CN103852044A - 硅基工艺中制作光纤对准基座阵列的在线量测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅基工艺中制作光纤对准基座阵列的在线量测方法，包括步骤：制作光刻版，在光纤对准基座阵列图形的孔的旁侧制作量尺图形，将量尺图形的线条图形线宽设置为光纤对准基座阵列图形的孔的尺寸的两个数量级以下，且量尺图形的线条图形的线宽和间距和固定；将光刻版的图形转移到硅晶圆上；在线宽测量机台中用量尺图形的数字标记测量光纤对准基座的孔第一端所对应的数字标记值一；在线宽测量机台中用量尺图形的数字标记测量光纤对准基座的孔第二端所对应的数字标记值二；由数字标记值二和一的差得到光纤对准基座的孔的直径。本发明能将光纤对准基座阵列尺寸的测量精度提高2个数量级，能够实现大尺寸产品的高精度在线线宽监控。

Description

硅基工艺中制作光纤对准基座阵列的在线量测方法
技术领域
本发明涉及一种半导体集成电路制造工艺方法，特别是涉及一种硅基工艺中制作光纤对准基座阵列的在线量测方法。
背景技术
当前，光通讯器件的应用越来越广泛，光纤到户工程也开始在全国大部地区逐步实行。在一个光系统中需要多个光纤通道用于光信号的处理，而细长的光纤需要固定在数量众多的光纤对准基座上才能保证固定光纤的质量满足系统要求。因此光纤对准基座需要对准精度高且工艺稳定的要求才能满足光信号效率不被损失太多。目前业界常用的激光熔融玻璃的方法制作的光纤通孔基座，由于制作工艺粗糙，对准精度低，成本高且效率低下的缺点，迫切需要一种高精度，低成本和高良率的制作工艺来取代它。
由于半导体制造领域中的线宽尺寸都是纳米量级的，所有的在线量测设备的测量精度也都是纳米量级的。但是光纤工艺的的尺寸都是百微米量级的，由于设备显示屏幕尺寸一定，光纤尺寸为百微米级，为半导体集成工艺的上千倍，因此测量倍率为半导体工艺的千分之一，从而造成测量值误差很大，精度无法满足量产要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种硅基工艺中制作光纤对准基座阵列的在线量测方法，能将光纤对准基座的孔的测量精度提高2个数量级以上，能实现大尺寸产品的高精度在线线宽监控。
为解决上述技术问题，本发明提供的硅基工艺中制作光纤对准基座阵列的在线量测方法包括如下步骤：
步骤一、进行光刻版制作，在所述光刻版上画出光纤对准基座阵列图形和量尺图形，该光纤对准基座阵列图形定义出光纤对准基座的孔的尺寸和排列阵列；所述量尺图形由一系列具有固定线宽和间距的条状图形组成，所述条状图形的线度为0.1微米～1微米、两相邻所述条状图形之间的间距为0.1微米～1微米，所述光纤对准基座的孔的直径为所述条状图形的线度的两个数量级以上，在所述量尺图形的各所述条状图形旁侧按照顺序标记数字，所述量尺图形设置在所述光纤对准基座的孔的旁侧用于对所述光纤对准基座的孔的直径进行在线测量；
步骤二、用所述光刻版定义，将所述光纤对准基座阵列图形、所述量尺图形和所述量尺图形的数字标记转移到硅晶圆上，依据半导体光刻到刻蚀的工艺过程中，条状图形的线宽与间距之和不变的原理，转移到所述硅晶圆上的所述量尺图形的各条状图形的线宽和间距之和不受光刻刻蚀的工艺的影响而保持不变、且所述硅晶圆上的所述量尺图形的各条状图形的线宽和间距之和和对应的所述光刻版上的所述量尺图形的各所述条状图形的线度和间距的和相同；将形成有所述光纤对准基座阵列图形和所述量尺图形的所述硅晶圆放入到半导体制造工厂的在线线宽量测机台中并准备测量；
步骤三、在所述线宽测量机台中找出所述光纤对准基座的孔的一条直径的第一端区域，用所述量尺图形的数字标记测量所述光纤对准基座的孔的第一端所对应的数字标记值一；
步骤四、对所述硅晶圆进行移动并找出所述光纤对准基座的孔的直径的第二端区域，所述第一端和所述第二端为所述光纤对准基座的孔的同一直径的两端；用所述量尺图形的数字标记测量所述光纤对准基座的孔的第二端所对应的数字标记值二；
步骤五、将所述数字标记值二减去所述数字标记值一得到所述光纤对准基座的孔的直径。
进一步的改进是，所述量尺图形的各所述条状图形的线度和间距的和小于2微米。
进一步的改进是，所述光纤对准基座的孔的直径的100微米以上。
进一步的改进是，所述在线线宽量测机台的测试精度为纳米量级。
本发明方法通过在光纤对准基座阵列的光刻版上的光纤对准基座阵列图形的孔的旁侧制作量尺图形，将量尺图形的线条图形线宽设置为光纤对准基座阵列图形的孔的尺寸的两个数量级以下，且量尺图形的线条图形的线宽和间距和固定，且依据半导体光刻到刻蚀的工艺过程中，条状图形的线宽与间距之和不变的原理，能够将量尺图形从光刻版上精确的转移到硅晶圆上而保持量尺图形的最小刻度不变，从而能够在硅晶圆上通过对量尺的线条图形进行测量就能得到光纤对准基座阵列图形的孔尺寸，能够将光纤对准基座阵列图形的孔尺寸的测量精度提高2个数量级即几百倍，从而能够实现采用半导体制造工厂中的测量精度为纳米量级的在线线宽量测机台对光纤对准基座阵列图形的孔尺寸的测量，能够实现大尺寸产品的高精度在线线宽监控。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明实施例方法流程图；
图2是本发明实施例方法中的光刻版的图形结构；
图3是本发明实施例方法中的硅晶圆上的图形结构；
图4是本发明实施例方法中对硅晶圆上的孔测量时孔第一端的图形结构放大图；
图5是本发明实施例方法中对硅晶圆上的孔测量时孔第二端的图形结构放大图。
具体实施方式
如图1所示，是本发明实施例方法流程图；本发明实施例硅基工艺中制作光纤对准基座阵列的在线量测方法包括如下步骤：
步骤一、如图2所示，进行光刻版1制作，在所述光刻版1上画出光纤对准基座阵列图形和量尺图形3，该光纤对准基座阵列图形定义出光纤对准基座的孔2的尺寸和排列阵列。
所述量尺图形3由一系列具有固定线宽和间距的条状图形组成，所述条状图形的线度为0.1微米～1微米、两相邻所述条状图形之间的间距为0.1微米～1微米，所述量尺图形3的各所述条状图形的线度和间距的和固定不变，且所述量尺图形3的各所述条状图形的线度和间距的和小于2微米。
所述光纤对准基座的孔2的直径为所述条状图形的线度的两个数量级以上，较佳为，所述光纤对准基座的孔2的直径的100微米以上。
在所述量尺图形3的各所述条状图形旁侧按照顺序标记数字4。所述量尺图形3设置在所述光纤对准基座的孔2的旁侧用于对所述光纤对准基座的孔2的直径进行在线测量。
步骤二、如图3所示，用所述光刻版1定义，将所述光纤对准基座阵列图形、所述量尺图形3和所述量尺图形3的数字4标记转移到硅晶圆5上。转移到所述硅晶圆5上的图形能为光刻胶图形，可以采用如下步骤形成所述光刻胶图形：在所述硅晶圆5上生长出需要的膜层结构。在所述硅晶圆5的正面涂上光刻胶。采用所述光刻版1为掩膜对所述光刻胶进行曝光、显影，形成所述光刻胶图形。依据半导体光刻到刻蚀的工艺过程中，条状图形的线宽与间距之和不变的原理，该原理表明即使由于光刻刻蚀过程中会产生偏差而使条状图形的线宽或间距产生了变化，但是条状图形的线宽和间距之和保持不变，所以本发明实施例中转移到所述硅晶圆5上的所述量尺图形3的各条状图形的线宽和间距之和不受光刻刻蚀的工艺的影响而保持不变、且所述硅晶圆5上的所述量尺图形3的各条状图形的线宽和间距之和和对应的所述光刻版1上的所述量尺图形3的各所述条状图形的线度和间距的和相同；所以本发明实施例即使在光刻刻蚀工艺出现误差时，也能使所述量尺图形3的各刻度保持不变，从而能实现较高精度的测量。
将形成有所述光纤对准基座阵列图形和所述量尺图形3的所述硅晶圆5放入到半导体制造工厂的在线线宽量测机台中并准备测量；所述在线线宽量测机台的测试精度为纳米量级。
步骤三、如图4所示，在所述线宽测量机台中找出所述光纤对准基座的孔2的一条直径的第一端区域，用所述量尺图形3的数字4标记测量所述光纤对准基座的孔2的第一端所对应的数字标记值一；图4中所述数字标记值一的第一部分由所述数字4标记中的标记2确定；所述光纤对准基座的孔2的第一端和所述数字4标记中的标记2的外侧边缘的偏移值一通过所述线宽测量机台的测量得到，由所述数字4标记中的标记2减去偏移值一得到所述数字标记值一。
步骤四、如图5所示，对所述硅晶圆5进行移动并找出所述光纤对准基座的孔2的直径的第二端区域，所述第一端和所述第二端为所述光纤对准基座的孔2的同一直径的两端。
用所述量尺图形3的数字4标记测量所述光纤对准基座的孔2的第二端所对应的数字标记值二；图5中所述数字标记值二的第一部分由所述数字4标记中的标记93确定；所述光纤对准基座的孔2的第二端和所述数字4标记中的标记93的内侧边缘的偏移值二通过所述线宽测量机台的测量得到，由由所述数字4标记中的标记93加上偏移值二得到所述数字标记值二。
步骤五、将所述数字标记值二减去所述数字标记值一得到所述光纤对准基座的孔2的直径，即所述光纤对准基座的孔2的直径为91个所述条状图形的线度和间距的和的和加上所述偏移值二和所述偏移值一的差。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种硅基工艺中制作光纤对准基座阵列的在线量测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、进行光刻版制作，在所述光刻版上画出光纤对准基座阵列图形和量尺图形，该光纤对准基座阵列图形定义出光纤对准基座的孔的尺寸和排列阵列；所述量尺图形由一系列具有固定线宽和间距的条状图形组成，所述量尺图形的各所述条状图形的线度和间距的和固定不变，所述条状图形的线度为0.1微米～1微米、两相邻所述条状图形之间的间距为0.1微米～1微米，所述光纤对准基座的孔的直径为所述条状图形的线度的两个数量级以上，在所述量尺图形的各所述条状图形旁侧按照顺序标记数字，所述量尺图形设置在所述光纤对准基座的孔的旁侧用于对所述光纤对准基座的孔的直径进行在线测量；
步骤二、用所述光刻版定义，将所述光纤对准基座阵列图形、所述量尺图形和所述量尺图形的数字标记转移到硅晶圆上，依据半导体光刻到刻蚀的工艺过程中，条状图形的线宽与间距之和不变的原理，转移到所述硅晶圆上的所述量尺图形的各条状图形的线宽和间距之和不受光刻刻蚀的工艺的影响而保持不变、且所述硅晶圆上的所述量尺图形的各条状图形的线宽和间距之和和对应的所述光刻版上的所述量尺图形的各所述条状图形的线度和间距的和相同；将形成有所述光纤对准基座阵列图形和所述量尺图形的所述硅晶圆放入到半导体制造工厂的在线线宽量测机台中并准备测量；
步骤三、在所述线宽测量机台中找出所述光纤对准基座的孔的一条直径的第一端区域，用所述量尺图形的数字标记测量所述光纤对准基座的孔的第一端所对应的数字标记值一；
步骤四、对所述硅晶圆进行移动并找出所述光纤对准基座的孔的直径的第二端区域，所述第一端和所述第二端为所述光纤对准基座的孔的同一直径的两端；用所述量尺图形的数字标记测量所述光纤对准基座的孔的第二端所对应的数字标记值二；
步骤五、将所述数字标记值二减去所述数字标记值一得到所述光纤对准基座的孔的直径。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述量尺图形的各所述条状图形的线度和间距的和小于2微米。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述光纤对准基座的孔的直径的100微米以上。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述在线线宽量测机台的测试精度为纳米量级。
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