CN110703562B - 一种曝光机校准测机的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种曝光机校准测机的方法，提供晶圆，包括以下步骤：步骤S1，于晶圆上形成光阻层；步骤S2，以第一图案对光阻层进行曝光以得到第一类型层曝光图形；步骤S3，以第二图案对光阻层进行曝光以得到第二类型层曝光图形；步骤S4，对具有第一类型层曝光图形和第二类型层曝光图形的光阻层进行显影工艺；步骤S5，分别对进行显影工艺后的第一类型层曝光图形和第二类型层曝光图形进行量测；其中，第一图案和第二图案不重叠。本发明的有益效果在于：通过一次曝光完成两个层次的校准测机，从而缩短测机时间和提高机台利用率。

Description

一种曝光机校准测机的方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种曝光机校准测机的方法。
背景技术
在半导体制程过程中，光刻工艺一直是非常重要的，其精密程度直接或间接影响着后续工艺的准确与否。因此生产过程中需要将光刻机的性能参数位于一个较佳的范围内，为了达到这一目的，需要定期对其各个参数进行测量，即测机。
现有技术中，在半导体制造技术领域中现有的曝光机中的每个层次的校准测机均需要经历上光阻、曝光、显影和测量四个步骤，即在现有技术中，如果有多个不同层次的校准测机，则需要重复多次光阻、曝光、显影和测量，大大增加了时间成本和资源成本。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种旨在通过一次曝光完成第一层测机和对准层测机，从而缩短测机时间和提高机台利用率的曝光机校准测机的方法。
具体技术方案如下：
一种曝光机校准测机的方法，其中，提供晶圆，包括以下步骤：
步骤S1，于晶圆上形成光阻层；
步骤S2，以第一图案对光阻层进行曝光以得到第一类型层曝光图形；
步骤S3，以第二图案对光阻层进行曝光以得到第二类型层曝光图形；
步骤S4，对具有第一类型层曝光图形和第二类型层曝光图形的光阻层进行显影工艺；
步骤S5，分别对进行显影工艺后的第一类型层曝光图形和第二类型层曝光图形进行量测；
其中，第一图案和第二图案不重叠。
优选的，曝光机校准测机的方法，其中，步骤S4中，光阻层通过第一类型层曝光图形和第二类型层曝光图形层叠形成，光阻层中包括多个图像单元，每个图像单元包括至少一个第一图案以及至少一个第二图案；
于每个图像单元中，第一图案所在区域与第二图案所在区域的尺寸相同；
于光阻层中，图像单元均匀分布。
优选的，曝光机校准测机的方法，其中，步骤S1中的光阻层为厚度均匀的光刻胶薄膜。
优选的，曝光机校准测机的方法，其中，第一图案和第二图案交错设置。
优选的，曝光机校准测机的方法，其中，步骤S2的第一类型层曝光图形采用局部曝光模式获得。
优选的，曝光机校准测机的方法，其中，步骤S3的第二类型层曝光图形采用局部曝光模式获得。
优选的，曝光机校准测机的方法，其中，步骤S4中的显影工艺采用酸洗工艺。
优选的，曝光机校准测机的方法，其中，步骤S5包括以下步骤：
步骤S51，对第一类型层曝光图形进行量测，判断第一类型层曝光图形是否准确；
步骤S52，对第二类型层曝光图形进行量测，判断第二类型层曝光图形是否准确。
优选的，曝光机校准测机的方法，其中，第一类型层曝光图形为第一层曝光图形，第二类型层曝光图形为对准层曝光图形。
优选的，步骤S2和步骤S3均采用步进光刻机进行曝光。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过一次曝光完成两个层次的校准测机，从而缩短测机时间和提高机台利用率。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明曝光机校准测机的方法实施例的流程图；
图2为本发明曝光机校准测机的方法实施例的第一类型层曝光图形的结构示意图一；
图3为本发明曝光机校准测机的方法实施例的第二类型层曝光图形的结构示意图一；
图4为本发明曝光机校准测机的方法实施例的步骤S4中得到所述第一层曝光图形和所述对准层曝光图形的所述光阻层的结构示意图一；
图5为本发明曝光机校准测机的方法实施例的第一类型层曝光图形的结构示意图二；
图6为本发明曝光机校准测机的方法实施例的第二类型层曝光图形的结构示意图二；
图7为本发明曝光机校准测机的方法实施例的步骤S4中得到所述第一层曝光图形和所述对准层曝光图形的所述光阻层的结构示意图二；
图8为本发明曝光机校准测机的方法实施例的第一类型层曝光图形的结构示意图三；
图9为本发明曝光机校准测机的方法实施例的第二类型层曝光图形的结构示意图三；
图10为本发明曝光机校准测机的方法实施例的步骤S4中得到所述第一层曝光图形和所述对准层曝光图形的所述光阻层的结构示意图三。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明包括一种曝光机校准测机的方法，如图1所示，提供晶圆，包括以下步骤：
步骤S1，于晶圆上形成光阻层；
步骤S2，以第一图案对光阻层进行曝光以得到第一类型层曝光图形；
步骤S3，以第二图案对光阻层进行曝光以得到第二类型层曝光图形；
步骤S4，对具有第一类型层曝光图形和第二类型层曝光图形的光阻层进行显影工艺；
步骤S5，分别对进行显影工艺后的第一类型层曝光图形和第二类型层曝光图形进行量测；
其中，第一图案和第二图案不重叠。
上述实施例中在晶圆上形成光阻层之后，直接通过一次曝光工艺分别以第一图案和第二图案对光阻层进行曝光以得到第一类型层曝光图形和第二类型层曝光图形，即一次曝光工艺就可以完成两个层次的校准测机，之后再对晶圆进行显影工艺和量测，从而缩短测机时间和提高机台利用率。
进一步地，在上述实施例中，步骤S4中，光阻层通过第一类型层曝光图形和第二类型层曝光图形层叠形成，光阻层中包括多个图像单元3，每个图像单元3包括至少一个第一图案以及至少一个第二图案；
于每个图像单元3中，第一图案所在区域与第二图案所在区域的尺寸相同；
于光阻层中，图像单元3均匀分布。
进一步地，作为优选的实施方式，如图2所示，步骤S2中的第一图案可以为第一网格1，每个第一网格1在水平和垂直方向上间隙设置；
如图3所示，步骤S3中的第二图案可以为第二网格2，每个第二网格2在水平和垂直方向上间隙设置；
如图4所示，每个图像单元3包括两个第一网格1和两个第二网格2，每个第一网格1的投影和每个第二网格2交错相邻设置，并且每个图像单元3在光阻层中均匀分布，以及所有图像单元3铺满光阻层中的预设范围。
进一步地，作为优选的实施方式，如图5所示，步骤S2中的第一图案可以为第一方块4，如图6所示，步骤S3中的第二图案可以为第二方块5；
如图7所示，每个图像单元3包括两个第一方块4和两个第二方块5，每个第一方块4的投影和每个第二方块5的投影交错相邻设置，并且每个图像单元3在光阻层中均匀分布。
进一步地，作为优选的实施方式，如图8所示，步骤S2中的第一图案可以为第一条形6，如图9所示，步骤S3中的第二图案可以为第二条形7；
如图10所示，每个图像单元3包括一个第一条形6和一个第二条形7，第一条形6的投影和第二条形7的投影交错相邻设置，并且每个图像单元3在光阻层中均匀分布。
其中，步骤S2中的第一图案不仅仅为上述的图案，同理步骤S3中的第二图案不仅仅为上述的图案，只要图像单元3中的每个第一图案和每个第二图案的不重叠，并且第一图案所在区域与第二图案所在区域的尺寸相同，以及图像单元3在光阻层中均匀分布即可；
例如，步骤S2中的第一图案还可以为第一环状，步骤S3中的第二图案同样可以为第二环状；
例如，步骤S2中的第一图案还可以为第一锯齿状，步骤S3中的第二图案还可以为第二锯齿状。
进一步地，在上述实施例中，步骤S1中的光阻层为厚度均匀的光刻胶薄膜。
其中，光刻胶薄膜可以是物化性能较稳定的材料，例如可以采用二氧化硅(SiO2)作为光刻胶薄膜。需要说明的是，光阻薄膜厚度可以根据用户的需求来决定，也可以根据当前的生产条件来决定。
进一步地，在上述实施例中，第一图案和第二图案交错设置，从而实现第一图案和第二图案的不重叠设计。
进一步地，作为优选的实施方式，第一类型层曝光图形为第一层曝光图形，第二类型层曝光图形为对准层曝光图形。
其中，第一图案是曝光到网格中的空白区域，对应得到第一层曝光图形。第二图案是曝光到网格中的图形区域，对应得到对准层曝光图形。第二图案所曝光的区域需要基础图形，第二图案将基础图形再次叠加到第二图案的基础图形上，从而量测出对准层精度。
需要说明的是，上述基础图形可以根据工艺选择对应光罩，并进行蚀刻得到。
进一步地，在上述实施例中，步骤S2的第一类型层曝光图形采用局部曝光模式(Patchjob)获得。
其中，局部曝光模式可以分开曝光不同区域和位置。
进一步地，在上述实施例中，步骤S3的第二类型层曝光图形采用局部曝光模式获得。
进一步地，在优选的实施方式中，步骤S2和步骤S3均采用步进光刻机(stepper，通过BLOCK来进行曝光，其中，BLOCK:字块)，步进光刻机设有局部曝光模式，即通过局部曝光模式可以通过第一图案对光阻层进行曝光以得到第一类型层曝光图形，之后可以通过第二图案对光阻层进行曝光以得到第二类型层曝光图形，从而达到一次曝光即可获取第一类型层曝光图形和第二类型层曝光图形。
进一步地，在上述实施例中，步骤S4中的显影工艺采用酸洗工艺。
进一步地，在上述实施例中，步骤S5包括以下步骤：
步骤S51，对第一类型层曝光图形进行量测，判断第一类型层曝光图形是否准确；
当第一类型层曝光图形不准确时，对曝光机进行校准；
步骤S52，对第二类型层曝光图形进行量测，判断第二类型层曝光图形是否准确；
当第二类型层曝光图形不准确时，对对准层进行校准。
综上，本发明通过对第一层测机和第二层测机同时进行，从而实现一次曝光工艺就可以完成两个层次的校准测机，进而缩短测机时间和提高机台利用率，并且节省了人力财力，大大提高了生产效率。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种曝光机校准测机的方法，其特征在于，提供一晶圆，包括以下步骤：
步骤S1，于所述晶圆上形成一光阻层；
步骤S2，以第一图案对所述光阻层进行曝光以得到第一类型层曝光图形；
步骤S3，以第二图案对所述光阻层进行曝光以得到第二类型层曝光图形；
步骤S4，对具有所述第一类型层曝光图形和所述第二类型层曝光图形的所述光阻层进行显影工艺；
步骤S5，分别对所述进行显影工艺后的所述第一类型层曝光图形和所述第二类型层曝光图形进行量测；
其中，所述第一图案和所述第二图案不重叠；
在所述晶圆上形成所述光阻层之后，通过一次曝光工艺分别以所述第一图案和所述第二图案对所述光阻层进行曝光以得到所述第一类型层曝光图形和所述第二类型层曝光图形。
2.如权利要求1所述的曝光机校准测机的方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述光阻层通过所述第一类型层曝光图形和所述第二类型层曝光图形层叠形成，所述光阻层中包括多个图像单元，每个所述图像单元包括至少一个所述第一图案以及至少一个所述第二图案；
于每个所述图像单元中，所述第一图案所在区域与所述第二图案所在区域的尺寸相同；
于所述光阻层中，所述图像单元均匀分布。
3.如权利要求1或2所述的曝光机校准测机的方法，其特征在于，所述步骤S1中的所述光阻层为厚度均匀的光刻胶薄膜。
4.如权利要求1或2所述的曝光机校准测机的方法，其特征在于，所述第一图案和所述第二图案交错设置。
5.如权利要求1或2所述的曝光机校准测机的方法，其特征在于，所述步骤S2的所述第一类型层曝光图形采用局部曝光模式获得。
6.如权利要求1或2所述的曝光机校准测机的方法，其特征在于，所述步骤S3的所述第二类型层曝光图形采用局部曝光模式获得。
7.如权利要求1所述的曝光机校准测机的方法，其特征在于，所述步骤S4中的所述显影工艺采用酸洗工艺。
8.如权利要求1或2所述的曝光机校准测机的方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下步骤：
步骤S51，对所述第一类型层曝光图形进行量测，判断所述第一类型层曝光图形是否准确；
步骤S52，对所述第二类型层曝光图形进行量测，判断所述第二类型层曝光图形是否准确。
9.如权利要求1或2所述的曝光机校准测机的方法，其特征在于，第一类型层曝光图形为第一层曝光图形，所述第二类型层曝光图形为对准层曝光图形。
10.如权利要求1或2所述的曝光机校准测机的方法，其特征在于，所述步骤S2和所述步骤S3均采用步进光刻机进行曝光。
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