CN102445858B - 一种光刻机之间的工艺匹配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光刻机之间的工艺匹配方法，其步骤包括：1）在同一片掩模板上设计各种1D，2D图形；2）第一光刻机利用所述掩模板曝光一片基准晶圆；3）量测所设计的图形尺寸作为基准数据；4）第二光刻机使用同一片掩模板曝光相同参数晶圆；5）将第二光刻机量测数据与第一光刻机量测数据比较，得到数据吻合的参数；6）两台光刻机得到的尺寸一致，建立了两台光刻机的匹配基准。本发明减少了生产费用和工作时间，使不同光光刻机曝光的图形尺寸都能达到一样，保证质量，非常适于实用。

Description

一种光刻机之间的工艺匹配方法

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造方法，特别涉及一种光刻机之间的工艺匹配方法。

背景技术

在半导体光刻过程中，测量并优化产品的套刻精度对于保证产品质量稳定性，提高产品良率至关重要。在集成电路制作过程中，集成电路板不同层次之间的套刻精度对制作的最终产品良率有很大的影响。因此对不同曝光台之间的套刻精度进行匹配十分必要。

目前，一般在半导体制造厂都配备有功能较齐全的套刻精度测量设备，在对不同曝光台之间的套刻精度进行匹配时，由于配备的套刻精度测量设备无法对制造的产品进行测量结果分析，同时也就不能根据测量的结果对曝光台之间的匹配进行优化，因此影响了最终产品良率。

中国专利CN200910243846公开了一种确定光刻机之间套刻精度匹配的方法及系统，用以解决配备的套刻精度测量设备无法对光刻机之间的套刻精度进行分析确定的问题。该方法当第一光刻机对硅片进行第一层曝光，根据第一层曝光后的硅片上每对测量区域内基准点之间的坐标差，移动第二光刻机，采用移动后的第二光刻机对硅片进行第二层曝光，根据第二层曝光后的硅片上每对测量区域内每对测量点之间的坐标差，确定第一光刻机和第二光刻机之间的套刻精度量，在本发明实施例中通过获取测量点的坐标，确定光刻机之间的套刻精度量，当测量点包括多个时，从而可以通过精确确定测量点之间的坐标差，进而精确的确定光刻机之间的套刻精度量。

中国专利CN200710048000提供一种控制蚀刻偏差的方法，蚀刻偏差是光刻后特定图形尺寸的 大小ADI CD与蚀刻后介质层尺寸的大小AEI CD的差值；其中，该方法包括建 立数据库步骤和自动控制步骤，首先建立不同曝光焦距对应的不同蚀刻偏差的 数据库，然后在实际工艺中可以执行自动控制的步骤，该自动控制步骤包括如 下子步骤：a1.先获取ADI CD的测量值和AEI CD的测量值，然后获取对应的 蚀刻偏差；a2.搜索数据库找到与该蚀刻偏差最匹配的曝光焦距；a3.将现有的曝光焦距设定为搜索到的最匹配的曝光焦距。本发明有效克服曝光焦距在使用 过程中由于漂移导致这一缺陷；还可以实时监控蚀刻偏差，根据蚀刻偏差实时 调整曝光焦距。

中国专利CN200710041576提供了一种用于光刻制程的掩模版以及使用该掩模版调式光刻机的套刻精度的匹配方法，涉及半导体领域。本发明提供的掩模版上具有两种或两种以上不同类型的对准标记。使用该掩模版的光刻机具有与掩模版对准标记相 匹配的对准系统模块及补正对准系统控制模块，调式套刻精度时，根据测试晶 圆的对准标记，启动与晶圆对准标记相匹配的对准系统模块，与掩模版上相匹 配的对准标记对齐，进行光刻步骤，对光刻图形进行匹配测试，若套刻精度不符合规格，调整补正对准系统控制模块的数据，循环进行匹配测试，直至套刻精度符合规格。与现有技术相比，本发明有效地缩短调试时间，提高产品的成品率。

当在量产一个产品时，将会有相同型号的多台光刻机进行同一工艺层的生产，由于每台光刻机对同一层的尺寸并不能做到完全一致，这就需要调整曝光参数NA和sigma，目前应用中会用很多片晶圆进行曝光参数的调整，一片晶圆对应一个参数，然后进行曝光和量测，不同的产品又要重复相同的工作，这就导致了大量晶圆的费用，增加了工程师的超常工作量。

为了减少使用晶圆的使用数量和工作时间。本发明提供一种光刻机之间的工艺匹配方法，使不同光刻机曝光的图形尺寸都能达到一样，保证质量。  

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种光刻机之间的工艺匹配方法，使不同光刻机曝光的图形尺寸都能达到一样，保证质量，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提供一种光刻机之间的工艺匹配方法，其步骤如下：

1）在同一片掩模板上设计各种1D，2D图形；

2）第一光刻机利用所述掩模板曝光一片基准晶圆；

3）量测所设计的图形尺寸作为基准数据；

4）第二光刻机使用同一片掩模板曝光相同参数晶圆；

5）将第二光刻机量测数据与第一光刻机量测数据比较，得到数据吻合的参数；

6）两台光刻机得到的尺寸一致，建立了两台光刻机的匹配基准。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现：

所述步骤（1）中设计1D，2D图形的适用范围为90纳米技术节点以下光刻生产工艺。

所述步骤（1）中设计1D，2D图形的图形结构包括密集线条，隔离线条，头对头线条，T字形线条，同样也适用于接触孔的工艺层。

所述步骤（2）中利用所述掩模板曝光一片基准晶圆应用一系列曝光参数NA和sigma。

所述步骤（3）中图形尺寸结构，其线宽尺寸为当层光刻工艺的特征尺寸。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1绘示本发明涉及的一种光刻机之间的工艺匹配方法的流程示意图。

图2绘示在同一片晶圆上应用不同的曝光参数NA ,sigma进行曝光的剖面示意图。

图3绘示两台光刻机不同曝光参数图形吻合曲线的示意图。

具体实施方式   

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种光刻机之间的工艺匹配方法，详细说明如下。

本发明的不同实施例将详述如下，以实施本发明的不同的技术特征，可理解的是，以下所述的特定实施例的单元和配置用以简化本发明，其仅为范例而不限制本发明的范围。

首先设计需要量测的图形proximity, linearity, T type 2D 图形，制作一片掩模板，其中所述图形的适用范围为90纳米技术节点以下光刻生产工艺，所述的图形结构包括密集线条，隔离线条，头对头线条，T字形线条，同样也适用于接触孔的工艺层。在第一台光刻机曝光一系列不同的曝光参数NA ,sigma的晶圆，如图2绘示在同一片晶圆上应用不同的曝光参数NA ,sigma进行曝光的剖面示意图。然后量测设计图形的尺寸得出第一台光刻机的基准数据，其线宽尺寸为当层光刻工艺的特征尺寸。在第二台光刻机使用同一片掩模板曝光一系列曝光参数的晶圆，量测设计图形的尺寸得出第二台光刻机的数据，比较第一台和第二台的数据，得到数据吻合的第二台光刻机的曝光参数。如图3绘示两台光刻机不同曝光参数图形吻合曲线的示意图。通过量测图形尺寸作为吻合曲线，调整曝光参数使两台光刻机的图形尺寸达到相同，建立了工艺匹配的基准，使不同产品很快就能在基准的基础上量产。

本发明减少了生产费用和工作时间，使不同光光刻机曝光的图形尺寸都能达到一样，保证质量。

通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (3)

1.一种光刻机之间的工艺匹配方法，其特征在于：其具有以下步骤：

1)在同一片掩模板上设计各种1D和2D图形；

2)第一光刻机利用所述掩模板曝光一片基准晶圆；

3)量测所设计的图形尺寸作为基准数据；

4)第二光刻机使用同一片掩模板曝光相同参数晶圆；

5)将第二光刻机量测数据与第一光刻机量测数据比较，得到数据吻合的参数；

6)两台光刻机得到的尺寸一致，建立了两台光刻机的匹配基准；

其中，所述步骤(3)中图形尺寸结构，其线宽尺寸为当层光刻工艺的特征尺寸；

利用所述掩模板曝光一片基准晶圆应用一系列曝光参数NA和sigma。

2.如权利要求1所述的一种光刻机之间的工艺匹配方法，其特征在于：所述步骤(1)中设计1D和2D图形的适用范围为90纳米技术节点以下光刻生产工艺。

3.如权利要求1所述的一种光刻机之间的工艺匹配方法，其特征在于：所述步骤(1)中设计1D和2D图形的图形结构包括密集线条，隔离线条，头对头线条和T字形线条，同样也适用于接触孔的工艺层。