[發(fā)明專利]光刻系統(tǒng)光源對稱性的檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310224037.8
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN104216234A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡博修
• 申請（專利權(quán)）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
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光刻系統(tǒng)光源對稱性的檢測方法。

背景技術(shù)

在集成電路制造工藝的發(fā)展過程中，光學光刻一直是半導體圖形制備的主流技術(shù)。通過光刻設(shè)備，將具有不同圖形的掩膜在精確對準下依次成像在涂覆有光刻膠的晶圓上，進行曝光顯影后形成所需圖形。由于集成電路通常是由多層的電路結(jié)構(gòu)重疊組成的，因此必須保證每一層與前面一層或者后面層的對準精度，如果對準精度超出要求的范圍，則可能導致整個集成電路達不到設(shè)計目標。

重疊（Overlay）是用于衡量形成于前一工藝層中的圖形與形成于當前工藝層中的圖形對準狀態(tài)的指標。在集成電路的制造過程中，要對當前工藝層與前一工藝層的對準精度進行測量，如果前一工藝層與當前工藝層曝光成像圖形層間存在定位誤差，就會產(chǎn)生重疊誤差（Overlay?error）。為了探測和校正形成于前一工藝層和形成于當前工藝層中圖形的對準狀態(tài)，通常在形成器件區(qū)圖形的同時形成重疊對準標記（Overlay?mark），通過測量不同層的重疊對準標記可以獲得重疊誤差。所述重疊對準標記通常形成于各工藝層的切割槽（Scribe?line）內(nèi)，具體的形成工藝包括：在第一工藝層的第一位置形成一個外部重疊對準標記；在第二工藝層中同一位置形成一個內(nèi)部重疊對準標記與之對準，同時在第二位置形成另一個外部重疊對準標記，便于后續(xù)在第三工藝層中該處形成另外一個內(nèi)部重疊對準標記與之對準。

在光刻系統(tǒng)中，由于激光未對準、光瞳和衍射光學器件的使用壽命等，會導致光源不對稱性（Source?asymmetry）。所述的光源不對稱性為導致光刻過程中產(chǎn)生重疊偏移（Overlay?shift）的原因之一。為了確保光刻系統(tǒng)的對準精度，減少重疊誤差，就需要對光源不對稱性進行檢測，但是，現(xiàn)有技術(shù)中對光源對稱性的檢測通常基于電荷耦合器件傳感器（CCD?Senser）對光源的掃描成像，其檢測過程復雜且為離線檢測（offline?line），影響正常的生產(chǎn)制造過程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有技術(shù)中光刻系統(tǒng)光源對稱性的檢測復雜，影響正常的生產(chǎn)制造過程。

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種光刻系統(tǒng)光源對稱性的檢測方法，包括：提供第一掩膜，所述第一掩膜上具有若干第一標記圖形和若干第二標記圖形，所述第一標記圖形和所述第二標記圖形具有若干呈行列排布的子圖形，所述第二標記圖形的各行子圖形的節(jié)距與所述第一標記圖形對應列的子圖形的節(jié)距相等；提供第二掩膜，所述第二掩膜上具有若干第一標記圖形和若干第二標記圖形，且所述第二掩膜上的第一標記圖形的位置與所述第一掩膜上的第二標記圖形的位置相對應，所述第二掩膜上的第二標記圖形的位置與所述第一掩膜上的第一標記圖形的位置相對應；采用所述第一掩膜在第一晶圓上形成第一底層重疊對準標記，采用所述第二掩膜在所述第一底層重疊對準標記上形成第一頂層重疊對準標記；采用所述第二掩膜在第二晶圓上形成第二底層重疊對準標記，采用所述第一掩膜在第二底層重疊對準標記上形成第二頂層重疊對準標記；測量所述第一頂層重疊對準標記與所述第一底層重疊對準標記的第一重疊偏移量，測量所述第二頂層重疊對準標記與所述第二底層重疊對準標記的第二重疊偏移量；對所述第一重疊偏移量和所述第二重疊偏移量進行數(shù)據(jù)處理，計算出由于光源不對稱性導致的重疊偏移量。

可選的，所述第一標記圖形的每一列內(nèi)子圖形的節(jié)距相等。

可選的，所述第一標記圖形各列子圖形的節(jié)距隨列數(shù)遞增或者遞減。

可選的，所述第二標記圖形的每一行內(nèi)子圖形的節(jié)距相等。

可選的，所述第二標記圖形各行子圖形的節(jié)距隨行數(shù)遞增或者遞減。

可選的，所述第一掩膜包括兩個第一標記圖形和兩個第二標記圖形，所述第一標記圖形和所述第二標記圖形呈田字形排列，且所述第一標記圖形位于所述田字形排列的第一對角線兩端，所述第二標記圖形位于所述田字形排列的第二對角線兩端。

可選的，所述第二掩膜包括兩個第一標記圖形和兩個第二標記圖形，所述第一標記圖形和所述第二標記圖形呈田字形排列，且所述第一標記圖形位于所述田字形排列的第二對角線兩端，所述第二標記圖形位于所述田字形排列的第一對角線兩端。