[发明专利]光刻机对准方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体制造的工艺方法，尤其涉及一种光刻机对准方法。

背景技术

晶圆是经过一系列步骤层层加工而成的，为使器件正常工作，层与层之间必须套准在一定的精度范围内。随着线宽越来越小，套准精度要求越来越严格。在半导体的生产工艺上，层与层之间的套准是由光刻机对准实现的，原理是：加工第一层时，在曝光单元的特定位置设置一些对准标记，加工以后各层时光刻机测量若干第一层留下的对准标记的坐标，然后拟和出晶圆对准模型，然后曝光，该模型用于反映由于工艺而导致的晶圆形变状态，模型由6个参数组成：平移(横轴和纵轴各一个，Tx，Ty)，膨胀(横轴和纵轴各一个Ex，Ey)，旋转(Rotation)和正交性(Ortho)。光刻机根据该模型调整曝光形态(比如步进速度、镜头的成象倍率等)从而实现良好的套准精度。

在现在的光刻机对准方法使用时，该模型会将坐标偏离此模型一定程度(也就是此处的晶圆形变状态和整体差异较大)的曝光单元排除，因此此曝光单元内会导致套准不良。但是在晶圆的加工过程中，由于工艺原因(特别是高温热处理)晶圆内部存在应力必然会导致局部扭曲变形。因此在现有的光刻机对准方法下，不会考虑该区域的扭曲变形，从而必然会导致层间套准不良。如图1所示，测量4个对准标记X，得出晶圆对准模型参数Tx1，Ty1，Ex1，Ey1，Rotation1和Ortho1，晶圆左下坐标异常偏离此模型会排除，结果该处套准不良。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种光刻机对准方法，该方法可修正由晶圆扭曲而导致的局部套准不良，从而得到更好的套准精度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光刻机对准方法，包括两阶段对准方法，第一阶段是晶圆正常区域对准，包括如下步骤：(1)在曝光单元上设置一些对准标记；(2)光刻机测量若干曝光单元的步骤(1)中设置的对准标记的坐标；(3)拟和出晶圆对准模型1；(4)曝光后得出套准不良的晶圆扭曲区域；第二阶段是晶圆扭曲区域对准，包括如下步骤：(A)在晶圆扭曲区域设置一些对准标记；(B)光刻机测量对准标记的坐标；(C)拟和出晶圆对准模型2；(D)曝光后进行套准修正。

步骤(1)中所述在曝光单元上是在曝光单元的切割道上。

步骤(A)中所述在晶圆扭曲区域是在晶圆扭曲区域的切割道上。

所述步骤(3)拟和出晶圆对准模型1采用最小二乘法。

所述步骤(C)拟和出晶圆对准模型2采用最小二乘法。

步骤(3)中所述的晶圆对准模型1由以下6个参数组成：平移横轴参数Tx1、平移纵轴参数Ty1、膨胀横轴参数Ex1、膨胀纵轴参数Ey1、旋转参数Rotation1和正交性参数Ortho1。

步骤(C)中所述的晶圆对准模型2由以下6个参数组成：平移横轴参数Tx2、平移纵轴参数Ty2、膨胀横轴参数Ex2、膨胀纵轴参数Ey2、旋转参数Rotation2和正交性参数Ortho2。

和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明在现有方法晶圆正常区域对准的基础上增加了对晶圆扭曲区域再做对准，由于考虑了扭曲区域的特殊的晶圆形变状态，从而可对该处进行套准修正，得到满意的套准精度。

附图说明

图1是按现在的光刻机对准方法进行层间套准的示意图，其中，X表示对准标记；

图2是按本发明光刻机对准方法进行层间套准的示意图，其中，X表示对准标记。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

如图2所示，本发明建立两阶段对准方法，第一阶段和现在的方法类同，即晶圆正常区域对准(同图1)，包括如下步骤：(1)加工第一层时，在曝光单元的特定位置(通常是切割道)上设置一些对准标记；(2)加工以后各层时，光刻机测量若干第一层留下的对准标记的坐标；(3)拟和出晶圆对准模型1(通常采用最小二乘法)；(4)然后曝光；该晶圆对准模型1用于反映由于工艺而导致的晶圆整体形变状态，该模型1由以下6个参数组成：平移横轴参数Tx1、平移纵轴参数Ty1、膨胀横轴参数Ex1、膨胀纵轴参数Ey1、旋转参数Rotation1和正交性参数Ortho1。经第一阶段对准后显示，晶圆左下坐标异常偏离此模型会排除，结果该处套准不良。第二阶段，晶圆扭曲区域对准(见图2第一阶段对准后显示的左下角晶圆扭曲区域)，包括如下步骤：(1)在晶圆扭曲区域(通常是切割道)上设置一些对准标记；(2)光刻机测量对准标记的坐标；(3)拟和出晶圆对准模型2(通常采用最小二乘法)；(4)然后曝光；该晶圆对准模型2用于反映由于工艺而导致的扭曲区域的晶圆形变状态，该模型2由以下6个参数组成：平移横轴参数Tx2、平移纵轴参数Ty2、膨胀横轴参数Ex2、膨胀纵轴参数Ey2、旋转参数Rotation2和正交性参数Ortho2。光刻机根据以上两组不同的参数(Tx1，Ty1，Ex1，Ey1，Rotation1和Ortho1)和(Tx2，Ty2，Ex2，Ey2，Rotation2和Ortho2)分别来调整曝光形态。在此方法下，通过对晶圆扭曲区域再做对准，由于考虑了扭曲区域的特殊的晶圆形变状态，从而可对该处进行套准修正，考虑了各个曝光单元的形变状态，可以得到满意的套准精度。