[发明专利]套刻精度的控制方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及光刻工艺，特别是涉及一种套刻精度的控制方法和装置。 

背景技术

光刻是通过对准、曝光等一系列步骤将掩模图形转移到晶圆上的工艺过程，在半导体芯片的制造过程中，通常要通过多层光刻工艺才能完成整个制造过程，而如何控制当层光刻图形与前层光刻图形(晶圆上的图形)的位置对准，以满足套刻精度(overlay)的要求是多层光刻工艺中至关重要的步骤，套刻精度是指晶圆的层与层的光刻图形的位置对准误差。 

目前，制造公司大多是使用先进工艺控制(APC，Advanced ProcessControl)系统进行光刻工艺，以满足套刻精度的要求。APC系统是用于对各个工艺过程的工艺机台进行微调和控制的系统，它可以及时地调整机台的工作参数，纠正机台工作条件的漂移，使工艺结果更接近所需规格，得到更高的良率。在光刻工艺过程中，APC系统根据曝光机台的误差调整曝光机台的工作参数，控制曝光机台对晶圆进行光刻工艺，同时也可以根据光刻后测量得到的套刻精度，重新调整曝光机台的工作参数，在申请号为ZL200510111412.3的中国发明申请专利可以找到有关测量光刻套刻精度的方法的信息。 

以往，整个制造过程的多层光刻工艺都是由同一家制造公司完成，多层光刻工艺由同一套APC系统控制，随着APC技术的发展，精确地控制套刻精度也就变得越来越容易。然而，随着制造技术的不断进步和发展，现在整个制造过程的多层光刻工艺已经可以分别由多家公司(跨公司，Cross Company)或者一家公司的多个厂区(跨厂区，Cross Fab)完成，这样套刻精度的控制 又变得困难起来，因为不同的厂区可能会使用不同的曝光机台，不同的公司又可能会使用不同的APC系统，机台误差和系统误差会直接影响晶圆的层与层的光刻图形的位置对准误差。举例来说，公司A完成前端工艺(FEOL，frontend ofline)的前几层光刻工艺，公司B完成后端工艺(BEOL，back end ofline，)的后几层光刻工艺，由于公司A的APC系统和曝光机台与公司B的APC系统和曝光机台的不同，前端工艺的最后一层的光刻图形与后端工艺的第一层的光刻图形的位置对准就会有较大的偏移。 

现有的一种控制跨公司或跨厂区的多层光刻工艺的套刻精度的方法是：根据曝光机台的类型在APC系统中建立套刻精度控制流程，如图6所示，公司(厂区)A使用曝光机台A1和曝光机台A2，公司(厂区)B使用曝光机台B1和曝光机台B2，在公司(厂区)B的APC系统中储存了4种套刻精度控制流程，如果前层光刻工艺使用的是曝光机台A1，当层光刻工艺要使用曝光机台B1，APC系统就选择控制流程Loop1进行当层光刻工艺；如果前层光刻工艺使用的是曝光机台A1，当层光刻工艺要使用曝光机台B2，APC系统就选择控制流程Loop2进行当层光刻工艺；如果前层光刻工艺使用的是曝光机台A2，当层光刻工艺要使用曝光机台B1，APC系统就选择控制流程Loop3进行当层光刻工艺；如果前层光刻工艺使用的是曝光机台A2，当层光刻工艺要使用曝光机台B2，APC系统就选择控制流程Loop4进行当层光刻工艺。如果使用的曝光机台越多，套刻精度控制流程的数量就越多，其是等于公司(厂区)A的曝光机台的数量乘以公司(厂区)B的曝光机台的数量，套刻精度控制流程的数量增加不仅增加了APC系统的储存容量，也增加了APC系统控制的复杂度。 

发明内容

本发明解决的问题是，提供一种套刻精度的控制方法和装置，以减小晶圆的层与层的光刻图形的位置对准误差，从而精确地控制套刻精度。 

为解决上述问题，本发明提供一种套刻精度的控制方法，包括： 

获取前层光刻工艺的光刻工艺条件； 

根据前层光刻工艺的光刻工艺条件计算工艺过程引入的误差，并根据前层光刻工艺的光刻工艺条件和计算所得的工艺过程引入的误差计算当层曝光机台的工艺补偿值； 

根据计算得到的当层曝光机台的工艺补偿值，控制当层曝光机台进行光刻工艺。 

可选的，所述根据前层光刻工艺的光刻工艺条件，计算工艺过程引入的误差和当层曝光机台的工艺补偿值包括：对前层光刻工艺的光刻工艺条件进行数据的格式转换；根据格式转换后的前层光刻工艺的光刻工艺条件，计算工艺过程引入的误差和当层曝光机台的工艺补偿值。 

可选的，所述前层光刻工艺的光刻工艺条件包括：前层曝光机台的误差值、前层曝光机台的工艺补偿值，所述当层曝光机台的工艺补偿值根据下述公式计算：