface kinetic model optimization
US10197908B2 (en) 2016-06-21 2019-02-05 Lam Research Corporation Photoresist design layout pattern proximity correction through fast edge placement error prediction via a physics-based etch profile modeling framework
US10254641B2 (en) 2016-12-01 2019-04-09 Lam Research Corporation Layout pattern proximity correction through fast edge placement error prediction
US10991582B2 (en) * 2016-12-21 2021-04-27 Canon Kabushiki Kaisha Template for imprint lithography including a recession, an apparatus of using the template, and a method of fabricating an article
US10534257B2 (en) 2017-05-01 2020-01-14 Lam Research Corporation Layout pattern proximity correction through edge placement error prediction
EP3688529B1 (en) 2017-09-27 2023-12-13 ASML Netherlands B.V. Method of determining control parameters of a device manufacturing process
DE102018125109B4 (de) * 2017-11-14 2022-10-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Optische Nahbereichskorrektur
US10732499B2 (en) * 2017-11-22 2020-08-04 Mentor Graphics Corporation Method and system for cross-tile OPC consistency
US11022966B1 (en) * 2017-12-15 2021-06-01 Synopsys, Inc. Method of modeling e-beam photomask manufacturing process using image-based artificial neural networks
US10572697B2 (en) 2018-04-06 2020-02-25 Lam Research Corporation Method of etch model calibration using optical scatterometry
WO2019200015A1 (en) 2018-04-10 2019-10-17 Lam Research Corporation Optical metrology in machine learning to characterize features
US11624981B2 (en) 2018-04-10 2023-04-11 Lam Research Corporation Resist and etch modeling
US10579764B2 (en) * 2018-06-06 2020-03-03 International Business Machines Corporation Co-modeling post-lithography critical dimensions and post-etch critical dimensions with multi-task neural networks
US11080458B2 (en) * 2018-09-28 2021-08-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Lithography simulation method
US12099788B2 (en) * 2018-11-26 2024-09-24 Agency For Science, Technology And Research Method and system for predicting performance in electronic design based on machine learning
US10977405B2 (en) 2019-01-29 2021-04-13 Lam Research Corporation Fill process optimization using feature scale modeling
CN111522703B (zh) * 2019-02-01 2023-08-11 伊姆西Ip控股有限责任公司 监控访问请求的方法、设备和计算机程序产品
US11966203B2 (en) * 2019-08-21 2024-04-23 Kla Corporation System and method to adjust a kinetics model of surface reactions during plasma processing
CN119472189A (zh) * 2019-08-30 2025-02-18 Asml荷兰有限公司 半导体器件几何方法和系统
US11106855B2 (en) * 2019-09-17 2021-08-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Pre-characterization mixed-signal design, placement, and routing using machine learning
US12197133B2 (en) * 2019-10-08 2025-01-14 International Business Machines Corporation Tool control using multistage LSTM for predicting on-wafer measurements
JP7506870B2 (ja) * 2020-04-08 2024-06-27 日本コントロールシステム株式会社 マスク情報調整装置、マスクデータ調整方法、プログラム
CN113741142B (zh) * 2020-05-29 2024-06-25 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 刻蚀偏移修正方法及系统和相关设备
WO2021262023A1 (en) * 2020-06-25 2021-12-30 PolyN Technology Limited Analog hardware realization of neural networks
KR102861371B1 (ko) * 2020-06-29 2025-09-18 삼성전자주식회사 반도체 공정의 근접 보정 방법
WO2022010468A1 (en) * 2020-07-08 2022-01-13 Siemens Industry Software Inc. Hyperspace-based processing of datasets for electronic design automation (eda) applications
KR102841467B1 (ko) 2020-07-29 2025-07-31 삼성전자주식회사 공정 근접 효과 보정 방법 및 컴퓨팅 장치
US12443840B2 (en) * 2020-10-09 2025-10-14 Kla Corporation Dynamic control of machine learning based measurement recipe optimization
CN114519326B (zh) * 2020-11-19 2023-03-24 Tcl科技集团股份有限公司 一种光电特性的获取方法、装置、存储介质及终端设备
US11921419B2 (en) 2020-12-03 2024-03-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical proximity correction method and method of fabricating a semiconductor device using the same
TWI893255B (zh) * 2020-12-28 2025-08-11 日商東京威力科創股份有限公司 參數導出裝置、參數導出方法及參數導出程式
KR102763937B1 (ko) 2020-12-29 2025-02-05 삼성전자주식회사 엣칭 모델링 시스템 및 상기 시스템을 이용한 반도체 장치 제조 방법
EP4105746A1 (en) * 2021-06-17 2022-12-21 Saint-Gobain Glass France Method for adjusting parameters of a coating process to manufacture a coated transparent substrate
US12222690B2 (en) * 2021-07-08 2025-02-11 Hitachi High-Tech Corporation Process recipe search apparatus, etching recipe search method and semiconductor device manufacturing system
KR20230016112A (ko) 2021-07-23 2023-02-01 삼성전자주식회사 반도체 장치의 제조를 위한 전자 장치 및 전자 장치의 동작 방법
US11868689B2 (en) * 2021-10-11 2024-01-09 KLA Corp. Systems and methods for setting up a physics-based model
CN114137792A (zh) * 2021-10-29 2022-03-04 中国科学院微电子研究所 一种掩模参数优化方法及装置
KR20240105405A (ko) * 2021-11-28 2024-07-05 디2에스, 인코포레이티드 전자 설계 자동화를 위한 상호작용적 압축 툴
CN114253090B (zh) * 2022-01-21 2024-01-30 广东省大湾区集成电路与系统应用研究院 一种光刻图形的优化方法及装置
JP7789600B2 (ja) * 2022-03-22 2025-12-22 キオクシア株式会社 検査装置及び検査方法
US12259338B2 (en) 2022-07-08 2025-03-25 Onto Innovation Inc. Mitigation of undesired spectral effects in optical metrology
KR102749788B1 (ko) * 2022-11-11 2025-01-03 주식회사 이엔지소프트 송전선 이도 계산 시스템과 gis 맵을 이용한 계산 결과 표출 방법
CN115906748B (zh) * 2022-12-19 2023-08-01 西安电子科技大学广州研究院 一种基于滑动窗口和离散差分进化算法的3d布局优化方法
CN115881617B (zh) * 2022-12-25 2023-10-24 北京屹唐半导体科技股份有限公司 载片台及反应腔室
US20240219313A1 (en) * 2022-12-29 2024-07-04 Applied Materials Israel Ltd. Measurement deviation analysis for a semiconductor specimen
TW202509802A (zh) * 2023-03-30 2025-03-01 日商東京威力科創股份有限公司 電腦程式、資訊處理方法及資訊處理裝置
US20250068053A1 (en) * 2023-08-23 2025-02-27 D2S, Inc. Mask optimization accounting for more critical and less critical overlap regions
WO2025051477A1 (en) * 2023-09-05 2025-03-13 Asml Netherlands B.V. Semi-supervised, self-supervised, and reinforcement learning machine learning models for mask prediction
JP7509331B1 (ja) 2024-02-15 2024-07-02 Ｔｏｐｐａｎホールディングス株式会社 エッチング液管理システム、エッチング液管理方法、およびプログラム
CN119358293B (zh) * 2024-12-25 2025-03-25 浙江大学 支持邻域重构与方案演化的三维元件排样布局设计方法

Family Cites Families (74)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5114233A (en) 1990-10-09 1992-05-19 At&T Bell Laboratories Method for inspecting etched workpieces
US5421934A (en) 1993-03-26 1995-06-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Dry-etching process simulator
US5948704A (en) 1996-06-05 1999-09-07 Lam Research Corporation High flow vacuum chamber including equipment modules such as a plasma generating source, vacuum pumping arrangement and/or cantilevered substrate support
US6151532A (en) 1998-03-03 2000-11-21 Lam Research Corporation Method and apparatus for predicting plasma-process surface profiles
US6268226B1 (en) 1999-06-30 2001-07-31 International Business Machines Corporation Reactive ion etch loading measurement technique
EP1252652A1 (de) 2000-01-25 2002-10-30 Infineon Technologies AG Verfahren zur überwachung eines herstellungsprozesses
US6410351B1 (en) 2000-07-13 2002-06-25 Advanced Micro Devices, Inc. Method and apparatus for modeling thickness profiles and controlling subsequent etch process
US20030113766A1 (en) 2000-10-30 2003-06-19 Sru Biosystems, Llc Amine activated colorimetric resonant biosensor
US6650423B1 (en) 2001-07-02 2003-11-18 Advanced Micro Devices Inc. Method and apparatus for determining column dimensions using scatterometry
JP2003092237A (ja) * 2001-07-12 2003-03-28 Toshiba Corp 危険プロセス／パターン検出システム、危険プロセス／パターン検出方法、危険検出プログラム、及び半導体装置の製造方法
US6684382B2 (en) 2001-08-31 2004-01-27 Numerical Technologies, Inc. Microloading effect correction
US6903826B2 (en) 2001-09-06 2005-06-07 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for determining endpoint of semiconductor element fabricating process
US6753115B2 (en) 2001-12-20 2004-06-22 Numerical Technologies, Inc. Facilitating minimum spacing and/or width control optical proximity correction
US7363099B2 (en) 2002-06-07 2008-04-22 Cadence Design Systems, Inc. Integrated circuit metrology
US6973633B2 (en) 2002-07-24 2005-12-06 George Lippincott Caching of lithography and etch simulation results
US7402257B1 (en) 2002-07-30 2008-07-22 Advanced Micro Devices, Inc. Plasma state monitoring to control etching processes and across-wafer uniformity, and system for performing same
US7504182B2 (en) 2002-09-18 2009-03-17 Fei Company Photolithography mask repair
US20050074907A1 (en) 2003-10-06 2005-04-07 Adrian Kriz Semi-conductor wafer fabrication
US7739651B2 (en) 2004-09-29 2010-06-15 Synopsys, Inc. Method and apparatus to determine if a pattern is robustly manufacturable
US7253008B2 (en) 2004-12-28 2007-08-07 Sandia Corporation Reactive ion etched substrates and methods of making and using
US7349066B2 (en) * 2005-05-05 2008-03-25 Asml Masktools B.V. Apparatus, method and computer program product for performing a model based optical proximity correction factoring neighbor influence
US7588946B2 (en) 2005-07-25 2009-09-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Controlling system for gate formation of semiconductor devices
US7695876B2 (en) 2005-08-31 2010-04-13 Brion Technologies, Inc. Method for identifying and using process window signature patterns for lithography process control
ATE467149T1 (de) * 2005-10-03 2010-05-15 Imec Alternierende phasenmaske
US7600212B2 (en) 2005-10-03 2009-10-06 Cadence Design Systems, Inc. Method of compensating photomask data for the effects of etch and lithography processes
US7694267B1 (en) 2006-02-03 2010-04-06 Brion Technologies, Inc. Method for process window optimized optical proximity correction
JP2007219208A (ja) * 2006-02-17 2007-08-30 Sony Corp パターン補正装置、パターン補正プログラム、パターン補正方法および半導体装置の製造方法
US20070249071A1 (en) 2006-04-21 2007-10-25 Lei Lian Neural Network Methods and Apparatuses for Monitoring Substrate Processing
JP4914119B2 (ja) 2006-05-31 2012-04-11 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置
US7829468B2 (en) 2006-06-07 2010-11-09 Lam Research Corporation Method and apparatus to detect fault conditions of plasma processing reactor
US7740736B2 (en) 2006-06-08 2010-06-22 Lam Research Corporation Methods and apparatus for preventing plasma un-confinement events in a plasma processing chamber
US7849423B1 (en) 2006-07-21 2010-12-07 Cadence Design Systems, Inc. Method of verifying photomask data based on models of etch and lithography processes
GB0616131D0 (en) 2006-08-14 2006-09-20 Oxford Instr Plasma Technology Surface processing apparatus
US7732728B2 (en) 2007-01-17 2010-06-08 Lam Research Corporation Apparatuses for adjusting electrode gap in capacitively-coupled RF plasma reactor
US8001512B1 (en) 2007-06-26 2011-08-16 Cadence Design Systems, Inc. Method and system for implementing context simulation
JP5036450B2 (ja) 2007-08-16 2012-09-26 株式会社東芝 シミュレーション方法およびシミュレーションプログラム
US7812966B2 (en) 2007-08-30 2010-10-12 Infineon Technologies Ag Method of determining the depth profile of a surface structure and system for determining the depth profile of a surface structure
KR101374932B1 (ko) 2007-09-28 2014-03-17 재단법인서울대학교산학협력재단 확산 제한 식각과정에 의한 수평 변환 다공성 실리콘 광학필터의 제조방법 및 그에 의한 필터구조
EP2223245B1 (en) 2007-11-30 2011-07-20 Coventor, Inc. System and method for three-dimensional schematic capture and result visualization of multi-physics system models
JP5050830B2 (ja) * 2007-12-19 2012-10-17 ソニー株式会社 ドライエッチング装置および半導体装置の製造方法
CN102084468B (zh) 2008-02-08 2014-10-29 朗姆研究公司 包括横向波纹管和非接触颗粒密封的可调节间隙电容耦合rf等离子反应器
JP5026326B2 (ja) 2008-04-04 2012-09-12 株式会社日立ハイテクノロジーズ エッチング処理状態の判定方法、システム
JP5341399B2 (ja) * 2008-06-03 2013-11-13 ルネサスエレクトロニクス株式会社 パターン検証方法、パターン検証装置、プログラム、及び半導体装置の製造方法
US8649016B2 (en) 2009-06-23 2014-02-11 Rudolph Technologies, Inc. System for directly measuring the depth of a high aspect ratio etched feature on a wafer
US8279409B1 (en) 2009-08-05 2012-10-02 Cadence Design Systems, Inc. System and method for calibrating a lithography model
US8494314B2 (en) 2010-07-05 2013-07-23 Infinera Corporation Fabrication tolerant polarization converter
US8359562B2 (en) * 2011-01-11 2013-01-22 Infineon Technologies Ag System and method for semiconductor device fabrication using modeling
US20120280354A1 (en) 2011-05-05 2012-11-08 Synopsys, Inc. Methods for fabricating high-density integrated circuit devices
US8850366B2 (en) * 2012-08-01 2014-09-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method for making a mask by forming a phase bar in an integrated circuit design layout
JP6033453B2 (ja) 2012-10-17 2016-11-30 東京エレクトロン株式会社 多変量解析を用いたプラズマエンドポイント検出
US9362133B2 (en) 2012-12-14 2016-06-07 Lam Research Corporation Method for forming a mask by etching conformal film on patterned ashable hardmask
TWI621957B (zh) 2013-03-14 2018-04-21 新納普系統股份有限公司 使用點擊最佳化的次解析度輔助特徵實現方式
TWI528201B (zh) * 2013-08-28 2016-04-01 旺宏電子股份有限公司 進階修正方法
US9274417B2 (en) 2013-09-18 2016-03-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method for lithography patterning
JP6173889B2 (ja) * 2013-11-28 2017-08-02 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 シミュレーション方法、シミュレーションプログラム、加工制御システム、シミュレータ、プロセス設計方法およびマスク設計方法
JP6318007B2 (ja) 2013-11-29 2018-04-25 株式会社日立ハイテクノロジーズ データ処理方法、データ処理装置および処理装置
US10627723B2 (en) 2013-12-17 2020-04-21 Asml Netherlands B.V. Yield estimation and control
WO2015112979A1 (en) 2014-01-26 2015-07-30 Coventor, Inc. Modeling pattern dependent effects for a 3-d virtual semiconductor fabrication environment
EP2980646B1 (en) * 2014-07-30 2020-09-02 GenISys GmbH Process artefact compensation upon transfer of a mask layout onto a mask substrate
SG10201408775SA (en) * 2014-12-29 2016-07-28 Globalfoundries Sg Pte Ltd Etch bias control
US10509310B2 (en) * 2015-04-07 2019-12-17 Asml Netherlands B.V. Patterning devices for use within a lithographic apparatus, methods of making and using such patterning devices
US9646127B2 (en) * 2015-05-14 2017-05-09 Synopsys, Inc. 3D resist profile aware etch-bias model
KR20170047101A (ko) 2015-10-22 2017-05-04 삼성전자주식회사 Opc 이용한 마스크 제조방법 및 반도체 소자 제조방법
US10599789B2 (en) 2015-11-25 2020-03-24 Synopsys, Inc. Topography simulation of etching and/or deposition on a physical structure
US10386828B2 (en) 2015-12-17 2019-08-20 Lam Research Corporation Methods and apparatuses for etch profile matching by surface kinetic model optimization
US9792393B2 (en) 2016-02-08 2017-10-17 Lam Research Corporation Methods and apparatuses for etch profile optimization by reflectance spectra matching and surface kinetic model optimization
US10032681B2 (en) 2016-03-02 2018-07-24 Lam Research Corporation Etch metric sensitivity for endpoint detection
US10197908B2 (en) * 2016-06-21 2019-02-05 Lam Research Corporation Photoresist design layout pattern proximity correction through fast edge placement error prediction via a physics-based etch profile modeling framework
US10254641B2 (en) 2016-12-01 2019-04-09 Lam Research Corporation Layout pattern proximity correction through fast edge placement error prediction
US10262910B2 (en) 2016-12-23 2019-04-16 Lam Research Corporation Method of feature exaction from time-series of spectra to control endpoint of process
US20180239851A1 (en) 2017-02-21 2018-08-23 Asml Netherlands B.V. Apparatus and method for inferring parameters of a model of a measurement structure for a patterning process
US10534257B2 (en) 2017-05-01 2020-01-14 Lam Research Corporation Layout pattern proximity correction through edge placement error prediction
US20190049937A1 (en) 2017-08-09 2019-02-14 Lam Research Corporation Methods and apparatuses for etch profile optimization by reflectance spectra matching and surface kinetic model optimization
US10572697B2 (en) 2018-04-06 2020-02-25 Lam Research Corporation Method of etch model calibration using optical scatterometry

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI801569B (zh) * 2018-05-03 2023-05-11 美商蘭姆研究公司 預測在熱蝕刻與原子層蝕刻中的蝕刻特性
TWI733296B (zh) * 2019-01-30 2021-07-11 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 性質結合內插及預測之設備及方法
US12254392B2 (en) 2019-01-30 2025-03-18 Asml Netherlands B.V. Apparatus and method for property joint interpolation and prediction
TWI789191B (zh) * 2019-02-15 2023-01-01 美商應用材料股份有限公司 光刻系統
TWI750648B (zh) * 2019-05-21 2021-12-21 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 用於判定與期望圖案相關聯之隨機變異之方法
TWI759722B (zh) * 2019-05-21 2022-04-01 大陸商北京市商湯科技開發有限公司 神經網路訓練方法及裝置、圖像處理方法及裝置、電子設備和計算機可讀存儲介質
US11669019B2 (en) 2019-05-21 2023-06-06 Asml Netherlands B.V. Method for determining stochastic variation associated with desired pattern
US12085863B2 (en) 2019-05-21 2024-09-10 Asml Netherlands B.V. Method for determining stochastic variation associated with desired pattern
TWI854372B (zh) * 2021-11-22 2024-09-01 美商瓦特洛威電子製造公司 產生工業程序之環境之數位分身的方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3619577A4 (en) 2021-03-10
CN110832400B (zh) 2022-12-06
CN110832400A (zh) 2020-02-21
JP7182565B2 (ja) 2022-12-02
KR20190137937A (ko) 2019-12-11
WO2018204193A1 (en) 2018-11-08
US10534257B2 (en) 2020-01-14
US20180314148A1 (en) 2018-11-01
KR102561374B1 (ko) 2023-07-28
TWI805580B (zh) 2023-06-21
JP2020520096A (ja) 2020-07-02
EP3619577A1 (en) 2020-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI805580B (zh) 透過邊緣放置誤差預測之設計佈局圖案近接校正
TWI738796B (zh) 產生欲用於蝕刻操作中之近接校正後之設計佈局的計算方法及相關之方法與電腦程式產品
US11704463B2 (en) Method of etch model calibration using optical scatterometry
US10254641B2 (en) Layout pattern proximity correction through fast edge placement error prediction
CN107330132B (zh) 经反射光匹配和表面动力模型优化蚀刻轮廓的方法和装置
CN112136135B (zh) 使用关键尺寸扫描型电子显微镜的工艺仿真模型校正
TW201734684A (zh) 藉由表面動力模型最佳化之蝕刻輪廓匹配用方法及設備
US20190049937A1 (en) Methods and apparatuses for etch profile optimization by reflectance spectra matching and surface kinetic model optimization