CN109799675B - 一种掩膜版设备工艺调试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掩膜版设备工艺调试方法，一块掩膜版原材均分为若干区域，每个区域上设置有十字架，将光刻设备、显影设备、蚀刻设备需要测试的图形分别设置在每个区域上的十字架上；对第一个区域内的图形进行曝光，通过显影、蚀刻、脱膜、清洗、测量工艺，得出光刻机的实际精度误差，根据测量误差调试设备参数；第一次测试完成后，将掩膜版原材进行清洗然后涂胶；偏移第二次曝光文件位置，进行第二次曝光，然后对第二个区域的图形进行测试；本发明通过设置十字架进行图形设置以及位置对准，对于最小精度的图形均能有效的进行检测，检测调试效率更高。

Description

一种掩膜版设备工艺调试方法

技术领域

本发明涉及掩膜版领域，具体涉及一种掩膜版设备工艺调试方法。

背景技术

掩膜版生产设备安装好之后，会进入工艺调试阶段，此阶段主要验证，以及调试设备，使设备各项指标达到规格指标，从而顺利实现达产。此阶段过程中需要使用掩膜版原材料，通过涂感光胶、光刻曝光、显影、蚀刻等相关工序来测试验证涂胶设备、光刻设备、显影设备、蚀刻设备的能力是否达到了生产的需求。而掩膜版在经过光刻曝光、显影、蚀刻等工艺后，由于图形成形后，会针对刻画后的图形总长精度、局部精度、位置精度、条纹、缺陷等工艺进行验证与调试，由于图形成形后掩膜版即不在使用，所以每项精度或规格的调试都会使用大量的掩膜版验证材料来测试工艺条件。

近几年，G10代面板已经开始在国内建立了多条生产线，为了满足市场的需求，G10代掩膜版生产线也开始建立，但是，因G10代掩膜版原材的价格非常昂贵，单片材料从数万到数百万元人民币，如果需要将光刻、显影、蚀刻设备调试到所需要求，需要花费数片或数十片掩膜版来进行验证，从而需要大量的资金来购买G10代掩膜版原材。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的掩膜版调试时，需要的成本较高，不能充分利用一个掩膜版，不仅浪费并且效率低下，目的在于提供一种掩膜版设备工艺调试方法，解决掩膜版工艺调试问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种掩膜版设备工艺调试方法，包括以下步骤：

(1)在掩膜版上进行涂感光胶、并分别进行光刻曝光、显影、蚀刻相关工序，得到相应的图形；

(2)根据步骤(1)得到的图形与设计的图形相比较，根据两者的误差分别对涂胶设备、光刻设备、显影设备、蚀刻设备进行调试；

步骤(1)中在掩膜版上进行涂感光胶、光刻曝光前，将掩膜版均分为若干等距区域，如横向区为A区、B区、C区……X区等，竖向区为A1区、A2区，A3区……AX区等，这样就将整体分为标准的若干区域；然后在每个区域内再均分为若干待测区域，例如在A区中再划分为待测区1、待测区2、待测区3、……待测区X，在B区中也同样划分为待测区1、待测区2、待测区3、……待测区X，同理，将其它每个横竖向区域内都均分为相同大小的待测区域；这样就会得到若干待测区域，而且每个待测小区中的数字相同的位置为一个等距排列的位置，方便后续位置精度的测试。

首先将每个大区域中的第一个待测区域1的位置上，设置十字架，将光刻设备、显影设备、蚀刻设备需要测试的图形分别设置在这个区域上；

第一次曝光时，在所有区域中数字为待测区1的地方首先使用测试，分别进行涂感光胶、光刻曝光、显影、蚀刻得到相应的图形，根据得到的图形与设计的图形相比较，得出光刻机的实际精度误差，根据误差调试设备参数；

并且，第一次曝光测试完成后，将掩膜版原材进行清洗然后涂感光胶，偏移到待测区2的位置进行曝光装置，使其位于所有数字为待测区2的位置上的图形进行第二次光刻曝光、显影、蚀刻得到相应的图形，根据得到的图形与设计的图形相比较，得出光刻机的实际精度误差，根据误差调试设备参数；

偏移曝光装置与区域位置，使其分别位于不同的待测区域，并根据误差调试设备参数。

进一步的，本发明在使用时，在掩膜版原材上面，均分为若干区域，将光刻设备、显影设备、蚀刻设备需要测试的图形分多次进行循环制作，实现使用一片原材完成整条掩膜版生产线设备的工艺调试。通过十字架确认图形的位置，使其只对该区域进行曝光，然后通过显影→蚀刻→脱膜→清洗→测量等工艺，得出光刻机的实际精度误差，根据测量误差调试设备参数。通过十字架使得CD测试时设备能够更为准确的找到测量点，更是为了能够确认及反应出光刻设备、制程设备等设备在该区域的精度实际情况。待第一次测试完成后，将G10代掩膜版原材进行清洗、涂胶；偏移第二次曝光文件位置，进行第二次曝光。重复上述步骤即可实现一片原材重复利用。

更进一步的，一种掩膜版设备工艺调试方法，掩膜版的待测区域上的图形在同一列上、从上到下相邻的两排内为同一个图形，并且待测区域在同一列上、从上到下相邻的两排分别为正片区域和负片区域，正片区域和负片区域对称分布。显影和蚀刻时正片和负片效果会有两种不同的精度变化，如果只是设计一种图形，设备工艺调试时就不能全面的验证设备性能，因此通过设置正片和负片能更有效的提高测试的准确性，更便于长期使用。

具体的，一种掩膜版设备工艺调试方法，第一次曝光后，第二次曝光时曝光装置偏移500μm。将偏移的距离设置为500μm，500μm的设置便于控制，并且不会因为过短而造成机械上的误差，也不会因为过长，造成浪费，因此设置为500μm的长度，不仅能有效的利用掩膜版的空间位置，并且精度更加准确，更有利于调试。

优选的，一种掩膜版设备工艺调试方法，每个区域上的十字架包括一个大十字架和四个小十字架，四个小十字架分别位于大十字架分成的四个区域内。大十字架作用在于测量掩膜版的光刻后的位置精度，充分体现在工艺调试时各位置点的位置偏差，便于分析设备及工艺的准确性。例如，一个大十字架A点位置座标为(X100，Y100)，B点位置座标为(X200，Y 200)等等，通过位置偏差来分析计算调整工艺参数。而小十字架的设计的目的是为了分析线宽的偏差，例如设计一个4um的标准线宽的十字架，通过光刻机、显影、蚀刻工序后，4um的十字架实际做出来的可能会左右偏差，如3.8um或4.3um，充分对整版进行测量后可以得到整版的线条精度偏差，为此得到偏差数据，从而对各设备进行工艺调整，达到标准。大十字架宽度为5um或10um，可根据工艺需要进行设置，可以从1um～100um。而小十字架设置的线宽可以根据设计者的要求进行调整，从1um～50um不等。

大十字架的支边的宽度为5μm，四个小十字架的支边的宽度分别为1μm、2μm、3μm、4μm，1μm的小十字架位于大十字架交点的左上方区域，2μm的小十字架位于大十字架交点的右上方区域，3μm的小十字架位于大十字架交点的左下方区域，4μm的小十字架位于大十字架交点的右下方区域。这样的设置能更好的针对十字架的微小偏差得到整版的线条精度偏差，能更有利于设备的调试，进一步的提高了使用效率，更便于长期使用。

大十字架能有效的确定单例位置，在做10μm线条CD精度测量时能为测量机自动找点。1μm、2μm、3μm、4μm、5μm十字架作为CD精度测量图形，既能检验光刻机最小精度图形的调试结果，也能检验显影机和蚀刻机的调试结果。十字架图形分布聚集在一起，能有效的节省曝光区域，因为一次测试过后，该区域就无法使用。

优选的，一种掩膜版设备工艺调试方法，十字架位于每个区域的中心处。设置在每个区域的中心处，能更有利于调试和检测，使用效率更高。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种掩膜版设备工艺调试方法，本发明能有效的利用一块掩膜版进行调试，能有效的节约大量材料成本，并且具有正片和负片，能进一步的提高检测精度；

2、本发明一种掩膜版设备工艺调试方法，本发明便于操作，没有繁杂的步骤，使用效率较高；

3、本发明一种掩膜版设备工艺调试方法，本发明通过设置十字架进行图形设置以及位置对准，对于最小精度的图形均能有效的进行检测，检测调试效率更高。

4、本发明一种掩膜版设备工艺调试方法，本发明能有效在设备安装调试初期使用，也可以在后期设备定期维护保养过程时使用，同时可以与前期结果进行有效比较；确保一致性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明G10代掩膜版一个单例的测试图形示意图；

图2为本发明第二次曝光时图形偏移示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1～2所示，本发明一种掩膜版设备工艺调试方法，包括以下步骤：

(1)在掩膜版上进行涂感光胶、并分别进行光刻曝光、显影、蚀刻相关工序，得到相应的图形；

(2)根据步骤(1)得到的图形与设计的图形相比较，根据两者的误差分别对涂胶设备、光刻设备、显影设备、蚀刻设备进行调试；

步骤(1)中在掩膜版上进行涂感光胶、光刻曝光前，将掩膜版均分为若干等距区域，如横向区为A区、B区、C区……X区等，竖向区为A1区、A2区，A3区……A X区等，这样就将整体分为标准的若干区域；然后在每个区域内再均分为若干待测区域，例如在A区中再划分为待测区1、待测区2、待测区3、……待测区X，在B区中也同样划分为待测区1、待测区2、待测区3、……待测区X，同理，将其它每个横竖向区域内都均分为相同大小的待测区域；这样就会得到若干待测区域，而且每个待测小区中的数字相同的位置为一个等距排列的位置，方便后续位置精度的测试。

首先将每个大区域中的第一个待测区域1的位置上，设置十字架，将光刻设备、显影设备、蚀刻设备需要测试的图形分别设置在这个区域上；

第一次曝光时，在所有区域中数字为待测区1的地方首先使用测试，分别进行涂感光胶、光刻曝光、显影、蚀刻得到相应的图形，根据得到的图形与设计的图形相比较，得出光刻机的实际精度误差，根据误差调试设备参数；

并且，第一次曝光测试完成后，将掩膜版原材进行清洗然后涂感光胶，偏移到待测区2的位置进行曝光装置，使其位于所有数字为待测区2的位置上的图形进行第二次光刻曝光、显影、蚀刻得到相应的图形，根据得到的图形与设计的图形相比较，得出光刻机的实际精度误差，根据误差调试设备参数；

偏移曝光装置与区域位置，使其分别位于不同的待测区域，并根据误差调试设备参数。

实施例2

一种掩膜版设备工艺调试方法，在实施例1的基础上，掩膜版的待测区域上的图形在同一列上、从上到下相邻的两排内为同一个图形，并且待测区域在同一列上、从上到下相邻的两排分别为正片区域和负片区域，正片区域和负片区域对称分布。第一次曝光后，第二次曝光时曝光装置偏移500μm。

实施例3

一种掩膜版设备工艺调试方法，在实施例2的基础上，每个区域上的十字架包括一个大十字架和四个小十字架，四个小十字架分别位于大十字架分成的四个区域内。大十字架的支边的宽度为5μm，四个小十字架的支边的宽度分别为1μm、2μm、3μm、4μm，1μm的小十字架位于大十字架交点的左上方区域，2μm的小十字架位于大十字架交点的右上方区域，3μm的小十字架位于大十字架交点的左下方区域，4μm的小十字架位于大十字架交点的右下方区域。十字架位于每个待测区域的中心处。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种掩膜版生产设备工艺调试方法，包括以下步骤：

（1）在掩膜版上进行涂感光胶、并分别进行光刻曝光、显影、蚀刻工序，得到相应的图形；

（2）根据步骤（1）得到的图形与设计的图形相比较，根据两者的误差分别对光刻机的涂胶设备、曝光设备、显影设备、蚀刻设备进行调试；

其特征在于，步骤（1）中在掩膜版上进行涂感光胶、光刻曝光前，将掩膜版均分为若干等距区域，同时在每个区域内再划分若干待测区域，每个待测区域上设置有十字架，将曝光设备、显影设备、蚀刻设备需要测试的图形分别设置在每个区域上的十字架上；

第一次曝光时，在第一个待测区域上通过曝光设备进行光刻曝光，并涂感光胶、光刻曝光、显影、蚀刻得到相应的图形，根据得到的图形与设计的图形相比较，得出光刻机的实际精度误差，根据误差调试光刻机的参数；

并且，第一次曝光测试完成后，将掩膜版进行清洗然后涂胶，偏移曝光设备，使其位于第二个待测区域相应位置，对第二待测区域十字架上的图形进行第二次曝光，并涂感光胶、光刻曝光、显影、蚀刻得到相应的图形，根据得到的图形与设计的图形相比较，得出光刻机的实际精度误差，根据误差调试设备参数；

偏移曝光设备，使其分别位于不同的待测区域，并根据误差调试设备参数。

2.根据权利要求1所述的一种掩膜版生产设备工艺调试方法，其特征在于，掩膜版的待测区域上的图形在同一列上、从上到下相邻的两排内为同一个图形，并且待测区域在同一列上、从上到下相邻的两排分别为正片区域和负片区域，正片区域和负片区域对称分布。

3.根据权利要求1所述的一种掩膜版生产设备工艺调试方法，其特征在于，第一次曝光后，第二次曝光时曝光设备偏移500μm。

4.根据权利要求1所述的一种掩膜版生产设备工艺调试方法，其特征在于，每个区域上的十字架包括一个大十字架和四个小十字架，四个小十字架分别位于大十字架分成的四个区域内。

5.根据权利要求4所述的一种掩膜版生产设备工艺调试方法，其特征在于，大十字架的支边的宽度为5μm，四个小十字架的支边的宽度分别为1μm、2μm、3μm、4μm，1μm的小十字架位于大十字架交点的左上方区域，2μm的小十字架位于大十字架交点的右上方区域，3μm的小十字架位于大十字架交点的左下方区域，4μm的小十字架位于大十字架交点的右下方区域。

6.根据权利要求1所述的一种掩膜版生产设备工艺调试方法，其特征在于，十字架位于每个待测区域的中心处。

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