[發明專利]表征套刻精度量測方法準確性的方法

在審

• 申請號: 202210097317.6
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114296325A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 錢睿;賴璐璐;劉碩;張聰
• 申請（專利權）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;H01L21/66;H01L23/544
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

本發明公開了一種表征套刻精度量測方法準確性的方法中，包括：步驟一、對具有前層套刻精度標識的晶圓并進行第一次曝光，進行第一次測量收集整片晶圓的套刻精度數據，得到最佳補值并將晶圓返工。步驟二、選擇性地在N個shot上添加固定偏移量并上傳到光刻機。步驟三、結合最佳補值和固定偏移量對晶圓進行第二次曝光；進行第二次測量收集整片晶圓的套刻精度數據。步驟四、利用各未選定shot的套刻精度量測值進行模擬計算得到各選定shot的套刻精度模擬值。步驟五、將各選定shot的套刻精度量測值減去套刻精度模擬值得到各選定shot的偏差值，通過各選定shot的固定偏移量和偏差值進行點對點比較判斷套刻精度量測方法的準確性。本發明能簡化工藝方法并提高測試速度。

技術領域

本發明涉及一半導體集成電路制造方法，特別是涉及一種表征套刻精度量測方法準確性的方法。

背景技術

現有套刻精度量測方法主要分為基于圖像套刻(image based overlay，IBO)方法和基于衍射套刻(diffraction based overlay，DBO)方法。IBO和DBO對套刻精度的測量都是間接測量。現有方法中，為了表征IBO和DBO量測套刻精度的準確性，需要采用直接測量套刻精度的方法來實現，現有方法主要是采用特征尺寸測量用掃描電子顯微鏡(CDSEM)套刻(OVL)標識(mark)即CDSEM OVL mark。

如圖1所示，是現有表征套刻精度量測方法準確性的方法中采用的CDSEM OVLmark的版圖；CDSEM OVL mark包括了由前層標識101組成的陣列和由當前層標識102組成的陣列。現有方法中，在當前層標識102的光刻工藝完成后，還需進行刻蝕工藝將前層標識101裸露出來才能進行前后層偏移量的直接量測，根據采用CDSEM OVL mark進行直接測量得到套刻精度的測量結構來與IBO和DBO的套刻精度量測結果進行對比，從而實現對IBO和DBO的套刻精度量測結果的準確性進行表征。

但是，采用CDSEM mark具有如下缺陷：

首先、不能對所有工藝層(layer)通用，需要根據不同layer工藝屬性進行特殊設計。

其次、不能在光刻當站進行量測，需要經過刻蝕工藝將前層露出來才可以進行量測，與此同時引入了刻蝕工藝對量測結果的影響。

再次、CDSEM量測速度較慢，不利于大規模收集整片晶圓的數據。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種表征套刻精度量測方法準確性的方法，不需要采用CDSEM標識即可實現，能對所有層都通用，不需要進行刻蝕工藝即可實現，從而能簡化工藝方法并提高測試速度。

為解決上述技術問題，本發明提供的表征套刻精度量測方法準確性的方法中，套刻精度量測方法采用前層套刻精度標識以及當前層套刻精度標識進行偏移測量得到套刻精度數據；套刻精度量測方法的準確性的表征方法包括如下步驟：

步驟一、提供具有前層套刻精度標識的晶圓，采用具有當前層套刻精度標識的光罩對所述晶圓進行第一次曝光，所述第一次曝光會在所述晶圓上形成由光刻膠圖形組成的當前層套刻精度標識。

進行第一次測量收集整片所述晶圓的套刻精度數據，得到最佳補值并將晶圓返工。

步驟二、選擇性地在N個shot上添加固定偏移量，并上傳到光刻機。

一個shot為一曝光單元，N為大于1的整數，所述晶圓上所包括的shot的數量大于N，令添加固定偏移量的所述shot為選定shot，未添加固定偏移量的所述shot為未選定shot。

步驟三、采用具有當前層套刻精度標識的所述光罩并結合所述第一次曝光時得到的最佳補值以及N個所述選定shot的固定偏移量對所述晶圓進行第二次曝光；所述第二次曝光會在所述晶圓上形成由光刻膠圖形組成的當前層套刻精度標識。

進行第二次測量收集整片所述晶圓的套刻精度數據。