CN101644898B - 不同倍率光刻机之间的套刻精度的测量方法 - Google Patents

不同倍率光刻机之间的套刻精度的测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种不同倍率光刻机之间的套刻精度的测量方法，包括以下步骤：(1)在标准光刻掩模板上平行放置两排测试图形：第一排测试图形为参考光刻倍率对应的外框测试图形；第二排测试图形为对比光刻倍率对应的内框测试图形；(2)用参考光刻倍率的光刻机对准第一排测试图形，进行第一次光刻工艺，在硅片上形成外框光刻图形；(3)用对比光刻倍率的光刻机对准第二排测试图形，进行第二次光刻工艺，形成内框光刻图形；(4)测量外框光刻图形和内框光刻图形的套刻差，得到套刻精度差值。本发明不需要标准片即可测得不同倍率光刻机之间的套刻精度偏差，避免多块标准光刻版在反复使用之后引入的套刻偏差。

Description

不同倍率光刻机之间的套刻精度的测量方法
技术领域
本发明涉及一种不同倍率光刻机之间的套刻精度的测量方法。
背景技术
目前，很多半导体制造业公司都同时拥有不同倍率的光刻机(例如有的公司同时有2X/4X/5X)，而不同倍率的光刻机之间的套刻精度，都是通过测量与标准片之间的套刻精度来验证。在经过反复使用后，标准片的精度也会随之降低。在这种情况下，同时还需要多块不同倍率的标准光刻版，多块标准光刻版不但成本高，而且多块标准光刻版在反复使用之后，也可能引入的套刻偏差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种不同倍率光刻机之间的套刻精度的测量方法，它可以不需要标准片，测得不同倍率光刻机之间的套刻精度偏差，避免多块标准光刻版在反复使用之后引入的套刻偏差。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种不同倍率光刻机之间的套刻精度的测量方法，包括以下步骤：
(1)在标准光刻掩模板上平行放置两排测试图形：第一排测试图形为参考光刻倍率对应的外框测试图形；第二排测试图形为对比光刻倍率对应的内框测试图形；
(2)用参考光刻倍率的光刻机对准第一排测试图形，进行第一次光刻工艺，在硅片上形成外框光刻图形；
(3)用对比光刻倍率的光刻机对准第二排测试图形，在外框光刻图形范围进行第二次光刻工艺，形成内框光刻图形；
(4)测量外框光刻图形和内框光刻图形的套刻差，得到参考光刻倍率光刻机与对比光刻倍率光刻机之间的套刻精度差值。
因为本发明采用在标准光刻版上制作一组测试图形，可以不需要标准片，测得不同倍率光刻机之间的套刻精度偏差，避免多块标准光刻版在反复使用之后引入的套刻偏差。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明一个实施例中标准光刻掩模板上的测试图形的示意图；
图2是本发明采用图1的光刻掩模板进行光刻后的图形。
具体实施方式
如图1所示，本发明的不同倍率光刻机之间的套刻精度的测量方法首先在标准光刻掩模板上平行放置两排测试图形：第一排测试图形为参考光刻倍率对应的外框测试图形；第二排测试图形为对比光刻倍率对应的内框测试图形，在光刻掩模板上设置上述两排测试图形时，测试图形区域由透光区域和不透光区域组成，而非图形区域1则即可以是透光区域，也可以是不透光区域。
本发明的两排测试图形可以分别包括两个以上的测试图形(如图1中分别为3个)，第一排为外框测试图形，均采用5X光刻倍率为参考光刻倍率设置测试图形尺寸，图中外框的外边长为150nm，内边长为100nm。该图形尺寸可以根据需要设定，其满足光刻后图形缩小倍率为参考光刻倍率。第二排测试图形为内框测试图形，要根据待测的对比倍率进行设置，图中三个内框测试图形的边长分别为50nm(对应5X光刻倍率)、40nm(对应4X光刻倍率)和20nm(对应2X光刻倍率)，上述尺寸可以根据需要设置，但需正比于该内框测试图形对应的光刻倍率。
设置好标准光刻掩模板的测试图形之后，用参考光刻倍率的光刻机对准第一排测试图形，进行第一次光刻工艺。例如要对比5X光刻倍率与2X光刻倍率的套刻精度差值，则对准第二排2X光刻倍率对应内框测试图形上方的外框测试图形，要对比5X光刻倍率与5X光刻倍率的套刻精度差值，则对准第二排5X光刻倍率对应内框测试图形上方的外框测试图形。光刻后在硅片上形成外框光刻图形。
然后用对比光刻倍率的光刻机对准第二排测试图形，即将光刻掩模板向下平移至第二排对比光刻倍率对应的内框测试图形的位置，在外框光刻图形范围进行第二次光刻工艺，形成内框光刻图形。
采用不同的对比光刻倍率进行光刻后的光刻套刻图形如图2所示，进一步测量外框光刻图形和内框光刻图形的套刻差(图中尺寸A、B、C、D)，即得到参考光刻倍率(5X)光刻机与对比光刻倍率(同为5X)光刻机之间的套刻精度差值，同样方法可得到其他不同倍率光刻机之间的套刻精度差值。
本发明的测量方法采用在标准光刻版上制作一组测试图形，可以不需要标准片，测得不同倍率光刻机之间的套刻精度偏差，避免多块标准光刻版在反复使用之后引入的套刻偏差。

Claims (3)

1.一种不同倍率光刻机之间的套刻精度的测量方法；其特征在于，包括如下步骤：
(1)在标准光刻掩模板上平行放置两排测试图形：第一排测试图形为参考光刻倍率对应的外框测试图形；第二排测试图形为对比光刻倍率对应的内框测试图形；
(2)用参考光刻倍率的光刻机对准第一排测试图形，进行第一次光刻工艺，在硅片上形成外框光刻图形；
(3)用对比光刻倍率的光刻机对准第二排测试图形，在所述外框光刻图形范围进行第二次光刻工艺，形成内框光刻图形；
(4)测量所述外框光刻图形和内框光刻图形的套刻差，得到所述参考光刻倍率光刻机与所述对比光刻倍率光刻机之间的套刻精度差值。
2.如权利要求1所述的不同倍率光刻机之间的套刻精度的测量方法，其特征在于，所述的第一排测试图形与第二排测试图形分别包括两个以上的测试图形，所述第一排测试图形为同一个参考光刻倍率对应的外框测试图形，所述第二排测试图形为多个对比光刻倍率对应的内框测试图形，所述各内框测试图形的大小与其对应的光刻倍率成正比。
3.如权利要求2所述的不同倍率光刻机之间的套刻精度的测量方法，其特征在于，步骤(2)所述对准第一排测试图形是指，对准对比光刻倍率对应的内框测试图形上方的外框测试图形，步骤(3)所述对准第二排测试图形是指，完成步骤(2)后，将所述光刻掩模板向下平移至第二排对比光刻倍率对应的内框测试图形的位置。
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