不同光刻機(jī)之間的套刻匹配方法組成比例

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種不同光刻機(jī)之間的套刻匹配方法，包括以下步驟：提供掩膜版；掩膜版上形成有掩膜圖案，掩膜圖案包括等間距且成矩形陣列排布的套刻標(biāo)記圖形；將第一光刻機(jī)和第二光刻機(jī)中光刻性能較佳的一個(gè)設(shè)置為初始機(jī)臺(tái)，另一個(gè)設(shè)置為二次機(jī)臺(tái)；利用初始機(jī)臺(tái)以及掩膜版在測(cè)試晶圓上光刻形成第一次光刻圖形；將掩膜版相對(duì)于對(duì)準(zhǔn)位置進(jìn)行一定量的偏移后利用二次機(jī)臺(tái)將掩膜版上的圖形曝光到測(cè)試晶圓的第一次光刻圖形上并顯影后形成二次光刻圖形；測(cè)試第一次光刻圖形和二次光刻圖形之間的套刻精度并根據(jù)套刻精度對(duì)二次機(jī)臺(tái)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。上述不同光刻機(jī)之間的套刻匹配方法具有操作簡(jiǎn)單且生產(chǎn)成本較低的優(yōu)點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體
，特別是涉及一種不同光刻機(jī)之間的套刻匹配方法。
技術(shù)介紹
在半導(dǎo)體器件的制造工藝中，通常需要依次將至少兩層以上的不同的掩膜圖案重疊到晶圓上。為了保證半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電性能，每層圖案都需要與其他層圖案具有較好的套刻(Overlay)精度。在生產(chǎn)過(guò)程中考慮到生產(chǎn)成本往往會(huì)采用混合匹配來(lái)處理一些非關(guān)鍵圖層，因此需要實(shí)現(xiàn)各光刻機(jī)之間的套刻匹配(Overlay matching)。目前常用的光刻機(jī)包括步進(jìn)式光刻機(jī)(Stepper)和掃描式光刻機(jī)(Scanner)。混合匹配包括同類型的高低端光刻機(jī)設(shè)備之間的匹配以及不同類型的高低端光刻機(jī)設(shè)備之間的匹配。傳統(tǒng)的混合匹配過(guò)程中對(duì)不同光刻機(jī)之間的套刻匹配過(guò)程操作較為復(fù)雜，成本較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
基于此，有必要針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種操作簡(jiǎn)單且成本較低的不同光刻機(jī)之間的套刻匹配方法。一種不同光刻機(jī)之間的套刻匹配方法，用于實(shí)現(xiàn)第一光刻機(jī)和第二光刻機(jī)之間的套刻匹配，包括以下步驟：提供掩膜版；所述掩膜版上形成有掩膜圖案，所述掩膜圖案包括等間距且成矩形陣列排布的套刻標(biāo)記圖形；將所述第一光刻機(jī)和第二光刻機(jī)中光刻性能較佳的一個(gè)設(shè)置為初始機(jī)臺(tái)，另一個(gè)設(shè)置為二次機(jī)臺(tái)；利用所述初始機(jī)臺(tái)以及所述掩膜版在測(cè)試晶圓上光刻形成第一次光刻圖形；將所述掩膜版相對(duì)于對(duì)準(zhǔn)位置進(jìn)行一定量的偏移后利用所述二次機(jī)臺(tái)將所述掩膜版上的圖形曝光到所述測(cè)試晶圓的第一次光刻圖形上并顯影后形成二次光刻圖形；所述掩膜版的偏移距離小于所述套刻標(biāo)記圖形的間距；測(cè)試所述第一次光刻圖形和所述二次光刻圖形之間的套刻精度并根據(jù)所述套刻精度對(duì)所述二次
機(jī)臺(tái)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述套刻標(biāo)記圖形為正多邊形。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述掩膜圖案的大小為26mm*32mm，所述套刻標(biāo)記圖形是大小為1mm*1mm的正方形。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述套刻標(biāo)記圖形之間的中心間距為2mm。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述利用所述初始機(jī)臺(tái)以及所述掩膜版在測(cè)試晶圓上光刻形成一次光刻圖形的步驟之前還包括步驟：調(diào)整所述初始機(jī)臺(tái)的光刻性能參數(shù)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述提供掩膜版的步驟中，所述掩膜圖案還包括鎖位標(biāo)記；所述鎖位標(biāo)記為經(jīng)過(guò)標(biāo)定的位于所述掩膜版的四角上的套刻標(biāo)記圖形。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一光刻機(jī)為掃描式光刻機(jī)；所述第二光刻機(jī)為步進(jìn)式光刻機(jī)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述掃描式光刻機(jī)采用劃片槽標(biāo)記進(jìn)行對(duì)位；所述利用所述初始機(jī)臺(tái)以及所述掩膜版在測(cè)試晶圓上光刻形成一次光刻圖形的步驟之前還包括步驟：利用所述劃片槽標(biāo)記進(jìn)行所述掩膜版與所述測(cè)試晶圓之間的對(duì)位。上述不同光刻機(jī)之間的套刻匹配方法僅需要提供一張掩膜版即可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同光刻機(jī)之間的套刻匹配，相對(duì)于傳統(tǒng)的異機(jī)套刻匹配過(guò)程少使用一張掩膜版，使得套刻匹配過(guò)程的操作簡(jiǎn)單，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。附圖說(shuō)明圖1為一實(shí)施例中的不同光刻機(jī)之間的套刻匹配方法的流程圖；圖2為圖1所示實(shí)施例中的不同光刻機(jī)之間的套刻匹配方法中提供的掩膜版上的掩膜圖案的布局圖；圖3為圖1所示實(shí)施例中的不同光刻機(jī)之間的套刻匹配方法中完成步驟S150后在測(cè)試晶圓上形成的圖案。具體實(shí)施方式為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。一種不同光刻機(jī)之間的套刻匹配方法，用于實(shí)現(xiàn)第一光刻機(jī)和第二光刻機(jī)之間的套刻匹配。第一光刻機(jī)和第二光刻機(jī)可以為同型號(hào)不同系列的高低端光刻機(jī)設(shè)備或者不同類型的高低端光刻機(jī)設(shè)備。在本實(shí)施例中，第一光刻機(jī)和第二光刻機(jī)為不同型號(hào)的高低端光刻機(jī)設(shè)備。其中，第一光刻機(jī)為掃描式光刻機(jī)，第二光刻機(jī)為步進(jìn)式光刻機(jī)。圖1為一種不同光刻機(jī)之間的套刻匹配方法的流程圖，包括以下步驟。S110，提供掩膜版。傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)式光刻機(jī)和掃描式光刻機(jī)之間的套刻匹配過(guò)程需要為兩個(gè)光刻機(jī)分別提供一塊掩膜版。因此，制備兩塊掩膜版會(huì)使得操作過(guò)程復(fù)雜且成本較高。在本實(shí)施例中，僅提供一塊掩膜版來(lái)實(shí)現(xiàn)異機(jī)之間的套刻匹配，操作較為簡(jiǎn)單且成本較低。提供的掩膜版上形成有掩膜圖案，掩膜圖案的布局如圖2所示。掩膜圖案包括等間距且成矩形陣列排布的套刻標(biāo)記圖形200。掩膜圖案的大小可以根據(jù)第一光刻機(jī)和第二光刻機(jī)中的最大視場(chǎng)來(lái)確定。在本實(shí)施例中，掩膜圖案的大小為26mm*32mm，套刻標(biāo)記圖形200之間的間距為2mm，套刻標(biāo)記圖形200為正方形且其大小為1mm*1mm。在其他的實(shí)施例中，套刻標(biāo)記圖形200也可以設(shè)置為正六邊形、正八邊形等其他正多邊形或者圓形。套刻標(biāo)記圖形200成矩形陣列均勻分布可以更為準(zhǔn)確的反應(yīng)視場(chǎng)內(nèi)的套刻精度。在一實(shí)施例中，掩膜圖案還包括鎖位標(biāo)記，以便于套刻精度測(cè)量過(guò)程的對(duì)位操作。具體地，鎖位標(biāo)記為經(jīng)過(guò)標(biāo)定的位于掩膜圖案的四角上的套刻標(biāo)記圖形。在其他的實(shí)施例中，可以將鎖位標(biāo)記設(shè)置在其他便于對(duì)位的位置處。在本實(shí)施例中，鎖位標(biāo)記包括第一鎖位標(biāo)記以及第二鎖位標(biāo)記。其中，第一鎖位標(biāo)記根據(jù)第一光刻機(jī)的視場(chǎng)大小進(jìn)行確定，即第一鎖位標(biāo)記為位于第一光刻機(jī)的視場(chǎng)范圍內(nèi)的掩膜圖案上的四角上的套刻標(biāo)記圖形(如202、204、206以及208)。第二鎖位標(biāo)記則根據(jù)第二光刻機(jī)的視場(chǎng)大小確定，圖2中未示。S120，設(shè)置初始機(jī)臺(tái)和二次機(jī)臺(tái)。不同的光刻機(jī)其具有不同的光刻參數(shù)，因此也就使得二者的光刻性能具有差異。影響光刻機(jī)的光刻性能的參數(shù)包括套刻正交性、步進(jìn)精度、圖像畸變、晶圓取放重復(fù)性、掩膜版旋轉(zhuǎn)、自身套刻精度等。在本實(shí)施例中，光刻性能好壞主要是通過(guò)鏡頭圖像畸變、載片工作臺(tái)移動(dòng)精度以及預(yù)對(duì)位精度等幾個(gè)參數(shù)來(lái)進(jìn)行確定。將第一光刻機(jī)和第二光刻機(jī)中光刻性能較佳(鏡頭圖像畸變較小、載片工作臺(tái)移動(dòng)精度較高以及預(yù)對(duì)位較佳)的一個(gè)設(shè)置為初始機(jī)臺(tái)，另一個(gè)設(shè)置為二次機(jī)臺(tái)。初始機(jī)臺(tái)是指用于對(duì)測(cè)試晶圓進(jìn)行光刻并形成一次光刻圖形的光刻機(jī)；二次機(jī)臺(tái)是指用于對(duì)測(cè)試晶圓進(jìn)行光刻并在測(cè)試晶圓的一次光刻圖形上形成二次光刻圖形的光刻機(jī)。在步進(jìn)式光刻機(jī)和掃描式光刻機(jī)中，掃描式光刻機(jī)的鏡頭圖像畸變更小，因此可以判定其光刻性能優(yōu)于步進(jìn)式光刻機(jī)，故將掃描式光刻機(jī)設(shè)置為初始機(jī)臺(tái)并將步進(jìn)式光刻機(jī)設(shè)置為二次機(jī)臺(tái)。S130，利用初始機(jī)臺(tái)以及掩膜版在測(cè)試晶圓上光刻形成一次光刻圖形。在一實(shí)施例中，在執(zhí)行步驟S130之前還會(huì)先執(zhí)行步驟：調(diào)整初始機(jī)臺(tái)的光刻性能參數(shù)，從而使得初始機(jī)臺(tái)的光刻性能處于最佳狀態(tài)。在本實(shí)施例中，會(huì)將初始機(jī)臺(tái)(掃描式光刻機(jī))的鏡頭以及機(jī)械性能調(diào)整至最佳狀態(tài)，并增加載片工作臺(tái)坐標(biāo)補(bǔ)償以將圓片層面的對(duì)位錯(cuò)誤降到最低，確保套刻匹配精度。在本實(shí)施例中，在調(diào)整初始機(jī)臺(tái)的光刻性能參數(shù)的步驟之后，在步驟S130之前，還會(huì)先進(jìn)行掩膜版以及測(cè)試晶圓之間的對(duì)位。在本實(shí)施例中，掃描式光刻機(jī)采用劃片槽標(biāo)記進(jìn)行對(duì)位，不會(huì)占用管芯位置，對(duì)位精度較高。采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的套刻技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)一次光刻圖形的圖形轉(zhuǎn)移，本處不贅述。S140，將掩膜版相對(duì)于對(duì)準(zhǔn)位置進(jìn)行偏移后利用二次機(jī)臺(tái)將該掩膜版上的圖形曝光到測(cè)試晶圓的一次光刻圖形上并顯影后形成二次光刻圖形。在光刻過(guò)程中，掩膜版設(shè)置于掩膜版工作臺(tái)上并與晶圓工作臺(tái)上的測(cè)試晶圓進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)。在進(jìn)行二次光刻之前，會(huì)將掩膜版相對(duì)于一次光刻過(guò)程的對(duì)準(zhǔn)位置進(jìn)行一定量的偏移使得二次光刻圖形與本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種不同光刻機(jī)之間的套刻匹配方法，用于實(shí)現(xiàn)第一光刻機(jī)和第二光刻機(jī)之間的套刻匹配，包括以下步驟：提供掩膜版；所述掩膜版上形成有掩膜圖案，所述掩膜圖案包括等間距且成矩形陣列排布的套刻標(biāo)記圖形；將所述第一光刻機(jī)和第二光刻機(jī)中光刻性能較佳的一個(gè)設(shè)置為初始機(jī)臺(tái)，另一個(gè)設(shè)置為二次機(jī)臺(tái)；利用所述初始機(jī)臺(tái)以及所述掩膜版在測(cè)試晶圓上光刻形成第一次光刻圖形；將所述掩膜版相對(duì)于對(duì)準(zhǔn)位置進(jìn)行一定量的偏移后利用所述二次機(jī)臺(tái)將所述掩膜版上的圖形曝光到所述測(cè)試晶圓的第一次光刻圖形上并顯影后形成二次光刻圖形；所述掩膜版的偏移距離小于所述套刻標(biāo)記圖形的間距；測(cè)試所述第一次光刻圖形和所述二次光刻圖形之間的套刻精度并根據(jù)所述套刻精度對(duì)所述二次機(jī)臺(tái)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種不同光刻機(jī)之間的套刻匹配方法，用于實(shí)現(xiàn)第一光刻機(jī)和第二光刻機(jī)之間的套刻匹配，包括以下步驟：提供掩膜版；所述掩膜版上形成有掩膜圖案，所述掩膜圖案包括等間距且成矩形陣列排布的套刻標(biāo)記圖形；將所述第一光刻機(jī)和第二光刻機(jī)中光刻性能較佳的一個(gè)設(shè)置為初始機(jī)臺(tái)，另一個(gè)設(shè)置為二次機(jī)臺(tái)；利用所述初始機(jī)臺(tái)以及所述掩膜版在測(cè)試晶圓上光刻形成第一次光刻圖形；將所述掩膜版相對(duì)于對(duì)準(zhǔn)位置進(jìn)行一定量的偏移后利用所述二次機(jī)臺(tái)將所述掩膜版上的圖形曝光到所述測(cè)試晶圓的第一次光刻圖形上并顯影后形成二次光刻圖形；所述掩膜版的偏移距離小于所述套刻標(biāo)記圖形的間距；測(cè)試所述第一次光刻圖形和所述二次光刻圖形之間的套刻精度并根據(jù)所述套刻精度對(duì)所述二次機(jī)臺(tái)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不同光刻機(jī)之間的套刻匹配方法，其特征在于，所述套刻標(biāo)記圖形為正多邊形。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的不同光刻機(jī)之間的套刻匹配方法，其特征在于，所述掩膜圖案的大小為26mm*32mm，所述套刻標(biāo)記圖形是大小為1m...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李玉華，王亞超，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：無(wú)錫華潤(rùn)上華科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇;32