[發明專利]一種背面曝光工藝優化方法

有效

• 申請號: 201410723327.1
• 申請日: 2014-12-04
• 公開（公告）號: CN105717748B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 王健
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備（集團）股份有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 屈蘅

技術領域

本發明涉及一種集成電路裝備制造領域,尤其涉及一種背面曝光工藝優化方法。

背景技術

在使用可透光基底的工藝中，可以使用背面曝光工藝增加可用焦深。例如在圖形化藍寶石襯底(Patterned Sapphire Substrate, 以下簡稱PSS)工藝中，使用可透光的單拋面藍寶石基底，使用背面曝光工藝后，可用焦深可以增加將近20%。背面曝光工藝的核心是對劑量的控制，即先將正面曝光的劑量減小一個合適的量，再在背面增加一個合適劑量的均勻曝光。正/背面曝光劑量的組合決定了可用焦深的增大幅度，同時背面曝光的劑量不能過大以致出現底部過曝現象。

在現有的背面曝光工藝中，對最優劑量組合的尋找是通過實驗驗證完成的，即按照初始設定曝光，測量關鍵尺寸(CD,Critical Dimension)后進行分析決定劑量優化方向，然后進行第二輪實驗，如此類推。經過多輪實驗后才能確定最優劑量組合。這種方法一次只能針對一種工藝條件確定最優劑量組合，條件更改后就需重新進行實驗尋找最優劑量組合。如此將耗費大量的時間成本和材料成本。

發明內容

為了克服現有技術中存在的缺陷，本發明提供一種新的背面曝光工藝優化方法，結合光刻仿真手段優化工藝開發流程，利用仿真結果縮小最優劑量組合的尋找范圍，大幅降低尋找最優劑量組合的時間成本和材料成本，提高工藝開發的效率。

優化為了實現上述發明目的，本發明公開一種背面曝光工藝優化方法，其特征在于，包括：

步驟一、建立光刻仿真工藝環境；

步驟二，設定不同的正面曝光劑量和u因子，得到不同的正面曝光劑量和背面曝光劑量組合下的曝光圖形，其中u因子為正面曝光劑量和背面劑量之比；

步驟三，確定目標CD的范圍，得出正面曝光劑量與背面曝光劑量的范圍；

步驟四，在得出正面曝光劑量與背面曝光劑量的范圍內均勻的選取采樣點，組成不同的正面曝光劑量和背面曝光劑量的組合；

步驟五，仿真每一個組合在不同焦面位置下的CD結果，得到CD隨焦面位置變化的曲線并做擬合，計算可用焦深；

步驟六，選取最優的正面曝光劑量以及u因子；

其中，

所述步驟一包括標定光刻膠參數，標定光刻膠參數需滿足：

（a）|仿真頂部CD – 測量頂部CD| <標定CD誤差要求，

（b）|仿真底部CD – 測量底部CD| <標定CD誤差要求，

（c）|仿真劑量 – 實際劑量| <標定劑量誤差要求；

所述步驟六中最優的正面曝光劑量以及u因子的判斷方法包括：

（a）可用焦深最大；

（b）底部CD仿真大于頂部CD仿真；

（c）底部CD仿真曲線與頂部CD仿真曲線盡可能接近，并且中部CD仿真曲線位于所述底部CD仿真曲線以及頂部CD仿真曲線的中間；

（d）頂部CD仿真曲線與底部CD仿真曲線開口方向相反。

更進一步地，還包括：和

步驟七，用選取的最優的正面曝光劑量加上劑量誤差的得到的正面曝光劑量和不同的u因子組合，仿真不同焦面位置下的CD結果，得到CD隨焦面位置變化的曲線并做擬合，并計算可用焦深；

步驟八，同時用選取的最優的正面曝光劑量減去劑量誤差的得到的正面曝光劑量和不同的u因子組合，仿真不同焦面位置下的CD結果，得到CD隨焦面位置變化的曲線并做擬合，并計算可用焦深；

步驟九，分別在步驟七、八中選取最優的u因子；

步驟十，用步驟六和步驟九中選取的三組最佳的正面曝光劑量及u因子的組合，分別進行蛇形變焦面實際曝光；

步驟十一，測量三種組合下實際曝光的CD結果，擬合CD隨焦面變化曲線并計算可用焦深；

步驟十二，選取可用焦深最大的組合作為為最優正面曝光劑量和背面曝光劑量組合；

其中，所述步驟九中判斷最優的u因子的方法包括：

（a）可用焦深最大；

（b）底部CD仿真大于頂部CD仿真；

（c）底部CD仿真曲線與頂部CD仿真曲線盡可能接近，并且中部CD仿真曲線位于所述底部CD仿真曲線以及頂部CD仿真曲線的中間；

（d）頂部CD仿真曲線與底部CD仿真曲線開口方向相反。