本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體而言，涉及一種晶圓聚焦補償?shù)钠毓夥椒ㄅc裝置。

背景技術(shù)：

目前，晶片的后段制程中的化學(xué)機械拋光(Chemical Mechnical Polish，CMP)無法很好地控制機械拋光的速率，晶片邊緣的拋光速率遠大于晶片中心的拋光速率，導(dǎo)致晶片中心區(qū)域比晶片邊緣區(qū)域的厚度大很多。如圖1所示，40nm芯片在形成第六層金屬互連銅結(jié)構(gòu)后，距離晶片邊緣2mm處的厚度比晶片中心的厚度小973nm，距離晶片邊緣3mm處的厚度比晶片中心的厚度小414nm。

CMP后，晶片還需要進行圖形化工藝，由于晶片邊緣區(qū)域與晶片中心區(qū)域存在較大的厚度差，導(dǎo)致當(dāng)圖形化工藝對整個晶片都采用相同的曝光量時，晶片邊緣將產(chǎn)生散焦現(xiàn)象。

現(xiàn)有技術(shù)中為了克服上述散焦現(xiàn)象的產(chǎn)生，通常將晶片劃分為不同的曝光視場，利用掃描儀對不同曝光視場設(shè)置不同的曝光參數(shù)，比如對晶片邊緣的曝光視場增加30nm的聚焦補償。但是，該聚焦補償會使曝光視場中所有的芯片均增加了30nm的聚焦補償，使不需要增加30nm聚焦補償?shù)男酒苍黾恿?0nm，進而影響這些芯片的圖形形成效果，例如導(dǎo)致芯片的橋接等缺陷。

為了解決晶片在后半段制程中邊緣芯片的散焦問題，并且不影響同一曝光視場中的其他芯片的圖形形成，亟需一種新的晶片聚焦補償方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種晶圓聚焦補償?shù)钠毓夥椒ㄅc裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中在處理后半段制程中的邊緣芯片散焦時影響其他芯片的圖形的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種晶圓聚焦補償?shù)钠毓夥椒?，上述曝光方法包括：步驟S1，獲取晶圓中各芯片的中心距晶圓圓心的距離R_n，n為自然數(shù)；步驟S2，根據(jù)聚焦補償公式F_n＝A×R_n計算各上述芯片的聚焦補償值F_n，上述A為補償系數(shù)；以及步驟S3，根據(jù)各上述聚焦補償值對各上述芯片進行曝光。

進一步地，上述步驟S1包括：步驟S11，獲取X軸方向上各上述芯片的中心距上述晶圓圓心的距離R_nX；步驟S12，獲取Y軸方向上各上述芯片的中心距上述晶圓圓心的距離R_nY；以及步驟S13，利用勾股定理、上述R_nX與上述R_nY計算出各上述芯片的中心距上述晶圓圓心的距離R_n。

進一步地，上述補償系數(shù)A在8×10^-6～9×10^-6之間。

進一步地，上述步驟S3中計算出晶圓邊緣區(qū)域的芯片的聚焦補償值，上述晶圓邊緣區(qū)域為所有非完整曝光視場形成的區(qū)域。

進一步地，上述曝光方法在上述步驟S1之前還包括：獲取芯片所在的曝光視場中心點的橫坐標(biāo)值X與縱坐標(biāo)值Y，上述橫坐標(biāo)X與上述縱坐標(biāo)值Y以晶圓的圓心為坐標(biāo)原點；獲取上述芯片在曝光視場的行坐標(biāo)M與列坐標(biāo)N，其中當(dāng)上述芯片在以上述晶圓的圓心為坐標(biāo)原點的坐標(biāo)軸的第一象限時，上述行坐標(biāo)M為上述芯片在上述曝光視場中從下至上的行序數(shù)，上述列坐標(biāo)N為上述芯片在上述曝光視場中從左到右的列序數(shù)，當(dāng)上述芯片在上述坐標(biāo)軸的第二象限時，上述行坐標(biāo)M為上述芯片在上述曝光視場中從下至上的行序數(shù)，上述列坐標(biāo)N為上述芯片在上述曝光視場中從右到左的列序數(shù)，當(dāng)上述芯片在上述坐標(biāo)軸的第三象限時，上述行坐標(biāo)M為上述芯片在上述曝光視場中從上至下的行序數(shù)，上述列坐標(biāo)N為上述芯片在上述曝光視場中從右到左的列序數(shù)，當(dāng)上述芯片在上述坐標(biāo)軸的第四象限時，上述行坐標(biāo)M為上述芯片在上述曝光視場中從上至下的行序數(shù)，上述列坐標(biāo)N為上述芯片在上述曝光視場中從左到右的列序數(shù)；獲取上述芯片的長a與寬度b；獲取上述曝光視場的長c與寬度d；以及根據(jù)公式R_nx＝|X|-1/2c+(N-1)×a+1/2a與公式R_ny＝|Y|-1/2d+(M-1)×b+1/2b計算出上述距離R_nX與上述距離R_nY。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種晶圓聚焦補償?shù)钠毓庋b置，上述曝光裝置包括：R_n獲取單元，用于獲取晶圓中各芯片的中心距晶圓圓心的距離R_n，n為自然數(shù)；第一計算單元，用于根據(jù)聚焦補償公式F_n＝A×R_n計算各上述芯片的聚焦補償值F_n，上述A為補償系數(shù)；以及曝光單元，用于根據(jù)各上述聚焦補償值對各上述芯片進行曝光。

進一步地，上述R_n獲取單元包括：第一獲取模塊，用于獲取X軸方向上上述芯片的中心距上述晶圓圓心的距離R_nX，第二獲取模塊，用于獲取Y軸方向上上述芯片的中心距上述晶圓圓心的距離R_nY，以及第一計算模塊，用于利用勾股定理、上述R_nX與上述R_nY計算出各上述芯片的中心距上述晶圓圓心的距離R_n。

進一步地，上述第一計算單元還包括補償系數(shù)確定模塊。

進一步地，上述曝光裝置還包括：橫縱坐標(biāo)獲取單元，用于獲取芯片所在的曝光視場中心點的橫坐標(biāo)值X與縱坐標(biāo)值Y，上述橫坐標(biāo)X與上述縱坐標(biāo)值Y以晶圓的圓心為坐標(biāo)原點；行列坐標(biāo)獲取單元，用于在獲取上述芯片的中心距晶圓圓心的距離R之前獲取上述芯片在曝光視場的行坐標(biāo)M與列坐標(biāo)N，其中，當(dāng)上述芯片在以上述晶圓的圓心為坐標(biāo)原點的坐標(biāo)軸的第一象限時，上述行坐標(biāo)M為上述芯片在上述曝光視場中從下至上的行序數(shù)，上述列坐標(biāo)N為上述芯片在上述曝光視場中從左到右的列序數(shù)，當(dāng)上述芯片在上述坐標(biāo)軸的第二象限時，上述行坐標(biāo)M為上述芯片在上述曝光視場中從下至上的行序數(shù)，上述列坐標(biāo)N為上述芯片在上述曝光視場中從右到左的列序數(shù)，當(dāng)上述芯片在上述坐標(biāo)軸的第三象限時，上述行坐標(biāo)M為上述芯片在上述曝光視場中從上至下的行序數(shù)，上述列坐標(biāo)N為上述芯片在上述曝光視場 中從右到左的列序數(shù)，當(dāng)上述芯片在上述坐標(biāo)軸的第四象限時，上述行坐標(biāo)M為上述芯片在上述曝光視場中從上至下的行序數(shù)，上述列坐標(biāo)N為上述芯片在上述曝光視場中從左到右的列序數(shù)；芯片尺寸獲取單元，用于獲取上述芯片的長度a與寬度b；曝光視場尺寸獲取單元，用于獲取上述芯片所在的曝光視場的長度c與寬度d；以及計算單元，用于根據(jù)公式R_nx＝|X|-1/2c+(N-1)×a+1/2a與公式R_ny＝|Y|-1/2d+(M-1)×b+1/2b計算出上述距離R_nX上述距離R_nY。

應(yīng)用本發(fā)明的曝光方法，對各個芯片的聚焦補償值F_n進行計算，根據(jù)計算出來的F_n，將各芯片都置于曝光單元的最佳焦距的位置，進而使得最終各芯片上形成的圖形效果較好，避免了對晶圓邊緣所有的芯片都按照同一個聚焦補償值來進行曝光，進而避免了有些芯片的圖形出現(xiàn)缺陷的問題。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式的曝光方法的流程示意圖；以及

圖2示出了本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式的曝光裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用屬于“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

為了便于描述，在這里可以使用空間相對術(shù)語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，空間相對術(shù)語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構(gòu)造上方”或“在其他器件或構(gòu)造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構(gòu)造下方”或“在其他器件或構(gòu)造之下”。因而，示例性術(shù)語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應(yīng)解釋。

現(xiàn)在，將參照附圖更詳細(xì)地描述根據(jù)本申請的示例性實施方式。然而，這些示例性實施方式可以由多種不同的形式來實施，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為只限于這里所闡述的實施方式。應(yīng)當(dāng)理解的是，提供這些實施方式是為了使得本申請的公開徹底且完整，并且將這些示例性實施方式的構(gòu)思充分傳達給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在附圖中，為了清楚起見，擴大了層和區(qū)域的厚度，并且使用相同的附圖標(biāo)記表示相同的器件，因而將省略對它們的描述。

正如背景技術(shù)所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)的曝光過程中，對晶片邊緣的所有芯片設(shè)置相同的聚焦補償值，造成了部分芯片曝光后形成的圖形具有缺陷。為了解決晶片在后半段制程中邊緣芯片的散焦問題，并且不影響同一曝光視場中的其他芯片的圖形形成，本申請?zhí)岢隽艘环N晶圓聚焦補償?shù)钠毓夥椒ㄅc裝置。

本申請的一種優(yōu)選實施方式中，提供了一種晶圓聚焦補償?shù)钠毓夥椒ǎ鐖D1所示，上述曝光方法包括：步驟S1，獲取晶圓中各芯片的中心距晶圓圓心的距離R_n，n為自然數(shù)；步驟S2，根據(jù)聚焦補償公式F_n＝A×R_n計算各上述芯片的聚焦補償值F_n，上述A為補償系數(shù)；以及步驟S3，根據(jù)各上述聚焦補償值對各上述芯片進行曝光。

上述的曝光方法計算各個芯片的聚焦補償值F_n，根據(jù)計算出來的各芯片的聚焦補償值F_n，將各芯片都置于曝光單元的最佳焦距的位置，進而使得最終各芯片上形成的圖形效果較好，避免了對晶圓邊緣所有的芯片都按照同一個聚焦補償值來進行曝光，進而避免了有些芯片的圖形出現(xiàn)缺陷的問題。

為了更加準(zhǔn)確地計算出各個芯片的中心距上述晶圓圓心的距離R_n，進而準(zhǔn)確計算出各個芯片的聚焦補償值F_n，從而使各個芯片位于最佳焦距的位置并形成無缺陷的圖形。本申請優(yōu)選上述步驟S1包括：步驟S11，獲取X軸方向上各上述芯片的中心距上述晶圓圓心的距離R_nX，步驟S12，獲取Y軸方向上各上述芯片的中心距上述晶圓圓心的距離R_nY；以及步驟S13，利用勾股定理、上述R_nX與上述R_nY計算出各上述芯片的中心距上述晶圓圓心的距離R_n。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際的曝光系統(tǒng)與晶圓的大小等因素確定準(zhǔn)確的補償系數(shù)。本申請的又一種優(yōu)選的實施方式中，上述補償系數(shù)A在8×10^-6～9×10^-6之間。當(dāng)補償系數(shù)A在8×10^-6～9×10^-6之間，進而可以由公式F_n＝A×R_n更加準(zhǔn)確地計算出聚焦補償值F_n。

為了提高曝光系統(tǒng)計算聚焦補償值的效率，本申請優(yōu)選上述步驟S3中計算出晶圓邊緣區(qū)域的芯片的聚焦補償值，上述晶圓邊緣區(qū)域為所有非完整曝光視場形成的區(qū)域，這樣可以大大減少曝光系統(tǒng)的計算量，提高該曝光方法的效率。

本申請的又一種優(yōu)選的實施方式中，優(yōu)選上述曝光方法在上述步驟S1之前還包括：獲取芯片的橫坐標(biāo)值X與縱坐標(biāo)值Y，上述橫坐標(biāo)X與上述縱坐標(biāo)值Y以晶圓的圓心為坐標(biāo)原點；獲取上述芯片在曝光視場的行坐標(biāo)M與列坐標(biāo)N，其中，當(dāng)上述芯片在以上述晶圓的圓心為坐標(biāo)原點的坐標(biāo)軸的第一象限時，上述行坐標(biāo)M為上述芯片在所在曝光視場中從下至上的行序數(shù)，上述列坐標(biāo)N為上述芯片在上述曝光視場中從左到右的列序數(shù)，當(dāng)上述芯片在上述坐標(biāo)軸的第二象限時，上述行坐標(biāo)M為上述芯片在所在曝光視場中從下至上的行序數(shù)，上述列 坐標(biāo)N為上述芯片在上述曝光視場中從右到左的列序數(shù)，當(dāng)上述芯片在上述坐標(biāo)軸的第三象限時，上述行坐標(biāo)M為上述芯片在所在曝光視場中從上至下的行序數(shù)，上述列坐標(biāo)N為上述芯片在上述曝光視場中從右到左的列序數(shù)，當(dāng)上述芯片在上述坐標(biāo)軸的第四象限時，上述行坐標(biāo)M為上述芯片在所在曝光視場中從上至下的行序數(shù)，上述列坐標(biāo)N為上述芯片在上述曝光視場中從左到右的列序數(shù)；獲取上述芯片的長a與寬度b；獲取上述曝光視場的長c與寬度d；以及根據(jù)公式R_nx＝|X|-1/2c+(N-1)×a+1/2a與公式R_ny＝|Y|-1/2d+(M-1)×b+1/2b計算出上述距離R_nX與上述距離R_nY。這樣可以更加精確地計算出各上述芯片的中心距上述晶圓圓心的距離R_nX與各上述芯片的中心距上述晶圓圓心的距離R_nY，進而通過勾股定理精確計算出各芯片的中心距晶圓圓心的距離R_n，從而可以更進一步精確地計算出各芯片的聚焦補償值F_n。

根據(jù)本申請的另一方面，還提供了一種晶圓聚焦補償?shù)钠毓庋b置，如圖2所示，上述曝光裝置包括：R_n獲取單元10，用于獲取晶圓中各芯片的中心距晶圓圓心的距離R_n，n為自然數(shù)；第一計算單元30，用于根據(jù)聚焦補償公式F_n＝A×R_n計算各上述芯片的聚焦補償值F，上述A為補償系數(shù)；以及曝光單元50，用于各上述聚焦補償值對各上述芯片進行曝光。

上述的曝光裝置，通過R_n獲取單元10與第一計算單元30計算出的各芯片的聚焦補償值F_n，進而確定曝光單元50對各上述芯片的聚焦補償值，使得各芯片都處于曝光單元50的最佳焦距的位置，最后采用曝光單元50對晶圓進行曝光，使得在各芯片上形成效果較好的圖形，避免了曝光系統(tǒng)對晶圓邊緣所有的芯片都按照同一個聚焦補償值來進行曝光，進而避免了有些芯片的圖形出現(xiàn)缺陷的問題。

為了更加準(zhǔn)確地計算出各個芯片的中心距上述晶圓圓心的距離R_n，進而準(zhǔn)確計算出各個芯片的聚焦補償值F_n，從而使各個芯片位于最佳焦距的位置并形成無缺陷的圖形。上述R_n獲取單元10包括：第一獲取模塊，用于獲取X軸方向上上述芯片的中心距上述晶圓圓心的距離R_nX；第二獲取模塊，用于獲取Y軸方向上上述芯片的中心距上述晶圓圓心的距離R_nY；以及第一計算模塊，用于利用勾股定理、上述R_nX與上述R_nY計算出各上述芯片的中心距上述晶圓圓心的距離R_n。

本申請的又一種優(yōu)選的實施方式中，優(yōu)選上述第一計算單元30還包括補償系數(shù)確定模塊。該模塊可以進一步精確地確定補償系數(shù)，進而可以由公式F_n＝A×R_n更加準(zhǔn)確地計算出聚焦補償值F。

為了進一步可以準(zhǔn)確獲取精確地計算出各上述芯片的中心距上述晶圓圓心的距離R_nX與各上述芯片的中心距上述晶圓圓心的距離R_nY，進而通過勾股定理精確計算出各芯片的中心距晶圓圓心的距離R_n，從而可以更進一步精確地計算出各芯片的聚焦補償值F_n，上述曝光裝置還包括：橫縱坐標(biāo)獲取單元，用于獲取芯片的橫坐標(biāo)值X與縱坐標(biāo)值Y，上述橫坐標(biāo)X與上述縱坐標(biāo)值Y以晶圓的圓心為坐標(biāo)原點；行列坐標(biāo)獲取單元，用于在獲取上述芯片的中心距晶圓圓心的距離R之前獲取上述芯片的行坐標(biāo)M與列坐標(biāo)N，其中，當(dāng)上述芯片在以上述晶圓的圓心為坐標(biāo)原點的坐標(biāo)軸的第一象限時，上述行坐標(biāo)M為上述芯片在所在曝光視場中從下至上的行序數(shù)，上述列坐標(biāo)N為上述芯片在上述曝光視場中從左到右的列序數(shù)，當(dāng)上述芯 片在上述坐標(biāo)軸的第二象限時，上述行坐標(biāo)M為上述芯片在所在曝光視場中從下至上的行序數(shù)，上述列坐標(biāo)N為上述芯片在上述曝光視場中從右到左的列序數(shù)，當(dāng)上述芯片在上述坐標(biāo)軸的第三象限時，上述行坐標(biāo)M為上述芯片在所在曝光視場中從上至下的行序數(shù)，上述列坐標(biāo)N為上述芯片在上述曝光視場中從右到左的列序數(shù)，當(dāng)上述芯片在上述坐標(biāo)軸的第四象限時，上述行坐標(biāo)M為上述芯片在所在曝光視場中從上至下的行序數(shù)，上述列坐標(biāo)N為上述芯片在上述曝光視場中從左到右的列序數(shù)；芯片尺寸獲取單元，用于獲取上述芯片的長度a與寬度b；曝光視場尺寸獲取單元，用于獲取上述芯片所在的曝光視場的長度c與寬度d；以及計算單元，用于根據(jù)公式R_nx＝|X|-1/2c+(N-1)×a+1/2a與公式R_ny＝|Y|-1/2d+(M-1)×b+1/2b計算出上述距離R_nX上述距離R_nY。

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更加清楚地了解本申請的技術(shù)方案，以下將以8寸的晶圓為例對本申請的技術(shù)方案進行詳細(xì)地說明。

首先，執(zhí)行S1步驟，獲取晶圓邊緣區(qū)域中各芯片的中心距晶圓圓心的距離R_n。

第一芯片所在的曝光視場的中心點的橫坐標(biāo)值X＝6mm與縱坐標(biāo)值Y＝97.5mm，第一芯片在曝光視場的行坐標(biāo)M＝2與列坐標(biāo)N＝2；第一芯片的長a＝3mm與寬度b＝3mm；曝光視場的長c＝12mm與寬度d＝15mm；根據(jù)公式R₁x＝|X|-1/2c+(N-1)×a+1/2a與公式R₁y＝|Y|-1/2d+(M-1)×b+1/2b計算出距離R_1X＝4.5mm距離R_1Y＝94.5mm。

利用勾股定理計算出各第一芯片的中心距晶圓圓心的距離R₁＝94.607mm，同理計算出第二芯片的R₂，第三芯片的R₃…第N芯片的R_n。

其次，執(zhí)行步驟S2，根據(jù)聚焦補償公式F_n＝A×R_n計算上述晶圓邊緣區(qū)域的各芯片的聚焦補償值F_n。

根據(jù)經(jīng)驗可知，在距此晶圓8寸晶圓邊緣3.5mm的芯片的聚焦補償值為3nm，以此確定的補償系數(shù)A為8.57×10^-6，根據(jù)公式F_n＝A×R_n，計算出第一芯片的聚焦補償值F₁＝810.783nm、采用相同的計算方法計算出第二芯片的F₂、第三芯片的F₃…第N芯片的F_n。

最后，執(zhí)行步驟S3，根據(jù)聚焦補償值對晶圓邊緣區(qū)域的各芯片進行曝光。

根據(jù)各芯片的聚焦補償值F_n，調(diào)整曝光單元，使各芯片處于曝光單元的最佳焦距位置，采用曝光單元對晶圓進行曝光，在各芯片表面形成圖形。

從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果：

1)本申請的曝光方法中根據(jù)計算出來的各芯片的聚焦補償值F_n，將各芯片都置于曝光單元的最佳焦距的位置，進而使得最終各芯片上形成的圖形效果較好，避免了對晶圓邊緣所有的芯片都按照同一個聚焦補償值來進行曝光，進而避免了有些芯片的圖形出現(xiàn)缺陷的問題。

2)本申請的曝光裝置，通過R_n獲取單元與第一計算單元計算出的各芯片的聚焦補償值F_n，進而確定曝光單元對各上述芯片的聚焦補償值，使得各芯片都處于曝光單元的最佳焦距的 位置，最后采用曝光單元對晶圓進行曝光，使得在各芯片上形成效果較好的圖形，避免了曝光系統(tǒng)對晶圓邊緣所有的芯片都按照同一個聚焦補償值來進行曝光，進而避免了有些芯片的圖形出現(xiàn)缺陷的問題。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。