[發明專利]一種相移掩膜在二次曝光中側蝕寬度安全范圍的確定方法

有效

• 申請號: 201210533032.9
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103869596B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 嚴世傳;葛海鳴
• 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: G03F1/26
• 分類號: G03F1/26;G03F7/20
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙)31219
• 代理人: 余明偉

技術領域

本發明涉及一種半導體的測試方法，特別是涉及一種相移掩膜在二次曝光中側蝕寬度安全范圍的確定方法。

背景技術

在半導體光刻技術中，通常采用最多的是投影光刻，即用接觸式、接近式或投影式把掩膜上的電路圖形曝光到涂了光致抗蝕劑，即光刻膠的硅片上，產生抗蝕劑圖形。為了提高投影圖形的分辨率，即產生更細尺寸的圖形，往往要求增加投影透鏡的數值孔徑并縮短曝光波長。隨著技術的發展，通過增加孔徑，減小曝光波長，采用高級光致抗蝕劑，或多層抗蝕劑工藝，提高工作臺定位精度，套刻精度和自動調焦精度等措施之后，已使光刻產生的圖形特征尺寸減小到了亞微米，但是，如只依靠單純繼續增加數值孔徑和減小曝光波長，不但不能使光刻分辨率增加，反而會使其惡化。這是因為影響實際光刻分辨率的關鍵因素—焦深，焦深就是產生清晰圖像的調焦范圍，超出此范圍，產生的像就會模糊不清了。由于透鏡的焦深與成曝光波長正比，與孔徑成反比，所以靠增大孔徑，減小波長提高分辨率的同時，焦深也嚴重減小了。當減小到所要求的最小焦深范圍時，就難以使準確像面與硅片上抗蝕劑層表面完全吻合，因而就會使產生的圖形線條粗細不一，甚至分辨不清。所以在傳統光刻技術中，單純靠增加孔徑，減小波長，也不能再進一步增加分辨率。

在此形勢下，人們提出了相移掩膜的方法。相移掩膜是在傳統的透射掩膜上，選擇性地給一些透光圖形加上一層適當厚度的透明膜層，稱為相移層。使加了相移層的區域與未加相移層的區域之間的光學相位差180度。這樣，就可以通過控制圖形衍射光之間的干涉效應，“修整”和“優化”圖形光強分布來提高圖形對比度和分辨率。隨著電路集成度的不斷提高，在電路的制作過程中往往需要多次甚至數十次的曝光，由于一般的相移掩膜包括遮光膜102及104、相移膜101及103及玻璃基板，在多次曝光的過程中，各該相移膜相應的位置應該只進行一次曝光，即所述遮光板應該是嚴格對準的，如圖1所示。然而，實際操作中，遮光板是很難嚴格對準的，這種遮光板的偏移往往會導致光刻膠的二次曝光，而光刻膠的二次曝光區域205往往會造成后續刻蝕過程中光刻圖形的變化，從而導致光刻精度的降低甚至是電路的失效，如圖2及圖3所示。而且，這種掩膜的偏移往往也是難以避免的。因而，需要將該偏移控制在一安全的范圍內。

因此，本發明提供一種相移掩膜在二次曝光下安全側蝕寬度范圍的確定方法，以確定相移掩膜在二次曝光下安全側蝕寬度范圍。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種相移掩膜在二次曝光下安全側蝕寬度范圍的確定方法，以確定相移掩膜在二次曝光下安全側蝕寬度范圍。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種相移掩膜在二次曝光下安全側蝕寬度范圍的確定方法，至少包括以下步驟：

1）提供包括透明基底、相移層及遮光層相移掩膜及光刻材料，于所述遮光層中形成多個不同寬度的曝光窗口，并采用預設能量的光通過各該曝光窗口對所述光刻材料依次進行第一次曝光及第二次曝光形成二次曝光圖形；

2）通過對所述二次曝光圖形的檢測確定在預設能量的光下相移掩膜在二次曝光下安全的側蝕寬度范圍。

作為本發明的相移掩膜在二次曝光中側蝕寬度安全范圍的確定方法的一種優選方案，步驟1）中，多個不同寬度的曝光窗口的起始端連接于同一基線上。

作為本發明的相移掩膜在二次曝光中側蝕寬度安全范圍的確定方法的一種優選方案，其特征在于：步驟1）中，多個不同寬度的曝光窗口依據寬度遞增或遞減的方式排列。

進一步地，各該曝光窗口呈階梯狀緊密相連。

本發明還提供一種相移掩膜在二次曝光下安全側蝕寬度范圍的確定方法，至少包括以下步驟：

1）提供包括透明基底、相移層及遮光層相移掩膜及光刻材料，于所述遮光層中形成多個不同寬度的曝光窗口，并采用預設能量的光通過各該曝光窗口對所述光刻材料依次進行第一次曝光及第二次曝光形成二次曝光圖形；

2）通過對所述二次曝光圖形的檢測確定在預設能量的光下相移掩膜在二次曝光下安全的側蝕寬度范圍；

3）改變光的預設能量，重復步驟1）與步驟2），獲得在不同預設能量的光下相移掩膜在二次曝光下安全的側蝕寬度范圍。

作為本發明的相移掩膜在二次曝光中側蝕寬度安全范圍的確定方法的一種優選方案，步驟1）中，多個不同寬度的曝光窗口的起始端連接于同一基線上。

作為本發明的相移掩膜在二次曝光中側蝕寬度安全范圍的確定方法的一種優選方案，：步驟1）中，多個不同寬度的曝光窗口依據寬度從小到大的方式排列。

進一步地，各該曝光窗口呈階梯狀緊密相連。