[发明专利]一种相移掩膜在二次曝光中侧蚀宽度安全范围的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体的测试方法，特别是涉及一种相移掩膜在二次曝光中侧蚀宽度安全范围的确定方法。

背景技术

在半导体光刻技术中，通常采用最多的是投影光刻，即用接触式、接近式或投影式把掩膜上的电路图形曝光到涂了光致抗蚀剂，即光刻胶的硅片上，产生抗蚀剂图形。为了提高投影图形的分辨率，即产生更细尺寸的图形，往往要求增加投影透镜的数值孔径并缩短曝光波长。随着技术的发展，通过增加孔径，减小曝光波长，采用高级光致抗蚀剂，或多层抗蚀剂工艺，提高工作台定位精度，套刻精度和自动调焦精度等措施之后，已使光刻产生的图形特征尺寸减小到了亚微米，但是，如只依靠单纯继续增加数值孔径和减小曝光波长，不但不能使光刻分辨率增加，反而会使其恶化。这是因为影响实际光刻分辨率的关键因素—焦深，焦深就是产生清晰图像的调焦范围，超出此范围，产生的像就会模糊不清了。由于透镜的焦深与成曝光波长正比，与孔径成反比，所以靠增大孔径，减小波长提高分辨率的同时，焦深也严重减小了。当减小到所要求的最小焦深范围时，就难以使准确像面与硅片上抗蚀剂层表面完全吻合，因而就会使产生的图形线条粗细不一，甚至分辨不清。所以在传统光刻技术中，单纯靠增加孔径，减小波长，也不能再进一步增加分辨率。

在此形势下，人们提出了相移掩膜的方法。相移掩膜是在传统的透射掩膜上，选择性地给一些透光图形加上一层适当厚度的透明膜层，称为相移层。使加了相移层的区域与未加相移层的区域之间的光学相位差180度。这样，就可以通过控制图形衍射光之间的干涉效应，“修整”和“优化”图形光强分布来提高图形对比度和分辨率。随着电路集成度的不断提高，在电路的制作过程中往往需要多次甚至数十次的曝光，由于一般的相移掩膜包括遮光膜102及104、相移膜101及103及玻璃基板，在多次曝光的过程中，各该相移膜相应的位置应该只进行一次曝光，即所述遮光板应该是严格对准的，如图1所示。然而，实际操作中，遮光板是很难严格对准的，这种遮光板的偏移往往会导致光刻胶的二次曝光，而光刻胶的二次曝光区域205往往会造成后续刻蚀过程中光刻图形的变化，从而导致光刻精度的降低甚至是电路的失效，如图2及图3所示。而且，这种掩膜的偏移往往也是难以避免的。因而，需要将该偏移控制在一安全的范围内。

因此，本发明提供一种相移掩膜在二次曝光下安全侧蚀宽度范围的确定方法，以确定相移掩膜在二次曝光下安全侧蚀宽度范围。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种相移掩膜在二次曝光下安全侧蚀宽度范围的确定方法，以确定相移掩膜在二次曝光下安全侧蚀宽度范围。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种相移掩膜在二次曝光下安全侧蚀宽度范围的确定方法，至少包括以下步骤：

1）提供包括透明基底、相移层及遮光层相移掩膜及光刻材料，于所述遮光层中形成多个不同宽度的曝光窗口，并采用预设能量的光通过各该曝光窗口对所述光刻材料依次进行第一次曝光及第二次曝光形成二次曝光图形；

2）通过对所述二次曝光图形的检测确定在预设能量的光下相移掩膜在二次曝光下安全的侧蚀宽度范围。

作为本发明的相移掩膜在二次曝光中侧蚀宽度安全范围的确定方法的一种优选方案，步骤1）中，多个不同宽度的曝光窗口的起始端连接于同一基线上。

作为本发明的相移掩膜在二次曝光中侧蚀宽度安全范围的确定方法的一种优选方案，其特征在于：步骤1）中，多个不同宽度的曝光窗口依据宽度递增或递减的方式排列。

进一步地，各该曝光窗口呈阶梯状紧密相连。

本发明还提供一种相移掩膜在二次曝光下安全侧蚀宽度范围的确定方法，至少包括以下步骤：

1）提供包括透明基底、相移层及遮光层相移掩膜及光刻材料，于所述遮光层中形成多个不同宽度的曝光窗口，并采用预设能量的光通过各该曝光窗口对所述光刻材料依次进行第一次曝光及第二次曝光形成二次曝光图形；

2）通过对所述二次曝光图形的检测确定在预设能量的光下相移掩膜在二次曝光下安全的侧蚀宽度范围；

3）改变光的预设能量，重复步骤1）与步骤2），获得在不同预设能量的光下相移掩膜在二次曝光下安全的侧蚀宽度范围。

作为本发明的相移掩膜在二次曝光中侧蚀宽度安全范围的确定方法的一种优选方案，步骤1）中，多个不同宽度的曝光窗口的起始端连接于同一基线上。

作为本发明的相移掩膜在二次曝光中侧蚀宽度安全范围的确定方法的一种优选方案，：步骤1）中，多个不同宽度的曝光窗口依据宽度从小到大的方式排列。

进一步地，各该曝光窗口呈阶梯状紧密相连。