CN102540733A

CN102540733A - 光刻控制方法

Info

Publication number: CN102540733A
Application number: CN2010105780637A
Authority: CN
Inventors: 黄玮; 邹永祥; 胡骏; 张辰明; 刘志成; 段天利
Original assignee: CSMC Technologies Corp
Current assignee: CSMC Technologies Corp
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2010-12-08
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明提供了一种光刻控制方法，其中，包括以下步骤：第一步、采集在光刻过程中圆片数据；第二步、进行SPC分析；第三步、若符合控制规范，则继续光刻作业，若不符合控制规范，则自动停止当前光刻作业。与现有技术相比，本发明的有益效果是：及时发现不合格圆片，保证生产质量。

Description

光刻控制方法

技术领域

本发明涉及一种光刻控制方法，涉及半导体生产工艺。

背景技术

光刻是半导体生产中的一项基本工艺，评价光刻工艺的主要参数有线宽、套刻、缺陷等，一般采用在线检测设备，如扫描电子显微镜，光学显微镜，套刻测试仪，缺陷检测设备进行实时在线监控。

实际生产中的两种主要缺陷是对偏和聚焦不良，光刻工艺中的对偏有两种情况，一种是工艺波动或曝光条件没有优化引起的偏差，一般在100纳米左右，属于正常的。另一种情况是由于对位标记的形貌引起的对位信号的恶化而产生的偏差，一般其数值在数微米左右。

光刻机的聚焦不良有多种因素构成，主要包括：1、单片圆片背面黏附有颗粒，导致单片圆片局部区域聚焦不良；2、单片圆片背面的颗粒掉落在光刻机圆片载物台上，导致其对应的圆片上特定位置聚焦不良。其影响的圆片可以是当前批次的，也可以影响随后数个批次的。

目前的光刻工艺的在线检测方法是按一定的规则进行抽样检查，一般抽样比例为每25片圆片选取1～2片。由于不是全检，部分异常圆片会流入下一工序，导致产品报废和不能及时交货。另外，随着集成电路制造工艺的发展，光刻的线宽越来越小，即使异常圆片经过聚光灯下的宏观检查和显微镜下的微观检查，小尺寸的线宽的形貌由于聚焦不良产生的变化也不易被作业员观察到。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是提供一种光刻控制方法，该光刻控制在曝光过程中收集各片圆片的相关数据，对可能存在的对偏和聚焦不良根据SPC原理触发报警，以便让生产线作业人员及时检查设备和圆片，避免不合格圆片流入下一工序或设备继续产出不合格圆片。

本发明的目的通过提供以下技术方案实现：

一种光刻控制方法，其中，包括以下步骤：

第一步、采集在光刻过程中圆片数据；

第二步、进行SPC分析；

第三步、若符合控制规范，则继续光刻作业，若不符合控制规范，则自动停止当前光刻作业。

进一步地，所述圆片数据包括实时收集每片圆片所有对位坐标的偏移值，并根据所述偏移值计算出的每片圆片的计算值。

所述计算值包括平均值、方差、极值范围、最大值，以及最小值。

如果所述计算值超过所述SPC控制规范，则自动停止当前光刻作业。

再进一步地，所述圆片数据包括圆片在曝光过程中上下移动幅度的最大值。

如果单片圆片的移动幅度最大值与其他圆片的移动幅度最大值有差异，则自动停止当前光刻作业。

如果整批圆片移动幅度最大值与圆片历史数据的移动幅度最大值有差异，则自动停止当前光刻作业。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：及时发现不合格圆片，保证生产质量。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为理想情况下的1阶衍射光信号与高阶衍射光信号示意图。

图2为1阶衍射光信号与高阶衍射光信号偏移较小时的示意图。

图3为1阶衍射光信号与高阶衍射光信号偏移较大时的示意图。

图4为本发明对于圆片对位异常的光刻控制方法的流程图。

图5为圆片曝光装置的示意图。

图6为本发明对于圆片聚焦不良的光刻控制方法的流程图。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的最佳实施方式。

针对生产线曝光工艺过程中圆片的对位异常，本发明提供下述之实施方式：

在光刻机的对位过程中，一般是利用光栅衍射产生的信号进行对位，即将光栅衍射产生的信号转换为正弦波信号，选择高阶信号和作为基准标尺的1阶信号叠对，离基准信号最近的高阶信号的位置作为对位位置。如图1所示，在理想情况下，1阶衍射光信号10和高阶衍射光信号20完全重叠，即高阶信号的第三个峰和1阶信号的中心重叠。

如图2所示，由于圆片上对应标记形貌的变化，导致高阶衍射光信号20第三个峰和1阶衍射光信号10的中心不重合，存在一定的偏移量，但该高阶衍射光信号20波峰仍然是距离1阶衍射光信号10最近的，因此对位时仍以第三个峰的位置作为对位位置。

如图3所示，由于对位标记形貌变化较大，高阶衍射光信号20相对1阶衍射光信号10偏移较大，此时，有两个高阶衍射光信号20波峰都较接近于1阶衍射光信号10中心，这时系统会比较图中所示的a和b的绝对值大小，系统会选择绝对值较小的，即最接近1阶衍射光信号10中心的高阶衍射光信号20波峰作为对位位置。因此当|a|＜|b|时，系统会选择第二个峰作为对应位置，因而该位置的对应标记的位置就是错误的，会影响整个圆片的最终对位结果。

因此，如图4所示，在光刻机作业时，可以收集对位选取的高阶衍射光信号波峰相对1阶衍射光信号波峰的偏移，该偏移有正负之分，实时收集每片圆片所有对位坐标的偏移值，并根据偏移值计算出每片圆片的平均值(mean)、方差(sigma)、极值范围(range)、最大值(maximum)、最小值(minimum)，在曝光结束后将每片圆片的上述计算值进行SPC(statisticalprocess control)分析，如果任何一片圆片的任何一个计算值超过了SPC的控制规范，系统将自动将该批圆片光刻作业停住。因此生产线可以对该批圆片进行全数检查，以确定是否有套刻异常的圆片。

针对生产线曝光工艺过程中圆片的聚焦不良，本发明提供下述之实施方式：

如图5所示，聚焦装置100主要是利用一束光线照射在圆片200表面，另一端有检测单元300接收反射光，如果圆片200倾斜或离最佳焦距较远，则检测单元300无法接收到反射光，因此需要通过上下移动圆片载物台，带动圆片上下移动，以使得检测单元可以接收到反射光。

如图6所示，每片圆片完成所有曝光，均需要移动圆片进行多次聚焦，因此，各片圆片均有一个移动幅度的最大值，当整批圆片曝光结束，就可以将各片圆片的最大值进行SPC分析，既要在同一批中进行比较，也要和其他历史数据比较，以确认是否有单片圆片异常或是整批圆片与历史数据有差异。如判断有异常，则圆片停止流通，曝光设备也停止作业，生产线作业员和工程师进行设备和圆片的检查。

值得一提的是：本发明针对生产线曝光工艺过程中的对位异常和聚焦不良的圆片的监控，必须在从每批圆片的第一片开始，实时收集光刻机作业时每片圆片的相关数据。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。

Claims

1.一种光刻控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、采集在光刻过程中圆片数据；

第二步、进行SPC分析；

2.根据权利要求1所述光刻控制方法，其特征在于，所述圆片数据包括实时收集每片圆片所有对位坐标的偏移值，并根据所述偏移值计算出的每片圆片的计算值。

3.根据权利要求2所述的光刻控制方法，其特征在于，所述计算值包括平均值、方差、极值范围、最大值，以及最小值。

4.根据权利要求3所述的光刻控制方法，其特征在于，如果所述计算值超过所述SPC控制规范，则自动停止当前光刻作业。

5.根据权利要求1所述的光刻控制方法，其特征在于，所述圆片数据包括圆片在曝光过程中上下移动幅度的最大值。

6.根据权利要求5所述的光刻方法，其特征在于，如果单片圆片的移动幅度最大值与其他圆片的移动幅度最大值有差异，则自动停止当前光刻作业。

7.根据权利要求5或6所述的光刻方法，其特征在于，如果整批圆片移动幅度最大值与圆片历史数据的移动幅度最大值有差异，则自动停止当前光刻作业。