套刻對準(zhǔn)標(biāo)記及套刻測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種套刻對準(zhǔn)標(biāo)記及套刻測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體制造過程中，光刻工藝作為每一個(gè)技術(shù)代的核心技術(shù)而發(fā)展。在標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝中，需要用到數(shù)十次的光刻步驟，而影響光刻工藝誤差的因素，除了光刻機(jī)的分辨率之外，還有對準(zhǔn)的精確度。也就是說，每一層必須達(dá)到和前層在一定范圍內(nèi)的對準(zhǔn)，即套刻(overlay，OVL)精度需滿足設(shè)計(jì)需求。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中，套刻測量是利用測量設(shè)備抓取套刻標(biāo)記I的邊界信號(hào)2，從而獲悉對準(zhǔn)是否精確。
[0004]在光刻部分制程需要用厚度比較厚的光阻來做阻擋層，統(tǒng)稱為厚光阻層，厚光阻層在光阻打開的區(qū)域可以完成離子注入或者蝕刻，在不需要離子注入或蝕刻的地方能夠有效的防護(hù)。同樣的需要量測當(dāng)層的光阻與前層對準(zhǔn)情況來反映光刻制程表現(xiàn)。
[0005]如圖2所示，包括前層標(biāo)記3和當(dāng)層的光阻4，現(xiàn)有技術(shù)測量時(shí)會(huì)抓取光阻4的邊界5的信號(hào)，來分析光刻制程的精確度。這在光阻較薄時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的分析。
[0006]如圖3所示，當(dāng)光阻6較厚時(shí)，其邊界7會(huì)出現(xiàn)不同的傾斜度，導(dǎo)致不對稱，這展現(xiàn)在量測時(shí)刻參考圖4的示意圖，測量機(jī)臺(tái)難以獲得邊界7的真實(shí)情況，獲得信號(hào)出現(xiàn)異常，造成測量不準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個(gè)目的在于，提供一種套刻對準(zhǔn)標(biāo)記及套刻測量方法，解決當(dāng)層標(biāo)記較厚時(shí)測量精度差的問題。
[0008]對此，本發(fā)明提供一種套刻對準(zhǔn)標(biāo)記，包括:
[0009]位于前層的前層標(biāo)記和位于當(dāng)層的當(dāng)層標(biāo)記；所述前層標(biāo)記與當(dāng)層標(biāo)記在第一方向與第二方向存在間隙，所述第一方向和第二方向相互垂直；所述當(dāng)層標(biāo)記的厚度大于等于 2450nm。
[0010]可選的，對于所述的套刻對準(zhǔn)標(biāo)記，所述前層標(biāo)記呈等邊直角折線狀。
[0011]可選的，對于所述的套刻對準(zhǔn)標(biāo)記，所述前層標(biāo)記邊長大于等于lOOnm。
[0012]可選的，對于所述的套刻對準(zhǔn)標(biāo)記，所述前層標(biāo)記的數(shù)量為4個(gè)，分布在一個(gè)曝光單元的四個(gè)頂角處，折線頂點(diǎn)朝向曝光單元的頂角。
[0013]可選的，對于所述的套刻對準(zhǔn)標(biāo)記，所述前層標(biāo)記與當(dāng)層標(biāo)記一一對應(yīng)。
[0014]可選的，對于所述的套刻對準(zhǔn)標(biāo)記，所述當(dāng)層標(biāo)記呈矩形，位于前層標(biāo)記遠(yuǎn)離曝光單元頂角的一側(cè)。
[0015]可選的，對于所述的套刻對準(zhǔn)標(biāo)記，所述當(dāng)層標(biāo)記的邊長大于等于lOOnm。
[0016]本發(fā)明還提供一種如上所述的套刻對準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行套刻測量的方法，包括:
[0017]提供前層標(biāo)記與當(dāng)層標(biāo)記底部在第一方向和第二方向上的預(yù)設(shè)間距值；
[0018]測量前層標(biāo)記與當(dāng)層標(biāo)記底部在第一方向和第二方向上的間距值；
[0019]利用測量的間距值減去預(yù)設(shè)間距值，獲得偏移量。
[0020]本發(fā)明提供的套刻對準(zhǔn)標(biāo)記，使得前層標(biāo)記與當(dāng)層標(biāo)記在相互垂直的第一方向與第二方向存在間隙。當(dāng)進(jìn)行套刻測量時(shí)，通過測量前層標(biāo)記與當(dāng)層標(biāo)記底部在第一方向和第二方向上的間距值，然后利用測量的間距值減去預(yù)設(shè)間距值，獲得偏移量。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明是測量間距，因此改變了現(xiàn)有技術(shù)中對套刻機(jī)臺(tái)的依賴，也就避免了當(dāng)層標(biāo)記過厚時(shí)，套刻機(jī)臺(tái)對邊界信號(hào)抓取不準(zhǔn)的缺陷，從而提高了測量精度。
【附圖說明】
[0021]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)行套刻測量時(shí)示意圖；
[0022]圖2和圖3為現(xiàn)有技術(shù)中不同厚度的光阻進(jìn)行套刻對準(zhǔn)時(shí)的示意圖；
[0023]圖4為圖3中套刻機(jī)臺(tái)進(jìn)行套刻測量時(shí)的示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明實(shí)施例套刻對準(zhǔn)標(biāo)記的示意圖；
[0025]圖6為本發(fā)明實(shí)施例中前層標(biāo)記的示意圖；
[0026]圖7為本發(fā)明實(shí)施例中前層標(biāo)記與當(dāng)層標(biāo)記之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合示意圖對本發(fā)明的套刻對準(zhǔn)標(biāo)記及套刻測量方法進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對本發(fā)明的限制。
[0028]為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。
[0029]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0030]發(fā)明人經(jīng)過大量研宄后認(rèn)為，當(dāng)層標(biāo)記過厚會(huì)導(dǎo)致測量機(jī)臺(tái)抓邊不準(zhǔn)確，這是由于設(shè)備本身所致，而標(biāo)記本身并未出現(xiàn)異常。于是發(fā)明人設(shè)想改變現(xiàn)有測量方式，通過測量前層標(biāo)記與當(dāng)層標(biāo)記之間的間距，來判斷套刻對準(zhǔn)精度。這就能夠解決當(dāng)層標(biāo)記過厚時(shí)測量精度差的問題。
[0031]以下列舉所述套刻對準(zhǔn)標(biāo)記及套刻測量方法的較優(yōu)實(shí)施例，以清楚說明本發(fā)明的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)明確的是，本發(fā)明的內(nèi)容并不限制于以下實(shí)施例，其他通過本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的常規(guī)技術(shù)手段的改進(jìn)亦在本發(fā)明的思想范圍之內(nèi)。
[0032]請參考圖5，本實(shí)施例的套刻對準(zhǔn)標(biāo)記包括:
[0033]位于前層的前層標(biāo)記10和位于當(dāng)層的當(dāng)層標(biāo)記20 ;所述前層標(biāo)記10與當(dāng)層標(biāo)記20在第一方向X與第二方向Y存在間隙，所述第一方向X和第二方向Y相互垂直；所述當(dāng)層標(biāo)記20的厚度大于等于2450nm。
[0034]具體的，所述前層標(biāo)記10呈等邊直角折線狀，如圖6所示，前層標(biāo)記10的邊長L大于等于lOOnm，例如為120nm、150nm、200nm、500nm等，寬度W則可以在滿足生產(chǎn)要求的情況下可以是任意值。當(dāng)然，前層標(biāo)記10可以結(jié)合前層實(shí)際結(jié)構(gòu)，進(jìn)行靈活變動(dòng)，例如邊長不等，以及為其他形狀等，也都是可以的。
[0035]在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，可以在一個(gè)曝光單元(shot)的四角處分別設(shè)置一個(gè)前層標(biāo)記10，并且使得折線頂點(diǎn)朝向曝光單元的頂角，而當(dāng)層標(biāo)記20則與前層標(biāo)記10--
對應(yīng)，且位于前層標(biāo)記10遠(yuǎn)離曝光單元頂角的一側(cè)。從而獲得如圖5所示的結(jié)構(gòu)。由圖5可知，每個(gè)前層標(biāo)記10結(jié)構(gòu)相同，區(qū)別在于朝向不同，即相鄰兩個(gè)前層標(biāo)記10呈鏡像對稱。
[0036]在本發(fā)明中，當(dāng)層標(biāo)記20例如可以是光刻過程中制得的厚光刻膠，其厚度在2450nm以上，其形狀可以是矩形，邊長可以為10nm以上，還可以是圓形等其他形狀。
[0037]如圖7所示，本發(fā)明通過測量當(dāng)層標(biāo)記20底部與前層標(biāo)記10之間的間距d，來獲悉對準(zhǔn)情況。由圖7可見當(dāng)層標(biāo)記20的邊界傾斜，而且在不同方向上這一傾斜是不同的，因此，現(xiàn)有技術(shù)中例如OVL機(jī)臺(tái)會(huì)出現(xiàn)抓邊不精確的情況，而本發(fā)明中當(dāng)層標(biāo)記20的底部與前層標(biāo)記10之間的間距則不受傾斜度的影響，例如采用SEM設(shè)備能夠清晰的檢測到當(dāng)層標(biāo)記20底部的情況。
[0038]由此，本發(fā)明提供一種進(jìn)行測量測量的方法，包括:
[0039]首先，提供前層標(biāo)記10與當(dāng)層標(biāo)記20底部在第一方向X和第二方向Y上的預(yù)設(shè)間距值；這一預(yù)設(shè)間距值可以依據(jù)工藝需求、實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)等綜合而得。接著，待包括形成當(dāng)層標(biāo)記的工藝完成后，測量前層標(biāo)記10與當(dāng)層標(biāo)記20底部在第一方向X和第二方向Y上的間距值，即如圖5所示，分別獲得測量的間距值X1/X2/X3/X4，Y1/Y2/Y3/Y4 ;然后，利用測量的間距值減去預(yù)設(shè)間距值，獲得偏移量。記第一方向和第二方向四個(gè)預(yù)設(shè)間距值為XlO/Χ20/Χ30/Χ40，Υ10/Υ20/Υ30/Υ40，則曝光單元四角處的偏移量分別為:
[0040]OVLl (X) = Xl-XlO ；0VL1 (Y) = Yl-YlO ；
[0041]0VL2 (X) = X2-X20 ；0VL2 (Y) = Y2-Y20 ；
[0042]0VL3 (X) = X3-X30 ；0VL3 (Y) = Y3-Y30 ；
[0043]0VL4 (X) = X4-X40 ；0VL4 (Y) = Y4-Y40 ；
[0044]綜上所述，本發(fā)明提供的套刻對準(zhǔn)標(biāo)記，使得前層標(biāo)記與當(dāng)層標(biāo)記在相互垂直的第一方向與第二方向存在間隙。當(dāng)進(jìn)行套刻測量時(shí)，通過測量前層標(biāo)記與當(dāng)層標(biāo)記底部在第一方向和第二方向上的間距值，然后利用測量的間距值減去預(yù)設(shè)間距值，獲得偏移量。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明是測量間距，因此改變了現(xiàn)有技術(shù)中對套刻機(jī)臺(tái)的依賴，也就避免了當(dāng)層標(biāo)記過厚時(shí)，套刻機(jī)臺(tái)對邊界信號(hào)抓取不準(zhǔn)的缺陷，從而提高了測量精度。
[0045]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種套刻對準(zhǔn)標(biāo)記，包括: 位于前層的前層標(biāo)記和位于當(dāng)層的當(dāng)層標(biāo)記；所述前層標(biāo)記與當(dāng)層標(biāo)記在第一方向與第二方向存在間隙，所述第一方向和第二方向相互垂直；所述當(dāng)層標(biāo)記的厚度大于等于2450nm。
2.如權(quán)利要求1所述的套刻對準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于，所述前層標(biāo)記呈等邊直角折線狀。
3.如權(quán)利要求2所述的套刻對準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于，所述前層標(biāo)記邊長大于等于10nm0
4.如權(quán)利要求2所述的套刻對準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于，所述前層標(biāo)記的數(shù)量為4個(gè)，分布在一個(gè)曝光單元的四個(gè)頂角處，折線頂點(diǎn)朝向曝光單元的頂角。
5.如權(quán)利要求4所述的套刻對準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于，所述前層標(biāo)記與當(dāng)層標(biāo)記一一對應(yīng)。
6.如權(quán)利要求5所述的套刻對準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于，所述當(dāng)層標(biāo)記呈矩形，位于前層標(biāo)記遠(yuǎn)離曝光單元頂角的一側(cè)。
7.如權(quán)利要求6所述的套刻對準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于，所述當(dāng)層標(biāo)記的邊長大于等于10nm0
8.一種如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的套刻對準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行測量測量的方法，包括: 提供前層標(biāo)記與當(dāng)層標(biāo)記底部在第一方向和第二方向上的預(yù)設(shè)間距值； 測量前層標(biāo)記與當(dāng)層標(biāo)記底部在第一方向和第二方向上的間距值； 利用測量的間距值減去預(yù)設(shè)間距值，獲得偏移量。
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種套刻對準(zhǔn)標(biāo)記及套刻測量方法。本發(fā)明提供的套刻對準(zhǔn)標(biāo)記，使得前層標(biāo)記與當(dāng)層標(biāo)記在相互垂直的第一方向與第二方向存在間隙。當(dāng)進(jìn)行套刻測量時(shí)，通過測量前層標(biāo)記與當(dāng)層標(biāo)記底部在第一方向和第二方向上的間距值，然后利用測量的間距值減去預(yù)設(shè)間距值，獲得偏移量。本發(fā)明是測量間距，因此改變了現(xiàn)有技術(shù)中對套刻機(jī)臺(tái)的依賴，也就避免了當(dāng)層標(biāo)記過厚時(shí)，套刻機(jī)臺(tái)對邊界信號(hào)抓取不準(zhǔn)的缺陷，從而提高了測量精度。
【IPC分類】G03F9-00
【公開號(hào)】CN104777723
【申請?zhí)枴緾N201510187315
【發(fā)明人】周紹順
【申請人】武漢新芯集成電路制造有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月20日