[发明专利]光刻机剂量均匀性的测量方法

说明书

本发明公开了一种光刻机剂量均匀性的测试方法。该测试方法包括：上载待曝光掩模版，待曝光掩模版包括监控标记；采用待曝光掩模版进行焦面‑剂量矩阵曝光，获取不同焦距和曝光剂量下监控标记的套刻误差；确定焦距、曝光剂量与套刻误差之间的关系矩阵；根据关系矩阵确定曝光剂量作用区间；采用曝光剂量作用区间内的任意曝光剂量对待曝光掩模版进行焦距矩阵曝光；获取监控标记的实际套刻误差；根据关系矩阵以及实际套刻误差确定曝光场内各点的实际曝光剂量，以得到光刻机的剂量均匀性。本发明的技术方案可适应各种工况需求，也可排除焦面与像差的干扰，从而可准确测量光刻机的曝光剂量和剂量均匀性。

技术领域

本发明实施例涉及光刻机技术领域，尤其涉及一种光刻机剂量均匀性的测量方法。

背景技术

光刻机的曝光剂量是指：在曝光过程中硅片单位面积上累积所接受的特定波长(或波长范围)的光能，即硅片面上照明光强对曝光时间的积分。在此基础上，剂量均匀性是指：光刻机在曝光场内，不同位置处的曝光剂量的控制精度。目前光刻机的剂量均匀性测试主要通过机器内部传感器实现。在光刻机中能够对剂量进行测试的探测器主要有两个，一个是属于照明分系统的，位于照明光路中，激光器自带的能量探测器(Energy Detection，ED)；另一个是属于曝光分系统的，位于工件台上面的能量点探测器(Energy Spot Sensor，ESS)。其中，ED主要是用于检测激光器的脉冲能量大小，而ESS可以直接对于扫描光强和积分光强进行探测，通过后续操作，实现剂量的复现。

通常，影响剂量均匀性的因素十分复杂。光刻机剂量系统性能低和剂量精度差均会造成剂量均匀性差。剂量系统性能包括剂量重复性、积分均匀性、扫描均匀性、曝光系统漂移；剂量精度包括有效狭缝宽度的测量误差、光源和透光元件的漂移以及剂量测量误差。光刻机使用传感器测量时往往采用固定的模式，然而实际工况复杂多变，最终的曝光结果可能与传感器测量结果存在区别，因此需要一种准确的工艺测试方法表征光刻机剂量均匀性。对于此，工艺工程师通常使用关键尺寸均匀性(Critical Dimension Uniformity，CDU)监控光刻机状态，但是普通图案受到焦面和像差的影响，难以通过关键尺寸均匀性表征光刻机的剂量均匀性。

发明内容

本发明提供一种光刻机剂量均匀性的测量方法，以适应各种工况需求，排除焦面与像差的干扰，准确测量光刻机的曝光剂量和剂量均匀性。

本发明实施例提出一种光刻机剂量均匀性的测量方法，该方法包括：

上载待曝光掩模版，所述待曝光掩模版包括监控标记；

采用所述待曝光掩模版进行焦面-剂量矩阵曝光，获取不同焦距和曝光剂量下所述监控标记的套刻误差；

确定所述焦距、所述曝光剂量与所述套刻误差之间的关系矩阵；

根据所述关系矩阵确定曝光剂量作用区间；

采用所述曝光剂量作用区间内的任意曝光剂量对所述待曝光掩模版进行焦距矩阵曝光；

获取所述监控标记的实际套刻误差；

根据所述关系矩阵以及所述实际套刻误差确定曝光场内各点的实际曝光剂量，以得到光刻机的剂量均匀性。

进一步地，所述确定所述焦距、所述曝光剂量与所述套刻误差之间的关系矩阵包括：

计算各所述曝光剂量下，所述套刻误差与所述焦距的比值；

建立所述比值与所述曝光剂量的关系。

进一步地，建立所述比值与所述曝光剂量的关系包括：

通过线性拟合、二次项拟合或指数拟合，确定所述比值与所述曝光剂量的关系。

进一步地，所述监控标记包括至少一个重复单元；