一種監(jiān)測芯片保護(hù)區(qū)圖案偏移的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種監(jiān)測芯片保護(hù)區(qū)圖案偏移的方法，設(shè)定一個允許的尺寸范圍，通過在光阻上量測芯片保護(hù)區(qū)的光刻圖案邊緣到離其最近的金屬線的距離，作為判斷芯片保護(hù)區(qū)當(dāng)層圖案相對前層圖案的偏移程度，落入范圍則進(jìn)入下步工序，超出范圍則返工直至落入此范圍，從而可以避免后續(xù)工序因圖案偏移造成的對金屬線的損傷。
【專利說明】—種監(jiān)測芯片保護(hù)區(qū)圖案偏移的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種監(jiān)測芯片保護(hù)區(qū)圖案偏移的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]芯片制造流程可概分為晶圓處理工序(Wafer Fabrication)、晶圓針測工序(Wafer Probe)、構(gòu)裝工序(Packaging)、測試工序(Initial Test and Final Test)等幾個步驟。其中晶圓處理工序和晶圓針測工序?yàn)榍岸?Front End)工序，而構(gòu)裝工序、測試工序?yàn)楹蠖?Back End)工序。
[0003]晶圓處理工序主要是在晶圓上制作電路及電子元件(如晶體管、電容、邏輯開關(guān)等)，其處理程序通常與產(chǎn)品種類和所使用的技術(shù)有關(guān)，但一般基本步驟是先將晶圓適當(dāng)清洗，再在其表面進(jìn)行氧化及化學(xué)氣相沉積，然后進(jìn)行涂膜、曝光、顯影、蝕刻、離子植入、金屬濺鍍等反復(fù)步驟，最終在晶圓上完成數(shù)層電路及元件加工與制作。
[0004]經(jīng)過上道工序后，晶圓上就形成了一個個的小格，即晶粒，一般情況下，為便于測試，提高效率，同一片晶圓上制作同一品種、規(guī)格的產(chǎn)品；但也可根據(jù)需要制作幾種不同品種、規(guī)格的產(chǎn)品。在用針測(Probe)儀對每個晶粒檢測其電氣特性，并將不合格的晶粒標(biāo)上記號后，將晶圓切開，分割成一顆顆單獨(dú)的晶粒，再按其電氣特性分類，裝入不同的托盤中，不合格的晶粒則舍棄。
[0005]封裝工序是將單個的晶粒固定在塑膠或陶瓷制的芯片基座上，并把晶粒上蝕刻出的一些引接線端與基座底部伸出的插腳連接，以作為與外界電路板連接之用，最后蓋上塑膠蓋板，用膠水封死。其目的是用以保護(hù)晶粒避免受到機(jī)械刮傷或高溫破壞，到此才算制成了 一塊集成電路芯片。
[0006]芯片制造的最后一道工序?yàn)闇y試，其又可分為一般測試和特殊測試，前者是將封裝后的芯片置于各種環(huán)境下測試其電氣特性，如消耗功率、運(yùn)行速度、耐壓度等。經(jīng)測試后的芯片，依其電氣特性劃分為不同等級。而特殊測試則是根據(jù)客戶特殊需求的技術(shù)參數(shù)，從相近參數(shù)規(guī)格、品種中拿出部分芯片，做有針對性的專門測試，看是否能滿足客戶的特殊需求，以決定是否須為客戶設(shè)計(jì)專用芯片。經(jīng)一般測試合格的產(chǎn)品貼上規(guī)格、型號及出廠日期等標(biāo)識的標(biāo)簽并加以包裝后即可出廠。而未通過測試的芯片則視其達(dá)到的參數(shù)情況定為降級品或廢品。
[0007]芯片保護(hù)區(qū)的刻蝕(Fuse ETCH)是芯片制造流程中的一道工序，位于后段金屬互聯(lián)的金屬形成之后，芯片切割前的測試之前。這道工序是在芯片區(qū)域的外圍刻蝕出一圈溝槽，形成一個保護(hù)區(qū)，發(fā)揮溝槽的護(hù)城河作用，防止芯片切割時在劃片槽內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力對芯片區(qū)域的損傷。
[0008]圖案偏移(overlay，簡稱0VL，即當(dāng)層光刻圖案相對于前層圖案的偏移程度)的產(chǎn)生，是由于整個芯片制造流程中要用到20多道光刻工序，光刻工藝首先要進(jìn)行對準(zhǔn)，即將當(dāng)層圖案和前層圖案做一個對準(zhǔn)，光刻工藝完成后，在測量機(jī)臺測量這個對準(zhǔn)的實(shí)際數(shù)值，也就是所謂的漂移，漂移為O最佳，意味著當(dāng)層圖案和前層圖案完美對準(zhǔn)。漂移越大越不好，超過一定數(shù)值，就會有風(fēng)險(xiǎn)，需要光刻返工，去膠，再重新光刻。
[0009]在劃片槽中，設(shè)計(jì)有各種各樣的測試模塊(Test Key)，用來進(jìn)行晶片允收測試(Wafer Acceptance Test,簡稱WAT),這些測試模塊都是通過金屬線(Metal Line)連接出來的。比較靠近芯片區(qū)域的金屬線，很容易被芯片保護(hù)區(qū)的刻蝕損壞，特別是當(dāng)芯片保護(hù)區(qū)光刻的圖像偏移較多的時候，芯片保護(hù)區(qū)到金屬線的距離會更小，損壞金屬線的可能性就會更高，而金屬線的損傷，會導(dǎo)致WAT測試異常。芯片保護(hù)區(qū)光刻一直沒有對圖案偏移進(jìn)行監(jiān)測，對于在線監(jiān)測部分，目前業(yè)界僅測量芯片保護(hù)區(qū)光刻和刻蝕的關(guān)鍵尺寸(CriticalDimension，簡稱⑶)，并沒有有效的圖案偏移的測量方法。
[0010]因此，針對上述技術(shù)問題，有必要提供一種有效的監(jiān)測芯片保護(hù)區(qū)圖案偏移的方法，以克服上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種監(jiān)測芯片保護(hù)區(qū)圖案偏移的方法，實(shí)現(xiàn)有效的在線監(jiān)測。
[0012]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0013]本發(fā)明的監(jiān)測芯片保護(hù)區(qū)圖案偏移的方法，包括下述步驟:
[0014]1、光刻芯片保護(hù)區(qū)時，在光阻上形成芯片保護(hù)區(qū)的光刻圖案后，將芯片保護(hù)區(qū)光刻圖案左側(cè)到距其最近的金屬線的距離X作為圖案偏移的量測對象，用掃描電子顯微鏡進(jìn)行量測，若滿足A < X^B,則進(jìn)入下一步工序；
[0015]其中，A為芯片保護(hù)區(qū)左側(cè)到最近的金屬線所允許的最小距離，B為芯片保護(hù)區(qū)左側(cè)到最近的金屬線所允許的最大距離，B=X1 + Y-C7X1為芯片保護(hù)區(qū)左側(cè)到最近的金屬線的設(shè)計(jì)距離，Y為芯片保護(hù)區(qū)右側(cè)到最近金屬線的設(shè)計(jì)距離，C為芯片保護(hù)區(qū)右側(cè)到最近的金屬線所允許的最小距離；
[0016]2、若X〈A或者X>B，則需要返工，去除光阻，修正光刻條件后，重新光刻使其A < X < B。
[0017]X〈A，芯片保護(hù)區(qū)左側(cè)會有接觸并損傷其最近金屬線的危險(xiǎn)；
[0018]X>B，芯片保護(hù)區(qū)右側(cè)會有接觸并損傷其最近金屬線的危險(xiǎn)。
[0019]優(yōu)選的，所述的A值范圍為0.7 μ π-? μ m。
[0020]優(yōu)選的，所述的C值范圍為0.7 μ π-? μ m。
[0021]本發(fā)明的監(jiān)測芯片保護(hù)區(qū)圖案偏移的方法通過量測芯片保護(hù)區(qū)光刻圖案邊緣到離其最近的金屬線的距離，作為判斷芯片保護(hù)區(qū)當(dāng)層圖案相對前層圖案的偏移程度，從而可以避免后續(xù)工序因圖案偏移造成的對金屬線的損傷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的有關(guān)本發(fā)明的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。[0023]圖1是常規(guī)的單個芯片保護(hù)區(qū)與其兩側(cè)金屬線的結(jié)構(gòu)位置示意圖；
[0024]圖2是常規(guī)的多個芯片保護(hù)區(qū)與其兩側(cè)金屬線的結(jié)構(gòu)位置示意圖；
[0025]圖3是圖2中圓形區(qū)域4芯片保護(hù)區(qū)與其左側(cè)金屬線的結(jié)構(gòu)位置示意局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本發(fā)明公開了一種監(jiān)測芯片保護(hù)區(qū)圖案偏移的方法，包括以下步驟:
[0027]1、光刻芯片保護(hù)區(qū)時，在光阻上形成芯片保護(hù)區(qū)光刻圖案后，將芯片保護(hù)區(qū)光刻圖案左側(cè)到距其最近的金屬線的距離X作為圖案偏移的量測對象，用掃描電子顯微鏡進(jìn)行量測，若滿足A < X^B,則進(jìn)入下一步工序；
[0028]其中，A為芯片保護(hù)區(qū)左側(cè)到最近的金屬線所允許的最小距離，B為芯片保護(hù)區(qū)左側(cè)到最近的金屬線所允許的最大距離，B=X1 + Y-C7X1為芯片保護(hù)區(qū)左側(cè)到最近的金屬線的設(shè)計(jì)距離，Y為芯片保護(hù)區(qū)右側(cè)到最近金屬線的設(shè)計(jì)距離，C為芯片保護(hù)區(qū)右側(cè)到最近的金屬線所允許的最小距離；
[0029]2、若X〈A或者X>B，則需要返工，去除光阻，修正光刻條件后，重新光刻使其A < X < B。
[0030]優(yōu)選的，所述的A值范圍為0.7 μ m-1 μ m。
[0031]優(yōu)選的，所述的C值范圍為0.7 μ m-1μ m。
[0032]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0033]如圖1所示，在芯片區(qū)域的外圍刻蝕出一圈矩形的溝槽，形成一個封閉的芯片保護(hù)區(qū)1，發(fā)揮溝槽的護(hù)城河作用，防止芯片切割時在劃片槽內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力對芯片區(qū)域的損傷。溝槽的左右兩側(cè)分別有一條與之平行分布的金屬線2和金屬線3，并與芯片保護(hù)區(qū)I相距一定的距離，左側(cè)為距離芯片保護(hù)區(qū)最近的金屬線2，右側(cè)為距離芯片保護(hù)區(qū)最近的金屬線3。
[0034]如圖2所示，由多個獨(dú)立的芯片區(qū)域規(guī)則排列構(gòu)成，每個芯片保護(hù)區(qū)和相鄰的金屬線彼此交錯的平行排列分布，以待測試和切割。
[0035]圖3是圖2中圓形區(qū)域4的芯片保護(hù)區(qū)與左側(cè)相鄰的金屬線的局部放大圖，首先進(jìn)行一些數(shù)值的定義，將芯片保護(hù)區(qū)光刻圖案左側(cè)到距其最近的金屬線的距離設(shè)為數(shù)值X，作為圖案偏移的量測對象；數(shù)值A(chǔ)為芯片保護(hù)區(qū)左側(cè)到最近的金屬線所允許的最小距離，這個距離根據(jù)經(jīng)驗(yàn)獲得，通常數(shù)值A(chǔ)的范圍為0.7 μ m-1μ m ;數(shù)值B為芯片保護(hù)區(qū)左側(cè)到最近的金屬線所允許的最大距離，可以通過下述的公式計(jì)算獲得，B=X1 + Y — C，X1為芯片保護(hù)區(qū)左側(cè)到最近的金屬線的設(shè)計(jì)距離，Y為芯片保護(hù)區(qū)右側(cè)到最近金屬線的設(shè)計(jì)距離，C為芯片保護(hù)區(qū)右側(cè)到最近的金屬線所允許的最小距離，這個距離也根據(jù)經(jīng)驗(yàn)獲得，通常數(shù)值C的范圍為0.7 μ m-1μ m,數(shù)值B由產(chǎn)品自身的設(shè)計(jì)距離和數(shù)值C共同決定。
[0036]用掃描電子顯微鏡進(jìn)行量測數(shù)值X，通過抓獲的即時圖像運(yùn)算得出對應(yīng)的數(shù)值X，若滿足AS X SB，則判定為合格。由于滿足該條件時，緊接著的芯片保護(hù)區(qū)的刻蝕，金屬線不會被損傷，接下來的WAT測試工序也就不會發(fā)生異常，整個工序也可以很順利的進(jìn)行下去；
[0037]若X〈A或者X>B，則判定為不合格。當(dāng)X〈A時，芯片保護(hù)區(qū)左側(cè)會有接觸并損傷其最近金屬線的危險(xiǎn)；當(dāng)X>B時，芯片保護(hù)區(qū)右側(cè)會有接觸并損傷其最近金屬線的危險(xiǎn)，這兩種情況下，接下來的WAT測試工序都會發(fā)生異常，此時則需要返工，去除光阻，修正光刻條件后，重新光刻，用掃描電子顯微鏡進(jìn)行量測數(shù)值X直至滿足A < X < B。
[0038]整個的掃描電子顯微鏡進(jìn)行量測數(shù)值X并進(jìn)行判定過程是循環(huán)往復(fù)的，若滿足A^X^B則合格進(jìn)入下一步工序，若X〈A或者X>B則不合格，返工直至量測符合A < X^B,若返工的樣品已經(jīng)不具備再加工性，則定為廢品。
[0039]本發(fā)明的監(jiān)測芯片保護(hù)區(qū)圖案偏移的方法，所設(shè)定的數(shù)值A(chǔ)和數(shù)值B均非固定值，需要根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)距離和加工的經(jīng)驗(yàn)共同決定，該在線監(jiān)測的方法，需要適時的更新輸入數(shù)值A(chǔ)和數(shù)值B，由本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況加以調(diào)整選擇。
[0040]綜上所述，本發(fā)明的監(jiān)測芯片保護(hù)區(qū)圖案偏移的方法通過量測芯片保護(hù)區(qū)光刻圖案邊緣到離其最近的金屬線的距離，作為判斷芯片保護(hù)區(qū)當(dāng)層圖案相對前層圖案的偏移程度，從而可以避免后續(xù)工序因圖案偏移造成的對金屬線的損傷。
[0041]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。 不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0042]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個實(shí)施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種監(jiān)測芯片保護(hù)區(qū)圖案偏移的方法，其特征在于，包括下述步驟: a、光刻芯片保護(hù)區(qū)時，在光阻上形成芯片保護(hù)區(qū)的光刻圖案后，將芯片保護(hù)區(qū)光刻圖案左側(cè)到距其最近的金屬線的距離X作為圖案偏移的量測對象，用掃描電子顯微鏡進(jìn)行量測，若滿足A < X < B，則進(jìn)入下一步工序； 其中，A為芯片保護(hù)區(qū)左側(cè)到最近的金屬線所允許的最小距離，B為芯片保護(hù)區(qū)左側(cè)到最近的金屬線所允許的最大距離，B=X1 + Y-C7X1為芯片保護(hù)區(qū)左側(cè)到最近的金屬線的設(shè)計(jì)距離，Y為芯片保護(hù)區(qū)右側(cè)到最近金屬線的設(shè)計(jì)距離，C為芯片保護(hù)區(qū)右側(cè)到最近的金屬線所允許的最小距離； b、若X〈A或者X>B，則需要返工，去除光阻，修正光刻條件后，重新光刻使其A≤ X ≤ B。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的A范圍為0.7 μ πm-1 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的C范圍為0.7 μm-1μ m。
【文檔編號】H01L21/66GK103928361SQ201310012746
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月14日
【發(fā)明者】李健, 彭宇飛, 杜哲, 胡駿, 于佳 申請人:無錫華潤上華科技有限公司