CN115616862A - 量测标记、半导体结构、量测方法、设备以及存储介质 - Google Patents

量测标记、半导体结构、量测方法、设备以及存储介质 Download PDF

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CN115616862A CN202110799563.1A CN202110799563A CN115616862A CN 115616862 A CN115616862 A CN 115616862A CN 202110799563 A CN202110799563 A CN 202110799563A CN 115616862 A CN115616862 A CN 115616862A
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Abstract

本公开是关于一种量测标记、半导体结构、量测方法、设备以及存储介质。其中量测标记，设置于半导体结构，半导体结构包括衬底，量测标记应用于刻蚀后的检查过程，量测标记包括层叠的第一标记层和第二标记层，第一标记层在衬底上的投影轮廓与第二标记层在衬底上的投影轮廓重合；量测标记包括位于第一标记层的第一标记组，以及位于第二标记层的第二标记组；量测标记被配置为，量测光线经过第一标记组和第二标记组后，所述量测光线的零阶衍射光线的光强分布不对称。该量测标记可用于量测半导体结构中任意两层之间的套刻误差。

Description

量测标记、半导体结构、量测方法、设备以及存储介质
技术领域
本公开实施例涉及但不限于半导体技术领域，尤其涉及一种量测标记、半导体结构、量测方法、设备以及存储介质。
背景技术
半导体结构通常包含多个图案化材料层，其中每一当前层必须在严格公差内与先前层对准。半导体结构的当前层与先前层之间的叠加配准误差即为套刻误差(overlay)，又叫叠加误差。其中，套刻误差描述了当前层的图形相对于先前层的图形沿晶圆表面的X方向(参考图1所示)和Y方向(参考图1所示)的偏差以及这种偏差在晶圆表面的分布情况。套刻误差是检验光刻工艺好坏的一个关键指标。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本公开提供一种量测标记、半导体结构、量测方法、设备以及存储介质。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种套刻误差的量测标记，设置于半导体结构，所述半导体结构包括衬底，所述量测标记应用于刻蚀后的检查过程，所述量测标记包括层叠的第一标记层和第二标记层，所述第一标记层在衬底上的投影轮廓与所述第二标记层在衬底上的投影轮廓重合；
所述量测标记包括位于所述第一标记层的第一标记组，以及位于所述第二标记层的第二标记组；
所述量测标记被配置为，量测光线经过所述第一标记组和所述第二标记组后，所述量测光线的零阶衍射光线的光强分布不对称。
其中，所述量测标记包括至少一个量测对，所述量测对包括所述第一标记组中的多个第一标记单元，以及所述第二标记组中的多个第二标记单元，且多个所述量测对在所述衬底上的投影相互错开。
其中，在所述量测对中，所述多个第一标记单元以第一预设方式排列，所述多个第二标记单元以所述第二预设方式排列，所述第一预设方式为行方式或者列方式，所述第二预设方式为行方式或列方式。
其中，在所述量测对中，
所述多个第一标记单元的布置方式不同；和/或，
所述多个第二标记单元的布置方式不同。
其中，所述多个第一标记单元中第一标记单元的数量与所述多个第二标记单元中第二标记单元的数量不同。
其中，所述第一标记单元与所述第二标记单元的形状不同。
其中，所述第一标记单元与所述第二标记单元的尺寸不同。
其中，所述量测对在所述衬底上的投影中，所述多个第一标记单元的投影与所述多个第二标记单元的投影错开或相交。
其中，所述量测对包括多个子对，所述子对包括一个第一标记单元和一个第二标记单元，且多个所述子对在所述衬底上的投影相互错开。
其中，所述一个第一标记单元在所述衬底上的投影与所述一个第二标记单元在所述衬底上的投影错开或相交。
其中，所述第一标记层位于所述半导体结构的开孔层。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种半导体结构，所述半导体结构设置如第一方面所述的量测标记。
其中，所述量测标记位于所述半导体结构的切割道区。
其中，所述半导体还包括有源区，所述切割道区位于所述有源区的外围。
其中，所述有源区的周围的切割道区的多个位置设置所述量测标记。
其中，所述半导体结构包括第一层和第二层，所述量测标记的第一标记层属于所述第一层，所述量测标记的第二标记层属于所述第二层，所述第一层位于所述第二层的上层。
其中，所述第一层设置有多个开孔。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种一种套刻误差的量测方法，所述量测方法包括：
半导体结构经刻蚀后，控制量测光线从所述半导体结构的第一标记层入射，并采集所述量测光线经所述第一标记层的第一标记组，以及所述半导体结构的第二标记层的第二标记组后的零阶衍射光线，其中，所述第一标记层和第二标记层形成如第一方面所述的量测标记，所述量测标记位于所述半导体结构的切割道区；
基于所述零阶衍射光线的光强分布，确定所述第一层与所述第二层之间的套刻误差。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种套刻误差的量测设备，所述量测设备包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行如第三方面所述的量测方法。
根据本公开实施例的第五方面，提供一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由量测设备的处理器执行时，使得量测设备能够执行如第三方面所述的量测方法。
本公开实施例采用以上技术方案，具有以下优点：量测光线经过该量测标记后，其零阶衍射光线的光强分布不对称，由此，便可根据上述零阶衍射光线的光强分布的不对称性，计算该量测标记中第一标记层(例如当前层)的第一标记组与第二标记层(例如先前层)的第二标记组之间的套刻误差，进而得到半导体结构的当前层与先前层的套刻误差，实现套刻误差的准确量测。该量测标记可用于测量半导体结构中任意两层之间的套刻误差。
在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。
附图说明
在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图的相同附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。
图1a是基于图像识别的测量技术和扫描式电子显微镜量测的示意图；
图1是根据一示例性实施例示出的一种量测标记的示意图；
图2是根据一示例示出的一种半导体结构的第一层和第二层的示意图；
图3是根据一示例示出的一种半导体结构的示意图；
图4是根据一示例示出的一种量测标记的俯视示意图；
图5是根据一示例示出的一种量测标记的俯视示意图；
图6是根据一示例示出的一种量测标记的俯视示意图；
图7是根据一示例示出的一种量测标记的俯视示意图；
图8是根据一示例示出的一种量测标记的俯视示意图；
图9是根据一示例示出的一种量测标记的俯视示意图；
图10是根据一示例示出的一种量测标记的俯视示意图；
图11是根据一示例示出的一种量测标记的俯视示意图；
图12是根据一示例示出的一种量测标记的俯视示意图；
图13是根据一示例示出的一种量测标记的俯视示意图；
图14是根据一示例示出的一种量测标记的俯视示意图；
图15是根据一示例示出的一种量测标记的俯视示意图；
图16是根据一示例示出的一种量测标记的俯视示意图；
图17是根据一示例示出的一种量测方法的流程图；
图18是根据一示例示出的一种量测设置的框图。
主要附图标记说明：1、半导体结构；10、第一层；20、第二层；30、衬底；11、有源区；12、切割道区；2、量测标记；100、第一标记层；110、第一标记组；111、第一标记单元；200、第二标记层；210、第二标记组；211、第二标记单元；300、量测对；310、子对；3、量测设备；31、处理器；32、存储器。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可以认识到的那样，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
关于套刻误差的检测，一般分为显影后检测(ADI，After DevelopmentInspection)和刻蚀后检测(AEI，After Etching Inspection)。
显影后检测指显影后CD(关键尺寸)测量。一般用于检测曝光机和显影机的性能指标，曝光和显影完成之后，通过ADI机台对所产生的图形的定性检查，看其是否正常。由于不能通过透射光测量，所以ADI一般通过电子束或扫描电镜等手段测量。
刻蚀后检测指刻蚀后的CD测量。在刻蚀制程光刻胶去除前及光刻胶去除后，分别对产品实施全检或抽样检查。
套刻误差一般可通过基于图像识别的测量技术(IBO，Image Based Overlay)、扫描式电子显微镜(SEM，scanning electron microscope)以及新型衍射测量技术(IDM，InDevice Metrology，又可称为In Die Measurement)进行量测。
其中，SEM一般应用于显影后检测，对于半导体结构中设置有开孔的开孔层，SEM无法准确量测横向(参考图1的X方向)和纵向(参考图1的Y方向)的套刻误差(参考图1a所示)。IBO一般也应用于显影后检测，且依赖于量测标记(Mark)进行量测，对于半导体结构中设置有开孔的开孔层，也无法准确量测套刻误差(参考图1a所示)。IDM一般应用于刻蚀后检测，不需要设置特定的量测标记，而是利用半导体结构原有的图案进行套刻误差的量测，但是，IDM依赖于零阶衍射光线的光强部分的不对称性进行量测，对于半导体结构中设置有开孔的开孔层，经过当前层的原有图案与先前层的原有图案后的零阶衍射光线的光强分布不存在不对称性，所以也无法实现套刻误差的量测。
本公开提供了一种套刻误差的量测标记，应用于刻蚀后检测。量测光线经过该量测标记后，其零阶衍射光线的光强分布不对称，由此，便可根据上述零阶衍射光线的光强分布的不对称性，计算该量测标记中第一标记层(例如当前层)的第一标记组与第二标记层(例如先前层)的第二标记组之间的套刻误差，进而得到半导体结构的当前层与先前层的套刻误差，实现套刻误差的准确量测。该量测标记可用于测量半导体结构中任意两层之间的套刻误差。
在一个示例性实施例中，提供了一种套刻误差的量测标记。该量测标记设置于半导体结构上，以实现对半导体结构中两层之间刻蚀后的检查，完成套刻误差的量测。
参看图1至图3所示，该量测标记2可包括层叠的第一标记层100和第二标记层200，即，第一标记层100与第二标记层200沿竖向(参考图1的Z方向)布置。第一标记层100属于需要检测套刻误差的两层中的第一层10，第二标记层200属于需要检测套刻误差的两层中的第二层20。第一层10可以是当前层，第二层20可以是先前层。
半导体结构1包括衬底30，第一标记层100和第二标记层200均位于衬底30的上层。第一标记层100在衬底30上的投影轮廓与第二标记层200在衬底30上的投影轮廓重合。量测标记2包括位于第一标记层100的第一标记组110，以及位于第二标记层200的第二标记组210。即，第一标记组110和第二标记组210形成一对标记组，以形成量测光线的零阶衍射光线。
该量测标记2被配置为，量测光线经过第一标记组110和第二标记组210后，量测光线的零阶衍射光线的光强分布不对称。
其中，参考图1和6所示，量测标记2可包括至少一个量测对300，当量测对不止一个时，多个(两个或两个以上)量测对300可以相同，也可不同。
参考图1所示，每个量测对300可包括第一标记组110中的多个第一标记单元111(参考图1中第一标记组110中的虚线框内的多个第一标记单元111)，以及第二标记组210中的多个第二标记单元211(参考图1中第二标记组210中的虚线框内的多个第二标记单元211)，并且，上述多个量测对在衬底30上的投影相互错开。
第一标记单元111可以为孔，也可以为实体标记(例如贴片、薄膜等)，第二标记单元211也可以为孔或实体标记，只要量测光线经过第一标记组110和第二标记组210后，其零阶衍射光线的光强分布不对称即可。
其中，每个量测对300中，多个第一标记单元111以第一预设方式排列，多个第二标记单元211也以第一预设方式排列，即，多个第一标记单元111与多个第二标记单元211的排列方式相同。第一预设方式可以为行方式，也可以为列方式，还可以为除列方式和行方式以外的其他方式。其中，行方式指沿横向排列(参考图1的X方向)，列方式指沿纵向(参考图1的Y方向)排列，横向、纵向与竖向两两垂直。
例如，参考图6所示(图6中虚线仅仅为了示出量测对300a所包括的第一标记单元111a和第二标记单元211a)，第一预设方式为行方式。量测对300a中，多个第一标记单元111a排布成一行，多个第二标记单元211a排列成一行。
例如，参考图14所示(图14中虚线仅仅为了示出量测对300i所包括的第一标记单元111i和第二标记单元211i)，第一预设方式为列方式。量测对300i中，多个第一标记单元111i排布成一列，多个第二标记单元211i排列成一列。
需要说明的是，该量测标记中，位于第一标记层的第一标记单元与位于第二标记层的第二标记单元也可不形成成对的量测对。
例如，第一标记层可包括多行第一标记单元，每行第一标记单元包括多个第一标记单元，第二标记层可包括多行第二标记单元，每行第二标记单元可包括多个第二标记单元。其中，第一标记层中第一标记单元的行数记为第一行数，第二标记层中第二标记单元的行数记为第二行数，第一行数与第二行数可以不同，也可相同。
参考图4所示，当第一行数与第二行数不同时，位于第一标记层的第一标记单元与位于第二标记层的第二标记单元则不再形成成对的量测对，或者，至少存在不成对的一行第一标记单元或一行第二标记单元。
参考图6所示，当第一行数与第二行数相同时，量测标记可包括与第一行数相同数量的量测对。
还需要说明的是，量测对中，多个第一标记单元的排列方式与多个第二标记单元的排列方式也可不同。当二者排列方式不同时，量测对中的多个第一标记单元的布置方式可相同，多个第二标记单元的布置方式也可相同。
例如，参考图5所示(图中虚线仅仅为了示出10°角)，量测对300n中，多个第一标记单元111n横向排列(即以行方式排列)，多个第二标记单元211n以与横向成10°角的方向排列，此时，多个第一标记单元111n的长度方向均与横向平行，多个第二标记单元211n的长度方向均与横向成10°角。
在使用该量测标记测量套刻误差时，量测光源照射到量测标记所在位置，量测光源发出的量测光线在经过第一标记组和第二标记组后，形成多阶的衍射光线。从多阶的衍射光线中，采集零阶衍射光线，并形成上述零阶衍射光线的光强分布，然后根据上述光强分布的不对称性，确定第一标记层与第二标记层的套刻误差，进而确定半导体结构的第一层和第二层的套刻误差，实现第一层和第二层的套刻误差的量测。
另外，由于量测光线经过该量测标记的第一标记组和第二标记组后，其零阶衍射光线的光强分布不对称，因此可以通过该量测标记测量任意两层之间的套刻误差，而不受各层有源区的图像限制，提升了基于衍射进行套刻误差量测的适用范围。
其中，第一层可以是半导体结构的开孔层，即，第一标记层可位于半导体结构的开孔层，已完成开孔层与其它层之间套刻误差的量测。
需要说明的是，第一层与第二层可以为相邻的两层(如图3所示)，也可为不相邻的两层(图中未示出)，也就是，第一层与第二层之间可以不存在其它层，也可存在其它层。第二层可以直接与衬底接触(如图3所示)，第二层与衬底之间也可设置有其它层(图中未示出)。
在一个示例性实施例中，提供了一种量测标记中。该量测标记的每个量测对中，多个第一标记单元的布置方式不同，或者，多个第二标记单元的布置方式不同，或者，多个第一标记单元的布置不同且多个第二标记单元的布置方式不同。
示例1，
参考图6所示，第一标记单元111a为长方形单元，第二标记单元211a为正方形单元。
每个量测对300a中，第一预设方式与第二预设方式相同，且多个第一标记单元111a的布置方式不同，多个第二标记单元211a的布置方式相同。
其中，部分(部分指至少一个)第一标记单元111a1的长度方向沿行方向布置，部分第一标记单元111a2的长度方向沿与行方向垂直的方向(即列方向)布置，部分第一标记单元111a3的长度方向与行方向呈45°角布置。
示例2，
参考图7所示，第一标记单元111b为正方形单元，第二标记单元211b为长方形单元。
每个量测对中，第一预设方式与第二预设方式相同，多个第一标记单元111b的布置方式相同，多个第二标记单元211b的布置方式不同。
其中，部分(部分指至少一个)第二标记单元211b1的长度方向沿行方向布置，部分第二标记单元211b2的长度方向沿与行方向垂直的方向(即列方向)布置，部分第二标记单元211b3的长度方向与行方向呈45°角布置。
示例3，
参考图8所示，第一标记单元111c为第一长方形单元，第二标记单元211c为第二长方形单元。
每个量测对中，第一预设方式与第二预设方式相同，多个第一标记单元111c的布置方式不同，多个第二标记单元211c的布置方式不同。
第一部分第一标记单元111c1的长度方向沿行方向布置，第二部分第一标记单元111c2的长度方向沿与行方向垂直的方向(即列方向)布置，第三部分第一标记单元111c3的长度方向与行方向呈45°角布置。第一部分第二标记单元211c1的长度方向沿行方向布置，第二部分第二标记单元211c2的长度方向沿与行方向垂直的方向(即列方向)布置，第三部分第二标记单元211c3的长度方向与行方向呈45°角布置。
第一部分第一标记单元111c1与第二部分第二标记单元211c2对应设置，第二部分第一标记单元111c2与第三部分第二标记单元211c3对应设置，第三部分第三标记单元111c3与第一部分第三标记单元211c1对应设置。
该量测标记中，将每个量测对中的多个第一标记单元的布置方式设置为不同，或者，将每个量测对中的多个第二标记单元的布置方式设置为不同，或者，同时将每个量测对中的多个第一标记单元的布置方式和多个第二标记单元的布置方式设置为不同，以此来增强零阶衍射光线的光强部分的不对称性，以更好地进行套刻误差的准确量测。
在一个示例性实施例中，提供了一种量测标记。该量测标记中，多个第一标记单元中第一标记单元的数量与多个第二标记单元中第二标记单元的数量不同。即，每个量测对中，第一标记单元的数量与第二标记单元的数量不同，以此来增强零阶衍射光线的光强部分的不对称性。
其中，每个量测对中，第一标记单元的数量记为第一数量，第二标记单元的数量记为第二数量，第一数量大于第二数量，或者，第二数量大于第一数量。
示例1，
参考图9所示，第一标记单元111d为第一长方形单元，第二标记单元211d为第二长方形单元。每个量测对中，第一数量为4，第二数量为3。
示例2，
参考图10所示，第一标记单元111e为第一长方形单元，第二标记单元211e为第二长方形单元。每个量测对中，第一数量为2，第二数量为4。
其中，第一标记单元与第二标记单元的形状也可不同，通过形状的不同，也可增强零阶衍射光线的光强分布的不对称性。
示例3，
参考图11所示，第一标记单元111f为长方形单元，第二标记单元211f为圆形单元。
示例4，
参考图12所示，第一标记单元111g为长方形，第二标记单元211g为正方形。
另外，第一标记单元与第二标记单元的尺寸也可不同，通过尺寸的不同，也可增强零阶衍射光线的光强分布的不对称性。
示例5，
参考图13所示，第一标记单元111h和第二标记单元211h均为长方形单元，其中，第一标记单元111h的长边长度大于第二标记单元211h的长边长度，第二标记单元111h的宽边长度等于第二标记单元211h的宽边长度。
需要说明的是，除了不能同时设置为尺寸不同和形状不同外，其余均可同时设置，以更好地增强零阶衍射光线的光强分布的不对称性，进一步提升套刻误差量测的准确性。另外，由于量测标记存在多种设置方式，因此可提高量测标记的适用场景，便于在不同层设置不同的量测标记，以更好地实现不同层之间的套刻误差的量测。
在一个示例性实施例中，提供了一种量测标记。该量测标记中，量测对在衬底上的投影中，多个第一标记单元的投影与多个第二标记单元的投影错开或相交。
其中，多个第一标记单元的投影与多个第二标记单元的投影错开指，任意第一标记单元的投影与任意第二标记单元的投影均不相交。
示例1，
参考图14所示，量测标记包括两个量测对300i，每个量测对300i包括一列第一标记单元111i和一列第二标记单元211i，其中，一列第一标记单元111i包括四个第一标记单元111i，一列第二标记单元211i包括四个第二标记单元211i，且，上述一列第一标记单元111i在衬底的投影与上述一列第二标记单元211i在衬底的投影错开。
其中，多个第一标记单元的投影与多个第二标记单元的投影相交指，至少一个第一标记单元的投影与至少一个第二标记单元的投影相交。
示例2，
参考图15所示，量测标记包括两个量测对，每个量测对包括一行第一标记单元111j和一行第二标记单元211j，其中，一行第一标记单元111j包括四个第一标记单元111j，一行第二标记单元211j包括四个第二标记单元211j，且，只有第一个第一标记单元111j在衬底的投影与第一个第二标记单元211j在衬底的投影相交。
示例3，
参考图16所示(图16中虚线仅仅为了示出子对310k所包括的第一标记单元111k和第二标记单元211k)，量测标记包括三个量测对，每个量测对包括一行第一标记单元111k和一行第二标记单元211k，其中，一行第一标记单元111k包括四个第一标记单元111k，一行第二标记单元211k包括四个第二标记单元211k，且，量测对在衬底的投影中，第一标记单元111k的投影与第二标记单元211k的投影两两相交。
其中，量测对可包括多个子对，子对可包括一个第一标记单元和一个第二标记单元，且多个子对在衬底上的投影相互错开，以便于量测标记的设置。
其中，子对在衬底的投影中，第一标记单元的投影与第二标记单元的投影既可错开，也可相交。
参考图14所示，当量测对在衬底的投影中，多个第一标记单元111i的投影与多个第二标记单元211i的投影错开时，每个子对310i在衬底的投影中，第一标记单元111i的投影与第二标记单元211i的投影均错开。
参考图16所示，当任意一个子对310k在衬底的投影中，第一标记单元111k的投影与第二标记单元211k的投影相交时，量测对在衬底的投影中，多个第一标记单元111k的投影与多个第二标记单元211k的投影相交。
该量测标记中，量测对在所述衬底上的投影中，多个第一标记单元的投影与多个第二标记单元的投影既可以错开，又可以相交；子对在衬底的投影中，第一标记单元的投影与第二标记单元的投影也既可错开，又可相交。通过上述设置，可以为量测标记的布置提供了更多方式，提升了该量测标记的适用场景，便于量测不同层之间的套刻误差。
在一个示例性实施例中，提供了一种半导体结构，该半导体结构设置上述的量测标记，以通过上述量测标记实现不同层之间套刻误差的量测。
参考图1-3所示，量测标记2位于半导体结构1的切割道区12，以避免破坏半导体结构1的有源区11。由此，便可通过切割道区12的量测标记2测量不同层之间的套刻误差，进而得到不同层之间的有源区11的图案的套刻误差，提高半导体结构1的产品良率。
其中，参考图1至图3所示，半导体结构1可包括第一层10和第二层20。量测标记2的第一标记层100属于第一层10，量测标记2的第二标记层200属于第二层20，第一层10可位于第二层20的上层。
参考图1至图3所示，在进行量测时，量测光线从第一层10入射，经过第一层10的第一标记组110和第二层20的第二标记组210后，其零阶衍射光线的光强分布不对称，然后根据不对称性，计算得到第一层10和第二层20的套刻误差。
其中，由于在半导体结构1增设了专门用于套刻误差量测的量测标记2，并且量测标记2设置于切割道区12，因此，即使第一层10或第二层20为开孔层，或者第一层10和第二层20均为开孔层，也不会影响第一层10与第二层20之间套刻误差的量测。
例如，第一层10设置有多个开孔，即第一层10为开孔层。通过设置上述量测标记2，仍然可以准确实现第一层10的有源区11的图案与第二层20的有源区11的图案之间的套刻误差的量测。
在一个示例性实施例中，提供了一种套刻误差的量测方法。参考图17所示，该量测方法可包括：
S101、半导体结构经刻蚀后，控制量测光线从半导体结构的第一标记层入射，并采集所述量测光线经第一标记层的第一标记组，以及第二标记层的第二标记组后的零阶衍射光线；
S102、基于零阶衍射光线的光强分布，确定第一层与第二层之间的套刻误差。
其中，第一标记层和第二标记层形成上述的量测标记。也就是，该量测方法应用于上述设置有量测标记的半导体结构。
该量测方法不同于一般的IBO和IDM，而是一种结合了一般IBO的优点与IDM优点的量测方法。该量测方法中，提前在半导体结构中预设了量测标记，并基于零阶衍射光线的光强分布实现套刻误差的量测，可实现半导体结构中任一层之间套刻误差的量测。也就是，该量测方法可以准确测量开孔层与其它层之间的套刻误差，更好地提升产品良率。
其中，量测标记可位于半导体结构的切割道区。也就是，该量测方法应用于上述在切割道区设置有量测标记的半导体结构。量测标记设置于切割道区，可避免量测标记与有源区的图案相互影响，既能保证半导体结构的性能，又可更好地确保量测标记的准确设置，进一步提升了测量的准确性，以及量测标记的适用场景。
该量测方法通过切割道区的量测标记，实现第一层的有源区的图案与第二层的的有源区的图案的套刻误差的测量，提高了量测的准确性，提升了产品良率。
在一个示例性实施例中，提供了一种量测设备。该量测设备用于实施上述的量测方法。量测设备可以被提供为一服务器。参考图18所示，量测设备3可包括处理器31，处理器31的个数可以根据需要设置为一个或者多个。量测设备3还可包括存储器32，用于存储处理器31可执行指令，例如应用程序。存储器32的个数可以根据需要设置一个或者多个。其存储的应用程序可以为一个或者多个。处理器31被配置为执行指令，以执行上述的量测方法。
例如，处理器31被配置为执行：
半导体结构经刻蚀后，控制量测光线从半导体结构的第一标记层入射，并采集所述量测光线经第一标记层的第一标记组，以及第二标记层的第二标记组后的零阶衍射光线；
基于零阶衍射光线的光强分布，确定第一层与第二层之间的套刻误差。
在一个示例性实施例中，提供了一种非临时性计算机可读存储介质(图中未示出)。其中，当存储介质中的指令由上述的量测设备的处理器执行时，使得量测设备能够执行上述的量测方法。
例如，当存储介质中的指令由上述的量测设备的处理器执行时，使得量测设备能够执行：
半导体结构经刻蚀后，控制量测光线从半导体结构的第一标记层入射，并采集所述量测光线经第一标记层的第一标记组，以及第二标记层的第二标记组后的零阶衍射光线；
基于零阶衍射光线的光强分布，确定第一层与第二层之间的套刻误差。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或实施方式中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或实施方式中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或实施方式以及不同实施例或实施方式的特征进行结合和组合。
术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
上文的公开提供了不同的实施方式或实施例来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为了示例，目的并不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论的各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以想到其它工艺的应用和/或其它材料的使用。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以想到其它变换或替换，这些变换或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种套刻误差的量测标记，设置于半导体结构，所述半导体结构包括衬底，其特征在于，所述量测标记应用于刻蚀后的检查过程，所述量测标记包括层叠的第一标记层和第二标记层，所述第一标记层在衬底上的投影轮廓与所述第二标记层在衬底上的投影轮廓重合；
所述量测标记包括位于所述第一标记层的第一标记组，以及位于所述第二标记层的第二标记组；
所述量测标记被配置为，量测光线经过所述第一标记组和所述第二标记组后，所述量测光线的零阶衍射光线的光强分布不对称。
2.如权利要求1所述的量测标记，其特征在于，所述量测标记包括至少一个量测对，所述量测对包括所述第一标记组中的多个第一标记单元，以及所述第二标记组中的多个第二标记单元，且多个所述量测对在所述衬底上的投影相互错开。
3.如权利要求2所述的量测标记，其特征在于，在所述量测对中，所述多个第一标记单元以第一预设方式排列，所述多个第二标记单元以所述第二预设方式排列，所述第一预设方式为行方式或者列方式，所述第二预设方式为行方式或列方式。
4.如权利要求2所述的量测标记，其特征在于，在所述量测对中，
所述多个第一标记单元的布置方式不同；和/或，
所述多个第二标记单元的布置方式不同。
5.如权利要求2所述的量测标记，其特征在于，所述多个第一标记单元中第一标记单元的数量与所述多个第二标记单元中第二标记单元的数量不同。
6.如权利要求2所述的量测标记，其特征在于，所述第一标记单元与所述第二标记单元的形状不同。
7.如权利要求2所述的量测标记，其特征在于，所述第一标记单元与所述第二标记单元的尺寸不同。
8.如权利要求2所述的量测标记，其特征在于，所述量测对在所述衬底上的投影中，所述多个第一标记单元的投影与所述多个第二标记单元的投影错开或相交。
9.如权利要求8所述的量测标记，其特征在于，所述量测对包括多个子对，所述子对包括一个第一标记单元和一个第二标记单元，且多个所述子对在所述衬底上的投影相互错开。
10.如权利要求9所述的量测标记，其特征在于，所述一个第一标记单元在所述衬底上的投影与所述一个第二标记单元在所述衬底上的投影错开或相交。
11.如权利要求1-10任一项所述的量测标记，其特征在于，所述第一标记层位于所述半导体结构的开孔层。
12.一种半导体结构，其特征在于，所述半导体结构设置如权利要求1至11任一项的量测标记。
13.如权利要求12所述的半导体结构，其特征在于，所述量测标记位于所述半导体结构的切割道区。
14.如权利要求13所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体还包括有源区，所述切割道区位于所述有源区的外围。
15.如权利要求14所述的半导体结构，其特征在于，所述有源区的周围的切割道区的多个位置设置所述量测标记。
16.如权利要求13所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构包括第一层和第二层，所述量测标记的第一标记层属于所述第一层，所述量测标记的第二标记层属于所述第二层，所述第一层位于所述第二层的上层。
17.如权利要求16所述的半导体结构，其特征在于，所述第一层设置有多个开孔。
18.一种套刻误差的量测方法，其特征在于，所述量测方法包括：
半导体结构经刻蚀后，控制量测光线从所述半导体结构的第一标记层入射，并采集所述量测光线经所述第一标记层的第一标记组，以及所述半导体结构的第二标记层的第二标记组后的零阶衍射光线，其中，所述第一标记层和第二标记层形成如权利要求1-11任一项所述的量测标记，所述量测标记位于所述半导体结构的切割道区；
基于所述零阶衍射光线的光强分布，确定所述第一层与所述第二层之间的套刻误差。
19.一种套刻误差的量测设备，其特征在于，所述量测设备包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行如权利要求18所述的量测方法。
20.一种非临时性计算机可读存储介质，其特征在于，当所述存储介质中的指令由量测设备的处理器执行时，使得终端能够执行如权利要求18所述的量测方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117950279A (zh) * 2024-03-14 2024-04-30 粤芯半导体技术股份有限公司 一种图形关键尺寸量测方法、装置、电子设备及存储介质

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI248154B (en) * 2004-11-02 2006-01-21 Ind Tech Res Inst In-chip overlay measure target
CN103472004B (zh) * 2012-06-08 2016-04-20 上海微电子装备有限公司 一种光刻工艺参数测量装置及方法
NL2013293A (en) * 2014-06-02 2016-03-31 Asml Netherlands Bv Method of designing metrology targets, substrates having metrology targets, method of measuring overlay, and device manufacturing method.
EP3499312A1 (en) * 2017-12-15 2019-06-19 ASML Netherlands B.V. Metrology apparatus and a method of determining a characteristic of interest
CN112198763B (zh) * 2020-09-29 2021-07-27 华中科技大学 套刻误差测量装置及其测量方法和优化方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117950279A (zh) * 2024-03-14 2024-04-30 粤芯半导体技术股份有限公司 一种图形关键尺寸量测方法、装置、电子设备及存储介质

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