CN111106054B - 一种预判晶圆校准值的方法和存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种预判晶圆校准值的方法和存储介质，所述方法包括：设置晶圆校准图；获取晶圆扫描图，将所述晶圆扫描图和所述晶圆校准图进行比对，并输出比对结果；所述比对结果包括所述晶圆扫描图和所述晶圆校准图之间的校准值。当晶圆扫描图的位置调整时，其相较于晶圆校准图的校准值也相应调整，使得校准过程更加直观，有利于提高校准精度。

Description

一种预判晶圆校准值的方法和存储介质
技术领域
本发明涉及晶圆校准领域，特别涉及一种预判晶圆校准值的方法和存储介质。
背景技术
在半导体制造行业，曝光设备是制程过程中的关键设备，该设备的光学物理极限、机械精度、设备稳定性都将直接影响到产品的特性。由于曝光设备存在一定的惯性，因而在曝光时往往容易出现对准偏差，导致上下叠层错位。为解决这一问题，通常的做法是根据上下层各测量点的偏差值分别在X和Y方向上取平均值，之后根据两个平均偏移值实现对晶圆或者掩膜的提前定量定向移动，并以此来克服设备惯性问题。现有的做法存在以下问题：(1)测量值数据只是最终在X方向和Y方向上的两个平均值，无法直观的体现晶片上各点测量值的变化趋势；(2)采用测量数据求平均值做为机台提前动作的指令值，无法兼顾局部的良率。
发明内容
为此，需要提供一种预判晶圆校准值的技术方案，用于解决现有的晶圆校准方法无法直观体现晶圆上各测量值的变化趋势的技术问题。
为实现上述目的，发明人提供了一种预判晶圆校准值的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:
设置晶圆校准图；
获取晶圆扫描图，将所述晶圆扫描图和所述晶圆校准图进行比对，并输出比对结果；所述比对结果包括所述晶圆扫描图和所述晶圆校准图之间的校准值。
作为一种可选的实施例，所述晶圆校准图包括多个校准单元格，所述晶圆扫描图包括多个晶圆单元格，所述方法包括以下步骤:
将各晶圆单元格上的坐标位置与各校准单元格进行比对，并输出比对结果。
作为一种可选的实施例，所述校准单元格包括第一校准线和第二校准线，所述晶圆单元格包括横轴线和纵轴线，所述方法包括以下步骤：
将各晶圆单元格的横轴线位置与所述第一校准线进行比对，记录第一偏移值；以及将将各晶圆单元格的纵轴线位置与所述第二校准线进行比对，记录第二偏移值。
作为一种可选的实施例，所述方法包括：
当晶圆单元格的横轴线位置位于所述第一校准线的左侧时，判定该晶圆单元格横轴负偏移，并记录横轴负向偏移值；
当判定晶圆单元格的横轴线位置位于所述第一校准线的右侧时，判定该晶圆单元格横轴正偏移，并记录横轴正向偏移值；
或者，当晶圆单元格的纵轴线位置位于所述第二校准线的上侧时，判定该晶圆单元格纵轴正偏移，并记录纵轴正向偏移值；
当判定晶圆单元格的纵轴线位置位于所述第二校准线的下侧时，判定该晶圆单元格纵轴负偏移，并记录纵轴纵向偏移值。
作为一种可选的实施例，所述方法包括：
根据位置调整参数对所述晶圆扫描图的相对于所述晶圆校准图的位置进行调整。
发明人还提供了一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前文所述的方法步骤。
区别于现有技术，上述技术方案所述的预判晶圆校准值的方法和存储介质，所述方法包括：设置晶圆校准图；获取晶圆扫描图，将所述晶圆扫描图和所述晶圆校准图进行比对，并输出比对结果；所述比对结果包括所述晶圆扫描图和所述晶圆校准图之间的校准值。当晶圆扫描图的位置调整时，其相较于晶圆校准图的校准值也相应调整，使得校准过程更加直观，有利于提高校准精度。
附图说明
图1为本发明一具体实施方式涉及的晶圆图表的示意图；
图2为本发明另一具体实施方式涉及的晶圆图表的示意图；
图3为本发明另一具体实施方式涉及的晶圆图表的示意图；
图4为本发明另一具体实施方式涉及的晶圆图表的示意图；
图5为本发明另一具体实施方式涉及的晶圆图表的示意图；
图6为本发明另一具体实施方式涉及的晶圆图表的示意图；
图7为本发明另一具体实施方式涉及的晶圆图表的示意图；
图8为本发明另一具体实施方式涉及的晶圆图表的示意图；
图9为本发明一具体实施方式涉及的的预判晶圆校准值的方法的流程图；
图10为本发明另一具体实施方式涉及的的预判晶圆校准值的方法的流程图。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请参阅图9，为本发明一具体实施方式涉及的预判晶圆校准值的方法的流程图。所述方法包括以下步骤:
首先进入步骤S901设置晶圆校准图；
而后进入步骤S902获取晶圆扫描图，将所述晶圆扫描图和所述晶圆校准图进行比对，并输出比对结果；所述比对结果包括所述晶圆扫描图和所述晶圆校准图之间的校准值。
优选的，所述晶圆校准图包括多个校准单元格，所述晶圆扫描图包括多个晶圆单元格，所述方法包括以下步骤:将各晶圆单元格上的坐标位置与各校准单元格进行比对，并输出比对结果。通过比对各晶圆单元格上的坐标位置与各校准单元格的相对位置，可以获知当前晶圆相较于校正单元格的偏移量，使得校准过程更加直观。
在某些实施例中，所述校准单元格包括第一校准线和第二校准线，所述晶圆单元格包括横轴线和纵轴线，所述方法包括以下步骤：将各晶圆单元格的横轴线位置与所述第一校准线进行比对，记录第一偏移值；以及将将各晶圆单元格的纵轴线位置与所述第二校准线进行比对，记录第二偏移值。
优选的，所述方法包括：当晶圆单元格的横轴线位置位于所述第一校准线的左侧时，判定该晶圆单元格横轴负偏移，并记录横轴负向偏移值；当判定晶圆单元格的横轴线位置位于所述第一校准线的右侧时，判定该晶圆单元格横轴正偏移，并记录横轴正向偏移值；或者，当晶圆单元格的纵轴线位置位于所述第二校准线的上侧时，判定该晶圆单元格纵轴正偏移，并记录纵轴正向偏移值；当判定晶圆单元格的纵轴线位置位于所述第二校准线的下侧时，判定该晶圆单元格纵轴负偏移，并记录纵轴纵向偏移值。
这样，通过各晶圆单元格对应的横轴负向偏移值、横轴正向偏移值、纵轴正向偏移值和纵轴纵向偏移值这四个校准值，就可以清晰的获知当前晶圆的整体情况，使得晶圆的校准过程变成更加直观，调整方便。
在某些实施例中，所述方法包括：根据位置调整参数对所述晶圆扫描图的相对于所述晶圆校准图的位置进行调整。所述位置调整参数包括横坐标、纵坐标和角度偏移量，当接收到位置调整参数时，系统可以根据位置调整参数对晶圆扫描图所在位置左移、右移、上移、下移、顺时针旋转、逆时针旋转等操作，从而可以模拟出晶圆各测试点的校准变化趋势，进而确定出最合适的位置调整参数，兼顾晶圆的局部良率。
发明人还提供了一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前文所述的方法步骤。苏搜存储介质为具有存储功能的电子元件，如硬盘、软盘、U盘、云盘等等。
如图1至8所示，针对现有技术中方法无法直观获知晶圆校准过程中变化趋势的缺点，本发明提出一种可以将对准数据直观的转化为测量值变化趋势的晶圆图表，同时该晶圆图表具备模拟曝光设备提前调整测量后测量值的分布趋势，并可以再原有基础上计算出模拟情况下设备调整测量值后的良率，实现对机台提前设备移动量移动方向等值做出准确的预测。
该晶圆图表如图1所示，其中底部实体线条为晶片上各个SHOT的边界位置；虚线为晶圆测量值的参考线；中间横四纵四分布的网格为晶圆扫描图中的晶圆单元格。当晶圆单元格的网格线位于参考线上方时代表测量值Y偏正，当位于参考线下方时代表测量值Y偏负；当晶圆单元格的网格线位于参考线左侧时代表X值偏负，当位于参考线右侧代表X值偏正。
通过该晶圆图表可以直观的体现出测量数据在整片晶圆上的分布趋势，使用者可以直观地观测出当前晶圆相较于晶圆校准图是否有延X/Y方向单方向偏移或者两个方向都存在偏移，还可以观测出当前晶圆是否有存在旋转等状况，进而解决了传统方法的测量值数据无法直观的体现晶片上各点测量值的变化趋势。
进一步地，本晶圆图表亦可以直观地显示偏移量，晶圆图表上的坐标间距(每小格的数值)可由使用者根据需求设定。如图1所示，每个小格代表0.4um的偏差，图2所示的每小格代表0.2um的偏差，借由坐标间距大小的设定可以在晶圆图表上将分布趋势特点放大，方便使用者的判断。
在上述可直观反映测量数据分布趋势的前提下，本申请的晶圆图表还可以集成模拟预判功能。具体的，使用者可以根据实际应用需求，设定X/Y/T的变量值(T为角度),X/Y/T可单独设定亦可同时设置，实现对晶圆扫描图的位置实时模拟调整。例如在图2的基础上，分别设置x＝0.1，x＝-0.1，Y＝0.1，Y＝-0.1，T＝0.0003，T＝-0.0003，分别可以得到如图3、4、5、6、7、8所示。当然，在另一些实施例中，还可以设置不同的位置调整参数来进行晶圆校准的预判模拟。在设定不同值的时候，系统可以以图形化的界面直观的预测模拟后的分布趋势，并且在此基础上，本发明涉及的晶圆图表还具有统计offset前X/Y/X&Y，Offset后X/Y/X&Y等6个良率的功能，使用者可以根据需求，做出合适的判断，进而指导设备生产。
下面结合图10对本申请提出的模拟预判功能作进一步说明：
步骤一：根据数据计算需要，判断使用者填入的数据是否符合标准范围；
步骤二：对于超出标准范围的数值给予剔除不参与计算处理；
步骤三：根据需求输入Offset预设范围，其中，X方向记为RX，Y方向记为RY，旋转角度记为RT；
步骤四：输入Step，该Step值用于计算机在计算时，将步骤三提到的Offest范围进行等分处理；
步骤五：在offset时根据X/Y/T组合分配，共有X/Y/T/XY/XT/YT/XYT等其中组合分配；
步骤六：计算机根据以上六中组合分配算出不同offset值时的各数据模拟偏移值，直至所有的Step计算完成；
步骤七：对上述Step1+Step1+Step1+Step2+Step2+Step2+Step3＝Step3+3*Step2+3*Step1种组合的良率值进行计算，良率数值分X方向、Y方向、XY方向三种计算方法，计算机根据三种良率算法计算出最高良率分别输出最高良率时的ofsset值组合。使用者可以根据需求在这三种良率算法中任选一种，得出相应的Offset值组合。
优选的，计算offser后，可以计算各测量点的偏移量，具体步骤如下：
(1)确定晶圆上shot的中心坐标，记录为Scenter(Xi，Yi)；
(2)各点的原始偏移量记录为(△Xi,△Yi)；
(3)各点坐标转化为极坐标记录为(Sqrt((Xi+△Xi)2+(Yi+△Yi)2)，θi)；
(4)经由旋转角度变化后可得坐标为(Sqrt((Xi+△Xi)2+(Yi+△Yi)2)，θi+Ti)；
(5)将旋转后的极坐标转化为直角坐标即为：(Sqrt((Xi+△Xi)2+((Yi+△Yi)2))*Sin(θi+Ti)，(Sqrt((Xi+△Xi)2+(Yi+△Yi)2))*Cos(θi+Ti))；
(6)将旋转后的直角坐标值做量化处理得到坐标值为：(1/K*(Sqrt((Xi+△Xi)2+(Yi+△Yi)2))*Sin(θi+Ti)，1/K*(Sqrt((Xi+△Xi)2+(Yi+△Yi)2))*Cos(θi+Ti)),其中K为常数，K≠0，K可以根据使用者需求变化；
(7)将步骤(6)中的坐标值和Offset_x以及Offset_y值整合，可以得出X/Y/Toffset后的直角坐标系下的坐标值为：(1/K*(Sqrt((Xi+△Xi)2+(Yi+△Yi)2))*Sin(θi+Ti)+1/K*Ofx，1/K*(Sqrt((Xi+△Xi)2+(Yi+△Yi)2))*Cos(θi+Ti)+1/K*Ofy)。
(8)至此，可以进一步算出各点偏移量为：(((Sqrt((Xi+△Xi)2+(Yi+△Yi)2))*Sin(θi+Ti)+Ofx-Xi，(Sqrt((Xi+△Xi)2+(Yi+△Yi)2))*Cos(θi+Ti)+Ofy)-Yi)。
本发明提供了一种预判晶圆校准值的方法和存储介质，所述方法包括：设置晶圆校准图；获取晶圆扫描图，将所述晶圆扫描图和所述晶圆校准图进行比对，并输出比对结果；所述比对结果包括所述晶圆扫描图和所述晶圆校准图之间的校准值。当晶圆扫描图的位置调整时，其相较于晶圆校准图的校准值也相应调整，使得校准过程更加直观，有利于提高校准精度。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明专利的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种预判晶圆校准值的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:
设置晶圆校准图；
获取晶圆扫描图，将所述晶圆扫描图和所述晶圆校准图进行比对，并输出比对结果；所述比对结果包括所述晶圆扫描图和所述晶圆校准图之间的校准值；
设置位置调整参数，根据所述位置调整参数进行晶圆校准预判模拟，所述预判模拟具体包括以下步骤：
步骤一：接收输入数据，判断输入数据是否符合标准范围；
步骤二：对于超出标准范围的数值给予剔除不参与计算处理；
步骤三：根据需求输入各个输入数据对应的Offset预设范围，其中，Offset为调整范围，所述输入数据包括X轴上的模拟位置偏移量、Y方向为Y轴上的位置模拟偏移量和晶圆模拟旋转的角度；
步骤四：输入Step，其中，Step为调整范围等分后的最小调整值，该Step值用于在计算时将步骤三提到的Offest预设范围进行等分处理；
步骤五：确定在预判模拟调整时的组合分配方式，所述组合分配方式包括X轴上的单独调整、Y轴上的单独调整、晶圆旋转角度T的单独调整、X轴和Y轴方向上共同调整、X轴与晶圆旋转角度T的共同调整、Y轴与晶圆旋转角度T的共同调整、X轴Y轴以及晶圆旋转角度T的共同调整；
步骤六：基于以上所有组合分配方式算出不同offset值时各输入数据对应的模拟偏移值，直至所有的Step计算完成；
步骤七：对上述七种组合的良率值进行计算，分别输出X方向、Y方向、XY方向上良率达到最高时的Offset值，并基于良率达到最高时的Offset值对应的模拟偏移值在相应方向或角度上对晶圆扫描图进行调整。
2.如权利要求1所述的预判晶圆校准值的方法，其特征在于，所述晶圆校准图包括多个校准单元格，所述晶圆扫描图包括多个晶圆单元格，所述方法包括以下步骤:
将各晶圆单元格上的坐标位置与各校准单元格进行比对，并输出比对结果。
3.如权利要求2所述的预判晶圆校准值的方法，其特征在于，所述校准单元格包括第一校准线和第二校准线，所述晶圆单元格包括横轴线和纵轴线，所述方法包括以下步骤：
将各晶圆单元格的横轴线位置与所述第一校准线进行比对，记录第一偏移值；以及将各晶圆单元格的纵轴线位置与所述第二校准线进行比对，记录第二偏移值。
4.如权利要求3所述的预判晶圆校准值的方法，其特征在于，所述方法包括：
当晶圆单元格的横轴线位置位于所述第一校准线的左侧时，判定该晶圆单元格横轴负偏移，并记录横轴负向偏移值；
当判定晶圆单元格的横轴线位置位于所述第一校准线的右侧时，判定该晶圆单元格横轴正偏移，并记录横轴正向偏移值；
或者，当晶圆单元格的纵轴线位置位于所述第二校准线的上侧时，判定该晶圆单元格纵轴正偏移，并记录纵轴正向偏移值；
当判定晶圆单元格的纵轴线位置位于所述第二校准线的下侧时，判定该晶圆单元格纵轴负偏移，并记录纵轴纵向偏移值。
5.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的方法步骤。
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