CN113835309A - 用于双重成像工艺的套刻精度的检测结构及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于双重成像工艺的套刻精度的检测结构及其检测方法。利用双重成像工艺形成的条形环状图案的长边和短边检测出第一方向和第二方向的套刻偏差，解决了例如现有的检测结构中所存在的不同方向的图形精度难以同时满足的问题，从而实现不同方向的套刻偏差可以在同一检测结构中获取。同时，本发明提供的检测结构中条形环状图案的尺寸和密度，可根据双重成像工艺在实际应用中所制备的尺寸和密度而对应设定，进而使得该检测结构可以更为真实准确的反映出双重成像工艺在实际应用中的工艺状况，实现对所制备出的器件结构的有效监控。

Description

用于双重成像工艺的套刻精度的检测结构及其检测方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种用于双重成像工艺的套刻精度的检测结构及其检测方法。

背景技术

在半导体制造过程中，光刻工艺作为每一个技术代的核心技术而逐步发展。其中，通常需要用到数十次的光刻步骤，而影响光刻工艺误差的因素，除了光刻机的分辨率之外，还有对准的精确度。通过确保每一道光刻工艺的对准精度，即可提高当层和前层在一定范围内的对准，即套刻精度(overlay，OVL)。由于半导体集成电路的制造是通过多层膜层叠加而成，若当层和前层出现较大的对准偏差时，即会导致制备出的器件无法正常工作。因此，光刻工艺中的套刻精度至关重要，而针对传统光刻工艺中的套刻精度的检测需求，目前也有越来越多的检测结构被提出。

随着工艺尺寸的逐步缩减，自对准双重成像技术(Self-aligned DoublePatterning，SADP)被广泛应用。具体的，自对准双重成像技术通常是利用一次光刻工艺形成核心图案，并在核心图案的侧壁上自对准形成侧墙图案，如此即实现了双重图形的目的。因此，自对准双重成像工艺相对于传统光刻工艺的成像技术而言，其可以有效实现尺寸的大幅缩减。然而，目前针对自对准双重成像工艺的套刻精度的检测仍存在不足，难以精确反映出自对准双重成像工艺其实际应用于器件制造时的套刻偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于双重成像工艺的套刻精度的检测结构及其检测方法，以解决现有的检测结构难以精确反映出自对准双重成像工艺的套刻偏差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于双重成像工艺的套刻精度的检测结构，包括：基于不同光刻工艺形成的第一标记和第二标记，所述第一标记包括多个分散的独立图案，所述第二标记包括基于双重成像工艺形成的至少一个条形环状图案，所述条形环状图案包括沿着第一方向延伸的长边和位于端部的短边，并且在所述短边沿着第一方向的侧边设置有至少一个独立图案，在所述长边沿着第二方向的侧边设置有至少一个独立图案，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。其中，根据所述条形环状图案的长边沿着第二方向与独立图案的边界之间的距离得到第二方向上的套刻偏差，以及根据所述条形环状图案的短边沿着第一方向与独立图案的边界之间的距离得到第一方向上的套刻偏差，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。

可选的，所述独立图案为多边形图案、圆形图案或椭圆形图案。

可选的，在所述条形环状图案的短边沿第一方向的两侧均设置有至少一个独立图案。其中，根据短边沿着第一方向至其中一侧的独立图案得到第一距离值，根据短边沿着第一方向至另一侧的独立图案得到第二距离值，并根据所述第一距离值和所述第二距离值的差值而得到第一方向上的套刻偏差。

可选的，多个条形环状图案和多个独立图案均布置在由第一方向和第二方向组成的平面内而构成检测结构；且多个所述条形环状图案关于所述检测结构沿第一方向的中心线对称布置；且一部分所述独立图案在所述条形环状图案的短边的两侧对称布置。获取同一个所述条形环状图案中短边两侧的独立图案至所述短边的距离偏差值；将获得的每个所述条形环状图案中两条短边所对应的距离偏差值取平均值，以得到第一方向的套刻偏差。

可选的，还有一部分所述独立图案关于所述条形环状图案沿第一方向的中心线对称布置在所述条形环状图案的长边外侧。获取在同一个所述条形环状图案的长边外侧对称设置的两个独立图案至对应的长边的距离偏差值；将获得的每对对称设置的独立图案所对应的距离偏差值取平均值，以得到第二方向的套刻偏差。

可选的，所述条形环状图案的内环宽度和所述独立图案在第二方向上的宽度相同。

可选的，所述第一标记形成在一预定膜层内，所述第二标记形成在所述预定膜层的上方。

本发明的又一目的在于提供一种双重成像工艺的套刻精度的检测方法，包括：提供如上所述的检测结构；以及，测量所述条形环状图案的长边沿着第二方向与独立图案的边界之间的距离，以得到第二方向上的套刻偏差；以及，测量所述条形环状图案的短边沿着第一方向与独立图案的边界之间的距离，以得到第一方向上的套刻偏差。

可选的，测量所述条形环状图案的短边沿着第一方向与独立图案的边界之间的距离，以得到第一方向上的套刻偏差的步骤包括：测量短边沿着第一方向至其中一侧的独立图案得到第一距离值，测量短边沿着第一方向至另一侧的独立图案得到第二距离值，并根据所述第一距离值和所述第二距离值的差值而得到第一方向上的套刻偏差。

可选的，根据所述第一距离值和所述第二距离值的差值而得到第一方向上的套刻偏差的步骤包括：获取同一个所述条形环状图案中短边两侧的独立图案至所述短边的距离偏差值；将获得的每个所述条形环状图案中两条短边所对应的距离偏差值取平均值，以得到第一方向的套刻偏差。

可选的，测量所述条形环状图案的长边沿着第二方向与独立图案的边界之间的距离，以得到第二方向上的套刻偏差的步骤包括：获取在同一个所述条形环状图案的长边外侧对称设置的两个独立图案至对应的长边的距离偏差值；将获得的每对对称设置的独立图案所对应的距离偏差值取平均值，以得到第二方向的套刻偏差。

本发明的又一目的在于提供一种存储器的制备方法，包括：在器件区中依次形成多个接触插塞和多条沿着第一方向延伸的位线或字线，并在测试区中形成如上所述的检测结构。其中，利用前道光刻工艺在器件区中形成多个接触插塞时，在测试区中同时形成多个接触插塞以构成第一标记中的多个独立图案。以及，利用双重成像工艺在器件区中制备多条沿着第一方向延伸的位线或字线时，在测试区中同时形成第二标记中的多条沿着第一方向延伸的条形环状图案。

可选的，利用双重成像工艺在器件区中制备位线或字线，以及在测试区中制备条形环状图案的方法包括：在器件区和测试区中均形成多条沿着第一方向延伸的核心图案；在所述核心图案的侧壁上自对准形成侧墙图案；去除所述核心图案，以在器件区和测试区中均保留有环状的侧墙图案，并且测试区中的侧墙图案构成所述条形环状图案；以及，截断器件区中环状的侧墙图案的端部，以形成多条分立的位线或字线。

在本发明提供的用于双重成像工艺的套刻精度的检测结构中，利用双重成像工艺形成条形环状图案，并基于条形环状图案的长边和短边检测出第一方向和第二方向的套刻偏差，实现了不同方向的套刻偏差可以在同一检测结构中获取，而不需要针对不同方向分别设置不同的检测结构。并且，条形环状图案的长边和短边是同时自对准形成而具有较好的图形精度且均能够达到较小的工艺尺寸，从而克服了例如现有的检测结构中所存在的不同方向的图形精度难以同时满足的问题。

因此，本发明提供的检测结构中条形环状图案的尺寸和密度，即可根据双重成像工艺在实际应用中所制备的尺寸和密度而对应设定，进而使得该检测结构可以更为真实准确的反映出双重成像工艺在实际应用中的工艺状况，实现对所制备出的器件结构的有效监控。例如，在存储器的制备过程中利用双重成像工艺形成字线或位线时，即可基于相同的图形密度和尺寸的设定而同时形成检测结构中的条形环状图案，使得所形成的检测结构图形状况和套刻偏差接近于器件结构的图形状况和套刻偏差，而能够起到更为准确的检测监控。

附图说明

图1为一种用于双重成像工艺的套刻精度的检测结构的示意图。

图2为本发明一实施例中的用于双重成像工艺的套刻精度的检测结构的示意图。

图3为本发明一实施例中的用于双重成像工艺的套刻精度的检测结构其局部示意图。

图4为本发明一实施例中的检测结构在制备条形环状图案时的结构示意图。

图5为本发明一实施例中的的检测结构在其检测第一方向上的套刻偏差时的示意图。

图6为本发明一实施例中的的检测结构在其检测第二方向上的套刻偏差时的示意图。

其中，附图标记如下：

10-第一检测单元；

11-独立图案；

12-条状图案；

12a-核心图案；

20-第二检测单元；

21-独立图案；

22-条状图案；

22a-核心图案；

110-独立图案；

210-条形环状图案；

210a-核心图案。

具体实施方式

承如背景技术所述，目前领域内针对双重成像工艺的套刻精度的检测仍需要优化。具体而言，针对双重成像工艺而言受到其光刻精度的限制，通常会导致相互垂直的第一方向和第二方向上的图形精度难以同时保证，例如，在利用双重成像工艺形成高精度小尺寸的沿第一方向延伸的线条图形时，其通常在第二方向上的工艺解析度较低而难以制备出同样小尺寸的沿第二方向延伸的线条；类似的，在利用双重成像工艺形成高精度小尺寸的沿第二方向延伸的线条图形时，则在第一方向上的工艺解析度较低而难以制备出同样小尺寸的沿第一方向延伸的线条。

因此，为了同时确保第一方向和第二方向均具有较高的图形解析度，一种做法是：增大检测结构中的图形的宽度尺寸，以减低对图形解析度的要求。例如参考图1所示，一种用于双重成像工艺的套刻精度的检测结构包括：用于检测第一方向(X方向)的套刻偏差的第一检测单元10和用于检测第二方向(Y方向)的套刻偏差的第二检测单元20。其中，所述第一检测单元10和所述第二检测单元20均包括基于不同光刻工艺形成的第一标记和第二标记。

具体的，所述第一检测单元10中的第二标记是基于双重成像工艺形成的沿着第二方向(Y方向)延伸的条状图案12。即，所述第二标记的形成方法例如包括：利用光刻工艺形成核心图案12a，并在核心图案12a的侧壁上自对准形成侧墙图案，之后去除所述核心图案12a并使各个侧墙图案分立而构成第二标记的条状图案12。以及，所述第一检测单元10中的第一标记例如包括利用传统光刻工艺而形成的多个独立图案11，所述独立图案11位于相邻的条状图案12之间。如此，即可利用第一检测单元10中的独立图案11和条状图案12之间的距离，获得不同图形化工艺在第一方向(X方向)上的套刻偏差△X。

同样的，所述第二检测单元20中的第二标记也是基于双重成像工艺形成的沿着第一方向(X方向)延伸的条状图案22。即，所述第二标记的形成方法例如包括：利用光刻工艺形成核心图案22a，并在核心图案22a的侧壁上自对准形成侧墙图案，之后去除所述核心图案22a并使各个侧墙图案分立而构成第二标记的条状图案22。以及，所述第二检测单元20中的第一标记例如包括利用传统光刻工艺而形成的多个独立图案21，所述独立图案21位于相邻的条状图案22之间。如此，即可利用第二检测单元20中的独立图案21和条状图案22之间的距离获得不同图形化工艺在第二方向(Y方向)上的套刻偏差△Y。

即，如上所述的用于双重成像工艺的套刻精度的检测结构，其针对不同方向的套刻偏差需要分别设置对应的检测单元，而需要占用较大空间。并且，为了确保在利用同一道双重成像工艺制备第一检测单元10中的条状图案12和第二检测单元20中的条状图案22时，可同时满足不同方向的图形解析度需求时，则需要使第一检测单元10中对应形成的核心图案12a和第二检测单元20中对应形成的核心图案22a均具备较大的尺寸，此时即会进一步导致检测结构的尺寸较大。

可见，虽然如上所述的检测结构是利用双重成像工艺制备形成，然而该检测结构的整体尺寸及线间排布密度均远大于双重成像工艺在实际应用中所制备出的尺寸和密度。即，基于双重成像工艺形成的检测结构的尺寸和基于双重成像工艺形成的器件结构的尺寸存在较大差异，此时利用检测结构推断器件结构的工艺状况容易出现偏差，即，检测结构的检测结果并不能够真实准确的反映出器件区中的图形状况。

有鉴于此，本发明提供了一种用于双重成像工艺的套刻精度的检测结构，包括：基于不同光刻工艺形成的第一标记和第二标记，所述第一标记包括多个分散的独立图案，所述第二标记包括基于双重成像工艺形成的至少一个条形环状图案。其中，所述条形环状图案包括沿着第一方向延伸的长边和位于端部的短边，用于根据所述条形环状图案的长边沿着第二方向与独立图案的边界之间的距离得到第二方向上的套刻偏差，以及根据所述条形环状图案的短边沿着第一方向与独立图案的边界之间的距离得到第一方向上的套刻偏差，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。

即，本发明提供的检测结构中，直接利用双重成像工艺形成条形环状图案的长边和短边，实现第一方向和第二方向的套刻偏差的获取，而并不需要针对不同方向而额外设置不同的检测结构。并且，用于测量第一方向和第二方向的套刻偏差的长边和短边均为自对准形成而具有较高的图形精度，克服了如上所述的检测结构中需要放大尺寸以满足不同方向的图形精度的问题，从而使得本发明提供的检测结构的尺寸和图形密度可根据双重成像工艺在实际应用于中所形成的尺寸和密度而对应设定，进而根据该检测结构可以更为真实准确的反映出器件结构的制备状况，实现对双重成像工艺的有效监控。

以下结合附图2-3和具体实施例对本发明提出的用于双重成像工艺的套刻精度的检测结构作进一步详细说明，其中图2为本发明一实施例中的用于双重成像工艺的套刻精度的检测结构的示意图，图3为本发明一实施例中的用于双重成像工艺的套刻精度的检测结构其局部示意图。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。应当认识到，附图中所示的诸如“上方”，“下方”，“顶部”，“底部”，“上方”和“下方”之类的相对术语可用于描述彼此之间的各种元件的关系。这些相对术语旨在涵盖除附图中描绘的取向之外的元件的不同取向。例如，如果装置相对于附图中的视图是倒置的，则例如描述为在另一元件“上方”的元件现在将在该元件下方。

结合图2和图3所示，本实施提供的用于双重成像工艺的套刻精度的检测结构包括：基于不同光刻工艺形成的第一标记和第二标记。其中，所述第一标记可基于前道光刻工艺先于所述第二标记形成；或者，所述第一标记还可以利用后道光刻工艺后于所述第二标记形成。本实施例中，以优先形成所述第一标记为例进行解释说明。例如，所述第一标记形成在一预定膜层内，所述第二标记形成在所述预定膜层的上方。

其中，所述第一标记包括多个分散的独立图案110。具体的，所述独立图案110例如为多边形图案、圆形图案或椭圆形图案等，其中的多边形图案例如为矩形图案、五边形图案或六边形图案等。在实际应用中，所述独立图案110可以为形成在一介质膜层中的导电插塞。

以及，所述第二标记包括基于双重成像工艺形成的至少一个条形环状图案210，所述条形环状图案210包括沿着长度方向延伸的长边和位于端部的短边。本实施例中，将平行于条形环状图案的长度方向定义为第一方向(即，X方向)，将平行于条形环状图案的宽度方向定义为第二方向(即，Y方向)。

进一步的，基于双重成像工艺形成所述条形环状图案210的方法包括：具体结合图4所示，利用光刻工艺形成核心图案210a，并在核心图案210a的侧壁上自对准形成侧墙图案，之后去除所述核心图案210a并利用保留下的侧墙图案构成条形环状图案210。需要说明的是，图2和图3中示意出的条形环状图案210的端部为直角短边，然而应当认识到条形环状图案210的端部还可以为弧状的短边(如图4所示)。可选的，基于前道光刻工艺或者后道光刻工艺形成的独立图案110例如具有当前一次光刻工艺的最小工艺尺寸，而所述核心图案210a也可具有当前一次光刻工艺的最小工艺尺寸，即相当于所述条形环状图案的内环宽度和所述独立图案110在第二方向上的宽度相同。需要说明的是，此处所述的“当前一次光刻工艺的最小工艺尺寸”即为，基于当前光刻工艺的制程能力下所能够达到的最小尺寸。

进一步的，所述条形环状图案的短边沿着第一方向的侧边设置有至少一个独立图案，以及所述条形环状图案的长边沿着第二方向的侧边设置有至少一个独立图案。如此，即可根据所述条形环状图案210的长边沿着第二方向(Y方向)与独立图案110的边界之间的距离得到第二方向(Y方向)上的套刻偏差，以及根据所述条形环状图案210的短边沿着第一方向(X方向)与独立图案110的边界之间的距离得到第一方向(X方向)上的套刻偏差。可见，本实施例提供的检测结构可以同时对相互垂直的两个方向上的套刻偏差均进行检测，而不需要再分别设置两个不同方向的检测结构。

此外，条形环状图案210中用于获取第一方向(X方向)的套刻偏差的长边和用于获取第二方向(Y方向)的套刻偏差的短边均是基于同一延伸方向的核心图案形成的，同时具备较高的图形解析度，从而可直接采用双重成像工艺在实际应用中的参数而形成所述第二标记，使得检测结构中的图形参数能够更直观准确的反映出器件内的图形状况。

具体的，测量第一方向(X方向)的套刻偏差的方法包括：测量条形环状图案210的短边沿着第一方向(X方向)至独立图案110的边界的距离，此时例如可根据测量得到的实际距离与对应的理论距离的偏差值而得到第一方向的套刻偏差。此外，还可以对多个测量点进行测量以得到多组偏差值，进而可根据测量得到的多组偏差值的平均以更为精确的获取第一方向的套刻偏差。

举例而言，具体参考图3所示，测量短边至与其在第一方向对应排布的任意一个独立图案的距离，例如，可以得到距离值Ax1、Ax2、Bx1、Bx2、Cx，此时即可根据得到实际距离值与对应的理论距离的偏差值而得到第一方向的套刻偏差，例如可以得到第一方向上的套刻偏差为△A1＝Ax1的实际距离值-对应的理论距离值、△A2＝Ax2的实际距离值-对应的理论距离值、△B1＝Bx1的实际距离值-对应的理论距离值、△B2＝Bx2的实际距离值-对应的理论距离值、△C＝Cx的实际距离值-对应的理论距离值等。

需要说明的是，在理想状况下所得到的套刻偏差△A1、△A2、△B1、△B2、△C通常是相等或几乎相等的。然而在实际应用中，常常会受到工艺误差及测量误差等影响，使得以上所得到的单一个套刻偏差仍存在有一定的误差，基于此，则可进一步对所得到的多组偏差值取平均，以减小误差，从而更为精确的获取第一方向的套刻偏差。即，第一方向的套刻偏差的计算公式可以为：△X＝(△A1+△A2+△B1+△B2+△C)/5。

可选的方案中，所述条形环状图案210还可以和独立图案110组合形成至少一组用于测量第一方向(X方向)的套刻偏差的第一测量组，所述第一测量组包括在第一方向上相对设置的两个测量单位，两个测量单位均是由条形环状图案的短边和独立图案构成，并且两个测量单位中由短边至独立图案之间的理论距离相同。如此，即可根据两个测量单位中短边至对应的独立图案的距离差值得到第一方向(X方向)上的套刻偏差。即，在该可选的方案中，可直接测量第一测量组中的两个测量单元的距离值，从而可根据两个距离值的差值而得到第一方向上的套刻偏差，其并不需要与理论距离值进行比对。

具体的，可使至少一个条形环状图案210的短边在第一方向上相互背离的两侧均设置有至少一个独立图案110，此时相互背离的独立图案110和对应的短边即可构成相对设置的两组测量单位。如此，即可通过测量短边沿着第一方向至其中一侧的独立图案而得到第一距离值，测量短边沿着第一方向至另一侧的独立图案得到第二距离值，并根据所述第一距离值和所述第二距离值的差值而得到第一方向上的套刻偏差。需要说明的是，与相互背离的两个独立图案共同组合构成两组测量单位的短边，其可以为同一短边，也可分别是两个不同的短边，只要相互背离的两个独立图案至对应的短边的理论距离相同即可。

例如参考图2和图3所示，至少一个条形环状图案中，在两个短边的外侧均设置有独立图案，即，条形环状图案210的两个短边和邻近的独立图案110构成了两个相对设置的测量单位(即，构成了第一测量组)。以及，根据条形环状图案的两个短边分别至对应的独立图案的距离差值得到长度方向(X方向)上的套刻偏差。具体的，通过测量第一个测量单位中条形环状图案210的短边的边界至对应的独立图案110的边界的距离，得到该测量单位的第一距离值Ax1，以及测量第二个测量单位中条形环状图案210的短边的边界至对应的独立图案110的边界的距离，得到该测量单位的第二距离值Bx1，由于第一测量组中的该两个测量单位所对应的理论距离相同(即，条形环状图案的两个短边分别至对应的独立图案之间的距离均是以等距离设计)，因此可根据距离值Ax1和Bx1的差值而得到第一方向(X方向)的套刻偏差，即，△X＝(Ax1-Bx1)/2。

需要说明的是，图3中针对第一测量组中的两个测量单位的距离测量方式是：由独立图案110靠近短边的边界至短边远离独立图案的边界之间的距离值。然而其他实施例中，针对第一测量组中的两个测量单位的距离测量方式可以选取独立图案的任意边界和短边的任意边界进行测量，只要第一测量组中的两个测量单位所选取的测量边界是一致对应的即可。例如，针对第一测量组中的两个测量单位的距离测量方式可以为：独立图案110和短边相互面对的边界之间的距离值；或者，由独立图案110远离短边的边界至短边远离独立图案的边界之间的距离值；又或者，由独立图案110远离短边的边界至短边靠近独立图案的边界之间的距离值。本实施例中，针对第一测量组中的两个测量单位的距离测量方式优选采用短边远离独立图案的边界，即，测量单位的距离测量方式横跨短边的宽度值，从而可减小由于双重成像工艺形成的条形环状图案其线条两侧的不对称性所带来的误差。

进一步的，还可使至少一个条形环状图案210中，位于同一条短边的两侧均设置有独立图案110(也就是说，所述独立图案110在所述条形环状图案210的短边的两侧对称布置)，此时该同一短边与其两侧的两个独立图案即构成了两个相对设置的测量单位(即，构成了第一测量组)，以及位于短边两侧的独立图案110分别位于环内和环外。如此，即可根据同一个条形环状图案210中的短边至两侧的独立图案110的距离差值而得到一组长度方向上的套刻偏差。此外，还可通过获取每个条形环状图案210中两条短边所对应的距离偏差值取平均值，以得到第一方向的套刻偏差。以图3为例，其条形环状图案210的每个短边的两侧均设置有独立图案110，通过测量条形环状图案210的左短边至其两侧的独立图案110的边界，而可以得到第一距离值Ax1和第二距离值Ax2；以及，通过测量条形环状图案210的由短边至其两侧的独立图案110的边界，而可以得到第一距离值Bx1和第二距离值Bx2。由于第一测量组的两个测量单位中所述独立图案110至所述条形环状图案210的短边是以等距离设计(理论距离相同)，因此可根据距离值Ax1和Ax2的差值而得到第一方向(X方向)的套刻偏差，即，△Ax＝(Ax1-Ax2)/2。同样的，可根据距离值Bx1和Bx2的差值而得到第一方向(X方向)的套刻偏差，即，△Bx＝(Bx1-Bx2)/2。

同样的，在理想状况下所得到的套刻偏差△A和△B通常是相等或几乎相等的。然而在实际应用中，常常会受到工艺误差及测量误差等影响，使得以上所得到的单一个套刻偏差仍存在有一定的误差，基于此，则可进一步针对多组第一测量组所得到的多组对应的偏差值取平均，以减小误差，从而更为精确的获取第一方向的套刻偏差。即，第一方向的套刻偏差可以为：△X＝(△Ax+△Bx)/2。

需要说明的是，针对由短边及其两侧的两个独立图案110所构成的第一测量组而言，优选使短边沿着第一方向和独立图案110间隔设置(即，独立图案110和短边无重叠)，以避免条形环状图案的短边和独立图案110重叠而使得边界不清晰的问题，即，通过使独立图案110和短边间隔设置，将有利于准确抓取短边的边界而确保测量结果的精度。

继续参考图2所示，所述检测结构中可设置有多个条形环状图案210，并可针对多个条形环状图案210进行测量，提高对套刻偏差的检测精度。具体的，可针对各个条形环状图案210的短边而对应设置第一测量组，提高检测结构的测量灵活性。例如，可以针对任意的第一测量组进行测量，包括可针对排布在检测结构的四个顶角位置的第一测量组进行测量。

本实施例中，多个条形环状图案210沿着第一方向(X方向)延伸，并至少在第二方向(Y方向)上依次排布。以及，多个条形环状图案210的长度不做限制，例如多个条形环状图案210中可具有2种及以上的长度设置。例如，部分条形环状图案210具有第一长度，部分条形环状图案210具有第二长度，另一部分条形环状图案210具有第三长度，并可根据实际状况调整不同长度的条形环状图案210的排布方式。例如，具有第一长度的条形环状图案210独立排布一行，具有第二长度和第三长度的条形环状图案沿其长度方向对齐排布在同一行，并可使第一长度的条形环状图案210和第二长度/第三长度的条形环状图案210在宽度方向上交替排布。

进一步的，测量第二方向(Y方向)的套刻偏差的方法包括：测量条形环状图案210的长边沿着第二方向(Y方向)至独立图案110的边界的距离，此时例如可根据测量得到的实际距离与对应的理论距离的偏差值而得到第二方向的套刻偏差。此外，以及还可以对多个测量点进行测量以得到多组偏差值，进而根据测量得到的多组偏差值的平均以更为精确的得到第二方向的套刻偏差。

举例而言，具体参考图3所示，测量长边沿着第二方向至任意一个独立图案的边界，例如可以得到距离值Ay1、Ay2、By1、By2、Cy1、Cy2、Dy1或Dy2，此时即可根据得到实际距离值与对应的理论距离的偏差值而得到第二方向的套刻偏差，例如可以得到第二方向上的套刻偏差为△A1＝Ay1的实际距离值-对应的理论距离值、△A2＝Ay2的实际距离值-对应的理论距离值、△B1＝By1的实际距离值-对应的理论距离值、△B2＝By2的实际距离值-对应的理论距离值、△C1＝Cy1的实际距离值-对应的理论距离值、或者△C2＝Cy2的实际距离值-对应的理论距离值、△D1＝Cy1的实际距离值-对应的理论距离值、或者△D2＝Dy2的实际距离值-对应的理论距离值等。

同样的，为了进一步减小误差，提高检测精度，则第二方向的套刻偏差的计算方式可以为：△Y＝(△A1+△A2+△B1+△B2+△C1+△C2+△D1+△D2)/6。

可选的方案中，所述条形环状图案210和独立图案110也可组合形成至少一组用于测量第二方向(Y方向)的套刻偏差的第二测量组，所述第二测量组包括在第二方向上相对设置的两个测量单位，两个测量单位均是由条形环状图案的长边和独立图案构成，并且两个测量单位中由长边至独立图案之间的理论距离相同。如此，即可根据两个测量单位中长边至对应的独立图案的距离差值得到第二方向(Y方向)上的套刻偏差。即，在该可选的方案中，可直接测量第二测量组中的两个测量单元的距离值，从而可根据两个距离值的差值而得到第二方向上的套刻偏差，其并不需要与理论距离值进行比对。

具体参考图3所示，在至少一个条形环状图案210平行于长度方向的中心线的两侧对称设置有多个独立图案110，即，部分所述独立图案关于所述条形环状图案沿第一方向的中心线Z2-Z2’对称布置在所述条形环状图案的长边外侧)，例如图3所示的多个独立图案110以中心线Z2-Z2’对称设置。在测量过程中，即可获取在同一个所述条形环状图案210的长边外侧对称设置的两个独立图案110至对应的长边的距离偏差值。具体而言，可选取对称设置的两个独立图案110，对称设置的两个独立图案和条形环状图案的两个长边即可构成第二测量组，以及通过测量对称的两个独立图案中的其中一个独立图案至条形环状图案的其中一个长边得到第一距离值，测量对称的两个独立图案中的另一个独立图案至条形环状图案的另一个长边得到第二距离值，进而可根据所述第一距离值和所述第二距离值的差值而得到第二测量组的偏差值。此外，还可根据获得的每对对称设置的独立图案110所对应的距离偏差值取平均值，以得到更为精确的第二方向的套刻偏差。

应当认识到，条形环状图案210其自身也是以其平行于长度方向的中心线而对称设置的，因此基于对称设置的两个独立图案和两个长边所得到的第一距离值和所述第二距离所对应的理论距离相同，因此根据所述第一距离值和所述第二距离值的差值可以得到第二方向上的套刻偏差。

具体的，通过测量对称设置的至少两个独立图案110和理论距离相同所对应的长边的实际距离差值，以得到第二方向(Y方向)的套刻偏差。例如，图3中即示意性的示出了4组第二测试组分别为(Ay1和Ay2)、(By1和By2)、(Cy1和Cy2)、(Dy1和Dy2)，应当认识到这四组第二测试组中Ay1和Ay2的理论距离相同，By1和By2的理论距离相同，Cy1和Cy2的理论距离相同，以及Dy1和Dy2的理论距离相同。在测量过程中，即可根据四组第二测量组而得到对应的四组测量结果，并可基于四组测量结果的均值而得到更为精确的第二方向(Y方向)的套刻偏差，即，△Ay＝(Ay1-Ay2)/2、△By＝(By1-By2)/2、△Cy＝(Cy1-Cy2)/2、△Dy＝(Dy1-Dy2)/2，以及，△Y＝(△Ay+△By+△Cy+△Dy)/4。

即，根据多个条形环状图案和多个独立图案可选取出多组第二测量组，利用多组第二测量组得到多个对应的偏差值，并根据多个偏差值的均值而获得在第二方向上的套刻偏差。

进一步的，还可使所述第一标记中的多个独立图案在第二方向上对称设置(即，部分所述独立图案关于所述检测结构沿第一方向的中心线Z1-Z1’对称布置在所述条形环状图案的长边外侧)，以及所述第二标记中的多个条形环状图案在第二方向上对称设置(即，多个所述条形环状图案关于所述检测结构沿第一方向的中心线Z1-Z1’对称布置)，也即，所述第一标记和所述第二标记均以检测结构的中心线Z1-Z1’为对称轴而对称设置。此时，同样可选用对称设置的两个独立图案110至理论距离相同所对应的长边构成第二测量组，具体的，选取对称设置的两个独立图案110和多个条形环状图案中对称设置的两个长边，并根据两个独立图案的其中一个独立图案至两个长边中的其中一个长边得到第一距离值，根据两个独立图案中的另一个独立图案至两个长边中的另一个长边得到第二距离值，并根据所述第一距离值和所述第二距离值的差值而得到第二方向上的套刻偏差。

本实施例中，通过使第一标记和第二标记在第二方向上对称设置，从而使得第二测量组的选取范围更大，并可根据需求选取不同距离设定值的多组第二测量组，以提高检测精度。

进一步的，在选取第一测量组和第二测量组时，条形环状图案210的长边/短边和独立图案110可间隔设置，或者也可使条形环状图案210的长边/短边和独立图案110部分重叠，只要条形环状图案210和独立图案110均具有暴露于测量视野中的边界即可，以利于缩减检测结构的整体尺寸。

例如参考图2和图3所示，本实施例中的独立图案110和条形环状图案210在第二方向(Y方向)上可以实现高密度排布，包括：可使部分独立图案110仅部分暴露于条形环状图案210的长边，以及还可使另一部分独立图案110完全暴露于条形环状图案210的长边。而针对仅部分暴露的独立图案110而言，即可利用其暴露出的边界作为第一测量组或第二测量组的测量边。也就是说，只要独立图案110具有暴露出的边界，即可用于构成第一测量组和第二测量组的测量边。

在图3中，针对第二测量组中的两个测量单位而言，其测量边界分别选取的是独立图案110暴露出的外边界和相对远离的长边的内边界；或者，在实际测量时，其测量边界也可以选取独立图案110暴露出的外边界和相对靠近的长边的内边界。当然其他实施例中，针对第二测量组中的两个测量单位的距离测量方式还可以是：选取完全暴露出的独立图案110和长边之间的距离值，此时，可参考第一测量组中的两个测量单位的距离测量方式，此处不再赘述。只要第一测量组和第二测量组中所选取的两组测量单位所对应的距离方向是沿着测量方向，且理论距离相同即可。

针对如上所述的检测结构，以下结合图5和图6对其检测方法进行举例性说明。

其中，针对第一方向(X方向)的套刻偏差的检测方法包括：测量所述条形环状图案的短边沿着第一方向与独立图案的边界之间的距离，以得到第一方向上的套刻偏差。

具体的，可以根据测量得到的各个实际距离值与对应的理论距离值的差值，而获取第一方向上的套刻偏差。

可选的方案中，还可以根据沿着第一方向相对设置的两个测量单位，该两个测量单位构成第一测量组，以获取第一方向上的套刻偏差，该两个测量单位中短边沿着第一方向至独立图案的理论距离值相同。其中，对该两个测量单位进行测量以获得第一方向上的套刻偏差的方法包括：测量短边沿着第一方向至其中一侧的独立图案得到第一距离值，测量短边沿着第一方向至另一侧的独立图案得到第二距离值，并根据所述第一距离值和所述第二距离值的差值而得到第一方向上的套刻偏差。

其中，根据所述第一距离值和所述第二距离值的差值而得到第一方向上的套刻偏差的步骤可包括：获取同一个条形环状图案中短边两侧的独立图案至所述短边的距离偏差值，并根据获得的每个所述条形环状图案中两条短边所对应的距离偏差值取平均值，以得到第一方向的套刻偏差。

为进一步解释本实施例中针对第一方向的套刻偏差的检测方法，下面以图5为例进行说明，图5中示意性的示出了10组第一测量组(即，A组、B组、C组……J组)，根据每一第一测量组均能够得到一个对应的偏差值，即：

△Ax＝(Ax1-Ax2)/2；

△Bx＝(Bx1-Bx2)/2；

△Cx＝(Cx1-Cx2)/2；

△Dx＝(Dx1-Dx2)/2；

△Ex＝(Ex1-Ex2)/2；

△Fx＝(Fx1-Fx2)/2；

△Gx＝(Gx1-Gx2)/2；

△Hx＝(Hx1-Hx2)/2；

△Ix＝(Ix1-Ix2)/2；

△Jx＝(Jx1-Jx2)/2。

此时，可进一步根据多组第一测量组所得到的多个偏差值以进一步平均而获取更为精确的检测结果。即，△X＝(△Ax+△Bx+△Cx+△Dx+△Ex+△Fx+△Gx+△Hx+△Ix+△Jx)/10。

以及，针对第二方向(Y方向)的套刻偏差的检测方法包括：测量所述条形环状图案的长边沿着第二方向与独立图案的边界之间的距离，以得到第二方向上的套刻偏差。

同样的，可以根据测量得到的各个实际距离值与对应的理论距离值的差值，而获取第二方向上的套刻偏差。以及，可选的方案中，还可以根据沿着第二方向相对设置的两个测量单位，该两个测量单位构成第二测量组，以获取第二方向上的套刻偏差，该两个测量单位中长边沿着第二方向至独立图案的理论距离值相同。

具体的，可使至少一个条形环状图案在其平行于长度方向的中心线的两侧对称设置有多个独立图案，在对第二方向上的套刻偏差的进行检测时，可获取在同一个所述条形环状图案的长边外侧对称设置的两个独立图案至对应的长边的距离偏差值，并根据获得的每对对称设置的独立图案所对应的距离偏差值取平均值，以得到第二方向的套刻偏差。实际操作中，可通过选取对称设置的两个独立图案和条形环状图案的两个长边以构成所述第二测量组，并对所述第二测量组进行测量，包括：选取对称设置的两个独立图案，测量两个独立图案的其中一个独立图案至条形环状图案的其中一个长边得到第一距离值，测量两个独立图案中的另一个独立图案至条形环状图案的另一个长边得到第二距离值，并根据所述第一距离值和所述第二距离值的差值而得到第二方向上的套刻偏差。例如参考图6所示，图6中位于中心位置的条形环状图案其平行于长度方向的中心线的两侧对称设置有多个独立图案，其示意性的示出了其中4组第二测量组(即，A组、B组、C组和D组)。

此外，还可使多个独立图案在第二方向上对称设置，以及使多个条形环状图案在第二方向上对称设置，此时即可选取对称设置的两个独立图案和对称设置的两个长边以构成所述第二测量组。其中，对所述第二测量组进行测量以获得第二方向上的套刻偏差的方法包括：测量两个独立图案的其中一个独立图案至两个长边中的其中一个长边得到第一距离值，测量两个独立图案中的另一个独立图案至两个长边中的另一个长边得到第二距离值，并根据所述第一距离值和所述第二距离值的差值而得到第二方向上的套刻偏差。

为进一步解释本实施例中针对第二方向的套刻偏差的检测方法，下面以图6为例进行说明，图6中即示意性的示出了其中7组第二测量组(即，A组、B组、C组……G组)，根据每一第二测量组均能够得到一个对应的偏差值，即：

△Ay＝(Ay1-Ay2)/2；

△By＝(By1-By2)/2；

△Cy＝(Cy1-Cy2)/2；

△Dy＝(Dy1-Dy2)/2；

△Ey＝(Ey1-Ey2)/2；

△Fy＝(Fy1-Fy2)/2；

△Gy＝(Gy1-Gy2)/2。

此时，可进一步根据多组第二测量组所得到的多个偏差值以进一步平均而获取更为精确的检测结果。即，△Y＝(△Ay+△By+△Cy+△Dy+△Ey+△Fy+△Gy)/7。

此外，本发明还提供了一种存储器的制备方法，以在制备存储器的字线和/或位线的过程中，利用如上所述的检测结构进行工艺监控。

具体的，所述存储器的形成方法包括：在器件区中依次形成多个接触插塞和多条沿着第一方向延伸的位线或字线，并在测试区中形成如上所述的检测结构，进而可通过对检测结构进行测量，以得到器件区中位线或字线与其下方的接触插塞的上下对准状况。其中，可利用前道光刻工艺在器件区中形成多个接触插塞时，在测试区中同时形成多个接触插塞以构成第一标记中的多个独立图案110。以及，利用双重成像工艺在器件区中制备多条沿着第一方向延伸的位线BL或字线WL时，在测试区中同时形成第二标记中的多条沿着第一方向延伸的条形环状图案210。

应当认识到，检测结构中的条形环状图案的尺寸和密度可以和同时形成的字线或位线的尺寸和密度相同，此时还可利用检测结构中的多个条形环状图案监控器件区的字线或位线的图形状态。

进一步的，利用双重成像工艺在器件区中制备位线BL或字线WL，并在测试区中形成条形环状图案210的方法包括：首先，利用光刻工艺在器件区和测试区中均形成多条沿着第一方向延伸的核心图案，其中还可使器件区中的核心图案的宽度和测试区中的核心图案的宽度相同；接着，在核心图案的侧壁上自对准形成侧墙图案，之后去除所述核心图案，此时在器件区和测试区中均保留有环状的侧墙图案，并且测试区中的侧墙图案即构成条形环状图案；以及，截断器件区中环状的侧墙图案的端部，以形成多条分立的位线BL或字线WL。

本实施例中，测试区中的多个条形环状图案的宽度和密度，可以和器件区内的位线或字线的宽度和密度相同。即，利用双重成像工艺在测试区中形成的多个条形环状图案可以真实反映出当前所采用的双重成像工艺的工艺精度，并可以根据对检测结构的检测结果而直观准确的判断出基于当期的双重成像工艺所制备出的器件结构(例如，位线或字线)的真实状况。

综上所述，本实施例提供的用于双重成像工艺的检测结构，其直接利用基于条形环状图案的长边和短边检测出第一方向和第二方向的套刻偏差，不仅实现了不同方向的套刻偏差可以在同一检测结构中获取，而不需要针对不同方向分别设置不同的检测结构，同时也解决了例如现有的检测结构中所存在的不同方向的图形精度难以同时满足的问题。基于此，本发明提供的检测结构中条形环状图案的尺寸和密度，可以根据双重成像工艺在实际应用中所制备的尺寸和密度而对应设定，进而使得该检测结构可以更为真实准确的反映出双重成像工艺在实际应用中的工艺状况，实现对所制备出的器件结构的有效监控。

需要说明的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

还应当理解的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

此外还应该认识到，此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例，而不是用来限制本发明的范围。必须注意的是，此处的以及所附权利要求中使用的单数形式“一个”和“一种”包括复数基准，除非上下文明确表示相反意思。例如，对“一个步骤”或“一个装置”的引述意味着对一个或多个步骤或装置的引述，并且可能包括次级步骤以及次级装置。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。以及，词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义，而不是逻辑“异或”的定义，除非上下文明确表示相反意思。

Claims (13)

1.一种用于双重成像工艺的套刻精度的检测结构，其特征在于，包括：基于不同光刻工艺形成的第一标记和第二标记，所述第一标记包括多个分散的独立图案，所述第二标记包括基于双重成像工艺形成的至少一个条形环状图案；所述条形环状图案包括沿着第一方向延伸的长边和位于端部的短边，并且在所述短边沿着第一方向的侧边设置有至少一个独立图案，在所述长边沿着第二方向的侧边设置有至少一个独立图案，所述第一方向和所述第二方向相互垂直；

其中，根据所述条形环状图案的长边沿着第二方向与独立图案的边界之间的距离得到第二方向上的套刻偏差，以及根据所述条形环状图案的短边沿着第一方向与独立图案的边界之间的距离得到第一方向上的套刻偏差。

2.如权利要求1所述的套刻精度的检测结构，其特征在于，所述独立图案为多边形图案、圆形图案或椭圆形图案。

3.如权利要求1所述的套刻精度的检测结构，其特征在于，在所述条形环状图案的短边沿第一方向的两侧均设置有至少一个独立图案；

其中，根据短边沿着第一方向至其中一侧的独立图案得到第一距离值，根据短边沿着第一方向至另一侧的独立图案得到第二距离值，并根据所述第一距离值和所述第二距离值的差值而得到第一方向上的套刻偏差。

4.如权利要求1所述的套刻精度的检测结构，其特征在于，多个条形环状图案和多个独立图案均布置在由第一方向和第二方向组成的平面内而构成检测结构；且多个所述条形环状图案关于所述检测结构沿第一方向的中心线对称布置；且一部分所述独立图案在所述条形环状图案的短边的两侧对称布置；

获取同一个所述条形环状图案中短边两侧的独立图案至所述短边的距离偏差值；将获得的每个所述条形环状图案中两条短边所对应的距离偏差值取平均值，以得到第一方向的套刻偏差。

5.如权利要求4所述的套刻精度的检测结构，其特征在于，还有一部分所述独立图案关于所述条形环状图案沿第一方向的中心线对称布置在所述条形环状图案的长边外侧；

获取在同一个所述条形环状图案的长边外侧对称设置的两个独立图案至对应的长边的距离偏差值；将获得的每对对称设置的独立图案所对应的距离偏差值取平均值，以得到第二方向的套刻偏差。

6.如权利要求1所述的套刻精度的检测结构，其特征在于，所述条形环状图案的内环宽度和所述独立图案的沿着第二方向的宽度相同。

7.如权利要求1所述的套刻精度的检测结构，其特征在于，所述第一标记形成在一预定膜层内，所述第二标记形成在所述预定膜层的上方。

8.一种采用权利要求1-7任一项所述的检测结构的检测方法，其特征在于，包括：

测量所述条形环状图案的长边沿着第二方向与独立图案的边界之间的距离，以得到第二方向上的套刻偏差；以及，测量所述条形环状图案的短边沿着第一方向与独立图案的边界之间的距离，以得到第一方向上的套刻偏差。

9.如权利要求8所述的检测方法，其特征在于，测量所述条形环状图案的短边沿着第一方向与独立图案的边界之间的距离，以得到第一方向上的套刻偏差的步骤包括：

测量所述短边沿着第一方向至其中一侧的独立图案得到第一距离值，测量所述短边沿着第一方向至另一侧的独立图案得到第二距离值，并根据所述第一距离值和所述第二距离值的差值而得到第一方向上的套刻偏差。

10.如权利要求9所述的双重成像工艺的套刻精度的检测方法，其特征在于，根据所述第一距离值和所述第二距离值的差值而得到第一方向上的套刻偏差的步骤包括：

获取同一个所述条形环状图案中短边两侧的独立图案至所述短边的距离偏差值；将获得的每个所述条形环状图案中两条短边所对应的距离偏差值取平均值，以得到第一方向的套刻偏差。

11.如权利要求8所述的双重成像工艺的套刻精度的检测方法，其特征在于，测量所述条形环状图案的长边沿着第二方向与独立图案的边界之间的距离，以得到第二方向上的套刻偏差的步骤包括：

获取在同一个所述条形环状图案的长边外侧对称设置的两个独立图案至对应的长边的距离偏差值；将获得的每对对称设置的独立图案所对应的距离偏差值取平均值，以得到第二方向的套刻偏差。

12.一种存储器的制备方法，其特征在于，包括：

在器件区中依次形成多个接触插塞和多条沿着第一方向延伸的位线或字线，并在测试区中形成如权利要求1-7任意一项所述的检测结构；

其中，利用前道光刻工艺在器件区中形成多个接触插塞时，在测试区中同时形成多个接触插塞以构成第一标记中的多个独立图案；

以及，利用双重成像工艺在器件区中制备多条沿着第一方向延伸的位线或字线时，在测试区中同时形成第二标记中的多条沿着第一方向延伸的条形环状图案。

13.如权利要求12所述的存储器的制备方法，其特征在于，利用双重成像工艺在器件区中制备位线或字线，以及在测试区中制备条形环状图案的方法包括：

在器件区和测试区中均形成多条沿着第一方向延伸的核心图案；

在所述核心图案的侧壁上自对准形成侧墙图案；

去除所述核心图案，以在器件区和测试区中均保留有环状的侧墙图案，并且测试区中的侧墙图案构成所述条形环状图案；以及，

截断器件区中环状的侧墙图案的端部，以形成多条分立的位线或字线。

Images