具有增强的覆盖质量的光刻工艺和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有增强的覆盖质量的光刻工艺和系统。
【背景技术】
[0002]半导体集成电路(1C)产业经历了指数式发展。1C材料和设计中的技术进步已经产生了数代的1C，其中每代1C都具有比上一代1C更小和更复杂的电路。在1C发展过程中，功能密度(即，每一芯片面积上互连器件的数量)通常已经增加而几何尺寸(即，使用制造工艺可以制造的最小部件(或线))却已减小。通常这种按比例缩小工艺通过提高生产效率和降低相关成本而带来益处。
[0003]这种按比例缩小工艺也增加了加工和制造1C的复杂度，并且，为了实现这些进步，需要在1C加工和制造中的类似发展。例如，降低光刻图案化中引起的覆盖误差以及提高光刻技术更具有挑战性。因此，需要用于解决上述问题的用于集成电路结构的结构及其制造方法。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种方法，包括:在图案化的衬底上形成光刻胶层；从所述图案化的衬底收集第一覆盖数据；基于来自集成电路(1C)图案的第二覆盖数据至来自所述图案化的衬底的所述第一覆盖数据的映射来确定覆盖补偿；根据所述覆盖补偿对光刻系统实施补偿工艺；以及通过所述光刻系统对所述光刻胶层实施光刻曝光工艺，从而将所述1C图案成像至所述光刻胶层。
[0005]在上述方法中，从所述图案化的衬底收集所述第一覆盖数据包括从至少一个覆盖计量工具来收集所述第一覆盖数据。
[0006]在上述方法中，从所述图案化的衬底收集所述第一覆盖数据包括当所述图案化的衬底固定在所述光刻系统的对准晶圆台上时，从所述图案化的衬底收集所述第一覆盖数据。
[0007]在上述方法中，集成在所述光刻系统中的所述对准晶圆台的数量选择为使得所述第一覆盖数据的收集和所述光刻曝光工艺的实施在处理时间方面基本匹配而不会影响通过所述光刻系统执行的所述光刻曝光工艺的生产量。
[0008]在上述方法中，其中，所述图案化的衬底包括半导体晶圆；以及从所述图案化的衬底收集所述第一覆盖数据包括收集具有所述半导体晶圆上的对准掩模的全映射的所述第一覆盖数据。
[0009]在上述方法中，从所述图案化的衬底收集所述第一覆盖数据还包括从所述半导体晶圆的域内对准标记和域间对准标记收集所述第一覆盖数据。
[0010]在上述方法中，对所述光刻系统实施所述补偿工艺包括调节所述光刻系统的投射模块的光学参数。
[0011]在上述方法中，对所述光刻系统实施所述补偿工艺包括调节所述光刻系统，从而使得覆盖误差最小化。
[0012]在上述方法中，确定所述覆盖补偿包括基于所述第二覆盖数据和所述第一覆盖数据之间的位移差异，使用对准模型计算所述覆盖补偿。
[0013]在上述方法中，所述对准模型将所述光刻系统的系统参数与所述覆盖误差相关耳关。
[0014]在上述方法中，所述对准模型包括域内高阶工艺校正。
[0015]在上述方法中，还包括:在对所述光刻胶层实施所述光刻曝光工艺之后，显影所述光刻胶层；以及在显影的所述光刻胶层和所述图案化的衬底之间实施用于覆盖误差的覆盖测量。
[0016]在上述方法中，还包括向对准模型反馈所述覆盖误差以进一步调整所述对准模型。
[0017]在上述方法中，还包括:向所述对准模型反馈所述覆盖误差以确定新覆盖补偿；以及调节所述光刻系统的光学参数。
[0018]在上述方法中，实施所述光刻曝光工艺包括通过所述光刻系统实施所述光刻曝光工艺，所述光刻系统具有选自由紫外光(UV)、深紫外光(DUV)和远紫外光(EUV)组成的组中的辐射源。
[0019]根据本发明的另一方面，还提供了一种方法，包括:在衬底上形成图案化的材料层；在所述衬底上的所述图案化的材料层上涂覆光刻胶层；从所述图案化的材料层收集第一覆盖数据；使用对准模型，基于来自集成电路(1C)图案的第二覆盖数据和来自所述图案化的材料层的所述第一覆盖数据之间的位移差异来确定覆盖补偿；根据所述覆盖补偿对光刻系统的光学子模块实施补偿工艺；以及之后通过所述光刻系统对所述光刻胶层实施光刻曝光工艺，从而在所述光刻胶层中形成潜在图案，其中，所述潜在图案包括1C图案。
[0020]在上述方法中，从所述图案化的材料层收集所述第一覆盖数据包括从覆盖计量工具收集所述第一覆盖数据的至少子集。
[0021]在上述方法中，所述对准模型包括域内高阶工艺校正；从所述图案化的材料层收集所述第一覆盖数据包括所述衬底中的所有对准标记的全映射的收集；以及根据所述覆盖补偿对所述光刻系统的光学子模块实施所述补偿工艺包括调节所述光刻系统的投射模块的光学参数。
[0022]根据本发明的又一方面，还提供了一种光刻系统，包括:辐射源，设计为产生用于光刻曝光工艺的辐射束；光学模块，用于在所述光刻曝光工艺期间将集成电路(1C)图案成像至半导体晶圆；晶圆台，配置为固定用于所述光刻曝光工艺的所述半导体晶圆；以及覆盖控制模块，设计为产生覆盖补偿和前馈所述覆盖补偿以调节所述光学模块的光学参数。
[0023]在上述光刻系统中，所述覆盖控制模块包括:数据收集器，用于从所述半导体晶圆收集第一覆盖数据；覆盖映射子模块，用于基于所述第一覆盖数据和来自所述1C图案的第二覆盖数据之间的位移差异来确定覆盖误差；以及对准模块，用于基于所述位移差异产生所述覆盖补偿。
【附图说明】
[0024]当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。
[0025]图1是根据一些实施例的集成电路制造方法的流程图。
[0026]图2和图6是根据一些实施例构建的衬底的截面图。
[0027]图3是根据一些实施例构建的图2的衬底的顶视图。
[0028]图4是根据一些实施例的光刻系统的示意图。
[0029]图5是根据一些实施例的覆盖映射的图解视图。
[0030]图7是根据一些实施例的集成电路制造方法的流程图。
[0031]图8是根据一些实施例的集成电路制造方法的流程图。
[0032]图9是根据一些实施例的构建的覆盖控制模块的框图。
【具体实施方式】
[0033]以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本发明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件形成为直接接触的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本发明可在各个实例中重复参考标号和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
[0034]而且，为便于描述，在此可以使用诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等的空间相对术语，以便于描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的器件翻转，则描述为位于其他元件或部件“下方”或“之下”的元件将定向为位于其他元件或部件“之上”。因此，示例性术语“在…下方”可以包括之上和下方的方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，而在此使用的空间相对描述符可以同样地作相应的解释。
[0035]图1是根据一些实施例构建的用于制造集成电路(1C)结构的方法10的流程图。图2示出了根据一些实施例构建的示例性1C结构50的截面图。参考图1-2和其他图来描述方法10。方法10可以开始于操作12，在衬底52上涂布光刻胶层。在一些实施例中，衬底52是半导体衬底，诸如硅衬底或具有其他半导体材料(例如，硅锗)的衬底。可选地，衬底52是光掩模(掩模或中间掩模)，或其他合适的衬底，诸如薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)衬底。
[0036]在本实施例中，衬底52包括具有图案化层54的半导体晶圆(诸如硅晶圆)。图案化层54包括形成在第一材料层中的第一图案。第一图案包括具有各种主要部件的主要图案56。根据集成电路来限定主要图案56。第一图案还包括设计为用于对准监测和覆盖检查的多个对准标记58。在各个实施例中，图案化层54的第一材料层可以包括半导体材料层(诸如硅层或硅锗层)、介电材料(诸如层间电介质-1LD)或导电材料(诸如金属层或掺杂的多晶硅层)。通过合适的技术(诸如光刻图案化)图案化第一材料层以形成第一图案。在各个实施例中，主要图案56包括掺杂图案(诸如在半导体材料层中形成的各种源极和漏极部件)、栅电极图案(具有多晶硅或金属的多个栅电极)或具有多个导电部件(诸如接触件、通孔或金属线)的互连图案。
[0037]衬底52可以包括将在随后的操作中被图案化以形成第二图案的第二材料层60，第二图案的形成方式为使得第二图案与第一图案对准。从而，有效地减小了第一和第二图案之间的相应的覆盖误差，诸如覆盖误差在产品规格中限定的可容忍的范围内。
[0038]在一些实施例中，第二材料层60设置在图案化层54上并且包括半导体材料层(诸如硅层或硅锗层)、介电材料(