CN111354670A - 对准方法、对准系统及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

一种对准方法，包括：获取包括多组不同对准参数间对应关系的对应关系表，对准参数包括对准标记类型、激光类型及对准标记位置组；随机调用对应关系表中的一组对应关系形成一对准方案；及根据对准方案执行对准操作，其中如果对准操作的执行时间超过预设时间，则放弃当前执行的对准方案，再调用对应关系表中另一组对应关系形成新的对准方案并根据新的对准方案执行对准操作。本发明提高了对准操作的自动化程度，降低了重工的概率，减小了人力成本。本发明还提供一种对准系统及计算机可读存储介质。

Description

对准方法、对准系统及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及半导体领域，具体涉及一种对准方法、对准系统及计算机可读存储介质。
背景技术
光刻是集成电路制造中的一道关键的工艺。光刻工艺是指在光照作用下，借助光刻胶将掩模上的图形转移到晶圆上的制程。一般的光刻工艺要经历晶圆表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准、曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀及检测等工序。其中，对准是指掩模与晶圆的对准，以保证曝光后图形之间的准确套刻。因此，对准对图形转移的准确度起着至关重要的作用。
一般对准系统通过分别形成于晶圆上与掩模上的配套的对准标记，来进行对准。对准系统使用某一波长范围内的激光照射在晶圆的对准标记上，激光在晶圆上发生衍射并通过投影透镜在掩模表面成像，进而得到所述像与掩模上的对准标记的位置偏差，调整晶圆的位置，使得所述位置偏差达到最小即完成对准。然而，在上述过程中，只要某一环节发生错误，对准系统可能进行报错并将晶圆退出(reject)对准系统，可能会一直运行至技术人员发现。虽然，技术人员会在运行之前，提出多个对准方案并通过测试寻找较优的对准方案，但仍难以避免错误的发生。例如，晶圆上的对准标记受到损伤时，则无法利用对准标记对准晶圆与掩模，只能从对准系统退出晶圆后，更换晶圆或对已损坏的晶圆进行修复。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种能够自动更换对准方案的对准方法及对准系统。
一种对准方法，用于将晶圆与掩模对准，所述晶圆被划分成多个阵列分布的曝光单元，每个所述曝光单元内形成有多种类型的对准标记，所述对准方法包括：
获取包括多组不同对准参数间对应关系的对应关系表，所述对准参数包括对准标记类型、激光类型及对准标记位置组；
随机调用所述对应关系表中的一组对应关系形成一对准方案；及
根据所述对准方案执行对准操作，
其中如果所述对准操作的执行时间超过预设时间，则放弃当前执行的所述对准方案，再调用所述对应关系表中另一组对应关系形成新的对准方案并根据所述新的对准方案执行对准操作。
进一步地，根据所述对准方案执行对准操作包括：
提供一晶圆，所述晶圆上形成有调用的所述对应关系中的对准标记类型，并将所述晶圆定位至晶圆工作台上；
提供一掩模，所述掩模上形成有调用的所述对应关系中的对准标记类型，并将所述掩模定位至掩模工作台上；
向所述晶圆上的调用的所述对准关系中的所述对准标记位置组发射调用的所述对准关系中的激光类型的激光束；
获取所述激光束透过所述掩模的光信号，及
根据获取的所述光信号调整所述晶圆工作台相对于所述掩模工作台的位置。
本发明还提供一种对准系统，用于将晶圆与掩模对准，所述晶圆被划分成多个阵列的曝光单元，每个所述曝光单元内形成有多种类型的对准标记，所述对准系统包括：
获取模块，用于获取对应关系表，所述对应关系表中包括多组不同的对准参数的对应关系，所述对准参数包括对准标记类型、激光类型及对准标记位置组；
调用模块，用于随机调用所述对准关系表中的一组对应关系形成一对准方案；
执行模块，用于控制对准装置根据所述对准方案执行对准操作；
判断模块，用于判断所述对准操作的执行时间是否超过预设时间；
再调用模块，用于所述对准操作超过预设时间时放弃当前执行的所述对准方案，再调用所述对应关系表中另一组对应关系形成新的对准方案。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述对准方法。
相较于现有技术，本发明的对准方法及对准系统，通过对准操作的执行时间来判断对准操作是否失败或者说发生错误，并在判断对准操作失败之后能自动更换对准方案再次执行对准操作，提高了对准操作的自动化程度，即使所述晶圆上的部分对准标记损伤仍能执行对准操作，降低了重工(rework)的概率，减小了人力成本。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的用于对准晶圆与掩模的对准方法的流程示意图。
图2是图1所示对准方法应用的晶圆的示意图。
图3是图2所示晶圆的多种对准标记的示意图。
图4是图1所示对准方法应用的装置示意图。
图5是本发明实施例提供的对准系统的结构框图。
主要元件符号说明
晶圆 1
曝光单元 10
掩模 2
晶圆工作台 3
掩模工作台 4
激光发射器 5
探测器 6
投影透镜 7
对准系统 100
获取模块 110
调用模块 120
执行模块 130
定位模块 131
光学控制模块 132
探测模块 133
调整模块 134
判断模块 140
再调用模块 150
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当一个元件或组件被认为是“连接”另一个元件或组件，它可以是直接连接到另一个元件或组件或者可能同时存在居中设置的元件或组件。当一个元件或组件被认为是“设置在”另一个元件或组件，它可以是直接设置在另一个元件或组件上或者可能同时存在居中设置的元件或组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参见图1，图1是本发明一实施例提供的对准方法的流程图。本发明的对准方法，应用于计算机装置或光刻机的控制机构中，将晶圆1与掩模2对准。如图2-3所示，所述晶圆1被划分成多个阵列分布的曝光单元10，每个所述曝光单元10内形成有多种类型的晶圆对准标记。掩模2上对应晶圆对准标记形成有掩模对准标记。所述对准方法包括如下步骤：
步骤S101：获取包括多组不同对准参数间对应关系的对应关系表，所述对准参数包括对准标记类型、激光类型及对准标记位置组。
所述对准标记为一种在激光照射下产生衍射的周期性结构。所述晶圆对准标记在激光的照射下，产生衍射，在所述掩模2表面处成像。所述像与所述掩模对准标记重叠的位置误差即为所述晶圆1待调整的距离。
所述晶圆对准标记与所述掩模对准标记是成对分别形成于所述晶圆1与所述掩模2上的。所述对应关系表中的所述对准标记类型指的是所述成对的晶圆对准标记与掩模对准标记的类型。在本实施例中，如图3所示，所述对准标记类型包括但不限于标准型(a)、垂直型(b)、水平型(c)及多方向型(d)。
在本实施例中，所述激光类型包括可见光范围、近红外范围及远红外范围的波长的激光。
所述对准标记位置组实际上为选择所述晶圆1上哪几处的所述晶圆对准标记用激光照射。如图2所示，所述对准标记位置组例如为A组及B组。所述A组为所述晶圆1上曝光单元阵列的四角上的曝光单元10内的对准标记A1，A2，A3，A4。所述B组为所述晶圆上曝光单元阵列的周围的另四个曝光单元10内的对准标记B1，B2，B3，B4。
可以理解，所述对准标记位置组可以根据实际测量方便等因素选择。优选地，所述对准标记位置组包括至少两个不相邻的所述曝光单元在所述晶圆上的位置，以免误差过大。
在一些实施例中，所述对应关系表可以包含对准标记类型、激光类型及对准标记位置组的所有组合。在一些实施例中，所述对应关系表可以包含对准标记类型、激光类型及对准标记位置组的部分组合。
在本步骤中，所述对应关系表可以是用户预先存储在所述计算机装置或所述光刻机的控制机构的存储器中，或预先上传至云端服务器中的，获取所述对应关系表的方式包括但不限于从本地存储装置中获取或从通过云端下载。
步骤S102：随机调用所述对应关系表中的一组对应关系形成一对准方案。
举例而言，所述一组对应关系形成的对准方案可以为使用可见光范围的激光发射至所述晶圆1上的A组的对准标记位置组内的标准型a对准标记上；也可以为使用可见光范围的激光发射至所述晶圆1上的B组的对准标记位置组内的标准型a对准标记上。
步骤S103：根据所述对准方案执行对准操作。
请参见图4，所述对准操作包括：
提供一晶圆1，所述晶圆1上形成有调用的所述对应关系中的对准标记类型的对准标记，并将所述晶圆1定位至晶圆工作台3上；
提供一掩模2，所述掩模2上形成有调用的所述对应关系中的对准标记类型，并将所述掩模定位至掩模工作台4上；
向所述晶圆上的调用的所述对准关系中的所述对准标记位置组发射调用的所述对准关系中的激光类型的激光束；
获取所述激光束透过所述掩模的光信号，及根据获取的所述光信号调整所述晶圆工作台3相对于所述掩模工作台4的位置。
举例而言，如图4所示，可通过激光发射器5向所述晶圆上的调用的所述对准关系中的所述对准标记位置组发射调用的所述对准关系中的激光类型的激光束。
进一步地，可通过探测器6获取所述激光束透过所述掩模的光信号。
进一步地，在所述晶圆1与所述掩模2之间可设置投影透镜7，以便将激光束投影至所述探测器6的可探测范围。
步骤S104：判断对准操作的执行时间是否超过预设时间，如果超过则执行步骤S105。
进一步地，所述对准操作包括粗对准与精对准，所述粗对准在所述精对准之前。
所述粗对准对应的所述对准标记位置组中的所述曝光单位的位置的数量一般至少为两个。所述精对准对应的所述对准标记位置组中的所述曝光单位的位置的数量一般至少为20个。
在一些实施例中，所述预设时间为所述粗对准的第一预设时间与所述精对准的第二预设时间之和，即如果所述对准操作的执行时间超过第一预设时间与第二预设时间之和则执行步骤S105。
在一些实施例中，所述预设时间包括所述粗对准的第一预设时间与所述精对准的第二预设时间，如果执行所述粗对准的时间超过所述第一预设时间，则执行步骤S105，如果执行所述粗对准的时间未超过所述第一预设时间，但是执行所述精对准的时间超过所述第二预设时间，则执行步骤S105。
步骤S105：放弃当前执行的所述对准方案。
步骤S106：再调用所述对应关系表中另一组对应关系形成新的对准方案并回到步骤S103。
举例而言，第一次调用的对应关系形成对准方案a：使用可见光范围的激光发射至所述晶圆1上的A组的对准标记位置组内的标准型a对准标记上，但是执行时间超过预设时间，那么放弃当前对准方案，重新调用一组对应关系形成对准方案b：使用可见光范围的激光发射至所述晶圆1上的B组的对准标记位置组内的标准型a对准标记上。
优选地，所述对准方法还包括步骤：判断对准操作执行时间超过预设时间的次数是否达到预设值，若是，将所述晶圆1退出所述晶圆工作台3。
请参见图5，本发明一实施例提供一种对准系统100，所述对准系统100运行于计算机装置或光刻机的控制机构中。所述对准系统100可以包括多个由程序代码段所组成的功能模块。所述各个程序段的程序代码可以存储于计算机装置的存储器中，并由计算机装置中的至少一个处理器所执行，以实现如前所述的对准功能。
本实施方式中，对准系统100根据其所执行的功能，可以被划分为多个功能模块。所述功能模块可以包括获取模块110、调用模块120、执行模块130、判断模块140及再调用模块150。
所述获取模块110用于获取对应关系表，所述对应关系表中包括多组不同的对准参数的对应关系，所述对准参数包括对准标记类型、激光类型及对准标记位置组。
所述调用模块120用于随机调用所述对准关系表中的一组对应关系形成一对准方案。
所述执行模块130用于控制对准装置根据所述对准方案执行对准操作。具体地，所述执行模块130包括定位模块131、光学控制模块132、探测模块133及调整模块134。所述定位模块131用于控制定位装置分别定位所述晶圆1于晶圆工作台3上及定位所述掩模2于掩模工作台4上。所述光学控制模块132用于控制激光发射器5向所述晶圆1上的调用的所述对准关系中的所述对准标记位置组发射调用的所述对准关系中的激光类型的激光束。所述探测模块133用于控制探测器探测所述激光束透过所述掩模的光信号。所述调整模块134用于控制移动装置根据所述光信号结果调整所述晶圆工作台3相对于所述掩模工作台4的位置。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述对准方法。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
本发明提供的对准方法及对准系统，通过对准操作的执行时间来判断对准操作是否失败或者说发生错误，并在判断对准操作失败之后能自动更换对准方案再次执行对准操作，提高了对准操作的自动化程度，即使所述晶圆1上的部分对准标记损伤仍能执行对准操作，降低了重工(rework)的概率，减小了人力成本。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种对准方法，用于将晶圆与掩模对准，所述晶圆被划分成多个阵列分布的曝光单元，每个所述曝光单元内形成有多种类型的对准标记，其特征在于，所述对准方法包括：
获取包括多组不同对准参数间对应关系的对应关系表，所述对准参数包括对准标记类型、激光类型及对准标记位置组；
随机调用所述对应关系表中的一组对应关系形成一对准方案；及
根据所述对准方案执行对准操作，
其中如果所述对准操作的执行时间超过预设时间，则放弃当前执行的所述对准方案，再调用所述对应关系表中另一组对应关系形成新的对准方案并根据所述新的对准方案执行对准操作。
2.如权利要求1所述的对准方法，其特征在于，所述对准操作包括粗对准与精对准，所述粗对准在所述精对准之前，所述预设时间为所述粗对准的第一预设时间与所述精对准的第二预设时间之和。
3.如权利要求1所述的对准方法，其特征在于，所述对准操作包括粗对准与精对准，所述粗对准在所述精对准之前，所述预设时间包括所述粗对准的第一预设时间与所述精对准的第二预设时间，如果执行所述粗对准的时间超过所述第一预设时间，则放弃当前执行的所述对准方案，如果执行所述精对准的时间超过所述第二预设时间，则放弃当前执行的所述对准方案。
4.如权利要求2或3所述的对准方法，其特征在于，根据所述对准方案执行对准操作包括：
提供一晶圆，所述晶圆上形成有调用的所述对应关系中的对准标记类型，并将所述晶圆定位至晶圆工作台上；
提供一掩模，所述掩模上形成有调用的所述对应关系中的对准标记类型，并将所述掩模定位至掩模工作台上；
向所述晶圆上的调用的所述对准关系中的所述对准标记位置组发射调用的所述对准关系中的激光类型的激光束；
获取所述激光束透过所述掩模的光信号，及
根据获取的所述光信号调整所述晶圆工作台相对于所述掩模工作台的位置。
5.如权利要求1所述的对准方法，其特征在于，所述对准标记位置组包括至少两个不相邻的所述曝光单元在所述晶圆上的位置。
6.如权利要求4所述的对准方法，其特征在于，根据所述对准方案执行对准操作过程中，如果所述对准操作执行时间超过预设时间的次数达到预设值，则将所述晶圆退出所述晶圆工作台。
7.一种对准系统，用于将晶圆与掩模对准，所述晶圆被划分成多个阵列的曝光单元，每个所述曝光单元内形成有多种类型的对准标记，其特征在于，所述对准系统包括：
获取模块，用于获取对应关系表，所述对应关系表中包括多组不同的对准参数的对应关系，所述对准参数包括对准标记类型、激光类型及对准标记位置组；
调用模块，用于随机调用所述对准关系表中的一组对应关系形成一对准方案；
执行模块，用于控制对准装置根据所述对准方案执行对准操作；判断模块，用于判断所述对准操作的执行时间是否超过预设时间；
再调用模块，用于所述对准操作超过预设时间时放弃当前执行的所述对准方案，再调用所述对应关系表中另一组对应关系形成新的对准方案。
8.如权利要求7所述的对准系统，其特征在于，所述执行模块包括
定位模块，用于控制定位装置分别定位所述晶圆于晶圆工作台上及定位所述掩模于掩模工作台上；
光学控制模块，用于控制激光发射器向所述晶圆上的调用的所述对准关系中的所述对准标记位置组发射调用的所述对准关系中的激光类型的激光束；
探测模块，用于控制探测器探测所述激光束透过所述掩模的光信号；及
调整模块，用于控制移动装置根据所述光信号结果调整所述晶圆工作台相对于所述掩模工作台的位置。
9.如权利要求7所述的对准系统，其特征在于，所述对准标记位置组包括至少两个不相邻的所述曝光单元在所述晶圆上的位置。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述对准方法。
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