[發明專利]光刻的迭對值校準方法

有效

• 申請號: 201310284581.1
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN104281019A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 劉達
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: G03F9/00
• 分類號: G03F9/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別是涉及一種光刻的迭對值校準方法。

背景技術

在具有迭對結構的半導體器件的制造中，迭對(Overlay)是表明形成于前一工藝中的層和形成于目前的工藝中的層的對準狀態的指標。當開發高集成度的半導體器件時迭對是非常重要的。為了探測和校準形成于前一工藝中的層和形成于目前的工藝中的層的對準狀態，一般，層之間的迭對通過在劃線區中形成迭對對準圖案來測量。迭對對準圖案與形成于器件形成區的圖案同時形成。

以半導體制造工藝中的鋁連線(Al?pad)制程為例，鋁連線的光刻(photo)圖案一般是對準鈍化層(Passivation?layer)。鋁連線與鈍化層之間的overlay的測量也遵循傳統的測量方法，按照圖1所示的版圖制備真實的圖形(pattern)，在圖1中，第一凹槽111’為下層標記(鈍化層迭對標記，passivation?overlay?mark)，第二凹槽131’為上層標記(鋁連線標記)。在鈍化層110的光刻工藝和鈍化層的刻蝕工藝過程中，預先在所述鈍化層110中形成第一凹槽111，如圖2所示，其中，所述第一凹槽111為凹槽圖形。在所述鈍化層110表面沉積鋁外延層120之后，在所述第一凹槽111之上形成第二凹槽121，即將鈍化層迭對標記的第一凹槽111傳遞到所述鋁外延層120。隨后，進行所述鋁外延層120的光刻工藝，通過顯影在光阻130形成光阻凹槽(overlay?mark)131。

測量所述光阻凹槽131與所述第二凹槽121的距離，得到偏移距離d1和偏移距離d2。一般認為所述第一凹槽111與所述第二凹槽121的位置相同，所以，所述偏移距離d1和偏移距離d2即為鋁連線的光刻與鈍化層的光刻之間校準的偏移程度，一般用迭對測量數據表示鋁連線的光刻與鈍化層的光刻之間校準的偏移程度，其中，迭對測量數據=(d1-d2)/2。

但在實際應用過程中，由于鋁的沉積會從晶圓(wafer)中心噴射源材料，所以，沉積后的所述鋁外延層120以晶圓的中心為基點，存在一定的傾角，故晶圓中心a和邊緣b的鋁沉積存在差異性，即，在晶圓邊緣b處，遠離晶圓中心a的一側沉積的鋁會較厚，如圖3所示，導致Overlay量測機臺對所述第二凹槽121的中心點的判斷，相對于所述第一凹槽111本來的中心點，存在一些偏移W1，該偏移即為沉積偏移量。該偏移W1將直接影響了對晶圓邊緣部分的迭對校準的控制。

發明內容

本發明的目的在于，解決現有的晶圓邊緣部分的迭對校準無法控制的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種光刻的迭對值校準方法，包括：

步驟一：提供測量晶圓，所述測量晶圓具有一個測量非補償迭對區和至少一個的測量補償迭對區，所述測量補償迭對區上具有第一凹槽，所述測量晶圓和第一凹槽內沉積形成有外延層，所述外延層具有與所述第一凹槽相對應的第二凹槽，所述第一凹槽與第二凹槽之間具有沉積偏移量；

步驟二：分別測量每個所述測量補償迭對區的沉積偏移量；

步驟三：提供待校準晶圓，所述待校準晶圓具有一個待校準非補償迭對區和至少一個的待校準補償迭對區，所述待校準非補償迭對區與所述測量非補償迭對區相對應，所述待校準補償迭對區與所述測量補償迭對區相對應；

步驟四：分別根據每個所述沉積偏移量對相應的所述待校準補償迭對區的迭對測量數據進行補償，得到補償迭對測量數據。

進一步的，所述測量非補償迭對區為圓形，并位于所述測量晶圓的中心，所述測量補償迭對區為與所述測量非補償迭對區同心的圓環形。

進一步的，所述補償迭對測量數據=所述迭對測量數據+所述沉積偏移量。

進一步的，所述步驟一包括：

提供所述測量晶圓，所述測量補償迭對區上具有所述第一凹槽；

在所述測量晶圓上和所述第一凹槽內沉積形成所述外延層，所述外延層具有所述第一凹槽相對應的所述第二凹槽；以及

通過光刻工藝在所述外延層上形成光阻凸起，所述光阻凸起暴露出所述第二凹槽。

進一步的，所述步驟二包括：

測量所述光阻凸起與所述第二凹槽距離，得到第一距離；

以所述光阻凸起為掩膜刻蝕所述外延層，得到外延層凸起；

測量所述第一凹槽與所述外延層凸起的距離，得到第二距離；以及

將所述第一距離與第二距離做差，得到所述沉積偏移量。

進一步的，所述在所述外延層上制備光阻凸起的步驟包括：

在所述外延層上沉積光阻層；