半导体光刻补偿方法与流程

1.本技术实施例涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体光刻补偿方法。


背景技术：

2.在半导体结构的制作中，通常需要对卡盘上的基底进行光刻制程，以使掩膜板上的图形转移到基底上。晶圆在光刻制程过程中，曝光显影后的图形(当层)，必须与晶圆衬底上的已有图形(前层)对准，才能保证各器件之间的连接正确；曝光图形的当层和前层之间的相对位置称为套刻误差(overlay)。相关技术中，在当层光刻制程完成后，需要使用测量机台测量套刻误差，当套刻误差超过产品规格线时，需要对晶圆的当层进行重工；当套刻误差满足规格线时，可以进行下货并送至下一道工序。然而，相关技术的半导体结构制作过程中，存在重工次数较多的问题。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种半导体光刻补偿方法。
4.第一方面，本技术实施例提供一种半导体光刻补偿方法，包括：
5.提供晶圆，通过机台组合对所述晶圆进行光刻，所述机台组合至少包括第一机台和第二机台，
6.通过所述第一机台进行光刻得到第一曝光结构；
7.获取所述第一曝光结构的套刻误差的第一测量值；
8.根据所述第一测量值对所述第二机台的初始下货值进行补偿。
9.在一种可能的实现方式中，根据所述第一测量值对所述第二机台的下货值进行补偿，包括：
10.根据所述第一测量值和所述第一机台的初始下货值之间的差值获取第一补偿值；
11.根据所述第一补偿值和所述第二机台的初始下货值得到所述第二机台的第一下货值。
12.在一种可能的实现方式中，所述第二机台根据所述第一下货值得到第二曝光结构，获取所述第二曝光结构的套刻误差的第二测量值，若所述第二测量值超过所述第二曝光结构的规格范围，根据所述第一测量值和所述第二测量值获取第二补偿值；
13.根据所述第二补偿值对所述机台组合中其余机台的下货值进行补偿。
14.在一种可能的实现方式中，所述第二补偿值为所述第一测量值和所述第二测量值的平均值。
15.在一种可能的实现方式中，通过所述第一机台进行光刻得到第一曝光结构之前，包括：
16.将所述第一机台设定的套刻标记与前层曝光结构的套刻标记对准。
17.在一种可能的实现方式中，还包括：任一机台制程参数发生改变时，将预设时间内运行的所有机台的下货值重置，在得到所述第一曝光结构后发送强制量测命令，所述强制
量测命令用于获取所述第一曝光结构的套刻误差的第一测量值。
18.在一种可能的实现方式中，还包括：在预设时间内，若除所述第一机台外的其余机台的所述第二测量值均未超过相应的规格范围，则不改变机台的下货值；
19.若其余机台中任一机台的所述第二测量值超过规格范围，根据所述第一测量值和所述第二测量值的平均值获取第二补偿值；
20.根据所述第二补偿值调整所述其余机台中未进行量测运行的机台的下货值。
21.在一种可能的实现方式中，还包括：超过预设时间后，所有未下货的机台恢复测量标记，重新进行套刻误差的量测，并根据新的量测值对下货值进行补偿。
22.第二方面，本技术实施例还提供一种半导体光刻补偿方法，包括：
23.提供基底，对所述基底进行光刻处理，所述光刻处理包括第一制程和第二制程；
24.获取所述第一制程的套刻误差的第一测量值，根据所述第一测量值对所述第二制程进行光刻补偿。
25.在一种可能的实现方式中，在测量运行状态，强制量测所述第一制程的套刻误差，以获取所述第一测量值，根据所述套刻误差获取第一补偿值，并将所述第一补偿值反馈给所述第二制程。
26.在一种可能的实现方式中，对所述第二制程进行光刻补偿，包括：
27.根据所述第一制程的初始下货值和所述第一测量值之差获取所述第一补偿值；
28.根据所述第一补偿值对所述第二制程的初始下货值进行补偿。
29.在一种可能的实现方式中，在非测量运行状态，对线上光刻制程进行采样量测，分别获取所述线上光刻制程中所述第一制程的套刻误差的第二测量值，以及所述第二制程的套刻误差的第三测量值，并在测量运行状态时，将所述第二测量值和第三测量值反馈给所述第二制程。
30.在一种可能的实现方式中，将所述第二测量值和第三测量值反馈给所述第二制程，包括：
31.计算所述第一制程的初始下货值与所述第二测量值之间的差值，作为第二补偿值；
32.计算所述第二制程的初始下货值与所述第三测量值之间的差值，作为第三补偿值；
33.所述第二补偿值和所述第三补偿值之和，即为在测量运行状态时，所述第二制程的光刻补偿值。
34.在一种可能的实现方式中，所述光刻处理包括：设定所述第一制程和所述第二制程在进行套刻误差量测时对准同一道在前制程。
35.在一种可能的实现方式中，所述第一制程和所述第二制程使用相同类型的对准标记。
36.本技术实施例提供一种半导体光刻补偿方法，包括：提供晶圆，通过机台组合对晶圆进行光刻，机台组合至少包括第一机台和第二机台；通过第一机台进行光刻得到第一曝光结构；获取第一曝光结构的套刻误差的第一测量值；根据第一测量值对第二机台的初始下货值进行补偿。在进行半导体结构的制作过程中，可以通过测量第一机台加工形成的第一曝光结构的套刻误差，将第一测量值对第二机台的初始下货值进行补偿，以便得到第二
机台的最优下货值，后续第二机台进行光刻时，第二机台根据其最优下货值进行光刻加工，有利于保证后续第二机台加工形成的曝光结构的套刻误差准确性，从而减少重工次数。
附图说明
37.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本技术实施例提供的一种半导体光刻补偿方法的步骤流程图一；
39.图2为本技术实施例提供的一种半导体光刻补偿方法的步骤流程图二。
具体实施方式
40.为了清楚理解本技术的技术方案，首先对相关技术的方案进行详细介绍。
41.在半导体结构的制作过程中，在当层光刻制程完成后，需要使用测量机台测量套刻误差，当套刻误差超过产品规格线时，需要对晶圆的当层进行重工；当套刻误差满足规格线时，可以进行下货并送至下一道工序。
42.在半导体结构制作过程中，可以使用机台组合中的不同机台进行光刻加工，当需要对晶圆进行多次光刻工艺时，每次进行光刻工艺使用的机台不同，由于机台本身存在机械偏差，多次光刻工艺后偏差被放大，可能导致最终套刻误差的测量值超过规格值，重工次数增加。
43.在半导体结构制作过程中，为提高光刻处理的精度，通常利用多次制程来实现原来一层设计的图形，每次制程结束后都需要进行套刻误差的量测，套刻误差的测量值超过当次制程的规格值，则需要进行重工，导致重工次数增加。可见，上述情况都容易导致重工次数增加，影响生产效率。
44.有鉴于此，第一方面，本技术实施例提供一种半导体光刻补偿方法，在进行半导体结构的制作过程中，可以通过测量第一机台加工形成的第一曝光结构的套刻误差，将第一测量值对第二机台的初始下货值进行补偿，以便得到第二机台的最优下货值，后续第二机台进行光刻时，第二机台根据其最优下货值进行光刻加工，有利于保证后续第二机台加工形成的曝光结构的套刻误差准确性，从而减少重工次数。
45.第二方面，本技术实施例还提供一种半导体光刻补偿方法，光刻处理包括第一制程和第二制程，通过将第一制程过程中得到的偏差补偿给第二制程，以便后续第二制程根据第一下货值进行光刻时，形成的曝光结构的套刻误差准确性提高，进而减少重工次数。
46.为了使本技术实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本技术保护的范围。
47.参照图1，本技术实施例提供的一种半导体光刻补偿方法，具体包括：
48.步骤s101、提供晶圆，通过机台组合对晶圆进行光刻，机台组合至少包括第一机台
和第二机台。
49.值得说明的是，在对晶圆进行光刻加工的过程中，可以使用机台组合中的不同机台进行光刻加工。例如，在机台组合至少包括第一机台和第二机台的实施例中，机台组合中的第一机台和第二机台均能够用于对晶圆进行光刻加工。然而，由于第一机台和第二机台本身存在机械偏差，第一机台和第二机台均存在不同的初始下货值，该初始下货值即为使用该机台当前所能得到的最优下货值。这里的“最优下货值”可以理解为机台在进行光刻时设定的最优参数，使用该最优参数加工后得到的曝光结构的光刻误差准确性最高。
50.步骤s102、通过第一机台进行光刻得到第一曝光结构。
51.值得说明的是，通过第一机台进行光刻时，第一机台根据其初始下货值得到第一曝光结构。在进行光刻的过程中，需要在晶圆上涂布光刻胶层，并对光刻胶层进行曝光、显影以及蚀刻以后，从而得到第一曝光结构。
52.可选地，通过第一机台进行光刻得到第一曝光结构之前，包括：
53.将第一机台设定的套刻标记与前层曝光结构的套刻标记对准。值得说明的是，半导体结构的制作过程中，每层做完曝光后都会在当层形成对准标记，该对准标记也即为套刻标记。具体来说，需要在晶圆进行曝光之前，将第一机台设定的套刻标记与前层曝光结构的套刻标记对准，以便得到位于规格范围内的第一曝光结构。
54.步骤s103、获取第一曝光结构的套刻误差的第一测量值。
55.晶圆在进行曝光和显影后进行套刻测量，以获得晶圆的套刻精度或套刻误差值，本实施例中，第一测量值即为套刻精度或者套刻误差值。套刻误差是当层与前层之间套刻标记的偏差，测量时是测试当层套刻标记与前层套刻标记之间的偏差值。如果这个偏差值超过第一曝光结构的规格范围，会把当层洗掉，重新再做一次(rework)曝光(也即重工)，再次测量生成的当层套刻标记与前层套刻标记的偏差值，直至偏差值位于第一曝光结构的规格范围内。本实施例中，第一测量值位于第一曝光结构的规格范围内。一般情况下，套刻误差的测量在套刻测量机台上进行。
56.步骤s104、根据第一测量值对第二机台的初始下货值进行补偿。
57.本实施例中，通过将第一机台得到的第一测量值提前补偿给第二机台，使第二机台的初始下货值补偿后能够得到第二机台的新的最优下货值，后续第二机台进行光刻时，第二机台根据其最优下货值进行光刻加工，有利于保证后续第二机台加工形成的曝光结构的套刻误差准确性，从而减少重工次数。
58.本实施例中，根据第一测量值对第二机台的下货值进行补偿，包括：根据第一测量值和第一机台的初始下货值之间的差值获取第一补偿值；根据第一补偿值和第二机台的初始下货值得到第二机台的第一下货值。
59.在一种具体的实现方式中，第一补偿值可以等于第一机台的初始下货值减去第一测量值。在得到第一补偿值之后，根据第一补偿值和第二机台的初始下货值得到第二机台的第一下货值。在一种具体的实现方式中，第二机台的第一下货值可以等于第二机台的初始下货值减去第一补偿值，从而将第一补偿值补偿到第二机台，使得第二机台的第一下货值即为第二机台所能得到的新的最优下货值。以便后续第二机台根据第一下货值进行光刻时，形成的曝光结构的套刻误差准确性提高，进而减少重工次数。
60.在一些实施例中，将第一机台得到的偏差补偿到第二机台，还有利于提高光刻工
艺中机台的利用率和产能，进而提升产品的生产效率。
61.本技术实施例提供一种半导体光刻补偿方法，包括：提供晶圆，通过机台组合对晶圆进行光刻，机台组合至少包括第一机台和第二机台；通过第一机台进行光刻得到第一曝光结构；获取第一曝光结构的套刻误差的第一测量值；根据第一测量值对第二机台的初始下货值进行补偿。在进行半导体结构的制作过程中，可以通过测量第一机台加工形成的第一曝光结构的套刻误差，将第一测量值对第二机台的初始下货值进行补偿，以便得到第二机台的最优下货值，后续第二机台进行光刻时，第二机台根据其最优下货值进行光刻加工，有利于保证后续第二机台加工形成的曝光结构的套刻误差准确性，从而减少重工次数。
62.本实施例中，在根据第一测量值对第二机台的初始下货值进行补偿，以得到第二机台的第一下货值以后，还包括：第二机台根据第一下货值得到第二曝光结构，获取第二曝光结构的套刻误差的第二测量值，若第二测量值超过第二曝光结构的规格范围，根据第一测量值和第二测量值获取第二补偿值。
63.相似地，第二机台根据第一下货值得到第二曝光结构，在进行光刻的过程中，需要在晶圆上涂布光刻胶层，并对光刻胶层进行曝光、显影以及蚀刻以后，从而得到第二曝光结构。在一些实施例中，通过第二机台进行光刻得到第二曝光结构之前，包括：将第二机台设定的套刻标记与前层曝光结构的套刻标记对准，以便得到位于规格范围内的第二曝光结构。
64.相似地，获取第二曝光结构的套刻误差的第二测量值。晶圆可以在进行曝光和显影后进行套刻测量，套刻误差的测量可以在套刻测量机台上进行。
65.在一些实施例中，若第二测量值超过第二曝光结构的规格范围，说明第二机台的第一下货值并不是最优下货值，需要重新计算补偿值。第二补偿值可以为第一测量值和第二测量值的平均值，以便将两次的测量值折中补偿进第二机台内，便于后续第二机台能够加工出位于规格范围内的曝光结构，从而避免再次重工。
66.例如，在获取第二补偿值以后，还包括：根据第二补偿值对机台组合中其余机台的下货值进行补偿。在机台组合至少包括第一机台和第二机台的实施例中，第二补偿值由已经进行过光刻加工的第一机台和第二机台得到，机台组合例如还可以包括还没有进行光刻加工的第三机台、第四机台等，这些机台即为所谓的“机台组合中其余机台”。在获取第二补偿值以后，根据第二补偿值对机台组合中其余机台的下货值进行补偿，举例来说，可以获取第三机台的初始下货值与第二补偿值的差值，从而得到第三机台的第二下货值，第三机台的第二下货值即为第三机台所能得到的最优下货值，以便后续第三机台根据第二下货值进行光刻时，形成的曝光结构的套刻误差准确性提高，进而减少重工次数。
67.可选地，任一机台制程参数发生改变时，将预设时间内运行的所有机台的下货值重置，在得到第一曝光结构后发送强制量测命令，强制量测命令用于获取第一曝光结构的套刻误差的第一测量值。本实施例中，预设时间例如可以为14天。
68.可选地，在任一机台制程参数发生改变时，为防止机台继续使用旧制程参数的下货值对晶圆进行加工，需要重新对机台的初始下货值进行补偿。在预设时间内所有在运行的机台的下货值进行重置，也即，使得机台的下货值均重置为初始下货值。在使用第一机台得到第一曝光结构以后，响应于该强制量测命令，对第一曝光结构的套刻误差进行强制量测，以获取第一测量值。
69.值得说明的是，在获取第一测量值以后，根据第一测量值对机台组合中的其余机台的初始下货值进行补偿，在后续加工的过程中，其余机台根据补偿后的下货值对晶圆进行光刻，以便形成的曝光结构的套刻误差准确性提高，进而减少重工次数。
70.在预设时间内，若除第一机台外的其余机台的第二测量值均未超过相应的规格范围，则不改变机台的下货值。在对除第一机台外的其余机台的初始下货值进行补偿后，继续进行光刻加工以形成曝光结构，并对这些曝光结构的套刻误差进行测量，以得到第二测量值。若第二测量值均未超过相应的规格范围，说明补偿后的下货值即为最优下货值，有利于保证曝光结构的套刻误差准确性，不需要进一步调整。
71.若其余机台中任一机台的第二测量值超过规格范围，则需要对其余机台中未进行量测运行的机台的下货值进行调整。在一种具体的实现方式中，根据第一测量值和第二测量值的平均值获取第二补偿值，根据第二补偿值调整其余机台中未进行量测运行的机台的下货值。以便将两次的测量值折中补偿进其余机台内，便于后续其余机台能够加工出位于规格范围内的曝光结构，从而避免再次重工。
72.可选地，超过预设时间后，所有未下货的机台恢复测量标记，重新进行套刻误差的量测，并根据新的量测值对下货值进行补偿。当超过预设时间后，期间未运行的机台可能会产生新的机械偏差，通过对机台光刻加工的曝光结构进行套刻误差的量测，得到新的量测值，然后根据新的量测值对其他机台的初始下货值进行补偿。
73.参照图2，本技术实施例还提供一种半导体光刻补偿方法，包括：
74.步骤s201、提供基底，对基底进行光刻处理，光刻处理包括第一制程和第二制程。
75.值得说明的是，在半导体结构的制作过程中，为提高光刻处理的精度，通常将原来一层光刻图形拆分到两个或多个掩膜上，利用多次曝光和刻蚀来实现原来一层设计的图形。本实施例中，光刻处理包括第一制程和第二制程，其中，第一制程需要对基底进行第一次曝光，以形成第一曝光结构，第二制程需要对第一曝光结构进行第二次曝光，以形成第二曝光结构。
76.本实施例中，光刻处理可以包括：设定第一制程和第二制程在进行套刻误差量测时对准同一道在前制程。
77.值得说明的是，第一制程时，会在当层形成对准标记，该对准标记也即为套刻标记。具体来说，需要在晶圆进行曝光之前，将第一机台设定的套刻标记与前层曝光结构的套刻标记对准，以便得到位于规格范围内的第一曝光结构。将第一制程设定的套刻标记与前层曝光结构的套刻标记对准，有利于得到位于规格范围内的第一曝光结构。相同地，将第二制程设定的套刻标记与前层曝光结构的套刻标记对准，有利于得到位于规格范围内的第二曝光结构。
78.本实施例中，第一制程和第二制程可以使用相同类型的对准标记，以便提高第二制程的曝光精度，进而提高形成的第二曝光结构的套刻误差准确性，防止第二曝光结构的套刻误差超出规格值，避免重工。
79.步骤s202、获取第一制程的套刻误差的第一测量值，根据第一测量值对第二制程进行光刻补偿。
80.晶圆在进行曝光和显影后进行套刻测量，以获得晶圆的套刻精度或套刻误差值，本实施例中，第一测量值即为第一制程的套刻精度或者套刻误差值。套刻误差是当层与前
层之间套刻标记的偏差，测量时是测试当层套刻标记与前层套刻标记之间的偏差值。如果这个偏差值超过第一制程的规格范围，会把当层洗掉，重新再做一次曝光，再次测量生成的当层套刻标记与前层套刻标记的偏差值，直至偏差值位于第一制程的规格范围内。本实施例中，第一测量值位于第一制程的规格范围内。一般情况下，套刻误差的测量在套刻测量机台上进行。
81.可选地，强制量测第一制程的套刻误差，以获取第一测量值，根据套刻误差获取第一补偿值，并将第一补偿值反馈给第二制程。
82.本实施例中，在处于测量运行状态时，在第一制程进行曝光以后，需要对第一曝光结构进行套刻误差的量测，并根据得到的第一测量值对第二制程进行补偿，使第二制程根据第一补偿值和初始下货值得到第一下货值，后续第二制程根据第一下货值进行曝光，得到的第二曝光结构的套刻误差准确性提高，避免套刻误差超过规格范围，进而避免重工。
83.本实施例中，对第二制程进行光刻补偿，包括：根据第一制程的初始下货值和第一测量值之差获取第一补偿值；根据第一补偿值对第二制程的初始下货值进行补偿。
84.在一种具体的实现方式中，第一补偿值可以等于第一制程的初始下货值减去第一测量值。在得到第一补偿值之后，根据第一补偿值和第二制程的初始下货值得到第二制程的第一下货值。在一种具体的实现方式中，第二制程的第一下货值可以等于第二制程的初始下货值减去第一补偿值，从而将第一补偿值补偿到第二制程，使得第二制程的第一下货值即为第二制程所能得到的最优下货值。以便后续第二制程根据第一下货值进行光刻时，形成的曝光结构的套刻误差准确性提高，进而减少重工次数。
85.在一些实施例中，后续在第二制程的套刻误差的准确性提高的前提下，还可以逐步取消第二制程后套刻误差的量测，可以只进行少量的抽检以验证第二制程没有发生新的偏差。进而有利于提高光刻工艺中机台的利用率和产能，进而提升产品的生产效率。
86.本技术实施例还提供一种半导体光刻补偿方法，包括：提供基底，对基底进行光刻处理，光刻处理包括第一制程和第二制程；获取第一制程的套刻误差的第一测量值，根据第一测量值对第二制程进行光刻补偿。通过将第一制程过程中得到的偏差补偿给第二制程，以便后续第二制程根据第一下货值进行光刻时，形成的曝光结构的套刻误差准确性提高，进而减少重工次数。
87.可选地，在非测量运行状态，对线上光刻制程进行采样量测，分别获取线上光刻制程中第一制程的套刻误差的第二测量值，以及第二制程的套刻误差的第三测量值，并在测量运行状态时，将第二测量值和第三测量值反馈给第二制程。本实施例中，在非量测运行状态时，可以对第一制程进行采样量测，以获取第一曝光结构的套刻误差的量测值，也即第二量测值，然后可以对第二制程进行采样量测，以获取第二曝光结构的套刻误差的量测值，也即第三量测值。
88.在量测运行状态时，将第二测量值和第三测量值反馈给第二制程，可以包括：计算第一制程的初始下货值与第二测量值之间的差值，作为第二补偿值；计算第二制程的初始下货值与第三测量值之间的差值，作为第三补偿值；第二补偿值和第三补偿值之和，即为在测量运行状态时，第二制程的光刻补偿值。通过将第二补偿值和第三补偿值之和补偿给第二制程，提高了反馈的及时性，进一步提高了曝光结构的套刻误差准确性，有利于进一步减少重工次数。
89.本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
90.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。