[发明专利]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

说明书

本发明涉及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。公开了优化计算机模型的方法，其通过使用多个模型参数(B)将半导体衬底上的特征的蚀刻轮廓与成组的独立输入参数(A)相关联。在一些实施方式中，所述方法可以包括：修改B的一个或多个值，以便相对于A的一组或者多组成组的值减少指示在从模型生成的计算反射光谱和对应的实验反射光谱之间的差的尺度。在一些实施方式中，计算所述尺度可以包括：将所述计算反射光谱和对应的实验反射光谱投射到经降维的子空间上，并且计算投射到所述子空间上的所述反射光谱之间的差。还公开了实现这样的优化计算机模型的蚀刻系统。

技术领域

本发明总体上涉及半导体处理领域，更具体地涉及经反射光谱匹配和表面动力学模型优化来优化蚀刻轮廓的方法和装置。

背景技术

等离子体辅助蚀刻工艺的性能对于半导体处理工作流程的成功通常是关键的。然而，优化蚀刻工艺可能是困难的且耗时的，通常涉及工艺工程师以特定方式手动地调整蚀刻工艺参数以试图产生所期望的目标特征轮廓。目前根本没有足够精度的自动化程序，工艺工程师可以依靠该程序来确定将导致给定的所期望的蚀刻轮廓的工艺参数的值。

一些模型试图模拟在蚀刻工艺期间发生在半导体衬底表面上的物理化学过程。实例包括M.Kushner和同事的蚀刻轮廓模型以及Cooperberg和同事的蚀刻轮廓模型。前者在Y.Zhang,“Low Temperature Plasma Etching Control through Ion Energy AngularDistribution and 3-Dimensional Profile Simulation,”Chapter 3,dissertation,University of Michigan(2015)中描述，后者在Cooperberg,Vahedi,and Gottscho,“Semiempirical profile simulation of aluminum etching in a Cl₂/BCl₃plasma,”J.Vac.Sci.Technol.A 20(5),1536(2002)中描述，其各自为了所有目的通过引用整体并入本文。M.Kushner和同事的蚀刻轮廓模型的另外的描述可以在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)中找到，其各自也出于所有目的通过引用整体并入本文。尽管开发这些模型所做的大量工作，但是它们还不具有期望程度的在半导体加工工业中发现有实质性用途的精确度和可靠性。

发明内容

公开了优化计算机模型的方法，其通过使用多个模型参数(B)将半导体衬底上的特征的蚀刻轮廓与成组的独立输入参数(A)相关联。所述方法可以包括为所选定的待优化的成组的所述模型参数(B)确定成组的值：为所选定的成组的独立输入参数(A)确定多组成组的值以进行优化。然后，对于A的每组成组的值，所述方法可以进一步包括：接收从使用所指定的A的所述成组的值执行的实验蚀刻工艺的光学测量产生的实验反射光谱；并且还由所述模型使用A和B的所述成组的值生成计算反射光谱。在某些这样的实施方式中，所述方法可以进一步包括：修改B的一个或多个值，并且从所述模型但是现在使用经修改的B的所述成组的值重复计算反射光谱的生成，以便相对于A的一组或者多组成组的值，减少指示在所述实验反射光谱和对应的计算反射光谱之间的差的尺度(metric)。

在一些实施方式中，计算所述尺度可以包括以下操作：计算所述计算反射光谱和对应的实验反射光谱之间的差并将该差投射到经降维的子空间上；并且/或者将所述计算反射光谱和对应的实验反射光谱投射到经降维的子空间上，并且计算投射到所述子空间上的所述反射光谱之间的差。