CN109491197A - 一种掩膜版及镜头照明均一性的检测方法 - Google Patents

一种掩膜版及镜头照明均一性的检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种掩膜版，所述掩膜版包括：基版，所述基版上具有以阵列形式排布的多个掩膜图形，多个所述掩膜图形的形状相同，所述基版上的所述掩膜图形的数量分布的比较多，可表征整个光刻机镜头面内照明分布趋势。本发明还提供了一种镜头照明均一性的检测方法，首先，通过所述掩膜版在晶片上的光刻胶层形成与所述掩膜图形对应的量测图形，然后，对所述量测图形的线宽尺寸进行测量，最后，根据所述量测图形的线宽尺寸的大小得到所述镜头的照明均一性，这样可以间接一次性实时地检测光刻机镜头的不同位置的光强度差异，实时有效监控光刻机曝光性能稳定性，确保了产品品质安全。

Description

一种掩膜版及镜头照明均一性的检测方法
技术领域
本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种掩膜版及镜头照明均一性的检测方法。
背景技术
光刻机是半导体生产及实验制造中，大规模集成电路、传感器、表面波原件、磁泡、微波和CCD等器件的重要制造设备。
光刻机镜头的照明均一性是对产品性能非常重要的参数，需要定期检测。目前光刻机镜头的照明均一性的检测手段仅能通过机台端测试完成，如图1所示，在镜头开口形状达到最大前提下，通过传感器20感应并计算曝光区域120内监测点110的光强度，反映镜头的照明均一性。
现有通过机台端测试的检测方法存在一些缺点。首先是只能在停机状态下进行测试，无法实现实时监控，耽误光刻机的工作时间。其次，曝光区域内监测点的数量比较少，无法表征整个镜头面内照明分布趋势，若增加曝光区域内监测点的数量，相应的检测时间会耗费更多，造成停机的时间更长。此外，检测结果仅仅是镜头面内的光强度分布，无法反映出对生产和实验制造的产品的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种掩膜版及镜头照明均一性的检测方法，以解决实时监测光刻机镜头照明均一性的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种掩膜版，包括：基版，所述基版上具有以阵列形式排布的多个掩膜图形，多个所述掩膜图形的形状相同。
可选的，在所述掩膜版中，每个所述掩膜图形包括：第一密度图形区、第二密度图形区及第三密度图形区，所述第一密度图形区的密度大于所述第二密度图形区的密度，所述第二密度图形区的密度大于所述第三密度图形区的密度。
可选的，在所述掩膜版中，相邻两行的所述掩膜图形的间距介于80nm至150nm。
可选的，在所述掩膜版中，相邻两列的所述掩膜图形的间距介于50nm至120nm。
可选的，在所述掩膜版中，所述掩膜版的大小大于或者等于光刻机镜头曝光区域大小。
本发明还提供一种镜头照明均一性的检测方法，包括：
在晶片上布置一光刻胶层；
将所述掩膜版放置于光刻机的镜头底下进行曝光以在所述光刻胶层上形成与所述掩膜图形对应的量测图形；
对所述量测图形的线宽尺寸进行测量；
根据所述量测图形的线宽尺寸的大小得到所述镜头的照明均一性。
可选的，在所述镜头照明均一性的检测方法中，对所述晶片上不同位置的所述量测图形的线宽尺寸的大小进行差值比较，得到所述镜头的照明均一性。
可选的，在所述镜头照明均一性的检测方法中，利用微距量测机台对所述量测图形的线宽尺寸进行测量。
可选的，在所述镜头照明均一性的检测方法中，所述量测图形的线宽尺寸大于等于160nm。
综上所述，本发明提供了一种掩膜版，所述掩膜版包括：基版，所述基版上具有以阵列形式排布的多个掩膜图形，多个所述掩膜图形的形状相同，所述基版上的所述掩膜图形的数量分布的比较多，可表征整个光刻机镜头面内照明分布趋势。进一步的，本发明还提供了一种镜头照明均一性的检测方法，首先，通过所述掩膜版在晶片上的光刻胶层形成与所述掩膜图形对应的量测图形，然后，对所述量测图形的线宽尺寸进行测量，最后，根据所述量测图形的线宽尺寸的大小得到所述镜头的照明均一性。对比所述量测图形的线宽尺寸的大小，可以间接实时地检测光刻机镜头的不同位置的光强度差异，实现了镜头照明均一性的一次性实时监控，实时有效监控光刻机曝光性能稳定性，确保产品品质安全。
附图说明
图1是现有技术中照明均一性的检测方法示意图；
图2是本发明实施例的掩膜版示意图；
图3是本发明实施例的掩膜图形示意图；
图4是本发明实施例的镜头照明均一性的检测方法的流程图；
图5是本发明实施例的量测图形示意图；
其中，10-掩膜版，11-基版，20-传感器，21-监测点，22-曝光区域，110-掩膜图形，111-第一图形区，112-第二图形区，113-第三图形区。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种掩膜版及镜头照明均一性的检测方法作进一步详细说明。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。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
参考图2，图2是本发明实施例的掩膜版示意图，本发明提供一种掩膜版10，包括：基版11，所述基版11上具有以阵列形式排布的多个掩膜图形110，多个所述掩膜图形110的形状相同，或者说多个所述掩膜图形110中各部分的形状相同从而使得多个所述掩膜图形110的整体形状相同或相似。在本实施例中，在所述基版11上放置了13*17组相同的掩膜图形110，可涵盖光刻机镜头的整个区域。本申请对所述基版11上放置的掩膜图形110的数量和图形结构不做任何限定。所述基版11上的所述掩膜图形110的数量分布的比较多并且是规则分布，可表征整个光刻机镜头面内照明分布趋势，并且可在线监测光刻机镜头的均一性，实时有效监控光刻机曝光性能稳定性，确保产品品质安全。
进一步的，参考图3，图3是本发明实施例的掩膜图形示意图，每个所述掩膜图形110包括：第一密度图形区111、第二密度图形区112及第三密度图形区113，从图3中可以看出，所述第一密度图形区111的密度大于所述第二密度图形区112的密度，所述第二密度图形区112的密度大于所述第三密度图形区113的密度，在本实施例中，不同的密度图形区涵盖了密集图形结构、半密集图形结构和孤立图形结构，设计不同的密度图形区可满足接下来利用光刻技术在晶圆上的光刻胶层形成对应的量测图形的基本量测结构。本申请对所述掩膜图形的形状以及所述掩膜图形中各密度图形区的密度取值不做任何限定。
由图2可以看出，所述基版11上的相邻两行的所述掩膜图形110的间距介于80nm至150nm，即前一列掩膜图形110的右边沿和紧挨的后一列掩膜图形110的左边沿之间的距离介于80nm至150nm；所述基版11上的相邻两列的所述掩膜图形110的间距介于50nm至120nm，即上一列掩膜图形110的下边沿和紧挨的下一列掩膜图形110的上边沿之间的距离介于50nm至120nm。
进一步的，所述掩膜版10的大小大于或者等于光刻机镜头曝光区域大小。相邻两行的所述掩膜图形110的间距和相邻两列的所述掩膜图形110的间距根据所述掩膜版的大小来设定，因为所述光刻机镜头曝光区域的大小不一定相同，不同的镜头曝光区域需要选择对应的所述掩膜版10，从而相邻两行的所述掩膜图形110的间距和相邻两列的所述掩膜图形110的间距根据实际情况会做出微小的调节。所述掩膜版10的大小与光刻机镜头的整个曝光区域大小相对应，可以完全表征光刻机镜头面内的不同位置的照明分布趋势，有利于光刻机镜头照明均一性的检测。
本发明还提供一种镜头照明均一性的检测方法，参考图4，图4是本发明实施例的镜头照明均一性的检测方法的流程图，镜头照明均一性的检测方法包括：
S10：在晶片上布置一光刻胶层。
具体地，在提供的晶片衬底上涂敷一层光刻胶，以便于接下来利用光刻技术对所述光刻胶层进行曝光显影，并形成与光刻机镜头下曝光的所述掩膜版10上的图形对应的图形。
S20：将所述掩膜版放置于光刻机的镜头底下进行曝光以在所述光刻胶层上形成与所述掩膜图形110对应的量测图形。
具体地，参考图5，图5是本发明实施例的量测图形示意图，将所述光刻胶上的所述掩膜图形110显影在所述光刻胶层上形成量测图形。图3中，所述量测图形与所述掩膜图形110一一对应，所以所述量测图形的形状和所述掩膜图形110相同，所述量测图形的形状可以参考图3的掩膜图形示意图。图3中一个方框中有两个量测图形，若以一个方框为一个单位，可以看到相邻两行的单位之间有F160/F180、F200/F220等数字，相邻两列的单位之间有32、36、40等数字，其中，F160/F180指示其对应的正上方的量测图形的线宽尺寸(CD尺寸)分别是160nm和180nm。32、36、40等一些数字是特定放置的标记，用于量测线宽尺寸时做图形对准和定位，否则量测时容易量测到其他位置的量测图形，造成数据错误。
S30：对所述量测图形的线宽尺寸进行测量。
具体地，利用微距量测机台对所述量测图形的线宽尺寸进行测量，在本实施例中，直接对所述光刻胶层上的所述量测图形进行量测，不必将所述量测图形再转移至所述晶片上。所述量测图形的线宽尺寸大于等于160nm，所述掩膜图形110的设计需要满足所述量测图形的所有线宽尺寸，所述量测图形的线宽尺寸设计兼容检测镜头照明需要的所有曝光尺寸，在整片晶圆上同时设计不同线宽尺寸的量测结构，可直观反映光刻机镜头照明均一性变化对实际产品的影响。
S40：根据所述量测图形的线宽尺寸的大小得到所述镜头的照明均一性。
具体地，对所述晶片上不同位置的所述量测图形的线宽尺寸的大小进行差值比较，得到所述镜头的照明均一性，对比所述量测图形的线宽尺寸的大小，可以间接实时地检测光刻机镜头的不同位置的光强度差异，差值比较的方式比较有说服力，可以可靠地反映光刻机镜头的曝光稳定性，从而实现了镜头照明均一性的一次性实时监控。
综上所述，本发明提供了一种掩膜版，所述掩膜版包括：基版，所述基版上具有以阵列形式排布的多个掩膜图形，多个所述掩膜图形的形状相同，所述基版上的所述掩膜图形的数量分布的比较多，可表征整个光刻机镜头面内照明分布趋势。进一步的，本发明还提供了一种镜头照明均一性的检测方法，首先，通过所述掩膜版在晶片上的光刻胶层形成与所述掩膜图形对应的量测图形，然后，对所述量测图形的线宽尺寸进行测量，最后，根据所述量测图形的线宽尺寸的大小得到所述镜头的照明均一性。对比所述量测图形的线宽尺寸的大小，可以间接实时地检测光刻机镜头的不同位置的光强度差异，实现了镜头照明均一性的一次性实时监控。
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)

1.一种掩膜版，其特征在于，包括：基版，所述基版上具有以阵列形式排布的多个掩膜图形，多个所述掩膜图形的形状相同。
2.根据权利要求1所述的掩膜版，其特征在于，每个所述掩膜图形包括：第一密度图形区、第二密度图形区及第三密度图形区，所述第一密度图形区的密度大于所述第二密度图形区的密度，所述第二密度图形区的密度大于所述第三密度图形区的密度。
3.根据权利要求1所述的掩膜版，其特征在于，相邻两行的所述掩膜图形的间距介于80nm至150nm。
4.根据权利要求1所述的掩膜版，其特征在于，相邻两列的所述掩膜图形的间距介于50nm至120nm。
5.根据权利要求1所述的掩膜版，其特征在于，所述掩膜版的大小大于或者等于光刻机镜头曝光区域大小。
6.一种镜头照明均一性的检测方法，其特征在于，包括：
在晶片上布置一光刻胶层；
将如权利要求1-5任一项所述的掩膜版放置于光刻机的镜头底下进行曝光以在所述光刻胶层上形成与所述掩膜图形对应的量测图形；
对所述量测图形的线宽尺寸进行测量；
根据所述量测图形的线宽尺寸的大小得到所述镜头的照明均一性。
7.根据权利要求6所述的镜头照明均一性的检测方法，其特征在于，对所述晶片上不同位置的所述量测图形的线宽尺寸的大小进行差值比较，得到所述镜头的照明均一性。
8.根据权利要求6所述的镜头照明均一性的检测方法，其特征在于，利用微距量测机台对所述量测图形的线宽尺寸进行测量。
9.根据权利要求6所述的镜头照明均一性的检测方法，其特征在于，所述量测图形的线宽尺寸大于等于160nm。
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