光刻的曝光方法及曝光系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光刻的曝光方法，包括步骤：利用检测片检测杂散光在衬底上的分布情况；确定待曝光场在所述衬底上的位置；根据所述检测片检测得到的杂散光的分布情况及所述位置，计算所述待曝光场的杂散光平均值；根据所述待曝光场的杂散光平均值确定所述待曝光场的曝光参数；按照所述曝光参数对所述待曝光场进行曝光；移至所述衬底上的下一个待曝光场，重复上述确定待曝光场位置、计算杂散光平均值、确定曝光参数及曝光的步骤，直至所述衬底上的各曝光场均完成曝光。本发明专利技术还公开了一种可以实现本发明专利技术的曝光方法的曝光系统，采用本发明专利技术的曝光方法或曝光系统，可以弥补杂散光对形成的图形的尺寸的影响，提高图形尺寸的准确性及一致性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种光刻的曝光方法及 曝光系统。
技术介绍
半导体芯片的制作分为多层，且每一层的制作都需要进行图形限定， 以形成特定结构，如，形成接触孔结构或金属连线结构等，这些特定结 构的图形限定通常是由光刻工艺实现的。所谓光刻，是一个利用光刻掩 膜版将设计的结构图形转移到晶片上的工艺过程。在半导体制造过程中， 光刻工艺处于中心的地位，是集成电路生产中最重要的工艺步骤，如何 将设计的图形准确地反映于光刻掩膜版上，再转移至半导体晶片上，是 半导体制作中关注的重点问题之一 。光刻过程中，影响图形转移质量的因素^l多，如，在曝光时产生的杂 散光就会对图形转移质量产生 一定的影响。曝光机的光学成像系统的像 面通常不仅仅接收成像光线，也会接收到非成像光线。该部分到达光学 系统像面的非成像光线就称为杂散光。杂散光的存在不仅会降低成像对 比度，还会引起图形尺寸的变化。杂散光的大小会受到投影光刻系统的 结构、材料及污染等多种因素的影响，另外，即使在同一投影光刻系统 中，对不同的光刻掩膜版产生的杂散光也会不同。光刻形成的图形尺寸较大时，对图形的形成质量往往要求较低，其能 够容忍的图形偏差通常较大，此时，即使存在一定的杂散光导致图形的 尺寸发生了些许偏差，如偏差了几十纳米，也不会对产品的形成质量造 成太大的影响。因此，对于大尺寸的光刻图形，通常并不需要对曝光时 杂散光对图形质量的影响多加考虑。然而，随着超大规模集成电路的迅速发展，芯片的集成度越来越高，器件的特征尺寸(CD， Critical Dimension)越来越小，在光刻过程中所允许的图形尺寸偏差也相应地减小，尤其在特征尺寸达到90nm及以下的 工艺中，通常要求将图形的尺寸偏差限制在几个纳米之内，这就对光刻 技术提出了更为严格的要求。此时，图形尺寸较大时能够容忍的因杂散 光带来的图形尺寸的偏差已不能容忍，必须要对其加以修正。图l为说明现有的杂散光对图形尺寸的影响的示意图，如图l所示，图 中横坐标代表了杂散光的相对强度，纵坐标代表了图形尺寸的变化。在 理想情况下，形成的各种图形的尺寸均应为65nm(即杂散光为0时)。然 而，如图1中所示，由于杂散光的存在，实际得到的曝光后的图形尺寸会 发生一定的偏差，且随着杂散光的增强，不同图形的尺寸会发生不同的 变化。图1中的101表示了线端间的槽图形(butting gap)的CD随着杂散 光的增强而逐渐增大的变化情况；102、 103和104分别表示了密集的条形 图形(dense line )、暗场条形图形(dark field line )和条形线端图形(butting line)的CD随着杂散光的增强而逐渐减小的变化情况。可以看到，各种 图形的CD随着杂散光的增强而产生了不同的变化，逐渐偏离了正常值。 其中，当杂散光强度较大时，图形尺寸的偏差量甚至可以达到15nm左右， 这对于小尺寸器件而言是无法容忍的。另外，杂散光在一个衬底上的分布往往是不均匀的，这样，在同一衬 底的不同区域，即使是相同的图形，因杂散光而造成的图形尺寸的偏差 情况也会各不相同，这导致了在同 一衬底上形成的图形的一致性较差。为了消除杂散光对光刻工艺的影响，于2005年8月17日公开的公开号 为CN1655064A的中国专利申请提出了一种杂散光原位检测方法，其可以 区分杂散光的来源，以便针对杂散光的来源采取措施消除杂散光。但采 用该检测方法所用的检测系统较为复杂，需要有四个可以精确定位的狭 缝刀口，特殊的掩膜版，能量传感器等，且该方法还需要采用额外的方 法来消除杂散光，实现较为复杂，成本较高。另外，于2005年7月20日公开的公开号为CN1641485A的中国专利申 请也提出了一种消除杂散光对光刻图形尺寸的影响的方法，该方法在检 测得到杂散光对图形尺寸的偏差后，通过调整光刻掩膜版上图形尺寸或 改变显影条件等方法来修正因杂散光引起的图形尺寸的偏差，但是该方 法未考虑到在整个衬底的不同区域杂散光的分布不同的问题，因此，不 能在整个衬底范围内改善图形尺寸因杂散光而出现偏差的现象，形成的 图形在准确性及一致性方面对于现有半导体制造技术而言仍不能满足要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种光刻的曝光方法及曝光系统，可以在整个衬底范围 内改善曝光时图形尺寸受杂散光影响出现偏差的现象。本专利技术提供的一种光刻的曝光方法，包括步骤利用检测片检测杂散光在衬底上的分布情况；确定待曝光场在所述衬底上的位置；根据所述检测片检测得到的杂散光的分布情况及所述位置，计算所 述待曝光场的杂散光平均值；根据所述待曝光场的杂散光平均值确定所述待曝光场的曝光参数； 按照所述曝光参数对所述待曝光场进行曝光；移至所述衬底上的下一个待曝光场，重复上述确定待曝光场位置、 计算杂散光平均值、确定曝光参数及曝光的步骤，直至所述衬底上的各 曝光场均完成曝光。其中，根据所述杂散光平均值确定每个待曝光场的曝光参数，包括 步骤才艮据所述杂散光平均值确定所述待曝光场的图形偏差量； 根据所述待曝光场的所述图形偏差量确定所述待曝光场的曝光参 数。其中，计算待曝光场的杂散光平均值后，还包括步骤 判断所述待曝光场内的图形是否为简单图形如果是，可以直接根 据所述杂散光平均值确定所述待曝光场的曝光参数；如果否，则综合考 虑所述待曝光场内的各图形的尺寸受杂散光和曝光参数的影响，及对各 图形的尺寸变化的容忍度后再确定所述待曝光场的曝光参数。其中，所述简单图形为图形尺寸受杂散光及曝光参数影响相同的图形。其中，所述曝光参数包括曝光剂量和/或曝光时间。本专利技术具有相同或相应技术特征的一种曝光系统，包括曝光装置、 检测片、存储单元、第一计算单元及第二计算单元；其中的检测片用于 检测杂散光的分布情况；存储单元用于存储由检测片检测得到的杂散光 的分布情况及各待曝光场在衬底上的位置；第一计算单元用于根据所述 存储单元内存储的杂散光分布情况及各所述待膝光场的位置，分别计算 各所述待曝光场的杂散光平均值；第二计算单元用于根据所述第一计算 单元计算得到的各所述待曝光场的杂散光平均值分别确定各所述待曝 光场的曝光参数；曝光装置，用于按所述第二计算单元计算得到的曝光 参数分别对各所述待曝光场进行曝光。其中，所述第二计算单元在确定各所述待曝光场的曝光参数时，先 根据所述杂散光平均值确定各所述待曝光场的图形偏差量；再根据各所 述待曝光场的所述图形偏差量确定各所述待曝光场的曝光参数。该曝光系统中还可以包括判断单元，所述判断单元用于判断所述待 曝光场的图形是否为简单图形如果是，所述第二计算单元可以直接根 据所述杂散光平均值确定所述待曝光场的曝光参数；如果否，则所述第 二计算单元综合考虑所述待曝光场的各图形的尺寸受杂散光和曝光参数的影响，及对各图形的尺寸变化的容忍度后再确定所述待曝光场的曝光参数。其中，所述简单图形为图形尺寸受杂散光及曝光参数影响相同的图形。其中，所述第二计算单元根据预先存放的所述杂散光平均值对图形 尺寸的第一影响表及所述曝光参数对图形尺寸的第二影响表确定所述 待曝光场的曝光参数。其中，所述曝光参数包括曝光剂量和/或曝光时间。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本专利技术的光刻的曝光方法，先利用检测片得到杂散光在整个衬底上 的分布本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光刻的曝光方法，其特征在于，包括步骤：　利用检测片检测杂散光在衬底上的分布情况；　确定待曝光场在所述衬底上的位置；　根据所述检测片检测得到的杂散光的分布情况及所述位置，计算所述待曝光场的杂散光平均值；　根据所述待曝光场的杂散光平均值确定所述待曝光场的曝光参数；　按照所述曝光参数对所述待曝光场进行曝光；　移至所述衬底上的下一个待曝光场，重复上述确定待曝光场位置、计算杂散光平均值、确定曝光参数及曝光的步骤，直至所述衬底上的各曝光场均完成曝光。

【技术特征摘要】
1、一种光刻的曝光方法，其特征在于，包括步骤利用检测片检测杂散光在衬底上的分布情况；确定待曝光场在所述衬底上的位置；根据所述检测片检测得到的杂散光的分布情况及所述位置，计算所述待曝光场的杂散光平均值；根据所述待曝光场的杂散光平均值确定所述待曝光场的曝光参数；按照所述曝光参数对所述待曝光场进行曝光；移至所述衬底上的下一个待曝光场，重复上述确定待曝光场位置、计算杂散光平均值、确定曝光参数及曝光的步骤，直至所述衬底上的各曝光场均完成曝光。2、 如权利要求1所述的曝光方法，其特征在于根据所述杂散光 平均值确定每个待曝光场的曝光参数，包括步骤根据所述杂散光平均值确定所述待曝光场的图形偏差量；根据所述待曝光场的所述图形偏差量确定所述待曝光场的曝光参数。3、 如权利要求1所述的曝光方法，其特征在于计算待曝光场的 杂散光平均值后，还包括步骤判断所述待曝光场内的图形是否为简单图形如果是，可以直接根 据所述杂散光平均值确定所述待曝光场的曝光参数；如果否，则综合考 虑所述待曝光场内的各图形的尺寸受杂散光和曝光参数的影响，及对各 图形的尺寸变化的容忍度后再确定所述待曝光场的曝光参数。4、 如权利要求3所述的曝光方法，其特征在于所述简单图形为 图形尺寸受杂散光及曝光参数影响相同的图形。5、 如权利要求1所述的曝光方法，其特征在于所述曝光参数包 括曝光剂量和/或曝光时间。6、 一种曝光系统，包括曝光装置，其特征在于还包括检测片、 存储单元、第一计算单元及第二计算单元；其中的冲企测片用于检测杂散 光的分布情况；存储单元用于存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：张飞，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[]