[发明专利]一种用于检测光刻过程中照明条件的结构及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体检测工艺，尤其涉及一种用于检测光刻过程中照明条件的结构及其检测方法。

背景技术

在集成电路制造工艺中，光刻工艺是必不可少的工艺步骤，在晶圆上的一些区域需要进行刻蚀、注入等工艺，而其他区域不需要进行刻蚀、注入工艺时，在表面涂抹光刻胶、并对光刻胶进行曝光、显影，通过掩模板遮挡不需要工艺步骤的区域，暴露出需要进行工艺步骤的区域，光照使光刻胶变性后在化学试剂的作用下溶解，从而遮盖不需要进行工艺步骤的区域，暴露出需要进行工艺步骤的区域。

随着器件尺寸的不断减小，光刻工艺中光的能量、焦距对器件的形成起着重要的作用，如果光刻过程中照明条件发生改变，例如光的能量、焦距改变出现其非常多的问题，例如因光的能量不均匀导致照射区域不均匀、因光的焦距异常改变造成光刻胶溶解不完全等问题。而现有技术中光刻工艺中照明条件发生变化时，不容易被现有的检测技术，例如CD(Critical Dimensions，关键尺寸检测)、Overlay(对准工艺检测)和ADI(After developing inspection，显影后检测)检测方法均无法立刻检测出光刻过程中照明条件的改变检测出来。

图1为现有技术中光刻工艺中的过刻蚀现象，如图1所示，所述衬底10上形成有氧化物层12，位于衬底10中的浅沟槽隔离结构16由于浅沟槽隔离结构16区域中的沟槽侧壁与水平面呈一定的倾角，则在曝光过程中，光20被所述沟槽侧壁反射后形成折射光22照射到掩模板24下方区域30的光刻胶14，使不该曝光的光刻胶14被曝光变性，并后续在显影过程中溶解脱落，当进行湿法刻蚀时，由于湿法刻蚀的各项同性性质，使部分氧化层出现损伤，从而在后续过程中使不必要的区域被刻蚀，当过刻蚀现象明显时在光学显微镜下即可观察到损伤区域，这种现象称为过刻蚀现象(Over-Exposure)。现有技术中，技术人员已经逐渐意识到过刻蚀现象，并采用各种方法逐渐避免过刻蚀现象的发生，然而现有技术中未出现利用过刻蚀现象检测光刻过程中照明条件的结构或方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种检测光刻过程中照明条件的结构及其检测方法，所述结构及其检测方法是利用过刻蚀现象，并能够及时发现光刻过程中照明条件的异常情况。

为解决上述问题，本发明提供一种用于检测光刻过程中照明条件的结构，位于晶圆的切割区域，包括一排多个测试用浅沟槽隔离结构，所述测试用浅沟槽隔离结构的深度相同、侧壁的倾角相等、上截面宽度依次增加。

可选的，针对所述结构，所述测试用浅沟槽隔离结构的个数为50～200个。

可选的，针对所述结构，所述测试用浅沟槽隔离结构上截面最小的宽度为其深度的0.05～0.5倍，上截面最大的宽度为其深度的2～3倍。

进一步的，针对所述结构，所述测试用浅沟槽隔离结构与所述晶圆上形成器件区域的浅沟槽隔离结构同时形成。

可选的，针对所述结构，所述测试用浅沟槽隔离结构的深度为

可选的，针对所述结构，所述测试用浅沟槽隔离结构的侧壁的倾角为80°～87°。

进一步的，针对光刻过程中照明条件的检测方法，包括以下步骤：利用具有所述结构的测试用浅沟槽隔离结构获得光刻过程中照明条件正常情况下发生过刻蚀现象的标准区域；在待测试晶圆的切割区域形成具有所述结构的测试用浅沟槽隔离结构；继续完成后续工艺制造；获得所述待测试晶圆上的测试用浅沟槽隔离结构发生过刻蚀现象的实际区域；比较所述实际区域和所述标准区域，如果所述实际区域相对所述标准区域发生偏移，则判定光刻过程中照明条件异常。

可选的，针对所述方法，在待测试晶圆的切割区域形成所述测试用浅沟槽隔离结构与所述待测试晶圆的其他区域的浅沟槽隔离结构是同时形成的。

可选的，针对所述方法，所述测试用浅沟槽隔离结构的个数为50～200个。

进一步的，针对所述方法，所述测试用浅沟槽隔离结构上截面最小的宽度为其深度的0.05～0.5倍，上截面最大的宽度为其深度的2～3倍。

可选的，针对所述方法，所述测试用浅沟槽隔离结构的深度为

可选的，针对所述方法，所述测试用浅沟槽隔离结构的侧壁的倾角为80°～87°。

综上所述，本发明利用过刻蚀现象检测根据过刻蚀现象的漂移来定量测量光刻过程中照明条件的微小异常变化，能够利用深度相同、侧壁的倾角相等、上截面宽度依次增加的测试用浅沟槽隔离结构，在完成器件制作工艺后，检测过刻蚀现象发生的实际区域与标准区域进行对比，从而检测光刻过程中微小变化，例如光的能量、焦距发生移位等异常现象。