曝光机散射光参量的监测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于半导体制造领域，涉及一种曝光机散射光参量的监测方法。
【背景技术】
[0002]曝光机是指通过开启灯光发出UVA波长的紫外线，将胶片或其他透明体上的图像信息转移到涂有感光物质的表面上的设备。在光刻技术中，光刻曝光机一般包括光源、掩膜板以及透镜。掩膜板是一种表面被各种图案覆盖的玻璃板，每个图案都包含有不透明和透明的部分，用来阻挡和允许光线通过。光源通过掩膜板可将图案投射到涂有光刻胶的晶片上，生成三维的浮雕图案，用以辅助在晶片上刻蚀电路图案。
[0003]目前最常使用的曝光技术是投影式曝光法，其是以类似投射机将投影片上的图案投射到墙上的这种方式来进行光罩图案的转移。这种曝光法因光罩与芯片彼此并未接触，因此不会损害到光罩上的图案，且图案转移的分辨率较好。而这种投影式的曝光法目前已演进到新一代的重复且步进(St印and Repeat)的方式，此种曝光法使用的光罩，其图案比所要转移的图案大，因此，在进行曝光时，经过光罩的投射光，将被依适当的比例缩小后，才照射在部分的芯片位置上。
[0004]投射光是通过曝光机中的透镜缩小的并投射到晶片上的。投射到晶片上的光中包含一部分散射光，散射光来源于透镜自身的反射、透镜材质不均匀导致的散射及透镜表面杂质粒子导致的散射，如图1所示。散射光的存在将导致成像质量的降低。为了得到高质量的曝光图像，需要将散射光占所有投射光线的比例控制在一定范围内。
[0005]在半导体工厂内，有其专用设备及方法来检查曝光机散射光的量，由于过程繁杂，其检查周期很长，通常为一个月或三个月检查一次。
[0006]因此，提供一种曝光机散射光参量的离线监控方法，以提高监测效率，提升曝光图像的质量实属必要。
【发明内容】
[0007]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种曝光机散射光参量的监测方法，用于解决现有技术中曝光机散射光参量监测周期长、效率低导致曝光图像质量差、产品良率降低的问题。
[0008]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种曝光机散射光参量的监测方法，至少包括以下步骤:
[0009]S1:提供一第一控片，在所述第一控片上形成第一厚度的第一正光刻胶层并显影，然后测量得到显影完毕后剩余的第一正光刻胶层的厚度T1 ；
[0010]S2:提供一光罩，所述光罩包括若干分立排列的不透光区域及其周围的透光区域；
[0011]提供一第二控片，在所述第二控片上形成第一厚度的第二正光刻胶层，并采用所述光罩对所述第二正光刻胶层进行多次曝光和显影，其中，曝光能量按预设步长在预设能量范围内依次升高，然后测量每次曝光显影后位于光照区域的剩余的第二正光刻胶层的厚度H，其中η为整数，且n>3 ;
[0012]以曝光能量为横坐标，以光照区域剩余的第二正光刻胶层的厚度为纵坐标绘制曲线，得到所述曲线前半部分的斜率S ；
[0013]S3:提供一第三控片，在所述第三控片上形成第一厚度的第三正光刻胶层，然后在预设曝光能量E下采用所述光罩对所述第三正光刻胶层进行曝光，然后测量显影后位于非光照区域的第三正光刻胶层的厚度T2 ；
[0014]S4:利用公式F = (T「T2)/(E.I S I )*100%计算得到散射光参量F。
[0015]可选地，所述第一控片、第二控片及第三控片上表面均形成有一 S1N层。
[0016]可选地,所述预设能量范围的起点大于OmJ/cm2,终点小于300mJ/cm2,所述预设步长的范围是0.5?10mJ/cm2。
[0017]可选地，所述预设曝光能量大于120mJ/cm2。
[0018]可选地，所述光罩的不透光区域在水平面上的投影为正方形、矩形、圆形、正五边形、正六边形或正八边形。
[0019]可选地，所述光罩的不透光区域的材料为金属。
[0020]可选地，所述光罩的不透光区域的材料为铬。
[0021]可选地，所述光罩中的若干不透光区域呈正方晶格排列。
[0022]可选地，于所述步骤S1、S2及S3中，每一次显影时间相同。
[0023]可选地，所述显影时间范围是30?300秒。
[0024]可选地，当需要再次检测曝光机散射光参量时，利用已经得到的参数值T1及斜率S，并重复所述步骤S3及步骤S4，得到最新的曝光机散射光参量F。
[0025]如上所述，本发明的曝光机散射光参量的监测方法，具有以下有益效果:(I)本发明首先测量未经曝光的第一正光刻胶层显影后的厚度T1，修正了正光刻胶的第一厚度值，排除了正光刻胶本身微弱的溶解率的影响；然后利用特殊设计的光罩对第二正光刻胶层进行多次曝光和显影，并测量每次显影之后位于光照区域的剩余的第二正光刻胶层的厚度，根据测量得到的多组数据绘制得到光刻胶显影后厚度随曝光能量的变化曲线，进而得到显影后厚度未突变前的部分曲线的斜率S ;再在足够的曝光能量下利用特殊设计的光罩对第三正光刻胶层进行曝光，并测量显影后位于非光照区域的第三正光刻胶层的厚度T2;最后利用公式F= (T1-T2)/(E.1 S I )*100%计算得到散射光参量F。(2)若曝光机曝光过程中不存在散射光，则位于非光照区域的第三光刻胶层不会被曝光，显影后厚度应该等于T1,然而由于散射光的存在，该区域仍然会在一定程度上被曝光，显影后厚度为T2，T1与T2的差值大小反映了散射光量的多少，通过进一步将该差值与曝光能量E、斜率S相除，即可得到散射光参量F，其反映了散射光占所有投射在晶片上的光线的比例。(3)当散射光参量F大于一定数值，即可判断此时曝光机的成像质量达不到要求，可以及时采取一定的措施如清洁曝光机透镜等，以将散射光参量F控制在一定范围内。(4)本发明可以实现曝光机散射光参量的离线监测，且每当需要确认曝光机散射光参量是否符合要求，只要采用第一次测量得到的T1及S值，并根据上述步骤S3仅测量T2,即可根据公式计算得到当时曝光机的散射光参量F，从而实现曝光机的散射光参量F的随时监测，周期大大缩短，从而实时保证曝光机成像质量，提闻广品良率。
【附图说明】
[0026]图1显示为现有技术中曝光机投射到晶片上的散射光的来源。
[0027]图2显示为本发明的曝光机散射光参量的监测方法的流程图。
[0028]图3显示为步骤SI中显影前和显影后第一正光刻胶层的厚度数据图。
[0029]图4显示为本发明提供的光罩的结构示意图。
[0030]图5显示为步骤S2中显影后光照区域剩余的第二正光刻胶层的厚度随曝光能量的变化曲线。
[0031]图6显示为步骤S3中测量显影后位于非光照区域的第三正光刻胶层的厚度的示意图。
[0032]元件标号说明
[0033]SI ?S4 步骤
[0034]I光罩
[0035]2不透光区域
[0036]3透光区域
[0037]4第三控片
[0038]5第三正光刻胶层
【具体实施方式】
[0039]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没