[發明專利]一種光刻條件控制方法

無效

• 申請號: 201110455195.5
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN103186053A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 黃瑋
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮;李辰

技術領域

本發明涉及半導體制作工藝領域，尤其涉及一種光刻工藝中對光刻條件的控制方法。

背景技術

半導體光刻工藝一般包括涂膠、顯影、曝光三個工藝步驟，條寬和套刻是用于監控光刻工藝質量的兩個關鍵參數。隨著半導體工藝的發展，對工藝控制的要求不斷提高，條寬和套刻的規范越來越小。因此生產線上經常有超規范現象，導致產品需要去膠返工，影像了產品流通。

在半導體光刻工藝中，統計工藝控制(Statistical?Process?Control，SPC)和先進工藝控制(Advanced?Process?Control，APC)經常被用來監測生產工藝的品質問題。

SPC是通過統計的手段，對產品的某一個測試參數進行監測。當統計結果表明產品的某一測試參數超出一個規范范圍時，則發出警報提醒人員產線機臺可能出現問題需要排查。

而APC是在SPC的基礎上，通過對產品的生產工藝參數的不斷優化，來調控生產機臺的具體地工藝參數。使產品在生產過程中始終以最優的工藝參數進行生產。

然而無論是SPC還是APC，都會有如下的問題：對于生產裝置來說，不可避免的會出現工藝性波動，即機臺在長時間的工作之后，會產生一定的機械慣性，使得機臺的反饋參數與輸入參數之間形成誤差，這種誤差在APC的作用下會表現出沿著某個方向做緩慢持續偏移。而SPC和APC都是一種事后調控行為，因此具有一定的延遲性。這種延遲性導致的結果就是，機臺已經發生了比較大的系統誤差，但是生產出來的產品，其測試參數依舊在規范范圍內。而SPC只評定產品的測試參數，對于機臺的工藝參數不做監測，因此不會產生報警。此時APC就會沿用已經出現偏移的工藝參數作為評定下個批次產品的最佳工藝參數的基準，當每個批次的誤差疊加到一定的程度的時候，就會實際影響到產品的品質，從而有可能產生大規模的產品報廢。

當上述問題反映到曝光機臺上時，所述測試參數就反映在條寬和套刻上，而所述工藝參數就反映在曝光參數上，比如曝光能量、X/Y方向偏移量、X/Y膨脹系統、旋轉度或正交性等。以條寬的SPC圖為例，請參見圖1，圖1是對20個批次的產品條寬進行SPC統計處理時的統計圖。其中橫坐標X表示產品批次，縱坐標Y表示條寬尺寸，橫線1表示產品條寬的目標值，折線2表示由20個批次產品條寬的實際值形成的波動曲線。當這個波動曲線的變化范圍始終處于規范范圍內，即波動不超過±0.01um時，SPC會認為當前工藝下可以進行正常的產品生產，此時曝光機臺由于長時間工作，曝光能量出現系統性偏移，由于沒有報警，各個機臺會持續疊加系統性偏移，最終導致產品出現缺陷。

因此，有必要對現有的控制方法做改進，從而克服光刻工藝中出現的各種機臺的系統性偏移誤差。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種光刻條件的控制方法，利用SPC的統計原理，對機臺的系統性誤差實施監測，同時配合現有的SPC和APC的控制方法，使產品在進行光刻作業時，不僅可以杜絕產品因不合理曝光參數引起的產品缺陷，而且能夠消除機臺因長時間工作而產生的系統誤差，從而大大提高產品的品質。

根據本發明的目的提出的一種光刻條件控制方法，包括步驟：

提供N個批次產品，對該N個批次產品的至少一測量參數進行測量；

根據上述測量所得的測量參數計算得出至少一曝光參數最佳值，將該曝光參數最佳值按產品批次進行一統計處理；

判斷該曝光參數最佳值的統計結果，并根據該統計結果對當前光刻工藝實施一統計工藝控制。

優選的，所述測量參數包括條寬或套刻。

優選的，所述條寬對應的曝光參數為曝光能量。

優選的，所述套刻對應的曝光參數包括：X/Y方向偏移量、X/Y膨脹系統、旋轉度或正交性。

優選的，所述統計處理為將該曝光參數最佳值按批次繪制成表格或者統計曲線。

優選的，所述統計曲線的變化趨勢決定所述統計結果。

優選的，所述統計曲線的變化趨勢為該曝光參數最佳值的各批次分布按一基準值做隨機波動，對N+1批次產品，以上述曝光參數最佳值做加權計算得出的曝光參數優化值為實際曝光條件，進行光刻工藝。

優選的，所述統計曲線的變化趨勢為該曝光參數最佳值的各批次分布按一方向做趨勢變化，則停止當前光刻工藝。

本發明是通過對曝光條件的自動實時監控來盡可能保證在線條寬和套刻在規范之內，同時針對條寬和套刻在規范內的前提下，仍可以及時發現在線工藝異常。

附圖說明