[發明專利]對準測量方法

有效

• 申請號: 201410410237.7
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN105446090B
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 包巧霞;鄧貴紅;余志賢
• 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: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 李儀萍

本發明提供一種對準測量方法，至少包括以下步驟：將待測量工件引入對準量測機臺，在所述對準量測機臺內設置用于對準測量的硅片對準標記測量點位置；采集設置于最小曝光單元中的多個硅片對準標記測量點的坐標；根據所述硅片對準標記測量點的坐標計算硅片對準標記測量點位置位移；將對準量測機臺計算所得硅片對準標記測量點位置位移與光罩上定義的對準標記點位置位移作比較，若偏差在允許范圍內，則結束；若偏差超出允許范圍，則返回重新設置所述硅片對準標記測量點位置，直至偏差在允許范圍內為止。本發明大大提高了光刻對準量測程序設置的正確性，保證了后續自動補償的準確性，進而提高硅片套準精度的準確性，保證了硅片的良品率。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別是涉及一種對準測量方法。

背景技術

近年來，隨著半導體技術的不斷進步，器件的功能也不斷強大，然而隨之而來的對于半導體制造技術的要求也與日俱增。光刻是制造高級半導體器件和大規模集成電路的關鍵工藝之一，并常用于刻劃光柵、線紋尺和度盤等的精密線紋。光刻是利用照相復制與化學腐蝕相結合的技術，在工件表面制取精密、微細和復雜薄層圖形的化學加工方法，其利用光致抗蝕劑(或稱光刻膠)感光后因光化學反應而形成耐蝕性的特點，將光罩上的光刻圖形刻制到被加工工件表面上。光刻半導體晶片二氧化硅的主要步驟是：首先，在被加工工件表面涂布光致抗蝕劑；然后，對準光罩和晶圓，并進行曝光處理；再用顯影液溶解未感光的光致抗蝕劑層；接著，用腐蝕液溶解掉無光致抗蝕劑保護的二氧化硅層；最后，去除已感光的光致抗蝕劑層，單次光刻結束。

光刻過程中，光罩與晶圓的套準容差會導致器件和金屬連線的電氣特性發生改變，對半導體芯片的制造非常重要，因此，光刻套準精度必須得到很好的控制，尤其是在制程工藝越來越高、線寬越來越小的情況下，光刻對準精度的要求也越來越高。傳統工藝中對準測量是利用OVL(Overlay，對準量測)機臺完成的，其標準操作程序(Standard OperationProcedure)是首先利用光刻對準量測程序在最小曝光單元(Shot)的左上角設置硅片對準標記測量點A1、在Shot的右上角設置硅片對準標記測量點A2、在Shot的右下角設置硅片對準標記測量點A3及在Shot的左下角設置硅片對準標記測量點A4，如圖1所示。然后進行人工檢查，首先，如圖2所示，檢查對準量測計量圖(metrology map)中最外圈的標記區域site1～site4是否是完整Shot、標記區域site5是否位于計量圖的中心；其次，如圖1所示，對硅片對準標記量測點進行位置檢查，檢查每個標記區域中的測量點是否位于一個Shot的四個角上。檢查結果符合要求后就開始采集各測量點套準數據，以此得到套準偏差數據。而后，利用APC System(Advanced Process Control System，先進生產控制系統)反饋所述對準測量數據并對對準偏差做出補償，確保對準偏差值在可接受范圍內。

但是，如果光刻對準量測程序設置出錯，而后續檢查未能及時發現問題，那么APC系統將有可能根據錯誤的OVL數據做出過補償，使得電性測試或者硅片測試失效，從而導致報廢量比較大的異常事件。如圖1所示，設置要求的硅片對準標記測量點為A1、A2、A3、A4，若光刻對準量測程序設置的測量點分別為A1、A2、A3’、A4’，此時一個shot的四個角被測量點A1、A2、A3’、A4’包圍，從位置檢查過程中很難發現問題，這將導致后續APC補償誤差在shot底部增大，進而影響后續性能及產品良率。

因此，如何提高光刻對準量測程序(包括對準量測在硅片上的位置以及對準標記)的正確性，進而提高半導體制造技術水平及半導體產品性能是本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種對準測量方法，用于解決現有技術中對準測量程序人工檢測工作量大，易選錯對準標記或者對準位置等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種對準測量方法，所述對準測量方法至少包括以下步驟：