套刻偏差的量测方法与流程

1.本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种套刻偏差的量测方法。


背景技术：

2.套刻偏差(overlay，ovl)是指在光刻制造工艺中当层图形和前层图形的叠对位置偏差。由于集成电路芯片的制造是通过多层电路层叠加而成，如果当层和前层没有对准的话，芯片将无法正常工作。因此，在形成当层的过程中，减小套刻偏差、确保套刻偏差在偏差范围内是极为重要的一件事情。由于传统的基于成像和图像识别的套刻量测技术已逐渐不能满足新的工艺节点对套刻偏差量测的要求，基于衍射的套刻量测技术(dbo，diffraction-basedoverlay)正逐步成为套刻测量的重要手段。
3.在现有技术中，由于有些层的材质透光率较低，基于衍射的套刻量测技术会采用高光照剂量的光进行照射来收集到对比度足够的光学信号。
4.然而，在上述方法中，高光照剂量的光需要通过增强照射时间来获取，这会导致量测时间成倍增长，给量产带来很大困扰。


技术实现要素：

5.本发明解决的技术问题是提供一种套刻偏差的量测方法，在保证量测精度的同时可以大幅减少量测时间，改善量测产能。
6.为解决上述技术问题，本发明的技术方案提供一种套刻偏差的量测方法，包括：提供若干批次待测晶圆；在所述若干批次待测晶圆中获取若干样品晶圆；采用第一光照剂量对所述样品晶圆进行第一套刻偏差量测，获取第一量测值组；采用第二光照剂量对所述样品晶圆进行第二套刻偏差量测，获取第二量测值组，所述第一光照剂量高于所述第二光照剂量；获取所述第一量测值组和所述第二量测值组的平均偏差值组；在所述若干批次待测晶圆中获取实测晶圆；采用所述第二光照剂量或所述第一光照剂量对所述实测晶圆的所有区域点进行第三套刻偏差量测，获取所述实测晶圆的第三量测值组；采用所述平均偏差值组对所述第三量测值组点对点进行校准，获取所述实测晶圆的套刻偏差值组。
7.可选的，还包括：进行第一套刻偏差量测之前，获取所述第二光照剂量；获取所述第二光照剂量的方法包括：获取测试晶圆；采用多个不同的测试光照剂量对所述测试晶圆的所有区域点分别进行多次套刻偏差量测，获取小于或等于第一预设值的若干光学信号的离散度值，且各光学信号的离散度值与各测试光照剂量对应；根据所述多个测试光照剂量和对应的多个光学信号的离散度值，获取光照剂量与光学信号的离散度值关系模型；根据所述光照剂量与光学信号的离散度值关系模型获取临界光学信号的离散度值；通过所述光照剂量与光学信号的离散度值关系模型和所述临界光学信号的离散度值，获取所述第二光照剂量，所述第二光照剂量为所述光学信号的离散度值小于或等于所述临界光学信号的离散度值时的最低光照剂量。
8.可选的，所述多个测试光照剂量大于或等于500；第n个测试光照剂量较第n-1个测
试光照剂量大500，所述n为大于或等于2的自然数；所述第一预设光学信号的离散度值为4。
9.可选的，获取所述临界光学信号的离散度值的方法包括：根据所述光照剂量与光学信号的离散度值关系模型，获取所述第一光照剂量对应的第一光学信号的离散度值；当所述第一光学信号的离散度值高于2时，所述临界光学信号的离散度值为4；当所述第一光学信号的离散度值低于或等于2时，所述临界光学信号的离散度值为2。
10.可选的，获取所述测试晶圆的方法包括：在所述待测晶圆中获取任一晶圆为所述测试晶圆。
11.可选的，获取所述第三量测值组的方法包括：使用所述第二光照剂量或所述第一光照剂量对所述实测晶圆的所述所有区域点进行量测，获取所述第三量测值组。
12.可选的，所述校准的方法包括：所述第三量测值组点对点加上所述平均偏差值组。
13.可选的，获取所述样品晶圆的方法包括：在所述若干批次待测晶圆中任取多片晶圆作为样品晶圆；所述样品晶圆的数量范围为4片～6片。
14.可选的，获取所述第一量测值组的方法包括：使用所述第一光照剂量对所述样品晶圆的所述所有区域点进行量测，获取所述第一量测值组。
15.可选的，获取所述第二量测值组的方法包括：使用所述第二光照剂量对所述样品晶圆的所述所有区域点进行量测，获取所述第二量测值组。
16.可选的，获取所述平均偏差值的方法包括：采用高阶回归模型对所述第一量测值组进行拟合处理，获取第一拟合值组；采用高阶回归模型对所述第二量测值组进行拟合处理，获取第二拟合值组；对所述第一拟合值组进行过滤处理，获取第一过滤值组；对所述第二拟合值组进行过滤处理，获取第二过滤值组；对所述第一过滤值组进行补偿处理，获取第一补偿值组；对所述第二过滤值组进行补偿处理，获取第二补偿值组；通过将所述第一补偿值组点对点减去所述第二补偿值组的方法，获取所述平均偏差值组。
17.可选的，各批次待测晶圆均包括多片晶圆；获取所述样品晶圆的方法包括：在各批次待测晶圆中获取第一片晶圆作为所述样品晶圆。
18.可选的，所述样品晶圆包括第一检测区域点；所述第一检测区域点的点数量占所述所有区域点的点数量的百分比小于或等于20％。
19.可选的，获取所述第一量测值组的方法包括：使用所述第一光照剂量对所述样品晶圆的所述第一检测区域点进行量测，获取所述第一量测值组。
20.可选的，获取所述第二量测值组的方法包括：使用所述第二光照剂量对所述样品晶圆的所述第一检测区域点进行量测，获取所述第二量测值组。
21.可选的，在获取所述平均偏差值组之前还包括：获取第一局部平均偏差值组；获取所述第一局部平均偏差值组的方法包括：采用高阶回归模型对所述第一量测值组进行拟合处理，获取第一拟合值组；采用高阶回归模型对所述第二量测值组进行拟合处理，获取第二拟合值组；对所述第一拟合值组进行过滤处理，获取第一过滤值组；对所述第二拟合值组进行过滤处理，获取第二过滤值组；对所述第一过滤值组进行补偿处理，获取第一补偿值组；对所述第二过滤值组进行补偿处理，获取第二补偿值组；通过将所述第一补偿值组点对点减去所述第二补偿值组的方法，获取所述第一局部平均偏差值组。
22.可选的，获取所述平均偏差值组的方法包括：对所述第一局部平均偏差值组进行相似度计算处理，获取所述平均偏差值组。
23.可选的，所述相似度计算处理的方法包括：使用马氏距离模型进行相似度计算。
24.可选的，还包括：在获取所述平均偏差值组之后，还包括：采用静态与动态校准相结合的方法对所述平均偏差值组进行误差校准处理，获取校准平均偏差值组。
25.可选的，所述误差校准处理的方法包括：获取校准晶圆，所述校准晶圆为所述各批次待测晶圆中的第一片晶圆；所述校准晶圆包括第二检测区域点，所述第二检测区域点的点数量占所述所有区域点的点数量的百分比小于或等于20％；使用所述第一光照剂量对所述校准晶圆上的所述第二检测区域点进行量测，获取所述第四量测值组；使用所述第二光照剂量对所述校准晶圆上的所述第二检测区域点进行量测，获取所述第五量测值组；获取所述第四量测值组和所述第五量测值组在所述第二检测区域点的第二局部平均偏差值组；使用马氏距离模型对所述第二局部平均偏差值组进行相似度计算，获取相似平均偏差值组；对所述相似平均偏差值组进行误差分析，获取误差统计值；当所述误差统计值大于规格临界值时，所述校准平均偏差值组为所述相似平均偏差值组；当所述误差统计值小于或等于规格临界值时，所述校准平均偏差值组为所述平均偏差值组。
26.可选的，获取所述第二局部平均偏差值组的方法包括：采用高阶回归模型对所述第四量测值组进行拟合处理，获取第四拟合值组；采用高阶回归模型对所述第五量测值组进行拟合处理，获取第五拟合值组；对所述第四拟合值组进行过滤处理，获取第四过滤值组；对所述第五拟合值组进行过滤处理，获取第五过滤值组；对所述第四过滤值组进行补偿处理，获取第四补偿值组；对所述第五过滤值组进行补偿处理，获取第五补偿值组；通过将所述第四补偿值组点对点减去所述第五补偿值组的方法，获取所述第二局部平均偏差值组。
27.可选的，还包括：在获取校准平均偏差值组之后，还包括：采用所述第三量测值组点对点加上所述校准平均偏差值组的方法，获取所述实测晶圆的校准套刻偏差值组。
28.可选的，所述规格临界值为所述套刻偏差规格要求的上限的10％。
29.与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
30.本发明技术方案提供的一种套刻偏差的量测方法中，采用第二光照剂量对实测晶圆进行第三套刻偏差量测，获取所述实测晶圆的第三量测值组。采用所述第一量测值组和所述第二量测值组的平均偏差值组对所述第三量测值组进行点对点校准，获取所述实测晶圆的套刻偏差值组。由于套刻偏差量测过程中使用的光照剂量和量测时间具有线性关系，光照剂量越大量测时间越长。采用所述第二光照剂量对所述实测晶圆进行套刻偏差量测，所述第二光照剂量比现有技术中使用的第一光照剂量要低，因此减少了实际量测时间。另外，所述第一量测值组是通过采用所述第一光照剂量对所述样品晶圆进行第一套刻偏差量测而获得，所述第二量测值组是通过采用所述第二光照剂量对所述样品晶圆进行第二套刻偏差量测而获得。由于所述第一量测值组和所述第二量测值组的点对点的平均偏差值组非常稳定，所以采用所述第一量测值组和所述第二量测值组的平均偏差值对所述第三量测值组进行点对点校准能够保证所述实测晶圆的套刻偏差值组具备较高的准确性。综上，本发明技术方案提供的一种套刻偏差的量测方法在保证套刻量测精度的同时可以提高量测效率，改善量测产能。
31.进一步，通过设置临界光学信号的离散度值，限定了获取所述第二光照剂量的条件：根据光照剂量在光照剂量与光学信号的离散度值关系模型，获取第一光照剂量对应的
第一光学信号的离散度值；当所述第一光学信号的离散度值高于2时，所述临界光学信号的离散度值为4；当所述第一光学信号的离散度值低于或等于2时，所述临界光学信号的离散度值为2。通常情况，光学信号的离散度值随着光照剂量的下降而上升，且当光学信号的离散度值大于2时，其上升的速率也会迅速变快，这意味着套刻偏差量测精度迅速下降。一般实际应用中，光学信号的离散度值的上限是4，比较理想的光照剂量对应的光学信号的离散度值都会小于2。因此，由于设置了所述临界光学信号的离散度值，确保了采用所述第二光照剂量对所述实测晶圆进行套刻偏差量测的精度在合理范围内。
附图说明
32.图1是某一个样本层上光照剂量和量测时间的关系图；
33.图2是本发明一实施例的套刻偏差的量测方法的流程示意图；
34.图3是图2中步骤s110的流程示意图；
35.图4是本发明一实施例测试晶圆以及检测位置示意图；
36.图5是某一个样本层上光照剂量和光学信号的离散度值的关系图；
37.图6是本发明一实施例样品晶圆以及检测位置示意图；
38.图7是本发明一实施例实测晶圆以及检测位置示意图；
39.图8是本发明另一实施例的套刻偏差的量测方法的流程示意图；
40.图9是本发明另一实施例样品晶圆以及检测位置示意图；
41.图10是本发明另一实施例实测晶圆以及检测位置示意图；
42.图11是本发明又一实施例的套刻偏差的量测方法的流程示意图；
43.图12是图11中步骤s360的流程示意图；
44.图13是本发明又一实施例校准晶圆以及检测位置示意图；
45.图14是本发明又一实施例实测晶圆以及检测位置示意图。
具体实施方式
46.如背景技术所述，高光照剂量需要通过增强照射时间来获取，这会导致量测时间成倍增长，给量产带来很大困扰，以下将进行详细说明。
47.在套刻偏差的量测方法中，由于有些层的材质透光率较低，基于衍射的套刻量测技术会采用高光照剂量的光进行照射。实际量测中不同光照剂量下的量测时间是随着光照剂量的增加而线性增加的，光照剂量和量测时间的关系为y＝ax b，y为光照剂量，x为量测时间，a和b为常数，a大于0。需要说明的是，所述光照剂量指的是标准光强照射在晶圆上达到标准灰度所需要的时间。所述灰度指的是把白色与黑色之间按对数关系分为的若干等级。具体请参考图1。
48.图1是某一个样本层上光照剂量和量测时间的关系图。图1中光照剂量和量测时间的关系为y＝0.0284x 72.294，y为光照剂量，x为量测时间。从图1中可以看出，当光照剂量从2000上升到4000的时候，量测时间增加45％。
49.在所述套刻偏差的量测方法中，通过增加照射时间来增加光照剂量，从而导致量测时间成倍增长，这会给量产带来很大困扰，尤其是当量测模块和光刻机整合在一起的时候，使用高光照剂量的量测会成为整个工艺流程的瓶颈。
50.为解决所述技术问题，本发明实施例提供了一种套刻偏差的量测方法，包括：采用第二光照剂量对实测晶圆进行第三套刻偏差量测，获取所述实测晶圆的第三量测值组。采用所述第一量测值组和所述第二量测值组的平均偏差值组对所述第三量测值组进行点对点校准，获取所述实测晶圆的套刻偏差值组。由于套刻偏差量测过程中使用的光照剂量和量测时间具有线性关系，光照剂量越大量测时间越长。本发明技术方案采用所述第二光照剂量对所述实测晶圆进行套刻偏差量测，所述第二光照剂量比现有技术中使用的第一光照剂量要低，因此减少了实际量测时间。另外，所述第一量测值组是通过采用所述第一光照剂量对所述样品晶圆进行第一套刻偏差量测而获得，所述第二量测值组是通过采用所述第二光照剂量对所述样品晶圆进行第二套刻偏差量测而获得。由于所述第一量测值组和所述第二量测值组的点对点的平均偏差值组非常稳定，所以采用所述第一量测值组和所述第二量测值组的平均偏差值对所述第三量测值组进行点对点校准的方法是不影响所述实测晶圆的套刻偏差值组的准确性的。
51.为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
52.图2是本发明一实施例的套刻偏差的量测方法的流程示意图。
53.请参考图2，所述套刻偏差的量测方法包括：
54.步骤s100，提供若干批次待测晶圆；
55.步骤s110，获取所述第二光照剂量；
56.步骤s120，在所述若干批次待测晶圆中任取多片晶圆作为样品晶圆；
57.步骤s130，使用所述第一光照剂量对所述样品晶圆的所述所有区域点进行量测，获取所述第一量测值组；
58.步骤s140，使用所述第二光照剂量对所述样品晶圆的所述所有区域点进行量测，获取所述第二量测值组；
59.步骤s150，获取所述第一量测值组和所述第二量测值组的平均偏差值组；
60.步骤s160，在所述若干批次待测晶圆中获取实测晶圆；
61.步骤s170，使用所述第二光照剂量或所述第一光照剂量对所述实测晶圆的所述所有区域点进行套刻偏差量测，获取所述第三量测值组；
62.步骤s180，采用所述平均偏差值对所述第三量测值组点对点进行校准，获取所述实测晶圆的套刻偏差值组。
63.以下结合附图进行详细说明。
64.执行步骤s100，提供若干批次待测晶圆。
65.需要说明的是所述待测晶圆用于获取后续的所述样品晶圆、所述测试晶圆以及所述实测晶圆。
66.执行步骤s110，获取所述第二光照剂量。
67.图3是图2中步骤s110的流程示意图。
68.请参考图3，获取第二光照剂量的步骤包括：
69.步骤s111，在所述待测晶圆中获取任一晶圆为所述测试晶圆；
70.步骤s112，采用多个不同的测试光照剂量对所述测试晶圆的所有区域点分别进行多次套刻偏差量测，获取小于或等于第一预设光学信号的离散度值的若干光学信号的离散
度值；
71.步骤s113，根据所述多个测试光照剂量和对应的多个光学信号的离散度值，获取光照剂量与光学信号的离散度值关系模型；
72.步骤s114，根据所述光照剂量与光学信号的离散度值关系模型获取临界光学信号的离散度值；
73.步骤s115，通过所述光照剂量与光学信号的离散度值关系模型和所述临界光学信号的离散度值，获取所述第二光照剂量。
74.以下结合附图4至图5对步骤s111至s115进行详细说明。
75.图4是本发明一实施例测试晶圆以及检测位置示意图。
76.请参考图4，图4为所述测试晶圆100的检测位置分布示意图，在所述待测晶圆中获取任一晶圆为所述测试晶圆100。
77.所述测试晶圆100包含所有区域点检测位置101。所述所有区域点检测位置101是为获取所述第二光照剂量而进行的套刻偏差量测的检测位置。
78.需要说明的是，所述测试晶圆100是用于获取所述第二光照剂量的晶圆。
79.需要说明的是，所述光照剂量指的是标准光强照射在晶圆上达到标准灰度所需要的时间。所述灰度指的是把白色与黑色之间按对数关系分为的若干等级。
80.执行步骤s112，采用多个不同的测试光照剂量对所述测试晶圆100在所有区域点检测位置101分别进行多次套刻偏差量测，获取小于或等于第一预设光学信号的离散度值的若干光学信号的离散度值。
81.在本实施例中，各所述测试光照剂量大于或等于500；第n个测试光照剂量较第n-1个测试光照剂量大500，所述n为大于或等于2的自然数；所述第一预设光学信号的离散度值为4。
82.需要说明的是，所述套刻偏差量测包括：基于衍射的套刻偏差量测。基于衍射的套刻偏差量测是指在集成电路制造工艺中，通过光学衍射技术比较不同工艺层上套刻标记位置偏差从而确定工艺层之间相对位移的一种方法。
83.所述基于衍射的套刻偏差量测的方法包括：向当层套刻标记打入一道均匀的光束，光束透过当层套刻标记时发生衍射，衍射光束达到前层后反射，对反射回来的衍射光斑进行分析可求得套刻偏差。当前层和当层不对准时， 1阶光和-1阶光的衍射效率也随套刻偏差发生变化。在一定范围内，套刻偏差与 1阶光和-1阶光的衍射效率的差值满足线性关系，即i
1-i-1
|
d ε
＝k(d ε)，i
1-i-1
|-d ε
＝k(-d ε)，所述i
1
为 1阶光的衍射效率，所述i-1
为-1阶光的衍射效率，所述ε为所述套刻偏差，所述 d和所述-d为所述套刻标记中的两块标记的预设偏差值。所述k为仅与所述套刻标记制作工艺相关的常量。所述一定范围的窗口远大于目前晶圆厂的套刻偏差控制范围。通过实验能够测出所述k，根据所述线性关系就可以计算出套刻偏差ε。
84.需要说明的是，所述光学信号的离散度值是套刻偏差量测中的光学信号指标，包含在套刻偏差量测返回的量测数据中。光学信号的离散度值大代表量测噪音大，说明量测数据准确度低。光照剂量从高到低的过程就是一个光学信号的离散度值不断增加的过程。在套刻偏差量测过程中，光学信号的离散度值的上限是4。如果光学信号的离散度值高于4，则量测精准度会不符合量测要求。在本实施例中，所述第一预设光学信号的离散度值设置
为4。
85.需要说明的是，当所述测试光照剂量小于500时，所述套刻偏差量测数据准确度会不符合量测要求，因此，在本实施例中，各所述测试光照剂量大于或等于500。
86.图5是某一个样本层上光照剂量和光学信号的离散度值的关系图。
87.请参考图5，通过所述多个测试光照剂量和对应的多个光学信号的离散度值，根据y＝ax
2-bx c获取光照剂量与光学信号的离散度值关系模型110，y为光学信号的离散度值，x为光照剂量，a、b和c为常数；图5中的光照剂量与光学信号的离散度值关系模型110为y＝6e-8
x
2-0.0004x 2.3421。根据所述光照剂量与光学信号的离散度值关系模型110获取临界光学信号的离散度值120；通过所述光照剂量与光学信号的离散度值关系模型110和所述临界光学信号的离散度值120，获取所述第二光照剂量150，所述第二光照剂量150为所述光学信号的离散度值小于或等于所述临界光学信号的离散度值120时的最低光照剂量。
88.获取所述临界光学信号的离散度值120的方法包括：根据所述光照剂量与光学信号的离散度值关系模型110，获取所述第一光照剂量130对应的第一光学信号的离散度值140；当所述第一光学信号的离散度值140高于2时，所述临界光学信号的离散度值120为4；当所述第一光学信号的离散度值140低于或等于2时，所述临界光学信号的离散度值120为2。本实施例中，所述第一光照剂量130为4000，对应的第一光学信号的离散度值140小于2，因此所述临界光学信号的离散度值120为2。
89.需要说明的是，所述第一光照剂量130为最佳套刻偏差量测剂量值，现有技术中，采用所述第一光照剂量130进行套刻偏差量测。所述第一光照剂量130大于2000。在最佳套刻偏差量测条件下，所述第一光照剂量130在所述关系模型110中对应的第一光学信号的离散度值140小于2，最理想的量测条件是所述第一光学信号的离散度值140小于1。所述第一光学信号的离散度值140的上限是4，当所述第一光学信号的离散度值140大于4时，量测精准度会不符合量测要求，则不是最佳套刻偏差量测条件。
90.需要说明的是，所述第二光照剂量150低于所述第一光照剂量130。实际产品中不同光照剂量下的量测时间是随着光照剂量的增加而线性增加的。具体请参考图1。在套刻偏差量中，通过增加照射时间来增加光照剂量。虽然所述第一光照剂量130为最佳套刻偏差量测剂量值，但采用所述第一光照剂量130的量测时间要比采用所述第二光照剂量150的量测时间多。因此，采用所述第二光照剂量150进行套刻偏差量测能够提高量测效率。
91.需要说明的是，获取所述第二光照剂量150的理论依据是光照剂量和光学信号的离散度值的关系。由于光照剂量从高到低的过程就是一个光学信号的离散度值不断增加的过程。在选取最佳第二光照剂量150的时候，除了第二光照剂量150需要尽量低以外，也需要考虑到量测数据的准确度。因此设置了临界光学信号的离散度值120以确保量测数据的准确度。
92.图6是本发明一实施例样品晶圆以及检测位置示意图。
93.请参考图6，图6为所述样品晶圆200的检测位置分布示意图，在所述若干批次待测晶圆中任取多片晶圆作为样品晶圆200。
94.所述样品晶圆200包含所有区域点检测位置201。所述所有区域点检测位置201是为获取所述平均偏差值组而进行的套刻偏差量测的检测位置。所述所有区域点检测位置201和所述所有区域点检测位置101相同。
95.需要说明的是，所述样品晶圆200是用于获取所述平均偏差值组的晶圆。
96.需要说明的是，在一实施例中，所述样品晶圆200的数量范围为4片～6片。
97.执行步骤s130，使用所述第一光照剂量130对所述样品晶圆200的所述所有区域点201进行量测，获取所述第一量测值组。
98.需要说明的是，所述第一量测值组用于获取所述平均偏差值组。
99.执行步骤s140，使用所述第二光照剂量150对所述样品晶圆200的所述所有区域点201进行量测，获取所述第二量测值组。
100.需要说明的是，所述第二量测值组用于获取所述平均偏差值组。
101.执行步骤s150，获取所述第一量测值组和所述第二量测值组的平均偏差值组。
102.在本实施例中，获取所述第一量测值组和所述第二量测值组的平均偏差值组的方法包括：使用高阶回归模型对所述第一量测值组进行拟合处理，获取第一拟合值组；使用高阶回归模型对所述第二量测值组进行拟合处理，获取第二拟合值组；基于残差分析法，对所述第一拟合值组进行过滤处理，过滤掉残差在-n倍残差的标准差到n倍残差的标准差范围之外的值，所述n的范围为4～6，获取第一过滤值组；基于残差分析法，对所述第二拟合值组进行过滤处理，过滤掉残差在－n倍残差的标准差到n倍残差的标准差范围之外的值，获取第二过滤值组；使用极坐标模型对所述第一过滤值组进行补偿处理，获取第一补偿值组；使用极坐标模型对所述第二过滤值组进行补偿处理，获取第二补偿值组；根据所述第一补偿值组点对点减去所述第二补偿值组的方法，获取所述第一量测值组和所述第二量测值组的平均偏差值组。
103.需要说明的是，所述平均偏差值组用于对所述第三量测值组进行点对点校准。由于所述第一量测值组和所述第二量测值组的点对点的平均偏差值组非常稳定，所以采用所述第一量测值组和所述第二量测值组的平均偏差值对所述第三量测值组进行点对点校准的方法确保了所述实测晶圆的套刻偏差值组的准确性。
104.图7是本发明一实施例实测晶圆以及检测位置示意图。
105.请参考图7，图7为所述实测晶圆300的检测位置分布示意图，在所述若干批次待测晶圆中获取实测晶圆300。
106.所述实测晶圆300包含所有区域点检测位置301。所述所有区域点检测位置301用于获取实测晶圆300的套刻偏差值组的检测位置。所述所有区域点检测位置301和所述所有区域点检测位置101相同。
107.执行步骤s170，使用所述第二光照剂量150或所述第一光照剂量130对所述实测晶圆300的所述所有区域点301进行套刻偏差量测，获取所述第三量测值组。
108.本实施例主要采用所述第二光照剂量150进行套刻偏差量测。
109.需要说明的是，由于所述第二光照剂量150低于所述第一光照剂量130，根据光照剂量和量测时间的关系为y＝ax b，y为光照剂量，x为量测时间，a和b为常数，a大于0，具体请参考图1，获取所述第三量测值组的量测时间比使用第一光照剂量130的量测时间少。因此使用第二光照剂量150进行量测提高了量测效率。
110.执行步骤s180，采用所述平均偏差值对所述第三量测值组点对点进行校准，获取所述实测晶圆300的套刻偏差值组。
111.所述校准的方法包括：所述第三量测值组点对点加上所述平均偏差值组。
112.需要说明的是，由于所述第一量测值组和所述第二量测值组的点对点的平均偏差值组非常稳定，所以采用所述第一量测值组和所述第二量测值组的平均偏差值对所述第三量测值组进行点对点校准的方法确保了所述实测晶圆的套刻偏差值组的准确性。
113.图8是本发明另一实施例的套刻偏差的量测方法的流程示意图。
114.请参考图8，所述套刻偏差的量测方法包括：
115.步骤s200，提供若干批次待测晶圆；
116.步骤s210，获取所述第二光照剂量；
117.步骤s220，在各批次待测晶圆中获取第一片晶圆作为所述样品晶圆；
118.步骤s230，使用所述第一光照剂量对所述样品晶圆的所述第一检测区域点进行量测，获取所述第一量测值组；
119.步骤s240，使用所述第二光照剂量对所述样品晶圆的所述第一检测区域点进行量测，获取所述第二量测值组；
120.步骤s250，获取第一局部平均偏差值组；
121.步骤s260，使用马氏距离模型对所述第一局部平均偏差值组进行相似度计算，获取所述平均偏差值组；
122.步骤s270，在所述若干批次待测晶圆中获取实测晶圆；
123.步骤s280，使用所述第二光照剂量或所述第一光照剂量对所述实测晶圆的所述所有区域点进行量测，获取所述第三量测值组；
124.步骤s290，采用所述平均偏差值对所述第三量测值组点对点进行校准，获取所述实测晶圆的套刻偏差值组。
125.以下结合附图进行详细说明。
126.执行步骤s200，提供若干批次待测晶圆。
127.需要说明的是，所述待测晶圆用于获取后续的所述样品晶圆、所述测试晶圆以及所述实测晶圆。
128.执行步骤s210，获取所述第二光照剂量150。
129.本实施例中步骤s210获取所述第二光照剂量150的方法和一实施例中步骤s110相同。
130.图9是本发明另一实施例样品晶圆以及检测位置示意图。
131.请参考图9，图9为所述样品晶圆400的检测位置分布示意图，在各批次待测晶圆中获取第一片晶圆作为所述样品晶圆400。
132.需要说明的是，由于所述样品晶圆400为各个批次待测晶圆中的第一片晶圆，本实施例对获取实测晶圆的套刻偏差每个批次都进行了一次校准，因此增加了所述实测晶圆500的校准套刻偏差值组的准确性。
133.所述样品晶圆400包含第一检测区域点检测位置401。所述第一检测区域点检测位置401是为获取第一局部平均偏差值组而进行的套刻偏差量测的检测位置。
134.需要说明的是，由于所述第一检测区域点401的点数量越多，量测的时间越多，因此为了提高量测效率，所述第一检测区域点401的点数量占所述所有区域点检测位置101的点数量的百分比小于或等于20％。
135.执行步骤s230，使用所述第一光照剂量130对所述样品晶圆400的所述第一检测区
域点401进行量测，获取所述第一量测值组。
136.需要说明的是，所述第一量测值组用于获取所述第一局部平均偏差值组。
137.执行步骤s240，使用所述第二光照剂量150对所述样品晶圆400的所述第一检测区域点401进行量测，获取所述第二量测值组；
138.需要说明的是，所述第二量测值组用于获取所述第一局部平均偏差值组。
139.执行步骤s250，获取第一局部平均偏差值组；
140.在本实施例中，获取所述第一局部平均偏差值组的方法包括：采用高阶回归模型对所述第一量测值组进行拟合处理，获取第一拟合值组；采用高阶回归模型对所述第二量测值组进行拟合处理，获取第二拟合值组；基于残差分析法，对所述第一拟合值组进行过滤处理，过滤掉残差在-n倍残差的标准差到n倍残差的标准差范围之外的值，所述n的范围为4～6，获取第一过滤值组；基于残差分析法，对所述第二拟合值组进行过滤处理，过滤掉残差在-n倍残差的标准差到n倍残差的标准差范围之外的值，获取第二过滤值组；使用极坐标模型对所述第一过滤值组进行补偿处理，获取第一补偿值组；使用极坐标模型对所述第二过滤值组进行补偿处理，获取第二补偿值组；通过将所述第一补偿值组点对点减去所述第二补偿值组的方法，获取所述第一局部平均偏差值组。
141.需要说明的是，所述第一局部平均偏差值组用于获取所述平均偏差值组。
142.执行步骤s260，使用马氏距离模型对所述第一局部平均偏差值组进行相似度计算，获取所述平均偏差值组；
143.需要说明的是，所述马氏距离模型表示点与一个分布之间的距离，是一种有效的计算两个未知样本集的相似度的方法。本实施例中，使用马氏距离模型把在第一检测区域点401的第一局部平均偏差值组转换成在所有区域点的所述平均偏差值组。
144.需要说明的是，所述平均偏差值组用于对所述第三量测值组进行点对点校准。由于所述第一量测值组和所述第二量测值组的点对点的平均偏差值组非常稳定，所以采用所述第一量测值组和所述第二量测值组的平均偏差值对所述第三量测值组进行点对点校准的方法确保了所述实测晶圆的套刻偏差值组的准确性。
145.图10是本发明另一实施例实测晶圆以及检测位置示意图。
146.请参考图10，图10为所述实测晶圆500的检测位置分布示意图，在所述若干批次待测晶圆中获取实测晶圆500。
147.所述实测晶圆500包含所有区域点检测位置501。所述所有区域点检测位置501用于获取实测晶圆500的套刻偏差值组的检测位置。所述所有区域点检测位置501和所述所有区域点检测位置101相同。
148.需要说明的是，在本实施例中，实测晶圆500需要和样品晶圆400的批次相同。
149.执行步骤s280，使用所述第二光照剂量150或所述第一光照剂量130对所述实测晶圆500的所述所有区域点501进行量测，获取所述第三量测值组；
150.本实施例主要采用所述第二光照剂量150进行套刻偏差量测。
151.需要说明的是，由于所述第二光照剂量150低于所述第一光照剂量130，根据光照剂量和量测时间的关系为y＝ax b，y为光照剂量，x为量测时间，a和b为常数，a大于0，具体请参考图1，获取所述第三量测值组的量测时间比现有技术中使用第一光照剂量130的量测时间少。因此使用第二光照剂量150进行量测提高了量测效率。
152.执行步骤s290，采用所述平均偏差值对所述第三量测值组点对点进行校准，获取所述实测晶圆的套刻偏差值组；
153.所述校准的方法包括：所述第三量测值组点对点加上所述平均偏差值组。
154.需要说明的是，由于所述平均偏差值组非常稳定，所以采用所述第一量测值组和所述第二量测值组的平均偏差值对所述第三量测值组进行点对点校准的方法确保了所述实测晶圆500的套刻偏差值组的准确性。
155.图11是本发明又一实施例的套刻偏差的量测方法的流程示意图。
156.请参考图11，所述套刻偏差的量测方法包括：
157.步骤s300至s350和本发明一实施例的步骤s100至s150相同；
158.步骤s360，采用静态与动态校准相结合的方法，对所述平均偏差值组进行误差校准处理，获取所述实测晶圆的校准套刻偏差值组；
159.步骤s370，在所述若干批次待测晶圆中获取实测晶圆；
160.步骤s380，使用所述第二光照剂量或所述第一光照剂量对所述实测晶圆的所述所有区域点进行套刻偏差量测，获取所述第三量测值组；
161.步骤s390，采用所述第三量测值组点对点加上所述校准平均偏差值组的方法，获取所述实测晶圆的校准套刻偏差值组。
162.以下结合附图进行详细说明。
163.执行步骤s300至s350，步骤s300至s350和本发明一实施例的步骤s100至s150相同。
164.执行步骤s360，采用静态与动态校准相结合的方法，对所述平均偏差值组进行误差校准处理，获取校准平均偏差值组。
165.图12是图11中步骤s360的流程示意图。
166.在本实施例中，获取校准平均偏差值组的步骤如图12所示，包括：
167.步骤s361，在各批次待测晶圆中获取第一片晶圆作为校准晶圆；
168.步骤s362，使用所述第一光照剂量对所述校准晶圆上的所述第二检测区域点进行量测，获取所述第四量测值组；
169.步骤s363，使用所述第二光照剂量对所述校准晶圆上的所述第二检测区域点进行量测，获取所述第五量测值组；
170.步骤s364，获取所述第四量测值组和所述第五量测值组在所述第二检测区域点的第二局部平均偏差值组；
171.步骤s365，使用马氏距离模型对所述第二局部平均偏差值组进行相似度计算，获取相似平均偏差值组；
172.步骤s366，对所述相似平均偏差值组进行误差分析，获取误差统计值；
173.步骤s367，判断误差统计值是否小于或等于规格临界值；
174.步骤s368，当步骤s367条件成立时，所述校准平均偏差值组为所述平均偏差值组；
175.步骤s369，当步骤s367条件不成立时，所述校准平均偏差值组为所述相似平均偏差值组。
176.以下结合附图13对步骤s361至s369进行详细说明。
177.图13是本发明又一实施例校准晶圆以及检测位置示意图。
178.请参考图13，图13为所述校准晶圆600的检测位置分布示意图。在各批次待测晶圆中获取第一片晶圆作为校准晶圆600。
179.需要说明的是，由于所述校准晶圆600为各个批次待测晶圆中的第一片晶圆，本实施例对获取实测晶圆的套刻偏差每个批次都进行了一次校准，因此增加了所述实测晶圆700的校准套刻偏差值组的准确性。
180.所述校准晶圆600包含第二检测区域点检测位置601。所述第二检测区域点检测位置601是为获取第二局部平均偏差值组而进行的套刻偏差量测的检测位置。
181.需要说明的是，由于所述第二检测区域点601的点数量越多，量测的时间越多，因此为了提高量测效率，所述第二检测区域点601的点数量占所述所有区域点检测位置101的点数量的百分比小于或等于20％。
182.执行步骤s362，使用所述第一光照剂量130对所述校准晶圆600上的所述第二检测区域点601进行量测，获取所述第四量测值组；
183.需要说明的是，所述第四量测值组用于获取所述第二局部平均偏差值组。
184.执行步骤s363，使用所述第二光照剂量150对所述校准晶圆600上的所述第二检测区域点601进行量测，获取所述第五量测值组；
185.需要说明的是，所述第五量测值组用于获取所述第二局部平均偏差值组。
186.执行步骤s364，获取所述第四量测值组和所述第五量测值组在所述第二检测区域点601的第二局部平均偏差值组；
187.在本实施例中，获取所述第二局部平均偏差值组的方法包括：采用高阶回归模型对所述第四量测值组进行拟合处理，获取第四拟合值组；采用高阶回归模型对所述第五量测值组进行拟合处理，获取第五拟合值组；基于残差分析法，对所述第四拟合值组进行过滤处理，过滤掉残差在-n倍残差的标准差到n倍残差的标准差范围之外的值，所述n的范围为4～6，获取第四过滤值组；基于残差分析法，对所述第五拟合值组进行过滤处理，过滤掉残差在-n倍残差的标准差到n倍残差的标准差范围之外的值，获取第五过滤值组；使用极坐标模型对所述第四过滤值组进行补偿处理，获取第四补偿值组；使用极坐标模型对所述第五过滤值组进行补偿处理，获取第五补偿值组；通过将所述第四补偿值组点对点减去所述第五补偿值组的方法，获取所述第二局部平均偏差值组。
188.需要说明的是，所述第二局部平均偏差值组用于获取所述校准平均偏差值组。
189.执行步骤s365，使用马氏距离模型对所述第二局部平均偏差值组进行相似度计算，获取相似平均偏差值组。
190.需要说明的是，所述马氏距离模型表示点与一个分布之间的距离，是一种有效的计算两个未知样本集的相似度的方法。本实施例中，使用马氏距离模型把在第二检测区域点601的所述第二局部平均偏差值组转换成在所有区域点的所述相似平均偏差值组。
191.执行步骤s366，对所述相似平均偏差值组进行误差分析，获取误差统计值。
192.所述误差统计值为所述第二局部平均偏差值组的平均值加上3倍所述第二局部平均偏差值组的标准差。
193.需要说明的是，由于所述相似平均偏差值组是通过马氏距离模型对所述第二局部平均偏差值的相似度计算而获得的，因此会产生一定误差。当所述误差统计值小于或等于规格临界值时，说明所述相似平均偏差值组误差太大。
194.所述规格临界值为所述套刻偏差规格要求的上限的10％。
195.执行步骤s367，判断误差统计值是否小于或等于规格临界值。
196.所述规格临界值为所述套刻偏差规格要求的上限的10％。
197.执行步骤s368，当步骤s367条件成立时，所述校准平均偏差值组为所述平均偏差值组。
198.需要说明的是，当所述误差统计值小于或等于规格临界值时，说明所述相似平均偏差值组误差太大，只能使用之前获得的所述平均偏差值组作为校准平均偏差值组。
199.执行步骤s369，当步骤s367条件不成立时，所述校准平均偏差值组为所述相似平均偏差值组。
200.需要说明的是，当所述误差统计值大于规格临界值时，说明所述相似平均偏差值组误差符合要求，使用所述相似平均偏差值组作为校准平均偏差值组。
201.图14是本发明又一实施例实测晶圆以及检测位置示意图。
202.请参考图14，图14为所述实测晶圆700的检测位置分布示意图，在所述若干批次待测晶圆中获取实测晶圆700。
203.所述实测晶圆700包含所有区域点检测位置701。所述所有区域点检测位置701用于获取实测晶圆700的套刻偏差值组的检测位置。所述所有区域点检测位置701和所述所有区域点检测位置101相同。
204.需要说明的是，所述所有区域点检测位置701和所述所有区域点检测位置101相同。
205.需要说明的是，在本实施例中，当步骤s367条件不成立时，实测晶圆700需要和校准晶圆600的批次相同。
206.执行步骤s380，使用所述第二光照剂量150或所述第一光照剂量130对所述实测晶圆700的所述所有区域点701进行套刻偏差量测，获取所述第三量测值组。
207.本实施例主要采用所述第二光照剂量150进行套刻偏差量测。
208.需要说明的是，由于所述第二光照剂量150低于所述第一光照剂量130，根据光照剂量和量测时间的关系为y＝ax b，y为光照剂量，x为量测时间，a和b为常数，a大于0，具体请参考图1，获取所述第三量测值组的量测时间比使用第一光照剂量130的量测时间少。因此使用第二光照剂量150进行量测提高了量测效率。
209.执行步骤s390，采用所述第三量测值组点对点加上所述校准平均偏差值组的方法，获取所述实测晶圆700的校准套刻偏差值组。
210.需要说明的是，由于所述校准平均偏差值组非常稳定，所以采用所述第三量测值组点对点加上所述校准平均偏差值组的方法确保了所述实测晶圆700的套刻偏差值组的准确性。
211.需要说明的是，所述校准平均偏差值组是通过判断所述误差统计值而获得的，避免了由于通过相似度计算而获得的所述相似平均偏差值组误差过大的问题，增加了所述实测晶圆700的校准套刻偏差值组的准确性。
212.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。