CN106483770B - 套刻精度补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种套刻精度补偿方法，采用本发明提供的掩模板，能够在晶圆制作过程中，在晶圆的前层上形成能被曝光机台识别坐标参数的多个测试标记。在对后层进行曝光之前，曝光机台读取所述多个测试标记在晶圆上位置分布的坐标参数，所述坐标参数能够反应前层的形变数据，以所述坐标参数生成套刻补偿参数，所述套刻补偿参数能够反映前层整体位置的位置偏移以及形变，根据所述套刻补偿参数，调整对后层的曝光参数，然后对晶圆进行曝光，以提高后层与前层之间的套刻精度。因此发明能够在晶圆制作时实时地对套刻精度进行补偿，并改善晶圆畸变产生的套刻不良。
Description
技术领域
本发明涉及半导体领域，具体涉及一种套刻精度补偿方法。
背景技术
随着集成电路(简称IC)制造技术的飞速发展，传统集成电路的工艺节点逐渐减小，集成电路器件的尺寸不断缩小。在集成电路制造过程中，对不同膜层之间套刻精度的要求也越来越高。其中，关键层之间的套刻结果直接影响到产品良率的高低。
在目前的制程下，套刻的误差主要来源于机台对位的不稳定性，量测的不稳定性以及不同晶圆之间的差异。现有技术通常采用先进工艺控制(advanced process control，APC)方法来控制套刻的误差。这种先进工艺控制方法通常包括：将一段时间内的晶圆各层套刻精度数据汇总保存到数据库中，在制作下一批晶圆的过程中，在每次进行当前膜层曝光时，将数据库中以往晶圆同一膜层的套刻数据调出，并对这次曝光的套刻数据进行补偿并相应调整曝光机台的对位参数，以提高后层与前层之间的套刻精度。
曝光机台的对位性能、套刻数据测稳定性以及晶圆之间的差异都可能导致套刻精度控制不好，而在目前曝光机台的对位性能接近物理极限，以及量测稳定性在可接受范围内的情况下，晶圆之间的差异是套刻精度控制不好的主要原因。
晶圆之间的差异通常是不同晶圆上的畸变不同造成的，具体地说，掩模板上同一图形在不同晶圆上对应形成的半导体结构可能因畸变产生不同的位移和变形，使得不同晶圆的套刻精度不同。而晶圆之间的差异是无法预知的，当我们利用数据库中的套刻精度数据反馈给下一批晶圆的时候，通常难以补偿掉晶圆上的畸变带来的晶圆之间的差异。目前集成电路工艺中，对套刻精度的要求较高，晶圆之间的差异造成的套刻精度不良亟待改善。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种套刻精度补偿方法，在实际生产中，实时地测试晶圆表面前层的位移和形变特征，并对后层的曝光参数进行补偿，以提高前层与后层之间的套刻精度。
为解决上述问题，本发明提供一种套刻精度补偿方法，包括：
提供曝光机台、第一掩模板和第二掩模板，所述第一掩模板上设有测试图形；
提供晶圆，所述晶圆上设有前层；
采用所述第一掩模板对所述晶圆的前层进行光刻，在前层上形成多个与测试图形相对应的测试标记；
将第二掩模板放入所述曝光机台中，通过曝光机台识别所述测试标记，并获得所述测试标记在晶圆上的坐标参数；
根据所述坐标参数得出前层的形变数据，以所述形变数据生成套刻补偿参数；
根据所述套刻补偿参数，调整第二掩模板的曝光参数，根据调整后的曝光参数对晶圆的后层进行曝光。
可选的，在提供晶圆的步骤中，所述晶圆包括多个晶粒；
形成测试标记的步骤包括：通过所述第一掩模板在每一晶粒中均形成所述测试标记。
可选的，对所述晶圆的前层进行光刻后，所述晶圆的前层划分为多个区域，每个所述区域在晶圆上位置数据的设计值为每个区域的原始设计坐标参数，每个所述区域在前层上形成之后的实际位置数据为实际坐标参数；
获得所述测试标记在晶圆上的坐标参数的步骤中，所述测试标记在晶圆上的坐标参数为所述测试标记所在区域的实际坐标参数。
可选的，
通过曝光机台识别所述测试标记，并获得所述测试标记在晶圆上的坐标参数的步骤包括：使曝光机台读取部分晶粒中的测试标记在晶圆上分布的坐标参数，所述坐标参数为所述测试标记所在区域的实际坐标参数；
根据所述坐标参数得出前层的形变数据，以所述形变数据生成套刻补偿参数的步骤包括：
根据每个测试标记的原始设计坐标参数，以及每个测试标记在晶圆上的实际坐标参数，得到每个测试标记的位置坐标变化值；
根据所述部分晶粒中测试标记的所述位置坐标变化值拟合成位置变化方程，所述位置变化方程的自变量为前层上每个区域的原始设计坐标参数，因变量为前层上每个区域的位置坐标变化值；
将晶圆上每个晶粒中心区域的原始设计坐标参数代入所述位置变化方程，分别得到每个晶粒中心区域的位置坐标变化值，作为每个晶粒上前层的位置坐标变化值，所述每个晶粒上前层的位置坐标变化值为每个晶粒上前层的形变数据，并以所述每个晶粒前层的形变数据生成每个晶粒对应的套刻补偿参数；
根据所述套刻补偿参数，调整第二掩模板的曝光参数的步骤包括：
在每个晶粒曝光时，根据每个晶粒对应的套刻补偿参数调整第二掩模板的曝光参数。
可选的，使曝光机台读取部分晶粒中的测试标记在晶圆上分布的坐标参数的步骤包括:使所述曝光机台读取的部分晶粒为在晶圆上均匀分布的晶粒。
可选的，
通过曝光机台识别所述测试标记，并获得所述测试标记在晶圆上的坐标参数的步骤包括：
使曝光机台读取全部晶粒中的测试标记在晶圆上分布的坐标参数，所述坐标参数为所述测试标记所在区域的实际坐标参数；
根据所述坐标参数得出前层的形变数据，以所述形变数据生成套刻补偿参数的步骤包括：根据每个晶粒中测试标记的原始设计坐标参数，以及每个晶粒中测试标记在晶圆上的实际坐标参数，得到每个晶粒上前层的位置坐标变化值，以所述每个晶粒上前层的位置坐标变化值作为形变数据生成每个晶粒对应的套刻补偿参数；
根据所述套刻补偿参数，调整第二掩模板的曝光参数的步骤包括：
在每个晶粒曝光时，根据每个晶粒对应的套刻补偿参数调整第二掩模板的曝光参数。
可选的，所述晶粒为矩形，包括位于晶圆中心区域的第一晶粒和位于晶圆边缘区域的第二晶粒，所述第二晶粒为非完整矩形，所述第一晶粒为完整矩形；
形成测试标记的步骤包括：在每个第一晶粒的中心和四角处的前层上各形成一测试标记；
对于每个第一晶粒，通过曝光机台识别所述测试标记，并获得所述测试标记在晶圆上的坐标参数的步骤包括：根据每个测试标记的原始设计坐标参数，以及每个测试标记在晶圆上的坐标参数，得到每个测试标记所在区域的位置坐标变化值；
根据所述坐标参数得出前层的形变数据，以所述形变数据生成套刻补偿参数的步骤包括：根据第一晶粒中多个测试标记所在区域的位置坐标变化值，获得每个第一晶粒的套刻补偿参数；
对于具有三个相邻第一晶粒的第二晶粒，以所述形变数据生成套刻补偿参数的步骤中，将与第二晶粒相邻的三个第一晶粒的套刻补偿参数取平均值，作为第二晶粒的套刻补偿参数；
对于具有两个以下相邻第一晶粒的第二晶粒，以所述形变数据生成套刻补偿参数的步骤中，将与第二晶粒相邻的任意一个第一晶粒的套刻补偿参数，作为第二晶粒的套刻补偿参数。
可选的，在提供第一掩模板和第二掩模板的步骤中，所述第一掩模板上还设有第一套刻图形，用于在前层上形成第一套刻标记，所述第二掩模板上还设有第二套刻图形，用于在后层上形成第二套刻标记，所述第一套刻标记和第二套刻标记用于测试前层和后层之间的套刻精度。
可选的，在提供第一掩模板步骤中，在所述测试图形处相邻设置一所述第一套刻图形。
可选的，提供第一掩模板的步骤中，所述第一掩模板上设有掩模精度图形，所述掩模精度图形用于获取所述第一掩模板的形变数据；
调整所述第二掩模板的曝光参数的步骤包括：根据所述套刻补偿参数和第一掩模板的形变数据，调整所述第二掩模板的曝光参数。
可选的，在提供第一掩模板步骤中，在每一所述测试图形处相邻设置一所述掩模精度图形。
可选的，提供第一掩模板的步骤中，所述测试图形包括：
以测试图形的中心点为中心，环绕所述中心依次排布的第一、第二、第三及第四图形，所述第一图形包括沿第一方向的多个第一条状图形，所述第二图形包括沿第二方向的多个第二条状图形，所述第三图形包括沿第一方向的多个第三条状图形，所述第四图形包括沿第二方向的多个第四条状图形，所述第一方向和第二方向正交。
可选的，所述多个第一条状图形、第二条状图形、第三条状图形和第四条状图形的宽度相同。
可选的，在通过曝光机台识别所述测试标记的步骤中，当所述曝光机台无法识别所述测试标记，并无法获得所述测试标记在晶圆上的坐标参数时，所述套刻精度补偿方法还包括：根据先进工艺控制方法采用数据库中现有数据调整第二掩模板的曝光参数，根据调整后的曝光参数对晶圆的后层进行曝光。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：采用本发明提供的套刻精度补偿方法，能够在晶圆制作过程中，在晶圆的前层上形成能被曝光机台识别坐标参数的多个测试标记。在对后层进行曝光之前，通过曝光机台识别所述测试标记，并获得所述测试标记在晶圆上的坐标参数，所述坐标参数得出前层的形变数据，以所述形变数据生成套刻补偿参数，所述套刻补偿参数能够反映前层整体位置的位置偏移以及形变，根据所述套刻补偿参数，调整对后层的曝光参数，然后对晶圆进行曝光，以提高后层与前层之间的套刻精度。因此发明能够在晶圆制作时实时地对套刻精度进行补偿，并改善晶圆畸变产生的套刻不良。
附图说明
图1至图7为本发明套刻精度补偿方法一实施例各个步骤的示意图；
图8为本发明套刻精度补偿方法另一实施例的示意图。
具体实施方式
如背景技术所述，曝光机台的对位性能、套刻数据测稳定性以及晶圆之间的差异都可能导致套刻精度控制不好，而在目前曝光机台的对位性能接近物理极限，以及量测稳定性在可接受范围内的情况下，晶圆之间的差异是套刻精度控制不好的主要原因。
现有技术的套刻精度通常可以用套刻精度函数表示。所述套刻精度函数可以由测试晶圆不同位置上的各个套准标记得到，所述套刻精度函数包括线性部分和高阶部分。所述套刻精度函数的线性部分主要由曝光机台的对位性能和晶圆之间的差异引起，对套刻精度的影响较大；所述套刻精度函数的高阶部分主要由掩模板的制造工艺、晶圆的其他制作工艺以及随机因素引起，对套刻精度的影响较小。
晶圆之间的差异影响套刻精度的原因在于；在晶圆表面形成具有半导体结构的前层后，前层可划分为大量微小的区域，每个所述区域在晶圆上位置数据的设计值(即每个区域相对晶圆中心的坐标的设计值)为每个区域的原始设计坐标参数，所述每个区域在形成前层之后的位置数据为实际坐标参数(即每个区域相对晶圆中心的坐标的实际值)，由于晶圆表面会发生畸变，每个区域的实际坐标参数相对原始设计坐标参数会发生变化，从而使前层上各个区域中的半导体结构相对其原始设计的坐标产生位移或发生形变，从而前层与后层之间以及后层之后各层之间的套刻精度难以控制。
为了解决上述技术问题，本发明提出一种套刻精度补偿方法，采用本发明提供的套刻精度补偿方法，能够在晶圆制作过程中，在晶圆的前层上形成能被曝光机台识别坐标参数的多个测试标记。在对后层进行曝光之前，通过曝光机台识别所述测试标记，并获得所述测试标记在晶圆上的坐标参数，所述坐标参数得出前层的形变数据，以所述形变数据生成套刻补偿参数，所述套刻补偿参数能够反映前层整体位置的位置偏移以及形变，根据所述套刻补偿参数，调整对后层的曝光参数，然后对晶圆进行曝光，以提高后层与前层之间的套刻精度。因此发明能够在晶圆制作时实时地对套刻精度进行补偿，并改善晶圆畸变产生的套刻不良。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参考图1至图7，示出了本发明套刻精度补偿方法一实施例各个步骤的示意图。
如1所示，提供曝光机台(未示出)，提供第一掩模板01和第二掩模板02，所述第一掩模板01上设有测试图形。
提供晶圆100，本实施例中所述晶圆100上设有前层110。所述前层110可以为硅衬底、氧化硅、氮化硅等膜层，所述前层110还可以是铜、铝等金属层，本发明对此不作限制。
采用所述第一掩模板01对所述晶圆100进行光刻，在前层110上形成多个对应测试图形形状的测试标记。
结合参考图2，示出了本实施例中第一掩模板01上测试图形10的分布图。
所述第一掩模板01上设有至少一个测试图形10，用于在晶圆100的前层上形成测试标记，所述测试标记的坐标参数能够被曝光机台识别，曝光机台获得所述测试标记在晶圆上的坐标参数，以得到所述前层的形变数据，所述形变数据用于在晶圆上形成后层之后，作为对后层曝光参数调整的依据。
结合参考图3，示出了本实施例中第一掩模板01上测试图形10的示意图。
本实施例测试图形10包括：
以测试图形10的中心点为中心，环绕所述中心依次排布的第一图形、第二图形、第三图形、第四图形，所述第一图形包括多个沿第一方向(图中XX`方向)的第一条状图形11，所述第二图形包括多个沿第二方向(图中YY`方向)的第二条状图形12，所述第三图形包括多个沿第一方向的第三条状图形13，所述第四图形包括多个沿第二方向的第四条状图形14，所述第一方向和第二方向正交。
在本实施例中，所述多个第一条状图形11、第二条状图形12、第三条状图形13和第四条状图形14的宽度相同，相应形成的第一至第四半导体结构的宽度相同，这样的好处在于，所述测试图形和测试标记的形状规则，便于曝光机台识别。
在本实施例中，所述第一图形包括两条第一条状图形11，所述第二图形包括两条第二条状图形12，所述第三图形包括两条第三条状图形13，所述第四图形包括两条第四条状图形14，但是本发明对第一至第四图形中分别包括第一至第四条状图形的数量不做限制。
需要说明的是，结合参考图2，在本实施例中，在第一掩模板01上设有五个测试图形10，分别位于第一掩模板01的中心和四角处。这样分布的好处在于，在一个第一掩模板01对应形成的晶粒101中，具有五个测试图形10对应形成的测试标记，使得在曝光机台对测试标记进行位置测试时，得到五个测试标记的坐标参数，从而使得所述形变数据更加准确地反应每个晶粒上前层的位移和形变情况，进而使得晶圆制作时更加准确地对套刻精度进行补偿。
但是本发明对所述第一掩模板01上测试图形10的形状、排布和数量不作限制，只要所述测试图形10在前层中形成的测试标记能够被曝光机识别即可。
结合参考图4，示出了在晶圆100上形成测试标记20的示意图，在本实施例中，用第一掩模板01对晶圆100上的前层110进行光刻，在所述前层110上形成测试标记20。
具体地，在本实施例中，在所述曝光机台中对所述晶圆100进行光刻。对晶圆100进行光刻的步骤中，采用所述第一掩模板01依次对晶圆100上的多个晶粒(die)03进行曝光，以在每个晶粒101的前层110上形成与测试图形10相对应的测试标记20。
在本实施例中，所述第一掩模板01的形状与晶圆100上第一晶粒101A的形状相对应，具体地，所述晶圆100上晶粒101的形状为矩形，所述第一掩模板01的形状也为矩形。
在本实施例中，所述晶粒101包括位于晶圆100中心区域的第一晶粒101A和位于晶圆100边缘区域的第二晶粒101B，所述第二晶粒101B为非完整矩形，所述第一晶粒101A为完整矩形。
需要说明的是，在本实施例中，图4中仅部分晶粒101中示出了测试标记20，实际上在图4中每一晶粒101中均形成了测试标记20。具体地，在第一晶粒101A上形成有五个测试标记20，分别位于第一晶粒101A的中心和四角处。这样分布的好处在于，在一个第一晶粒101A中，具有五个测试图形对应形成的测试标记20，使得在曝光机台对测试标记进行位置测试时，得到五个测试标记的坐标参数，从而使得所述形变数据更加准确地反应每个晶粒上前层的位移和形变情况，进而使得晶圆制作时更加准确地对套刻精度进行补偿。此外，在每一第二晶粒101B上形成了五个或五个以内的测试标记20。
为了图示简洁，在每个晶粒101中仅示出了一个测试标记20。
结合图5，所述晶圆100上形成后层120，将形成由后层120的晶圆100和第二掩模板02放入所述曝光机台中。
进行晶圆100与第二掩模板02之间的对准，之后通过曝光机台识别所述测试标记20，并获得所述多个测试标记20在晶圆100上的坐标参数。
根据所述坐标参数得出前层110的形变数据，以所述坐标参数生成套刻补偿参数，所述套刻补偿参数能够反映前层110整体位置的位置偏移以及形变。
根据所述套刻补偿参数，调整第二掩模板02的曝光参数，然后对晶圆100的后层120进行曝光，以提高后层120与前层110之间的套刻精度。也就是说，本实施例通过在晶圆100制作时实时地对套刻精度进行补偿提高前层110与后层120之间的套刻精度。
在本实施例中，对所述晶圆100的前层110进行光刻后，所述晶圆100的前层110划分为多个区域，当所述区域足够小时，可以看作前层110上的每一点，每个所述区域在晶圆100上位置数据的设计值为每个区域的原始设计坐标参数，每个所述区域在前层110上形成之后的实际位置数据为实际坐标参数。
需要说明的是，在本实施例中，以晶圆100的中心(即圆心)作为坐标系的原点，所述每个区域在晶圆100上位置数据的设计值表示了所述每个区域在进行版图设计时，每个区域相对晶圆100中心的坐标的设计值；所述每个区域在前层110上形成之后的实际位置数据表示了在晶圆10上形成前层110形成之后，每个区域相对晶圆100中心的坐标的实际值。
请继续参考图4、图5，在本实施例中，根据所述形变数据生成套刻补偿参数的具体步骤包括：
进行晶圆100与第二掩模板02之间的对准，之后使曝光机台读取部分晶粒101中的测试标记20在晶圆100上的坐标参数，在本实施例中，使曝光机台读取图4中示出的晶粒101中测试标记20在晶圆100上分布的坐标参数，所述坐标参数为所述测试标记20所在区域的实际坐标参数，即所述测试标记20所在区域相对晶圆100中心的实际坐标值。
根据每个测试标记20的原始设计坐标参数(即每个测试标记20所在区域的原始设计坐标参数)，以及每个测试标记20在晶圆100上的实际坐标参数，得到每个测试标记20的位置坐标变化值，所述位置坐标变化值为实际坐标参数与原始设计坐标参数的相对变化值。
根据所述部分晶粒101中测试标记20的所述位置坐标变化值拟合成位置变化方程，所述位置变化方程的自变量为前层110上每个区域的原始设计坐标参数，因变量为前层100上每个区域的位置坐标变化值。
将每个晶粒101中心区域的原始设计坐标参数代入所述位置变化方程，分别得到每个晶粒101中心区域的位置坐标变化值，作为每个晶粒101上前层110的位置坐标变化值，所述每个晶粒101的位置坐标变化值为每个晶粒101上前层110的形变数据，所述形变数据能够反映前层110上各个区域的形变和位移情况，以所述每个晶粒101上前层110的位置坐标变化值生成每个晶粒101在后续光刻时的套刻补偿参数。
需要说明的是，在本实施例中，所述套刻补偿参数包括前层110各个区域的位置坐标变化值，所述位置坐标变化值包括在A方向(晶圆表面上任意方向)和B方向(晶圆表面上与A方向正交的方向)上各个区域的原始设计坐标参数与实际坐标参数的变化。本实施例中，根据所述位置坐标变化值还能得到各个区域在A方向和B方向上的缩放系数以及旋转系数，所述A方向的位置坐标变化值、缩放系数以及旋转系数和B方向上的位置坐标变化值、缩放系数以及旋转系数统称为线性六参量。也就是说，在本实施例中，所述套刻补偿参数包括线性六参量。
需要说明的是，在本实施例中，曝光机台读取的部分晶粒101为在晶圆100上均匀分布的晶粒101，这样的好处在于，根据均匀分布的晶粒101上的测试标记20，拟合成的位置变化方程能够更加有效地反映前层110上各个区域的形变和位移情况，使得将每个晶粒101中心区域的原始设计坐标参数代入所述位置变化方程之后，得到的每个晶粒101中心区域的位置坐标变化值更加接近每个晶粒101上前层110的位置坐标变化值。
生成每个晶粒101在后续光刻时的套刻补偿参数之后，根据所述套刻补偿参数，调整第二掩模板02的曝光参数的步骤包括：
分别根据每个晶粒101的套刻补偿参数，在每个晶粒101光刻时调整以第二掩模板02为掩模进行曝光时的曝光参数。
在本实施例中，所述线性六参量能够更好地反映前层110上各个区域的形变和位移情况，所述套刻补偿参数包括线性六参量，使得根据本实施例所述套刻补偿参数调整第二掩模板02与晶圆100之间的位置关系，能够进一步提高后层120与前层110之间的套刻精度。
此外，在本实施例中，使曝光机台读取部分晶粒101中的测试标记20在晶圆100上分布的坐标参数的好处在于，有效节省了曝光机台读取测试标记20的耗时，加快了生产节拍。
参考图6，示出了所述测试标记20的局部示意图。
具体地，与图3所示的测试图形10相对应的，本实施例测试标记20包括：
以例测试标记20的中心点为中心，环绕所述中心依次排布的第一半导体结构、第二半导体结构、第三半导体结构、第四半导体结构；所述第一半导体结构与所述测试图形10的第一图形相对应，包括多个沿第一方向的第一条状结构21；所述第二半导体结构与所述测试图形10的第二图形相对应，包括多个沿第二方向的第二条状结构22；所述第三半导体结构与所述测试图形10的第三图形相对应，包括多个沿第一方向的第三条状结构23；所述第四半导体图形与所述测试图形10的第四图形相对应，包括多个沿第二方向的第四条状结构24。
本实施例中，所述测试标记20的形状与用于使曝光机台与晶圆100对准的对位标记相似，因此，所述测试标记20容易被现有曝光机台识别，所述测试标记20的坐标参数能够被曝光机台精确地读取。但是本发明对所述测试标记的形状不做限制，因而对所述测试图形的形状也不做限制。
参考图7，示出了本实施例提供的第一掩模板01上一个测试图形10周边区域的示意图，在本实施例中，在提供第一掩模板01和第二掩模板02的步骤中，所述第一掩模板01上还设有第一套刻图形25，用于在前层110上形成第一套刻标记，所述第二掩模板02上还设有第二套刻图形(未示出)，用于在后层120上形成第二套刻标记，所述第一套刻标记25和第二套刻标记用于测试前层110和后层120之间的套刻精度。所述第一套刻标记25和第二套刻标记靠近所述测试标记20，这样的好处在于，在采用对晶圆100进行曝光，并对所述后层120进行刻蚀之后，便于测量前层110和后层120之间的套刻精度，并能够对所述套刻补偿参数进行考量。
所述第一掩模板01上还设有掩模精度图形26，所述掩模精度图形26用于获取所述第一掩模板01的形变数据，所述第一掩模板01的形变数据也可用于在对晶圆上的后层120光刻时调整曝光参数，以提高前层110与后120层之间的套刻精度。
在本实施例中，调整所述第二掩模板02的曝光参数的步骤包括：根据所述由测试标记20得到的套刻补偿参数和第一掩模板01的形变数据，调整所述第二掩模板02的曝光参数。这样的好处在于，所述第一掩模板01的形变数据还能够补偿掉第一掩模板01的在制作过程中产生的形变对套刻精度的影响。
如图7所示，在本实施例中，所述第一套刻图形25、掩模精度图形26与所述测试图形10相邻设置，所述第一套刻图形25、掩模精度图形26与所述测试图形10组成一个测试区域。所述第一掩模板01上分布有多个所述测试区域。这样的好处在于，每个测试区域中的所述第一套刻图形25、和所述测试图形10对应形成的第一套刻标记和测试标记在晶圆上的位置基本一致，因此每个测试区域对应形成的第一套刻标记、和测试标记20基本能够反映在前层110上同一位置处的位移和形变情况。
需要说明的是，在本实施例中，当所述曝光机台无法精确读取识别所述测试标记20，进而无法获得所述测试标记20在晶圆100上的坐标参数时，所述套刻精度补偿方法还包括：根据先进工艺控制(advanced process control，APC)方法采用曝光机台现有数据库中的数据调整第二掩模板02的曝光参数，根据调整后的曝光参数对晶圆100的后层120进行曝光。
本发明套刻精度补偿方法还提供另一实施例，本实施例与上述实施例大致相同，因此可以继续参考图1至图3，本实施例与上述实施例相同之处不再赘述。图8示出了本实施例中通过曝光机台识别所述测试标记20并根据所述坐标参数得出前层110的形变数据的示意图。本实施例与上述实施例的不同之处在于：
在所述晶圆100上形成后层120之后，通过曝光机台识别所述测试标记20，并获得所述测试标记20在晶圆100上的坐标参数，并生成套刻补偿参数的步骤包括：
进行晶圆100与第二掩模板02之间的对准，之后使曝光机台读取全部晶粒101中的测试标记20在晶圆100上分布的坐标参数，所述坐标参数为所述测试标记20所在区域的实际坐标参数。
根据每个晶粒101中测试标记20的原始设计坐标参数，以及每个晶粒101中测试标记20在晶圆100上的实际坐标参数，得到每个晶粒上前层110中心区域的位置坐标变化值，作为每个晶粒101上前层110中心区域的位置坐标变化值，以所述每个晶粒101前层110中心区域的位置坐标变化值作为每个晶粒101在光刻时的套刻补偿参数。
这样的好处在于，每个晶粒101的前层110的套刻补偿参数都是通过读取本晶粒101中的测试标记20的坐标参数得到，因此，能够更精确地对晶粒101上的后层进行套刻补偿。
需要说明的是，在本实施例中，所述晶粒101包括位于晶圆100中心区域的第一晶粒101A和位于晶圆100边缘区域的第二晶粒101B，所述第二晶粒101B为非完整矩形，所述第一晶粒101A为完整矩形。
图8中在每个第一晶粒101A中均示出了测试标记20的意义在于，在通过曝光机台识别所述测试标记20的步骤中，示意出曝光机台读取全部第一晶粒101A中的测试标记20在晶圆100上的坐标参数。
具体地，在本实施例中，对于每个第一晶粒101A，根据每个测试标记20的原始设计坐标参数，以及每个测试标记20在晶圆100上的坐标参数，得到多个测试标记20所在区域的位置坐标变化值，根据所述多个测试标记20所在区域的位置坐标变化值，得到每个第一晶粒101A的套刻补偿参数。
需要说明的是，在本实施例中，每个第一晶粒101A中，在每一第二晶粒101B中，形的测试标记20数量可能少于五个，这样直接根据第二晶粒101B。中的测试标记得到的套刻补偿参数可能不能包含完整的线性六参量，也就无法反应精确地对后层120的曝光进行补偿。
因此，在本实施例中，对于具有三个相邻第一晶粒101A的第二晶粒101B，以所述形变数据生成套刻补偿参数的步骤中，将与第二晶粒101B相邻的三个第一晶粒101A的套刻补偿参数取平均值，作为第二晶粒101B的套刻补偿参数。
对于具有两个及两以下相邻第一晶粒101A的第二晶粒101B，以所述形变数据生成套刻补偿参数的步骤中，以与第二晶粒101B相邻的任意一个第一晶粒101A的套刻补偿参数，作为第二晶粒101B的套刻补偿参数。
得到每个晶粒101的套刻补偿参数之后，分别根据每个晶粒101的套刻补偿参数，在每个晶粒101光刻时调整以第二掩模板02为掩模进行曝光时的曝光参数。在其他实施例中，也可以在得到某个晶粒101的套刻补偿参数之后，对此晶粒101进行曝光，再继续获取下一晶粒101的套刻补偿参数。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (12)
1.一种套刻精度补偿方法，其特征在于，包括：
提供曝光机台、第一掩模板和第二掩模板，所述第一掩模板上设有测试图形；
提供晶圆，所述晶圆包括多个晶粒，所述晶圆上设有前层；
采用所述第一掩模板对所述晶圆的前层进行光刻，在前层上形成多个与测试图形相对应的测试标记，形成测试标记的步骤包括：通过所述第一掩模板在每一晶粒中均形成所述测试标记；
对所述晶圆的前层进行光刻后，所述晶圆的前层划分为多个区域，每个所述区域在晶圆上位置数据的设计值为每个区域的原始设计坐标参数，每个所述区域在前层上形成之后的实际位置数据为实际坐标参数；
将第二掩模板放入所述曝光机台中，通过曝光机台识别所述测试标记，并获得所述测试标记在晶圆上的坐标参数，所述测试标记在晶圆上的坐标参数为所述测试标记所在区域的实际坐标参数；
根据所述坐标参数得出前层的形变数据，以所述形变数据生成套刻补偿参数；
根据所述套刻补偿参数，调整第二掩模板的曝光参数，根据调整后的曝光参数对晶圆的后层进行曝光。
2.如权利要求1所述的套刻精度补偿方法，其特征在于，
通过曝光机台识别所述测试标记，并获得所述测试标记在晶圆上的坐标参数的步骤包括：使曝光机台读取部分晶粒中的测试标记在晶圆上分布的坐标参数，所述坐标参数为所述测试标记所在区域的实际坐标参数；
根据所述坐标参数得出前层的形变数据，以所述形变数据生成套刻补偿参数的步骤包括：
根据每个测试标记的原始设计坐标参数，以及每个测试标记在晶圆上的实际坐标参数，得到每个测试标记的位置坐标变化值；
根据所述部分晶粒中测试标记的所述位置坐标变化值拟合成位置变化方程，所述位置变化方程的自变量为前层上每个区域的原始设计坐标参数，因变量为前层上每个区域的位置坐标变化值；
将晶圆上每个晶粒中心区域的原始设计坐标参数代入所述位置变化方程，分别得到每个晶粒中心区域的位置坐标变化值，作为每个晶粒上前层的位置坐标变化值，所述每个晶粒上前层的位置坐标变化值为每个晶粒上前层的形变数据，并以所述每个晶粒前层的形变数据生成每个晶粒对应的套刻补偿参数；
根据所述套刻补偿参数，调整第二掩模板的曝光参数的步骤包括：
在每个晶粒曝光时，根据每个晶粒对应的套刻补偿参数调整第二掩模板的曝光参数。
3.如权利要求2所述的套刻精度补偿方法，其特征在于，使曝光机台读取部分晶粒中的测试标记在晶圆上分布的坐标参数的步骤包括:使所述曝光机台读取的部分晶粒为在晶圆上均匀分布的晶粒。
4.如权利要求1所述的套刻精度补偿方法，其特征在于，
通过曝光机台识别所述测试标记，并获得所述测试标记在晶圆上的坐标参数的步骤包括：
使曝光机台读取全部晶粒中的测试标记在晶圆上分布的坐标参数，所述坐标参数为所述测试标记所在区域的实际坐标参数；
根据所述坐标参数得出前层的形变数据，以所述形变数据生成套刻补偿参数的步骤包括：根据每个晶粒中测试标记的原始设计坐标参数，以及每个晶粒中测试标记在晶圆上的实际坐标参数，得到每个晶粒上前层的位置坐标变化值，以所述每个晶粒上前层的位置坐标变化值作为形变数据生成每个晶粒对应的套刻补偿参数；
根据所述套刻补偿参数，调整第二掩模板的曝光参数的步骤包括：
在每个晶粒曝光时，根据每个晶粒对应的套刻补偿参数调整第二掩模板的曝光参数。
5.如权利要求4所述的套刻精度补偿方法，其特征在于，所述晶粒为矩形，包括位于晶圆中心区域的第一晶粒和位于晶圆边缘区域的第二晶粒，所述第二晶粒为非完整矩形，所述第一晶粒为完整矩形；
形成测试标记的步骤包括：在每个第一晶粒的中心和四角处的前层上各形成一测试标记；
对于每个第一晶粒，通过曝光机台识别所述测试标记，并获得所述测试标记在晶圆上的坐标参数的步骤包括：根据每个测试标记的原始设计坐标参数，以及每个测试标记在晶圆上的坐标参数，得到每个测试标记所在区域的位置坐标变化值；
根据所述坐标参数得出前层的形变数据，以所述形变数据生成套刻补偿参数的步骤包括：根据第一晶粒中多个测试标记所在区域的位置坐标变化值，获得每个第一晶粒的套刻补偿参数；
对于具有三个相邻第一晶粒的第二晶粒，以所述形变数据生成套刻补偿参数的步骤中，将与第二晶粒相邻的三个第一晶粒的套刻补偿参数取平均值，作为第二晶粒的套刻补偿参数；
对于具有两个以下相邻第一晶粒的第二晶粒，以所述形变数据生成套刻补偿参数的步骤中，将与第二晶粒相邻的任意一个第一晶粒的套刻补偿参数，作为第二晶粒的套刻补偿参数。
6.如权利要求1所述的套刻精度补偿方法，其特征在于，在提供第一掩模板和第二掩模板的步骤中，所述第一掩模板上还设有第一套刻图形，用于在前层上形成第一套刻标记，所述第二掩模板上还设有第二套刻图形，用于在后层上形成第二套刻标记，所述第一套刻标记和第二套刻标记用于测试前层和后层之间的套刻精度。
7.如权利要求6所述的套刻精度补偿方法，其特征在于，在提供第一掩模板步骤中，在所述测试图形处相邻设置一所述第一套刻图形。
8.如权利要求1所述的套刻精度补偿方法，其特征在于，提供第一掩模板的步骤中，所述第一掩模板上设有掩模精度图形，所述掩模精度图形用于获取所述第一掩模板的形变数据；
调整所述第二掩模板的曝光参数的步骤包括：根据所述套刻补偿参数和第一掩模板的形变数据，调整所述第二掩模板的曝光参数。
9.如权利要求8所述的套刻精度补偿方法，其特征在于，在提供第一掩模板步骤中，在每一所述测试图形处相邻设置一所述掩模精度图形。
10.如权利要求1所述的套刻精度补偿方法，其特征在于，提供第一掩模板的步骤中，所述测试图形包括：
以测试图形的中心点为中心，环绕所述中心依次排布的第一、第二、第三及第四图形，所述第一图形包括沿第一方向的多个第一条状图形，所述第二图形包括沿第二方向的多个第二条状图形，所述第三图形包括沿第一方向的多个第三条状图形，所述第四图形包括沿第二方向的多个第四条状图形，所述第一方向和第二方向正交。
11.如权利要求10所述的套刻精度补偿方法，其特征在于，所述多个第一条状图形、第二条状图形、第三条状图形和第四条状图形的宽度相同。
12.如权利要求1所述的套刻精度补偿方法，其特征在于，在通过曝光机台识别所述测试标记的步骤中，当所述曝光机台无法识别所述测试标记，并无法获得所述测试标记在晶圆上的坐标参数时，所述套刻精度补偿方法还包括：根据先进工艺控制方法采用数据库中现有数据调整第二掩模板的曝光参数，根据调整后的曝光参数对晶圆的后层进行曝光。
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