[发明专利]检测光刻机上晶圆边缘图形失像的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造工艺领域，特别涉及一种检测光刻机上晶圆边缘图 形失像(defocus)的方法。

背景技术

在整个半导体集成电路的制造过程中，经常会遇到晶圆边缘图像失真的现象，特别 是在新产品或新工艺的开发过程中，由于工艺的不稳定性或者工艺的严苛性，这种现象 更加容易出现。在晶圆制造过程中，影响边缘图像失真的因素很多，其中光刻工艺就属 于一种。

众所周知，光刻机是制造半导体器件过程中最为昂贵且必不可少的设备，光刻机的 性能直接关系到工艺的成败，工艺的成败则直接关系到一家公司的制造能力。例如，在 90nm项目的开发过程中，因为有些工艺步骤的严苛性，所以必须在Arf光刻机上进行作 业，然而在作业过程中却时常遇到晶圆边缘图形失像的现象，这一方面与该工艺的设计 要求高有关，另一方面和光刻机机台确实也有一定的相关性。

鉴于上述情况，亟需一种可以检测光刻机上晶圆边缘图形失像的方法，以便评估失 像的具体情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种检测光刻机上晶圆边缘图形失像的方法，可以 快速准确全面地评估晶圆在光刻机上可能发生的边缘图形失像问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的检测光刻机上晶圆边缘图形失像的方法，包括 如下步骤：

第1步，制造一块光刻掩模版，所述光刻掩模版具有若干规则排列的单一规则图形；

第2步，在光刻机上利用所述光刻掩模版曝光若干枚晶圆；

第3步，在光学显微镜下检查晶圆边缘并判断边缘是否有图形失像的情况，如出现 图形失像的情况，判断图形失像影响的大小及位置。

进一步的，在第3步后，可以进一步利用扫描电子显微镜检测晶圆边缘的图形失像 情况。进一步的，利用扫描电子显微镜检测晶圆是否出现倒胶、图像削尖或图像缺失等 缺陷。

进一步的改进是，所述单一规则图形为相同尺寸的对称图形。优选的，所述对称图 形包括正方形、圆形、长方形。

进一步的改进是，所述规则图形以1：1比例间隔排列。

进一步的改进是，第2步中采用的所述晶圆的平整度小于0.6um。

进一步的改进是，在第2步中，设定不同的光刻条件对晶圆进行曝光。其中，所述 光刻条件包括光刻胶、能量、光照模式。

进一步的改进是，在第2步中，可以设定不同的曝光位置对晶圆进行曝光。

进一步的改进是，所述光刻掩模版的尺寸介于光刻机所用掩膜版的最大允许尺寸和 最小允许尺寸之间。

本发明提供的检测光刻机上晶圆边缘图形失像的方法，在光刻机上利用一块具有若 干规则排列的单一规则图形的光刻掩膜版对几枚平整度很好的晶圆(一般称为bare wafers)进行曝光，然后在光学显微镜下检查晶圆边缘(主要表现为色差)并判断该晶 圆边缘是否有图形失像(defocus)的现象；如果有defocus的现象，可以大概判断影 响的大小以及所在位置，还可以进一步在SEM(扫描电子显微镜)下检查defocus的严 重性。利用该检测方法可以了解光刻机在晶圆上的作业效果，并可以作为一个改进光刻 机上的工艺制造能力的参数。

附图说明

图1为本发明检测光刻机上晶圆边缘图形失像的方法流程图；

图2为本发明中采用的光刻掩模版的示意图；

图3为图2圆圈处的放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供的检测光刻机上晶圆边缘图形失像的方法，如图1所示，包括如下步骤：

第1步，制造一块光刻掩模版，所述光刻掩模版具有若干规则排列的单一规则图形， 如图2所示；

其中，所述光刻掩模版的尺寸介于光刻机所用掩膜版的最大允许尺寸和最小允许尺 寸之间；

第2步，在光刻机上利用所述光刻掩模版曝光若干枚晶圆；

其中,所述晶圆的平整度要求较好，平整度范围小于0.6um；

第3步，在光学显微镜下检查晶圆边缘，并判断边缘是否有图形失像的情况(主要 表现为色差)，如出现图形失像的情况，可以判断图形失像影响的大小及位置。