利用接近式拼接度量制作光刻图像场的方法_3

文档序号:8380046阅读:来源:国知局
214进行成像,用于确定与曝光的场208a-208d的 拼接关联的任何误差。例如,度量工具的FOV 230可以包括约35 μ mX 35 μ m的窗口。如下 面描述的,瓣状区210a-210d可以基于曝光场208a-208d的外周边缘的邻接提供位置误差 指示。例如,误差可以指示与基本邻接(substantial abutment)的偏差,由此所述偏差可 以是场之间的间隔或者场之间的一些重叠的形式。
[0036] 参考图3,描绘了确定与光刻场曝光拼接过程关联的误差的过程流程图300(即, 晶圆拼接(WFS)程序)。在302处,在度量工具的单个FOV内,可以接收描绘由光刻工具创 建的基本非重叠曝光场的花状目标图像。例如,参考图2,利用光刻工具,可以创建基本非重 叠曝光场208a-208d,由此可以在度量工具的单个FOV 230内捕获由曝光场208a-208d的各 自的瓣状区210a-210d形成的花状区214。
[0037] 在304处,与曝光场(例如图2 :208a-208d)对应的花状目标图像(例如图2 :214) 内的瓣状区可以用于确定花状图像(例如图2 :214)内的邻近瓣状区210a-210d之间的瓣 状区布置误差(PPE)。参考图4A,描绘了用于确定瓣状区布置误差(PPE)的分别对应于曝 光场208a和208b的瓣状区210a、210b的放大图。瓣状区210a和210b之间的预定设计距 离D tl可以被确定为从各场208a、208b的边缘205、207获得的瓣状区210a和210b之间的 需要的距离,以形成邻接非重叠位置关系。但是,在光刻期间,可能出现拼接误差,由此当瓣 状区210a、210b相对于它们的预定设计距离D tl偏移时这些拼接误差出现。瓣状图像410a 和410b示出了这种偏差或者瓣状区偏移。例如,瓣状图像210a的偏差可能导致瓣状图像 410a,而瓣状图像210b的偏差可能导致瓣状图像410b。关于x、y坐标系统,基于所描绘的 例子,瓣状图像410a和410b经历沿着X轴的偏移和沿着y轴的偏移两者。在所示出的例 子中,这种沿着X轴的偏移可以指示曝光场208a、208b之间的间隔或者间隙,而不是所希望 的基本邻接。基于向量运算,曝光场208a和208b的邻近瓣状区2IOa和210b之间的瓣状 区布置误差,相应地,可以由下面的公式给出:
[0038] PPE12 = (xl+D〇-x2, yl-y2) 公式(I)
[0039] 其中,作为预定设计距离(即,Dtl)、瓣状图像410a的X轴位置(xl)和瓣状图像 410b的X轴位置(x2)的函数计算X轴偏差(即, X1+DQ-X2)。由于这些瓣状区的y轴共享 共同的原点,所以y轴偏差可以由不包括预定设计距离的yl-y2给出。相应地,yl是瓣状 图像410a的y轴位置,而y2是瓣状图像410b的y轴位置。
[0040] 参考图4B,描绘了用于确定瓣状区布置误差(PPE)的分别对应于曝光场 208a-208d的瓣状区210a-210d的放大图。如前面所指出的,瓣状区210a-210d可以形成花 状图像214。基于向量运算,曝光场208a和208b的邻近瓣状区21Oa和2IOb之间的瓣状区 布置误差,相应地,在上面由公式(1)给出。类似地,基于向量运算,曝光场208b和208d的 邻近瓣状区210b和210d之间的瓣状区布置误差,相应地,可以由下面的公式给出:
[0041] PPE23 = (x2-x3, y2-D' 〇-y3) 公式(2)
[0042] 其中,作为预定设计距离(即,D'J、瓣状图像210b的y轴位置(y2)和瓣状图像 210d的y轴位置(y3)的函数计算y轴偏差(即,72-0^13)。由于这些瓣状区的X轴共享 共同的原点,所以X轴偏差可以由不包括预定设计距离的x2-x3给出。相应地,x2是瓣状 图像210b的X轴位置,而x3是瓣状图像210d的X轴位置。
[0043] 同样基于向量运算,曝光场208d和208c的邻近瓣状区210d和210c之间的瓣状 区布置误差,相应地,可以由下面的公式给出:
[0044] PPE34 = (x3-D〇-x4, y3-y4) 公式(3)
[0045] 其中,作为预定设计距离(即,Dtl)、瓣状图像210d的X轴位置(x3)和瓣状图像 210c的X轴位置(x4)的函数计算X轴偏差(即,X3-W-X4)。由于这些瓣状区的y轴共享 共同的原点,所以y轴偏差可以由不包括预定设计距离的y3_y4给出。相应地,y3是瓣状 图像210d的y轴位置,而y4是瓣状图像210c的y轴位置。
[0046] 最后,基于向量运算,曝光场208c和208a的邻近瓣状区210c和210a之间的瓣状 区布置误差,相应地,可以由下面的公式给出:
[0047] PPE41 = (x4-xl, y4+D' 〇-yl) 公式(4)
[0048] 其中,作为预定设计距离(即,D'。)、瓣状图像210c的y轴位置(y4)和瓣状图像 210a的y轴位置(yl)的函数计算y轴偏差(即,y4+D' Q-yl)。由于这些瓣状区的X轴共享 共同的原点,X轴偏差可以由不包括预定设计距离的x4-xl给出。相应地,x4是瓣状图像 210c的X轴位置,而xl是瓣状图像210a的X轴位置。
[0049] 在上面的各公式中,瓣状区210a和210b之间的预定设计距离Dtl可以如上所述被 确定为从各场208a、208b的边缘205、207获得的瓣状区210a和210b之间的需要的距离, 以形成邻接非重叠位置关系。此外,瓣状区210c和210d之间的预定设计距离D tl可以被确 定为从各场208c、208d的边缘217、219获得的瓣状区210c和210d之间的需要的距离,以 形成邻接非重叠位置关系。
[0050] 类似地,瓣状区210b和210d之间的预定设计距离D' C1可以被确定为从各场208b、 208d的边缘211、213获得的瓣状区210b和210d之间的需要的距离,以形成邻接非重叠位 置关系。此外,瓣状区210a和210c之间的预定设计距离D' ^可以被确定为从各场208a、 208c的边缘223、221获得的瓣状区210a和210c之间的需要的距离,以形成邻接非重叠位 置关系。从而,利用公式(1)_(4),指示拼接的曝光场208a-208d之间的拼接误差的PPE被 确定(304)。
[0051] 返回参考图3,随后,在306处,可以计算这些确定的PPE的统计平均值。例如,可 以由下面的公式确定平均值:
[0052]
【主权项】
1. 一种在半导体制造过程期间在半导体层上拼接多个光刻曝光的场的方法,所述方法 包括: 在半导体层上曝光第一光刻场图像,所述第一光刻场图像具有基本邻近第一光刻场图 像的外周边缘定位的第一瓣状区; 在半导体层上曝光第二光刻场图像,所述第二光刻场图像具有基本邻近第二光刻场图 像的外周边缘定位的第二瓣状区; 在半导体层上曝光第三光刻场图像,所述第三光刻场图像具有基本邻近第三光刻场图 像的外周边缘定位的第三瓣状区;以及 在半导体层上曝光第四光刻场图像,所述第四光刻场图像具有基
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