光刻对准的检测方法与流程

1.本技术涉及半导体集成电路制造技术领域，具体涉及一种光刻的检测方法。


背景技术：

2.晶圆对准是半导体集成电路制造中的核心工艺之一，其在晶圆被传送到加工台进行曝光操作前，对晶圆和掩模板的相对位置进行调整，保证晶圆上的图形与掩模板上的图形对准，对准精度直接影响整个制造过程的效率和良率。以荷兰阿斯麦(advanced semiconductor material lithography，asml)公司的光刻机为例，光刻的对准方式主要是通过识别对准信号的波形来定位坐标。
3.然而，当对准图形的形貌较差，从而出现双峰或其他较差的波形时，则有较高的几率出现抓错波峰但却判定晶圆对准成功，从而导致较大的套刻误差(overlay pattern，ovl)，曝光后的图形产生偏移(shift)，最终造成产品报废。鉴于此，亟待提供一种光刻对准的检测方法，能够对对准信号的错误进行准确地识别和监控。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种光刻对准的检测方法，可以解决相关技术中提供的光刻对准方法会由于对准图形的相貌较差从而导致图形偏移的问题，该方法包括：
5.获取对准图形通过粗对准后的第一坐标值，所述第一坐标值包括第一x坐标值和第一y坐标值，所述第一x坐标值是所述对准图形通过粗对准后得到的x轴方向上的坐标，所述第一y坐标值是所述对准图形通过粗对准后得到的在y轴方向上的坐标；
6.获取所述对准图形在精对准后的第二坐标值，所述第二坐标值包括第二x坐标值和第二y坐标值，所述第二x坐标值是所述对准图形通过精对准后得到的x轴方向上的坐标，所述第二y坐标值是所述对准图形通过精对准后得到的在y轴方向上的坐标；
7.根据第一差值和第二差值判断是否存在对准错误，所述第一差值是所述第一x坐标和所述第二x坐标之间的差值的绝对值，所述第二差值是所述第一y坐标和所述第二y坐标之间的差值的绝对值。
8.在一些实施例中，所述根据第一差值和第二差值判断是否存在对准错误，包括：
9.检测所述第一差值是否大于第一差值阈值；
10.检索所述第二差值是否大于第二差值阈值；
11.当所述第一差值大于所述第一差值阈值且所述第二差值大于所述第二差值阈值时，确定存在对准错误。
12.在一些实施例中，所述方法还包括：
13.当存在所述第一差值不大于所述第一差值阈值，和/或，所述第二差值不大于所述第二差值阈值时，去顶不存在对准错误。
14.在一些实施例中，所述第一差值阈值和所述第二差值阈值相等。
15.在一些实施例中，所述第一差值阈值的取值范围为4微米至12微米。
16.在一些实施例中，所述第二差值阈值的取值范围为4微米至12微米。
17.本技术技术方案，至少包括如下优点：
18.通过在光刻对准的过程中，获取对准图形在粗对准后的第一坐标已经对准图形在精对准后的第二坐标，根据第一坐标和第二坐标在x轴和y轴上的差值判断是否存在对准错误，从而能够准确的对对准错误进行判断，实现了对对准错误的实时监控。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本技术一个示例性实施例提供的光刻对准的检测方法的流程图；
21.图2是本技术一个示例性实施例提供的光刻对准的检测方法的流程图。
具体实施方式
22.下面将结合附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
23.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
25.此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
26.参考图1，其示出了本技术一个示例性实施例提供的光刻对准的检测方法的流程图，该方法可由计算机设备执行，如图1所示，该方法包括：
27.步骤101，获取对准图形通过粗对准后的第一坐标值，第一坐标值包括第一x坐标值和第一y坐标值，第一x坐标值是对准图形通过粗对准后得到的x轴方向上的坐标，第一y坐标值是对准图形通过粗对准后得到的在y轴方向上的坐标。
28.以asml公司的光刻机为例，其采用通过镜头(through the lens，ttl)的方式进行光刻对准，该对准系统通常包括激光发射器、照明模块、摄像头和计算机设备，其中，照明模块包括90
°
棱镜、对准快门、衰减轮、能量监视二极管、分光镜、光学调制器和投影镜头等装
置，其工作方式为：
29.激光发射器发出线性偏振光，依次经过90
°
棱镜、对准快门、衰减轮、能量监视二极管、分光镜等装置后，分成两束平行光m1、m2，然后经过包含透镜和棱镜的光学调制器，从光学调制器射出后进入投影镜头，经由投影镜头中的棱镜和反射镜后照射在晶圆的对准图形上，对准图形的衍射光经过晶圆反射后，通过投影镜头、掩模板进入对准模块，对对准模块包括两个独立的模块m1、m2，分别接收来自光束m1、m2的图像信号，光线通过带有十字线的透镜照到摄像头，最后通过计算机设备成像并显示，可以观察到对准图形的位置进而进行对准。
30.在光刻对准过程中，包括粗对准(coarse alignment，cowa)和精对准(fine alignment，fiwa)两种对准方式，粗对准的对准精度要小于精对准的对准精度；同时，在光刻对准过程中，对准图形包括多种位置参数，例如，其包括x轴、y轴和z轴方向上的坐标(x轴、y轴和z轴两两垂直，x轴和y轴所构成的平面平行于晶圆的表面)，以及旋转度数等。在粗对准后，计算机设备获取对准图形通过粗对准后的第一坐标值，第一坐标值包括第一x坐标值和第一y坐标值，第一x坐标值是对准图形通过粗对准后得到的x轴方向上的坐标，第一y坐标值是对准图形通过粗对准后得到的在y轴方向上的坐标。
31.步骤102，获取对准图形在精对准后的第二坐标值，第二坐标值包括第二x坐标值和第二y坐标值，第二x坐标值是对准图形通过精对准后得到的x轴方向上的坐标，第二y坐标值是对准图形通过精对准后得到的在y轴方向上的坐标。
32.在精对准后，计算机设备获取对准图形通过粗对准后的第二坐标值，第二坐标值包括第二x坐标值和第二y坐标值，第二x坐标值是对准图形通过精对准后得到的x轴方向上的坐标，第二y坐标值是对准图形通过精对准后得到的在y轴方向上的坐标。
33.步骤103，根据第一差值和第二差值判断是否存在对准错误，第一差值是第一x坐标值和第二x坐标值之间的差值的绝对值，第二差值是第一y坐标值和第二y坐标值之间的差值的绝对值。
34.申请人发现，在对准错误日志中，由于对准图形的形貌较差所导致的对准误判中，通常都是在x轴和y轴上的偏移，且偏移值都在一定的范围内，因此通过判定对准图形的精对准和粗对准在x轴和y轴上的差值即可准确地判定是否存在对准错误。
35.需要说明的是，本技术实施例中，对准图形的坐标值可以是对准图形中某个目标点的坐标值，也可以是多个目标点的坐标值。若取多个目标点，则第一差值和第二差值为多个目标点的粗对准和精对准的坐标值的差值的平均值。
36.综上所述，本技术实施例中，通过在光刻对准的过程中，获取对准图形在粗对准后的第一坐标已经对准图形在精对准后的第二坐标，根据第一坐标和第二坐标在x轴和y轴上的差值判断是否存在对准错误，从而能够准确的对对准错误进行判断，实现了对对准错误的实时监控。
37.参考图2，其示出了本技术一个示例性实施例提供的光刻对准的检测方法的流程图，该方法可由计算机设备执行，该方法可以是图1实施例的一种可选的实施方式，如图2所示，该方法包括：
38.步骤201，获取对准图形通过粗对准后的第一坐标值，第一坐标值包括第一x坐标值和第一y坐标值。
39.计算机设备获取对准图形的第一x坐标值和第一y坐标值的方法可参考图1实施例，在此不做赘述。
40.步骤202，获取对准图形通过精对准后的第二坐标值，第二坐标值包括第二x坐标值和第二y坐标值。
41.计算机设备获取对准图形的第二x坐标值和第二y坐标值的方法可参考图1实施例，在此不做赘述。
42.步骤203，检测第一差值是否大于第一差值阈值。
43.计算机设备将第一x坐标值和第二x坐标值之间的差值的绝对值作为第一差值，检测第一差值是否大于第一差值阈值，若是，则进入步骤204；否，则进入步骤207。可选的，第一差值阈值的取值范围为4微米(μm)至12微米(其符合对准错误日志中的历史数据分布)。
44.步骤204，检测第二差值是否大于第二差值阈值。
45.计算机设备将第一y坐标值和第二y坐标值之间的差值的绝对值作为第一差值，检测第一差值是否大于第一差值阈值，若是，进入步骤205；否，进入步骤207。可选的，第二差值阈值的取值范围为4微米至12微米(其符合对准错误日志中的历史数据分布)；可选的，第一差值阈值和第二差值阈值相等。
46.步骤205，确定存在对准错误。
47.若同时满足第一差值大于第一差值阈值且第二差值大于第二差值阈值，则判定存在对准错误，进入步骤206。
48.步骤206，将晶圆保持在对准平台上并检测对准图形的套刻误差。
49.步骤207，确定不存在对准错误。
50.若不同时满足第一差值大于第一差值阈值且第二差值大于第二差值阈值，则判定不存在对准错误，进入步骤208。
51.步骤208，释放晶圆。
52.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本技术创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种光刻对准的检测方法，其特征在于，包括：获取对准图形通过粗对准后的第一坐标值，所述第一坐标值包括第一x坐标值和第一y坐标值，所述第一x坐标值是所述对准图形通过粗对准后得到的x轴方向上的坐标，所述第一y坐标值是所述对准图形通过粗对准后得到的在y轴方向上的坐标；获取所述对准图形在精对准后的第二坐标值，所述第二坐标值包括第二x坐标值和第二y坐标值，所述第二x坐标值是所述对准图形通过精对准后得到的x轴方向上的坐标，所述第二y坐标值是所述对准图形通过精对准后得到的在y轴方向上的坐标；根据第一差值和第二差值判断是否存在对准错误，所述第一差值是所述第一x坐标和所述第二x坐标之间的差值的绝对值，所述第二差值是所述第一y坐标和所述第二y坐标之间的差值的绝对值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据第一差值和第二差值判断是否存在对准错误，包括：检测所述第一差值是否大于第一差值阈值；检索所述第二差值是否大于第二差值阈值；当所述第一差值大于所述第一差值阈值且所述第二差值大于所述第二差值阈值时，确定存在对准错误。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当存在所述第一差值不大于所述第一差值阈值，和/或，所述第二差值不大于所述第二差值阈值时，去顶不存在对准错误。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一差值阈值和所述第二差值阈值相等。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一差值阈值的取值范围为4微米至12微米。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二差值阈值的取值范围为4微米至12微米。

技术总结
本申请公开了一种光刻对准的检测方法，包括：获取对准图形通过粗对准后的第一坐标值，第一坐标值包括第一X坐标值和第一Y坐标值，第一X坐标值是对准图形通过粗对准后得到的X轴方向上的坐标，第一Y坐标值是对准图形通过粗对准后得到的在Y轴方向上的坐标；获取对准图形在精对准后的第二坐标值，第二坐标值包括第二X坐标值和第二Y坐标值，第二X坐标值是对准图形通过精对准后得到的X轴方向上的坐标，第二Y坐标值是对准图形通过精对准后得到的在Y轴方向上的坐标；根据第一差值和第二差值判断是否存在对准错误，第一差值是第一X坐标值和第二X坐标值之间的差值的绝对值，第二差值是第一Y坐标值和第二Y坐标值之间的差值的绝对值。值。值。


技术研发人员：郭超 费志平 李玉华 姜冒泉 吴友根 魏育航
受保护的技术使用者：华虹半导体（无锡）有限公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/9/23