[發明專利]一種套刻標記及使用套刻標記進行套刻誤差測量的方法

在審

• 申請號: 202010597518.3
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN113848687A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 田范煥;梁時元;賀曉彬;丁明正;楊濤;李俊峰;王文武
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所;真芯（北京）半導體有限責任公司
• 主分類號: G03F9/00
• 分類號: G03F9/00;G03F7/20
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 付婧

本公開提供了一種套刻標記及使用套刻標記進行套刻誤差測量的方法。該套刻標記包括第一測量標記和第二測量標記，其中，第一測量標記具有圓形外輪廓、形成于前層上，第二測量標記具有圓形外輪廓、形成于當前層上。該方法包括下述的步驟：在前層上形成具有圓形外輪廓的第一測量標記以及在當前層上形成具有圓形外輪廓的第二測量標記，且第二測量標記尺寸與第一測量標記尺寸不同，然后再利用第一測量標記與第二測量標記的位置偏差計算出套刻誤差。與傳統套刻標記不同，本公開創新地提出了具有圓形結構設計的套刻標記，能夠利用面積比例的方式計算出套刻誤差，徹底解決了傳統套刻誤差測量方案受噪音信號干擾的問題。

技術領域

本公開涉及套刻誤差測量技術領域，更為具體地，本公開為一種套刻標記及使用套刻標記進行套刻誤差測量的方法。

背景技術

器件各層間的重疊(OVERLAP)和對準(ALIGNMENT)對DRAM(Dynamic RandomAccess Memory，動態隨機存取存儲器)等半導體設備來說是非常重要的工藝，為提高層間對準的精確度，現有技術引入了多種標記(MARKS)，目前的套刻誤差測量所使用的套刻標記(Mark)往往是方形的，比如正方形或長方形，利用前套刻標記、后套刻標記的檢測信號測量補償量(OFFSET)。但是，在沉積多種膜質或進行化學機械拋光(CMP)工藝或進行刻蝕(ETCH)工藝過程破壞膜質時，測量套刻標記的信號會產生很多噪音信號，而這些噪音信號會導致套刻誤差測量的準確度明顯地降低。

傳統套刻誤差測量方案包括圖像信號識別套刻誤差(IMAGE BASED OVERLAY，IBO)方案和衍射式套刻誤差識別(DIFFRACTION BASED OVERLAY，DBO)方案等，圖像信號識別套刻誤差用的圖案包括內外箱型(BOX IN BOX)圖案、光柵式(Advanced Image Measurement，AIM)圖案以及內外條型(BAR IN BAR)等等，如圖5中的光柵式圖案的套刻標記的結構示意圖，可以利用前層周期性圖案300的光檢測信號與當前層周期性圖案301的光檢測信號之間的變化計算套刻誤差，雖可以利用前后套刻標記的正弦波檢測信號波峰變化計算套刻誤差，但存在噪音信號時，傳統的套刻誤差測量方法準確度會降低。

發明內容

為解決傳統的套刻誤差測量方法受噪音信號嚴重影響等問題，本公開創新地提供了一種套刻標記及使用套刻標記進行套刻誤差測量的方法，能夠徹底解決現有技術存在的諸多問題。

根據本公開的一個或多個實施例，本公開提供了一種套刻標記，該套刻標記包括第一測量標記和第二測量標記。其中，第一測量標記具有圓形外輪廓、形成于前層上，第二測量標記具有圓形外輪廓、形成于當前層上。第一測量標記與第二測量標記兩者的尺寸不同。

根據本公開的一個或多個實施例，本公開提供了一種使用本公開任一實施例的套刻標記測量套刻誤差的方法。該方法包括下述的步驟：在前層上形成具有圓形外輪廓的第一測量標記以及在當前層上形成具有圓形外輪廓的第二測量標記，且第二測量標記尺寸與第一測量標記尺寸不同。然后再利用第一測量標記與第二測量標記的位置偏差計算出套刻誤差。

本公開的有益效果為：與傳統套刻標記不同，本公開創新地提出了具有圓形結構設計的套刻標記，能夠利用面積比例的方式計算出套刻誤差，徹底解決了傳統的套刻誤差測量方案受噪音信號干擾的問題。

本公開還能夠利用多個第一圓形標記和第二圓形標記進行套刻誤差測量，以實現多重測量功能，所以本公開的套刻誤差測量方案的效率會更高。

本公開避免了對常規的套刻標記采集信號的依賴，通過面積比例計算方案代替了常規的前、后信號比較方案，所以本公開具有可靠性更強、更容易實施、成本低等突出優點。

附圖說明

圖1示出了無偏移狀態下一個第一測量標記與第二測量標記的位置關系示意圖。

圖2示出了向左下方偏移狀態下一個第一測量標記與第二測量標記的位置關系示意圖。