[发明专利]套刻误差测量方法及套刻标记

说明书

本发明涉及一种套刻标记，涉及集成电路制造技术，该套刻标记包括当层套刻标记及相对于所述当层套刻标记的第一前层套刻标记和第二前层套刻标记，且所述第一前层套刻标记与所述第二前层套刻标记组合成为一个包括X方向的套刻标记和Y方向的套刻标记的前层套刻标记；以使晶圆能在一步套刻精度测量过程中同时获得当层与第一前层前层之间的套刻精度及当层与第二前层之间的套刻精度，进而可以通过光刻机的套刻精度补正系统来改善所述的套刻精度。

技术领域

本发明涉及一种集成电路制造技术，尤其涉及一种套刻误差测量方法。

背景技术

光刻工艺是半导体集成电路制造中的关键步骤，光刻的套刻精度是衡量光刻工艺的关键参数之一，它是指晶圆的上下两层图形之间的偏移量，也即套刻误差。通常通过测量上下两层套刻标记之间的偏移量来测量套刻误差以评估套刻精度。

请参阅图1，图1为现有技术的一种套刻标记示意图，如图1所示，光刻工艺中常用的套刻精度测量标记(以下简称套刻标记)，其中前层(被对准层)套刻标记100是经由光刻和刻蚀工艺后形成于晶圆上的，当层(对准层)套刻标记200是经由光刻后形成于晶圆上的，套刻精度分为X方向的套刻精度ΔX和Y方向的套刻精度ΔY，如图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。在实际生产过程中，除了测量套刻精度以外，还会有一套光刻机套刻精度补正系统，该系统的工作原理是：在测量完套刻精度之后，将所测量的套刻误差反馈到光刻机，对光刻机的套刻参数进行补偿，补偿后的套刻参数再用于当前批次晶圆或下一批次的晶圆，从而使当前批次晶圆或下一批次的晶圆能获得更好的套刻精度。

通常来说，套刻精度所考虑的是一个当层和一个前层的偏移量的关系，但有些时候，由于图形设计的原因，我们需要考虑的是一个当层和两个前层的偏移量的关系。请参阅图2，图2为现有技术的一种套刻标记示意图，如图2所示，接触孔500图形作为当层图形，有源区300和多晶硅400图形作为前层图形，在形成接触孔500图形时，即要考虑接触孔图形500和多晶硅图形400的在X方向上的偏移量，同时又要考虑接触孔图形500和有源区图形300的在Y方向上的偏移量，以保证接触孔图形500能落于有源区300或多晶硅400内部，否则会造成接触不良而导致开路，也即是说，需要考虑同一个当层(接触孔500)和两个不同前层(有源区300和多晶硅400)的套刻精度，只是所要考虑的套刻精度的方向不一样而已。对于这种情况，图1所示的套刻标记就不再适用，因为它只能用来测量一个当层和一个前层的套刻精度。现有的一种方法为：请参阅图3a及图3b，图3a为现有技术的一种套刻标记示意图，图3b为现有技术的一种套刻标记示意图，如图3a所示的套刻标记包括当层套刻标记200和第一前层套刻标记101，用来测量当层(如接触孔)和第一前层(如有源区)的套刻精度，如图3b所示的套刻标记包括当层套刻标记200和第二前层套刻标记102，用来测量当层(如接触孔)和第二前层(如多晶硅)的套刻精度。但这种方法有两个缺点：一是需要分两步测量套刻精度，从而增加工艺步骤的复杂性；二是在建立光刻机套刻精度补正系统时，因为只能使用一次套刻精度的测量值进行补偿，因此，如果只使用当层(如接触孔)和第一前层(如有源区)的套刻精度进行补偿，则补偿后可以获得较好的当层(如接触孔)和第一前层(如有源区)的套刻精度，但却无法获得较好的当层(如接触孔)和第二前层(如多晶硅)的套刻精度。

因此在集成电路制造中，需要设计一种能同时改善当层和两个前层之间的套刻精度的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种套刻误差测量方法，使晶圆能在一步套刻精度测量过程中同时获得当层与第一前层前层之间的套刻精度及当层与第二前层之间的套刻精度，进而可以通过光刻机的套刻精度补正系统来改善所述的套刻精度。