[发明专利]晶片叠对标记、叠对测量系统及相关方法

说明书

本申请案涉及晶片叠对标记及叠对测量系统及相关方法。一种用于确定叠对测量的方法包含使晶片定向以将叠对标记的图案的线的部分与其中照明源在所述晶片处发射光的方向对准及对准所述图案的所述线的其它部分以在垂直于其中所述照明源在所述晶片处发射光的所述方向的方向上延伸。所述方法包含经由成像仪传感器捕获所述晶片的至少一个图像。所述方法也包含确定所述叠对标记的区域的对比度且确定所述叠对标记的位置。叠对标记包含定义列阵列的图案。每一列包含彼此平行定向且在列的第一区域内在第一方向上延伸且在所述列的第二区域内在第二不同方向上延伸的一组连续线。

交叉参考

本申请案主张2019年12月18日申请的“晶片叠对标记、叠对测量系统及相关方法(Wafer Overlay Marks,Overlay Measurement Systems,and Related Methods)”的第16/719,366号美国专利申请案的申请日期的优先权。

技术领域

本公开大体涉及晶片叠对标记及叠对测量系统。另外，本公开涉及叠对标记，其包含最小到没有中断的连续图案。

背景技术

光刻设备是将预期图案施加到衬底，通常施加到块体半导体衬底(例如，半导体晶片)的目标部分上的机器。例如，可在半导体装置的制造中使用光刻设备。在所述例项中，在此项技术中称为掩膜或光罩的图案化装置可用于从晶片的有源表面上的个别材料层级产生将形成在裸片位置上的电路图案。此图案可转移到晶片(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包含一个或若干裸片位置的部分)上。图案转印通常经由成像到设置在晶片上的辐射敏感材料(即，光阻剂)层上来实现。一般来说，晶片将含有对应于经连续图案化的裸片位置的邻近目标部分的网格。在光刻工艺中，通常期望经常测量所产生的特征(即，结构)及其在晶片上的位置，例如用于工艺控制及验证。已知用于进行此类测量的各种工具，包含扫描电子显微镜(其通常用于测量临界尺寸(CD))及用于测量叠对的工具(测量半导体装置中的两个层对准的精度)。叠对可根据两个层之间的错位程度来描述，例如，参考1nm的测量叠对可描述两个层横向错位达1nm的情境。测量叠对的常规光学方法通常包含使用光学显微镜及测量光谱及/或衍射图案。测量叠对的额外常规光学方法通常包含用来自光学显微镜的经捕获图像测量叠对。常规叠对标记一般并入图案中断(不包含图案的区域)以产生光学对比度。但是，图案中断通常在处理期间被破坏，这对叠对测量产生不利影响。

发明内容

本公开的一或多项实施例包含一种确定晶片的关注层级与所述晶片的参考层级之间的叠对测量(例如，位置偏移)的方法。所述方法可包含使晶片在叠对度量测量系统内定向(例如，旋转晶片卡盘上的晶片)以将叠对标记的图案的线的部分与其中所述叠对度量测量系统的照明源在所述晶片处发射光(例如，辐射)的方向对准。此外，使所述晶片定向可包含对准所述叠对标记的所述图案的所述线的其它部分以在垂直于其中所述叠对度量测量系统的所述照明源在所述晶片处发射光的所述方向的方向上延伸。所述方法进一步包含经由所述照明源在所述晶片处发光，且经由所述叠对度量测量系统的成像仪传感器捕获所述晶片的至少一个图像。所述方法也包含至少部分基于所述捕获至少一个图像来确定所述叠对标记的区域的对比度，且基于所述经确定对比度，确定所述叠对标记的位置。此外，所述方法可包含经由上文描述的方法确定所述晶片的参考层级的叠对标记的位置及所述晶片的关注层级的叠对标记的位置。此外，基于所述叠对标记的所述经确定位置，所述叠对度量测量系统可确定晶片的所述参考层级与所述关注层级之间的位置偏移。

本公开的一些实施例包含叠对标记，其用于确定晶片的所述参考层级与所述关注层级之间的位置偏移。所述叠对标记可包含定义列阵列的图案，每一列包括一组平行条形标记，其中每一条形标记通过间隔标记与邻近条形标记间隔开。此外，所述列阵列的每一列内的所述图案可包含彼此平行定向且在相应列的每一条形标记内在第一方向上延伸且在所述相应列的每一间隔标记内在第二不同方向上延伸的一组线。所述组线的每一线可为连续的且可从所述相应列的最上区域延伸到所述相应列的最下区域。此外，所述第一方向可垂直于所述第二方向。