[發(fā)明專利]改善套刻精度的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310450454.8
• 申請日: 2023-04-25
• 公開（公告）號: CN116520646A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜冒泉;金樂群;李玉華;陳建;李錦茹
• 申請（專利權(quán)）人: 華虹半導(dǎo)體（無錫）有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F9/00
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 劉昌榮

本發(fā)明提供一種改善套刻精度的方法，提供晶圓，在晶圓上形成有前層結(jié)構(gòu)以及位于前層結(jié)構(gòu)上的當(dāng)層結(jié)構(gòu)，前層結(jié)構(gòu)上形成有前層套刻標(biāo)記；在前層結(jié)構(gòu)上形成光刻膠層，光刻打開光刻膠層形成刻蝕圖案以及當(dāng)層套刻標(biāo)記，之后進(jìn)行顯影后檢測，根據(jù)前層套刻標(biāo)記和當(dāng)層套刻標(biāo)記獲取第一誤差；以刻蝕圖案為掩膜刻蝕當(dāng)層結(jié)構(gòu)，用以形成刻蝕后圖形，之后進(jìn)行刻蝕后檢測，根據(jù)刻蝕后圖形獲取第二誤差，第二誤差為刻蝕的偏移量；通過第一、二誤差獲取補(bǔ)償值，光刻機(jī)的套刻精度補(bǔ)正系統(tǒng)利用補(bǔ)償值修正當(dāng)前批次或下一批次晶圓的套刻精度。本發(fā)明基于刻蝕后量測特征圖形關(guān)鍵尺寸的差異建模表征套刻標(biāo)記，對當(dāng)層套刻標(biāo)記反饋進(jìn)行補(bǔ)償，改善了圖層套刻精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種改善套刻精度的方法。

背景技術(shù)

請參閱圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)的一種套刻標(biāo)記示意圖，如圖1所示，光刻工藝中常用的套刻精度測量標(biāo)記(以下簡稱套刻標(biāo)記)，其中前層(被對準(zhǔn)層)套刻標(biāo)記100是經(jīng)由光刻和刻蝕工藝后形成于晶圓上的，當(dāng)層(對準(zhǔn)層)套刻標(biāo)記200是經(jīng)由光刻后形成于晶圓上的，套刻精度分為X方向的套刻精度ΔX和Y方向的套刻精度ΔY，如圖1所示，X方向的套刻精度ΔX＝(X2-X1)/2，Y方向的套刻精度ΔY＝(Y2-Y1)/2。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，除了測量套刻精度以外，還會有一套光刻機(jī)套刻精度補(bǔ)正系統(tǒng)，該系統(tǒng)的工作原理是：在測量完套刻精度之后，將所測量的套刻誤差反饋到光刻機(jī)，對光刻機(jī)的套刻參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償后的套刻參數(shù)再用于當(dāng)前批次晶圓或下一批次的晶圓，從而使當(dāng)前批次晶圓或下一批次的晶圓能獲得更好的套刻精度。

隨著IC芯片制程工藝的不斷提升，對于先進(jìn)制程工藝，尤其是28nm節(jié)點(diǎn)以下,對Overlay(套刻精度)的要求越來越高。一般在光刻之后對晶圓進(jìn)行套刻精度量測，確保套刻精度滿足生產(chǎn)工藝，該量測是基于套刻精度標(biāo)記來表征實(shí)際圖形的對位情況；但實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過刻蝕之后最終圖層間的真實(shí)套刻精度跟光刻后套刻精度標(biāo)記量測有一定差異，存在偏差。

為解決上述問題，需要提出一種新型的改善套刻精度的方法。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種改善套刻精度的方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中在光刻之后對晶圓進(jìn)行套刻精度量測，確保套刻精度滿足生產(chǎn)工藝，該量測是基于套刻精度標(biāo)記來表征實(shí)際圖形的對位情況；經(jīng)過刻蝕之后最終圖層間的真實(shí)套刻精度跟光刻后套刻精度標(biāo)記量測有一定差異，存在偏差的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種改善套刻精度的方法，包括：

步驟一、提供晶圓，在所述晶圓上形成有前層結(jié)構(gòu)以及位于所述前層結(jié)構(gòu)上的當(dāng)層結(jié)構(gòu)，所述前層結(jié)構(gòu)上形成有前層套刻標(biāo)記；

步驟二、在所述前層結(jié)構(gòu)上形成光刻膠層，光刻打開所述光刻膠層形成刻蝕圖案以及當(dāng)層套刻標(biāo)記，之后進(jìn)行顯影后檢測，根據(jù)所述前層套刻標(biāo)記和所述當(dāng)層套刻標(biāo)記的位置之差獲取第一誤差；

步驟三、以所述刻蝕圖案為掩膜刻蝕所述當(dāng)層結(jié)構(gòu)，用以形成刻蝕后圖形，之后進(jìn)行刻蝕后檢測，根據(jù)所述刻蝕后圖形獲取第二誤差，所述第二誤差為刻蝕導(dǎo)致的偏移量；

步驟四、通過所述第一、二誤差獲取所述補(bǔ)償值，所述光刻機(jī)的套刻精度補(bǔ)正系統(tǒng)利用所述補(bǔ)償值修正當(dāng)前批次或下一批次晶圓的套刻精度。

優(yōu)選地，步驟一中的所述前層套刻標(biāo)記包括X方向的套刻標(biāo)記和Y方向的套刻標(biāo)記，其圍成了一正方形區(qū)域。

優(yōu)選地，步驟二中的所述當(dāng)層套刻標(biāo)記包括X方向的套刻標(biāo)記和Y方向的套刻標(biāo)記,其圍成的的正方形區(qū)域面積小于所述矩形區(qū)域的正方形，X方向的套刻精度ΔX＝(X2-X1)/2，Y方向的套刻精度ΔY＝(Y2-Y1)/2，X1和X2為所述當(dāng)層套刻標(biāo)記在X方向與所述前層套刻標(biāo)記的距離，Y1和Y2為所述當(dāng)層套刻標(biāo)記在Y方向與所述前層套刻標(biāo)記的距離。

優(yōu)選地，步驟二、三中利用電子束機(jī)臺或掃描電子顯微鏡進(jìn)行顯影后檢測或刻蝕后檢測。