CN103545174A - 光刻对焦参数测试方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光刻对焦参数测试方法，包括：将测试晶圆表面划分为多个测试区域；为每个测试区域i分配预测试的对焦参数Fpi；根据所述测试区域i的高度Hi将所述预测试的对焦参数Fpi进行修正得到实际用于测试的对焦参数Fi；根据所述实际用于测试的对焦参数Fi对每个测试区域i进行光刻成像。还公开一种使用上述测试方法的测试系统。上述方法对预测试的对焦参数进行校正，使得测试结果更加准确。

Description

光刻对焦参数测试方法及系统
技术领域
本发明涉及半导体光刻工艺，特别是涉及一种光刻对焦参数测试方法。
背景技术
在半导体工艺中，光刻是较为常见和关键的步骤。光刻是一种利用光学-化学反应原理和化学、物理刻蚀方法，将电路图形传递到单晶表面或介质层上，形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术。
要把图案准确地投射到光刻胶上，光刻中的对焦参数（focus）非常重要，准确的对焦参数能够使形成的图像清晰。
传统的获取对焦参数的方法是通过分片实验找出最佳对焦参数。具体地，是在测试晶圆上划分若干测试区域，对不同测试区域使用逐级梯度变化的对焦参数进行光刻成像，对应成像最清晰的测试区域的对焦参数即为最佳对焦参数。
然而上述方法忽略了晶圆内本身存在的高低起伏对对焦参数的影响，因而传统的分片实验所获得的对焦参数有时并不准确。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够获得准确的对焦参数的光刻对焦参数测试方法。
一种光刻对焦参数测试方法，包括：将测试晶圆表面划分为多个测试区域；为每个测试区域i分配预测试的对焦参数Fpi；根据所述测试区域i的高度Hi将所述预测试的对焦参数Fpi进行修正得到实际用于测试的对焦参数Fi；根据所述实际用于测试的对焦参数Fi对每个测试区域i进行光刻成像。
在其中一个实施例中，所述根据测试区域i的高度将所述预测试的对焦参数Fpi进行修正得到实际用于测试的对焦参数Fi的步骤具体为：获取所有测试区域的高度值H1~Hn，并根据所有测试区域的高度值计算平均高度Havg；按照下述公式计算每一个测试区域i的实际用于测试的对焦参数Fi：Fi=Fpi-（Hi-Havg）。
在其中一个实施例中，所述测试区域为晶圆上的街区。
在其中一个实施例中，所述预测试的对焦参数自晶圆的中心向两侧分别均匀递增和递减。
在其中一个实施例中，所述预测试的对焦参数自晶圆的中心向两侧分别均匀递增和递减的幅度为0.1微米。
一种光刻对焦参数测试系统，包括：测试装置，用于对表面划分为多个测试区域的晶圆上的每个测试区域i，采用对应的对焦参数进行光刻成像；校正装置，根据所述测试区域i的高度Hi将所述预测试的对焦参数Fpi进行修正得到实际用于测试的对焦参数Fi；在测试时，所述测试装置采用的对焦参数为所述实际用于测试的对焦参数Fi。
在其中一个实施例中，所述校正装置具体用于：获取所有测试区域的高度值H1~Hn，并根据所有测试区域的高度值计算平均高度Havg；按照下述公式计算每一个测试区域i的实际用于测试的对焦参数Fi：Fi=Fpi-（Hi-Havg）。
在其中一个实施例中，所述测试装置为步进扫描式，扫描方式为逐街区扫描。
在其中一个实施例中，所述校正装置以一个标准的中间值为基础按照均匀递增和递减的方式自动生成多个预测试的对焦参数。
在其中一个实施例中，所述均匀递增和递减的幅度为0.1微米。
上述测试方法和测试系统，在测试光刻对焦参数时，考虑了晶圆表面高低起伏因素的影响，并根据各个测试区域起伏情况对预测试的对焦参数进行修正，使得测试结果更为准确。
附图说明
图1为一实施例的光刻对焦参数测试方法流程图；
图2为晶圆表面测试区域的划分情况示意图；
图3为一实施例的光刻对焦参数测试系统。
具体实施方式
以下结合具体实施例和附图，对光刻对焦参数测试方法和光刻对焦参数测试系统进行进一步说明。
如图1所示，为一实施例的光刻对焦参数测试方法流程图。该方法包括以下步骤。
S101：将测试晶圆表面划分为多个测试区域。如图2所示，晶圆100被划分为多个测试区域102。优选地，测试区域102为晶圆100上的街区。测试区域102是进行光刻对焦参数测试的单元，每个测试区域102都对应一个对焦参数。在进行测试时，对测试区域102使用对应的对焦参数来进行光刻成像。测试区域102的划分及分布还可以参考晶圆100上的缺口（notch）104的位置，例如图2中，测试区域102都沿着通过缺口104的直径或者垂直该直径的方向延伸分布，这有利于在测试时选定坐标及方向，方便测试的进行。
S102：为每个测试区域i分配预测试的对焦参数Fpi。从图2中可以看到，晶圆100上具有很多测试区域102，可以对所有的测试区域102进行标记以识别，例如用1~n对测试区域102编号，其中n为测试区域102的总数。第i个测试区域即为测试区域i。
预测试的对焦参数是指假设晶圆表面是完全平坦的，预备用于测试的对焦参数。该预测试的对焦参数是一组数值，分别对应到上述的各个测试区域102上。
为测试区域i分配对焦参数Fpi是指，确定哪个或哪些对焦参数用到哪些测试区域102上。具体到本实施例中，如图2所示，在横向上，每一行的测试区域102都采用同一对焦参数。在纵向上，从晶圆中间位置开始，对焦参数以0.1微米的幅度向两侧分别递增和递减。这样每个测试区域即有一个对应的对焦参数。
S103：获取所有测试区域的高度值H1~Hn，并根据所有测试区域的高度值计算平均高度Havg。由于晶圆表面实际并不平坦，会有高低起伏，所以在采用上述的预测试的对焦参数时，很可能导致本应清楚成像的测试区域不清楚，或者相反。这样测试结果便失去了参考价值，所得的对焦参数也没有用。因此有必要消除这些高低起伏带来的影响。在本实施例中，测试区域的高度是该测试区域中的最高点与晶圆背面的距离，若晶圆表面完全平坦，则各个测试区域的高度一致并且为晶圆的厚度。
在获取各个测试区域102的高度之后，通过计算平均值可以得到晶圆总体的平均高度。晶圆上测试区域102的高度高于平均高度则表示凸起，若低于平均高度则表示坑洼。在对预测试的对焦参数进行校正时，即减少凸起的高度和补偿凹下的高度。具体根据步骤S104进行计算。
S104：按照下述公式计算每一个测试区域i的实际用于测试的对焦参数Fi：Fi=Fpi-（Hi-Havg）。可以理解，该公式能够对预测试的对焦参数进行或增加或减少的补偿，得到实际用于每个测试区域的对焦参数Fi。
S105：根据所述实际用于测试的对焦参数Fi对每个测试区域i进行光刻成像。测试完成后，根据成像的清晰度，从这一组数值中挑选一个作为最佳值用于对整个晶圆进行光刻成像。在考虑了晶圆表面高低起伏的因素并进行相应的修正后，每个测试区域实际在进行测试时即使用了原本设计的对焦参数。测试区域光刻成像后，能够反映正确结果。
其中上述的步骤S103和步骤S104可以概括为：根据测试区域i的高度Hi将所述预测试的对焦参数Fpi进行修正得到实际用于测试的对焦参数Fi。在其他实施例中，晶圆中测试区域的平均高度也可以是经验值，而不需要每次测试之前都计算一次。
基于上述的测试方法，提供一实施例的光刻对焦参数测试系统。如图3所示，该光刻对焦参数测试系统包括测试装置10和校正装置20。
测试装置10用于对表面划分为多个测试区域的晶圆上的每个测试区域i，采用对应的对焦参数进行光刻成像。测试装置10扫描方式为逐街区对晶圆进行扫描。测试装置10为常规的晶圆测试装置，例如测试机台，根据设置的参数（包括对焦参数的设置和其他必要参数的设置）即可进行测试实验。
校正装置20用于根据为每个测试区域i分配的预测试的对焦参数Fpi和所有测试区域的高度值H1~Hn得到实际用于测试的对焦参数Fi。即首先计算平均高度，然后根据上述公式进行修正。校正装置20是数据处理装置，例如计算机系统。其接收前述的高度数据和预测试的对焦参数数据的输入，然后按照该公式计算并输出实际用于测试的对焦参数。
高度数据的输入既可以是通过传感器采集然后模数转换并输入校正装置20，也可以是人工记录后再输入校正装置20。
预测试的对焦数据既可以是预存储的，在需要使用时被校正装置20直接读取，也可以是人工输入。
实际用于测试的对焦参数在输出时，既可以提供给人工记录然后由人工操作将该参数输入并设置测试装置10，也可以直接反馈到测试装置10进行参数设置并进行后续的测试。
另外，校正装置20还可用于自动生成所述预测试的对焦参数。校正装置20以一个标准的中间值为基础按照均匀递增和递减的方式自动生成多个预测试的对焦参数，优选地，均匀递增和递减的幅度为0.1微米。
上述测试方法和测试系统，在测试光刻对焦参数时，考虑了晶圆表面高低起伏因素的影响，并根据各个测试区域起伏情况对预测试的对焦参数进行修正，使得测试结果更为准确。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光刻对焦参数测试方法，其特征在于，包括：
将测试晶圆表面划分为多个测试区域；
为每个测试区域i分配预测试的对焦参数Fpi；
根据所述测试区域i的高度Hi将所述预测试的对焦参数Fpi进行修正得到实际用于测试的对焦参数Fi；
根据所述实际用于测试的对焦参数Fi对每个测试区域i进行光刻成像。
2.根据权利要求1所述的光刻对焦参数测试方法，其特征在于，所述根据测试区域i的高度将所述预测试的对焦参数Fpi进行修正得到实际用于测试的对焦参数Fi的步骤具体为：
获取所有测试区域的高度值H1~Hn，并根据所有测试区域的高度值计算平均高度Havg；
按照下述公式计算每一个测试区域i的实际用于测试的对焦参数Fi：
Fi=Fpi-（Hi-Havg）。
3.根据权利要求1所述的光刻对焦参数测试方法，其特征在于，所述测试区域为晶圆上的街区。
4.根据权利要求1所述的光刻对焦参数测试方法，其特征在于，所述预测试的对焦参数自晶圆的中心向两侧分别均匀递增和递减。
5.根据权利要求4所述的光刻对焦参数测试方法，其特征在于，所述预测试的对焦参数自晶圆的中心向两侧分别均匀递增和递减的幅度为0.1微米。
6.一种光刻对焦参数测试系统，其特征在于，包括：
测试装置，用于对表面划分为多个测试区域的晶圆上的每个测试区域i，采用对应的对焦参数进行光刻成像；
校正装置，根据所述测试区域i的高度Hi将所述预测试的对焦参数Fpi进行修正得到实际用于测试的对焦参数Fi；
在测试时，所述测试装置采用的对焦参数为所述实际用于测试的对焦参数Fi。
7.根据权利要求6所述的光刻对焦参数测试系统，其特征在于，所述校正装置具体用于：
获取所有测试区域的高度值H1~Hn，并根据所有测试区域的高度值计算平均高度Havg；
按照下述公式计算每一个测试区域i的实际用于测试的对焦参数Fi：
Fi=Fpi-（Hi-Havg）。
8.根据权利要求6所述的光刻对焦参数测试系统，其特征在于，所述测试装置为步进扫描式，扫描方式为逐街区扫描。
9.根据权利要求6所述的光刻对焦参数测试系统，其特征在于，所述校正装置以一个标准的中间值为基础按照均匀递增和递减的方式自动生成多个预测试的对焦参数。
10.根据权利要求9所述的光刻对焦参数测试系统，其特征在于，所述均匀递增和递减的幅度为0.1微米。
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