CN102543785B - 套刻规范验证方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种套刻规范验证方法，其中，包括以下步骤：第一步、维持优化参数中的X/Y方向偏移量不变，在曝光时额外加入旋转偏移量，正交偏移量，X/Y方向伸缩偏移量，使同一片圆片不同的位置得到的第二层次相对于第一层次的偏差不一致；第二步、控制额外加入的参数的数值，得到套刻验证所需要的偏移范围；第三步、根据偏移范围验证出产品的套刻规范。与现有技术相比，本发明的有益效果是：只使用一片圆片，减少成本及工作量；且该圆片不受后续同一工艺多设备多腔体的影响，保证了套刻规范验证的准确性。

Description

套刻规范验证方法

技术领域

本发明涉及一种套刻规范验证方法，尤其是涉及一种在集成电路生产中的套刻规范验证方法。

背景技术

在集成电路的生产中，产品的套刻规范虽然在设计规则中有定义，但还是必须根据生产线的实际情况进行验证。其方法是准备多片套刻偏移量不同的圆片，根据最终成品率确认合适的套刻规范。

半导体生产中的两个层次的叠对如图1所示，在理想状况下，第一层次10和第二层次20应完全重叠，但实际上叠对偏差永远是存在的，为验证产品所允许的最大偏差，需准备很多套刻偏移量不同的圆片，用以验证不同套刻偏移量所对应的成品率，以最终确定一定成品率下所允许的最大套刻偏移量，即是套刻规范。而采用这样的方法，会产生以下不足：

1、需要准备多片圆片分片，曝光时每片圆片施加不同的偏移量，这样增加了圆片的使用量和生产线上的工作量；

2、生产线的同一工艺过程通常具有多台设备或多个腔体，因此多台设备/空体对圆片的成品率有潜在的影响，干扰套刻偏移量和成品率对应关系的分析。

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套刻规范验证方法，使得可减少圆片的使用量，只使用一片圆片验证光刻套刻规范。

本发明的目的通过提供以下技术方案实现：

一种套刻规范验证方法，其中，包括以下步骤：

第一步、维持优化参数中的X/Y方向偏移量不变，在曝光时额外加入旋转偏移量，正交偏移量，X/Y方向伸缩偏移量，使同一片圆片不同的位置得到的第二层次相对于第一层次的偏差不一致；

第二步、控制额外加入的参数的数值，得到套刻验证所需要的偏移范围；

第三步、根据偏移范围验证出产品的套刻规范。

进一步地，在第一步时，需先确保第二层次和第一层次完美叠对，再根据套刻验证的需求加入旋转偏移量，正交偏移量，X/Y方向伸缩偏移量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：只使用一片圆片，减少成本及工作量；且该圆片不受后续同一工艺多设备多腔体的影响，保证了套刻规范验证的准确性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为现有的半导体生产中两个层次的叠对示意图。

图2为本发明圆片上两层次叠对X/Y方向伸缩偏移量的示意图。

图3为本发明圆片上两层次叠对旋转偏移量的示意图。

图4为本发明圆片上两层次正交偏移量的示意图。

图5为本发明圆片上X/Y对称偏移的示意图。

图6为本发明圆片上X/Y非对称偏移的示意图。

图7为本发明套刻规范验证方法流程图。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的最佳实施方式。

本发明是用于准备两个层次不同套刻偏移量，以验证产品可以接受的套刻规范。

圆片上两个层次叠对，一般可以用以下几个参数来描述：X/Y方向偏移量(wafertranslation-x，wafertranslation-y)，旋转偏移量(waferrotation)，正交偏移量(waferorthogonality)，X/Y方向伸缩偏移量(scaling-x，scaling-y)。

如图2所示，X/Y方向伸缩偏移量：一种对称的图形伸缩是指圆片上第二层次21相对于第一层次11的偏移量，随第二层次21相对于圆片中心位置而变化，离圆片中心越远，偏移量越大。

如图3所示，旋转偏移量：对称的圆片旋转偏移量是指第二层次22的图形以圆片中心为旋转轴相对于第一层次12进行旋转。从圆片中心到圆片边缘，第二层次22相对于第一层次12的偏移逐渐变大。

如图4所示，正交偏移量：圆片正交性偏差描述了一种非对称的旋转偏差，主要原因是光刻机步进曝光时，X方向和Y方向不垂直，而是有一个固定的非90度的角度。同样的，离圆片中心越远，第二层次23相对于第一层次13的偏移量越大。

如图5、图6所示，X/Y方向偏移有两种情况：一种是对称的，如图5所示，即在整片圆片上第二层次24相对于第一层次14的偏移时一致的；另一种是非对称随机的，如图6所示，即在圆片各位置上第二层次25相对于第一层次15的偏移是变化的。

一般圆片上两个层次的叠对偏差是上述几个参数共同作用的结果，利用套刻测试设备测试圆片上多个位置的套刻，利用软件就可以计算出上述优化参数，然后在曝光中加入计算出的各优化参数偏移量，就可以基本保证第二层次对第一层次的套刻偏差为零。

传统的套刻验证是在上述计算出的各参数偏移量上，再额外加上不同的X/Y方向偏移量，曝光多片圆片进行验证。即同一片圆片各位置，第二层次相对第一层次的偏差是一致的，而相对于不同的圆片，第二层次对第一层次的偏差是不一致的。

如图7所示，本发明是维持优化参数中的X/Y方向偏移量不变，而是在曝光时额外加入旋转偏移量，正交偏移量，X/Y方向伸缩偏移量，这样在同一片圆片不同的位置得到的第二层次相对于第一层次的偏差是不一致的；控制额外加入的参数的数值就可以得到套刻验证所需要的偏移范围；再根据偏移范围验证出产品的套刻规范，因该验证过程为本领域普通技术人员所习知，故在此不再累述。以X/Y方向伸缩偏移量为例，设8英寸圆片半径为10cm，X方向伸缩偏移量为1ppm，Y方向伸缩偏移量为2ppm，则在圆片中心一行的图形，其Y方向的偏移量为0，X方向的偏移量从中心的0逐渐变化到两侧边缘的10*1*10^-6cm，即100纳米；在圆片中心一列的图形，其X方向的偏移量为0，Y方向的偏移量从中心的0逐渐变化到两侧边缘的10*2*10^-6cm，即200纳米；在圆片其他地方，同时存在X方向和Y方向的偏移。

值得一提的是：需先行确定曝光所需的最优化条件，即保证第二层次和第一层次完美叠对的条件，然后根据套刻验证的需求加入旋转偏移量，正交偏移量，X/Y方向伸缩偏移量。

本发明适用于任何尺寸的圆片，对于同一数值的偏移量，圆片半径越大，圆片边缘和中心的套刻偏移量差值就越大。

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)

1.一种套刻规范验证方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、维持优化参数中的X/Y方向偏移量不变，并确保第二层次和第一层次完美叠对，在曝光时额外加入旋转偏移量，正交偏移量，X/Y方向伸缩偏移量，使同一片圆片不同的位置得到的第二层次相对于第一层次的偏差不一致；

第二步、控制额外加入的参数的数值，得到套刻验证所需要的偏移范围；

第三步、根据偏移范围验证出产品的套刻规范。