CN110941150B - 一种套刻误差的补偿方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种套刻误差的补偿方法及装置，方法包括：针对当前批次的晶圆，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，所述n值为大于1的整数；针对不同区域，利用对应的套刻误差补偿值计算模型确定每个区域的套刻误差补偿值；对所述当前批次的下一批次晶圆进行光刻时，利用所述n个区域的套刻误差补偿值分别对所述下一批次晶圆的相应区域的曝光区域进行补偿，其中，所述下一批次晶圆的划分区域所述当前批次晶圆的划分区域相同；如此，对晶圆进行区域划分，针对不同区域确定出对应的套刻误差补偿值，这样确定出的套刻误差补偿值更符合不同区域在光刻时的实际形变，因此可以提高补偿精度，进而确保了晶圆的质量。

Description

一种套刻误差的补偿方法及装置
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种套刻误差的补偿方法及装置。
背景技术
在光刻过程中，由于光刻机的系统误差及环境影响，不可避免地存在套刻误差。
为了确保晶圆质量，均会对套刻误差进行修正。现有技术中一般是采用部分量测的方式对所选的曝光区域shot计算得到的统一的补偿值，将该补偿值作为所有晶圆的补偿值。但是实际应用中，由于晶圆从中心到边缘的形变程度不一致，利用统一的补偿值对所有的曝光区域进行补偿，导致补偿精度较低。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种套刻误差的补偿方法及装置，用于解决现有技术中对套刻误差进行补偿时，补偿精度得不到保证进而导致晶圆质量得不到保证的技术问题。
本发明实施例提供一种套刻误差的补偿方法，所述方法包括：
针对当前批次的晶圆，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，所述n值为大于1的整数；
针对不同区域，利用对应的套刻误差补偿值计算模型确定每个区域的套刻误差补偿值；
对所述当前批次的下一批次晶圆进行光刻时，利用所述n个区域的套刻误差补偿值分别对所述下一批次晶圆的相应区域的曝光区域进行补偿，其中，所述下一批次晶圆的划分区域所述当前批次晶圆的划分区域相同。
可选地，所述针对当前批次的晶圆，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，包括：
获取所述当前批次晶圆的尺寸，当所述晶圆尺寸为300～450mm时，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，所述n为2～4；
当所述晶圆尺寸大于450mm时，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，所述n为大于1的整数。
可选地，所述按照预先设置的区域划分规则将所述晶圆划分为n个区域，包括：
当所述n值为2时，将所述晶圆划分为中心区域及边缘区域，所述中心区域与所述边缘区域的比例为2:3。
可选地，所述按照预先设置的区域划分规则将所述晶圆划分为n个区域，包括：
当所述n值为3时，将所述晶圆划分为中心区域、边缘区域及第一剩余区域；其中，所述中心区域为所述晶圆总区域的20～22％，所述边缘区域为所述晶圆总区域的25～27％，所述第一剩余区域为所述晶圆总区域的51～53％。
可选地，所述按照预先设置的区域划分规则将所述晶圆划分为n个区域，包括：
当所述n值为4时，将所述晶圆划分为中心区域、边缘区域、第二剩余区域及第三剩余区域；其中，
所述中心区域为所述晶圆总区域的20～22％，所述边缘区域为所述晶圆总区域的36～38％，所述第二剩余区域为所述晶圆总区域的22～24％，所述第三剩余区域为所述晶圆总区域的20～22％；其中，所述第二剩余区域为与所述中心区域相邻的区域，所述第三剩余区域为与所述边缘区域相邻的区域。
可选地，所述针对不同区域，利用对应的套刻误差补偿值计算模型确定每个区域的套刻误差补偿值，包括：
当所述区域为中心区域时，获取所述中心区域中预先设定的第一曝光区域；
基于所述第一曝光区域，利用套刻误差补偿值线性计算模型确定所述中心区域的套刻误差补偿值。
可选地，所述针对不同区域，利用对应的套刻误差补偿值计算模型确定每个区域的套刻误差补偿值，包括：
当所述区域为非中心区域时，获取所述非中心区域中预先设定的第二曝光区域；
基于所述第二曝光区域，利用套刻误差补偿值m阶计算模型确定所述非中心区域对应的套刻误差补偿值，所述m为大于1的整数。
可选地，当所述区域为边缘区域时，所述第二曝光区域为完整的曝光区域。
本发明实施例还提供一种套刻误差的补偿装置，所述装置包括：
划分单元，用于针对当前批次的晶圆，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，所述n值为大于1的整数；
确定单元，用于针对不同区域，利用对应的套刻误差补偿值计算模型确定每个区域的套刻误差补偿值；
补偿单元，用于对所述当前批次的下一批次晶圆进行光刻时，利用所述n个区域的套刻误差补偿值分别对所述下一批次晶圆的相应区域的曝光区域进行补偿，其中，所述下一批次晶圆的划分区域所述当前批次晶圆的划分区域相同。
可选地，所述划分单元具体用于：
获取所述当前批次晶圆的尺寸，当所述晶圆尺寸为300～450mm时，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，所述n为2～4；
当所述晶圆尺寸大于450mm时，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，所述n为大于1的整数。
本发明实施例提供一种套刻误差的补偿方法及装置，方法包括：针对当前批次的晶圆，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，所述n值为大于1的整数；针对不同区域，利用对应的套刻误差补偿值计算模型确定每个区域的套刻误差补偿值；对所述当前批次的下一批次晶圆进行光刻时，利用所述n个区域的套刻误差补偿值分别对所述下一批次晶圆的相应区域的曝光区域进行补偿，其中，所述下一批次晶圆的划分区域所述当前批次晶圆的划分区域相同；如此，对晶圆进行区域划分，针对不同区域确定出对应的套刻误差补偿值，这样确定出的套刻误差补偿值更符合不同区域在光刻时的实际形变，因此可以提高补偿精度，进而确保了晶圆的质量。
附图说明
图1为本发明实施例提供的套刻误差的补偿方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的将晶圆划分为2个区域时的示意图；
图3为本发明实施例提供的将晶圆划分为3个区域时的示意图；
图4为本发明实施例提供的将晶圆划分为4个区域时的示意图；
图5为本发明实施例提供的套刻误差的补偿装置结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中对套刻误差进行补偿时，补偿精度得不到保证进而导致晶圆质量得不到保证的技术问题，本发明实施例提供了一种套刻误差的补偿方法及装置，方法包括：针对当前批次的晶圆，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，所述n值为大于1的整数；针对不同区域，利用对应的套刻误差补偿值计算模型确定每个区域的套刻误差补偿值；对所述当前批次的下一批次晶圆进行光刻时，利用所述n个区域的套刻误差补偿值分别对所述下一批次晶圆的相应区域的曝光区域进行补偿，其中，所述下一批次晶圆的划分区域所述当前批次晶圆的划分区域相同。
下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
实施例一
本实施例提供一种套刻误差的补偿方法，如图1所示，方法包括：
S110，针对当前批次的晶圆，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次晶圆划分为n个区域，所述n值为大于1的整数；
因在光刻过程中，晶圆不同区域受到的形变是不一样的，那么针对晶圆上所有的曝光区域shot来说，如果采用同样的套刻误差补偿值，其补偿精度必然是得不到保证的。因此本实施针对当前批次的晶圆，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域。
作为一种可选的实施例，所述针对当前批次的晶圆，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，包括：
获取所述当前批次晶圆的尺寸，当所述晶圆尺寸为300～450nm时，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，所述n为2～4；
当所述晶圆尺寸大于450mm时，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，所述n为大于1的整数，也就是说，尺寸大于450nm的晶圆，划分区域的数量无需设置上限值4，划分区域的数量可以大于4。
这里，当晶圆尺寸为300～450mm时，n值太大会导致区域划分的过多，最终导致套刻误差的计算过于复杂，增加处理器负担，因此n值可以包括2～4，优选地为3。当晶圆尺寸大于450mm时，为了确保n可以为大于1的整数，也就是说n值可以取2以上的整数，无需限定划分区域的最大数量。
作为一种可选的实施例，参考图2，当n值为2时，按照预先设置的区域划分规则将所述晶圆划分为n个区域，包括：
将所述晶圆划分为中心区域及边缘区域，所述中心区域与所述边缘区域的比例为2：3，也即中心区域占晶圆总区域的2/5，边缘区域占晶圆总区域的3/5。
图2中，
Figure GDA0003342226190000051
形状的曝光区域为中心区域，剩余的为边缘区域。
作为一种可选的实施例，参考图3，当n值为3时，按照预先设置的区域划分规则将所述晶圆划分为n个区域，包括：
当所述n值为3时，将所述晶圆划分为中心区域、边缘区域及第一剩余区域；其中，第一剩余区域为总区域减去中心区域及边缘区域之后剩下的区域，中心区域为所述晶圆总区域的20～22％，所述边缘区域为所述晶圆总区域的25～27％，所述第一剩余区域为所述晶圆总区域的51～53％。可以理解的是，中心区域为从晶圆中心开始向外扩散的区域，边缘区域为晶圆边缘向内扩散的区域，第一剩余区域为中心区域与边缘区域之间的区域。
图3中，
Figure GDA0003342226190000052
形状的曝光区域为中心区域，
Figure GDA0003342226190000053
形状的曝光区域为第一剩余区域，剩余的无填充的曝光区域为边缘区域，
作为一种可选的实施例，当n值为4时，按照预先设置的区域划分规则将所述晶圆划分为n个区域，包括：
将所述晶圆划分为中心区域、边缘区域、第二剩余区域及第三剩余区域；其中，
中心区域为所述晶圆总区域的20～22％，边缘区域为晶圆总区域的36～38％，所述第二剩余区域为所述晶圆总区域的22～24％，所述第三剩余区域为所述晶圆总区域的20～22％；其中，第二剩余区域为与中心区域相邻的区域，第三剩余区域为与边缘区域相邻的区域。
这里，当n值为4时，划分的区域可参考图4。图4中，
Figure GDA0003342226190000061
形状的曝光区域为中心区域，
Figure GDA0003342226190000062
形状的曝光区域为第二剩余区域，
Figure GDA0003342226190000063
形状的曝光区域为第三剩余区域，剩下的无填充的曝光区域为边缘区域。
在实际应用中，可以根据晶圆的实际情况(比如面积)对其进行区域划分。
S111，针对不同区域，利用对应的套刻误差补偿值计算模型确定每个区域的套刻误差补偿值；
因晶圆的不同区域，在光刻过程中，晶圆的膨胀、旋转等因素对不同区域的曝光区域有不同的影响。对于中心区域的曝光区域来说，晶圆的膨胀、旋转等因素对其影响较小，因此，作为一种可选的实施例，所述针对不同区域，利用对应的套刻误差补偿值计算模型确定每个区域的套刻误差补偿值，包括：
当区域为中心区域时，获取所述中心区域中预先设定的第一曝光区域；
基于第一曝光区域，利用套刻误差补偿值线性计算模型确定中心区域的套刻误差补偿值。
这里，考虑到量测成本，本实施例在确定第一曝光区域时，并不是将中心区域所有的曝光区域全部当作第一曝光区域的，第一曝光区域的位置是预先确定的，数量也是预先确定的，可以包括5～6个，每个曝光区域上一般设置有5个套刻误差标记点。在利用套刻误差补偿值线性计算模型确定中心区域的套刻误差补偿值时，就是利用线性计算模型对所有第一曝光区域上的所有套刻误差标记点进行量测、计算，得出相应的补偿值的。
其中，线性计算数学模型如公式(1)和(2)所示：
Tx(x,y)＝Tx00+Tx10*x+Tx01*y (1)
Ty(x,y)＝Ty00+Ty10*x+Ty01*y (2)
其中，在公式(1)中，Tx(x,y)表示套刻误差标记点(x，y)在X方向上的总偏移量，Tx00表示套刻误差标记点(x，y)在X方向上的平移分量，Tx10表示套刻误差标记点(x，y)在X方向上的放大分量，Tx01表示套刻误差标记点(x，y)在X方向上旋转形变及正交形变的影响系数；
在公式(2)中，Ty(x,y)表示套刻误差标记点(x，y)坐标在Y方向上的总偏移量，Ty00表示套刻误差标记点(x，y)在Y方向上的平移分量，Ty10表示套刻误差标记点(x，y)在Y方向上的放大分量，Ty10表示套刻误差标记点(x，y)在Y方向上旋转形变及正交形变的影响系数。
而对于非中心区域来说，当晶圆膨胀或旋转时，非中心区域的形变比较复杂，为了保证补偿值的精度，当所述区域为非中心区域时，利用对应的套刻误差补偿值计算模型确定每个区域的套刻误差补偿值，包括：
获取所述非中心区域中预先设定的第二曝光区域，非中心区域包括：边缘区域、第一剩余区域、第二剩余区域及第三剩余区域；
基于所述第二曝光区域，利用套刻误差补偿值m阶计算模型确定所述非中心区域对应的套刻误差补偿值，所述m为2～5的整数，当m大于1时，一般将m阶计算模型称之为高阶计算模型。其中，m阶计算模型如公式(3)～(8)所示：
Figure GDA0003342226190000071
Figure GDA0003342226190000072
Figure GDA0003342226190000073
Figure GDA0003342226190000081
Figure GDA0003342226190000082
Figure GDA0003342226190000083
需要说明的是，在公式(3)～(8)中，a与b之和应该等于m值，并且a和b的组合方式应该包含m值所有的拆分方式。举例来说，当m为2时，a和b的组合方式包括(2，0)、(1，1)及(0，2)；当m为3时，a和b的组合方式包括(3，0)、(1，2)、(2，1)及(0，3)。
同样的，在公式(3)中，Tx(x,y)表示套刻误差标记点(x，y)在X方向上的总偏移量，Txabxayb为套刻误差标记点沿X方向的m次形变参数，此时形变参数包括：平移量。
在公式(4)中，Ty(x,y)表示套刻误差标记点(x，y)在Y方向上的总偏移量，Tyabxayb为套刻误差标记点沿Y方向的m次形变参数。此时形变参数包括：平移量。
公式(5)中，Ms(x,y)表示曝光区域内部总的对称放大量，Msabxayb表示影响对称性放大量的m次形变参数，但当a和b为0时，Ms00为对称放大分量。此时形变参数包括：放大量。
公式(6)中，Mf(x,y)表示曝光区域内部总的非对称放大量，Mfabxayb表示影响对非称性放大量的m次形变参数，但当a和b为0时，Mf00为非对称放大分量。此时形变参数包括：放大量。
公式(7)中，Rs(x,y)表示曝光区域内部总的对称旋转量，Rsabxayb表示影响对称旋转量的m次形变参数，但当a和b为0时，Rs00为对称旋转分量。此时形变参数包括：旋转量。
公式(8)中，Rf(x,y)表示曝光区域内部总的非对称旋转量，Rfabxayb表示影响非对称旋转量的m次形变参数，但当a和b为0时，Rf00为非对称旋转分量。此时形变参数包括：旋转量。
同样的道理，第二曝光区域的位置及数量也是预先确定的，第二曝光区域的数量可以包括7～9个，每个第二曝光区域上设置的套刻误差标记点的数量根据m值确定。比如，当m值为2时，套刻误差标记点的数量可以为6～8；当m值为3时，套刻误差标记点的数量可以为8～10。需要说明的是，为了保证补偿精度，形变越复杂的区域，m的值越大。比如在边缘区域，m值可以为3，那么在第一剩余区域或第二剩余区域，m值可以为2。
当第二曝光区域确定出之后，在利用套刻误差补偿值线性m阶计算模型确定中心区域的套刻误差补偿值时，就是利用m阶计算模型对所有第二曝光区域上的所有套刻误差标记点进行量测、计算得出相应的补偿值的。
这里，针对边缘区域，在确定第二曝光区域时，第二曝光区域应该是完整的曝光区域。假如边缘区域的完整曝光区域的数量不足时(没有达到预设的数量)，则会将剩余区域的第二曝光区域作为边缘区域的第二曝光区域。
举例来说，参考图2，边缘区域的最左侧的曝光区域21为不完整的曝光区域，那么则会将相邻区域(第二剩余区域)的曝光区域22作为边缘区域的曝光区域。
S112，对所述当前批次的下一批次晶圆进行光刻时，利用所述n个区域的套刻误差补偿值分别对所述下一批次晶圆的相应区域的曝光区域进行补偿，其中，所述下一批次晶圆的划分区域所述当前批次晶圆的划分区域相同。
各区域的套刻误差补偿值确定出之后，先进控制(APC，Advance ProcessControl)系统对当前批次的下一批次晶圆进行光刻时，利用n个区域的套刻误差补偿值分别对下一批次晶圆的相应区域的曝光区域进行补偿，其中，下一批次晶圆的划分区域当前批次晶圆的划分区域相同。这样针对不同区域确定出的套刻误差补偿值更符合不同区域在光刻时的实际形变，因此可以提高补偿精度，进而确保了晶圆的质量。
实施例二
基于与实施例一同样的发明构思，本申请还提供了一种套刻误差的补偿装置，如图5所示，装置包括：划分单元51、确定单元52及补偿单元53；其中，
因在光刻过程中，晶圆不同区域受到的形变是不一样的，那么针对晶圆上所有的曝光区域shot来说，如果采用同样的套刻误差补偿值，其补偿精度必然是得不到保证的。因此本实施针对当前批次的晶圆，划分单元51用于按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域。
作为一种可选的实施例，划分单元51具体用于：
获取所述当前批次晶圆的尺寸，当所述晶圆尺寸为300～450mm时，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，所述n为2～4；
当所述晶圆尺寸大于450mm时，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，所述n为大于4的整数。
这里，当晶圆尺寸为300～450mm时，n值太大会导致区域划分的过多，最终导致套刻误差的计算过于复杂，增加处理器负担，因此n值可以包括2～4，优选地为3。当晶圆尺寸大于450mm时，为了确保n可以为大于1的整数，也就是说n值可以取2以上的整数，无需限定划分区域的最大数量。
作为一种可选的实施例，参考图2，当n值为2时，将所述晶圆划分为中心区域及边缘区域，所述中心区域与所述边缘区域的比例为2:3，也即中心区域占晶圆总区域的2/5，,边缘区域占晶圆总区域的3/5。
图2中，
Figure GDA0003342226190000101
形状的曝光区域为中心区域，剩余的为边缘区域。
作为一种可选的实施例，划分单元51具体用于：
当所述n值为3时，将所述晶圆划分为中心区域、边缘区域及第一剩余区域；其中，第一剩余区域为总区域减去中心区域及边缘区域之后剩下的区域，中心区域为所述晶圆总区域的20～22％，所述边缘区域为所述晶圆总区域的25～27％，所述第一剩余区域为所述晶圆总区域的51～53％。可以理解的是，中心区域为从晶圆中心开始向外扩散的区域，边缘区域为晶圆边缘向内扩散的区域，第一剩余区域为中心区域与边缘区域之间的区域。
这里，当n值为3时，划分的区域可参考图3。图3中，
Figure GDA0003342226190000102
形状的曝光区域为中心区域，
Figure GDA0003342226190000103
形状的曝光区域为第一剩余区域，剩余的无填充的曝光区域为边缘区域，
作为一种可选的实施例，划分单元51具体用于：
当n值为4时，将所述晶圆划分为中心区域、边缘区域、第二剩余区域及第三剩余区域；其中，
中心区域为所述晶圆总区域的20～22％，边缘区域为晶圆总区域的36～38％，所述第二剩余区域为所述晶圆总区域的22～24％，所述第三剩余区域为所述晶圆总区域的20～22％；其中，第二剩余区域为与中心区域相邻的区域，第三剩余区域为与边缘区域相邻的区域。
这里，当n值为4时，划分的区域可参考图4。图4中，
Figure GDA0003342226190000111
形状的曝光区域为中心区域，
Figure GDA0003342226190000112
形状的曝光区域为第二剩余区域，
Figure GDA0003342226190000113
形状的曝光区域为第三剩余区域，剩下的无填充的曝光区域为边缘区域。
在实际应用中，可以根据晶圆的实际情况(比如面积)对其进行区域划分。
因晶圆的不同区域，在光刻过程中，晶圆的膨胀、旋转等因素对不同区域的曝光区域shot有不同的影响。对于中心区域的曝光区域来说，晶圆的膨胀、旋转等因素对其影响较小，因此，作为一种可选的实施例，所述针对不同区域，确定单元52具体用于：
当区域为中心区域时，获取所述中心区域中预先设定的第一曝光区域；
基于第一曝光区域，利用套刻误差补偿值线性计算模型确定中心区域的套刻误差补偿值。
这里，考虑到量测成本，本实施例在确定第一曝光区域时，并不是将中心区域所有的曝光区域全部当作第一曝光区域的，第一曝光区域的位置是预先确定的，数量也是预先确定的，可以包括5～6个，每个曝光区域上一般设置有5个套刻误差标记点，在利用套刻误差补偿值线性计算模型确定中心区域的套刻误差补偿值时，就是利用线性计算模型对所有第一曝光区域上的所有套刻误差标记点进行量测、计算，得出相应的补偿值的。
其中，线性计算数学模型如公式(1)和(2)所示：
Tx(x,y)＝Tx00+Tx10*x+Tx01*y (1)
Ty(x,y)＝Ty00+Ty10*x+Ty01*y (2)
其中，在公式(1)中，Tx(x,y)表示套刻误差标记点(x，y)在X方向上的总偏移量，Tx00表示套刻误差标记点(x，y)在X方向上的平移分量，Tx10表示套刻误差标记点(x，y)在X方向上的放大分量，Tx01表示套刻误差标记点(x，y)在X方向上旋转形变及正交形变的影响系数；
在公式(2)中，Ty(x,y)表示套刻误差标记点(x，y)坐标在Y方向上的总偏移量，Ty00表示套刻误差标记点(x，y)在Y方向上的平移分量，Ty10表示套刻误差标记点(x，y)在Y方向上的放大分量，Ty10表示套刻误差标记点(x，y)在Y方向上旋转形变及正交形变的影响系数。
而对于非中心区域来说，当晶圆膨胀或旋转时，非中心区域的形变比较复杂，为了保证补偿值的精度，当所述区域为非中心区域时，确定单元52用于：
获取所述非中心区域中预先设定的第二曝光区域，非中心区域包括：边缘区域、第一剩余区域、第二剩余区域及第三剩余区域；
基于所述第二曝光区域，利用套刻误差补偿值m阶计算模型确定所述非中心区域对应的套刻误差补偿值，所述m为2～5的整数，当m大于1时，一般将m阶计算模型称之为高阶计算模型。其中，m阶计算模型如公式(3)～(8)所示：
Figure GDA0003342226190000121
Figure GDA0003342226190000122
Figure GDA0003342226190000123
Figure GDA0003342226190000124
Figure GDA0003342226190000125
Figure GDA0003342226190000131
需要说明的是，在公式(3)～(8)中，a与b之和应该等于m值，并且a和b的组合方式应该包含m值所有的拆分方式。举例来说，当m为2时，a和b的组合方式包括(2，0)、(1，1)及(0，2)；当m为3时，a和b的组合方式包括(3，0)、(1，2)、(2，1)及(0，3)。
同样的，在公式(3)中，Tx(x,y)表示套刻误差标记点(x，y)在X方向上的总偏移量，Txabxayb为套刻误差标记点沿X方向的m次形变参数，此时形变参数包括：平移量。
在公式(4)中，Ty(x,y)表示套刻误差标记点(x，y)在Y方向上的总偏移量，Tyabxayb为套刻误差标记点沿Y方向的m次形变参数。此时形变参数包括：平移量。
公式(5)中，Ms(x,y)表示曝光区域内部总的对称放大量，Msabxayb表示影响对称性放大量的m次形变参数，但当a和b为0时，Ms00为对称放大分量。此时形变参数包括：放大量。
公式(6)中，Mf(x,y)表示曝光区域内部总的非对称放大量，Mfabxayb表示影响对非称性放大量的m次形变参数，但当a和b为0时，Mf00为非对称放大分量。此时形变参数包括：放大量。
公式(7)中，Rs(x,y)表示曝光区域内部总的对称旋转量，Rsabxayb表示影响对称旋转量的m次形变参数，但当a和b为0时，Rs00为对称旋转分量。此时形变参数包括：旋转量。
公式(8)中，Rf(x,y)表示曝光区域内部总的非对称旋转量，Rfabxayb表示影响非对称旋转量的m次形变参数，但当a和b为0时，Rf00为非对称旋转分量。此时形变参数包括：旋转量。
同样的道理，第二曝光区域的位置及数量也是预先确定的，第二曝光区域的数量可以包括7～9个，每个第二曝光区域上设置的套刻误差标记点的数量根据m值确定。比如，当m值为2时，套刻误差标记点的数量可以为6～8；当m值为3时，套刻误差标记点的数量可以为8～10。需要说明的是，为了保证补偿精度，形变越复杂的区域，m的值越大。比如在边缘区域，m值可以为3，那么在第一剩余区域或第二剩余区域，m值可以为2。
当第二曝光区域确定出之后，在利用套刻误差补偿值线性m阶计算模型确定中心区域的套刻误差补偿值时，就是利用m阶计算模型对所有第二曝光区域上的所有套刻误差标记点进行量测、计算得出相应的补偿值的。
这里，针对边缘区域，在确定第二曝光区域时，第二曝光区域应该是完整的曝光区域。假如边缘区域的完整曝光区域的数量不足时(没有达到预设的数量)，则会将剩余区域的第二曝光区域作为边缘区域的第二曝光区域。
举例来说，参考图2，边缘区域的最左侧的曝光区域21为不完整的曝光区域，那么则会将相邻区域(第二剩余区域)的曝光区域22作为边缘区域的曝光区域。
各区域的套刻误差补偿值确定出之后，先进控制系统APC对当前批次的下一批次晶圆进行光刻时，补偿单元53用于利用n个区域的套刻误差补偿值分别对下一批次晶圆的相应区域的曝光区域进行补偿，其中，下一批次晶圆的划分区域当前批次晶圆的划分区域相同。这样针对不同区域确定出的套刻误差补偿值更符合不同区域在光刻时的实际形变，因此可以提高补偿精度，进而确保了晶圆的质量。
本申请实施例提供的套刻误差的补偿方法及装置能带来的有益效果至少是：
本发明实施例提供一种套刻误差的补偿方法及装置，方法包括：针对当前批次的晶圆，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，所述n值为大于1的整数；针对不同区域，利用对应的套刻误差补偿值计算模型确定每个区域的套刻误差补偿值；对所述当前批次的下一批次晶圆进行光刻时，利用所述n个区域的套刻误差补偿值分别对所述下一批次晶圆的相应区域的曝光区域进行补偿，其中，所述下一批次晶圆的划分区域所述当前批次晶圆的划分区域相同；如此，对晶圆进行区域划分，针对不同区域确定出对应的套刻误差补偿值，这样确定出的套刻误差补偿值更符合不同区域在光刻时的实际形变，因此可以提高补偿精度，进而确保了晶圆的质量；并且，本申请在确定各区域的补偿值时，也并不需要对该区域中所有的曝光区域进行计算，而是选取预定数量、预定位置的曝光区域进行计算即可，因此在确定补偿值的过程中，量测的套刻误差标记点也并不需要太多，因此量测成本及效率也是可以得到保证的。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种套刻误差的补偿方法，其特征在于，所述方法包括：
针对当前批次的晶圆，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，所述n值为大于1的整数；
针对不同区域，利用对应的套刻误差补偿值计算模型确定每个区域的套刻误差补偿值；
对所述当前批次的下一批次晶圆进行光刻时，利用所述n个区域的套刻误差补偿值分别对所述下一批次晶圆的相应区域的曝光区域进行补偿，其中，所述下一批次晶圆的划分区域所述当前批次晶圆的划分区域相同；其中，
所述按照预先设置的区域划分规则将所述晶圆划分为n个区域，包括：
当所述n值为3时，将所述晶圆划分为中心区域、边缘区域及第一剩余区域；其中，所述中心区域为所述晶圆总区域的20～22％，所述边缘区域为所述晶圆总区域的25～27％，所述第一剩余区域为所述晶圆总区域的51～53％；
所述按照预先设置的区域划分规则将所述晶圆划分为n个区域，包括：
当所述n值为4时，将所述晶圆划分为中心区域、边缘区域、第二剩余区域及第三剩余区域；其中，
所述中心区域为所述晶圆总区域的20～22％，所述边缘区域为所述晶圆总区域的36～38％，所述第二剩余区域为所述晶圆总区域的22～24％，所述第三剩余区域为所述晶圆总区域的20～22％；其中，所述第二剩余区域为与所述中心区域相邻的区域，所述第三剩余区域为与所述边缘区域相邻的区域。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对当前批次的晶圆，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，包括：
获取所述当前批次晶圆的尺寸，当所述晶圆尺寸为300～450mm时，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，所述n为2～4；
当所述晶圆尺寸大于450mm时，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，所述n为大于1的整数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述按照预先设置的区域划分规则将所述晶圆划分为n个区域，包括：
当所述n值为2时，将所述晶圆划分为中心区域及边缘区域，所述中心区域与所述边缘区域的比例为2:3。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对不同区域，利用对应的套刻误差补偿值计算模型确定每个区域的套刻误差补偿值，包括：
当所述区域为中心区域时，获取所述中心区域中预先设定的第一曝光区域；
基于所述第一曝光区域，利用套刻误差补偿值线性计算模型确定所述中心区域的套刻误差补偿值。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对不同区域，利用对应的套刻误差补偿值计算模型确定每个区域的套刻误差补偿值，包括：
当所述区域为非中心区域时，获取所述非中心区域中预先设定的第二曝光区域；
基于所述第二曝光区域，利用套刻误差补偿值m阶计算模型确定所述非中心区域对应的套刻误差补偿值，所述m为大于1的整数。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述区域为边缘区域时，所述第二曝光区域为完整的曝光区域。
7.一种套刻误差的补偿装置，其特征在于，所述装置包括：
划分单元，用于针对当前批次的晶圆，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，所述n值为大于1的整数；
确定单元，用于针对不同区域，利用对应的套刻误差补偿值计算模型确定每个区域的套刻误差补偿值；
补偿单元，用于对所述当前批次的下一批次晶圆进行光刻时，利用所述n个区域的套刻误差补偿值分别对所述下一批次晶圆的相应区域的曝光区域进行补偿，其中，所述下一批次晶圆的划分区域所述当前批次晶圆的划分区域相同。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述划分单元具体用于：
获取所述当前批次晶圆的尺寸，当所述晶圆尺寸为300～450mm时，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，所述n为2～4；
当所述晶圆尺寸大于450mm时，按照预先设置的区域划分规则将所述当前批次的晶圆划分为n个区域，所述n为大于1的整数；其中，
所述按照预先设置的区域划分规则将所述晶圆划分为n个区域，包括：
当所述n值为3时，将所述晶圆划分为中心区域、边缘区域及第一剩余区域；其中，所述中心区域为所述晶圆总区域的20～22％，所述边缘区域为所述晶圆总区域的25～27％，所述第一剩余区域为所述晶圆总区域的51～53％；
所述按照预先设置的区域划分规则将所述晶圆划分为n个区域，包括：
当所述n值为4时，将所述晶圆划分为中心区域、边缘区域、第二剩余区域及第三剩余区域；其中，
所述中心区域为所述晶圆总区域的20～22％，所述边缘区域为所述晶圆总区域的36～38％，所述第二剩余区域为所述晶圆总区域的22～24％，所述第三剩余区域为所述晶圆总区域的20～22％；其中，所述第二剩余区域为与所述中心区域相邻的区域，所述第三剩余区域为与所述边缘区域相邻的区域。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113376969A (zh) * 2020-03-10 2021-09-10 长鑫存储技术有限公司 套刻误差的补偿方法、曝光系统、服务器及可读存储介质
CN111580349A (zh) * 2020-05-28 2020-08-25 上海华力集成电路制造有限公司 晶圆迭加异常补偿方法及晶圆迭加异常信息量测方法
CN113823581B (zh) * 2020-06-19 2023-09-22 长鑫存储技术有限公司 半导体工艺生产线派货方法、存储介质以及半导体设备
CN112015056B (zh) * 2020-07-29 2023-01-03 中国科学院微电子研究所 套刻偏差值的修正方法、电子设备及计算机可读存储介质
CN114114844B (zh) * 2020-08-31 2024-04-19 中芯南方集成电路制造有限公司 套刻偏差的补偿方法
CN114371602B (zh) * 2020-10-15 2023-10-13 长鑫存储技术有限公司 套刻精度的控制方法和装置
US11803128B2 (en) 2020-10-15 2023-10-31 Changxin Memory Technologies, Inc. Control method and device of overlay accuracy
CN114690567A (zh) * 2020-12-25 2022-07-01 中芯南方集成电路制造有限公司 套刻偏差的补偿系统及方法
CN113376971A (zh) * 2021-06-03 2021-09-10 南京诚芯集成电路技术研究院有限公司 一种应对应力影响套刻误差的方法和系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106483770A (zh) * 2015-08-31 2017-03-08 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 套刻精度补偿方法
WO2019139390A1 (ko) * 2018-01-12 2019-07-18 (주)오로스 테크놀로지 오버레이 마크 및 이를 이용한 오버레이 계측방법 및 반도체 디바이스 제조방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10340165B2 (en) * 2016-03-29 2019-07-02 Kla-Tencor Corporation Systems and methods for automated multi-zone detection and modeling

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106483770A (zh) * 2015-08-31 2017-03-08 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 套刻精度补偿方法
WO2019139390A1 (ko) * 2018-01-12 2019-07-18 (주)오로스 테크놀로지 오버레이 마크 및 이를 이용한 오버레이 계측방법 및 반도체 디바이스 제조방법

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