[發明專利]雙層曝光補償方法

有效

• 申請號: 201010509167.2
• 申請日: 2010-10-14
• 公開（公告）號: CN102445855A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 馮奎
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F7/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及一種光刻工藝，特別是雙層曝光過程中的雙層曝光補償方法。

背景技術

光刻是通過對準、曝光等一系列步驟將目標圖案轉移到襯底上的工藝過程。單層曝光指的是使用一個光罩在襯底表面進行曝光得到轉移圖案。轉移圖案與襯底之間的對準誤差指的是襯底上形成的轉移圖案與襯底之間的位置對準的誤差。圖1是曝光流程示意圖，在單層曝光情況下，首先通過曝光機臺設置曝光參數進行曝光；然后利用關鍵尺寸電子掃描顯微鏡測量樣品關鍵尺寸；再通過套刻檢測裝置測量對準誤差；并判斷對準誤差是否滿足對準規格，如果滿足對準規格，利用刻蝕機對樣品進行刻蝕；如果不滿足對準規格，將套刻檢測裝置測量得到的結果輸入APC系統，由APC系統計算補償參數，并根據APC系統計算得到的補償參數重新調節曝光參數進行曝光，直至得到符合對準規格的樣品。在公開號為CN?1983032A的中國發明申請專利可以找到有關測量光刻對準誤差的方法的信息。

但隨著集成電路制造技術的不斷發展，半導體器件的特征尺寸越來越小，單層曝光已不能滿足對分辨率的要求，雙層曝光能很好的解決分辨率的要求。雙層曝光是利用兩個光罩分兩次進行曝光以得到所需要的轉移圖案的技術。雙層曝光雖然能很好的解決分辨率的要求，但引入兩個新的問題：如何分別補償兩次曝光得到的轉移圖案與襯底圖案之間的對準誤差；如何補償兩次曝光得到的轉移圖案之間的對準誤差？現有技術中常用的辦法是，以第一光罩對準襯底進行第一層曝光，形成與第一目標圖案對應的轉移圖案，利用由APC系統計算得到的補償參數對機臺曝光參數進行調節，得到滿足對準規格的轉移圖案。然后，以第二光罩對準襯底進行第二層曝光，在包含與第一目標圖案對應的轉移圖案的襯底上形成與第二目標圖案對應的轉移圖案，同樣利用APC系統可以調節第二次曝光的參數，使得與第二目標圖案對應的轉移圖案與襯底的對準滿足對準規格的要求。但是對兩次曝光得到的轉移圖案之間的對準誤差沒有很好的補償方法。

發明內容

本發明解決的問題是，提供一種雙層曝光補償方法，對兩次曝光得到的轉移圖案之間的對準誤差進行補償，以滿足對準規格。本發明提供的雙層曝光補償方法包含以下步驟：提供襯底和目標圖案，將目標圖案分成第一目標圖案和第二目標圖案；將所述第一目標圖案和第二目標圖案分別轉移至第一光罩和第二光罩上；獲取第一光罩和第二光罩之間的對準誤差補償值；設置第二曝光參數，根據第二曝光參數和第一光罩在襯底表面形成第三轉移圖案，獲得第三補償參數；根據第三補償參數修正第二曝光參數，得到第三曝光參數；根據第三曝光參數和第一光罩在襯底表面形成第四轉移圖案；根據第三補償參數，第一光罩和第二光罩之間的對準誤差補償值，獲得第四補償參數；以第四補償參數修正第二曝光參數，得到第四曝光參數；根據第四曝光參數和第二光罩，在包含第四轉移圖案的襯底上形成第五轉移圖案，第四轉移圖案與第五轉移圖案合成目標圖案。獲取第一光罩和第二光罩之間的對準誤差補償值的步驟包括：

優選地，第一光罩和第二光罩之間的對準誤差補償值僅與第一光罩、第二光罩的差異相關。

優選地，所述第一光罩、第二光罩的差異包括第一光罩、第二光罩所選用材料、制作過程、制作工藝。

優選地，所述獲取第一光罩和第二光罩之間的對準誤差補償值的步驟包括：設置第一曝光參數，根據第一曝光參數和第一光罩獲得第一補償參數；根據第一曝光參數和第二光罩獲得第二補償參數；根據第一補償參數和第二補償參數獲得第一光罩和第二光罩的對準誤差補償值。

優選地，第一光罩和第二光罩之間的對準誤差補償值為第一補償參數和第二補償參數之差。

優選地，第一目標圖案、第二目標圖案分別與第一光罩、第二光罩相對應。

與現有技術相比，本發明所提供的雙層曝光補償方法，在根據第二光罩在包含第四轉移圖案的襯底上形成第五轉移圖案時，充分考慮了由第一光罩和第二光罩的差異所引起的第四轉移圖案與第五轉移圖案之間的對準誤差，在設置曝光參數時進行有效補償，從而有效減小第四轉移圖案與第五轉移圖案之間的對準誤差，滿足對準規格的要求。其中，第四轉移圖案與第五轉移圖案合成目標圖案。

附圖說明

圖1是現有曝光流程示意圖；

圖2是現有雙重曝光對準示意圖；

圖3是本發明所提供的雙層曝光補償方法的流程示意圖；

圖4是本發明的一個實施例中在襯底表面形成第一轉移圖案的示意圖；

圖5是本發明的一個實施例中在襯底表面形成第二轉移圖案的示意圖；

圖6是本發明的一個實施例中在襯底表面形成第四轉移圖案的示意圖；