CN116520646A - 改善套刻精度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种改善套刻精度的方法，提供晶圆，在晶圆上形成有前层结构以及位于前层结构上的当层结构，前层结构上形成有前层套刻标记；在前层结构上形成光刻胶层，光刻打开光刻胶层形成刻蚀图案以及当层套刻标记，之后进行显影后检测，根据前层套刻标记和当层套刻标记获取第一误差；以刻蚀图案为掩膜刻蚀当层结构，用以形成刻蚀后图形，之后进行刻蚀后检测，根据刻蚀后图形获取第二误差，第二误差为刻蚀的偏移量；通过第一、二误差获取补偿值，光刻机的套刻精度补正系统利用补偿值修正当前批次或下一批次晶圆的套刻精度。本发明基于刻蚀后量测特征图形关键尺寸的差异建模表征套刻标记，对当层套刻标记反馈进行补偿，改善了图层套刻精度。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种改善套刻精度的方法。
背景技术
请参阅图1，图1为现有技术的一种套刻标记示意图，如图1所示，光刻工艺中常用的套刻精度测量标记(以下简称套刻标记)，其中前层(被对准层)套刻标记100是经由光刻和刻蚀工艺后形成于晶圆上的，当层(对准层)套刻标记200是经由光刻后形成于晶圆上的，套刻精度分为X方向的套刻精度ΔX和Y方向的套刻精度ΔY，如图1所示，X方向的套刻精度ΔX＝(X2-X1)/2，Y方向的套刻精度ΔY＝(Y2-Y1)/2。在实际生产过程中，除了测量套刻精度以外，还会有一套光刻机套刻精度补正系统，该系统的工作原理是：在测量完套刻精度之后，将所测量的套刻误差反馈到光刻机，对光刻机的套刻参数进行补偿，补偿后的套刻参数再用于当前批次晶圆或下一批次的晶圆，从而使当前批次晶圆或下一批次的晶圆能获得更好的套刻精度。
随着IC芯片制程工艺的不断提升，对于先进制程工艺，尤其是28nm节点以下,对Overlay(套刻精度)的要求越来越高。一般在光刻之后对晶圆进行套刻精度量测，确保套刻精度满足生产工艺，该量测是基于套刻精度标记来表征实际图形的对位情况；但实际生产中发现，经过刻蚀之后最终图层间的真实套刻精度跟光刻后套刻精度标记量测有一定差异，存在偏差。
为解决上述问题，需要提出一种新型的改善套刻精度的方法。
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改善套刻精度的方法，用于解决现有技术中在光刻之后对晶圆进行套刻精度量测，确保套刻精度满足生产工艺，该量测是基于套刻精度标记来表征实际图形的对位情况；经过刻蚀之后最终图层间的真实套刻精度跟光刻后套刻精度标记量测有一定差异，存在偏差的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善套刻精度的方法，包括：
步骤一、提供晶圆，在所述晶圆上形成有前层结构以及位于所述前层结构上的当层结构，所述前层结构上形成有前层套刻标记；
步骤二、在所述前层结构上形成光刻胶层，光刻打开所述光刻胶层形成刻蚀图案以及当层套刻标记，之后进行显影后检测，根据所述前层套刻标记和所述当层套刻标记的位置之差获取第一误差；
步骤三、以所述刻蚀图案为掩膜刻蚀所述当层结构，用以形成刻蚀后图形，之后进行刻蚀后检测，根据所述刻蚀后图形获取第二误差，所述第二误差为刻蚀导致的偏移量；
步骤四、通过所述第一、二误差获取所述补偿值，所述光刻机的套刻精度补正系统利用所述补偿值修正当前批次或下一批次晶圆的套刻精度。
优选地，步骤一中的所述前层套刻标记包括X方向的套刻标记和Y方向的套刻标记，其围成了一正方形区域。
优选地，步骤二中的所述当层套刻标记包括X方向的套刻标记和Y方向的套刻标记,其围成的的正方形区域面积小于所述矩形区域的正方形，X方向的套刻精度ΔX＝(X2-X1)/2，Y方向的套刻精度ΔY＝(Y2-Y1)/2，X1和X2为所述当层套刻标记在X方向与所述前层套刻标记的距离，Y1和Y2为所述当层套刻标记在Y方向与所述前层套刻标记的距离。
优选地，步骤二、三中利用电子束机台或扫描电子显微镜进行显影后检测或刻蚀后检测。
优选地，步骤三中的所述刻蚀偏移量包括X方向和Y方向的偏移量。
优选地，步骤四中所述通过第一、二误差得到补偿值的方法还包括：获取所述刻蚀后图形的关键尺寸数据，根据所述关键尺寸数据建立刻蚀后图形模型，判断所述刻蚀后图形模型与所述关键数据的相关度，所述相关度是否处于预设范围内；若是，则计算出所述补偿值。
优选地，步骤四中的套刻精度补正系统为套刻精度量测计算模型。
优选地，步骤四中的套刻补正系统为先进制程控制系统。
如上所述，本发明的改善套刻精度的方法，具有以下有益效果：
本发明基于刻蚀后量测特征图形关键尺寸的差异建模表征套刻标记，对当层套刻标记反馈进行补偿，改善了图层套刻精度。
附图说明
图1显示为现有技术的套刻精度标记示意图；
图2显示为本发明的工艺流程示意图；
图3显示为本发明的刻蚀当层结构后示意图；
图4显示为本发明的建模相关性示意图；
图5显示为现有技术的光刻后的套刻精度矢量示意图；
图6显示为现有技术的刻蚀后的套刻精度矢量示意图；
图7显示为本发明的刻蚀后套刻精度矢量示意图。
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2，本发明提供一种改善套刻精度的方法，包括：
步骤一、提供晶圆301，在晶圆301上形成有前层结构302以及位于前层结构302上的当层结构303，前层结构302上形成有前层套刻标记100；
在本发明的实施例中，步骤一中的前层套刻标记100包括X方向的套刻标记和Y方向的套刻标记，其围成了一正方形区域。
步骤二、在前层结构302上形成光刻胶层，光刻打开光刻胶层形成刻蚀图案304以及当层套刻标记200，之后进行显影后检测，根据前层套刻标记100和当层套刻标记200的位置之差获取第一误差；
在本发明的实施例中，步骤二中的当层套刻标记200包括X方向的套刻标记和Y方向的套刻标记,其围成的的正方形区域面积小于矩形区域的正方形，X方向的套刻精度ΔX＝(X2-X1)/2，Y方向的套刻精度ΔY＝(Y2-Y1)/2，X1和X2为当层套刻标记200在X方向与前层套刻标记100的距离，Y1和Y2为当层套刻标记200在Y方向与前层套刻标记100的距离。
步骤三、请参阅图3，以刻蚀图案304为掩膜刻蚀当层结构303，用以形成刻蚀后图形，之后进行刻蚀后检测，根据刻蚀后图形获取第二误差，第二误差为刻蚀导致的偏移量H；
在本发明的实施例中，步骤二、三中利用电子束机台或扫描电子显微镜进行显影后检测或刻蚀后检测。
在本发明的实施例中，步骤三中的刻蚀偏移量包括X方向和Y方向的偏移量。
步骤四、通过第一、二误差获取补偿值，光刻机的套刻精度补正系统利用补偿值修正当前批次或下一批次晶圆301的套刻精度。
在本发明的实施例中，请参阅图4，步骤四中通过第一、二误差得到补偿值的方法还包括：获取刻蚀后图形的关键尺寸数据，根据关键尺寸数据建立刻蚀后图形模型，判断刻蚀后图形模型与关键数据的相关度，相关度是否处于预设范围内；若是，则计算出补偿值。
在本发明的实施例中，步骤四中的套刻精度补正系统为套刻精度量测计算模型。
在本发明的实施例中，步骤四中的套刻补正系统为先进制程控制系统。
在本发明的实施例中，请参阅图5,晶圆301上包括多个曝光区域(shot)，其中的矢量箭头指出了矢量方向和矢量大小，即示出了当层套刻标记200的偏移方向和偏移大小。请参阅图6，晶圆301上包括多个曝光区域(shot)，其中的矢量箭头指出了偏移方向和偏移大小，即示出了即示出了刻蚀后显影检测的偏移方向和偏移大小。请参阅图7，晶圆301上包括多个曝光区域(shot)，通过本发明的补偿值修正后，其中的矢量箭头指出了偏移方向和偏移大小，即示出了即示出了刻蚀后显影检测的偏移方向和偏移大小，其相对于现有技术，提高了套刻精度。
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。
综上所述，本发明基于刻蚀后量测特征图形关键尺寸的差异建模表征套刻标记，对当层套刻标记反馈进行补偿，改善了图层套刻精度。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 (8)
1.一种改善套刻精度的方法，其特征在于，至少包括：
步骤一、提供晶圆，在所述晶圆上形成有前层结构以及位于所述前层结构上的当层结构，所述前层结构上形成有前层套刻标记；
步骤二、在所述前层结构上形成光刻胶层，光刻打开所述光刻胶层形成刻蚀图案以及当层套刻标记，之后进行显影后检测，根据所述前层套刻标记和所述当层套刻标记的位置之差获取第一误差；
步骤三、以所述刻蚀图案为掩膜刻蚀所述当层结构，用以形成刻蚀后图形，之后进行刻蚀后检测，根据所述刻蚀后图形获取第二误差，所述第二误差为刻蚀导致的偏移量；
步骤四、通过所述第一、二误差获取所述补偿值，所述光刻机的套刻精度补正系统利用所述补偿值修正当前批次或下一批次晶圆的套刻精度。
2.根据权利要求1所述的改善套刻精度的方法，其特征在于：步骤一中的所述前层套刻标记包括X方向的套刻标记和Y方向的套刻标记，其围成了一正方形区域。
3.根据权利要求3所述的改善套刻精度的方法，其特征在于：步骤二中的所述当层套刻标记包括X方向的套刻标记和Y方向的套刻标记,其围成的的正方形区域面积小于所述矩形区域的正方形，X方向的套刻精度ΔX＝(X2-X1)/2，Y方向的套刻精度ΔY＝(Y2-Y1)/2，X1和X2为所述当层套刻标记在X方向与所述前层套刻标记的距离，Y1和Y2为所述当层套刻标记在Y方向与所述前层套刻标记的距离。
4.根据权利要求1所述的改善套刻精度的方法，其特征在于：步骤二、三中利用电子束机台或扫描电子显微镜进行显影后检测或刻蚀后检测。
5.根据权利要求1所述的改善套刻精度的方法，其特征在于：步骤三中的所述刻蚀偏移量包括X方向和Y方向的偏移量。
6.根据权利要求1所述的改善套刻精度的方法，其特征在于：步骤四中所述通过第一、二误差得到补偿值的方法还包括：获取所述刻蚀后图形的关键尺寸数据，根据所述关键尺寸数据建立刻蚀后图形模型，判断所述刻蚀后图形模型与所述关键数据的相关度，所述相关度是否处于预设范围内；若是，则计算出所述补偿值。
7.根据权利要求1所述的改善套刻精度的方法，其特征在于：步骤四中的套刻精度补正系统为套刻精度量测计算模型。
8.根据权利要求1所述的改善套刻精度的方法，其特征在于：步骤四中的套刻补正系统为先进制程控制系统。
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