CN102445859A - 一种测试光刻机遮光挡板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种测试光刻机遮光挡板的方法。本发明一种测试光刻机遮光挡板的方法，在业界标准的掩模板遮光板测试的基础上，通过采用设置有测试图形线条和测试图形线条间隙的测试研磨板，由于其上设置的测试图形线条图形是高度重复图形，能够灵敏的反馈遮光板的制造缺陷或漏光问题，所以在硅片上曝光后，利用缺陷检测设备，能够全方位测试光刻机掩模板遮光挡板制造缺陷或漏光问题。

Description

一种测试光刻机遮光挡板的方法
技术领域
本发明涉及半导体集成电路及其制造领域，尤其涉及一种测试光刻机遮光挡板的方法。
背景技术
伴随集成电路制造工艺的不断进步，半导体器件的面积正变得越来越小，半导体的布局已经从普通的单一功能分离器件，演变成整合高密度多功能的集成电路；已经由最初的集成电路(Integrated Circuit，简称IC)逐步演变为大规模集成电路(Large Scale Integrated circuit，简称LSI)、超大规模集成电路(Very LargeScale Integrated Circuit，简称VLSI)，直至现在的特大规模集成电路(Ultra LargeScale Integration，简称ULSI)，半导体器件的面积越来越小，功能却更为全面强大。
但是，考虑到工艺研发的复杂性、长期性和高昂的成本等不利因素的制约，如何在现有技术水平的基础上进一步提高器件的集成密度，缩小芯片的面积，即在同一枚硅片上尽可能多的得到有效的芯片数，从而提高整体利益，将越来越受到芯片设计者及制造商的重视。其中，光刻工艺是提高集成密度的关键因素之一，而对于光刻技术而言光刻设备、工艺及掩模板技术是关键因素。
随着半导体集成密度的提高，光刻技术的线宽不断缩小，由于半导体生产中的分辨率使用的光刻技术主要基于光学的衍射原理，即光通过不透明体边缘、穿过狭缝或从划有平行直线的表面反射时产生偏折和出现一些彼此平行的亮带和暗带，所以当光线通过掩膜版时，由于受到掩膜版图形的影响，会使光线发生偏折。根据掩膜版图形的尺寸大小从而产生数量不同的衍射级数，基本的计算公式为：
P*Sinα＝n*λ    (公式①)
其中，P表示图形的透明区域和不透明部分宽度的总和，α表示衍射角度，λ表示光刻机使用的波长，n是衍射级数。
数值孔径(Numerical Aperture，简称NA)是光刻机镜头能力的重要表征，其数值越高带来的分辨率就越高。数值孔径和分辨率的计算公式分别为：
NA＝N*Sinα    (公式②)
R＝K1*λ/NA    (公式③)
其中，公式②中NA表示数值孔径，N表示光学镜头和硅片之间介质的折射率，折射率N越大所得的数值孔径NA也越高，α表示衍射角度；公式③中R表示分辨率，K1是系数因子，其与工艺的能力、设备的波长、数值孔径等的基本参数相关，λ表示光刻机使用的波长，NA表示数值孔径。
由于，通常干法光刻技术的介质是空气，因此数值孔径NA的大小仅与最大捕获衍射角α相关，当数值孔径NA为某个定值时通过公式②可以得到最大捕获衍射角α，将得到的衍射角α代入公式①得到可以被镜头收集的衍射级数n。其中，收集的衍射级数n越多，图形的逼真程度越高，由此得到的空间图像对比度也会大大提高；随后，得到的空间图像被光敏材料吸收，通过显影成像。随着浸没式曝光技术的引入，数值孔径NA已经突破了传统的概念，这就大大提升了分辨率的表现。
为了获得更高的产能，光刻机的曝光面积也不断增大，目前已经达到了26mm*33mm(X*Y)。为了确保光刻机能够精确的实现在掩模板上的预定义的图形，就需要掩模板遮光板能够准确的定位。
图1是本发明背景技术中采用当前业界标准的掩模板遮光带精度测试方法的结构示意图，其中，X为横向方向，Y为纵向方向；如图1所示，当前业界标准的掩模板遮光带精度测试方法，即通过调整掩模板遮光板尺寸，在硅片上采用曝光的方式实现不同大小的掩模板图形，随后，用显微镜确认遮光板移动精度；这种方法虽然能够比较直接的确定掩模板遮光板定位的精确度，但无法发现掩模板遮光板的制造过程中是否存在缺陷，以及遮光板是否有漏光等问题。
发明内容
本发明公开了一种测试光刻机遮光挡板的方法，其中，包括以下步骤：
步骤S1：完成标准的掩模板遮光板测试后，确认掩模板遮光板已达到基本精度要求；
步骤S2：在一测试掩模板上至少设置一测试图像，该测试图像由测试图形线条和测试图形线条间隙组成；
步骤S3：采用步骤S2中设置有测试图形的测试掩模板进行曝光显影；
步骤S4：利用缺陷检测设备测试遮光板是否存在问题。
上述的测试光刻机遮光挡板的方法，其中，所述测试研磨板为二元掩模板或移相掩模板。
上述的测试光刻机遮光挡板的方法，其中，所述测试图形线条为矩形。
上述的测试光刻机遮光挡板的方法，其中，所述测试图形线条尺寸为10-5000nm。
上述的测试光刻机遮光挡板的方法，其中，测试图形线条尺寸与测试图形线条间隙尺寸比率为2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4或1∶5。
上述的测试光刻机遮光挡板的方法，其中，测试图形线条尺寸与测试图形线条间隙尺寸比率为1∶1时，所述测试图形线条一边长为0-26nm，邻边长为0-33nm。
上述的测试光刻机遮光挡板的方法，其中，所述测试掩模板上的测试图形线条图形是高度重复图形，能够灵敏的反馈遮光板的制造缺陷或漏光问题。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明提出一种测试光刻机遮光挡板的方法，在业界标准的掩模板遮光板测试的基础上，通过采用设置有测试图形线条和测试图形线条间隙的测试研磨板，由于其上设置的测试图形线条图形是高度重复图形，能够灵敏的反馈遮光板的制造缺陷或漏光问题，所以在硅片上曝光后，利用缺陷检测设备，能够全方位测试光刻机掩模板遮光挡板制造缺陷或漏光问题。
附图说明
图1是本发明背景技术中采用当前业界标准的掩模板遮光带精度测试方法的结构示意图；
图2是本发明测试光刻机遮光挡板的方法中测试图像在测试模板上的布局结构示意图；
图3是本发明测试光刻机遮光挡板的方法中测试图像放大后的结构示意图；
图4是本发明测试光刻机遮光挡板的方法测试效果图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
图2是本发明测试光刻机遮光挡板的方法中测试图像在测试模板上的布局结构示意图；图3是本发明测试光刻机遮光挡板的方法中测试图像放大后的结构示意图。如图2、3所示，本发明一种测试光刻机遮光挡板的方法：
首先，完成标准的掩模板遮光板测试后，确认掩模板遮光板已达到基本精度要求。
其次，采用二元掩模板(Binary Mask)或移相掩膜板(Phase Shift Mask)为测试掩模板1，并在其上设置矩形测试图像2，该测试图像2由多个测试图形线条21和多个测试图形线条间隙22间隔排列组成，由于测试图形线条21的图形是高度重复图形，所以能够灵敏的反馈遮光板的制造缺陷或漏光问题，其中，测试图形线条尺寸为10-5000nm；例如，采用测试数值孔径达到0.8的KrF光刻机，其测试图形线条尺寸为140nm、测试图形线条间隙尺寸为140nm。
进一步的，测试图形线条21尺寸与测试图形线条间隙22尺寸比率可以采用2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4或1∶5，当采用测试图形线条21尺寸与测试图形线条间隙22尺寸比率为1∶1时，测试图形线条21一边的边长为0-26nm，其邻边长为0-33nm。
然后，采用设置有测试图形2的测试掩模板1进行曝光显影，并利用缺陷检测设备测试遮光板是否存在问题。
图4是本发明测试光刻机遮光挡板的方法测试效果图；如图4所示，经过试验，进行上述步骤工艺后，能够发现掩模板遮光板存在的漏光问题(虚框中表示漏光现象)。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明提出一种测试光刻机遮光挡板的方法，在业界标准的掩模板遮光板测试的基础上，通过采用设置有测试图形线条和测试图形线条间隙的测试研磨板，由于其上设置的测试图形线条图形是高度重复图形，能够灵敏的反馈遮光板的制造缺陷或漏光问题，所以在硅片上曝光后，利用缺陷检测设备，能够全方位测试光刻机掩模板遮光挡板制造缺陷或漏光问题。
通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (7)

1.一种测试光刻机遮光挡板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：完成标准的掩模板遮光板测试后，确认掩模板遮光板已达到基本精度要求；
步骤S2：在一测试掩模板上至少设置一测试图像，该测试图像由测试图形线条和测试图形线条间隙组成；
步骤S3：采用步骤S2中设置有测试图形的测试掩模板进行曝光显影；
步骤S4：利用缺陷检测设备测试遮光板是否存在问题。
2.根据权利要求1所述的测试光刻机遮光挡板的方法，其特征在于，所述测试研磨板为二元掩模板或移相掩模板。
3.根据权利要求1所述的测试光刻机遮光挡板的方法，其特征在于，所述测试图形线条为矩形。
4.根据权利要求1、2或3所述的测试光刻机遮光挡板的方法，其特征在于，所述测试图形线条尺寸为10-5000nm。
5.根据权利要求3所述的测试光刻机遮光挡板的方法，其特征在于，测试图形线条尺寸与测试图形线条间隙尺寸比率为2:1、1:1、1:2、1:3、1:4或1:5。
6.根据权利要求5所述的测试光刻机遮光挡板的方法，其特征在于，测试图形线条尺寸与测试图形线条间隙尺寸比率为1:1时，所述测试图形线条一边长为0-26nm，邻边长为0-33nm。
7.根据权利要求1所述的测试光刻机遮光挡板的方法，其特征在于，所述测试掩模板上的测试图形线条图形是高度重复图形，能够灵敏的反馈遮光板的制造缺陷或漏光问题。
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