測量曝光機臺焦距偏移量的方法
2023-06-07 19:26:11 1
專利名稱：測量曝光機臺焦距偏移量的方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體製備中曝光機臺焦距偏移量的測量方法。
背景技術：
在半導體器件製造過程中，光刻工藝是一個中要的流程。隨著線寬(也
稱CD)越來越小，需要降低光源的波長，提高NA (是指曝光機鏡片系統 的數值孔徑的數值)來增加解析解析度，而這就會導致光刻DOF (景深) 的減小，因此對於曝光機臺焦距偏移的監測和控制，要求也越來越嚴格。 目前測量曝光機臺的焦距偏移量的方法，大都是利用測量在一片矽片 上，以不同焦距在矽片上不同位置曝光，然後得到曝光圖形的特徵尺寸和 焦距的變化曲線，進而得到曲線頂點的變化，來測量曝光機臺焦距的變化
然而這種方法的缺點在於，在一組CD-能量-焦距的曲線(見圖l)中， CD對曝光的能量是比較敏感的；而對焦距的變化，CD的變化是比較遲鈍 的在曲線的峰值(常稱最佳的焦距)附近，CD的變化是非常平緩的， 而在離峰值較遠處，CD變化比較大，但是這往往是以矽片上曝光的圖形 的輪廓(pattern profile)的變化為代價的，如果測量的圖案中有一個 圖形的輪廓比較差而導致的特徵尺寸量測出現異常，那麼就會導致整條曲 線頂點的異常漂移，而焦距的測量也就會發生異常。故上述測量曝光機臺 焦距偏移的方法，其靈敏度不很高，且容易有異常測量。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種測量曝光機臺焦距偏移量的方 法，其能提高測量結果的準確性。
為解決上述技術問題，本發明的測量曝光機臺焦距偏移量的方法，該 方法包括如下步驟
(1) 在曝光機臺正常工作的狀態下，入射光對矽片進行曝光，得第一 次曝光圖形；後續可以用刻蝕的方法將對準標記和量測標記等圖形固化在 矽片表面；
(2) 用對矽片運動平臺傾斜的入射光對步驟(1)中得到的矽片進行 第二次曝光，得第二次曝光圖形；
(3) 測量兩次曝光圖形的偏移量，去除機臺本身的偏移量，結合光 的傾斜度，計算出曝光機臺焦距的偏移量。
本發明的方法對曝光機臺焦距偏移量的測量是非常準確的，因此在合 適的二次曝光入射光傾角條件下，利用本發明的方法可以較準確的測量出 曝光機臺焦距的偏移量，用於對焦距進行校正。
下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明
圖1為現有技術中焦距變化的測量方法示意圖2為本發明的曝光機臺焦距偏移量的測量方法示意圖3為本發明的測量方法流程圖。
具體實施例方式
本發明的測量方法，利用曝光時曝光的主光軸和矽片平臺(曝光時矽片被放置在該平臺上)運動方向的不垂直時，矽片在不同焦距下曝光，圖 案會產生水平偏移的原理，來測量曝光機臺焦距的偏移量。
圖2為本發明的測量方法的原理示意圖，入射光的傾斜度為e ，在不 同的焦距下曝光，第一次曝光圖形和第二次曝光圖形偏移量為s，而曝光
機臺的焦距偏移量為A F，已知9和S的情況下，可根據下式求得△ F:
tan9=S/AF+ AF=S/tan9 利用上述原理，本發明的測量曝光機臺焦距偏移量的方法，包括以下 步驟
(1) 首先在曝光機臺正常工作的狀態下，在某個焦距下(只要是能 正常光刻的焦距即可)，對矽片進行曝光，得到第一次曝光的圖形，該圖 形有光刻對準標記線或光刻套刻標記中的前層圖形，在具體操作中，用刻 蝕的方法將對準標記和量測標記等圖形固化在矽片表面，該矽片可以作為 一個檢測片。
(2) 當曝光機臺焦距有偏移時，可以是按原有的參數對步驟(1)中 製備的矽片進行第二次曝光，且將曝光光軸和矽片運動平面設置為傾斜 的，傾斜角為e ，得到對準標記的第二層；
(3) 然後測量兩次曝光圖形的偏移量，去除機臺本身的偏移量，根 據AF二S/tan9，計算出曝光機臺焦距的偏移量。
有了本發明測量的曝光機臺焦距偏移量之後，就可以根據這個值對曝 光機臺的焦距形成調節，使其重新滿足正常曝光對焦距值的要求。
在實施本發明的過程中，有兩點需要注意 一是在第一次和第二次的 曝光中，可以分別利用兩個不同的焦距來曝光，特意增加兩次曝光焦距差來增加光刻對準圖形的偏移量，使測量更準確；二是在利用曝光的主光軸 和矽片平臺運動方向的不垂直時這個特點來測量焦距的偏移量過程中，直 接對第一次第二次曝光偏移量的量測結果裡，會包含因入射光傾斜而帶來 的偏移量，因此需要在上述量測結果裡去除不是焦距變化帶來的圖形的偏 移量(即同一焦距下，垂直入射下的圖形和傾斜入射下圖形的偏移量)， 再作計算得到機臺焦距的偏移量。
權利要求
1、一種測量曝光機臺焦距偏移量的方法，其特徵在於，包括如下步驟(1)在曝光機臺正常工作的狀態下，對矽片進行曝光，得到第一次曝光圖形；(2)用對與矽片運動平臺傾斜的入射光對步驟(1)中得到的矽片進行第二次曝光，得到第二次曝光圖形；(3)測量兩次曝光圖形的偏移量，去除機臺本身的偏移量，結合光的傾斜度，計算出曝光機臺焦距的偏移量。
2、 按照權利要求l所述的方法，其特徵在於所述步驟(3)中曝光機 臺焦距的偏移值=曝光圖形的偏移量/ tan e ，其中e為入射光的傾斜度。
全文摘要
本發明公開了一種測量曝光機臺焦距偏移量的方法，包括如下步驟(1)在曝光機臺正常工作的狀態下，對矽片進行曝光，得到第一次曝光圖形；(2)用和矽片運動平臺傾斜的入射光對步驟(1)中得到的矽片進行第二次曝光，得到第二次曝光圖形；(3)測量兩次曝光圖形的偏移量，去除機臺本身的偏移量，並結合光的傾斜度，計算出曝光機臺焦距的偏移量。本發明的方法，實現了準確測量曝光機臺焦距的偏移量。
文檔編號G03F7/20GK101446767SQ200710094288
公開日2009年6月3日 申請日期2007年11月27日 優先權日2007年11月27日
發明者濤 熊, 嘯 羅, 瑜 陳, 陳華倫, 陳雄斌 申請人:上海華虹Nec電子有限公司