CN110618585B - 监控光刻机晶圆移载台平整度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及监控光刻机晶圆移载台平整度的方法，涉及半导体集成电路制造技术，建立一条晶圆移载台平整度检测的流程，利用污染状况良好的光片进行检测，曝光采用任意掩模板进行，同时设定曝光程式里反映平整度的参数上限，采用设定完成的曝光程式对光片进行曝光，获取曝光文件，分析曝光文件得到移载台的平整度信息，如此无需对光刻机进行停机，大大降低成本、提高产能，且单次作业时间较短，可以根据需要设定检测的频率(如每天、每周或每两周等)，大大提高了监控频率，实现了对移载台平整度的实时检测，减少离焦缺陷的发生。

Description

监控光刻机晶圆移载台平整度的方法
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造技术，尤其涉及一种监控光刻机晶圆移载台平整度的方法。
背景技术
光刻是半导体集成电路制造过程中的重要步骤，其直接影响半导体器件的良率。为保证图形的质量，必须保证曝光时在最佳条件下进行，光刻工艺最重要的是产品的工艺窗口(Depth of Focus，DOF)。目前，随着半导体器件尺寸的减小，关键尺寸变得越来越小，这就对光刻工艺带来更高的要求和挑战。光刻的工艺窗口也大大减小，为了能得到精确的图形，需要保证在最佳焦距下进行光刻曝光，这样最大限度地减少离焦(defocus)发生的概率。
为保证曝光的最佳焦距(focus)，曝光前光刻机会对硅片表面进行平整度检测，以获取硅片表面的形貌，从而利用这些数据补偿到曝光过程中，以保证产品曝光的最佳焦距。影响硅片表面进行平整度的最大因素是晶圆移载台的平整度，如果平整度超过产品的工艺窗口所容许的范围，将会导致图形离焦(defocus)。在FAB中已将光刻机晶圆移载台的平整度监控纳入日常离线监控项目中。
目前移载台平整度检测的主要做法是定期将光刻机停机，然后在停机状态下由工程师人为对平整度进行检测，这种方法耗时，大约需要1-2小时，严重影响产能，而且检测频率过低，并且这种方法最大的局限性在于不能实时检测机台平整度状况(检测频率过低)，从而不能有效抓住平整度异常，降低了产品良率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种监控光刻机晶圆移载台平整度的方法，以无需对光刻机进行停机检测，降低成本、提高产能，提高监控频率，减少离焦缺陷的发生。
本发明提供的监控光刻机晶圆移载台平整度的方法，包括：S1：生成曝光程式，设定曝光程式里的晶圆边缘非聚焦区域，并设定曝光程式里平整度检测的上限值A；S2：添加掩模板信息，用于曝光；S3：生成监控产品批次，监控产品批次里的晶圆采用光片；S4：对步骤S3中的光片进行污染状况监测，将污染状况符合规定的光片保留；S5：对步骤S4中产生的光片采用步骤S1中生成的曝光程式和步骤S2中的掩模板信息进行曝光，曝光结束后生成曝光文件；S6：抓取曝光文件中平整度超过上限值A的点的信息并将平整度超过上限值A的点定义为异常点，分析异常点数据，得到晶圆移载台的平整度信息。
更进一步的，在步骤S1中设定曝光程式里的晶圆边缘非聚焦区域小于3㎜。
更进一步的，在步骤S1中设定曝光程式里的晶圆边缘非聚焦区域等于0。
更进一步的，在步骤S1中上限值A小于产品的工艺窗口B。
更进一步的，在步骤S1中上限值A小于产品的工艺窗口B减去10nm，并大于30nm。
更进一步的，在步骤S2中掩模板采用目前线上产品的掩模板或者已经废弃的掩模板。
更进一步的，在步骤S3中光片上不长任何薄膜层或者图形，下线的晶圆直接投入使用。
更进一步的，在步骤S4中，对光片进行污染状况监测，将污染超出规格的光片从监控产品批次中移出，进行清洗并再检测符合污染状况后再次投入使用或直接剔除。
更进一步的，污染状况监测包括对晶圆表面颗粒状况检测。
更进一步的，光片上颗粒直径小于60nm的光片认为是符合规定的光片。
更进一步的，光片上颗粒数小于50颗的光片认为是符合规定的光片。
更进一步的，光片上颗粒直径小于60nm并颗粒数小于50颗的光片认为是符合规定的光片。
更进一步的，在步骤S6中若异常点有特殊分布或者有平整度超过工艺窗口的点，则认为晶圆移载台平整度异常；若无，则认为晶圆移载台平整度正常。
更进一步的，抓取异常点的坐标以及平整度信息，并将异常点按X,Y坐标做图，以准确定位异常点的位置，检查异常点是否有特殊分布，同时筛选平整度信息，记录平整度信息最大值，如异常点有特殊分布或者最大值超过工艺窗口，则认为晶圆移载台平整度异常。
本发明提供的监控光刻机晶圆移载台平整度的方法，建立一条晶圆移载台平整度检测的流程(monitor flow)，利用污染状况状况良好的光片(bare wafer)进行检测，曝光采用任意掩模板进行，同时设定曝光程式里反映平整度的参数上限，采用设定完成的曝光程式对光片进行曝光，获取曝光文件，分析曝光文件得到移载台的平整度信息，如此无需对光刻机进行停机，大大降低成本、提高产能，且单次作业时间较短，可以根据需要设定检测的频率(如每天、每周或每两周等)，大大提高了监控频率，实现了对移载台平整度的实时检测，减少离焦缺陷的发生。
附图说明
图1为本发明一实施例的监控光刻机晶圆移载台平整度的方法的流程图。
图2为根据本发明的监控光刻机晶圆移载台平整度的方法得到的异常点数据示意图。
图3为实际晶圆移载台平整度状况示意图。
图4为位于图3所示的移载台上的晶圆平整度状况示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一实施例中，在于提供一种监控光刻机晶圆移载台平整度的方法，具体的，请参阅图1，图1为本发明一实施例的监控光刻机晶圆移载台平整度的方法的流程图，如图1所示，该监控光刻机晶圆移载台平整度的方法，包括：
S1：生成曝光程式，设定曝光程式里的晶圆边缘非聚焦区域(focus edgeclearance)，并设定曝光程式里平整度检测的上限值A；
具体的，在本发明一实施例中，设定曝光程式里的晶圆边缘非聚焦区域小于3㎜。即晶圆去边小于3㎜，如此，可覆盖晶圆的有图形区域，有效抓取有图形区域的平整度状况。
具体的，在本发明一实施例中，设定曝光程式里的晶圆边缘非聚焦区域等于0。即晶圆不去边，如此，可以在曝光进行平整度检测时覆盖整个晶圆区域，有效抓取晶圆所有区域的平整度状况。
具体的，在本发明一实施例中，上限值A小于产品的工艺窗口B，以保证产品的工艺窗口。更进一步的，上限值A还需能准确地反应移载台的平整度，并能保证FAB产线的顺利进行。为此，在本发明一实施例中，较优的，上限值A小于产品的工艺窗口B减去10nm，并大于30nm。如产品的工艺窗口大约为+/-60nm，则曝光程式里平整度检测的上限值A设定为35nm，认为超出上限值A的点会造成产品图形离焦，为异常点。
S2：添加掩模板(mask)信息，用于曝光；
在本发明一实施例中，上述掩模板可以为任意掩模板，可采用目前线上产品的掩模板或者已经废弃的掩模板，大大降低成本。
S3：生成监控产品批次(monitor lot)，监控产品批次里的晶圆采用光片(barewafer)；
具体的，在本发明一实施例中，光片上不长任何薄膜层(film)或者图形，下线的晶圆直接投入使用，以减少前层对平整度检测的干扰，使本发明检测出的平整度仅反应光刻机晶圆移载台的平整度信息。
S4：对步骤S3中的光片进行污染状况监测，将污染状况符合规定的光片保留；
具体的，在本发明一实施例中，对光片进行污染状况监测，将污染超出规格的光片从监控产品批次中移出，进行清洗并再检测符合污染状况后再次投入使用或直接剔除。具体的，在本发明一实施例中，上述的污染状况监测包括对晶圆表面颗粒(particle)状况检测，确保监控产品批次(monitor lot)中的晶圆不将颗粒(particle)带进光刻机中。在本发明一实施例中，光片上颗粒直径小于60nm的光片认为是符合规定的光片。在本发明一实施例中，光片上颗粒数小于50颗的光片认为是符合规定的光片。较优的，在本发明一实施例中，光片上颗粒直径小于60nm并光片上颗粒数小于50颗的光片认为是符合规定的光片。
S5：对步骤S4中产生的光片采用步骤S1中生成的曝光程式和步骤S2中的掩模板(mask)信息进行曝光，曝光结束后生成曝光文件(lot report)；
S6：抓取曝光文件(lot report)中平整度超过上限值A的点的信息并将平整度超过上限值A的点定义为异常点，分析异常点数据，得到晶圆移载台的平整度信息。
具体的，在本发明一实施例中，若异常点有特殊分布或者有平整度超过工艺窗口的点，则认为晶圆移载台平整度异常；若无，则认为晶圆移载台平整度正常。
具体的，在本发明一实施例中，抓取异常点的坐标以及平整度信息，并将异常点按X,Y坐标做图，以准确定位异常点的位置，检查异常点是否有特殊分布，同时筛选平整度信息，记录平整度信息最大值，如异常点有特殊分布或者最大值超过工艺窗口，则认为晶圆移载台平整度异常，通知设备端对设备进行检查。
具体的，在半导体集成电路制造中，所述特殊分布是指异常点可连接成直线、弧线、“品”字形、三角形、环形等形状，或异常点指向圆心等。可根据业界常发生的不平整图形改变特殊分布包括的范围，以将所有不平整图形纳入本发明的监控光刻机晶圆移载台平整度的方法中。
具体的，请参阅图2，图2为根据本发明的监控光刻机晶圆移载台平整度的方法得到的异常点数据示意图，如图2所示，异常点在X,Y坐标上成环形分布，并分布在晶圆上侧边缘。请参阅图3，图3为实际晶圆移载台平整度状况示意图，如图3所示，平整度异常的点310也分布在移载台上侧边缘。并请参阅图4，图4为位于图3所示的移载台上的晶圆平整度状况示意图，如图4所示，平整度异常的点410也分布在移载台上侧边缘。由此可见本发明的监控光刻机晶圆移载台平整度的方法能准确的反应移载台的平整度信息。
综上所述，建立一条晶圆移载台平整度检测的流程(monitor flow)，利用污染状况状况良好的光片(bare wafer)进行检测，曝光采用任意掩模板进行，同时设定曝光程式里反映平整度的参数上限，采用设定完成的曝光程式对光片进行曝光，获取曝光文件，分析曝光文件得到移载台的平整度信息，如此无需对光刻机进行停机，大大降低成本、提高产能，且单次作业时间较短，可以根据需要设定检测的频率(如每天、每周或每两周等)，大大提高了监控频率，实现了对移载台平整度的实时检测，减少离焦缺陷的发生。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种监控光刻机晶圆移载台平整度的方法，其特征在于，包括：
S1：生成曝光程式，设定曝光程式里的晶圆边缘非聚焦区域，并设定曝光程式里平整度检测的上限值A；
S2：添加掩模板信息，用于曝光；
S3：生成监控产品批次，监控产品批次里的晶圆采用光片；
S4：对步骤S3中的光片进行污染状况监测，将污染状况符合规定的光片保留；
S5：对步骤S4中产生的光片采用步骤S1中生成的曝光程式和步骤S2中的掩模板信息进行曝光，曝光结束后生成曝光文件；以及
S6：抓取曝光文件中平整度超过上限值A的点的信息并将平整度超过上限值A的点定义为异常点，分析异常点数据，得到晶圆移载台的平整度信息。
2.根据权利要求1所述的监控光刻机晶圆移载台平整度的方法，其特征在于，在步骤S1中设定曝光程式里的晶圆边缘非聚焦区域小于3㎜。
3.根据权利要求2所述的监控光刻机晶圆移载台平整度的方法，其特征在于，在步骤S1中设定曝光程式里的晶圆边缘非聚焦区域等于0。
4.根据权利要求1所述的监控光刻机晶圆移载台平整度的方法，其特征在于，在步骤S1中上限值A小于产品的工艺窗口B。
5.根据权利要求4所述的监控光刻机晶圆移载台平整度的方法，其特征在于，在步骤S1中上限值A小于产品的工艺窗口B减去10nm，并大于30nm。
6.根据权利要求1所述的监控光刻机晶圆移载台平整度的方法，其特征在于，在步骤S2中掩模板采用目前线上产品的掩模板或者已经废弃的掩模板。
7.根据权利要求1所述的监控光刻机晶圆移载台平整度的方法，其特征在于，在步骤S3中光片上不长任何薄膜层或者图形，下线的晶圆直接投入使用。
8.根据权利要求1所述的监控光刻机晶圆移载台平整度的方法，其特征在于，在步骤S4中，对光片进行污染状况监测，将污染超出规格的光片从监控产品批次中移出，进行清洗并再检测符合污染状况后再次投入使用或直接剔除。
9.根据权利要求8所述的监控光刻机晶圆移载台平整度的方法，其特征在于，污染状况监测包括对晶圆表面颗粒状况检测。
10.根据权利要求9所述的监控光刻机晶圆移载台平整度的方法，其特征在于，光片上颗粒直径小于60nm的光片认为是符合规定的光片。
11.根据权利要求9所述的监控光刻机晶圆移载台平整度的方法，其特征在于，光片上颗粒数小于50颗的光片认为是符合规定的光片。
12.根据权利要求9所述的监控光刻机晶圆移载台平整度的方法，其特征在于，光片上颗粒直径小于60nm并颗粒数小于50颗的光片认为是符合规定的光片。
13.根据权利要求1所述的监控光刻机晶圆移载台平整度的方法，其特征在于，在步骤S6中若异常点有特殊分布或者有平整度超过工艺窗口的点，则认为晶圆移载台平整度异常；若无，则认为晶圆移载台平整度正常。
14.根据权利要求13所述的监控光刻机晶圆移载台平整度的方法，其特征在于，抓取异常点的坐标以及平整度信息，并将异常点按X,Y坐标做图，以准确定位异常点的位置，检查异常点是否有特殊分布，同时筛选平整度信息，记录平整度信息最大值，如异常点有特殊分布或者最大值超过工艺窗口，则认为晶圆移载台平整度异常。
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