一种用于检测曝光机台透镜眩光程度的光掩膜版及方法技术

本发明专利技术提供了一种用于检测曝光机台透镜眩光程度的光掩膜版及方法。上述光掩膜版包括中心曝光区域和外围区域，上述曝光机台的曝光光线经过上述透镜后透过上述中心曝光区域对晶圆上的光刻胶进行曝光，其中，整个上述中心曝光区域设置有遮光层，以阻止上述曝光光线透过；以及上述外围区域设置有若干透光条纹，上述曝光光线经过上述透镜后形成的杂散光透过上述若干透光条纹对上述光刻胶进行曝光。本发明专利技术还提供了利用上述的光掩膜版检测曝光机台透镜眩光程度的方法。根据本发明专利技术所提供的用于检测曝光机台透镜眩光程度的光掩膜版及方法能够随时对曝光机台的透镜进行检测，从而提高透镜维护的便捷性，能够及时发现并改善透镜的眩光问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测曝光机台透镜眩光程度的光掩膜版及方法
本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及半导体器件光刻工艺中所采用的曝光机台的透镜眩光程度的检测。
技术介绍
光刻(Photolithography)，在希腊语字面上的意思是光(photo)-石(litho)-书写(writing)。光刻是将掩模版上的图形转移到涂有光致抗蚀剂(或称光刻胶)的硅片上，通过一系列生产步骤将硅片表面薄膜的特定部分除去的一种图形转移技术。光刻技术是借用照相技术、平板印刷技术的基础上发展起来的半导体关键工艺技术。光源发出的光线照射在掩模版上，出射的光线已经携带了掩模版上的图形信息。掩模版就是在透明的基底(石英)上绘制出需要制作的图形结构，其中，使需要光透过的图形区域保持透明，而在不需要透过光的非图形区域设置遮光层。携带掩模版图形信息的光线照射在旋涂有感光材料(光刻胶)的基底上，这一过程称为曝光。受到照射的光刻胶性质将区别于未收到照射的光刻胶的性质，从而能够在后续的显影过程中区别处理，即正光刻胶的感光区、负光刻胶的非感光区会溶解于显影液中被去除，正光刻胶的非感光区图形和负光刻胶的感光区图形被保留。通过曝光和显影，掩模版上的图形就被转移到了光刻胶上，然后经过后续刻蚀或者薄膜淀积等工艺再将光刻胶上的图形转移到基底上。曝光是光刻工艺中的一个关键步骤。现有技术中硅片光学曝光最主要的方法是投影式曝光，一般光学系统将掩模版上的图像缩小4或5倍，聚焦并与硅片上已有的图形对准后曝光，每次曝光一小部分，曝完一个图形后，硅片移动到下一个曝光位置继续对准曝光。请结合图1来理解投影式曝光的光刻机的曝光机台的主要结构。曝光机台主要包括光圈快门100、延迟透镜200、光掩膜版300和投影透镜400。其中，光圈快门限定了光掩膜版的曝光区域，即图1中光掩膜版300的中心曝光区域310。在常规的曝光过程中，曝光光线610透过光圈快门100经过延迟透镜200后再透过中心曝光区域310经过投影镜头400聚焦到晶圆500的表面，从而将光掩膜版中心曝光区域310的图形转移到晶圆表面的光刻胶上。然后，随着光刻机使用年限的增加，曝光系统的透镜会变得模糊，曝光光线经过延迟透镜200或投影透镜400后会形成杂散光，即透镜眩光现象(LensFlare)。所形成的杂散光会影响到正常曝光过程的光源均一性，产生不必要的特征尺寸差异并且降低光刻机解析能力，从而影响到工艺窗口。图1一并示出了透镜眩光现象对正常曝光产生的影响。从图1中可以知道，正常的曝光光线610在经过发生透镜眩光的延迟透镜200后会产生向各个方向发散的杂散光620，而杂散光620可以从各个角度透过光掩膜版，从而产生了不必要的“曝光光线”，在曝光过程中干扰正常曝光光线的光强分布。因此，需要监控曝光系统的透镜是否发生眩光。现有技术中，透镜眩光现象的监控是使用极端光源进行检测，过程较为繁复。这导致了透镜眩光监控的频率较低，通常为月度或季度检查。频率较低的透镜眩光监控无法及时发现透镜眩光，时效性较差。因此，亟需要一种检测曝光机台透镜眩光程度的方法，能够便捷地对透镜眩光进行监控，从而能够提高透镜眩光监控的频率，及时发现透镜的眩光问题以改善透镜的眩光问题。
技术实现思路
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。如上所描述的，为了解决现有技术中透镜眩光的监控过程繁复，监控频率较低，无法及时发现透镜眩光的问题，本专利技术的一方面提供了一种用于检测曝光机台透镜眩光程度的光掩膜版，借由该光掩膜版，能够采用常规的曝光工艺来监控透镜眩光，从而能够提高透镜眩光监控的频率，为及时发现并改善透镜的眩光问题提供了可能。具体的，上述光掩膜版包括未被光圈快门阻挡的中心曝光区域和被光圈快门阻挡的外围区域，上述曝光机台的曝光光线依次经过上述光圈快门、透镜后透过上述中心曝光区域对晶圆上的光刻胶进行曝光，其中，整个上述中心曝光区域设置有遮光层，以阻止上述曝光光线透过；以及上述外围区域设置有若干透光条纹，上述曝光光线经过上述透镜后形成的杂散光透过上述若干透光条纹对上述光刻胶进行曝光。在上述光掩膜版的一实施例中，可选的，上述外围区域设置有图案化的遮光层，其中未设置遮光层的外围区域构成上述若干透光条纹。在上述光掩膜版的一实施例中，可选的，上述遮光层为铬层。在上述光掩膜版的一实施例中，可选的，上述中心曝光区域为矩形，上述若干透光条纹位于包围上述中心曝光区域、与上述中心曝光区域同心且形状几何相似的若干同心矩形的边上。在上述光掩膜版的一实施例中，可选的，上述中心曝光区域为矩形，上述若干透光条纹构成包围上述中心曝光区域、与上述中心曝光区域同心且形状几何相似的若干同心矩形。本专利技术的另一方面还提供了一种检测曝光机台透镜眩光程度的方法，具体的，上述方法包括：提供测试晶圆，上述测试晶圆表面涂布有光刻胶；采用如上任意一项实施例所描述的光掩膜版对上述测试晶圆表面的光刻胶进行曝光，以仅使上述曝光机台的曝光光线经过上述透镜后形成的杂散光透过上述光掩膜版到达上述光刻胶；对曝光后的光刻胶进行显影；以及检测显影后的光刻胶图形来判断上述透镜的眩光程度。在上述方法的一实施例中，可选的，判断上述透镜的眩光程度进一步包括：响应于在显影后，上述测试晶圆表面不具有光刻胶图形，判断上述透镜不存在眩光。在上述方法的一实施例中，可选的，判断上述透镜的眩光程度进一步包括：响应于在显影后，上述测试晶圆表面具有条纹状的光刻胶图形，根据上述光刻胶图形的条纹数量来判断上述透镜的眩光程度，其中上述条纹数量越多，上述眩光程度越大。在上述方法的一实施例中，可选的，判断上述透镜的眩光程度进一步包括：响应于在显影后，上述测试晶圆表面具有条纹状的光刻胶图形，根据上述光刻胶图形的条纹线宽来判断上述透镜的眩光程度，其中上述条纹线宽越大，上述眩光程度越大。在上述方法的一实施例中，可选的，上述光掩膜版的中心曝光区域为矩形，上述光掩膜版的外围区域中的若干透光条纹构成包围上述中心曝光区域、与上述中心曝光区域同心且形状几何相似的若干同心矩形；其中根据上述光刻胶图形的条纹线宽来判断上述透镜的眩光程度进一步包括：仅根据上述光刻胶图形中最内部的条纹的线宽来判断上述透镜的眩光程度，上述最内部的条纹为形成在最靠近上述中心曝光区域对应的测试晶圆区域的光刻胶图形。在上述方法的一实施例中，可选的，上述方法还包括：预先获取上述最内部的条纹的线宽与上述眩光程度之间的函数关系；其中根据上述光刻胶图形的条纹线宽来判断上述透镜的眩光程度进一步包括：基于检测得到的上述最内部的条纹的线宽和上述函数关系得到量化的眩光程度。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测曝光机台透镜眩光程度的光掩膜版，所述光掩膜版包括未被光圈快门阻挡的中心曝光区域和被光圈快门阻挡的外围区域，所述曝光机台的曝光光线依次经过所述光圈快门、透镜后透过所述中心曝光区域对晶圆上的光刻胶进行曝光，其特征在于，/n整个所述中心曝光区域设置有遮光层，以阻止所述曝光光线透过；以及/n所述外围区域设置有若干透光条纹，所述曝光光线经过所述透镜后形成的杂散光透过所述若干透光条纹对所述光刻胶进行曝光。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于检测曝光机台透镜眩光程度的光掩膜版，所述光掩膜版包括未被光圈快门阻挡的中心曝光区域和被光圈快门阻挡的外围区域，所述曝光机台的曝光光线依次经过所述光圈快门、透镜后透过所述中心曝光区域对晶圆上的光刻胶进行曝光，其特征在于，
整个所述中心曝光区域设置有遮光层，以阻止所述曝光光线透过；以及
所述外围区域设置有若干透光条纹，所述曝光光线经过所述透镜后形成的杂散光透过所述若干透光条纹对所述光刻胶进行曝光。


2.如权利要求1所述的光掩膜版，其特征在于，所述外围区域设置有图案化的遮光层，其中
未设置遮光层的外围区域构成所述若干透光条纹。


3.如权利要求1或2所述的光掩膜版，其特征在于，所述遮光层为铬层。


4.如权利要求1所述的光掩膜版，其特征在于，所述中心曝光区域为矩形，所述若干透光条纹位于包围所述中心曝光区域、与所述中心曝光区域同心且形状几何相似的若干同心矩形的边上。


5.如权利要求1所述的光掩膜版，其特征在于，所述中心曝光区域为矩形，所述若干透光条纹构成包围所述中心曝光区域、与所述中心曝光区域同心且形状几何相似的若干同心矩形。


6.一种检测曝光机台透镜眩光程度的方法，其特征在于，所述方法包括：
提供测试晶圆，所述测试晶圆表面涂布有光刻胶；
采用如权利要求1-5中任意一项所描述的光掩膜版对所述测试晶圆表面的光刻胶进行曝光，以仅使所述曝光机台的曝光光线经过所述透镜后形成的杂散光透过所述光掩膜版到达所述光刻胶；
对曝光后的光刻胶进行显影；以及
检测显影后的光刻胶图形来判断所述透镜的眩光程度。...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋海生，王晓龙，周世均，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31