一种掩模板图案的测量方法与流程

本发明涉及掩模板技术领域，特别是涉及一种掩模板图案的测量方法。

背景技术：

掩模板的图案化部分分别具有透明和不透明的部分，然而集成电路中形成一层置于另一层的工艺精度受辐射曝光用的辐射束引起的掩模板的加热影响，具体地，在曝光过程中由于掩模板吸收辐射束发出光的能量而导致掩模板升温，其中掩模板的中央部分的温度大于其周边附近的温度，即导致掩模板热膨胀，该热膨胀则导致在晶片上掩模板图案的变化，由此需要对上述掩模板图案的变化进行测量，以此获得掩模板上图案的精确变化，进而提高晶片上后续外延工艺的对准精度。

所以本发明提供一种新的方案来解决此问题。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明将掩模板上图案化部分划分为各个小区域，并对其掩膜标记，通过光探测器检测掩膜标记尺寸变化进而可以精确检测掩模板上图案的变化，从而提高晶片上后续外延工艺的对准精度。

其解决的技术方案是，掩模板上图案化部分划分为各个小区域，各个小区域之间在行与列方向上具有若干个掩膜标记，掩模板上图案化部分形状变化会带动掩膜标记尺寸的变化，光探测器能够精确检测掩膜标记尺寸变化，具体方法步骤如下：

1），将掩模板上图案化部分划分为各个小区域，各个小区域构成矩阵形式，在行与列方向上的相邻的小区域之间形成若干个掩膜标记a、b；

2），使用光探测器测量处于矩阵中偏中心位置小区域如标号1小区域的相邻两边处的掩模标记a的尺寸是否有变化，以及使用光探测器测量处于矩阵中偏边缘位置小区域如标号2小区域的相邻两边处的掩模标记b的尺寸是否有变化；

3），根据上述标记a、b的测量结果而判定掩模板热膨胀形式，进而调整控制器对上述掩模板上的图案进行修正以使得后续晶片上外延工艺各层之间的对准精度更高。

优选地，所述掩模板上图案化部分划分为各个小区域构成矩阵可以为3×3矩阵，亦可以设置为4×4、5×5、6×6……n×n矩阵，其中n≥3，测量标记a、b变化的精度更为精确；所述标记a、标记b的数量亦可以依据设备规格而设置数量，且数量越多越精确。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

1），利用光探测器能够精确检测掩膜标记尺寸变化，进而实现达到精确检测掩模板上图案的变化的效果，检测方法简单有效；

2),掩模板通过刻蚀工艺在上述标记层上形成掩模标记或图案化工艺在晶片上的衬底中形成多个孔洞的方式形成掩模标记，从而提高光探测器对掩膜标记的更为精确的探测，具有很大的实用价值和推广价值。

附图说明

图1为本发明一种掩模板图案的测量方法的区域划分示意图。

图2为本发明一种掩模板图案的测量方法的掩膜标记方式1图。

图3为本发明一种掩模板图案的测量方法的掩膜标记方式2图。

图4为本发明一种掩模板图案的测量方法的掩模板热膨胀倒漏斗形式图。

图5为本发明一种掩模板图案的测量方法的掩模板热膨胀倒梯形式图。

图6为本发明一种掩模板图案的测量方法的掩模板热膨胀漏斗形式图。

图7为本发明一种掩模板图案的测量方法的掩模板热膨胀似月牙形式图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图7对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

为了验证本方法的可行性以及实际使用的效果，下面进行举例分析验证本方法。

一种掩模板图案的测量方法，首先根据掩模板10上图案化的复杂性、大小程度，将掩模板10上图案化部分划分为各个小区域20，各个小区域20构成矩阵形式，划分的区域越多，精度越高，在行方向与列方向上的相邻的小区域20之间形成多个掩膜标记（图示为5个），在矩阵中偏中心位置小区域如标号1小区域的相邻两边处的掩模标记处标记为a，在矩阵中偏边缘位置小区域如标号2小区域的相邻两边处的掩模标记处标记为b；

其次，使用光探测器测量处于矩阵中偏中心位置小区域如标号1小区域的相邻两边处的掩模标记a的尺寸是否有变化，以及使用光探测器测量处于矩阵中偏边缘位置小区域如标号2小区域的相邻两边处的掩模标记b的尺寸是否有变化；

最后，根据上述标记a、b的测量结果而判定掩模板10热膨胀形式，当标记a的尺寸无变化而标记b的尺寸变化，具体地，其中矩阵中偏边缘位置小区域的列方向上的标记b尺寸变大而行方向上的标记b尺寸基本不变，则掩模板10发生上下两边朝中心位置弯曲的倒漏斗型的热膨胀，如附图4所示；其中矩阵中偏边缘位置小区域的行方向上的标记b尺寸变大而列方向上的标记b尺寸基本不变，则掩模板10发生左右两边朝中心位置弯曲的漏斗型的热膨胀，如附图6所示；当标记a的尺寸变化且标记b的尺寸也变化，具体地，其中矩阵中偏左侧边缘位置小区域的列方向上的标记b尺寸变小、矩阵中中心位置处的小区域的列方向上的标记a尺寸稍变大而矩阵中偏右侧边缘位置小区域的列方向上的标记b尺寸变大（即列方向上左侧边缘标记b的尺寸＜中心标记a的尺寸＜右侧边缘标记b的尺寸），则掩模板10发生左侧边缘朝中心渐渐而右侧边缘渐渐扩张的倒梯形型的热膨胀，如附图5所示；其中矩阵中偏左侧边缘位置小区域的行方向上的标记b尺寸沿行方向变大、矩阵中中心位置处的小区域的行方向上的标记a尺寸沿上述相同行方向变大以及矩阵中偏右侧边缘位置小区域的行方向上的标记b亦沿上述相同行方向变大，则掩模板10发生左右两侧边缘均沿上述行方向凹陷的似月牙型的热膨胀，如附图7所示，根据掩模板10热膨胀形式，进而调整控制器对上述掩模板10上的图案进行修正以使得后续晶片上外延工艺各层之间的对准精度更高。

所述掩模板10上图案化部分划分为各个小区域20构成矩阵可以为3×3矩阵，亦可以设置为4×4、5×5、6×6……n×n矩阵，其中n≥3，划分的区域越多，测量标记a、b变化的精度更为精确；所述标记a、标记b的数量亦可以依据设备规格而设置数量，且数量越多越精确。

所述形成掩膜标记a、标记b的方式有如下两种：

a)，在掩模板10划分的矩阵小区域之间形成一标记层，标记层材质包括氧化硅或氮化硅中一种或多种，通过刻蚀工艺在上述标记层上形成标记a、b，且上述标记a、b的深度应小于标记层的厚度以防止标记对掩模板10的损伤；

b），直接在掩模板10上矩阵小区域之间的部分通过图案化工艺在晶片上的衬底中形成多个孔洞，进而通过离子30注入选择性地在上述孔洞的底部和侧面形成杂质膜40，上述带有杂质膜40的孔洞即构成掩膜标记a、b，上述具有杂质膜40的孔洞能够由于杂质膜40与衬底之间对辐射光束反射率的差异，而提高光探测器对掩膜标记a、b的更为精确的探测。

所述紫外光探测器将标记a、b尺寸的变化，转化为电流强度的变化，由公式计算，i1为行方向初始化电流、i2为行方向热膨胀后电流、i3为列方向初始化电流、i4为列方向热膨胀后电流，标记a偏移量为，

[（i1+i4）-（i2+i3）]/i1+i2+i3+i4,标记b偏移量为，

[（i1+i2）-（i3+i4）]/i1+i2+i3+i4，进而测出掩模板10图案的变化。

以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。