CN105892224A - 检测掩膜板质量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测掩膜板质量的方法，包含如下步骤：步骤1，产生一组测量图形，所述测量图形包括至少两个图形：一个把铬全部去除，露出衬底玻璃基板的图形；以及一个按最小设计规则1:1的铬全部去除，露出衬底玻璃基板的图形；步骤2，以所述测量图形产生一块标准掩膜板，该标准掩膜板包含的测量图形均匀分布在掩膜板曝光范围内；步骤3，使用实际生产用聚焦光束对标准掩膜板的测量图形进行照射，测量其透过率并进行AIMS系统测试确定其在标准CD下的阈值；步骤4，将所述测量图形放置到实际掩膜板中，出厂时对透过率和标准CD下AIMS系统测量的阈值，进行检测并将其和步骤3获得的值进行对比。

Description

检测掩膜板质量的方法

技术领域

本发明涉及集成电路设计制造领域，特别是指一种检测掩膜板质量的方法。

背景技术

光刻(photoetching or lithography)是通过一系列生产步骤，将晶圆表面薄膜的特定部分除去的工艺。在此之后，晶圆表面会留下带有微图形结构的薄膜。通过光刻工艺过程，最终在晶圆上保留的是特征图形部分。光刻生产的目标是根据电路设计的要求，生成尺寸精确的特征图形，并且在晶圆表面的位置正确且与其它部件(parts)的关联正确。

光刻是基本工艺中最关键的步骤。光刻确定了器件的关键尺寸。光刻过程中的错误可造成图形歪曲或套准不好，最终可转化为对器件的电特性产生影响。图形的错位也会导致类似的不良结果。光刻的掩膜板(Mask)的质量对于集成电路的制造工艺具有相当重要的影响。

现有的掩膜板的检测方法包含：

--BIM(Binary Mask)：CD(关键尺寸)、Registration(对准精度)、Defect(缺陷)。

--PSM(Phase Shift Mask)：CD、Registration、Defect、Phase Angle(相角)。

如图1～3所示，是现有方法测量掩膜版的方法，对玻璃基板1上的铬2进行光刻及刻蚀形成CD线宽，去除光刻胶3，然后对CD值进行测量。现有方法仅能检测到掩膜板铬层的CD、OVL(套刻精度)、Defect情况，针对PSM能测出相移层的相对厚度和透过率，以监控相移层的相位偏移精度，但无法检测出衬底玻璃基板的质量。实际上CD值一直在发生变化。

实际当衬底玻璃基板情况发生变化时，即使铬层的CD、OVL、Defect都正常，曝光结果依然异常。

AIMS可以模拟曝光过程，看出光罩对成像的影响。AIMS获得的是光罩的透射、衍射光谱，为光强和位置的图像。通过预设一个CD值，可以得出该CD位置对应的相对光强，称为阈值，如图4所示。对于不同的图像，当光谱发生变化时，即使透过率相同，但为了获得相同的CD，其阈值必然会发生变化。但是使用传统AIMS方法有两个缺陷：

1.AIMS系统设备价格很高，检测速度太慢，而且依赖于曝光条件，不具备通用性，无法满足生产需要。

2.通常AIMS系统只检测CD，不对阈值进行比较，即使AIMS光谱有变化，但只要CD正常，依然认为光罩合格。但从AIMS的原理看，CD只是一个根据预设结果获得的相对值，CD正常并不一定代表光罩没有质量问题，和检测人员的经验水平、检测标准有很大的变化。而引起玻璃基板变化的可能情况有如下的几种：

--衬底n、k(折射率的实部和虚部)和厚度有变化：当镀上铬后，原材料厂商已经无法检测衬底玻璃基板的情况；

--掩膜板制造过程中玻璃基板厚度有变化：现有掩膜板厂缺乏相应的的检测设备和检测手段，通常只能通过破片测量；

--掩膜板制造过程中铬被刻蚀后玻璃基板表面的粗糙程度：没有检测。

上述问题在传统的光罩出厂规格和检测标准中均无法反映。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种检测掩膜板质量的方法，能够更好地检测掩膜板的质量。

为解决上述问题，本发明所述的检测掩膜板质量的方法，包含如下步骤：

步骤1，设计一组测量图形，所述测量图形包括至少两个图形：一个把铬全部去除，露出衬底玻璃基板的图形，称之为全开图形；以及一个按最小设计规则1:1的铬部分去除，露出衬底玻璃基板的图形，称之为1:1图形；

步骤2，以所述测量图形产生一块标准掩膜板，该标准掩膜板包含的测量图形均匀分布在掩膜板曝光范围内；

步骤3，使用实际生产用聚焦光束对标准掩膜板上的测量图形进行照射，测量其透过率并进行AIMS系统测试确定其在标准CD下的阈值；

步骤4，将所述测量图形放置到实际掩膜板中，出厂时对透过率和标准CD下AIMS系统测量的阈值，进行检测并将其和步骤3获得的值进行对比。

进一步地，所述步骤1中，测量图形为正方形，或者为圆形，所述正方形的边长或者圆形的直径大于80μm。

进一步地，所述步骤2中，标准掩膜板包含的测量图形至少为5个。

进一步地，所述步骤3中，透过率测量两组图形，全开图形透过率为A；1：1图形透过率为B；AIMS测量1：1图形，阈值为ThA。所使用的聚焦光束采用工艺实际使用的光源及参数，以模拟实际应用下的环境状态。

进一步地，所述步骤4中，其对比步骤包括：

步骤a,以1：1图形为基准，假设其透过率为A’，则A’和A的差值满足(A’-A)/A<5％，则为合格；

步骤b,若步骤a检测中结果不满足，则以全开透过B’，若B’和B的差值满足(B’-B)/A>5％，则为不合格；若B’和B的差值满足(B’-B)/A<5％，则需要进行步骤c；

步骤c，AIMS测量条件，1:1图形测量，若其阈值(ThA’-ThA)/ThA<5％，则为合格，否则为不合格。

本发明所述的检测掩膜板质量的方法，增加了对透过率的检测，有效监控衬底玻璃基板的质量。

附图说明

图1～3是现有方法测量掩膜版的示意图。

图4是CD值与光强的变化曲线图。

图5是本发明全开图形。

图6是本发明1:1图形。

图7是本发明测量透过率。

图8是本发明方法测量流程图。

具体实施方式

本发明所述的检测掩膜板质量的方法，包含如下步骤：

步骤1，产生一组测量图形，所述测量图形包括至少两个图形：一个把铬全部去除，完全露出衬底玻璃基板的图形，称之为全开图形，如图5所示；以及一个按最小设计规则1:1的铬部分去除，部分露出衬底玻璃基板的图形，称之为1:1图形，如图6所示，条状的铬之间暴露出玻璃基板，条状的铬之间间距为CD值。所示的测量图形为正方形，或者为圆形。正方形的边长或者圆形的直径大于80μm。

步骤2，以所述测量图形产生一块标准掩膜板，该标准掩膜板包含至少5个的测量图形均匀分布在掩膜板曝光范围内。

步骤3，使用实际生产用聚焦光束对标准掩膜板的测量图形进行照射，测量其透过率并进行AIMS系统测试确定其在标准CD下的阈值，如图7所示。聚焦光束采用实际制造工艺上使用的光束及参数，包括波长、数值孔径等，这样能够模拟出该标准掩膜版在实际应用场景下的真实状态，以降低理论设计值与实际应用之间的差距。测量两组图形的透过率，全开图形透过率为A，1：1图形透过率为B；AIMS测量1：1图形，阈值为ThA。

步骤4，将所述测量图形放置到实际掩膜板中，出厂时对透过率和标准CD下AIMS系统测量的阈值，进行检测并将其和步骤3获得的值进行对比，其对比的步骤包含：

步骤a,以1：1图形为基准，假设其透过率为A’，则A’和A的差值满足(A’-A)/A<5％，则为合格；

步骤b,若步骤a检测中结果不满足，则以全开图形透过率为B’，若B’和B的差值满足(B’-B)/A>5％，则为不合格；若B’和B的差值满足(B’-B)/A<5％，则需要进行步骤c；

步骤c，AIMS测量条件，1:1图形测量，若其阈值(ThA’-ThA)/ThA<5％，则为合格，否则为不合格。

本发明所述的检测掩膜板质量的方法，增加了对衬底玻璃基板透过率的检测，用来监控衬底玻璃基板的质量,能更好更全面地检测掩膜板，同时可以避免过多使用AIMS造成生产成本的增加。

以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限定本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种检测掩膜板质量的方法，其特征在于：包含如下步骤：

步骤1，产生一组测量图形，所述测量图形包括至少两个图形：一个把铬全部去除，露出衬底玻璃基板的图形，称之为全开图形；以及一个按最小设计规则1:1的铬部分去除，露出衬底玻璃基板的图形，称之为1:1图形；

步骤2，以所述测量图形产生一块标准掩膜板，该标准掩膜板包含的测量图形均匀分布在掩膜板曝光范围内；

步骤3，使用实际生产用聚焦光束对标准掩膜板上的测量图形进行照射，测量其透过率并进行AIMS系统测试确定其在标准CD下的阈值；

步骤4，将所述测量图形放置到实际掩膜板中，出厂时对透过率和标准CD下AIMS系统测量的阈值，进行检测并将其和步骤3获得的值进行对比。

2.如权利要求1所述的检测掩膜板质量的方法，其特征在于：所述步骤1中，测量图形为正方形，或者为圆形。

3.如权利要求2所述的检测掩膜板质量的方法，其特征在于：所述正方形的边长或者圆形的直径大于80μm。

4.如权利要求1所述的检测掩膜板质量的方法，其特征在于：所述步骤2中，标准掩膜板包含的测量图形至少为5个。

5.如权利要求1所述的检测掩膜板质量的方法，其特征在于：所述步骤3中，测量两组图形的透过率，全开图形透过率为A，1：1图形透过率为B；AIMS测量1：1图形，阈值为ThA；所使用的聚焦光束采用工艺实际使用的光源及参数，以模拟实际应用下的环境状态。

6.如权利要求1或5所述的检测掩膜板质量的方法，其特征在于：所述步骤4中，对比的方法为：

步骤a,以1：1图形为基准，假设其透过率为A’，则A’和A的差值满足(A’-A)/A<5％，则为合格；

步骤b,若步骤a检测中结果不满足，则以全开图形透过率为B’，若B’和B的差值满足(B’-B)/A>5％，则为不合格；若B’和B的差值满足(B’-B)/A<5％，则需要进行步骤c；

步骤c，AIMS测量，1:1图形测量，若其阈值(ThA’-ThA)/ThA<5％，则为合格，否则为不合格。