一种高精度套刻补偿方法与流程

1.本发明涉及半导体光刻技术领域，尤其涉及一种高精度套刻补偿方法。


背景技术：

2.套刻精度是指在光刻制造工艺中当层图形和前层图形的叠对位置精度。由于集成电路芯片的制造是通过多层电路层叠加而成，如果当层和前层没有对准的话，芯片将无法正常工作，因此，在形成当层的过程中，减小套刻精度、确保套刻精度在偏差范围内是极为重要的一件事情。
3.一般都是在前一批次的晶圆中获取待测晶圆；对待测晶圆进行套刻精度检测，获取前一批次套刻精度信息；根据前一批次套刻精度信息，获取套刻偏差模型；根据套刻偏差模型，对当前批次的晶圆进行套刻偏差补偿。
4.采用上述方式，当前批次的晶圆的套刻精度仍然较差，从而导致套刻偏差补偿的效率降低。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种高精度套刻补偿方法，旨在解决现有的补偿方法效率较低的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种高精度套刻补偿方法，包括以下步骤：
7.使用泽尼克多项式对晶圆进行全局套刻误差计算，得到逐场补偿模型参数；
8.基于所述逐场补偿模型参数使用补偿公式进行计算，得到实际晶圆套刻补偿参数；
9.对所述实际晶圆套刻补偿参数和实际晶圆逐场补偿模型参数进行对比，得到对比结果；
10.对所述对比结果进行判断，若所述对比结果在预设范围内，则应用至生产工艺中进行补偿。
11.其中，所述晶圆包括参考晶圆和实际晶圆。
12.其中，所述使用泽尼克多项式对晶圆进行全局套刻误差计算，得到逐场补偿模型参数的具体方式为：
13.使用泽尼克多项式对参考晶圆与实际晶圆进行计算，得到参考晶圆泽尼克模型差和实际晶圆泽尼克模型差；
14.基于所述参考晶圆泽尼克模型差和所述实际晶圆泽尼克模型差进行计算，得到逐场补偿模型参数。
15.其中，所述基于所述逐场补偿模型参数使用补偿公式进行计算，得到实际晶圆套刻补偿参数的具体方式为：
16.使用所述逐场补偿模型对所述参考晶圆进行计算，得到参考晶圆逐场补偿模型参数；
17.使用补偿公式对所述参考晶圆逐场补偿模型参数和所述逐场补偿模型参数进行计算，得到实际晶圆套刻补偿参数。
18.其中，所述对所述实际晶圆套刻补偿参数和实际晶圆逐场补偿模型参数进行对比，得到对比结果的具体方式为：
19.使用所述逐场补偿模型对所述实际晶圆进行计算，得到实际晶圆逐场补偿模型参数；
20.对所述实际晶圆套刻补偿参数和实际晶圆逐场补偿模型参数进行对比，得到对比结果。
21.本发明的一种高精度套刻补偿方法，使用泽尼克多项式对晶圆进行全局套刻误差计算，得到逐场补偿模型参数；基于所述逐场补偿模型参数使用补偿公式进行计算，得到实际晶圆套刻补偿参数；对所述实际晶圆套刻补偿参数和实际晶圆逐场补偿模型参数进行对比，得到对比结果。对所述对比结果进行判断，若所述对比结果在预设范围内，则应用至生产工艺中进行补偿，本发明提出了一种套刻补偿模型和系统，通过使用泽尼克多项式模型，以及参考晶圆的逐场补偿模型，实现对任意批次、任意机台的晶圆套刻误差的快速补偿，补偿精度高、标识测量数量少，实现了使用少量数据完成高精度补偿的目的，从而解决了现有的补偿方法效率较低的问题。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明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。
23.图1是本发明提供的一种高精度套刻补偿方法的流程图。
24.图2是补偿方法流程示意图。
25.图3是参考晶圆的套刻误差分布图。
26.图4是实际晶圆的套刻误差分布图。
27.图5是参考晶圆的泽尼克模型拟合分布图。
28.图6是实际晶圆的泽尼克模型拟合分布图。
29.图7是参考晶圆的逐场补偿模型分布图。
30.图8是实际晶圆的逐场补偿模型分布图。
31.图9是参考晶圆逐场补偿模型参数与使用泽尼克多项式对参考晶圆与实际晶圆进行计算，得到参考晶圆泽尼克模型差和实际晶圆泽尼克模型差叠加之后新的逐场补偿模型分布图。
32.图10是实际晶圆使用泽尼克多项式对晶圆进行全局套刻误差计算，得到逐场补偿模型参数之后的残差结果图。
33.图11是实际晶圆直接使用逐场补偿模型的残差结果。
具体实施方式
34.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
35.请参阅图1至图11，本发明提供一种高精度套刻补偿方法，包括以下步骤：
36.s1使用泽尼克多项式对晶圆进行全局套刻误差计算，得到逐场补偿模型参数；
37.所述晶圆包括参考晶圆和实际晶圆。
38.参考晶圆为随机选择的或特别制定的相同工艺下的包含套刻标识的晶圆，实际晶圆指经过相同或不同机台后的包含相同套刻标识的晶圆。两者没有本质差别。
39.可见，两者具有相似的套刻分布特征，但是在不同曝光场存在不同的数值大小。
40.s11使用泽尼克多项式对参考晶圆与实际晶圆进行计算，得到参考晶圆泽尼克模型差和实际晶圆泽尼克模型差；
41.具体的，使用泽尼克多项式模型，分别对参考晶圆和实际晶圆进行泽尼克多项式拟合，得到参考晶圆的泽尼克补偿参数13和实际晶圆的泽尼克补偿参数14.
42.泽尼克多项式写为：
43.z{1}＝r*cos(θ)
44.z{2}＝r*sin(θ)
45.z{3}＝2r
2-1
46.z{4}＝r2*cos(2θ)
47.z{5}＝r2*sin(2θ)
48.z{6}＝r*(3r
2-2)*cos(θ)
49.z{7}＝r*(3r
2-2)*sin(θ)
50.z{8}＝6r
4-6r2+1
51....
52.其中，r表示套刻标识位置的半径，θ表示套刻标识位置在极坐标下的角度。套刻补偿模型计算时，分别计算水平和垂直方向的泽尼克多项式参数；
53.计算实际晶圆与参考晶圆的泽尼克模型差。
54.s12基于所述参考晶圆泽尼克模型差和所述实际晶圆泽尼克模型差进行计算，得到逐场补偿模型参数。
55.具体的，基于上述模型差计算逐场补偿模型参数。
56.s2基于所述逐场补偿模型参数使用补偿公式进行计算，得到实际晶圆套刻补偿参数；
57.s21使用所述逐场补偿模型对所述参考晶圆进行计算，得到参考晶圆逐场补偿模型参数；
58.具体的，使用逐场补偿模型11分别计算参考晶圆100和实际晶圆101的模型参数。逐场补偿模型指对每一个曝光区域进行独立的补偿，补偿模型采用多项式形式，补偿计算公式为：
[0059][0060][0061]
其中，k1～k19为曝光区域内可以补偿的多项式的系数，dx(xf,yf)和dy(xf,yf)为
曝光区域内在(xf,yf)位置处测量的x和y方向的套刻误差，xf和yf为曝光区域内部的坐标。
[0062]
s22使用补偿公式对所述参考晶圆逐场补偿模型参数和所述逐场补偿模型参数进行计算，得到实际晶圆套刻补偿参数。
[0063]
具体的，加计算参考晶圆逐场补偿模型参数与逐场补偿模型参数，计算实际晶圆101的套刻补偿参数。
[0064]
s3对所述实际晶圆套刻补偿参数和实际晶圆逐场补偿模型参数进行对比，得到对比结果；
[0065]
s31使用所述逐场补偿模型对所述实际晶圆进行计算，得到实际晶圆逐场补偿模型参数；
[0066]
具体的，计算实际晶圆在逐场补偿模型下的补偿参数。
[0067]
s32对所述实际晶圆套刻补偿参数和实际晶圆逐场补偿模型参数进行对比，得到对比结果。
[0068]
具体的，对比实际晶圆套刻补偿参数和实际晶圆逐场补偿模型参数的差别，得到对比结果。
[0069]
s4对所述对比结果进行判断，若所述对比结果在预设范围内，则应用至生产工艺中进行补偿。
[0070]
具体的，判断对比结果是否符合残差预期。当符合预期时，应用到量产工艺中，并在随后阶段随机选择实际晶圆进行步骤s3，若不符合要求，则探索和诊断问题(步骤s32)，包括重新筛选泽尼克多项式系数，或重新选择全局补偿模型，进行步骤s1和步骤s2。
[0071]
以上所揭露的仅为本发明一种高精度套刻补偿方法较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。