CN112034677A - 一种套刻标记、套刻标记方法及套刻测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种套刻标记、套刻标记方法及套刻测量方法，其至少包括以下步骤：提供第一材料层；在第一材料层上形成第一标记组，第一标记组为中心对称图形；在第一材料层上形成第二材料层在所述第二材料层上形成与所述第一标记组对应的第二标记组，所述第二标记组为中心对称图形；所述第二标记组与所述第一标记组的对称中心位于同一垂直线上在所述第二材料层上形成第三材料层；在所述第三材料层上形成与所述第一标记组和所述第二标记组对应的第三标记组，所述第三标记组为中心对称图形；所述第三标记组与所述第二标记组和所述第一标记组的对称中心位于同一垂直线上。本发明解决了现有的三层套刻需要多个掩模版，且对准精度差，占用结构空间的问题。

Description

一种套刻标记、套刻标记方法及套刻测量方法
技术领域
本发明属于半导体技术领域，特别是涉及一种套刻标记、套刻标记方法及套刻测量方法。
背景技术
套刻测试时半导体制造光刻过程中的一项基本工艺，是用以表征两个光刻层次叠对的好坏程度，其实现方法是在划片槽中放置特定的测试结构，使用套刻测试仪测定，最后根据测定数值的大小来判断套刻是否规范。
在现代集成电路制造工艺中，通常需要有一个光刻层次对准于前面的两个层次，标准的套刻量测工艺在多层对准上由于量测位置不同，量测结果精度不佳，在透镜观察下，标记在不同层的位置出现行为差异，这种差异会给套刻量的结果带来影响。另外，传统的套刻量测掩模版为一对一的叠对设计，多层对准时需多个掩模版进行套刻量测，占用较多的切割道使用空间，随着产品多样化及半导体产品层数的增多，切割道空间有限，需要优化掩模版才能节省更多的空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种套刻标记、套刻标记方法及套刻测量方法，解决了现有的三层套刻需要多个掩模版，且对准精度差，占用结构空间的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种套刻标记方法，其至少包括以下步骤：
提供第一材料层；
在所述第一材料层上形成第一标记组，所述第一标记组为中心对称图形；
在所述第一材料层上形成第二材料层；
在所述第二材料层上形成与所述第一标记组对应的第二标记组，所述第二标记组为中心对称图形；所述第二标记组与所述第一标记组的对称中心位于同一垂直线上；
在所述第二材料层上形成第三材料层；
在所述第三材料层上形成与所述第一标记组和所述第二标记组对应的第三标记组，所述第三标记组为中心对称图形；所述第三标记组与所述第二标记组和所述第一标记组的对称中心位于同一垂直线上，三个所述标记组的设置方向包括第一方向和第二方向，所述第一方向和所述第二方向垂直，其中两个所述标记组的对应位置沿所述第一方向或所述第二方向并排设置。
在本发明的一个实施例中，所述第一标记组包括至少四个第一子标记组，四个所述第一子标记组分别沿第一方向和第二方向布置，所述第一方向和所述第二方向垂直。
在本发明的一个实施例中，所述第二标记组包括至少四个第二子标记组，四个所述第二子标记组分别沿所述第一方向和所述第二方向布置，沿所述第一方向布置的所述第二子标记组与沿所述第一方向布置的所述第一子标记组对应。
在本发明的一个实施例中，所述第三标记组包括至少四个第三子标记组，四个所述第三子标记组分别沿所述第一方向和所述第二方向布置，沿所述第一方向布置的所述第三子标记组与沿所述第一方向布置的所述第一子标记组和所述第二子标记组对应。
在本发明的一个实施例中，沿所述第一方向布置的两个子标记组沿所述第一方向的延伸方向并排设置。
在本发明的一个实施例中，沿所述第二方向布置的两个子标记组沿所述第二方向的延伸方向并排设置。
在本发明的一个实施例中，所述第一子标记组包括多个第一标记；所述第二子标记组包括多个第二标记；所述第三子标记组包括多个第三标记。
在本发明的一个实施例中，所述第一标记、所述第二标记及所述第三标记数量相同，且所述第一标记及所述第二标记的长度小于所述第三标记的长度。
在本发明的一个实施例中，所述第一标记及所述第二标记的长度与所述第三标记的长度相同，且所述第一标记及所述第二标记的数量少于所述第三标记的数量。
在本发明的一个实施例中，将所述第一标记组、所述第二标记组及所述第三标记组投影在同一平面时，所述第三标记组位于所述第二标记组及所述第三标记组的内侧。
本发明还提供一种套刻测量方法，其至少包括以下步骤：
提供第一材料层；
在所述第一材料层上形成第一标记组，所述第一标记组为中心对称图形；
在所述第一材料层上形成第二材料层；
在所述第二材料层上形成与所述第一标记组对应的第二标记组，所述第二标记组为中心对称图形；所述第二标记组与所述第一标记组的对称中心位于同一垂直线上；
在所述第二材料层上形成第三材料层；
在所述第三材料层上形成与所述第一标记组和所述第二标记组对应的第三标记组，所述第三标记组为中心对称图形；所述第三标记组与所述第二标记组和所述第一标记组的对称中心位于同一垂直线上；三个所述标记组的设置方向包括第一方向和第二方向，所述第一方向和所述第二方向垂直，其中两个所述标记组的对应位置沿所述第一方向或所述第二方向并排设置；
获取所述第一标记组、所述第二标记组及所述第三标记组相互之间的位移量数值；
根据所述位移量数值，判断所述第一材料层、所述第二材料层及所述第三材料层之间是否对准。
本发明还提供一种套刻标记，其包括：
第一标记组，其形成于所述第一材料层上，所述第一标记组为中心对称图形；
第二标记组，其形成于所述第二材料层上，且所述第二标记与所述第一标记对应设置，所述第二标记组为中心对称图形；
第三标记组，其形成于所述第三材料层上，且所述第三标记组与所述第一标记组和所述第二标记组对应设置，所述第三标记组为中心对称图形；
所述第一标记组、所述第二标记组及所述第三标记组的对称中心位于同一垂直线上，三个所述标记组的设置方向包括第一方向和第二方向，所述第一方向和所述第二方向垂直，其中两个所述标记组的对应位置沿所述第一方向或所述第二方向并排设置。
本发明的套刻标记、套刻标记方法及套刻测量方法，可以减少划片槽中放置套刻模板的数量，节省了划片槽空间，提高了产品的空间利用率，同时本发明的套刻标记、套刻标记方法及套刻测量方法可以极大的提高三层光刻层的对准精度。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种套刻标记的侧视图；
图2为本发明套刻标记的一实施例俯视图；
图3为本发明套刻标记的另一实施例俯视图；
图4为本发明套刻标记的另一实施例俯视图；
图5为本发明一种套刻标记方法流程图；
图6为本发明一种套刻测量方法流程图；
图7为图6套刻测量方法示意图。
附图标记
1第一材料层；2第二材料层；3第三材料层；10第一标记组；20第二标记组；30第三标记组；11第一子标记组；12第一标记；21第二子标记组；22第二标记；31第三子标记组；32第三标记。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在现代集成电路制造工艺中，通常需要有一个光刻层次对准于前面的两个层次，标准的套刻量测工艺在多层对准上由于量测位置不同，量测结果精度不佳，在透镜观察下，标记在不同层的位置出现行为差异，这种差异会给套刻量的结果带来影响。另外，传统的套刻量测掩模版图案为一对一的叠对设计，多层对准时需多个掩模版图案进行套刻量测，占用较多的切割道使用空间，随着产品多样化及半导体产品层数的增多，切割道空间有限，需要优化掩模版才能节省更多的空间。
本发明提供一种套刻标记，在每一材料层上不需要布置多个掩膜版图案进行与前层的套刻量测，而仅需要在每一层上布置一个具有多种对位标记的掩模版图案即可，这样的设计避免了多个掩膜版图案之间易出现对位偏差的问题，极大的提高了对位精度，另外由一个掩模版图案代替多个掩模版图案也减少了对于切割道空间的占用。
请参阅图1至图4，本发明提供一种套刻标记，其包括：第一标记组10、第二标记组20、第三标记组30。
请参阅图1至图4，第一标记组10形成于所述第一材料层1上，所述第一标记组10为中心对称图形，本实施例中，第一材料层1可以包括诸如铝、铜等金属的用于制作金属布线的互联金属层，还可以是包括例如多晶硅、金属(例如铝)等构成的栅极材料层。在一些实施例中，第一材料层1还可以包括例如二氧化硅、低介电常数材料等层间介电层。在一些实施例中，第一材料层1例如可以是半导体衬底。例如，在进行用于定义有源区的光刻工艺步骤的情况下，需要在半导体衬底上形成套刻偏差检查标记的第一标记组10。所述第一标记组10例如包括至少四个第一子标记组11，四个所述第一子标记组11分别沿第一方向和第二方向布置，所述第一方向和所述第二方向垂直。所述第一子标记组11包括多个第一标记12，多个所述第一标记12呈条状且相互平行，第一标记12表面可以设有凹凸结构，多个所述第一标记12的长度可以相同也可以不同，本发明不做限定，多个所述第一标记12之间的间距例如为0.5-2.1um，线宽例如为0.8-2.1um。
请参阅图1至图4，第二标记组20形成于所述第二材料层2上，且所述第二标记组20与所述第一标记组10对应设置，所述第二标记组20为中心对称图形。在一些实施例中，所述第二标记组20包括例如至少四个第二子标记组21，四个所述第二子标记组21分别沿所述第一方向和所述第二方向布置，沿所述第一方向布置的所述第二子标记组21与沿所述第一方向布置的所述第一子标记组11对应。在一些实施例中，沿所述第一方向布置的所述第一子标记组11与所述第二子标记组21沿所述第一方向的延伸方向并排设置。沿所述第二方向布置的所述第一子标记组11与所述第二子标记组21沿所述第二方向的延伸方向并排设置。所述第二子标记组21包括多个第二标记22，多个所述第二标记22呈条状且相互平行，第二标记22表面可以设有凹凸结构，多个所述第二标记22的长度可以相同也可以不同，本发明不做限定，所述第二标记22的长度可以与第一标记12的长度相同，也可以与第一标记12的长度不相同，本发明也不做限定，多个所述第二标记22之间的间距例如为0.5-2.1um，线宽例如为0.8-2.1um。
请参阅图1至图4，第三标记组30形成于所述第三材料层3上，且与所述第一标记组10和所述第二标记组20相对应，所述第三标记组30为中心对称图形。所述第三标记组30包括至少四个第三子标记组31，四个所述第三子标记组31分别沿所述第一方向和所述第二方向布置，沿所述第一方向布置的所述第三子标记组31与沿所述第一方向布置的所述第一子标记组11和所述第二子标记组21对应。所述第三子标记组31包括多个第三标记32，多个所述第三标记32呈条状且相互平行，第三标记32表面可以设有凹凸结构，多个所述第三标记32的长度可以相同也可以不同，本发明不做限定，所述第三标记32的长度可以与第一标记12和第二标记22的长度相同，也可以与第一标记12和第二标记22的长度不相同，本发明也不做限定。多个所述第三标记32之间的间距例如为0.5-2.1um，线宽例如为0.8-2.1um。在一些实施例中，所述第一标记12、所述第二标记22及所述第三标记32数量相同，且所述第一标记12及所述第二标记22的长度小于所述第三标记32的长度。在另外一些实施例中，所述第一标记12及所述第二标记22的长度与所述第三标记32的长度相同，且所述第一标记12及所述第二标记22的数量少于所述第三标记32的数量。将所述第一标记组10、所述第二标记组20及所述第三标记组30投影在同一平面时，所述第一标记组10位于所述第二标记组20及所述第三标记组30的内侧。
请参阅图1至图4，所述第一标记组10、所述第二标记组20及所述第三标记组30的对称中心位于同一垂直线上。第一标记组10、所述第二标记组20及所述第三标记组30没有指定的叠对顺序，第一标记组10、所述第二标记组20及所述第三标记组30在投影图案上可以任意排布。三个所述标记组的设置方向包括第一方向和第二方向，所述第一方向和所述第二方向垂直，其中两个所述标记组的对应位置沿所述第一方向或所述第二方向并排设置。
请参阅图5，本发明还提供一种套刻标记方法，其至少包括以下步骤：
S1.提供第一材料层1。
S2.在所述第一材料层1上形成第一标记组10，所述第一标记组10为中心对称图形。
S3.在所述第一材料层1上形成第二材料层2。
S4.在所述第二材料层2上形成与所述第一标记组10对应的第二标记组20，所述第二标记组20为中心对称图形；所述第二标记组20与所述第一标记组10的对称中心位于同一垂直线上。
S5.在所述第二材料层2上形成第三材料层3。
S6.在所述第三材料层3上形成与所述第一标记组10和所述第二标记组20对应的第三标记组30，所述第三标记组30为中心对称图形；所述第三标记组30与所述第二标记组20和所述第一标记组10的对称中心位于同一垂直线上，三个所述标记组的设置方向包括第一方向和第二方向，所述第一方向和所述第二方向垂直，其中两个所述标记组的对应位置沿所述第一方向或所述第二方向并排设置。所述第一标记组10包括至少四个第一子标记组11，四个所述第一子标记组11分别沿所述第一方向和所述第二方向布置；所述第二标记组20包括至少四个第二子标记组21，四个所述第二子标记组21分别沿所述第一方向和所述第二方向布置，沿所述第一方向布置的所述第二子标记组21与沿所述第一方向布置的所述第一子标记组11对应；所述第三标记组30包括至少四个第三子标记组31，四个所述第三子标记组31分别沿所述第一方向和所述第二方向布置，沿所述第一方向布置的所述第三子标记组31与沿所述第一方向布置的所述第一子标记组11和所述第二子标记组21对应；所述第一子标记组11包括多个第一标记12；所述第二子标记组21包括多个第二标记22；所述第三子标记组31包括多个第三标记32；所述第一标记12、所述第二标记22及所述第三标记32数量相同，且所述第一标记12及所述第二标记22的长度小于所述第三标记32的长度。
请参阅图5，首先，在步骤S1中，提供一第一材料层1，本实施例中，第一材料层1可以包括诸如铝、铜等金属的用于制作金属布线的互联金属层，还可以是包括例如多晶硅、金属(例如铝)等构成的栅极材料层。在一些实施例中，第一材料层1还可以包括例如二氧化硅、低介电常数材料等层间介电层。在一些实施例中，第一材料层1例如可以是半导体衬底。
请参阅图5，在步骤S2中，在所述第一材料层1上形成第一标记组10，所述第一标记组10为中心对称图形，本实施例中，在第一材料层1上形成第一标记组10的方法包括：在第一材料层1上旋涂第一光刻胶，并且通过曝光和显影将第一掩模版上的第一标记组10的图案转移到第一光刻胶层上，以定义出第一标记组10图案。本实施例中，通过曝光和显影将第一掩模版上的第一标记组10的图案转移到第一光刻胶层上时，第一掩模版上的电路器件结构图案同样地被转移至所述第一材料层1上覆盖的第一光刻胶层上。以第一光刻胶层位掩膜，蚀刻第一材料层1，以将第一光刻胶层上的第一标记组10图案转移到第一材料层1上，从而在第一材料层1上形成第一标记组10本实施例中，利用呈现电路器件结构图案的第一光刻胶作为掩膜，对所述第一材料层1上光刻胶覆盖区域以外的区域进行刻蚀。刻蚀工艺完成后，所述第一材料层1覆盖的第一光刻胶上呈现的电路器件结构图案被转移至所述第一材料层1，同时第一标记组10也被转移至第一材料层1上。所述第一标记组10例如包括四个第一子标记组11，四个所述第一子标记组11分别沿第一方向和第二方向布置，所述第一方向和所述第二方向垂直。所述第一子标记组11包括多个第一标记12，多个所述第一标记12呈条状且相互平行，第一标记12表面可以设有凹凸结构，多个所述第一标记12的长度可以相同也可以不同，本发明不做限定，多个所述第一标记12之间的间距例如为0.5-2.1um，线宽例如为0.8-2.1um。
请参阅图5，在步骤S3中，在所述第一材料层1上形成第二材料层2，在本实施例中，第一材料层1和第二材料层2可以是整个半导体制造过程中需要通过光刻和蚀刻工艺在其上形成图案的任意两层材料层。在第一材料层1和第二材料层2之间还可以沉积其他的介电薄膜层、导电金属层等。例如，第一材料层1为半导体衬底的情况下，第二材料层2可以是由多晶硅栅层和栅极绝缘层构成的叠层。本实施例中，在形成第一材料层1之后可以通过化学气相沉积工艺或等离子体增强化学气相沉积工艺等形成第二材料层2。
请参阅图5，在步骤S4中，在所述第二材料层2上形成与所述第一标记组10对应的第二标记组20，所述第二标记组20为中心对称图形，所述第二标记组20与所述第一标记组10的对称中心位于同一垂直线上。本实施例中，在第二材料层2上形成第二标记组20的方法包括：在第二材料层2上旋涂第二光刻胶，并且通过曝光和显影将第二掩模版上的第二标记组20的图案转移到第二光刻胶层上，以定义出第二标记组20图案。本实施例中，通过曝光和显影将第二掩模版上的第二标记组20的图案转移到第二光刻胶层上时，第二掩模版上的电路器件结构图案同样地被转移至所述第二材料层2上覆盖的第二光刻胶层上。以第二光刻胶层位掩膜，蚀刻第二材料层2，以将第二光刻胶层上的第二标记组20图案转移到第二材料层2上，从而在第二材料层2上形成第二标记组20本实施例中，利用呈现电路器件结构图案的第二光刻胶作为掩膜，对所述第二材料层2上光刻胶覆盖区域以外的区域进行刻蚀。刻蚀工艺完成后，所述第二材料层2覆盖的第二光刻胶上呈现的电路器件结构图案被转移至所述第二材料层2，同时第二标记组20也被转移至第二材料层2上。在一些实施例中，所述第二标记组20包括例如四个第二子标记组21，四个所述第二子标记分别沿所述第一方向和所述第二方向布置，沿所述第一方向布置的所述第二子标记组21与沿所述第一方向布置的所述第一子标记组11对应。在一些实施例中，沿所述第一方向布置的所述第一子标记组11与所述第二子标记组21沿所述第一方向的延伸方向并排设置。沿所述第二方向布置的所述第一子标记组11与所述第二子标记组21沿所述第二方向的延伸方向并排设置。所述第二子标记组21包括多个第二标记22，多个所述第二标记22呈条状且相互平行，第二标记22表面可以设有凹凸结构，多个所述第二标记22的长度可以相同也可以不同，本发明不做限定，所述第二标记22的长度可以与第一标记12的长度相同，也可以与第一标记12的长度不相同，本发明也不做限定。多个所述第二标记22之间的间距例如为0.5-2.1um，线宽例如为0.8-2.1um。
请参阅图5，在步骤S5中，在所述第二材料层2上形成第三材料层3，在本实施例中，第三材料层3可以是整个半导体制造过程中需要通过光刻和蚀刻工艺在其上形成图案的任意材料层。在第二材料层2和第三材料层3之间还可以沉积其他的介电薄膜层、导电金属层等。本实施例中，在形成第二材料层2之后可以通过化学气相沉积工艺或等离子体增强化学气相沉积工艺等形成第三材料层3。
请参阅图5，在步骤S6中，在所述第三材料层3上形成与所述第一标记组10和所述第二标记组20对应的第三标记组30，所述第三标记组30为中心对称图形，所述第三标记组30与所述第二标记组20和所述第一标记组10的对称中心位于同一垂直线上。在所述第二材料层2上形成与所述第一标记组10对应的第二标记组20，所述第二标记组20为中心对称图形。本实施例中，在第三材料层3上形成第三标记组30的方法与第一标记组10和第二标记组20的形成方法相同，此处不再赘述。三个所述标记组的设置方向包括第一方向和第二方向，所述第一方向和所述第二方向垂直，其中两个所述标记组的对应位置沿所述第一方向或所述第二方向并排设置，本实施例中，所述第三标记组30包括四个第三子标记组31，四个所述第三子标记组31分别沿所述第一方向和所述第二方向布置，沿所述第一方向布置的所述第三子标记组31与沿所述第一方向布置的所述第一子标记组11和所述第二子标记组21对应。所述第三子标记组31包括多个第三标记32，多个所述第三标记32呈条状且相互平行，第三标记32表面可以设有凹凸结构，多个所述第三标记32的长度可以相同也可以不同，本发明不做限定，所述第三标记32的长度可以与第一标记12和第二标记22的长度相同，也可以与第一标记12和第二标记22的长度不相同，本发明也不做限定。多个所述第三标记32之间的间距例如为0.5-2.1um，线宽例如为0.8-2.1um。在一些实施例中，所述第一标记12、所述第二标记22及所述第三标记32数量相同，且所述第一标记12及所述第二标记22的长度小于所述第三标记32的长度。在另外一些实施例中，所述第一标记12及所述第二标记22的长度与所述第三标记32的长度相同，且所述第一标记12及所述第二标记22的数量少于所述第三标记32的数量。将所述第一标记组10、所述第二标记组20及所述第三标记组30投影在同一平面时，所述第一标记组10位于所述第二标记组20及所述第三标记组30的内侧。
请参阅图6，本发明还提供一种套刻测量方法，其至少包括以下步骤：
T1.提供第一材料层1；
T2.在所述第一材料层1上形成第一标记组10，所述第一标记组10为中心对称图形；
T3.在所述第一材料层1上形成第二材料层2；
T4.在所述第二材料层2上形成与所述第一标记组10对应的第二标记组20，所述第二标记组20为中心对称图形；所述第二标记组20与所述第一标记组10的对称中心位于同一垂直线上。
T5.在所述第二材料层2上形成第三材料层3；
T6.在所述第三材料层3上形成与所述第一标记组10和所述第二标记组20对应的第三标记组30，所述第三标记组30为中心对称图形；所述第三标记组30与所述第二标记组20和所述第一标记组10的对称中心位于同一垂直线上。
T7.获取所述第一标记组10、所述第二标记组20及所述第三标记组30相互之间的位移量数值；
T8.根据所述位移量数值，判断所述第一材料层1、所述第二材料层2及所述第三材料层3之间是否对准。
请参阅图6，在步骤T1至步骤T6中，采用本发明套刻标记方法形成套刻标记，具体形成方法如前所述，此处不再赘述。
请参阅图6及图7，在步骤T7和步骤T8中，获取所述第一标记组10、所述第二标记组20及所述第三标记组30相互之间的位移量数值。在本实施例中，进行套刻对准操作时，通过测量设备可以同时对第一材料层1的第一标记组10、第二材料层2的的第二标记组20及第三材料层3的的第三标记组30进行量测，确定三个材料层之间的套刻偏差。具体地，测量设备通过量测，例如获得第一材料层1上的套刻标记位置与第二材料层2的套刻标记位置，第二材料层2上的套刻标记位置与第三材料层3的套刻标记位置及第三材料层3上的套刻标记位置与第一材料层1的套刻标记位置，通过计算两个材料层对应的套刻标记位置的差值，即可确定所述第一材料层1与第二材料层2的套刻偏差，第二材料层2与第三材料层3的套刻偏差，第三材料层3与第一材料层1的的套刻偏差。示例性地，以本申请实施例提供的套刻标记方法得到的一具体套刻标记，例如如图7所示，由图可以看出，套刻标记例如分为四组，且例如分别标记为A组、B组、C组和D组，A组与D组中的所有标记沿第一方向布置，B组与C组中的所有标记沿第二方向布置，本实施例中，A组例如包括4个第三标记32、2个第二标记22和2个第一标记12，其中第三标记32与第一标记12和第二标记22的长度相等。本实施例中，例如计算第三材料层3与第二材料层2的套刻偏差，具体方法为：通过测量设备测量A组中一个第三标记32与一个第二标记22之间的位移差y1，在测量D组中一个第三标记32与一个第二标记22之间的位移差y2，其中A组的第三标记32与D组的第三标记32相对称，A组的第二标记22与D组的第二标记22相对称，若y1＝y2，则表明第三标记32与第二标记22在第一方向上无偏差。通过测量设备测量B组中一个第三标记32与一个第二标记22之间的位移差x2，在测量C组中一个第三标记32与一个第二标记22之间的位移差x1，其中B组的第三标记32与C组的第三标记32相对称，B组的第二标记22与C组的第二标记22相对称，若x1＝x2，则表明第三标记32与第二标记22在第二方向上无偏差。当第三标记32与第二标记22在第一方向及第二方向上的偏差值同时为零，则表明第三材料层3与第二材料层2对准，无偏差。同理，可以采用同样方法测定第三材料层3与第一材料层1，第二材料层2与第一材料层1之间是否对准。若x1≠x2或/和y1≠y2，则可以据此测定材料层之间的偏移方位及偏移量。
本发明的套刻标记、套刻标记方法及套刻测量方法，可以减少套刻测量次数，节省了套刻设备产能，加快生产线产品流通，另外可以减少划片槽中放置套刻模板的数量，节省了划片槽空间，提高了产品的空间利用率，同时本发明的套刻标记、套刻标记方法及套刻测量方法可以极大的提高三层光刻层的对准精度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种套刻标记方法，其特征在于，其至少包括以下步骤：
提供第一材料层；
在所述第一材料层上形成第一标记组，所述第一标记组为中心对称图形；
在所述第一材料层上形成第二材料层；
在所述第二材料层上形成与所述第一标记组对应的第二标记组，所述第二标记组为中心对称图形；所述第二标记组与所述第一标记组的对称中心位于同一垂直线上；
在所述第二材料层上形成第三材料层；
在所述第三材料层上形成与所述第一标记组和所述第二标记组对应的第三标记组，所述第三标记组为中心对称图形；所述第三标记组与所述第二标记组和所述第一标记组的对称中心位于同一垂直线上；三个所述标记组的设置方向包括第一方向和第二方向，所述第一方向和所述第二方向垂直，其中两个所述标记组的对应位置沿所述第一方向或所述第二方向并排设置。
2.根据权利要求1所述一种套刻标记方法，其特征在于，所述第一标记组包括至少四个第一子标记组，四个所述第一子标记组分别沿所述第一方向和所述第二方向布置。
3.根据权利要求2所述一种套刻标记方法，其特征在于，所述第二标记组包括至少四个第二子标记组，四个所述第二子标记组分别沿所述第一方向和所述第二方向布置，沿所述第一方向布置的所述第二子标记组与沿所述第一方向布置的所述第一子标记组对应。
4.根据权利要求3所述一种套刻标记方法，其特征在于，所述第三标记组包括至少四个第三子标记组，四个所述第三子标记组分别沿所述第一方向和所述第二方向布置，沿所述第一方向布置的所述第三子标记组与沿所述第一方向布置的所述第一子标记组和所述第二子标记组对应。
5.根据权利要求4所述一种套刻标记方法，其特征在于，所述第一子标记组包括多个第一标记；所述第二子标记组包括多个第二标记；所述第三子标记组包括多个第三标记。
6.根据权利要求5所述一种套刻标记方法，其特征在于，所述第一标记、所述第二标记及所述第三标记数量相同，且所述第一标记及所述第二标记的长度小于所述第三标记的长度。
7.根据权利要求5所述一种套刻标记方法，其特征在于，所述第一标记及所述第二标记的长度与所述第三标记的长度相同，且所述第一标记及所述第二标记的数量少于所述第三标记的数量。
8.根据权利要求1所述一种套刻标记方法，其特征在于，将所述第一标记组、所述第二标记组及所述第三标记组投影在同一平面时，所述第三标记组位于所述第二标记组及所述第三标记组的内侧。
9.一种套刻测量方法，其特征在于，其至少包括以下步骤：
提供第一材料层；
在所述第一材料层上形成第一标记组，所述第一标记组为中心对称图形；
在所述第一材料层上形成第二材料层；
在所述第二材料层上形成与所述第一标记组对应的第二标记组，所述第二标记组为中心对称图形；所述第二标记组与所述第一标记组的对称中心位于同一垂直线上；
在所述第二材料层上形成第三材料层；
在所述第三材料层上形成与所述第一标记组和所述第二标记组对应的第三标记组，所述第三标记组为中心对称图形；所述第三标记组与所述第二标记组和所述第一标记组的对称中心位于同一垂直线上；三个所述标记组的设置方向包括第一方向和第二方向，所述第一方向和所述第二方向垂直，其中两个所述标记组的对应位置沿所述第一方向或所述第二方向并排设置；
获取所述第一标记组、所述第二标记组及所述第三标记组相互之间的位移量数值；
根据所述位移量数值，判断所述第一材料层、所述第二材料层及所述第三材料层之间是否对准。
10.一种套刻标记，其特征在于，其包括：
第一标记组，其形成于所述第一材料层上，所述第一标记组为中心对称图形；
第二标记组，其形成于所述第二材料层上，且所述第二标记与所述第一标记对应设置，所述第二标记组为中心对称图形；
第三标记组，其形成于所述第三材料层上，且所述第三标记组与所述第一标记组和所述第二标记组对应设置，所述第三标记组为中心对称图形；
所述第一标记组、所述第二标记组及所述第三标记组的对称中心位于同一垂直线上，三个所述标记组的设置方向包括第一方向和第二方向，所述第一方向和所述第二方向垂直，其中两个所述标记组的对应位置沿所述第一方向或所述第二方向并排设置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112631069A (zh) * 2020-12-22 2021-04-09 长江存储科技有限责任公司 掩膜板和修正套刻精度的方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112034677B (zh) * 2020-09-17 2024-02-06 合肥晶合集成电路股份有限公司 一种套刻标记、套刻标记方法及套刻测量方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1329357A (zh) * 2000-06-08 2002-01-02 株式会社东芝 对准方法、套刻检查方法和光掩模
US20030174879A1 (en) * 2002-03-17 2003-09-18 Tzu-Ching Chen Overlay vernier pattern for measuring multi-layer overlay alignment accuracy and method for measuring the same
CN102738121A (zh) * 2011-04-08 2012-10-17 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种套刻偏差检查标记及其制作方法
CN103038861A (zh) * 2010-08-03 2013-04-10 克拉-坦科股份有限公司 多层重叠计量标靶和互补式重叠计量测量系统
CN105511235A (zh) * 2016-02-15 2016-04-20 京东方科技集团股份有限公司 套刻键标、形成套刻键标的方法和测量套刻精度的方法
US20190115303A1 (en) * 2012-06-28 2019-04-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Overlay mark
CN110034098A (zh) * 2018-01-12 2019-07-19 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体结构及其形成方法
CN111162056A (zh) * 2020-01-02 2020-05-15 长江存储科技有限责任公司 一种套刻标记方法、套刻测量方法及套刻标记
CN111324004A (zh) * 2018-12-14 2020-06-23 夏泰鑫半导体(青岛)有限公司 掩模及套刻误差测量方法
TW202213696A (zh) * 2020-09-17 2022-04-01 大陸商合肥晶合集成電路股份有限公司 一種疊對標記、疊對標記方法及疊對測量方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI730050B (zh) * 2017-02-15 2021-06-11 聯華電子股份有限公司 層疊對準標記與評估製程穩定度的方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1329357A (zh) * 2000-06-08 2002-01-02 株式会社东芝 对准方法、套刻检查方法和光掩模
US20030174879A1 (en) * 2002-03-17 2003-09-18 Tzu-Ching Chen Overlay vernier pattern for measuring multi-layer overlay alignment accuracy and method for measuring the same
CN103038861A (zh) * 2010-08-03 2013-04-10 克拉-坦科股份有限公司 多层重叠计量标靶和互补式重叠计量测量系统
TW201841083A (zh) * 2010-08-03 2018-11-16 美商克萊譚克公司 多層疊對量測標靶及互補疊對量測測量系統
CN102738121A (zh) * 2011-04-08 2012-10-17 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种套刻偏差检查标记及其制作方法
US20190115303A1 (en) * 2012-06-28 2019-04-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Overlay mark
CN105511235A (zh) * 2016-02-15 2016-04-20 京东方科技集团股份有限公司 套刻键标、形成套刻键标的方法和测量套刻精度的方法
CN110034098A (zh) * 2018-01-12 2019-07-19 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体结构及其形成方法
CN111324004A (zh) * 2018-12-14 2020-06-23 夏泰鑫半导体(青岛)有限公司 掩模及套刻误差测量方法
CN111162056A (zh) * 2020-01-02 2020-05-15 长江存储科技有限责任公司 一种套刻标记方法、套刻测量方法及套刻标记
TW202213696A (zh) * 2020-09-17 2022-04-01 大陸商合肥晶合集成電路股份有限公司 一種疊對標記、疊對標記方法及疊對測量方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112631069A (zh) * 2020-12-22 2021-04-09 长江存储科技有限责任公司 掩膜板和修正套刻精度的方法

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