CN110083020B - 一种异机套刻精度优化的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种异机套刻精度优化的方法，通过将自动线生产过程中的一个工作机台作为标定参考基准，对该机台进行二维运动平台的位置精度补偿，然后再以该机台制作用于标定的掩模版，最后以该掩模版分别对其它机台进行标定，以此实现异机套刻精度的优化。该方法克服了已有优化方法的不足，具有高效、低成本、易操作等优势。

Description

一种异机套刻精度优化的方法
技术领域
本发明涉及半导体直写光刻加工领域，尤其涉及一种异机套刻精度优化的方法。
背景技术
随着半导体产业的快速发展，对光刻设备的成本和要求也是日益剧增。其中，套刻精度作为光刻设备最核心的三大性能指标之一，因此不断优化该指标是实现低成本高效加工的有效途径。通常在曝光自动线中涉及到多个机台的多层曝光，具体的涉及到异机套刻精度，对其异机套刻精度的提高和改善是至关重要的。目前，对于异机套刻精度的保障，虽然利用高精度的激光干涉仪可以实时监测和补偿曝光平台的位置精度来保证异机套刻精度，但是往往受限于干涉仪设备成本且对工作环境要求比较严苛。而目前在专利一种超精密二维运动平台系统位置精度补偿的方法，公开号：CN108303023A中，已经提及刚性变换模型，基于上述超精密二维运动平台的位置精度补偿方法的基础，有必要提供一种异机套刻精度优化的方法来解决以上不足之处。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的提供一种异机套刻精度优化的方法，通过超精密二维运动平台的位置精度补偿方法作为基础，对已有异机套刻精度优化方法的不足之处进行克服，具有操作灵活、低成本、环境敏感性低等优势，能够很好的满足异机套刻精度优化提高的要求。本发明提供一种异机套刻精度优化的方法，所述方法步骤如下：
步骤一：选择半导体晶圆曝光自动线中的任意一曝光工序机台作为其它各机台的标定参考基准；
步骤二：利用平台的二维补偿拟合方法，对参考基准机台进行平台的位置精度补偿优化；
步骤三：在位置精度补偿优化后的基准机台上进行石英掩模版的制作，其掩模版图形与原始标定用的图形相同，并对比两种情况下的位置精度情况；
步骤四：将加工好的掩模版对其它的曝光工序的机台逐次进行位置精度标定补偿，分别测试各机台的位置精度大小，并测试单机套刻精度是否满足要求；
步骤五：在单机套刻要求满足的情况下，分别进行各曝光机台的异机套刻测试，并验证异机套刻的结果是否满足设计指标要求，完成优化。
进一步改进在于：所述步骤一中自动线中各曝光工序机台其各项硬件配置、设计指标、曝光工艺均一致。
进一步改进在于：所述步骤二中二维补偿拟合方法是依据刚性变化模型进行的。
进一步改进在于：所述步骤三中石英掩模版图形是中心对称图形。
进一步改进在于：所述步骤四中对其它的曝光工序的机台逐次进行位置精度标定补偿的起始点坐标是相同的。
进一步改进在于：所述步骤五中异机套刻测试是针对自动线的中任意两个曝光机台进行的，并且需要所有的套刻结果都同时满足套刻指标。
进一步改进在于：步骤二中二维补偿拟合方法是依据一种超精密二维运动平台系统位置精度补偿的方法中提出的刚性变换模型，具体表示如下：
Figure GDA0002098371970000031
其中，Δx0、Δy0分别是测量数据点相对于理想数据点在x和y方向上的平移量在x和y方向上的平移量，θ为旋转角度，x0、y0分别是通过CCD相机数据采集系统获取平台位置的实际坐标。
在步骤三中，是在已经标定补偿好的曝光机台上制作石英掩模版，尽量保证其工艺环境与后续自动线生产中的环境温度相接近。
本发明的有益效果：通过任意补偿后的单个曝光机台加工出标定石英掩模版，再用该掩模版依次对剩下各个机台进行标定补偿，可以保证所有机台误差分布的一致性，进而优化提高异机套刻精度，该方法克服已有异机套刻精度优化方法的不足，大大降低了对环境温度和测试成本的要求。
附图说明
图1是本发明的方法流程图。
图2是本发明的异机套刻优化方案示意图。
图3是本发明的异机套刻组合方式示意图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。如图1所示，本实施例提供一种异机套刻精度优化的方法，所述方法步骤如下：
步骤一：从自动线X和Y行程均为200毫米的4个超精密加工机台中任意选择一个曝光工位的机台作为标定参考基准，在该实施例中，以A机台作为标定参考机台进行说明，如图2所示。
步骤二：备一块满足单机套刻精度要求的标准8英寸石英光学标定掩模版，利用平台的二维补偿拟合方法，对基准A机台平台的位置精度进行标定补偿。其应用的刚性变换模型可通过如下坐标关系式来表示：
Figure GDA0002098371970000041
其中，Δx0，Δy0分别是x和y方向的平移量，旋转角度为θ，x0，y0分别是通过CCD相机数据采集系统获取到的实际坐标。
在该实施例中，单机套刻精度要达到150纳米。
步骤三：在位置精度补偿优化后的基准A机台上曝光加工石英掩模版，并测试该加工掩模版的位置精度大小，确保满足单机套刻150纳米使用的精度要求。
步骤四：将加工好的掩模版对其它的曝光工序的机台逐次进行位置精度标定补偿，分别测试各机台的位置精度大小，且均需满足单机套刻150纳米的精度要求，如图2中的示意图所示。
步骤五：分别进行各曝光机台的异机套刻测试，其异机套刻组合方式如图3所示，具体的有AB、BA、AC、CA、AD、DA、BC、CB、BD、DB、DC、CD，共12种组合。
在该实施例中，最终用于曝光自动线中的异机套刻精度可以达到300纳米以内。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种异机套刻精度优化的方法，其特征在于：所述方法步骤如下：
步骤一：选择半导体晶圆曝光自动线中的任意一曝光工序机台作为其它各机台的标定参考基准；
步骤二：利用平台的二维补偿拟合方法，对参考基准机台进行平台的位置精度补偿优化；
步骤三：在位置精度补偿优化后的基准机台上进行石英掩模版的制作，其掩模版图形与原始标定用的图形相同，并对比两种情况下的位置精度情况；
步骤四：将加工好的掩模版对其它的曝光工序的机台逐次进行位置精度标定补偿，分别测试各机台的位置精度大小，并测试单机套刻精度是否满足要求；
步骤五：在单机套刻要求满足的情况下，分别进行各曝光机台的异机套刻测试，并验证异机套刻的结果是否满足设计指标要求，完成优化。
2.如权利要求1所述的一种异机套刻精度优化的方法，其特征在于：所述步骤一中自动线中各曝光工序机台其各项硬件配置、设计指标、曝光工艺均一致。
3.如权利要求1所述的一种异机套刻精度优化的方法，其特征在于：所述步骤二中二维补偿拟合方法是依据刚性变化模型进行的。
4.如权利要求1所述的一种异机套刻精度优化的方法，其特征在于：所述步骤三中石英掩模版图形是中心对称图形。
5.如权利要求1所述的一种异机套刻精度优化的方法，其特征在于：所述步骤四中对其它的曝光工序的机台逐次进行位置精度标定补偿的起始点坐标是相同的。
6.如权利要求1所述的一种异机套刻精度优化的方法，其特征在于：所述步骤五中异机套刻测试是针对自动线的中任意两个曝光机台进行的，并且需要所有的套刻结果都同时满足套刻指标。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060139596A1 (en) * 2004-12-27 2006-06-29 Asml Netherlands B.V. Method and system for automated process correction using model parameters, and lithographic apparatus using such method and system
KR20100078059A (ko) * 2008-12-30 2010-07-08 주식회사 동부하이텍 이종 노광장비간 오버레이 정렬도 개선방법
CN103984210A (zh) * 2014-04-14 2014-08-13 中国电子科技集团公司第五十五研究所 一种在GaAs圆片上实现异机匹配套刻的方法
CN104006777A (zh) * 2014-06-10 2014-08-27 清华大学 一种二维大行程精密工作台测量系统自标定方法
CN106154758A (zh) * 2015-04-10 2016-11-23 无锡华润上华科技有限公司 不同光刻机之间的套刻匹配方法
CN108303023A (zh) * 2018-01-22 2018-07-20 合肥芯碁微电子装备有限公司 一种超精密二维运动平台系统位置精度补偿的方法
CN109375476A (zh) * 2018-11-26 2019-02-22 合肥芯碁微电子装备有限公司 一种光刻设备曝光一致性的标定补偿方法及系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060139596A1 (en) * 2004-12-27 2006-06-29 Asml Netherlands B.V. Method and system for automated process correction using model parameters, and lithographic apparatus using such method and system
KR20100078059A (ko) * 2008-12-30 2010-07-08 주식회사 동부하이텍 이종 노광장비간 오버레이 정렬도 개선방법
CN103984210A (zh) * 2014-04-14 2014-08-13 中国电子科技集团公司第五十五研究所 一种在GaAs圆片上实现异机匹配套刻的方法
CN104006777A (zh) * 2014-06-10 2014-08-27 清华大学 一种二维大行程精密工作台测量系统自标定方法
CN106154758A (zh) * 2015-04-10 2016-11-23 无锡华润上华科技有限公司 不同光刻机之间的套刻匹配方法
CN108303023A (zh) * 2018-01-22 2018-07-20 合肥芯碁微电子装备有限公司 一种超精密二维运动平台系统位置精度补偿的方法
CN109375476A (zh) * 2018-11-26 2019-02-22 合肥芯碁微电子装备有限公司 一种光刻设备曝光一致性的标定补偿方法及系统

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