掩膜板设计中划片槽结构设计的检查方法

摘要

本发明公开了一种掩膜板设计中划片槽结构设计的检查方法，包括如下步骤：制定工艺的标准配置文件；将各标准配置文件导入到数据库中进行存储；根据实际的工艺需要进行掩膜板设计，设计完成后，采用图形用户界面方式提取需要检查的划片槽结构的版图数据，解析划片槽结构的版图数据的各类对准标记和测试图形的信息，然后从数据库中选择对应的标准配置文件，将解析得到的各类对准标记或测试图形的信息和标准配置文件中的对准标记的信息进行对比操作并输出检查结果；分析检查结果并保存；根据对检查结果的分析确认划片槽结构设计是否合格。本发明能缩短检查时间、提高工作效率并有效降低失误率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造工艺方法，特别是涉及一种掩膜板设计中划 片槽结构设计的检查方法。

背景技术

划片槽结构设计是在掩膜板设计业务中继产品设计数据输入检查之后，EB处理和 掩模板制作之前所进行的设计，其中EB处理为层演算生成用于掩模板制作的数据。 主要是根据掩模板的尺寸规格按照芯片的尺寸进行切割线的版图排列设计，同时切割 线上放置制品工程所需的各种光刻对准和测试用的图形，最后生成掩膜板制作前的最 终版图数据。

随着掩膜板设计业务中涉及到的工艺不断增多，检查划片槽数据中的对准测试标 记是否放置完整以及满足放置要求等工作也随之变得更加复杂和易于出错。每一层光 刻都需要其相应的对准图形，一个新的工艺通常会有共计上百个甚至几百个对准或测 试图形，以0.13μm工艺为例：BOXMARK44个，ROTMARK8个，WAM51个，LSA15 个，FIA32个，PCM65个，共计215个，其中BOXMARK是在一片硅片(Wafer)曝 光完成之后用来检测曝光质量的测试图形，ROTMARK用于第一步光刻工程的对准标 记，WAM是一种晶圆的对准标记，LSA是激光步对准标记，FIA是场成像对准标记，PCM 是用于检测工艺所需各种特性参数的测试图形，都是半导体集成电路制造使用到的不 同种类的对准或测试图形。按照现有的检查方法，需要工程师通过检查表与实际数据 相比较，需要花费大量的时间，且易出错，导致光刻对准或测试图形漏放，不能保证 正确性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种掩膜板设计中划片槽结构设计的检查方 法，能缩短检查时间、提高工作效率并有效降低失误率。

为解决上述技术问题，本发明提供的掩膜板设计中划片槽结构设计的检查方法， 其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、为每一种工艺制定一个对应的标准配置文件，所述标准配置文件中设置 有对应的工艺的划片槽的所有对准标记或测试图形的信息。

步骤二、将各所述标准配置文件导入到数据库中进行存储，所述数据库中的各所 述标准配置文件按照对应的工艺的名称区分。

步骤三、根据实际的工艺需要进行掩膜板设计，在所述掩膜板设计中的划片槽结 构设计完成后，采用图形用户界面方式提取需要检查的所述划片槽结构的版图数据， 解析所述划片槽结构的版图数据的各类对准标记和测试图形的信息，然后从所述数据 库中选择所述掩膜板设计中的工艺所对应的所述标准配置文件，将解析的所述划片槽 结构的版图数据的各类对准标记的信息和所对应的所述标准配置文件中的对准标记 的信息进行对比操作，将解析的所述划片槽结构的版图数据的各类测试图形的信息和 所对应的所述标准配置文件中的测试图形的信息进行对比操作，并将所述对比操作的 检查结果输出。

步骤四、分析所述图形用户界面上输出的检查结果并将所述检查结果文件保存。

步骤五、根据对所述检查结果的分析确认所述划片槽结构设计是否合格：如果所 提取的所述划片槽结构的版图数据的各类对准标记和测试图形的信息和对应的所述 标准配置文件中的对准标记或测试图形的信息一致，则所提取的所述划片槽结构的版 图数据的各类对准标记和测试图形的信息符合划片槽设计规则，判定所述划片槽结构 设计合格；否则，判定所述划片槽结构设计不合格。

进一步的改进是，步骤一中为各工艺制定对应的所述标准配置文件包括如下步 骤：

步骤11、确定对应工艺所支持的最低和最高金属层数。

步骤12、确定对应工艺包含多少个可选层次。

步骤13、结合电子文档规格书查找对应工艺的划片槽的所有对准标记或测试图形 的信息。

步骤14、结合步骤11所确定的所述最低和最高金属层数、步骤12确定的所述可 选层次以及步骤13所得到的信息进行算法组合形成所述标准配置文件所要求格式的 各所述对准标记或各所述测试图形的信息。

步骤15、整理步骤14进行算法组合形成的各所述对准标记或各所述测试图形的 信息，每一行对应于一个各所述对准标记或各所述测试图形的信息记录，由对应工艺 的所有的所述对准标记和所述测试图形的信息记录组成对应的工艺的所述标准配置 文件。

进一步的改进是，步骤二中还能根据需要对存储于所述数据库中的所述标准配置 文件进行修改、追加或删除。

进一步的改进是，当步骤三中的所述掩膜板设计所对应的实际工艺为以前所没有 使用过的新工艺时，该新工艺所对应的所述标准配置文件不存在于所述数据库中，需 要进行步骤一和二将该新工艺所对应的所述标准配置文件导入到所述数据库。

当步骤三中的所述掩膜板设计所对应的实际工艺为以前使用过的旧工艺时，该旧 工艺所对应的所述标准配置文件存在于所述数据库中，此时需要比较所述实际工艺和 所述旧工艺相比是否增加了或删除了相应的所述对准标记或所述测试图形，如增加了 或删除了相应的所述对准标记或所述测试图形则需要在所述数据库中对所述旧工艺 的所述标准配置文件进行相应的所述对准标记或所述测试图形的增加或删减；如果需 要比较所述实际工艺和所述旧工艺相比所对应的所述对准标记或所述测试图形都相 同，则不需要对所述旧工艺的所述标准配置文件进行修改。

进一步的改进是，步骤二中所述数据库为sqlite数据库。

进一步的改进是，步骤四中分析所述图形用户界面上输出的检查结果包含所述划 片槽结构的版图数据的各类对准标记或各类测试图形的的使用数量，名称，物理含义。

进一步的改进是，步骤三中在所述掩膜板设计中的划片槽结构设计完成后、采用 图形用户界面方式提取需要检查的所述划片槽结构的版图数据之前，还包括进行所述 划片槽的衬底检查的工艺步骤，所述划片槽的衬底检查包括：

步骤31、检查所述划片槽结构的所述对准标记或所述测试图形是否为于所述划片 槽的中心。

步骤32、检查所述划片槽结构上的所述对准标记或所述测试图形之间是否存在交 叠。

进一步的改进是，步骤五中判定所述划片槽结构设计不合格时，对错误类型进行 分析和判断：如何判断所述划片槽结构设计正确则对应的所述标准配置文件中存在伪 错项，此时需要在数据库中消除对应的所述标准配置文件的伪错项，所述划片槽结构 设计判定结果改为合格；如果对应的所述标准配置文件的正确，则所述划片槽结构设 计不正确，此时需要回到步骤三并重复步骤三、四和五。

本发明完全实现了对划片槽结构的自动检查，并对非正常的放置报出错误，同时 生成日志文件，便于工程师进行复查，大大缩短了检查的时间，提高了工作效率，并 有效降低了人工目视检查的失误率。

本发明采用可视化的操作界面使用起来非常方便，其中的算法也具有很好的拓展 型，可以方便的将之拓展到各个工艺。另外，数据库内容维护方法也简单实用，易于 批处理化。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明实施例方法流程图；

图2是本发明实施例方法步骤一中对准标记或测试图形应用于金属层的算法示意 图；

图3A-图3D是本发明实施例方法划片槽衬底检查中划片槽上的测试图形示意图。

具体实施方式

如图1所示，是本发明实施例方法流程图；本发明实施例掩膜板设计中划片槽结 构设计的检查方法包括如下步骤：

步骤一、为每一种工艺制定一个对应的标准配置文件，所述标准配置文件中设置 有对应的工艺的划片槽的所有对准标记或测试图形的信息。为各工艺制定对应的所述 标准配置文件包括如下步骤：

步骤11、确定对应工艺所支持的最低和最高金属层数。如令所对应的工艺名为 CZ6H，最低2层铝，最高4层铝。

步骤12、确定对应工艺包含多少个可选层次即optionmark。如工艺CZ6H中可 选层次包括：CODEP、METALC、POLYR和ROMCODE。

步骤13、结合电子文档规格书(Accessoryblocklist)查找对应工艺的划片槽 的所有对准标记或测试图形的信息。如下表一所示，为CZ6H工艺中所采用的类型为 BOXMark的两个对准标记或测试图形的信息。

表一

BOX Mark Remark Size(μm²) Cut layer Note Number SCB002C1 02(45)←10 135×42 L45 for metal cap. x4 SCB0361 36←41 135×42 -- for 3AL process x4

上述表一中，SCB002C1和SCB036为两个用于检测曝光质量的图形简称Boxmark 的名称，Remark表示哪两种光刻工程间的对准关系。Size表示对应的mark的尺寸大 小(长度和高度)。CutLayer表示该Mark区域不应出现的划片槽层次。Note是附注， 说明SCB002C1是为“formetalcap”，“formetalcap”表示此mark应用于可选层 次中；说明SCB0361是“for3ALprocess”，“for3ALprocess”表示第3层铝及以 上的工艺要加此mark。Number表示此Mark需要在划片槽上放置的个数(如x4，是指 划片槽外围上下左右四个方向都需要放置该Mark。

步骤14、结合步骤11所确定的所述最低和最高金属层数、步骤12确定的所述可 选层次以及步骤13所得到的信息进行算法组合形成所述标准配置文件所要求格式的 各所述对准标记或各所述测试图形的信息。

以工艺CZ6H工艺中所采用的类型为BOXMark的两个名称为SCB002C1和SCB036 的boxmark说明如下，其中表二为得到的对准标记或各所述测试图形的信息表。

表二

Name SCB002C1 SCB0361 Number 4 4 For metal process 0 6 Box mark(0/1) 1 1 Option layer index 2 0 Notes for metal cap. for 3AL process

表二中Number一栏表示此Mark需要在划片槽上放置的个数为4。Formetal process一栏用于表示对应mark应用于的金属层次；采用如下算法得到：如图2所示， 是本发明实施例方法步骤一中对准标记或测试图形应用于金属层的算法示意图；由 CZ6H工艺应用的金属层数设置即最低2层铝，最高4层铝可知，可以包括了3层金属， 分别对应于图2中的金属层二、三和四。设置二进制数D2D1D0来表示对应的标记在 这3层金属中的应用情形，且D2、D1、D0分别和金属层二、三和四对应；二进制数 D2D1D0的设置规则为，如果某一层金属中应用有对应的mark，则二进制数D2D1D0对 应的数为1，否则为0，如：一个mark，当金属层数大于等于3时放置，那么D2D1D0 为110，用十进制表示为6，这种情况一般描述为“for3ALprocess”。现分别把 各种情形罗列如下：

“for3ALprocess”：3铝、及其以上工艺要加此mark，这时D2D1D0为6；

“for3ALonly”：仅3铝要加此mark，这时D2D1D0为2；

“for2ALand4ALprocess”：2铝、4铝加此mark这时D2D1D0为5；

特别的“—“表示全金属层次，即2-4铝加此mark这时D2D1D0为7；

“formetalcap”：表示此mark为optionmark，与金属层无关，D2D1D0为0。

Boxmark一栏表示对应的mark的类型是否为Boxmark，是为1，否为0。

Optionlayerindex一栏对应于可选层次情况，对应值的设置为：

如工艺CZ6H包括的可选层次为：CODEP、METALC、POLYR、ROMCODE，分别对应序 列号1、2、3、4；根据mark的放置情况添加indexnumber：

如“formetalcap”即METALC对应于2，即indexnumber为2；

如果支持两个或以上的可选层次时用“,”隔开，如“formetalcap (romcode)”对应的indexnumber为2,4。

表二中“for3ALprocess”和可选层次无关，故SCB0361的Optionlayerindex 设置为0。

表一和表二对应于本发明实施例方法所采用的算法组合的实例，其它任何能够分 辨出各mark的信息组合如各mark的数量、名称、应用的层次、物理含义等信息组合 都能应用于本发明实施例方法中。

步骤15、整理步骤14进行算法组合形成的各所述对准标记或各所述测试图形的 信息，每一行对应于一个各所述对准标记或各所述测试图形的信息记录，由对应工艺 的所有的所述对准标记和所述测试图形的信息记录组成对应的工艺的所述标准配置 文件。

表三

Mark Number For metal process Box mark(0/1) Option layer Notes SCB002C1 4 0 1 2 for metal cap. SCB0361 4 6 1 0 for 3AL process

如上面表三所示，表示中分别用一行列出了两个Mark即SCB002C1和SCB0361的 信息，当一个工艺中包括了多个Mark时，每个Mark用一行记录表示，所有的Mark 所形成的如表三所示的记录就组成的对应的工艺的所述标准配置文件。而当实际工艺 的Mark会由增加或减少时，只需对工艺的所述标准配置文件的对应Mark记录进行增 加或删除即可。

步骤二、将各所述标准配置文件导入到数据库中进行存储，所述数据库中的各所 述标准配置文件按照对应的工艺的名称区分。

较佳为，所述数据库为sqlite数据库。本发明实施例能根据需要对存储于所述 数据库中的所述标准配置文件进行修改、追加或删除。追加即为增加一个全新工艺所 对应的所述标准配置文件；删除即为删除一个不再使用的工艺所对应的所述标准配置 文件；修改即对已经使用过的工艺的所述标准配置文件进行修改，当实际工艺的Mark 会由增加或减少时，只需对工艺的所述标准配置文件的对应Mark记录进行增加或删 除即可。

步骤三、根据实际的工艺需要进行掩膜板设计，在所述掩膜板设计中的划片槽结 构设计完成后，采用图形用户界面方式提取需要检查的所述划片槽结构的版图数据， 解析所述划片槽结构的版图数据的各类对准标记和测试图形的信息；根据设计的所述 划片槽结构的版图数据，本领域技术人员很容易通过图形用户界面方式提取对应的所 述划片槽结构的版图数据并通过解析函数解析出所述划片槽结构的版图数据的各类 对准标记和测试图形的信息。

然后从所述数据库中选择所述掩膜板设计中的工艺所对应的所述标准配置文件， 将解析的所述划片槽结构的版图数据的各类对准标记的信息和所对应的所述标准配 置文件中的对准标记的信息进行对比操作，将解析的所述划片槽结构的版图数据的各 类测试图形的信息和所对应的所述标准配置文件中的测试图形的信息进行对比操作， 并将所述对比操作的检查结果输出。

本发明实施例中，当步骤三中的所述掩膜板设计所对应的实际工艺为以前所没有 使用过的新工艺时，该新工艺所对应的所述标准配置文件不存在于所述数据库中，需 要进行步骤一和二将该新工艺所对应的所述标准配置文件导入到所述数据库。

当步骤三中的所述掩膜板设计所对应的实际工艺为以前使用过的旧工艺时，该旧 工艺所对应的所述标准配置文件存在于所述数据库中，此时需要比较所述实际工艺和 所述旧工艺相比是否增加了或删除了相应的所述对准标记或所述测试图形，如增加了 或删除了相应的所述对准标记或所述测试图形则需要在所述数据库中对所述旧工艺 的所述标准配置文件进行相应的所述对准标记或所述测试图形的增加或删减；如果需 要比较所述实际工艺和所述旧工艺相比所对应的所述对准标记或所述测试图形都相 同，则不需要对所述旧工艺的所述标准配置文件进行修改。

较佳为，在所述掩膜板设计中的划片槽结构设计完成后、采用图形用户界面方式 提取需要检查的所述划片槽结构的版图数据之前，还包括进行所述划片槽的衬底检查 (CHKCUT)的工艺步骤，所述划片槽的衬底检查属于扩展功能模块，所述划片槽的衬 底检查包括：

步骤31、检查所述划片槽结构的所述对准标记或所述测试图形是否为于所述划片 槽的中心。如图3A所示，标记101表示所述划片槽，标记102表示所述对准标记或 所述测试图形，正常情形所述对准标记或所述测试图形要放置在所述划片槽的中心， 也即所述对准标记或所述测试图形的中心和所述划片槽的中心重合，所述对准标记或 所述测试图形的边缘和所述划片槽的边缘之间的上下间距相等、左右间距相等，图3A 正对应于所述对准标记或所述测试图形要放置在所述划片槽的中心的正常情形，此时 检测结果正常。如图3B所示，所述对准标记或所述测试图形要偏离于所述划片槽的 中心，此时整个所述划片槽的衬底检查不通过，需要回到步骤三的初始步骤即根据实 际的工艺需要重新进行掩膜板设计。

步骤32、检查所述划片槽结构上的所述对准标记或所述测试图形之间是否存在交 叠。如图3C所示，标记102a和102b对应的两个所述对准标记或所述测试图形之间 排列良好，不存在交叠，此时检测结果正常；如图3D所示，标记102a和102b对应 的两个所述对准标记或所述测试图形之间存在交叠，交叠区域如虚线框103所示，此 时整个所述划片槽的衬底检查不通过，需要回到步骤三的初始步骤即根据实际的工艺 需要重新进行掩膜板设计。

步骤四、分析所述图形用户界面上输出的检查结果并将所述检查结果文件保存。 较佳为，分析所述图形用户界面上输出的检查结果包含所述划片槽结构的版图数据的 各类对准标记或各类测试图形的的使用数量，名称，物理含义。

步骤五、根据对所述检查结果的分析确认所述划片槽结构设计是否合格：如果所 提取的所述划片槽结构的版图数据的各类对准标记和测试图形的信息和对应的所述 标准配置文件中的对准标记或测试图形的信息一致，则所提取的所述划片槽结构的版 图数据的各类对准标记和测试图形的信息符合划片槽设计规则，判定所述划片槽结构 设计合格；否则，判定所述划片槽结构设计不合格。

当判定所述划片槽结构设计不合格时，对错误类型进行分析和判断：如何判断所 述划片槽结构设计正确则对应的所述标准配置文件中存在伪错项，此时需要在数据库 中消除对应的所述标准配置文件的伪错项，所述划片槽结构设计判定结果改为合格； 如果对应的所述标准配置文件的正确，则所述划片槽结构设计不正确，此时需要回到 步骤三并重复步骤三、四和五。

本发明实施例中利用解析函数对划片槽版图数据进行分析，抽取各类Mark的使 用信息，然后与步骤二中预先设定的配置文件(含Mark的放置规则)进行比较，自动 输出所有Mark的检查结果。该方法由机器完成对划片槽结构信息的检查，不仅大大 提高了工作效率(对于0.13μm的版图数据可以在几秒钟内完成层次检查)，并且确 保了划片槽结构的准确性。

步骤四中检查结果通过ERRORLIST(错误列表)窗口输出的信息，不同的错误类 型，使用不同的颜色标示，如能采用如下规则表示：

红色表示漏放。

紫色表示放了，但有数量有差异。

灰色表示冗余的MARK。

未出现以上三种情况的，即全部OK，则显示绿色框。

上述检查结果的表示很方便步骤五中的分析确认。

本发明实施例方法通过不同工艺对划片槽结构检查的要求进行分析，总结出共同 点，并将特殊点进行可选性功能模块添加，然后制定各工艺的标准配置文件(内含所 有对准标记以及测试图形),以db的形式存放于数据库中。对于实际产品级的划片槽 结构做检查时，该方法能解析版图数据中各类对准标记以及测试图形的放置个数和方 向，通过调取数据库中相应配置文件进行比对，然后输出划片槽结构检查的结果。本 发明实施例方法的应用完全实现了对划片槽结构的自动检查，并对非正常的放置报出 错误，同时生成日志文件，便于工程师进行复查，大大缩短了检查的时间，提高了工 作效率，并有效降低了人工目视检查的失误率。实测下来，各个工艺的检查时间根据 版图数据大小的不同基本都能控制在1分钟之内。可视化的操作界面使用起来非常方 便，其中的算法也具有很好的拓展型，可以方便的将之拓展到各个工艺。另外，数据 库内容维护方法也简单实用，易于批处理化。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限 制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这 些也应视为本发明的保护范围。