TW388929B - Alignment method applicable on semiconductor production process - Google Patents

Description

A7 ---------------------B7 五、發明説明（1 ) 一~ 本發明是有關於一種適用於半導體製程之對準方 法，且特別是有關於一種利用前一層薄膜所計算出來的 對準數據作為下一層薄膜形成時之對準根據的對準方 法。 目前，積體電路製程主要是在晶圓上對導體、半導 體、以及絕緣材料等重複進行薄膜沉積、光學微影蝕 刻、摻雜的步驟’以製作高積集度的半導體元件。然而， 隨著進入超大型積體電路製程（1^81)後，元線尺寸的縮 小以及製程的繁複，光學微影時的解析度以及重疊的準 確率均必須大幅提高，避免元件製作時產生非設計上的 誤差’影響半導體的產率以及性能。此外，對準標記在 經過繁複的半導體製程後，經常會因為光線反射、表面 平坦度不佳或在化學機械研磨過程以進行平坦化時被研 磨掉而導致對準困難，影響後續製程的進行。 目别’線寬0 · 25 μπι半導體製程中的對準步驟包括 有：（1)預對準步驟（pre-alignment); (2)全面性對準步驟 (global-alignment);以及（3)精密對準（fine_alignment)步 驟。其中’預對準步驟是將晶圓置於對準儀器上，進行 晶圓中心的對準’其精確度約為4μιη左右；全面性對準 步称則需使用光學儀器’在晶圓轉動過程中同時以波長 Ιμιη的光源全面性偵測晶圓；而精密對準步驟則同樣需 要使用光學儀器，偵測線寬0·25μπι大小的對準標記以 及其正交性（orthogonality)。然而，此對準步驟必須在完 成一薄膜的形成後，方可再繼續進行下一層薄膜的製作， 本紙张尺度述州中闼國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） .· . Γ (#先閱讀背面之注意事項再峨寫本頁)

*1T 線 A7 --------_ B7 五、發明説明（2) ~ ' ---- j每次只能有-片晶圓進行此步称，對於半導體產業而 言實極不便利。此外，此習知的對準方法尚必須面臨對 準標記因為沉積複數層薄膜而引起反光、表面不平坦以 及利用化學機械研磨法進行平坦化處理而造成對準標記 不清楚甚至被破壞的困擾。 有鑑於此，本發明乃揭示一種新式的適用於半導體 ^程之對準方法，其特徵主要在於利用前一層或第一層 薄膜之對準數據’作為下一層薄膜對準的依據，且不需 任何光學對準儀器’故可免除習知對準方法中經常面臨 的光學對準失真或因為對準標記被研磨掉而無法對準的 缺點* 如上所述之方法，其中對準數據可取自儲存於資料 庫中之前一層薄膜形成時之對準數據或者第一層薄膜形 成時之對準數據’該些對準數據包括scaling、正交性 (orthonahty)、突出性（〇ffset_x，_y)以及旋轉性（r〇tati〇n) 等。此外’在形成各層薄膜之微影製程中，用以進行重 複曝光的步進機（stepper)内更可包括一晶圓編號分辨器 (wafer ID distinguisher)，用以將各個晶圓上打上編號， 以利分辨該些晶圓。 為使本發明之優點以及特徵更清楚可見，玆將以根 據本發明之較佳實施例，並配合相關圓式，詳細說明如 下。 圖式之簡單說明： 第1圖顯示的是24片晶圓之上、下兩層薄膜之正 本紙張尺度適W中國國家標率（CNS > A4现格<210X297公嫠> l·---.------(.------訂-----^--線 (請先閲讀背面之注意事項再楨寫本頁) A7 五、發明説明（3) 交性數據的曲線圖。 第2圖顯示的是24且晶圓之上、下兩層薄膜之 scaling-x數據的曲線圖。 第3圖顯示的是24片晶圓之上、下兩層薄膜之 scaling-y數據的曲線圖。 第4圖顯示的是24片晶圓之上、下兩層薄膜之 offset-x數據的曲線圖。 第5圖顯示的是24片晶圓之上、下兩層薄膜之 offset-y數據的曲線圖。 第6圖顯示的是24片晶圓之上、下兩層薄膜之旋 轉性數據的曲線圖。 實施例： 根據本發明所揭示之適用於半導體製程的對準方 法，本實施例乃以24片晶圓進行測試。本實施例主要是 先以如上所述之預對準、全面性對準、以及精密對準步 驟，對準於晶圓上的對準標記，然後再配合沉積、微影 以及蝕刻等步驟，形成一預定圖案之第一薄膜，然後再 利用對準機台分別檢測此24片晶圓之第一薄膜的對準數 據’包括有：正交性（orthogonality)、scaling_x、scaiing_ y、offset-x、0ffset-y、以及旋轉性（r〇tati〇n)，並將所得 到的數據儲存於資料庫内。接著，再利用每片晶圓儲存 於資料庫内的對準數據，進行再次對準，並配合沉積、 微影、蝕刻等製程，分別於各個晶圓表面形成一含預定 圖案之第二薄膜。然後，再利用對準機台分別檢測表面 本紙張尺度適;》]中國國家橾準（CNS) A4規格（21〇χ297公釐 {¾先閲讀背面之注意事項再填湾本頁，> -訂---------緣 好浐部中灰^^而爻-1消於合竹·衫印繁 A7 ______________________B7 五、發明説明（4) ~ 形成有第二薄膜之24片晶圓的對準數據，包括有正交 性（orthogonality)、scaling_x、scaling_y、〇ffset x、〇ffset_y、 以及旋轉性(rotation)，並將所得到的數據儲存於資料庫 内。 將兩次偵測到的對準數據作圖後，分別顯示於第1 圖〜第6圖。由圖中可看出此24片晶圓根據第一薄膜之 對準數據而製作的第二薄膜，其正交性（第1圖）、 scalmg-x(第 2 圖）、scaling-y(第 3 圖）、〇ffset-x(第 4 圖）、 offset-y(第5圖）、以及旋轉性（第6圖）等對準數據（符號 )的趨勢均與第一薄膜的該些對準數據（符號♦)相似’ 顯示此位在第一薄膜上之第二薄膜也如同第一薄膜般對 準於晶圓上之對準標記。 此外，本實施例形成第二薄膜時對準的數據是取自 第一薄膜，而後續形成之薄膜，其對準數據可取自儲存 於資料庫内之前一層或前幾層薄膜的對準數據，或甚至 第一層薄膜之對準數據。因為，第一層以後的薄膜之對 準依據均取自第一層薄膜，因此該些薄膜之對準數據趨 勢均相似’故無論取哪一層的對準數據，其對準效果均 與第一層相似，不會有太大的誤差。另外，在形成各層 薄膜之微影製程中，用以進行重複曝光的步進機（stepper) 内更可包括一晶圓編號分辨器（wafer ID distinguisher)， 用以將各個晶圓上打上編號，以利分辨該些晶圓。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之 本紙張尺度適扣中阐國家標牟（CNS ) A4说格（210X297公釐） (誚先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 A7 B7 五、發明説明（5) 精神和範圍内，所作之各種更動與潤飾，均落在本發明 的專利範圍内。此外，本發明之保護範圍當視後附之申 請專利範圍所界定者為準。 (誚先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 7 訂---r---坡 1 本紙張尺度適州中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 、申請專利範圍 r 一種適用於半導體製程之對準方法， 在於利用前層薄膜形成時之對準數；’徵主要 :成時微影的對準依據，期間不需任何二―:器薄膜 故可免除習知對準方法中經常面臨的光學對準 為對’率標記被研磨掉而無法對準的缺點。 5 如申請專利範圍第i項所述之方法，其中該 $可取自儲存於資料庫中之前—層薄骐形成時之對準 +如申請專利範圍第丨項所述之方法，其中該對準 數據可取自儲存於資料庫中之第—層薄膜形成時之對準 數據® 4.如申請專利範圍第2項或第3項其中之一所述之 方法’其中該對準數包括scaling、正交性（〇rth〇nality)、 突出性（offset)以及旋轉性（r〇tfttiQn)等。 5·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中在形成 各層薄臈的微影製程中，用以進行重複曝光的步進機 (stepper)内更可包括一晶圓編號分辨器，用以將各個晶 圓上打上編號，以利分辨該些晶圓。 經 Λ» Β8 C8 D8 I 央 揉 牟 局 貝 工 消 費 合 作 社 本纸張尺度逋用中國國家標丰（CNS ) A4規格（210X 297公釐）