CN112180688A - 一种晶圆、光刻工具校准方法、系统及存储介质 - Google Patents

一种晶圆、光刻工具校准方法、系统及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN112180688A
CN112180688A CN201910587963.9A CN201910587963A CN112180688A CN 112180688 A CN112180688 A CN 112180688A CN 201910587963 A CN201910587963 A CN 201910587963A CN 112180688 A CN112180688 A CN 112180688A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wafer
calibration
boundary
edge
calibration pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910587963.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112180688B (zh
Inventor
于星
李天慧
秦俊峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SiEn Qingdao Integrated Circuits Co Ltd
Original Assignee
SiEn Qingdao Integrated Circuits Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SiEn Qingdao Integrated Circuits Co Ltd filed Critical SiEn Qingdao Integrated Circuits Co Ltd
Priority to CN201910587963.9A priority Critical patent/CN112180688B/zh
Publication of CN112180688A publication Critical patent/CN112180688A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112180688B publication Critical patent/CN112180688B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/70516Calibration of components of the microlithographic apparatus, e.g. light sources, addressable masks or detectors
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605Workpiece metrology
    • G03F7/70616Monitoring the printed patterns
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274Photolithographic processes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67259Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

本发明提供一种晶圆、光刻工具校准方法、系统及半导体器件制备方法,以及一种设备和存储计算机程序的计算机可读存储介质。晶圆包括校准图案包括形成在预设的光刻胶边缘去除区域的第一校准图案,第一校准图案的中心位于预设的光刻胶边缘去除区域的期望边界上;以及形成在预设的边缘曝光区域的第二校准图案。第一校准图案和第二校准图案分别包括等间距分布的第一测量参考线和第二测量参考线,由此能够准确测量EBR的实际边界与期望边界的偏差以及WEE的实际边界与期望边界之间的偏差,根据该偏差准确校准光刻工具,消除由于上述偏差造成的晶圆有效区域被影响的问题。提高晶圆出厂质量,进而提高半导体器件制备的成品率。

Description

一种晶圆、光刻工具校准方法、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及集成电路制备技术领域,具体涉及晶圆、光刻工具校准方法、系统及半导体器件制备方法,以及一种设备和存储有计算机程序的计算机可读存储介质。
背景技术
半导体器件制备过程首先需要制备晶圆,在制备过程通常会涉及到采用光刻工具进行光刻胶边缘去除(EBR)及晶圆边缘曝光(WEE)工艺。在此工艺中,由于机台自身等原因,EBR和WEE的实际位置与二者的期望位置之间不可避免的会出现偏差,该偏差可能会导致晶圆有效功能区被影响,晶圆有效功能区被影响会造成晶圆终端测试失效的问题。
现有技术中,在进行晶圆制备之前,通常会对光刻工具进行校准,这样的校准仅仅是在晶圆制备之前进行,而无法对制备中的晶圆进行监测,随时校准光刻工具。另外,现有技术对EBR和WEE的实际位置与二者的期望位置之间的偏差,只能进行粗略的估计,根据该粗略估计对光刻工具进行校准。这显然不能满足对光刻工具精确校准的要求,也就无法更好地避免由此造成的测试失效等问题。
另外,目前还没有能够方便快捷地监控光刻胶边缘去除的晶圆边缘曝光的实际位置与期望位置之间的偏差的方法。
发明内容
针对现有技术中对EBR和WEE的实际位置与二者的期望位置之间偏差监控、测量方面存在的上述诸多不足和缺陷,本发明提供一种晶圆、光刻工具校准方法、系统及半导体器件制备方法。通过晶圆制备之前以及晶圆制备过程中精确测量EBR和WEE的实际位置与二者的期望位置之间偏差,对光刻工具进行精确校准,依次提高光刻工具EBR和WEE 工艺的精确度,避免晶圆有效区域被影响等问题。
根据本发明的第一方面,本发明提供了一种晶圆,包括预设的光刻胶边缘去除区域、预设的边缘曝光区域以及校准图案,所述校准图案包括:
第一校准图案,形成在所述预设的光刻胶边缘去除区域,并且所述第一校准图案的中心位于所述预设的光刻胶边缘去除区域的期望边界上;以及
第二校准图案,形成在所述预设的边缘曝光区域;
其中,所述第一校准图案包括等间距分布的第一测量参考线,所述第二校准图案包括等间距分布的第二测量参考线。
可选地,所述第一校准图案包括多个第一校准标志,多个所述第一校准标志均匀分布在所述预设的光刻胶边缘去除区域的期望边界上,所述第一校准标志包括第一边框,所述第一测量参考线包括形成在所述第一边框内的同心圆周线,所述同心圆周线以所述第一边框的中心为圆心等间距分布。
可选地,所述第一测量参考线还包括所述第一边框的相对边的连线,所述连线经过所述同心圆周线的圆心,并且形成在所述同心圆周线的圆心与所述校准晶圆的中心的连线上。
可选地,所述第一校准标志的中心距所述晶圆的边缘1mm~3mm,所述第一校准标志的所述第一边框包括第一矩形边框,所述第一矩形边框的边长介于0.5mm~6mm,所述同心圆周线之间的间距介于0.1mm~0.2mm。
可选地,多个所述第一校准标志以15°~90°的角度间隔均匀分布在所述预设的光刻胶边缘去除区域的期望边界上。
可选地,所述第二校准图案包括多个第二校准标志,多个所述第二校准标志均匀分布在所述预设的晶圆边缘曝光区域的期望边界上,所述第二校准标志包括第二边框,所述第二测量参考线包括形成在所述第二边框内的等间距分布的线条,多个所述第二边框的中心的连线形成所述预设的边缘曝光区域的期望边界。
可选地,所述第二测量参考线还包括所述第二矩形边框相对边的中点的连线,所述第二矩形边框相对边的中点的连线将所述第二矩形边框分隔成四个区域,相邻的所述区域内的所述线条互相垂直。
可选地,所述第二校准标志分布在所述晶圆边缘区域10mm~30mm×3mm~6mm的矩形范围内,所述第二矩形边框的中心距所述校准晶圆的边缘1mm~3mm,所述第二矩形边框的长度介于0.5mm~6mm,等间距分布的所述线条之间的间距介于0.1mm~0.2mm。
根据本发明的第二方面,本发明提供了一种光刻工具校准方法,包括以下步骤:
提供一晶圆,所述晶圆上形成有校准图案;
对所述晶圆进行光刻胶边缘去除工艺及晶圆边缘曝光工艺;
分别确定所述光刻胶边缘去除区域的边界和晶圆边缘曝光区域的边界与预设的光刻胶边缘去除区域的边界和预设的晶圆边缘曝光区域的边界的偏差;
根据所述偏差对所述光刻工具进行校准;
其中,所述晶圆包括权利要求1-8中任一项所述的晶圆。
可选地,分别确定所述光刻胶边缘去除区域的边界和晶圆边缘曝光区域的边界与所述校准图案的偏差包括以下步骤:
借助所述校准图案的第一测量参考线测量所述光刻胶边缘去除区域的边界距离第一校准标志的中心的距离;
借助所述校准图案的第二测量参考线测量所述晶圆曝光区域的边界距离所述第一校准标志的中心的距离。
可选地,根据所述偏差对所述光刻工具进行校准包括:根据所述偏差调整所述光刻工具的边缘光刻胶去除参数和/或边缘曝光参数。
根据本发明的第三方面,本发明提供了一种光刻工具校准系统,包括:
晶圆承载单元,用于承载校准所述光刻工具所使用的晶圆,所述晶圆形成有校准图案;
晶圆处理单元,用于对所述晶圆进行光刻胶边缘去除和/或边缘曝光;
偏差测量单元,用于确定光刻胶边缘去除区域的边界和/或晶圆边缘曝光区域的边界与所述晶圆上的校准图案的偏差;
校准单元,用于根据所述偏差校准所述光刻工具的光刻胶边缘去除参数和/或边缘曝光参数;
其中,所述晶圆包括本发明第一方面所述的晶圆。
可选地,所述偏差测量单元包括:
第一偏差测量模块,用于借助所述校准图案的第一测量参考线测量所述光刻胶边缘去除区域的边界距离第一校准标志的中心的距离;
第二偏差测量模块,用于借助所述校准图案的第二测量参考线测量所述晶圆曝光区域的边界距离所述第二校准标志的中心的距离。
可选地,所述的光刻工具校准系统还包括:
处理器;
存储器,用于存储一个或多个程序,
当所述一个或多个程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行本发明第二方面所述的方法。
根据本发明的第四方面,本发明提供了一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质,所述计算机程序被处理器执行时实现本发明第二方面所述的方法。
如上所述,本发明的晶圆、光刻工具校准方法、校准系统以及计算机可读存储介质具有如下技术效果:
本发明的晶圆上形成有校准图案,该校准图案包括形成在光刻胶边缘去除区域的第一校准图案以及形成在边缘曝光区域的第二校准图案。第一校准图案包括等间距分布的第一测量参考线,例如可以是等间距分布的同心圆周线;第二校准图案包括等间距分布的第二测量参考线,例如可以是等间距分布的线段。上述第一测量参考线和第二测量参考线直观地反应了相互间的距离关系,形成类似标尺的校准图案,因此,以上述第一测量参考线和第二测量参考线为参考,能够准确测量出EBR的实际边界与期望边界的偏差以及WEE的实际边界与期望边界之间的偏差。
本发明的光刻工具校准方法以具有上述校准图案的晶圆为基础,准确测量EBR的实际边界与期望边界的偏差以及WEE的实际边界与期望边界之间的偏差,以该准确测量的偏差值为参考,调整光刻工具的参数,例如EBR和/或WEE参数,对所述光刻工具进行参数重置,提高光刻工具的精确度。该光刻工具校准方法可以在晶圆制备之前进行,此时所述晶圆采用校准晶圆。也可以在晶圆制备过程中进行,此时监测每一次EBR和/或WEE之后的 EBR的实际边界与期望边界的偏差以及WEE的实际边界与期望边界之间的偏差,并根据该偏差适时调整光工具的相关参数,由此不断校准光刻工具,使光刻工具始终保持高精度运行。以此消除光刻工具在后续的晶圆制备过程中由于上述偏差造成的晶圆有效区域被影响的问题。从而进一步避免由于晶圆有效区域被影响造成的终端测试失效问题,提高晶圆出厂质量。
第一校准图案包括等间距分布的第一测量参考线,例如可以是等间距分布的同心圆周线;第二校准图案包括等间距分布的第二测量参考线,例如可以是等间距分布的线段。同心圆周线便于测量基本为圆周线的EBR边界与期望边界的偏差。第二测量参考线还包括第二矩形边框相对边的中点的连线,所述第二矩形边框相对边的中点的连线将所述第二矩形边框分隔成四个区域,相邻的所述区域内的等间距分布的所述线条互相垂直,如此设置的线条便于同时测量例如矩形的WEE边界与期望边界在长度和宽度的偏差。如上设置的第一和第二校准图案便于观察,方便测量。
本发明的光刻工具校准系统以及计算机可读存储介质均以本发明提供的具有上述校准图案的晶圆为基础,因此同样具备上述有益技术效果。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点,附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制,在附图中:
图1显示为本发明实施例一提供的晶圆的示意图。
图2显示为图1中第一校准图案的第一校准标志的示意图。
图3显示为图1中第二校准图案的第二校准标志的示意图。
图4显示为本发明实施例二提供的光刻工具校准方法的流程示意图。
图5显示为图4所示方法中经光刻胶边缘去除之后的晶圆的示意图。
图6显示为图5中区域A的放大示意图。
图7显示为图4所示方法中经晶圆边缘曝光之后的晶圆的示意图。
图8显示为图7中区域B中晶圆边缘曝光区域的放大示意图。
图9显示为图8中区域C的放大示意图。
图10显示为本发明实施例三提供的光刻工具校准系统的示意图。
图11显示为本发明实施例三所述系统中的处理器和存储器的示意图。
附图标记
100 晶圆
101 校准图案
1011 第一校准图案
1011-1 第一校准标志
1011-11 第一校准标志的第一边框
1011-12 第一校准标志的第一测量参考线
1011-13 第一边框的相对边的第一连线
1011-14 第一边框的相对边的第二连线
1011-15 第一校准标志的中心
1012 第二校准图案
1012-1 第二校准标志
1012-11 第二校准标志的第二边框
1012-12 第二校准标志的第二测量参考线
1012-121 第一方向上的第二测量参考线
1012-122 第二方向上的第二测量参考线
1011-13 第二边框的相对边的第一连线
1011-14 第二边框的相对边的第二连线
1011-15 第二校准标志的中心
102 光刻胶边缘去除区域的期望边界
103 晶圆边缘曝光区域的期望边界
104 晶圆的中心
105 光刻胶边缘去除区域
106 晶圆边缘曝光区域
201 光刻胶边缘去除区域的边界
2011 光刻胶去除区域的边界与第一校准标志的第一连线的第一交点
202 晶圆边缘曝光区域的边界
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
在本发明的下述实施例中,涉及到表示方位的词,例如,“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”、“垂直”等,仅仅是为了使本领域技术人员更好地理解本发明,而不能被理解为限定本发明。
实施例一
本实施例提供一种晶圆,如图1所示,晶圆100包括光刻胶边缘去除区域105、边缘曝光区域106以及校准图案101。校准图案101包括第一校准图案1011以及第二校准图案1012。边缘曝光区域例如可以包括晶圆编码区域,并且所述边缘曝光区域可以由一个或者多个。为了便于说明,在本实施例中以一个边缘曝光区域进行说明。但是不应理解为是对本发明的限制。
第一校准图案1011形成在光刻胶边缘去除区域105,并且第一校准图案1011的中心位于光刻胶边缘去除区域105的期望边界102上。因此,光刻胶边缘去除区域的边界与第一校准图案的中心的距离可以显示光刻胶去除区域的边界与期望边界之间的偏差。第一校准图案1011的中心距离晶圆100的边缘的距离由所述光刻胶边缘去除区域105的大小决定,例如,在本实施例的优选实施例中,第一校准图案1011的中心1011-15距离晶圆100的边缘介于1mm~3mm。图1中,为了便于理解示出了光刻胶边缘去除区域105的期望边界102,实际上,晶圆100上不具有该期望边界102的标识。第一校准图案1011包括多个图2所示的第一校准标志1011-1,多个第一校准标志1011-1均匀分布在光刻胶边缘去除区域105的期望边界上。在本实施例的优选实施例中,相邻两第一校准标志之间的夹角α介于15°~90°,例如图1所示,第一校准图案包括24个均匀分布的第一校准标志1011-1,相邻两第一校准标志之间的夹角α为15°。当然,也可以根据晶圆尺寸、光刻胶边缘去除区域的大小等因素确定第一校准标志的数量以及相邻两第一校准标志之间的距离。对于一定尺寸的晶圆来说,相对较大地设置第一校准标志有利于更加方便、更加精确地测量光刻胶边缘去除区域的边界相对期望边界的偏差,进而能够为后续光刻工具的校准提供更加精确的参考。
如图2所示,第一校准标志1011-1包括第一边框1011-11,以及分布在第一边框1011-11 内的等间距分布的第一测量参考线。在本实施例的优选实施例中,该第一测量参考线包括以第一边框1011-11的中心1011-15为圆心的同心圆周线1011-12。
在本实施例的优选实施例中,所述第一边框1011-11包括矩形边框,更优选的实施例中,该第一边框1011-11包括正方形,正方形的第一边框1011-11的边长介于0.5mm~6mm,同心圆周线1011-12的间距介于0.1mm~0.2mm。
在本实施例的优选实施例中,第一校准标志1011-1还包括第一边框的相对边的连线。例如图2所示,包括第一边框1011-11的水平方向的两相对边的第一连线1011-13以及垂直方向的两相对边的第二连线1011-14。由于光刻胶边缘去除后会在晶圆100的边缘区域形成圆形的边界,因此,为了便于测量光刻胶边缘去除区域的边界与第一校准标志1011-1的中心1011-15的距离,在本实施例的优选实施例中,所述第一连线1011-13或者第二连线1011-14位于所述第一校准标志1011-1的中心1011-15与晶圆100的中心104的连线上。因此在测量光刻胶边缘去除区域的边界与第一校准标志1011-1的中心1011-15的距离时,只需测量光刻胶边缘去除区域的边界与第一连线1011-13或者第二连线1011-14的交点距离第一校准标志1011-1的中心1011-15的距离便可。测量方便。
如图1所示,第二校准图案1012形成在晶圆边缘曝光区域106的边界上,并且第二校准图案1012的中心位于光刻胶边缘去除区域106的期望边界103上。因此,晶圆曝光区域的边界与第二校准标志的中心的距离可以显示晶圆边缘曝光区域的边界与期望边界之间的偏差。第二校准图案1012的中心距离晶圆100的边缘的距离由所述晶圆边缘曝光区域106的大小决定,例如,在本实施例的优选实施例中,第二校准图案1012位于晶圆边缘10mm~30mm×3mm~6mm的矩形范围内。图1中,为了便于理解示出了晶圆边缘曝光区域106的期望边界103,实际上,晶圆100上不具有该期望边界103的标识。第二校准图案1012包括多个图3所示的第二校准标志1012-1,多个第二校准标志1012-1均匀分布在晶圆边缘曝光区域106的期望边界上。在本实施例的优选实施例中,如图1所示,第二校准图案包括12 个均匀分布的第二校准标志1012-1。当然,也可以根据晶圆尺寸、晶圆曝光区域的大小等因素确定第二校准标志的数量以及相邻两第二校准标志之间的距离。
如图3所示,第二校准标志1012-1包括第二边框1012-11,以及分布在第二边框1012-11 内的等间距分布的第二测量参考线1012-12。由于晶圆边缘曝光区域106通常是晶圆边缘区域的矩形区域,因此,为了便于测量晶圆边缘曝光区域的边界与期望边界之间的距离,如图3所示,第二校准标志1012-1的第二边框1012-11包括矩形边框,更优选的实施例中,该第二边框1012-11包括正方形,正方形的第二边框1012-11的边长介于0.5mm~6mm。第二测量参考线还包括第二边框1012-11的对边中点的连线,例如图3所示,第二边框1012-11的水平方向的相对边的中心的第一连线1012-13,以及垂直方向的相对边的中心的第二连线 1012-14。第一连线1012-13及第二连线1012-14将第二边框1012-11分为四个象限,例如图 3所示的左上象限、左下象限、右下象限及右上象限。第二测量参考线1012-12包括在第二边框1012-11内等间距分布的线段。上述四个象限的相邻两象限内的等间距分布的线段分布在相互垂直的方向上。如此设置的第二测量参考线便于测量WEE边缘不同方向上的偏差,例如对于矩形的WEE区域,利用相邻两象限内的相互垂直的等间距分布的线段可以很直观、很方便地测量其长度方向和宽度方向相对期望边界的偏差。例如图3所示的左上和右下两象限内在垂直方向上分布等间距的线段1012-121,左下和右上两象限内在水平方向上分布等间距的线段1012-122。线段1012-121及线段1012-122之间的距离介于0.1mm~0.2 mm。
上述第二校准标志1012-1沿晶圆曝光区域106的期望边界均匀分布,其中第二边框1012-11的相对边的中点的第一连线1012-13或者第二连线1012-14位于晶圆曝光区域106 的期望边界上,因此在完成晶圆边缘曝光之后,只需测量晶圆边缘曝光区域的边界与第一连线1012-13或者第二连线1012-14之间的距离便可,测量方便。
本实施例的晶圆上形成有校准图案,该校准图案包括形成在光刻胶边缘去除区域的第一校准图案以及形成在边缘曝光区域的第二校准图案。第一校准图案包括等间距分布的第一测量参考线,例如可以是等间距分布的同心圆周线;第二校准图案包括等间距分布的第二测量参考线,例如可以是等间距分布的线段。上述第一测量参考线和第二测量参考线直观地反应了相互间的距离关系,形成类似标尺的校准图案,因此,以上述第一测量参考线和第二测量参考线为参考,能够准确测量出EBR的实际边界与期望边界的偏差以及WEE的实际边界与期望边界之间的偏差。
实施例二
本实施例提供一种光刻工具校准方法,如图4所示,该方法包括以下步骤:
提供一晶圆,所述晶圆上形成有校准图案;
对所述晶圆进行光刻胶边缘去除工艺及晶圆边缘曝光工艺;
分别确定所述光刻胶边缘去除区域的边界和晶圆边缘曝光区域的边界与所述校准图案的偏差;
根据所述偏差对所述光刻工具进行校准;
其中,所述晶圆包括上述实施例一提供的晶圆,因此在本实施例中不再对上述校准图案进行详细描述。本实施例的方法适用于在晶圆制备制程开始之前对光刻工具的校准。
所述光刻工具校准方法可以在晶圆制备之前进行,此时所述晶圆可以是校准晶圆。另外,所述光刻工具校准方法也可以在晶圆制备过程中进行,此时,该晶圆可以是生产用晶圆,并且可以在晶圆制备过程中监测每一次EBR和/或WEE之后的EBR的实际边界与期望边界的偏差以及WEE的实际边界与期望边界之间的偏差,并根据该偏差适时调整光工具的相关参数,由此不断校准光刻工具,使光刻工具始终保持高精度运行。
在本实施例的一优选实施例中,如图5所示,显示了对晶圆100进行光刻胶边缘去除之后的示意图。图中示出了光刻胶边缘去除的边界201,由图5可以看出该边界201相对光刻胶边缘去除区域的期望边界(即第一校准图案的中心的连线)出现了偏差。为了更加直观地显示该偏差,如图6所示,示出了图5中椭圆A所示区域的局部放大图。如图6所示,光刻胶边缘去除区域的边界201与第一校准标志1011-1的第一测量参考线中的第一边框的相对边中点的连线相交与交点2011,以第一测量参考线中的同心圆周线为参考,测量该交点2011与第一校准标志1011-1的中心1011-15的距离D1。例如,在本实施例中,同心圆周线1011-12之间的间距为0.1mm,则测量该距离D1为0.3mm。即本实施例中的光刻胶边缘去除区域的边界与期望边界相比,向晶圆中心偏离0.3mm,光刻胶边缘去除过度。此时根据该测量结果,对光刻工具的光刻胶边缘去除参数进行调整或者重置,以满足后续晶圆制备的光刻胶边缘去除的要求。
在本实施例的一优选实施例中,如图7所示,显示了对晶圆进行晶圆边缘曝光之后的示意图。如图7所示,晶圆边缘曝光之后形成边界202,由图7可以看出,晶圆曝光区域的边界202相对于其期望边界出现偏离。如图8所示,示出了该晶圆曝光区域的边界202相对第二校准标志的偏移情况。由图8可以看出,晶圆曝光区域的边界202相对于期望边界向左上方发生偏移。为了更加精确地确定边界202的偏移量,图9示出了图8中区域C的局部放大图。如图9所示,分别测量边界202的水平边界和垂直边界偏离晶圆边缘曝光区域的期望边界的距离Dh及Dw。例如在该优选实施例中,等间距分布的第二测量参考线之间的间距为0.1mm,借助第二校准标志的水平方向的第二测量参考线1012-122可以测得 Dh为0.3mm,借助第二校准标志的垂直方向的第二测量参考线1012-121可以测得Dw为0.3 mm,由此可以精确确定晶圆边缘曝光区域的边界相对期望的边界向左上方偏移。根据该准确的偏移量,对光刻工具进行的晶圆边缘曝光的参数进行调整或者重置,以满足后续晶圆制备的需要。
本实施例中,对上述各偏移距离D1、Dh及Dw的测量可以借助光学显微镜,首先借助光学显微镜确定光刻胶边缘去除区域和/或晶圆边缘曝光区域的边界,然后借助第一测量参考线和/或第二测量参考线分别测量上述偏移距离D1、Dh及Dw。本实施例中第一测量参考线和第二测量参考线的间距均设置为0.1mm,这一尺寸的设置与光刻工具的光刻胶边缘去除及晶圆边缘曝光功能的精度相吻合,因此,根据测量的上述偏移距离D1、Dh及Dw的值,能够实现光刻工具的相关参数的精确调整或者校准。
本实施例在晶圆制程中持续监测上述偏差,并且根据上述偏差的输出,实时调整光刻工具的相关参数,例如调整或者重置光刻胶边缘去除参数和/或晶圆边缘曝光参数等,依次提高后续制程的精确度。
实施例三
本实施例提供一种光刻工具校准系统,如图11所示,该光刻校准系统包括晶圆承载单元、晶圆处理单元、偏差测量单元、校准单元。
晶圆承载单元用于承载校准所述光刻工具所使用的晶圆,所述晶圆包括实施例一所述的晶圆,所述晶圆上形成有校准图案。
晶圆处理单元用于对晶圆进行光刻胶边缘去除和/或边缘曝光。
偏差测量单元用于确定光刻胶边缘去除的边界和/或晶圆边缘曝光区域的边界与所述晶圆上的校准图案的偏差。
在本实施例的优选实施例中,偏差测量单元包括第一偏差测量模块以及第二偏差测量模块。第一偏差测量模块用于借助校准图案的第一测量参考线测量光刻胶边缘去除区域的边界距离第一校准标志的中心的距离。第二偏差测量模块用于借助校准图案的第二测量参考线测量晶圆曝光区域的边界距离所述第二校准标志的中心的距离。
在本实施例的优选实施例中,所述系统还包括图11所示的处理器及存储器。
存储器存储有一个或多个程序,当一个或多个程序被处理器执行时,所述处理器执行实施例二所述的方法。
实施例四
本实施例提供一种存储计算机程序的计算机可读存储介质,该计算机程序被处理器执行时实现实施例二所述的方法。
综上,本发明的晶圆、光刻工具校准方法、半导体制备方法、光刻工具校准系统、设备以及计算机可读存储介质具有如下技术效果:
本发明的晶圆上形成有校准图案,该校准图案包括形成在光刻胶边缘去除区域的第一校准图案以及形成在边缘曝光区域的第二校准图案。第一校准图案包括等间距分布的第一测量参考线,例如可以是等间距分布的同心圆周线;第二校准图案包括等间距分布的第二测量参考线,例如可以是等间距分布的线段。上述第一测量参考线和第二测量参考线直观地反应了相互间的距离关系,形成类似标尺的校准图案,因此,以上述第一测量参考线和第二测量参考线为参考,能够准确测量出EBR的实际边界与期望边界的偏差以及WEE的实际边界与期望边界之间的偏差。
本发明的光刻工具校准方法以具有上述校准图案的晶圆为基础,准确测量EBR的实际边界与期望边界的偏差以及WEE的实际边界与期望边界之间的偏差,以该准确测量的偏差值为参考,调整光刻工具的参数,例如EBR和/或WEE参数,对所述光刻工具进行参数重置,提高光刻工具的精确度。该光刻工具校准方法可以在晶圆制备之前进行,此时所述晶圆采用校准晶圆。也可以在晶圆制备过程中进行,此时监测每一次EBR和/或WEE之后的 EBR的实际边界与期望边界的偏差以及WEE的实际边界与期望边界之间的偏差,并根据该偏差适时调整光工具的相关参数,由此不断校准光刻工具,使光刻工具始终保持高精度运行。以此消除光刻工具在后续的晶圆制备过程中由于上述偏差造成的晶圆有效区域被影响的问题。从而进一步避免由于晶圆有效区域被影响造成的终端测试失效问题,提高晶圆出厂质量。
第一校准图案包括等间距分布的第一测量参考线,例如可以是等间距分布的同心圆周线;第二校准图案包括等间距分布的第二测量参考线,例如可以是等间距分布的线段。同心圆周线便于测量基本为圆周线的EBR边界与期望边界的偏差。第二测量参考线还包括第二矩形边框相对边的中点的连线,所述第二矩形边框相对边的中点的连线将所述第二矩形边框分隔成四个区域,相邻的所述区域内的等间距分布的所述线条互相垂直,如此设置的线条便于同时测量例如矩形的WEE边界与期望边界在长度和宽度的偏差。如上设置的第一和第二校准图案便于观察,方便测量。
本发明的光刻工具校准系统以及计算机可读存储介质均以本发明提供的具有上述校准图案的晶圆为基础,因此同样具备上述有益技术效果。
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,本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型,这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (15)

1.一种晶圆,其特征在于,包括预设的光刻胶边缘去除区域、预设的边缘曝光区域以及校准图案,所述校准图案包括:
第一校准图案,形成在所述预设的光刻胶边缘去除区域,并且所述第一校准图案的中心位于所述预设的光刻胶边缘去除区域的期望边界上;以及
第二校准图案,形成在所述预设的边缘曝光区域;
其中,所述第一校准图案包括等间距分布的第一测量参考线,所述第二校准图案包括等间距分布的第二测量参考线。
2.根据权利要求1所述的晶圆,其特征在于,所述第一校准图案包括多个第一校准标志,多个所述第一校准标志均匀分布在所述预设的光刻胶边缘去除区域的期望边界上,所述第一校准标志包括第一边框,所述第一测量参考线包括形成在所述第一边框内的同心圆周线,所述同心圆周线以所述第一边框的中心为圆心等间距分布。
3.根据权利要求2所述的晶圆,其特征在于,所述第一测量参考线还包括所述第一边框的相对边的连线,所述连线经过所述同心圆周线的圆心,并且形成在所述同心圆周线的圆心与所述校准晶圆的中心的连线上。
4.根据权利要求3所述的晶圆,其特征在于,所述第一校准标志的中心距所述晶圆的边缘1mm~3mm,所述第一校准标志的所述第一边框包括第一矩形边框,所述第一矩形边框的边长介于0.5mm~6mm,所述同心圆周线之间的间距介于0.1mm~0.2mm。
5.根据权利要求2所述的晶圆,其特征在于,多个所述第一校准标志以15°~90°的角度间隔均匀分布在所述预设的光刻胶边缘去除区域的期望边界上。
6.根据权利要求1所述的晶圆,其特征在于,所述第二校准图案包括多个第二校准标志,多个所述第二校准标志均匀分布在所述预设的晶圆边缘曝光区域的期望边界上,所述第二校准标志包括第二边框,所述第二测量参考线包括形成在所述第二边框内的等间距分布的线条,多个所述第二边框的中心的连线形成所述预设的边缘曝光区域的期望边界。
7.根据权利要求6所述的晶圆,其特征在于,所述第二测量参考线还包括所述第二矩形边框相对边的中点的连线,所述第二矩形边框相对边的中点的连线将所述第二矩形边框分隔成四个区域,相邻的所述区域内的所述线条互相垂直。
8.根据权利要求7所述的晶圆,其特征在于,所述第二校准标志分布在所述晶圆边缘区域10mm~30mm×3mm~6mm的矩形范围内,所述第二矩形边框的中心距所述校准晶圆的边缘1mm~3mm,所述第二矩形边框的长度介于0.5mm~6mm,等间距分布的所述线条之间的间距介于0.1mm~0.2mm。
9.一种光刻工具校准方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供一晶圆,所述晶圆上形成有校准图案;
对所述晶圆进行光刻胶边缘去除工艺及晶圆边缘曝光工艺;
分别确定所述光刻胶边缘去除区域的边界和晶圆边缘曝光区域的边界与预设的光刻胶边缘去除区域的边界和预设的晶圆边缘曝光区域的边界的偏差;
根据所述偏差对所述光刻工具进行校准;
其中,所述晶圆包括权利要求1-8中任一项所述的晶圆。
10.根据权利要求9所述的光刻工具校准方法,其特征在于,分别确定所述光刻胶边缘去除区域的边界和晶圆边缘曝光区域的边界与所述校准图案的偏差包括以下步骤:
借助所述校准图案的第一测量参考线测量所述光刻胶边缘去除区域的边界距离第一校准标志的中心的距离;
借助所述校准图案的第二测量参考线测量所述晶圆曝光区域的边界距离所述第一校准标志的中心的距离。
11.根据权利要求9所述的光刻工具校准方法,其特征在于,根据所述偏差对所述光刻工具进行校准包括:根据所述偏差调整所述光刻工具的边缘光刻胶去除参数和/或边缘曝光参数。
12.一种光刻工具校准系统,其特征在于,包括:
晶圆承载单元,用于承载校准所述光刻工具所使用的晶圆,所述晶圆形成有校准图案;
晶圆处理单元,用于对所述晶圆进行光刻胶边缘去除和/或边缘曝光;
偏差测量单元,用于确定光刻胶边缘去除区域的边界和/或晶圆边缘曝光区域的边界与所述晶圆上的校准图案的偏差;
校准单元,用于根据所述偏差校准所述光刻工具的光刻胶边缘去除参数和/或边缘曝光参数;
其中,所述晶圆包括权利要求1-7中任一项所述的晶圆。
13.根据权利要求12所述的光刻工具校准系统,其特征在于,所述偏差测量单元包括:
第一偏差测量模块,用于借助所述校准图案的第一测量参考线测量所述光刻胶边缘去除区域的边界距离第一校准标志的中心的距离;
第二偏差测量模块,用于借助所述校准图案的第二测量参考线测量所述晶圆曝光区域的边界距离所述第二校准标志的中心的距离。
14.根据权利要求12所述的光刻工具校准系统,其特征在于,还包括:
处理器;
存储器,用于存储一个或多个程序,
当所述一个或多个程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行如权利要求8-12中任一项所述的方法。
15.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质,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9-11中任一项所述的方法。
CN201910587963.9A 2019-07-02 2019-07-02 一种晶圆、光刻工具校准方法、系统及存储介质 Active CN112180688B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910587963.9A CN112180688B (zh) 2019-07-02 2019-07-02 一种晶圆、光刻工具校准方法、系统及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910587963.9A CN112180688B (zh) 2019-07-02 2019-07-02 一种晶圆、光刻工具校准方法、系统及存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112180688A true CN112180688A (zh) 2021-01-05
CN112180688B CN112180688B (zh) 2022-10-04

Family

ID=73914857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910587963.9A Active CN112180688B (zh) 2019-07-02 2019-07-02 一种晶圆、光刻工具校准方法、系统及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112180688B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116228773A (zh) * 2023-05-09 2023-06-06 华芯程(杭州)科技有限公司 一种晶圆检测机台的量测数据校准方法、装置及设备
WO2024000636A1 (zh) * 2022-06-30 2024-01-04 长鑫存储技术有限公司 测量图形及其制备方法、测量方法、装置、设备及介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6221539B1 (en) * 1998-07-23 2001-04-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Mask pattern correction method and a recording medium which records a mask pattern correction program
US20070009815A1 (en) * 2005-07-06 2007-01-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of wafer edge exposure
US20080212055A1 (en) * 2007-03-02 2008-09-04 Asml Netherlands B.V. Calibration method for a lithographic apparatus
CN102033423A (zh) * 2009-09-28 2011-04-27 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 用于校准光刻工具的装置及方法
US20120008127A1 (en) * 2010-07-09 2012-01-12 Asml Netherlands B.V. Method Of Calibrating A Lithographic Apparatus, Device Manufacturing Method and Associated Data Processing Apparatus and Computer Program Product
US20120013875A1 (en) * 2010-07-15 2012-01-19 Asml Netherlands B.V. Calibration Method and Inspection Apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6221539B1 (en) * 1998-07-23 2001-04-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Mask pattern correction method and a recording medium which records a mask pattern correction program
US20070009815A1 (en) * 2005-07-06 2007-01-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of wafer edge exposure
US20080212055A1 (en) * 2007-03-02 2008-09-04 Asml Netherlands B.V. Calibration method for a lithographic apparatus
CN102033423A (zh) * 2009-09-28 2011-04-27 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 用于校准光刻工具的装置及方法
US20120008127A1 (en) * 2010-07-09 2012-01-12 Asml Netherlands B.V. Method Of Calibrating A Lithographic Apparatus, Device Manufacturing Method and Associated Data Processing Apparatus and Computer Program Product
US20120013875A1 (en) * 2010-07-15 2012-01-19 Asml Netherlands B.V. Calibration Method and Inspection Apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024000636A1 (zh) * 2022-06-30 2024-01-04 长鑫存储技术有限公司 测量图形及其制备方法、测量方法、装置、设备及介质
CN116228773A (zh) * 2023-05-09 2023-06-06 华芯程(杭州)科技有限公司 一种晶圆检测机台的量测数据校准方法、装置及设备
CN116228773B (zh) * 2023-05-09 2023-08-04 华芯程(杭州)科技有限公司 一种晶圆检测机台的量测数据校准方法、装置及设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN112180688B (zh) 2022-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9316925B2 (en) Methods for monitoring source symmetry of photolithography systems
US9709903B2 (en) Overlay target geometry for measuring multiple pitches
CN112180688B (zh) 一种晶圆、光刻工具校准方法、系统及存储介质
US20210296392A1 (en) Flat Panel Array with the Alignment Marks in Active Area
US9176396B2 (en) Overlay sampling methodology
CN109884862B (zh) 三维存储器曝光系统中套刻偏差的补偿装置及方法
CN106154741B (zh) 掩模板、散焦量的测试方法及其测试系统
CN108766901B (zh) 检测晶圆工作台平坦度的方法
US9256121B2 (en) Mask plate and a method for producing a substrate mark
CN116045851A (zh) 线激光轮廓仪标定方法、装置、电子设备及存储介质
KR100208111B1 (ko) 웨이퍼를 프로파일링하고 그 위에 다이의 위치를 설정하기 위한 방법 및 장치
JP6754447B2 (ja) 測定台上のマスクホルダの位置を検出する方法
CN115685694A (zh) 套刻误差的修正方法及装置、晶圆的对准检测方法及装置
US20060078808A1 (en) Method for measuring overlay and overlay mark used therefor
JP6386732B2 (ja) 検出装置、検出方法、及びリソグラフィ装置
CN111128829B (zh) 对准方法及校准方法
CN116819883A (zh) 掩膜版及掩膜版质量测试方法
TWI432915B (zh) 監控微影製程之方法與監控標記
CN107831638B (zh) 一种检测掩膜版与掩膜台接触面污染的方法
JP2011035009A (ja) ディストーション及び基板ステージの移動特性の計測方法、露光装置並びにデバイス製造方法
CN115561973A (zh) 监控光刻机曝光平台平整度的方法
CN114200780B (zh) 一种套刻对准标记结构及相关方法和器件
US9424636B2 (en) Method for measuring positions of structures on a mask and thereby determining mask manufacturing errors
KR102663061B1 (ko) 마이크로리소그라픽 마스크, 그러한 마스크의 구조의 이미지의 에지 위치를 결정하기 위한 방법 및 그러한 방법을 실행하기 위한 시스템
CN112838017A (zh) 光刻图形检测方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant