[發明專利]曝光焦點的監控方法

無效

• 申請號: 200910033793.6
• 申請日: 2009-06-04
• 公開（公告）號: CN101907830A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 楊要華;劉志成;張辰明;胡駿
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華半導體有限公司;無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及一種半導體工藝，特別涉及一種半導體制造工藝中的曝光機的曝光焦點的監控方法。

【背景技術】

半導體工藝中常利用曝光的程序在半導體材料上形成相應的線路圖案。曝光技術的進步及所用光的波長變小使得形成精細的線路圖案成為可能，由此可以使得單位面積上可形成的圖案密度變大，線寬變小。

由于特征圖案越來越小，甚至到亞波長量級，因此光臨近效應會變得比較嚴重而導致印刷轉移圖像不清晰、扭曲。此時若離焦較多，更會由于非焦點的衍射特性而產生印刷轉移圖像的形變與模糊。因此，在半導體制造工藝中，尋找曝光的最佳焦點成為能否形成精細的電路結構的關鍵步驟。

一種利用Bossung曲線來定位最佳聚集點的方法包括以下步驟：

以不同離焦距離在光阻層上進行曝光；

測量在各次曝光時所形成的特征線寬CD(Critical?Dimension)；

繪出各特征線寬CD以離焦距離為變量的曲線(Bossung曲線)；

以Bossung曲線的斜率最小處作為最佳的聚集點。

上述方法雖可定位到最佳的聚集點，然而卻需要以不同的離焦距離進行多次曝光，并要測量各次曝光時的特征線寬CD。此方法不但所需的數據量較大，并且一一進行曝光、測量的過程耗費的時間也比較長。后續需要對所測得的特征線寬CD進行處理的系統與步驟均較為復雜。

【發明內容】

有鑒于此，有必要提供一種所需數據量較小、節省測量與計算程序的曝光焦點監控方法。

一種曝光焦點的監控方法，包括：

在預定離焦距離的范圍內，以任選的離焦距離形成至少兩個曝光圖形；

分別測量所述各曝光圖形的頂部寬度與底部寬度；

計算所述各曝光圖形的頂部寬度與底部寬度的差值；

根據所述差值與對應的離焦距離計算預定的系數。

根據該曝光焦點的監控方法，可以在最少僅需兩組數據的情況下即確定最終所得曝光圖形的尺寸與曝光焦點的關系。

【附圖說明】

圖1為一種用于曝光的光學系統的結構示意圖。

圖2為光學系統的聚焦點與光刻膠的相對位置的光路圖。

圖3為圖2所示的聚焦狀況下所形成的曝光圖形的截面示意圖。

圖4為本發明曝光焦點的監控方法的一種實施方式的流程圖。

【具體實施方式】

圖1示出一種用于曝光的光學系統的結構，該光學系統包括光源12、第一透鏡組14、光刻版(Mask)16、第二透鏡組18，用于曝光涂覆在基底20上的光刻膠22。

光源12所發出的光線經過第一透鏡組14的會聚之后形成平行光照射到光刻版16上。光刻版16上預先印刷有與需曝光在基底20上的圖案相同的圖形，但光刻版16上的圖形大小一般是基底上需形成的圖案的數倍。通過光刻版16上的圖形的阻擋后的光線經第二透鏡組18的進一步會聚縮小后投射在基底20上，即可將基底20上的光刻膠22的相應位置進行曝光。后續經過顯影等操作即可在基底上形成相應的圖案結構。

結合圖2與圖3，其中圖2所示為圖1的光學系統中光線經第二透鏡組18會聚縮小后形成的聚焦點落在光刻膠22層上相對位置的示意圖；圖3為圖2中各聚集情形在曝光后光刻膠經顯影所形成的曝光圖形的截面示意圖。

圖2A為聚集點位置較佳時光路的放大示意圖。經第二透鏡組18會聚的光線聚焦在光刻膠22的中間位置，其可以在光刻膠22的頂部和底部形成尺寸相當的曝光。光刻膠22經顯影后所形成的曝光圖形的截面示意如圖3A所示，其中洗除經曝光的光刻膠后形成的凹槽24頂部與底端寬底相當。

圖2B為聚集點位置上偏時光路的放大示意圖。經第二透鏡組18會聚的光線聚焦點落在光刻膠22的中間偏上部的位置。在此情形下，聚焦光線可以照射的光刻膠即產生上下不均的現象，最終形成的曝光圖案如圖3B所示，可以看到，洗除經曝光的光刻膠后形成的凹槽26頂部窄而底端寬。

圖2C所示的為與圖2B相反的情況。經第二透鏡組18會聚縮小的光線的聚焦落在光刻膠22的中間偏下位置。此時光刻膠22經顯影后所形成的曝光圖形的截面示意如圖3C所示，可見洗除經曝光的光刻膠后形成的凹槽28頂部比底端寬。

由此可見，光學系統的聚集點的位置直接影響到最終形成的光刻圖形的質量與形狀。反過來，光刻圖形的形狀又可以反映光學系統的聚焦點的位置好壞。因此，通過測量光刻圖形的尺寸并進行相關性計算，即可得到光學系統的聚焦點位置。