疊對誤差的校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種半導(dǎo)體工藝領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種用于半導(dǎo)體光微影工藝中的疊對誤差的校正方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體工藝中，光微影工藝是將集成電路布局圖轉(zhuǎn)移至半導(dǎo)體芯片上的重要步驟。一般而言，在半導(dǎo)體工藝中，由集成電路設(shè)計(jì)公司(IC design house)所提供的電路布局圖必須先被分割成多層的設(shè)計(jì)布局，并被分別制作在對應(yīng)的光罩上以形成光罩布局圖。各光罩布局圖的圖案可以藉由光微影工藝而被轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體芯片上的光阻層內(nèi)，并經(jīng)由相對應(yīng)的蝕刻、沉積、摻雜等工藝，以制得所需的半導(dǎo)體組件。
[0003]隨著集成電路的集成度(integrat1n)不斷提升，關(guān)于各光罩布局圖間的疊對測量也愈加受到重視。舉例來說，為了連接位于芯片上不同階層的內(nèi)聯(lián)機(jī)(interconnect1n),—般會(huì)利用通孔插塞(via)或接觸結(jié)構(gòu)(contact)等互連結(jié)構(gòu)來達(dá)成。由于內(nèi)聯(lián)機(jī)和插塞或接觸結(jié)構(gòu)一般位于不同階層，為了使上、下層結(jié)構(gòu)能準(zhǔn)確設(shè)置在預(yù)定的位置，因此在光微影工藝時(shí)必須進(jìn)行上、下層結(jié)構(gòu)的疊對(overlay)。
[0004]然而，現(xiàn)有疊對測量技術(shù)仍有待改善之處。舉例來說，受限于測量偏差，其所得的數(shù)值往往會(huì)偏離于上、下層結(jié)構(gòu)間的實(shí)際相對位置數(shù)值，使得測量結(jié)果具有疊對誤差(overlay error)。
[0005]有鑒于此，有必要提供一種改良式的疊對誤差的校正方法，以提升測量結(jié)果的準(zhǔn)確度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明揭示一種疊對誤差的校正方法，以消除現(xiàn)有測量技術(shù)所產(chǎn)生的疊對誤差。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提供一種疊對誤差的校正方法，其包括下列步驟。首先，檢測基板上的疊對標(biāo)記，以產(chǎn)生疊對標(biāo)記信息，其中疊對標(biāo)記包括至少一對第一標(biāo)記圖案以及設(shè)置于第一標(biāo)記圖案上的至少一第二標(biāo)記圖案。接著，利用疊對標(biāo)記信息，以獲得兩個(gè)第一標(biāo)記圖案間的錯(cuò)位數(shù)值(offset)以及獲得第二標(biāo)記圖案和兩個(gè)第一標(biāo)記圖案其中一個(gè)之間的偏移數(shù)值。最后，利用錯(cuò)位數(shù)值補(bǔ)償偏移數(shù)值，以獲得修正偏移數(shù)值。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種疊對誤差的校正方法，其包括下列步驟。首先，檢測基板上的疊對標(biāo)記，以產(chǎn)生疊對標(biāo)記信息，其中疊對標(biāo)記包括多個(gè)第一標(biāo)記圖案，設(shè)置于基板上第一層內(nèi)以及至少二第二標(biāo)記圖案，設(shè)置于第一層上。接著，利用疊對標(biāo)記信息，以獲得每兩個(gè)所述第一標(biāo)記圖案之間的錯(cuò)位數(shù)值以及各第二標(biāo)記圖案與相對應(yīng)各第一標(biāo)記圖案之間的偏移數(shù)值。最后，利用各錯(cuò)位數(shù)值補(bǔ)償各偏移數(shù)值，以獲得修正偏移數(shù)值。
[0009]附圖標(biāo)記
[0010]本說明書含有附圖并于文中構(gòu)成了本說明書的一部分，為使閱者對本發(fā)明實(shí)施例有進(jìn)一步的了解。所述些圖示描繪了本發(fā)明一些實(shí)施例并連同本文描述一起說明了其原理。在所述些圖示中:
[0011]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪制的光罩上的疊對標(biāo)記俯視示意圖。
[0012]圖2示出了第一、第二標(biāo)記圖案被轉(zhuǎn)移至半導(dǎo)體基板上的不同層內(nèi)的剖面示意圖。
[0013]圖3示出了通過檢測步驟所獲得的疊對標(biāo)記信息。
[0014]圖4示出了檢測步驟的簡化流程圖。
[0015]圖5 TJK出了本發(fā)明另一實(shí)施例具有多個(gè)第一標(biāo)記圖案和至少二第二標(biāo)記圖案的疊對標(biāo)記信息。
[0016]圖6 TJK出了圖5疊對標(biāo)記信息內(nèi)的部份第一標(biāo)記圖案和第二標(biāo)記圖案。
[0017]圖7示出了圖5疊對標(biāo)記信息內(nèi)的第一標(biāo)記圖案和第二標(biāo)記圖案。
[0018]圖8示出了本發(fā)明另一實(shí)施例光罩上的疊對標(biāo)記。
[0019]圖9示出了通過檢測步驟所獲得的疊對標(biāo)記信息。
[0020]圖10示出了本發(fā)明又一實(shí)施例光罩上的疊對標(biāo)記。
[0021]須注意本說明書中的所有圖示皆為圖例性質(zhì)。為了清楚與方便圖標(biāo)說明之故，圖標(biāo)中的各部件在尺寸與比例上可能會(huì)被夸大或縮小地呈現(xiàn)。圖中相同的參考符號一般而言會(huì)用來標(biāo)示修改后或不同實(shí)施例中對應(yīng)或類似的特征。
[0022]附圖符號說明
[0023]10、11、60、61、80、81 光罩
[0024]12、12’、12”疊對標(biāo)記
[0025]14、14a、14b、34、34a、34b、52、52a、52b、54、54a、54b、56、56a、56b、58、58a、58b、第一標(biāo)記圖案 64、64a、64b、74、74a、74b、84、84a、84b
[0026]16、16a、16b、36、36a、36b、50、50a、50b、
[0027]第二標(biāo)記圖案 66、66a、66b、76、76a、76b、86、86a、86b
[0028]18基板
[0029]22堆棧層
[0030]22a第一層
[0031]22a第二層
[0032]28檢測步驟
[0033]32、40、72疊對標(biāo)記信息
[0034]42a、42b、44a、44b、44c、44d 工作區(qū)
[0035]141a、141b、161a、161b、341a、341b、361a、361b、501a、501b、521a、521b、541a、541b、
[0036]中心位置641a、641b、661a、661b、741a、741b、761a、761b、861a、861b
[0037]a、d、e、h、1、m錯(cuò)位數(shù)值
[0038]b、c、f、g、j、k、ο、n偏移數(shù)值
[0039]1、p預(yù)設(shè)錯(cuò)位數(shù)值
【具體實(shí)施方式】
[0040]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能理解并實(shí)施本發(fā)明，下文中將配合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明疊對誤差的校正方法。需注意的是，本發(fā)明的保護(hù)范圍以本發(fā)明的權(quán)利要求為準(zhǔn)，而非以揭示于下文的實(shí)施例為限。因此，在不違背本發(fā)明的發(fā)明精神和范圍的前提下，可對下述實(shí)施例作變化與修改。此外，為了簡潔與清晰起見，相同或類似的組件或結(jié)構(gòu)以相同的組件符號表示，且部分現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)和工藝細(xì)節(jié)將不被揭示于下文中。需注意的是，附圖是以說明為目的，并未完全依照原尺寸繪制。
[0041]首先請參照圖1，其是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪制的光罩上的疊對標(biāo)記(overlay mark)。如圖1所示,疊對標(biāo)記12具有多個(gè)相鄰的疊對標(biāo)記圖案14、16,其可以分別設(shè)置在不同光罩10、11上。舉例來說，疊對標(biāo)記12可包括具有柵狀結(jié)構(gòu)的第一標(biāo)記圖案14a、14b和第二標(biāo)記圖案16a、16b,第一標(biāo)記圖案14會(huì)被設(shè)置在第一光罩10上,而第二標(biāo)記圖案16會(huì)被設(shè)置在第二光罩11上。其中，第一、第二標(biāo)記圖案14、16均可以沿著相同方向設(shè)置，例如沿著Y軸方向設(shè)置。
[0042]疊對標(biāo)記12可用以確認(rèn)設(shè)計(jì)于不同層內(nèi)的電路布局圖案在后續(xù)工藝中彼此間是否會(huì)產(chǎn)生疊對偏移。具體來說，第一、第二標(biāo)記圖案14、16可經(jīng)由后續(xù)的半導(dǎo)體工藝而被分別轉(zhuǎn)移至半導(dǎo)體基板上的不同層內(nèi)，并經(jīng)由測量形成在半導(dǎo)體基板上的第一、第二標(biāo)記圖案之間的相對位置，以確認(rèn)相對應(yīng)電路布局圖案的對準(zhǔn)程度。另外，為了確認(rèn)疊對偏移程度，可以在各個(gè)第一、第二標(biāo)記圖案14、16內(nèi)設(shè)定一平行于X軸的參考軸線或參考點(diǎn)，例如以各個(gè)第一、第二標(biāo)記圖案14、16的中心位置141a、141b、161a、161b作為參考點(diǎn)，以作為后續(xù)測量的基準(zhǔn)。如圖1所示，中心位置141a、141b、161a、161b可以被設(shè)定于同一水平軸在線，使得其具有相同Y值。然而，中心位置141a、141b、161a、161b亦可以被分別設(shè)定于不同水平軸在線，使其分別具有不同Y值。
[0043]在下文中，將詳述本發(fā)明的第一、第二標(biāo)記圖案轉(zhuǎn)移至半導(dǎo)體基板上的不同層內(nèi)的結(jié)構(gòu)以及判定疊對偏移程度的方法。
[0044]參照圖2，其示出了第一、第二標(biāo)記圖案被轉(zhuǎn)移至半導(dǎo)體基板上的不同層內(nèi)的結(jié)構(gòu)。需注意的是，圖2主要是用以表示半導(dǎo)體基板上不同層內(nèi)的標(biāo)記圖案的相對位置，因此所示的剖面非直接取自圖1所得的結(jié)構(gòu)。如圖2所示，經(jīng)過適當(dāng)?shù)墓馕⒂?、蝕刻、沉積以及平坦化等工藝后，可依序?qū)⒌谝还庹?0上和第二光罩11上的第一標(biāo)記圖案14以及第二標(biāo)記圖案16轉(zhuǎn)移至半導(dǎo)體基板18上，而呈現(xiàn)第一標(biāo)記圖案24在下，第二標(biāo)記圖案26在上的結(jié)構(gòu)。詳細(xì)而言，半導(dǎo)體基板18上的第一標(biāo)記圖案24可用以校正組件區(qū)域內(nèi)閘極結(jié)構(gòu)的位置，而第二標(biāo)記圖案26可用以校正組件區(qū)域內(nèi)接觸結(jié)構(gòu)的位置，因此可藉由第一標(biāo)記圖案24和二標(biāo)記圖案26的位置相對關(guān)系判別組件區(qū)域內(nèi)閘極結(jié)構(gòu)和接觸結(jié)構(gòu)的對準(zhǔn)程度。此外，半導(dǎo)體基板18上可設(shè)置有多層或單層結(jié)構(gòu)的堆棧層22。根據(jù)本實(shí)施例，堆棧層22是一多層堆棧層，