[发明专利]对准测量方法

说明书

本发明提供一种对准测量方法，至少包括以下步骤：将待测量工件引入对准量测机台，在所述对准量测机台内设置用于对准测量的硅片对准标记测量点位置；采集设置于最小曝光单元中的多个硅片对准标记测量点的坐标；根据所述硅片对准标记测量点的坐标计算硅片对准标记测量点位置位移；将对准量测机台计算所得硅片对准标记测量点位置位移与光罩上定义的对准标记点位置位移作比较，若偏差在允许范围内，则结束；若偏差超出允许范围，则返回重新设置所述硅片对准标记测量点位置，直至偏差在允许范围内为止。本发明大大提高了光刻对准量测程序设置的正确性，保证了后续自动补偿的准确性，进而提高硅片套准精度的准确性，保证了硅片的良品率。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种对准测量方法。

背景技术

近年来，随着半导体技术的不断进步，器件的功能也不断强大，然而随之而来的对于半导体制造技术的要求也与日俱增。光刻是制造高级半导体器件和大规模集成电路的关键工艺之一，并常用于刻划光栅、线纹尺和度盘等的精密线纹。光刻是利用照相复制与化学腐蚀相结合的技术，在工件表面制取精密、微细和复杂薄层图形的化学加工方法，其利用光致抗蚀剂(或称光刻胶)感光后因光化学反应而形成耐蚀性的特点，将光罩上的光刻图形刻制到被加工工件表面上。光刻半导体晶片二氧化硅的主要步骤是：首先，在被加工工件表面涂布光致抗蚀剂；然后，对准光罩和晶圆，并进行曝光处理；再用显影液溶解未感光的光致抗蚀剂层；接着，用腐蚀液溶解掉无光致抗蚀剂保护的二氧化硅层；最后，去除已感光的光致抗蚀剂层，单次光刻结束。

光刻过程中，光罩与晶圆的套准容差会导致器件和金属连线的电气特性发生改变，对半导体芯片的制造非常重要，因此，光刻套准精度必须得到很好的控制，尤其是在制程工艺越来越高、线宽越来越小的情况下，光刻对准精度的要求也越来越高。传统工艺中对准测量是利用OVL(Overlay，对准量测)机台完成的，其标准操作程序(Standard OperationProcedure)是首先利用光刻对准量测程序在最小曝光单元(Shot)的左上角设置硅片对准标记测量点A1、在Shot的右上角设置硅片对准标记测量点A2、在Shot的右下角设置硅片对准标记测量点A3及在Shot的左下角设置硅片对准标记测量点A4，如图1所示。然后进行人工检查，首先，如图2所示，检查对准量测计量图(metrology map)中最外圈的标记区域site1～site4是否是完整Shot、标记区域site5是否位于计量图的中心；其次，如图1所示，对硅片对准标记量测点进行位置检查，检查每个标记区域中的测量点是否位于一个Shot的四个角上。检查结果符合要求后就开始采集各测量点套准数据，以此得到套准偏差数据。而后，利用APC System(Advanced Process Control System，先进生产控制系统)反馈所述对准测量数据并对对准偏差做出补偿，确保对准偏差值在可接受范围内。

但是，如果光刻对准量测程序设置出错，而后续检查未能及时发现问题，那么APC系统将有可能根据错误的OVL数据做出过补偿，使得电性测试或者硅片测试失效，从而导致报废量比较大的异常事件。如图1所示，设置要求的硅片对准标记测量点为A1、A2、A3、A4，若光刻对准量测程序设置的测量点分别为A1、A2、A3’、A4’，此时一个shot的四个角被测量点A1、A2、A3’、A4’包围，从位置检查过程中很难发现问题，这将导致后续APC补偿误差在shot底部增大，进而影响后续性能及产品良率。

因此，如何提高光刻对准量测程序(包括对准量测在硅片上的位置以及对准标记)的正确性，进而提高半导体制造技术水平及半导体产品性能是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种对准测量方法，用于解决现有技术中对准测量程序人工检测工作量大，易选错对准标记或者对准位置等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种对准测量方法，所述对准测量方法至少包括以下步骤：