[发明专利]补偿高阶套刻误差的方法

说明书

本发明公开了一种补偿高阶套刻误差的方法，包括：步骤一、计算曝光后的晶圆的各段工艺制程引入的第一套刻误差。步骤二、将第一套刻误差中的晶圆级的线性套刻误差剥离并形成曝光区域级的第二套刻误差。步骤三、根据第二套刻误差对光罩写入进行修正并进行光罩写入得到修正后的光罩。步骤四、采用修正后的光罩进行晶圆的曝光以补偿高阶套刻误差。本发明能补偿高阶套刻误差且能保证工艺过程中造成的套刻误差得到完全补偿。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路的制造方法，特别涉及一种补偿高阶套刻误差(OVL)的方法。

背景技术

随着半导体器件尺寸的减小，对套刻误差的精度要求越来越高，套刻误差的大小对器件性能起到了关键性的作用，套刻误差的变化将显著影响器件的电学性能和产品良率。

针对器件性能提高以及良率提升，在套刻精度补偿方面已经做了一系列的努力。并在套刻精度改善方面已经取得了显著成效。但是由于现有技术的极限还不能对所有的参数进行补偿，尤其是OVL高阶参数。

对于先进的技术节点，对套刻误差的要求越来越高，目前业界的通用做法是通过ASML等曝光机厂商提供的软件进行高阶补偿，或者采用更先进的曝光机甚至EUV来减小套刻误差。及时高阶的补偿方式也不能保证工艺(Process)过程中造成的套刻误差能够完全得到补偿。

如图1所示，是现有光刻工艺中套刻误差补偿过程中的各项参数；图1中显示了k1至k20共20项套刻误差的参数，也即套刻误差的20种分类。其中箭头线101表示套刻误差，包括了套刻误差对应的偏移方向和大小。k1和k2都为线性参数，k3至k20都为非线性参数。现有方法不能实现对图1中的所有套刻误差参数进行补偿。

如图2所示，是现有光刻工艺中各工艺制程后套刻误差的变化；其中预层的套刻误差图201a在经过工艺制程202之后会形成变化的套刻误差图201b。工艺制程202包括刻蚀(etch)工艺、薄膜(TF)生长工艺、化学机械研磨(CMP)工艺、湿法刻蚀(WET)工艺和退火(Anneal)工艺等。比较套刻误差图201a和201b可知，工艺制程202会使套刻误差的方向和大小都产生各种特有的变化，现有套刻误差的补偿方法并不能保证工艺过程中造成的套刻误差能够完全得到补偿。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种补偿高阶套刻误差的方法，能补偿高阶套刻误差且能保证工艺过程中造成的套刻误差得到完全补偿。

为解决上述技术问题，本发明提供的补偿高阶套刻误差的方法包括如下步骤：

步骤一、计算曝光后的晶圆(wafer)的各段工艺制程引入的第一套刻误差。

步骤二、将所述第一套刻误差中的晶圆级的线性套刻误差剥离并形成曝光区域(shot)级的第二套刻误差。

步骤三、根据所述第二套刻误差对光罩写入进行修正并进行所述光罩写入得到修正后的光罩。

步骤四、采用所述修正后的光罩进行晶圆的曝光以补偿高阶套刻误差。

进一步的改进是，步骤一包括如下分步骤：

采用修正前的光罩对所述晶圆进行曝光。

对曝光后的所述晶圆进行测量得到各层套刻误差数据。

对所述各层套刻误差数据进行软件拟合计算出所述晶圆的各段所述工艺制程引入的所述第一套刻误差。

进一步的改进是，步骤二中，还包括：根据所述第二套刻误差计算出特征分布值(fingerprint)。

进一步的改进是，步骤三包括如下分步骤：

将所述特征分布值导入到直写软件。

在所述直写软件的控制进行所述光罩写入。