CN101369101A - 光刻工序中套刻精度的控制方法 - Google Patents

光刻工序中套刻精度的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光刻工序中套刻精度的控制方法，涉及半导体领域的制造技术。该控制方法包括如下步骤：在晶圆中心部分选取若干个测试芯片单元；提供检测设备，对上述测试芯片单元进行套刻精度测试，得到套刻数据；提供光刻机，其包括彼此相连的机台控制系统和边缘补偿模块，将上述套刻数据输入边缘补偿模块得到晶圆边缘部分的套刻数据；将上述晶圆边缘部分的套刻数据输入机台控制系统设置晶圆边缘部分的偏移误差。与现有技术相比，本发明的控制方法通过对晶圆中心部分图形套刻数据分析，设置晶圆边缘部分图形的偏移误差，在不改变现有检测设备的情况下，提高晶圆上整个电路图形的套刻精度，保证了半导体器件的导电性能。

Description

光刻工序中套刻精度的控制方法
技术领域
本发明涉及半导体领域的制造技术，具体地说，涉及一种在制造半导体器件的光刻工序中套刻精度的控制方法。
背景技术
在半导体器件的制造过程中，为了在半导体晶圆上形成数层导电图形，要依次把超过20层以上的不同的掩模图形重叠到晶圆上。形成掩模图形的光刻工序是半导体器件制造的重要制程，为了保证半导体器件的导电性能，每层的图形都需要与其他层的图形具有较好的套刻精度。
随着半导体技术的发展，电路图形的特征尺寸不断缩小，套刻精度的控制难度加大。虽然套刻精度已随着光刻设备的改进得到部分满足，但是光刻设备的发展还不能与不断提高的套刻精度保持同步，所以有时候，由于光刻设备本身的问题导致晶圆上的图形套刻精度差，而且，晶圆边缘部分的套课精度比晶圆中心部分更差。另外，现有的检测设备尚无法检测到到晶圆边缘部分的图形偏移情况，所以无法及时、正确设置晶圆边缘部分图形修正值，导致晶圆的成品率降低。有鉴于此，需要提供一种新的套刻精度的控制方法以期弥补检测设备的不足，提高晶圆所有位置上的套刻精度。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种可提高晶圆电路图形套刻精度的控制方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种光刻工序中套刻精度的控制方法，其包括如下步骤：在晶圆中心部分选取数个测试芯片单元；提供检测设备，对上述测试芯片单元进行套刻精度测试，得到套刻数据；提供光刻机，其包括彼此相连的机台控制系统和边缘补偿模块，将上述套刻数据输入边缘补偿模块得到晶圆边缘部分的套刻数据；将上述晶圆边缘部分的套刻数据输入机台控制系统设置晶圆边缘部分的偏移误差。
进一步地，对上述测试芯片单元进行套刻精度测试步骤中，得到的套刻数据包括该晶圆的比例误差、旋转误差以及测试芯片单元的比例误差、旋转误差。
进一步地，所述边缘补偿模块是采用如下方法得出晶圆边缘部分的套刻数据的：晶圆边缘部分某一点的坐标＝该点的初始坐标+中心部分芯片单元的套刻误差+光刻机的固有误差。
与现有技术相比，本发明的控制方法通过对晶圆中心部分图形套刻数据分析，设置晶圆边缘部分图形的偏移误差，在不改变现有检测设备的情况下，提高晶圆上整个电路图形的套刻精度，保证了半导体器件的导电性能。
具体实施方式
下面对本发明光刻工序中套刻精度的控制方法结合较佳实施例进行描述。
本实施例套刻精度的控制方法包括如下步骤：在晶圆中心部分选取若干个测试芯片单元；提供检测设备，对上述测试芯片单元进行套刻精度测试，且对套刻精度的各种数据进行分析，得到该晶圆的比例误差、旋转误差以及测试芯片单元的比例误差、旋转误差；所述光刻机台包括彼此相连的机台控制系统和边缘补偿模块，将晶圆的比例误差、旋转误差以及测试芯片单元的比例误差、旋转误差输入输入边缘补偿模块，得出晶圆边缘部分的套刻数据；然后将套刻数据输入所述机台控制系统中，根据套刻数据设置晶圆边缘部分的芯片单元的在x、y方向的误差数值。
其中上述边缘补偿模块是采用如下方法利用晶圆中心部分的套刻数据得出边缘部分的套刻数据的：晶圆边缘部分某一点的坐标＝晶圆对准的初始坐标+中心部分芯片单元的误差+光刻机镜头模组的固有误差(residua)。具体步骤如下：
Wx_max＝sqrt(Wsx^2+Wr^2)*W_R
Wy_max＝sqrt(Wsy^2+Wr^2)*W_R
Sx_max＝sqrt(Ssx^2+Sr^2)*S_R
Sy_max＝sqrt(Ssy^2+Sr^2)*S_R
WBx_max＝sqrt(Wx_max^2+Sx_max^2)+固有误差的总和
WBy_max＝sqrt(Wy_max^2+Sy_max^2)+固有误差的总和
其中Wx_max是x方向晶圆的最大平移；Wy_max是y方向晶圆的最大偏移；sqrt是平方根；Wsx是晶圆x方向的比例误差；Wsy是晶圆y方向的比例误差；Ssx是晶圆中心部分测试芯片单元在x方向的比例误差；Ssy是晶圆中心部分测试芯片单元在y方向的比例误差；Wr是晶圆的旋转误差；Sr是晶圆中心部分测试芯片单元的旋转误差；W_R是晶圆的半径；S_R晶圆中心部分测试芯片单元的半径；WBx_max是晶圆边缘部分x方向的最大偏移数值；WBy_max是晶圆边缘部分在y方向的最大偏移数值。
采用本发明的控制方法通过在光刻机内设置边缘补偿模块，利用晶圆中心部分的数据得出晶圆边缘部分图形的偏移误差。采用本发明的控制方法在不改变现有检测设备的情况下，实现对整个晶圆套刻精度的控制，通过设置、补偿准确的偏移误差提高了整个电路图形的套刻精度，保证了半导体器件的导电性能。

Claims (3)

1.一种光刻工序中套刻精度的控制方法，其特征在于，该控制方法包括如下步骤：在晶圆中心部分选取数个测试芯片单元；提供检测设备，对上述测试芯片单元进行套刻精度测试，得到套刻数据；提供光刻机，其包括彼此相连的机台控制系统和边缘补偿模块，将上述套刻数据输入边缘补偿模块得到晶圆边缘部分的套刻数据；将上述晶圆边缘部分的套刻数据输入机台控制系统设置晶圆边缘部分的偏移误差。
2.如权利要求1所述的套刻精度的控制方法，其特征在于：对上述测试芯片单元进行套刻精度测试步骤中，得到的套刻数据包括该晶圆的比例误差、旋转误差以及测试芯片单元的比例误差、旋转误差。
3.如权利要求1所述的套刻精度的控制方法，其特征在于：所述边缘补偿模块是采用如下方法得出晶圆边缘部分的套刻数据的：晶圆边缘部分某一点的坐标＝该点的初始坐标+中心部分芯片单元的套刻误差+光刻机的固有误差。
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