CN108766901B - 检测晶圆工作台平坦度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种检测晶圆工作台平坦度的方法，包括：选用一检测晶圆置于标准的晶圆工作台上刻蚀第一层套刻图形；将刻蚀好第一层套刻图形的所述检测晶圆置于实际的晶圆工台上刻蚀第二层套刻图形；计算所述第二层套刻图形相对于所述第一层套刻图形的套刻精度；将计算到的套刻精度与一阈值进行比较，如果所述套刻精度超过所述阈值，则判断晶圆工作台平坦度不达标值。在本发明提供的检测晶圆工作台平坦度的方法中，通过量测晶圆的套刻精度，计算和记录套刻精度的值，通过判断套刻精度是否超出阈值来判断晶圆工作台是否需要清理。这种方法能测试晶圆工作台的平坦度，最终减少了因平坦度造成晶圆不良的几率。

Description

检测晶圆工作台平坦度的方法
技术领域
本发明涉及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种检测晶圆工作台平坦度的方法。
背景技术
光刻机中晶圆工作台的平坦度直接影响到曝光结果，如果平坦度不好，会导致图形聚焦不好，造成缺陷和良率损失。现有技术通过使用平坦度检测元件，可以及时发现晶圆工作台平坦度异常。但是由于涂胶成膜在晶圆边缘偏厚，同时加上洗边和去边等设定，通常将光刻机曝光时的失效范围定义为3mm，以半径为150mm为例的芯片，有用芯片为半径为14mm以内范围，14mm以外为失效范围。然而，由于聚焦失效范围、平坦度测试器件尺寸大小等因素，导致晶圆工作台边缘的平坦度的检测难道较大。而且，晶圆工作台边缘区域更容易积累颗粒，由于无法及时检测到晶圆工作台边缘平坦度的异常，会造成处于晶圆工作台边缘的晶圆的良率损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种检测晶圆工作台平坦度的方法。
为了达到上述目的，本发明提供了提供了一种检测晶圆工作台平坦度的方法，包括：
S11：选用一检测晶圆置于标准的晶圆工作台上刻蚀第一层套刻图形；
S12：将刻蚀好第一层套刻图形的所述检测晶圆置于实际的晶圆工台上刻蚀第二层套刻图形；
S13：计算所述第二层套刻图形相对于所述第一层套刻图形的套刻精度；
S14：将计算到的套刻精度与一阈值进行比较，如果所述套刻精度超过所述阈值，则判断晶圆工作台平坦度不达标。
可选的，在所述的检测晶圆工作台平坦度的方法中，所述套刻精度的检测区域为从检测晶圆的晶边向内3mm～5mm处开始，到检测晶圆的晶边向内5mm～7mm处截止。
可选的，在所述的检测晶圆工作台平坦度的方法中，计算所述第二层套刻图形相对于所述第一层套刻图形的套刻精度后，所述检测晶圆工作台平坦度的方法还包括：去除所述第二层套刻图形。
可选的，在所述的检测晶圆工作台平坦度的方法中，所述检测晶圆工作台平坦度的方法还包括：在刻蚀第一层套刻图形之前，在检测晶圆上选取多个半径，选取的多个半径将检测晶圆划分成多个扇区。
可选的，在所述的检测晶圆工作台平坦度的方法中，选取的多个半径中，任意两个相邻的半径之间的夹角相同。
可选的，在所述的检测晶圆工作台平坦度的方法中，检测区域内的同一半径上具有多个第一层套刻图形和第二层套刻图形。
可选的，在所述的检测晶圆工作台平坦度的方法中，检测区域内的同一半径上的相邻的所述第一层套刻图形之间的间距小于1mm，检测区域内的同一半径上的相邻的所述第二层套刻图形之间的间距小于1mm。
可选的，在所述的检测晶圆工作台平坦度的方法中，计算套刻精度的方法包括分别计算检测区域内的第二层套刻图形相对于第一层套刻图形在X轴上的套刻精度和在Y轴上的套刻精度。
可选的，在所述的检测晶圆工作台平坦度的方法中，通过如下公式获取在X轴上的套刻精度：
VX＝XMean+3δX
其中：Vx为检测区域内第二层套刻图形的X轴上的套刻精度，XMean为检测区域内X轴上的多个套刻精度的平均值，δX为检测区域内第二层套刻图形的X轴上的套刻精度的标准差。
可选的，在所述的检测晶圆工作台平坦度的方法中，通过如下公式获取在Y轴上的套刻精度：
VY＝YMean+3δY
其中：VY为检测区域内第二层套刻图形的Y轴上的套刻精度，YMean为检测区域内Y轴上的多个套刻精度的平均值，δY为检测区域内第二层套刻图形的Y轴上的套刻精度的标准差。
可选的，在所述的检测晶圆工作台平坦度的方法中，以在X轴上的套刻精度和在Y轴上的套刻精度分别制成X轴和Y轴上的两条套刻精度监控表。
可选的，在所述的检测晶圆工作台平坦度的方法中，判断晶圆工作台平坦度是否达标包括：观察X轴和Y轴的两条套刻精度监控表的值，若其中有一套刻精度超过阈值，则判断晶圆工作台平坦度不达标。
发明人发现光刻机曝光时，通过平坦度测试器件来量测晶圆147mm以内的平坦度，一个平坦度测试器件区域大小一般在2mm～5mm*2mm～5mm，两个器件的间距也在2mm～5mm。为了避免147mm以外区域对平坦度测试的干扰，通常将平坦度测试器件测试区域需要完全在147mm内。而由于平坦度测试器件的尺寸大小和间距的限制，会使得边缘有一些区域成为平坦度测试盲区。在本发明提供的检测晶圆工作台平坦度的方法中，通过量测晶圆的套刻精度，计算和记录套刻精度的值，通过判断套刻精度是否超出阈值来判断晶圆工作台是否需要清理。这种方法能测试晶圆工作台的平坦度，最终减少了因平坦度造成晶圆不良的几率。
附图说明
图1是本发明实施例检测晶圆工作台平坦度的方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
参照图1，本发明提供了一种检测晶圆工作台平坦度的方法，包括：
S11：选用一检测晶圆置于标准的晶圆工作台上刻蚀第一层套刻图形；
S12：将刻蚀好第一层套刻图形的所述检测晶圆置于实际的晶圆工台上刻蚀第二层套刻图形；
S13：计算所述第二层套刻图形相对于所述第一层套刻图形的套刻精度；
S14：将计算到的套刻精度与一阈值进行比较，如果所述套刻精度超过所述阈值，则判断晶圆工作台平坦度不达标。
本实施例中，所述套刻精度的检测区域为从检测晶圆的晶边向内3mm～5mm处开始，到检测晶圆的晶边向内5mm～7mm处截止。例如，所述套刻精度的检测区域为从检测晶圆的晶边向内3mm处开始，到检测晶圆的晶边向内5mm处截止。本发明实施例主要是针对晶圆工作台边缘的平坦度的测试，这个范围是可以变更的，不同尺寸的晶圆，晶圆工作台的边缘的尺寸也不同。本实施例主要针对半径为150mm规格的晶圆，半径147mm以外是无效晶圆区域，因此晶圆工作台的边缘区域的平坦度是指晶圆工作台145mm～147mm范围的平坦度，而本实施例的方法适用的是检测区域为145mm～147mm。晶圆工作台0mm到145mm这个区域的平坦度可以使用平坦度传感器直接测量平坦度，但是145mm～147mm这个区域使用平坦度传感器不容易测量，因为147mm以外的晶圆工作台的平坦度不但无效还会影响整个晶圆工作台的平坦度，因此选择不测量147mm以外区域的平坦度。但是由于平坦度传感器的有一定的尺寸，可能存在多使用一个传感器会超出147mm区域，少使用一个传感器不能对145mm～147mm区域的平坦度完全测试到的情况，本发明实施例的检测晶圆工作台平坦度的方法可以检测晶圆工作台边缘的平坦度。
本实施例中，计算所述第二层套刻图形相对于所述第一层套刻图形的套刻精度后，所述检测晶圆工作台平坦度的方法还包括：去除所述第二层套刻图形。刻蚀第一层套刻图形后的检测晶圆可以重复使用，即去除第二层套刻图形，重复刻蚀第二层套刻图形，可以使得检测晶圆可以用于多天的晶圆工作台的平坦度的检测中。
进一步的，所述检测晶圆工作台平坦度的方法还包括：在刻蚀第一层套刻图形之前，在检测晶圆上选取多个半径，选取的多个半径将检测晶圆划分成多个扇区。测得的晶圆的套刻精度的值越准确，则晶圆工作台的平坦度的检测结果越准确，因此，可以将晶圆划分成多个区域，分别得到多个区域的套刻精度，细化后得到的套刻精度更加准确。作为优选，在检测晶圆上选取多个半径，选取的多个半径将检测晶圆划分成多个扇区，半径划分越多，测试结果越准确。
本实施例中，选取的多个半径中，任意两个相邻的半径之间的夹角相同。还可以在晶圆上划分半径的方式可以是平均划分，任意两个相邻半径之间的夹角相同，而夹角的具体大小可以变更。例如，任意两个相邻半径之间的夹角可以是10°，这样整个晶圆就有36条半径，每个半径就是一个套刻精度测试区域，最终，划分成了36个测试区域。
本实施例中，检测区域内的同一半径上具有多个第一层套刻图形和第二层套刻图形。检测区域内的同一半径上设置的套刻图形越多，检测区域的套刻精度越准确。
本实施例中，检测区域内的同一半径上的相邻的所述第一层套刻图形之间的间距小于1mm，检测区域内的同一半径上的相邻的所述第二层套刻图形之间的间距小于1mm。指检测区域(145mm～147mm区域)内的一半径上的一个套刻图形的中心与同一半径上相邻的另一个套刻图形中心之间的间距小于1mm，以使得检测区域内可以设置更多的套刻图形。
本实施例中，计算套刻精度的方法包括分别计算检测区域内的第二层套刻图形相对于第一层套刻图形在X轴上的套刻精度和在Y轴上的套刻精度。计算一个第二层套刻图形的套刻精度可以通过计算这个套刻图形分别在X轴和Y轴上的套刻精度，以使得计算结果更加精确。
本实施例中，通过如下公式获取在X轴上的套刻精度：
VX＝XMean+3δX
其中：Vx为检测区域内X轴上的套刻精度，XMean为检测区域内第二层套刻图形的X轴上的多个套刻精度的平均值，δX为检测区域内第二层套刻图形的X轴上的套刻精度的标准差。多个半径上分别有多个第一层套刻图形和第二层套刻图形，因此存在多个套刻精度，每个套刻精度包括X轴方向上和Y轴方向上的套刻精度，将检测区域内X轴上的多个套刻精度的平均值和多个套刻精度的3倍标准差的和作为这个套刻图形在X轴上的套刻精度。这个套刻精度的值就是套刻精度监控表上的一个点，多个点就可以组成一条线，最终成为一个监控表。
本实施例中，通过如下公式获取在Y轴上的套刻精度：
VY＝YMean+3δY
其中：VY为检测区域内第二层套刻图形的Y轴上的套刻精度，YMean为检测区域内第二层套刻图形的Y轴上的套刻精度的平均值，δY为检测区域内Y轴上的多个套刻精度的标准差。理论上，如果晶圆工作台平坦度达标，后形成的第二层套刻图形与第一层套刻图形能完全对准，如果没有对准，可以通过计算套刻精度的方式来判断晶圆工作台是否平坦。例如，检测区域内的一条半径上有3个第一层套刻图形和第二层套刻图形，求第一个第二层套刻图形的套刻精度，分别求取第一个第二层套刻图形分在在X轴上和Y轴上的矢量值，利用公式VY＝YMean+3δY，YMean为3个套刻精度的平均值，δY为第一个套刻精度的标准差。同理，用这种方式，计算每一个第二层套刻图形的分别在X轴上和Y轴上的值，并建立套刻精度表。
本实施例中，以在X轴上的套刻精度和在Y轴上的套刻精度分别制成X轴和Y轴上的两条套刻精度监控表。套刻精度的值的大小是套刻图形偏移结果最为直观地表达，而偏移方向可能是上下左右四个不同的方向，因此可以计算具体在X轴和Y轴上的偏移值，最终以矢量的形式表达。
进一步的，判断晶圆工作台平坦度是否达标包括：观察X轴和Y轴的两条套刻精度监控表的值，若其中有一套刻精度超过阈值，则判断晶圆工作台平坦度不达标。例如，阈值可以是11nm，在套刻精度监控表上是一条直线，在套刻精度控制表上有两条监控线，每条监控线上记录有多个套刻精度的值，如果发现某一个套刻精度的值超出阈值(即监控线上某点对应的值超过这点对应的阈值线上的值)，则可以判断此套刻精度对应的第二层套刻图形与第一层套刻图形没有对准，从而可以判断这个点的晶圆工作台平坦度不达标。
综上，在本发明实施例提供的检测晶圆工作台平坦度的方法中，通过量测晶圆边缘的套刻精度，计算和记录套刻精度的值，通过判断套刻精度是否超出阈值来判断晶圆工作台边缘是否需要清理。这种方法能测试晶圆工作台边缘的平坦度，降低了晶圆工作台边缘平坦度测试的难度，最终减少了因平坦度造成晶圆不良的几率。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种检测晶圆工作台平坦度的方法，其特征在于，包括：
选用一检测晶圆置于标准的晶圆工作台上刻蚀第一层套刻图形；
将刻蚀好第一层套刻图形的所述检测晶圆置于实际的晶圆工台上刻蚀第二层套刻图形；
计算所述第二层套刻图形相对于所述第一层套刻图形的套刻精度；
将计算到的套刻精度与一阈值进行比较，如果所述套刻精度超过所述阈值，则判断晶圆工作台平坦度不达标。
2.如权利要求1所述的检测晶圆工作台平坦度的方法，其特征在于，所述套刻精度的检测区域为从检测晶圆的晶边向内3mm~5mm处开始，到检测晶圆的晶边向内5mm~7mm处截止。
3.如权利要求2所述的检测晶圆工作台平坦度的方法，其特征在于，计算所述第二层套刻图形相对于所述第一层套刻图形的套刻精度后，所述检测晶圆工作台平坦度的方法还包括：去除所述第二层套刻图形。
4.如权利要求2所述的检测晶圆工作台平坦度的方法，其特征在于，所述检测晶圆工作台平坦度的方法还包括：在刻蚀第一层套刻图形之前，在检测晶圆上选取多个半径，选取的多个半径将检测晶圆划分成多个扇区。
5.如权利要求4所述的检测晶圆工作台平坦度的方法，其特征在于，选取的多个半径中，任意两个相邻的半径之间的夹角相同。
6.如权利要求5所述的检测晶圆工作台平坦度的方法，其特征在于，检测区域内的同一半径上具有多个第一层套刻图形和第二层套刻图形。
7.如权利要求6所述的检测晶圆工作台平坦度的方法，其特征在于，检测区域内的同一半径上的相邻的所述第一层套刻图形之间的间距小于1mm，检测区域内的同一半径上的相邻的所述第二层套刻图形之间的间距小于1mm。
8.如权利要求7所述的检测晶圆工作台平坦度的方法，其特征在于，计算套刻精度的方法包括分别计算检测区域内的第二层套刻图形相对于第一层套刻图形在X轴上的套刻精度和在Y轴上的套刻精度。
9.如权利要求8所述的检测晶圆工作台平坦度的方法，其特征在于，通过如下公式获取在X轴上的套刻精度：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中：Vx为检测区域内第二层套刻图形的X轴上的套刻精度，
Figure DEST_PATH_IMAGE004
为检测区域内X轴上的多个套刻精度的平均值，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
为检测区域内第二层套刻图形的X轴上的套刻精度的标准差。
10.如权利要求9所述的检测晶圆工作台平坦度的方法，其特征在于，通过如下公式获取在Y轴上的套刻精度：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
其中：VY为检测区域内第二层套刻图形的Y轴上的套刻精度，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为检测区域内Y轴上的多个套刻精度的平均值，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
为检测区域内第二层套刻图形的Y轴上的套刻精度的标准差。
11.如权利要求10所述的检测晶圆工作台平坦度的方法，其特征在于，以在X轴上的套刻精度和在Y轴上的套刻精度分别制成X轴和Y轴上的两条套刻精度监控表。
12.如权利要求11所述的检测晶圆工作台平坦度的方法，其特征在于，判断晶圆工作台平坦度是否达标包括：观察X轴和Y轴的两条套刻精度监控表的值，若其中有一套刻精度超过阈值，则判断晶圆工作台平坦度不达标。
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