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TWI882335B - 改善基板失真的方法 - Google Patents

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TWI882335B
TWI882335B TW112117459A TW112117459A TWI882335B TW I882335 B TWI882335 B TW I882335B TW 112117459 A TW112117459 A TW 112117459A TW 112117459 A TW112117459 A TW 112117459A TW I882335 B TWI882335 B TW I882335B
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普拉迪普 蘇布拉馬尼揚
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美商應用材料股份有限公司
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Abstract

一種改善解析度的方法可包含產生基底的殘餘曲率映射， 殘餘曲率映射基於基底的測量。方法可包含基於殘餘曲率映射產生劑量映射，劑量映射用於使用圖案化能量源來處理基底。方法可包含應用劑量映射以使用圖案化能量源來處理基底，其中通過在多個不同扭轉角下執行基底對圖案化能量源的多次曝光來應用劑量映射。

Description

改善基板失真的方法
本發明實施例涉及基底中的應力控制，且更具體來說，涉及用以減少基底中的平面外失真的應力補償。
諸如積體電路、記憶體裝置以及邏輯裝置的裝置可通過沉積製程、蝕刻、離子植入、退火以及其它製程的組合在諸如半導體晶片的基底上製造。通常，裝置和相關電路系統的完全製造可能需要數百個操作，包含幾十個光刻操作。特別地，光刻操作可要求在給定區或層級中製造結構的給定遮罩與預先存在的結構對準。
用於在例如半導體晶片的基底上製造這類裝置和結構的一個一般關注點為平面內失真(in-plane distortion，IPD)的發展，平面內失真會影響層相對於底層參考層(underlying reference layer)的疊對。IPD是受晶片的平面外失真(out-of-plane distortion，OPD)和光刻中所採用的對準方案影響的複雜量。OPD為基本晶片量，且殘餘OPD的特徵標誌(signature)對於可實現的疊對來說至關重要。舉例來說，通常遇到的OPD的類型為全域晶片曲率，所述 全域晶片曲率可在許多處理情況下歸因於由處理操作引起的晶片中的應力積累而產生。
此外，裝置處理可在可趨向於影響後續處理操作的任何給定處理階段之後跨晶片產生複雜的OPD圖案。作為實例，可將半導體晶片基底圖案化到對應於待從半導體晶片切割的裸片的規則裸片區陣列中。裸片區陣列可與OPD圖案相關聯，所述OPD圖案以殘餘曲率顯現自身具有與裸片區佈局相關的高度方向性。在特定實例中，在後續光刻掩蔽操作中，複雜的OPD圖案可產生疊對誤差。
最近，已對晶片的背面的離子植入進行探索以修改晶片應力，且因此修改OPD。然而，這類方法可採用具有不均勻形狀的離子束，這並非理想地適合於處理複雜應力OPD圖案。
關於這些和其它考慮因素，提供本發明實施例。
本發明的改善解析度的方法，至少包括下列步驟：產生基底的殘餘曲率映射，所述殘餘曲率映射基於所述基底的測量；基於所述殘餘曲率映射產生劑量映射，所述劑量映射用於使用圖案化能量源來處理所述基底；以及應用所述劑量映射以使用所述圖案化能量源來處理所述基底，其中通過在多個不同扭轉角下執行所述基底對所述圖案化能量源的多次曝光來應用所述劑量映射。
在本發明的一實施例中，上述的產生所述殘餘曲率映射 包括：從所述基底的初始表面映射減去全域曲率映射，以產生原始殘餘曲率映射；以及將模糊核心操作應用於所述原始殘餘曲率映射。
在本發明的一實施例中，上述的產生所述殘餘曲率映射更包括應用濾波器以從所述殘餘曲率映射濾出正曲率。
在本發明的一實施例中，上述的由所述全域曲率映射表示的基底曲率能夠通過毯覆式處理操作去除。
在本發明的一實施例中，上述的圖案化能量源包括離子束、電子束或雷射光束。
在本發明的一實施例中，上述的在所述多次曝光的期間，在支撐所述基底的基底壓板的主平面內沿著第一方向掃描所述圖案化能量源，且其中所述基底在所述多次曝光的連續曝光之間圍繞垂直於所述基底壓板的所述主平面延伸的軸線以扭轉角旋轉。
在本發明的一實施例中，上述的應用所述劑量映射包括：使所述基底的背面上的應力補償層曝光於所述圖案化能量源，以及在不使用遮罩的情況下，以圖案方式在所述應力補償層上方掃描所述圖案化能量源，以便將所述劑量映射轉印到所述基底中。
本發明的改善解析度的方法，至少包括下列步驟：接收基底的基底表面映射，所述基底表面映射包括所述基底的平面外失真映射；從所述基底表面映射對全域曲率映射進行建模；在從所述基底表面映射提取所述全域曲率映射之後，產生殘餘曲率映射；基於所述殘餘曲率映射產生劑量映射，所述劑量映射用於使用圖案 化能量源來處理所述基底；以及應用所述劑量映射以使用所述圖案化能量源來處理所述基底，其中通過在多個不同扭轉角下執行所述基底對所述圖案化能量源的多次曝光來應用所述劑量映射。
在本發明的一實施例中，上述的產生所述殘餘曲率映射包括：從所述基底的初始表面映射減去所述全域曲率映射，以產生原始殘餘曲率映射；以及將模糊核心操作應用於所述原始殘餘曲率映射。
在本發明的一實施例中，上述的產生所述殘餘曲率映射更包括應用濾波器以從所述殘餘曲率映射濾出正曲率。
在本發明的一實施例中，上述的由所述全域曲率映射表示的基底曲率能夠通過毯覆式處理操作去除。
在本發明的一實施例中，上述的圖案化能量源包括離子束、電子束或雷射光束。
在本發明的一實施例中，上述的在所述多次曝光的期間，在支撐所述基底的基底壓板的主平面內沿著第一方向掃描所述圖案化能量源，且其中所述基底在所述多次曝光的連續曝光之間圍繞垂直於所述基底壓板的所述主平面延伸的軸線以扭轉角旋轉。
在本發明的一實施例中，上述的應用所述劑量映射包括：使所述基底的背面上的應力補償層曝光於所述圖案化能量源，以及在不使用遮罩的情況下，以圖案方式在所述應力補償層上方掃描所述圖案化能量源，以便將所述劑量映射轉印到所述基底中。
本發明的改善解析度的方法，至少包括下列步驟：接收基 底的基底表面映射，所述基底表面映射包括基於一組所測量平面外失真的所述基底的平面外失真映射；使用模型從所述基底表面映射產生全域曲率映射；基於所述基底表面映射和所述全域曲率映射提取殘餘表面；基於所述殘餘表面產生原始殘餘曲率映射；基於所述原始殘餘曲率映射產生劑量映射；以及應用所述劑量映射以使用圖案化能量源來處理所述基底，其中通過在多個不同扭轉角下執行所述基底對所述圖案化能量源的多次曝光來應用所述劑量映射。
在本發明的一實施例中，上述的基於所述原始殘餘曲率映射產生所述劑量映射包括：將模糊核心操作應用於所述原始殘餘曲率映射以產生模糊殘餘曲率映射。
在本發明的一實施例中，上述的基於所述原始殘餘曲率映射產生所述劑量映射更包括應用濾波器以從所述模糊殘餘曲率映射濾出正曲率。
在本發明的一實施例中，上述的圖案化能量源包括離子束、電子束或雷射光束。
在本發明的一實施例中，上述的在所述多次曝光的期間，在支撐所述基底的基底壓板的主平面內沿著第一方向掃描所述圖案化能量源，且其中所述基底在所述多次曝光的連續曝光之間圍繞垂直於所述基底壓板的所述主平面延伸的軸線以扭轉角旋轉。
在本發明的一實施例中，上述的應用所述劑量映射包括：使所述基底的背面上的應力補償層曝光於所述圖案化能量源，以 及在不使用遮罩的情況下，以圖案方式在所述應力補償層上方掃描所述圖案化能量源，以便將所述劑量映射轉印到所述基底中。
300:離子植入機
304:離子源
308:離子束
320:分析儀磁體
324:質量解析狹縫
326:轉向/聚焦組件
330:末端台
331:基底固持器
332:基底
336:光束掃描器
338:光束線
340:控制器
342:使用者介面
352:處理器
354:記憶體單元
356:劑量映射常式
700:過程流程
702、704、706:步驟
圖1A到圖1G描繪根據本公開的實施例的產生基底的殘餘曲率映射的各個階段。
圖2繪示可用於創建待應用於圖1G的殘餘曲率映射的模糊核心的示例性光束分佈。
圖3A示出根據一些實施例的模糊殘餘曲率映射。
圖3B繪示通過對圖3A的模糊殘餘曲率映射進行濾波而產生的示例性經濾波殘餘曲率映射。
圖4提供根據本公開的實施例的示例性離子劑量映射。
圖5A描繪根據本公開的實施例的用於控制基底OPD的離子植入系統的示意性俯視圖。
圖5B示出根據實施例的圖5A的離子植入系統的元件。
圖5C描繪根據本公開的實施例的植入劑量映射的操作的側視圖。
圖5D呈現說明隨沿著晶片的徑向位置而變化的離子劑量的示例性劑量分佈。
圖6A到圖6C描繪根據本公開的實施例的用於使用掃描離子束來減小殘餘基底曲率的不同配置。
圖7描繪示例性過程流程。
現將在下文參考隨附圖式更充分地描述本實施例，隨附圖式中繪示了一些實施例。本公開的主題可以許多不同形式體現且並不解釋為限於本文中所闡述的實施例。實際上，提供這些實施例是為了使得本公開將是透徹且完整的，且這些實施例將把主題的範圍完整地傳達給所屬領域中具通常知識者。在圖式中，相同標號始終指代相同元件。
本文中所描述的實施例涉及用於改進對基底中的應力和相關平面外失真的控制以及對例如裝置製造的後續基底處理操作的OPD的影響的控制的技術和設備。本發明的實施例可採用新型技術來確定待由圖案化能量源應用於基底的補償層的劑量映射，以便更好地校正OPD，且因此減少或最小化影響裝置製造和其它圖案化程式的平面內失真(IPD)。圖案化能量源的非限制性實例包含可相對於基底的主平面掃描的離子束或雷射光束。在各種實施例中，圖案化能量源可將圖案、劑量圖案轉印到涉及不均勻的直接寫入製程的基底中。在這種情形下，包含直接寫入植入製程的「直接寫入」製程可指在不使用遮罩的情況下採用離子束或其它光束的相對移動以便產生跨基底表面的不均勻的劑量圖案的製程。在一些實施例中，使用圖案化能量源的直接寫入製程可涉及曝光於電子，例如電子束，或光子，例如雷射光束，可用於局部調整晶片的曲率。
在本文詳述的各種實施例中，提供用以使用圖案化能量源與基底旋轉的組合來減少基底OPD的設備和技術。在具體實施例中，使用實施以使用掃描離子束、基底平移以及基底旋轉的組合選擇性地處理具有相對較高曲率的選擇區的劑量映射來減小基底中的殘餘曲率。在具體實施例中，可通過確定將在基底的一系列不同扭轉角執行的一系列植入曝光來實施劑量映射，以便改進植入程式的解析度。
圖1A到圖1G描繪了根據本公開的實施例的待應用以確定用於處理基底以便補償基底OPD的劑量映射的一系列操作。尤其是，圖3A到圖5C中所示出的進程示出了消除基底表面中的殘餘曲率的方法。
在圖1A到圖1C中，繪示了用於確定基底的全域曲率以便產生全域曲率映射的細節。圖1A描繪了繪示為基底表面映射或初始表面映射的晶片表面的三維表示，所述晶片表面可例如表示使用已知表面測量工具對基底的測量。圖1B示出了圖1A的表面的二維表示，其中所述表面本質上通常為抛物線形。這個實例中的OPD的範圍僅為示例性的，且可根據處理條件而變化，如所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解。雖然意在例如通過使用毯覆式處理操作去除全域曲率以在背側上形成毯式膜，但由於製程變化，這樣做不可總是可能的，從而使得全域曲率的殘餘分量仍保留在晶片上。這種全域曲率仍具有抛物線形OPD標誌且在曲率映射上呈現為接近晶片的中間的集中曲率。
圖1C描繪了基於圖1A和圖1B的初始表面映射的表示隨晶片表面上方的X、Y座標而變的曲率值的全域曲率映射。單元κ以反千米(inverse km)為單位。根據本公開的不同非限制性實施例，全域曲率可基於高斯曲率模型(Gaussian curvature model)或平均曲率模型。模型化可基於使用垂直於表面的切面延伸的兩個相互正交原理的曲率平面，如圖1D中所示。在高斯模型中，取最大曲率與最小曲率的乘積，其中κ通過下式得出：κ=κ 1 κ 2 等式(1)在平均模型中，取主(最大和最小)曲率的均值，其中κ通過下式得出：
Figure 112117459-A0305-12-0009-1
 如圖1C中所示，全域曲率在整個晶片上方幾乎是均一的。
圖1E描繪了在提取全域曲率之後，對應於全域表面在圖1A中示出的同一晶片的殘餘晶片表面的三維表示。在這個實例中，用於提取全域曲率分量的曲率模型是平均曲率模型。圖1F示出了在提取OPD的抛物線項之後的圖1E的表面的二維表示。
圖1G描繪了表示圖1E和圖1F的表面的晶片表面上方的隨x、y座標而變化的曲率值的殘餘曲率映射。根據本公開的實施例，如上文大體概述的用於模型化全域曲率的程式可用於基於圖1F的OPD映射而產生圖1G的殘餘曲率映射。如圖1G中所示，殘餘曲率的圖案繪示了複雜特徵集合。一般來說，大部分晶片上方的曲率值相對較低，同時存在朝向晶片的中心的負曲率的圓環形 區。在晶片上的一些區域中，例如在晶片周邊周圍，曲率具有正值，且沿著圓環形區域，曲率具有負曲率值。
根據本公開的實施例，圖1G的殘餘曲率映射可形成圖案化離子植入處理的基礎以減少或消除產生殘餘曲率映射的特徵的OPD。尤其是，可對由圖1G的曲率映射表示的晶片的背側中執行選擇性離子植入圖案。選擇性離子植入圖案可設計成類比殘餘曲率映射的特徵，以便根據晶片表面上的任何位置處的曲率度數成比例地減小應力。如下文進一步詳述，在本公開的各種實施例中，選擇性離子植入圖案可以不同晶片扭轉角在一系列曝光中實施，以便在實施於基底中時改進植入圖案的解析度，且因此改進OPD減小的解析度，尤其是在高基底曲率的區中。
在本公開的各種實施例中，殘餘曲率映射可在一系列操作中變換以產生限定隨跨晶片表面的X、Y位置變化的將植入到基底中的離子劑量的劑量映射。反過來，劑量映射以不同晶片扭轉角實施於一系列離子束曝光中，其中通常在給定曝光中沿著x軸掃描離子束，其中沿著y軸任選地平移基底。
圖2繪示了可用於實際離子植入的示例性離子束分佈。這種分佈由模糊核心操作使用以產生待應用於圖1G的殘餘曲率映射的模糊核心。所述殘餘曲率映射可被視為原始殘餘曲率映射。這種操作可用於產生待應用於圖1G的殘餘曲率映射的模糊核心以減弱高空間頻率對植入機的影響。這種模糊核心可隨後用於產生圖3A中所示的模糊殘餘曲率映射。
圖3A的模糊殘餘曲率映射呈現正曲率區和負曲率區的相同定性圖案，而區的寬度和區內的曲率值在某種程度上不同於其非模糊對應部分。考慮到離子束的有限大小，這種模糊曲率映射可更適合於由圖案化能量源(例如掃描離子束)實施。
轉向圖3B，繪示了通過對圖3A的模糊殘餘曲率映射進行濾波以去除曲率的所有正項而產生的經濾波殘餘曲率映射，所述正曲率不受離子束影響。結果，保留相對較高負曲率的兩個主要的稍微線性區，以及從線性區突出的較小負曲率的一些區。這種映射可隨後轉換成例如可掃描離子束的劑量映射，其中待應用於晶片的二維表面(x-y平面)上方的總離子劑量是基於圖3B的曲率映射特徵。因此，合適的劑量映射的離子劑量圖案可展現具有與曲率映射的特徵相同的形狀的特徵。
圖4提供基於圖3B的經濾波曲率映射的示例性離子劑量映射，其中劑量映射展現與圖3B的曲率映射定性類似的圖案。在這個實例中，劑量映射中對應於經濾波曲率映射的高曲率線性區的兩個平行線性區將接收與一般「背景」區相比大體上更高的劑量。舉例來說，晶片的大部分表面上方的背景區將接收15%範圍內的相對離子劑量，而線性區將接收介於約50%與85%之間的相對離子劑量。
圖5A描繪根據本公開的實施例的用於控制基底OPD的離子植入系統的示意性俯視圖。被稱作離子植入機300的離子植入系統表示處理腔室，在其它元件中，所述處理腔室含有用於產生 離子束308的離子源304和一系列光束線組件。離子源304可包括用於收納氣流和產生離子的腔室。離子源304還可包括安置在腔室附近的電源和提取電極組合件(未示出)。光束線元件可包含例如分析儀磁體320、質量解析狹縫(mass resolving slit；MRS)324、轉向/聚焦組件326以及包含基底固持器331的末端台330。
離子植入機300進一步包含光束掃描器336，所述光束掃描器336沿著光束線338定位在MRS 324與末端台330之間。光束掃描器336可佈置成接收離子束308作為點光束，且沿快速掃描方向，例如平行於所繪示的笛卡爾坐標系統(Cartesian coordinate system)中的X軸掃描離子束308。值得注意的是，可沿著Y軸掃描基底332，因此可在離子束308沿著X軸同時來回掃描時將給定離子處理應用於基底332的給定區。離子植入機300可具有其它元件，例如所屬領域中已知的準直器(為清楚起見未示出)，以在掃描之後沿著一系列彼此平行的軌跡將離子束308的離子引導到基底332，如圖5A中所建議。在各種實施例中，離子束可以數赫茲、10赫茲、100赫茲、高達數千赫茲或更大赫茲的頻率進行掃描。舉例來說，光束掃描器336可使用磁性或靜電掃描元件掃描離子束308，如所屬領域中已知的。
通過在快速掃描方向，例如沿著X軸上方來回快速掃描離子束308，配置為點光束的離子束308可在X-Y平面中遞送用於基底的任何給定區的目標離子劑量。根據一些非限制性實施例，適用於離子束308的離子可包含能夠在合適的離子能量下誘發應 力變化的任何離子物質，包含例如磷、硼、氬、銦BF2等離子，其中根據所使用的精確離子物質定制離子能量。為了實施劑量映射，可在基底332的不同位置處調變沿著X軸的離子束的掃描速度，以便根據劑量映射在不同位置處遞送不同的離子劑量。一般來說，可跨基底332來回掃描離子束308以用於任何合適數目的掃描，伴隨著在與光束掃描方向正交的方向上掃描基底，直到在跨基底332的到達區處接收到如由劑量映射指定的目標劑量為止。
舉例來說，離子植入機300可進一步包含控制器340，耦合到光束掃描器336，以協調光束掃描器336以及基底壓板或基底平臺331的操作。如圖5A中進一步所示，離子植入機300可包含也耦合到控制器340的使用者介面342。使用者介面342可體現為顯示器，且可包含使用者選擇裝置，包含觸控式螢幕、所顯示功能表、按鈕、手柄以及如所屬領域中已知的其它裝置。根據各種實施例，使用者介面342可將指令發送到控制器340以產生適當植入圖案，所述圖案可實施用於基底332的適當劑量映射。
如圖5B中進一步所示，控制器340可包含處理器352，例如已知類型的微處理器、專用處理器晶片、通用處理器晶片或類似裝置。控制器340可進一步包含耦合到處理器352的記憶體或記憶體單元354，其中記憶體單元354含有劑量映射常式356。劑量映射常式356可在處理器352上操作以管理離子束308和基底332的掃描，以便將計算出的劑量映射施加到基底332中。記憶體單元354可包括製品。在一個實施例中，記憶體單元354可包括 任何非暫時性電腦可讀媒體或機器可讀媒體，例如光學、磁性或半導體記憶體。存儲媒體可存儲不同類型的電腦可執行指令以實施本文中所描述的邏輯流量中的一個或多個。電腦可讀存儲媒體或機器可讀存儲媒體的實例可包含能夠存儲電子資料的任何有形媒體，包含易失性記憶體或非易失性記憶體、可移動或不卸除式存放裝置器、可擦除或不可擦除記憶體、可寫或可重寫記憶體等。電腦可執行指令的實例可包含任何合適類型的代碼，諸如原始程式碼、編譯代碼、解釋代碼、可執行代碼、靜態代碼、動態代碼、物件導向代碼、視覺代碼等。實施例並不限於這種情形。
在一個實施中，劑量映射可用於執行到基底的背側上的應力控制層中的植入。圖5C描繪植入劑量映射的操作的側視圖，其中沿著固定方向掃描離子束，以便將植入物質植入到應力補償層中，例如氮化矽。通過選擇性控制例如光束掃描速率的參數，施加到應力補償層的不同位置的離子劑量可變化，因此依據跨越晶片的位置以及相關基底曲率而改變應力的變化。
圖5D呈現示例性劑量分佈以示出依據沿著晶片的徑向位置的離子劑量，其中劑量分佈可通過跨越晶片從左到右掃描離子束來實施，同時選擇性更改例如掃描速率的參數以便選擇性增加分佈的峰值區處的離子劑量。為了實施二維劑量映射，例如圖4的劑量映射，可在與光束掃描方向正交的晶片掃描方向上掃描晶片，同時沿著光束掃描方向選擇性掃描離子束。另外，如下詳述，根據本公開的實施例，基底可圍繞掃描離子束的一系列曝光之間 的Z軸旋轉，以便將具有改善解析度的劑量映射的圖案轉印到基底中的植入圖案中。
圖6A到圖6C描繪根據本公開的實施例的用於使用掃描離子束減小殘餘基底曲率的不同配置。這些圖呈現繪示先前論述的濾波後的殘餘曲率映射的二維表示以及掃描迂回路徑中所繪示的離子束的圖案的合成圖像。一般來說，在具有或不具有同時掃描基底的情況下，在給定曝光中沿著固定軸線快速掃描離子束。在圖6A的實例中，沿著所繪示的笛卡爾坐標系的X軸掃描離子束。基底可在離子束的掃描期間間歇地或連續地沿著粗體箭頭的方向移動(在此情況下，平行於Y軸)，使得全部基底可曝光於離子束。應注意，對於~450毫米掃描距離，離子束沿著X軸的掃描速率可在數百赫茲到數千赫茲的範圍內，在一些實例中，轉換為幾百微秒的範圍內的掃描週期。同時，基底沿著Y軸的掃描速率可為約毫米/秒。因此，在經過個別掃描的時間段期間，基底可視為準靜止的。
還應注意，計算以理論上消除所示的殘餘曲率的劑量映射可展現與殘餘曲率映射相同的幾何圖案(比較圖3B與圖4)，其中待植入到基底上的特定點的離子劑量(由X,Y座標表示)與所述點處的殘餘曲率的量值成比例。因此，出於解釋清楚的目的，圖6A的殘餘曲率映射可被視為用於消除圖6A的殘餘曲率的劑量映射(圖4)的代理。
在離子束掃描期間，對於可覆蓋給定X-Y點的至多幾千 次掃描當中的每次掃描，在所述點植入的總離子劑量將通過所述點處的離子束電流密度和所述點處的離子束掃描速度等因素來確定。此外，給定點的離子束電流密度將受光束形狀或光束分佈影響，所述分佈通常可為不均勻的。由於圖6A的殘餘曲率圖案展現曲率度不均勻的幾個區域，因此用以最好地消除這些區域的離子束曝光可在沿著y軸掃描基底的同時隨著位置而改變掃描速度。如圖6A中所繪示，高殘餘曲率的兩個主要區域沿著相對於X軸展現大致30度旋轉或扭轉的方向延伸。因此，對於圖6A的配置，其中對晶片進行定向以使得平行於Y軸掃描基底且平行於X軸掃描光束，離子束的掃描方向不與高曲率特徵的長方向對準。為了實施與殘餘曲率映射匹配的劑量映射，也就是說，為了在相對於特徵的長方向以30度扭轉角掃描離子束的同時將恰當離子劑量賦予到這些高曲率區中，離子束的掃描速度的變化的精確控制可相當具有挑戰性。此外，由於不均勻光束分佈，用於將所要劑量映射轉印到基底中的離子束的解析度可小於使用圖6A的掃描配置的最優解析度。
根據本公開的各種實施例，可通過執行包含對掃描離子束的一系列曝光的常式來改善用於將劑量映射轉印到基底中的植入圖案中的解析度，其中基底的扭轉角在連續曝光之間變化。在給定曝光中，沿著固定方向掃描離子束，所述方向的特徵在於相對於基底的固定軸(諸如X軸)的給定扭轉角。在圖6A的實例中，用於曝光的扭轉角為零，這意味著離子束平行於X軸掃描。轉向圖 6B，繪示扭轉角大致為15度的配置，同時在圖6C中，配置展現大致30度的扭轉角，從而匹配高曲率特徵相對於X軸的傾斜角。因此，可在不同扭轉角下使用一系列曝光將劑量映射轉印到基底中的植入圖案中，如由圖6A到圖6C所示例，這與在單個扭轉角下掃描離子束相比，具有改善的解析度。應注意，為了實施劑量映射，可在頻域中執行在不同扭轉角下曝光的離子束的每一掃描分佈的計算，這是由於卷積很容易簡化為乘法。
現轉向圖7，繪示根據本公開的一些實施例的過程流程700。在步驟702處，基於基底的所測量OPD資料接收殘餘曲率映射。殘餘曲率映射可依據所討論的跨基底的X,Y位置以相反長度繪製基底曲率。可從在去除全域曲率映射之後提取的基底的殘餘表面確定殘餘曲率映射。
因此，可使用模型對初始基底表面進行建模來產生全域曲率映射，所述模型依據跨假定平坦基底表面的X,Y位置繪製OPD的量值。在一些實例中，可使用平均模型或高斯模型將表面建模為抛物面，如上文所詳述。
在步驟704處，基於殘餘曲率映射產生用於處理基底的劑量映射。在一些實施方案中，可通過首先將模糊核心應用於殘餘曲率映射以產生模糊殘餘曲率映射來確定劑量映射，例如考慮到離子束的大小效應來應用劑量映射。在一些情況下，可進一步對模糊殘餘曲率映射進行濾波以產生劑量映射。舉例來說，可應用正曲率濾波器以從模糊殘餘曲率映射去除正曲率元素，這是由於正曲 率分量可能不適合於由植入離子束進行處理。接著可基於經濾波殘餘曲率映射產生劑量映射，其中劑量映射可呈現與經濾波殘餘曲率映射在性質上類似的圖案，其中相對劑量在相對較高曲率的X,Y區中增加。
在步驟706處，通過在多個不同扭轉角下在多次曝光中沿著固定方向掃描離子束而將劑量映射應用於基底。用於曝光中的每一個的掃描速度分佈可以使得依據位置賦予到基底中的總離子劑量匹配劑量映射的方式變化。
本發明實施例所提供的優點為多重性的。作為第一優點，本發明方法允許後續裝置更準確地進行，諸如需要低平面內失真的後續光刻步驟。作為第二優點，本發明方法通過針對較大能量處理瞄準較大基底曲率的殘餘區域而更準確地減少較高平面內失真的區。作為第三優點，本發明實施例提供一種通過經由多次曝光旋轉基底以增加用於將所要植入圖案轉印到基底中的掃描離子束的解析度來減小殘餘或局部基底曲率的更準確方法。
本公開的範圍不受本文中所描述的特定實施例的限制。實際上，除本文中所描述的那些實施例和修改以外，所屬領域的一般技術人員根據前述描述和附圖將明白本公開的其它各種實施例和對本公開的修改。因此，這類其它實施例和修改意圖屬於本公開的範圍。此外，已出於特定目的在特定環境下在特定實施方案的上下文中描述了本公開，但所屬領域的技術人員將認識到其有用性並不限於此，且出於任何數目的目的，本公開可有利地在任何數目 的環境中實施。因此，上文闡述的申請專利範圍應鑒於如本文中所描述的本公開的完全廣度和精神來解釋。
700:過程流程
702、704、706:步驟

Claims (20)

  1. 一種改善基板失真的方法，包括：產生基底的殘餘曲率映射，所述殘餘曲率映射基於所述基底的測量；基於所述殘餘曲率映射產生劑量映射，所述劑量映射用於使用圖案化能量源來處理所述基底；以及應用所述劑量映射以使用所述圖案化能量源來處理所述基底，其中通過在多個不同扭轉角下執行所述基底對所述圖案化能量源的多次曝光來應用所述劑量映射。
  2. 如請求項1所述的改善基板失真的方法，其中產生所述殘餘曲率映射包括：從所述基底的初始表面映射減去全域曲率映射，以產生原始殘餘曲率映射；以及將模糊核心操作應用於所述原始殘餘曲率映射。
  3. 如請求項2所述的改善基板失真的方法，其中產生所述殘餘曲率映射更包括應用濾波器以從所述殘餘曲率映射濾出正曲率。
  4. 如請求項2所述的改善基板失真的方法，其中由所述全域曲率映射表示的基底曲率能夠通過毯覆式處理操作去除。
  5. 如請求項1所述的改善基板失真的方法，其中所述圖案化能量源包括離子束、電子束或雷射光束。
  6. 如請求項5所述的改善基板失真的方法，其中在所述多次曝光的期間，在支撐所述基底的基底壓板的主平面內沿著第一方向掃描所述圖案化能量源，且其中所述基底在所述多次曝光的連續曝光之間圍繞垂直於所述基底壓板的所述主平面延伸的軸線以扭轉角旋轉。
  7. 如請求項1所述的改善基板失真的方法，其中應用所述劑量映射包括：使所述基底的背面上的應力補償層曝光於所述圖案化能量源，以及在不使用遮罩的情況下，以圖案方式在所述應力補償層上方掃描所述圖案化能量源，以便將所述劑量映射轉印到所述基底中。
  8. 一種改善基板失真的方法，包括：接收基底的基底表面映射，所述基底表面映射包括所述基底的平面外失真映射；從所述基底表面映射對全域曲率映射進行建模；在從所述基底表面映射提取所述全域曲率映射之後，產生殘餘曲率映射；基於所述殘餘曲率映射產生劑量映射，所述劑量映射用於使用圖案化能量源來處理所述基底；以及應用所述劑量映射以使用所述圖案化能量源來處理所述基底，其中通過在多個不同扭轉角下執行所述基底對所述圖案化能量源的多次曝光來應用所述劑量映射。
  9. 如請求項8所述的改善基板失真的方法，其中產生所述殘餘曲率映射包括：從所述基底的初始表面映射減去所述全域曲率映射，以產生原始殘餘曲率映射；以及將模糊核心操作應用於所述原始殘餘曲率映射。
  10. 如請求項9所述的改善基板失真的方法，其中產生所述殘餘曲率映射更包括應用濾波器以從所述殘餘曲率映射濾出正曲率。
  11. 如請求項9所述的改善基板失真的方法，其中由所述全域曲率映射表示的基底曲率能夠通過毯覆式處理操作去除。
  12. 如請求項8所述的改善基板失真的方法，其中所述圖案化能量源包括離子束、電子束或雷射光束。
  13. 如請求項12所述的改善基板失真的方法，其中在所述多次曝光的期間，在支撐所述基底的基底壓板的主平面內沿著第一方向掃描所述圖案化能量源，且其中所述基底在所述多次曝光的連續曝光之間圍繞垂直於所述基底壓板的所述主平面延伸的軸線以扭轉角旋轉。
  14. 如請求項8所述的改善基板失真的方法，其中應用所述劑量映射包括：使所述基底的背面上的應力補償層曝光於所述圖案化能量源，以及 在不使用遮罩的情況下，以圖案方式在所述應力補償層上方掃描所述圖案化能量源，以便將所述劑量映射轉印到所述基底中。
  15. 一種改善基板失真的方法，包括：接收基底的基底表面映射，所述基底表面映射包括基於一組所測量平面外失真的所述基底的平面外失真映射；使用模型從所述基底表面映射產生全域曲率映射；基於所述基底表面映射和所述全域曲率映射提取殘餘表面；基於所述殘餘表面產生原始殘餘曲率映射；基於所述原始殘餘曲率映射產生劑量映射；以及應用所述劑量映射以使用圖案化能量源來處理所述基底，其中通過在多個不同扭轉角下執行所述基底對所述圖案化能量源的多次曝光來應用所述劑量映射。
  16. 如請求項15所述的改善基板失真的方法，其中基於所述原始殘餘曲率映射產生所述劑量映射包括：將模糊核心操作應用於所述原始殘餘曲率映射以產生模糊殘餘曲率映射。
  17. 如請求項16所述的改善基板失真的方法，其中基於所述原始殘餘曲率映射產生所述劑量映射更包括應用濾波器以從所述模糊殘餘曲率映射濾出正曲率。
  18. 如請求項15所述的改善基板失真的方法，其中所述圖案化能量源包括離子束、電子束或雷射光束。
  19. 如請求項15所述的改善基板失真的方法，其中在所述多次曝光的期間，在支撐所述基底的基底壓板的主平面內沿著第一方向掃描所述圖案化能量源，且其中所述基底在所述多次曝光的連續曝光之間圍繞垂直於所述基底壓板的所述主平面延伸的軸線以扭轉角旋轉。
  20. 如請求項15所述的改善基板失真的方法，其中應用所述劑量映射包括：使所述基底的背面上的應力補償層曝光於所述圖案化能量源，以及在不使用遮罩的情況下，以圖案方式在所述應力補償層上方掃描所述圖案化能量源，以便將所述劑量映射轉印到所述基底中。
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