[發(fā)明專利]一種晶圓套刻的水平方向突變的測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310340596.5
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN104347443B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李玉華;姚振海
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;G03F7/20
• 代理公司: 江蘇英特東華律師事務(wù)所32229
• 代理人: 邵鋆

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及晶圓的制造，特別是一種晶圓光刻機(jī)的精度測試方法。

背景技術(shù)

晶圓（Wafer）是指硅半導(dǎo)體集成電路制作所用的硅芯片。晶圓經(jīng)多次光罩處理，其中每一次的步驟包括感光劑涂布、曝光、顯影、腐蝕、滲透或蒸著等等，制成具有多層線路與元件的IC晶圓，再交由后段的測試、切割、封裝廠，以制成實(shí)體的集成電路成品。

評價晶圓制造水平、特別是大尺寸晶圓制造水平的時候，良品率是最重要的指標(biāo)。在晶圓制造的深亞微米工藝中，套刻精度對產(chǎn)品良率有至關(guān)重要的影響，在晶圓處理過程中，某些處理步驟的異常作業(yè)機(jī)臺（光刻機(jī)）會造成晶圓局部套刻突變。

現(xiàn)有的排查異常機(jī)臺的方法，通常采用套刻正常批次的產(chǎn)品（lot）和異常lot對比，但是，如果異常lot數(shù)據(jù)較少會導(dǎo)致排查結(jié)果不夠準(zhǔn)確。也可以通過實(shí)驗(yàn)分片去驗(yàn)證作業(yè)機(jī)臺是否存在異常，需要以產(chǎn)品去潛在異常機(jī)臺上作業(yè)，風(fēng)險(xiǎn)較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是為了克服背景技術(shù)所述的現(xiàn)有的對于晶圓光刻機(jī)的套刻異常的檢測方法的缺陷，發(fā)明一種快速、簡單、風(fēng)險(xiǎn)小、損耗小的晶圓套刻的水平方向上異常突變的測試方法。

這種晶圓套刻的水平方向突變的測試方法，用于晶圓光刻機(jī)臺，步驟是：

步驟1，制作套刻標(biāo)準(zhǔn)片，標(biāo)準(zhǔn)片上具有多個對位點(diǎn)；

步驟2，標(biāo)準(zhǔn)片處理前做一次對位，取得第一次對位數(shù)據(jù)；

步驟3，標(biāo)準(zhǔn)片進(jìn)入需要排查的機(jī)臺做晶圓套刻處理，記錄晶圓缺口處相對機(jī)臺的位置；

步驟4，待排查機(jī)臺處理完的標(biāo)準(zhǔn)片再次做對位，取得第二次對位數(shù)據(jù)；

步驟5，將兩次對位數(shù)據(jù)對比，差值＞0.03/um即視為晶圓水平方向局部突變。

所述的套刻標(biāo)準(zhǔn)片是具有對位標(biāo)記、經(jīng)過精密蝕刻將對位標(biāo)記固定下來、去掉多余的光阻的晶圓。

優(yōu)選的對位標(biāo)記具有X方向和Y方向兩個參考圖案，進(jìn)一步優(yōu)選是兩條呈90°的直線。

另一優(yōu)選的：步驟2或步驟4中的對位數(shù)據(jù)是對位標(biāo)記在晶圓上實(shí)際位置與理想位置的差異值，以/um為單位。

本發(fā)明設(shè)計(jì)了一套以特定的套刻標(biāo)準(zhǔn)片為核心的測試工具，采用兩次差異對比的方式進(jìn)行對光刻機(jī)臺的精度（特別是水平方向）的突變異常檢測，是一種應(yīng)用于光刻機(jī)和晶圓套刻特殊工藝的特定技術(shù)手段，能夠得到更加精確的數(shù)據(jù)。而且，整個方法的速度快、準(zhǔn)確度高、無消耗、無需產(chǎn)品片的損耗。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)片的對位標(biāo)記的圖形的實(shí)施例。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中，其中一個坐標(biāo)的數(shù)據(jù)對比示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明是一種應(yīng)用于晶圓套刻的光刻機(jī)的水平方向的突變的測試方法，旨在尋找出光刻機(jī)的硬件不達(dá)標(biāo)之處，最終提高晶圓套刻的良品率。

下面結(jié)合一個實(shí)施例對整個方法進(jìn)行詳細(xì)闡述：

第一步，制作套刻標(biāo)準(zhǔn)片

首先，按照晶圓（wafer）的加工步驟，在一個晶圓做零（zero）層次光刻光罩,得到光阻，然后選擇不同的位置布置10個對位標(biāo)記，其中X方向和Y方向各5個，具體的對位標(biāo)記如圖1，是長條形，X方向的對位標(biāo)記和Y方向的相互垂直。然后精密蝕刻將圖形固定下來，去掉多余的光阻，制成套刻標(biāo)準(zhǔn)片。具體的對位標(biāo)記的選取在下文中結(jié)合對位數(shù)據(jù)揭示。

第二步，晶圓標(biāo)準(zhǔn)片處理前的第一次對位測試，取得第一次對位數(shù)據(jù)

由于光刻機(jī)對準(zhǔn)系統(tǒng)、曝光過程中走位和鏡頭并不是完美的，因此對位標(biāo)記在晶圓上實(shí)際位置與理想位置并不會重合。晶圓處理前對位測試的目的是取對位標(biāo)記在晶圓上實(shí)際位置與理想位置的一個差異，取得的數(shù)據(jù)如下表1所示：

表1：

第三步，將標(biāo)準(zhǔn)片晶圓放置到待排查機(jī)處理，記錄晶圓缺口處相對機(jī)臺的位置。

第四步，晶圓處理后再次進(jìn)行對位測試，取得第二次對位數(shù)據(jù)，具體數(shù)據(jù)如下表2所示：

表2：

步驟5，將兩次對位數(shù)據(jù)（表1和表2的差異值）對比，差值＞0.03/um即視為晶圓水平方向局部突變。本實(shí)施例中可見，X（2，0）和Y（2，0）兩個點(diǎn)的數(shù)據(jù)分別達(dá)到了0.070和0.100，超過了設(shè)定的差值范圍，所以可以判定這兩個點(diǎn)的水平突變超標(biāo)。

由此，對照這兩個點(diǎn)的位置去檢查光刻機(jī)的硬件設(shè)備是否有需要修理或者調(diào)試的可能，以提高晶圓產(chǎn)品的良品率。

我們發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明的方法，和采用分片測試的方式相比，無須產(chǎn)品上線，而標(biāo)準(zhǔn)片的制造工藝特殊，可靠性高于產(chǎn)品，只要標(biāo)準(zhǔn)片不損壞，可以多次使用。而且本發(fā)明的精度高（可以選擇不同位置和數(shù)量的對位標(biāo)記）、速度快，更加符合生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際狀況。