[发明专利]一种光刻机的监测系统及光刻机的监测方法

说明书

技术领域

本发明属于芯片光刻技术领域，涉及一种光刻机的监测系统，另外，还涉及光刻机能量及焦点稳定性的监测方法。

背景技术

光刻技术是集成电路的关键技术之一，在整个产品的制造中是重要的经济增长因子，光刻成本占据了整个制造成本的35％。光刻技术也是决定了集成电路摩尔定律发展的一个重要原因，如果没有光刻技术的进步，集成电路就不可能从微米进入深亚微米再进入纳米时代。

如图1所示，现有的光刻机的监测系统10’包括能量稳定性监测系统11’及焦点稳定性监测系统12’。能量稳定性监测系统11’及焦点稳定性监测系统12’分别由若干晶片(wafer)111’、121’组成，并且彼此是分离工作的。如ASML光刻机中，能量稳定性监测系统11’包括4片晶片111’，焦点稳定性监测系统12’包括2片晶片121’。

请参阅图3，借以介绍现有监测系统的工作过程。首先，能量稳定性监测系统中的若干晶片完成光刻机能量稳定性的监测(步骤A1’)；与此同时，焦点稳定性监测系统中的若干晶片完成最佳焦平面的稳定性监测(步骤B1’)。上述能量稳定性监测系统的晶片与焦点稳定性监测系统的晶片的工作过程如下：在监测晶圆上利用涂部机均匀涂上光刻胶，进行烘烤甩干后，送入曝光机。在曝光机中利用透镜成像原理，把特定的光掩膜(Mask)上的图像通过光能转移到涂了光刻胶的晶圆上，然后再回到涂部机进行显影。至此完成光刻程序，即可得到需要的图形。

该两项工作分开进行。待这两项工作均进行完毕，能量稳定性监测系统中的晶片完成关键线宽的量测(步骤A2’)，由关键线宽的稳定性、统一性来监测对应能量的稳定性。焦点稳定性监测系统完成不同焦点对应关键线宽的量测(步骤B2’)，由关键线宽数据拟合的抛物线来监测对应焦点的稳定性。

由此可见，上述能量稳定性监测系统的4片晶片与焦点稳定性监测系统的2片晶片的工作原理及过程相同；因此，在光刻机中分别设置两组晶片不但浪费了资源，监测及测量的速度也会受到影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以减少原料、提高工作效率的光刻机的监测系统。

另外，本发明还提供一种配备上述监测系统的光刻机的监测方法。

一种光刻机的监测系统，该监测系统包括能量稳定性监测系统及焦点稳定性监测系统；所述能量稳定性监测系统完成光刻机能量稳定性的监测、及关键线宽的量测；所述焦点稳定性监测系统完成最佳焦平面的稳定性监测、及不同焦点对应关键线宽的量测；所述能量稳定性监测系统及焦点稳定性监测系统均包括若干晶片；所述能量稳定性监测系统与所述焦点稳定性监测系统共用一组晶片；所述共用的一组晶片中，部分晶片完成光刻机能量稳定性的监测、关键线宽的量测、最佳焦平面的稳定性监测、及不同焦点对应关键线宽的量测。

作为本发明的一种优选方式，所述监测系统中的晶片包括共用晶片组及单用晶片组；所述共用晶片组完成光刻机能量稳定性的监测、关键线宽的量测、最佳焦平面的稳定性监测、及不同焦点对应关键线宽的量测；所述共用晶片组中晶片的数目对应于能量稳定性监测系统、焦点稳定性监测系统中所需晶片数目较少的一个；所述单用晶片组属于能量稳定性监测系统、焦点稳定性监测系统中所需晶片数目较多的一个。

作为本发明的一种优选方式，所述能量稳定性监测系统中晶片数目与涂部机的显影槽个数相对应。

作为本发明的一种优选方式，所述能量稳定性监测系统中晶片数目为4个。

作为本发明的一种优选方式，所述焦点稳定性监测系统中晶片数目与涂部机的涂胶槽个数相对应。

作为本发明的一种优选方式，所述焦点稳定性监测系统中晶片数目为2个。

作为本发明的一种优选方式，所述能量稳定性监测系统中晶片数目为4个；其中2个晶片为能量稳定性监测系统及焦点稳定性监测系统所共用，完成光刻机能量稳定性的监测、关键线宽的量测、最佳焦平面的稳定性监测、及不同焦点对应关键线宽的量测。

配备上述监测系统的光刻机的监测方法，所述监测方法包括以下过程：

所述监测系统中的晶片监测光刻机能量的稳定性，同时监测最佳焦平面的稳定性；

所述监测系统中的晶片量测关键线宽，同时量测不同焦点对应的关键线宽；

共用的一组晶片中，部分晶片完成光刻机能量稳定性的监测、关键线宽的量测、最佳焦平面的稳定性监测、及不同焦点对应关键线宽的量测。