CN109870882A - 监控扫描式光刻机连续景深扩展程序功能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种监控扫描式光刻机连续景深扩展程序功能的方法，首先，对未开启连续景深扩展程序功能的产品进行数据收集；然后再开启扫描式光刻机的连续景深扩展程序功能，收集开启了连续景深扩展程序功能的产品的数据；对上述数据进行监控。上述数据的变化可导致ID bias的数值变化，通过监控ID bias的数值变化，实现对连续景深扩展程序功能的监控。

Description

监控扫描式光刻机连续景深扩展程序功能的方法

技术领域

本发明涉及半导体器件制造及测试领域，特别是指一种监控扫描式光刻机连续景深扩展程序功能的方法。

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。光刻的质量对于集成电路的制造工艺具有相当重要的影响。

光刻机是光刻的重要设备，在半导体制造领域，光刻机是半导体集成电路制造过程中最为昂贵和必不可少的设备，光刻机的性能直接关系到工艺的能力，工艺的能力直接关系到半导体公司的制造能力。通常制造部门为了检测光刻机的稳定性，需要做很多测试，比如晶圆的CDU(晶圆面内的尺寸均匀性),shot CDU(掩膜版映射下的尺寸均匀性)，E-chuck ADI check(曝光工作台缺陷检测)，Focus check(聚焦检测),OVL Matching(层间套刻偏差)等。

连续景深扩展程序CDP:(Continuous DOF Expansion Procedure)，某些机台称之为EFESE/focus range/focus tilt，是扫描式光刻机的一个选配功能。它的应用能够在不影响光刻机生产量的情况下，有效的增加孔工程的工艺窗口。该功能原理如图1所示，曝光时，晶圆在承台上沿着扫描式光刻机的扫描方向倾斜一定角度，同时晶圆承台上下移动，对晶圆表面进行扫描。根据仿真的结果，CDP功能可以提高孔工程的DOF(焦深，或者称为景深，指光刻机聚焦后能清晰成像的一段焦平面范围)，仿真数据如图2所示。

但是无论是对于光刻机厂商还是半导体晶圆制造厂，CDP功能的研究都较少，更是缺乏CDP功能的监控方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种监控扫描式光刻机连续景深扩展程序功能的方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种监控扫描式光刻机连续景深扩展程序功能的方法，是通过监控ID bias的数值变化，实现对连续景深扩展程序功能的监控。

进一步地，对ID bias数值的变化监控，首先，对未开启连续景深扩展程序功能的产品进行数据收集；

然后再开启扫描式光刻机的连续景深扩展程序功能，收集开启了连续景深扩展程序功能的产品的数据；

对上述数据进行监控。

进一步地，所述未开启连续景深扩展程序功能时，随着连续景深扩展程序设定值的变化，Dense/ISO bias呈现线性变化。

进一步地，当开启了CDP功能，CDP在设定值附件有偏移时，Dense/ISO bias同步出现偏移。

进一步地，通过同时监控在线产品的Dense/ISO样本，增加ISO/Dense图形bias图表的规格管控，超规格警报CDP异常。

进一步地，通过制作标准片，定期测量标准片上Dense/ISO结构，管控两者之间的差值，来监控CDP异常。

本发明所述的监控扫描式光刻机连续景深扩展程序功能的方法，通过对ID bias的数值变化进行监控，来实现对CDP功能的监控。

附图说明

图1是扫描式光刻机的扫描过程示意图。

图2是CDP与DOF的关系仿真示意图。

图3是未开启CDP功能的产品数据。

图4是开启CDP功能的产品数据。

图5是使用ID bias监控CDP功能的监控数据图表。

图6是本发明监控CDP功能的示意图。

具体实施方式

本发明所述的监控扫描式光刻机连续景深扩展程序功能的方法，是通过监控IDbias的数值变化，实现对CDP功能的监控。所述ID bias是指Dense图形与ISO图形之间的差值，即是在同一曝光条件下，曝光出来的密集图形区域的CD值与稀疏图形区域的CD之间的差值。

具体来说，对于装配有连续景深扩展程序功能的光刻机台，首先，对未开启CDP功能的产品进行数据收集。如图3所示，是在未开启CDP功能的情况下收集的产品的数据，CDP的偏转幅度在从0.5至1.0的变化，从表中的数据可以看出，随着CDP偏转幅度的增大，Dense/ISO bias呈现逐渐上升的趋势，从35.9逐渐增大到98.1，线性的特征比较明显。

然后再开启扫描式光刻机的CDP功能，收集开启了CDP功能的产品的数据。参考图4，图中在开启了CDP功能的情况下，Dense/ISO bias的数据开始发生了偏移，图4中柱形图为ID bias的数据，如CDP在0.8附近时，Dense/ISO bias数据的线性特征被打破。IB bas的值从9.7、7.8、-7.4。ID bias的数据即可体现出这些数据变化的特征。

对上述数据进行监控，即可反过来实现对CDP功能的监控。

对CDP功能的监控可以实现的方式有如下两种：

方法一，通过同时监控在线产品的Dense/ISO样本，增加ISO/DNS bias图表的规格管控，超规格警报CDP异常。

如图5所示，是在某一产线上使用CDP功能进行生产，然后对ID bias的数据进行监控来表征CDP功能状态的数据，图中柱状图即实时监控到的ID bias的数据，ID bias的数值在0.2～6.8之间波动，这远远小于之前未开启CDP功能时的ID bias的偏移幅度，显示其是在标准范围内，因此也表征了CDP功能正常。

方法二，通过制作一标准片，比如制作一进过了光刻工艺已经具备相关图案的晶圆。定期测量该标准片上DNS/ISO结构，管控两者之间的差值，来监控CDP异常。由于在正常工艺条件下标准片的DNS/ISO结构以及差值已经形成标准参照数据，当工艺出现偏差时，只要将实际测得的差值与该标准参照数据进行比对，即可得出CDP的工作状态是否正常。

本发明适用于所有具备连续景深扩展程序功能,或者具备类似功能的的光刻机。即，凡是具备通过将晶圆承台倾斜一定角度，进行曝光而实现工艺窗口的增加这一功能的光刻机，均可使用本发明所述的方法。

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 (8)

1.一种监控扫描式光刻机连续景深扩展程序功能的方法，其特征在于：通过监控IDbias的数值变化，实现对连续景深扩展程序功能的监控；所述ID bias是指Dense图形与ISO图形之间的差值，即是在同一曝光条件下，曝光出来的密集图形CD与稀疏图形CD之间的差值；

所述连续景深扩展程序功能，是指具备通过将晶圆承台倾斜一定角度，同时晶圆承台上下移动，对晶圆表面进行扫描进行曝光进而实现光刻工艺窗口增加的功能。

2.如权利要求1所述的监控扫描式光刻机连续景深扩展程序功能的方法，其特征在于：对ID bias数值的变化监控，首先，对未开启连续景深扩展程序功能的产品进行数据收集；

然后再开启扫描式光刻机的连续景深扩展程序功能，收集开启了连续景深扩展程序功能的产品的数据；

对上述数据进行监控。

3.如权利要求2所述的监控扫描式光刻机连续景深扩展程序功能的方法，其特征在于：所述未开启连续景深扩展程序功能时，随着连续景深扩展程序设定值的变化，Dense/ISObias呈现线性变化。

4.如权利要求2所述的监控扫描式光刻机连续景深扩展程序功能的方法，其特征在于：当开启了连续景深扩展程序功能，连续景深扩展程序在设定值附件有偏移时，Dense/ISObias同步出现偏移。

5.如权利要求3或4所述的监控扫描式光刻机连续景深扩展程序功能的方法，其特征在于：所述的Dense/ISO bias数值的变化，会导致ID bias数值的变化。

6.如权利要求1所述的监控扫描式光刻机连续景深扩展程序功能的方法，其特征在于：通过同时监控在线产品的Dense/ISO样本，增加ISO/Dense bias图表的规格管控，超规格警报连续景深扩展程序异常。

7.如权利要求1所述的监控扫描式光刻机连续景深扩展程序功能的方法，其特征在于：通过制作标准片，定期测量标准片上Dense/ISO结构，管控两者之间的差值，来监控连续景深扩展程序异常。

8.如权利要求7所述的监控扫描式光刻机连续景深扩展程序功能的方法，其特征在于：所述的标准片，是进行了光刻已经图案化的晶圆。