專利名稱：監(jiān)測光刻工藝曝光機的能量偏移的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉 及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體涉及一種監(jiān)測光刻工藝曝光機的能量偏移的 方法。
背景技術(shù)：
光刻工藝是通過一系列生產(chǎn)步驟將晶圓表面薄膜的特定部分除去的工藝。在此 之后，晶圓表面會留下帶有微圖形結(jié)構(gòu)的薄膜。在晶圓的制造過程中，晶體三極管、二極管、電容、電阻和金屬層等的各種物 理部件在晶圓表面或表層內(nèi)構(gòu)成。這些部件是每次在一個掩膜層上生成的，并且結(jié)合生 成薄膜及通過光刻工藝過程去除特定部分，最終在晶圓上保留特征圖形的部分。光刻工 藝的目標是根據(jù)電路設(shè)計的要求，在晶圓表面的正確位置生成尺寸精確且與其它部件正 確關(guān)聯(lián)的特征圖形。光刻工藝是所有半導(dǎo)體制造基本工藝中最關(guān)鍵的工藝步驟。光刻工藝決定了器 件制造工藝中所有工藝步驟所能形成的最小尺寸，即關(guān)鍵尺寸，例如金屬氧化物半導(dǎo)體 (MOS)器件中的柵寬。一般的光刻工藝要經(jīng)歷在晶圓表面涂底膠、旋涂光刻膠、軟烘、對準、曝光、 后烘、顯影、硬烘、刻蝕、檢測等工序。其中旋涂光刻膠的目的是在晶圓表面建立薄、 均勻并且沒有缺陷的光刻膠膜。曝光是通過曝光燈或者其它輻射源將圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠 膜上。除了光刻工藝所包括的上述各個工序會影響關(guān)鍵尺寸之外，光刻中用于實現(xiàn)各個 工藝步驟的設(shè)備參數(shù)也會影響整個工藝的關(guān)鍵尺寸，例如用于曝光的曝光機的聚焦和能 量。曝光機的能量不同決定關(guān)鍵尺寸也不同，從而使得利用相同工藝參數(shù)制作完成的半 導(dǎo)體器件的電學性能不均勻?，F(xiàn)有技術(shù)中一種監(jiān)測曝光機能量的方法是利用關(guān)鍵尺寸的變化。但是由于影響 關(guān)鍵尺寸變化的因素較多，而要排除其它影響關(guān)鍵尺寸變化的因素很難，因此利用關(guān)鍵 尺寸的變化監(jiān)測曝光機能量的方式準確度也很低，并且實驗發(fā)現(xiàn)曝光能量的偏移對關(guān)鍵 尺寸的影響較小，因此通過關(guān)鍵尺寸對曝光機能量偏移進行監(jiān)測的靈敏度較低。另一種監(jiān)測方案中，通常曝光機包括一個稱為能量傳感器的模塊，從光源發(fā)出 的光的一部分會進入該模塊，該模塊對光源發(fā)出的光的強度進行連續(xù)監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測 結(jié)果控制淘汰發(fā)出的光的強度。即使是這樣，在實際的工藝過程中，還是能觀察到關(guān)鍵尺寸的變化，并且該變 化可以通過對用于曝光的能量進行調(diào)節(jié)而得到補償。可見，以上所述的通過能量傳感器 對曝光能量進行監(jiān)測的方式準確度低。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種監(jiān)測光刻工藝曝光機的能量偏移的方法，提高對光 刻曝光機能量偏移的監(jiān)測靈敏度。首先得到曝光機能量正常的情況下曝光能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度，然后在監(jiān)測曝光機的能量偏移時，該方法包括在晶圓 上形成光刻膠膜；以低于曝光閾值的能量對所述光刻膠膜進行曝光，并顯影；測量顯影 后光刻膠膜的厚度；將顯影后光刻膠膜的厚度與曝光機能量正常的情況下該低于曝光閾 值的能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度進行比較；根據(jù)比較結(jié)果判斷曝光機的 能量是否出現(xiàn)偏移。 優(yōu)選地，得到曝光機能量正常的情況下曝光能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠 膜的厚度包括在曝光機能量正常的情況下，以多個曝光能量對形成光刻膠膜的晶圓的 多個位置進行曝光，并顯影；和通過測量所述曝光并顯影后光刻膠膜的多個位置的厚 度，得到多個曝光能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度。其中，以多個曝光能量對形成光刻膠膜的晶圓的多個位置進行曝光包括以步 進增加的曝光能量對形成光刻膠膜的晶圓的多個位置進行曝光。優(yōu)選地，得到曝光機能量正常的情況下曝光能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠 膜的厚度包括在曝光機能量正常的情況下，以多個曝光能量對形成有相同厚度的光刻 膠膜的多個晶圓進行曝光，并顯影；和通過測量所述曝光并顯影后多個晶圓的光刻膠膜 的厚度，得到多個曝光能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度。其中，以多個曝光能量對形成有相同厚度的光刻膠膜的多個晶圓進行曝光包 括以步進增加的曝光能量對所述多個晶圓進行曝光。優(yōu)選地，該方法進一步包括得到曝光機能量正常的情況下曝光能量與曝光并 顯影后光刻膠膜的厚度之間的關(guān)系；并且在將顯影后光刻膠膜的厚度與曝光機能量正常 的情況下該低于曝光閾值的能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度進行比較之前， 該方法進一步包括根據(jù)曝光機能量正常的情況下曝光能量與曝光并顯影后光刻膠膜的 厚度之間的關(guān)系，得到該低于曝光閾值的能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度。其中，曝光機能量正常的情況下曝光能量與曝光并顯影后光刻膠膜的厚度之間 的關(guān)系是線性關(guān)系。優(yōu)選地，該方法進一步包括得到曝光機能量正常的情況下曝光能量所對應(yīng) 的、光刻膠膜在曝光并顯影之后與曝光之前的厚度差；并且將顯影后光刻膠膜的厚度與 曝光機能量正常的情況下該低于曝光閾值的能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度 進行比較是將光刻膠膜在曝光并顯影之后和曝光之前的厚度差與曝光機能量正常的情 況下該低于曝光閾值的能量所對應(yīng)的、光刻膠膜在曝光并顯影之后與曝光之前的厚度差 進行比較。其中該方法進一步包括得到曝光機能量正常的情況下曝光能量與光刻膠膜在 曝光并顯影之后和曝光之前的厚度差之間的關(guān)系；并且在將光刻膠膜在曝光并顯影之后 和曝光之前的厚度差與曝光機能量正常的情況下該低于曝光閾值的能量所對應(yīng)的、光刻 膠膜在曝光并顯影之后與曝光之前的厚度差進行比較之前，該方法進一步包括根據(jù)曝 光機能量正常的情況下曝光能量與光刻膠膜在曝光并顯影之后和曝光之前的厚度差之間 的關(guān)系，得到該低于曝光閾值的能量所對應(yīng)的、光刻膠膜在曝光并顯影之后與曝光之前 的厚度差。其中，曝光機能量正常的情況下曝光能量與光刻膠膜在曝光并顯影之后和曝光 之前的厚度差之間的關(guān)系是線性關(guān)系。
優(yōu)選，在晶圓上形成的光刻膠膜的厚度等于在曝光機能量正常的情況下得到曝光能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度時該光刻膠膜在曝光之前的厚度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，首先得到曝光機能量正常的情況下曝光能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度；然后在對曝光機的能量進行監(jiān)測 時，以低于曝光閾值的能量對晶圓上形成的光刻膠膜進行曝光，顯影，然后測量顯影后 光刻膠膜的厚度；將顯影后光刻膠膜的厚度與曝光機能量正常的情況下該低于曝光閾值 的能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度進行比較；然后，根據(jù)比較結(jié)果判斷當前 曝光機的能量是否出現(xiàn)偏移。由于曝光并顯影后光刻膠膜的厚度對所使用的曝光能量很 敏感，因此該方法顯著提高了對曝光機能量監(jiān)測的靈敏度。


圖1為本發(fā)明中監(jiān)測光刻工藝曝光機的能量偏移的方法流程圖；圖2為本發(fā)明優(yōu)選實施例中以多個曝光能量對一個晶圓的多個位置進行曝光的 示意圖；圖3為本發(fā)明優(yōu)選實施例中多個曝光能量與曝光并顯影后光刻膠膜的厚度之間 的線性關(guān)系；圖4為本發(fā)明中低于曝光閾值的能量與曝光并顯影后光刻膠膜的厚度之間的線 性關(guān)系。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。本發(fā)明提供的監(jiān)測光刻工藝曝光機的能量偏移的方法，首先得到曝光機能量正 常的情況下曝光能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度，然后在實際對曝光機的能 量進行監(jiān)測時，比較曝光并顯影后光刻膠膜的厚度與曝光機能量正常的情況下該低于曝 光閾值的能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度，并根據(jù)比較結(jié)果判斷曝光機的能 量是否出現(xiàn)偏移。該方法利用低于曝光閾值的能量與曝光并顯影后光刻膠膜厚度之間的 關(guān)系來檢測曝光機的能量偏移，提高了曝光機能量監(jiān)測的靈敏度。第一實施例圖1為本發(fā)明中監(jiān)測光刻工藝曝光機的能量偏移的方法流程圖。如圖1所示， 該方法包括以下步驟步驟100 得到曝光機能量正常的情況下曝光能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻 膠膜的厚度。具體來說，本步驟可以包括，在曝光機能量正常的情況下，首先在多個晶圓上 形成厚度相同的光刻膠膜，以多個曝光能量形成光刻膠膜的多個晶圓進行曝光并顯影， 例如可以步進增加的曝光能量對多個晶圓進行曝光；然后，通過測量曝光并顯影后多個 晶圓的光刻膠膜的厚度，得到多個曝光能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度?；蛘?，本步驟可以包括，在一個晶圓上形成一定厚度的光刻膠膜，在曝光機能 量正常的情況下，以多個曝光能量對該晶圓的多個位置進行曝光并顯影；然后，通過測 量曝光并顯影后光刻膠膜的多個位置的厚度，得到多個曝光能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度。例如可以沿圖2所示箭頭的方向以步進增加的曝光能量對該晶圓的多 個位置進行曝光，并沿該箭頭的方向測量曝光并顯影后光刻膠膜的厚度。例如，在 上述兩種方式中步進增加曝光能量的步長可以是O.lmj。本步驟中，曝光機能量正常是指在特定的工藝條件下能夠得到所需的關(guān)鍵尺 寸。當需要對曝光機的能量偏移進行監(jiān)測時，即需要判斷曝光機的能量是否出現(xiàn)偏 移使得在相同的工藝條件下無法得到所需的關(guān)鍵尺寸時，執(zhí)行以下步驟步驟101 步驟103:在晶圓上形成光刻膠膜，以低于曝光閾值的能量對光刻膠 膜進行曝光，并顯影，然后測量顯影后光刻膠膜的厚度。步驟104 將顯影后光刻膠膜的厚度與曝光機能量正常的情況下該低于曝光閾 值的能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度進行比較。步驟105 根據(jù)比較結(jié)果判斷曝光機的能量是否出現(xiàn)偏移。如果顯影后光刻膠膜的厚度與曝光機能量正常的情況下該低于曝光閾值的能量 所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度相同，則確定曝光機的能量沒有出現(xiàn)偏移，否則 確定曝光機的能量出現(xiàn)偏移。在上述方案中，可以得到一個曝光能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚 度，在對曝光機的能量偏移進行監(jiān)測時，只使用該曝光能量進行監(jiān)測。也可以得到多個 曝光能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度，在對曝光機的能量偏移進行監(jiān)測時， 使用其中的一個曝光能量。此時，可以根據(jù)當前曝光并顯影后光刻膠膜的厚度，以及該 曝光能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度，確定曝光機的能量是否出現(xiàn)偏移；然 后，根據(jù)其它曝光能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度，大致確定當前曝光機能 量的偏移量，從而根據(jù)該偏移量對曝光機的能量進行調(diào)控。在該實施例中，實際應(yīng)用中對曝光機的能量進行監(jiān)測時在晶圓上形成的光刻膠 膜的厚度，即步驟101中形成的光刻膠膜的厚度，與步驟100中獲得曝光機能量正常的情 況下曝光能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度時所形成的光刻膠膜的厚度可以相 同，也可以不同。在厚度不同的情況下，判斷是否出現(xiàn)偏移時，需要排除光刻膠本身的
厚度差。第二實施例在該實施例中，得到曝光機能量正常的情況下曝光能量所對應(yīng)的曝光并顯影后 光刻膠膜的厚度之后，還可以得到曝光能量與曝光并顯影后光刻膠膜的厚度之間的關(guān) 系。圖3為本發(fā)明優(yōu)選實施例中多個曝光能量與曝光并顯影后光刻膠膜的厚度之間的關(guān) 系，其中光刻膠的種類是Acetal或ESCAP，曝光前光刻膠膜的厚度為1700人。如圖3所 示，從多個曝光能量與曝光并顯影后光刻膠膜的厚度之間的關(guān)系，可以看出這種光刻膠 的曝光閾值為大約2.8mj，并且在曝光能量小于曝光閥值的范圍內(nèi)，曝光能量與光刻膠膜 的厚度基本為線性關(guān)系。在曝光能量小于大約2.6mj時，曝光能量每增加O.lmj，光刻膠 膜的厚度就減小約30A。在曝光能量大于2.6mj并且小于曝光閾值時，光刻膠膜的厚度隨 曝光能量的增加急劇減小，曝光能量達到閥值時，光刻膠在以該能量曝光之后能夠被全 部顯影。本實施例中，選取曝光能量在1至2.6mj之間的范圍。當然，也可以選取2.6mj至曝光閾值之間的曝光能量。圖4為本發(fā)明優(yōu)選實施例中低于曝光閾值的能量與曝光并顯影后光刻膠膜的厚 度之間的線性關(guān)系。如圖3所示，橫軸χ為曝光能量，單位為mj，縱軸為曝光并顯影后 光刻膠膜的厚度。從圖3可以看 出，在1至2.6mj的范圍內(nèi)，多個曝光能量與曝光并顯 影后光刻膠膜的厚度之間的線性關(guān)系可以擬合為y = -300.52x+1975.9。經(jīng)計算得出，該擬合的線性關(guān)系與實驗數(shù)據(jù)的相似度為0.9951，即R2 = 0.9951?？梢?，上述線性關(guān)系與實驗數(shù)據(jù)的相似度很高，基本上可以表示低于閾值的曝 光能量與光刻膠膜厚度的實際關(guān)系。在該實施例中，執(zhí)行步驟104時，首先根據(jù)該關(guān)系計算出低于曝光閾值的能量 所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度，然后再將顯影后光刻膠膜的厚度與計算得到的 厚度進行比較。本實施例的優(yōu)點在于，在確定曝光機的能量出現(xiàn)偏移的情況下，還可以根據(jù)曝 光并顯影后光刻膠膜的厚度，以及曝光能量與曝光并顯影后光刻膠膜的厚度之間的關(guān) 系，得到曝光機能量的偏移量，并根據(jù)該偏移量校準曝光機的能量，從而提高曝光機能 量監(jiān)控的準確度。由上述R2的值可以看出，根據(jù)上述線性關(guān)系計算得到的曝光機能量的 偏移量基本上可以代表曝光機能量實際出現(xiàn)的偏移量，從而使得本發(fā)明可以提高曝光機 能量監(jiān)控的準確度。例如，如果在對曝光機的能量偏移進行監(jiān)測時，當前所使用的低于曝光閾值的 能量是1.7mj，而測量得到的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度為1495A,根據(jù)曝光機能量正 常的情況下得到的曝光能量與曝光并顯影后光刻膠膜的厚度之間的關(guān)系，可以計算出曝 光能量為1.7mj時的光刻膠膜的厚度應(yīng)當是1465A。以上計算得到的兩個厚度不相等，因 此可以確定曝光機的能量出現(xiàn)偏移。并且得到這兩個厚度之間的差值為30A，因此可以確 定曝光機的能量偏小O.lmj。這里就可以根據(jù)該偏移值，將曝光機的能量調(diào)大O.lmj，從 而準確地控制曝光機的能量。第三實施例在本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例中，得到曝光機能量正常的情況下曝光能量所對應(yīng) 的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度之后，計算得到該曝光能量所對應(yīng)的、光刻膠膜在曝光 并顯影之后與曝光之前的厚度差。例如，可以在曝光機能量正常的情況下，在晶圓上形成光刻膠膜，測量得到該 光刻膠膜的厚度，即曝光前的光刻膠膜的厚度，然后對該光刻膠膜進行曝光，并顯影， 測量得到曝光并顯影后光刻膠膜的厚度，計算得到曝光能量所對應(yīng)的、光刻膠膜在曝光 并顯影之后與曝光之前的厚度差?；蛘咭部梢栽谄毓鈾C能量正常的情況下，在兩個晶圓上形成厚度相同的光刻膠 膜，對其中一個晶圓進行曝光并顯影，并同時測量另一個晶圓的厚度，得到光刻膠膜在 曝光之前的厚度，并測量光刻膠膜在曝光并顯影之后的厚度，從而得到曝光能量所對應(yīng) 的、光刻膠膜在曝光并顯影之后與曝光之前的厚度差。在該實施例中，執(zhí)行步驟104時，首先計算得到光刻膠膜在曝光并顯影之后與 曝光之前的厚度差，再將該差值與曝光機能量正常的情況下該低于曝光閾值的能量所對應(yīng)的、光刻膠膜在曝光并顯影之后與曝光之前的厚度差進行比較。然后，在步驟105中 根據(jù)比較結(jié)果，判斷曝光機的能量是否出現(xiàn)偏移。第四實施例

在該實施例中，還可以在第三實施例的基礎(chǔ)上，進一步包括得到曝光機能量正 常的情況下曝光能量與光刻膠膜在曝光并顯影之后和曝光之前的厚度差之間的關(guān)系。例如，可以在一個晶圓上形成光刻膠膜，測量得到該光刻膠膜的厚度，即光刻 膠膜在曝光之前的厚度，然后以多個曝光能量對同一個晶圓進行曝光，測量得到不同曝 光能量所對應(yīng)的光刻膠膜的厚度，從而得到多個曝光能量與光刻膠膜在曝光并顯影之后 和曝光之前的厚度差之間的關(guān)系?；蛘咭部梢栽谄毓鈾C能量正常的情況下，在兩個晶圓上形成厚度相同的光刻膠 膜，以多個曝光能量對其中一個晶圓進行曝光，并同時測量另一個晶圓的厚度，得到光 刻膠膜在曝光之前的厚度，并測量以多個曝光能量曝光的光刻膠膜的厚度，從而得到多 個曝光能量與光刻膠膜在曝光并顯影之后和曝光之前的厚度差之間的關(guān)系。在該實施例中，執(zhí)行步驟104時，首先計算得到光刻膠膜在曝光并顯影之后和 曝光之前的厚度差，并根據(jù)多個曝光能量與光刻膠膜在曝光并顯影之后和曝光之前的厚 度差之間的關(guān)系，計算出該低于閾值的能量所對應(yīng)的光刻膠膜在曝光并顯影之后和曝光 之前的厚度差，再將以上兩個厚度差進行比較。然后，在步驟105中，根據(jù)比較結(jié)果判 斷曝光機的能量是否出現(xiàn)偏移。本實施例的優(yōu)點在于，在確定曝光機的能量出現(xiàn)偏移的情況下，還可以根據(jù)曝 光并顯影后光刻膠膜的厚度，以及曝光能量與曝光并顯影后光刻膠膜的厚度之間的關(guān) 系，得到曝光機能量的偏移量，并根據(jù)該偏移量校準曝光機的能量。 在第三和第四實施例中，由于是利用光刻膠膜在曝光之前與曝光之后的厚度差 與曝光機能量正常的情況下同一曝光能量對應(yīng)的該差值進行比較，因此可以排除涂膠機 造成的光刻膠膜涂敷厚度在每次工藝之間不均勻而對監(jiān)測結(jié)果造成的影響，從而進一步 提高了曝光機能量監(jiān)測的準確度。由以上所述可以看出，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，首先得到曝光機能量正常的 情況下曝光能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度；然后在對曝光機的能量進行監(jiān) 測時，以低于曝光閾值的能量對晶圓上形成的光刻膠膜進行曝光，顯影，然后測量顯影 后光刻膠膜的厚度；將顯影后光刻膠膜的厚度與曝光機能量正常的情況下該低于曝光閾 值的能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度進行比較，最后根據(jù)比較結(jié)果判斷當前 曝光機的能量是否出現(xiàn)偏移。由于曝光并顯影后光刻膠膜的厚度對所使用的曝光能量很 敏感，因此該方法顯著提高了對曝光機能量監(jiān)測的靈敏度和準確度。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明 的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種監(jiān)測光刻工藝曝光機的能量偏移的方法，得到曝光機能量正常的情況下曝光 能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度；該方法包括在晶圓上形成光刻膠膜；以低于曝光閾值的能量對所述光刻膠膜進行曝光，并顯影；測量顯影后光刻膠膜的厚度；將顯影后光刻膠膜的厚度與曝光機能量正常的情況下該低于曝光閾值的能量所對應(yīng) 的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度進行比較；根據(jù)比較結(jié)果判斷曝光機的能量是否出現(xiàn)偏移。
2.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測光刻工藝曝光機的能量偏移的方法，其特征在于，得到曝 光機能量正常的情況下曝光能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度包括在曝光機能量正常的情況下，以多個曝光能量對形成光刻膠膜的晶圓的多個位置進 行曝光，并顯影；和通過測量所述曝光并顯影后光刻膠膜的多個位置的厚度，得到多個曝光能量所對應(yīng) 的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度。
3.如權(quán)利要求2所述的監(jiān)測光刻工藝曝光機的能量偏移的方法，其特征在于，以多個 曝光能量對形成光刻膠膜的晶圓的多個位置進行曝光包括以步進增加的曝光能量對形 成光刻膠膜的晶圓的多個位置進行曝光。
4.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測光刻工藝曝光機的能量偏移的方法，其特征在于，得到曝 光機能量正常的情況下曝光能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度包括在曝光機能量正常的情況下，以多個曝光能量對形成有相同厚度的光刻膠膜的多個 晶圓進行曝光，并顯影；和通過測量所述曝光并顯影后多個晶圓的光刻膠膜的厚度，得到多個曝光能量所對應(yīng) 的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度。
5.如權(quán)利要求4所述的監(jiān)測光刻工藝曝光機的能量偏移的方法，其特征在于，以多個 曝光能量對形成有相同厚度的光刻膠膜的多個晶圓進行曝光包括以步進增加的曝光能 量對所述多個晶圓進行曝光。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的監(jiān)測光刻工藝曝光機的能量偏移的方法，其特征 在于，該方法進一步包括得到曝光機能量正常的情況下曝光能量與曝光并顯影后光刻 膠膜的厚度之間的關(guān)系；在將顯影后光刻膠膜的厚度與曝光機能量正常的情況下該低于曝光閾值的能量所對 應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度進行比較之前，該方法進一步包括根據(jù)曝光機能量 正常的情況下曝光能量與曝光并顯影后光刻膠膜的厚度之間的關(guān)系，得到該低于曝光閾 值的能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度。
7.如權(quán)利要求6所述的監(jiān)測光刻工藝曝光機的能量偏移的方法，其特征在于，曝光機 能量正常的情況下曝光能量與曝光并顯影后光刻膠膜的厚度之間的關(guān)系是線性關(guān)系。
8.如權(quán)利要求6所述的監(jiān)測光刻工藝曝光機的能量偏移的方法，其特征在于，該方法 進一步包括根據(jù)曝光并顯影后光刻膠膜的厚度，以及曝光機能量正常的情況下曝光能量與曝光 并顯影后光刻膠膜的厚度之間的關(guān)系，得到曝光機能量的偏移量，并根據(jù)該偏移量校準曝光機的能量。
9.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的監(jiān)測光刻工藝曝光機的能量偏移的方法，其特征 在于，該方法進一步包括得到曝光機能量正常的情況下曝光能量所對應(yīng)的、光刻膠膜在 曝光并顯影之后與曝光之前的厚度差；將顯影后光刻膠膜的厚度與曝光機能量正常的情況下該低于曝光閾值的能量所對應(yīng) 的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度進行比較是將光刻膠膜在曝光并顯影之后和曝光之前 的厚度差與曝光機能量正常的情況下該低于曝光閾值的能量所對應(yīng)的、光刻膠膜在曝光 并顯影之后與曝光之前的厚度差進行比較。
10.如權(quán)利要求9所述的監(jiān)測光刻工藝曝光機的能量偏移的方法，其特征在于，該方法進一步包括得到曝光機能量正常的情況下曝光能量與光刻膠膜在曝光并顯 影之后和曝光之前的厚度差之間的關(guān)系；在將光刻膠膜在曝光并顯影之后和曝光之前的厚度差與曝光機能量正常的情況下該 低于曝光閾值的能量所對應(yīng)的、光刻膠膜在曝光并顯影之后與曝光之前的厚度差進行比 較之前，該方法進一步包括根據(jù)曝光機能量正常的情況下曝光能量與光刻膠膜在曝光 并顯影之后和曝光之前的厚度差之間的關(guān)系，得到該低于曝光閾值的能量所對應(yīng)的、光 刻膠膜在曝光并顯影之后與曝光之前的厚度差。
11.如權(quán)利要求10所述的監(jiān)測光刻工藝曝光機的能量偏移的方法，其特征在于，曝光 機能量正常的情況下曝光能量與光刻膠膜在曝光并顯影之后和曝光之前的厚度差之間的 關(guān)系是線性關(guān)系。
12.如權(quán)利要求10所述的監(jiān)測光刻工藝曝光機的能量偏移的方法，其特征在于，該方 法進一步包括根據(jù)曝光并顯影后光刻膠膜的厚度，以及曝光機能量正常的情況下曝光能量與光刻 膠膜在曝光并顯影之后和曝光之前的厚度差之間的關(guān)系，得到曝光機能量的偏移量，并 根據(jù)該偏移量校準曝光機的能量。
13.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測光刻工藝曝光機的能量偏移的方法，其特征在于，在晶 圓上形成的光刻膠膜的厚度等于在曝光機能量正常的情況下得到曝光能量所對應(yīng)的曝光 并顯影后光刻膠膜的厚度時該光刻膠膜在曝光之前的厚度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種監(jiān)測光刻工藝曝光機的能量偏移的方法。該方法首先得到曝光機能量正常的情況下曝光能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度；然后在對曝光機的能量進行監(jiān)測時，以低于曝光閾值的能量對晶圓上形成的光刻膠膜進行曝光，顯影，然后測量顯影后光刻膠膜的厚度；將顯影后光刻膠膜的厚度與曝光機能量正常的情況下該低于曝光閾值的能量所對應(yīng)的曝光并顯影后光刻膠膜的厚度進行比較；然后，根據(jù)比較結(jié)果判斷當前曝光機的能量是否出現(xiàn)偏移。由于曝光并顯影后光刻膠膜的厚度對所使用的曝光能量很敏感，因此該方法顯著提高了對曝光機能量監(jiān)測的靈敏度和準確度。
文檔編號G03F7/20GK102023488SQ20091019540
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者安輝 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司