[發明專利]一種檢驗光刻對準精度的方法

在審

• 申請號: 201610251748.8
• 申請日: 2016-04-21
• 公開（公告）號: CN107305321A
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 馮奎;張宏偉;陸道亮;高志攀;李佳園
• 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;H01L21/66
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所11336
• 代理人: 董巍,高偉

技術領域

本發明涉及半導體制造工藝，具體而言涉及一種檢驗光刻對準精度的方法。

背景技術

光刻是集成電路(IC)制造的重要工藝，光刻工藝的主要任務是實現掩膜版上的圖形向硅表面各層材料上的轉移。實施光刻之后，需要檢驗上下兩層圖形的對準精度，確保電路內部連接的正確。舉例來說，形成接觸孔使用的光刻既要保證掩膜版上的接觸孔圖形對準自對準硅化物，又要確保掩膜版上的接觸孔圖形對準自對準硅化物下方的有源區，否則，形成的接觸孔會通過其底部露出部分自對準硅化物和部分有源區，造成電路內部連接的失效。

為了檢驗光刻對準精度，通常需要使用疊加對準標記，如圖1所示，下層圖形的對準標記101由位于X方向的兩條平行線和位于與X方向垂直的Y方向的兩條平行線構成，上層圖形的對準標記102也由位于X方向的兩條平行線和位于與X方向垂直的Y方向的兩條平行線構成，對準標記101位于對準標記102的中央即表示上下兩層圖形完全對準，如果對準標記101偏離對準標記102的中央部分，則需要確保該偏差在可接受的范圍內。

為了檢驗形成接觸孔使用的光刻的對準精度，需要按照圖1所示的方式使用兩套疊加對準標記，第一套疊加對準標記用于量測接觸孔圖形與自對準硅化物圖形之間的偏移誤差，第二套疊加對準標記用于量測接觸孔圖形與自對準硅化物下方的有源區圖形之間的偏移誤差，再分別取第一套疊加對準標記的X方向數據和第二套疊加對準標記的Y方向數據疊加分析和補償。這種檢驗方式不僅增加所需的測試步驟，而且隨之增加的對于疊加量測工具的需求會使補償流程變得非常復雜。

因此，需要提出一種方法，以解決上述問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種檢驗光刻對準精度的方法，包括：對器件中的下層圖形光刻時，僅將第一對準標記的位于X方向的圖形曝光出來；對所述器件中的下層圖形中的子圖形光刻時，僅將第二對準標記的位于與所述X方向垂直的Y方向的圖形曝光出來；對所述器件中的上層圖形光刻時，將第三對準標記的位于所述X方向的圖形和位于所述Y方向的圖形全部曝光出來；所述光刻后實施疊加量測時，通過所述第一對準標記的位于X方向的圖形和所述第三對準標記的位于X方向的圖形來監控所述X方向的偏移誤差，通過所述第一對準標記的位于Y方向的圖形和所述第三對準標記的位于Y方向的圖形來監控所述Y方向的偏移誤差。

在一個示例中，所述第一對準標記的位于X方向的圖形和位于Y方向的圖形均為兩條平行線，所述第二對準標記的位于X方向的圖形和位于Y方向的圖形均為兩條平行線，所述第三對準標記的位于X方向的圖形和位于Y方向的圖形均為兩條平行線。

在一個示例中，所述器件中的上層圖形為接觸孔圖形。

在一個示例中，所述器件中的下層圖形為有源區圖形。

在一個示例中，所述器件中的下層圖形中的子圖形為自對準硅化物圖形。

在一個示例中，所述器件中的上層圖形為上層金屬互連層圖形。

在一個示例中，所述器件中的下層圖形為層間介電層圖形。

在一個示例中，所述器件中的下層圖形中的子圖形為下層金屬互連層圖形。

根據本發明，可以節省對于光刻操作站點的50％的疊加量測工具需求，進而加快實施光刻時晶圓的移動速度。

附圖說明

本發明的下列附圖在此作為本發明的一部分用于理解本發明。附圖中示出了本發明的實施例及其描述，用來解釋本發明的原理。

附圖中：

圖1為檢驗光刻對準精度時使用的現有疊加對準標記的工作原理的示意圖；

圖2為根據本發明示例性實施例的方法檢驗光刻對準精度時使用的疊加對準標記的示意圖。

具體實施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細節以便提供對本發明更為徹底的理解。然而，對于本領域技術人員而言顯而易見的是，本發明可以無需一個或多個這些細節而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發明發生混淆，對于本領域公知的一些技術特征未進行描述。

為了徹底理解本發明，將在下列的描述中提出詳細的步驟，以便闡釋本發明提出的檢驗光刻對準精度的方法。顯然，本發明的施行并不限定于半導體領域的技術人員所熟習的特殊細節。本發明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發明還可以具有其他實施方式。

應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。