[发明专利]一种光刻条件控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制作工艺领域，尤其涉及一种光刻工艺中对光刻条件的控制方法。

背景技术

半导体光刻工艺一般包括涂胶、显影、曝光三个工艺步骤，条宽和套刻是用于监控光刻工艺质量的两个关键参数。随着半导体工艺的发展，对工艺控制的要求不断提高，条宽和套刻的规范越来越小。因此生产线上经常有超规范现象，导致产品需要去胶返工，影像了产品流通。

在半导体光刻工艺中，统计工艺控制(Statistical Process Control，SPC)和先进工艺控制(Advanced Process Control，APC)经常被用来监测生产工艺的品质问题。

SPC是通过统计的手段，对产品的某一个测试参数进行监测。当统计结果表明产品的某一测试参数超出一个规范范围时，则发出警报提醒人员产线机台可能出现问题需要排查。

而APC是在SPC的基础上，通过对产品的生产工艺参数的不断优化，来调控生产机台的具体地工艺参数。使产品在生产过程中始终以最优的工艺参数进行生产。

然而无论是SPC还是APC，都会有如下的问题：对于生产装置来说，不可避免的会出现工艺性波动，即机台在长时间的工作之后，会产生一定的机械惯性，使得机台的反馈参数与输入参数之间形成误差，这种误差在APC的作用下会表现出沿着某个方向做缓慢持续偏移。而SPC和APC都是一种事后调控行为，因此具有一定的延迟性。这种延迟性导致的结果就是，机台已经发生了比较大的系统误差，但是生产出来的产品，其测试参数依旧在规范范围内。而SPC只评定产品的测试参数，对于机台的工艺参数不做监测，因此不会产生报警。此时APC就会沿用已经出现偏移的工艺参数作为评定下个批次产品的最佳工艺参数的基准，当每个批次的误差叠加到一定的程度的时候，就会实际影响到产品的品质，从而有可能产生大规模的产品报废。

当上述问题反映到曝光机台上时，所述测试参数就反映在条宽和套刻上，而所述工艺参数就反映在曝光参数上，比如曝光能量、X/Y方向偏移量、X/Y膨胀系统、旋转度或正交性等。以条宽的SPC图为例，请参见图1，图1是对20个批次的产品条宽进行SPC统计处理时的统计图。其中横坐标X表示产品批次，纵坐标Y表示条宽尺寸，横线1表示产品条宽的目标值，折线2表示由20个批次产品条宽的实际值形成的波动曲线。当这个波动曲线的变化范围始终处于规范范围内，即波动不超过±0.01um时，SPC会认为当前工艺下可以进行正常的产品生产，此时曝光机台由于长时间工作，曝光能量出现系统性偏移，由于没有报警，各个机台会持续叠加系统性偏移，最终导致产品出现缺陷。

因此，有必要对现有的控制方法做改进，从而克服光刻工艺中出现的各种机台的系统性偏移误差。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种光刻条件的控制方法，利用SPC的统计原理，对机台的系统性误差实施监测，同时配合现有的SPC和APC的控制方法，使产品在进行光刻作业时，不仅可以杜绝产品因不合理曝光参数引起的产品缺陷，而且能够消除机台因长时间工作而产生的系统误差，从而大大提高产品的品质。

根据本发明的目的提出的一种光刻条件控制方法，包括步骤：

提供N个批次产品，对该N个批次产品的至少一测量参数进行测量；

根据上述测量所得的测量参数计算得出至少一曝光参数最佳值，将该曝光参数最佳值按产品批次进行一统计处理；

判断该曝光参数最佳值的统计结果，并根据该统计结果对当前光刻工艺实施一统计工艺控制。

优选的，所述测量参数包括条宽或套刻。

优选的，所述条宽对应的曝光参数为曝光能量。

优选的，所述套刻对应的曝光参数包括：X/Y方向偏移量、X/Y膨胀系统、旋转度或正交性。

优选的，所述统计处理为将该曝光参数最佳值按批次绘制成表格或者统计曲线。

优选的，所述统计曲线的变化趋势决定所述统计结果。

优选的，所述统计曲线的变化趋势为该曝光参数最佳值的各批次分布按一基准值做随机波动，对N+1批次产品，以上述曝光参数最佳值做加权计算得出的曝光参数优化值为实际曝光条件，进行光刻工艺。

优选的，所述统计曲线的变化趋势为该曝光参数最佳值的各批次分布按一方向做趋势变化，则停止当前光刻工艺。

本发明是通过对曝光条件的自动实时监控来尽可能保证在线条宽和套刻在规范之内，同时针对条宽和套刻在规范内的前提下，仍可以及时发现在线工艺异常。

附图说明