專利名稱：光刻設(shè)備焦距監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光刻工藝中光刻設(shè) 備焦距的監(jiān)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體集成電路制造工藝中，通過光刻工藝的曝光設(shè)備(Exposure Equipment)將掩模板上的版案轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體襯底的光刻膠層中，形 成光刻膠圖案；然后，以該光刻膠圖案作為掩模層，對(duì)半導(dǎo)體襯底執(zhí)行 后續(xù)的刻蝕或離子注入工藝。在光刻工藝中，光刻膠圖案的線寬以及側(cè)壁輪廓會(huì)受到曝光設(shè)備聚 焦?fàn)顩r的影響。而光刻膠圖案的線寬以及輪廓會(huì)直接影響后續(xù)的刻蝕或 離子注入工藝，因而，曝光設(shè)備聚焦?fàn)顩r的監(jiān)測(cè)(稱為焦距監(jiān)測(cè)，F(xiàn)ocus Monitor)顯得尤為重要。曝光設(shè)備在工作時(shí)，曝光光源發(fā)出的光經(jīng)過準(zhǔn)直后投射于具有半導(dǎo) 體集成電路器件某一層版案的掩模板上，穿過該掩模板的光攜帶有 版案的信息，經(jīng)過成像系統(tǒng)，投射在半導(dǎo)體襯底的光刻膠層上，使 光刻膠層感光。在公開號(hào)為CN 1459670A的中國(guó)專利申請(qǐng)文件中，公開了 一種焦距監(jiān) 測(cè)方法。圖1至圖3為與所述的申請(qǐng)文件的監(jiān)測(cè)方法相關(guān)的示意圖。所述 的申請(qǐng)文件公開的方法步驟如下首先，在掩模板20上制造如圖l或2所示的測(cè)試圖案20a或20b，其中， 所述的測(cè)試圖案20a為大體縱向平行排列的復(fù)數(shù)個(gè)線條，所述的線條具有 相同的線寬(Linewidth)以及線距(space)。接著，提供一基底，在所述基底上旋涂一光刻膠層。然后，在不同的焦距條件下，將掩模板20上的測(cè)試圖案20a或20b通 過曝光工藝和顯影工藝轉(zhuǎn)移到基底的光刻膠層302沿表面方向的不同區(qū) 域。如圖3所示，通過所述的曝光和顯影工藝，以frl、 fr2、 fr3......fr9的焦距分別在基底的光刻膠層302的Al至A9區(qū)域形成測(cè)試圖案。所述的焦距frl、 fr2、 fr3......fr9可以是一等差數(shù)列。由于不同區(qū)域的測(cè)試圖案是在不同的焦距條件下形成，因而每一 區(qū)域的測(cè)試圖案可能因?yàn)榻咕嘧兓?導(dǎo)致線寬或輪廓變化。再接著，通過測(cè)量設(shè)備(一般為掃描電子顯微鏡SEM)分別測(cè)量A1 至A9區(qū)域的測(cè)試圖案的線寬，根據(jù)該測(cè)試圖形的線寬能夠接收的范圍確 定其相應(yīng)的焦距可接收的范圍。例如，在焦距fr3至fr7時(shí)，測(cè)試圖形的線 寬變化較小，在可接收范圍之內(nèi)，則焦距的可接收范圍是fr3至fr7,進(jìn)一 步的，將曝光設(shè)備的焦距設(shè)定值為fr3和fr7之和的一半。然而，所述的測(cè)試曝光設(shè)備焦距的方法精度一般在0.05至l微米左右， 比較粗糙，隨著半導(dǎo)體制造工藝向小線寬方向的不斷發(fā)展，迫切需要對(duì) 現(xiàn)有的工藝監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行改進(jìn)，提高監(jiān)測(cè)的精度。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種光刻設(shè)備焦距的監(jiān)測(cè)方法，以解決現(xiàn)有監(jiān)測(cè)方法精 度較低的問題。本發(fā)明提供的一種曝光設(shè)備焦距的監(jiān)測(cè)方法，包括 提供具有測(cè)試圖形的掩模板和具有光刻膠層的襯底； 通過所述的曝光設(shè)備、利用所述掩模板對(duì)所述光刻膠層執(zhí)行曝光工 藝，在所述光刻膠層中形成測(cè)試圖案；測(cè)量所述光刻膠層中的測(cè)試圖案的光譜圖；根據(jù)曝光設(shè)備的不同焦距與利用該不同焦距曝光而形成的測(cè)試圖 案的光譜圖之間的映射關(guān)系，獲得所述光刻膠層中的測(cè)試圖案的光譜圖 相應(yīng)的H暴光焦3巨。可選的，建立所述的映射關(guān)系的步驟如下提供掩模板，在所述掩模板上具有測(cè)試圖形；提供至少一半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成光刻膠層；對(duì)于所述的測(cè)試圖形，利用所述曝光設(shè)備的不同焦距，在所述光刻 膠層中形成不同的測(cè)試圖案；測(cè)量每一測(cè)試圖案的光譜圖；建立每一光譜圖與其對(duì)應(yīng)的測(cè)試圖案的焦距之間的映射關(guān)系?？蛇x的，進(jìn)一步包括沖艮據(jù)所述的映射關(guān)系形成映射關(guān)系彩:據(jù)庫(kù)。 可選的，所述測(cè)試圖案形成于不同半導(dǎo)體襯底的光刻膠層中或同一 半導(dǎo)體襯底的光刻膠層沿表面方向的不同區(qū)域?？蛇x的，進(jìn)一步包括建立每一測(cè)試圖案的側(cè)壁輪廓剖面圖與該測(cè) 試圖案的光譜圖之間的映射關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)?？蛇x的，進(jìn)一步包括將測(cè)量獲得的光鐠圖輸入測(cè)試圖案的側(cè)壁輪 廓剖面圖與其光譜圖之間的映射關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得該測(cè)試圖案的側(cè)壁輪 廓?？蛇x的，利用橢圓偏光法測(cè)量測(cè)試圖案的光譜圖?？蛇x的，進(jìn)一步包括測(cè)量每一測(cè)試圖案的線寬；建立每一光譜圖 與其對(duì)應(yīng)的測(cè)試圖案的線寬之間的映射關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)；并在所述光刻膠層中形成測(cè)試圖案的步驟之后，測(cè)量所述測(cè)試圖案 的線寬；擬合所述測(cè)試圖案的線寬與焦距的函數(shù)關(guān)系； 根據(jù)所述函數(shù)關(guān)系計(jì)算線寬最大值時(shí)對(duì)應(yīng)的焦距。 可選的，所述擬合為二次擬合。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)該方法利用曝光設(shè)備的焦距對(duì)曝光后形成的圖案的輪廓的變化、進(jìn) 而？ 1起該圖案的光譜圖的變化這一原理，首先建立不同的焦距下圖案的 光譜圖的數(shù)據(jù)庫(kù)，并建立不同焦距下圖案的光譜圖與其相應(yīng)的焦距的映 射關(guān)系的數(shù)據(jù)庫(kù)；在需要測(cè)量曝光設(shè)備的焦距時(shí)，提供具有測(cè)試圖形的 掩模板，利用待測(cè)試的曝光設(shè)備，將所述的掩模板上的圖形轉(zhuǎn)移到半導(dǎo) 體襯底的光刻膠層，形成測(cè)試圖案；接著，測(cè)量所述的測(cè)試圖案的光譜 圖，根據(jù)所述的映射關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)獲得該光譜圖對(duì)應(yīng)的焦距。由此，可獲 知該曝光設(shè)備的焦距。該方法較為簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高，且不會(huì)占用生產(chǎn) 線上曝光設(shè)備和測(cè)量設(shè)備較長(zhǎng)的時(shí)間；進(jìn)一步的，根據(jù)測(cè)試圖案的側(cè)壁輪廓剖面圖與光i普?qǐng)D之間的映射關(guān)系凄t據(jù)庫(kù)，還可以獲得該測(cè)試圖案的側(cè)壁輪廓，能夠直觀的查看該焦距 時(shí)形成的測(cè)試圖案的側(cè)壁輪廓是否滿足要求。


圖1至圖3為與現(xiàn)有的一種監(jiān)測(cè)方法相關(guān)的示意圖； 圖4為本發(fā)明的曝光設(shè)備焦距的監(jiān)測(cè)方法的實(shí)施例的流程圖； 圖5a、圖5b、圖5c與圖5d分別為本發(fā)明的監(jiān)測(cè)圖形的示意圖； 圖6為本發(fā)明的方法的實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底的俯視圖； 圖7為本發(fā)明的方法的實(shí)施例的其中 一種測(cè)試圖案的剖面示意圖； 圖8本發(fā)明的方法中橢圓偏光法測(cè)量圖7的測(cè)試圖案的光譜圖的示 意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。半導(dǎo)體集成電路的制造工藝中，曝光設(shè)備的焦距是非常重要的工藝 參數(shù)，光刻工藝形成的圖案的線寬大小及一致性、側(cè)壁輪廓以及圖案與 下層圖案的對(duì)準(zhǔn)精度都與其相關(guān)，因而，監(jiān)測(cè)曝光設(shè)備的焦距，以判斷 曝光設(shè)備的焦平面的穩(wěn)定性顯得十分重要。本發(fā)明提供一種曝光設(shè)備焦距的監(jiān)測(cè)方法，該方法利用曝光設(shè)備的 焦距對(duì)曝光后形成的圖案的輪廓的變化、進(jìn)而引起該圖案的光語(yǔ)圖的變 化這一原理，首先建立不同的焦距下圖案的光譜圖的數(shù)據(jù)庫(kù)，并建立不 同焦距下圖案的光譜圖與其相應(yīng)的焦距的映射關(guān)系的數(shù)據(jù)庫(kù)；在需要測(cè) 量曝光設(shè)備的焦距時(shí)，提供具有測(cè)試圖形的掩模板，利用待測(cè)試的曝光 設(shè)備，將所述的掩模板上的圖形轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體襯底的光刻膠層，形成測(cè) 試圖案；接著，測(cè)量所述的測(cè)試圖案的光語(yǔ)圖，根據(jù)所述的映射關(guān)系數(shù) 據(jù)庫(kù)獲得該光譜圖對(duì)應(yīng)的焦距。由此，可獲知該曝光設(shè)備的焦距。該方 法較為簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高，且不會(huì)占用生產(chǎn)線上曝光設(shè)備和測(cè)量設(shè)備較 長(zhǎng)的時(shí)間。圖4為本發(fā)明的曝光設(shè)備焦距的監(jiān)測(cè)方法的實(shí)施例的流程圖。7請(qǐng)參考圖4，步驟S110為提供具有測(cè)試圖形的掩模板和具有光刻 膠層的襯底；步驟S120為通過所述的曝光設(shè)備、利用所述掩模板對(duì)所述光刻膠 層執(zhí)行曝光工藝，在所述光刻膠層中形成測(cè)試圖案；步驟S130為測(cè)量所述光刻膠層中的測(cè)試圖案的光譜圖；步驟S140為根據(jù)曝光設(shè)備的焦距與利用該焦距曝光而形成的測(cè)試 圖案的光語(yǔ)圖之間的映射關(guān)系，獲得所述光刻膠層中的測(cè)試圖案的光語(yǔ) 圖相應(yīng)的曝光焦距。下面結(jié)合附圖對(duì)所述的監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行詳細(xì)描述。在利用本發(fā)明的監(jiān)測(cè)方法對(duì)曝光設(shè)備焦距進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，需要利用曝 光設(shè)備焦距與該焦距下形成的圖案的光譜圖之間的映射關(guān)系或者具有 該映射關(guān)系的數(shù)據(jù)庫(kù)，才能根據(jù)該數(shù)據(jù)庫(kù)中的映射關(guān)系獲得相應(yīng)的焦 距。在其中的一個(gè)實(shí)施例中，建立所述的映射關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的步驟如下首先，提供掩模板，在所述掩模板上具有不同的測(cè)試圖形。所述測(cè) 試圖形可以是線條圖形或開口圖形，所述開口可以是孔或溝槽。如圖5a、 5b、 5c和5d所示，其中，圖5a和圖5b為掩模板上的線條圖形的示意 圖，圖5c和5d為掩模板上的孔或溝槽圖形的示意圖。需要說明的是， 該掩模板可以是二元掩模板(Binary mask),也可以是相移掩模板(Phase shift mask),所述的測(cè)試圖形的線寬可以根據(jù)將要監(jiān)測(cè)的曝光設(shè)備設(shè)定， 例如，對(duì)于具有248nm的曝光光源的曝光設(shè)備而言，在建立基于該曝 光設(shè)備的焦距與其衫成的圖案的光譜的映射關(guān)系時(shí)，測(cè)試圖形的目標(biāo)線 寬可以設(shè)置于0.18nm。但是所述的測(cè)試圖形的線寬要大于所述的曝光 設(shè)備的分辨能力。提供一半導(dǎo)體襯底，該半導(dǎo)體襯底為棵片(barewafer);最好是超 平棵片(ultra-flat wafer),半導(dǎo)體襯底表面平坦度高，可減小由于該半 導(dǎo)體襯底表面的平坦度引起的對(duì)其上的光刻膠圖案的光譜影響，提高對(duì) 曝光設(shè)備焦距監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)度。在所述的半導(dǎo)體襯底上形成光刻膠層。所述光刻膠層可以是正性光 刻膠也可以是負(fù)性光刻膠。本實(shí)施例中，所述光刻膠為正型。其中，在半導(dǎo)體襯底上形成光刻膠的步驟可以如下首先，對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行清洗和脫水，然后在一定的溫度(例 如，可以是110。C或更高的溫度)下向所述半導(dǎo)體襯底表面涂覆粘附劑 六曱基二硅氨烷(Hexa methy ldisilazane， HMDS )，所述HMDS用于改 變所述半導(dǎo)體襯底表面的親水或疏水狀態(tài)，以增加后續(xù)旋涂的光刻膠和 所述半導(dǎo)體襯底表面的粘附性；接著，將所述半導(dǎo)體襯底冷卻至室溫(例如23。C左右)，所述的冷 卻工藝可以在旋涂設(shè)備的冷板(Cooling plate)上進(jìn)行；然后，將該半導(dǎo)體襯底置于旋涂腔室的支撐臺(tái)(Wafer Chuck)上，該 支撐臺(tái)表面具有真空吸盤，通過真空吸盤吸附所述半導(dǎo)體襯底；將表面活性劑(Resist Reduction Consumption, RRC )的噴嘴(Nozzle ) 移動(dòng)至所述半導(dǎo)體襯底的中央上方位置，向所述半導(dǎo)體襯底表面噴出 RRC;旋轉(zhuǎn)所述支撐臺(tái)，帶動(dòng)所述半導(dǎo)體襯底以較慢的速率旋轉(zhuǎn)，以使所 述RRC能夠沿半導(dǎo)體襯底表面向外流動(dòng)；接著，停止噴出RRC，將光刻 膠噴嘴移至所示半導(dǎo)體襯底的中央上方位置，并噴出光刻膠，繼續(xù)旋轉(zhuǎn) 所述半導(dǎo)體襯底，使光刻膠在離心力的作用下沿著所述表面活性劑RRC 的表面鋪開，并布滿整個(gè)半導(dǎo)體襯底的表面。通過調(diào)整所述半導(dǎo)體襯底的旋轉(zhuǎn)速率，可在所述半導(dǎo)體襯底表面形 成一定厚度且厚度均勻性較好的光刻膠層；其中，RRC可減少光刻膠在 半導(dǎo)體襯底表面流動(dòng)時(shí)的阻力，有助于減小光刻膠的用量。完成旋涂光刻膠層后，對(duì)所述具有光刻膠層的半導(dǎo)體襯底執(zhí)行軟考 (Soft Bake )工藝，通過軟考去除所述光刻膠層中的溶劑，并增加所述 光刻膠層在所述半導(dǎo)體襯底表面的粘附性。形成所述的光刻膠層之后，將所述的半導(dǎo)體襯底置于曝光設(shè)備中的 襯底支撐臺(tái)(Wafer stage)上，同時(shí)將具有測(cè)試圖形的掩模板置于該曝光設(shè)備的掩模板支撐架(Reticle Stage)上；通過所述的掩才莫板上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(Alignment mark)和半導(dǎo)體襯底 上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記使所述掩模板和半導(dǎo)體襯底對(duì)準(zhǔn)；打開曝光光源，所述曝 光光源透過光學(xué)系統(tǒng)和掩模板后對(duì)所述半導(dǎo)體襯底上光刻膠層進(jìn)行曝 光，將掩模板中的圖形轉(zhuǎn)移到所述光刻膠層中。其中，所述曝光設(shè)備可以是步進(jìn)式曝光設(shè)備(stepper)或掃描式曝光設(shè) 備(Scanner)。步進(jìn)式曝光設(shè)備中，通過一次曝光將掩模板上的圖形完全 轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體襯底的光刻膠層上，并通過按一定的步長(zhǎng)移動(dòng)所述半導(dǎo)體 襯底，對(duì)半導(dǎo)體襯底的不同位置的光刻膠層進(jìn)行曝光。掃描式曝光設(shè)備中，光學(xué)系統(tǒng)中的光束的尺寸小于掩模板的尺寸， 需要在某一方向(稱為Y方向)移動(dòng)掩模板，使光束掃過整個(gè)掩模板，并 投影到半導(dǎo)體襯底的光刻膠上，同時(shí)，半導(dǎo)體襯底需要以一定的速率沿 與掩模板移動(dòng)方向的反方向移動(dòng)，才能將整個(gè)掩模板的圖形轉(zhuǎn)移到半導(dǎo) 體襯底的光刻膠上。以掃描式曝光為例，完成一次掃描后，在半導(dǎo)體襯底的光刻膠上形 成與整個(gè)掩模板圖形對(duì)應(yīng)的圖案(稱為一個(gè)Shot或Field);接著對(duì)半導(dǎo) 體襯底的其它位置的光刻膠層進(jìn)行掃描式曝光，形成多個(gè)Shot。如圖6所 示的示意圖，在半導(dǎo)體襯底l的光刻膠層中，形成多個(gè)Shot2，每一個(gè)Shot 2的圖案都對(duì)應(yīng)于整個(gè)掩模板的測(cè)試圖形。在曝光時(shí)，可以在形成每一個(gè)shot時(shí)，設(shè)定不同的焦距；由于曝光設(shè) 備的焦距會(huì)影響形成的圖案的線寬以及側(cè)壁輪廓，因而，不同焦距條件 下，對(duì)于同一測(cè)試圖形，在不同的shot中會(huì)形成不同的測(cè)試圖案。在另外的實(shí)施例中，可以提供多個(gè)具有光刻膠層的半導(dǎo)體襯底，在不 同的半導(dǎo)體村底上的光刻膠層中形成測(cè)試圖案時(shí)，設(shè)置不同的焦距，而 在同 一半導(dǎo)體襯底的光刻膠層沿表面方向的不同區(qū)域，設(shè)置相同的焦距。 這里不再贅述。在半導(dǎo)體襯底的光刻膠層中形成測(cè)試圖案后，對(duì)所述半導(dǎo)體襯底執(zhí) 行曝光后烘烤(Post Exposure Bake ， PEB)工藝。通過PEB， 一方面消 除曝光時(shí)的駐波效應(yīng)(主要對(duì)于I-Line光刻膠)；另 方面引起，加速光酸的催化反應(yīng)(主要對(duì)于化學(xué)放大光刻膠)，使得被曝光的光刻膠生 成可溶于顯影液的物質(zhì)。完成PEB后，用顯影液對(duì)所述光刻膠層進(jìn)行顯影，對(duì)于正型光刻膠，去除被曝光的區(qū)域的光刻膠，然后用去離子水進(jìn)行沖洗。顯影和沖洗后，對(duì)所述半導(dǎo)體襯底執(zhí)行硬烤(Hard Bake)工藝， 以提高測(cè)試圖案對(duì)半導(dǎo)體襯底的粘附性。在半導(dǎo)體襯底的光刻膠層中形成測(cè)試圖案后，測(cè)量每一測(cè)試圖形的 光譜圖。在其中的一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)量所述光譜圖的方法為橢圓偏光法，其 主要原理如下請(qǐng)參考圖7，以掩模板上的線條測(cè)試圖形為例，通過曝 光和顯影工藝后，在半導(dǎo)體襯底1上形成測(cè)試圖案3 (圖7的測(cè)試圖案 3僅顯示出其中某一焦距時(shí)的剖面圖)。然后，如圖8所示，將橢圓偏振光4以相對(duì)于半導(dǎo)體襯底1表面某 傾斜角度斜射于所述半導(dǎo)體襯底1的表面，經(jīng)所述的半導(dǎo)體襯底1表面 后產(chǎn)生反射光；由于半導(dǎo)體襯底1表面的測(cè)試圖案3，使得反射光產(chǎn)生 了相位差，所述的具有相位差的反射光交疊后會(huì)產(chǎn)生干涉效應(yīng)，生成光 譜圖。由于測(cè)試圖案的線寬、側(cè)壁輪廓以及相鄰測(cè)試圖案的距離不同， 會(huì)產(chǎn)生不同的光譜圖，而由于曝光設(shè)備的焦距不同，會(huì)導(dǎo)致形成不同線 寬以及側(cè)壁輪廓的測(cè)試圖案，因而，測(cè)試圖案與曝光設(shè)備之間通過測(cè)試 圖案具有相關(guān)性。通過測(cè)量半導(dǎo)體襯底1的光刻膠層中所有測(cè)試圖案的光譜圖3，形 成光譜圖數(shù)據(jù)庫(kù)，并將每一測(cè)試圖案的光譜圖與產(chǎn)生該測(cè)試圖案的焦距 ——對(duì)應(yīng)，建立兩者之間的映射關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。進(jìn)一步的，可測(cè)量每一測(cè)試圖案的線寬，并將每一測(cè)試圖案的線寬 與該測(cè)試圖案的光譜圖——對(duì)應(yīng)，建立線寬與光譜圖之間的映射關(guān)系數(shù) 據(jù)庫(kù)。此外，還可以建立測(cè)試圖案的側(cè)壁輪廓剖面圖與光謹(jǐn)圖之間的映射 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，這里不再贅述。建立焦距與光譜圖之間的映射關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)之后，可以應(yīng)用該數(shù)據(jù)庫(kù)監(jiān)測(cè)曝光設(shè)備的焦距，步驟如下首先，提供具有測(cè)試圖形的掩模板和具有光刻膠層的襯底；接著， 通過待監(jiān)測(cè)曝光設(shè)備、利用所述掩模板對(duì)所述光刻膠層執(zhí)行曝光工藝， 在所述光刻膠層中形成測(cè)試圖案；然后，測(cè)量所述光刻膠層中的測(cè)試圖 案的光譜圖；將獲得的光譜圖與所述的映射關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的光譜圖比 對(duì)，找出相同或相似度最高的光譜圖，該光語(yǔ)圖對(duì)應(yīng)的焦距即為所述的 曝光設(shè)備的焦距。由此，可獲知該曝光設(shè)備的焦距。該方法較為簡(jiǎn)單， 測(cè)量精度小于0.05um，精度高，且不會(huì)占用生產(chǎn)線上曝光設(shè)備和測(cè)量 設(shè)備較長(zhǎng)的時(shí)間。進(jìn)一步的，根據(jù)測(cè)試圖案的側(cè)壁輪廓剖面圖與光語(yǔ)圖 之間的映射關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，還可以獲得該測(cè)試圖案的側(cè)壁輪廓，能夠直觀 的查看該焦距時(shí)形成的測(cè)試圖案的側(cè)壁輪廓是否滿足要求。所述的焦距和光譜圖之間的映射關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)只需建立一次，建立 后，可用于周期性的測(cè)量曝光設(shè)備的焦距，應(yīng)用該方法周期性監(jiān)測(cè)生產(chǎn) 線的曝光設(shè)備，精準(zhǔn)度較高，相對(duì)于現(xiàn)有的方法用時(shí)較短。在另外的實(shí)施例中，在獲得不同曝光焦距對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)圖案之后，測(cè) 量每一測(cè)試圖案的光譜圖，根據(jù)線寬與光譜圖之間的映射關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)， 獲得每一測(cè)試圖案的線寬，擬合所述測(cè)試圖案的線寬與焦距的函數(shù)關(guān) 系；根據(jù)所述函數(shù)關(guān)系計(jì)算線寬最大值時(shí)對(duì)應(yīng)的焦距。其中，所述的擬 合為二次擬合。本實(shí)施的方法不必通過電子掃描顯微鏡測(cè)量線寬，可節(jié) 省電子掃描電子顯微鏡的時(shí)間，且測(cè)量精度較高。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、一種曝光設(shè)備焦距的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括提供具有測(cè)試圖形的掩模板和具有光刻膠層的襯底；通過所述的曝光設(shè)備、利用所述掩模板對(duì)所述光刻膠層執(zhí)行曝光工藝，在所述光刻膠層中形成測(cè)試圖案；測(cè)量所述光刻膠層中的測(cè)試圖案的光譜圖；根據(jù)曝光設(shè)備的不同焦距與利用該不同焦距曝光而形成的測(cè)試圖案的光譜圖之間的映射關(guān)系，獲得所述光刻膠層中的測(cè)試圖案的光譜圖相應(yīng)的曝光焦距。
2、 如權(quán)利要求1所述的曝光設(shè)備焦距的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于建立所述的映射關(guān)系的步驟如下提供掩模板，在所述掩模板上具有測(cè)試圖形；提供至少 一半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成光刻膠層；對(duì)于所述的測(cè)試圖形，利用所述曝光設(shè)備的不同焦距，在所述光刻膠層中形成不同的測(cè)試圖案；測(cè)量每一測(cè)試圖案的光譜圖；建立每一光譜圖與其對(duì)應(yīng)的測(cè)試圖案的焦距之間的映射關(guān)系。
3、 如權(quán)利要求2所述的曝光設(shè)備焦距的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，進(jìn)一步包括根據(jù)所述的映射關(guān)系形成映射關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。
4、 如權(quán)利要求2所述的曝光設(shè)備焦距的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于所述測(cè)試圖案形成于不同半導(dǎo)體襯底的光刻膠層中或同 一半導(dǎo)體襯底的光刻膠層沿表面方向的不同區(qū)域。
5、 如權(quán)利要求2所述的曝光設(shè)備焦距的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，進(jìn)一步包括建立每一測(cè)試圖案的側(cè)壁輪廓剖面圖與該測(cè)試圖案的光譜圖之間的映射關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。
6、 如權(quán)利要求5所述的曝光設(shè)備焦距的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，進(jìn)一 步包括將測(cè)量獲得的光譜圖輸入測(cè)試圖案的側(cè)壁輪廓剖面圖與其光譜圖之間的映射關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得該測(cè)試圖案的側(cè)壁輪廓。
7、 如權(quán)利要求1至6任一權(quán)利要求所述的曝光設(shè)備焦距的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于利用橢圓偏光法測(cè)量測(cè)試圖案的光譜圖。
8、 如權(quán)利要求2所述的曝光設(shè)備焦距的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，進(jìn)一步包括測(cè)量每一測(cè)試圖案的線寬；建立每一光譜圖與其對(duì)應(yīng)的測(cè)試圖案的線寬之間的映射關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)；并在所述光刻膠層中形成測(cè)試圖案的步驟之后，測(cè)量所述測(cè)試圖案的線寬；擬合所述測(cè)試圖案的線寬與焦距的函數(shù)關(guān)系；根據(jù)所述函數(shù)關(guān)系計(jì)算線寬最大值時(shí)對(duì)應(yīng)的焦距。
9、 如權(quán)利要求8所述的曝光設(shè)備焦距的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于所述擬合為二次擬合。
全文摘要
一種曝光設(shè)備焦距的監(jiān)測(cè)方法，包括提供具有測(cè)試圖形的掩模板和具有光刻膠層的襯底；通過所述的曝光設(shè)備、利用所述掩模板對(duì)所述光刻膠層執(zhí)行曝光工藝，在所述光刻膠層中形成測(cè)試圖案；測(cè)量所述光刻膠層中的測(cè)試圖案的光譜圖；根據(jù)曝光設(shè)備的焦距與利用該焦距曝光而形成的測(cè)試圖案的光譜圖之間的映射關(guān)系，獲得所述光刻膠層中的測(cè)試圖案的光譜圖相應(yīng)的曝光焦距。本發(fā)明的方法精度較高。
文檔編號(hào)G03F7/20GK101592870SQ200810113998
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者楊金坡 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(北京)有限公司