CN103592823B - 光栅位置的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光栅位置的测量方法，包括：提供一光刻版模板，所述光刻版模板具有刻度尺标记图案；使用所述光栅与所述光刻版模板对一测试样品进行光刻工艺，以在所述测试样品上形成与所述刻度尺标记图案对应的刻度尺标记；将所述刻度尺标记的边缘的刻度与一标准刻度进行比较，以确定光栅位置是否正常。在本发明提供的光栅位置的测量方法中，通过光刻工艺，将所述光刻版模板上的刻度尺标记图案转移到所述测试样品上，使得所述测试样品上具有所述刻度尺标记。通过将所述刻度尺标记的边缘的刻度与所述标准刻度进行比较，可以明确判断光栅位置是否合适，也可以知道光栅位置还有多少移动范围。

Description

光栅位置的测量方法

技术领域

本发明涉及光刻工艺，特别涉及一种光栅位置的测量方法。

背景技术

在光刻工艺中紫外光先依次通过光栅、光刻版和硅片，用以将光刻版的图形转移到硅片或者基板上。为了保证光刻版的图形正确转移到硅片或者基板上，需要将光栅调整到合适的位置。

然而，在制造过程中不时发生偶发异常，即在正常图形中出现其他不应出现的图案。这种偶发异常的原因是光栅相对于光刻版发生了偏移，使得光刻版上的一些辅助图形也被纳入到光栅范围内，图形转移时这些辅助图形同时被转移，导致图形异常。请参考图1，其分别是光栅位置正常和偏移的对照示意图。如图1的上半部分所示，光栅1的位置正常的话，部分辅助图形2不会被纳入到光栅1的范围内，辅助图形2也不会转移到正常图形上。如图1的下半部分所示，如果光栅1的位置发生了偏移或偏转，并且偏移量超过一定的范围的话，辅助图形2就会被纳入到光栅1的范围内，图形转移到产品时会出现图形异常。

每个供应商提供的光刻版的辅助图形的位置都是不同的，因此需要对每个供应商提供的光刻版进行测试和验证用以确定光栅的位置。测试和验证比较频繁，而且每次测试和验证都非常耗时。

目前，光刻机特别是Ultra Step光刻机只能通过检查产品的方式判断光栅位置，即根据产品的图形是否异常判断光栅位置是否合适，但是并不清楚光栅的最佳位置在哪里，目前是否处于最佳的位置。光栅一旦发生移动也不清楚偏移了多少，还有多少可以偏移的空间。而且，检查产品时图形已经转移到产品上，出现图形异常才知道光栅位置出现偏移或偏转，一旦发生异常也无法锁定异常产品的范围。可见，目前的判断方法不能准确地判断光栅位置，因光栅位置偏移导致图形异常的风险非常高。

因此，如何解决现有技术中无法准确判断光栅位置的问题已经成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光栅位置的测量方法，以解决现有技术中无法准确地判断光栅位置的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光栅位置的测量方法，所述光栅位置的测量方法包括：

提供一光刻版模板，所述光刻版模板具有刻度尺标记图案；

使用所述光栅与所述光刻版模板对一测试样品进行光刻工艺，以在所述测试样品上形成与所述刻度尺标记图案对应的刻度尺标记；

将所述刻度尺标记的边缘的刻度与一标准刻度进行比较，以确定光栅位置是否正常；

其中，将所述刻度尺标记的边缘的刻度与一标准刻度进行比较的步骤包括：

根据所述光栅以及所述光刻版模板设定所述标准刻度；

对所述刻度尺标记的边缘的刻度进行读数；

若所述刻度尺标记的边缘的刻度在所述标准刻度的范围之内，则所述光栅位置正常；若所述刻度尺标记的边缘的刻度不在所述标准刻度的范围之内，则所述光栅位置不正常。

进一步的，采用电子显微镜或光学显微镜，对所述刻度尺标记的边缘的刻度进行读数。

进一步的，所述刻度尺标记包括多个X轴刻度线以及多个Y轴刻度线，所述X轴刻度线分别与Y轴刻度线相交。

进一步的，将所述刻度尺标记的边缘的刻度与一标准刻度进行比较的步骤还包括：

若所述多个X轴刻度线在X轴正方向的边缘的刻度分别偏离所述标准刻度的矢量相同，或所述多个X轴刻度线在X轴负方向的边缘的刻度分别偏离所述标准刻度的矢量相同，或多个所述Y轴刻度线在Y轴正方向的边缘的刻度分别偏离所述标准刻度的矢量相同，或多个所述Y轴刻度线在Y轴负方向的边缘的刻度分别偏离所述标准刻度的矢量相同，则所述光栅的位置只发生偏移、未发生偏转；

若所述X轴刻度线在X轴正方向的边缘的刻度偏离所述标准刻度的矢量不相同，或所述X轴刻度线在X轴负方向的边缘的刻度偏离所述标准刻度的矢量不相同，或所述Y轴刻度线在Y轴正方向的边缘的刻度偏离所述标准刻度的矢量不相同，或所述Y轴刻度线在Y轴负方向的边缘的刻度偏离所述标准刻度的矢量不相同，则所述光栅的位置发生偏转。

进一步的，所述光栅的位置只发生偏移、未发生偏转，将所述刻度尺标记的边缘的刻度与一标准刻度进行比较的步骤还包括：

若所述多个X轴刻度线在X轴正方向的边缘的刻度分别小于所述标准刻度，则所述光栅向X轴负方向偏移；

若所述多个X轴刻度线在X轴负方向的边缘的刻度分别小于所述标准刻度，则所述光栅向X轴正方向偏移；

若所述多个Y轴刻度线在Y轴正方向的边缘的刻度分别小于所述标准刻度，则所述光栅向Y轴负方向偏移；

若所述多个Y轴刻度线在Y轴负方向的边缘的刻度分别小于所述标准刻度，则所述光栅向Y轴正方向偏移。

进一步的，所述X轴刻度线和Y轴刻度线的数量均为2N+1条，N为正整数，所述2N+1条X轴刻度线呈轴对称分布，其中第N+1条X轴刻度线为第一对称轴，所述2N+1条Y轴刻度线呈轴对称分布，其中第N+1条Y轴刻度线为第二对称轴；所述第一对称轴和第二对称轴的交叉位置与所述光刻版模板的中心点重合。

进一步的，所述X轴刻度线和Y轴刻度线的数量均为3条。

进一步的，所述X轴刻度线与光刻版模板的中心点的最大距离在16mm以下，所述Y轴刻度线与光刻版模板的中心点的最大距离在6.5mm以下。

进一步的，所述刻度尺标记的边缘为所述刻度尺标记开始变色处的位置。

在本发明提供的光栅位置的测量方法中，采用具有纵/横刻度线图形的光刻版模板转移图形，使用所述光栅与所述光刻版模板对一测试样品进行光刻工艺，以在所述测试样品上形成与所述刻度尺标记图案对应的刻度尺标记，将所述刻度尺标记的边缘的刻度与一标准刻度进行比较，以确定光栅位置是否正常，从而实现光栅位置的精确测量。

附图说明

图1是现有技术的光栅位置正常和偏转的对照示意图；

图2是本发明一实施例中光栅位置的测量方法的流程图；

图3是本发明一实施例中光刻版模板的结构示意图；

图4是图3中A位置的放大示意图；

图5是本发明一实施例中测试样品上形成的刻度尺标记的示意图；

图6是图5中A’位置的放大示意图；

图7-图8图是本发明一实施例中光栅位置异常的示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的光栅位置的测量方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明的核心思想在于，提供一种光栅位置的测量方法，包括：

步骤S11，提供一光刻版模板，所述光刻版模板具有刻度尺标记图案；

步骤S12，使用所述光栅与所述光刻版模板对一测试样品进行光刻工艺，以在所述测试样品上形成与所述刻度尺标记图案对应的刻度尺标记；

步骤S13，将所述刻度尺标记的边缘的刻度与一标准刻度进行比较，以确定光栅位置是否正常。

以下请结合图2-图8，具体说明本发明的光栅位置的测量方法。其中，图2是本发明一实施例中光栅位置的测量方法的流程图。

首先，进行步骤S11，提供一光刻版模板10，如图3所示，所述光刻版模板10具有刻度尺标记图案100，还可以具有其它辅助图形，在图中不具体示出。较佳的，所述刻度尺标记图案100包括多个X轴刻度线11以及多个Y轴刻度线12，所述X轴刻度线11分别与Y轴刻度线12相交。在本实施例中，所述X轴刻度线和Y轴刻度线的数量均为3条，所述3条X轴刻度线11呈轴对称分布，其中，第2条X轴刻度线为第一对称轴，所述3条Y轴刻度线呈轴对称分布，其中，第2条Y轴刻度线为第二对称轴；所述第一对称轴和第二对称轴的交叉位置O点与所述光刻版模板10的中心点重合，如图3所示，可以方便对光栅位置的测定，可以检测到光栅位置偏移状况以及偏转状况。

同时，为了防止所述X轴刻度线11和Y轴刻度线12落在光栅区域的外面而监测不到光栅，较佳的，所述X轴刻度线11与光刻版模板10的中心点的最大距离不能超过16mm，所述Y轴刻度线12与光刻版模板10的中心点的最大距离不能超过6.5mm。在本实施例中，3条X轴刻度线11中位于中间的X轴刻度线11和3条Y轴刻度线12中位于中间的Y轴刻度线12都经过光刻版模板的中心点，其他两条X轴刻度线11以经过光刻版模板的中心点的X轴刻度线11作为第一对称轴，对称分布于所述第一对称轴的两侧并距离所述第一对称轴14mm，其他两条Y轴刻度线12以经过光刻版模板的中心点的Y轴刻度线12作为第二对称轴，对称分布于所述第二对称轴的两侧并距离所述第二对称轴5.5mm。

其中，所述光刻版模板10的形状并不做具体限制，在本实施例中，所述光刻版模板10为矩形，如图3所示，3条所述X轴刻度线11都平行于所述矩形的长边，3条所述Y轴刻度线12都平行于所述矩形的短边。3条所述X轴刻度线11共有6个端点，分别是X1、X2、X3、X4、X5、X6；3条所述Y轴刻度线12共有6个端点，分别是Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6。所有的X轴刻度线11和Y轴刻度线12上都标记有刻度标识，如图4所示，刻度标识包括刻度和刻度对应的数字标记。其中，所述刻度的范围并不做具体限制。以第2条Y轴刻度线为例，在本实施例中，所述第2条Y轴刻度线在O点的刻度为0，刻度从端点Y5向端点Y2逐渐增大，Y5点的刻度为-80，Y2点的刻度为80；但在本发明的其它实施例中，所述第2条Y轴刻度线的刻度从一个端点以0开始向另一个端点递增，Y5点的刻度为0，O点的刻度为80，Y2点的刻度为160，等等。较佳的，3条所述X轴刻度线11的刻度范围相同，3条所述Y轴刻度线的刻度范围相同。

接着，进行步骤S12，使用所述光栅与所述光刻版模板10对一测试样品20进行光刻工艺，以在所述测试样品20上形成与所述刻度尺标记图案100对应的刻度尺标记200。如图5所示，所述测试样品20的刻度尺标记200中也有X轴刻度线21和Y轴刻度线22，所述X轴刻度线21和Y轴刻度线22上也都有刻度标识。3条所述X轴刻度线21共有6个端点，分别是X1’、X2’、X3’、X4’、X5’、X6’；3条所述Y轴刻度线22共有6个端点，分别是Y1’、Y2’、Y3’、Y4’、Y5’、Y6’，所述X轴刻度线21和Y轴刻度线22上的刻度与所述X轴刻度线11和Y轴刻度线12上的刻度分别一一对应，在本实施例中，所述第2条Y轴刻度线在O’点的刻度为0，刻度向端点逐渐增大，Y2’点的刻度为80，Y5’点的刻度为-80，每条Y轴刻度线22的刻度范围均为(-80至80)。

然后，进行步骤S13，将所述刻度尺标记200的边缘的刻度与一标准刻度进行比较，以确定光栅位置是否正常。其中，所述标准刻度根据具体的光栅以及所述光刻版模板10决定，不同的所述光刻版模板10具有不同的所述标准刻度。在本实施例中，所述标准刻度具有12个，每条所述X轴刻度线21的两端分别具有两个所述标准刻度，每条所述Y轴刻度线22的两端分别具有两个所述标准刻度，所述标准刻度的刻度范围亦不作具体限制。例如，在本实施例中，每条所述Y轴刻度线22的两端的所述标准刻度均为(-70至-80)、(70至80)。

其中，所述步骤S13具体包括：

根据所述光栅以及所述光刻版模板10设定所述标准刻度；

采用电子显微镜或光学显微镜，对所述刻度尺标记200的边缘的刻度进行读数。较佳的，所述刻度尺标记200的边缘为所述刻度尺标记200开始变色处的位置，以提高读数的准确度。在本实施例中，所述Y轴刻度线22在A’处开始变色，如图6所示，所述Y轴刻度线22在Y2’端的边缘的刻度为68，不在所述标准刻度(70至80)的范围内；

进行判断，若所述刻度尺标记200的边缘的刻度在所述标准刻度的范围之内，则所述光栅位置正常；若所述刻度尺标记200的边缘的刻度不在所述标准刻度的范围之内，则所述光栅位置不正常。在本实施例中，所述Y轴刻度线22在Y2’端的边缘的刻度不在所述标准刻度的范围内，所以，在本实施例中，所述光栅位置不正常。其中，在本实施例中，只要有一条所述X轴刻度线21或所述Y轴刻度线22中任一端边缘的刻度超出所述标准刻度的范围，所述光栅位置即不正常。

在本实施例中，由于所述刻度尺标记200具有3条X轴刻度线21和3条Y轴刻度线22，所以，将所述刻度尺标记200的边缘的刻度与一标准刻度进行比较的步骤还包括所述光栅的位置是否发生偏移或偏转的判断，具体判断方法如下描述。

若所述多个X轴刻度线21在X轴正方向的边缘的刻度分别偏离对应的所述标准刻度的矢量相同(即刻度偏离的大小以及方向均相同)，或所述多个X轴刻度线21在X轴负方向的边缘的刻度分别偏离对应的所述标准刻度的矢量相同，或所述多个Y轴刻度线22在Y轴正方向的边缘的刻度分别偏离对应的所述标准刻度的矢量相同，或所述多个Y轴刻度线22在Y轴负方向的边缘的刻度分别偏离对应的所述标准刻度的矢量相同，则所述光栅的位置只发生偏移、未发生偏转。例如，在本实施例中，3条所述Y轴刻度线22分别在Y轴正方向的边缘的刻度，即3条所述Y轴刻度线22分别在Y1’端、Y2’端、Y3’端的刻度均为68，均比所述标准刻度的最小值小2个刻度，也就是偏离对应的所述标准刻度的矢量相同，如图7所示，则所述光栅的位置只发生偏移、未发生偏转。

当所述光栅的位置只发生偏移、未发生偏转，可以进一步进行判断：若所述多个X轴刻度线21在X轴正方向的边缘的刻度分别小于所述标准刻度，则所述光栅向X轴负方向偏移；若所述多个X轴刻度线21在X轴负方向的边缘的刻度分别小于所述标准刻度，则所述光栅向X轴正方向偏移；若所述多个Y轴刻度线22在Y轴正方向的边缘的刻度分别小于所述标准刻度，则所述光栅向Y轴负方向偏移；若所述多个Y轴刻度线22在Y轴负方向的边缘的刻度分别小于所述标准刻度，则所述光栅向Y轴正方向偏移。例如，在本实施例中，3条所述Y轴刻度线22在Y轴正方向的边缘的刻度均比所述标准刻度的最小值小2个刻度，也就是偏离对应的所述标准刻度的矢量相同，如图7所示，所述光栅向Y轴负方向偏移。

若所述X轴刻度线21在X轴正方向的边缘的刻度偏离所述标准刻度的矢量不相同(在本实施例中，3条所述X轴刻度线21中任意一条与其他两条的偏离矢量不相同即可)，或所述X轴刻度线21在X轴负方向的边缘的刻度偏离所述标准刻度的矢量不相同，或所述Y轴刻度线22在Y轴正方向的边缘的刻度偏离所述标准刻度的矢量不相同，或所述Y轴刻度线22在Y轴负方向的边缘的刻度偏离所述标准刻度的矢量不相同，则所述光栅的位置发生偏转。例如，当第一条所述Y轴刻度线22在Y轴正方向的边缘的刻度比所述标准刻度的最小值小2个刻度，另外两条所述Y轴刻度线22在Y轴正方向的边缘的刻度均满足所述标准刻度的要求，则所述光栅的位置发生偏转，偏转的防线具体可以根据所述Y轴刻度线22偏离所述标准刻度的矢量多少来决定，在此不作赘述。

本发明实施例中，所述刻度尺标记图案100具有3条X轴刻度线11和3条Y轴刻度线12，通过光刻工艺，将所述光刻版模板10上的刻度尺标记图案100转移到所述测试样品20上，使得所述测试样品20上的所述刻度尺标记200具有3条X轴刻度线21和3条Y轴刻度线22。通过将所述刻度尺标记200的边缘的刻度与所述标准刻度进行比较，可以明确判断光栅位置是否合适，也可以知道光栅位置还有多少移动范围。对于不同的所述光刻版模板10，可以根据供应商提供的辅助图形的位置坐标可以直接判断出光栅位置是否合适，是否会造成图形异常。从而大大节省了光栅位置的验证时间，也降低了所述光刻版模板10上辅助图形被转移到产品上或应转移的图形被光栅阻挡不能正常转移的风险。

本发明的较佳实施例如上所述，但本发明并不限于上述实施例，例如，所述X轴刻度线11和Y轴刻度线12的数量并不限于为3条，还可以为5条、7条等，只要所述X轴刻度线11和Y轴刻度线12的数量均为2N+1条，亦在本发明的思想范围之内。其中，N为正整数，所述2N+1条X轴刻度线11呈轴对称分布，其中，第N+1条X轴刻度线11为第一对称轴，所述2N+1条Y轴刻度线12呈轴对称分布，其中，第N+1条Y轴刻度线12为第二对称轴，同样的，位于中间的X轴刻度线11和位于中间的Y轴刻度线12都经过光刻版模板的中心点，其他X轴刻度线11以位于中间的X轴刻度线11为对称轴等距离分布，其他Y轴刻度线12以位于中间的Y轴刻度线12为对称轴等距离分布。当然，所述X轴刻度线和Y轴刻度线的数量还可以为2条、4条等；另外，所述刻度尺标记200并不限于为多条X轴刻度线以及Y轴刻度线，还可以为4条刻度线相交于中点，形成“米”形，亦可以判断光栅位置是否合适，亦在本发明的思想范围之内。

综上，在本发明实施例提供的光栅位置的测量方法中，通过光刻工艺，将所述光刻版模板上的刻度尺标记图案转移到所述测试样品上，使得所述测试样品上具有所述刻度尺标记。通过将所述刻度尺标记的边缘的刻度与所述标准刻度进行比较，可以明确判断光栅位置是否合适，也可以知道光栅位置还有多少移动范围。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (9)

1.一种光栅位置的测量方法，其特征在于，包括：

提供一光刻版模板，所述光刻版模板具有刻度尺标记图案；

使用光栅与所述光刻版模板对一测试样品进行光刻工艺，以在所述测试样品上形成与所述刻度尺标记图案对应的刻度尺标记；

将所述刻度尺标记的边缘的刻度与一标准刻度进行比较，以确定所述光栅的位置是否正常；

其中，将所述刻度尺标记的边缘的刻度与一标准刻度进行比较的步骤包括：

根据所述光栅以及所述光刻版模板设定所述标准刻度；

对所述刻度尺标记的边缘的刻度进行读数；

若所述刻度尺标记的边缘的刻度在所述标准刻度的范围之内，则所述光栅位置正常；若所述刻度尺标记的边缘的刻度不在所述标准刻度的范围之内，则所述光栅位置不正常。

2.如权利要求1所述的光栅位置的测量方法，其特征在于，采用电子显微镜或光学显微镜，对所述刻度尺标记的边缘的刻度进行读数。

3.如权利要求1所述的光栅位置的测量方法，其特征在于，所述刻度尺标记包括多个X轴刻度线以及多个Y轴刻度线，所述X轴刻度线分别与Y轴刻度线相交。

4.如权利要求3所述的光栅位置的测量方法，其特征在于，将所述刻度尺标记的边缘的刻度与一标准刻度进行比较的步骤还包括：

若所述多个X轴刻度线在X轴正方向的边缘的刻度分别偏离所述标准刻度的矢量相同，或所述多个X轴刻度线在X轴负方向的边缘的刻度分别偏离所述标准刻度的矢量相同，或所述多个Y轴刻度线在Y轴正方向的边缘的刻度分别偏离所述标准刻度的矢量相同，或所述多个Y轴刻度线在Y轴负方向的边缘的刻度分别偏离所述标准刻度的矢量相同，则所述光栅的位置只发生偏移、未发生偏转；

若所述X轴刻度线在X轴正方向的边缘的刻度偏离所述标准刻度的矢量不相同，或所述X轴刻度线在X轴负方向的边缘的刻度偏离所述标准刻度的矢量不相同，或所述Y轴刻度线在Y轴正方向的边缘的刻度偏离所述标准刻度的矢量不相同，或所述Y轴刻度线在Y轴负方向的边缘的刻度偏离所述标准刻度的矢量不相同，则所述光栅的位置发生偏转。

5.如权利要求4所述的光栅位置的测量方法，其特征在于，所述光栅的位置只发生偏移、未发生偏转，将所述刻度尺标记的边缘的刻度与一标准刻度进行比较的步骤还包括：

若所述多个X轴刻度线在X轴正方向的边缘的刻度分别小于所述标准刻度，则所述光栅向X轴负方向偏移；

若所述多个X轴刻度线在X轴负方向的边缘的刻度分别小于所述标准刻度，则所述光栅向X轴正方向偏移；

若所述多个Y轴刻度线在Y轴正方向的边缘的刻度分别小于所述标准刻度，则所述光栅向Y轴负方向偏移；

若所述多个Y轴刻度线在Y轴负方向的边缘的刻度分别小于所述标准刻度，则所述光栅向Y轴正方向偏移。

6.如权利要求3所述的光栅位置的测量方法，其特征在于，所述X轴刻度线和Y轴刻度线的数量均为2N+1条，N为正整数，所述2N+1条X轴刻度线呈轴对称分布，其中第N+1条X轴刻度线为第一对称轴，所述2N+1条Y轴刻度线呈轴对称分布，其中第N+1条Y轴刻度线为第二对称轴；所述第一对称轴和第二对称轴的交叉位置与所述光刻版模板的中心点重合。

7.如权利要求6所述的光栅位置的测量方法，其特征在于，所述X轴刻度线和Y轴刻度线的数量均为3条。

8.如权利要求3所述的光栅位置的测量方法，其特征在于，所述X轴刻度线与光刻版模板的中心点的最大距离在16mm以下，所述Y轴刻度线与光刻版模板的中心点的最大距离在6.5mm以下。

9.如权利要求1所述的光栅位置的测量方法，其特征在于，所述刻度尺标记的边缘为所述刻度尺标记开始变色处的位置。