[發(fā)明專利]套刻對(duì)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)及套刻方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211724771.6
• 申請(qǐng)日: 2022-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN116184769A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅先剛;王璞;向遙;高平;周全
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天府興隆湖實(shí)驗(yàn)室
• 主分類號(hào): G03F7/20
• 分類號(hào): G03F7/20;G03F9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請(qǐng)屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種套刻對(duì)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)，至少包括：第一圖案，形成于晶圓的第一層中；第二圖案，形成于晶圓的第一層上方的第二層中，且包括在第一方向上關(guān)于第一圖案對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)第二子圖案；第三圖案，形成于晶圓的第二層上方的第三層中，且包括在與第一方向垂直的第二方向上關(guān)于第一圖案對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)第三子圖案；第一圖案、第二圖案和第三圖案在晶圓上的投影構(gòu)成外部輪廓為矩形的圖案。該套刻對(duì)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)可以建立起第一圖案、第二圖案和第三圖案與套刻誤差的關(guān)聯(lián)性，還能建立第一圖案、第二圖案和第三圖案組合成的圖案與套刻誤差的關(guān)聯(lián)性，從多個(gè)維度對(duì)套刻誤差進(jìn)行檢測(cè)，提高了套刻的檢測(cè)精度，保證了多層套刻的堆疊精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種套刻對(duì)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)及套刻方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體工藝的飛速發(fā)展，集成電路(Intergrated?Circuit，IC)由上世紀(jì)的小規(guī)模發(fā)展到當(dāng)今的超大規(guī)模。現(xiàn)今半導(dǎo)體制造過程中，光刻工藝最為重要。在光刻工藝中，最為重要的指標(biāo)有關(guān)鍵尺寸(Critical?Dimension)、分辨率、套刻誤差(Overlay)、顆粒(Particle)和缺陷(Defection)密度。理想情況下，集成電路的當(dāng)前層套刻標(biāo)識(shí)和前層套刻標(biāo)識(shí)之間完全套準(zhǔn)，即相對(duì)位移為零。實(shí)際半導(dǎo)體加工過程中總會(huì)存在一定套準(zhǔn)誤差，因?yàn)樵趯?duì)準(zhǔn)和曝光這一步驟中，當(dāng)前層對(duì)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)的掩模版不可能完全與前層對(duì)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)掩膜版保持完美套準(zhǔn)關(guān)系。掩模套刻標(biāo)識(shí)對(duì)套刻精度的影響是很重要的，隨著套刻層數(shù)的增加和關(guān)鍵尺寸的不斷縮小，黃光區(qū)晶圓光刻加工出現(xiàn)良率持續(xù)下降等問題，針對(duì)這些問題光刻工藝對(duì)套刻標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)的要求越來越高。

目前普遍采用Frame-in-Frame、Box-in-Box、Bar-in-Bar套刻對(duì)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)，在28～130nm工藝技術(shù)節(jié)點(diǎn)中，前一層和當(dāng)前層之間出現(xiàn)較大的套準(zhǔn)誤差，超出關(guān)鍵尺寸允許套刻誤差范圍，直接影響半導(dǎo)體器件電性能，導(dǎo)致半導(dǎo)體光刻加工制造良率下降。采用十字型光刻套刻標(biāo)識(shí)提高了28～130nm工藝技術(shù)節(jié)點(diǎn)的套刻精度，使其套刻誤差范圍保持在合理的區(qū)間。但是，采用十字型標(biāo)識(shí)需要耗時(shí)長的兩次對(duì)準(zhǔn)模式，第一步是粗對(duì)準(zhǔn)，即在圓晶上選取一個(gè)區(qū)域中的兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)和掩模版上的兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)對(duì)準(zhǔn)。第二步是精細(xì)對(duì)準(zhǔn)，一般是選取多個(gè)曝光區(qū)域中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)分別和掩模版上的標(biāo)識(shí)對(duì)準(zhǔn)，計(jì)算出修正值，反饋至曝光機(jī)進(jìn)行矯正，降低套刻誤差。并且，十字型光刻套刻標(biāo)識(shí)占用切割道區(qū)域面積較大，經(jīng)過化學(xué)拋光等工藝后十字型光刻套刻標(biāo)識(shí)變形嚴(yán)重，造成多層套刻對(duì)準(zhǔn)誤差增加，降低成品的良率，增加了制造成本。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種套刻對(duì)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)及套刻方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中套刻對(duì)準(zhǔn)效率低且誤差大的技術(shù)問題。

一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的套刻對(duì)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)，套刻對(duì)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)形成于晶圓上，其特征在于，套刻對(duì)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)至少包括：

第一圖案，形成于晶圓的第一層中；

第二圖案，形成于晶圓的第一層上方的第二層中，且包括在第一方向上關(guān)于第一圖案對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)第二子圖案；

第三圖案，形成于晶圓的第二層上方的第三層中，且包括在與第一方向垂直的第二方向上關(guān)于第一圖案對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)第三子圖案；

其中，第一圖案、第二圖案和第三圖案在晶圓上的投影構(gòu)成外部輪廓為矩形的圖案。

根據(jù)本申請(qǐng)一方面的實(shí)施方式，在預(yù)設(shè)坐標(biāo)系下，第一圖案和兩個(gè)第二子圖案的中心坐標(biāo)的橫坐標(biāo)相同，第一圖案和兩個(gè)第三子圖案的中心坐標(biāo)的縱坐標(biāo)相同；或

在預(yù)設(shè)坐標(biāo)系下，第一圖案和兩個(gè)第二子圖案的中心坐標(biāo)的縱坐標(biāo)相同，第一圖案和兩個(gè)第三子圖案的中心坐標(biāo)的橫坐標(biāo)相同。

根據(jù)本申請(qǐng)一方面前述任一實(shí)施方式，第一圖案、第二子圖案、第三子圖案的外部輪廓包括正方形、長方形和三角形中的至少兩種。

根據(jù)本申請(qǐng)一方面前述任一實(shí)施方式，第一圖案、第二子圖案和第三子圖案的外部輪廓均為矩形。