CN111103768B - 一种减少晶圆边缘聚焦不良的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种减少晶圆边缘聚焦不良的方法，编写ASML曝光排布模拟软件和ASML光刻机水平采样模拟软件；模拟ASML曝光排布和ASML光刻机水平采样点位置；确认有完整die的边缘部分shot是否有水平采样点，若无则进行步骤四，若有则进行产品片作业；优化曝光排布，保证有完整die的shot至少有一个水平采样点为止。本发明通过编写模拟曝光排布软件和模拟光刻机水平采样软件、模拟曝光排布和光刻机水平采样点位置、以及优化曝光排布的方法可以在产品片流片前进行优化，避免产品出现异常后再进行，减少了异常发生。

Description

一种减少晶圆边缘聚焦不良的方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种减少晶圆边缘聚焦不良的方法。
背景技术
受产品管芯尺寸大小、晶圆上曝光shot排布和光刻机尺寸限制，晶圆边缘的部分shot出现在晶圆边缘，对于小管芯产品易出边缘散焦。
如图1a中模拟的晶圆曝光分布(map)，圆圈01中的shot表示为不完整shot，图1b为图1a中不完整shot的局部放大示意图，其面积特别小，但是里面又有完整管芯。在线经常会扫到晶圆边缘聚焦不良。
分析水平测量数据(leveling data)，发现发生散焦(defocus)的部分shot(partial shot)没有水平传感器(leveling sensor)，因此其曝光用的水平(leveling)信息都是借用整片晶圆或者邻近shot的，leveling信息不够准确。如图2a所示，图2a中仅显示部分shot水平传感器(partial shot leveling sensor)采样点，发生defocus位置没有采样点。图2b为图2a的局部放大图。
对于上述问题，传统的改进方法有两种：一、改进水平传感器(leveling sensor)，即单位长度内增加点数或者用氮气量测(N2 gauge)；二，优化曝光分布(map)。水平传感器(leveling sensor)的优化需要花费巨大且需要停机升级，当前在线产品优化比较被动，产品作业后才能知道其水平传感器的排布，再一轮轮进行分片试验，且产品已经投片，曝光map已经固定，可调整余地很小。
因此，需要提出一种新的方法来解决上述问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种减少晶圆边缘聚焦不良的方法，用于解决现有技术中因曝光用的水平信息都是借用整片晶圆或者邻近shot的，leveling信息不够准确，发生散焦位置没有采样点导致晶圆边缘散焦的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种减少晶圆边缘聚焦不良的方法，该方法至少包括以下步骤：
步骤一、编写ASML曝光排布模拟软件和ASML光刻机水平采样模拟软件；
步骤二、模拟ASML曝光排布和ASML光刻机水平采样点位置；
步骤三、确认有完整die的边缘部分shot是否有水平采样点，若无则进行步骤四，若有则进行产品片作业；
步骤四、优化曝光排布，保证有完整die的shot至少有一个水平采样点为止。
优选地，步骤一中ASML曝光排布模拟软件为关于shot和die的曝光排布软件。
优选地，步骤一中使用excel VBA编程方法编写所述模拟曝光排布软件。
优选地，步骤一中编写所述曝光排布模拟软件的方法为：根据产品的shot大小、die大小、聚焦边缘间距宽度、划线槽宽度和激光标记位置计算shot横轴和纵轴偏移量。
优选地，步骤一中计算shot横轴和纵轴偏移量的方法包括：(1)从晶圆缺口位置排shot，所述缺口上方第一个完整shot距离晶圆边缘5-7mm的位置用于摆放激光标记，并求得每个shot四角的坐标，之后算出晶圆中心shot的中心点相对于晶圆中心的横纵轴偏移量shot offset X/Y；(2)计算die四角坐标。
优选地，步骤一中编写所述ASML光刻机水平采样模拟软件的方法包括：(a)从所述ASML曝光排布模拟软件中可以获取shot大小、die大小、聚焦边缘间距宽度、划线槽宽度、激光标记位置和所述shot offset X/Y的信息；(b)计算每个水平传感器相对shot的坐标；(c)将所述水平传感器相对shot的坐标叠加上shot坐标，得出所述水平传感器四角的坐标。
优选地，步骤二中模拟ASML曝光排布是通过输入shot尺寸和聚焦边缘间距，将晶圆shot、die、缺口和聚焦边缘间距画在一张图中，调用excel VBA中多边形和线段画图函数在模拟完整die的同时模拟出晶圆边缘的不完整die。
优选地，步骤二中模拟ASML光刻机水平采样点位置的方法是根据计算出的所述水平传感器四角的坐标画模拟图。
优选地，步骤四中通过调整shot offset X以及所述聚焦边缘间距宽度来优化曝光排布。
优选地，步骤二中输入shot尺寸为：横向步长间距为25.2mm；纵向步长间距为32mm。
优选地，步骤二中输入的所述聚焦边缘间距为3mm。
优选地，步骤四中调整所述shot offset X的方法为每次调整1μm。
优选地，步骤四中所述shot offset X优化为1.5mm，shot offset Y优化为1.03mm。
优选地，步骤四中所述聚焦边缘间距宽度优化为2.2mm。
如上所述，本发明的减少晶圆边缘聚焦不良的方法，具有以下有益效果：本发明通过编写曝光排布模拟软件和光刻机水平采样模拟软件、模拟曝光排布和光刻机水平采样点位置、以及优化曝光排布的方法可以在产品片流片前进行优化，避免产品出现异常后再进行，减少了异常发生。
附图说明
图1a显示为现有技术中模拟的曝光分布示意图；
图1b显示为图1a中不完整shot的局部放大示意图；
图2a中显示现有技术中部分shot水平传感器采样点；
图2b中显示为图2a的局部放大图；
图3显示为本发明的减少晶圆边缘聚焦不良的方法流程示意图；
图4显示为晶圆中心shot的中心点相对于晶圆中心的横纵轴偏移量示意图；
图5显示为ASML光刻机水平传感器的硬件尺寸；
图6显示为水平传感器采样点排布示意图；
图7显示为水平传感器采样点模拟图；
图8显示为经过优化后的采样点模拟图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图3和图8。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供一种减少晶圆边缘聚焦不良的方法，如图3所示，图3显示为本发明的减少晶圆边缘聚焦不良的方法流程图。该方法包括以下步骤：
步骤一、编写ASML曝光排布模拟软件和ASML光刻机水平采样模拟软件；本发明进一步地，步骤一中ASML曝光排布模拟软件为关于shot和die的曝光排布软件。本发明更进一步地，步骤一中使用excel VBA编程方法编写所述模拟曝光排布软件
本实施例中，步骤一中编写所述曝光排布模拟软件的方法为：根据产品的shot大小、die大小、聚焦边缘间距(FEC)宽度、划线槽宽度(scribe lane size)和激光标记位置(laser mark location)计算shot横轴和纵轴偏移量shot offset X/Y。
本实施例更进一步地，步骤一中计算shot横轴和纵轴偏移量的方法包括：(1)从晶圆缺口位置排shot，所述缺口上方第一个完整shot距离晶圆边缘5-7mm的位置用于摆放激光标记，如图4所示，图4显示为晶圆中心shot的中心点相对于晶圆中心的横纵轴偏移量示意图；并求得每个shot四角的坐标，之后算出晶圆中心shot的中心点相对于晶圆中心的横纵轴偏移量，该偏移量即为shot offset X/Y；(2)计算die四角坐标。
步骤一中除了需要编写ASML曝光排布模拟软件还需要编写ASML光刻机水平采样模拟软件，本实施例中步骤一编写所述ASML光刻机水平采样模拟软件的方法包括：(a)从所述ASML曝光排布模拟软件中可以获取shot大小、die大小、聚焦边缘间距宽度、划线槽宽度、激光标记位置和所述shot offset X/Y的信息；(b)计算每个水平传感器相对shot的坐标；该步骤中是根据ASML光刻机水平传感器(leveling sensor)硬件尺寸计算每个水平传感器相对shot的坐标；如图5所示，图5显示ASML光刻机水平传感器的硬件尺寸；如图6所示，图6显示为水平传感器采样点排布示意图。其中曝光区域为shot区域，在Y方向上每隔0.5mm取样一点；(c)将所述水平传感器相对shot的坐标叠加上shot坐标，得出所述水平传感器四角的坐标。
步骤二、模拟ASML曝光排布和光刻机水平采样点位置；该步骤在产品下线后，需要模拟ASML曝光排布和光刻机水平采样点的位置。进一步地，步骤二中模拟ASML曝光排布是通过输入shot尺寸和聚焦边缘间距，将晶圆shot、die、缺口和聚焦边缘间距画在一张图中，调用excel VBA中多边形和线段画图函数在模拟完整die的同时模拟出晶圆边缘的不完整die。所述shot尺寸包括横向步长间距(step pitch X)以及纵向步长间距(step pitch Y)。步骤二中输入shot尺寸为：横向步长间距(step pitch X)为25.2mm；纵向步长间距(steppitch Y)为32mm。优选地，步骤二中输入shot尺寸为：横向步长间距为25.2mm；纵向步长间距为32mm。再进一步地，步骤二中输入的所述聚焦边缘间距为3mm。本发明再进一步地，步骤二中模拟曝光排布和光刻机水平采样点位置过程中，输入的所述聚焦边缘间距(FEC,FocusEdge clearance)的宽度为3mm。所述die的横向大小为1.5mm，所述die的纵向大小为2mm。
本实施例中，步骤二中模拟ASML光刻机水平采样点位置的方法是根据计算出的所述水平传感器四角的坐标画模拟图。如图7所示，图7显示为水平传感器采样点模拟图。
步骤三、确认有完整die的边缘部分shot是否有水平采样点，若无则进行步骤四，若有则进行产品片作业；亦即该步骤通过对曝光排布和光刻机水平采样点位置的模拟，需要确认有完整die的边缘部分shot的水平采样点情况，若有完整的die的边缘部分shot的水平采样点，则无需再进行后续的优化步骤，直接进行产品片作业，在产品片作业后如果确认结果是好的，则进行正常的产品流片。若产品片作业后确认的结果不好，则需要再进行产品片作业，直至结果为优为止。如果有完整的die的边缘部分shot没有水平采样点，则需要进行步骤四进行优化，直至优化为有完整die的边缘的shot至少有一个水平采样点为止。
步骤四、优化曝光排布，保证有完整die的shot至少有一个水平采样点为止。本发明进一步地，步骤四中通过调整shot offset X以及所述聚焦边缘间距宽度来优化曝光排布，一旦发现有完整die的shot没有水平传感器采样点，就安排shot offset X微调，每次调整1微米，直到有完整die的shot至少有一个水平传感器采样点为止。步骤四中调整所述shot offset X的方法为每次调整1微米。步骤四中所述shot offset X优化为1.5mm，shotoffset Y优化为1.03mm。步骤四中所述聚焦边缘间距宽度优化为2.2mm。如图8所示，图8显示为经过优化后的采样点模拟图。
综上所述，本发明通过编写模拟曝光排布软件和模拟光刻机水平采样软件、模拟曝光排布和光刻机水平采样点位置、以及优化曝光排布的方法可以在产品片流片前进行优化，避免产品出现异常后再进行，减少了异常发生。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种减少晶圆边缘聚焦不良的方法，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：
步骤一、编写ASML曝光排布模拟软件和ASML光刻机水平采样模拟软件；其中编写所述曝光排布模拟软件的方法为：根据产品的shot大小、die大小、聚焦边缘间距宽度、划线槽宽度和激光标记位置计算shot横轴和纵轴偏移量shot offset X/Y；其中计算shot横轴和纵轴偏移量的方法包括：(1)从晶圆缺口位置排shot，所述缺口上方第一个完整shot距离晶圆边缘5-7mm的位置用于摆放激光标记，并求得每个shot四角的坐标，之后算出晶圆中心shot的中心点相对于晶圆中心的横纵轴偏移量shot offset X/Y；(2)计算die四角坐标；
步骤二、模拟ASML曝光排布和ASML光刻机水平采样点位置；
步骤三、确认有完整die的边缘部分shot是否有水平采样点，若无则进行步骤四，若有则进行产品片作业；
步骤四、优化曝光排布，保证有完整die的shot至少有一个水平采样点为止。
2.根据权利要求1所述的减少晶圆边缘聚焦不良的方法，其特征在于：步骤一中ASML曝光排布模拟软件为关于shot和die的曝光排布软件。
3.根据权利要求2所述的减少晶圆边缘聚焦不良的方法，其特征在于：步骤一中使用excel VBA编程方法编写所述曝光排布模拟软件 。
4.根据权利要求3所述的减少晶圆边缘聚焦不良的方法，其特征在于：步骤一中编写所述ASML光刻机水平采样模拟软件的方法包括：(a)从所述ASML曝光排布模拟软件中可以获取shot大小、die大小、聚焦边缘间距宽度、划线槽宽度、激光标记位置和所述shot offsetX/Y的信息；(b)计算每个水平传感器相对shot的坐标；(c)将所述水平传感器相对shot的坐标叠加上shot坐标，得出所述水平传感器四角的坐标。
5.根据权利要求1所述的减少晶圆边缘聚焦不良的方法，其特征在于：步骤二中模拟ASML曝光排布是通过输入shot尺寸和聚焦边缘间距，将晶圆shot、die、缺口和聚焦边缘间距画在一张图中，调用excel VBA中多边形和线段画图函数在模拟完整die的同时模拟出晶圆边缘的不完整die。
6.根据权利要求4所述的减少晶圆边缘聚焦不良的方法，其特征在于：步骤二中模拟ASML光刻机水平采样点位置的方法是根据计算出的所述水平传感器四角的坐标画模拟图。
7.根据权利要求1所述的减少晶圆边缘聚焦不良的方法，其特征在于：步骤四中通过调整shot offset X以及所述聚焦边缘间距宽度来优化曝光排布。
8.根据权利要求5所述的减少晶圆边缘聚焦不良的方法，其特征在于：步骤二中输入shot尺寸为：横向步长间距为25.2mm；纵向步长间距为32mm。
9.根据权利要求5所述的减少晶圆边缘聚焦不良的方法，其特征在于：步骤二中输入的所述聚焦边缘间距为3mm。
10.根据权利要求7所述的减少晶圆边缘聚焦不良的方法，其特征在于：步骤四中调整所述shot offset X的方法为每次调整1微米。
11.根据权利要求8所述的减少晶圆边缘聚焦不良的方法，其特征在于：步骤四中所述shot offset X优化为1.5mm，shot offset Y优化为1.03mm。
12.根据权利要求1所述的减少晶圆边缘聚焦不良的方法，其特征在于：步骤四中所述聚焦边缘间距宽度优化为2.2mm。
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