專利名稱：光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測方法以及光刻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測方法以及采用了該光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測方法的光刻方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體晶圓加工工藝中，返工率對于光刻制程來說是非常重要的指標(biāo)。大約13%的返工晶圓是由于新產(chǎn)品試產(chǎn)時(shí)使用了不合適的光刻對準(zhǔn)參數(shù)導(dǎo)致量測超標(biāo)。自動反饋系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用在光刻制程中用來更好的控制光刻對準(zhǔn)參數(shù)。但是對
于一個(gè)產(chǎn)品種類很多的工廠，仍然存在很多問題。具體地說，這是因?yàn)榱可俚漠a(chǎn)品無法提供足夠的數(shù)據(jù)量去準(zhǔn)確地預(yù)測下一個(gè)產(chǎn)品的光刻對準(zhǔn)參數(shù)；而且，這種情況對于新產(chǎn)品亦是一樣。但是，如果無法準(zhǔn)確地預(yù)測新產(chǎn)品的光刻對準(zhǔn)參數(shù)，那么第一批(首批)試產(chǎn)的產(chǎn)品將會被返工。因此，希望能夠提供一種能夠準(zhǔn)確地預(yù)測新產(chǎn)品的光刻對準(zhǔn)參數(shù)的模型，由此將使得新產(chǎn)品試產(chǎn)的成功率大大地提高的光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測方法以及相應(yīng)的光刻方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測方法以及采用了該光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測方法的光刻方法，其能夠準(zhǔn)確地預(yù)測新產(chǎn)品的光刻對準(zhǔn)參數(shù)的模型，由此將使得新產(chǎn)品試產(chǎn)的成功率大大地提高。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測方法，其包括獲取與當(dāng)前層次類似的同一產(chǎn)品其它層次在該機(jī)器上的光刻對準(zhǔn)參數(shù)的第一加權(quán)平均值及第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)；獲取與當(dāng)前產(chǎn)品相同技術(shù)平臺的其他產(chǎn)品相同層次在該機(jī)器上的光刻對準(zhǔn)參數(shù)的第二加權(quán)平均值及第二預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)；獲取該機(jī)器的光刻對準(zhǔn)日常監(jiān)測的結(jié)果值及第三預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)；以及如果當(dāng)前預(yù)測的新產(chǎn)品不需要量測光刻對準(zhǔn)值，則將光刻對準(zhǔn)預(yù)測值直接賦值為O。優(yōu)選地，所述光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測方法還包括如果第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)高于給定的閾值，則將光刻對準(zhǔn)預(yù)測值設(shè)置為等于第一加權(quán)平均值-結(jié)果值X第三預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)。優(yōu)選地，所述光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測方法還包括如果第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)低于給定的閾值，則將光刻對準(zhǔn)預(yù)測值設(shè)定為等于(第一加權(quán)平均值X第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)+第二加權(quán)平均值X (I-第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù))X第二預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù))/(第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)+ (I-第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù))X第二預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù))-結(jié)果值X第三預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)。優(yōu)選地，給定的閾值是可變常數(shù)。優(yōu)選地，第一加權(quán)平均值及其第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)所使用的數(shù)據(jù)庫是該產(chǎn)品在該機(jī)器上一定時(shí)間段內(nèi)所有相似層次的對準(zhǔn)參數(shù)的理想值；其中，理想值是實(shí)際使用的對準(zhǔn)參數(shù)減去對準(zhǔn)量測值所得到的結(jié)果值。優(yōu)選地，對準(zhǔn)到同一前層的所有層次為相似層次，并且所有金屬層為相似層次，所有孔層為相似層次。優(yōu)選地，針對第二加權(quán)平均值，將該機(jī)器上所有產(chǎn)品層次的對準(zhǔn)參數(shù)歸為四類，如果僅有當(dāng)前機(jī)器匹配，則該數(shù)據(jù)為第一類；如果僅有當(dāng)前 機(jī)器以及層次匹配，則該數(shù)據(jù)歸為第二類；如果僅有當(dāng)前機(jī)器、層次、技術(shù)平臺匹配，則該數(shù)據(jù)歸為第三類；類似的，如果當(dāng)前機(jī)器、層次、技術(shù)平臺和前層機(jī)器均匹配，則該數(shù)據(jù)歸為第四類。優(yōu)選地，根據(jù)所述四類或者所述四類的一部分來計(jì)算第二加權(quán)平均值。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種采用了根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測方法的光刻方法。本發(fā)明提供了一個(gè)新的模型，該模型基于量大的成熟產(chǎn)品來準(zhǔn)確地預(yù)測新產(chǎn)品的對準(zhǔn)參數(shù)；并且，由此將使得新產(chǎn)品試產(chǎn)的成功率大大地提高。


結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細(xì)描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點(diǎn)和特征，其中圖I示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測值的結(jié)構(gòu)。圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的HS矢量的分類情況示意圖。圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的HS矢量的分類情況說明示圖。圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的CE矢量的分類情況示意圖。圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的CE矢量的分類情況說明示圖。需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測方法，其包括獲取與當(dāng)前層次類似的同一產(chǎn)品其它層次在該機(jī)器上的光刻對準(zhǔn)參數(shù)的第一加權(quán)平均值(HS矢量)及第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)(RH)；獲取與當(dāng)前產(chǎn)品相同技術(shù)平臺的其他產(chǎn)品相同層次在該機(jī)器上的光刻對準(zhǔn)參數(shù)的第二加權(quán)平均值(CE矢量)及第二預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)(RC);其中，術(shù)語“相同技術(shù)平臺”指的是符合相同的設(shè)計(jì)尺寸規(guī)則并且采用相同的制造工藝。獲取該機(jī)器的光刻對準(zhǔn)日常監(jiān)測的結(jié)果值(QC矢量)及第三預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)(RQ)；并且，如果當(dāng)前預(yù)測的新產(chǎn)品不需要量測光刻對準(zhǔn)值，則將光刻對準(zhǔn)預(yù)測值直接賦值為0 ;如果第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)(RH)高于給定的閾值(Pilot_threshold)，則將光刻對準(zhǔn)預(yù)測值設(shè)置為等于第一加權(quán)平均值-結(jié)果值X第三預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)；
如果第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)(RH)低于給定的閾值(Pilot_threshold),則將光刻對準(zhǔn)預(yù)測值設(shè)定為等于(第一加權(quán)平均值X第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)+第二加權(quán)平均值X (I-第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù))X第二預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù))/(第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)+(I-第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù))X第二預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù))-結(jié)果值X第三預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)。此處，例如，給定的閾值(Pilot_threshold)是可變常數(shù)。具體地說，圖I示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測值的結(jié)構(gòu)。針對新產(chǎn)品光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測值JI_Predict來自于如下三個(gè)部分?jǐn)?shù)據(jù)I.與當(dāng)前層次類似的同一產(chǎn)品其它層次在該機(jī)器上的光刻對準(zhǔn)參數(shù)的加權(quán)平均值——HS矢量；并且，RH為HS矢量的預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)。 2.與當(dāng)前產(chǎn)品相同技術(shù)平臺的其他產(chǎn)品相同層次在該機(jī)器上的光刻對準(zhǔn)參數(shù)的加權(quán)平均值——CE矢量；并且，RC為CE矢量的預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)。3.該機(jī)器的光刻對準(zhǔn)日常監(jiān)測的結(jié)果值一QC矢量；并且，RQ為QC矢量的預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)。具體的來說，JI_Predict的計(jì)算方法如下(I).如果當(dāng)前預(yù)測的新產(chǎn)品不需要量測光刻對準(zhǔn)值，則將光刻對準(zhǔn)值JI_Predict 直接賦值為 0，RH=I, RC=0。(2).如果RH高于給定的閾值Pilot_threshold，則將光刻對準(zhǔn)值設(shè)置為JI_Predict=HS-QC*RQ。(3).如果RH低于給定的閾值Pilot_threshold，則將光刻對準(zhǔn)值設(shè)定JI_Predict=(HS*RH+CE*(I-RH)*RC)/(RH+(I-RH)*RC)-QC*RQ。此處，閾值Pilot_threShold是可變常數(shù)，可以根據(jù)工廠實(shí)際情況優(yōu)化設(shè)定。圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的HS矢量的分類情況示意圖。圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的HS矢量的分類情況說明示圖。參考圖2和圖3，對于HS矢量，還有如下幾點(diǎn)需要說明 在具體實(shí)施例中，HS矢量以及它的預(yù)測可信度參數(shù)RH所使用的數(shù)據(jù)庫是該產(chǎn)品在該機(jī)器上一定時(shí)間段內(nèi)所有相似層次的對準(zhǔn)參數(shù)的理想值(0VL_PERF)。所謂理想值0VL_PERF是指生產(chǎn)時(shí)實(shí)際使用的對準(zhǔn)參數(shù)減去對準(zhǔn)量測值所得到的結(jié)果值。 在具體實(shí)施例中，可以將所有數(shù)據(jù)按時(shí)間順序排序，取最近的多筆(具體筆數(shù)值可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化)數(shù)據(jù)。根據(jù)每一筆數(shù)據(jù)與當(dāng)前預(yù)測條件的匹配度不同，將數(shù)據(jù)分為4種類型，并給予它不同的Base參數(shù)值(Pilot_Basel、Pilot_Base2、)和Scale參數(shù)值(Pilot_Scalel、Pilot_Scale2)。這兩個(gè)值(Base參數(shù)值和Scale參數(shù)值)會在計(jì)算權(quán)重時(shí)使用。 在具體實(shí)施例中，可以使權(quán)重與時(shí)間和數(shù)據(jù)的匹配度相關(guān)。計(jì)算每一筆數(shù)據(jù)的權(quán)重Wt=Scale*2~ (-Day/Pilot_Time) +Base。其中時(shí)間參數(shù)Day是指該數(shù)據(jù)發(fā)生的時(shí)間距離現(xiàn)在多久；參數(shù)Pilot_Time是可變常數(shù)。 在具體實(shí)施例中，可以取權(quán)重最大的n筆數(shù)據(jù)計(jì)算其加權(quán)平均值，輸出為
HS=In 0孔PERF(n)，Wt(n)，并且令冊等于最大權(quán)重。
Zn Wt(H) 在具體實(shí)施例中，Pilot—Basel，Pilot—Base2，Pilot—Scale 1，Pilot—Seale2 以及Pilot_Time為可變常數(shù)，可根據(jù)工廠實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化。 在具體實(shí)施例中，所謂相似層次可以根據(jù)不同的工廠的情況來定義。一般來說，例如，可以認(rèn)為對準(zhǔn)到同一前層的所有層次為相似層次，并且所有金屬層為相似層次，所有孔層為相似層次。圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的CE矢量的分類情況示意圖。圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的CE矢量的分類情況說明示圖。具體的來說，參考圖4和圖5對于CE矢量，還有如下幾點(diǎn)需要說明 在具體實(shí)施例中，針對CE矢量，可以將該機(jī)器上所有有效的產(chǎn)品層次的對準(zhǔn)參數(shù)歸為四類，如果僅有當(dāng)前機(jī)器匹配，則該數(shù)據(jù)為第一類；如果僅有當(dāng)前機(jī)器以及層次匹配，則該數(shù)據(jù)歸為第二類；如果僅有當(dāng)前機(jī)器、層次、技術(shù)平臺匹配，則該數(shù)據(jù)歸為第三類；類似的，如果當(dāng)前機(jī)器、層次、技術(shù)平臺和前層機(jī)器均匹配，則該數(shù)據(jù)歸為第四類。
在具體實(shí)施例中，可以分別求出四類數(shù)據(jù)的平均值FEAS(I)、FEAS(2)、FEAS(3)、FEAS (4)，并給予其不同的權(quán)重 Pilot_WtI、Pilot_Wt2、Pilot_fft3 以及 Pilot_Wt4。其中，權(quán)重Pilot_Wtl、Pilot_Wt2、Pilot_Wt3以及Pilot_Wt4是可變常數(shù)，可以根據(jù)工廠的具體情況優(yōu)化。 在具體實(shí)施例中，CE矢量是這四類數(shù)據(jù)均值的加權(quán)平均?？梢詫⑺兴念惥{入計(jì)算，也可以只選擇權(quán)重最高的幾類(〈4)進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，新產(chǎn)品光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測系統(tǒng)可以整合在工廠的自動反饋控制系統(tǒng)中。當(dāng)操作者運(yùn)行該系統(tǒng)后，它可以給出所需新產(chǎn)品的光刻對準(zhǔn)參數(shù)，并且輸出此次預(yù)測的準(zhǔn)確度參數(shù)(Pilot_RH和Pilot_RC)以供操作者參考。并且，在具體實(shí)施方式
中，如果預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)不高，操作者可以選擇分一片做測試，而非直接生產(chǎn)整批產(chǎn)品，以降低返工率。利用大量產(chǎn)品的光刻對準(zhǔn)參數(shù)來準(zhǔn)確地預(yù)測新產(chǎn)品的光刻對準(zhǔn)參數(shù)的模型，由此將使得新產(chǎn)品試產(chǎn)的成功率大大地提高。具體地說，將根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的新產(chǎn)品光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測系統(tǒng)在制造工廠上線測試之后發(fā)現(xiàn)，試產(chǎn)成功率可以達(dá)到99%?？梢岳斫獾氖牵m然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測方法，其特征在于包括 獲取同一產(chǎn)品的相對于當(dāng)前層次相似的其它層次在該機(jī)器上的光刻對準(zhǔn)參數(shù)的第一加權(quán)平均值及第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)； 獲取與當(dāng)前產(chǎn)品相同技術(shù)平臺的其他產(chǎn)品相同層次在該機(jī)器上的光刻對準(zhǔn)參數(shù)的第ニ加權(quán)平均值及第二預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)； 獲取該機(jī)器的光刻對準(zhǔn)日常監(jiān)測的結(jié)果值及第三預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)；以及如果當(dāng)前預(yù)測的新產(chǎn)品層次不需要量測光刻對準(zhǔn)值，則將光刻對準(zhǔn)值直接賦值為O。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測方法，其特征在于還包括 如果第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)高于給定的閾值，則將光刻對準(zhǔn)預(yù)測值設(shè)置為等于第一加權(quán)平均值-結(jié)果值X第三預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測方法，其特征在于還包括如果第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)低于給定的閾值，則將光刻對準(zhǔn)預(yù)測值設(shè)定為等于(第一加權(quán)平均值X第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)+第二加權(quán)平均值X (I-第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù))X第二預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù))パ第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)+(I-第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù))X第二預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù))-結(jié)果值X第三預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測方法，其特征在于，給定的閾值是可變常數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測方法，其特征在于，第一加權(quán)平均值及其第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)所使用的數(shù)據(jù)庫是該產(chǎn)品在該機(jī)器上一定時(shí)間段內(nèi)所有相似層次的對準(zhǔn)參數(shù)的理想值；其中，理想值是實(shí)際使用的對準(zhǔn)參數(shù)減去對準(zhǔn)量測值所得到的結(jié)果值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測方法，其特征在于，對準(zhǔn)到同一前層的所有層次為相似層次，并且所有金屬層為相似層次，所有孔層為相似層次。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測方法，其特征在于，針對第二加權(quán)平均值，將該機(jī)器上所有產(chǎn)品層次的對準(zhǔn)參數(shù)歸為四類，如果僅有當(dāng)前機(jī)器匹配，則該數(shù)據(jù)為第ー類；如果僅有當(dāng)前機(jī)器以及層次匹配，則該數(shù)據(jù)歸為第二類；如果僅有當(dāng)前機(jī)器、層次、技術(shù)平臺匹配，則該數(shù)據(jù)歸為第三類；如果當(dāng)前機(jī)器、層次、技術(shù)平臺和前層機(jī)器均匹配，則該數(shù)據(jù)歸為第四類。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測方法，其特征在于，根據(jù)所述四類或者所述四類的一部分來計(jì)算第二加權(quán)平均值。
9.一種采用了根據(jù)權(quán)利要求I至8之一所述的光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測方法的光刻方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光刻對準(zhǔn)參數(shù)預(yù)測方法以及光刻方法。獲取同一產(chǎn)品的相對于當(dāng)前層次相似的的其它層次在該機(jī)器上的光刻對準(zhǔn)參數(shù)的第一加權(quán)平均值及第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)。獲取與當(dāng)前產(chǎn)品相同技術(shù)平臺的其他產(chǎn)品相同層次在該機(jī)器上的光刻對準(zhǔn)參數(shù)的第二加權(quán)平均值及第二預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)。獲取該機(jī)器的光刻對準(zhǔn)日常監(jiān)測的結(jié)果值及第三預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)。如果第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)低于給定的閾值，則將光刻對準(zhǔn)值設(shè)定為等于(第一加權(quán)平均值×第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)+第二加權(quán)平均值×(1-第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù))×第二預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù))/(第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)+(1-第一預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù))×第二預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù))-結(jié)果值×第三預(yù)測準(zhǔn)確度參數(shù)。
文檔編號G03F7/20GK102662313SQ201210142948
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月9日
發(fā)明者周孟興, 胡林, 陳蕾, 鮑曄 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司