一種避免光刻機鏡頭過熱的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于半導體光刻工藝技術領域，涉及一種避免光刻機鏡頭過熱的方法。
【背景技術】
[0002]在半導體技術中，光刻的本質是把臨時電路結構復制到以后要進行刻蝕和離子注入的芯片上。光刻使用光敏光刻膠材料和可控制的曝光，在芯片表面形成三維圖形。
[0003]光刻中一個重要的性能指標是每個圖形的分辨率。在傳統(tǒng)的光刻技術中，光刻機投影鏡頭(即投射物鏡)與芯片上的光刻膠之間的介質通常是空氣或液體。請參閱圖1，請參閱圖1，圖1為傳統(tǒng)光刻機的結構示意圖，光刻機從上往下依次包括光源10、掩膜板20以及投射物鏡30，投射物鏡30的下方設有待光刻的芯片40。
[0004]在光刻工藝中，對于一些在掩模板上透光區(qū)域比重特別大的層次，透過光刻機鏡頭的光的能量也較大。同時，由于光刻機鏡頭也會吸收掉一部分透過的光的能量，經過長時間連續(xù)曝光，光刻機鏡頭的溫度會明顯的升高，從而導致光刻機的鏡頭發(fā)生輕微的形變，最終導致其曝在芯片上圖形的位置發(fā)生了偏移，嚴重的情況將導致其后的套刻精度檢查超標。
[0005]因此，本領域技術人員亟需提供一種避免光刻機鏡頭過熱的方法，以利于降低連續(xù)曝光后光刻機鏡頭升高的溫度，防止光刻機鏡頭因發(fā)熱所導致的變形而導致的曝光圖形在芯片上的位置偏移。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種避免光刻機鏡頭過熱的方法，以利于降低連續(xù)曝光后光刻機鏡頭升高的溫度，防止光刻機鏡頭因發(fā)熱所導致的變形而導致的曝光圖形在芯片上的位置偏移。
[0007]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種避免光刻機鏡頭過熱的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0008]步驟S01、提供若干在掩膜板的透光區(qū)域進行待填充的虛擬圖形的結構；其中，所述虛擬圖形無法在芯片上成像；
[0009]步驟S02、對測試掩膜版進行設計和制造，并進行光刻實驗，根據光刻實驗數據選擇虛擬圖形的形狀和尺寸；
[0010]步驟S03、進行芯片版圖設計；
[0011]步驟S04、將芯片版圖按照邊長為A的正方形分成若干窗格，分析各窗格的透光率并確定各窗格中虛擬圖形的填充量；
[0012]步驟S05、對芯片掩膜版進行填充，在各窗格中填充步驟S02中預設形狀、尺寸的虛擬圖形以及步驟S04中預設數量的虛擬圖形；
[0013]步驟S06、制造芯片掩膜版，并通過芯片掩膜板進行曝光工藝。
[0014]優(yōu)選的，所述虛擬圖形的形狀為多邊形規(guī)則圖形或不規(guī)則圖形，所述虛擬圖形呈陣列式的均勾分布在掩膜板上。
[0015]優(yōu)選的，所述虛擬圖形的關鍵尺寸小于最小解析度r，r = kl* λ /NA ;
[0016]其中，kl為光刻工藝常數，λ為曝光光源波長，NA為鏡頭數值孔徑。
[0017]優(yōu)選的，步驟S04中，正方形的邊長A為5nm?lum。
[0018]優(yōu)選的，步驟S04中，分析各窗格的透光率并確定各窗格中虛擬圖形的填充量具體包括:
[0019]設定各窗格初始透光率目標T ;
[0020]初步計算各窗格中虛擬圖形的填充量；
[0021]計算各窗格透光率梯度G，如果窗格透光率梯度G值大于窗格梯度值規(guī)格S，則重新調整該窗格的透光率目標T值；
[0022]輸出最終的各窗格中虛擬圖形的填充量。
[0023]優(yōu)選的，所述各窗格透光率梯度G的計算方法是:
[0024]Ga= max (abs (T A_TB1)，abs (Ta-Tb2)，abs (Ta-Tb3)，abs (Ta-Tb4))；
[0025]其中，A為當前窗格，Ta為當前窗格透光率，T B1、TB2、TB3、TB4分別為A為當前窗格相鄰的4個窗格的透光率，max為取最大值，abs為取絕對值。
[0026]優(yōu)選的，所述窗格梯度值規(guī)格S的范圍為20%?40%。
[0027]優(yōu)選的，所述掩膜板的透光區(qū)域面積占整個曝光單元面積的比例的范圍為0.3至
1
[0028]與現有的方案相比，本發(fā)明提供的避免光刻機鏡頭過熱的方法，通過在掩膜板上填充不會再芯片上成像的虛擬圖形，以降低掩膜板的透光區(qū)域面積占整個曝光單元面積的比例，減少了光刻機鏡頭吸收的能量，降低了連續(xù)曝光后鏡頭升高的溫度，從而實現了對因光刻機鏡頭過熱而導致曝光圖形在芯片上的位置偏移的控制。
【附圖說明】
[0029]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1是傳統(tǒng)光刻機的結構示意圖；
[0031]圖2本發(fā)明中填充有虛擬圖形的掩膜板優(yōu)選實施例的結構示意圖；
[0032]圖3本發(fā)明中填充有虛擬圖形的掩膜板優(yōu)選實施例的結構示意圖；
[0033]圖4本發(fā)明中填充有虛擬圖形的掩膜板優(yōu)選實施例的結構示意圖；
[0034]圖5本發(fā)明中曝光后的芯片優(yōu)選實施例的結構示意圖。
[0035]圖中附圖標記為:
[0036]10、光源；20、掩膜板；30、投射物鏡；40、芯片；21、有效器件圖形；22、虛擬圖形。
【具體實施方式】
[0037]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步地詳細描述。本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。
[0038]上述及其它技術特征和有益效果，將結合實施例及附圖2-5對本發(fā)明的避免光刻機鏡頭過熱的方法進行詳細說明。
[0039]本發(fā)明是通過在掩膜板上填充不會再芯片上成像的虛擬圖形，以降低掩模板上圖形整體的透光率，減少光刻機鏡頭吸收的能量，即減少了連續(xù)曝光后鏡頭升高的溫度，最終達到減少因光刻機鏡頭過熱而導致的曝光圖形在芯片上的位置偏移。
[0040]本發(fā)明提供了一種避免光刻機鏡頭過熱的方法，包括以下步驟:
[0041]步驟S01、提供若干在掩膜板的透光區(qū)域進行待填充的虛擬圖形的結構；其中，所述虛擬圖形無法在芯片上成像。
[0042]如圖2-4所示，掩膜板20上具有有效器件圖形21，降低掩模板20上圖形整體的透光率，在掩膜版20上增加了多種組合的虛擬圖形22，虛擬圖形22的形狀優(yōu)選為多邊形規(guī)則圖形或不規(guī)則圖形(如圖所示)，多邊形規(guī)則圖形優(yōu)選矩形或正方形等，在此對虛擬圖形的形狀不做具體限定，虛擬圖形優(yōu)選呈陣列式的均勻分布在掩膜板上。
[0043]在步驟SOl前，可首先計算掩膜板的透光區(qū)域面積占整個曝光單元面積的比例W，并將其與鏡頭過熱的臨界透光比例Y進行對比，若W大于Y，則光刻機鏡頭可能會出現過熱現象，若W小于Y，則光刻機鏡頭不會出現過熱現象。
[0044]具體的，掩膜板的透光區(qū)域面積占整個曝光單元面積的比例W的范圍優(yōu)選為0.3至1，鏡頭