[發(fā)明專利]一種套刻精度點(diǎn)檢方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710985188.3
• 申請(qǐng)日: 2017-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN107731706B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱曉斌;蔡亮;吳鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/66
• 分類號(hào): H01L21/66
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 智云

本發(fā)明提出一種套刻精度點(diǎn)檢方法，包括下列步驟：將裸晶圓在固定機(jī)臺(tái)進(jìn)行第一次曝光顯影；將處理后的晶圓在需要進(jìn)行點(diǎn)檢的光刻機(jī)進(jìn)行第二次曝光顯影；量測(cè)設(shè)計(jì)好的特征尺寸圖形，并通過特征尺寸與套刻精度的關(guān)系式，得到套刻精度點(diǎn)檢結(jié)果。本發(fā)明提出的套刻精度點(diǎn)檢方法，將工藝影響因素從套刻精度點(diǎn)檢結(jié)果中排除，真實(shí)反映光刻機(jī)套刻精度狀態(tài)，提高了套刻精度點(diǎn)檢的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，且特別涉及一種套刻精度點(diǎn)檢方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體芯片的集成度不斷提高，晶體管的特征尺寸不斷縮小到納米級(jí)，生產(chǎn)工藝也越來(lái)越復(fù)雜。在生產(chǎn)中各種元器件的三維結(jié)構(gòu)被分解為幾十層二維的光刻圖形。為了達(dá)到良好的器件性能，各個(gè)光刻圖形不但要有精準(zhǔn)的特征尺寸線寬，還要保證層與層之間的精確對(duì)準(zhǔn)套刻(Overlay)，對(duì)轉(zhuǎn)過程的結(jié)果，或者每個(gè)連續(xù)的圖形與先前層匹配的精度，被稱作套準(zhǔn)。

套刻精度測(cè)量通常是在上下兩個(gè)光刻層的圖形中各放置一個(gè)套刻精度測(cè)量圖形(Overlay Mark，簡(jiǎn)稱OVL mark)，通過測(cè)量?jī)蓚€(gè)套刻圖形的相對(duì)位置的偏差，來(lái)保證兩層光刻圖形之間的對(duì)準(zhǔn)。

現(xiàn)有光刻機(jī)的套刻精度點(diǎn)檢方法，是先在裸晶圓上進(jìn)行薄膜沉積，然后通過光刻加刻蝕工藝在薄膜上留下前層圖形，制作成OVL測(cè)試晶圓，最后在測(cè)試晶圓上用需要進(jìn)行點(diǎn)檢的光刻機(jī)上做出的當(dāng)層圖形OVL量測(cè)，其結(jié)果就是套刻精度點(diǎn)檢結(jié)果。但這種點(diǎn)檢方法的準(zhǔn)確性會(huì)極大的依賴于制作測(cè)試晶圓的工藝是否優(yōu)良，當(dāng)薄膜沉積工藝//刻蝕工藝存在問題，例如：晶圓中心/邊緣有差異時(shí)，套刻精度點(diǎn)檢結(jié)果就會(huì)失真，如圖1所示。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種套刻精度點(diǎn)檢方法，將工藝影響因素從套刻精度點(diǎn)檢結(jié)果中排除，真實(shí)反映光刻機(jī)套刻精度狀態(tài)，提高了套刻精度點(diǎn)檢的準(zhǔn)確性。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種套刻精度點(diǎn)檢方法，包括下列步驟：

將裸晶圓在固定機(jī)臺(tái)進(jìn)行第一次曝光顯影；

將處理后的晶圓在需要進(jìn)行點(diǎn)檢的光刻機(jī)進(jìn)行第二次曝光顯影；

量測(cè)設(shè)計(jì)好的特征尺寸圖形，并通過特征尺寸與套刻精度的關(guān)系式，得到套刻精度點(diǎn)檢結(jié)果。

進(jìn)一步的，所述特征尺寸與套刻精度的關(guān)系式通過量測(cè)曝光后檢查特征尺寸的方式獲得。

進(jìn)一步的，所述量測(cè)設(shè)計(jì)好的特征尺寸圖形通過將第一次曝光顯影獲得的圖形和第二次曝光顯影獲得的圖形的中心重疊后得到。

進(jìn)一步的，所述特征尺寸與套刻精度的關(guān)系式為：

OVL_CDSEM＝|P_XL-P_XR|/2，

其中，OVL_CDSEM表示套刻精度，P_XL和P_XR分別表示第二次曝光顯影獲得圖形兩側(cè)邊界距離第一次曝光顯影獲得的圖形兩側(cè)邊界的距離。

本發(fā)明提出的套刻精度點(diǎn)檢方法，通過不制作OVL測(cè)試晶圓，而是設(shè)計(jì)特別的特征尺寸量測(cè)圖形，再在裸晶圓上進(jìn)行2次曝光和顯影，做出特征尺寸量測(cè)圖形，用量測(cè)曝光后檢查特征尺寸的方式，建立起特征尺寸大小和套刻精度的關(guān)系，進(jìn)行光刻機(jī)套刻精度點(diǎn)檢的方法，將工藝影響因素從套刻精度點(diǎn)檢結(jié)果中排除，真實(shí)反映光刻機(jī)套刻精度狀態(tài)，提高了套刻精度點(diǎn)檢的準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1所示為晶圓邊緣套刻精度點(diǎn)檢結(jié)果失真的示意圖。

圖2所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的套刻精度點(diǎn)檢方法流程圖。

圖3所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的套刻精度點(diǎn)檢方法結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的晶圓套刻精度點(diǎn)檢結(jié)果示意圖。