[发明专利]光刻系统光源对称性的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种光刻系统光源对称性的检测方法。

背景技术

在集成电路制造工艺的发展过程中，光学光刻一直是半导体图形制备的主流技术。通过光刻设备，将具有不同图形的掩膜在精确对准下依次成像在涂覆有光刻胶的晶圆上，进行曝光显影后形成所需图形。由于集成电路通常是由多层的电路结构重叠组成的，因此必须保证每一层与前面一层或者后面层的对准精度，如果对准精度超出要求的范围，则可能导致整个集成电路达不到设计目标。

重叠（Overlay）是用于衡量形成于前一工艺层中的图形与形成于当前工艺层中的图形对准状态的指标。在集成电路的制造过程中，要对当前工艺层与前一工艺层的对准精度进行测量，如果前一工艺层与当前工艺层曝光成像图形层间存在定位误差，就会产生重叠误差（Overlay error）。为了探测和校正形成于前一工艺层和形成于当前工艺层中图形的对准状态，通常在形成器件区图形的同时形成重叠对准标记（Overlay mark），通过测量不同层的重叠对准标记可以获得重叠误差。所述重叠对准标记通常形成于各工艺层的切割槽（Scribe line）内，具体的形成工艺包括：在第一工艺层的第一位置形成一个外部重叠对准标记；在第二工艺层中同一位置形成一个内部重叠对准标记与之对准，同时在第二位置形成另一个外部重叠对准标记，便于后续在第三工艺层中该处形成另外一个内部重叠对准标记与之对准。

在光刻系统中，由于激光未对准、光瞳和衍射光学器件的使用寿命等，会导致光源不对称性（Source asymmetry）。所述的光源不对称性为导致光刻过程中产生重叠偏移（Overlay shift）的原因之一。为了确保光刻系统的对准精度，减少重叠误差，就需要对光源不对称性进行检测，但是，现有技术中对光源对称性的检测通常基于电荷耦合器件传感器（CCD Senser）对光源的扫描成像，其检测过程复杂且为离线检测（offline line），影响正常的生产制造过程。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中光刻系统光源对称性的检测复杂，影响正常的生产制造过程。

为解决上述问题，本发明提供了一种光刻系统光源对称性的检测方法，包括：提供第一掩膜，所述第一掩膜上具有若干第一标记图形和若干第二标记图形，所述第一标记图形和所述第二标记图形具有若干呈行列排布的子图形，所述第二标记图形的各行子图形的节距与所述第一标记图形对应列的子图形的节距相等；提供第二掩膜，所述第二掩膜上具有若干第一标记图形和若干第二标记图形，且所述第二掩膜上的第一标记图形的位置与所述第一掩膜上的第二标记图形的位置相对应，所述第二掩膜上的第二标记图形的位置与所述第一掩膜上的第一标记图形的位置相对应；采用所述第一掩膜在第一晶圆上形成第一底层重叠对准标记，采用所述第二掩膜在所述第一底层重叠对准标记上形成第一顶层重叠对准标记；采用所述第二掩膜在第二晶圆上形成第二底层重叠对准标记，采用所述第一掩膜在第二底层重叠对准标记上形成第二顶层重叠对准标记；测量所述第一顶层重叠对准标记与所述第一底层重叠对准标记的第一重叠偏移量，测量所述第二顶层重叠对准标记与所述第二底层重叠对准标记的第二重叠偏移量；对所述第一重叠偏移量和所述第二重叠偏移量进行数据处理，计算出由于光源不对称性导致的重叠偏移量。

可选的，所述第一标记图形的每一列内子图形的节距相等。

可选的，所述第一标记图形各列子图形的节距随列数递增或者递减。

可选的，所述第二标记图形的每一行内子图形的节距相等。

可选的，所述第二标记图形各行子图形的节距随行数递增或者递减。

可选的，所述第一掩膜包括两个第一标记图形和两个第二标记图形，所述第一标记图形和所述第二标记图形呈田字形排列，且所述第一标记图形位于所述田字形排列的第一对角线两端，所述第二标记图形位于所述田字形排列的第二对角线两端。

可选的，所述第二掩膜包括两个第一标记图形和两个第二标记图形，所述第一标记图形和所述第二标记图形呈田字形排列，且所述第一标记图形位于所述田字形排列的第二对角线两端，所述第二标记图形位于所述田字形排列的第一对角线两端。