CN101086627A - 凸点光刻机的曝光方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种凸点光刻机的曝光方法，该方法首先获取前道工序晶圆片信息及曝光场数据，并通过覆盖式优化图形规划，将若干个前道曝光场合并扩大成新的后道曝光场，最后在所述覆盖式优化图形规划的基础上，对曝光场分布中新的曝光场进行曝光路径规划和批处理流程规划。与现有技术相比，采用本发明的凸点光刻机的曝光方法能够提高凸点光刻机的曝光产率。

Description

凸点光刻机的曝光方法

技术领域

本发明涉及一种半导体芯片的制造方法，具体地说，涉及一种凸点光刻机的曝光方法。

背景技术

半导体芯片的制造是由一系列对硅片表面进行复杂物理化学处理的工艺所组成。其中，光刻法，或更具体的说是光刻蚀术，涉及把掩模版或半导体电路掩模的一个或多个图形，投射到晶圆的光敏面层上并显影(称光刻)。经刻蚀、离子注入、抛光、后道圆片级封装等工序形成一种或多种电路，并会被切割成独立的芯片(die，集成电路的核心)，最后进行各种测试。关于该部分的扩展讨论可以在半导体制造相关资料中查询，例如Wolf S.和Tauber，R.N.的著作，Silicon Process Technology，California：Sunset Beach，Lattice Press(1986)。

采用凸点(bumping)光刻机的圆片级封装技术，可以使整个装配和封装工艺在硅片级完成，使芯片生产在提高生产效率的同时获得更低的成本。在圆片级封装中的光刻技术，类似前道光刻，采用凸点步进式(stepper)光刻机，也是将掩模版的图形，经曝光光线(汞灯)照明，由光学成像系统将上述图形复制到涂有光刻胶感光性材料的晶片。该晶片是指已经过了前道生产工艺并形成芯片的晶圆片。

在凸点光刻过程中，一次曝光的区域称为曝光场，晶圆片上的所有曝光场均按照一定的次序进行连续曝光，完成晶圆片的单层光刻。该过程主要涉及步进重复工作模式，曝光前驱动工件台将当前曝光场中心移动至光刻机光轴，由控制器触发曝光，曝光时晶圆位置保持不动。合理的规划曝光场位置以及步进次序可减少晶圆片的曝光时间。目前，有关图形和曝光路径优化的研究主要针对前道步进扫描光刻机，(例如Albert V.Ferris-Prabhu在IEEE(1989)上发表的An Algebraic Expression to Count the Number of Chips on a Wafer，Chen-FuChien，Shao-Chung Hsu and Chih-Ping Chen等在IEEE(1999)上发表的An IterativeCutting Procedure for Determining the Optimal Wafer Exposure Pattern，CarlosOrtega等在SPIE Vol.3216上发表的Die allocation optimization for yieldimprovement，ASML公司的KOEN Eijsvogels等发表的influence of wafer layouton throughput)，而对于后道凸点光刻机曝光优化策略的研究极少关注。通过合理规划在晶圆上曝光场的分布和曝光次序，以及批处理流程可以提高产率，达到降低后道封装工艺成本的目的，从而获取巨大的经济效益。

此外，现有设备中，前道晶圆片的曝光场通常采用规则的“S”形或“Z”形路径进行曝光，其规划方法简单，较少考虑优化问题。当前公开的专利和科技文献中尚无凸点光刻机快速曝光的方法或策略的相关报道，基于以上考虑，有必要提供一种从晶圆曝光图形、曝光路径和曝光批处理流程等方面，采取一定的方法和策略进行合理的规划，以提高凸点光刻机的曝光产率的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体芯片的制造方法，具体地说，涉及一种凸点光刻机的曝光方法。

为实现上述目的，本发明提供一种凸点光刻机的曝光方法，该方法首先获取前道工序晶圆片信息及曝光场数据，并通过覆盖式优化图形规划，将若干个前道曝光场合并扩大成新的后道曝光场，最后在所述覆盖式优化图形规划的基础上，对曝光场分布中新的曝光场进行曝光路径规划和批处理流程规划。

与现有技术相比，采用本发明的凸点光刻机的曝光方法能够提高凸点光刻机的曝光产率。

附图说明

通过以下对本发明实施例结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为：

图1为本发明方法的图形与路径规划程序流程示意图。

图2为本发明方法的处理结构示意图。

图3为本发明的前道晶圆片曝光场分布示意图。

图4为本发明测量系统有效测量边界判断曝光场分布状态的示意图。

图5为本发明覆盖式优化图形规划后的曝光场分布示意图，a为全场曝光模式分布；b为标准曝光模式分布。

图6为本发明前道的中心曝光场与覆盖式优化图形规划后新的中心曝光场之间的位置关系示意图，a为R(0，0)位置关系；b为R(0，1)位置关系；c为R(1，1)位置关系；d为R(1，0)位置关系。

图7为本发明覆盖式图形优化算法主流程示意图。

图8为本发明覆盖式图形优化算法子流程示意图。

图9为本发明改良的标准路径示意图，a为第一象限起始曝光；b为第二象限起始曝光；c为第三象限起始曝光；d为第四象限起始曝光。

图10为本发明改良的标准路径算法流程示意图。

图11为本发明优化路径LCBB算法实现流程示意图。

图12为本发明测量系统对边缘场曝光次序的约束示意图。

图13为依据本发明实现的优化曝光路径示意图。

图14为第一实施例全场曝光模式下的路径规划结果示意图，a为标准路径(第一象限起始)；b为优化路径。

图15为第一实施例标准曝光模式的改良式标准路径规划结果示意图(第一象限起始)。

图16为第一实施例标准曝光模式的路径优化结果示意图，a为先曝光大尺寸场的优化路径；b为先曝光小尺寸场的优化路径。

图1 7为第二实施例的曝光场分布示意图，a为前道晶圆片曝光场分布示意图，b为依据本发明覆盖式优化法图形规划后的曝光场分布示意图。

图18为第二实施例全场曝光模式的路径优化结果示意图，a为全场调焦调平模式下的优化路径；b为逐场调焦调平模式下的优化路径。

具体实施方式

本发明提供一系列面向后道圆片级封装光刻系统(凸点光刻机系统)的快速曝光策略，主要包括图形规划、路径规划和批处理流程规划上的策略和方法，用于提高凸点光刻机的曝光产率。

请一并参阅图1与图2，本发明是通过凸点光刻机自身或结合其他外部计算机实现。图形规划、路径规划的优化程序，可以在获知前道工序的晶圆曝光场分布参数后，由光刻机主控计算机或其他外部处理机离线完成，其图形、路径规划的程序模块及流程示意图如图1所示。

图2中的光刻设备包括：光束处理与传输201，用于形成使图形可转化的必备照明区域；支撑结构202，用于支承图案形成装置，该图案形成装置用来使曝光光束形成所需要的图案；基片台203，用于固定晶圆，该台在水平向可移动，形成连续曝光所需要的连续驱动；投射系统204，用于将形成图案的光束传送到晶圆的目标部分；控制系统205，上述设备以及辐射系统208、测量系统209形成图形转移的连续过程；主控计算机206，用于提供人与设备或设备与设备之间的交互；外部计算机207，用于提供本发明方法和计算机程序的外部处理，这些功能也可以由主控计算机提供；辐射系统208，用于提供曝光光束。该光刻设备还包括一测量系统209，其用于获取前道曝光场分布数据、规划新的曝光场分布的光刻工艺编辑与工艺参数。

其中，前道工序的晶圆曝光场分布参数输入的是前道工序的晶圆曝光场行列分布数据，包括硅片直径、硅片类型，硅片边缘去胶区域宽度(或不可测宽度)，芯片尺寸、前道曝光步长及曝光场中心坐标(或行列矩阵中心与硅片中心偏移量)；约束条件输入包括，曝光模式、图形规划优化原则、路径优化最大成本阈值、测量系统工作模式、起始曝光场所在象限(或临近坐标)。上述约束条件的输入既可如图1所示那样集中输入，也可根据需要进行模型拆分，分别输入图形规划约束条件和路径规划约束条件。

本发明在前道工序晶圆曝光场分布数据的基础上，可通过覆盖式优化图形规划、改良标准路径及基于优化算法的路径规划、交替式批处理流程规划来提高凸点光刻机曝光产率，请一并参阅图3至图13，下面将对这些规划策略进行详细说明：

第一、通过覆盖式优化图形规划，将若干个前道曝光场合并扩大成新的后道曝光场，实现一个后道曝光场中包含更多芯片(die)，以减少后道曝光次数。

覆盖式优化图形规划步骤：

1.请参阅图3，根据前道曝光场分布数据，构造前道曝光场原始分布，其特点在于具有晶圆片边缘301、图像传感器测量系统209的有效测量范围边界同心圆302、前道曝光场303。

2.请参阅图4，根据图像传感器测量系统209控制原理，对曝光场进行状态判断，判断其为内场(inner)、交接场(inter)或者外场(outer)状态。图像传感器的测量有效范围是一个以晶圆片中心为原点的同心圆401(图3的302，图12的1204)，其半径一般小于晶圆半径。在这个有效区域内，若曝光场的所有测量数据都可被准确测量，则该场为内场402；若曝光场只有部分处于该区域且只能准确测量部分数据，其余数据需要由相邻的内场(称为参考场，见图12的1203)按照一定方式给出，则该场为交接场403；若曝光场处于有效区域范围之外，其所需数据全部由相邻的参考场按照一定方式给出，则该场为外场404。如果将交接场和外场通称为边缘场(见图12的1201)，那么在曝光作业中必须满足参考场先于被参考场即边缘场进行测量。

不考虑曝光场尺寸而总以待测曝光场中心所在硅片位置判断其可测性，其步骤是：

a)将中心光斑的中心与待测曝光场中心重合；

b)判断光斑与硅片可测区域边界的位置关系，3个或3个以上光斑完全位于可测区域边界以内(即从硅片中心到该可测区域边界之间的区域)则该曝光场为完全可测；至少有1个光斑完全位于可测区域边界之内为部分可测；如果没有1个光斑处于可测区域边界之内则为完全不可测。

c)上一步骤中的完全可测、部分可测和完全不可测，分别对应于inner、inter、outer状态的曝光场；其光斑分布具有如图4中光斑403分布特征。

3.根据前道曝光场303(见图603)计算出新的曝光场(见图502，601)宽高以及所覆盖的前道曝光场个数Nraw。前道的中心曝光场是覆盖了硅片中心的曝光场，其中心(见图604)也是前道行列矩阵的中心。规划后新的中心曝光场(见图6的601，包含了晶圆片中心的大尺寸曝光场)的几何中心(见图602)成为后道行列矩阵的中心。此时前道中心曝光场与后道中心曝光场之间有Nraw种位置关系，如图6a至图6d所示。

公式：Nx＝取整[掩模图形最大宽度/前道曝光场宽度]

Ny＝取整[掩模图形最大高度/前道曝光场高度]

新曝光场(large signets)中含有前道曝光场的个数Nraw＝Nx*Ny。

新曝光场(large signets)宽：Sn_width＝Nx*前道曝光场宽度

新曝光场(large signets)高：Sn_height＝Ny*前道曝光场高度

4.从第3步中的中心曝光场(见图6的601)与前道中心曝光场(见图6的603)之间的每一个位置关系(图6a至图6d四种位置关系)，都可以确定出一种位置坐标的矩阵转换关系，通过这种转换，可以将前道曝光场位置转为新曝光场位置，从而可以获得新的曝光场分布(称为signetmap，见图5a和图5b)。假设前道曝光场的分布矩阵是A矩阵，获得的新的曝光场分布矩阵是B矩阵，A、B矩阵中存放的均是x向和y向上每个可用的曝光场的列号和行号。N表示新的曝光场中包含的前道曝光场的个数，即第3步中的Nraw。R表示前道中心曝光场在新的曝光场中的位置关系，最左下角作为(0，0)起始位置。那么由前道曝光场分布获得新的曝光场分布的矩阵转换计算公式可以表示如下：

当A＞＝0时， $B=\left(\frac{A+R}{N}\right)$ 取整；

当A＜0时， $B=\left(\frac{A+(R+1-N)}{N}\right)$ 取整。

5.根据图像传感器测量系统209控制原理，对每个新的曝光场进行状态的判断：内场、交接场或者外场状态，并获得每个曝光场的尺寸属性：大尺寸502(large signet)或者小尺寸501(small signet)。

6.根据不同的曝光模式和优化原则对第4步中获取的分布进行比较筛选，获得一种最合适的曝光场分布作为图形规划结果输出(图形分布类似图5(a)(b))。后道凸点光刻机的曝光模式有：全场(Full)曝光模式和标准曝光模式。全场曝光模式下(见图5(a))，在规划后的曝光场分布图中，仅有大尺寸曝光场502(这里称为large signets)分布，在批处理时以大尺寸曝光场图形进行曝光；标准曝光模式下(见图5(b))，在规划后的曝光场分布图中，既有大尺寸曝光场502，又有小尺寸曝光场501(称为small signets)，在批处理时按照一定的顺序分别曝光。其优化主要取决于两个因素：一是获得最多的内场大尺寸曝光场；二是获得最少曝光

次数(即大小尺寸曝光场个数之和最少)。

第二、在以上覆盖式优化图形规划的基础上，继续对曝光场分布中新的曝光场进行曝光次序(即曝光路径)的规划。本发明提供两种路径规划方式，一种是改良式标准路径；一种是根据一定的优化原则，采用最小步进成本旅行商(LCBB)算法确定的优化路径。标准路径规划和优化路径规划适用于具有一定格式的曝光场的排序计算，并不局限于针对图形规划的结果，其格式特征是每个曝光场具有相对或绝对位置坐标、尺寸属性(大小尺寸场标识)、曝光场状态标识(inner、inter或者outer)。先曝光可测区域边界之内所有曝光场，再曝光该可测区域边界上以及边界外的曝光场；部分可测曝光场中的可测部分作为不可测部分的参考。

改良式标准路径(见图9a至图9d)是在传统的“S”形或“Z”形路径上的改进。传统的路径的通常是从晶圆片最左下角的曝光场开始，按照规则的“S”形或“Z”形路径沿纵向向上遍历所有的曝光场。而本发明中，可以根据需要(以对准结束位置决定或者其他工艺条件决定)灵活选取从最左下角909、最左上角908、最右上角904或最右下角910的内场开始，先根据规则的“S”形906或“Z”形路径遍历曝光所有的内场(见图903、904)，再按照顺时钟或逆时钟(见图907所示路经)方向遍历曝光所有的边缘场(包括交接场902和外场901、905)，由最后一个内场和与之最近的那个边缘场的位置关系来自动确定是逆时针还是顺时针方向曝光，增加了灵活性。其算法流程见图10。

优化原则主要是考虑步进距离最短或步进时间消耗最少两个方面，以减少整个晶圆片的曝光时间，从而可以进一步提高曝光产率。由于在图形规划的基础上可以获得大尺寸的曝光场，步进距离较大，因此凸点光刻机一般以最大速度进行步进。为简化优化算法，本发明采用步进距离最短作为优化条件。

路径优化规划步骤：

1.从图形规划结果中获取曝光场分布数据，主要包括每个曝光场中心的位置、尺寸属性、状态等信息。

2.曝光场曝光路径优化问题可以转化为求解旅行商问题，所有用于求解该问题的算法都可以为本发明使用。为简化优化算法，本发明采用LCBB(遍历优化)算法计算。其流程图如图11所示。

3.使用该算法，先构造一个成本矩阵，在LCBB算法实现中值得注意的是，虽然曝光路径寻优求解可以转化为旅行商问题，但还是有区别的。在曝光路径寻优中，只需要遍历完所有的曝光场即可；而在LCBB算法中旅行商在遍历完每个城市之后还要回到原出发城市(闭环)。为解决该闭环问题，本发明在构造曝光场成本矩阵的时候，采用开环式列规约法处理：将成本矩阵的第一列所有元素置为无穷大，在矩阵的扩展过程中，仅对矩阵的列的元素进行规约成本计算。

4.将以上成本矩阵按照一定方式不断进行扩展和矩阵规约，每生成一个新的曝光场活结点，都要检查是否满足图像传感器测量系统209对边缘场曝光次序的约束条件(见图12)，即在采用该传感器测量单个曝光场的位置时，需要优先测量和曝光内场曝光场，这样在测量和曝光边缘曝光场之前，就可以用相邻的已曝光的内场的位置数据作为参考数据来计算要曝光的边缘场的位置，此时所参考的内场成为参考场(见图12的1203)。该条件下，也就是要求参考场1203必须先于边缘场1201曝光。

满足条件则继续进行扩展；否则重新搜索满足该条件的其他活结点，以扩展生成新的路径。

5.每生成一个新的曝光场活结点，需要计算从第一个曝光场开始步进到当前曝光场时的路径成本：步进距离成本或者步进时间成本。

6.以上第6步骤中的路径成本与系统中记录的最小成本进行比较，前者小于后者则继续进行扩展，否则重新搜索满足该条件的其他活结点，以扩展生成新的路径。

7.重复执行以上5～7步的计算比较过程，直到找到满足所有条件的最小成本路径，并不再有活结点为止结束整个搜索过程。输出优化后的曝光场数据。

本发明的路径规划应用步骤所述方法，不局限于使用一种LCBB寻优算法，所有用于求解最小成本周游路线的旅行商问题的算法都可以用在本发明所描述的步骤中，区别在于具体实现上的细节差别。

第三、交替式批处理流程规划，由于在第一步图形规划的基础上可能产生出两种或多种尺寸的曝光场图形(见图5b)，为在批处理流程中减少不同尺寸图形的切换，需要在批处理过程中灵活控制掩模图形(不同尺寸图形)的曝光次序，比如：如果在批处理奇次晶圆片时，先曝光较大尺寸的曝光场502(该晶圆片中第一种尺寸图形)，再曝光小尺寸的曝光场501(该晶圆片中最后一种尺寸图形)的话，那么在批处理偶次晶圆片时，就倒过来先曝光小尺寸的曝光场501，再曝光大尺寸的曝光场502，从而在批处理这两张晶圆片的过程中用于切换掩模图形的时间减少了一半，为适应该交替式批处理曝光控制流程。如中国专利申请第200710036720.3号中所述的一种批量硅片曝光的方法，本发明执行以下规划步骤：

1.判断曝光场尺寸并进行分组：A组(全部是大尺寸曝光场)，B组(全部是小尺寸曝光场)。

2.确定不同尺寸曝光场曝光次序：L类(由大曝光场开始)，S类(由小曝光场开始)。

3.确定首次曝光硅片的改良式曝光路径：L类，与对准结束位置最接近的曝光场为A组第一曝光场，与A组最后一个曝光场最接近的小场为B组第一曝光场；S类，与L类原理相同，与对准结束位置最接近的曝光场为B组第一曝光场，与B组最后一个曝光场最接近的小场为A组第一曝光场。

4.优化首次曝光硅片的曝光路径：利用最小步进成本路径优化算法对L类或S类的A、B组分别进行曝光路径优化处理。

5.确定下一硅片曝光路径：以上一硅片结束场的组别作为该片的起始组别，即S类与L类路径交替变换，重复步骤3、4、5，直至批处理曝光结束。

本发明的设备采用逐区域曝光的方法完成大区域的加工。以下将用两个针对后道封装凸点光刻机的实施例说明本发明的使用，用于帮助理解本发明方法的确切含义。

第一实施例：

八英寸凹槽(notch)型前道晶圆片(直径200mm)上的曝光场分布(见图3)，去除图像传感器测量系统209不可测宽度3mm，实际硅片有效直径为194mm，前道曝光场共45个，尺寸均为22mm×22mm，每个曝光场包含2×2个dies。图中覆盖了晶圆片中心的曝光场的中心与晶圆片中心重合。

1、根据覆盖式优化法图形规划步骤3，Nx＝[44/22]取整＝2；Ny＝[44/22]取整＝2；Nraw＝Nx*Ny＝4；large signet的尺寸为44mm×44mm。

2、根据覆盖式优化法图形规划步骤4、5、6的矩阵转换和数据重组的过程，可分别获得全场曝光模式和标准模式下满足曝光次数最少优化条件的优化结果(分别见图5a和图5b)。在全场曝光模式下，只有15个曝光场需要曝光，其步进曝光次数减少了66.7％；在标准曝光模式下，只有21个曝光场需要曝光，其步进曝光次数减少了53.3％，但需要大小尺寸的掩模图形切换，需要由批处理流程进一步优化。

3、在覆盖式优化法图形规划的基础上，继续规划曝光路径。本发明中可进行两种方式的路径规划：改良的标准路径和采用LCBB算法的优化路径规划。

(A)对于改良的标准路径主要是可根据需要确定起始曝光位置，分别位于四个象限，并根据最后一个内场位置灵活确定边缘场或小尺寸场所采用的曝光方向：顺时针或逆时针，见图14a、图15，可显著提高曝光产率。

(B)对于优化路径，先从图形规划中获取曝光场分布数据，再根据不同的曝光模式进行分组，并确定出第一个曝光场。下面具体说明LCBB的优化过程：

(1)构造第一个曝光场(根结点)的成本矩阵，创建活结点表。

(2)规约第一个曝光场成本矩阵，获得规约成本矩阵，并计算矩阵约数，此时U值设为无穷大(适当设置U值，可以提高优化效率)。

(3)扩展第一个曝光场规约成本矩阵，依次生成子结点2，3，...，n(共n个曝光场)，放入活结点表中。

(4)获得第(3)步中的活结点的规约成本矩阵，并依次计算其路径成本，U值不变。

(5)比较第(4)步中的路径成本，把具有最小路径成本的、标志为内场(如果还有内场的话)的活结点，作为下一个E-结点。

(6)以新的E-结点作为父结点进行扩展，继续生成其他子结点，并放入活结点表中。再重复以上第(4)～(6)步，直到扩展到最后一个叶子结点结束。此过程中，只要有一个路径成本超过U值，就终止该扩展过程，并重新寻找下一个E-结点。

(7)计算该次遍历中，从根结点(第一个曝光场)到第(6)步中产生的叶子结点(最后一个曝光场)的路线成本，如果比当前U值还小，则修改U值。

(8)比较活结点表中的活结点的路径成本与U值，大于U值的活结点变成死结点；在小于U值的活结点中找到一个最小成本的活结点作为下一个新的E-结点，重复第(6)步的矩阵扩展。

(9)不断重复以上过程，直到活结点表中没有一个活结点为止，结束整个遍历过程。并输出遍历优化结果：即最小路径成本U，和相应的曝光路线。

在全场曝光模式下的优化路径可见图14(b)，其优化路径成本与标准路径成本一样均为634.225，主要是因为大尺寸曝光场分布很均匀，走规则的标准路径的步进成本就已经是最小成本了；在标准曝光模式下，为减少批处理流程中的掩模图像切换时间，按照大小尺寸进行整体优化，其优化路径可见图16a和图16b，本例中先曝光大尺寸图形的优化路径成本和先曝光小尺寸图形的优化路径成本相同，均约为706.071，比标准路径成本803.179减少约12.1％。

4、经过以上图形规划和路径规划，在生产批处理流程过程中实施交替式曝光流程优化策略，批处理曝光第奇次晶圆片时，先曝光较大尺寸的曝光场(该晶圆片中第一种尺寸图形)，再曝光小尺寸的曝光场(该晶圆片中最后一种尺寸图形)，即采用图16a的曝光路径，在批处理偶次晶圆片时，就倒过来先曝光小尺寸的曝光场，再曝光大尺寸的曝光场，即采用图16b的曝光路径，在批处理这两张晶圆片的过程中用于切换掩模图形的时间被减少了一半。

第二实施例：

仍采用八英寸notch型前道晶圆片(直径200mm)上的曝光场分布(见图17(a))，去除图像传感器测量系统209不可测宽度3mm，实际硅片有效直径为194mm。与例1相比，增加了前道曝光场数量，共69个(其中内场61个，边缘场8个)，尺寸均为22mm×22mm，每个曝光场包含2×2个dies。图中覆盖了晶圆片中心的曝光场的中心与晶圆片中心重合。

1、与例1相同，Nx＝[44/22]取整＝2；  Ny＝[44/22]取整＝2；Nraw＝Nx*Ny＝4；large signet的尺寸为44mm×44mm。

2、根据覆盖式优化法图形规划步骤4、5、6的矩阵转换和数据重组的过程，可获得全场曝光模式下满足曝光次数最少优化条件的优化结果(见图17b)。在全场曝光模式下，只有22个曝光场需要曝光，其步进曝光次数减少了68.2％。

3、执行的路径规划步骤与实例1完全相同，不再赘述，在全场曝光模式下其标准路径规划的结果可见图9a至图9d；其优化路径规划的结果可见图18a和图18b，其优化路径成本分别为960.451和1097.867，比标准路径图9a的路径成本1116.093分别降低了13.95％和1.64％。

4、从本例的图形规划和路径规划结果来看，在生产批处理流程过程中，不需要进行大小尺寸的图形交替曝光策略。

通过以上两个实施例，详细说明了本发明的快速曝光策略的执行过程，其优化的效果与前道曝光场实际分布情况紧密相关。

Claims (25)

1、一种凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

获取前道工序晶圆片信息及曝光场数据；

通过覆盖式优化图形规划，将若干个前道曝光场合并扩大成新的后道曝光场；

在所述覆盖式优化图形规划的基础上，对曝光场分布中新的曝光场进行曝光路径规划和批处理流程规划。

2、如权利要求1所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述覆盖式优化图形规划包括以下步骤：

根据前道曝光场分布数据，构造前道曝光场原始分布；

对前道曝光场进行状态判断；

根据前道曝光场计算出新曝光场；

通过位置坐标的矩阵转换将前道曝光场位置转换为新曝光场位置；

对新曝光场进行状态判断；

根据曝光模式对获取的曝光场分布进行筛选，输出图形规划结果。

3、如权利要求2所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述曝光场的状态为内场、交接场或外场。

4、如权利要求3所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，判断所述曝光场状态的步骤为：

将中心光斑的中心与待测曝光场中心重合；

判断光斑与硅片可测区域边界的位置关系，3个或3个以上光斑完全位于可

测区域边界以内则该曝光场为内场；至少有1个光斑完全位于可测区域边

界之内为交接场；如果没有1个光斑处于可测区域边界之内则为外场。

5、如权利要求3所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述曝光模式包括全场曝光模式与标准曝光模式，全场曝光模式下，在批处理时以大尺寸曝光场图形进行曝光；标准曝光模式下，在批处理时以获得最多的内场大尺寸曝光场和最少曝光次数为目的进行曝光。

6、如权利要求1所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述覆盖式优化法图形规划步骤输出具有不同尺寸曝光场分布特征或内外及边缘场分布特征。

7、如权利要求1所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述方法后道图形分布的曝光场包含一个或多个前道曝光场，或者后道晶圆片具有不同尺寸的曝光场分布。

8、如权利要求2所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，设所述新曝光场与前道曝光场之间有Nraw种位置关系，则所述新曝光场是根据以下公式计算：

Nx＝取整[掩模图形最大宽度/前道曝光场宽度]

Ny＝取整[掩模图形最大高度/前道曝光场高度]

新曝光场中含有前道曝光场的个数Nraw＝Nx*Ny。

新曝光场宽：Sn_width＝Nx*前道曝光场宽度

新曝光场高：Sn_height＝Ny*前道曝光场高度

9、如权利要求2所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述位置坐标的矩阵转换计算公式为：

当A＞＝0时， $B=\left(\frac{A+R}{N}\right)$ 取整；

当A＜0时， $B=\left(\frac{A+(R+1-N)}{N}\right)$ 取整。

10、如权利要求1所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述曝光路径的优化采用改良式标准路径。

11、如权利要求1所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述曝光路径的优化采用最小步进成本LCBB算法。

12、如权利要求10或11任意一项所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述优化方法的输入为第一个曝光场临近坐标或者是第一个曝光场所在的象限。

13、如权利要求10或11任意一项所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述优化方法输出为S形或具有规则折线形式的曝光路径。

14、如权利要求10或11任意一项所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述优化方法适用于具有一定格式的曝光场的排序计算，其格式特征是每个曝光场具有相对或绝对位置坐标、尺寸属性以及曝光场状态标识。

15、如权利要求10或11任意一项所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述优化方法先曝光可测区域边界之内所有曝光场，再曝光该可测区域边界上以及边界外的曝光场，部分可测曝光场中的可测部分作为不可测部分的参考。

16、如权利要求10或11任意一项所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述优化方法建立并基于步进距离成本矩阵或步进时间成本矩阵，通过规约计算来搜索最小成本曝光路径。

17、如权利要求10或11任意一项所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述优化方法采用开环式列规约法解决LCBB矩阵闭环问题。

18、如权利要求1所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述批处理流程规划包括以下步骤：

a.判断曝光场尺寸并进行分组；

b.确定不同尺寸曝光场曝光次序；

c.确定首次曝光的曝光路径；

d.优化首次曝光硅片的曝光路径；

e.以上一硅片结束场的组别作为该片的起始组别，重复步骤d，直至批处理曝光结束。

19、如权利要求1所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述前道工序晶圆片信息及曝光场数据包括硅片直径、硅片类型、硅片边缘去胶区域宽度、芯片尺寸、前道曝光步长及曝光场中心坐标。

20、如权利要求1所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤：在前道工序晶圆片信息及曝光场数据加入约束条件。

21、如权利要求20所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述约束条件包括曝光模式、图形规划优化原则、路径优化最大成本阈值、测量系统工作模式、起始曝光场所在象限或坐标值。

22、如权利要求21所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤：根据所述坐标值自动搜索与之最临近的曝光场作为起始曝光场。

23、如权利要求21所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述约束条件的输入为集中输入。

24、如权利要求21所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述约束条件根据需要进行模型拆分，分别输入图形规划约束条件和路径规划约束条件。

25、如权利要求1所述的凸点光刻机的曝光方法，其特征在于，所述方法采用逐区域曝光的方法完成大区域的加工。

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