曝光工艺的检验方法、检验系统及测试掩膜板与流程

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种曝光工艺的检验方法、检验系统及测试掩膜板。

背景技术：

随着超大集成电路的不断发展，电路设计越来越复杂、特征尺寸越来越小，电路的特征尺寸对器件性能的影响也越来越大。其中，光刻是半导体制造过程中一道重要的工序，它是一种将掩膜板上的图形通过曝光转移到晶圆上的工艺过程。而对于光刻技术而言，光刻设备、工艺以及掩膜板技术即是其中关键因素。

掩膜板包括对曝光光线具有透光性的玻璃基板，以及位于所述玻璃基板上的具有遮光性的图形金属层。在半导体制造过程中，晶圆首先被定位在曝光机光学系统的聚焦范围之内，然后通过曝光机的光学系统将掩膜板图形以曝光区(与透光区域对应)及非曝光区(与遮光区域对应)的形式投影至晶圆上。如图1所示，所述掩膜板包括对曝光光线具有透光性的玻璃基板100，以及位于所述玻璃基板100上且具有遮光性的图形金属层110。曝光机包括具有遮光性的挡光片120用于准确定位曝光位置。具体地，所述挡光片120由上下左右四片组成以形成一开口；其中，所述挡光片120主要通过所述开口的大小来控制曝光范围。

但是，现有技术曝光工艺形成的曝光图形质量不高。

技术实现要素：

本发明解决的问题是提供一种曝光工艺的检验方法、检验系统及测试掩膜板，提高曝光图形质量。

为解决上述问题，本发明提供一种曝光工艺的检验方法，用于检验曝光机挡光片的开口大小。包括：提供晶圆，所述晶圆包括曝光单元区；提供测试掩膜板，所述测试掩膜板上形成有测试图形，所述测试图形包括第一测试 图形和第二测试图形，所述第一测试图形包括不透光区以及位于所述不透光区中的透光图形，所述第二测试图形包括透光区以及位于所述透光区中的不透光图形；采用曝光机对所述测试掩膜板上的所述第一测试图形进行第一曝光，在所述晶圆的曝光单元区内形成位于非曝光区的第一对准图形；第一曝光后采用曝光机对所述测试掩膜板上的所述第二测试图形进行第二曝光，在所述晶圆的曝光单元区内形成位于曝光区且与所述第一对准图形相邻的第二对准图形，所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离根据挡光片的允许偏差范围而定；采用曝光机对所述晶圆曝光单元区内的第一对准图形和第二对准图形进行对准测试，通过是否能检测到所述第一对准图形和第二对准图形判断曝光机挡光片的开口大小是否在允许偏差范围之内。

可选的，在所述第二曝光的步骤中，所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离包括：第二对准图形靠近第一对准图形的边缘与第一对准图形靠近第二对准图形的边缘之间的第一间距；以及第二对准图形与曝光区靠近第一对准图形一侧的边缘之间的第二间距。

可选的，所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离根据挡光片的允许偏差范围而定，包括：设定挡光片沿一方向的允许偏差范围；以所述允许偏差范围获得所述方向的检验可偏差范围；以所述检验可偏差范围获得所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离。

可选的，所述允许偏差范围包括允许偏差下限值和允许偏差上限值；基于所述允许偏差下限值和允许偏差上限值分别获得检验可偏差范围下限值和检验可偏差上限值，所述检验可偏差范围下限值与所述允许偏差下限值的比值在85％至95％范围内，所述检验可偏差上限值与所述允许偏差上限值的比值在85％至95％范围内；以所述检验可偏差上限值和检验可偏差范围下限值之和作为所述第一间距，以所述检验可偏差范围下限值作为所述第二间距。

可选的，通过是否能检测到所述第一对准图形和第二对准图形判断曝光机挡光片的开口大小是否在允许偏差范围之内的步骤包括：如果检测不到第一对准图形，则判断挡光片的开口过大；如果检测不到第二对准图形，则判断挡光片的开口过小。

可选的，所述曝光单元区的数量为多个，进行第一曝光的步骤包括：在所述晶圆的多个曝光单元区中分别形成位于非曝光区的第一对准图形；进行第二曝光的步骤包括：在晶圆的多个曝光区中分别形成位于曝光区且与所述第一对准图形相邻的第二对准图形；位于不同曝光单元区的第二对准图形与第一对准图形的距离不同，所述距离根据挡光片的不同允许偏差范围而定。

可选的，所述晶圆还包括位于曝光单元区之间切割道，沿切割道的方向为X方向，垂直于所述X方向的为Y方向；提供测试掩膜板的步骤中，所述测试图形包括：X方向测试图形和Y方向测试图形，所述X方向测试图形包括：不透光区以及位于所述不透光区中沿X方向延伸的透光图形，透光区以及位于所述透光区中沿X方向延伸的不透光图形；所述Y方向测试图形包括：不透光区以及位于所述不透光区中沿Y方向延伸的透光图形，透光区以及位于所述透光区中沿Y方向延伸的不透光图形；进行第一曝光的步骤包括：在晶圆的曝光单元区内形成位于非曝光区的X方向延伸的X向第一对准图形和Y方向延伸的Y向第一对准图形；进行第二曝光的步骤包括：在晶圆的曝光单元区内形成位于曝光区且与所述X向第一对准图形在X方向相邻的X向第二对准图形，以及位于曝光区且与所述Y向第一对准图形在Y方向相邻的Y向第二对准图形，所述X向第二对准图形和X向第一对准图形之间的距离根据挡光片的允许偏差范围而定，所述Y向第二对准图形和Y向第一对准图形之间的距离根据挡光片的允许偏差范围而定；进行对准测试，通过是否能检测到所述第一对准图形和第二对准图形判断曝光机挡光片的开口大小是否在允许偏差范围之内的步骤包括：如果检测不到X向第一对准图形，则判断挡光片X方向的开口过大，如果检测不到X向第二对准图形，则判断挡光片X方向的开口过小，如果检测不到Y向第一对准图形，则判断挡光片Y方向的开口过大，如果检测不到Y向第二对准图形，则判断挡光片Y方向的开口过小。

本发明还提供一种曝光工艺的检验系统，用于检验曝光机挡光片的开口大小，所述检验系统包括：晶圆，所述晶圆包括曝光单元区；测试掩膜板，所述测试掩膜板上形成有测试图形，所述测试图形包括第一测试图形和第二测试图形，所述第一测试图形包括不透光区以及位于所述不透光区中的透光 图形，所述第二测试图形包括透光区以及位于所述透光区中的不透光图形；曝光机，用于对所述测试掩膜板上的所述第一测试图形进行第一曝光，在所述晶圆的曝光单元区内形成位于非曝光区的第一对准图形；用于在第一曝光后对所述测试掩膜板上的第二测试图形进行第二曝光，在所述晶圆的曝光单元区内形成位于曝光区且与所述第一对准图形相邻的第二对准图形，所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离根据挡光片的允许偏差范围而定；还用于对所述晶圆曝光单元区内的第一对准图形和第二对准图形进行对准测试；判断单元，集成于所述曝光机中，用于通过是否能检测到所述第一对准图形和第二对准图形判断曝光机挡光片的开口大小是否在允许偏差范围之内。

可选的，所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离包括：第二对准图形靠近第一对准图形的边缘与第一对准图形靠近第二对准图形的边缘之间的第一间距，以及第二对准图形与曝光区靠近第一对准图形一侧的边缘之间的第二间距。

可选的，所述曝光机中设定挡光片沿一方向的允许偏差范围；以所述允许偏差范围获得所述方向的检验可偏差范围；以所述检验可偏差范围获得所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离。

可选的，所述允许偏差范围包括允许偏差下限值和允许偏差上限值；基于所述允许偏差下限值和允许偏差上限值分别获得检验可偏差范围下限值和检验可偏差上限值，所述检验可偏差范围下限值与所述允许偏差下限值的比值在85％至95％范围内，所述检验可偏差上限值与所述允许偏差上限值的比值在85％至95％范围内；以所述检验可偏差上限值和检验可偏差范围下限值之和作为所述第一间距，以所述检验可偏差范围下限值作为所述第二间距。

可选的，所述判断单元用于在检测不到第一对准图形时判断挡光片的开口过大；还用于在检测不到第二对准图形时判断挡光片的开口过小。

可选的，所述曝光单元区的数量为多个，所述曝光机用于在第一曝光时所述晶圆的多个曝光单元区中分别形成位于非曝光区的第一对准图形；还用于在第二曝光时在晶圆的多个曝光区中分别形成位于曝光区且与所述第一对 准图形相邻的第二对准图形；位于不同曝光单元区的第二对准图形与第一对准图形的距离不同，所述距离根据挡光片的不同允许偏差范围而定。

可选的，所述晶圆还包括位于曝光单元区之间切割道，沿切割道的方向为X方向，垂直于所述X方向的为Y方向；所述测试掩膜中，所述测试图形包括：X方向测试图形和Y方向测试图形，所述X方向测试图形包括：不透光区以及位于所述不透光区中沿X方向延伸的透光图形，透光区以及位于所述透光区中沿X方向延伸的不透光图形；所述Y方向测试图形包括：不透光区以及位于所述不透光区中沿Y方向延伸的透光图形，透光区以及位于所述透光区中沿Y方向延伸的不透光图形；所述曝光机用于在第一曝光过程中在晶圆的曝光单元区内形成位于非曝光区的X方向延伸的X向第一对准图形和Y方向延伸的Y向第一对准图形；所述曝光机还用于在第二曝光过程中在晶圆的曝光单元区内形成位于曝光区且与所述X向第一对准图形在X方向相邻的X向第二对准图形，以及位于曝光区且与所述Y向第一对准图形在Y方向相邻的Y向第二对准图形，所述X向第二对准图形和X向第一对准图形之间的距离根据挡光片的允许偏差范围而定，所述Y向第二对准图形和Y向第一对准图形之间的距离根据挡光片的允许偏差范围而定；所述判断单元，用于通过是否能检测到所述第一对准图形和第二对准图形判断曝光机挡光片的开口大小是否在允许偏差范围之内的步骤包括：如果检测不到X向第一对准图形，则判断挡光片X方向的开口过大，如果检测不到X向第二对准图形，则判断挡光片X方向的开口过小，如果检测不到Y向第一对准图形，则判断挡光片Y方向的开口过大，如果检测不到Y向第二对准图形，则判断挡光片Y方向的开口过小。

本发明还提供一种测试掩膜板，用于在晶圆上形成检验曝光机挡光片的开口大小的对准图形，所述测试掩膜板上形成有测试图形，所述测试图形包括第一测试图形和第二测试图形；所述第一测试图形包括不透光区以及位于所述不透光区中的透光图形，用于在所述晶圆的曝光单元区内形成位于非曝光区的第一对准图形；所述第二测试图形包括透光区以及位于所述透光区中的不透光图形，用于在晶圆的曝光单元区形成位于曝光区且与所述第一对准图形相邻的第二对准图形，所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离根 据挡光片的允许偏差范围而定。

可选的，所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离包括：第二对准图形靠近第一对准图形的边缘与第一对准图形靠近第二对准图形的边缘之间的第一间距，以及第二对准图形与曝光区靠近第一对准图形一侧的边缘之间的第二间距。

可选的，所述曝光机中设定挡光片沿一方向的允许偏差范围；以所述允许偏差范围获得所述方向的检验可偏差范围；以所述检验可偏差范围获得所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离。

可选的，所述允许偏差范围包括允许偏差下限值和允许偏差上限值；基于所述允许偏差下限值和允许偏差上限值分别获得检验可偏差范围下限值和检验可偏差上限值，所述检验可偏差范围下限值与所述允许偏差下限值的比值在85％至95％范围内，所述检验可偏差上限值与所述允许偏差上限值的比值在85％至95％范围内；以所述检验可偏差上限值和检验可偏差范围下限值之和作为所述第一间距，以所述检验可偏差范围下限值作为所述第二间距。

可选的，所述晶圆还包括位于曝光单元区之间切割道，沿切割道的方向为X方向，垂直于所述X方向的为Y方向；所述测试掩膜板中，所述测试图形包括：X方向测试图形和Y方向测试图形，所述X方向测试图形包括：不透光区以及位于所述不透光区中沿X方向延伸的透光图形，透光区以及位于所述透光区中沿X方向延伸的的不透光图形；所述Y方向测试图形包括：不透光区以及位于所述不透光区中沿Y方向延伸的透光图形，透光区以及位于所述透光区中沿Y方向延伸的不透光图形；所述测试掩膜板用于在第一曝光过程中在晶圆的曝光单元区内形成位于非曝光区的X方向延伸的X向第一对准图形和Y方向延伸的Y向第一对准图形；所述测试掩膜板还用于在第二曝光过程中在晶圆的曝光单元区内形成位于曝光区且与所述X向第一对准图形在X方向相邻的X向第二对准图形，以及位于曝光区且与所述Y向第一对准图形在Y方向相邻的Y向第二对准图形，所述X向第二对准图形和X向第一对准图形之间的距离根据挡光片的允许偏差范围而定，所述Y向第二对准图形和Y向第一对准图形之间的距离根据挡光片的允许偏差范围而定。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：在晶圆的曝光单元区内形成产品图形之前，对所述测试掩膜板进行曝光，在晶圆的曝光单元区内先后形成位于非曝光区的第一对准图形以及位于曝光区且与所述第一对准图形相邻的第二对准图形，所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离根据挡光片的允许偏差范围而定，通过对所述第一对准图形和第二对准图形进行对准测试，就可以自动化地检验挡光片开口大小是否在允许偏差范围之内，从而避免了人为目检带来的繁琐和不可靠性，提高了检验挡光片开口大小的可靠性和精度，进而能提高曝光图形质量。

附图说明

图1至图2是现有技术的曝光工艺的检验方法对应的示意图；

图3至图11是本发明曝光工艺的检验方法一实施例对应的示意图；

图12是本发明曝光工艺的检验系统一实施例的结构图；

图13至14是本发明曝光工艺的检验方法一实施例采用的测试掩膜板的示意图。

具体实施方式

参考图1，分析现有技术曝光工艺曝光图像质量不高的原因：由于图形金属层110具有一定的遮光作用，如果挡光片120的开口大小偏差超过一定范围将会引起漏光或过度遮光的问题，从而影响在晶圆上形成的实际图形；另一方面，当曝光发生在没有图形金属层110的曝光区域时，实际的曝光区域大小完全取决于所述挡光片120的开口大小。

因此，所述挡光片120的开口大小对于曝光工艺具有极为重要的作用。为了保证曝光图形的精确性，所述挡光片120的位置偏差值a(如图1所示)不能超过所述图形金属层110的宽度d(如图1所示)。

目前，为了在曝光工艺中检验挡光片的开口大小，主要采用类似于游标卡尺数格子的方法来检验挡光片开口大小。参考图2，示出了图1中130区域的局部放大图，所述方法具体为：设定一格子图形的尺寸；在所需量测区域内重复曝光形成多个所述格子图形；通过计算形成的格子数量来计算挡光片 120上下左右各自的偏差值a。然而，现有技术的检查方法完全依赖于人工的目检，负担重而且数据可靠性差，在曝光过程中无法保证曝光图形质量。

为了解决所述技术问题，本发明提供一种曝光工艺的检验方法，用于检验曝光机挡光片的开口大小，具体为：提供晶圆，所述晶圆包括曝光单元区；提供测试掩膜板，所述测试掩膜板上形成有测试图形，所述测试图形包括第一测试图形和第二测试图形，所述第一测试图形包括不透光区以及位于所述不透光区中的透光图形，所述第二测试图形包括透光区以及位于所述透光区中的不透光图形；采用曝光机对所述测试掩膜板上的所述第一测试图形进行第一曝光，在所述晶圆的曝光单元区内形成位于非曝光区的第一对准图形；第一曝光后采用曝光机对所述测试掩膜板上的所述第二测试图形进行第二曝光，在所述晶圆的曝光单元区内形成位于曝光区且与所述第一对准图形相邻的第二对准图形，所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离根据挡光片的允许偏差范围而定；采用曝光机对所述晶圆曝光单元区内的第一对准图形和第二对准图形进行对准测试，通过是否能检测到所述第一对准图形和第二对准图形判断曝光机挡光片的开口大小是否在允许偏差范围之内。

本发明在晶圆的曝光单元区内形成产品图形之前，先提供一测试掩膜板并对所述测试掩膜板进行曝光，在晶圆的曝光单元区内先后形成位于非曝光区的第一对准图形以及位于曝光区且与所述第一对准图形相邻的第二对准图形，所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离根据挡光片的允许偏差范围而定，通过对所述第一对准图形和第二对准图形进行对准测试，就可以自动化地检验挡光片开口大小是否在允许偏差范围之内，从而避免了人为目检带来的繁琐和不可靠性，提高了检验挡光片开口大小的可靠性和精度，进而能提高曝光图形质量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图3至图11是本发明曝光工艺的检验方法一实施例对应的示意图。

参考图3，提供晶圆200，所述晶圆200包括曝光单元区210。

具体地，所述曝光单元区210的数量为多个，所述多个重复曝光单元区 210通过切割道220相间隔。其中，定义沿一切割道220的方向为X方向，垂直于所述X方向的为Y方向。

参考图4和图5，提供测试掩膜板，所述测试掩膜板上形成有测试图形。

所述测试图形包括第一测试图形和第二测试图形，其中，所述第一测试图形包括不透光区以及位于所述不透光区中的透光图形，所述第二测试图形包括透光区以及位于所述透光区中的不透光图形。其中，所述透光图形对曝光光线具有透光性，所述不透光图形对曝光光线具有遮光性。

本实施例中，所述晶圆200包括位于曝光单元区210之间切割道220，沿一切割道的方向为X方向(如图3所示)，垂直于所述X方向的为Y方向(如图3所示)。相应地，所述测试图形包括：X方向测试图形300’(如图5所示)和Y方向测试图形300(如图4所示)；所述X方向测试图形300’包括X方向第一测试图形301’和X方向第二测试图形302’，所述Y方向测试图形300包括Y方向第一测试图形301和Y方向第二测试图形302。

如图4所示，所述Y方向测试图形300的Y方向第一测试图形301包括：不透光区a以及位于所述不透光区a中沿Y方向延伸的透光图形310；所述Y方向测试图形300的Y方向第二测试图形302包括：透光区b以及位于所述透光区b中沿Y方向延伸的不透光图形320。

如图5所示，所述X方向测试图形300’的X方向第一测试图形301’包括：不透光区a’以及位于所述不透光区a’中沿X方向延伸的透光图形310’；所述X方向测试图形300’的X方向第二测试图形302’包括：透光区b’以及位于所述透光区b’中沿X方向延伸的不透光图形320’。

结合参考图6至图7，采用曝光机对所述测试掩膜板上的所述第一测试图形进行第一曝光，在所述晶圆200(如图3所示)的曝光单元区210(如图3所示)内形成位于非曝光区的第一对准图形。

所述曝光单元区210的数量为多个，相应的，进行所述第一曝光的步骤包括：在所述晶圆200的多个曝光单元区210中分别形成位于非曝光区的第一对准图形。

具体地，进行所述第一曝光的步骤包括：采用曝光机对所述测试掩膜板 上的所述X方向第一测试图形301’和Y方向第一测试图形301进行第一曝光，在晶圆200的曝光单元区内210形成位于非曝光区A’(如图7所示)的X方向延伸的X向第一对准图形410’(如图7所示)和非曝光区A(如图6所示)的Y方向延伸的Y向第一对准图形410(如图6所示)。其中，所述非曝光区A由所述测试掩膜板中Y方向第一测试图形301的不透光区a形成，所述Y向第一对准图形410由所述测试掩膜板中沿Y方向延伸的透光图形310形成；所述非曝光区A’由测试掩膜板中X方向第一测试图形301’的不透光区a’形成，所述X向第一对准图形410’由所述测试掩膜板中沿X方向延伸的透光图形310’形成。

具体地，使曝光机挡光片的开口露出所述X方向延伸的第一测试图形301’和Y方向延伸的第一测试图形301，以便于进行曝光。

继续参考图6至图7，第一曝光后采用曝光机对所述测试掩膜板上的所述第二测试图形进行第二曝光，在所述晶圆的曝光单元区内形成位于曝光区且与所述第一对准图形相邻的第二对准图形，所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离根据挡光片的允许偏差范围而定。

需要说明的是，所述挡光片的允许偏差范围指的是：采用曝光机对测试掩膜板进行曝光后，在不影响在晶圆上形成的图形质量的情况下，所述挡光片的开口大小的最大值和最小值之间的范围值。

本实施例中，所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离根据挡光片的允许偏差范围而定，包括：设定挡光片沿一方向的允许偏差范围；为了更严格地检测挡光片的开口大小是否在允许偏差范围之内，以所述允许偏差范围获得所述方向的检验可偏差范围；以所述检验可偏差范围获得所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离。

具体地，所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离包括：第二对准图形靠近第一对准图形的边缘与第一对准图形靠近第二对准图形的边缘之间的第一间距；以及第二对准图形与曝光区靠近第一对准图形一侧的边缘之间的第二间距。其中，所述允许偏差范围包括允许偏差下限值和允许偏差上限值；基于所述允许偏差下限值和允许偏差上限值分别获得检验可偏差范围下 限值和检验可偏差上限值，所述检验可偏差范围下限值与所述允许偏差下限值的比值在85％至95％范围内，所述检验可偏差上限值与所述允许偏差上限值的比值在85％至95％范围内；以所述检验可偏差上限值和检验可偏差范围下限值之和作为所述第一间距，以所述检验可偏差范围下限值作为所述第二间距。

将所述第一间距和所述第二间距做以上设定的原因为：假设挡光片开口开小且不影响所述第一对准图形和所述第二对准图形的图形质量的情况下达到极限值，此时所述第二对准图形与曝光区靠近第一对准图形一侧的边缘之间的距离为检验可偏差范围的下限值，即所述第二间距为检验可偏差范围的下限值；假设挡光片开口开大且不影响所述第一对准图形和所述第二对准图形的图形质量的情况下达到极限值，此时所述第二对准图形与曝光区靠近第一对准图形一侧的边缘之间的距离为检验可偏差范围的下限值，相应的，所述第二对准图形靠近第一对准图形的边缘与第一对准图形靠近第二对准图形的边缘之间的距离为检验可偏差范围的下限值与上限值之和，即所述第一间距为检验可偏差范围的下限值与上限值之和。

本实施例中，进行所述第二曝光的步骤包括：采用曝光机对所述测试掩膜板上的所述X方向第二测试图形302’和Y方向第二测试图形302进行第二曝光，在晶圆200的曝光单元区210内形成位于曝光区B’(如图7所示)且与所述X向第一对准图形410’(如图7所示)在X方向相邻的X向第二对准图形420’(如图7所示)，以及位于曝光区B(如图6所示)且与所述Y向第一对准图形410(如图6所示)在Y方向相邻的Y向第二对准图形420(如图6所示)。其中，所述曝光区B由所述测试掩膜板中Y方向第二测试图形302的透光区b形成，所述Y向第二对准图形420由所述测试掩膜板中沿Y方向延伸的不透光图形320形成。所述曝光区B’由所述测试掩膜板中X方向第二测试图形302’的透光区b’形成，所述X向第二对准图形420’由所述测试掩膜板中沿X方向延伸的不透光图形320’形成。

具体地，使曝光机挡光片的开口露出所述X方向延伸的第二测试图形302’和Y方向延伸的第二测试图形302，以便于进行曝光。

所述X向第二对准图形420’和X向第一对准图形410’之间的距离根据挡 光片的X方向允许偏差范围而定，所述Y向第二对准图形420和Y向第一对准图形410之间的距离根据挡光片的Y方向允许偏差范围而定。

具体地，所述X向第二对准图形420’和X向第一对准图形410’之间的距离包括：所述X向第二对准图形420’靠近所述X向第一对准图形410’的边缘与所述X向第一对准图形410’靠近所述X向第二对准图形420’的边缘之间的第一间距f’；以及所述X向第二对准图形420’与曝光区B’靠近所述X向第一对准图形410’一侧的边缘之间的第二间距g’。

本实施例中，所述X方向允许偏差范围包括X方向允许偏差下限值(例如：50微米)和X方向允许偏差上限值(例如：700微米)；基于所述X方向允许偏差下限值和X方向允许偏差上限值分别获得X方向检验可偏差范围下限值(例如：45微米)和X方向检验可偏差上限值(例如：630微米)；以所述X方向检验可偏差上限值和X方向检验可偏差范围下限值之和作为所述第一间距f’(例如：675微米)，以所述X方向检验可偏差范围下限值作为所述第二间距g’(例如：45微米)。

具体地，所述Y向第二对准图形420和Y向第一对准图形410之间的距离包括：所述Y向第二对准图形420靠近所述Y向第一对准图形410的边缘与所述Y向第一对准图形410靠近所述Y向第二对准图形420的边缘之间的第一间距f；以及所述Y向第二对准图形420与曝光区B靠近所述Y向第一对准图形410一侧的边缘之间的第二间距g。

本实施例中，所述Y方向允许偏差范围包括Y方向允许偏差下限值(例如：62.5微米)和Y方向允许偏差上限值(例如：1062.5微米)；基于所述Y方向允许偏差下限值和Y方向允许偏差上限值分别获得Y方向检验可偏差范围下限值(例如：56.25微米)和Y方向检验可偏差上限值(例如：956.25微米)；以所述Y方向检验可偏差上限值和Y方向检验可偏差范围下限值之和作为所述第一间距f(例如：1012.5微米)，以所述X方向检验可偏差范围下限值作为所述第二间距g(例如：56.25微米)。

需要说明的是，所述曝光单元区210的数量为多个，相应的，进行第二曝光的步骤包括：在晶圆200的多个曝光区B’中分别形成位于曝光区B’且与 所述X向第一对准图形410’在X方向相邻的X向第二对准图形420’，位于不同曝光单元区210的X向第二对准图形420’与X向第一对准图形410’的距离不同，所述距离根据挡光片X方向的不同允许偏差范围而定；在晶圆200的多个曝光区B中分别形成位于曝光区B且与所述Y向第一对准图形410在Y方向相邻的Y向第二对准图形420，位于不同曝光单元区210的Y向第二对准图形420与Y向第一对准图形410的距离不同，所述距离根据挡光片Y方向的不同允许偏差范围而定。

由于所述X向第二对准图形420’与X向第一对准图形410’的距离根据挡光片X方向的不同允许偏差范围而定，所述Y向第二对准图形420与Y向第一对准图形410的距离根据挡光片Y方向的不同允许偏差范围而定，所述挡光片的允许偏差范围指的是采用曝光机对测试掩膜板进行曝光后，在不影响在晶圆上形成的图形质量的情况下，所述挡光片的开口大小的最大值和最小值之间的范围值，假设所述挡光片的开口过大，会使所述X向第一对准图形410’和Y向第一对准图形410发生图形缺失的现象，假设所述挡光片的开口过小，会使所述X向第二对准图形420’和Y向第二对准图形420发生图形缺失的现象，因此后续可以直接采用曝光机本身的对准测试功能，通过是否能检测到所述X向第二对准图形420’和X向第一对准图形410’判断所述挡光片的开口大小是否在X方向允许偏差范围之内，通过是否能检测到所述Y向第二对准图形420和Y向第一对准图形410判断所述挡光片的开口大小是否在Y方向允许偏差范围之内，从而避免了人为目检带来的繁琐和不可靠性，提高了检验挡光片开口大小的可靠性和精度，进而能提高曝光图形质量。

还需要说明的是，在每个曝光单元区210(如图3所示)内形成所述第二对准图形后，采用曝光机对所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离进行量测，如果所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离超出预设范围值，需去除所述第二对准图形和第一对准图形，重新进行曝光。

需要说明的是，本实施例中，先形成X向第一对准图形410’(如图7所示)和Y向第一对准图形410(如图6所示)，再形成X向第二对准图形420’(如图7所示)和Y向第二对准图形420(如图6所示)。在另一实施例中，还可以先形成X向第一对准图形，然后形成X向第二对准图形，再形成Y向 第一对准图形，最后形成Y向第二对准图形，在又一实施例中，还可以仅形成X向第一对准图形(或Y向第一对准图形)和X向第二对准图形(或Y向第二对准图形)，具体根据挡光片检测需求而定。

结合参考图8至图10，以所述Y向第一对准图形410和Y向第二对准图形420为例具体分析所述Y向第一对准图形410和Y向第二对准图形420之间距离设定的原因。

具体地，如图8所示，先采用曝光机对所述测试掩膜板上的所述Y方向第一测试图形301(如图4所示)进行第一曝光，在所述晶圆200(如图3所示)的曝光单元区310(如图3所示)内形成位于非曝光区A的Y方向延伸的Y向第一对准图形410；形成所述Y向第一对准图形410之后，采用挡光片330围出后续形成曝光区B的开口，然后采用曝光机对所述测试掩膜板上的所述Y方向第二测试图形302进行第二曝光，在所述200的曝光单元区310内形成位于曝光区B且与所述Y向第一对准图形410在Y方向相邻的Y向第二对准图形420。其中，所述挡光片遮挡所述非曝光区A以避免所述非曝光区A进行二次曝光，在所述非曝光区A的Y方向的相邻区域形成曝光区B，所述曝光区B内形成有Y向第二对准图形420，所述Y向第一对准图形410和所述Y向第二对准图形420沿Y方向排列且位于同一直线上。

需要说明的是，遮挡所述非曝光区A的挡光片330的一边缘位于所述Y向第一对准图形410和所述Y向第二对准图形420之间一定位置范围内，即所述Y向第二对准图形420靠近所述Y向第一对准图形410的边缘与所述Y向第一对准图形410靠近所述Y向第二对准图形420的边缘之间的第一间距f，以及所述Y向第二对准图形420与曝光区B靠近所述Y向第一对准图形410一侧的边缘之间的第二间距g均需控制在一定偏差范围内。也就是说，所述挡光片330的开口大小需控制在一定偏差范围值内，从而保证可以形成完整的Y向第一对准图形410和Y向第二对准图形420。

假设所述挡光片330围出的开口过大(如图9所示)，则采用曝光机对所述测试掩膜板上的所述Y方向第二测试图形302(如图4所示)进行第二曝光时，所述非曝光区A内的部分Y向第一对准图形410被二次曝光，从而导致所述Y向第一对准图形410的部分图形缺失，进而导致所述Y向第二对准 图形420靠近所述Y向第一对准图形410的边缘与所述Y向第一对准图形410靠近所述Y向第二对准图形420的边缘之间的第一间距f增大，同时导致所述Y向第二对准图形420与曝光区B靠近所述Y向第一对准图形410一侧的边缘之间的第二间距g增大。

本实施例中，当所述挡光片330围出的开口逐渐变大，直至达到使所述Y向第一对准图形410的部分图形发生缺失的临界状态，即挡光片在Y方向的开口开大且不影响所述Y向第一对准图形410和所述Y向第二对准图形420的图形质量的情况下的临界状态，定义此时挡光片330围出的开口大小为挡光片Y方向允许偏差范围的上限值。

假设所述挡光片330围出的开口过小(如图10所示)，则采用曝光机对所述测试掩膜板上的所述Y方向第二测试图形302(如图4所示)进行第二曝光时，由于部分所述曝光区B被所述挡光片330遮挡，从而导致所述Y向第二对准图形420的部分图形因未被曝光而缺失，进而导致所述Y向第二对准图形420靠近所述Y向第一对准图形410的边缘与所述Y向第一对准图形410靠近所述Y向第二对准图形420的边缘之间的第一间距f增大。

本实施例中，当所述挡光片330围出的开口逐渐变小，直至达到使所述Y向第二对准图形420的部分图形发生缺失的临界状态，即挡光片在Y方向的开口开小且不影响所述Y向第一对准图形410和所述Y向第二对准图形420的图形质量的情况下的临界状态，定义此时挡光片330围出的开口大小为挡光片Y方向允许偏差范围的下限值。

根据上述两种临界状态的分析，所述挡光片330围出的开口大小需控制在一定偏差范围内，所述偏差范围即为所述挡光片330的Y方向允许偏差范围；所述Y向第一对准图形410和Y向第二对准图形420之间的距离根据所述挡光片330的Y方向允许偏差范围而定。其中，为了更严格地检测挡光片Y方向的开口大小是否在Y方向允许偏差范围之内，以所述Y方向允许偏差范围获得Y方向检验可偏差范围；所述Y向第一对准图形410和Y向第二对准图形420之间的距离根据所述Y方向检验可偏差范围而定。

具体地，所述Y方向允许偏差范围包括Y方向允许偏差下限值和Y方向 允许偏差上限值；基于所述Y方向允许偏差下限值和Y方向允许偏差上限值分别获得Y方向检验可偏差范围下限值和Y方向检验可偏差上限值，所述Y方向检验可偏差范围下限值与所述Y方向允许偏差下限值的比值在85％至95％范围内，所述Y方向检验可偏差上限值与所述Y方向允许偏差上限值的比值在85％至95％范围内。

此外，还可以通过使形成的X向第一对准图形410’(如图7所示)和X向第二对准图形420’(如图7所示)之间的距离为挡光片X方向检验可偏差范围的临界值，以检测挡光片X方向的开口大小是否在X方向允许偏差范围之内，具体设定原因参考上述分析，在此不再赘述。

参考图11，采用曝光机对所述晶圆200曝光单元区210内的第一对准图形和第二对准图形进行对准测试，通过是否能检测到所述第一对准图形和第二对准图形判断曝光机挡光片的开口大小是否在允许偏差范围之内。

本实施例中，通过是否能检测到所述第一对准图形和第二对准图形判断曝光机挡光片的开口大小是否在允许偏差范围之内的步骤包括：分别对所述第一对准图形和第二对准图形进行对准测试，如果检测不到第一对准图形，则判断所述挡光片开口过大；如果检测不到第二对准图形，则判断所述挡光片开口过小。

具体地，所述第一对准图形包括X向第一对准图形410’(如图7所示)和Y向第一对准图形410(如图6所示)，所述第二对准图形包括X向第二对准图形420’(如图7所示)和Y向第二对准图形420(如图6所示)。进行对准测试，通过是否能检测到所述第一对准图形和第二对准图形判断曝光机挡光片的开口大小是否在允许偏差范围之内的步骤包括：如果检测不到X向第一对准图形410’，则判断挡光片X方向的开口过大，如果检测不到X向第二对准图形420’，则判断挡光片X方向的开口过小，如果所述X向第一对准图形410’和X向第二对准图形420’均能被检测到，则判断所述挡光片X方向开口大小在允许偏差范围内；如果检测不到Y向第一对准图形410，则判断挡光片Y方向的开口过大，如果检测不到Y向第二对准图形420，则判断挡光片Y方向的开口过小，如果所述Y向第一对准图形410和Y向第二对准图形420均能被检测到，则判断所述挡光片Y方向开口大小在允许偏差范围内。

需要说明的是，本实施例对所述X向第一对准图形410’、X向第二对准图形420’、Y向第一对准图形410以及Y向第二对准图形420的对准测试顺序不做限定。

相应的，本发明还提供一种曝光工艺的检验系统。参考图12，图12是本发明曝光工艺的检验系统一实施例的结构图。

结合参考图3至图7，所述曝光工艺的检验系统包括：

晶圆500，置于晶圆工作平台501上，所述晶圆500包括曝光单元区(未图示)；

测试掩膜板510，置于掩膜板工作平台511上，所述测试掩膜板510上形成有测试图形，所述测试图形包括第一测试图形和第二测试图形，所述第一测试图形包括不透光区以及位于所述不透光区中的透光图形，所述第二测试图形包括透光区以及位于所述透光区中的不透光图形；

曝光机520，用于对所述测试掩膜板510上的所述第一测试图形进行第一曝光，在所述晶圆500的曝光单元区内形成位于非曝光区的第一对准图形；用于在第一曝光后对所述测试掩膜板510上的第二测试图形进行第二曝光，在所述晶圆500的曝光单元区内形成位于曝光区且与所述第一对准图形相邻的第二对准图形，所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离根据挡光片的允许偏差范围而定；所述曝光机520还用于对所述晶圆500的曝光单元区内的第一对准图形和第二对准图形进行对准测试；

判断单元530，与曝光机520的计算机系统相连接并集成于所述曝光机520中，用于通过是否能检测到所述第一对准图形和第二对准图形判断曝光机挡光片的开口大小是否在允许偏差范围之内并输出判断结果。

本实施例中，所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离包括：所述第二对准图形靠近第一对准图形的边缘与所述第一对准图形靠近第二对准图形的边缘之间的第一间距，以及所述第二对准图形与曝光区靠近所述第一对准图形一侧的边缘之间的第二间距；所述判断单元530用于在检测不到第一对准图形时判断挡光片开口过大；还用于在检测不到第二对准图形时判断挡光片开口过小。

其中，所述曝光机中设定挡光片沿一方向的允许偏差范围；以所述允许偏差范围获得所述方向的检验可偏差范围；以所述检验可偏差范围获得所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离。其中，所述允许偏差范围包括允许偏差下限值和允许偏差上限值；基于所述允许偏差下限值和允许偏差上限值分别获得检验可偏差范围下限值和检验可偏差上限值，所述检验可偏差范围下限值与所述允许偏差下限值的比值在85％至95％范围内，所述检验可偏差上限值与所述允许偏差上限值的比值在85％至95％范围内；以所述检验可偏差上限值和检验可偏差范围下限值之和作为所述第一间距，以所述检验可偏差范围下限值作为所述第二间距。

需要说明的是，所述曝光单元区的数量为多个，所述曝光机520用于在第一曝光时所述晶圆500的多个曝光单元区中分别形成位于非曝光区的第一对准图形；还用于在第二曝光时在晶圆500的多个曝光单元区中分别形成位于曝光区且与所述第一对准图形相邻的第二对准图形；位于不同曝光单元区的第二对准图形与第一对准图形的距离不同，所述距离根据挡光片的不同允许偏差范围而定。

所述晶圆500还包括位于所述曝光单元区之间的切割道，沿一切割道的方向为X方向，垂直于所述X方向的为Y方向。

本实施例中，所述测试图形包括：X方向测试图形300’(如图5所示)和Y方向测试图形300(如图4所示)；所述X方向测试图形300’包括X方向第一测试图形301’(如图5所示)和X方向第二测试图形302’(如图5所示)，所述Y方向测试图形300包括Y方向第一测试图形301(如图4所示)和Y方向第二测试图形302(如图4所示)。

所述Y方向测试图形300的Y方向第一测试图形301包括：不透光区a以及位于所述不透光区a中沿Y方向延伸的透光图形310；所述Y方向测试图形300的Y方向第二测试图形302包括：透光区b以及位于所述透光区b中沿Y方向延伸的不透光图形320(如图4所示)。所述X方向测试图形300’的X方向第一测试图形301’包括：不透光区a’以及位于所述不透光区a’中沿X方向延伸的透光图形310’；所述X方向测试图形300’的X方向第二测试图形302’包括：透光区b’以及位于所述透光区b’中沿X方向延伸的不透光图形 320’(如图5所示)。

所述曝光机520用于在第一曝光过程中在晶圆500的曝光单元区501内形成位于非曝光区A’(如图7所示)的X方向延伸的X向第一对准图形410’和非曝光区A(如图6所示)的Y方向延伸的Y向第一对准图形410；所述曝光机520还用于在第二曝光过程中在晶圆500的曝光单元区501内形成位于曝光区B’(如图7所示)且与所述X向第一对准图形410’在X方向相邻的X向第二对准图形420’，以及位于曝光区B(如图6所示)且与所述Y向第一对准图形410在Y方向相邻的Y向第二对准图形420。其中，所述X向第二对准图形420’和X向第一对准图形410’之间的距离根据挡光片的允许偏差范围而定，所述Y向第二对准图形420和Y向第一对准图形410之间的距离根据挡光片的允许偏差范围而定。

具体地，所述判断单元530，用于通过是否能检测到所述第一对准图形和第二对准图形判断曝光机挡光片的开口大小是否在允许偏差范围之内的步骤包括：如果检测不到X向第一对准图形410’，则判断挡光片X方向的开口过大，如果检测不到X向第二对准图形420’，则判断挡光片X方向的开口过小，如果检测不到Y向第一对准图形410，则判断挡光片Y方向的开口过大，如果检测不到Y向第二对准图形420，则判断挡光片Y方向的开口过小。

通过采用所述检验系统中的曝光机对所述测试掩膜板的第一测试图形进行第一曝光，在晶圆的曝光单元区内形成位于非曝光区的第一对准图形，然后采用曝光机对所述第二测试进行第二曝光，在晶圆的曝光单元区内形成位于曝光区且与所述第一对准图形相邻的第二对准图形，所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离根据挡光片的允许偏差范围而定；最后采用曝光机对所述晶圆曝光单元区内的第一对准图形和第二对准图形进行对准测试，通过是否能检测到所述第一对准图形和第二对准图形判断曝光机挡光片的开口大小是否在允许偏差范围之内，从而避免了人为目检带来的繁琐和不可靠性，提高了检验挡光片开口大小的可靠性和精度，进而能提高曝光图形质量。

相应的，本发明还提供一种测试掩膜板，用于在晶圆上形成检验曝光机挡光片的开口大小的对准图形，所述测试掩膜板上形成有测试图形。参考图13和图14，图13至14是本发明曝光工艺的检验方法一实施例采用的测试掩 膜板的示意图。

所述测试图形包括第一测试图形和第二测试图形；所述第一测试图形包括不透光区以及位于所述不透光区中的透光图形，用于在所述晶圆的曝光单元区内形成位于非曝光区的第一对准图形；所述第二测试图形包括透光区以及位于所述透光区中的不透光图形；用于在晶圆的曝光单元区形成位于曝光区且与所述第一对准图形相邻的第二对准图形，所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离根据挡光片的允许偏差范围而定。

本实施例中，所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离包括：第二对准图形靠近第一对准图形的边缘与第一对准图形靠近第二对准图形的边缘之间的第一间距，以及第二对准图形与曝光区靠近第一对准图形一侧的边缘之间的第二间距。

需要说明的是，曝光机中设定挡光片沿一方向的允许偏差范围；以所述允许偏差范围获得所述方向的检验可偏差范围；以所述检验可偏差范围获得所述第二对准图形和第一对准图形之间的距离。其中，所述允许偏差范围包括允许偏差下限值和允许偏差上限值；基于所述允许偏差下限值和允许偏差上限值分别获得检验可偏差范围下限值和检验可偏差上限值，所述检验可偏差范围下限值与所述允许偏差下限值的比值在85％至95％范围内，所述检验可偏差上限值与所述允许偏差上限值的比值在85％至95％范围内；以所述检验可偏差上限值和检验可偏差范围下限值之和作为所述第一间距，以所述检验可偏差范围下限值作为所述第二间距。

具体地，所述晶圆还包括位于所述曝光单元区之间的切割道，沿一切割道的方向为X方向，垂直于所述X方向的为Y方向。

参考图13和图14，本实施例中，所述测试图形包括：X方向测试图形600’(如图14所示)和Y方向测试图形600(如图13所示)；所述X方向测试图形600’包括X方向第一测试图形601’(如图14所示)和X方向第二测试图形602’(如图14所示)，所述Y方向测试图形600包括Y方向第一测试图形601(如图13所示)和Y方向第二测试图形602(如图13所示)。

具体地，如图13所示，所述Y方向测试图形600的Y方向第一测试图 形601包括：不透光区c以及位于所述不透光区c中沿Y方向延伸的透光图形610；所述Y方向测试图形600的Y方向第二测试图形602包括：透光区d以及位于所述透光区d中沿Y方向延伸的不透光图形620。如图14所示，所述X方向测试图形600’的X方向第一测试图形601’包括：不透光区c’以及位于所述不透光区c’中沿X方向延伸的透光图形610’；所述X方向测试图形600’的X方向第二测试图形602’包括：透光区d’以及位于所述透光区d’中沿X方向延伸的的不透光图形620’。

具体地，所述测试掩膜板用于在第一曝光过程中在晶圆的曝光单元区内形成位于非曝光区A’(如图7所示)的X方向延伸的X向第一对准图形410’和非曝光区A(如图6所示)的Y方向延伸的Y向第一对准图形410；所述测试掩膜板还用于在第二曝光过程中在晶圆的曝光单元区内形成位于曝光区B’(如图7所示)且与所述X向第一对准图形410’在X方向相邻的X向第二对准图形420’，以及位于曝光区B(如图6所示)且与所述Y向第一对准图形410在Y方向相邻的Y向第二对准图形420。其中，所述X向第二对准图形420’和X向第一对准图形410’之间的距离根据挡光片的允许偏差范围而定，所述Y向第二对准图形420和Y向第一对准图形410之间的距离根据挡光片的允许偏差范围而定。

其中，所述非曝光区A’由测试掩膜板中X方向第一测试图形601’的不透光区c’形成，所述X向第一对准图形410’由所述测试掩膜板中沿X方向延伸的透光图形610’形成，所述曝光区B’由所述测试掩膜板中X方向第二测试图形602’的透光区d’形成，所述X向第二对准图形420’由所述测试掩膜板中沿X方向延伸的不透光图形620’形成，所述非曝光区A由所述测试掩膜板中Y方向第一测试图形601的不透光区c形成，所述Y向第一对准图形410由所述测试掩膜板中沿Y方向延伸的透光图形610形成，所述曝光区B由所述测试掩膜板中Y方向第二测试图形602的透光区b形成，所述Y向第二对准图形420由所述测试掩膜板中沿Y方向延伸的不透光图形620形成。

通过对所述测试掩膜板进行曝光，在晶圆上先形成所述X向第一对准图形410’和Y向第一对准图形410，后形成X向第二对准图形420’和Y向第二对准图形420，且使所述X向第二对准图形420’与X向第一对准图形410’的 距离根据挡光片X方向的不同允许偏差范围而定，所述Y向第二对准图形420与Y向第一对准图形410的距离根据挡光片Y方向的不同允许偏差范围而定，后续能够通过是否能检测到所述X向第二对准图形420’和X向第一对准图形410’判断所述挡光片的开口大小是否在X方向允许偏差范围之内，通过是否能检测到所述Y向第二对准图形420和Y向第一对准图形410判断所述挡光片的开口大小是否在Y方向允许偏差范围之内，从而避免了人为目检带来的繁琐和不可靠性，提高了检验挡光片开口大小的可靠性和精度，进而能提高曝光图形质量。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。