CN102566321B - 一种监测光刻机焦距偏移的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种监测光刻机焦距偏移的方法，包括以下步骤：确定出光刻机正常状况下光谱曲线的状况，得到参考光谱曲线，并根据该情况建立量测程式；在满足晶圆的曝光条件随着光刻机焦距而变化的前提下，再曝光一片第一晶圆；依据已经建立的量测程式测出满足上述曝光条件下的第一晶圆，得到实际量测光谱曲线；确定一警报点分数；把警报点分数输入到已经建立的量测程式中；用已经建立的量测程式来监测光刻机的焦距偏移。由于利用了光学线宽测量仪，这样既能及时有效地通过量测量产的晶圆来判断光刻机台焦距的变化情况，又能降低受到量测干扰从而带来的判断误差。

Description

一种监测光刻机焦距偏移的方法

技术领域

本发明涉及一种微电子技术，尤其涉及一种监测光刻机焦距偏移的方法。

背景技术

光刻机焦距发生偏移，如果不能及时有效地发现将会给生产带来巨大的损失，现有的技术主要采用扫描电子显微镜测量关键尺寸或者测量套刻精度的方法来监测。

以上提到的方法在测量关键尺寸时，对样品的量测位置和形貌的要求比较高，量测位置有变化或形貌不满足扫描电子显微镜测量的要求，会给最终结果带来很大的困扰。

扫描电子显微镜是应用电子束在样品表面扫描激发二次电子成像的电子显微镜，存在无法测量类似上宽下窄的倒状梯形图形的底部线宽的弊端，而无法准确反馈实际信息，不能够及时判断光刻机台焦距的变化情况，而且当受到量测干扰是会有很高的误差。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种监测光刻机焦距偏移的方法，本发明提出利用光学线宽测量仪，通过分析吸收得到的从样品表面反射回来的光谱曲线所含的信息，以达到测量目的，并且依靠监测实际量测光谱曲线与参考曲线相似程度从而监测光刻机焦距偏移的方法。这样不仅可以测量样品的类似上宽下窄的倒状梯形图形的底部线宽，准确反馈了实际信息，及时判断光刻机台焦距的变化，还能降低由于受到量测干扰带来的误差。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一种监测光刻机焦距偏移的方法，其中包括以下步骤：

确定出光刻机正常状况下光谱曲线的状况，得到参考光谱曲线，并根据该情况建立量测程式；

在满足晶圆的曝光条件随着光刻机焦距而变化的前提下，再曝光一片第一晶圆；

依据已经建立的量测程式测出满足上述曝光条件下的第一晶圆，得到实际量测光谱曲线；

确定一警报点分数；

把警报点分数输入到已经建立的量测程式中；

用已经建立的量测程式来监测光刻机的焦距偏移。

上述的监测光刻机焦距偏移的方法，其中，上述的确定出光刻机正常状况下光谱曲线的状况，并根据该情况建立量测程式，具体包括下列步骤： 

在光刻机正常工作的条件下曝一片第二晶圆；

依据第二晶圆建立量测程式并且确定参考光谱曲线。

上述的监测光刻机焦距偏移的方法，其中，上述的警报点分数是相似程度分数值随着焦距而变化的曲线的下限。

上述的监测光刻机焦距偏移的方法，其中，上述的相似程度分数值的公式是:

其中s代表光学测量仪相似度值，N代表一颗光谱光谱的单位数量，代表实际量测光强，代表理论计算光强，代表波长，p代表修正指数。

上述的监测光刻机焦距偏移的方法，其中，上述的相似程度分数值是随着光刻机焦距变化与形成的测量光谱曲线与参考光谱曲线之间的相似程度分数值。

上述的监测光刻机焦距偏移的方法，其中，依据上述的相似程度分数值小于所述的警报点判断光刻机焦距状态有偏移。

与已有技术相比，本发明的有益效果在于：由于利用了光学线宽测量仪，依靠监测实际量测光谱曲线与参考光谱曲线相似程度从而监测光刻机焦距偏移的方法。这样解决了：（1）能够及时有效地通过量测量产的晶圆来判断光刻机台焦距的变化情况。（2）受到量测干扰从而带来的判断误差降低。

附图说明

图1a，图1b是本发明监测光刻机焦距偏移的方法的光学线宽测量仪工作原理。

图2是本发明监测光刻机焦距偏移的方法的实际量测与参考光谱曲线。

图3是本发明监测光刻机焦距偏移的方法的相似度随焦距变化曲线及报警点分数。

图4是本发明监测光刻机焦距偏移的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合原理图和具体操作实施例对本发明作进一步说明。

如图1a，图1b所示，本发明主要利用的光学线宽测量仪。光学线宽测量仪的工作原理如图1，是通过分析吸收得到的从样品表面反射回来的光谱曲线所含的信息，以达到测量的目的。先依靠使用光学线宽测量仪在做图形量测，然后在光刻机正常工作的条件下曝一片第二晶圆从而确定出光刻机正常状况下光谱曲线的状况，并且得到参考光谱曲线如图2，并根据该情况建立量测程式。在满足晶圆的曝光条件随着光刻机焦距而变化的前提下，再曝光一片第一晶圆。依据已经建立的量测程式测出满足上述曝光条件下的第一晶圆，得到实际量测光谱曲线如图2。收集实际量测光谱曲的数据，与参考光谱曲线比较，作出如图3的图表。依据图3随着光刻机焦距变化与形成的测量光谱曲线与参考光谱曲线之间的相似程度分数值随着焦距而变化的曲线下限确定一警报点分数。光学测量仪相似度值的计算公式为：

其中s代表光学测量仪相似度值，N代表一颗光谱光谱的单位数量，代表实际量测光强，代表理论计算光强，代表波长，p代表修正指数。将图2和图3联合在一起看，当量测光谱曲线与参考光谱曲线相似程度分数值低于警报点的时候，量测机台会停止量测并且发出警报。然后就可以把警报点分数输入到已经建立的量测程式中。用已经建立的量测程式来监测光刻机的焦距偏移。当相似程度分数值小于警报点时，判断光刻机焦距状态有偏移。将图2和图3联合在一起看，当量测光谱曲线与参考光谱曲线相似程度分数值低于警报点的时候，量测机台会停止量测并且发出警报。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何对该进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (3)

1.一种监测光刻机焦距偏移的方法，其特征在于，包括以下步骤：

在光刻机正常工作的条件下曝光一片第二晶圆，确定出光刻机正常状况下光谱曲线的状况，得到参考光谱曲线，并根据参考光谱曲线建立量测程式；

在满足晶圆的曝光条件随着光刻机焦距而变化的前提下，再曝光一片第一晶圆；

依据已经建立的量测程式测出满足上述曝光条件下的第一晶圆，得到实际量测光谱曲线；

确定一警报点分数；

把警报点分数输入到已经建立的量测程式中；

用已经建立的量测程式来监测光刻机的焦距偏移；

其中，所述的警报点分数是相似程度分数值随着焦距而变化的曲线的下限，所述的相似程度分数值是实际量测光谱曲线与参考光谱曲线之间的相似程度分数值。

2.根据权利要求1所述的监测光刻机焦距偏移的方法，其特征在于，所述的相似程度分数值的公式是：

$s={\left[\frac{\frac{1}{N}\·\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{R}_m\left({\mathrm{\λ}}_i\right)\·R_t\left({\mathrm{\λ}}_i\right)-\frac{1}{N^2}\·\underset{i=1}{\overset{1}{\mathrm{\Σ}}}{R}_m\left({\mathrm{\λ}}_i\right)\·\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{R}_t\left({\mathrm{\λ}}_i\right)}{\sqrt{\{\frac{1}{N}\·\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{R}_m{\left({\mathrm{\λ}}_i\right)}^2-{[\frac{1}{N}\·\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{R}_m\left({\mathrm{\λ}}_i\right)]}^2\}\{\frac{1}{N}\·\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{R}_t{\left({\mathrm{\λ}}_i\right)}^2-{\left[\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{R}_t\left({\mathrm{\λ}}_i\right)\right]}^2\}}}\right]}^{5+p}$

其中s代表光学测量仪相似度值，N代表一颗光谱的单位数量，R_m代表实际量测光强，R_t代表理论计算光强，λ_i代表波长，p代表修正指数。

3.根据权利要求1所述的监测光刻机焦距偏移的方法，其特征在于，依据所述的相似程度分数值小于所述的警报点判断光刻机焦距状态有偏移。