[發(fā)明專利]一種采用側(cè)壁角監(jiān)控曝光裝置的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810035093.6
• 申請(qǐng)日: 2008-03-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101546129A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊曉松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號(hào): G03F7/20
• 分類號(hào): G03F7/20
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 屈 蘅;李時(shí)云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體曝光裝置的監(jiān)控方法，尤其涉及一種采用側(cè)壁角監(jiān)控曝光裝置焦距的方法。?

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體曝光制程中，對(duì)曝光裝置的監(jiān)控是極為重要的，尤其對(duì)曝光裝置聚焦偏移值的監(jiān)控。由于曝光裝置曝光聚焦偏移的變化，可能導(dǎo)致曝光出的晶圓上聚焦不良導(dǎo)致圖案變形或特征尺寸(Critical?Dimension：CD)變化，影響整個(gè)半導(dǎo)體制程生產(chǎn)線的效率。當(dāng)曝光制程的特征尺寸不斷減小的趨勢(shì)下，晶圓上的圖案對(duì)曝光裝置聚焦的變化變得更加敏感，曝光出的晶圓良率受曝光裝置聚焦變化的影響更為顯著。傳統(tǒng)的對(duì)曝光裝置的監(jiān)控是以相同的曝光能量不同的聚焦偏移值(Focus?Meander)來(lái)將光罩上的圖案曝在同一片晶圓上，采用特征尺寸電子掃描顯微鏡(CD-SEM)來(lái)測(cè)量晶圓上CD的Bossung曲線擬合結(jié)果來(lái)計(jì)算曝光裝置的聚焦偏移量。當(dāng)聚焦偏移量大于曝光制程所允許的閾值范圍時(shí)，會(huì)對(duì)曝光裝置進(jìn)行人為校準(zhǔn)。然而傳統(tǒng)的對(duì)曝光裝置的監(jiān)測(cè)方法得出的結(jié)果易受到測(cè)試晶圓品質(zhì)的影響，例如晶圓表面的平整度、缺陷等；由于針對(duì)每個(gè)聚焦偏移值只有一個(gè)或兩個(gè)CD測(cè)試數(shù)據(jù)，因此此方法的精確度和穩(wěn)定性不高，測(cè)量CD的時(shí)候還容易受到人為因素的影響或者曝光晶圓表面平整度的影響。因此傳統(tǒng)的曝光裝置的監(jiān)控方法很難準(zhǔn)確地反應(yīng)曝光裝置本身聚焦變化的狀態(tài)，監(jiān)測(cè)結(jié)果易受外界因素的干擾。?

目前的光學(xué)特征尺寸(Optical/Spectroscopic?Critical?Dimension：OCD)方法可測(cè)量側(cè)壁角(Sidewall?Angle：SWA)，測(cè)量側(cè)壁角主要是用于測(cè)量淺槽隔離(STI)的深度，金屬層的腐蝕深度或銅互連大馬士革工藝(Dual?Damascene)的溝槽深度。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種采用側(cè)壁角監(jiān)控曝光裝置的方法，以解決傳統(tǒng)曝光裝置監(jiān)控方法存在的監(jiān)控精度、穩(wěn)定性不高以及監(jiān)控易受外界因素干擾的問(wèn)題。?

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的采用側(cè)壁角監(jiān)控曝光裝置的方法，側(cè)壁角為曝光裝置曝出的晶圓上圖案的側(cè)壁角，該方法用于監(jiān)控曝光裝置的聚焦偏移值，它包括以下步驟：步驟1：測(cè)量待監(jiān)控曝光裝置在不同的聚焦偏移值下，晶圓上圖案?jìng)?cè)壁角的大小；步驟2：根據(jù)步驟1得出的曝光裝置不同聚焦偏移值下對(duì)應(yīng)的圖案?jìng)?cè)壁角，得出圖案?jìng)?cè)壁角與聚焦偏移值的關(guān)系式；步驟3：測(cè)量待監(jiān)控的曝光裝置曝得的晶圓上圖案的側(cè)壁角，根據(jù)步驟2得出的側(cè)壁角與聚焦偏移值的關(guān)系式計(jì)算曝光裝置的聚焦偏移值，所述待監(jiān)控的曝光裝置曝得的晶圓上圖案為曝光制程待曝光的關(guān)鍵尺寸值最小的圖案；步驟4：根據(jù)步驟3計(jì)算出的曝光裝置的聚焦偏移值判斷曝光裝置聚焦偏移值是否在聚焦偏移值的閾值范圍內(nèi)，如果不是，則需要進(jìn)行曝光裝置的校準(zhǔn)。其中，步驟1中，曝光裝置不同聚焦偏移值下對(duì)應(yīng)的圖案?jìng)?cè)壁角為不同晶圓上的圖案?jìng)?cè)壁角。步驟1中測(cè)量晶圓上圖案?jìng)?cè)壁角是采用光學(xué)特征尺寸方法測(cè)量。步驟2中得出的側(cè)壁角與聚焦偏移值的關(guān)系式為線性關(guān)系式。?

與現(xiàn)有曝光裝置的監(jiān)控方法相比，本發(fā)明的側(cè)壁角監(jiān)控曝光裝置的方法，通過(guò)測(cè)量曝光裝置不同聚焦偏移值下對(duì)應(yīng)的晶圓上圖案?jìng)?cè)壁角的大小來(lái)獲得側(cè)壁角與曝光裝置聚焦偏移值的關(guān)系式，從而對(duì)待監(jiān)控的曝光裝置只需通過(guò)測(cè)量所曝得的晶圓上圖案的側(cè)壁角就可判斷曝光裝置的聚焦偏移值是否在閾值范圍。由于側(cè)壁角的測(cè)量不受晶圓表面因素的干擾，因此可準(zhǔn)確判斷曝光裝置的聚焦?fàn)顟B(tài)，解決傳統(tǒng)監(jiān)控方法存在的監(jiān)控精度、穩(wěn)定性不高的問(wèn)題。?

附圖說(shuō)明

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的采用側(cè)壁角監(jiān)控曝光裝置的方法作進(jìn)一步詳細(xì)具體地說(shuō)明。?

圖1是本發(fā)明待監(jiān)控曝光裝置曝光一種圖案時(shí)不同聚焦偏移值對(duì)應(yīng)的側(cè)壁角值的數(shù)據(jù)圖。?

圖2是本發(fā)明待監(jiān)控曝光裝置曝光另一種圖案時(shí)不同聚焦偏移值對(duì)應(yīng)的側(cè) 壁角值的數(shù)據(jù)圖。?

圖3是采用OCD測(cè)量的側(cè)壁角值與X-SEM測(cè)量的側(cè)壁角值的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)圖。?

圖4是本發(fā)明側(cè)壁角監(jiān)控曝光裝置的方法流程示意圖。?

具體實(shí)施方式