[发明专利]曝光设备焦距监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种曝光设备焦距监测 的方法。

背景技术

半导体集成电路制造工艺中，通过光刻工艺的曝光设备(Exposure Equipment)将掩模板上的版图图案转移到半导体衬底的光刻胶层中，形 成光刻胶图案；然后，以该光刻胶图案作为掩模层，对半导体衬底执行 后续的刻蚀或离子注入工艺。

在光刻工艺中，光刻胶图案的线宽以及其侧壁轮廓会受到曝光设备 聚焦状况的影响。而光刻胶图案的线宽以及轮廓会直接影响后续的刻蚀 或离子注入工艺，因而，曝光设备聚焦状况的监测(称为聚焦监测，Focus Monitor)显得尤为重要。

曝光设备在工作时，曝光光源发出的光经过准直后投射于具有半导 体集成电路器件某一层版图图案的掩模板上，穿过该掩模板的光携带有 版图图案的信息，光穿过所述掩模板后，经过成像系统，投射在半导体 衬底的光刻胶层上，使光刻胶层感光。

由于焦距变化会引起形成的光刻胶图案的轮廓的变化，进而引起线 宽发生变化，无论是在向上(接近曝光设备的成像系统)还是向下(远 离曝光设备的成像系统)在偏离最佳焦距，都会造成曝光后的图案模糊， 因而对于同一个掩模板图案，通过曝光设备在不同的焦距下进行曝光而 形成的光刻胶图案，在最佳焦距时线宽是最大的。现有技术中的曝光设 备的焦距的监测方法多是基于上述原理来设计的。例如，在公开号为CN 1459670A的中国专利申请文件中就公开了一种基于上述的原理的焦距监 测方法。

然而，利用上述的原理来对曝光设备的焦距进行检测时，需要曝光 设备在不同的焦距下形成光刻胶图案，并一一测量所述的光刻胶图案的 线宽，且还要通过比较找出最大的线宽，根据该最大的线宽的光刻胶图 案相应的焦距获得曝光设备的焦距。步骤复杂而繁琐，效率较低。而且 也只能离线监测，使得正常的生产工艺受到影响。

发明内容

本发明提供一种曝光设备焦距的监测方法，以解决现有的监测方法 步骤复杂繁琐、效率较低的问题。

本发明提供的一种曝光设备焦距监测的方法，包括：

提供具有基准标记的掩模板，通过光刻工艺和刻蚀工艺，将所述基 准标记转移到基底的上，在所述基底上形成基准标记图案；

提供具有测试标记的掩模板；

在具有所述基准标记图案的基底上形成光刻胶层，利用所述的曝光 设备执行光刻工艺，将所述测试标记转移到所述光刻胶层中，形成测试 标记图案；

测量所述测试标记图案与基准标记图案的偏移量；

若所述的偏移量不等于目标值，则所述曝光设备偏离最佳曝光位 置。

可选的，进一步包括：判断所述偏移量是否超出目标值的阈值范围， 若是，则需要停止曝光设备工作。

可选的，进一步包括：根据所述偏移量与曝光设备焦距的对应关系， 获得曝光设备的实际焦距。

可选的，所述基准标记和测试标记为套刻标记。

可选的，所述基准标记和测试标记形成于具有器件图案的外围的切 割道上。

可选的，通过套刻测量设备测量所述偏移量。

与现有技术相比，上述技术方案中的一个具有以下优点：

所述的方法中，通过测量基准标记和测试标记的偏移量并与目标值 对比，以判断所述偏移量与其目标值是否有变化，进而可获知该曝光设 备是否工作在最佳曝光焦距状态下；相对于现有技术需要多次测量多个 图案的线宽，根据线宽计算最大线宽，并根据最大线宽反推最佳焦距的 方法，本方法工艺步骤简单，测量效率较高；

此外，该方法可以在线检测，不必在曝光设备离线状态下进行，测 试标记和基准标记可以形成于具有产品图案的掩模板的外围，与产品的 光刻步骤同时进行，不会单独占用曝光设备的时间；工艺步骤简单，不 必经过多次测量和计算，仅通过一次测量并将该测量值与目标值比对即 可。

附图说明

图1为本发明的方法的实施例中具有套刻标记掩模板的示意图；

图2为图1的其中一个套刻标记放大后的示意图；

图3为将图1的掩模板图案转移到基底上后形成的相邻两个shot 的示意图；

图4为本发明的实施例的具有套刻标记的另外的掩模板的示意图；

图5为将图1和图5的两个掩模板的图案形成于基底上后的示意图；