晶圆正面光罩及背面掩膜板布局校验方法及系统与流程

本发明属于晶圆光刻制程的，具体地涉及一种晶圆正面光罩及背面掩膜板布局校验方法及系统。

背景技术：

1、光刻技术伴随集成电路制造工艺的不断进步，线宽的不断缩小，半导体器件的面积正变得越来越小，半导体的布局已经从普通的单一功能分离器件，演变成整合高密度多功能的集成电路。考虑到工艺研发的复杂性，长期性和高昂的成本等不利因素的制约，如何在同一枚硅片上尽可能多的得到有效的芯片数，将越来越受到芯片设计者、制造商的重视。在半导体制造中，掩模板充当着载体的角色，正是依靠它，光刻能够在硅片上实现设计者的思路，让半导体实现各种功能。此外，光罩是一种图像传输的载体，将设计好的电路图形通过电子激光设备曝光在感光胶上，被曝光的区域会被显影出来，形成电路图形，成为类似曝光后底片的掩模板，然后应用于对集成电路进行投影定位，通过集成电路光刻机对所投影的电路进行刻蚀。

2、半导体晶圆制程通常有晶圆正面和晶圆背面制程，晶圆正面制程的光罩对准标记与晶圆背面制程的掩膜板对准标记，需在晶圆背面工艺曝光机的可辨识范围内才可以完成整套工艺流程。目前半导体晶圆制程中，光罩和掩膜板的设计及制程同样是非常重要的环节，其布局和尺寸必须与晶圆的制程和设计相符，否则会对后续下线工序产生不利影响。因此，在半导体晶圆制程中，必须对光罩及掩膜板的设计布局进行全面的校验，以确保晶圆的制程和设计符合要求。然而，现有技术的半导体晶圆制程中，并不存在针对晶圆正面光罩及背面掩膜板的设计布局一并校验的制程，导致晶圆的下线工序报废率较高。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种晶圆正面光罩及背面掩膜板布局校验方法及系统。

2、一方面，该发明提供了一种晶圆正面光罩及背面掩膜板布局校验方法，其包括以下步骤：

3、根据晶圆所需布设芯片区域绘制晶圆的正面光罩布局及背面掩膜板布局；

4、根据预设要求设计所述正面光罩布局中的光刻图形，其中所述光刻图形的版图包含尺寸大小不一的纯芯片区和pcm区；

5、基于所述正面光罩布局中的光刻图形采用步进方式逐序针对晶圆正面进行重复光刻，以使晶圆被网格化划分为尺寸大小相同的若干子区域，每一所述子区域包含尺寸大小不一的纯芯片区和pcm区；

6、基于所述背面掩膜板布局采用整面覆盖方式针对晶圆背面进行光刻；

7、根据晶圆后续下线工序的制程设备在光刻后的晶圆背面定义对准区域，形成具有对准区域的晶圆背面；

8、基于网格化的所述晶圆正面的光刻布局与所述背面掩膜板布局，判断所述对准区域内是否存在至少两个所述pcm区；

9、若否，则调整所述光刻图形中的pcm区所处整个所述光刻图形的位置，或者是调整所述背面掩膜板布局的绘制基准，以使所述对准区域内存在至少两个所述pcm区；

10、若是，则反馈绘制的所述正面光罩布局及所述背面掩膜板布局符合设计要求的信息。

11、相比现有技术，本发明的有益效果为：通过晶圆所需布设芯片区域进行晶圆的正面光罩布局及背面掩膜板布局，根据正面光罩布局及背面掩膜板布局针对晶圆进行处理得到网格化的晶圆正面及具有对准区域的晶圆背面，将两者基于晶圆中心叠合设置以判断对准区域内是否存在至少两个pcm区，根据判断结果进行相应的调整及反馈，可以在晶圆的下线工序加工前的早期阶段进行全面校验，检测正面光罩布局及背面掩膜板布局绘制的合理性，提高晶圆制造的精度和稳定性，降低晶圆的下线工序报废率。

12、较佳地，所述正面光罩布局采用cad软件以晶圆所需布设芯片区域在x轴方向上其一界线的中心点为起始点，以所述预设要求为矩形面积大小形成所述正面光罩布局中的光刻图形。

13、较佳地，所述pcm区位于所述子区域的边缘位置，且所述pcm区的面积小于所述纯芯片区的面积。

14、较佳地，调整所述光刻图形中的pcm区所处整个所述光刻图形的位置具体采用cad软件将所述光刻图形中的pcm区沿着x轴或者y轴方向进行调整，并基于调整后的光刻图形形成更新的正面光罩布局。

15、较佳地，调整所述背面掩膜板布局的绘制基准具体通过cad软件将绘制基准沿着x轴或者y轴方向进行调整，并基于调整后的绘制基准形成更新的背面掩膜板布局。

16、较佳地，所述纯芯片区和所述pcm区互不交叠，且两者布满整个所述正面光罩布局。

17、较佳地，进行晶圆光刻工艺时，对所述纯芯片区及所述pcm区设置相同的光刻参数，以实现pcm监控对芯片性能参数的代表性。

18、另一方面，该发明提供了一种晶圆正面光罩及背面掩膜板布局校验系统，其包括：

19、绘制模块，用于根据晶圆所需布设芯片区域绘制晶圆的正面光罩布局及背面掩膜板布局；

20、设计模块，用于根据预设要求设计所述正面光罩布局中的光刻图形，其中所述光刻图形的版图包含尺寸大小不一的纯芯片区和pcm区；

21、逐序光刻模块，用于基于所述正面光罩布局中的光刻图形采用步进方式逐序针对晶圆正面进行重复光刻，以使晶圆被网格化划分为尺寸大小相同的若干子区域，每一所述子区域包含尺寸大小不一的纯芯片区和pcm区；

22、覆盖光刻模块，用于基于所述背面掩膜板布局采用整面覆盖方式针对晶圆背面进行光刻；

23、定义模块，用于根据晶圆后续下线工序的制程设备在光刻后的晶圆背面定义对准区域，形成具有对准区域的晶圆背面；

24、判断模块，用于基于网格化的所述晶圆正面的光刻布局与所述背面掩膜板布局，判断所述对准区域内是否存在至少两个所述pcm区；

25、调整模块，用于若所述对准区域内不存在至少两个所述pcm区，则调整所述光刻图形中的pcm区所处整个所述光刻图形的位置，或者是调整所述背面掩膜板布局的绘制基准，以使所述对准区域内存在至少两个所述pcm区；

26、反馈模块，用于若所述对准区域内存在至少两个所述pcm区，则反馈绘制的所述正面光罩布局及所述背面掩膜板布局符合设计要求的信息。

27、相比现有技术，本发明的有益效果为：该校验系统基于上述校验方法，可以在晶圆的下线工序加工前的早期阶段进行全面校验，检测正面光罩布局及背面掩膜板布局绘制的合理性，提高晶圆制造的精度和稳定性，降低晶圆的下线工序报废率。

技术特征：

1.一种晶圆正面光罩及背面掩膜板布局校验方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的晶圆正面光罩及背面掩膜板布局校验方法，其特征在于，所述正面光罩布局采用cad软件以晶圆所需布设芯片区域在x轴方向上其一界线的中心点为起始点，以所述预设要求为矩形面积大小形成所述正面光罩布局中的光刻图形。

3.根据权利要求2所述的晶圆正面光罩及背面掩膜板布局校验方法，其特征在于，所述pcm区位于所述子区域的边缘位置，且所述pcm区的面积小于所述纯芯片区的面积。

4.根据权利要求3所述的晶圆正面光罩及背面掩膜板布局校验方法，其特征在于，调整所述光刻图形中的pcm区所处整个所述光刻图形的位置具体采用cad软件将所述光刻图形中的pcm区沿着x轴或者y轴方向进行调整，并基于调整后的光刻图形形成更新的正面光罩布局。

5.根据权利要求1所述的晶圆正面光罩及背面掩膜板布局校验方法，其特征在于，调整所述背面掩膜板布局的绘制基准具体通过cad软件将绘制基准沿着x轴或者y轴方向进行调整，并基于调整后的绘制基准形成更新的背面掩膜板布局。

6.根据权利要求1所述的晶圆正面光罩及背面掩膜板布局校验方法，其特征在于，所述纯芯片区和所述pcm区互不交叠，且两者布满整个所述正面光罩布局。

7.根据权利要求1所述的晶圆正面光罩及背面掩膜板布局校验方法，其特征在于，进行晶圆光刻工艺时，对所述纯芯片区及所述pcm区设置相同的光刻参数，以实现pcm监控对芯片性能参数的代表性。

8.一种晶圆正面光罩及背面掩膜板布局校验系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供了一种晶圆正面光罩及背面掩膜板布局校验方法及系统，属于晶圆光刻制程领域；根据晶圆所需布设芯片区域绘制晶圆的正面光罩布局及背面掩膜板布局；基于正面光罩布局中的光刻图形采用步进曝光方式逐序针对晶圆正面进行重复光刻，以使晶圆被网格化划分为尺寸大小相同的若干子区域；基于背面掩膜板布局采用整面覆盖方式针对晶圆背面进行光刻；根据晶圆后续下线工序的制程设备在光刻后的晶圆背面定义对准区域；基于网格化的晶圆正面的光刻布局与背面掩膜板布局，背面曝光判断对准区域内是否晶圆正面存在至少两个PCM区；根据判断情况进行相应调整。通过本申请可针对晶圆正面光罩及背面掩膜板的设计布局一并校验。

技术研发人员：刘坤明,叶益修,侯汉成,宋嘉铭,茆同海
受保护的技术使用者：华通芯电（南昌）电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13