一种光刻套准补正的方法技术

本发明专利技术方法提出一种光刻套准补正的方法，主要是对正向或负向扫描方向的曝光单元分别抽样量测其套准结构，再通过对应的计算程式计算出正向或负向的套准补偿值，最后反馈光刻机，按曝光单元的曝光扫描方向分别进行套准补正。本发明专利技术方法，在不对光刻机硬件进行改动，不要求机台进行额外的环境监控，不影响流片速度的前提下，解决了由于光刻机位移马达为提供不同方向机械运动的动力以满足不同的扫描方向而产生的位置精度偏差，以及其所造成的光刻曝光套准偏差，更好地改善了套准精度，进而实现提高产品良率的最终目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路制造
，特别涉及。
技术介绍
集成电路制程在不断发展，器件的特征尺寸随之不断减小，纳米级以及次纳米级 技术节点日益成熟。这与光刻工艺的设备的精进，最小单元特征尺寸的缩小有着密不可分 的关系。然而，光有不断缩小的特征尺寸还不够，还需要同时提高光刻工艺的套准精度。 套准精度（Overlay)OVL也就是整个制程中当前层与前层之间的叠对精度，是现 代所有高进度光刻机的重要性能指标之一，也是不断进步的光刻技术需要考虑的重要部 分。套准精度会严重影响产品的良率和性能。因此，提高光刻机的套准精度，也是决定最小 单元尺寸，也就是制造器件的特征尺寸的重要前提。。如果套准精度超过误差容忍度，那么 前层和当前层的层间设计电路就可能会因为位移发生变差，甚至断路或者短路，从而影响 广品的良率。 在集成电路制程中，在硅片的每一层都会做一个专门的标记：套准标记（overlay mark)，用来通过量测机台测出层与层之间的套准误差。一般采用Bar in Bar的方式。除 了制程中特定的CMP或金属层会影响overlay mark的清晰度，制程中产生的缺陷也会影响 套准标记从而影响套准精度。 套准误差的表现有很多种形式，其中包括平移（shift)、旋转（rotate)、扩张 (scaling)、偏转（skew)等形式，不同的误差形式会对曝光位置的偏移量造成不同的影响。 几种基本的套准误差，分别针对硅片和曝光单元的X、Y方向，如下： Wafer shift X^wafer shift Y Wafer magnification (scaling) X、Wafer magnification (scaling) Y Wafer rotation X^wafer rotation Y 曝光单元 magnification (scaling) X、曝光单元 magnification (scaling) Y 曝光单元 rotation X、曝光单元 rotation Y 3 sigma X、3 sigma Y 业界为了提高套准精度，进行了一系列的工艺改善，从仅对当前层layer进行套 准OVL补正；发展到区分被对准层的机台再进行套准OVL补正；最近随着浸没式曝光机的 引入，又进一步针对浸没式曝光机采用根据被对准层和当前层的曝光平台chuck进行套准 补值。总体而言，现有技术改善套准精度的方法，大致分光刻机机台端的参数补正和硅片对 准测量结果反馈补正两种。 光刻机机台端的参数补正是指，在光刻机参数中，找到相应的参数与套准精度的 各个参数的关系，对其进行补正。其目的在于改善光刻机硬件本身性能所带来的套准误差。 光刻机是一个系统，包括：环境，光罩平台，硅片曝光平台，对准系统等，其任一部分的误差 都会导致产生集成电路制程中的套准误差，因此需要按机台的系统特性进行补正，以改善 套准精度。 硅片对准测量结果反馈补正是指，实际的大批量生产中，成批的光刻机同时使用， 不可避免的存在一批同时流片的硅片，其前层光刻对准曝光与当前层光刻的对准曝光不在 同一个机台，或者虽然是同一个机台却不是同一个对准曝光平台的情况，为提高套准精度， 尤其是特征尺寸在90纳米以下制程，现有工艺针对当前层与前层使用不同机台和不同硅 片对准曝光平台chuck的情况进行Overlay的补正，以改善对准精度，但补正范围也仅限于 此。下表中罗列了当前工艺对于Overlay的补正方式，仅限于对被对准前层的不同对准机 台，不同chuck的补正。表中A、B为机台号，如果仅有一个chuck，则默认为chuckl。 正如前文提到的，集成电路技术在不断发展，器件随着光刻工艺的设备的精进也 不断减小，特征尺寸不断缩减，相对应的套准误差容忍度也在下降，这意味着对套准精度的 要求更加严格。总所周知，光刻机是集成电路制程中最昂贵的设备，对其任何改动都需要大 量的资金投入；光刻机又是最重要的设备，是每个制程的必经设备，任何电路都必须经过多 次光刻才能将设计版图转化成最终产品；光刻机还是最精密的设备，对其硬件的调整需要 极其小心，用失之毫厘差之千里来形容也不为过。因此针对进一步提高套准精度的技术要 求，就需要开发，在不对光刻机硬件进行改动，不要求机台进行额 外的环境监控影响流片速度的前提下，更好地改善套准精度，进而实现提高产品良率的最 终目的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是在不对光刻机硬件进行改动，不要求机台进行额外 的环境监控影响流片速度的前提下，更好地改善套准精度，进而实现提高产品良率的最终 目的。 为解决上述技术问题，本专利技术提出了。 本专利技术提出，硅片以曝光单元为单位，逐个正向或负向 扫描曝光，并抽样量测出套准结果，计算套准补偿值，反馈光刻机进行补正，其特征在于，按 硅片曝光时正向或负向的扫描方向分别计算出正套准补偿值和负套准补偿值。 可选的，娃片以notch所在边为底部，其对立边为顶部，进行曝光扫描的定位； 优选的，所述硅片自顶部到底部扫描定义为正方向扫描，自底部到顶部扫描定义 为负方向扫描； 优选的，所述逐个扫描曝光的路线为逐行进行，蛇形向上，同一曝光单元扫描方向 相同，左右相邻的曝光单元扫描方向相反； 可选的，分别选取：数个正向扫描的曝光单元作为正套准补偿值量测的抽样样本； 数个反向扫描的曝光单元作为负套准补偿值量测的抽样样本； 可选的，量测得到的的套准结果，按正或负扫描方向分开，由两个程式计算得到正 或负的套准补偿值； 可选的，所述正套准补偿值反馈至正向扫描的曝光单元进行套准补正，负套准补 偿值反馈给负向扫描的曝光单元。 由上述描述可知，本专利技术方法光刻套准补正主要是对正向或负向不同扫描方向的 曝光单元分别抽样量测套准结构，得到套准结果，再由对应的套准补值的计算程式计算出 各自的套准补偿值，最后反馈补正，按曝光单元的曝光扫描方向进行套准补正。 认识到套准精度的重要性，现有技术引入了一系列的改善手段，包括对当前层进 行套准-OVL补正；区分被对准前层的机台分别OVL补正；以及针对浸没式曝光机，根据被 对准前层和当前层的曝光平台进行OVL补值补正。 通过实际操作发现，除了上述补正情况之外，由曝光扫描引入的套准误差没有被 考虑到。曝光扫描引入的套准误差主要是由于光刻机位移马达在不同扫描方向的机械运动 引起的。于是，需要提出一种针对曝光扫描引入的套准误差的套准补正方法，使套准精度比 通过现有技术得到的结果百尺竿头更进一步。 目前，在量产实践中，为了提高光刻产能，将曝光单位shot的扫描方向分为正方 向（自底部notch到娃片顶部）和负方向（自娃片顶部到底部notch)。这种设置可以节 省光刻机装片平台stage曝光时的移动距离，进而提高产能。但是不同的扫描方向要求光 刻机位移马达提供不同方向机械运动的动力，因此位置的精度会有偏差，这些差异就造成 了光刻曝光是OVL的偏差，我们称之为扫描方向性误差。为补偿这一差异，本专利技术提出进一 步扫描方向区别对曝光单元进行套准补正的方法，能在现有技术基础上进一步提高OVL精 度。本专利技术在线宽尺寸越来越小的情况下，其有易效果将愈专利技术显，愈发具有重要意义。 进一步的优化方案为：1)按照光刻扫描方向分别进行套准补值的计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光刻套准补正的方法，硅片以曝光单元为单位，逐个正向或负向扫描曝光，并抽样量测出套准结果，计算套准补偿值，反馈光刻机进行补正，其特征在于，按硅片曝光时正向或负向的扫描方向分别计算出正套准补偿值和负套准补偿值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓龙，陈力钧，李德建，朱骏，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31