[發明專利]像散測試掩膜版及光刻機臺的像散檢測方法

在審

• 申請號: 202110428527.4
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113204166A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 欒會倩;吳長明;姚振海
• 申請（專利權）人: 華虹半導體（無錫）有限公司
• 主分類號: G03F1/44
• 分類號: G03F1/44;G03F7/20
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 羅雅文

本申請公開了一種像散測試掩膜版及光刻機臺的像散檢測方法，涉及半導體制造領域。該光刻機臺的像散檢測方法包括在晶圓表面涂布光刻膠；利用像散測試掩膜版和待測光刻機臺對所述晶圓進行曝光，像散測試掩膜版上布滿像散測試標記，像散測試掩膜版的大小與待測光刻機臺的最大曝光區域的大小相同；對曝光后的晶圓進行顯影；利用套刻機臺測量所述晶圓表面形成的測試圖形的套刻值；根據套刻值與焦距變化量之間的對應關系，確定所述待測光刻機臺對應不同曝光位置的像散值；解決了目前光刻機臺的像散檢測復雜的問題；達到了簡便地測量光刻機臺的像散的效果。

技術領域

本申請涉及半導體制造領域，具體涉及一種像散測試掩膜版及光刻機臺的像散檢測方法。

背景技術

光刻機是集成電路制造中的關鍵設備之一，通過光刻機將掩膜版上的圖形轉移到涂布有光刻膠的硅片上。

光刻機的種類包括接觸式光刻機、接近式光刻機、投影式光刻機。目前，投影式光刻機包括投影物鏡和照明系統。由于光學效應，光刻機中投影物鏡不可避免地存在一些像差，像差主要分為球差、慧差、像散(Astigmatism)、波像差等。

當投影透鏡存在像差時，表現為X方向的最佳焦距(Best Foucs)和Y方向的最佳焦距不同，將掩膜版上的圖形曝光至硅片上后，硅片上的圖形在X方向和Y方向產生差異，從而影響制造過程中對器件關鍵尺寸(CD，critical demotion)的控制精度。

發明內容

為了解決相關技術中的問題，本申請提供了一種像散測試掩膜版及光刻機臺的像散檢測方法。該技術方案如下：

第一方面，本申請實施例提供了一種像散測試掩膜版，像散測試掩膜版上布滿像散測試標記，像散測試掩膜版的大小與待測光刻機臺的最大曝光區域的大小相同；

每個像散測試標記包括第一類透光圖形和第二類透光圖形；

第一類透光圖形由第一透光條和第二透光條構成，第一透光條的長邊與第二透光條的長邊平行，第一透光條的關鍵尺寸與待測光刻機臺的最小分辨率相同；

第二類透光圖形為第三透光條，第二透光條和第二類透光圖形的關鍵尺寸大于待測光刻機臺的最小分辨率，第二透光條和第二類透光圖形的關鍵尺寸不相同；

一個第一類透光圖形和一個第二類透光圖形構成一組子標記；

將每個像散測試標記分為四個象限，每個象限至少設置有3組子標記；在第一象限和第三象限中，第一類透光圖形位于第二類透光圖形的右側；在第二象限中，第一類透光圖形位于第二類透光圖形的上方；在第四象限中，第一類透光圖形位于第二類透光圖形的下方；

第一象限和第二象限中透光圖形的放置方向呈90°，第一象限和第三象限中透光圖形的放置方向相同，第一象限和第四象限中透光圖形的放置方向呈90°。

第二方面，本申請實施例提供了一種光刻機臺的像散檢測方法，該方法包括：

在晶圓表面涂布光刻膠；

利用像散測試掩膜版和待測光刻機臺對晶圓進行曝光；

對曝光后的晶圓進行顯影；

利用套刻機臺測量晶圓表面形成的測試圖形的套刻值；

根據套刻值與焦距變化量之間的對應關系，確定待測光刻機臺對應不同曝光位置的像散值；

其中，像散測試掩膜版上布滿像散測試標記，像散測試掩膜版的大小與待測光刻機臺的最大曝光區域的大小相同；

每個像散測試標記包括第一類透光圖形和第二類透光圖形；

第一類透光圖形由第一透光條和第二透光條構成，第一透光條的長邊與第二透光條的長邊平行，第一類透光圖形的關鍵尺寸與待測光刻機臺的最小分辨率相同；