[发明专利]光刻误差的计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及精确计算半导体工艺中误差值的方法，特别涉及一种光刻误差的计算方法。

背景技术

集成电路生产的发展初期，光学光刻一直是半导体图案制程的主流技术。晶体管将持续朝向更小、更快、更低廉及更省电的方向迈进。由于制造商永远受限于以最低成本制造最小组件特征的要求，因此光学光刻的分辨率限制决定了半导体产业的生产能力。

光刻的叠对(Overlay)是用以测量一个光刻图案置于晶片时的精准度，而在晶片上先前已有定义过的图案。在刻印小图案时，必须取得正确的特征尺寸并准确地将特征置于晶片，以便能与先前光刻步骤定义的图案相配合。

光刻的叠对是非常重要的，由于集成电路是由很多层电路重叠组成的，因此必须保证每一层与前面或者后面的层的对准精度，如果对准精度超出要求范围内，则可能造成整个电路不能完成设计的工作。因此在每一层的制造的过程中，要对其与前层的对准精度进行测量，如果测量值超出要求，亦即上一层与下一层曝光成像图案层间有定位误差时，就会产生叠对误差(Overlay Error)，由于叠对误差会受到掩膜或晶片所影响，因此测量步骤针对晶片上的曝光区域以及不同区域分开进行。叠对误差也同样会影响组件尺寸，将会导致组件短路或断路，甚至影响到整个生产的成品率。因此芯片在设计时须在不同组件之间预留足够的空间，以此容许预期发生的叠对误差，避免造成组件的故障。但在晶体管加入容许叠对误差的空间不仅让组件无法缩小，且无法嵌入在小型的封装中。

有鉴于半导体制程的关键尺寸(Critical Dimension)设计逐年减小，光刻叠对测量准确度要求逐年提高，对于半导体制程中层对层(Layer to Layer)之间的叠对准确度，传统显微镜判读的方法已无法胜任。

再者，目前已将自动化流程控制(automated process control，APC)应用于半导体光刻工艺中，例如叠对误差控制(overlay parameters control)，一般是使用指数加权平均(Exponential weighted moving average，EWMA)时间基准法；但对于高产量的制造厂来说，由于小批量的产品无法提供足够数据来预测正确的参数值。特别是在高产量晶片厂执行测试晶片试运时相当难以预测叠对误差，因此必须先建立计算叠对误差的测试晶片，且须在完成试产后将测试晶片重新操作。

因此，本发明针对上述现有技术的缺点，提出一种光刻误差的计算方法，利用高产量得到正确的叠对误差，当有新产品需要试运可用这些数据来得到较佳的预测，以有效克服上述技术问题。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种光刻误差的计算方法，其利用类神经网络模型(NeuralNetwork model)计算半导体光刻工艺中叠对(overlay)的误差值。

本发明的另一目的在于，提供一种光刻误差的计算方法，其将光刻叠对的误差源(overlayerror source)假设为多个个部分，并细分成多个细胞元(cell)，以进行类神经网络模型的运算。

本发明的再一目的在于，提供一种光刻误差的计算方法，其将计算测量过程中所产生的误差前馈补偿初始权重，并以此经过补偿的新权重值做为下一批次工作的初始权重，使误差值在一次次测量中得到最佳化。

为达上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种光刻误差的计算方法，其包括下列步骤：

假设一叠对误差源由多个部分所组成，且每一部分皆包含多个细胞元，计算每一部分所包含的细胞元数及叠对误差源的总细胞元数；从类神经网络模型中取得每一细胞元的一初始权重(weight)，并利用一测量模块计算后取得一计算结果，加总得到一第一误差值，并假设在测量过程中每一细胞元的权重为第二权重，将第二权重加总得到一第二误差值；最后，将计算结果中的一前馈误差回传至相关的细胞元，利用第一、第二误差值及计算结果计算出一新初始权重，并以此新初始权重做为下一批次测量的初始权重。利用本发明的计算方法，每一批次测量开始前便已得到更贴近正确值的新初始权重，可更精准地计算光刻误差。

以下通过附图及实施例进一步说明本发明。

附图说明

图1为本发明光刻误差的计算方法的架构图。

图2为本发明光刻误差的计算方法的流程图。

标号说明

10类神经网络模型

12叠对误差源

14细胞元

16测量模块

18计算结果

20前馈误差

22权重表

具体实施方式