CN115903400A - 一种厚膜套刻精度量测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种厚膜套刻精度量测方法，提供已制备好前层套刻标记的晶圆；并根据当层对前层的套刻标记坐标制备一张只打开当层对前层套刻标记的光罩；通过光刻和刻蚀得到用以暴露出前层套刻标记的多个不同深度的沟槽；多个不同深度分别表示为H1、H2…Hn；沟槽通过其底部将所述前层套刻标记的上表面暴露；在晶圆上旋涂一层光刻胶层以覆盖多个不同深度的沟槽；利用光罩将当层套刻标记转移至光刻胶层；分别量测多个不同深度沟槽内的当层套刻标记相对前层套刻标记的套刻精度，得到与H1、H2…Hn对应的第1、第2…第n套刻精度值；制作H1、H2…Hn与第1、第2…第n套刻精度值对应的关系曲线。本发明的方法可以优化量测，找到套刻精度对应的刻蚀深度的最优解。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种厚膜套刻精度量测方法。
背景技术
在集成电路的制造中，特别在一些较深离子注入光刻层，需要较厚的光阻进行阻挡以防止离子击穿影响器件性能。由于光阻较厚，容易出现光阻打开区域图形不对称，这对于非光学放大光阻此现象更为明显。当光阻的图形对称比较差时甚至会影响光刻套刻精度的量测，使得量测失真，无法有效进行线上产品质量监控，甚至影响产品良率。
非光学放大胶的图形打开区域不对称的机理，主要的原因是非光学放大胶的反映会有N2的产生，产生的N2在排除的过程中会对现有的光阻进行挤压，当打开的区域左右不对称时，光阻打开区域就会出现不对称的现象，这种由图形器件设计引起的左右不对称解决的话需要投入较大的资源。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种厚膜套刻精度量测方法，用于解决现有技术中由于光刻胶图形对称性差导致光刻的套刻精度量测不准确的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种厚膜套刻精度量测方法，至少包括：
步骤一、提供已制备好前层套刻标记的晶圆；并根据当层对前层的套刻标记坐标制备一张只打开当层对前层套刻标记的光罩；
步骤二、通过光刻和刻蚀得到用以暴露出所述前层套刻标记的多个不同深度的沟槽；所述多个不同深度分别表示为H1、H2…Hn；所述沟槽通过其底部将所述前层套刻标记的上表面暴露；
步骤三、在所述晶圆上旋涂一层光刻胶层以覆盖所述多个不同深度的沟槽；
步骤四、利用所述光罩将当层套刻标记转移至所述光刻胶层；所述光刻胶层中的当层套刻标记位于所述沟槽内；
步骤五、分别量测所述多个不同深度沟槽内的所述当层套刻标记相对所述前层套刻标记的套刻精度，得到与所述H1、H2…Hn对应的第1、第2…第n套刻精度值；
步骤六、制作所述H1、H2…Hn与所述第1、第2…第n套刻精度值对应的关系曲线；将所述第1、第2…第n套刻精度值中的最小值对应的所述沟槽的深度作为最优刻蚀深度。
优选地，步骤一中的所述前层套刻标记为的横截面图案由四个矩形围成；所述四个矩形分别两两相对且横纵摆放；所述前层套刻标记的其中一个纵截面图案为纵向延伸且相互间隔的第一、第二沟槽。
优选地，步骤二中所述沟槽的宽度比所述第一、第二沟槽之间的距离大5～300μm。
优选地，步骤二中所述沟槽通过其底部将所述第一、第二沟槽的上表面暴露。
优选地，步骤二中通过调整刻蚀的作业程式，得到所述多个不同深度的沟槽。
优选地，步骤三中所述光刻胶层覆盖所述多个不同深度的沟槽后，所述光刻胶层的最低处仍然高于所述多个不同深度的沟槽的上表面。
优选地，步骤四中所述光刻胶层内的所述当层套刻标记的横截面图案由四个矩形围成；该四个矩形分别两两相对且横纵摆放；所述当层套刻标记的其中一个纵截面图案为纵向延伸且相互间隔的第三、第四沟槽；所述当层套刻标记的横截面图案套设为所述前层套刻标记的横截面图案中。
如上所述，本发明的厚膜套刻精度量测方法，具有以下有益效果：本发明的方法通过当层相对前层的套刻精度坐标值制备只打开套刻标记处区域的光罩，从而通过刻蚀得到具有不同的沟槽深度的晶圆，深槽侧壁能够有效的防止图形左右应力不对称导致图形不对称，进而优化量测，量测当层对前层的套刻精度指标，找到套刻精度对应的刻蚀深度的最优解。
附图说明
图1显示为本发明中前层套刻标记与当层套刻标记的纵截面结构示意图；
图2显示为本发明中前层套刻标记和当层套刻标记的横截面位置关系图；
图3显示为本发明中套刻精度与沟槽深度的关系曲线图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供一种厚膜套刻精度量测方法，至少包括：
步骤一、提供已制备好前层套刻标记的晶圆；并根据当层对前层的套刻标记坐标制备一张只打开当层对前层套刻标记的光罩；
本发明进一步地，本实施例的步骤一中的所述前层套刻标记为的横截面图案由四个矩形围成；所述四个矩形分别两两相对且横纵摆放；所述前层套刻标记的其中一个纵截面图案为纵向延伸且相互间隔的第一、第二沟槽。
如图1所示，图1显示为本发明中前层套刻标记与当层套刻标记的纵截面结构示意图。该步骤一中提供已制备好前层套刻标记的晶圆；如图1所示，晶圆的前层结构01上已被刻蚀形成所述前层套刻标记，所述第一、第二沟槽(都用03表示，其中位于所述前层结构01左边的为第一沟槽，位于所述前层结构右边的为第二沟槽)为所述前层套刻标记的纵截面图案；所述第一、第二沟槽纵向延伸。
并根据当层对前层的套刻标记坐标制备一张只打开当层对前层套刻标记的光罩；
本发明进一步地，本实施例的步骤一中的所述前层套刻标记为的横截面图案由四个矩形围成；所述四个矩形分别两两相对且横纵摆放；所述前层套刻标记的其中一个纵截面图案为纵向延伸且相互间隔的第一、第二沟槽。如图2所示，图2显示为本发明中前层套刻标记和当层套刻标记的横截面位置关系图。其中所述前层套刻标记的横截面图案中，所述前层套刻标记B为的横截面图案由四个矩形围成；所述四个矩形分别两两相对且横纵摆放。
步骤二、通过光刻和刻蚀得到用以暴露出所述前层套刻标记的多个不同深度的沟槽；所述多个不同深度分别表示为H1、H2…Hn；所述沟槽通过其底部将所述前层套刻标记的上表面暴露；
本发明进一步地，本实施例的步骤二中所述沟槽的宽度比所述第一、第二沟槽之间的距离大5～300μm。
本发明进一步地，本实施例的步骤二中所述沟槽通过其底部将所述第一、第二沟槽的上表面暴露。
本发明进一步地，本实施例的步骤二中通过调整刻蚀的作业程式，得到所述多个不同深度的沟槽。
如图1所示，该步骤二中通过光刻和刻蚀得到用以暴露出所述前层套刻标记的多个不同深度的沟槽；所述多个不同深度分别表示为H1、H2…Hn；如1中深度表示为Hn的沟槽中(表示其中任意一个沟槽的深度)，所述前层套刻标记(第一、第二沟槽03的上表面)被暴露，所述沟槽通过其底部将所述前层套刻标记的上表面暴露；本实施例的步骤二中所述沟槽的宽度比所述第一、第二沟槽之间的距离大5～300μm。也就是说，如图1的纵截面结构中，所述前层套刻标记(第一、第二沟槽03)落入所述沟槽之内，亦即根据当层相对前层的套刻精度坐标值制备只打开套刻标记处的光罩，其他位置都为光阻覆盖区域，光阻打开的范围依据套刻精度标记的大小决定，一般比套刻标记大5～300μm。本实施例的步骤二中所述沟槽通过其底部将所述第一、第二沟槽的上表面暴露。本实施例的步骤二中通过调整刻蚀的作业程式，得到所述多个不同深度的沟槽。
步骤三、在所述晶圆上旋涂一层光刻胶层以覆盖所述多个不同深度的沟槽；
本发明进一步地，本实施例的步骤三中所述光刻胶层覆盖所述多个不同深度的沟槽后，所述光刻胶层的最低处仍然高于所述多个不同深度的沟槽的上表面。如图1所示，覆盖后，所述光刻胶层的最低处仍然高于所述多个不同深度的沟槽的上表面。
步骤四、利用所述光罩将当层套刻标记转移至所述光刻胶层；所述光刻胶层中的当层套刻标记位于所述沟槽内；
本发明进一步地，本实施例的步骤四中所述光刻胶层内的所述当层套刻标记的横截面图案由四个矩形围成；该四个矩形分别两两相对且横纵摆放；所述当层套刻标记的其中一个纵截面图案为纵向延伸且相互间隔的第三、第四沟槽；所述当层套刻标记的横截面图案套设为所述前层套刻标记的横截面图案中。
该步骤四中利用所述光罩将当层套刻标记转移至所述光刻胶层；所述光刻胶层中的当层套刻标记位于所述沟槽内。也就是说，所述光罩上包含当层套刻标记，所述当层套刻标记在曝光、显影后被转移至所述光刻胶层04上，形成所述当层套刻标记(包含第三、第四沟槽)如图2所示，该步骤四中所述光刻胶层内的所述当层套刻标记的横截面图案由四个矩形围成；该四个矩形分别两两相对且横纵摆放；所述当层套刻标记A的其中一个纵截面图案为纵向延伸且相互间隔的第三、第四沟槽(如图1，第三、第四沟槽用02表示，其中位于所述光刻胶层左边的为第三沟槽，右边的为第四沟槽)；所述当层套刻标记的横截面图案套设为所述前层套刻标记的横截面图案中(如图2所示)。
步骤五、分别量测所述多个不同深度沟槽内的所述当层套刻标记相对所述前层套刻标记的套刻精度，得到与所述H1、H2…Hn对应的第1、第2…第n套刻精度值；
步骤六、制作所述H1、H2…Hn与所述第1、第2…第n套刻精度值对应的关系曲线；将所述第1、第2…第n套刻精度值中的最小值对应的所述沟槽的深度作为最优刻蚀深度。如图3所示，图3显示为本发明中套刻精度与沟槽深度的关系曲线图。经过实验验证，当所述套刻精度最小时，取得的与该套刻精度overlay对应的所述沟槽的深度值为最优值。
在后续生长工艺中，以该最优值作为沟槽的刻蚀深度可以优化套刻精度的量测。
综上所述，本发明的方法通过当层相对前层的套刻精度坐标值制备只打开套刻标记处区域的光罩，从而通过刻蚀得到具有不同的沟槽深度的晶圆，深槽侧壁能够有效的防止图形左右应力不对称导致图形不对称，进而优化量测，量测当层对前层的套刻精度指标，找到套刻精度对应的刻蚀深度的最优解。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种厚膜套刻精度量测方法，其特征在于，至少包括：
步骤一、提供已制备好前层套刻标记的晶圆；并根据当层对前层的套刻标记坐标制备一张只打开当层对前层套刻标记的光罩；
步骤二、通过光刻和刻蚀得到用以暴露出所述前层套刻标记的多个不同深度的沟槽；所述多个不同深度分别表示为H1、H2…Hn；所述沟槽通过其底部将所述前层套刻标记的上表面暴露；
步骤三、在所述晶圆上旋涂一层光刻胶层以覆盖所述多个不同深度的沟槽；
步骤四、利用所述光罩将当层套刻标记转移至所述光刻胶层；所述光刻胶层中的当层套刻标记位于所述沟槽内；
步骤五、分别量测所述多个不同深度沟槽内的所述当层套刻标记相对所述前层套刻标记的套刻精度，得到与所述H1、H2…Hn对应的第1、第2…第n套刻精度值；
步骤六、制作所述H1、H2…Hn与所述第1、第2…第n套刻精度值对应的关系曲线；将所述第1、第2…第n套刻精度值中的最小值对应的所述沟槽的深度作为最优刻蚀深度。
2.根据权利要求1所述的厚膜套刻精度量测方法，其特征在于：步骤一中的所述前层套刻标记为的横截面图案由四个矩形围成；所述四个矩形分别两两相对且横纵摆放；所述前层套刻标记的其中一个纵截面图案为纵向延伸且相互间隔的第一、第二沟槽。
3.根据权利要求1所述的厚膜套刻精度量测方法，其特征在于：步骤二中所述沟槽的宽度比所述第一、第二沟槽之间的距离大5～300μm。
4.根据权利要求1所述的厚膜套刻精度量测方法，其特征在于：步骤二中所述沟槽通过其底部将所述第一、第二沟槽的上表面暴露。
5.根据权利要求1所述的厚膜套刻精度量测方法，其特征在于：步骤二中通过调整刻蚀的作业程式，得到所述多个不同深度的沟槽。
6.根据权利要求1所述的厚膜套刻精度量测方法，其特征在于：步骤三中所述光刻胶层覆盖所述多个不同深度的沟槽后，所述光刻胶层的最低处仍然高于所述多个不同深度的沟槽的上表面。
7.根据权利要求1所述的厚膜套刻精度量测方法，其特征在于：步骤四中所述光刻胶层内的所述当层套刻标记的横截面图案由四个矩形围成；该四个矩形分别两两相对且横纵摆放；所述当层套刻标记的其中一个纵截面图案为纵向延伸且相互间隔的第三、第四沟槽；所述当层套刻标记的横截面图案套设为所述前层套刻标记的横截面图案中。
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