CN114236974B - 晶圆标记结构偏差的补偿方法 - Google Patents

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Abstract

一种晶圆标记结构偏差的补偿方法，包括：提供若干由第一机台处理后的第一历史晶圆；根据若干所述第一历史晶圆获取第一膜层生长参数；提供偏差阈值范围；提供第一晶圆，所述第一晶圆包括第一前层，所述第一前层内具有第一标记结构；所述第一机台采用所述第一膜层生长参数对所述第一晶圆进行处理，在所述第一前层上形成第一膜层，且所述第一标记结构的第一漂移偏差位于所述偏差阈值范围内。利用具有针对性的所述第一膜层生长参数对所述第一机台的参数进行调整，能够保证最终所述第一漂移偏差位于偏差阈值范围内，以此提升膜层生长晶圆在光刻层次上的对位精度。

Description

晶圆标记结构偏差的补偿方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆标记结构偏差的补偿方法。
背景技术
集成电路是由许多形成在半导体衬底上的电路元件以及多层堆叠在衬底上方的介电层与金属互连线所构成。随着集成电路设计线宽的缩小以及集成度的不断提高，在对晶圆进行曝光步骤时，晶圆对准精确度(alignment accuracy)就显得相当重要。
现有的半导体的制作过程中，在晶圆上制作半导体器件之前，需对晶圆进行布局设计，将晶圆划分为若干单元区(Die)和位于单元区之间的切割槽(Scribe line)。所述单元区用于后续形成半导体器件，切割槽用于在半导体器件制作完成时，作为封装阶段单元区分割时的切割线。在设计用于划分晶圆表面的单元区和切割槽的光刻版图时，通常将光刻对准标记(alignment mark)和套刻测量标记(overlay mark)等光刻工艺中所需要用到的标记图形形成在切割道。
然而，现有技术中的标记结构仍存在诸多问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种晶圆标记结构偏差的补偿方法，以提升膜层生长晶圆在光刻层次上的对位精度。
为解决上述问题，本发明提供一种晶圆标记结构偏差的补偿方法，包括：提供若干由第一机台处理后的第一历史晶圆；根据若干所述第一历史晶圆获取第一膜层生长参数；提供偏差阈值范围；提供第一晶圆，所述第一晶圆包括第一前层，所述第一前层内具有第一标记结构；所述第一机台采用所述第一膜层生长参数对所述第一晶圆进行处理，在所述第一前层上形成第一膜层，且所述第一标记结构的第一漂移偏差位于所述偏差阈值范围内。
可选的，每片所述第一历史晶圆包括：第一历史前层、以及位于所述第一历史前层上的第一历史膜层，所述第一历史前层内具有第一历史标记结构，所述第一历史膜层采用所述第一机台形成，所述第一历史标记结构具有第一历史漂移偏差。
可选的，根据若干所述第一历史晶圆获取第一膜层生长参数的方法包括：从若干所述第一历史漂移偏差中获取第一参考漂移偏差；根据所述第一参考漂移偏差，获取所述第一膜层生长参数，通过所述第一膜层生长参数可将所述第一参考漂移偏差补偿至所述偏差阈值范围内。
可选的，从若干所述第一历史漂移偏差中获取第一参考漂移偏差的方法包括：将若干所述第一历史漂移偏差的众数作为第一参考漂移偏差。
可选的，所述第一标记结构和所述第一历史标记结构均为套刻量测标记。
可选的，还包括：提供若干由第二机台处理后的第二历史晶圆；根据若干所述第二历史晶圆获取第二膜层生长参数，所述第二膜层生长参数与所述第一膜层生长参数不同；提供第二晶圆，所述第二晶圆包括第二前层，所述第二前层内具有第二标记结构；所述第二机台采用所述第二膜层生长参数对所述第二晶圆进行处理，在所述第二前层上形成第二膜层，且所述第二标记结构的第二漂移偏差位于所述偏差阈值范围内。
可选的，每片所述第二历史晶圆包括：第二历史前层、以及位于所述第二历史前层上的第二历史膜层，所述第二历史前层内具有第二历史标记结构，所述第二历史膜层采用所述第二机台形成，所述第二历史标记结构具有第二历史漂移偏差。
可选的，根据若干所述第二历史晶圆获取第二膜层生长参数的方法包括：从若干所述第二历史漂移偏差中获取第二参考漂移偏差；根据所述第二参考漂移偏差，获取所述第二膜层生长参数，通过所述第二膜层生长参数可将所述第二参考漂移偏差补偿至所述偏差阈值范围内。
可选的，从若干所述第二历史漂移偏差中获取第二参考漂移偏差的方法包括：将若干所述第二历史漂移偏差的众数作为第二参考漂移偏差。
可选的，所述第二标记结构和所述第二历史标记结构均为套刻量测标记。
可选的，所述第一机台包括：第一外延生长机台。
可选的，所述第二机台包括：第二外延生长机台。
可选的，所述第一膜层和所述第一历史膜层均为外延层。
可选的，所述第二膜层和所述第二历史膜层均为外延层。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明技术方案的晶圆标记结构偏差的补偿方法中，根据若干所述第一历史晶圆获取第一膜层生长参数；所述第一机台采用所述第一膜层生长参数对所述第一晶圆进行处理，在所述第一前层上形成第一膜层，且所述第一标记结构的第一漂移偏差位于所述偏差阈值范围内。利用具有针对性的所述第一膜层生长参数对所述第一机台的参数进行调整，能够保证最终所述第一漂移偏差位于偏差阈值范围内，以此提升膜层生长晶圆在光刻层次上的对位精度。
进一步，还包括：提供若干由第二机台处理后的第二历史晶圆；根据若干所述第二历史晶圆获取第二膜层生长参数，所述第二膜层生长参数与所述第一膜层生长参数不同；提供第二晶圆，所述第二晶圆包括第二前层，所述第二前层内具有第二标记结构；所述第二机台采用所述第二膜层生长参数对所述第二晶圆进行处理，在所述第二前层上形成第二膜层，且所述第二标记结构的第二漂移偏差位于所述偏差阈值范围内。利用具有针对性的所述第一膜层生长参数和所述第二膜层生长参数分别对所述第一机台和所述第二机台的参数进行调整，能够保证最终所述第一漂移偏差和所述第二漂移偏差均位于偏差阈值范围内，以此提升膜层生长晶圆在光刻层次上的对位精度。
附图说明
图1是本发明实施例的晶圆标记结构偏差的补偿方法流程图；
图2至图13是本发明实施例中晶圆标记结构偏差的补偿方法各步骤的结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术所述，现有技术中的标记结构仍存在诸多问题。以下将进行具体说明。
现有技术的BCD工艺需要借用外延工艺才能够将双极器件、CMOS器件和DMOS器件整合到同一芯片。然而，在膜层生长过程中，会使得晶圆内起到对准作用的标记结构发生一定的偏移。
基于膜层生长的原理，晶圆不同区域的对称性存在一定的差异，对于不同型号的外延生长机台，由于加热模式存在较大的差异，这种差异所带来的就是外延生长的方向以及局部速率存在一定的偏差，进而使得晶圆内的标记结构发生的偏移量也存在不同。若对两种外延生长机台采用相同的参数调整来补偿对应标记结构的偏移量，很难实现将两种标记结构的偏移量同时补偿至阈值范围。
在此基础上，本发明提供一种晶圆标记结构偏差的补偿方法，利用具有针对性的所述第一膜层生长参数对所述第一机台的参数进行调整，能够保证最终所述第一漂移偏差位于偏差阈值范围内，以此提升膜层生长晶圆在光刻层次上的对位精度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细地说明。
图1是本发明实施例中晶圆标记结构偏差的补偿方法流程图，包括：
步骤S101，提供若干由第一机台处理后的第一历史晶圆；
步骤S102，根据若干所述第一历史晶圆获取第一膜层生长参数；
步骤S103，提供偏差阈值范围；
步骤S104，提供第一晶圆，所述第一晶圆包括第一前层，所述第一前层内具有第一标记结构；
步骤S105，所述第一机台采用所述第一膜层生长参数对所述第一晶圆进行处理，在所述第一前层上形成第一膜层，且所述第一标记结构的第一漂移偏差位于所述偏差阈值范围内。
以下结合附图对所述晶圆标记结构偏差的补偿方法的各个步骤进行详细说明。
图2至图13是本发明实施例中晶圆标记结构偏差的补偿方法各步骤的结构示意图。
请参考图2和图3，图3是图2中沿A-A线截面示意图，提供若干由第一机台处理后的第一历史晶圆100。
在本实施例中，每片所述第一历史晶圆100包括：第一历史前层101、以及位于所述第一历史前层101上的第一历史膜层102，所述第一历史前层101内具有第一历史标记结构103，所述第一历史膜102层采用所述第一机台形成，所述第一历史标记结构103具有第一历史漂移偏差d1。
在本实施例中，所述第一历史晶圆100为已经处理完成的晶圆，后续通过采集若干所述第一历史晶圆100经所述第一机台处理后的所述第一历史标记结构103的第一历史漂移偏差d1，以此作为参考，进而通过反馈系统重新调整参数，并将所述第一历史漂移偏差补偿d1至偏差阈值范围内。后续新的晶圆在经第一机台进行处理时，则采用调整后的参数，使得新晶圆中标记结构的漂移偏差位于偏差阈值范围内。
在本实施例中，所述第一机台为第一外延生长机台，通过所述第一外延生长机台用于在所述第一历史晶圆100上形成外延层，即所述第一历史膜层102为外延层。
在本实施例中，所述第一历史标记结构103为套刻量测标记。
请参考图4和图5，图5是图4中沿B-B线截面示意图，在本实施例中，还包括：提供若干由第二机台处理后的第二历史晶圆200。
在本实施例中，每片所述第二历史晶圆200包括：第二历史前层201、以及位于所述第二历史前层201上的第二历史膜层202，所述第二历史前层201内具有第二历史标记结构203，所述第二历史膜层202采用所述第二机台形成，所述第二历史标记结构203具有第二历史漂移偏差d2。
在本实施例中，所述第二历史晶圆200也为已经处理完成的晶圆，后续通过采集若干第二历史晶圆200经所述第二机台处理后的所述第二历史标记结构203的第二历史漂移偏差d2，以此作为参考，进而通过反馈系统重新调整参数，并将所述第二历史漂移偏差d2补偿至偏差阈值范围内。后续新的晶圆在经第二机台进行处理时，则采用调整后的参数，使得新晶圆中标记结构的漂移偏差位于偏差阈值范围内。
在本实施例中，所述第二机台为第二外延生长机台，通过所述第二外延生长机台用于在所述第二历史晶圆200上形成外延层，即所述第二历史膜层202为外延层。
在本实施例中，所述第二历史标记结构203为套刻量测标记。
请参考图6，图6与图3的视图方向一致，提供偏差阈值范围dt；根据若干所述第一历史晶圆100获取第一膜层生长参数。
在本实施例中，根据若干所述第一历史晶圆100获取第一膜层生长参数的方法包括：从若干所述第一历史漂移偏差d1中获取第一参考漂移偏差d1’；根据所述第一参考漂移偏差d1’，获取所述第一膜层生长参数，通过所述第一膜层生长参数可将所述第一参考漂移偏差d1’补偿至所述偏差阈值范围dt内。
在本实施例中，从若干所述第一历史漂移偏差d1中获取第一参考漂移偏差d1’的方法包括：将若干所述第一历史漂移偏差d1的众数作为第一参考漂移偏差d1’。
请参考图7，图7与图5的视图方向一致，在本实施例中，还包括：根据若干所述第二历史晶圆200获取第二膜层生长参数，所述第二膜层生长参数与所述第一膜层生长参数不同。
在本实施例中，根据若干所述第二历史晶圆200获取第二膜层生长参数的方法包括：从若干所述第二历史漂移偏差d2中获取第二参考漂移偏差d2’；根据所述第二参考漂移偏差d2’，获取所述第二膜层生长参数，通过所述第二膜层生长参数可将所述第二参考漂移偏差d2’补偿至所述偏差阈值范围dt内。
在本实施例中，从若干所述第二历史漂移偏差d2中获取第二参考漂移偏差d2’的方法包括：将若干所述第二历史漂移偏差d2的众数作为第二参考漂移偏差d2’。
在本实施例中，所述偏差阈值范围dt指的是能够接受的标记结构的漂移偏差的范围，当标记结构的漂移偏差大于所述偏差阈值范围dt时，则会影响图形层之间的对准。
请参考图8和图9，图9是图8中沿C-C线截面示意图，提供第一晶圆300，所述第一晶圆300包括第一前层301，所述第一前层301内具有第一标记结构302。
在本实施例中，所述第一晶圆300为新批次的待处理晶圆。后续所述第一晶圆300需要经过所述第一机台进行处理，以在所述第一晶圆300上形成外延层。
在本实施例中，所述第一标记结构302为套刻量测标记。
请参考图10和图11，图11是图10中沿D-D线截面示意图，在本实施例中，还包括：提供第二晶圆400，所述第二晶圆400包括第二前层401，所述第二前层401内具有第二标记结构402。
在本实施例中，所述第二晶圆400为新批次的待处理晶圆。后续所述第二晶圆400需要经过所述第二机台进行处理，已在所述第二晶圆400上形成外延层。
在本实施例中，所述第二标记结构401为套刻量测标记。
请参考图12，图12与图9的视图方向一致，所述第一机台采用所述第一膜层生长参数对所述第一晶圆300进行处理，在所述第一前层301上形成第一膜层303，且所述第一标记结构302的第一漂移偏差D1位于所述偏差阈值范围dt内。
在本实施例中，利用具有针对性的所述第一膜层生长参数对所述第一机台的参数进行调整，能够保证最终所述第一漂移偏差D1位于偏差阈值范围dt内，以此提升膜层生长晶圆在光刻层次上的对位精度。
在本实施例中，所述第一膜层303为外延层。
请参考图13，图13与图11的视图方向一致，在本实施例中，还包括：所述第二机台采用所述第二膜层生长参数对所述第二晶圆400进行处理，在所述第二前层401上形成第二膜层403，且所述第二标记结构402的第二漂移偏差D2位于所述偏差阈值范围dt内。
在本实施例中，通过提供所述第二晶圆400，以及所述第二机台采用所述第二膜层生长参数对所述第二晶圆400进行处理。进而与所述第一机台采用所述第一膜层生长参数对所述第一晶圆300进行处理形成对比，使得最终所述第一漂移偏差D1和所述第二漂移偏差D2均位于偏差阈值范围dt内，以此提升膜层生长晶圆在光刻层次上的对位精度。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种晶圆标记结构偏差的补偿方法，其特征在于，包括：
提供若干由第一机台处理后的第一历史晶圆；
根据若干所述第一历史晶圆获取第一膜层生长参数；
提供偏差阈值范围；
提供第一晶圆，所述第一晶圆包括第一前层，所述第一前层内具有第一标记结构；
所述第一机台采用所述第一膜层生长参数对所述第一晶圆进行处理，在所述第一前层上形成第一膜层，且所述第一标记结构的第一漂移偏差位于所述偏差阈值范围内；其中，
每片所述第一历史晶圆包括：第一历史前层、以及位于所述第一历史前层上的第一历史膜层，所述第一历史前层内具有第一历史标记结构，所述第一历史膜层采用所述第一机台形成，所述第一历史标记结构具有第一历史漂移偏差；
根据若干所述第一历史晶圆获取第一膜层生长参数的方法包括：从若干所述第一历史漂移偏差中获取第一参考漂移偏差；根据所述第一参考漂移偏差，获取所述第一膜层生长参数，通过所述第一膜层生长参数可将所述第一参考漂移偏差补偿至所述偏差阈值范围内。
2.如权利要求1所述的晶圆标记结构偏差的补偿方法，其特征在于，从若干所述第一历史漂移偏差中获取第一参考漂移偏差的方法包括：将若干所述第一历史漂移偏差的众数作为第一参考漂移偏差。
3.如权利要求1所述的晶圆标记结构偏差的补偿方法，其特征在于，所述第一标记结构和所述第一历史标记结构均为套刻量测标记。
4.如权利要求1所述的晶圆标记结构偏差的补偿方法，其特征在于，还包括：
提供若干由第二机台处理后的第二历史晶圆；根据若干所述第二历史晶圆获取第二膜层生长参数，所述第二膜层生长参数与所述第一膜层生长参数不同；提供第二晶圆，所述第二晶圆包括第二前层，所述第二前层内具有第二标记结构；所述第二机台采用所述第二膜层生长参数对所述第二晶圆进行处理，在所述第二前层上形成第二膜层，且所述第二标记结构的第二漂移偏差位于所述偏差阈值范围内。
5.如权利要求4所述的晶圆标记结构偏差的补偿方法，其特征在于，每片所述第二历史晶圆包括：第二历史前层、以及位于所述第二历史前层上的第二历史膜层，所述第二历史前层内具有第二历史标记结构，所述第二历史膜层采用所述第二机台形成，所述第二历史标记结构具有第二历史漂移偏差。
6.如权利要求5所述的晶圆标记结构偏差的补偿方法，其特征在于，根据若干所述第二历史晶圆获取第二膜层生长参数的方法包括：从若干所述第二历史漂移偏差中获取第二参考漂移偏差；根据所述第二参考漂移偏差，获取所述第二膜层生长参数，通过所述第二膜层生长参数可将所述第二参考漂移偏差补偿至所述偏差阈值范围内。
7.如权利要求6所述的晶圆标记结构偏差的补偿方法，其特征在于，从若干所述第二历史漂移偏差中获取第二参考漂移偏差的方法包括：将若干所述第二历史漂移偏差的众数作为第二参考漂移偏差。
8.如权利要求5所述的晶圆标记结构偏差的补偿方法，其特征在于，所述第二标记结构和所述第二历史标记结构均为套刻量测标记。
9.如权利要求1所述的晶圆标记结构偏差的补偿方法，其特征在于，所述第一机台包括：第一外延生长机台。
10.如权利要求4所述的晶圆标记结构偏差的补偿方法，其特征在于，所述第二机台包括：第二外延生长机台。
11.如权利要求1所述的晶圆标记结构偏差的补偿方法，其特征在于，所述第一膜层和所述第一历史膜层均为外延层。
12.如权利要求5所述的晶圆标记结构偏差的补偿方法，其特征在于，所述第二膜层和所述第二历史膜层均为外延层。
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