CN115407613A - 校正光刻工艺的方法 - Google Patents

校正光刻工艺的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115407613A
CN115407613A CN202111120567.9A CN202111120567A CN115407613A CN 115407613 A CN115407613 A CN 115407613A CN 202111120567 A CN202111120567 A CN 202111120567A CN 115407613 A CN115407613 A CN 115407613A
Authority
CN
China
Prior art keywords
exposure
wafer
compensation
pattern
mask
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111120567.9A
Other languages
English (en)
Inventor
杨正伟
黄祖文
黄至坚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanya Technology Corp
Original Assignee
Nanya Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanya Technology Corp filed Critical Nanya Technology Corp
Publication of CN115407613A publication Critical patent/CN115407613A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/70433—Layout for increasing efficiency or for compensating imaging errors, e.g. layout of exposure fields for reducing focus errors; Use of mask features for increasing efficiency or for compensating imaging errors
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/70475—Stitching, i.e. connecting image fields to produce a device field, the field occupied by a device such as a memory chip, processor chip, CCD, flat panel display
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

本揭示内容中的一些实施方式提供一种校正光刻工艺的方法，包含：提供第一晶片；提供复数光罩；以第一补偿量执行第一曝光前补偿；使用第一光罩，在第一曝光区上执行第一曝光处理；以第二补偿量执行第二曝光前补偿；以及使用第二光罩，在第二曝光区上执行第二曝光处理。本揭示内容中的一些实施方式提供校正光刻工艺的方法，在曝光前进行曝光前补偿，降低晶片成品在不同位置上所可能发生的误差，并经由统计数据的应用，降低晶片间以及批次间的误差，并且节省后续晶片用于初测试以获得补偿值的时间，提升生产效率。

Description

校正光刻工艺的方法
技术领域
本揭示内容涉及校正光刻工艺的方法。具体来说，本揭示内容涉及在相同晶片中不同曝光场之间的校正。
背景技术
光刻工艺包含若干且繁复的物理性以及化学性处理，过程中晶片与光罩的对准、光阻剂的选择、曝光条件等均可能造成图案的误差。因此，在现有的工艺中，会在不同批次晶片或是不同晶片转换之际，执行补偿(例如校正晶片位置的偏移)，校正成品误差。
然而，即使在同一晶片上，不同位置待形成的图案便可能不同，并且若将每次曝光时，晶片照射到光线的曝光区域，定义为一个曝光区(shot area)，则晶片包含复数曝光区，须经过多次曝光以及位移，才能完成单个晶片的曝光。在现有的工艺中，同一晶片上所有曝光区都套用相同的补偿值进行曝光。
随着半导体元件的要求日趋精密以及复杂化，如何降低晶片图案的误差，提供可降低晶片图案误差的方法，是亟欲解决的问题。
发明内容
本揭示内容中的一些实施方式提供一种校正光刻工艺的方法，包含以下步骤：提供第一晶片，第一晶片具有复数曝光区，此些曝光区包含第一曝光区以及第二曝光区，其中第一曝光区与第二曝光区可重合、部分重合或完全未重合；提供复数光罩，此些光罩包含第一光罩以及第二光罩，第一光罩包含第一光罩图案以及位于第一光罩图案周边的第一光罩对准记号，第二光罩包含第二光罩图案以及位于第二光罩图案周边的第二光罩对准记号；以第一补偿量执行第一曝光前补偿；使用第一光罩，在第一曝光区上执行第一曝光处理，以形成对应于第一光罩图案的第一图案，其中第一图案具有对应于第一光罩对准记号的第一对准记号；以第二补偿量执行第二曝光前补偿；以及使用第二光罩，在第二曝光区上执行第二曝光处理，以形成对应于第二光罩图案的第二图案，其中第二图案具有对应于第二光罩对准记号的第二对准记号。
在一些实施方法中，第一曝光前补偿包括调整第一曝光区与第一光罩的相对位置、第一曝光处理中的曝光参数或其组合，以及第二曝光前补偿包括调整第二曝光区与第二光罩的相对位置、第二曝光处理中的曝光参数或其组合。
在一些实施方法中，在执行第一曝光前补偿的步骤之前，此方法还包含：以第一光罩执行第一曝光初测试，在第一晶片上获得第一光罩的实际第一曝光位置；以及比对第一光罩的实际第一曝光位置与理论第一曝光位置，以获得第一光罩曝光位置误差量，其中，以第一补偿量执行第一曝光前补偿的步骤中，第一补偿量包含基于第一光罩曝光位置误差量所计算而得。
在一些实施方法中，第一光罩曝光位置误差量，是借由比对位于实际第一曝光位置中的第一光罩对准记号，以及位于理论第一曝光位置中的第一光罩对准记号的曝光位置差异而得。
在一些实施方法中，第一光罩曝光位置误差量，是借由比对位于实际第一曝光位置中的第一光罩投影轮廓，以及位于理论第一曝光位置中的第一光罩投影轮廓的曝光位置差异而得。
在一些实施方法中，在执行第一曝光前补偿的步骤之前，此方法还包含：以第一光罩执行第一曝光初测试；以第一光罩执行第一显影初测试，在第一晶片上获得由第一光罩所转移的实际第一图案；以及比对实际第一图案与理论第一图案的图案外观形变或图案偏移，以获得第一显影误差量，其中，以第一补偿量执行第一曝光前补偿的步骤中，第一补偿量包含基于第一显影误差量所计算而得。
在一些实施方法中，在执行第一曝光前补偿的步骤之前，此方法还包含：以第一光罩执行第一显影初测试，在第一晶片上获得由第一光罩所转移的实际第一图案；以及比对实际第一图案与理论第一图案的图案外观形变或图案偏移，以获得第一显影误差量，其中，以第一补偿量执行第一曝光前补偿的步骤中，第一补偿量包含基于第一显影误差量所计算而得。
在一些实施方法中，在执行第二曝光前补偿的步骤之前，此方法还包含：以第二光罩执行第二曝光初测试，在第一晶片上获得第二光罩的实际第二曝光位置；以及比对第二光罩的实际第二曝光位置与理论第二曝光位置，以获得第二光罩曝光位置误差量，其中，以第二补偿量执行第二曝光前补偿的步骤中，第二补偿量包含基于第二光罩曝光位置误差量所计算而得。
在一些实施方法中，第二光罩曝光位置误差量，是借由比对分别位于实际第二曝光位置中的第二光罩对准记号，以及位于理论第二曝光位置中的第二光罩对准记号的曝光位置差异而得。
在一些实施方法中，第二光罩曝光位置误差量，是借由比对位于实际第二曝光位置中的第二光罩投影轮廓，以及位于理论第二曝光位置中的第二光罩投影轮廓的曝光位置差异而得。
在一些实施方法中，在执行第二曝光前补偿的步骤之前，此方法还包含：以第二光罩执行第二曝光初测试；以第二光罩执行第二显影初测试，在第一晶片上获得由第二光罩所转移的实际第二图案；以及比对实际第二图案与理论第二图案的图案外观形变或图案偏移，以获得第二显影误差量，其中，以第二补偿量执行第二曝光前补偿的步骤中，第二补偿量还包含基于第二显影误差量所计算而得。
在一些实施方法中，在执行第二曝光前补偿的步骤之前，此方法还包含：以第二光罩执行第二显影初测试，在第一晶片上获得由第二光罩所转移的实际第二图案；以及比对实际第二图案与理论第二图案的图案外观形变或图案偏移，以获得第二显影误差量，其中，以第二补偿量执行第二曝光前补偿的步骤中，第二补偿量包含基于第二显影误差量所计算而得。
在一些实施方法中，第一曝光前补偿以及第二曝光前补偿所欲校正的误差现象包括：平移、旋转、正交、放大、缩小、或前述组合。
在一些实施方法中，执行第一曝光处理、第二曝光处理或前述两者之后，此方法还包含对于第一晶片执行化学性处理或物理性处理。
在一些实施方法中，在使用第二光罩，在第二曝光区上执行第二曝光处理的步骤之后，还包含：提供与第一晶片相同的第二晶片；以第二晶片的第一补偿量执行第二晶片的第一曝光前补偿，其中第二晶片的第一补偿量是基于对第二晶片执行第二晶片的第一曝光初测试、第二晶片的第一显影初测试或其组合而得；以第二晶片的第二补偿量执行第二晶片的第二曝光前补偿，其中第二晶片的第二补偿量是基于对第二晶片执行第二晶片的第二曝光初测试、第二晶片的第二显影初测试或其组合而得；提供与第一晶片相同的第三晶片；以第三晶片的第一补偿量执行第三晶片的第一曝光前补偿，其中第三晶片的第一补偿量是由第一晶片的第一补偿量以及第二晶片的第一补偿量平均而得；以及以第三晶片的第二补偿量执行第三晶片的第二曝光前补偿，其中第三晶片的第二补偿量是由第一晶片的第二补偿量以及第二晶片的第二补偿量平均而得。
在一些实施方法中，第一晶片、第二晶片、以及第三晶片为相同批次的晶片。
在一些实施方法中，第一晶片、第二晶片、以及第三晶片为不同批次的晶片。
应当理解，前述的一般性描述和下文的详细描述都是示例，并且旨在提供对所要求保护的本揭示内容的进一步解释。
附图说明
通过阅读以下参考附图对实施方式的详细描述，可以更完整地理解本揭示内容。
图1示例性地描述根据本揭示内容的一些实施方式中形成晶片图案的方法的流程；
图2A示例性地描述根据本揭示内容的一些实施方式中第一曝光初测试的示意图；
图2B示例性地描述根据本揭示内容的一些实施方式中第一显影初测试的剖面示意图；
图3A示例性地描述根据本揭示内容的一些实施方式中第二曝光初测试的示意图；以及
图3B示例性地描述根据本揭示内容的一些实施方式中第二显影初测试的剖面示意图。
具体实施方式
可以理解的是，下述内容提供的不同实施方式或实施例可实施本揭露的目标不同特征。特定构件与排列的实施例用以简化本揭露而非局限本揭露。当然，这些仅是实施例，并且不旨在限制。举例来说，以下所述的第一特征形成于第二特征上的叙述包含两者直接接触，或两者之间隔有其他额外特征而非直接接触。此外，本揭露在复数个实施例中可重复参考数字及/或符号。这样的重复是为了简化和清楚，而并不代表所讨论的各实施例及/或配置之间的关系。
本说明书中所用的术语一般在本领域以及所使用的上下文中具有通常性的意义。本说明书中所使用的实施例，包括本文中所讨论的任何术语的例子仅是说明性的，而不限制本揭示内容或任何示例性术语的范围和意义。同样地，本揭示内容不限于本说明书中所提供的一些实施方式。
将理解的是，尽管本文可以使用术语第一、第二等来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语用于区分一个元件和另一个元件。举例来说，在不脱离本实施方式的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。
于本文中，术语“和/或”包含一个或复数个相关联的所列项目的任何和所有组合。
于本文中，术语“包含”、“包括”、“具有”等应理解为开放式，即，意指包括但不限于。
现有的光刻工艺，晶片经过多重处理(例如晶片曝光、图案化、蚀刻、其他物理性(例如高温热工艺)或是化学性处理(例如氧化工艺))与光罩以及晶片转移的步骤，方制成晶片成品，其中曝光误差、显影误差等各处理中的误差因素，常造成晶片图案的误差现象(例如平移、旋转、正交(即当层与前层的直交度误差)、放大、缩小等现象)，降低工艺合格率。
本揭示内容的一些实施方式提供可以降低晶片成品误差，提升工艺合格率的校正光刻工艺的方法。请见图1。
图1示例性地描述根据本揭示内容的一些实施方式中的校正光刻工艺的方法100，包含操作S110至操作S160，分别为：操作S110，提供晶片，包含第一曝光区以及第二曝光区；操作S120，提供复数光罩；操作S130，以第一补偿量执行第一曝光前补偿；操作S140，在第一曝光区上执行第一曝光处理；操作S150，以第二补偿量执行第二曝光前补偿；以及操作S160，在第二曝光区上执行第二曝光处理。
一般而言，一片晶片通常会根据曝光时光线照射区域，分为复数曝光区，经由多次曝光后，才能完成整片晶片的曝光。通常在晶片中，不同曝光区依对位等误差因素，可能具有不同补偿值。然而，现有的曝光方法中，是在不同批次晶片或是晶片之间转换时才执行补偿，因此，晶片上所有曝光区都套用相同的补偿值。
有别于现有在批次晶片或是晶片之间执行的曝光前补偿，本揭示内容的一些实施方式将执行补偿校正的频率单位缩小至单一晶片内的不同次曝光中，即，在同一晶片中的各次曝光前，即执行曝光前补偿，增加校正误差的频率，降低晶片图案的误差。
请继续见图1。首先，执行操作S110，提供晶片。晶片具有分别对应于复数光罩投影的复数曝光区，各个曝光区之间可重合、部分重合或完全未重合。在一些实施方式中，晶片上具有全区对准记号，可用于光罩与晶片之间的对准。在一实施方式中，全区对准记号可为晶片上的一至复数条状结构(例如凹槽或突块)、矩形结构、任意其他形状或其组合。
接着，执行操作S120，提供复数光罩。个别光罩中具有个别光罩图案。在一些实施方式中，光罩的周边位置，具有光罩对准记号。在一些实施方式中，光罩对准记号的形状可为一至复数条状结构、矩形结构、任意其他形状或其组合，可在后续对应形成的图案中，形成对应的对准记号。
接着，执行操作S130，针对后续将使用第一光罩于第一曝光区上执行的第一曝光处理，以第一补偿量执行第一曝光前补偿，用于校正第一光罩与第一曝光区的对准度或是预先补偿后续步骤可能发生的误差。举例而言，可调整第一曝光区与第一光罩的相对位置或是调整曝光机的曝光参数等。
为增进曝光前补偿的精确度，在一些实施方式中，可在正式执行使用第一光罩，在第一曝光区上执行第一曝光处理之前，先经由第一曝光初测试，检测光罩曝光位置误差量，计算出第一曝光前补偿的第一补偿量，据以排除光罩对准以及投影形变等曝光误差。具体而言，请见图2A。
图2A为根据本揭示内容的一些实施方式中第一曝光初测试的示意图。在图2A中，将晶片200表面上朝任一方向的坐标轴设定为Y轴，并将晶片表面上与Y轴垂直的方向设定为X轴，并对应X轴以及Y轴定义出Z轴(即，Z轴垂直于X轴与Y轴，垂直穿出晶片200)。
晶片200中包含第一曝光区210，第一光罩300中包含第一光罩图案310，其中第一光罩图案310曝光于晶片200的第一曝光区210中。在一些实施方式中，晶片200中包含全区对准记号212，可供第一光罩300与晶片200之间的对准。在一些实施方式中，第一光罩的周边位置，包含第一光罩对准记号312，例如一至复数条状结构、矩形结构、任意其他形状或其组合。
在第一曝光初测试中，根据第一光罩图案310曝光于晶片200上的实际第一曝光位置400，与预期第一光罩图案310曝光于晶片200的第一曝光区210上的理论第一曝光位置400(T)，计算出第一光罩曝光位置误差量E1。在一些实施方式中，第一光罩曝光位置误差量E1，可以借由比对第一光罩300的实际第一曝光位置400中的实际对准记号410以及理论第一曝光位置400(T)中的理论对准记号410(T)的曝光位置差异而得。在另一些实施方式中，第一光罩曝光位置误差量E1，也可以直接比对第一光罩300在实际第一曝光位置400以及理论第一曝光位置400(T)之间投影轮廓的曝光位置差异而得。在一实施方式中，可将实际第一曝光位置400以及理论第一曝光位置400(T)以X轴坐标与Y轴坐标呈现，例如将在理论第一曝光位置400(T)中的点A1(X轴坐标x1,Y轴坐标y1)记载为(16,12)，将实际第一曝光位置400中所对应的点A2(X轴坐标x2,Y轴坐标y2)记载为(14,10)，借由分析单点或多点的X轴坐标与Y轴坐标的变化量并通过数学模型，归纳出第一光罩曝光位置误差量E1所属的误差现象(例如图2A中的平移误差，即在一平面方向移动的误差)，并据此回推获得第一曝光前补偿的第一补偿量。
第一曝光前补偿的第一补偿量除了考虑曝光步骤所可能造成的误差外，在另一些实施方式中，在第一曝光初测试之后，还可进一步进行第一显影初测试，进一步获得显影步骤的第一显影误差量，以纳入第一曝光前补偿将考虑的第一补偿量中。据以校正显影步骤中源于物理或化学处理条件、图案的形状、图案的复杂度、图案位于晶片的相对位置等因素的显影误差。具体而言，请见图2B。
图2B是根据本揭示内容的一些实施方式中第一显影初测试的剖面示意图。在此实施方式中，第一显影初测试接续于校正图2A中的第一光罩曝光误差量E1之后。也就是，在通过第一曝光初测试(请同参图2A)，将第一光罩300的实际第一曝光位置400通过基于第一曝光位置误差量E1的曝光前补偿，校正至理论曝光位置400(T)所容许误差范围内；接着，执行第一显影初测试，进一步比较第一光罩图案310转移并显影于晶片200上的实际第一图案500与理论第一图案500(T)之间的第一显影误差量P1。然而，第一显影初测试的执行，并不限定须于校正第一光罩曝光位置误差量E1之后。在一些实施方式中，也可以不校正第一光罩曝光位置误差量E1，直接进行第一显影初测试，获得第一显影误差量。
在一些实施方式中，第一显影误差量P1可以通过比对实际第一图案500与理论第一图案500(T)上的对准记号(理论第一图案500(T)上的对准记号，即为图2A中第一光罩对准记号312显影于第一曝光区210上的理论对准记号410(T)的相同位置)的坐标位置差异而得。在另一些实施方式中，第一显影误差量P1可以通过扫描式电子显微镜，比对实际第一图案500与理论第一图案500(T)的图案外观形变(例如边角圆化、锐化或图形缺陷等)或图案偏移(例如图案平移、旋转、正交、放大、缩小等)差异而得。
根据第一曝光初测试所获得的第一光罩曝光误差量E1，以及第一显影初测试所获得第一显影误差量P1，可计算获得第一曝光前补偿的第一补偿量，从而校正曝光步骤以及显影步骤中的误差。本领域技术人员也可以根据实际误差情形，而选择仅单独基于第一曝光初测试所获得的第一光罩曝光误差量E1、或是以第一显影初测试中，未校正第一光罩曝光误差量E1，即获得的第一显影误差量，计算第一曝光前补偿的第一补偿量。
应了解到，根据本揭示内容中关于第一曝光前补偿的第一补偿量的一些实施方式，本领域技术人员还可以经由结合或变更常规的技术手段(例如比对第一曝光位置中或第一图案中，特定其他位置的位移或形变)，同样获得曝光误差量与显影误差量，并应用作为第一曝光前补偿的第一补偿量，校正后续工艺中的曝光以及显影误差。
此外，本领域技术人员也可以根据本揭示内容的一些实施方式，结合其他常规的技术手段，获得光刻工艺中其他处理步骤可能造成的误差量(例如更后续的蚀刻处理)，并综合前述的曝光误差以及显影误差，共同换算为图1的操作S130中，第一曝光前补偿中的第一补偿量，除了校正第一光罩与第一曝光区的对准外，同时预先校正光刻工艺中后续各处理步骤将造成的误差。
请回见图1，在操作S130的以第一补偿量执行第一曝光前补偿后，接着，进行操作S140，执行第一曝光处理。使用第一光罩，在第一曝光区上执行第一曝光处理，以形成对应于第一光罩图案的第一图案。
经由操作S120中的第一曝光前补偿，可降低经由操作S140所形成的第一图案的误差机率(例如图2A的第一光罩曝光误差量E1或图2B的第一显影误差量P1)。
接着，进行操作S150，针对后续将使用第二光罩于第二曝光区上执行的第二曝光处理，以第二补偿量执行第二曝光前补偿。第二曝光前补偿的第二补偿量，基本上与操作S130中评估第一曝光前补偿的第一补偿量的原理大致上类似。具体而言，请见图3A以及图3B。
图3A为根据本揭示内容的一些实施方式中第二曝光初测试的示意图。相对于图2A，图3A中晶片200上的待曝光区域，是由图2A中的第一光罩300所对应的第一曝光区210，沿方向D平移，转移至第二光罩600所对应的第二曝光区220。
在第二曝光初测试中，根据第二光罩600曝光于晶片200上的实际第二曝光位置700，与预期第二光罩600曝光于晶片200的理论第二曝光位置700(T)，计算出第二光罩曝光位置误差量E2。在一些实施方式中，第二光罩曝光位置误差量E2，可以类似于第一光罩曝光位置误差量E1的比对位置分析而得，例如比对第二光罩600的实际对准记号710以及理论对准记号710(T)，或是实际第二曝光位置700以及理论第二曝光位置700(T)之间投影轮廓的曝光位置差异而得。在一实施方式中，可将实际第二曝光位置700以及理论第二曝光位置700(T)以X轴坐标与Y轴坐标呈现，例如将在理论第二曝光位置700(T)中的点B1(X轴坐标x3,Y轴坐标y3)记载为(16,8)，将实际第二曝光位置700中所对应的点B2(X轴坐标x4,Y轴坐标y4)记载为(14,6)，同样归纳出第二光罩曝光位置误差量E2所属的误差现象(例如图3A中的平移误差)，并据此回推获得第二曝光前补偿的第二补偿量。
在另一些实施方式中，在第二曝光初测试，补偿第二曝光位置误差量后，还进一步进行第二显影初测试，类似于图2B所示，获得显影步骤的第二显影误差量，以纳入第二曝光前补偿将考虑的第二补偿量中。据以校正显影误差。具体而言，请见图3B。
图3B是根据本揭示内容的一些实施方式中第二显影初测试的剖面示意图。在此实施方式中，在校正图3A中的第二光罩曝光误差量E2之后，接续第二显影初测试，获得并校正第二显影误差量P2。同前述图2B所述，在其他实施方式中，第二显影初测试的执行，并不限定于校正第二光罩曝光位置误差量E2之后，也就是，可以不校正第二光罩曝光位置误差量E2，直接进行第二显影初测试，获得第二显影误差量。
第二显影误差量P2可以通过比对实际第二图案800与理论第二图案800(T)上的对准记号(理论第二图案800(T)上的对准记号，即为图3A中第二光罩对准记号612显影于第二曝光区220中的理论对准记号710(T)的相同位置)的坐标位置差异，或是通过扫描式电子显微镜，比对实际第二图案800与理论第二图案800(T)的图案外观形变(例如边角圆化、锐化或图形缺陷等)或图案偏移(例如图案平移、旋转、正交、放大、缩小等)差异而得。
根据第二曝光初测试所获得的第二光罩曝光误差量E2，以及第二显影初测试所获得第二显影误差量P2，可计算获得第二曝光前的第二补偿量，从而校正曝光步骤以及显影步骤中的误差。本领域技术人员也可以根据实际误差情形，而选择仅单独基于第二曝光初测试所获得的第二光罩曝光误差量E2，或是第二显影初测试中，未校正第二光罩曝光误差量E2，即获得的第二显影误差量，计算第二曝光前补偿的第二补偿量。
请回到图1，在操作S150的第二曝光前补偿后，接着，执行操作S160，使用第二光罩，在第二曝光区上执行第二曝光处理，以形成对应于第二光罩图案的第二图案。
经由操作S140中的第二曝光前补偿，可降低经由操作S160所形成的第二图案的误差机率(例如图3A的第二光罩曝光误差量E2或图3B的第二显影误差P2)。
值得强调的是，本揭示内容的一些实施方式，在曝光场转移之间，均进行曝光补偿，预先校正后续步骤的可能误差(例如曝光误差或是显影误差)，可进一步降低同一晶片中不同位置的图案误差，提升晶片成品的合格率。
在一些实施方式中，可依据晶片内的曝光场数量，在执行第二曝光处理之后，参照操作S150中的第二曝光前补偿的第二补偿量计算方式与原理，重复以后续各曝光场对应的补偿量执行另一曝光前补偿以及另一曝光处理，降低晶片中各曝光场所形成的实际图案与理论图案的误差，其中后续各曝光场对应的补偿量可基于各曝光场对应的曝光初测试、显影初测试、其他光刻步骤初测试或其组合而得。
考虑在各曝光场的曝光处理前均执行曝光前补偿，将提升整体运行时间，降低工艺速度，在另一些实施方式中，仅针对特定曝光场执行曝光前补偿即可，无须针对晶片中的所有曝光场执行曝光前补偿。即，可经由针对各步骤的初测试，分析晶片中各曝光场在经光刻工艺后的各步骤误差后，选择性挑选误差较大的特定多个曝光场，执行曝光前补偿，以期在降低误差之余，同时兼顾工艺速度。
值得强调的是，可以经由与前述相同或相似的初测试(例如曝光初测试、显影初测试或其组合)，分别获得相同(即，相同材质、尺寸以及形状，并且具有相同曝光区以及对准记号(例如全区对准记号))的复数晶片中各曝光场的补偿量的统计数据，借由分析此些晶片中各曝光场的补偿量的统计数据，将此些晶片的补偿量平均值应用于后续晶片，经由统计数据的应用，可以降低晶片间以及批次间的误差，并且节省后续晶片用于初测试以获得补偿值的时间，提升生产效率。
举例而言，可以计算第一晶片(例如前述的晶片200)的第一曝光场的补偿量与第二晶片的第一曝光场的补偿量的平均值，将平均值用于后续第三晶片中，作为第三晶片的第一曝光场的补偿量。在一些实施方式中，第一晶片、第二晶片、以及第三晶片为相同批次中的晶片。在一些实施方式中，第一晶片、第二晶片、以及第三晶片为不同批次中的晶片，即，可以计算不同批次晶片中各曝光场的补偿量平均值，应用为后续批次晶片中各曝光场的补偿量。在一些实施方式中，可以统计不同批次数目晶片中的各曝光场的补偿量平均值，例如可以统计2至n个(n为大于3的正整数，例如3、4、5、6、7、8、9、10或以上的数值)批次晶片中各曝光场的补偿量平均值，应用为下一个批次晶片中各曝光场的补偿量。在一些实施方式中，特定批次晶片中各曝光场的补偿量，是由此特定晶片前的2至n个批次晶片中各曝光场的补偿量平均而得。
在一些实施方式中，例如请见图1，在执行操作S130的第一曝光处理之后、操作S150的第二曝光处理之后，或是第一或第二曝光处理之后，可弹性依需求，对晶片执行各种化学性处理(例如显影(以显影剂处理晶片，使图案显影)、蚀刻(利用蚀刻剂在晶片上形成所需特征))或物理性处理(高温烘烤(举例而言可去除化学性处理后的残余溶剂、或是由于加热脱水，而提升图案附着于晶片的附着力))。
本揭示内容的一些实施方式，提供校正光刻工艺的方法，针对不同曝光场在光刻工艺中的可能误差，在曝光前进行曝光前补偿，最适化各个曝光场的工艺参数，降低晶片成品在不同位置上所可能发生的误差，提升晶片成品的合格率。此外，在一些实施方式中，可以将复数晶片的补偿量平均值应用于后续晶片，经由统计数据的应用，降低晶片间以及批次间的误差，并且节省后续晶片用于初测试以获得补偿值的时间，提升生产效率。
尽管本揭示内容已根据某些实施方式具体描述细节，其他实施方式也是可行的。因此，所附权利要求书的精神和范围不应限于本文所记载的实施方式。
【符号说明】
100:方法
200:晶片
210:第一曝光区
212:全区对准记号
220:第二曝光区
300:第一光罩
310:第一光罩图案
312:第一光罩对准记号
400:实际第一曝光位置
400(T):理论第一曝光位置
410、710:实际对准记号
410(T)、710(T):理论对准记号
500:实际第一图案
500(T):理论第一图案
600:第二光罩
610:第二光罩图案
612:第二光罩对准记号
700:实际第二曝光位置
700(T):理论第二曝光位置
800:实际第二图案
800(T):理论第二图案
S110、S120、S130、S140、S150、S160:操作A1、A2、B1、B2:点
D:方向
E1:第一光罩曝光误差量
E2:第二光罩曝光误差量
P1:第一显影误差量
P2:第二显影误差量
X:X轴
x1、x2、x3、x4:X轴坐标
Y:Y轴
y1、y2、y3、y4:Y轴坐标
Z:Z轴。

Claims (17)

1.一种校正光刻工艺的方法，其特征在于，包含以下步骤：
提供第一晶片，该第一晶片具有复数曝光区，该些曝光区包含第一曝光区以及第二曝光区，其中该第一曝光区与该第二曝光区可重合、部分重合或完全未重合；
提供复数光罩，该些光罩包含第一光罩以及第二光罩，该第一光罩包含第一光罩图案以及位于该第一光罩图案周边的第一光罩对准记号，该第二光罩包含第二光罩图案以及位于该第二光罩图案周边的第二光罩对准记号；
以第一补偿量执行第一曝光前补偿；
使用该第一光罩，在该第一曝光区上执行第一曝光处理，以形成对应于该第一光罩图案的第一图案，其中该第一图案具有对应于该第一光罩对准记号的第一对准记号；
以第二补偿量执行第二曝光前补偿；以及
使用该第二光罩，在该第二曝光区上执行第二曝光处理，以形成对应于该第二光罩图案的第二图案，其中该第二图案具有对应于该第二光罩对准记号的第二对准记号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中
该第一曝光前补偿包括调整该第一曝光区与该第一光罩的相对位置、该第一曝光处理中的曝光参数或其组合，以及
该第二曝光前补偿包括调整该第二曝光区与该第二光罩的相对位置、该第二曝光处理中的曝光参数或其组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在执行该第一曝光前补偿的步骤之前，该方法还包含：
以该第一光罩执行第一曝光初测试，在该第一晶片上获得实际第一曝光位置；以及
比对该实际第一曝光位置与理论第一曝光位置，以获得第一光罩曝光位置误差量，
其中，该以该第一补偿量执行该第一曝光前补偿的步骤中，该第一补偿量包含基于该第一光罩曝光位置误差量所计算而得。
4.根据权利要求3所述的方法，其中该第一光罩曝光位置误差量，是借由比对位于该实际第一曝光位置中的该第一光罩对准记号，以及位于该理论第一曝光位置中的该第一光罩对准记号的曝光位置差异而得。
5.根据权利要求3所述的方法，其中该第一光罩曝光位置误差量，是借由比对位于该实际第一曝光位置中的第一光罩投影轮廓，以及位于该理论第一曝光位置中的该第一光罩投影轮廓的曝光位置差异而得。
6.根据权利要求1所述的方法，其中在该执行该第一曝光前补偿的步骤之前，该方法还包含：
以该第一光罩执行第一曝光初测试；
以该第一光罩执行第一显影初测试，在该第一晶片上获得由该第一光罩所转移的实际第一图案；以及
比对该实际第一图案与理论第一图案的图案外观形变或图案偏移，以获得第一显影误差量，
其中，该以该第一补偿量执行该第一曝光前补偿的步骤中，该第一补偿量还包含基于该第一显影误差量所计算而得。
7.根据权利要求1所述的方法，其中在执行该第一曝光前补偿的步骤之前，该方法还包含：
以该第一光罩执行第一显影初测试，在该第一晶片上获得由该第一光罩所转移的实际第一图案；以及
比对该实际第一图案与理论第一图案的图案外观形变或图案偏移，以获得第一显影误差量，
其中，该以该第一补偿量执行该第一曝光前补偿的步骤中，该第一补偿量包含基于该第一显影误差量所计算而得。
8.根据权利要求1所述的方法，其中在执行该第二曝光前补偿的步骤之前，该方法还包含：
以该第二光罩执行第二曝光初测试，在该第一晶片上获得该第二光罩的实际第二曝光位置；以及
比对该第二光罩的该实际第二曝光位置与理论第二曝光位置，以获得第二光罩曝光位置误差量，
其中，该以该第二补偿量执行该第二曝光前补偿的步骤中，该第二补偿量包含基于该第二光罩曝光位置误差量所计算而得。
9.根据权利要求8所述的方法，其中该第二光罩曝光位置误差量，是借由比对分别位于该实际第二曝光位置中的该第二光罩对准记号，以及位于该理论第二曝光位置中的该第二光罩对准记号的曝光位置差异而得。
10.根据权利要求8所述的方法，其中该第二光罩曝光位置误差量，是借由比对位于该实际第二曝光位置中的第二光罩投影轮廓，以及位于该理论第二曝光位置中的该第二光罩投影轮廓的曝光位置差异而得。
11.根据权利要求1所述的方法，其中在该执行该第二曝光前补偿的步骤之前，该方法还包含：
以该第二光罩执行第二曝光初测试；
以该第二光罩执行第二显影初测试，在该第一晶片上获得由该第二光罩所转移的实际第二图案；以及
比对该实际第二图案与理论第二图案的图案外观形变或图案偏移，以获得第二显影误差量，
其中，该以该第二补偿量执行该第二曝光前补偿的步骤中，该第二补偿量还包含基于该第二显影误差量所计算而得。
12.根据权利要求1所述的方法，其中在执行该第二曝光前补偿的步骤之前，该方法还包含：
以该第二光罩执行第二显影初测试，在该第一晶片上获得由该第二光罩所转移的实际第二图案；以及
比对该实际第二图案与理论第二图案的图案外观形变或图案偏移，以获得第二显影误差量，
其中，该以该第二补偿量执行该第二曝光前补偿的步骤中，该第二补偿量包含基于该第二显影误差量所计算而得。
13.根据权利要求1所述的方法，其中该第一曝光前补偿以及该第二曝光前补偿所欲校正的误差现象包括：平移、旋转、正交、放大、缩小、或前述组合。
14.根据权利要求1所述的方法，其中执行该第一曝光处理、该第二曝光处理或前述两者之后，该方法还包含对于该第一晶片执行化学性处理或物理性处理。
15.根据权利要求1所述的方法，其中在该使用该第二光罩，在该第二曝光区上执行该第二曝光处理的步骤之后，所述的方法还包含：
提供与该第一晶片相同的第二晶片；
以第二晶片的第一补偿量执行第二晶片的第一曝光前补偿，其中该第二晶片的第一补偿量是基于对该第二晶片执行一第二晶片的第一曝光初测试、第二晶片的第一显影初测试或其组合而得；
以第二晶片的第二补偿量执行第二晶片的第二曝光前补偿，其中该第二晶片的第二补偿量是基于对该第二晶片执行一第二晶片的第二曝光初测试、第二晶片的第二显影初测试或其组合而得；
提供与该第一晶片相同的第三晶片；
以第三晶片的第一补偿量执行第三晶片的第一曝光前补偿，其中该第三晶片的第一补偿量是由该第一晶片的该第一补偿量以及该第二晶片的第一补偿量平均而得；以及
以第三晶片的第二补偿量执行第三晶片的第二曝光前补偿，其中该第三晶片的第二补偿量是由该第一晶片的该第二补偿量以及该第二晶片的第二补偿量平均而得。
16.根据权利要求15所述的方法，其中该第一晶片、该第二晶片、以及该第三晶片为相同批次的晶片。
17.根据权利要求15所述的方法，其中该第一晶片、该第二晶片、以及该第三晶片为不同批次的晶片。
CN202111120567.9A 2021-05-28 2021-09-24 校正光刻工艺的方法 Pending CN115407613A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW110119321A TWI825425B (zh) 2021-05-28 2021-05-28 校正微影製程的方法
TW110119321 2021-05-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115407613A true CN115407613A (zh) 2022-11-29

Family

ID=84154954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111120567.9A Pending CN115407613A (zh) 2021-05-28 2021-09-24 校正光刻工艺的方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN115407613A (zh)
TW (1) TWI825425B (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7289198B2 (en) * 2003-01-07 2007-10-30 Intel Corporation Process compensation for step and scan lithography
TWI395071B (zh) * 2008-06-26 2013-05-01 Ind Tech Res Inst 步進排列式干涉微影方法與系統
US20120140193A1 (en) * 2010-12-03 2012-06-07 Nanya Technology Corporation Dynamic wafer alignment method in exposure scanner system
US10831110B2 (en) * 2018-05-29 2020-11-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Lithographic overlay correction and lithographic process

Also Published As

Publication number Publication date
TW202247257A (zh) 2022-12-01
TWI825425B (zh) 2023-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4218528B2 (ja) 露光マスクパターンの形成方法、および半導体装置の製造方法
US20120244459A1 (en) Method for evaluating overlay error and mask for the same
CN110119062B (zh) 光学邻近修正方法、掩膜版制作方法及图形化工艺
CN113495425B (zh) 一种光学临近修正方法及装置
US20150169820A1 (en) Weak points auto-correction process for opc tape-out
US9513552B2 (en) Multiple-patterning photolithographic mask and method
CN111381436B (zh) 具有图形的光罩的制造方法
JP3595707B2 (ja) 露光装置および露光方法
JP4115615B2 (ja) マスクパターン設計方法
JPH11176749A (ja) 露光方法およびデバイス製造方法
US7544447B2 (en) Method of forming a mask pattern for a semiconductor device
CN113075855B (zh) 光学邻近修正方法、掩膜版的制作方法及半导体结构的形成方法
CN115407613A (zh) 校正光刻工艺的方法
CN113109991A (zh) 目标版图的修正方法及掩膜版版图的形成方法
CN110221514B (zh) 光学邻近校正方法及掩膜版的制作方法
US7222327B2 (en) Photo mask, method of manufacturing photo mask, and method of generating mask data
JP4580529B2 (ja) 半導体回路の設計パタンデータ補正方法と、補正された設計パタンデータを用いたフォトマスク、該フォトマスクの検査方法およびフォトマスク検査用パタンデータ作製方法
CN113835293B (zh) 光学邻近修正方法和掩膜版的制作方法
CN114063380A (zh) 图形修正方法及半导体结构的形成方法
CN112859508A (zh) 集成电路制造方法
US12001147B2 (en) Precision multi-axis photolithography alignment correction using stressor film
US20070072128A1 (en) Method of manufacturing an integrated circuit to obtain uniform exposure in a photolithographic process
JP2000047365A (ja) 光近接効果補正マスクの製造方法
US20230161267A1 (en) Precision multi-axis photolithography alignment correction using stressor film
KR100513068B1 (ko) 스테이지 기울어짐에 의한 선폭변화 보정방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination