本發(fā)明屬于光刻及晶圓加工檢測(cè)，應(yīng)用于晶圓表面平整度檢測(cè)過程中，具體為一種晶圓產(chǎn)品表面檢測(cè)的精度補(bǔ)償方法及光刻機(jī)。

背景技術(shù)：

1、晶圓是指制作硅半導(dǎo)體電路所用的硅晶片，其原始材料是硅；為了滿足芯片生產(chǎn)中的平坦化要求，有其是光刻過程中對(duì)晶圓表面極致平坦的要求，需要保證晶圓表面平整度的檢測(cè)精度。

2、隨著芯片工藝制程的縮小，光刻機(jī)的鏡頭要實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的成像分辨率，需要增大鏡片的數(shù)值孔徑，但同時(shí)會(huì)導(dǎo)致焦深下降；要保證光刻圖像的清晰，晶圓產(chǎn)品的表面高低起伏范圍必須落在光刻機(jī)的焦深范圍內(nèi)；因此，如果晶圓產(chǎn)品的表面不夠平坦，厚度不均勻，將導(dǎo)致高低處的光刻出現(xiàn)問題。

3、因此，對(duì)于晶圓產(chǎn)品表面平整度的檢測(cè)過程，現(xiàn)有技術(shù)中，由于晶圓產(chǎn)品的光刻膠層下方存在多層結(jié)構(gòu)，每層結(jié)構(gòu)的膜質(zhì)種類和厚度均不同，在進(jìn)行激光反射檢測(cè)的過程中，不同層結(jié)構(gòu)均會(huì)對(duì)激光的折射和反射起到影響，最終的測(cè)量信號(hào)來自多層結(jié)構(gòu)的反射信號(hào)匯總，所以會(huì)存在測(cè)量精度誤差。

4、只有盡可能的將測(cè)量精度誤差最小化，才能在檢測(cè)晶圓產(chǎn)品表面平整度時(shí)得到最準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果，從而保證光刻過程時(shí)光刻機(jī)的聚焦裕度準(zhǔn)確，才能得到具有更小制程的合格芯片產(chǎn)品。所以，如何使晶圓產(chǎn)品表面平整度檢測(cè)時(shí)的測(cè)量精度誤差降低，成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員的研究重點(diǎn)和最迫切解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決背景技術(shù)中提到的問題，將晶圓產(chǎn)品表面平整度檢測(cè)過程中的測(cè)量精度誤差盡可能的降低，具體過程以去除測(cè)量信號(hào)中的誤差信號(hào)的方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，從而得到補(bǔ)償并校正測(cè)量精度的效果；通?，F(xiàn)有技術(shù)中的測(cè)量誤差會(huì)達(dá)到4nm，但采用本發(fā)明的方法后，測(cè)量誤差可以控制在1nm以內(nèi)。

2、本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)目的：

3、一種晶圓產(chǎn)品表面檢測(cè)的精度補(bǔ)償方法，以激光反射檢測(cè)方法對(duì)晶圓產(chǎn)品表面平整度進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，將反射信號(hào)中的偏差信號(hào)進(jìn)行移除，僅保留有效信號(hào)；所述有效信號(hào)為晶圓產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的光刻膠層在接受激光照射時(shí)所反射的信號(hào)；依據(jù)所述有效信號(hào)，得出晶圓產(chǎn)品表面平整度的檢測(cè)結(jié)果。

4、具體的，所述晶圓產(chǎn)品為多層結(jié)構(gòu)，各結(jié)構(gòu)層級(jí)由上至下依次為：光刻膠層、barc層、硬質(zhì)掩膜層、產(chǎn)品層和硅襯底層；所述有效信號(hào)為晶圓產(chǎn)品的多層結(jié)構(gòu)中的光刻膠層的上表面在接受激光照射時(shí)所反射的信號(hào)。

5、進(jìn)一步的，所述偏差信號(hào)為：激光經(jīng)過所述晶圓產(chǎn)品的多層結(jié)構(gòu)折射后，照射在晶圓產(chǎn)品的多層結(jié)構(gòu)中除光刻膠層以外的結(jié)構(gòu)層級(jí)的上表面時(shí)被反射回的信號(hào)。

6、具體的，所述偏差信號(hào)包括：barc層反射信號(hào)、硬質(zhì)掩膜層反射信號(hào)、產(chǎn)品層反射信號(hào)和硅襯底層反射信號(hào)。

7、進(jìn)一步的，所述偏差信號(hào)的獲取方法為：通過預(yù)先測(cè)量所述晶圓產(chǎn)品中不同結(jié)構(gòu)層級(jí)的折射率n值和吸收系數(shù)k值，依據(jù)上一層結(jié)構(gòu)層級(jí)在特定厚度情況下的n值和k值，得到下一層結(jié)構(gòu)層級(jí)的偏差信號(hào)。

8、進(jìn)一步的，對(duì)預(yù)先測(cè)量并獲取到的偏差信號(hào)以建模方式進(jìn)行存儲(chǔ)，得到偏差信號(hào)模型并在光刻過程中運(yùn)用。

9、進(jìn)一步的，當(dāng)實(shí)際進(jìn)行晶圓產(chǎn)品表面檢測(cè)時(shí)，將晶圓產(chǎn)品在激光照射后產(chǎn)生的反射信號(hào)與預(yù)先建立的偏差信號(hào)模型進(jìn)行比對(duì)，對(duì)反射信號(hào)中與偏差信號(hào)模型中的相同信號(hào)參數(shù)進(jìn)行移除，只保留有效信號(hào)，依據(jù)所述有效信號(hào)，得出晶圓產(chǎn)品表面平整度的檢測(cè)結(jié)果。

10、優(yōu)選的，所述激光反射檢測(cè)方法中采用的激光為uv激光，所述uv激光中選用的激光波長范圍為225至400nm。

11、本發(fā)明同時(shí)提供一種光刻機(jī)，所述光刻機(jī)用于對(duì)晶圓產(chǎn)品進(jìn)行表面檢測(cè)和光刻操作，所述表面檢測(cè)過程采用如權(quán)利要求7所述的精度補(bǔ)償方法，對(duì)晶圓產(chǎn)品表面平整度的測(cè)量過程進(jìn)行補(bǔ)償，得到檢測(cè)結(jié)果后進(jìn)行光刻操作。

12、優(yōu)選的，所述光刻機(jī)用于在晶圓產(chǎn)品表面平整度檢測(cè)結(jié)果值小于3nm的聚焦裕度時(shí)，對(duì)晶圓產(chǎn)品進(jìn)行光刻操作，曝光產(chǎn)品圖案，得到芯片制品。

13、綜上所述，由于采用了本技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果如下：

14、使用本發(fā)明的方法，通過預(yù)先對(duì)晶圓產(chǎn)品中會(huì)產(chǎn)生偏差信號(hào)的結(jié)構(gòu)層級(jí)進(jìn)行測(cè)量，并得出其對(duì)應(yīng)的偏差信號(hào)，以建模方式存儲(chǔ)并在實(shí)際測(cè)量過程中比對(duì)移除反射信號(hào)中的偏差信號(hào)，此種方式巧妙的解決了反射信號(hào)中有效信號(hào)和偏差信號(hào)的混雜而導(dǎo)致測(cè)量誤差的問題。針對(duì)不同的晶圓產(chǎn)品，其各自具有的不同厚度或布置的結(jié)構(gòu)層級(jí)，均可采用本方法進(jìn)行預(yù)先測(cè)量，建立偏差信號(hào)模型數(shù)據(jù)庫，并在實(shí)際光刻過程中比對(duì)并去除偏差信號(hào)，最終使得晶圓產(chǎn)品表面檢測(cè)的精度更高。通常，現(xiàn)有技術(shù)中的測(cè)量誤差會(huì)達(dá)到4nm，但采用本發(fā)明的方法后，測(cè)量誤差可以控制在1nm以內(nèi)。

技術(shù)特征：

1.一種晶圓產(chǎn)品表面檢測(cè)的精度補(bǔ)償方法，其特征在于：以激光反射檢測(cè)方法對(duì)晶圓產(chǎn)品表面平整度進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，將反射信號(hào)中的偏差信號(hào)進(jìn)行移除，僅保留有效信號(hào)；所述有效信號(hào)為晶圓產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的光刻膠層在接受激光照射時(shí)所反射的信號(hào)；依據(jù)所述有效信號(hào)，得出晶圓產(chǎn)品表面平整度的檢測(cè)結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓產(chǎn)品表面檢測(cè)的精度補(bǔ)償方法，其特征在于：所述晶圓產(chǎn)品為多層結(jié)構(gòu)，各結(jié)構(gòu)層級(jí)由上至下依次為：光刻膠層、barc層、硬質(zhì)掩膜層、產(chǎn)品層和硅襯底層；所述有效信號(hào)為晶圓產(chǎn)品的多層結(jié)構(gòu)中的光刻膠層的上表面在接受激光照射時(shí)所反射的信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種晶圓產(chǎn)品表面檢測(cè)的精度補(bǔ)償方法，其特征在于，所述偏差信號(hào)為：激光經(jīng)過所述晶圓產(chǎn)品的多層結(jié)構(gòu)折射后，照射在晶圓產(chǎn)品的多層結(jié)構(gòu)中除光刻膠層以外的結(jié)構(gòu)層級(jí)的上表面時(shí)被反射回的信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種晶圓產(chǎn)品表面檢測(cè)的精度補(bǔ)償方法，其特征在于，所述偏差信號(hào)包括：barc層反射信號(hào)、硬質(zhì)掩膜層反射信號(hào)、產(chǎn)品層反射信號(hào)和硅襯底層反射信號(hào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種晶圓產(chǎn)品表面檢測(cè)的精度補(bǔ)償方法，其特征在于，所述偏差信號(hào)的獲取方法為：通過預(yù)先測(cè)量所述晶圓產(chǎn)品中不同結(jié)構(gòu)層級(jí)的折射率n值和吸收系數(shù)k值，依據(jù)上一層結(jié)構(gòu)層級(jí)在特定厚度情況下的n值和k值，得到下一層結(jié)構(gòu)層級(jí)的偏差信號(hào)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種晶圓產(chǎn)品表面檢測(cè)的精度補(bǔ)償方法，其特征在于：對(duì)預(yù)先測(cè)量并獲取到的偏差信號(hào)以建模方式進(jìn)行存儲(chǔ)，得到偏差信號(hào)模型并在光刻過程中運(yùn)用。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種晶圓產(chǎn)品表面檢測(cè)的精度補(bǔ)償方法，其特征在于：當(dāng)實(shí)際進(jìn)行晶圓產(chǎn)品表面檢測(cè)時(shí)，將晶圓產(chǎn)品在激光照射后產(chǎn)生的反射信號(hào)與預(yù)先建立的偏差信號(hào)模型進(jìn)行比對(duì)，對(duì)反射信號(hào)中與偏差信號(hào)模型中的相同信號(hào)參數(shù)進(jìn)行移除，只保留有效信號(hào)，依據(jù)所述有效信號(hào)，得出晶圓產(chǎn)品表面平整度的檢測(cè)結(jié)果。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓產(chǎn)品表面檢測(cè)的精度補(bǔ)償方法，其特征在于：所述激光反射檢測(cè)方法中采用的激光為uv激光，所述uv激光中選用的激光波長范圍為225至400nm。

9.一種光刻機(jī)，其特征在于：所述光刻機(jī)用于對(duì)晶圓產(chǎn)品進(jìn)行表面檢測(cè)和光刻操作，所述表面檢測(cè)過程采用如權(quán)利要求7所述的精度補(bǔ)償方法，對(duì)晶圓產(chǎn)品表面平整度的測(cè)量過程進(jìn)行補(bǔ)償，得到檢測(cè)結(jié)果后進(jìn)行光刻操作。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種光刻機(jī)，其特征在于：所述光刻機(jī)用于在晶圓產(chǎn)品表面平整度檢測(cè)結(jié)果值小于3nm的聚焦裕度時(shí)，對(duì)晶圓產(chǎn)品進(jìn)行光刻操作，曝光產(chǎn)品圖案，得到芯片制品。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種晶圓產(chǎn)品表面檢測(cè)的精度補(bǔ)償方法及光刻機(jī)，屬于光刻及晶圓加工檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有技術(shù)中沒有將測(cè)量精度誤差最小化方法的問題；本發(fā)明方法為：以激光反射檢測(cè)方法對(duì)晶圓產(chǎn)品表面平整度進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，將反射信號(hào)中的偏差信號(hào)進(jìn)行移除，僅保留有效信號(hào)；所述有效信號(hào)為晶圓產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的光刻膠層在接受激光照射時(shí)所反射的信號(hào)；依據(jù)所述有效信號(hào)，得出晶圓產(chǎn)品表面平整度的檢測(cè)結(jié)果；本發(fā)明通過預(yù)先測(cè)量偏差信號(hào)后，以補(bǔ)償并校正測(cè)量精度的方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，通?，F(xiàn)有技術(shù)中的測(cè)量誤差會(huì)達(dá)到4nm，但采用本發(fā)明的方法后，光刻過程中晶圓產(chǎn)品表面檢測(cè)的測(cè)量誤差可以控制在1nm以內(nèi)。

技術(shù)研發(fā)人員：金成昱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：成都高真科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21