双层曝光补偿方法技术

一种双层曝光补偿方法，本发明专利技术所提供的双层曝光补偿方法，将目标图案分为第一目标图案与第二目标图案，并分别转移至第一光罩、第二光罩，并计算第一光罩、第二光罩之间由于第一光罩、第二光罩的差异所引起的对准误差补偿值，在根据第二光罩在包含第四转移图案的衬底上形成第五转移图案时，充分考虑了由第一光罩和第二光罩的差异所引起的第四转移图案与第五转移图案之间的对准误差，在设置曝光参数时进行有效补偿，从而有效减小第四转移图案与第五转移图案之间的对准误差，满足对准规格的要求。其中，第四转移图案与第五转移图案合成目标图案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光刻工艺，特别是双层曝光过程中的。
技术介绍
光刻是通过对准、曝光等一系列步骤将目标图案转移到衬底上的工艺过程。单层曝光指的是使用一个光罩在衬底表面进行曝光得到转移图案。转移图案与衬底之间的对准误差指的是衬底上形成的转移图案与衬底之间的位置对准的误差。图1是曝光流程示意图，在单层曝光情况下，首先通过曝光机台设置曝光参数进行曝光；然后利用关键尺寸电子扫描显微镜测量样品关键尺寸；再通过套刻检测装置测量对准误差；并判断对准误差是否满足对准规格，如果满足对准规格，利用刻蚀机对样品进行刻蚀；如果不满足对准规格，将套刻检测装置测量得到的结果输入APC系统，由APC系统计算补偿参数，并根据APC系统计算得到的补偿参数重新调节曝光参数进行曝光，直至得到符合对准规格的样品。在公开号为CN 1983032A的中国专利技术申请专利可以找到有关测量光刻对准误差的方法的信息但随着集成电路制造技术的不断发展，半导体器件的特征尺寸越来越小，单层曝光已不能满足对分辨率的要求，双层曝光能很好的解决分辨率的要求。双层曝光是利用两个光罩分两次进行曝光以得到所需要的转移图案的技术。双层曝光虽然能很好的解决分辨率的要求，但引入两个新的问题如何分别补偿两次曝光得到的转移图案与衬底图案之间的对准误差；如何补偿两次曝光得到的转移图案之间的对准误差？现有技术中常用的办法是，以第一光罩对准衬底进行第一层曝光，形成与第一目标图案对应的转移图案，利用由 APC系统计算得到的补偿参数对机台曝光参数进行调节，得到满足对准规格的转移图案。然后，以第二光罩对准衬底进行第二层曝光，在包含与第一目标图案对应的转移图案的衬底上形成与第二目标图案对应的转移图案，同样利用APC系统可以调节第二次曝光的参数， 使得与第二目标图案对应的转移图案与衬底的对准满足对准规格的要求。但是对两次曝光得到的转移图案之间的对准误差没有很好的补偿方法。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是，提供一种，对两次曝光得到的转移图案之间的对准误差进行补偿，以满足对准规格。本专利技术提供的包含以下步骤提供衬底和目标图案，将目标图案分成第一目标图案和第二目标图案；将所述第一目标图案和第二目标图案分别转移至第一光罩和第二光罩上；获取第一光罩和第二光罩之间的对准误差补偿值；设置第二曝光参数，根据第二曝光参数和第一光罩在衬底表面形成第三转移图案，获得第三补偿参数；根据第三补偿参数修正第二曝光参数，得到第三曝光参数；根据第三曝光参数和第一光罩在衬底表面形成第四转移图案；根据第三补偿参数，第一光罩和第二光罩之间的对准误差补偿值，获得第四补偿参数；以第四补偿参数修正第二曝光参数，得到第四曝光参数；根据第四曝光参数和第二光罩，在包含第四转移图案的衬底上形成第五转移图案，第四转移图案与第五转移图案合成目标图案。获取第一光罩和第二光罩之间的对准误差补偿值的步骤包括优 选地，第一光罩和第二光罩之间的对准误差补偿值仅与第一光罩、第二光罩的差异相关。优选地，所述第一光罩、第二光罩的差异包括第一光罩、第二光罩所选用材料、制作过程、制作工艺。优选地，所述获取第一光罩和第二光罩之间的对准误差补偿值的步骤包括设置第一曝光参数，根据第一曝光参数和第一光罩获得第一补偿参数；根据第一曝光参数和第二光罩获得第二补偿参数；根据第一补偿参数和第二补偿参数获得第一光罩和第二光罩的对准误差补偿值。优选地，第一光罩和第二光罩之间的对准误差补偿值为第一补偿参数和第二补偿参数之差。优选地，第一目标图案、第二目标图案分别与第一光罩、第二光罩相对应。与现有技术相比，本专利技术所提供的，在根据第二光罩在包含第四转移图案的衬底上形成第五转移图案时，充分考虑了由第一光罩和第二光罩的差异所引起的第四转移图案与第五转移图案之间的对准误差，在设置曝光参数时进行有效补偿，从而有效减小第四转移图案与第五转移图案之间的对准误差，满足对准规格的要求。其中，第四转移图案与第五转移图案合成目标图案。附图说明图1是现有曝光流程示意图；图2是现有双重曝光对准示意图；图3是本专利技术所提供的的流程示意图；图4是本专利技术的一个实施例中在衬底表面形成第一转移图案的示意图；图5是本专利技术的一个实施例中在衬底表面形成第二转移图案的示意图；图6是本专利技术的一个实施例中在衬底表面形成第四转移图案的示意图；图7是本专利技术的一个实施例中在衬底表面形成第五转移图案的示意图。具体实施例方式请参考图2，由
技术介绍
得知，在现有的双重曝光工艺中，对根据第一光罩曝光得到的与第一目标图案对应的转移图案002与衬底001之间的对准、根据第二光罩曝光得到的与第二目标图案对应的转移图案003与衬底001之间的对准可以进行有效补偿，从而使其符合对准规格的要求。但是，对根据第一光罩曝光得到的与第一目标图案对应的转移图案002与根据第二光罩曝光得到的与第二目标图案对应的转移图案003之间的对准没有进行补偿，然而在实际中，对与第一目标图案对应的转移图案002和与第二目标图案对应的转移图案003之间的对准规格的要求又是最严格的。本专利技术的专利技术人经过研究发现，在双重曝光工艺中，对根据第一光罩曝光得到的转移图案与根据第二光罩曝光得到的转移图案之间的对准误差主要与第一光罩与第二光罩的差异相关。具体地，这些差异包括形成第一光罩与第二光罩的材料、形成第一光罩与第二光罩的工艺、以及形成第一光罩与第二光罩的过程等。本专利技术的专利技术人通过进一步研究，提供一种。 图3为本专利技术所提供的的流程示意图。本专利技术所提供的包括以下步骤步骤S101，提供衬底和目标图案，将目标图案分成第一目标图案和第二目标图案。步骤S102，将所述第一目标图案和第二目标图案分别转移至第一光罩和第二光罩。步骤S103，获取第一光罩和第二光罩之间的对准误差补偿值。步骤S104，设置第二曝光参数，根据第二曝光参数和第一光罩在衬底表面形成第三转移图案，获得第三补偿参数。步骤S105，根据第三补偿参数修正第二曝光参数，得到第三曝光参数。步骤S106，根据第三曝光参数和第一光罩在衬底表面形成第四转移图案。步骤S107，根据第三补偿参数，第一光罩和第二光罩之间的对准误差补偿值，获得第四补偿参数。步骤S108，以第四补偿参数修正第二曝光参数，得到第四曝光参数。步骤S109，根据第四曝光参数和第二光罩，在包含第四转移图案的衬底上形成第五转移图案，第四转移图案与第五转移图案合成目标图案。利用本专利技术所提供的，根据第二光罩在已形成第四转移图案的衬底上形成第五转移图案时，充分考虑了由第一光罩和第二光罩的差异所引起的第四转移图案与第五转移图案之间的对准误差，从而在设置曝光参数时，进行有效补偿，从而有效减小第四转移图案与第五转移图案之间的对准误差，满足对准规格的要求。下面结合实施例和附图对本专利技术进行详细描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施， 本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。提供衬底和目标图案，将目标图案分成第一目标图案和第二目标图案。所述衬底为N型硅衬底、P型硅衬底、绝缘层上的硅(SOI)等衬底，所述目标图案为待形成于衬底上的器件的图形。所述目标图案可以形成于掩膜版上或者采用制图软件存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯奎，
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：