[發明專利]檢測光刻機上晶圓邊緣圖形失像的方法

在審

• 申請號: 201610064110.3
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105549335A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 李偉峰;顧以理;王雷
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 欒美潔

技術領域

本發明涉及半導體集成電路制造工藝領域，特別涉及一種檢測光刻機上晶圓邊緣圖 形失像(defocus)的方法。

背景技術

在整個半導體集成電路的制造過程中，經常會遇到晶圓邊緣圖像失真的現象，特別 是在新產品或新工藝的開發過程中，由于工藝的不穩定性或者工藝的嚴苛性，這種現象 更加容易出現。在晶圓制造過程中，影響邊緣圖像失真的因素很多，其中光刻工藝就屬 于一種。

眾所周知，光刻機是制造半導體器件過程中最為昂貴且必不可少的設備，光刻機的 性能直接關系到工藝的成敗，工藝的成敗則直接關系到一家公司的制造能力。例如，在 90nm項目的開發過程中，因為有些工藝步驟的嚴苛性，所以必須在Arf光刻機上進行作 業，然而在作業過程中卻時常遇到晶圓邊緣圖形失像的現象，這一方面與該工藝的設計 要求高有關，另一方面和光刻機機臺確實也有一定的相關性。

鑒于上述情況，亟需一種可以檢測光刻機上晶圓邊緣圖形失像的方法，以便評估失 像的具體情況。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種檢測光刻機上晶圓邊緣圖形失像的方法，可以 快速準確全面地評估晶圓在光刻機上可能發生的邊緣圖形失像問題。

為解決上述技術問題，本發明提供的檢測光刻機上晶圓邊緣圖形失像的方法，包括 如下步驟：

第1步，制造一塊光刻掩模版，所述光刻掩模版具有若干規則排列的單一規則圖形；

第2步，在光刻機上利用所述光刻掩模版曝光若干枚晶圓；

第3步，在光學顯微鏡下檢查晶圓邊緣并判斷邊緣是否有圖形失像的情況，如出現 圖形失像的情況，判斷圖形失像影響的大小及位置。

進一步的，在第3步后，可以進一步利用掃描電子顯微鏡檢測晶圓邊緣的圖形失像 情況。進一步的，利用掃描電子顯微鏡檢測晶圓是否出現倒膠、圖像削尖或圖像缺失等 缺陷。

進一步的改進是，所述單一規則圖形為相同尺寸的對稱圖形。優選的，所述對稱圖 形包括正方形、圓形、長方形。

進一步的改進是，所述規則圖形以1：1比例間隔排列。

進一步的改進是，第2步中采用的所述晶圓的平整度小于0.6um。

進一步的改進是，在第2步中，設定不同的光刻條件對晶圓進行曝光。其中，所述 光刻條件包括光刻膠、能量、光照模式。

進一步的改進是，在第2步中，可以設定不同的曝光位置對晶圓進行曝光。

進一步的改進是，所述光刻掩模版的尺寸介于光刻機所用掩膜版的最大允許尺寸和 最小允許尺寸之間。

本發明提供的檢測光刻機上晶圓邊緣圖形失像的方法，在光刻機上利用一塊具有若 干規則排列的單一規則圖形的光刻掩膜版對幾枚平整度很好的晶圓(一般稱為bare wafers)進行曝光，然后在光學顯微鏡下檢查晶圓邊緣(主要表現為色差)并判斷該晶 圓邊緣是否有圖形失像(defocus)的現象；如果有defocus的現象，可以大概判斷影 響的大小以及所在位置，還可以進一步在SEM(掃描電子顯微鏡)下檢查defocus的嚴 重性。利用該檢測方法可以了解光刻機在晶圓上的作業效果，并可以作為一個改進光刻 機上的工藝制造能力的參數。

附圖說明

圖1為本發明檢測光刻機上晶圓邊緣圖形失像的方法流程圖；

圖2為本發明中采用的光刻掩模版的示意圖；

圖3為圖2圓圈處的放大示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

本發明提供的檢測光刻機上晶圓邊緣圖形失像的方法，如圖1所示，包括如下步驟：

第1步，制造一塊光刻掩模版，所述光刻掩模版具有若干規則排列的單一規則圖形， 如圖2所示；

其中，所述光刻掩模版的尺寸介于光刻機所用掩膜版的最大允許尺寸和最小允許尺 寸之間；

第2步，在光刻機上利用所述光刻掩模版曝光若干枚晶圓；

其中,所述晶圓的平整度要求較好，平整度范圍小于0.6um；

第3步，在光學顯微鏡下檢查晶圓邊緣，并判斷邊緣是否有圖形失像的情況(主要 表現為色差)，如出現圖形失像的情況，可以判斷圖形失像影響的大小及位置。