專利名稱：測量曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件測試的方法，尤其涉及一種測量曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的方法。
背景技術(shù)：
隨著集成電路制造工藝中器件的尺寸越來越小，對于光刻工藝的要求也越來越 高。目前，一般都是通過縮小曝光光源的曝光波長來達(dá)到曝出更小尺寸圖形的目的。然而， 這種僅僅借由縮小曝光波長的方式，通常會出現(xiàn)光刻分辨率不足的問題。因此，為了使光刻 工藝符合半導(dǎo)體器件發(fā)展的要求，同樣需要對曝光機(jī)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。曝光機(jī)Scanner)，作為半導(dǎo)體制程(kmi-conductor Process)中重要的生產(chǎn)用 機(jī)臺，主要用于微影(Litho)制程。一般而言，其與涂布顯影機(jī)(Track)共同使用，完成微 影制程中的圖像形成步驟。在半導(dǎo)體器件的制作工藝中，曝光機(jī)在最佳的聚焦點(diǎn)曝光對于形成光刻膠圖形是 非常重要的。特別是隨著線寬的不斷縮小，工藝窗口越來越小，尋找最佳的聚焦點(diǎn)曝光變得 越來越重要。但是，曝光機(jī)的最佳聚焦點(diǎn)會不斷漂移，為了工藝的穩(wěn)定，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控曝光 機(jī)的最佳聚焦點(diǎn)?，F(xiàn)有測量曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的方法如圖1至圖3所示，首先參見圖1，通過曝光機(jī)的曝 光，在晶圓10表面的光刻膠層上形成曝光聚焦點(diǎn)矩陣，并得到各曝光聚焦點(diǎn)的對應(yīng)焦距f\、f2、f3......f > fn+1o如圖2所示，測量各曝光聚焦點(diǎn)的線寬，得到焦距為的曝光聚焦點(diǎn)線寬為OT1、焦距為f2的曝光聚焦點(diǎn)線寬OT2、焦距為f3的曝光聚焦點(diǎn)線寬OT3......焦距為fn的曝光聚焦點(diǎn)線寬CDn、焦距為fn+1的曝光聚焦點(diǎn)線寬CDn+1。參考圖3，根據(jù)焦距與線 寬的關(guān)系得到一曲線，其中線寬最小處的曝光聚焦點(diǎn)為曝光機(jī)最佳聚焦點(diǎn)。上述測量曝光機(jī)最佳聚焦點(diǎn)的方法，由于測量點(diǎn)多，造成測量時(shí)間過長，測量效率 降低；另外，對于曝光機(jī)聚焦點(diǎn)漂移過大的情況同樣不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種測量曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的方法，防止測量時(shí)間過長，且 無法發(fā)現(xiàn)曝光機(jī)聚焦點(diǎn)漂移過大的情況。為解決上述問題，本發(fā)明一種測量曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的方法，包括提供具有套刻標(biāo)記 的光掩模版，所述套刻標(biāo)記具有至少兩個(gè)相互平行的線條；在任一線條的外邊緣形成位移 線條，與該線條組成測試線條，所述位移線條與外邊緣等長；將光掩模板上的套刻標(biāo)記轉(zhuǎn)移 至光刻膠層上，形成套刻標(biāo)記圖形，所述套刻標(biāo)記圖形包含測試線條圖形；測量套刻值，所 述套刻值為測試線條圖形的中心點(diǎn)至相鄰平行的線條圖形中心點(diǎn)之間的距離減去相對的 兩條互相平行的線條圖形中心點(diǎn)距離的差；根據(jù)位移線條添加至不同位置，得到的套刻值 與其對應(yīng)的曝光聚焦點(diǎn)的關(guān)系，建立數(shù)據(jù)庫；通過曝光機(jī)將光掩模版上的任意圖形轉(zhuǎn)移至 晶圓上后，測量得到互相平行的圖形間的套刻值；根據(jù)計(jì)算得到的圖形間套刻值以及數(shù)據(jù) 庫內(nèi)的數(shù)據(jù)值，得到曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的焦距。3
可選的，所述套刻值與其對應(yīng)的曝光聚焦點(diǎn)的關(guān)系為Δ =aXf+b，其中Δ為套刻 值，a為斜率，b為截距，f為焦距?？蛇x的，通過建立數(shù)據(jù)庫，計(jì)算得到a和b值?？蛇x的，所述套刻標(biāo)記中各線條的線寬一致?？蛇x的，所述套刻標(biāo)記由多組包圍成方形的線條組構(gòu)成，且一組線條組包套另一 組線條組。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)根據(jù)測量套刻標(biāo)記的套刻值與焦距的關(guān) 系，建立數(shù)據(jù)庫；并根據(jù)其中的數(shù)據(jù)及光刻膠層上圖形間的套刻值能直接計(jì)算半導(dǎo)體器件 制造工藝中曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的值，測量時(shí)間短，效率高；且對于曝光機(jī)聚焦點(diǎn)漂移過大的情況 能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。另外，通過測量套刻標(biāo)記的套刻值與焦距的關(guān)系，建立數(shù)據(jù)庫，計(jì)算精度高。


圖1至圖3是現(xiàn)有測量曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的示意圖；圖4是本發(fā)明測量曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的具體實(shí)施方式
流程圖；圖5至圖7是本發(fā)明測量曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)有測量曝光機(jī)最佳聚焦點(diǎn)的方法，由于測量點(diǎn)多，造成測量時(shí)間過長，測量效率 降低；另外，對于曝光機(jī)聚焦點(diǎn)漂移過大的情況同樣不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。本發(fā)明根據(jù)測量套刻標(biāo) 記的套刻值與焦距的關(guān)系，建立數(shù)據(jù)庫；并根據(jù)其中的數(shù)據(jù)及光刻膠層上圖形間的套刻值 能直接計(jì)算半導(dǎo)體器件制造工藝中曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的值，測量時(shí)間短，效率高；且對于曝光機(jī) 聚焦點(diǎn)漂移過大的情況能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。另外，通過測量套刻標(biāo)記的套刻值與焦距的關(guān)系，建立 數(shù)據(jù)庫，計(jì)算精度高。圖4是本發(fā)明測量曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的具體實(shí)施方式
流程圖。如圖4所示，執(zhí)行步驟 S11，提供具有套刻標(biāo)記的光掩模版，所述套刻標(biāo)記具有至少兩個(gè)相互平行的線條；執(zhí)行步 驟S12，在任一線條的外邊緣形成位移線條，與該線條組成測試線條，所述位移線條與外邊 緣等長；執(zhí)行步驟S13，將光掩模板上的套刻標(biāo)記轉(zhuǎn)移至光刻膠層上，形成套刻標(biāo)記圖形， 所述套刻標(biāo)記圖形包含測試線條圖形；執(zhí)行步驟S14，測量套刻值，所述套刻值為測試線條 圖形的中心點(diǎn)至相鄰平行的線條圖形中心點(diǎn)之間的距離減去相對的兩條互相平行的線條 圖形中心點(diǎn)距離的差；執(zhí)行步驟S15，根據(jù)位移線條添加至不同位置，得到的套刻值與其對 應(yīng)的曝光聚焦點(diǎn)的關(guān)系，建立數(shù)據(jù)庫；執(zhí)行步驟S16，通過曝光機(jī)將光掩模版上的任意圖形 轉(zhuǎn)移至晶圓上后，測量得到互相平行的圖形間的套刻值；執(zhí)行步驟S17，根據(jù)計(jì)算得到的圖 形間套刻值以及數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)值，得到曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的焦距。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。結(jié)合圖4、圖5、圖6和圖7對本發(fā)明測量曝光機(jī)聚焦點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)闡述。結(jié)合圖4步驟Sll和圖5所示，提供具有套刻標(biāo)記20的光掩模版，所述套刻標(biāo)記 20具有至少兩個(gè)相互平行的線條。所述套刻標(biāo)記20用于曝光機(jī)進(jìn)行光刻過程中，與晶圓進(jìn)行機(jī)械位置調(diào)整。所述套刻標(biāo)記20可以由多組包圍成方形的線條組構(gòu)成，且一組線條組包套另一組線條組。另外，一組線條組中相對的兩個(gè)線條互相平行，如圖5中最內(nèi)層的線條組中線條 106與線條108平行；且包圍內(nèi)層線條組的一組線條組中的線條100與線條104互相平行， 與線條106和線條108也平行。本實(shí)施例中，套刻標(biāo)記中各線條的線寬一致。再結(jié)合圖4步驟S12和圖5，在任一線條104的外邊緣形成位移線條102，與該線 條104組成測試線條105，所述位移線條102與外邊緣等長。如上所述，添加位移線條的規(guī)則在于在任意一組線條組中的任一線條，例如線條 104的外邊緣加一緊貼該外邊緣的位移線條102，其長度與所緊貼的外邊緣的長度一致。加位移線條102的原理為在光掩模版上的線條，如果在其中一邊添加一位移線 條，那么在該線條的空間影像在偏正的聚焦點(diǎn)時(shí)會向位移線條方向移動(dòng)，反之則向偏離位 移線條方向移動(dòng)。結(jié)合圖4步驟S13和圖6，將圖5所示光掩模板上的套刻標(biāo)記100轉(zhuǎn)移至光刻膠層 200上，形成由線條圖形204和測試線條圖形205組成的套刻標(biāo)記圖形。具體光刻步驟如下將帶有光刻膠層200的晶圓與圖5中帶有套刻標(biāo)記100的光 掩模版置于曝光機(jī)內(nèi)，經(jīng)過曝光顯影工藝后，將光掩模版上的圖形轉(zhuǎn)移至光刻膠層200上， 形成所需可測量的線條圖形及測試線條圖形205。結(jié)合圖4步驟S14和圖6，測量套刻值，所述套刻值為測試線條圖形205的中心 點(diǎn)至相鄰平行的線條圖形201中心點(diǎn)之間的距離\減去相對的兩條互相平行的線條圖形 202,204中心點(diǎn)距離的差。結(jié)合步驟S15和圖7，根據(jù)位移線條添加至不同位置，得到的套刻值與其對應(yīng)的曝 光聚焦點(diǎn)的關(guān)系，建立數(shù)據(jù)庫。本實(shí)施例中，所述套刻值與其對應(yīng)的曝光聚焦點(diǎn)的關(guān)系為Δ =aXf+b，其中Δ為 套刻值，a為斜率，b為截距，f為焦距。通過建立數(shù)據(jù)庫，計(jì)算得到a和b值。根據(jù)曝光機(jī)臺設(shè)置的曝光聚焦點(diǎn)的焦距與經(jīng)過該曝光條件得到的套刻標(biāo)記的 套刻值A(chǔ)1 ；根據(jù)曝光機(jī)臺設(shè)置的曝光聚焦點(diǎn)的焦距f2與經(jīng)過該曝光條件得到的套刻標(biāo)記的套刻值Δ2;......根據(jù)曝光機(jī)臺設(shè)置的曝光聚焦點(diǎn)的焦距fn_i與經(jīng)過該曝光條件得到的套刻標(biāo)記的套刻值A(chǔ)lri ；根據(jù)曝光機(jī)臺設(shè)置的曝光聚焦點(diǎn)的焦距fn與經(jīng)過該曝光條件 得到的套刻標(biāo)記的套刻值Δη(η為自然數(shù))。通過對各次設(shè)置的曝光聚焦點(diǎn)的焦距f與所 得到的套刻值Δ的關(guān)系，建立圖7所示的關(guān)系圖，即數(shù)據(jù)庫；并通過計(jì)算得到關(guān)系式Δ = aXf+b中斜率a和截距b的具體值。參考圖4步驟S16，通過曝光機(jī)將光掩模版上的任意圖形轉(zhuǎn)移至晶圓上后，測量得 到互相平行的兩圖形間的套刻值。在實(shí)際工藝中，為了實(shí)時(shí)監(jiān)控測量曝光機(jī)的聚焦點(diǎn)，在將任意半導(dǎo)體圖形轉(zhuǎn)移至 晶圓的光刻膠層上后，測量任意兩個(gè)互相平行的圖形間的套刻值。參考圖4步驟S17和圖7，根據(jù)計(jì)算得到的圖形間套刻值以及數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)值， 得到曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的焦距。本實(shí)施例中，根據(jù)計(jì)算得到的互相平行的兩圖形間套刻值、套刻值與其對應(yīng)的曝 光聚焦點(diǎn)的關(guān)系為Δ = aXf+b、以及數(shù)據(jù)庫內(nèi)得到的a和b值，得到曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的焦距。根據(jù)工藝中測得的任意兩個(gè)互相平行的圖形間的套刻值，再利用圖7的套刻值與其對應(yīng)的曝光聚焦點(diǎn)的關(guān)系圖中得到的關(guān)系式Δ = aXf+b以及得到的a和b值，可以計(jì) 算出曝光機(jī)在此工藝中的聚焦點(diǎn)的焦距f。 本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保 護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種測量曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的方法，其特征在于，包括提供具有套刻標(biāo)記的光掩模版，所述套刻標(biāo)記具有至少兩個(gè)相互平行的線條；在任一線條的外邊緣形成位移線條，與該線條組成測試線條，所述位移線條與外邊緣 等長；將光掩模板上的套刻標(biāo)記轉(zhuǎn)移至光刻膠層上，形成套刻標(biāo)記圖形，所述套刻標(biāo)記圖形 包含測試線條圖形；測量套刻值，所述套刻值為測試線條圖形的中心點(diǎn)至相鄰平行的線條圖形中心點(diǎn)之間 的距離減去相對的兩條互相平行的線條圖形中心點(diǎn)距離的差；根據(jù)位移線條添加至不同位置，得到的套刻值與其對應(yīng)的曝光聚焦點(diǎn)的關(guān)系，建立數(shù) 據(jù)庫；通過曝光機(jī)將光掩模版上的任意圖形轉(zhuǎn)移至晶圓上后，測量得到互相平行的圖形間的 套刻值；根據(jù)計(jì)算得到的圖形間套刻值以及數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)值，得到曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的焦距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述測量曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的方法，其特征在于，所述套刻值與其對應(yīng) 的曝光聚焦點(diǎn)的關(guān)系為Δ =aXf+b，其中Δ為套刻值，a為斜率，b為截距，f為焦距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述測量曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的方法，其特征在于，通過建立數(shù)據(jù)庫，計(jì)算 得到a和b值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述測量曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的方法，其特征在于，所述套刻標(biāo)記中各線 條的線寬一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述測量曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的方法，其特征在于，所述套刻標(biāo)記由多組 包圍成方形的線條組構(gòu)成，且一組線條組包套另一組線條組。
全文摘要
一種測量曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的方法，包括提供具有套刻標(biāo)記的光掩模版，所述套刻標(biāo)記具有至少兩個(gè)相互平行的線條；在任一線條的外邊緣形成位移線條，與該線條組成測試線條，所述位移線條與外邊緣等長；將光掩模板上的套刻標(biāo)記轉(zhuǎn)移至光刻膠層上，形成套刻標(biāo)記圖形，所述套刻標(biāo)記圖形包含測試線條圖形；測量套刻值；根據(jù)位移線條添加至不同位置，得到的套刻值與其對應(yīng)的曝光聚焦點(diǎn)的關(guān)系，建立數(shù)據(jù)庫；通過曝光機(jī)將光掩模版上的任意圖形轉(zhuǎn)移至晶圓上后，測量得到互相平行的兩圖形間的套刻值；根據(jù)計(jì)算得到的圖形間套刻值以及數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)值，得到曝光機(jī)聚焦點(diǎn)的焦距。本發(fā)明測量時(shí)間短，效率高。
文檔編號G03F7/20GK102043343SQ20091020543
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者劉志成, 張辰明, 楊要華, 胡駿 申請人:無錫華潤上華半導(dǎo)體有限公司, 無錫華潤上華科技有限公司