專利名稱：用于集成電路制造的曝光系統(tǒng)的校正方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路及半導(dǎo)體器件的制造工藝，尤其是，本發(fā)明提供了 一種用于集成電路制造的曝光系統(tǒng)的校正方法和器件。僅僅通過舉例，本發(fā) 明已經(jīng)能夠被應(yīng)用到確定優(yōu)化曝光機(jī)的聚焦過程。但是，應(yīng)認(rèn)識(shí)到本發(fā)明具 有寬得多的應(yīng)用范圍。例如，本發(fā)明可以用于在半導(dǎo)體晶圓上形成圖形。
背景技術(shù)：
集成電路已經(jīng)從制造在單個(gè)硅芯片上的少量互連器件發(fā)展到數(shù)百萬(wàn)個(gè)器 件。常規(guī)集成電路具有遠(yuǎn)超過原來(lái)設(shè)想的性能和復(fù)雜性。為了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性和 電路密度(即，能封裝到給定芯片面積上的器件數(shù)目)的改進(jìn)，亦稱為器件 "幾何尺寸"的最小器件特征的尺寸也隨著每代集成電路變得越來(lái)越小?，F(xiàn)
在制造的半導(dǎo)體器件的特征尺寸小于0.25nm。
增加電路密度不僅改善集成電路的復(fù)雜性和性能，而且為消費(fèi)者提供較 低成本的部件。集成電路或芯片的制造設(shè)備可花費(fèi)數(shù)億或甚至數(shù)十億美元。 各個(gè)制造設(shè)備將具有一定的晶片生產(chǎn)能力，并且各個(gè)晶片會(huì)在其上具有若干 集成電路。因此，通過使得集成電路的單個(gè)器件更小，可以在每個(gè)晶片上制 造更多的器件，因此增加制造設(shè)備的產(chǎn)出。使器件更小非常具有挑戰(zhàn)性，這 是因?yàn)榧呻娐窐?gòu)造中使用的每個(gè)工藝具有限制。即，給定工藝通常僅能加 工小至一定的特征尺寸，然后需要改變工藝或器件布局。這種極限的一個(gè)例 子是，在價(jià)格有效和制造有效率的方式下，制造集成電路所用到的化學(xué)干法 刻蝕工藝。
集成電路制造過程包括各種工藝，例如，所述工藝包括晶圓生長(zhǎng)、光刻、 摻雜、氧化、淀積、刻蝕去除、外延生長(zhǎng)以及其它。定義和形成晶圓上的特定區(qū)域以符合集成電路的特 定設(shè)計(jì)。通常，采用版圖設(shè)計(jì)產(chǎn)生光掩模版(根據(jù)不同的應(yīng)用，或者產(chǎn)生掩 模版圖形)。晶圓表面通常會(huì)覆蓋一層光刻膠，然后晶圓被穿過光掩膜版的 光線曝光。曝光之后，被曝光過的光刻膠區(qū)域采用化學(xué)工藝被去除掉。結(jié)果， 所述晶圓上包含了干凈區(qū)域(光刻膠被去除的區(qū)域)和仍被光刻膠阻擋的區(qū) 域。接下來(lái)，進(jìn)行僅影響干凈區(qū)域的不同工藝(諸如刻蝕、氧化或者擴(kuò)散等)。 完成不同工藝之后，光刻膠材料被去除。
為了在半導(dǎo)體晶圓上定義圖形，在光刻工藝中通常使用曝光機(jī)。通常， 對(duì)曝光機(jī)來(lái)說(shuō)，正確地聚焦至關(guān)緊要。過去，采用各種現(xiàn)有技術(shù)校正曝光機(jī) 的焦距。不幸的是，現(xiàn)有的技術(shù)并不足以滿足要求。
因此，需要一種校正曝光系統(tǒng)的改進(jìn)方法和系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及集成電路及半導(dǎo)體器件的制造工藝，尤其是，本發(fā)明提供了 一種用于集成電路制造的曝光系統(tǒng)的校正方法和器件。僅僅通過舉例，本發(fā) 明已經(jīng)能夠被應(yīng)用到確定優(yōu)化曝光機(jī)的聚焦過程。但是，應(yīng)認(rèn)識(shí)到本發(fā)明具 有寬得多的應(yīng)用范圍。例如，本發(fā)明可以用于在半導(dǎo)體晶圓上形成圖形。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種確定曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦 參數(shù)的方法，作為一個(gè)實(shí)例，所述曝光系統(tǒng)用于在半導(dǎo)體晶圓上形成圖形，
所述方法包括提供半導(dǎo)體晶圓步驟，所述半導(dǎo)體晶圓具有一定的直徑；所述 方法還包括利用曝光系統(tǒng)在半導(dǎo)體晶圓上形成多個(gè)圖形步驟，作為 一個(gè)實(shí)例， 每一個(gè)圖形和一個(gè)聚焦參考數(shù)值相關(guān)聯(lián)(例如，聚焦距離、聚焦角度等)；所 述方法還包括確定多個(gè)偏移輪廓(Shift profile)步驟，每個(gè)偏移輪廓和多個(gè)圖 形中之一相關(guān)聯(lián)；所述方法進(jìn)一步包括根據(jù)多個(gè)偏移輪廓從多個(gè)圖形中選取 第一圖形步驟；而且，所述方法包括根據(jù)第一圖形確定曝光系統(tǒng)的聚焦參數(shù)步驟。
根據(jù)另 一個(gè)實(shí)施方式，本發(fā)明提供了 一種確定曝光系統(tǒng)的 一個(gè)或者多個(gè) 聚焦參數(shù)的方法，用來(lái)在半導(dǎo)體晶圓上形成圖形，所述方法包括提供半導(dǎo)體
晶圓步驟，所述半導(dǎo)體晶圓具有一定的直徑；所述方法還包括在半導(dǎo)體晶圓 上定義多個(gè)區(qū)域步驟，作為一個(gè)實(shí)例，每一個(gè)區(qū)域都和一個(gè)預(yù)先定義的聚焦 參數(shù)相關(guān)聯(lián)；所述方法還包括利用曝光系統(tǒng)在半導(dǎo)體晶圓上形成多個(gè)圖形步 驟，作為一個(gè)實(shí)施例，每一個(gè)圖形位于多個(gè)區(qū)域中之一內(nèi)；所述方法進(jìn)一步 包括確定多個(gè)圖形位置步驟，每個(gè)圖形位置都和多個(gè)圖形中之一相關(guān)聯(lián)；而 且，所述方法包括根據(jù)多個(gè)圖形位置確定曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù) 步驟。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式，本發(fā)明提供了一種確定曝光系統(tǒng)的一個(gè) 或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方法，作為一個(gè)實(shí)例，所述曝光系統(tǒng)在制造集成電路中 用于光刻工藝中，所述方法包括提供半導(dǎo)體晶圓步驟，所述半導(dǎo)體晶圓具有 一定的直徑；所述方法還包括利用曝光系統(tǒng)在半導(dǎo)體晶圓上形成多個(gè)圖形步 驟，每一個(gè)圖形和一個(gè)或者多個(gè)已知聚焦參數(shù)相關(guān)聯(lián)；所述方法還包括利用
光學(xué)測(cè)量器件獲得每一個(gè)圖形的特征，其中，所述特征包括所測(cè)量的中心位
置；所述方法還包括根據(jù)這些特征確定曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)步 驟。
應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明實(shí)施例相比起傳統(tǒng)技術(shù)具有多種優(yōu)勢(shì)。其中，本發(fā) 明的特定實(shí)施例大大減少了校正曝光系統(tǒng)的所需時(shí)間。例如，現(xiàn)有的校正技 術(shù)通常需要幾個(gè)小時(shí)才能完成。相反，本發(fā)明的幾個(gè)不同的實(shí)施例在幾分鐘 之內(nèi)可靠地完成校正曝光系統(tǒng)，因此減少了大多數(shù)校正技術(shù)所必需的停機(jī)時(shí) 間(Downtime)。另外，本發(fā)明提供了 一種與現(xiàn)有工藝技術(shù)相兼容的工藝， 無(wú)需對(duì)現(xiàn)有設(shè)備和工藝作大幅度的修改。依賴于該實(shí)施例，可以獲得上述一 個(gè)或者多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，在本發(fā)明的整個(gè)說(shuō)明書中會(huì)更詳細(xì)地說(shuō)明這些及其他優(yōu)點(diǎn)，特別是下文中。
參考詳細(xì)的說(shuō)明書和隨后的附圖可以更完整地理解本發(fā)明的各個(gè)附加的 目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。
圖1為曝光系統(tǒng)的簡(jiǎn)化示意圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的校正曝光機(jī)的方法的簡(jiǎn)化示意圖； 圖3為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)分區(qū)的半導(dǎo)體晶圓的簡(jiǎn)化示意圖； 圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的掩模圖形的簡(jiǎn)化示意圖； 圖5為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的測(cè)量晶圓上圖形的技術(shù)的簡(jiǎn)化示意圖； 圖6為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的確定光學(xué)聚焦距離的圖表的簡(jiǎn)化示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及集成電路及半導(dǎo)體器件的制造工藝，尤其是，本發(fā)明提供了 一種用于集成電路制造的曝光系統(tǒng)的校正方法和器件。僅僅通過舉例，本發(fā) 明已經(jīng)能夠被應(yīng)用到確定優(yōu)化曝光機(jī)的聚焦過程。但是，應(yīng)認(rèn)識(shí)到本發(fā)明具 有寬得多的應(yīng)用范圍。例如，本發(fā)明可以用于在半導(dǎo)體晶圓上形成圖形。
應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明實(shí)施例相比起傳統(tǒng)技術(shù)具有多種優(yōu)勢(shì)。其中，本發(fā) 明的特定實(shí)施例大大減少了校正曝光系統(tǒng)的所需時(shí)間。例如，現(xiàn)有的校正技 術(shù)通常需要幾個(gè)小時(shí)才能完成。相反，本發(fā)明的幾個(gè)不同的實(shí)施例在幾分鐘 之內(nèi)可靠地完成校正曝光系統(tǒng)，因此減少了大多數(shù)校正技術(shù)所必需的停機(jī)時(shí) 間(Downtime)。另外，本發(fā)明提供了 一種與現(xiàn)有工藝技術(shù)相兼容的工藝， 無(wú)需對(duì)現(xiàn)有設(shè)備和工藝作大幅度的修改。依賴于該實(shí)施例，可以獲得上述一 個(gè)或者多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，在本發(fā)明的整個(gè)說(shuō)明書中會(huì)更詳細(xì)地說(shuō)明這些及其他優(yōu)點(diǎn)， 特別是下文中。200810040571.2
圖1為曝光系統(tǒng)的簡(jiǎn)化示意圖。如圖1所示， 一個(gè)曝光系統(tǒng)通過其投影 透鏡將圖形投影到晶圓102上。例如，在晶圓上投影預(yù)先定義的線條圖形。 為了預(yù)先定義的圖形在晶圓上具有清晰的定義，正確地聚焦投影至關(guān)緊要。
當(dāng)圖形由曝光系統(tǒng)投影到晶圓上時(shí)，所投影的圖形通過焦深(Depth Of Focus, DOF)定義。焦深是所投影的圖形保持一個(gè)可接受的分辨率的深度范圍。例 如，DOF的大小由波長(zhǎng)和數(shù)值孔徑(NumericalAperture, NA)所定義，可以 由下式來(lái)定義。
Z)0尸^^: (公式l)
如公式1所示，DOF是由一個(gè)常數(shù)、波長(zhǎng)和數(shù)值孔徑定義。作為一個(gè)實(shí) 例，K2是用于定義DOF的可接受的數(shù)值和/或范圍的常數(shù)。與DOF大小相關(guān)的 是分辨率，其也是波長(zhǎng)和數(shù)值孔徑的函數(shù)。分辨率可以由下式來(lái)定義。
分辨率=^: (公式2)
如圖l所示，數(shù)值孔徑和DOF與聚焦距離或者與投影透鏡和其下的晶圓 之間的距離有關(guān)。例如，如果投影的圖形落在DOF范圍之外，那么所投影的 圖形將顯示在焦距之外(即沒有足夠的分辨率)。
為了獲得適當(dāng)?shù)姆直媛?，通常需要調(diào)節(jié)聚焦距離和/或其他聚焦參數(shù)。隨 著制造技術(shù)的發(fā)展，有必要使用最優(yōu)聚焦距離。比如，在制造溝道長(zhǎng)度小于 180nm的集成電^各時(shí)，光刻工藝的DOF小于40nm。因此，任何少量的偏移 和/或改變可能影響分辨率。甚至曝光機(jī)的微小的位置改變都可能導(dǎo)致失效圖 形的產(chǎn)生。聚焦參數(shù)。在現(xiàn)有技術(shù)中，采用 帶有預(yù)先定義的版圖的晶圓材料確定最優(yōu)的聚焦距離。例如，樣品晶圓被分 為許多網(wǎng)格。在校正過程中，附屬的曝光機(jī)對(duì)每個(gè)已定義的網(wǎng)格產(chǎn)生一個(gè)圖 形。例如，每個(gè)已定義的網(wǎng)格和一個(gè)聚焦參數(shù)相關(guān)聯(lián)，比如聚焦距離或者聚 焦角度。在晶圓上形成圖形之后，對(duì)晶圓進(jìn)行處理。處理之后，對(duì)晶圓上形
成的每個(gè)圖形進(jìn)行各種測(cè)量。例如，使用掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope, SEM)測(cè)量每個(gè)圖形的分辨率?；谒鶞y(cè)量的分辨率，選擇具有 最高分辨率的圖形。作為一個(gè)實(shí)例，所選圖形與特定聚焦參數(shù)相關(guān)，正如通
過晶圓網(wǎng)格上所選圖形的特定位置所指定的聚焦距離 一樣。
如上所述，曝光機(jī)的現(xiàn)有校正工藝被廣泛應(yīng)用，且在確定特定聚焦參數(shù) 諸如聚焦角度、聚焦距離等方面有效。遺憾的是，該工藝通常非常耗時(shí)。一 般來(lái)說(shuō)，在晶圓材料上測(cè)量所定義的圖形的過程需要花費(fèi)超過兩個(gè)小時(shí)。在 校正過程中，曝光機(jī)通常是空置的，等待著校正過程完成。除了引起空置時(shí) 間，由于需要采用SEM測(cè)量，上述的現(xiàn)有的校正過程通常是昂貴的。
因此，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的不同的實(shí)施例提供了一種校正曝光機(jī)的改 進(jìn)的方法和系統(tǒng)。
圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種校正曝光機(jī)的方法的簡(jiǎn)化示 意圖。所述示意圖僅僅是一個(gè)例子，對(duì)此不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明權(quán)利要 求所要求保護(hù)的范圍任何本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員都可以認(rèn)識(shí)到許多變化、 替換和該進(jìn)。
在步驟201中，提供半導(dǎo)體晶圓。根據(jù)應(yīng)用，所述晶圓可以具有不同的 尺寸，諸如8英寸或者12英寸。作為一個(gè)實(shí)例，所述晶圓包括純硅或者用于 制造集成電路的同樣類型的晶圓。
在步驟202中，將半導(dǎo)體晶圓分成不同區(qū)域。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述晶圓被分成不同網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格用來(lái)作為一個(gè)圖形。需要明確的是，由于晶圓 上的分塊區(qū)域用來(lái)幫助曝光機(jī)的校正過程，因此無(wú)需物理分區(qū)。
圖3為本發(fā)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)分區(qū)的半導(dǎo)體晶圓的簡(jiǎn)化 示意圖。所述示意圖僅僅是一個(gè)例子，對(duì)此不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明權(quán)利 要求所要求保護(hù)的范圍。任何本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員都可以認(rèn)識(shí)到許多變化、
替換和該進(jìn)。如圖3所示，晶圓300被分成不同區(qū)域。作為一個(gè)實(shí)例，區(qū)域 301或304包括采用40nm的聚焦距離所調(diào)整形成的圖形，而區(qū)域302或306 包括采用60nm的聚焦距離調(diào)整所形成的圖形。
現(xiàn)在回到圖2。
在步驟203中，使用曝光機(jī)將圖形形成于晶圓上。在每一個(gè)分塊區(qū)域， 使用曝光機(jī)以一個(gè)預(yù)先定義的聚焦參數(shù)將圖形定義。例如，在晶圓上的一行 網(wǎng)格中，曝光機(jī)以不同的聚焦距離將圖形形成。
圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的掩模圖形的簡(jiǎn)化示意圖。所述示意圖僅 僅是一個(gè)例子，對(duì)此不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍。 任何本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員都可以認(rèn)識(shí)到許多變化、替換和該進(jìn)。如圖4所 示，圖形400包括包圍成第一正方形410的第一組線條和包圍第一組線條的 第二正方形420的第二組線條。如本發(fā)明的不同實(shí)施例中所采用，所述圖形 400具有預(yù)先確定的尺寸。例如，條塊411和412以預(yù)先確定的距離分隔開。
如圖4所示，每個(gè)圖形包括具有不同寬度的線條。根據(jù)特定實(shí)施例，不 同寬度的線條用于不同類型的應(yīng)用。例如，如表1所示，不同寬度相應(yīng)于不 同的分辨率的要求。表l
項(xiàng)目圖形尺寸DOF范圍Om)尺寸示例Om)
WB1光刻膠分辨率極限與最小DOF0.1-00.11
WB2如形成多晶硅柵之類的關(guān)鍵光刻步驟0.3-0.40.15
WB3非關(guān)鍵的光刻層工藝窗口0.5-0.80.18
WB4對(duì)于重疊測(cè)量提供穩(wěn)定的信號(hào)X1.5
SR1光刻膠分辨率極限與最小DOF0.3-0.40.11
SR2正常的光刻膠分辨率>0.80.15
SR3正常的光刻膠分辨率>0.80.18
現(xiàn)在回到圖2。在步驟204中，測(cè)量晶圓材料上的每個(gè)圖形。依賴于具體 應(yīng)用，可以采用不同類型的工具進(jìn)行測(cè)量，諸如光學(xué)掃描儀等。根據(jù)一個(gè)實(shí) 施例，測(cè)量同樣圖形的預(yù)先確定的兩個(gè)線條之間的距離。#4居另一個(gè)實(shí)施例， 測(cè)量同樣圖形的預(yù)先確定的兩個(gè)線條之間的中心位置。作為一個(gè)實(shí)例，所述 測(cè)量對(duì)晶圓上的每個(gè)圖形進(jìn)行。
圖5為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的測(cè)量晶圓上圖形的技術(shù)的簡(jiǎn)化示意圖。 所述示意圖僅僅是一個(gè)例子，對(duì)此不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明權(quán)利要求所要 求保護(hù)的范圍。任何本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員都可以認(rèn)識(shí)到許多變化、替換和 該進(jìn)。如圖5所示，測(cè)量了兩條線條之間的中心位置，且確定了所測(cè)量的中 心位置與預(yù)先定義的中心位置之間的偏移(即圖中Ax所示)。在過去，中心 位置和其偏移用于校正圖形的重疊位置。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，可以看到，本發(fā)明的 不同實(shí)施例采用中心位置和偏移位置來(lái)確定適當(dāng)?shù)木劢箙?shù)。作為 一個(gè)實(shí)例， 當(dāng)圖形被更好的定義，適當(dāng)?shù)钠毓饩劢箿p少了中心位置的偏移量。如圖5所 示，線條502沒有完全在焦距以內(nèi)，故引起中心位置的偏移。
現(xiàn)在回到圖2中。在步驟205,基于步驟204中的測(cè)量，確定了一個(gè)或者 多個(gè)聚焦參數(shù)。依賴于應(yīng)用，可以用不同方法確定聚焦參數(shù)。在本發(fā)明的一個(gè)特定的實(shí)施例中，選擇出晶圓上分辨率最高的圖形(即 中心偏移最小的)。如上述所解釋，晶圓上的每個(gè)圖形與一個(gè)或者多個(gè)聚焦參 數(shù)相關(guān)聯(lián)。例如，與所選圖形相關(guān)聯(lián)的聚焦參數(shù)被確定為最優(yōu)聚焦參數(shù)。
根據(jù)不同的實(shí)施例，基于采用近似和/或插值方法所測(cè)量的圖形的數(shù)值確 定一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)。例如，下表2中給出與聚焦距離數(shù)值相對(duì)的偏移 位置數(shù)值。
表2
焦距-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8
AX(mm)86552515313204530
作為一個(gè)實(shí)例，將表2中的數(shù)值畫在一張圖上，然后作插值運(yùn)算。根據(jù) 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，圖6為用于確定光學(xué)聚焦距離的圖表的簡(jiǎn)化示意圖。 所述示意圖僅僅是一個(gè)例子，對(duì)此不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明權(quán)利要求所要 求保護(hù)的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員都可以認(rèn)識(shí)到許多變化、替換和改變。 如圖6所示，橫軸代表聚焦位置，縱軸代表偏移位置。作為一個(gè)實(shí)例，如圖6 中的數(shù)據(jù)點(diǎn)采用曲線進(jìn)行最佳近似。例如，最優(yōu)的聚焦距離確定為產(chǎn)生最小 中心偏移的聚焦距離。以圖6作為一個(gè)實(shí)例，所述偏移位置曲線可以由下述 公式來(lái)表達(dá)。
"120.64jc2-5.75jc +5.9394 (公式3 )
在公式3中，y代表偏移位置量，x表示聚焦位置，最優(yōu)的聚焦距離僅為 代表聚焦位置的x所產(chǎn)生的最小y值。在本特定實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)最小y值的x 值為0.024|im。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種確定曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦 參數(shù)的方法。作為一個(gè)實(shí)例，所述曝光系統(tǒng)用于在半導(dǎo)體晶圓上形成圖形， 所述方法包括提供半導(dǎo)體晶圓步驟，所述半導(dǎo)體晶圓具有一定的直徑；所述方法還包括使用曝光系統(tǒng)在半導(dǎo)體晶圓上形成多個(gè)圖形，作為一個(gè)實(shí)例，每 一個(gè)圖形和一個(gè)聚焦參考數(shù)值相關(guān)聯(lián)(例如，聚焦距離、聚焦角度等等)；所 述方法還包括確定多個(gè)偏移輪廓步驟，每個(gè)偏移輪廓都和多個(gè)圖形中之一相 關(guān)聯(lián)；所述方法進(jìn)一步包括根據(jù)多個(gè)偏移輪廓從多個(gè)圖形中選取第 一 圖形步 驟；而且，所述方法包括根據(jù)第一圖形確定曝光系統(tǒng)的聚焦參數(shù)步驟，例如， 如圖2所示的一個(gè)實(shí)施例。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施方式，本發(fā)明提供了 一種確定曝光系統(tǒng)的一個(gè) 或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方法，用來(lái)在半導(dǎo)體晶圓上形成圖形，所述方法包括提 供半導(dǎo)體晶圓步驟，所述半導(dǎo)體晶圓具有一定的直徑；所述方法還包括在半 導(dǎo)體晶圓上定義多個(gè)區(qū)域步驟，作為一個(gè)實(shí)例，每一個(gè)區(qū)域都和一個(gè)預(yù)先定 義的聚焦參數(shù)相關(guān)聯(lián)；所述方法還包括利用曝光系統(tǒng)在半導(dǎo)體晶圓上形成多 個(gè)圖形步驟，例如，每一個(gè)圖形位于多個(gè)區(qū)域中之一內(nèi)；所述方法進(jìn)一步包 括確定多個(gè)圖形的位置步驟，每個(gè)圖形的位置都和多個(gè)圖形中之一相關(guān)聯(lián)； 而且，所述方法包括根據(jù)多個(gè)圖形位置確定該曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦 參數(shù)步驟，例如，如圖2所示的一個(gè)實(shí)施例。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式，本發(fā)明提供了一種確定曝光系統(tǒng)的一個(gè) 或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方法，作為一個(gè)實(shí)例，所述曝光系統(tǒng)在制造集成電路中 用于光刻工藝中，所述方法包括提供半導(dǎo)體晶圓步驟，所述半導(dǎo)體晶圓具有 一定的直徑；所述方法還包括利用曝光系統(tǒng)在半導(dǎo)體晶圓上形成多個(gè)圖形， 每一個(gè)圖形和一個(gè)或者多個(gè)已知聚焦參數(shù)相關(guān)聯(lián)；所述方法還包括利用光學(xué) 測(cè)量器件獲得每一個(gè)圖形的特征，其中，所述特征包括所測(cè)量的中心位置； 所述方法還包括根據(jù)這些特征確定曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)步驟， 例如，如圖2所示的一個(gè)實(shí)施例。
應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明實(shí)施例相比起傳統(tǒng)技術(shù)具有多種優(yōu)勢(shì)。其中，本發(fā) 明的特定實(shí)施例大大減少了校正曝光系統(tǒng)的所需時(shí)間。例如，現(xiàn)有的校正技術(shù)通常需要幾個(gè)小時(shí)才能完成。相反，本發(fā)明的幾個(gè)不同的實(shí)施例在幾分鐘 之內(nèi)可靠地完成校正曝光系統(tǒng)，因此減少了大多數(shù)校正技術(shù)所需要的停機(jī)時(shí)
間(Downtime)。另外，本發(fā)明提供了 一種與現(xiàn)有工藝技術(shù)相兼容的工藝， 無(wú)需對(duì)現(xiàn)有設(shè)備和工藝作大幅度的修改。依賴于實(shí)施例，可以獲得上述一個(gè) 或者多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
還應(yīng)該理解，本發(fā)明中所述實(shí)例和實(shí)施方案僅僅用于說(shuō)明性目的，本領(lǐng) 域技術(shù)人員在本發(fā)明的啟迪下將會(huì)知道各種改變或變化，這些改變或變化也 包括在本申請(qǐng)的精神和范圍以及所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方法，所述曝光系統(tǒng)用于在半導(dǎo)體晶圓上形成圖形，所述方法包括提供半導(dǎo)體晶圓，所述半導(dǎo)體晶圓具有一定的直徑；使用曝光系統(tǒng)在所述半導(dǎo)體晶圓上形成多個(gè)圖形，所述多個(gè)圖形中的每個(gè)與聚焦參考數(shù)值相關(guān)聯(lián)；確定多個(gè)偏移輪廓，每個(gè)偏移輪廓與所述多個(gè)圖形中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)；根據(jù)所述多個(gè)偏移輪廓從所述多個(gè)圖形中選取第一圖形；根據(jù)所述第一圖形確定用于所述曝光系統(tǒng)的聚焦參數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方 法，所述方法進(jìn)一步包括基于所述多個(gè)圖形，刻蝕所述半導(dǎo)體晶圓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方 法，其中所述多個(gè)偏移輪廓與偏移位置相關(guān)聯(lián)，所述偏移位置為從預(yù)先 確定的中心位置至所述多個(gè)圖形的測(cè)量的中心位置之間的距離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方 法，其中所述多個(gè)圖形包括第一圖形，所述第一圖形包括第一線條和第 二線條，所述第一線條和所述第二線條相隔已知距離。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方 法，其中所述多個(gè)圖形包括第一圖形，所述第一圖形包括第一線條和第 二線條，所 述第一線條和所述第二線條具有已知的中心位置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方 法，所述多個(gè)圖形包括第一圖形，所述第一圖形包括第一線條和第二線 條，所述第一線條和所述第二線條具有不同的寬度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方 法，所述聚焦參數(shù)與聚焦距離相關(guān)聯(lián)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方 法，聚焦參數(shù)與聚焦角度相關(guān)聯(lián)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方法，聚焦參數(shù)與聚焦光源相關(guān)聯(lián)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方法，所述聚焦參考數(shù)值與聚焦距離相關(guān)聯(lián)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方 法，所述聚焦參考數(shù)值與聚焦角度相關(guān)聯(lián)。
12. —種確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方法，所述曝光系統(tǒng) 用于在半導(dǎo)體晶圓上形成圖形，所述方法包括提供半導(dǎo)體晶圓，所述半導(dǎo)體晶圓具有一定的直徑； 在所述半導(dǎo)體晶圓上定義多個(gè)區(qū)域，所述多個(gè)區(qū)域中的每個(gè)與預(yù)先定義 的聚焦參數(shù)相關(guān)聯(lián)；使用所述曝光系統(tǒng)在所述半導(dǎo)體晶圓上形成多個(gè)圖形，所述多個(gè)圖形中 的每個(gè)位于所述多個(gè)區(qū)域中的一個(gè)內(nèi)；確定多個(gè)圖形的位置，所述圖形的位置中的每個(gè)與所述多個(gè)圖形中的一 個(gè)相關(guān)聯(lián)；根據(jù)所述多個(gè)圖形位置確定所述曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方 法，所述多個(gè)圖形中的每個(gè)包括多個(gè)線條，所述多個(gè)線條具有不同的寬 度。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方 法，所述多個(gè)圖形中的每個(gè)包括多個(gè)線條，所述多個(gè)線條形成具有預(yù)定 的尺寸和中心位置的正方形形狀。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方法，所述確定多個(gè)圖形的位置包括使用光學(xué)掃描儀測(cè)量所述多個(gè)圖形。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方 法，所述多個(gè)圖形中的每個(gè)具有已知的中心位置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方 法，所述確定一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)包括根據(jù)所述多個(gè)圖形的位置確定偏移數(shù)值； 根據(jù)所述偏移數(shù)值確定最優(yōu)的聚焦距離。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方 法，所述確定一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)包括根據(jù)所述多個(gè)圖形的位置確 定最優(yōu)的聚焦距離，所述最優(yōu)的聚焦距離與最小圖形偏移數(shù)值相關(guān)聯(lián)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方 法，所述圖形的位置中的每個(gè)包括偏移位置。
20. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方 法，所述一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)包括聚焦距離。
21. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方 法，所述一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)包括聚焦角度。
22. —種確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方法，所述曝光系統(tǒng) 用于集成電路制造中的光刻工藝，所述方法包括 提供半導(dǎo)體晶圓，所述半導(dǎo)體晶圓具有一定的直徑；使用所述曝光系統(tǒng)在所述半導(dǎo)體晶圓上形成多個(gè)圖形，所述多個(gè)圖形中 的每個(gè)與一個(gè)或者多個(gè)已知的聚焦參數(shù)相關(guān)聯(lián)；使用光學(xué)測(cè)量器件獲取所述多個(gè)圖形中的每個(gè)的特性，所述特性包括所 測(cè)量的中心位置；以及根據(jù)所述特性，確定所述曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方法，所述光學(xué)測(cè)量器件為光學(xué)掃描儀。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方 法，所述一個(gè)或者多個(gè)已知的聚焦參數(shù)包括已知的中心位置。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方 法，進(jìn)一步包括根據(jù)已知的中心位置和所測(cè)量的中心位置之間的差值， 確定偏移數(shù)值。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方 法，進(jìn)一步包括對(duì)偏移數(shù)值作插值運(yùn)算。
27. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的確定用于曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方 法，所述多個(gè)圖形中的每個(gè)包括非對(duì)稱設(shè)置的線條。
全文摘要
一種用于集成電路制造的曝光系統(tǒng)的校正方法和系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種確定曝光系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)聚焦參數(shù)的方法。作為一個(gè)實(shí)例，所述曝光系統(tǒng)用于在半導(dǎo)體晶圓上形成圖形，所述方法包括提供半導(dǎo)體晶圓，所述半導(dǎo)體晶圓具有一定的直徑；所述方法還包括使用曝光系統(tǒng)在半導(dǎo)體晶圓上形成多個(gè)圖形，作為一個(gè)實(shí)例，每一個(gè)圖形和一個(gè)聚焦參考數(shù)值相關(guān)聯(lián)(例如，聚焦距離、聚焦角度等)；所述方法還包括確定多個(gè)偏移輪廓，每個(gè)偏移輪廓和每一個(gè)圖形相關(guān)聯(lián)。
文檔編號(hào)G03F7/20GK101630126SQ20081004057
公開日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2008年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月15日
發(fā)明者傅君豪, 陳自凡 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司