CN118011723A - 一种快速检测曝光设备输出变化的光罩以及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及曝光设备领域，公开了一种快速检测曝光设备输出变化的光罩以及检测方法，包括光罩本体，所述光罩本体对应晶圆的一个曝光区域设有镂空的第一图案，所述第一图案由若干第一线条组成，或者所述第一图案由若干第一线条以及接触孔组成，若干所述第一线条或者若干所述线条结合接触孔能够形成预设的半导体导线回路，当一个曝光区域设有多个不同的半导体导线回路，则垂直于相邻两个所述半导体导线回路所在区域的横向相接边界以及曝光区域对应的光罩本体横向设置的相对两侧边设有由若干第二线条组成的线条组。本发明通过设置监测图案，可以快速的检测出曝光设备的最佳焦点、曝光区域偏移度以及狭缝均匀性是否改变。
Description
技术领域
本发明涉及曝光设备领域，具体涉及一种快速检测曝光设备输出变化的光罩以及检测方法。
背景技术
按照曝光区域可以把晶圆表面分成若干大小相同的矩形区域的网格，每一个网格内的区域被称为一个单元(cell)，每一个cell里有一个曝光区域(shot)，曝光区域的面积比cell略小一点，每一个曝光区域内会光刻多个芯片纹路(die，也可以成为半导体导线回路)，每个die之间由通道间隔开。
在半导体制造工艺中，特别是在半导体生产现场处理曝光设备的过程中，为了避免发生不良，一直都在采取相应的措施。
光刻工艺中，曝光设备的透镜(Lens)性能(包括焦点变化(focus variation)、不同光照系统的狭缝均匀性(slit uniformity)以及曝光区域偏移(shot tilt)等)的管理非常重要。而且，随着布局规则(design rule)的原因导致晶圆的加工余量(Process margin)变小，因此，曝光设备的准确性的能力异常的变更管理也是必不可少的。
如何快速检测曝光设备的透镜性能，成为了目前非常需要解决的问题。
发明内容
本发明提供一种快速检测曝光设备输出变化的光罩以及检测方法，能够快速检测出曝光设备的输出变化，以达到快速检测曝光设备的透镜性能的作用。
本发明通过下述技术方案实现：
一种快速检测曝光设备输出变化的光罩，包括光罩本体，所述光罩本体对应晶圆的一个曝光区域设有镂空的第一图案，所述第一图案由若干第一线条组成，或者所述第一图案由若干第一线条以及接触孔组成，若干所述第一线条或者若干所述线条结合接触孔能够形成预设的半导体导线回路，当一个曝光区域对应一个半导体导线回路时，垂直于所述曝光区域对应的光罩本体横向设置的相对两侧边设有由若干第二线条组成的线条组，用于光刻在晶圆上形成监测图案，当一个曝光区域设有多个不同的半导体导线回路，则垂直于相邻两个所述半导体导线回路所在区域的横向相接边界以及曝光区域对应的光罩本体横向设置的相对两侧边设有由若干第二线条组成的线条组，用于光刻在晶圆上形成监测图案，且所述监测图案由多组具有相同间隔的线条组组成。
作为优化，若干所述第二线条的宽度相同。
作为优化，在一组线条组中，光刻在所述曝光区域的相邻两个所述第二线条中的其中一个第二线条远离另一个第二线条的一侧与另一个第二线条靠近该第二线条的一侧之间的距离为78nm。
作为优化，光刻在所述曝光区域的所述第二线条的宽度为39nm，光刻在所述曝光区域的两个所述第二线条之间的距离为39nm。
作为优化，所述曝光区域的长度为26mm，所述曝光区域的宽度为33mm。
作为优化，一组线条组由6条第二线条等距间隔构成。
作为优化，所述接触孔为椭圆形孔。
作为优化，光刻在所述曝光区域的所述椭圆形孔的长轴直径为42nm，光刻在所述曝光区域的所述椭圆形孔的短轴直径为38nm。
作为优化，一个曝光区域对应的光罩本体的横向设置的侧边设置有5组监测图案，每组所述监测图案包括5组线条组，光刻在所述曝光区域的所述监测图案的25条第二线条的x轴坐标分别为：-12.99、-12.98、-12.97、-12.96、-12.95、-6.52、-6.51、-6.50、-6.49、-6.48、-0.02、-0.01、0、0.01、0.02、6.48、6.49、6.50、6.51、6.52、12.95、12.96、12.97、12.98、12.99。
本发明还公开了一种快速检测曝光设备的输出变化的方法，使用上述的一种快速检测曝光设备输出变化的光罩，包括：
S1、定期将所述光罩本体安装在曝光设备中对晶圆进行光刻工艺；
S2、将通过所述光罩本体进行光刻工艺后的晶圆放置在sem设备中进行fem工艺，通过检测所述监测图案确认本次的光刻工艺的最佳焦点、曝光区域偏移度以及狭缝均匀性；
S3、将本次确认的最佳焦点、曝光区域偏移度以及狭缝均匀性与上一次通过光罩本体进行光刻工艺的晶圆确认的最佳焦点、曝光区域偏移度以及狭缝均匀性进行比较，确认本次确认的最佳焦点、曝光区域偏移度以及狭缝均匀性是否有变化，若无变化，说明曝光设备无异常，若有变化，则根据具体的变化对曝光设备的异常进行分析。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明通过设置监测图案，可以快速的检测出曝光设备的最佳焦点、曝光区域偏移度以及狭缝均匀性是否改变，且每个器件设计(die)所在区域与相邻的器件设计所在区域的相接线均设置监测图案，这样能够单独检测每个区域的变化，实现高效的设备管理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
图1为本发明所述的一种快速检测曝光设备输出变化的光罩所投射在晶圆上的曝光区域的结构示意图(竖向设置的线条图为第二线条以及线条组)。
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
一种快速检测曝光设备输出变化的光罩，包括光罩本体，所述光罩本体对应晶圆的一个曝光区域设有镂空的第一图案，所述第一图案由若干第一线条组成，或者所述第一图案由若干第一线条以及接触孔组成，若干所述第一线条或者若干所述线条结合接触孔能够形成预设的半导体导线回路，当一个曝光区域对应一个半导体导线回路时，垂直于所述曝光区域对应的光罩本体横向设置的相对两侧边设有由若干第二线条组成的线条组，用于光刻在晶圆上形成监测图案，如图1所示，当一个曝光区域设有多个不同的半导体导线回路，则垂直于相邻两个所述半导体导线回路所在区域的横向相接边界以及曝光区域对应的光罩本体横向设置的相对两侧边设有由若干第二线条组成的线条组，用于光刻在晶圆上形成监测图案，且所述监测图案由多组具有相同间隔的线条组组成。本实施例中，若干所述第二线条的宽度相同。
图1中，方框为曝光区域的边线，而与方框垂直相交设置以及设置在方框中部的竖向条纹为线条组，本实施例中，一组线条组由6条第二线条等距间隔构成，方框中左下角的6条长竖向条纹为第二线条，该6条第二线条可以看作其中一组线条组的放大示意图。
本实施例中，在一组线条组中，光刻在所述曝光区域的相邻两个所述第二线条中的其中一个第二线条远离另一个第二线条的一侧与另一个第二线条靠近该第二线条的一侧之间的距离为78nm。如图1的第二线条所示，光刻在所述曝光区域的最右边的第二线条的左侧到右边第二条的第二线条的左侧之间的距离为78nm，此为光刻最短距离，而光刻在所述曝光区域的所述第二线条的宽度为39nm，光刻在所述曝光区域的两个所述第二线条之间的距离为39nm。本实施例中，所述曝光区域的长度为26mm，所述曝光区域的宽度为33mm。本实施例中，所述接触孔为椭圆形孔。所述椭圆形孔的长轴直径为42nm，所述椭圆形孔的短轴直径为38nm。
由于通过光罩本体光刻在晶圆上的图案会缩小N倍，因此，光罩本体上的第二线条以及相应的距离会增大N倍，例如，光罩本体光刻在晶圆上的图案变小为原光罩本体上的图案的1/4，那么，可得曝光区域上的图案尺寸反应到光罩本体上就应该乘以4倍，因此，曝光区域为26mm*33mm的话，光罩本体对应的面积应该为104mm*132mm，而第二线条的宽度应该为156nm，两根第二线条之间的距离为156nm，椭圆形孔的长轴直径和短轴直径分别为168nm和152nm。
本实施例中，一个曝光区域对应的光罩本体的横向设置的侧边设置有5组监测图案，每组所述监测图案包括5组线条组，光刻在所述曝光区域的所述监测图案的25条第二线条的x轴坐标分别为：-12.99、-12.98、-12.97、-12.96、-12.95、-6.52、-6.51、-6.50、-6.49、-6.48、-0.02、-0.01、0、0.01、0.02、6.48、6.49、6.50、6.51、6.52、12.95、12.96、12.97、12.98、12.99。上述数值是以曝光区域的两条对角线的交点为坐标轴的原点作为参考的。
本发明还公开了一种快速检测曝光设备的输出变化的方法，使用上述的一种快速检测曝光设备输出变化的光罩，包括：
S1、定期将所述光罩本体安装在曝光设备中对晶圆进行光刻工艺；
S2、将通过所述光罩本体进行光刻工艺后的晶圆放置在sem设备中进行fem工艺，通过检测所述监测图案确认本次的光刻工艺的最佳焦点、曝光区域偏移度以及狭缝均匀性；
S3、将本次确认的最佳焦点、曝光区域偏移度以及狭缝均匀性与上一次通过光罩本体进行光刻工艺的晶圆确认的最佳焦点、曝光区域偏移度以及狭缝均匀性进行比较，确认本次确认的最佳焦点、曝光区域偏移度以及狭缝均匀性是否有变化，若无变化，说明曝光设备无异常，若有变化，则根据具体的变化对曝光设备的异常进行分析。
由于光罩本体的监测图案所在的位置固定不变，且规则，因此，通过光刻该监测图案到晶圆的曝光区域，通过sem设备中进行fem工艺便于对光刻的监测图案进行最佳焦点、曝光区域偏移度以及狭缝均匀性的确认
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 (10)
1.一种快速检测曝光设备输出变化的光罩，其特征在于，包括光罩本体，所述光罩本体对应晶圆的一个曝光区域设有镂空的第一图案，所述第一图案由若干第一线条组成，或者所述第一图案由若干第一线条以及接触孔组成，若干所述第一线条或者若干所述线条结合接触孔能够形成预设的半导体导线回路，当一个曝光区域对应一个半导体导线回路时，垂直于所述曝光区域对应的光罩本体横向设置的相对两侧边设有由若干第二线条组成的线条组，用于光刻在晶圆上形成监测图案，当一个曝光区域设有多个不同的半导体导线回路，则垂直于相邻两个所述半导体导线回路所在区域的横向相接边界以及曝光区域对应的光罩本体横向设置的相对两侧边设有由若干第二线条组成的线条组，用于光刻在晶圆上形成监测图案，且所述监测图案由多组具有相同间隔的线条组组成。
2.根据权利要求1所述的一种快速检测曝光设备的输出变化的结构，其特征在于，若干所述第二线条的宽度相同。
3.根据权利要求1所述的一种快速检测曝光设备的输出变化的结构，其特征在于，在一组线条组中，光刻在所述曝光区域的相邻两个所述第二线条中的其中一个第二线条远离另一个第二线条的一侧与另一个第二线条靠近该第二线条的一侧之间的距离为78nm。
4.根据权利要求1所述的一种快速检测曝光设备的输出变化的结构，其特征在于，光刻在所述曝光区域的所述第二线条的宽度为39nm，光刻在所述曝光区域的两个所述第二线条之间的距离为39nm。
5.根据权利要求1所述的一种快速检测曝光设备的输出变化的结构，其特征在于，所述曝光区域的长度为26mm，所述曝光区域的宽度为33mm。
6.根据权利要求1所述的一种快速检测曝光设备的输出变化的结构，其特征在于，一组线条组由6条第二线条等距间隔构成。
7.根据权利要求1所述的一种快速检测曝光设备的输出变化的结构，其特征在于，所述接触孔为椭圆形孔。
8.根据权利要求1所述的一种快速检测曝光设备的输出变化的结构，其特征在于，光刻在所述曝光区域的所述椭圆形孔的长轴直径为42nm，光刻在所述曝光区域的所述椭圆形孔的短轴直径为38nm。
9.根据权利要求1所述的一种快速检测曝光设备的输出变化的结构，其特征在于，一个曝光区域对应的光罩本体的横向设置的侧边设置有5组监测图案，每组所述监测图案包括5组线条组，光刻在所述曝光区域的所述监测图案的25条第二线条的x轴坐标分别为：-12.99、-12.98、-12.97、-12.96、-12.95、-6.52、-6.51、-6.50、-6.49、-6.48、-0.02、-0.01、0、0.01、0.02、6.48、6.49、6.50、6.51、6.52、12.95、12.96、12.97、12.98、12.99。
10.一种快速检测曝光设备的输出变化的方法，使用如权利要求1-9任一所述的一种快速检测曝光设备输出变化的光罩，其特征在于，包括：
S1、定期将所述光罩本体安装在曝光设备中对晶圆进行光刻工艺；
S2、将通过所述光罩本体进行光刻工艺后的晶圆放置在sem设备中进行fem工艺，通过检测所述监测图案确认本次的光刻工艺的最佳焦点、曝光区域偏移度以及狭缝均匀性；
S3、将本次确认的最佳焦点、曝光区域偏移度以及狭缝均匀性与上一次通过光罩本体进行光刻工艺的晶圆确认的最佳焦点、曝光区域偏移度以及狭缝均匀性进行比较，确认本次确认的最佳焦点、曝光区域偏移度以及狭缝均匀性是否有变化，若无变化，说明曝光设备无异常，若有变化，则根据具体的变化对曝光设备的异常进行分析。
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