光刻条件的在线监测方法及掩膜版

文档序号:1801096 发布日期:2021-11-05 浏览:5次 >En<

阅读说明:本技术 光刻条件的在线监测方法及掩膜版 (Online monitoring method for photoetching conditions and mask ) 是由 杨红美 金佩 李伟峰 顾以理 于 2021-07-07 设计创作,主要内容包括:本申请公开了一种光刻条件的在线监测方法及掩膜版,涉及半导体制造领域。该光刻条件的在线监测方法包括通过光刻工艺在晶圆表面形成CD Bar和若干条状辅助结构;监测所述CD Bar的尺寸和形貌;其中,所述条状辅助结构位于所述CD Bar的四周;解决了目前在图形密度过低的层侧容易发生CD Bar区域倒胶的问题;达到了改善CD Bar区域倒胶,提高光刻条件监测结果的准确性的稳定性的效果。(The application discloses an online monitoring method of photoetching conditions and a mask, and relates to the field of semiconductor manufacturing. The online monitoring method of the photoetching conditions comprises the steps of forming CD Bar and a plurality of strip-shaped auxiliary structures on the surface of a wafer through a photoetching process; monitoring the size and morphology of the CD Bar; wherein the strip-shaped auxiliary structure is positioned around the CD Bar; the problem that the CD Bar area is easy to be glued on the layer side with too low graph density at present is solved; the effects of improving the CD Bar area glue pouring and improving the stability of the accuracy of the photoetching condition monitoring result are achieved.)

光刻条件的在线监测方法及掩膜版

技术领域

本申请涉及半导体制造领域,具体涉及一种光刻条件的在线监测方法及掩膜版。

背景技术

在半导体制造中,对于光刻条件的在线(inline)监测主要通过量测被监测图形的某一个方向的关键尺寸来实现。目前,采用如图1所示的CD Bar作为被监测图形,通过量测CD Bar可以保证光刻图形的正常形成,也可以提供保障产品良率和稳定性的重要依据。

对于图形密度过低的层次,体现在掩膜版上就是透光区域过少,一般为掩膜版上的透光率低于0.3%,光刻形成的图形少且孤立,用于在线监测的CD Bar周围非常空旷。显影时,在晶圆的旋转作用下,CD Bar周围显影液流速加快冲击力变大,CD Bar在显影液的强烈冲击作用下容易发生倒胶现象。

针对这种由于图形密度过低导致的CD Bar区域光阻倒胶的现象,调整显影转速可以改善这一现象,但是调整显影转速也会引发显影不良等问题。

发明内容

为了解决相关技术中的问题,本申请提供了一种光刻条件的在线监测方法及掩膜版。该技术方案如下:

第一方面,本申请实施例提供了一种光刻条件的在线监测方法,该方法包括:

通过光刻工艺在晶圆表面形成CD Bar和若干条状辅助结构;

监测CD Bar的尺寸和形貌;

其中,条状辅助结构位于CD Bar的四周。

可选的,通过光刻工艺在晶圆表面形成CD Bar和若干条状辅助结构,包括:

通过光刻工艺,在晶圆的切割道表面形成CD Bar和若干条状辅助结构。

可选的,部分条状辅助结构与切割道垂直,且垂直于切割道的条状辅助结构的长度小于切割道的宽度;

部分条状辅助结构与切割道平行。

可选的,条状辅助结构的宽度不小于CD Bar的宽度。

可选的,在进行光刻工艺时,使用包括CD Bar图案和条状辅助结构图案的掩膜版。

第二方面,本申请实施例提供了一种掩膜版,该掩膜版包括CD Bar图案和若干条状辅助结构图案;

其中,条状辅助结构图案位于CD Bar图案的四周。

可选的,条状辅助结构图案的宽度不小于CD Bar图案的宽度。

可选的,部分条状辅助结构图案与CD Bar图案的X方向平行,部分条状辅助结构图案与CD Bar图案的Y方向平行。

本申请技术方案,至少包括如下优点:

通过光刻工艺在晶圆表面形成CD Bar、位于CD Bar四周的若干条状辅助结构,监测CD Bar的尺寸和形貌;解决了目前在图形密度过低的层侧容易发生CD Bar区域倒胶的问题;达到了改善CD Bar区域倒胶,提高光刻条件监测结果的准确性的稳定性的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请

具体实施方式

或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一种CD Bar的示意图;

图2是本申请实施例提供的一种光刻条件的在线监测方法的流程图;

图3是一种CD Bar、特殊标记、代码的示意图

图4是本申请实施例提供的一种CD Bar和条状辅助结构的示意图;

图5是本申请实施例提供的一种SEM量测得到的CD Bar的尺寸和形貌的示意图;

图6是本申请实施例提供的另一种CD Bar和条状辅助结构的示意图;

图7是本申请实施例提供的另一种CD Bar和条状辅助结构的示意图;

图8是本申请实施例提供的另一种CD Bar和条状辅助结构的示意图;

图9是本申请实施例提供的另一种SEM量测得到的CD Bar的尺寸和形貌的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电气连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通,可以是无线连接,也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外,下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参考图2,其示出了本申请实施例提供的一种光刻条件的在线监测方法的流程图,该方法至少包括如下步骤:

步骤101,通过光刻工艺在晶圆表面形成CD Bar和若干条状辅助结构。

在需要进行光刻工艺的晶圆表面涂布光刻胶,并利用掩膜版进行曝光,显影后,在晶圆表面形成用于形成产品的预设结构、以及用于进行在线监测的CD Bar和若干条状辅助结构。

条状辅助结构位于CD Bar的四周。

如图3所示,CD BAR 21同时具有水平的量测图形、垂直的量测图形、密集的量测图形、半密集的量测图形和孤立的量测图形。CD Bar 21的附近还形成有用于做定位和自动对焦的特殊标记23,以及用于标识CD Bar的代码24。

在一个例子中,如图4所示,CD Bar被4条条状辅助结构22围绕。

在进行光刻工艺时,使用的掩膜版包括CD Bar图案和条状辅助结构图案。在正常的显影过程中,显影溶液会先溶解条状辅助结构图案区域的光阻,当显影液流动至CD Bar图案区域时,显影液的冲洗速度减缓,冲击力显著减小,CD Bar图案区域的光阻不会出现倒胶现象。

步骤102,监测CD Bar的尺寸和形貌。

通过CD量测机台监测CD Bar的尺寸和形貌。

可选的,通过电子扫描显微镜(SEM)监测CD Bar的尺寸和形貌。

在一个例子中,光刻所形成的条状辅助结构如图4所示,经过电子扫描电镜量测得到的CD Bar的尺寸和形貌如图5所示,CD Bar未发生倒胶,可以准确地得到CD Bar的尺寸和形貌。

综上所述,本申请实施例提供的光刻条件的在线监测方法,通过光刻工艺在晶圆表面形成CD Bar、位于CD Bar四周的若干条状辅助结构,监测CD Bar的尺寸和形貌;通过条状辅助结构改进CD Bar周围的环境,在显影时保护CD Bar,解决了目前在图形密度过低的层侧容易发生CD Bar区域倒胶的问题;达到了改善CD Bar区域倒胶,提高光刻条件监测结果的准确性的稳定性的效果。

在基于图1所示实施例的可选实施例中,为了令CD Bar不影响器件结构和性能,将CD Bar和若干条状辅助结构形成在晶圆的切割道内。即,上述步骤101,也即步骤“通过光刻工艺在晶圆表面形成CD Bar和若干条状辅助结构”,可以有如下步骤实现:

步骤1011,通过光刻工艺,在晶圆的切割道表面形成CD Bar和若干条状辅助结构。

在利用掩膜版进行曝光时,掩膜版上的CD Bar图案和条状辅助结构图案对准晶圆上的切割道区域。

在基于图1所示实施例的可选实施例中,部分条状辅助结构与晶圆上的切割道垂直,且垂直于切割道的条状辅助结构的长度小于切割道的宽度;部分条状辅助结构与晶圆上的切割道平行;平行于切割道的条状辅助结构的长度不作限制。

CD Bar和CD Bar四周的条状辅助结构均位于晶圆上的切割道区域内。

在基于图1所示实施例的可选实施例中,条状辅助结构的宽度不小于CD Bar的宽度。

需要说明是,在CD Bar的X方向的条状辅助结构的数量可以与在CD Bar的Y方向的条状辅助结构的数量相同或不相同;在CD Bar四周的条状辅助结构的长度相同或不同,在CD Bar四周的条状辅助结构的宽度相同或不相同;在CD Bar每侧的条状辅助结构的数量为一条或多条,CD Bar各侧的条状辅助结构的数量可以相同也可以不相同;条状辅助结构之间可以相互接触也可以不相互接触。

图6示出了一种CD Bar与条状辅助结构的示意图,图7示出了另一种CD Bar与条状辅助结构的示意图,图8示出了又一种CD Bar与条状辅助结构的示意图。需要说明的是,图4、图6、图7、图8仅为示例性说明,对CD Bar与条状辅助结构的关系不作限定。

在另一个例子中,光刻所形成的条状辅助结构如图7所示,经过电子扫描电镜量测得到的CD Bar的尺寸和形貌如图9所示,CD Bar未发生倒胶,可以准确地得到CD Bar的尺寸和形貌。

本申请实施例还提供了一种掩膜版,该掩膜版可以用于上述光刻条件的在线监测方法中,该掩膜版包括CD Bar图案和若干条状辅助结构图案,其中,条状辅助结构图案位于CD Bar图案的四周。

可选的,若该层次的掩膜版不包括条状辅助结构图案,则掩膜版的透光率小于预定值,比如,预定值为0.3%。

可选的,在掩膜版上,条状辅助结构图案的宽度不小于CD Bar图案的宽度。

利用该掩膜版进行光刻后,形成在晶圆表面的条状辅助结构的宽度不小于CD Bar的宽度。

可选的,利用该掩膜版进行光刻后,形成的条状辅助结构和CD Bar位于晶圆的切割道表面。

可选的,在掩膜版上,部分条状辅助结构图案与CD Bar图案的X方向平行,部分条状辅助结构图案与CD Bar图案的Y方向平行。

在利用该掩膜版进行光刻后,位于晶圆的切割道区域的条状辅助结构部分与切割道平行,部分与切割道垂直,垂直于切割道的条状辅助结构的长度小于切割道的宽度。

需要说明是,在掩膜版上,在CD Bar图案的X方向的条状辅助结构图案的数量可以与在CD Bar图案的Y方向的条状辅助结构图案的数量相同或不相同;在CD Bar图案四周的条状辅助结构图案的长度相同或不同,在CD Bar图案四周的条状辅助结构图案的宽度相同或不相同;在CD Bar图案每侧的条状辅助结构图案的数量为一条或多条,CD Bar图案各侧的条状辅助结构图案的数量可以相同也可以不相同;条状辅助结构图案之间可以相互接触也可以不相互接触。

显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。

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