CN215813729U

CN215813729U - 一种用于校正遮光板位置精度的监控光罩

Info

Publication number: CN215813729U
Application number: CN202121584306.8U
Authority: CN
Inventors: 陈成; 蔡亮; 王晓龙
Original assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Current assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority date: 2021-07-13
Filing date: 2021-07-13
Publication date: 2022-02-11
Anticipated expiration: 2031-07-13

Abstract

本实用新型公开了一种用于校正遮光板位置精度的监控光罩，包括用于测量遮光板的位置精度测量单元，测量单元包括，第一组刻度和第二组刻度，第一组刻度的精度低于第二组刻度的精度；第一组刻度的精度高于200μm。本实用新型通过提供具有两组刻度的监控光罩，提高了对遮光板的位置校正精度，有利于产品质量的提升，同时，当遮光板的位置精度满足第一组刻度，即满足较低的精度范围时，就能够满足实际生产的需要，当遮光板的位置精度不满足第一组刻度时，才需要用到第二组刻度对其位置进行精确的测量，根据测量出的位置数据，对遮光板的位置进行校正，因此，也可以节省操作时间，有助于产能提升。

Description

一种用于校正遮光板位置精度的监控光罩

技术领域

本实用新型涉及半导体制造领域，特别涉及一种用于校正遮光板位置精度的监控光罩。

背景技术

半导体光刻技术是将光罩上预设的图形通过涂胶曝光显影在晶圆上，但光刻过程中，半导体的非曝光区需要通过遮光板进行遮挡，若遮光板的位置精度超出正常范围，移动至光罩的图形区，且对图形进行了遮挡，便会造成图形曝光不全，导致产品产生不良，影响整体良率，因此，遮光板的位置精度成为光刻技术中需要重点管控的参数之一。

遮光板的位置精度需要定期进行精度维护，现有技术中，精度维护需要用到带有刻度的专用光罩，行业内一般称为监控光罩，监控光罩的刻度图形设置于曝光区与非曝光区的边界位置处，且部分刻度位于曝光区，部分刻度位于非曝光区，精度维护时，将遮光板移动至工作位置，即移动至监控光罩的非曝光区，之后进行曝光，将监控光罩的刻度图形曝光至晶圆，曝光完成后，非曝光区的刻度被遮挡，而曝光区的刻度正常曝光至晶圆，曝光区与非曝光区的边界处的刻度可以确定为遮光板的位置，通常为了减小误差，会将遮光板的四条边的位置刻度读出，再通过计算得出遮光板的位置精度。图1示出了现有技术中精度维护时，在晶圆上形成的曝光图形，其中，非曝光区1是由于遮光板遮光形成，曝光区2为正常曝光形成，根据两者交界处的刻度线3即可确认遮光板的位置精度。现有技术中，遮光板的精度确认只能达到200μm，即，现有技术中的精度维护时，监控光罩的实测位置与目标位置的偏差在± 200μm以内时，均判定为符合标准，而且一般通过人工读取后，再计算位置精度。但现有技术中遮光板的位置精度依然较低，为了提高产品整体质量，需要进一步提高遮光板的位置精度。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于校正遮光板位置精度的监控光罩，能实现遮光板位置精度的提升。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的用于校正遮光板位置精度的监控光罩，包括一测量单元，所述测量单元曝光于晶圆表面后，用于测量所述遮光板的位置精度；

所述测量单元包括：

第一组刻度，所述第一组刻度包括四条与水平方向具有夹角的刻度线组，曝光于晶圆表面后，分别用于测量所述遮光板的四条边的位置精度；

第二组刻度，所述第二组刻度包括两条水平方向的刻度线组和两条垂直方向的刻度线组，曝光于晶圆表面后，分别用于测量所述遮光板的四条边的位置精度；

所述第一组刻度的精度低于所述第二组刻度的精度；

所述第一组刻度的精度高于200μm。

较佳地，所述第一组刻度的精度为20μm；所述第二组刻度的精度为2μm。

较佳地，所述第一组刻度的刻度线组与水平方向的夹角为30°-60°。

较佳地，所述第一组刻度的刻度线形成为套刻结构；

所述第二组刻度的刻度线形成为线宽结构。

较佳地，所述套刻结构的内层刻度与外侧刻度之间的间距为3μm。

较佳地，所述测量单元在晶圆上进行曝光形成五个图形，所述五个图形形成为十字排列。

较佳地，所述五个图形中的任意两个横向相邻的图形间距为52μm，任意两个纵向相邻的图形间距为66μm。

本实用新型通过提供具有两组刻度的监控光罩，提高了对遮光板的位置校正精度，有利于产品质量的提升，另外，通过在测量设备上编辑量测程式，实现了遮光板位置的自动读取及计算，既避免了人工读取可能产生的误差，又节省了操作时间，有利于产能提升；同时，当遮光板的位置精度满足第一组刻度，即满足较低的精度范围时，就能够满足实际生产的需要，当遮光板的位置精度不满足第一组刻度时，才需要用到第二组刻度对其位置进行精确的测量，根据测量出的位置数据，对遮光板的位置进行校正，因此，也可以节省操作时间，有助于产能提升。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面对本实用新型所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是现有技术一监控光罩于晶圆曝光后的示意图(附带遮光板)；

图2是本实用新型的监控光罩一实施例的结构示意图；

图3是本实用新型的监控光罩一实施例的测量单元曝光于晶圆后的示意图(附带遮光板)；

图4是本实用新型的监控光罩一实施例的套刻结构示意图；

图5是本实用新型的监控光罩一实施例的五组测量单元曝光于晶圆后的示意图。

图中，1-非曝光区；2-曝光区；3-刻度线；10-监控光罩；20-测量单元；21-第一组刻度；22-第二组刻度；30-曝光区；31-非曝光区；40-晶圆；41-测量单元曝光于晶圆的图形；211- 套刻结构。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参考图2，示出了本实用新型的一种用于校正遮光板位置精度的监控光罩10，所述监控光罩包括测量单元20，所述测量单元曝光于晶圆表面后，用于测量所述遮光板的位置精度；

所述测量单元20包括：

第一组刻度21，所述第一组刻度21包括四条与水平方向具有夹角的刻度线组，曝光于晶圆表面后，分别用于测量所述遮光板的四条边的位置精度；

第二组刻度22，所述第二组刻度22包括两条水平方向的刻度线组和两条垂直方向的刻度线组，曝光于晶圆表面后，分别用于测量所述遮光板的四条边的位置精度；

所述第一组刻度21的精度低于所述第二组刻度22的精度。

所述第一组刻度21的精度高于200μm。

本实用新型实施例中，在监控光罩10的主图形区设计一个测量单元20，该测量单元20 均包括两组精度不同的刻度，设置第一组刻度21的精度低于第二组精度的刻度，且第一组刻度21的精度高于现有技术中的测试精度200μm，需要特别说明的是，本实用新型中定义：精度值越小，精度越高。使用本实用新型实施例中的监控光罩10对遮光板进行精度维护的曝光过程同现有技术中曝光过程，但遮光板位置数据的读取通过在量测设备上编辑量测程式完成遮光板曝光位置的读取与计算，省去了人工读取及计算的步骤，节省了操作时间，有助于产能提升，且可以避免人工读取可能产生的误差。另外，需要说明的是，本实用新型实施例中，两组不同精度的刻度，通过两种量测设备分别进行读取和计算，当遮光板的位置精度满足第一组刻度21，即满足较低的精度范围时，就能够满足实际生产的需要，无需对遮光板的位置进行第二次精度测量与计算，也无需对遮光板的位置进行校正，因此可以节省操作时间，有助于产能提升；当遮光板的位置精度不满足第一组刻度21时，才需要用到第二组刻度22 对其位置进行精确的测量，根据测量出的位置数据，对遮光板的位置进行校正，但由于两次的测量与计算均通过量测设备进行，无需人工读取，因此，依然可以节省操作时间。

参考图3，示出了本实用新型实施例中的监控光罩10曝光于晶圆后的示意图，其中非曝光区31为遮光板遮光所致，曝光区30为监控光罩10的正常曝光；本实用新型实施例提供的测量单元20的第一组刻度21、第二组刻度22的刻度线于晶圆的曝光图形沿非曝光区31的宽度方向贯穿非曝光区31，且非曝光区31的两条边界线处均有刻度线，以完成对非曝光区 31两个边界的测量，进一步提高了测量精度。

较佳地，所述第一组刻度21的精度为20μm；所述第二组刻度22的精度为2μm。可理解地，本实用新型实施例中，遮光板的位置精度由现有技术中的200μm提高至2μm，有利于产品质量的提升。

较佳地，所述第一组刻度21的刻度线组与水平方向的夹角为30°-60°。可理解地，第一组刻度21的刻度线组与水平方向的夹角在设定范围内均可，但需要注意的是，刻度线组需要避开监控光罩10及晶圆的有图形标记的位置，比如，定位标记等，优选地，一般设置为 45°。

较佳地，所述第一组刻度21的刻度线形成为套刻结构211；

所述第二组刻度22的刻度线形成为线宽结构。

参考图4，较佳地，所述套刻结构的内层刻度与外侧刻度之间的间距d1为3μm。

本实用新型实施例中，第一组刻度21用于确认遮光板的位置精度，采用套刻结构，便于更直观地判断出遮光板的位置精度是否符合既定的标准，如果符合既定标准，就无需进行更精确的测量。而将套刻结构的标记按照斜向排列，即与水平方向具有一定角度排列，是因为，套刻结构的标记较大，当采用水平或垂直排列时，套刻结构的标记距离很近，使量测受到影响。

参考图5，较佳地，五组所述测量单元20在晶圆上进行曝光形成五个图形，所述五个图形形成为十字排列。

参考图5，较佳地，所述五个图形中的任意两个横向相邻的图形间距为52μm，任意两个纵向相邻的图形间距为66μm。

本实用新型实施例中，为了提高测试精度，通过对测量单元曝光在晶圆上产生多个图形，测量该多个图形的位置并进行计算，从而得到更精确的位置精度。具体操作为：在一次曝光过程中，通过移动晶圆载台至不同的设定位置，使的测量单元在晶圆的相应位置处产生多个图形。但在晶圆得到的图形越多，需要的曝光时间也越长，不利于产能提升，优选地，本实用新型采用对五组测量单元进行曝光，兼顾了位置精度的准确性和产能，既能保证遮光板的位置精度得到较准确的校正，又能不占用过长的生产时间。

综上所述，本实用新型通过提供具有两组刻度的监控光罩，提高了对遮光板的位置校正精度，有利于产品质量的提升，另外，通过在量测设备上编辑量测程式，实现了遮光板位置的自动读取及计算，既避免了人工读取可能产生的误差，又节省了操作时间，有利于产能提升；同时，当遮光板的位置精度满足第一组刻度，即满足较低的精度范围时，就能够满足实际生产的需要，当遮光板的位置精度不满足第一组刻度时，才需要用到第二组刻度对其位置进行精确的测量，根据测量出的位置数据，对遮光板的位置进行校正，因此，也可以节省操作时间，有助于产能提升。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims

1.一种用于校正遮光板位置精度的监控光罩，其特征在于，所述监控光罩包括一测量单元，所述测量单元曝光于晶圆表面后，用于测量所述遮光板的位置精度；

所述测量单元包括：

所述第一组刻度的精度低于所述第二组刻度的精度；

所述第一组刻度的精度高于200μm。

2.如权利要求1所述的监控光罩，其特征在于，所述第一组刻度的精度为20μm；所述第二组刻度的精度为2μm。

3.如权利要求2所述的监控光罩，其特征在于，所述第一组刻度的刻度线组与水平方向的夹角为30°-60°。

4.如权利要求3所述的监控光罩，其特征在于，所述第一组刻度的刻度线形成为套刻结构；

所述第二组刻度的刻度线形成为线宽结构。

5.如权利要求4所述的监控光罩，其特征在于，所述套刻结构的内层刻度与外侧刻度之间的间距为3μm。

6.如权利要求1所述的监控光罩，其特征在于，所述测量单元在晶圆上进行曝光形成五个图形，所述五个图形形成为十字排列。

7.如权利要求6所述的监控光罩，其特征在于，所述五个图形中的任意两个横向相邻的图形间距为52μm，任意两个纵向相邻的图形间距为66μm。