一种掩模版及一种测量光刻机的版旋转偏差的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种掩模版及一种测量光刻机的版旋转偏 差的方法。
【背景技术】
[0002] 光刻是半导体工艺中的关键技术，广泛应用于半导体集成电路、LED二极管、液晶 显示屏等工艺中，其中半导体集成电路对光刻设备和工艺的依赖度最大。实现光刻工艺的 最关键设备是光刻机，光刻机的掩模版的旋转偏差是光刻机的一个重要参数，简称为版旋 转偏差，即掩模版的中轴线相对于平面二维坐标系出现了旋转，以平面二维坐标系的原点 为圆点旋转，因为晶圆上每一个曝光场都是从掩模版上投影得到的，如果掩模版出现旋转 偏差，会导致所有的曝光场都出现旋转，直接影响到光刻工艺的对准精度，参见图1，是当光 刻机的掩模版出现顺时针旋转的情况下，投影在晶圆上的曝光场示意图。
[0003] 现有技术中，测量光刻机的版旋转偏差的方法如下：先后共执行两次光刻，第二次 光刻以第一次光刻为对准参照，然后测量两次光刻之间的对准偏差，再反向计算出掩模版 的旋转偏差量。
[0004] 由于对准偏差不仅受版旋转偏差的影响，还受光刻机的激光定位偏差、步进精度 偏差等诸多参数和因素的影响，所以这种由对准偏差反向计算光刻机的版旋转偏差的过程 比较复杂。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种掩模版及一种测量光刻机的版旋转偏差的方法，能够使计算光 刻机的版旋转偏差的过程变得简单。
[0006] -方面，本发明提供了一种掩模版，所述掩模版包括：底板、位于底板上的第一部 件和弟-部件；
[0007] 所述第一部件用于使光刻胶在经过光刻后被保留；
[0008] 所述第二部件用于使光刻胶在经过光刻后被刻蚀；
[0009] 所述第一部件和第二部件的位置关系满足：在以所述掩模版的矩形曝光场的中心 为坐标原点，X轴、Y轴分别平行于所述曝光场的垂直的两个边的X-Y坐标系中，所述第一部 件和第二部件位于Y轴两侧，均有两条垂直于Y轴的平行边线，第二部件的Y轴上的投影在 第一部件的Y轴上的投影内，所述第一部件的中心与所述第二部件的中心在X轴上投影的 距离为光刻机在X方向的步进长度。
[0010] 进一步地，所述第一部件和第二部件的位置关系还满足：所述第一部件和第二部 件的中心位于垂直于Y轴的同一条直线上。
[0011] 进一步地，所述第一部件、第二部件的形状为矩形。
[0012] 进一步地，所述第一部件、第二部件的中心到Y轴的距离相等。
[0013] 进一步地，所述曝光场为矩形，边的长度为10-50毫米。
[0014] 进一步地，所述第二部件曝光后形成的图案的两条垂直于Y轴的边至少有一部分 在第一部件曝光后形成的图案中。
[0015] 另一方面，本发明提供了一种利用上述的任一掩模版测量光刻机的版旋转偏差的 方法，在以所述掩模版的矩形曝光场的中心为坐标原点，X轴、Y轴分别平行于所述曝光场 的垂直的两个边的X-Y坐标系中，所述方法包括：
[0016] 按照预先设定的X方向的步进长度，利用所述掩模版对涂有光刻胶的晶圆进行步 进式光刻，形成偏差图案；
[0017] 计算出第二部件的中心的偏移距离；
[0018] 根据所述偏移距离和所述步进长度计算光刻机的版旋转偏差。
[0019] 进一步地，所述利用所述掩模版对涂有光刻胶的晶圆进行步进式光刻，包括：
[0020] 在第一部件曝光形成的图案上对第二部件进行曝光。
[0021] 进一步地，所述计算出第二部件的中心的偏移距离，包括：
[0022] 测量偏差图案垂直于Y方向的一条外边线与一条内边线的第一距离，测量偏差图 案垂直于Y方向的另一条外边线与另一条内边线的第二距离；
[0023] 根据以下公式计算出第二部件的中心的偏移距离：
【主权项】
1. 一种掩模版，其特征在于，所述掩模版包括：底板、位于底板上的第一部件和第二部 件； 所述第一部件用于使光刻胶在经过光刻后被保留； 所述第二部件用于使光刻胶在经过光刻后被刻蚀； 所述第一部件和第二部件的位置关系满足：在以所述掩模版的矩形曝光场的中心为坐 标原点，X轴、Y轴分别平行于所述曝光场的垂直的两个边的X-Y坐标系中，所述第一部件和 第二部件位于Y轴两侧，均有两条垂直于Y轴的平行边线，第二部件的Y轴上的投影在第一 部件的Y轴上的投影内，所述第一部件的中心与所述第二部件的中心在X轴上投影的距离 为光刻机在X方向的步进长度。
2. 根据权利要求1所述的掩模版，其特征在于，所述第一部件和第二部件的位置关系 还满足：所述第一部件和第二部件的中心位于垂直于Y轴的同一条直线上。
3. 根据权利要求1或2所述的掩模版，其特征在于，所述第一部件、第二部件的形状为 矩形。
4. 根据权利要求1或2所述的掩模版，其特征在于，所述第一部件、第二部件的中心到 Y轴的距离相等。
5. 根据权利要求1或2所述的掩模版，其特征在于，所述曝光场为矩形，边的长度为 10-50晕米。
6. 根据权利要求1或2所述的掩模版，其特征在于，所述第二部件曝光后形成的图案的 两条垂直于Y轴的边至少有一部分在第一部件曝光后形成的图案中。
7. -种利用权利要求1-6中任一掩模版测量光刻机的版旋转偏差的方法，其特征在 于，在以所述掩模版的矩形曝光场的中心为坐标原点，X轴、Y轴分别平行于所述曝光场的 垂直的两个边的X-Y坐标系中，所述方法包括： 按照预先设定的X方向的步进长度，利用所述掩模版对涂有光刻胶的晶圆进行步进式 光刻，形成偏差图案； 计算出第二部件的中心的偏移距离； 根据所述偏移距离和所述步进长度计算光刻机的版旋转偏差。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述利用所述掩模版对涂有光刻胶的晶 圆进行步进式光刻，包括： 在第一部件曝光形成的图案上对第二部件进行曝光。
9. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述计算出第二部件的中心的偏移距离， 包括： 测量偏差图案垂直于Y方向的一条外边线与一条内边线的第一距离，测量偏差图案垂 直于Y方向的另一条外边线与另一条内边线的第二距离； 根据以下公式计算出第二部件的中心的偏移距离：
其中，D为所述偏移距离，Y1为所述第一距离，Y2为所述第二距离。
10. 根据权利要求1或9所述的方法，其特征在于，所述计算光刻机的版旋转偏差，包 括： 根据以下公式计算光刻机的版旋转偏差：
其中，A为所述版旋转偏差，D为所述偏移距离，X为所述步进长度。
【专利摘要】本发明提供一种掩模版，该掩模版包括：底板、位于底板上的第一部件和第二部件；第一部件用于使光刻胶在经过光刻后被保留；第二部件用于使光刻胶在经过光刻后被刻蚀；第一部件和第二部件的位置关系满足：在以所述掩模版的矩形曝光场的中心为坐标原点，X轴、Y轴分别平行于所述曝光场的垂直的两个边的X-Y坐标系中，所述第一部件和第二部件位于Y轴两侧，均有两条垂直于Y轴的平行边线，第二部件的Y轴上的投影在第一部件的Y轴上的投影内，所述第一部件的中心与所述第二部件的中心在X轴上投影的距离为光刻机在X方向的步进长度。通过本发明提供的掩模版及方法，能够使计算光刻机的版旋转偏差的过程变得简单。
【IPC分类】G03F9-00, G03F1-42
【公开号】CN104635418
【申请号】CN201310551821
【发明人】潘光燃, 文燕, 石金成, 高振杰, 王焜
【申请人】北大方正集团有限公司, 深圳方正微电子有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月7日