一种聚焦评估的方法，包括下列步骤：制作包含第一器件图形和第二器件图形的控片；依次测量控片上同一曝光区域的第一器件图形和第二器件图形临界尺寸差值；在与控片同一批次的晶圆上形成第一器件图形和第二器件图形；测量晶圆上任意一曝光区域的第一器件图形和第二器件图形的临界尺寸；将晶圆上任意一曝光区域的第一器件图形和第二器件图形的临界尺寸进行相减；将晶圆上任意一曝光区域的第一器件图形和第二器件图形的临界尺寸差值与控片上对应曝光区域的第一器件图形和第二器件图形的临界尺寸差值比较。经过上述步骤，测量方便，花费时间少。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体光刻工艺，尤其涉及在光刻工艺中对曝光机台的聚焦评 估的方法。
技术介绍
在半导体器件集成化的要求越来越高的情况下，整个半导体器件大小的 设计也被迫往尺寸不停缩小的方向前进。而半导体工艺中的微影技术更是大 大影响元件尺寸的精密度。因为无论是蚀刻、掺杂工艺都需通过微影工艺来达成，而在整个半导体工业的器件集成度，是否能继续的往0.15微米以下更小 的线宽推进，也决定于微影工艺技术的发展。在半导体集成电路的制造过程中，微影成像工艺无疑地居于极重要的地 位，人们借助此制作工艺可将设计的图案精确地定义在光刻胶层上，然后利 用蚀刻程序将光阻层的图案转移到半导体晶圓上面制得所需的线路构造。一 般而言，微影成像工艺主要包括涂底、光刻胶涂布、曝光及显影等多个步骤。 其中，在曝光工艺中，由于半导体器件的临界尺寸越来越小，器件之间的距 离也日益缩短，而对曝光机台的要求也越来越高，曝光机台的聚焦能力的好 坏直接影响半导体器件的质量。现有光刻工艺中形成光刻胶图案的方法请参考专利号为01140031的中国 专利中公开的技术方案。如图1A所示，首先提供晶圆200,在晶圆200上形成 有半导体器件结构(未标出)；在晶圓200上形成待蚀刻层202,此待蚀刻层202 例如金属层、多晶硅层、氮化硅层或氧化硅层；在待蚀刻层202上形成光刻胶 层204。继续参照图1A,以光罩206为罩幕对光刻胶层204进行曝光工艺208，以使 光刻胶层204分为曝光区204a和204a，以及未曝光区204b，其中的曝光区204a 和204a，经由光罩206的透光区206a被照射光线而分解，未曝光区204b则经由光 罩206的不透光区206b的遮蔽而未受光线的照射，其中于曝光工艺208中所使 用曝光光源例如是i线、氟化氢激光、氟化氨激光等。接着，请参照图1B，经由显影工艺将光刻胶层204中的曝光区204a和204a， 移除，以使未曝光区204b留下，形成第一器件图形205，和第二器件图形205， 其中第一器件图形205，和第二器件图形205属于不同的类型的器件；接着用扫 描电子显微镜测量第一器件图形205，和第二器件图形205的临界尺寸，将第一 器件图形205，的临界尺寸减去第二器件图形205的临界尺寸，得到临界尺寸差 值。如图2所示，由于将光罩上的器件图形转移至晶圓200上的每个芯片时所 用的能量与焦距都是不同的，测量每个芯片中的第 一器件图形的临界尺寸和 第二器件图形的临界尺寸，将同一个芯片中的第一器件图形的临界尺寸减去 第二器件图形的临界尺寸，得到临界尺寸差值；然后，通过将每个芯片的焦 距值和临界尺寸差值的比较，建立临界尺寸差值与焦距相关性的曲线数据(如 图3所示)；根据曲线的二次拟合方程ax^bx+c得出在拟合曲线的中轴-b/2a为 最佳聚焦点。现有技术对曝光工艺中曝光机台的聚焦能力的评估为通过曝光机台将光 罩上的图形转移至光刻胶层上，然后对光刻胶层进行显影，对显影后的每个 芯片中的器件图形进行测量得出临界尺寸，然后将不同类型的两种器件图形 的临界尺寸相减，建立临界尺寸差值与焦距相关性的曲线数据，从而评估曝 光机台的聚焦能力。由于需要对每个芯片中的器件图形进行测量，因此聚焦 评估花费的时间比较长。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种，防止对聚焦评估时间长， 测量不方便。为解决上述问题，本专利技术提供一种，包括下列步骤制 作包含第 一器件图形和第二器件图形的控片；依次测量控片上同 一曝光区域 的第一器件图形和第二器件图形临界尺寸差值；在与控片同一批次的晶圓上 形成第一器件图形和第二器件图形；测量晶圓上任意一曝光区域的第一器件 图形和第二器件图形的临界尺寸；将晶圆上任意一曝光区域的第一器件图形和第二器件图形的临界尺寸进行相减；将晶圆上任意一曝光区域的第 一器件 图形和第二器件图形的临界尺寸差值与控片上对应曝光区域的第一器件图形 和第二器件图形的临界尺寸差值比较。第一器件图形为PMOS图形，第二器件图形为NMOS图形。测量第 一器件图形和第二器件图形临界尺寸的设备是扫描电子扫描显微镜。所述将晶圓上任意曝光区域的第 一器件图形和第二器件图形的临界尺寸 差值与控片上对应曝光区域的第一器件图形和第二器件图形的临界尺寸差值 比较，两差值相差-0.003pm 0.003nm，聚焦能力好。所述将晶圓上任意曝光区域的第一器件图形和第二器件图形的临界尺寸 差值与控片上对应曝光区域的第 一器件图形和第二器件图形的临界尺寸差值 比较，两差值相差为(Vm，聚焦能力最好。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本专利技术通过测量晶圓上任意一 曝光区域第一器件图形和第二器件图形的临界尺寸，然后将晶圓上任意一曝 光区域的第一器件图形和第二器件图形的临界尺寸差值与控片上对应曝光区 域的第 一器件图形和第二器件图形的临界尺寸差值比较，两差值相同聚焦能 力最好。由于只需测量晶圓上任意一曝光区域第 一器件图形和第二器件图形的临界尺寸，得到临界尺寸后与控片上对应的第 一器件图形和第二器件图形 的临界尺寸差值比较，因此测量方便，对曝光工艺中曝光机台的聚焦能力的 评估花费时间少。附图说明图1A至图1B是现有形成光刻胶图案的示意图； 图2为现有技术晶圓上焦距-能量矩阵示意图； 图3为现有技术临界尺寸差值与焦距相关性曲线； 图4是本专利技术聚焦评估实施例的流程图5A、图5A，、图5B、图5B，和图5C是本专利技术聚焦评估实施例的示意图。具体实施例方式现有技术对曝光工艺中曝光机台的聚焦能力的评估为通过曝光机台将光 罩上的图形转移至光刻胶层上，然后对光刻胶层进行显影，对显影后的每个 器件图形进行测量得出临界尺寸，然后将不同类型的两种器件图形的临界尺 寸相减，将差值通过焦距-能量矩阵建立临界尺寸差值与焦距相关性的曲线数 据，从而评估曝光机台的聚焦能力。由于需要每个图形进行测量，因此聚焦 评估花费的时间比较长。本专利技术通过测量晶圓上任意一曝光区域第 一器件图 形和第二器件图形的临界尺寸，然后将晶圓上任意一曝光区域的第一器件图 形和第二器件图形的临界尺寸差值与控片上对应曝光区域的第 一器件图形和 第二器件图形的临界尺寸差值比较，两差值相同聚焦能力最好。由于只需测 量晶圆上任意一曝光区域第 一器件图形和第二器件图形的临界尺寸，得到临 界尺寸后与控片上对应的第一器件图形和第二器件图形的临界尺寸差值比 较，因此测量方便，对曝光工艺中曝光机台的聚焦能力的评估花费时间少。 为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。图4为本专利技术聚焦评估实施例的流程图。如图4所示，执行步骤S101制 作包含第 一器件图形和第二器件图形的控片；执行步骤S102依次测量控片上 同一曝光区域的第一器件图形和第二器件图形临界尺寸差值；执行步骤S103 在与控片同 一 批次的晶圓上形成第 一 器件图形和第二器件图形；执行步骤S104测量晶圓上任意一曝光区域的第一器件图形和第二器件图形的临界尺 寸；执行步骤S105将晶圓上任意一曝光区域的第 一器件图形和第二器件图形 的临界尺寸进行相减；执行步骤S106将晶圆上任意一曝光区域的第一器件图 形和第二器件图形的临界尺寸差值与控片上对应曝光区域的第本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚焦评估的方法，其特征在于，包括下列步骤： 制作包含第一器件图形和第二器件图形的控片； 依次测量控片上同一曝光区域的第一器件图形和第二器件图形临界尺寸差值； 在与控片同一批次的晶圆上形成第一器件图形和第二器件图形； 测量晶圆上任意曝光区域的第一器件图形和第二器件图形的临界尺寸； 将晶圆上任意曝光区域的第一器件图形和第二器件图形的临界尺寸进行相减； 将晶圆上任意曝光区域的第一器件图形和第二器件图形的临界尺寸差值与控片上对应曝光区域的第一器件图形和第二器件图形的临界尺寸差值比较。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郁志芳，余云初，张轲，王跃刚，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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