CN108710772A - 一种划片区内的监控图形的排布方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种划片区内的监控图形的排布方法，采用于晶圆版图芯片区域内设置一监控区域并对芯片区域及划片区预先填充冗余图形，于所述晶圆版图中的所述芯片区域之间的划片区获取多个监控图形的中心位置及影响区域，获得每一所述影响区域内的所有的所述图形的第二几何特征以及每一所述监控图形内的所有的所述图形的第三几何特征，获得多个几何特征差值比，于所述晶圆版图中保留所述几何特征差值比中的最小值所对应的所述监控图形并删除有重叠的冗余图形。本发明能够确定监控图形位于划片区中的最合理位置，使得监控图形及其所处几何环境与监控区域之间的差异最小，从而提高了设置的监控图形对芯片内部的监控区域的监控精度。

Description

一种划片区内的监控图形的排布方法

技术领域

本发明涉及的是一种半导体领域的技术，具体是一种划片区内的监控图形的排布方法。

背景技术

先进的集成电路制造工艺一般都包含几百步的工序，任何环节的微小错误都将导致整个芯片的失效，特别是随着电路关键尺寸的不断缩小，其对工艺控制的要求就越严格。

晶圆中包括若干芯片，芯片之间的区域为划片区，用于最后对晶圆中的芯片进行切割。

在现有半导体器件的制造工艺过程中，通常会对划片区内设置监控图形，通过对监控图形中的工艺监控参数(如线宽、厚度)进行量测，从而在线监控芯片区域的工艺稳定性。因此监控图形的测量值能否准确有效的反应芯片内部的工艺加工状况，直接影响产品的良率。

晶圆的版图中包括有主图形和冗余图形，主图形为器件或互连线图形等，而冗余图形是没有电学性能的单元，没有特定功能，仅为了均匀版图密度，实现工艺增强的图形。晶圆版图的芯片区域和划片区都存在冗余图形。。

在实际的产品加工过程中，由于监控图形在划片区的摆放不会考虑监控图形的周围区域几何环境，导致其量测值随其周围区域的几何环境的变化而产生变化。例如监控化学机械研磨工艺铜厚度的监控图形会因为其周围图形的密度、有效线宽以及周长的不同而不同。若监控图形周边环境几何环境与芯片内部区域差异较大，则会导致监控图形量测值与芯片内部监控区域产生较大差异，从而监控图形的量测值不能准确反映芯片内部的真实工艺状况，进而不能正确指导工艺的调整，最终影响产品的良率。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种划片区内的监控图形的排布方法，本发明能够确定监控图形位于划片区中的最合理位置，使得监控图形及其所处几何环境与监控区域之间的差异最小，从而提高了设置的监控图形对芯片内部的监控区域的监控精度。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种划片区内的监控图形的排布方法，提供一预设有芯片区域的晶圆版图，所述芯片区域之间设置有划片区；

所述排布方法包括以下步骤：

步骤S10，在晶圆版图的芯片区域及划片区内填充标准冗余图形，并于所述晶圆版图芯片区域内设置一监控区域，并获得所述监控区域内的所有的图形的第一几何特征；

步骤S20，于所述晶圆版图中的所述芯片区域之间的划片区获取多个监控图形的中心位置及影响区域；

步骤S30，获得每一所述影响区域内的所有的所述图形的第二几何特征以及每一所述监控图形内的所有的所述图形的第三几何特征；

步骤S40，根据所述第一几何特征、所述第二几何特征以及所述第三几何特征获得多个几何特征差值比，所述几何特征差值比与所述监控图形一一对应；

步骤S50，于所述晶圆版图中保留所述几何特征差值比中的最小值所对应的所述监控图形，将保留的所述监控图形所在位置的标准冗余图形删除，并将保留的所述监控图形所对应的所述影响区域设置为避开区域。

优选的，所述步骤S20中设置所述监控图形及对应的所述影响区域包括以下步骤：

步骤S21，于所述晶圆版图中的划片区设立一移动起始点，并以所述移动起始点为中心设置所述监控图形以及所述影响区域；

步骤S22，所述移动起始点以一预设的移动步长沿横向或纵向在所述划片区中移动，并于所述移动起始点的每一次移动后的位置为中心设置所述监控图形以及所述影响区域。

优选的，所述步骤S50还包括以下步骤：

判断已保留的所述监控图形的数量是否满足预设条件；

若否，则返回步骤S20；若是，则结束。

优选的，所述步骤S20还包括以下步骤：

步骤S23，将设置在所述避开区域内及与所述避开区域相重叠的所述监控图形及对应的影响区域删除。

优选的，所述移动起始点位于所述划片区的中心线上，并在所述中心线上移动。

优选的，所述第一几何特征包括位于所述监控区域中的图形的图形密度、图形周长以及图形权重线宽；

所述第二几何特征包括位于所述影响区域中的图形的图形密度、图形周长以及图形权重线宽；

所述第三几何特征包括位于所述监控图形中的图形的图形密度、图形周长以及图形权重线宽。

优选的，该划片区内的监控图形的排布方法，其中，所述几何特征差值的计算公式为：

D_sum＝α×D_dens+β×D_per+γ×D_lw；

其中：

D_sum为所述监控图形对应的所述几何特征差值；

D_dens为所述监控图形对应的密度差值比；

D_per为所述监控图形对应的周长差值比；

D_lw为所述监控图形对应的权重线宽差值比；

α、β以及γ均为预设的权重因子且α+β+γ＝1。

优选的，该划片区内的监控图形的排布方法，其中，所述监控图形对应的所述密度差值比的计算公式为：

D_dens＝{Den_监控区域-[(W×Den_影响区域+S×Den_监控图形)/(W+S)]}/Den_监控区域

其中：

Den_监控区域为所述监控区域的图形密度；

Den_影响区域为所述影响区域的图形密度；

Den_监控图形为所述监控图形内的图形密度；

W为所述影响区域的面积；

S为所述监控图形的面积。

优选的，该划片区内的监控图形的排布方法，其中，所述监控图形对应的所述周长差值比的计算公式为：

D_per＝[∑P_{k监控区域}-(∑P_{i影响区域}+∑P_{j监控图形})]/∑P_{k监控区域}；

其中：

P_{k监控区域}为所述监控区域中的第k个图形的周长；

P_{i影响区域}为所述影响区域中的第i个图形的周长；

P_{j监控图形}为所述监控图形中的第j个图形的周长。

优选的，该划片区内的监控图形的排布方法，其中，所述监控图形对应的所述权重线宽比的计算公式为：

D_lw＝[(∑LW_{k监控区域}×A_{k监控区域})-(∑LW_{i影响区域}×A_{i影响区域}+∑LW_{j影响区域}×A_{j影响区域})]/(∑LW_{k监控区域}×A_{k监控区域})

其中：

LW_{k监控区域}为所述监控区域中的第k个图形的线宽，A_{k监控区域}为所述监控区域中的第k个图形的面积；

LW_{i影响区域}为所述影响区域中的第i个图形的线宽，A_{i影响区域}为所述监控区域中的第i个图形的面积；

LW_{j监控图形}为所述监控图形中的j个图形的线宽，A_{j监控图形}为所述监控图形中的第j个图形的面积。

上述技术方案的有益效果是：

本发明确定监控图形位于划片区中的最合理位置，使得监控图形及所处环境几何特征与监控区域之间的差异性最小，从而提高了设置的监控图形对芯片内部的监控区域的监控精度。

附图说明

图1为本发明的较佳的实施例中，一种划片区内的监控图形的排布方法的流程示意图；

图2为本发明的较佳的实施例中，一种晶圆版图结构示意图；

图3本发明的较佳的实施例中，为图2中的一影响区域与监控图形的放大示意图；

图中：1芯片区域、2划片区、3可移动轨迹、4避开区域、5监控图形、6影响区域、7监控区域。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本实施例涉及一种划片区2内的监控图形5的排布方法，能够确定监控图形5位于划片区2中的最合理位置，使得监控图形5及其所处环境几何特征与监控区域7之间的差异最小，从而提高了设置的监控图形5对芯片内部的监控区域7的监控精度。

如图1所示，本实施例中的划片区2内的监控图形5的排布方法，提供一预设有芯片区域1的晶圆版图，芯片区域1之间设置有划片区2，排布方法包括以下步骤：

步骤S10，在晶圆版图的芯片区域1和划片区2内填充标准冗余图形，并于晶圆版图内设置一监控区域7，并获得监控区域7内的所有的图形的第一几何特征；

步骤S20，于晶圆版图中的芯片区域1之间的划片区2获取多个监控图形5的中心位置及影响区域6；

步骤S30，获得每一影响区域6内的所有的图形的第二几何特征以及每一监控图形5内的所有的图形的第三几何特征；

步骤S40，根据第一几何特征、第二几何特征以及第三几何特征获得多个几何特征差值比，几何特征差值比与监控图形5一一对应；

步骤S50，于晶圆版图中保留几何特征差值比中的最小值所对应的监控图形5，将保留的监控图形5所在位置的标准冗余图形删除，并将保留的监控图形5所对应的影响区域6设置为避开区域4。

在对一类监控目标设置监控区域5前，晶圆版图上已预设有一部分的避开区域4，上述避开区域为晶圆版图中预先已存在的具有目标功能的区域，包括但不限于：晶圆版图上预先存在的掩模区域，对其他监控目标预先已经设置监控区域所存留的避开区域。

上述步骤S10-步骤S50是针对同一类的监控目标设置监控图形5，对于需要对多类的监控目标设置监控图形5的情况，采用重复上述的步骤，依次对每一类监控目标设置监控图形5，在设置过程中，将先前已完成监控图形5设置而产生的避开区域进行保留，直至完成设置所有监控目标所需的监控图形5。

根据图2所示，上述的避开区域仅包括划片区的区域，不包括晶圆版图上的其他区域。

影响区域6不包括监控图形5所在的区域。同时针对不同的监控目标影响区域6的边界与中心的监控图形5距离也不相同，即影响区域6的尺寸也不相同，受监控工艺的影响距离而定。

在步骤S10中，首先于晶圆版图中的芯片区域1内设置一监控区域7，并获得监控区域7内的所有的图形的第一几何特征。

第一几何特征包括位于监控区域7中的图形的图形密度、图形周长以及图形权重线宽。晶圆版图中包括多个图形，在监控区域7、监控图形5以及影响区域6中都包括了多个图形。图形可以是器件的图形、互连线的图形等等。

第二几何特征包括位于影响区域6中的图形的图形密度、图形周长以及图形权重线宽。

第三几何特征包括位于监控图形5中的图形的图形密度、图形周长以及图形权重线宽。

步骤S20中设置监控图形5及对应的影响区域6包括以下步骤：

步骤S21，于晶圆版图中的划片区2设立一移动起始点，并以移动起始点为中心设置监控图形5以及影响区域6。

如图2，划片区2位于各个芯片区域1之间。以划片区2内的中心线作为移动起始点的移动轨迹3。

以图2中的左下角点坐标作为坐标原点，在晶圆版图中建立一直角坐标系。坐标原点的坐标即为(0,0)，划片区2的宽度为S_w，芯片区域1的大小为a×b，沿横向即正X方向排布有m个芯片，沿纵向即正Y轴方向排布有n个芯片。图2中的晶圆版图在X方向排布了3个芯片，在Y方向排布了4个芯片。

步骤S22，移动起始点以一预设的移动步长沿横向或纵向在划片区2中移动，并于移动起始点的每一次移动后的位置为中心设置监控图形5以及影响区域6。

监控图形5沿纵向移动时，移动起始点每次移动后的X坐标值和Y坐标值范围为：

S_w/2≤X≤(S_w+a)×m；

Y＝S_w/2+(S_w+b)×i；

其中：i＝0,1,2….n。

监控图形5沿纵向移动时，移动起始点每次移动后的X坐标值和Y坐标值范围为：

X＝S_w/2+(S_w+a)×i，其中：i＝0,1,2….m；

S_w/2≤Y≤(S_w+b)×n。

图2中存在避开区域4，避开区域4的中心线坐标范围为：X_f1≤X≤X_f2，Y＝Y_f时，移动起始点每次移动后的X坐标值和Y坐标值范围为：{S_w/2≤X≤X_f1}∪{X_f2≤X≤(S_w+a)*m}。

避开区域4的中心线坐标范围为：X＝X_f，Y_f∈[Y_f1，Y_f2]时，移动起始点每次移动后的X坐标值和Y坐标值范围为：{S_w/2≤X≤X_f1}∪{X_f2≤X≤(S_w+a)*m}。

移动起始点的初始坐标为(S_w/2，S_w/2)，则移动初始点以移动步长移动后的坐标为(X₀，Y₀)，其中：

X₀＝S_w/2+u*S∈X，u＝0,1,2.....；

Y₀＝S_w/2+v*S∈Y，v＝0,1,2.....。

如图3所示，移动起始点的每一次移动后的位置为中心设置监控图形5以及影响区域6。将监控图形5沿横向和纵向扩展d距离，即形成了影响区域6。

几何特征差值的计算公式为：

D_sum＝α×D_dens+β×D_per+γ×D_lw；

其中：

D_sum为监控图形5对应的几何特征差值；

D_dens为监控图形5对应的密度差值比；

D_per为监控图形5对应的周长差值比；

D_lw为监控图形5对应的权重线宽差值比；

α、β以及γ均为预设的权重因子且α+β+γ＝1。

优选的，该划片区2内的监控图形5的排布方法，其中，监控图形5对应的密度差值比的计算公式为：

D_dens＝{Den_监控区域-[(W×Den_影响区域+S×Den_监控图形)/(W+S)]}/Den_监控区域

其中：

Den_监控区域为监控区域7的图形密度；

Den_影响区域为影响区域6的图形密度；

Den_监控图形为监控图形5内的图形密度；

W为影响区域6的面积；

S为监控图形5的面积。

优选的，该划片区2内的监控图形5的排布方法，其中，监控图形5对应的周长差值比的计算公式为：

D_per＝[∑P_{k监控区域}-(∑P_{i影响区域}+∑P_{j监控图形})]/∑P_{k监控区域}；

其中：

P_{k监控区域}为监控区域7中的第k个图形的周长；

P_{i影响区域}为影响区域6中的第i个图形的周长；

P_{j监控图形}为监控图形5中的第j个图形的周长。

优选的，该划片区2内的监控图形5的排布方法，其中，监控图形5对应的权重线宽比的计算公式为：

D_lw＝[(∑LW_{k监控区域}×A_{k监控区域})-(∑LW_{i影响区域}×A_{i影响区域}+∑LW_{j影响区域}×A_{j影响区域})]/(∑LW_{k监控区域}×A_{k监控区域})

其中：

LW_{k监控区域}为监控区域7中的第k个图形的线宽，A_{k监控区域}为监控区域7中的第k个图形的面积；

LW_{i影响区域}为影响区域6中的第i个图形的线宽，A_{i影响区域}为监控区域7中的第i个图形的面积；

LW_{j监控图形}为监控图形5中的j个图形的线宽，A_{j监控图形}为监控图形5中的第j个图形的面积。

针对计算得到多个相同的最小几何特征差值比的情况，采用对监控图形5的位置进行比较，保留位置靠近晶圆版图几何中心的监控图形5。

留几何特征差值比中的最小值所对应的监控图形5，即将几何特征差值比中的最小值所对应的监控图形5作为最终的监控图形5。之后，还需将与监控图形5重叠的冗余图形删除。

针对监控图形中心坐标移动轨迹位于曝光单元边缘划片道上，影响区域不仅仅在包含当前曝光单元部分区域，因此，上述公式中涉及区域内的密度，周长，线宽，面积都基于曝光单元上下左右都有重复曝光单元与划片道内图形重叠来计算的。

本发明一种较佳的实施例中，步骤S50还包括以下步骤：

判断已保留的监控图形5的数量是否满足预设条件；

若否，则返回步骤S20；若是，则结束。

步骤S20还包括以下步骤：步骤S23，将设置在避开区域4内及与避开区域4相重叠的监控图形5及对应的影响区域6删除，不参与几何特征比较。

采用上述方案可以在晶圆版图中设置多个监控图形5，使得监控图形5的排布方法得到的多个监控图形5能够提高监控的精准度，同时为了避免监控图形5的相互影响设置避开区域4，使得监控图形5在监控过程中不会产生干扰，有助于监控的执行。

本发明的划片区2内的监控图形5的排布方法，与现有技术相比：

本发明确定监控图形5位于划片区2中的最合理位置，使得监控图形5与监控区域7之间的差异性最小，从而提高了设置的监控图形5对芯片内部的监控区域7的监控精度。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种划片区内的监控图形的排布方法，其特征在于，提供一预设有芯片区域的晶圆版图，所述芯片区域之间设置有划片区；

所述排布方法包括以下步骤：

步骤S10，在晶圆版图的芯片区域及划片区内填充标准冗余图形，并于所述晶圆版图芯片区域内设置一监控区域，并获得所述监控区域内的所有的图形的第一几何特征；

步骤S20，于所述晶圆版图中的所述芯片区域之间的划片区获取多个监控图形的中心位置及影响区域；

步骤S30，获得每一所述影响区域内的所有的所述图形的第二几何特征以及每一所述监控图形内的所有的所述图形的第三几何特征；

步骤S40，根据所述第一几何特征、所述第二几何特征以及所述第三几何特征获得多个几何特征差值比，所述几何特征差值比与所述监控图形一一对应；

步骤S50，于所述晶圆版图中保留所述几何特征差值比中的最小值所对应的所述监控图形，将保留的所述监控图形所在位置的标准冗余图形删除，并将保留的所述监控图形所对应的所述影响区域设置为避开区域。

2.根据权利要求1所述的划片区内的监控图形的排布方法，其特征在于，所述步骤S20中设置所述监控图形及对应的所述影响区域包括以下步骤：

步骤S21，于所述晶圆版图中的划片区设立一移动起始点，并以所述移动起始点为中心设置所述监控图形以及所述影响区域；

步骤S22，所述移动起始点以一预设的移动步长沿横向或纵向在所述划片区中移动，并于所述移动起始点的每一次移动后的位置为中心设置所述监控图形以及所述影响区域。

3.根据权利要求2所述的划片区内的监控图形的排布方法，其特征在于，所述步骤S50还包括以下步骤：

判断已保留的所述监控图形的数量是否满足预设条件；

若否，则返回步骤S20；若是，则结束。

4.根据权利要求3所述的划片区内的监控图形的排布方法，其特征在于，所述步骤S20还包括以下步骤：

步骤S23，将设置在所述避开区域内及与所述避开区域相重叠的所述监控图形及对应的影响区域删除。

5.根据权利要求2所述的划片区内的监控图形的排布方法，其特征在于，所述移动起始点位于所述划片区的中心线上，并在所述中心线上移动。

6.根据权利要求1所述的划片区内的监控图形的排布方法，其特征在于，所述第一几何特征包括位于所述监控区域中的图形的图形密度、图形周长以及图形权重线宽；

所述第二几何特征包括位于所述影响区域中的图形的图形密度、图形周长以及图形权重线宽；

所述第三几何特征包括位于所述监控图形中的图形的图形密度、图形周长以及图形权重线宽。

7.根据权利要求6所述的划片区内的监控图形的排布方法，其特征在于，所述几何特征差值的计算公式为：

D_sum＝α×D_dens+β×D_per+γ×D_lw；

其中：

D_sum为所述监控图形对应的所述几何特征差值；

D_dens为所述监控图形对应的密度差值比；

D_per为所述监控图形对应的周长差值比；

D_lw为所述监控图形对应的权重线宽差值比；

α、β以及γ均为预设的权重因子且α+β+γ＝1。

8.根据权利要求7所述的划片区内的监控图形的排布方法，其特征在于，所述监控图形对应的所述密度差值比的计算公式为：

D_dens＝{Den_监控区域-[(W×Den_影响区域+S×Den_监控图形)/(W+S)]}/Den_监控区域；

其中：

Den_监控区域为所述监控区域的图形密度；

Den_影响区域为所述影响区域的图形密度；

Den_监控图形为所述监控图形内的图形密度；

W为所述影响区域的面积；

S为所述监控图形的面积。

9.根据权利要求7所述的划片区内的监控图形的排布方法，其特征在于，所述监控图形对应的所述周长差值比的计算公式为：

D_per＝[∑P_{k监控区域}-(∑P_{i影响区域}+∑P_{j监控图形})]/∑P_{k监控区域}；

其中：

P_{k监控区域}为所述监控区域中的第k个图形的周长；

P_{i影响区域}为所述影响区域中的第i个图形的周长；

P_{j监控图形}为所述监控图形中的第j个图形的周长。

10.根据权利要求7所述的划片区内的监控图形的排布方法，其特征在于，所述监控图形对应的所述权重线宽比的计算公式为：

D_lw＝[(∑LW_{k监控区域}×A_{k监控区域})-(∑LW_{i影响区域}×A_{i影响区域}+∑LW_{j影响区域}×A_{j影响区域})]/(∑LW_{k监控区域}×A_{k监控区域})

其中：

LW_{k监控区域}为所述监控区域中的第k个图形的线宽，A_{k监控区域}为所述监控区域中的第k个图形的面积；

LW_{i影响区域}为所述影响区域中的第i个图形的线宽，A_{i影响区域}为所述监控区域中的第i个图形的面积；

LW_{j监控图形}为所述监控图形中的j个图形的线宽，A_{j监控图形}为所述监控图形中的第j个图形的面积。