一种确定关键图形光刻工艺条件的方法与流程

本发明属于集成电路制造，特别涉及一种确定关键图形光刻工艺条件的方法。

背景技术：

1、光刻技术是集成电路制造中的关键技术，负责将掩模图形转移到硅片上，光刻图形转移的效果受到多种因素的影响，其中聚焦量变化、曝光能量变化是其中常见的两种因素。

2、为了准确地得到关键图形的光刻条件，即图形最佳曝光剂量和最佳焦面位置，需要对相同的掩模图形在不同的曝光剂量和不同离焦量情形下进行曝光，将所得的光刻胶特征尺寸用点列图表述成泊松曲线的形式。由于工程中一般认为线宽变化的范围在10％以内都是满足成像质量要求，因此从泊松曲线中可以描绘出满足这一质量要求的曝光剂量和聚焦量变化范围。为了定量描述工艺窗口的大小，传统方法是在上述范围中描绘出最大面积的椭圆，用椭圆的横轴宽度表示焦深，用纵轴高度表示曝光剂量范围。

3、但该方法较复杂，并且很难快速确认光刻工艺窗口。因此，有必要提供一种效率高、工艺条件稳定的确认关键图形光刻工艺条件的方法。

技术实现思路

1、为了解决以上问题，本发明提供一种能快速确定关键图形光刻工艺条件的方法，该方法确认效率高、工艺条件稳定，具体技术方案如下：

2、一种确认关键图形光刻工艺条件的方法，所述方法包括确认关键图形光刻工艺窗口，具体包括步骤：

3、s11.通过扫描电子显微镜收集焦距-能量矩阵，并建立相应表格；

4、s12.根据获得的关键尺寸、能量和焦距数据生成泊松曲线；

5、s13.根据泊松曲线筛选并确认最佳曝光能量，并绘制趋势线；

6、s14.根据趋势线计算最佳焦距；

7、s15.根据最佳曝光条件计算曝光宽容度和聚焦深度；

8、s16.在最佳焦距条件下，绘制关键尺寸能量曲线，计算关键尺寸随能量的变化率。

9、优选地，所述步骤s11中，扫描电子显微镜收集的焦距-能量矩形数据是按照固定倍率量测关键图形尺寸数据获得。

10、优选地，所述步骤s12中，所述泊松曲线为不同能量下的关键尺寸随焦距变化的泊松曲线组合而成。

11、优选地，所述步骤s12中，所述泊松曲线至少三条。

12、优选地，所述步骤s14中，根据趋势线对应二阶多项式计算最佳焦距。

13、优选地，通过所述泊松曲线在相同工艺下，设定不同的目标尺寸，从而确定最优曝光条件及光刻工艺条件。

14、优选地，步骤s16中，对关键尺寸能量曲线进行线性拟合获得最优线性曲线；根据最优线性曲线的斜率判断关键尺寸随能量的变化率。

15、所述方法还包括步骤：

16、s2.确认在最佳工艺条件下关键尺寸的均匀性；

17、s3.确认在最佳工艺条件下的光刻后图形与前层图形的套刻情况；

18、s4.确认在最佳工艺条件下的关键尺寸图像形貌。

19、优选地，所述步骤s4中，通过选择至少三个位置切片来确认关键尺寸图形形貌。

20、优选地，所述方法适用于关键图形尺寸在200nm及以上光刻工艺和/或8寸晶圆的mems工艺。

21、与现有技术相比，上述技术方案之一或多个技术方案能达到至少以下有益效果之一：

22、本发明的确定关键图形光刻工艺条件的方法，首先通过收集的焦距-能量矩阵数据绘制泊松曲线，根据目标关键尺寸范围可快速选定一条符合条件的上下波动的曲线，然后根据该曲线计算拟合得到工艺条件窗口，按照最优曝光焦距和能量确认关键尺寸均匀性、套刻情况和形貌，能快速、清楚地确认最佳光刻工艺条件及其稳定的工艺窗口，有效的提升工作效率。

技术特征：

1.一种确认关键图形光刻工艺条件的方法，其特征在于，所述方法包括确认关键图形光刻工艺窗口，具体包括步骤：

2.根据权利要求1所述的确定关键图形光刻工艺条件的方法，其特征在于，所述步骤s11中，扫描电子显微镜收集的焦距-能量矩形数据是按照固定倍率量测关键图形尺寸数据获得。

3.根据权利要求1所述的确定关键图形光刻工艺条件的方法，其特征在于，所述步骤s12中，所述泊松曲线为不同能量下的关键尺寸随焦距变化的泊松曲线组合而成。

4.根据权利要求3所述的确定关键图形光刻工艺条件的方法，其特征在于，所述步骤s12中，所述泊松曲线至少三条。

5.根据权利要求1所述的确定关键图形光刻工艺条件的方法，其特征在于，所述步骤s14中，根据趋势线对应二阶多项式计算最佳焦距。

6.根据权利要求1所述的确定关键图形光刻工艺条件的方法，其特征在于，通过所述泊松曲线在相同工艺下，设定不同的目标尺寸，从而确定最优曝光条件及光刻工艺条件。

7.根据权利要求1所述的确定关键图形光刻工艺条件的方法，其特征在于，步骤s16中，对关键尺寸能量曲线进行线性拟合获得最优线性曲线；根据最优线性曲线的斜率判断关键尺寸随能量的变化率。

8.根据权利要求1至7任一项所述的确定关键图形光刻工艺条件的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的确定关键图形光刻工艺条件的方法，其特征在于，所述步骤s4中，通过选择至少三个位置切片来确认关键尺寸图形形貌。

10.根据权利要求8所述的确定关键图形光刻工艺条件的方法，其特征在于，所述方法适用于关键图形尺寸在200nm及以上光刻工艺和/或8寸晶圆的mems工艺。

技术总结
本发明属于集成电路制造技术领域，公开了一种确认关键图形光刻工艺条件的方法。所述方法包括步骤：S11.通过扫描电子显微镜收集焦距‑能量矩阵，并建立相应表格；S12.根据获得的关键尺寸、能量和焦距数据生成泊松曲线；S13.根据泊松曲线筛选并确认最佳曝光能量，并绘制趋势线；S14.根据趋势线计算最佳焦距；S15.根据最佳曝光条件计算曝光宽容度和聚焦深度；S16.在最佳焦距条件下，绘制关键尺寸能量曲线，计算关键尺寸随能量的变化率。本方法能快速、清楚地确认最佳光刻工艺条件及其稳定的工艺窗口，有效的提升工作效率。

技术研发人员：温斐旻,闫丽荣,王岳,李海涛
受保护的技术使用者：安徽光智科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25