[發明專利]光刻機劑量均勻性的測量方法

有效

• 申請號: 201911039601.2
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN112731768B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 劉澤華;陳震東
• 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: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明公開了一種光刻機劑量均勻性的測試方法。該測試方法包括：上載待曝光掩模版，待曝光掩模版包括監控標記；采用待曝光掩模版進行焦面?劑量矩陣曝光，獲取不同焦距和曝光劑量下監控標記的套刻誤差；確定焦距、曝光劑量與套刻誤差之間的關系矩陣；根據關系矩陣確定曝光劑量作用區間；采用曝光劑量作用區間內的任意曝光劑量對待曝光掩模版進行焦距矩陣曝光；獲取監控標記的實際套刻誤差；根據關系矩陣以及實際套刻誤差確定曝光場內各點的實際曝光劑量，以得到光刻機的劑量均勻性。本發明的技術方案可適應各種工況需求，也可排除焦面與像差的干擾，從而可準確測量光刻機的曝光劑量和劑量均勻性。

技術領域

本發明實施例涉及光刻機技術領域，尤其涉及一種光刻機劑量均勻性的測量方法。

背景技術

光刻機的曝光劑量是指：在曝光過程中硅片單位面積上累積所接受的特定波長(或波長范圍)的光能，即硅片面上照明光強對曝光時間的積分。在此基礎上，劑量均勻性是指：光刻機在曝光場內，不同位置處的曝光劑量的控制精度。目前光刻機的劑量均勻性測試主要通過機器內部傳感器實現。在光刻機中能夠對劑量進行測試的探測器主要有兩個，一個是屬于照明分系統的，位于照明光路中，激光器自帶的能量探測器(Energy Detection，ED)；另一個是屬于曝光分系統的，位于工件臺上面的能量點探測器(Energy Spot Sensor，ESS)。其中，ED主要是用于檢測激光器的脈沖能量大小，而ESS可以直接對于掃描光強和積分光強進行探測，通過后續操作，實現劑量的復現。

通常，影響劑量均勻性的因素十分復雜。光刻機劑量系統性能低和劑量精度差均會造成劑量均勻性差。劑量系統性能包括劑量重復性、積分均勻性、掃描均勻性、曝光系統漂移；劑量精度包括有效狹縫寬度的測量誤差、光源和透光元件的漂移以及劑量測量誤差。光刻機使用傳感器測量時往往采用固定的模式，然而實際工況復雜多變，最終的曝光結果可能與傳感器測量結果存在區別，因此需要一種準確的工藝測試方法表征光刻機劑量均勻性。對于此，工藝工程師通常使用關鍵尺寸均勻性(Critical Dimension Uniformity，CDU)監控光刻機狀態，但是普通圖案受到焦面和像差的影響，難以通過關鍵尺寸均勻性表征光刻機的劑量均勻性。

發明內容

本發明提供一種光刻機劑量均勻性的測量方法，以適應各種工況需求，排除焦面與像差的干擾，準確測量光刻機的曝光劑量和劑量均勻性。

本發明實施例提出一種光刻機劑量均勻性的測量方法，該方法包括：

上載待曝光掩模版，所述待曝光掩模版包括監控標記；

采用所述待曝光掩模版進行焦面-劑量矩陣曝光，獲取不同焦距和曝光劑量下所述監控標記的套刻誤差；

確定所述焦距、所述曝光劑量與所述套刻誤差之間的關系矩陣；

根據所述關系矩陣確定曝光劑量作用區間；

采用所述曝光劑量作用區間內的任意曝光劑量對所述待曝光掩模版進行焦距矩陣曝光；

獲取所述監控標記的實際套刻誤差；

根據所述關系矩陣以及所述實際套刻誤差確定曝光場內各點的實際曝光劑量，以得到光刻機的劑量均勻性。

進一步地，所述確定所述焦距、所述曝光劑量與所述套刻誤差之間的關系矩陣包括：

計算各所述曝光劑量下，所述套刻誤差與所述焦距的比值；

建立所述比值與所述曝光劑量的關系。

進一步地，建立所述比值與所述曝光劑量的關系包括：

通過線性擬合、二次項擬合或指數擬合，確定所述比值與所述曝光劑量的關系。

進一步地，所述監控標記包括至少一個重復單元；