[發明專利]套刻精度補正的優化方法及系統

有效

• 申請號: 201710187899.6
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN107045267B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 彭翔;戴韞青;王劍
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F9/00
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;陳慧弘

1.一種套刻精度補正的優化方法，其特征在于，包括：

步驟01：對一曝光結構進行套刻測量得到曝光結構中各層之間的套刻精度，并將套刻測量得到的套刻精度收集起來；其中，包括測量第一層曝光圖案與理論曝光圖案之間的套刻精度；

步驟02：根據當前層所對準的前層曝光機臺區分工具和前層所對準的再前層曝光機臺區分工具，來優化設計針對不同工藝的跑貨路徑，并根據套刻偏差和跑貨路徑計算生成與跑貨路徑數量相匹配的多套十項補值數據；其中，每套十項補值數據與相應的跑貨路徑相匹配；

步驟03：將第一層曝光圖案與理論曝光圖案之間的套刻精度分配到每套的十項補值中，再將每套的十項補值數據進行高階非線性展開得到高階非線性模型；

步驟04：利用高階非線性模型作為套刻精度補值來修正所述步驟01中的套刻精度，得到修正后的套刻精度。

2.根據權利要求1所述的套刻精度補正的優化方法，其特征在于，所述步驟03中，將第一層曝光圖案與理論曝光圖案之間的套刻精度分配到每套的十項補值中，再使用泰勒級數對十項補值數據進行高階非線性展開得到高階非線性模型。

3.根據權利要求1所述的套刻精度補正的優化方法，其特征在于，所述十項補值包括晶圓修正參數和曝光圖案修正參數；所述步驟03中，進行高階非線性展開的方式包括：

針對晶圓修正參數的高階非線性展開為：

其中，Tx、Ty分別為晶圓在平面坐標X和Y方向套刻偏差位移量；Sx、Sy分別為晶圓在X和Y方向套刻偏差膨脹量；Rot為套刻偏差反映在晶圓層面的旋轉量；Orth為套刻偏差反映在晶圓層面的直交度；

針對曝光圖案修正參數的高階非線性展開為：

其中，Rmag為曝光圖案在X和Y方向對稱性膨脹或縮小值；

ARmag為曝光圖案在X和Y方向非對稱性膨脹量或縮小值；

Rrot為曝光圖案四個邊角均勻性旋轉值；

ARrot為曝光圖案四個邊角非均勻性旋轉值。

4.根據權利要求1所述的套刻精度補正的優化方法，其特征在于，所述十項補值數據包括用于修正晶圓與曝光機臺的補值數據和用于修正當層曝光圖案與前層曝光圖案之間的補值數據；所述步驟02中，用于修正晶圓與曝光機臺的補值數據是基于所述步驟01中的對曝光結構進行套刻測量得到曝光結構中各層之間的套刻精度得到。

5.根據權利要求1所述的套刻精度補正的優化方法，其特征在于，所述步驟02中，根據前層所對準的再前層曝光機臺區分工具，獲得針對再前層曝光機臺的單獨的多套十項補值數據。

6.一種套刻精度補正的優化系統，具有曝光機臺、套刻量測機臺、量測數據收集機臺、先進制程控制單元和生產制造控制單元；其特征在于，先進制程控制單元具有當前層所對準的前層曝光機臺區分工具、前層所對準的再前層曝光機臺區分工具和計算工具；

套刻量測機臺對一曝光結構進行套刻測量得到曝光結構中各層之間的套刻精度；其中，包括測量第一層曝光圖案與理論曝光圖案之間的套刻偏差；

量測數據收集機臺將套刻測量得到的套刻精度收集起來，并發送給先進制程控制單元；

先進制程控制單元根據當前層所對準的前層曝光機臺區分工具和前層所對準的再前層曝光機臺區分工具，來優化設計針對不同工藝的跑貨路徑；

先進制程控制單元控制計算工具根據套刻偏差和跑貨路徑計算生成與跑貨路徑數量相匹配的多套十項補值數據；其中，每套十項補值數據與相應的跑貨路徑相匹配；還控制計算工具將第一層曝光圖案與理論曝光圖案之間的套刻精度分配到每套的十項補值中，再將每套的十項補值數據進行高階非線性展開得到高階非線性模型；經將高階非線性模型發送給生產制造控制系統；

生產制造控制系統將高階非線性模型發送給曝光機臺，曝光機臺利用高階非線性模型作為套刻精度補值來修正所述套刻精度，得到修正后的套刻精度；所述套刻精度包括各層之間的套刻精度也包括測量第一層曝光圖案與理論曝光圖案之間的套刻偏差。