光罩热效应的补偿方法技术

本发明专利技术公开了一种光罩热效应的补偿方法，包括步骤：步骤一、将光罩放置在光罩工件台上并收集曝光条件下光罩的温度分布；步骤二、对光罩进行对准并形成光罩对准结果；步骤三、结合光罩的温度分布和光罩对准结果来计算曝光补偿量；步骤四、根据曝光补偿量调整光刻机的曝光参数以补偿光罩热效应；步骤五、进行曝光。本发明专利技术能很好的补偿光罩热效应产生的形变对曝光的影响，从而能提高产品的套刻精度；同时不用增加光罩对准标记数量，从而能提高产能。

【技术实现步骤摘要】
光罩热效应的补偿方法
本专利技术涉及一种半导体集成电路的制造方法，特别涉及一种光罩(reticle)热效应的补偿方法。
技术介绍
如图1所示，是现有光罩101的结构示意图；光罩101又称光掩模版、掩模版，是由石英玻璃102作为衬底，在其上面镀上一层金属铬103(Cr)和感光胶，成为一种感光材料，把已设计好的电路图通过电子激光设备曝光在感光胶上，被曝光的区域会被显影出来，在金属铬103上形成电路图形，成为类似曝光后的底片的光掩模版，然后应用于对集成电路进行投影定位，通过集成电路光刻机对所投影的电路进行光刻蚀。光罩101的金属铬103上除了形成电路图形外，还包括光罩101对准(ReticleAlignment，RA)标记(mark)，通过RA标记实现光罩101的对准。光罩101还包括形成于金属铬103层表面上的保护层104，用于对电路图形进行保护。在光刻中，光罩101会放置在光罩工件台(reticlestage，RS)上并通过夹具105固定，通过激光106照射光罩101并将光罩101上的电路图形投影到放置于晶圆工件台(waferstage，WS)的晶圆上，实现对晶圆上的光刻胶的曝光并将图形转移到光刻胶上。其中，由于光罩101在曝光过程中会被激光照射，激光和光罩101的材料作用，光罩101的材料吸收光后会发热，热量主要是通过金属铬103吸收，热量主要是通过光罩101表面通过如标记107所示的对流方式散热，但是散热速率有限，最后会使光罩101产生热膨胀，热膨胀最后会使得曝光产生偏移，这种光罩101在曝光过程中产生热量形成的曝光偏移的现象即为光罩101热效应。这种光罩101热效应通常会形成圆桶型(BarrelShaped)套刻(Overlay)偏差(error)。通常，光罩101的透光率越低，光罩101热效应越严重。现有方法主要是通过光罩101对准标记的对准获得的形变来实现光罩101热效应的补偿。但是，如图2所示，是现有第一种多层膜光罩(MultiLayerMask，MLM)产品的光罩的版图示意图；图2中，MLM产品的光罩单独的用标记101a标出，在MLM产品上，例如对于2合1的MLM产品，图2中包括了2层图形，分布为第一层图形201a和第二层图形201b，两层图形会分开进行曝光，也即每一次曝光仅会对一层图形进行曝光，以对第一层图形201a曝光为例，光罩101a上的第一层图形201a对应的曝光区域为光罩101a的投影曝光区域(shot)的尺寸(size)的一半。在光罩101a的边缘(borders)设置有对应的光罩对准标记，为了下面分析方便将靠近第一层图形201a的边缘的光罩对准标记用202a表示，靠近第二层图形201b的边缘的光罩对准标记用标记202b表示。图2所示的MLM产品的光罩101a的热效应无法通过光罩对准标记校准，现说明如下：如图3A所示，是图2所示的现有第一种MLM产品的光罩在没有产生热效应也即在冷状态下时的对准示意图；可以看出由光罩对准标记202a和202b对准定义出的区域204a能和第一层图形201a的实际曝光区域即Imagefield203a相匹配，这种时候能实现很好的对准。如图3B所示，是图2所示的现有第一种MLM产品的光罩在具有热效应时的对准示意图；可以看出由光罩对准标记202a和202b对准定义出的区域204b和第一层图形201a的实际曝光区域203b并不匹配，实际曝光区域203b往往会大于所对准的底层图形，二者之间具有如箭头线205所示的非线性偏差，故最后会出现套准问题。图3B对应的偏差是由于光罩101a在仅对第一层图形201a进行曝光时，仅会在第一层图形201a中产生热量并形成热膨胀，最后使得第一层图形201a区域处的光罩101a的尺寸会大于第二层图形201b处的光罩101a的尺寸，从而产生图3B所示的非线性偏差。显然，无法通过光罩对准标记202a和202b的对准来消除热效应产生的影响。如图3C所示，是为克服图3B的热效应形变在曝光区域图形周围引入光罩对准标记时对准示意图；由图3C可知，为了克服第一层图形201a区域处的光罩101a的尺寸会大于第二层图形201b处的光罩101a的尺寸时的对准问题，需要第一层图形201a的周围引入光罩对准标记，也即在光罩对准标记202a的基础上增加标记202c对应的光罩对准标记，由于光罩对准标记202a和202c都位于第一层图形201a的区域处，故具有相同的形变，这样通过光罩对准标记202a和202c定义出的区域204c和实际曝光区域203c相匹配，从而能消除图3B的问题。如图4所示，是根据图3C引入的曝光区域图形周围的对准标记而设计的现有第二种MLM产品的光罩的版图示意图；和图2比较可知，图4中增加了光罩对准标记202c。采用图4对应的第二种MLM产品的光罩101b虽然能很好的补偿光罩热效应，但是增加了光罩对准标记的数量，而光罩对准标记数量增加后，会增加对准时间，最后会影响产能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种光罩热效应的补偿方法，能很好的补偿光罩热效应产生的形变对曝光的影响，从而能提高产品的套刻(overlay)精度；同时不用增加光罩对准标记数量，从而能提高产能。为解决上述技术问题，本专利技术提供的光罩热效应的补偿方法包括如下步骤：步骤一、将光罩放置在光罩工件台上并收集曝光条件下所述光罩的温度分布。步骤二、对所述光罩进行对准并形成光罩对准结果。步骤三、结合所述光罩的温度分布和所述光罩对准结果来计算曝光补偿量。步骤四、根据所述曝光补偿量调整光刻机的曝光参数以补偿光罩热效应。步骤五、根据调整后的所述光刻机的曝光参数进行曝光。进一步的改进是，步骤一中，采用红外温度传感器收集所述光罩的温度分布。进一步的改进是，所述光罩的温度分布为所述光罩的整片范围内的温度分布。进一步的改进是，所述红外温度传感器安装在所述光刻机的会聚透镜和所述光罩的背面之间。进一步的改进是，所述红外温度传感器安装在所述光刻机的会聚透镜的底部。进一步的改进是，所述红外温度传感器安装在所述光罩工件台上。进一步的改进是，步骤一中采用拍图模式得到所述光罩的温度分布；或者，步骤一中采用扫描模式得到所述光罩的温度分布。进一步的改进是，步骤一中，还包括将所述光罩的温度分布数字化并转化成灰阶值。进一步的改进是，步骤一中，还包括将所述光罩的温度分布转换为所述光罩的第一形变分布。进一步的改进是，所述光罩的形变包括X方向形变和Y方向形变。进一步的改进是，步骤二中，所述光罩的对准工艺所采用的光罩对准标记包括同轴对准(in-linealignment)标记简称为TIS标记或者图像传感器(imagesensor)标记简称为PARIS标记。进一步的改进是，步骤二中，所述光罩对准结果为通过光罩对准标记获得的所述光罩的第二形变分布。进一步的改进是，步骤三、所述第一形变分布和所述第二形变分布结合形成所述光罩热效应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光罩热效应的补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤一、将光罩放置在光罩工件台上并收集曝光条件下所述光罩的温度分布；/n步骤二、对所述光罩进行对准并形成光罩对准结果；/n步骤三、结合所述光罩的温度分布和所述光罩对准结果来计算曝光补偿量；/n步骤四、根据所述曝光补偿量调整光刻机的曝光参数以补偿光罩热效应；/n步骤五、根据调整后的所述光刻机的曝光参数进行曝光。/n

【技术特征摘要】
1.一种光罩热效应的补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将光罩放置在光罩工件台上并收集曝光条件下所述光罩的温度分布；
步骤二、对所述光罩进行对准并形成光罩对准结果；
步骤三、结合所述光罩的温度分布和所述光罩对准结果来计算曝光补偿量；
步骤四、根据所述曝光补偿量调整光刻机的曝光参数以补偿光罩热效应；
步骤五、根据调整后的所述光刻机的曝光参数进行曝光。


2.如权利要求1所述的光罩热效应的补偿方法，其特征在于：步骤一中，采用红外温度传感器收集所述光罩的温度分布。


3.如权利要求2所述的光罩热效应的补偿方法，其特征在于：所述光罩的温度分布为所述光罩的整片范围内的温度分布。


4.如权利要求2所述的光罩热效应的补偿方法，其特征在于：所述红外温度传感器安装在所述光刻机的会聚透镜和所述光罩的背面之间。


5.如权利要求4所述的光罩热效应的补偿方法，其特征在于：所述红外温度传感器安装在所述光刻机的会聚透镜的底部。


6.如权利要求4所述的光罩热效应的补偿方法，其特征在于：所述红外温度传感器安装在所述光罩工件台上。


7.如权利要求4所述的光罩热效应的补偿方法，其特征在于：步骤一中采用拍图模式得到所述光罩的温度分布；
或者，步骤一中采...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱至渊，李玉华，黄发彬，林辉，吴长明，姚振海，金乐群，
申请(专利权)人：华虹半导体无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32