一種掩模版及一種測量光刻機(jī)的版旋轉(zhuǎn)偏差的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種掩模版及一種測量光刻機(jī)的版旋轉(zhuǎn)偏 差的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 光刻是半導(dǎo)體工藝中的關(guān)鍵技術(shù)，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路、LED二極管、液晶 顯示屏等工藝中，其中半導(dǎo)體集成電路對光刻設(shè)備和工藝的依賴度最大。實(shí)現(xiàn)光刻工藝的 最關(guān)鍵設(shè)備是光刻機(jī)，光刻機(jī)的掩模版的旋轉(zhuǎn)偏差是光刻機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)，簡稱為版旋 轉(zhuǎn)偏差，即掩模版的中軸線相對于平面二維坐標(biāo)系出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)，以平面二維坐標(biāo)系的原點(diǎn) 為圓點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，因?yàn)榫A上每一個(gè)曝光場都是從掩模版上投影得到的，如果掩模版出現(xiàn)旋轉(zhuǎn) 偏差，會導(dǎo)致所有的曝光場都出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，直接影響到光刻工藝的對準(zhǔn)精度，參見圖1，是當(dāng)光 刻機(jī)的掩模版出現(xiàn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的情況下，投影在晶圓上的曝光場示意圖。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，測量光刻機(jī)的版旋轉(zhuǎn)偏差的方法如下：先后共執(zhí)行兩次光刻，第二次 光刻以第一次光刻為對準(zhǔn)參照，然后測量兩次光刻之間的對準(zhǔn)偏差，再反向計(jì)算出掩模版 的旋轉(zhuǎn)偏差量。
[0004] 由于對準(zhǔn)偏差不僅受版旋轉(zhuǎn)偏差的影響，還受光刻機(jī)的激光定位偏差、步進(jìn)精度 偏差等諸多參數(shù)和因素的影響，所以這種由對準(zhǔn)偏差反向計(jì)算光刻機(jī)的版旋轉(zhuǎn)偏差的過程 比較復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種掩模版及一種測量光刻機(jī)的版旋轉(zhuǎn)偏差的方法，能夠使計(jì)算光 刻機(jī)的版旋轉(zhuǎn)偏差的過程變得簡單。
[0006] -方面，本發(fā)明提供了一種掩模版，所述掩模版包括：底板、位于底板上的第一部 件和弟-部件；
[0007] 所述第一部件用于使光刻膠在經(jīng)過光刻后被保留；
[0008] 所述第二部件用于使光刻膠在經(jīng)過光刻后被刻蝕；
[0009] 所述第一部件和第二部件的位置關(guān)系滿足：在以所述掩模版的矩形曝光場的中心 為坐標(biāo)原點(diǎn)，X軸、Y軸分別平行于所述曝光場的垂直的兩個(gè)邊的X-Y坐標(biāo)系中，所述第一部 件和第二部件位于Y軸兩側(cè)，均有兩條垂直于Y軸的平行邊線，第二部件的Y軸上的投影在 第一部件的Y軸上的投影內(nèi)，所述第一部件的中心與所述第二部件的中心在X軸上投影的 距離為光刻機(jī)在X方向的步進(jìn)長度。
[0010] 進(jìn)一步地，所述第一部件和第二部件的位置關(guān)系還滿足：所述第一部件和第二部 件的中心位于垂直于Y軸的同一條直線上。
[0011] 進(jìn)一步地，所述第一部件、第二部件的形狀為矩形。
[0012] 進(jìn)一步地，所述第一部件、第二部件的中心到Y(jié)軸的距離相等。
[0013] 進(jìn)一步地，所述曝光場為矩形，邊的長度為10-50毫米。
[0014] 進(jìn)一步地，所述第二部件曝光后形成的圖案的兩條垂直于Y軸的邊至少有一部分 在第一部件曝光后形成的圖案中。
[0015] 另一方面，本發(fā)明提供了一種利用上述的任一掩模版測量光刻機(jī)的版旋轉(zhuǎn)偏差的 方法，在以所述掩模版的矩形曝光場的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，X軸、Y軸分別平行于所述曝光場 的垂直的兩個(gè)邊的X-Y坐標(biāo)系中，所述方法包括：
[0016] 按照預(yù)先設(shè)定的X方向的步進(jìn)長度，利用所述掩模版對涂有光刻膠的晶圓進(jìn)行步 進(jìn)式光刻，形成偏差圖案；
[0017] 計(jì)算出第二部件的中心的偏移距離；
[0018] 根據(jù)所述偏移距離和所述步進(jìn)長度計(jì)算光刻機(jī)的版旋轉(zhuǎn)偏差。
[0019] 進(jìn)一步地，所述利用所述掩模版對涂有光刻膠的晶圓進(jìn)行步進(jìn)式光刻，包括：
[0020] 在第一部件曝光形成的圖案上對第二部件進(jìn)行曝光。
[0021] 進(jìn)一步地，所述計(jì)算出第二部件的中心的偏移距離，包括：
[0022] 測量偏差圖案垂直于Y方向的一條外邊線與一條內(nèi)邊線的第一距離，測量偏差圖 案垂直于Y方向的另一條外邊線與另一條內(nèi)邊線的第二距離；
[0023] 根據(jù)以下公式計(jì)算出第二部件的中心的偏移距離：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種掩模版，其特征在于，所述掩模版包括：底板、位于底板上的第一部件和第二部 件； 所述第一部件用于使光刻膠在經(jīng)過光刻后被保留； 所述第二部件用于使光刻膠在經(jīng)過光刻后被刻蝕； 所述第一部件和第二部件的位置關(guān)系滿足：在以所述掩模版的矩形曝光場的中心為坐 標(biāo)原點(diǎn)，X軸、Y軸分別平行于所述曝光場的垂直的兩個(gè)邊的X-Y坐標(biāo)系中，所述第一部件和 第二部件位于Y軸兩側(cè)，均有兩條垂直于Y軸的平行邊線，第二部件的Y軸上的投影在第一 部件的Y軸上的投影內(nèi)，所述第一部件的中心與所述第二部件的中心在X軸上投影的距離 為光刻機(jī)在X方向的步進(jìn)長度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模版，其特征在于，所述第一部件和第二部件的位置關(guān)系 還滿足：所述第一部件和第二部件的中心位于垂直于Y軸的同一條直線上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的掩模版，其特征在于，所述第一部件、第二部件的形狀為 矩形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的掩模版，其特征在于，所述第一部件、第二部件的中心到 Y軸的距離相等。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的掩模版，其特征在于，所述曝光場為矩形，邊的長度為 10-50暈米。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的掩模版，其特征在于，所述第二部件曝光后形成的圖案的 兩條垂直于Y軸的邊至少有一部分在第一部件曝光后形成的圖案中。
7. -種利用權(quán)利要求1-6中任一掩模版測量光刻機(jī)的版旋轉(zhuǎn)偏差的方法，其特征在 于，在以所述掩模版的矩形曝光場的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，X軸、Y軸分別平行于所述曝光場的 垂直的兩個(gè)邊的X-Y坐標(biāo)系中，所述方法包括： 按照預(yù)先設(shè)定的X方向的步進(jìn)長度，利用所述掩模版對涂有光刻膠的晶圓進(jìn)行步進(jìn)式 光刻，形成偏差圖案； 計(jì)算出第二部件的中心的偏移距離； 根據(jù)所述偏移距離和所述步進(jìn)長度計(jì)算光刻機(jī)的版旋轉(zhuǎn)偏差。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述利用所述掩模版對涂有光刻膠的晶 圓進(jìn)行步進(jìn)式光刻，包括： 在第一部件曝光形成的圖案上對第二部件進(jìn)行曝光。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算出第二部件的中心的偏移距離， 包括： 測量偏差圖案垂直于Y方向的一條外邊線與一條內(nèi)邊線的第一距離，測量偏差圖案垂 直于Y方向的另一條外邊線與另一條內(nèi)邊線的第二距離； 根據(jù)以下公式計(jì)算出第二部件的中心的偏移距離：
其中，D為所述偏移距離，Y1為所述第一距離，Y2為所述第二距離。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算光刻機(jī)的版旋轉(zhuǎn)偏差，包 括： 根據(jù)以下公式計(jì)算光刻機(jī)的版旋轉(zhuǎn)偏差：
其中，A為所述版旋轉(zhuǎn)偏差，D為所述偏移距離，X為所述步進(jìn)長度。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種掩模版，該掩模版包括：底板、位于底板上的第一部件和第二部件；第一部件用于使光刻膠在經(jīng)過光刻后被保留；第二部件用于使光刻膠在經(jīng)過光刻后被刻蝕；第一部件和第二部件的位置關(guān)系滿足：在以所述掩模版的矩形曝光場的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，X軸、Y軸分別平行于所述曝光場的垂直的兩個(gè)邊的X-Y坐標(biāo)系中，所述第一部件和第二部件位于Y軸兩側(cè)，均有兩條垂直于Y軸的平行邊線，第二部件的Y軸上的投影在第一部件的Y軸上的投影內(nèi)，所述第一部件的中心與所述第二部件的中心在X軸上投影的距離為光刻機(jī)在X方向的步進(jìn)長度。通過本發(fā)明提供的掩模版及方法，能夠使計(jì)算光刻機(jī)的版旋轉(zhuǎn)偏差的過程變得簡單。
【IPC分類】G03F9-00, G03F1-42
【公開號】CN104635418
【申請?zhí)枴緾N201310551821
【發(fā)明人】潘光燃, 文燕, 石金成, 高振杰, 王焜
【申請人】北大方正集團(tuán)有限公司, 深圳方正微電子有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2013年11月7日