專利名稱：用于確定最佳抗蝕劑厚度的方法
本申請要求2003年8月8日提交的題為“System and Method toDetermine Optimal Resist Thickness and Compare Swing CurveAmplitudes”的U.S.臨時申請(申請序列號60/493698)的優(yōu)先權(quán)。另外，本申請涉及同時提交的題為“Method for comparing Swing CurveAmplitudes”的U.S.臨時申請(代理人記錄案號為US030357P)。這兩個申請的全文在此引入作為參考。
本發(fā)明概括地涉及半導(dǎo)體制造，并且更加具體而言本發(fā)明涉及一種用于確定感光材料的近似最佳抗蝕劑厚度的方法。
在半導(dǎo)體工業(yè)中存在一種永久不變的驅(qū)動力來增加諸如微處理器、存儲器件等等之類的集成電路設(shè)備的操作速率。對增加速度的需要正導(dǎo)致不斷減少例如半導(dǎo)體設(shè)備的溝道長度、結(jié)點深度和柵極絕緣厚度的大小。這種半導(dǎo)體設(shè)備的高集成度僅僅通過使用同時高度顯影的制造技術(shù)來實現(xiàn)。
大多數(shù)半導(dǎo)體設(shè)備是使用光刻法制造的。在光刻法中，光致抗蝕劑薄膜被涂覆在半導(dǎo)體晶片的表面上。使用圖案掩模和紫外光，光致抗蝕劑薄膜被曝光以便圖案從掩模轉(zhuǎn)移到光致抗蝕劑薄膜作為隱式圖案(latent pattern)。在曝光之后，光致抗蝕劑薄膜被顯影以移除該薄膜的曝光部分。完成光化學(xué)轉(zhuǎn)化所需要的曝光劑量的大小取決于光致抗蝕劑薄膜的厚度以及要轉(zhuǎn)移的圖案。由于光致抗蝕劑薄膜的厚度與光化波長是相同大小的數(shù)量級，所以耦合到光致抗蝕劑薄膜的光量強烈地取決于該厚度。UV輻射的光化波長是在光致抗蝕劑薄膜中產(chǎn)生化學(xué)變化從而導(dǎo)致抗蝕劑薄膜被“曝光”的波長。光致抗蝕劑薄膜厚度對線寬的效應(yīng)稱為“擺動曲線”效應(yīng)。通常，擺動曲線是正弦函數(shù)。線寬變化是由于薄膜干擾引起的抗蝕劑厚度偏差。在

圖1A中示出了在文獻中已知的基本原理。入射輻射40(以角度Φ)被抗蝕劑表面30以及存在于襯底10上的下面薄膜界面20反射。為了最小化光致抗蝕劑薄膜的厚度變化對線寬的影響從而用于現(xiàn)代高度集成的半導(dǎo)體設(shè)備，期望以擺動曲線的最大值或最小值操作光刻過程。除非反射被最小化，否則耦合到光致抗蝕劑的劑量具有取決于抗蝕劑厚度的正弦曲線，通常稱為擺動曲線。例如，圖1B示出了由Brunner1公布的擺動曲線的例子，用于利用248nm輻射和環(huán)形照明曝光的抗蝕劑。
存在若干用于在擺動曲線的最大值處確定光致抗蝕劑薄膜厚度的方法。在第一方法中，準備具有在其上涂覆各種厚度的光致抗蝕劑薄膜的晶片，測量每個光致抗蝕劑薄膜的厚度，然后使用圖案掩模使晶片曝光并且被顯影。在顯影之后，在所有晶片上測量特殊特性并且該特性大小被制成表格或者繪制為抗蝕劑厚度的函數(shù)，通常產(chǎn)生正弦曲線。在第二方法中，使用漸增的曝光劑量曝光具有在其上涂覆可變厚度的光致抗蝕劑薄膜的晶片。然后記錄用于每個晶片的劑量，在該劑量上抗蝕劑清除或者具有相同的光測量厚度。可替換地，單個晶片被涂覆抗蝕劑，該抗蝕劑在晶片上具有可變厚度。測量各種區(qū)域中的抗蝕劑厚度、然后曝光、顯影晶片，并且測量該區(qū)域的線寬。在曝光之前，將線寬或劑量-清除(dose-to-clear)測量值與抗蝕劑厚度比較。在第三方法中，基于在該過程中使用的材料和輻射的給定或測量的物理參數(shù)模擬擺動曲線。例如，“PROLITH”(KLA/TENCOR)能夠模擬擺動曲線。
對于這些方法存在重要的挑戰(zhàn)。第一和第二方法是非常費工的，并且測量結(jié)果(劑量-清除或線寬對抗蝕劑厚度)由于過程變化通常有噪聲。單晶片的方法需要制造外形(topography)晶片，這可能不代表實際集成電路設(shè)備中所使用的后處理方法。第三方法建模比測量擺動曲線更加便于執(zhí)行。然而，它需要詳細知道許多光參數(shù)和物理參數(shù)，例如折射率，對于許多應(yīng)用都不能容易地獲得這些參數(shù)。
需要提供一種方法，用于確定具有基本上增加的精確度的近似最佳抗蝕劑厚度，同時減少獲得這種數(shù)據(jù)的成本和努力。本發(fā)明提供了一種方法，用于使用UV反射譜測量來測量減少臨界尺寸(CD)變化所需要的光致抗蝕劑的最佳厚度。
在根據(jù)本發(fā)明的一個示例實施例中，存在一種用于確定近似最佳抗蝕劑厚度的方法，包括以下步驟提供使用第一涂層程序涂覆有抗蝕劑薄膜的第一襯底，該抗蝕劑薄膜具有第一厚度。測量第一厚度。提供第二襯底并且使用第一涂覆程序用抗蝕劑薄膜涂覆該第二襯底。使在第二襯底上的抗蝕劑薄膜曝光于輻射；測量接近抗蝕劑薄膜的光化波長的反射譜。有效折射率是反射譜的周期性(periodicity)的函數(shù)?；谟行д凵渎剩_定涂覆在第二襯底上的抗蝕劑薄膜的擺動曲線的周期性。作為周期性的函數(shù)，確定最大值和最小值。
在根據(jù)本發(fā)明的另一示例實施例中，存在一種用于確定近似最佳抗蝕劑厚度的方法，該方法包括以下步驟使用第一涂覆程序提供涂覆有抗蝕劑薄膜的第一襯底，該抗蝕劑膜具有第一厚度；第一厚度接近最佳厚度的預(yù)定范圍的下限。測量第一厚度。使用第一涂覆程序，提供涂覆有抗蝕劑薄膜的第二襯底。在第二襯底上的抗蝕劑薄膜被曝光于UV輻射；測量接近抗蝕劑薄膜的光化波長的UV反射譜。作為反射譜周期性的函數(shù)，確定有效折射率?；谟行д凵渎?，確定在第二涂覆襯底上的抗蝕劑薄膜的擺動曲線的周期性。作為周期性的函數(shù)，確定最大值和最小值。
在根據(jù)本發(fā)明的又另一示例實施例中，存在一種用于確定近似最佳抗蝕劑厚度的方法。該方法包括提供包含簡單第一襯底的兩個晶片以及提供包含第二襯底的兩個晶片。包括簡單第一襯底的兩個晶片分別使用第一和第二涂覆程序被涂覆有抗蝕劑薄膜，該抗蝕劑薄膜分別具有接近最佳抗蝕劑厚度的預(yù)定范圍的上限和下限的第一厚度和第二厚度。測量該第一和第二厚度。使用第一和第二涂覆程序，給包括第二襯底的兩個晶片涂覆抗蝕劑薄膜。包括第二襯底的兩個晶片上的抗蝕劑薄膜被曝光于UV輻射；測量接近抗蝕劑薄膜的光化波長的第一和第二UV反射譜。擬合(fitted)第一和第二UV反射譜的正弦分量?；谒鶖M合的第一和第二UV反射譜的正弦分量，確定光化波長上的第一和第二有效折射率。分別使用第一和第二有效折射率，確定第一和第二擺動曲線的最小值和最大值。通過平均第一和第二擺動曲線的最小值和最大值來確定校正的最小值和最大值。
本發(fā)明的上面概述不是旨在表示本發(fā)明所公開的每個實施例或每個方面。在附圖和下面詳細描述中提供了其他方面和示例實施例。
結(jié)合附圖考慮本發(fā)明各個實施例的下面詳細描述可以更加完全地理解本發(fā)明，其中圖1A示出了薄膜對輻射照射襯底表面的入射的影響；圖1B示出了取決于抗蝕劑厚度的正弦曲線的示例，用于在248nm曝光的高數(shù)值孔徑(NA)環(huán)形照明；圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例用于計算平均預(yù)測的最大值和最小值的方法的流程圖；圖3說明從涂覆有不同厚度的抗蝕劑薄膜反射的UV反射譜；圖4描述了在曝光波長附近的UV反射譜；圖5說明了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例所確定的擺動曲線，用于測量SPR600裝置的擺動曲線的一個實例；圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的另一實施例用于預(yù)測在確定最佳抗蝕劑厚度中所使用的擺動曲線的周期性的方法的流程圖；圖7描述了涂覆在硅和柵疊層(stack)襯底上具有0.065μmAquatar的0.83μmOIR32HD的反射譜；圖8說明了圖7的反射譜的分析；圖9示出了來自各個晶片的反射頻譜的δ365的退化；圖10A示出了用于硅上的OIR32HD/Aquatar的預(yù)測和測量的擺動曲線；圖10B示出了用于柵疊層上的OIR32HD/Aquatar的預(yù)測和測量的擺動曲線；圖10C示出了用于PBL疊層上的SPR660的預(yù)測和測量的擺動曲線；圖10D示出了用于PBL疊層上的SPR660/Aquatar的預(yù)測和測量的擺動曲線；圖11描述了取決于標稱(nominal)0.35μm線和空間的模擬擺動曲線作為數(shù)值孔徑(NA)函數(shù)；以及圖12示出了擺動曲線峰值漂移作為對于標稱0.35μm的標稱線和空間的NA的函數(shù)。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明在確定適合于給定的光刻過程的抗蝕劑厚度是有用的。測量涂覆有抗蝕劑的晶片的UV反射譜。反射譜被用于提取有意義的參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)可以確定擺動曲線的周期性。
在根據(jù)本發(fā)明的示例實施例中，用于確定最佳抗蝕劑厚度的方法是基于測量接近抗蝕劑的光化波長的涂覆有抗蝕劑的晶片的紫外(UV)反射譜。UV反射譜允許提取用于確定擺動曲線周期性的參數(shù)。使用用于確定最佳抗蝕劑厚度的UV反射譜基本上減少了用于確定參數(shù)所使用的涂覆有抗蝕劑的晶片的數(shù)量。
在曝光于輻射的材料-抗蝕劑膜中的電場E(x，y，z)由下式給出
E(x,y,z)=E(x,y)τ12(e-12πn2z/λ+ρ12τD2e12πn2z/λ)1+ρ12ρ23τD2...(1)]]>其中E(x，y)是在材料表面上的入射平面波，ρ12＝(n1-n2)/(n1+n2)是反射系數(shù)，τ12＝2n1/(n1+n2)是透射系數(shù)，τD是材料的內(nèi)部透射度，k2＝2πn2/λ是傳播常數(shù)，nj＝nj-ikj是復(fù)折射率，n(λ)＝C1+C2/λ2+C3/λ4是用于折射率的柯西展開(Cauchy expansion)。
曝光強度與電場平方成比例。另外，平均強度與電場平方在抗蝕劑薄膜厚度上的積分除以該厚度的結(jié)果成比例。測量的反射譜在周期性上具有相同的功能相關(guān)性。因此，反射強度由下式給出I|=gf(cos(4πn2t/λ))...(2)]]>其中g(shù)是襯底和抗蝕劑薄膜的光學(xué)常數(shù)的函數(shù)，t是抗蝕劑薄膜厚度。反射譜的周期性是由cos(4πn2t/λ)給出。這在本領(lǐng)域中是眾所周知的，并且用于計算薄膜厚度。
下面是擺動曲線表達式的通用正弦特性，用于代表(standing)波強度的平方I∝cos(φ+δ)(3)其中φ≈4πnDλ[1-sin2θ2n2]]]>I＝在抗蝕劑厚度上取平均的平均強度n(λ)＝抗蝕劑折射率D＝抗蝕劑厚度λ＝波長φ＝入射角δ＝來自反射界面的相移在上面的方程中，項 校正以非法向角入射輻射的效應(yīng)。
方程式(3)預(yù)測由于抗蝕劑厚度D和波數(shù)1/λ引起的擺動曲線的正弦特性。如先前所提到的，具有給定抗蝕劑厚度的擺動曲線能夠?qū)е戮€寬變化，除非光化(或曝光)波長上的反射率最小化或者抗蝕劑厚度相對均勻。由于波數(shù)1/λ引起的紫外(UV)反射的正弦相關(guān)性是用于光學(xué)計算抗蝕劑厚度的基礎(chǔ)。參考圖7，圖7中的實線710示出了在裸硅上覆蓋具有0.83μmOIR32HD抗蝕劑的650A°AquatarII的UV反射頻譜。虛線720示出了覆蓋在柵疊層的0.83μmOIR32HD抗蝕劑上650A°AquatarII的UV反射譜。襯底是裸硅。注意隨波長有明顯的波動或擺動。
根據(jù)方程式3，我們期望在更加復(fù)雜的襯底上具有隨波數(shù)的正弦特性，而期望δ應(yīng)該取決于下面界面的反射率而變化。方程式(3)可以用作引導(dǎo)并且允許δ成為波數(shù)的二次函數(shù)δ＝δ0+δ1/λ+δ2/λ2(4)因此，如果測量可以被預(yù)測的涂覆晶片的反射譜，那么δ0，δ1和δ2原則上可以根據(jù)其周期性特性來回歸(regress)，假定抗蝕劑厚度已經(jīng)被測量以及抗蝕劑的折射率是通常所說的波長的函數(shù)。對于后者，假設(shè)Cauchy等式提供了波長與折射率相關(guān)的恰當表示n(λ)=n0+n2λ2+n4λ4...(5)]]>人們可以通過在曝光波長上估計φ和δ根據(jù)單個頻譜的周期性來預(yù)測擺動波曲線的周期性。換句話說，目標是利用來自單個晶片的反射譜以預(yù)測線寬對抗蝕劑厚度的局部極值。這個過程可以應(yīng)用于構(gòu)造各種薄膜疊層和感興趣的外形。
返回參考圖2，在根據(jù)本發(fā)明的示例實施例中，方法100用于確定抗蝕劑薄膜厚度。抗蝕劑分配器被編程以按第一預(yù)定厚度沉積抗蝕劑的涂層105。選擇抗蝕劑薄膜的厚度以接近最佳抗蝕劑厚度的預(yù)定范圍的下限。在一系列步驟10中，在第一晶片上按第一預(yù)定厚度(使用相同的涂覆程序)沉積抗蝕劑110。測量第一晶片上的抗蝕劑厚度115。抗蝕劑分配器被重編程以按第一所測量的厚度沉積抗蝕劑120。在第二晶片上，分配器按第一所測量的厚度涂覆晶片125。在獲得涂覆晶片之后，在接近光化波長的區(qū)域為給定的厚度(先前測量的厚度)測量UV反射譜140。對于測量的厚度，為測量的厚度提取有效折射率145。通過將反射譜的周期性擬合為余弦幅角(cosine argument)cos(4πn2t/λ)來確定這個有效折射率。使用接近光化波長的有效折射率，通過保持波長恒定和改變抗蝕劑薄膜厚度來確定抗蝕劑薄膜厚度的擺動曲線的周期性。預(yù)測對于測量厚度的有效折射率的周期性150。
通常期望額外的測量。需要額外測量155的用戶將編程分配器以沉積另一(第二或額外的)預(yù)定厚度的抗蝕劑的涂層160，該抗蝕劑薄膜具有接近預(yù)定范圍的上限的厚度。如同在步驟10的組中，步驟20的組包括在另一個第一晶片上以另一預(yù)定厚度沉積抗蝕劑165。在另一個第一晶片上測量抗蝕劑厚度170。抗蝕劑分配器被編程以按第二或額外的測量的厚度沉積抗蝕劑175。對于第二或額外的測量的厚度重復(fù)步驟140，145和150。如果不期望額外的測量155，則計算平均預(yù)測的最大值和最小值185。
對于兩個或多個抗蝕劑薄膜厚度，校正的最大值和最小值被確定作為從擺動曲線的周期性獲得的最大值和最小值的平均值。校正的最大值和最小值通過計算的在校正值和所計算的最大值和最小值之間的距離來加權(quán)。
在下面示例實施例中，為涂覆在襯底上的在0.8μm和0.9μm之間的SPR660確定最佳抗蝕劑厚度，該襯底包括1600 氮化硅、500 非晶硅、300 填充氧化物和硅的薄膜疊層。用抗蝕劑薄膜涂覆兩個裸硅晶片，該抗蝕劑薄膜具有分別接近用于最佳抗蝕劑厚度的預(yù)定范圍(在0.8μm和0.9μm之間)的上限和下限的厚度。一個抗蝕劑薄膜具有0.771μm的測量厚度并且另一個抗蝕劑薄膜具有0.880μm的測量厚度。使用相同的涂覆程序，其上包括薄膜疊層的兩個襯底分別被涂覆有厚度為0.771μm和0.880μm的抗蝕劑薄膜。
參考圖3，對于兩個襯底然后記錄了所示出的UV反射譜。曲線200是反射率v。波長描述了兩條曲線。第一曲線210是在厚度為0.896μm時測量的抗蝕劑薄膜。第二曲線220是在厚度為0.771μm時測量的抗蝕劑薄膜。
圖4示出了在光化波長附近對于涂覆有0.771μm抗蝕劑薄膜的襯底的所測量的UV反射譜300。曲線310示出了在光化波長上的實際測量值。曲線320示出了標準化的曲線。曲線330示出了在測量曲線310和標準化曲線320之間的最好擬合。
存在許多方法用于擬合反射譜的正弦分量。在這個示例所使用的方法中，從每個頻譜中提取最小值和最大值并且基于相鄰峰值，數(shù)據(jù)被局部縮放±1。通過迭代Cauchy折射率常數(shù)可以發(fā)現(xiàn)最好的擬合。返回參考圖4的曲線330，這在用于估計擺動曲線周期性所需要的光化波長上提供了有效折射率。表1示出了從分別涂覆有0.771μm和0.880μm的抗蝕劑薄膜的襯底所確定的有效折射率。
在根據(jù)反射譜確定在365nm曝光波長上的有效折射率之后，使用下面方程計算擺動曲線的周期性CD=A+Bcos(4πn365Efft/λ)...(6)]]>因此，余弦幅角的峰值和谷值被預(yù)測為擺動曲線的最小值和最大值。
圖5示出了預(yù)測的與實際測量的擺動曲線400的比較。從0.771μm厚抗蝕劑薄膜反射的UV頻譜420更加精確地預(yù)測在0.783μm上的最大值，而從0.880μm厚抗蝕劑薄膜反射的UV頻譜430更加精確地預(yù)測在0.880μm上的第二最大值。通常，抗蝕劑薄膜厚度越接近預(yù)測的最小值或最大值410，則預(yù)測越好。因此，在預(yù)定范圍的端點確定有效折射率。校正的最小值和最大值然后被計算為兩個預(yù)測值之間的平均值，并且校正的最小值和最大值與他們距所述預(yù)測值的相對距離相反地被加權(quán)。表2概述了期望的抗蝕劑厚度范圍的預(yù)測值、加權(quán)因數(shù)和測量的最小值和最大值。
在另一示例實施例中，分析多于兩個的抗蝕劑薄膜厚度，用于預(yù)測擺動曲線的最大值和最小值，從而產(chǎn)生更加精確的預(yù)測值。例如，可以分析預(yù)定范圍的端點上的抗蝕劑薄膜厚度和接近最佳厚度的一個厚度。用上述方法能夠容易地實現(xiàn)對多于兩個的抗蝕劑薄膜厚度的分析，在該方法中對加權(quán)程序進行了一些微小修改。
在根據(jù)本發(fā)明的另一示例實施例中，可以通過在曝光波長上估計φ和δ根據(jù)單個頻譜的周期性來預(yù)測(晶片襯底上的)擺動曲線的周期性。如先前提到的，如果涂覆晶片的反射率已知，則δ0，δ1和δ2可以根據(jù)其周期性特性來回歸(regress)，假定抗蝕劑厚度已經(jīng)被測量并且折射率(η)為通常所說的波長(λ)的函數(shù)。
參考圖6，在過程600中，獲得數(shù)據(jù)從而為給定的抗蝕劑和襯底組合預(yù)測擺動曲線的周期性。抗蝕劑分配器被編程以按預(yù)定厚度沉積光致抗蝕劑的涂層605。該預(yù)定厚度取決于特定處理參數(shù)，例如襯底是否經(jīng)歷前端或后端處理，例如聚硅曝光和蝕刻或金屬曝光和蝕刻。在設(shè)置分配器之后，預(yù)定厚度的抗蝕劑被沉積在第一晶片上610。測量第一晶片上沉積的抗蝕劑的厚度615?？刮g劑分配器被再編程以在測量的厚度上沉積抗蝕劑620。在第二襯底上，按所測量厚度在第二襯底上沉積抗蝕劑的涂層625。根據(jù)所涂覆的第二晶片，用戶推導(dǎo)出用于測量的抗蝕劑厚度的反射譜630。根據(jù)反射譜，根據(jù)在涂覆的第二晶片上的反射譜的周期性來預(yù)測擺動曲線周期性635。
在示例實施例中，在對圖6列出的過程進行試驗分析中，在UV1050(KLA-Tencor，Santa Clara，CA)上測量UV反射頻譜。這個工具被設(shè)計以使用具有相對低強度從210nm至300nm的汞(Hg)燈源來測量薄膜厚度。為了避免在這個狀態(tài)中與噪聲相關(guān)的誤差，這個研究被限于365nm(I-線)。兩個“I-線”抗蝕劑，SPR660(Shipley，MarlboroughMA)和OIR32HD(Arch Chemical，Providence，RI)被使用。注意，原則上根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)被用于表征任何波長上的擺動曲線，假定反射譜可以被精確地測量。
表3概述了在這個研究中使用的兩個抗蝕劑和三個襯底的組合。在表3中，PBL(Poly Buffer LOCOS-硅的局部氧化)晶片沒有形成圖案，而柵疊層晶片有定義擴散井。在這個特征中使用的通常方法是以可變旋轉(zhuǎn)速度涂覆兩組晶片。一組晶片是用于測量抗蝕劑厚度的裸硅，而第二組晶片是被完全處理的晶片(PBL或柵疊層)。在涂覆之后，在每個晶片的中心測量反射譜。注意當測量反射率時，沒有形成圖案的晶片不需要圖案識別。然而，柵疊層晶片的反射率在有效區(qū)域上0.3mm×0.3mm poly中利用圖案識別來測量，在該有效區(qū)域上柵極結(jié)構(gòu)將被成像。這個區(qū)域比反射計的光斑尺寸大得多。晶片在佳能I4分檔器(佳能，美國，Santa Clara，0.63數(shù)值孔徑，0.65部分相干性)上被曝光并且顯影在DNS80B(DNS電子設(shè)備，Santa Clara CA)顯影器上。在KLA8100(KLA，Santa Clara，CA)上進行線寬測量。
表3.是用于反射率和線寬擺動曲線分析的系統(tǒng)
在裸硅晶片上測量對于所有晶片的抗蝕劑厚度，包括具有AquatarII TARC(頂部抗反射涂層)的抗蝕劑厚度，僅僅假定抗蝕劑作為薄膜疊層。通過涂覆沒有頂涂覆的硅上晶片來確定TARC對所測量的抗蝕劑厚度的光學(xué)效應(yīng)，利用與TARC相同的涂覆程序?qū)ν扛驳囊粋€進行測量和比較。注意，在合適的時候，對于TARC對測量的影響，已經(jīng)校正了在這個論文中報告的所有抗蝕層厚度，并參考了在裸硅上的測量值。
包括參數(shù)提取的所有計算是利用MICROSOFT EXCEL處理的。VISUAL BASIC宏被寫入以便于數(shù)據(jù)分析。然而，也可以使用任何其他合適分析工具?；痉椒ㄊ沁^濾UV反射譜以排除0.3-0.47μm波長之外的數(shù)據(jù)。三次樣條被用于內(nèi)插并且將反射數(shù)據(jù)從波長λ的函數(shù)變換到波數(shù)λ-1的函數(shù)，因為理論的擺動曲線在后者是周期性的(見方程3)。其中出現(xiàn)局部最小值和最大值的波數(shù)被確定并且用于將反射數(shù)據(jù)規(guī)一化為±1。通過調(diào)整δ0，δ1和δ2以及假定法向入射輻射
使這個規(guī)一化反射譜擬合為方程1。圖8示出了對在圖7顯示的柵疊層反射數(shù)據(jù)利用TARC的OIR32HD的結(jié)果。
對于在這個研究所使用的所有56個晶片提取δ0，δ1和δ2的值，該研究允許獨立測量δ365。根據(jù)方程3，δ365應(yīng)該僅僅取決于下覆蓋或上覆蓋(即，TARC)抗蝕劑的薄膜反射率并且與抗蝕劑厚度無關(guān)。圖9示出了繪制的所有晶片比抗蝕劑厚度的δ365。圖900描述了表4中所述的四個曲線(910，920，930，940)。4個薄膜疊層的每一個顯示了固有的δ365，它沒有示出抗蝕劑厚度相關(guān)性的事實。在表4中也概述了這些數(shù)據(jù)。由于晶片到晶片厚度上的或任何薄膜的光學(xué)特性的稍微差值，所以相同薄膜疊層的δ365有變化。
一旦確定了δ0，δ1和δ2，假定正入射，為每個所測量的頻譜計算cos(φ+δ)λ＝0.365。圖10A-10D示出了根據(jù)所測量的線寬交繪(cross-plotted)的每個晶片的擺動曲線預(yù)測。在圖10A中，利用擺動曲線預(yù)測1010繪制測量的線寬1005。同樣，在圖10B中，利用擺動曲線預(yù)測1020繪制測量的線寬1015。類似地，在圖10C中，利用擺動曲線預(yù)測1030繪制測量的線寬1025。在圖10D中，利用擺動曲線預(yù)測1040繪制測量的線寬1035。注意每個曲線是相關(guān)擺動曲線的獨立預(yù)測。通常，在相同襯底上的預(yù)測允許在±0.0045μm內(nèi)。表5概述了對比的局部最小值和最大值的預(yù)測，基于線寬測量與抗蝕劑厚度進行估計。在除了一種情況(在PBL上的SPR660/Aquatar)之外的所有情況中，預(yù)測極值把測量值分類。然而，應(yīng)該注意的是，在PBL上的SPR660/Aquatar擺動曲線相對有噪聲，因此預(yù)測和實際極值之間的一致性明顯比圖10D所示的好。
根據(jù)方程3，擺動曲線取決于入射角。注意UV1050測量在接近法向入射上的反射率，然而，根據(jù)以角度范圍為±sin-10.63＝±41照射晶片的光來限義分檔器圖案。由于根據(jù)入射角的不同分布成像不同光刻特性，所以通過使用方程(3)不容易計算校正。然而，可以使用模擬來推導(dǎo)出這個校正，因為它本質(zhì)上是純光學(xué)的。該方法僅僅使用光刻模型軟件，例如PROLITH，以比所使用的實際NA低的NA預(yù)測硅上一般抗蝕劑的擺動曲線。注意，由于我們對由NA引起的峰值漂移感興趣，所以抗蝕劑和襯底光學(xué)特性應(yīng)該對這些結(jié)果影響很小。
相反，比較實施例2-1的潤滑劑含有二硫代磷酸鋅和一種硫酸鈣去污劑，在10分鐘后和30分鐘后均表現(xiàn)出高磨擦系數(shù)，不能很好地保持磨擦系數(shù)。參考實施例2-1的潤滑劑含有含硫金屬去污劑和甘油單油酯，表現(xiàn)出足夠低的磨擦系數(shù)，但30分鐘后觀察到磨擦系數(shù)增加，表明不能很好地保持低磨擦特性。
與普通鋼墊片和比較實施例2-1的潤滑劑所獲得磨擦轉(zhuǎn)矩相比，當使用DLC涂膜墊片和含有一種無硫金屬去污劑的實施例2-3的潤滑劑時，獲得了極優(yōu)越的磨擦轉(zhuǎn)矩降低率，即高溫、低轉(zhuǎn)速條件下約為19％，低溫、高轉(zhuǎn)速條件下約為7％。
實施例3-1至3-2、參考實施例3-1和比較實施例3-1潤滑劑組分的制備表4表示根據(jù)本發(fā)明的實施例3-1至3-2的潤滑劑和參考實施例3-1及比較實施例3-1的潤滑劑制備比較。獲得的潤滑劑進行檢查(1)與實施例2-1同樣方式的SRV磨擦檢查，用與表1和圖1所示實施例1-1中所用類似試驗件和系統(tǒng)；(2)發(fā)動機運轉(zhuǎn)磨擦檢查；和(3)低磨擦特性保持作業(yè)檢查。結(jié)果表示在表4中。
權(quán)利要求
1.一種用于確定近似最佳抗蝕劑厚度的方法(100)，包括以下步驟a)提供使用第一涂覆程序(105)涂覆有抗蝕劑薄膜的第一襯底(110)，該抗蝕劑薄膜具有第一厚度；b)測量第一厚度(115)；c)提供使用所述第一涂層程序涂覆有抗蝕劑薄膜的第二襯底(120)；d)將第二襯底(125)上的抗蝕劑薄膜曝光于輻射并且測量接近該抗蝕劑薄膜的光化波長的反射譜；e)確定作為該反射譜周期性的函數(shù)的有效折射(140，145)率；f)基于該有效折射率，確定涂覆在第二襯底上的抗蝕劑薄膜的擺動曲線(150)的周期性；g)確定作為周期性的函數(shù)的最大值和最小值(185)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括以下步驟h)使用第二涂覆程序(20)重復(fù)步驟a)至g)，用于提供具有第二厚度的抗蝕劑薄膜；i)確定作為它們相應(yīng)周期性的函數(shù)的平均最大值和最小值(185)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中第一襯底包括簡單襯底。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中第一襯底包括硅。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中第一厚度被選擇以接近最佳抗蝕劑厚度的預(yù)定范圍的下限。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中第二厚度被選擇以接近最佳抗蝕劑厚度的預(yù)定范圍的上限。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中步驟e)反射譜的周期性被擬合為cos(4πnEfft/λ)，nEff是有效折射率，t是抗蝕劑薄膜的厚度，λ是輻射的波長。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中輻射包括UV輻射。
9.一種用于確定近似最佳抗蝕劑厚度的方法，包括以下步驟a)提供使用第一涂覆程序涂覆有抗蝕劑薄膜的第一襯底，該抗蝕劑薄膜具有第一厚，該第一厚度度接近最佳厚度的預(yù)定范圍的下限；b)測量第一厚度；c)提供使用所述第一涂覆程序涂覆有抗蝕劑薄膜的第二襯底；d)將第二襯底上的抗蝕劑薄膜曝光于UV輻射并且測量接近該抗蝕劑薄膜的光化波長的UV反射譜；e)確定作為反射譜周期性的函數(shù)的有效折射率；f)基于該有效折射率，確定涂覆在第二襯底上的抗蝕劑薄膜的擺動曲線的周期性；g)確定作為周期性的函數(shù)的最大值和最小值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，還包括以下步驟g)使用第二涂覆程序重復(fù)步驟a)至f)，用于提供具有第二厚度的抗蝕劑薄膜，第二厚度接近最佳厚度的預(yù)定范圍的上限；以及h)確定作為它們相應(yīng)周期性的函數(shù)的平均最大值和最小值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中第一襯底包括簡單襯底。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中第一襯底包括硅。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中步驟e)UV反射譜的周期性被擬合為cos(4πnEfft/λ)，nEff是有效折射率，t是抗蝕劑薄膜的厚度，λ是輻射的波長。
14.一種用于確定近似最佳抗蝕劑厚度的方法，包括提供包括簡單第一襯底的兩個晶片；提供包括第二襯底的兩個晶片；使用第一和第二涂覆程序，給所述包括第一襯底的兩個晶片涂覆分別具有第一厚度和第二厚度的抗蝕劑薄膜，該第一厚度和第二厚度分別接近最佳抗蝕劑厚度的預(yù)定范圍的上限和下限；測量第一和第二厚度；使用第一和第二涂覆程序，給包括第二襯底的兩個晶片涂覆抗蝕劑薄膜；將在包括第二襯底的兩個晶片上的抗蝕劑薄膜曝光于UV輻射并且測量接近該抗蝕劑薄膜的光化波長的第一和第二UV反射譜；擬合第一和第二UV反射譜的正弦分量；基于所擬合的第一和第二UV反射譜的正弦分量，確定在光化波長上的第一和第二有效折射率；分別使用第一和第二有效折射率確定第一和第二擺動曲線的最小值和最大值；以及通過平均第一和第二擺動曲線的最小值和最大值來確定校正的最小值和最大值。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中第一襯底包括硅。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中UV反射譜的周期性被擬合為cos(4πnEfft/λ)，nEff是有效折射率，t是抗蝕劑薄膜的厚度，λ是輻射的波長。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中通過迭代有效折射率的Cauchy展開來找到最好的擬合。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中校正的最小值和最大值與它們的距所確定的最小值和最大值的相對距離相反地被加權(quán)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中預(yù)定范圍在在0.8μm-0.9μm之間。
20.一種用于確定晶片襯底上抗蝕劑薄膜的近似最佳厚度的方法(600)，包括以下步驟在第一晶片襯底的預(yù)定厚度上沉積抗蝕薄膜(605，610，615，620，625)；將抗蝕劑薄膜曝光于輻射并且測量接近抗蝕劑薄膜的光化波長的反射(630)譜，反射頻譜具有周期性；以及根據(jù)反射譜的周期性來預(yù)測擺動曲線(635)的周期性。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中擺動曲線的周期性是輻射入射角、偏離晶片襯底內(nèi)的反射界面的相移、曝光波長以及抗蝕劑薄膜的厚度的函數(shù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中根據(jù)波數(shù)的二次函數(shù)回歸偏離晶片襯底內(nèi)的反射界面的相移，其中δ＝δ0+δ1/λ+δ2/λ2。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中波長取決于折射率，其中通過有效折射率的Cauchy展開的回歸來定義有效折射率，n(λ)=n0+n2λ2+n4λ4.]]>
全文摘要
在一個示例實施例中，存在一種用于確定近似最佳抗蝕劑厚度的方法(600)，包括提供使用第一涂覆程序涂覆有抗蝕劑薄膜的第一襯底(605，610)，該抗蝕劑薄膜具有第一厚度。測量抗蝕劑的第一厚度(615，620)。提供第二襯底(625)并且使用第一涂覆程序給第二襯底涂覆抗蝕劑薄膜。第二襯底上的抗蝕劑薄膜曝光于輻射。測量接近抗蝕劑薄膜的光化波長的反射譜(630)。作為反射譜周期性的函數(shù)，確定有效折射率?；谠撚行д凵渎?，確定涂覆在第二襯底上的抗蝕劑薄膜的擺動曲線的周期性(635)。最大值和最小值被確定為周期性的函數(shù)。
文檔編號G03F7/26GK1864101SQ200480029338
公開日2006年11月15日 申請日期2004年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月8日
發(fā)明者D·齊格爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司