CN114895532A - 一种套刻标记方法、套刻测量方法及套刻标记 - Google Patents

一种套刻标记方法、套刻测量方法及套刻标记 Download PDF

Info

Publication number
CN114895532A
CN114895532A CN202210519015.3A CN202210519015A CN114895532A CN 114895532 A CN114895532 A CN 114895532A CN 202210519015 A CN202210519015 A CN 202210519015A CN 114895532 A CN114895532 A CN 114895532A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mark
marks
overlay
material layer
along
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210519015.3A
Other languages
English (en)
Inventor
万浩
卢绍祥
李伟
郭芳芳
陆聪
轩攀登
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yangtze Memory Technologies Co Ltd
Original Assignee
Yangtze Memory Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yangtze Memory Technologies Co Ltd filed Critical Yangtze Memory Technologies Co Ltd
Priority to CN202210519015.3A priority Critical patent/CN114895532A/zh
Publication of CN114895532A publication Critical patent/CN114895532A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70633—Overlay, i.e. relative alignment between patterns printed by separate exposures in different layers, or in the same layer in multiple exposures or stitching

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

本申请实施例公开一种套刻标记方法、套刻测量方法及套刻标记，其中，所述套刻标记方法包括：在第一材料层上形成N个第一标记，所述每个第一标记包括P个第一子标记，所述第一子标记的形状为通过多个块状图形而形成的长条状；在所述第一材料层之后形成第二材料层；在所述第二材料层上形成与每一所述第一标记一一对应的N个第二标记，所述每个第二标记包括Q个长条状的第二子标记；其中，N、P和Q均为大于1的整数，且P大于Q；其中，所述第一标记的宽度大于所述第二标记的宽度。

Description

一种套刻标记方法、套刻测量方法及套刻标记
本申请是申请日为2020年01月02日、申请号为202010003058.7、发明名称为“一种套刻标记方法、套刻测量方法及套刻标记”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本申请实施例涉及半导体器件及其制造领域，涉及但不限于一种套刻标记方法、套刻测量方法及套刻标记。
背景技术
在三维闪存(3D NAND)的制造工艺过程中,为了满足栅线(GL)刻蚀(Etch)工艺的高深宽比高选择比的需求，需要使用更厚更致密的硬掩模(HM，hard mask)作为保型材料。但随着材料厚度及致密度的增加，这些膜层对光的吸收也随之增加，反射减少，从而对光刻制程造成很大影响，尤其使光刻制程后的套刻(OVL，Overlay)量测困难增加，显影后的图形OVL量测准确性比较低，影响OVL补偿结果进而影响最终的良率水平。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种套刻标记方法、套刻测量方法及套刻标记，通过在第一材料层(如半导体衬底)上形成第一标记，在第二材料层(多晶硅栅层)上形成第二标记，其中，第一标记和第二标记的尺寸不同，且第一标记和第二标记的组成不同，增加了第一标记与第二标记的对比度，进而提升套刻量测的准确性。
本申请实施例的技术方案是这样实现的：
本申请实施例提供一种套刻标记方法，所述方法包括：
在第一材料层上形成N个第一标记，所述每个第一标记包括P个第一子标记，所述第一子标记的形状为通过多个块状图形而形成的长条状；
在所述第一材料层之后形成第二材料层；
在所述第二材料层上形成与每一所述第一标记一一对应的N个第二标记，所述每个第二标记包括Q个长条状的第二子标记；
其中，N、P和Q均为大于1的整数，且P大于Q；
其中，所述第一标记的宽度大于所述第二标记的宽度。
在一些实施例中，所述在第一材料层上形成N个第一标记包括：
在第一材料层上，分别沿第一方向和第二方向形成至少一个第一标记列；其中，所述第一方向和所述第二方向垂直；
对应的，所述在所述第二材料层上形成与每一所述第一标记一一对应的N个第二标记，包括：
在第二材料层上，分别沿所述第一方向和所述第二方向形成至少一个第二标记列；其中，沿所述第一方向的第一标记列中的第一标记和沿所述第一方向的第二标记列中的第二标记一一对应，沿所述第一方向的第一标记列中的第一标记的长度方向和沿所述第一方向第二标记列中的第二标记的长度方向与所述第一方向垂直；沿所述第二方向的第一标记列中的第一标记和沿所述第二方向第二标记列中的第二标记一一对应，沿所述第二方向的第一标记列中的第一标记的长度方向和沿所述第二方向的第二标记列中的第二标记的长度方向与所述第二方向垂直。
在一些实施例中，每个标记列中的标记数量相等，将所述第一标记列和第二标记列投影在同一平面时，第一方向的第一标记列位于所述第一方向的第二标记列的内侧，第二方向的第一标记列位于所述第二方向的第二标记列内侧。
在一些实施例中，所述在第一材料层上，分别沿第一方向和第二方向形成至少一个第一标记列，包括：在第一材料层上形成分别沿第一方向和第二方向的两个第一标记列；
对应地，在第二材料层上，分别沿所述第一方向和所述第二方向形成两个第二标记列，其中，同一方向的两个标记列中心对称。
在一些实施例中，所述第一标记的宽度大于第二标记的宽度。
在一些实施例中，所述第一标记的宽度与相邻两个第一标记之间的距离之和为第一距离，所述第二标记的宽度与相邻两个第二标记之间的距离之和为第二距离；
其中，所述第一距离等于所述第二距离。
在一些实施例中，所述第一子标记的宽度小于所述第二子标记的宽度。
在一些实施例中，所述第二子标记的宽度等于第一子标记的宽度与相邻两个第一子标记之间的距离之和。
在一些实施例中，相邻两个所述第一子标记之间的距离小于相邻两个第二子标记之间的距离。
在一些实施例中，所述第一标记和第二标记被形成为凹槽状或凸起状。
本申请实施例提供一种套刻测量方法，所述方法包括：
在第一材料层上形成N个第一标记，所述每个第一标记包括P个第一子标记，所述第一子标记的形状为通过多个块状图形而形成的长条状；
在所述第一材料层之后形成第二材料层；
在所述第二材料层上形成与每一所述第一标记一一对应的N个第二标记，所述每个第二标记包括Q个长条状的第二子标记；其中，N、P和Q均为大于1的整数，且P大于Q；所述第一标记的宽度大于所述第二标记的宽度；
根据所述N个第一标记和所述N个第二标记进行套刻量测。
本申请实施例再提供一种套刻标记，所述标记包括：
N个第一标记，形成于第一材料层上，所述每个第一标记包括P个第一子标记，所述第一子标记的形状为通过多个块状图形而形成的长条状；
N个第二标记，形成于第二材料层上，所述每个第二标记包括Q个长条状的第二子标记；
其中，一个第一标记和一个第二标记一一对应，N、P和Q均为大于1的整数，且P大于Q；
其中，所述第一标记的宽度大于所述第二标记的宽度。
本申请实施例提供的套刻标记方法、套刻测量方法及套刻标记，通过在第一材料层上形成第一标记，在第二材料层上形成第二标记，其中，第一标记和第二标记的尺寸不同，第一标记包括的子标记和第二标记包括的子标记的数量不同，第一子标记和第二子标记的组成不同，增加了第一标记与第二标记的对比度，进而提升套刻量测的准确性。
附图说明
在附图(其不一定是按比例绘制的)中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。
图1A为相关技术中膜层厚度与透光率的关系示意图；
图1B为相关技术中套刻标记在电镜下结构示意图；
图1C为相关技术中套刻标记的结构示意图；
图1D为相关技术中当前层套刻标记的尺寸关系示意图；
图1E为相关技术中的套刻标记套刻测量的对称度示意图；
图2为本申请实施例提供的套刻标记方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的套刻标记的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种套刻标记方法的流程图；
图5为本申请实施例提供的套刻标记投影在同一平面的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的套刻测量方法的实现流程示意图；
图7为本申请实施例提供的套刻标记的ADI量测结果与AEI量测结果的线性关系；
图8为相关技术中提供的套刻标记的ADI量测结果与AEI量测结果的线性关系；
图9为本申请实施例提供的套刻标记套刻测量对称性示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。
在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
如果申请文件中出现“第一/第二”的类似描述则增加以下的说明，在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般来说，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排他性的罗列，方法或者装置也可能包含其他的步骤或元素。
在详述本申请实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本申请保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
空间关系术语例如“在……下”、“在……下面”、“下面的”、“在……之下”、“在……之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在……下面”和“在……下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一特征和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一特征和第二特征之间的实施例，这样第一特征和第二特征可能不是直接接触。
为了更好地理解本申请实施例中提供的标记方法，首先对相关技术中的问题进行分析说明。
在3D NAND制造工艺过程中，为了满足GL Etch工艺高深宽比高选择比的需求，需要使用更厚更致密的hard mask作为保型材料。但随着材料厚度及致密度的增加，这些膜层对光的吸收也随之增加，反射减少，从而对光刻制程造成很大影响，尤其使光刻制程后的OVL量测困难增加，显影后的图像OVL量测准确性比较低。
图1A为相关技术中膜层厚度与透光率的关系示意图，如图1A所示，波长为633纳米(nm，nanometre)的氦氖激光进行不同HM在不同厚度时的透光率，从图中可以看出4种不同类型的HM在厚度增加时，透光率都是逐渐降低，其中，APF、APFe、Kodiak、Saphira TM为4种不同类型的膜层。
以Kodiak中的一个型号AHM 390C 17K进行光刻后套刻测量其对称性为例，图1B为相关技术中采用套刻测量时标记的电镜结构示意图，如图1B所示，相关技术中，前一层的标记110在电镜扫描下比较模糊，当前层的标记120可以很清楚的看到，由于前一层的标记110比较模糊，导致套刻测量不准确。
图1C为相关技术中套刻标记的结构示意图，如图1C所示，当前层的套刻标记120设置于中间位置，前一层的套刻标记110设置于包围中间位置，前一层的套刻标记110中的子标记与当前层的套刻标记120中的子标记垂直。
图1D为相关技术中当前层套刻标记的尺寸关系示意图，如图1D所示，前一层中一个套刻标记包括两个子标记，相邻两个套刻标记的距离为2400nm，两个子标记的宽度为250nm，子标记之间的距离为400nm。
表1为相关技术中前一层中套刻标记的尺寸关系，通过表1可以看出，沟道通孔分割(CH segmentation)的间距(Pitch)是不同的，且关键尺寸(CD，Critical Dimension)也是不同的，栅线分割(GL segmentation)的Pitch和CD是相同的。
通过前一层的套刻标记和当前层的套刻标记进行套刻测量。
表1相关技术中前一层的套刻标记尺寸关系表
Figure BDA0003640930340000071
图1E为相关技术中套刻测量后的对称度示意图，如图1E所示，在X方向上，平均值(mean)为-0.04，拉依达准则(3σ，3Sigma)值为5.76，平均值的绝对值加拉依达准则值为5.80。最小值(min，minimum)为-4.49，最大值(max，maximum)为5.15，中间值(median)为-0.25，边缘(range)9.64，在Y方向，mean为0.25，3Sigma为5.47，平均值的绝对值加拉依达准则值为5.72，min为-6.18，max为7.24，median为0.14，range为13.42，显然相关技术中在X方向和Y方向的对称度偏差都较大，而且以5nm为测量单位时的对称性远高于小于等于3nm为测量单位时的对称性。
相关技术中，带高吸光性膜层的光刻套刻量测准确性非常低，影响OVL补偿结果进而影响最终的良率水平。通常为保证带高吸光性膜层的光刻套刻量测准确性必须在蚀刻后量测(AEI，After Etch Inspection)，但是由于已经经过刻蚀无法重做从而给产线上带来较大的报废风险，不利于大量生产。
基于相关技术所存在的问题，本申请实施例提供一种套刻标记方法，图2为本申请实施例提供的套刻标记方法的流程示意图，如图2所示，所述方法包括：
步骤S201，在第一材料层上形成N个第一标记。
图3为本申请实施例提供的套刻标记的结构示意图，如图3所示，所述每个第一标记320包括P个第一子标记321，所述第一子标记321的形状为通过多个块状图形而形成的长条状。
本申请实施例中，第一材料层可以是诸如铝、铜等金属构成的用于制作金属布线的互连金属层。还可以是由诸如多晶硅、金属(例如，铝)等构成的栅极材料层。在一些实施例中，第一材料层可以是由诸如二氧化硅、低介电常数材料(例如，黑钻石(BD，BlackDiamond))构成的层间介电层。在一些实施例中，第一材料层可以是半导体衬底。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320。
本申请实施例中，所述在第一材料层上形成N个第一标记320可以通过以下步骤实现：
步骤S201A，在第一材料层上旋涂第一光刻胶层，并且通过曝光和显影而将第一掩模版上的N个第一标记320的图案转移到第一光刻胶层上，以定义出N个第一标记320图案。
本申请实施例中，通过曝光和显影而将第一掩模版上的N个第一标记320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上覆盖的第一光刻胶层上。
步骤S201B，以第一光刻胶层为掩膜，蚀刻第一材料层，以将第一光刻胶层上的第一标记320图案转移到第一材料层上，从而在第一材料层上形成N个第一标记320。
本申请实施例中，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，所述第一材料层上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上，同时，N个第一标记320也被转移至所述第一材料层上。
步骤S202，在所述第一材料层之后形成第二材料层。
本申请实施例中，第一材料层和第二材料层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。在第一材料层与第二材料层之间还可以沉积了其他的介电薄膜层、导电金属层等。示例性地，第一材料层为半导体衬底的情况下，第二材料层可以是由多晶硅栅层和栅极绝缘层构成的叠层。
本申请实施例中，所示在第一材料层之后可以通过化学气相沉积(CVD，ChemicalVapor Deposition)工艺或等离子体增强化学气相沉积(PECVD，Pla sma EnhancedChemical Vapor Deposition)工艺等形成第二材料层。
步骤S203，在所述第二材料层上形成与每一所述第一标记320一一对应的N个第二标记310，所述每个第二标记310包括Q个长条状的第二子标记311。
本申请实施例中，步骤S203，可以通过以下步骤实现，
步骤S203A，在第二材料层上旋涂第二光刻胶层，并且通过曝光和显影而将第二掩模版上的N个第二标记310的图案转移到第二光刻胶层上，以定义出N个第二标记310图案。
步骤S203B，以第二光刻胶层为掩膜，蚀刻第二材料层，以将第二光刻胶层上的第二标记310图案转移到第二材料层上，从而在第二材料层上形成N个第二标记310。
本申请实施例中，第二标记310的实现方式可以与第一标记320采用同样的方式，这里不再赘述.
继续参照图3，将所述第一标记列和第二标记列投影在同一平面时，第一标记和第二标记是一一对应的，所述第一标记320的宽度大于所述第二标记310的宽度。
本申请实施例中，通过设置P大于Q，且所述第一子标记321的形状为通过多个块状图形而形成的长条状，所述每个第二标记310包括Q个长条状的第二子标记311，增加了套刻的对准点。且通过设置第一标记320的宽度大于所述第二标记310的宽度使得第一标记320和第二标记310之间的对比度增加。示例性地，P为6，Q为4。
本申请实施例中，N、P和Q均为大于1的整数。
本申请实施例中，由于在光刻制成中需要注意层间对准，即套刻对准，以保证第二材料层图形与第一材料层上已经存在的图形之间的对准，因此，为了实现良好的产品性能以高产率，希望实现较高的套刻精度。具体地说，套刻精度指的是第一材料层表面上存在的图案与第二材料层掩膜板上图形的对准精度。
本申请实施例中，所述第一标记和第二标记与所述方形块状结构的相对尺寸关系，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，本具体实施方式对此不作限定。
本申请实施例中，通过在第一材料层(前一层)上形成第一标记320，在第二材料层(当前层)上形成第二标记310，其中，第一标记320的尺寸大于第二标记的尺寸，第一标记320包括的第一子标记321的数量大于第二标记310包括的第二子标记311的数量，第一子标记321和第二子标记311的组成不同，增加了第一标记320与第二标记310的对比度，进而提升套刻量测的准确性。本申请实施例提供的套刻标记方法，可以实现显影后OVL的准确量测，有利于线上OVL的控制，进而消除AEI OVL报废的风险。
本申请实施例再提供一种套刻标记方法，图4为本申请实施例提供的一种套刻标记方法的流程图，如图4所示，所述方法包括：
步骤S401，在第一材料层上，分别沿第一方向和第二方向形成至少一个第一标记列。
继续参照图3，所述第一方向与所述第二方向垂直。本申请实施例中，至少一个第一标记列由多个第一标记320组成，一个标记列中的第一标记320相互平行。可以认为第一方向为沿X方向，第二方向为沿Y方向。
示例性地，在第一材料层上形成分别沿第一方向和第二方向的两个第一标记列。
步骤S402，在所述第一材料层之后形成第二材料层。
步骤S402，在第二材料层上，分别沿所述第一方向和所述第二方向形成至少一个第二标记列。
本申请实施例中，所述至少一个第二标记列由多个第二标记310组成，一个第二标记列中的第二标记310相互平行。
示例性地，在第二材料层上形成分别沿第一方向和第二方向的两个第一标记列。
本申请实施例中，沿所述第一方向的第一标记列中的第一标记320和沿所述第一方向的第二标记列中的第二标记310一一对应，沿所述第一方向的第一标记列中的第一标记320的长度方向和沿所述第一方向第二标记列中的第二标记310的长度方向与所述第一方向垂直；沿所述第二方向的第一标记列中的第一标记320和沿所述第二方向第二标记列中的第二标记310一一对应，沿所述第二方向的第一标记列中的第一标记320的长度方向和沿所述第二方向的第二标记列中的第二标记310的长度方向与所述第二方向垂直。
图5为本申请实施例提供的套刻标记投影在同一平面的结构示意图，如图5所示，每个标记列中的第一标记和第二标记的数量相等，将所述第一标记列510和第二标记列520投影在同一平面时，第一方向的第一标记列510位于所述第一方向的第二标记列520的内侧，同样的第二方向的第一标记列510位于所述第二方向的第二标记列520内侧。
本申请实施例提供的方法，通过在一个标记测量区域中将第一标记设置于标记测量区域内侧，将第二标记设置于标记测量区域的外侧，可以减少由于之前的工艺(如通过化学机械平面化，(CMP，chemical mechanical polish))带来的量测干扰。采用本身实施例提供的套标记方法，可以实现有HM层存在情况下的显影后量测(ADI，After DevelopmentInspection)，可以在刻蚀制程前进行量测，避免了无法返工以及无法控制套刻补偿的缺陷。
在一些实施例中，所述第一标记的宽度大于第二标记的宽度。
本申请实施例中，第一标记的宽度和第二标记的宽度可以根据实际的情况进行设置。
示例性地，第一标记的宽度为1310nm，第二标记的宽度为1190nm。
在一些实施例中，所述第一标记的宽度与相邻两个第一标记之间的距离之和为第一距离，所述第二标记的宽度与相邻两个第二标记之间的距离之和为第二距离；
其中，所述第一距离等于所述第二距离。
承接上面的示例，相邻两个第一标记之间的距离为690nm，相邻两个第二标记之间的距离为810nm。第一距离和第二距离都为2000nm。
在一些实施例中，所述第一子标记的宽度小于所述第二子标记的宽度。
承接上面的示例，第一子标记的宽度为240nm，第二子标记的宽度为350nm。
在一些实施例中，所述第二子标记的宽度等于第一子标记的宽度与相邻两个第一子标记之间的距离之和。
承接上面的示例，相邻两个第一子标记之间的距离为110nm。
在一些实施例中，相邻两个所述第一子标记之间的距离小于相邻两个第二子标记之间的距离。
承接上面的示例，相邻两个第二标记之间的距离为140nm。
在一些实施例中，所述第一标记和第二标记被形成为凹槽状或凸起状。
本申请实施例中，将第一标记和第二标记设置成凹槽状或凸起状可以增加第一标记和第二标记之间的对比度。
示例性地，将第一标记设置成凹槽状，将第二标记设置成凸起状。
基于前述的各个实施例，图6为本申请实施例提供的套刻测量方法的实现流程示意图，如图6所示，所述方法包括：
步骤S601，在第一材料层上形成N个第一标记，所述每个第一标记包括P个第一子标记，所述第一子标记的形状为通过多个块状图形而形成的长条状；
步骤S602，在所述第二材料层上形成与每一所述第一标记一一对应的N个第二标记，所述每个第二标记包括Q个长条状的第二子标记；其中，N、P和Q均为大于1的整数，且P大于Q；所述第一标记的宽度大于所述第二标记的宽度；
步骤S603，根据所述N个第一标记和所述N个第二标记进行套刻量测。
本申请实施例中，进行套刻对准操作时，通过测量设备对第一材料层的第一标记与所述第二材料层的的第二标记进行量测，确定所述第二材料层与所述第一材料层的套刻偏差。具体地，测量设备通过量测，获得第二材料层上的套刻标记位置与所述第一材料层的套刻标记位置，通过计算第二材料层和第一材料层对应的套刻标记位置的差值，即可确定所述第二材料层与第一材料层的套刻偏差。
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，其中，本申请实施例提供的套刻标记如图3所示，其中，该套刻标记的尺寸关系参见表2，通过表2可以看出，现在层(Current layer)即本申请中的第二材料层，前一层(Previous Layer)即本申请实施例中的第二材料层，Current layer和Previous Layer在X方向(Direction)和Y方向都有4个标记列，每一层的4个标记在30mm*30mm的标记尺寸(Target Size)内，Currentlayer中的第一标记之间的距离(Pitch)都为2000nm，CD为1190nm，分割(Segmentation)的Pitch为350nm，CD为140nm，第一标记为凸起(Para)结构。Previous Layer中第二标记之间的Pitch为2000nm，CD为1310nm，Segmentation的Pitch为240nm，CD为140nm，第二标记为凹槽(hole)结构。其中，第一标记中第一子标记的数量为6个，第二标记中第二子标记的数量为4个。
表2本申请实施例提供的套刻标记的尺寸关系表
Figure BDA0003640930340000131
对第一标记和第二标记进行ADI量测以及AEI量测，以得到量测结果。图7为本申请实施例提供的套刻标记的ADI量测结果与AEI量测结果的线性关系。其中，y＝0.8753x+0.0283，R2＝0.9348，R2约等于0.93，y代表纵坐标的值，x代表横坐标的值，刻蚀后量测数据用直线表示，显影后量测数据用圆点表示。
以相关技术中提供的套刻标记为对照，进行ADI量测与AEI量测，其中，相关技术中的套刻标记具体参见表1，图8为相关技术中提供的标记的ADI量测结果与AEI量测结果的线性关系,其中，其中，y＝0.7748x-0.5474，R2＝0.8078，R2约等于0.81，y代表纵坐标的值，X代表横坐标的值，刻蚀后量测数据用直线表示，显影后量测数据用圆点表示。
通过对图7和图8的比较，图7中的圆点更多地聚集在直线附近，而图8中的圆点分散在直线附近，显然采用本申请实施例提供的标记方法形成的标记在AEI测量和实现ADI测量在电镜扫描下套刻的原始数据相关性高。
图9为本申请实施例提供的方法套刻测量对称性示意图，如图9所示，在X方向上，mean为-0.12，3Sigma值为1.51，平均值的绝对值加拉依达准则值为1.64。min为-2.98，max为2.25，median为-0.02，range为5.23，在Y方向，mean为0.04，3Sigma为2.02，平均值的绝对值加拉依达准则值为2.06，min为-2.57，max为2.91，median为-0.02，range为5.48。对比图9和图1E，显然本申请实施例提供的套刻标记方法形成的套刻标记的测量结果的对称性更好。
对于本申请套刻量测方法实施例中未披露的技术细节，请参照本申请标记方法实施例的描述而理解。
基于前述的各个实施例，本申请实施例在提供一种套刻标记，所述套刻标记包括：
N个第一标记，形成于第一材料层上，所述每个第一标记包括P个第一子标记，所述第一子标记的形状为通过多个块状图形而形成的长条状；
N个第二标记，形成于第二材料层上，所述每个第二标记包括Q个长条状的第二子标记；
其中，一个第一标记和一个第二标记一一对应，N、P和Q均为大于1的整数，且P大于Q；
其中，所述第一标记的宽度大于所述第二标记的宽度。
需要说明的是，本实施例标记的描述，与上述方法实施例的套刻标记方法描述类似，具有同方法实施例相似的有益效果，因此不做赘述。对于本申请互连结构实施例中未披露的技术细节，请参照本申请上述方法实施例的描述而理解。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”“具体示例”或“一些示例”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申请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。
用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种套刻标记，其特征在于，包括：
分别沿第一方向和第二方向各设置的至少一个第一标记列，所述第一标记列包括N个第一标记，每个所述第一标记包括多个第一子标记，所述第一子标记的形状为通过多个块状图形而形成的长条状；其中，所述第一方向和所述第二方向垂直；所述N为大于1的整数；
分别沿所述第一方向和所述第二方向各设置的至少一个第二标记列，所述第二标记列包括与每一所述第一标记一一对应的N个第二标记，每个所述第二标记包括多个长条状的第二子标记；
其中，所述第一标记列设置在第一材料层上，所述第二标记列设置在第二材料层上，所述第二材料层位于所述第一材料层之上；沿所述第一方向的第一标记列位于沿所述第一方向的第二标记列在所述第一材料层上的正投影的内侧，沿所述第二方向的第一标记列位于沿所述第二方向的第二标记列在所述第一材料层上的正投影的内侧，所述第一标记列和所述第二标记列在所述第一材料层上的正投影构成一个整体标记结构，所述内侧为靠近所述整体标记结构的中心点的位置处。
2.根据权利要求1所述的套刻标记，其特征在于，
沿所述第一方向的第一标记列中的第一标记沿所述第一方向排列，沿所述第一方向的第一标记列中的第一标记的延伸方向与所述第一方向垂直；
沿所述第一方向的第二标记列中的第二标记沿所述第一方向排列，沿所述第一方向的第二标记列中的第二标记的延伸方向与所述第一方向垂直；
沿所述第二方向的第一标记列中的第一标记沿所述第二方向排列，沿所述第二方向的第一标记列中的第一标记的延伸方向与所述第二方向垂直；
沿所述第二方向的第二标记列中的第二标记沿所述第二方向排列，沿所述第二方向的第二标记列中的第二标记的延伸方向与所述第二方向垂直。
3.根据权利要求1所述的套刻标记，其特征在于，
沿所述第一方向的第一标记列中的第一标记中，所述第一标记沿所述第一方向的宽度与相邻两个第一标记之间的距离之和为第一距离，沿所述第一方向的第二标记列中的第二标记中，所述第二标记沿所述第一方向的宽度与相邻两个第二标记之间的距离之和为第二距离；其中，所述第一距离等于所述第二距离；
沿所述第二方向的第一标记列中的第一标记中，所述第一标记沿所述第二方向的宽度与相邻两个第一标记之间的距离之和为第三距离，沿所述第二方向的第二标记列中的第二标记中，所述第二标记沿所述第二方向的宽度与相邻两个第二标记之间的距离之和为第四距离；其中，所述第三距离等于所述第四距离。
4.根据权利要求1所述的套刻标记，所述第一标记和所述第二标记包括凹槽状或凸起状。
5.根据权利要求1所述的套刻标记，其特征在于，所述第一标记包括的第一子标记的数量与所述第二标记包括的第二子标记的数量不同。
6.根据权利要求1所述的套刻标记，其特征在于，所述第一子标记的宽度小于所述第二子标记的宽度。
7.根据权利要求1所述的套刻标记，其特征在于，所述第二子标记的宽度等于第一子标记的宽度与相邻两个第一子标记之间的距离之和。
8.根据权利要求1所述的套刻标记，其特征在于，所述套刻标记包括：
分别沿所述第一方向和所述第二方向各设置的两个所述第一标记列；分别沿所述第一方向和所述第二方向各设置的两个所述第二标记列；其中，沿同一方向的两个所述第一标记列和沿同一方向的两个所述第二标记列均中心对称。
9.一种套刻标记方法，其特征在于，包括：
在第一材料层上，分别沿第一方向和第二方向各形成至少一个第一标记列，所述第一标记列包括N个第一标记，每个所述第一标记包括多个第一子标记，所述第一子标记的形状为通过多个块状图形而形成的长条状；其中，所述第一方向和所述第二方向垂直；所述N为大于1的整数；
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，分别沿所述第一方向和所述第二方向各形成至少一个第二标记列，所述第二标记列包括与每一所述第一标记一一对应的N个第二标记，每个所述第二标记包括多个长条状的第二子标记；
其中，沿所述第一方向的第一标记列位于沿所述第一方向的第二标记列在所述第一材料层上的正投影的内侧，沿所述第二方向的第一标记列位于沿所述第二方向的第二标记列在所述第一材料层上的正投影的内侧，所述第一标记列和所述第二标记列在所述第一材料层上的正投影构成一个整体标记结构，所述内侧为靠近所述整体标记结构的中心点的位置处。
10.一种套刻测量方法，其特征在于，包括：
在第一材料层上，分别沿第一方向和第二方向各形成至少一个第一标记列，所述第一标记列包括沿所述第一方向或所述第二方向排列的N个第一标记，每个所述第一标记包括多个第一子标记，所述第一子标记的形状为通过多个块状图形而形成的长条状；其中，所述第一方向和所述第二方向垂直；所述N为大于1的整数；
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，分别沿所述第一方向和所述第二方向各形成至少一个第二标记列，所述第二标记列包括与每一所述第一标记一一对应的N个第二标记，每个所述第二标记包括多个长条状的第二子标记；其中，沿所述第一方向的第一标记列位于沿所述第一方向的第二标记列在所述第一材料层上的正投影的内侧，沿所述第二方向的第一标记列位于沿所述第二方向的第二标记列在所述第一材料层上的正投影的内侧，所述第一标记列和所述第二标记列在所述第一材料层上的正投影构成一个整体标记结构，所述内侧为靠近所述整体标记结构的中心点的位置处；
根据所述N个第一标记和所述N个第二标记进行套刻量测。
CN202210519015.3A 2020-01-02 2020-01-02 一种套刻标记方法、套刻测量方法及套刻标记 Pending CN114895532A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210519015.3A CN114895532A (zh) 2020-01-02 2020-01-02 一种套刻标记方法、套刻测量方法及套刻标记

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210519015.3A CN114895532A (zh) 2020-01-02 2020-01-02 一种套刻标记方法、套刻测量方法及套刻标记
CN202010003058.7A CN111162056B (zh) 2020-01-02 2020-01-02 一种套刻标记方法、套刻测量方法及套刻标记

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010003058.7A Division CN111162056B (zh) 2020-01-02 2020-01-02 一种套刻标记方法、套刻测量方法及套刻标记

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114895532A true CN114895532A (zh) 2022-08-12

Family

ID=70561258

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210519015.3A Pending CN114895532A (zh) 2020-01-02 2020-01-02 一种套刻标记方法、套刻测量方法及套刻标记
CN202010003058.7A Active CN111162056B (zh) 2020-01-02 2020-01-02 一种套刻标记方法、套刻测量方法及套刻标记

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010003058.7A Active CN111162056B (zh) 2020-01-02 2020-01-02 一种套刻标记方法、套刻测量方法及套刻标记

Country Status (1)

Country Link
CN (2) CN114895532A (zh)

Families Citing this family (3)

* 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
CN115775720A (zh) * 2021-09-08 2023-03-10 长鑫存储技术有限公司 半导体结构及其制作方法、存储器
CN114236984A (zh) * 2022-01-13 2022-03-25 长鑫存储技术有限公司 套刻精度量测图形的制作方法及套刻精度量测图形

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005046973B4 (de) * 2005-09-30 2014-01-30 Globalfoundries Inc. Struktur und Verfahren zum gleichzeitigen Bestimmen einer Überlagerungsgenauigkeit und eines Musteranordnungsfehlers
CN1963679A (zh) * 2006-11-24 2007-05-16 上海微电子装备有限公司 用于晶片对准的对准标记结构
CN100526995C (zh) * 2007-08-31 2009-08-12 上海微电子装备有限公司 一种用于光刻机对准的标记以及使用该标记的对准方法
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
US10707175B2 (en) * 2018-05-22 2020-07-07 Globalfoundries Inc. Asymmetric overlay mark for overlay measurement

Also Published As

Publication number Publication date
CN111162056B (zh) 2022-06-03
CN111162056A (zh) 2020-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111162056B (zh) 一种套刻标记方法、套刻测量方法及套刻标记
US11243475B2 (en) Overlay measurement structures with variable width/pitch for measuring overlay errors
US20180074395A1 (en) Euv mask for monitoring focus in euv lithography
US7282422B2 (en) Overlay key, method of manufacturing the same and method of measuring an overlay degree using the same
US7933015B2 (en) Mark for alignment and overlay, mask having the same, and method of using the same
US20050276465A1 (en) Overlay vernier pattern for measuring multi-layer overlay alignment accuracy and method for measuring the same
US8497997B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US10811362B2 (en) Overlay mark structure and measurement method thereof
CN112034677B (zh) 一种套刻标记、套刻标记方法及套刻测量方法
US9007571B2 (en) Measurement method of overlay mark
US7449792B2 (en) Pattern registration mark designs for use in photolithography and methods of using the same
CN111240162B (zh) 改善光刻机对准的方法
US7427774B1 (en) Targets for measurements in semiconductor devices
US20070035039A1 (en) Overlay marker for use in fabricating a semiconductor device and related method of measuring overlay accuracy
US7582899B2 (en) Semiconductor device having overlay measurement mark and method of fabricating the same
US7736844B2 (en) Overlay mark and method of forming the same
KR101328611B1 (ko) 반도체 메모리 디바이스 제조를 위한 패턴 매칭 방법
US20050048654A1 (en) Method of evaluating reticle pattern overlay registration
US6444375B1 (en) Method for manufacturing a mask
US7693682B2 (en) Method for measuring critical dimensions of a pattern using an overlay measuring apparatus
Takeuchi et al. Fabrication of dual damascene structure with nanoimprint lithography and dry-etching
CN112612185B (zh) 套刻误差检测用图形结构及方法
JP3362717B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
US9711624B1 (en) Methods for direct measurement of pitch-walking in lithographic multiple patterning
US20080187211A1 (en) Global matching methods used to fabricate semiconductor devices

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination