專利名稱：一種光刻參數(shù)優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域的制程工藝，尤其涉及一種光刻工藝的參數(shù)優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
光刻工藝一般包括涂膠，曝光，顯影。在現(xiàn)代化半導(dǎo)體生產(chǎn)中，對應(yīng)于涂膠，曝光，顯影的曝光設(shè)備和導(dǎo)軌設(shè)備是整合在一起的，一般稱為一個設(shè)備群(cluster)。在光刻工藝過程中，一般有很多設(shè)備群(cluster)同時工作，一個產(chǎn)品的某一次光刻可以固定在一個cluster作業(yè),也可以允許在多個cluster作業(yè)。鑒于產(chǎn)品交貨的及時性,一般采用后一種方式作業(yè)，即產(chǎn)品的各個光刻層次可同時在各個cluster作業(yè)。光刻工藝過程結(jié)束后一般需進(jìn)行定量的條寬測試和套刻測試。當(dāng)條寬和套刻在規(guī)范內(nèi)時，產(chǎn)品送入下工序繼續(xù)作業(yè)，當(dāng)條寬和套刻中任一參數(shù)超規(guī)范，產(chǎn)品需要返工。當(dāng)有新產(chǎn)品時，一般會為其在各cluster設(shè)置一個初始作業(yè)條件，當(dāng)新產(chǎn)品在各cluster第一次作業(yè)后，根據(jù)測試得到的條寬和套刻數(shù)據(jù)，將優(yōu)化后的理論作業(yè)條件更新至各設(shè)備中，用于后續(xù)產(chǎn)品的作業(yè)。新產(chǎn)品在各設(shè)備中的初始曝光條件一般不能保證第一次曝光后條寬和套刻在規(guī)范之內(nèi)，因此整批產(chǎn)品往往會有超規(guī)范的現(xiàn)象，造成返工。整批產(chǎn)品的返工就是將已結(jié)束光刻作業(yè)的產(chǎn)品進(jìn)行去膠處理，根據(jù)返工前的條寬和套刻數(shù)據(jù)確定新的合適的曝光條件，重新進(jìn)行涂膠，顯影，曝光。其缺點(diǎn)是返工增加了成本，并且不能及時結(jié)束光刻步驟的作業(yè)，會延遲產(chǎn)品交貨，其潛在的風(fēng)險是返工可能產(chǎn)生缺陷，導(dǎo)致最終成品率降低。為減少整批產(chǎn)品返工的風(fēng)險，還普遍采用做先行片的方法，即將每個光刻設(shè)備群中各批產(chǎn)品(母批)中先分出一片(子批)做光刻，測試子批條寬和套刻數(shù)據(jù)，然后計算理論的優(yōu)化曝光條件，應(yīng)用于母批作業(yè)。這雖然可以降低母批的返工風(fēng)險，但還是會影響產(chǎn)品流通，造成交貨延遲:子批先行時，母批不能作業(yè)，需等待子批結(jié)果，理論上流通時間增加一倍；子批先行后超規(guī)范，需要返工，其有兩種方式，母批等待子批去膠后，兩批和在一起作業(yè)，或母批待子批先行作業(yè)后，根據(jù)先行結(jié)果立即作業(yè)，子批單獨(dú)返工，其延遲的流通時間都超過一倍以上。采用先行方式還有一個潛在的風(fēng)險，當(dāng)先行片采用默認(rèn)條件作業(yè)后，其條寬和套刻規(guī)范可能在規(guī)范內(nèi)，但偏離目標(biāo)值，母批會采用優(yōu)化后的條件曝光，因此子批和母批的條寬或套刻表現(xiàn)是不一致的，當(dāng)該先行片在后續(xù)光刻再次被分出作為先行片，其套刻表現(xiàn)和母批是不一致的，當(dāng)母批采用該先行片的優(yōu)化條件作業(yè)后，可能導(dǎo)致套刻超規(guī)范。因此有必要提出一種光刻參數(shù)的優(yōu)化方法，使得在導(dǎo)入新產(chǎn)品時，能夠避免上述問題的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出一種光刻參數(shù)優(yōu)化方法。該優(yōu)化方法主要用于在導(dǎo)入新產(chǎn)品時，不必對每個光刻設(shè)備群都進(jìn)行先行操作，就能得到每個光刻設(shè)備群針對該新產(chǎn)品所需的優(yōu)化曝光條件。從而節(jié)省了大規(guī)模子批先行的步驟，加快了母批的生產(chǎn)實(shí)踐。根據(jù)本發(fā)明的目的提出的一種光刻參數(shù)優(yōu)化方法，用于在新產(chǎn)品導(dǎo)入光刻工藝時，對該新產(chǎn)品的曝光條件進(jìn)行優(yōu)化，包括步驟:提供多個光刻設(shè)備群，記錄該每個光刻設(shè)備群各自在一量產(chǎn)產(chǎn)品上的成熟優(yōu)化曝光條件；以所述每個光刻設(shè)備群的成熟優(yōu)化曝光條件為各對應(yīng)光刻設(shè)備群的初始曝光參考條件；任選上述多個光刻設(shè)備群中的一個，以該光刻設(shè)備群對一新產(chǎn)品進(jìn)行光刻作業(yè)；完成所述光刻作業(yè)后，根據(jù)測試得到的條寬和套刻數(shù)據(jù)，計算該新產(chǎn)品在該光刻設(shè)備群上所需的優(yōu)化曝光條件；根據(jù)所述該新產(chǎn)品在該光刻設(shè)備群上所需的優(yōu)化曝光條件和初始曝光參考條件，計算兩者的差值；將所述差值與其它各光刻設(shè)備群的初始曝光參考條件相耦合，得到該新產(chǎn)品在各光刻設(shè)備群上的優(yōu)化曝光條件。優(yōu)選的，所述曝光條件包括曝光能量和套刻補(bǔ)償參數(shù)。優(yōu)選的，所述單個光刻設(shè)備群包括涂膠、曝光和顯影設(shè)備。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明的光刻參數(shù)優(yōu)化方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式正如背景技術(shù)中所述，現(xiàn)有的光刻工藝中，在導(dǎo)入新產(chǎn)品時，需要在每個光刻設(shè)備群(cluster)上做一個先行的動作，利用先行時得到的子批測試結(jié)果，調(diào)整每個cluster，得到一個比較優(yōu)化的曝光條件。然而這種先行方式會存在以下的缺點(diǎn):第一，子批先行時，母批不能作業(yè)，需等待子批結(jié)果，理論上流通時間增加一倍；第二，子批先行后超規(guī)范，需要返工，其有兩種方式，母批等待子批去膠后，兩批和在一起作業(yè)，或母批待子批先行作業(yè)后，根據(jù)先行結(jié)果立即作業(yè)，子批單獨(dú)返工，兩種方式延遲的流通時間都超過一倍以上。另外，采用先行方式還有一個潛在的風(fēng)險，當(dāng)先行片采用默認(rèn)條件作業(yè)后，其條寬和套刻規(guī)范可能在規(guī)范內(nèi)，但偏離目標(biāo)值，這時只需要優(yōu)化曝光條件而不需要對子批進(jìn)行返工，母批會采用優(yōu)化后的條件曝光，因此子批和母批的條寬或套刻表現(xiàn)是不一致的，當(dāng)該先行片在后續(xù)光刻再次被分出作為先行片，其套刻表現(xiàn)和母批是不一致的，當(dāng)母批采用該先行片的優(yōu)化條件作業(yè)后，可能導(dǎo)致套刻超規(guī)范。在日常管理中，光刻的各個cluster是要采用基準(zhǔn)圓片和工藝定期進(jìn)行套刻和條寬的匹配的。但使用基準(zhǔn)圓片和工藝匹配后的設(shè)備，并不能保證產(chǎn)品的曝光能量和套刻補(bǔ)償值在各個cluster保持一致或相近,說明如下:1.基準(zhǔn)圓片上的對位標(biāo)記一般是特制的，接近理想狀態(tài)的，即標(biāo)記是符合設(shè)備要求的理想臺階高度，且形貌角度也是呈90度。而實(shí)際產(chǎn)品的對位標(biāo)記形貌受不同工藝流程影響而導(dǎo)致其在不同光刻cluster的套刻表現(xiàn)不一樣。2.對于條寬匹配,一般是選定某一種光刻膠在光片(bare silicon wafer)做，以保證各臺設(shè)備的能量是匹配的。影響條寬是有多種因素的，如光刻機(jī)能量輸出，導(dǎo)軌熱板溫度等，而實(shí)際產(chǎn)品的襯底和光刻膠種類與設(shè)備匹配時的工藝條件存在差異，光刻機(jī)能量輸出，導(dǎo)軌熱板溫度等對條寬的影響也不一致，因此各個產(chǎn)品各個層次的曝光能量是有一定差異的。3.雖然因產(chǎn)品工藝，襯底及標(biāo)記形貌的影響，其曝光條件在各臺設(shè)備還是穩(wěn)定的，因此同一工藝平臺的產(chǎn)品(除了光刻版外，其它都一致)，其在各個cluster上的條寬和套刻的變化趨勢是一致的。如某一產(chǎn)品的某一層次在cluster-Ι上的曝光能量偏大時，在其它c(diǎn)luster上的也會相應(yīng)偏大，且其變動范圍類似。這也同樣適用于套刻的各項補(bǔ)償值。4.各個產(chǎn)品的光刻版一般來自于不同的光刻版廠家，即使來自于同一廠家,不同產(chǎn)品的同一光刻層次會存在一些系統(tǒng)誤差，如光刻版上條寬，光刻版套刻準(zhǔn)精度等，導(dǎo)致各個層次的曝光條件存在差異。根據(jù)上述分析，我們知道:第一，由于每個cluster之間以及不同層次之間，曝光條件都是有差別的，而現(xiàn)有的方法中將每個cluster的初始曝光參考條件都設(shè)定為相同，因此每個cluster得到的優(yōu)化曝光條件和初始曝光參考條件之間的補(bǔ)償值是不同，需要對每個cluster都做先行的動作，這大大影響了母批的作業(yè)時間。第二，雖然每個cluster之間的曝光條件存在差別，但是它們的變化趨勢是一致的，如果能得到一個cluster的補(bǔ)償值(即變化趨勢)，那么就可以將該補(bǔ)償值運(yùn)用在其它c(diǎn)luster上。這樣就可以在不用對所有cluster做先行測試的情況下，就能獲得所有cluster的補(bǔ)償值。根據(jù)這個特征，我們提出了一種光刻參數(shù)的優(yōu)化方法，該方法只需在一個cluster上做先行，就能使所有的cluster得到優(yōu)化曝光條件，從而避免了大量子批在超規(guī)范的情況下，因返修而造成的時間延誤和品質(zhì)風(fēng)險。下面，將通過具體的實(shí)施方式對本發(fā)明做詳細(xì)說明。請參見圖1，圖1是本發(fā)明的光刻參數(shù)優(yōu)化方法的流程示意圖。如圖所示，該光刻參數(shù)優(yōu)化方法包括步驟:Sll:提供多個光刻設(shè)備群，記錄該每個光刻設(shè)備群各自在一量產(chǎn)產(chǎn)品上的成熟優(yōu)化曝光條件。所述的單個光刻設(shè)備群包括涂膠、曝光、顯影等一系列設(shè)備，即光刻機(jī)和導(dǎo)軌組合在一起的光刻設(shè)備群。為了使一批產(chǎn)品能夠快速的完成，往往啟用多個光刻設(shè)備群同時作業(yè)。這些光刻設(shè)備群因存在機(jī)械精度以及模具上的差異，因此即使在操作同一種產(chǎn)品的同一層次的時候，也會有各自的優(yōu)化曝光條件，這時將以往在這些設(shè)備群上作業(yè)過的批量的成熟量化產(chǎn)品的優(yōu)化曝光條件記錄下來，可以在以后有相同工藝、規(guī)格或者層次的新產(chǎn)品導(dǎo)入時，作為參考。比如需要為0.13um工藝下的新產(chǎn)品的有源層進(jìn)行曝光時，就可以利用這些記錄下來的已經(jīng)為成熟產(chǎn)品的相同工藝和層次的優(yōu)化曝光條件作為參考。S12:以所述每個光刻設(shè)備群的成熟優(yōu)化曝光條件為各對應(yīng)光刻設(shè)備群的初始曝光參考條件。如步驟Sll中所述的，由于不同的光刻設(shè)備群存在細(xì)微差異，所以各自的優(yōu)化曝光條件也不同，選取每個光刻設(shè)備群上比較合適的成熟優(yōu)化曝光條件，作為引入新產(chǎn)品時的初始曝光參考條件。這里的曝光條件主要包括曝光能量和套刻補(bǔ)償參數(shù)。其中曝光能量決定了產(chǎn)品上曝光圖形的精度，而套刻補(bǔ)償參數(shù)則是在各個光刻設(shè)備群上使用基準(zhǔn)原片完成條寬和套刻的匹配。因?yàn)樵谝粋€光刻設(shè)備群上的不同設(shè)備上作業(yè)時，比如產(chǎn)品涂膠完畢后轉(zhuǎn)入曝光作業(yè)時，需要有一個對位的過程，這樣才能在產(chǎn)品所需位置處刻蝕出相關(guān)的圖形來，為了使不同的作業(yè)對位精度保持一致，因此需要設(shè)定每臺設(shè)備的套刻補(bǔ)償參數(shù)。新產(chǎn)品在各個光刻設(shè)備群上的初始曝光參考條件來自于同一工藝平臺的成熟量產(chǎn)品的優(yōu)化曝光條件。所謂同一工藝平臺指各個產(chǎn)品的工藝流程除了光刻版不一樣外，其它所有都保持一致。量產(chǎn)產(chǎn)品的成熟優(yōu)化曝光條件是指該產(chǎn)品使用此條件作業(yè)后，其條寬和套刻可以達(dá)到規(guī)范值或非常接近于規(guī)范值。S13:任選上述多個光刻設(shè)備群中的一個，以該光刻設(shè)備群對一新產(chǎn)品進(jìn)行光刻作業(yè)。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，本發(fā)明在初始曝光參考條件選定后，只需要多個光刻設(shè)備群中的一個，作為先行批次的測試樣品。這樣做的好處在于:雖然對于單個樣品的先行測試同樣存在時間上的延誤，但是由于避免了大規(guī)模的先行批次，一旦先行的條寬和套刻參數(shù)達(dá)不到要求，就不存在對先行的子批做返工的動作，因此可以節(jié)省整體母批的作業(yè)時間。S14:完成所述光刻作業(yè)后，根據(jù)測試得到的條寬和套刻數(shù)據(jù)，計算該新產(chǎn)品在該光刻設(shè)備群上所需的優(yōu)化曝光條件。具體的優(yōu)化過程，可以利用一計算機(jī)軟件，將測試得到的條寬和套刻數(shù)據(jù)輸入該軟件自動計算得到，這里不做展開。S15:根據(jù)所述該新產(chǎn)品在該光刻設(shè)備群上所需的優(yōu)化曝光條件和初始曝光參考條件，計算兩者的差值。這里的差值反應(yīng)的就是光刻設(shè)備群上的誤差變化趨勢。S16:將所述差值與其它各光刻設(shè)備群的初始曝光參考條件相耦合，得到該新產(chǎn)品在各光刻設(shè)備群上的優(yōu)化曝光條件。由于每個光刻設(shè)備群設(shè)置的初始曝光參考條件是該光刻設(shè)備群比較優(yōu)化的一組工作參數(shù)，已經(jīng)將該光刻設(shè)備群本身所具有的一些機(jī)械誤差和模具誤差考慮在內(nèi)，所以在引入新產(chǎn)品后，針對該新產(chǎn)品所做的參數(shù)上的補(bǔ)償(或者說調(diào)整)，其變化趨勢是一致的。因此在得到一個光刻設(shè)備群的補(bǔ)償差值后，就可將所有光刻設(shè)備群都以該差值進(jìn)行補(bǔ)償，從而得到每個光刻設(shè)備群的優(yōu)化曝光條件。利用這些優(yōu)化曝光條件便可對新產(chǎn)品母批進(jìn)行大規(guī)模光刻作業(yè)。這樣一來，其它各光刻設(shè)備群就能節(jié)省一道先行的作業(yè)，從而節(jié)省了母批作業(yè)的時間。綜上所述，本發(fā)明提出了一種光刻參數(shù)的優(yōu)化方法，該方法通過對新產(chǎn)品在各個光刻設(shè)備群上第一次作業(yè)時，只需在任一光刻設(shè)備群上先行一次后，得到新的優(yōu)化后的作業(yè)條件，將新的優(yōu)化后的條件的各參數(shù)和參考值相減，得到一個差值，并將其和其它光刻設(shè)備群的初始條件相耦合，得到各自的新的優(yōu)化后的作業(yè)條件，將其用于新產(chǎn)品在其它光刻設(shè)備群上的第一次作業(yè)，可以取消這些光刻設(shè)備群上的先行動作，從而加快產(chǎn)品的流通時間。對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種光刻參數(shù)優(yōu)化方法，用于在新產(chǎn)品導(dǎo)入光刻工藝時，對該新產(chǎn)品的曝光條件進(jìn)行優(yōu)化，其特征在于:所述優(yōu)化方法包括步驟: 提供多個光刻設(shè)備群，記錄該每個光刻設(shè)備群各自在一量產(chǎn)產(chǎn)品上的成熟優(yōu)化曝光條件； 以所述每個光刻設(shè)備群的成熟優(yōu)化曝光條件為各對應(yīng)光刻設(shè)備群的初始曝光參考條件; 任選上述多個光刻設(shè)備群中的一個，以該光刻設(shè)備群對一新產(chǎn)品進(jìn)行光刻作業(yè)；完成所述光刻作業(yè)后，根據(jù)測試得到的條寬和套刻數(shù)據(jù)，計算該新產(chǎn)品在該光刻設(shè)備群上所需的優(yōu)化曝光條件； 根據(jù)所述該新產(chǎn)品在該光刻設(shè)備群上所需的優(yōu)化曝光條件和初始曝光參考條件，計算兩者的差值； 將所述差值與其它各光刻設(shè)備群的初始曝光參考條件相耦合，得到該新產(chǎn)品在各光刻設(shè)備群上的優(yōu)化曝光條件。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于:所述曝光條件包括曝光能量和套刻補(bǔ)償參數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的光刻參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于:所述單個光刻設(shè)備群包括涂膠、曝光和顯影設(shè)備。
全文摘要
一種光刻參數(shù)的優(yōu)化方法，該方法通過對新產(chǎn)品在各個光刻設(shè)備群上第一次作業(yè)時，只需在任一光刻設(shè)備群上先行一次后，得到新的優(yōu)化后的作業(yè)條件，將新的優(yōu)化后的條件的各參數(shù)和參考值相減，得到一個差值，并將其和其它光刻設(shè)備群的初始條件相耦合，得到各自的新的優(yōu)化后的作業(yè)條件，將其用于新產(chǎn)品在其它光刻設(shè)備群上的第一次作業(yè)，可以取消這些光刻設(shè)備群上的先行動作，從而加快產(chǎn)品的流通時間。
文檔編號G03F7/20GK103186052SQ20111044763
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者黃瑋 申請人:無錫華潤上華科技有限公司