本发明专利技术公开了测量和监控曝光机台的数值孔径的方法、控片和光掩模。在该测量曝光机台的数值孔径的方法中，首先提供控片及像差光掩模，其中控片上有多个刻度尺标记，像差光掩模上则有多个针孔，其中每一个针孔的位置对应一个刻度尺标记的位置。接着使用曝光机台与像差光掩模对控片进行光刻工艺，以在每一个刻度尺标记上方形成形状与曝光机台的光源的照光图案相同的光致抗蚀剂图案，再由光致抗蚀剂图案外缘所对应的刻度尺标记的刻度求得曝光机台的数值孔径。使用本发明专利技术的测量曝光机台数值孔径的方法可容易地求得曝光机台的数值孔径，而不须使用昂贵的数值孔径测量仪器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光刻工艺，特别是涉及一种测量曝光机台的数值孔径(Numerical Aperture, NA)的方法，以及用于此方法的控片(control wafer)及刻度尺标记(vernier mark)。
技术介绍
在图案化工艺中，曝光机台的数值孔径(NA)是很重要的参数，因其与有关图案转 移正确性的解析度(R = 、 A /NA)及聚焦深度(DOF = k2 A /NA2)等参数直接相关。因此，集 成电路工艺中所使用的各个曝光机台须具有相同的数值孔径设定，以使产品的特性一致。 不过，由于各个曝光机台的数值孔径多少有些差异，故在使用时常须加以补偿，以 尽量减少差异，而在进行补偿之前，则须先测量出各个曝光机台各自的数值孔径。在已知技 术中，曝光机台的数值孔径可以用LITEL公司制造的TMAP仪器测量而得。然而，此种数值 孔径测量仪器价格十分昂贵，普及率并不高。
技术实现思路
本专利技术提供一种测量曝光机台的数值孔径的方法。 本专利技术并提供一种用于上述方法的控片。 本专利技术亦提供一种用以制作控片的光掩模，可使控片具有多个刻度尺标，以利测 量曝光机台的数值孔径(NA)。 本专利技术又提供一种监控曝光机台的数值孔径的方法，其是利用本专利技术的测量曝光 机台数值孔径的方法来达成。 本专利技术的测量曝光机台的数值孔径的方法如下。首先提供控片及像差光掩模，其 中控片上有多个刻度尺标记，像差光掩模上则有多个针孔(pinhole)，每个针孔的位置对应 一个刻度尺标记的位置。接着使用曝光机台与像差光掩模对控片进行光刻工艺，以在每一 个刻度尺标记上方形成形状与曝光机台光源的照光图案相同的光致抗蚀剂图案，再由光致 抗蚀剂图案外缘所对应的刻度尺标记的刻度求得数值孔径。 在实施例中，上述光致抗蚀剂图案包括形成于控片上的正光致抗蚀剂层中的至少一开口。 在实施例中，各刻度尺标记包括至少一有刻度线状图案。每个刻度尺标记例如是 包括X向有刻度直线图案、Y向有刻度直线图案、45。角有刻度直线图案及-45°角有刻度 直线图案，四者的中点互相重合。在实施例中，各刻度尺标记的尺寸为0. 1 1. Omm，且任两相邻刻度尺标记的间距 (pitch)为1. 0 3. 0mm。在实施例中，各刻度尺标记中两刻度的间距为0. 05 0. 1 y m。 在实施例中，上述光源为面光源。在另一实施例中，上述光源为偏轴式光源，其照 光图案例如为环状照光图案、X偶极照光图案、Y偶极照光图案或四极照光图案。 本专利技术的用以制作控片的光掩模上有多个刻度尺标记图案，其中每一个对应上述4控片上的一个刻度尺标记。 本专利技术的监控曝光机台的数值孔径的方法如下。在依照所需数值孔径设定曝光基 台后，使用上述本专利技术的曝光机台数值孔径测量方法来测量曝光基台的实际数值孔径。接 着将实际数值孔径与所需数值孔径比较，并根据比较结果调整曝光机台，再建立此曝光机 台的数值孔径数据库。 上述数值孔径数据库例如是包含以下数据对应所需数值孔径的设定参数值、实 际数值孔径，以及上述比较与调整的结果。 使用本专利技术的测量曝光机台数值孔径的方法可容易地求得曝光机台的数值孔径， 而不须使用昂贵的数值孔径测量仪器。因此，如使用本专利技术的测量方法，即可以低成本建立 厂房中各个曝光机台的数值孔径差异的数据库，以作为工艺中机台数值孔径补偿的依据。 为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点更明显易懂，下文特举优选实施例，并 配合附图详细说明如下。附图说明 图1A、2 5绘示本专利技术优选实施例的测量曝光机台的数值孔径的方法，其中图1A 绘示该方法所使用的控片及其上的刻度尺标记，图2则绘示该方法所使用的像差光掩模。 图1B绘示用以形成图1A所示的控片的光掩模。 图6A 6E绘示本专利技术其他实施例中，对应数种偏轴光源的照光图案的数种光致 抗蚀剂图案位在刻度尺标记上的情形。图7绘示本专利技术实施例中，监控曝光机台的数值孔径的方法的流程图。附图标记说明10 :控片12 :形成刻度尺标记阵列的区域14 :对准标记16 :光掩模的透明基板18a/b :刻度尺标记/对准标记的光掩模图案20 :像差光掩模22 :针孔40 :曝光机台42 :光源44 :透镜组100 :刻度尺标记102:有刻度直线图案110 :光致抗蚀剂层112、112a、112b、112c、112d、112e :光致抗蚀剂图案/开口702 712 :步骤标号A-A':剖面线NA工照光数值孔径NA^ :透镜数值孔径具体实施例方式图1A、2 5绘示本专利技术优选实施例的测量曝光机台的数值孔径的方法，其中图1A 绘示该方法所使用的控片及其上的刻度尺标记，图2则绘示该方法所使用的像差光掩模。 请参照图1A、2，首先提供控片10及像差光掩模20，其中控片10上有排成阵列状 的多个刻度尺标记IOO，位于中央区域12中，像差光掩模上则有同样排成阵列状的多个针 孔22，其中每一个针孔22的位置对应一个刻度尺标记100的位置。 在实施例中，控片10上的各个刻度尺标记100包括至少一有刻度线状图案，例如 是图1A所示的有刻度直线图案102，其材料例如为多晶硅、金属或氮化硅。如图1A右放大图 所示，每一个刻度尺标记100例如是包括X向有刻度直线图案、Y向有刻度直线图案、45。 角有刻度直线图案及-45°角有刻度直线图案，此四者的中点互相重合。详言之，在平面象 限中，当以X向有刻度直线图案的右半指向为0°角时，则其他7个半条有刻度直线图案分 别指向45°角、90°角(Y向有刻度直线图案的上半)、135。角、180°角(X向有刻度直线 图案的左半)、225。角、270°角(Y向有刻度直线图案的下半)、315。角，其起点并互相重 合于图案的中心点，而约略形成"米"字状的刻度尺标图案，如图1A所示。 另外，各刻度尺标记100的尺寸例如为0. 1 1. Omm，优选为1. Omm，且任两相邻刻 度尺标记的间距(pitch)例如为1. 0 3. Omm，优选为2. 5mm。各刻度尺标记100中两刻度 的间距例如为0. 05 0. 1 ii m，优选为0. 1 ii m。并且，上述刻度数值亦可依不同需要而做更 动。 此外，形成刻度尺标记100的区域12旁边优选形成或多个对准标记14，用以对准 控片10。此对准标记14例如具有如放大图所示的Nikon及Canon公司所设计的"十"字加 外方框的结构，但也可以改用由多条平行线构成的对准标记或其他形态的对准标记。 此外，本专利技术的控片的形成方法例如以下所述。首先在晶片上形成作为刻度尺标 记100前身的材料层，再以具有对应上述多个刻度尺标记100的图案的专用光掩模对此材 料层进行图案化工艺，使之形成刻度尺标记100及对准标记14。此专用光掩模如图1B所 示，包括透明基板16、对应上述刻度尺标记100的多个刻度尺标记图案18a，以及对应上述 对准标记14的对准标记图案18b。此图案化工艺例如包括光致抗蚀剂涂布、曝光、显影及蚀 刻等步骤。 请参照图2，在实施例中，像差光掩模20上各针孔22直径例如为0. 5 2. 0mm，且 任两相邻针孔22的间距(pitch)优选为2. 5mm。另外，各针孔22优选为圆形。由于有多个 针孔22排成阵列状，所以只有零阶绕射光才能通过像差光掩模2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测量曝光机台的数值孔径的方法，该曝光机台的光源具有照光图案，该方法包括：提供控片，其上有多个刻度尺标记；提供像差光掩模，其上有多个针孔，其中每一个针孔的位置对应一个刻度尺标记的位置；使用该曝光机台与该像差光掩模对该控片进行光刻工艺，以在每一个刻度尺标记上方形成形状与该照光图案相同的光致抗蚀剂图案；以及由该光致抗蚀剂图案外缘所对应的该刻度尺标记的刻度求得该曝光机台的数值孔径。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴健民，陈建志，
申请(专利权)人：钜晶电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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