一种曝光位置的确定方法及系统与流程

[0001]
本发明属于半导体制造技术领域，特别涉及一种曝光位置的确定方法及系统。


背景技术：

[0002]
半导体制作技术领域，晶圆通常指制作集成电路所用的硅片，在晶圆上制作集成电路的过程中，为了工艺制作的方便，晶圆会被区分为若干个曝光场(shot)，通常将曝光场作为生产中的基本单位，比较典型的就是基本的曝光单位，其在晶圆上是周期性重复排列的。每一个基本的曝光场单元中，又包含有一个或者一个以上的芯片(die)，在晶圆上的集成电路全部制作完成之后，晶圆会被切割成若干个芯片，每个芯片中都包含一个独立的能够实现预定功能的集成电路。
[0003]
在晶圆上制作集成电路的过程中，通过手动调整中心裸片（center die）的坐标及各个曝光场的坐标位置，人工计算中心裸片及各个曝光场的位置主观性较强，且无法进行大量的迭代运算；在确定曝光场的数量时，未考虑制造成本与收益的关系，无法使效益最大化。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种曝光位置的确定方法及系统，通过本发明提供的曝光位置的确定方法及系统，使晶圆上所述芯片的数量最大化，同时使所述曝光场的数量最少化，实现生产效益最大化。
[0005]
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：本发明提供一种曝光位置的确定方法，其包括：获取芯片尺寸及曝光场尺寸；根据所述芯片尺寸，确定中心裸片的移动范围以及移动次数；获取所述中心裸片在移动到每个位置时，晶圆上的芯片总数量，并在所述芯片总数量最大时，将所述中心裸片的位置作为最优中心裸片位置；根据所述最优中心裸片位置、所述芯片尺寸及所述曝光场尺寸，获取中心曝光场的初始位置、移动范围以及移动次数；获取所述中心曝光场移动到每个位置时，所述晶圆上的曝光场总数量，且在所述曝光场总数量最少时，将所述中心曝光场的位置作为最优中心曝光场位置；其中，在获取所述曝光场总数量时，当所述曝光场的曝光场收益小于曝光场成本时，该曝光场不计在所述曝光场总数量中。
[0006]
在本发明一实施例中，所述曝光位置的确定方法还包括：在所述晶圆上建立坐标轴，所述晶圆的圆心为所述坐标轴的原点，过所述原点设置x轴和y轴，所述x轴和所述y轴相互垂直。
[0007]
在本发明一实施例中，所述曝光位置的确定方法还包括确定所述中心裸片的初始位置，所述中心裸片的初始位置为：
所述中心裸片位于所述坐标轴的第一象限，且所述中心裸片的一侧顶点与所述原点重合，所述中心裸片一边与所述x轴重合，将与所述x轴重合的一边长定义为第一长度，所述中心裸片的另一边与所述y轴重合，将与所述y轴重合的另一边长定义为第二长度。
[0008]
在本发明一实施例中，所述中心裸片的移动范围包括：所述x轴方向的所述中心裸片的移动范围：所述中心裸片向所述x轴负方向移动，且移动距离小于等于所述第一长度的二分之一；所述y轴方向的所述中心裸片的移动范围：所述中心裸片向y轴负方向移动，且移动距离小于等于所述第二长度的二分之一。
[0009]
在本发明一实施例中，获取所述晶圆上的芯片总数量的步骤，包括判断多个所述芯片是否在所述晶圆内，其判断方法包括：当所述芯片位于所述坐标轴的第一象限时，判断所述芯片的最大坐标是否位于所述晶圆内；当所述芯片位于所述坐标轴的第二象限、第三象限或第四象限时，将所述芯片的坐标镜像翻转到第一象限，获得所述芯片的第一象限镜像坐标，并判断最大的所述第一象限镜像坐标是否在所述晶圆内。
[0010]
在本发明一实施例中，获取所述曝光场总数量的步骤包括：在所述中心曝光场周围并排设置多个所述曝光场，多个所述曝光场覆盖所述晶圆；判断每个所述曝光场是否在所述晶圆内部；当所述曝光场在所述晶圆内部时，将所述曝光场定义为第一类曝光场，将所述第一类曝光场计在所述曝光场总数量中，并结束流程；当所述曝光场超出所述晶圆时，将所述曝光场定义为第二类曝光场；判断所述第二类曝光场中，且位于所述晶圆内的所述芯片的数量是否为零；当所述芯片的数量为零时，结束流程；当所述芯片的数量不为零时，获得所述第二类曝光场的所述曝光场成本与所述曝光场收益；判断所述曝光场收益是否大于所述曝光场成本；当所述曝光场收益大于所述曝光场成本时，将所述第二类曝光场计在所述曝光场总数量中；当所述曝光场收益小于等于所述曝光场成本时，结束流程。
[0011]
在本发明一实施例中，所述曝光场收益通过以下公式获得：shotprofit=dieprofit*dienum*cp；其中，shotprofit为所述曝光场收益，dieprofit为单个芯片收益，dienum为第二类曝光场内的芯片数量，cp为芯片良率。
[0012]
在本发明一实施例中，所述曝光场成本通过以下公式获得：shotcost=shotmateriel+shotprocess+shoteffort；其中，shotcost为所述曝光场成本，shotmateriel为物料成本，shotprocess为制程成本，shoteffort为人力成本。
[0013]
在本发明一实施例中，当所述曝光场总数量最少时，所述中心曝光场的位置为多个时，获取在所述中心曝光场的在每个位置的芯片比率，将所述曝光场总数量最少且所述
芯片比率最小时的位置作为最优中心曝光场位置；其中，所述芯片比率的获取方法为：所述曝光场内实际的芯片数量与所述曝光场允许容纳的芯片数量之比。
[0014]
本发明还提供一种曝光位置的确定系统，曝光位置的确定系统包括：接收端，用于获取芯片尺寸及曝光场尺寸；中心裸片位置确定单元，其电性连接于所述接收端，用于确定中心裸片的移动范围以及移动次数以及最优中心裸片位置；最优中心曝光场位置确定单元，其电性连接于所述接收端和所述最优中心裸片位置确定单元，用于确定中心曝光场的初始位置、移动范围以及移动次数以及最优中心曝光场位置；输出端，其电性连接于所述用于最优中心裸片位置确定单元和所述最优中心曝光场位置确定单元，用于输出所述最优中心裸片位置和所述最优中心曝光场位置。
[0015]
如上所述本发明提供的一种曝光位置的确定方法及系统，通过将位于所述坐标轴的第二象限、第三象限或第四象限芯片的坐标镜像反转至第一象限，且通过判端最大坐标是否都在所述晶圆内部判断所述芯片是否在所述晶圆内部，大大降低了判断的时间，降低了确定所述最优中心裸片位置的时间；通过将所述芯片总数量最大时的所述中心裸片的位置作为最优中心裸片位置，使生产产量最大化；通过对比所述曝光场收益于所述曝光场成本，判断所述曝光场是否计在所述曝光场总数量中，提高生产收益；通过将所述曝光场总数量最少且所述芯片比率最小时的位置作为最优中心曝光场位置，使所述曝光场数量最小化的同时，能够生产的所述芯片数量最大。通过本发明提供的一种曝光位置的确定方法及系统，提高了确定所述中心裸片位置，且获得最大效益。
[0016]
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0017]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
[0018]
图1为一种曝光位置的确定方法流程图。
[0019]
图2为一种中心裸片及曝光场初始位置图。
[0020]
图3为一种中心裸片的移动范围示意图。
[0021]
图4为一种最优中心裸片位置确定流程图。
[0022]
图5为一种中心裸片坐标示意图。
[0023]
图6为一种中心曝光场的移动范围示意图。
[0024]
图7为一种曝光场总数量获取流程图。
[0025]
图8为一种曝光位置的确定系统结构图。
[0026]
图9为一种计算机可读存储介质的框图。
[0027]
图10为一种电子设备的结构原理框图。
[0028]
标号说明：100晶圆；101芯片；102中心裸片；103第一移动范围；201曝光场；202中心曝光场；203第
二移动范围；31接收端；32中心裸片位置确定单元；33最优中心曝光场位置确定单元；34晶圆图制作单元；35输出端；40计算机可读存储介质；400存储有计算机指令；50处理器；60存储器；o原点；a、b、c、d芯片的顶点标号。
具体实施方式
[0029]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030]
请参阅图1所示，在半导体制作技术领域，晶圆100会被区分为若干个曝光场201，通常将曝光场201作为生产中的基本单位，曝光场201在晶圆100上是周期性重复排列的，每一个基本的曝光场单元中，又包含有一个或者一个以上的芯片101，芯片101在晶圆100上也是周期性重复排列。在晶圆100上的集成电路全部制作完成之后，晶圆100会被切割成若干个芯片101，每个芯片101中都包含一个独立的能够实现预定功能的集成电路。其中，将包括晶圆100物理中心的芯片101定义为中心裸片102，将包括中心裸片102的曝光场201定义为中心曝光场202。当中心裸片102及中心曝光场202的位置移动时，晶圆100上的芯片101及曝光场201的数量发生变化，在生产过程中，为使生产效益最大化，需要使晶圆100上的芯片101的数量最大，同时曝光场201的数量最小。
[0031]
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，本发明提供一种曝光位置的确定方法，其包括以下步骤：s10：获取芯片尺寸及曝光场尺寸；s11：根据所述芯片尺寸确定中心裸片102的移动范围以及移动次数；s12：获取中心裸片102在移动到每个位置时，晶圆100上的芯片总数量，并在所述芯片总数量最大时，将中心裸片102的位置作为最优中心裸片位置；s13：根据所述最优中心裸片位置、所述芯片尺寸及所述曝光场尺寸，获取中心曝光场202的初始位置、移动范围以及移动次数；s14：获取中心曝光场202移动到每个位置时，晶圆100上的曝光场总数量，且在所述曝光场总数量最少时，将中心曝光场202的位置作为最优中心曝光场位置。
[0032]
请参阅图2所示，在本发明一实施例中，所述曝光位置的确定方法还包括确定中心裸片102的初始位置。在本实施例中，在晶圆100上建立坐标轴，将晶圆100的物理中心作为所述坐标轴的原点，过所述原点设置x轴和y轴，所述x轴和所述y轴相互垂直。中心裸片102的初始位置为：将中心裸片102放置在所述坐标轴的第一象限，中心裸片102的一侧（左下角）顶点与所述坐标轴的原点重合，并将中心裸片102沿所述x轴和所述y轴放置，中心裸片103的一边与所述x轴重合，中心裸片102的另一边与所述y轴重合。包括将中心裸片102的长沿所述x轴、宽沿所述y轴放置，和将中心裸片102的长沿所述y轴、宽沿所述x轴放置两种放置方式。将中心裸片102沿所述x轴放置的长/或宽定义为第一长度，将中心裸片102沿所述y轴放置的宽/或长定义为第二长度。
[0033]
请参阅图3所示，在本发明一实施例中，在确定中心裸片102的初始位置基础上，中心裸片103的移动范围包括：所述x轴方向中心裸片102的移动范围：所述中心裸片向所述x
轴负方向移动，且移动距离小于等于所述第一长度的二分之一，所述y轴方向的中心裸片102的移动范围：所述中心裸片向所述y轴负方向移动，且移动距离小于等于所述第二长度的二分之一。将中心裸片103的移动范围定义为第一移动范围103，第一移动范围103的面积等于中心裸片102的面积。中心裸片103的移动范围仅为单个芯片101的面积，在每次移动位移相同的情况下，本发明提供的中心裸片103的移动范围最小。
[0034]
请参阅图1和图3所示，在本发明一实施例中，确定第一移动范围103（中心裸片103的移动范围）后，根据识别机器的精准度设置移动次数，所述识别机器的精准度例如为百分之一（即所述识别机器只能精准到小数点后两位），则将中心裸片102在所述x轴的移动次数为：（第一长度/2）*100，在所述y轴方向上的移动次数为：（第二长度/2）*100。每次移动的位移为：x轴方向的位移：第一长度与移动次数之比；y轴方向的位移：第二长度与移动次数之比。
[0035]
请参阅图3所示，在本发明一实施例中，获取中心裸片102在移动到每个位置时，晶圆100上的芯片总数量，并将所述芯片总数量最大时中心裸片102的位置作为所述最优中心裸片位置的具体流程包括：s120：将中心裸片102放置在初始位置；s121：获取中心裸片102现位置时的所述芯片总数量；s122：保存中心裸片102的坐标及其对应的所述芯片总数量；s123：判断中心裸片102是否历遍第一移动范围103；s124：当中心裸片102历遍第一移动范围103时，将所述芯片总数量最大时的中心裸片102的位置保存为所述最优中心裸片位置；s125：当中心裸片102未历遍第一移动范围103时，则移动到下一个位置，并返回步骤s121。
[0036]
请参阅图2和图4所示，在本发明一实施例中，当中心裸片102的位置移动时，其周边周期性重复排列多个芯片101的位置也会随移动，晶圆100上的芯片101的位置以及数量发生变化，所述芯片总数量也随之变化。其中，获取所述芯片总数量时，需要判断每个芯片101是否在晶圆100内，当芯片101在晶圆100内时，则该芯片101计在所述芯片总数量中，当芯片101超出晶圆100边界，则该芯片101不计在所述芯片总数量中。判断每个芯片101是否在晶圆100内的方法包括：当芯片101位于所述坐标轴的第一象限时，判定芯片101的最大坐标是否在晶圆100内，即判定芯片101在第一象限内的右上角的坐标是否在晶圆100内，最大坐标是指与坐标原点的直线距离最远的坐标；当芯片101位于所述坐标轴的第二象限、第三象限或第四象限时，将第二象限、第三象限或第四象限的芯片101的坐标镜像翻转到第一象限，获取芯片101的第一象限镜像坐标，并判断最大的所述第一象限镜像坐标是否在晶圆100内。本发明通过需要判定芯片101最大的所述第一象限镜像坐标是否都在晶圆100内，判断芯片101是否在晶圆100内部，进而判定该芯片101是否计在所述芯片总数量中，不需要判定芯片101的四个坐标是否都在晶圆100内部，减少了获取所述芯片总数量的时间，进而减少确定所述最优中心裸片位置的时间。
[0037]
请参阅图4所示，在本发明一实施例中，芯片101设置在坐标轴中心，芯片101的四个顶点分别为顶点a、顶点b、顶点c、顶点d，芯片101的长度die_x，宽度为die_y，顶点a位于第一象限内，且其坐标为（i，j），顶点b位于第二象限内，且其坐标为(i-die_x，j)，顶点c位
于第三象限内，且其坐标为(i-die_x，j-die_y)，顶点d位于第四象限内，且其坐标为(i，j-die_y)。通过镜像翻转，将顶点b、顶点c以及顶点d翻转至第一象限，顶点b的所述第一象限镜像坐标为：(die_x-i，j)，顶点c的所述第一象限镜像坐标为：(die_x-i，die_y-j)，顶点d的所述第一象限镜像坐标为：(i,die_y-j)。
[0038]
请参阅图2所示，在本发明一实施例中，将所述芯片总数量最大时的中心裸片102的位置保存为所述最优中心裸片位置时，采用保存所述芯片总数量最大时的中心裸片102的偏移量的方法保存所述最优中心裸片位置，所述偏移量为所述中心裸片102在x轴和y轴上的位移。在本实施例中，所述偏移量为中心裸片102的左下角顶点（初始状态下，该顶点与原点重合）的坐标。
[0039]
请参阅图2至图5所示，在本发明一实施例中，曝光场201的宽度等于芯片101的长度，曝光场201的长度为芯片101宽度的倍数，例如为7倍。即一个曝光场201内包括7个芯片101。设定中心曝光场202的初始位置为：中心裸片102设置在中心曝光场202的内部，且中心曝光场202的一边（宽）与中心裸片102的一边（长）重合，中心裸片102位于中心曝光场202的一侧，中心曝光场202内包括例如7个完整的芯片101，其中，7个芯片101中包括中心裸片102。
[0040]
请参阅图2至图5所示，在本发明一实施例中，中心曝光场202的移动范围为：中心曝光场202向中心裸片102的一侧移动，每次移动芯片101的宽度（即所述第二长度），直至中心曝光场202移出中心曝光场202的初始位置范围。在本实施例中，中心曝光场202的长度为芯片101宽度的例如为7倍，则从中心曝光场202的初始位置开始，每次移动芯片101的宽度，需要移动7次，中心曝光场202移出初始位置。将中心曝光场202的移动范围定义为第二移动范围203，第二移动范围203第二移动范围203的面积等于曝光场201的面积。
[0041]
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，在步骤s14中，当中心曝光场202移动到每个位置时，需要获取晶圆100上设置的所述曝光场总数量。其中，获取所述曝光场总数量具体流程包括：s140：在中心曝光场202周围并排设置多个曝光场201，多个曝光场201覆盖晶圆100；s141：判断每个曝光场201是否在晶圆100内部，当曝光场201在晶圆100内部时，执行步骤s142，当所述曝光场超出晶圆100时，执行步骤s143；s142：将曝光场201定义为第一类曝光场，将所述第一类曝光场计在所述曝光场总数量中，并结束流程；s143：将曝光场201定义为第二类曝光场；s144：判断所述第二类曝光场中，且位于所述晶圆内的芯片101的数量是否为零，当芯片101的数量为零时，结束流程，当芯片101的数量不为零时，执行步骤s145；s145：获取所述第二类曝光场的曝光场成本与曝光场收益；s146：判断所述曝光场收益是否大于所述曝光场成本，当所述曝光场收益大于所述曝光场成本时，执行步骤s147，当所述曝光场收益小于所述曝光场成本时，结束流程；s147：将所述第二类曝光场计在所述曝光场总数量中。
[0042]
请参阅图2和图5所示，在本发明一实施例中，判断多个曝光场201是否在晶圆100内部的方法包括：获取所述曝光场的多个顶点坐标；判断多个所述顶点坐标是否在晶圆100内；当多个所述顶点坐标在晶圆100内时，曝光场201在晶圆100内，当存在所述顶点坐标不
在晶圆100内时，曝光场201超出晶圆100。在本实施例中，曝光场201例如呈矩形，所述顶点坐标为矩形曝光场的四个顶点坐标。
[0043]
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，当曝光场201为所述第二类曝光场且所述第二类曝光场内的芯片101数量不为零时，所述第二类曝光场的所述曝光场成本和所述曝光场收益通过以下公式获得：shotcost=shotmateriel+shotprocess+shoteffort；shotprofit=dieprofit*dienum*cp；其中，shotcost为所述曝光场成本，shotmateriel为物料成本，shotprocess为制程成本，shoteffort为人力成本，shotprofit为所述曝光场收益，dieprofit为单个芯片收益，dienum为第二类曝光场内的芯片数量，cp为芯片良率。通过对比所述第二类曝光场的所述曝光场成本和所述曝光场收益，去除所述曝光场收益小于等于所述曝光场成本的曝光场201，提高生产收益。
[0044]
请参阅图1所示，在本发明另一实施例中，当中心曝光场202移动到每个位置时，获取所述曝光场总数量后，将所述曝光场总数量最少时的位置作为中心曝光场202的位置。其中，所述曝光场总数量最少时的位置为多个时（所述曝光场总数量最少时的位置大于1），获取中心曝光场202在每个位置的芯片比率，将所述曝光场总数量最少且所述芯片比率最小时的位置作为最优中心曝光场位置。其中，所述芯片比率的获取方法为：曝光场201内芯片101的实际芯片101的数量与曝光场201允许容纳芯片101的数量之比。当所述曝光场收益小于所述曝光场成本时，不设置该曝光场。
[0045]
请参阅图1所示，在本发明另一实施例中，当获取所述最优中心裸片位置和所述最优曝光场位置后，将中心裸片102放置在所述最优中心裸片位置、将中心曝光场202放置在所述最优曝光场位置，并沿中心裸片102以及中心曝光场202，按照所述曝光场总数量最少且所述芯片比率最小时的布局方式放置芯片101和曝光场201，获取晶圆图。
[0046]
请参阅图8所示，在本发明提供一种曝光位置的确定系统，所述曝光位置的确定系统包括：接收端31，用于获取芯片尺寸及曝光场尺寸；最优中心裸片位置确定单元32，其电性连接于接收端31，用于确定中心裸片的移动范围以及移动次数以及最优中心裸片位置；最优中心曝光场位置确定单元33，其电性连接于接收端31和最优中心裸片位置确定单元32，用于确定中心曝光场的初始位置、移动范围以及移动次数以及最优中心曝光场位置；晶圆图制作单元，其电性连接于最优中心裸片位置确定单元32和最优中心曝光场位置确定单元33，用于制作晶圆图；输出端，其电性连接于最优中心裸片位置确定单元32、最优中心曝光场位置确定单元33以及晶圆图制作单元34，用于输出所述最优中心裸片位置和所述最优中心曝光场位置和所述晶圆图。
[0047]
请参阅图8所示，本实施例还提出一种计算机可读存储介质40，计算机可读存储介质40存储有计算机指令400，计算机指令400用于使用所述曝光位置的确定方法。计算机可读存储介质40可以是，电子介质、磁介质、光介质、电磁介质、红外介质或半导体系统或传播介质。计算机可读存储介质40还可以包括半导体或固态存储器、磁带、可移动计算机磁盘、
随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、硬磁盘和光盘。光盘可以包括光盘-只读存储器(cd-rom)、光盘-读/写(cd-rw)和dvd。
[0048]
请参阅图9所示，本发明还提供一种电子设备，包括处理器50和存储器60，存储器60存储有程序指令，处理器50运行程序指令实现所述曝光位置的确定方法。处理器50可以是通用处理器，包括中央处理器（central processing unit，简称cpu）、网络处理器（network processor，简称np）等；还可以是数字信号处理器（digital signal processing，简称dsp）、专用集成电路（application specific integrated circuit，简称asic）、现场可编程门阵列（field-programmable gate array，简称fpga）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件；存储器60可能包含随机存取存储器（random access memory，简称ram），也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。存储器60也可以为随机存取存储器（random access memory，ram）类型的内部存储器，处理器50、存储器60可以集成为一个或多个独立的电路或硬件，如：专用集成电路（application specificintegrated circuit，asic）。需要说明的是，存储器60中的计算机程序可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，电子设备，或者网络设备等）执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。
[0049]
以上公开的本发明实施例只是用于帮助阐述本发明。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。