TWI803398B - 套刻標記、利用其的套刻測量方法及半導體器件製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明有關一種套刻標記、利用其的套刻測量方法及半導體器件製造方法。本發明提供一種套刻標記，其決定分別形成在兩個以上的圖案層或一個圖案層上的兩個以上的圖案之間的相對交錯，所述套刻標記包括配置於中心部的第一套刻標記、配置於第一套刻標記的上下或左右的第二套刻標記、隔著第一套刻標記配置於對角線上的第三套刻標記和第四套刻標記。

Description

套刻標記、利用其的套刻測量方法及半導體器件製造方法
本發明有關一種套刻標記、利用該套刻標記的套刻測量方法及半導體器件製造方法。
在半導體基板上依次形成多個圖案層。此外，也會通過雙重圖案化等將一個層的電路分成兩個圖案來形成。只有在這樣的多個圖案層或一個層的多個圖案準確形成於預先設定的位置時，才能製造出期望的半導體器件。
因此，為了確認圖案層是否準確對齊，使用與圖案層同時形成的套刻標記。
利用套刻標記測量套刻的方法如下。首先，在前一製程，例如在蝕刻製程中形成的圖案層上，形成圖案層的同時，形成作為套刻標記的一部分的一個結構物。然後，在後續製程，例如微影製程中，在光阻上形成套刻標記的其餘結構物。然後，通過套 刻測量裝置獲取在前一製程中形成的圖案層的套刻結構物(透過光阻層來獲取圖像)和光阻層的套刻結構物的圖像，並測量這些圖像的中心之間的偏移值以測量套刻值。當套刻值超出容許範圍時，去除光阻層，並進行再作業。
圖1是以往的套刻標記的平面圖。如圖1所示，以往的套刻標記1具備4個工作區(working zone)組4、5、6、7。另外，每個工作區組4、5、6、7具備相互在對角線上配置的2個工作區。每個工作區組4、5、6、7用於在與相應工作區組一起形成的圖案層的X軸或Y軸方向上的套刻測量。
每個工作區包括從套刻標記1的中心到套刻標記1的外廓以規定的間距配置的條。因此，可以利用套刻測量裝置從屬於工作區組4、5、6、7的兩個工作區分別獲取如圖2所示的週期性的訊號。圖2的圖表例如可以從在圖1中選擇的部分區域8獲得。
在圖2的圖表中，峰出現在配置有條的部分。對於以往的套刻標記1，由於條是週期性地配置的，因而獲得的訊號也具有週期性。另外，通過從所選擇的兩個區域8、8'獲得的兩個週期性的訊號的相關分析(correlation)來測量套刻。
如圖2所示，由於從以往的套刻標記1獲得的訊號具有週期性，當兩個週期性的訊號之間出現一個週期以上的誤差時，存在難以通過相關分析來區分一個週期以上的誤差和不足一個週期的誤差的問題。
此外，當週期性訊號因焦點誤差和製程影響而劣化時， 還存在準確度可能會在相關分析過程中下降的問題。
此外，當以規定的間距配置條時，如果減小節距，則週期性訊號的最大值和最小值之間的差(contrast)會減小，因此還存在難以提高密度來強化訊號的問題。
此外，由於每個工作區是在從套刻標記1的中心到套刻標記1的外廓的較長區域上形成的，因此還存在受套刻測量裝置的傾斜的光學元件，例如分束器引起的光學像差的影響較大的問題。尤其，在沿配置條的方向的與光學系統的距離的變化較大的特定方向的套刻測量用工作區中，由於到靠近套刻標記1的中心的條的光路與到配置在外廓的條的光路之間的差較大，因此受光學像差的影響較大。
此外，當使用掃描器(scanner)式的曝光裝備形成套刻標記1時，沿掃描方向配置的條的偏差較小，且沿與掃描方向正交的方向配置的條的偏差較大，但是，對於以往的套刻標記1，由於工作區與掃描方向無關地配置，因而還存在沿與掃描方向正交的方向配置的條的偏差可能也會在套刻測量步驟中產生影響的問題。
現有技術文獻
專利文獻：日本授權專利JP5180419
本發明的目的在於，提供一種能夠通過容易地確認相鄰的條之間的間距以上的大單位的套刻誤差來容易地感測半導體製造製程中的意外事故的套刻標記。
此外，本發明的另一目的在於，提供一種能夠使由於焦點誤差和製程影響導致的訊號劣化的影響最小化的套刻標記。
此外，本發明的另一目的在於，提供一種能夠使單色像差的影響最小化的套刻標記。
此外，本發明的另一目的在於，提供一種面積較小的套刻標記。
此外，本發明的另一目的在於，提供一種利用這樣的套刻標記的套刻測量方法及半導體器件製造方法。
為了達成上述目的，本發明提供一種套刻標記，其決定分別形成在兩個以上的圖案層或一個圖案層上的兩個以上的圖案之間的相對交錯，其中，所述套刻標記包括第一套刻標記至第四套刻標記。
第一套刻標記包括第一套刻結構物和第二套刻結構物，並且配置於所述套刻標記的中心部，其中，所述第一套刻結構物包括沿第一方向間隔配置的多個第一條，所述第二套刻結構物包括沿所述第一方向間隔配置的多個第二條並且與所述第一套刻結構物呈180度旋轉對稱。
第二套刻標記包括第三套刻結構物和第四套刻結構物， 其中，所述第三套刻結構物與所述第一套刻結構物在與所述第一方向正交的第二方向上偏移，並且包括沿所述第一方向間隔配置的多個第三條，所述第四套刻結構物包括沿所述第一方向間隔配置的多個第四條，並且被配置為隔著所述第一套刻標記與所述第三套刻結構物面對，並且與所述第三套刻結構物呈180度旋轉對稱。
第三套刻標記包括隔著所述第一套刻標記配置於第一對角線上的第五套刻結構物和第六套刻結構物，其中，所述第五套刻結構物和所述第六套刻結構物呈180度旋轉對稱，所述第五套刻結構物包括沿所述第二方向間隔配置的多個第五條，所述第六套刻結構物包括沿所述第二方向間隔配置的多個第六條。
第四套刻標記包括隔著所述第一套刻標記配置於與所述第一對角線交叉的第二對角線上的第七套刻結構物和第八套刻結構物，其中，所述第七套刻結構物和所述第八套刻結構物呈180度旋轉對稱，所述第七套刻結構物包括沿第二方向間隔配置的多個第七條，所述第八套刻結構物包括沿第二方向間隔配置的多個第八條。
此外，本發明提供的套刻標記的特徵在於，所述第一套刻結構物以所述第二方向的中心線為基準對稱，並且相鄰的所述第一條之間的間距彼此不同。
此外，本發明提供的套刻標記的特徵在於，隨著遠離所述第二方向的中心線，相鄰的第一條之間的間距變窄。
此外，本發明提供的套刻標記的特徵在於，隨著遠離所述第二方向的中心線，相鄰的第一條之間的間距變寬。
此外，本發明提供的套刻標記的特徵在於，所述第一條和所述第二條沿所述第二方向相互連接。
此外，本發明提供的套刻標記的特徵在於，所述套刻標記利用掃描式的曝光裝置而形成，所述第二方向與所述曝光裝置的掃描方向平行。
此外，本發明提供一種半導體器件的製造方法，其特徵在於，包括：在形成分別形成在多個連續的圖案層或一個圖案層上的多個圖案的同時，形成套刻標記的步驟；利用所述套刻標記測量套刻值的步驟；以及將測量的套刻值利用於形成分別形成在多個連續的圖案層或一個圖案層上的多個圖案的製程控制的步驟，並且所述套刻標記是上述的套刻標記。
此外，本發明提供的半導體器件的製造方法的特徵在於，形成所述套刻標記的步驟是利用掃描式的曝光裝置形成所述套刻標記的步驟，並且所述第二方向與所述曝光裝置的掃描方向平行。
此外，本發明提供一種套刻測量方法，用於測量分別形成在多個連續的圖案層或一個圖案層上的多個圖案之間的套刻，所述套刻測量方法的特徵在於，包括：獲取在形成分別形成在多個連續的圖案層或一個圖案層上的多個圖案的同時形成的套刻標記圖像的步驟；以及分析所述套刻標記圖像的步驟，並且所述套 刻標記是上述的套刻標記。
此外，本發明提供的套刻測量方法的特徵在於，獲取所述套刻標記圖像的步驟是利用具備傾斜的光學元件的套刻測量裝置獲取套刻標記圖像的步驟，並且在獲取所述套刻標記圖像的步驟中，所述套刻測量裝置被配置為所述傾斜的光學元件與所述套刻標記之間的距離隨著沿所述第一方向行進而增加或減小，並且在沿所述第二方向行進時恒定。
此外，本發明提供的套刻測量方法的特徵在於，所述傾斜的光學元件是分束器。
本發明的套刻標記具有如下優點，即，由於條之間的間距彼此不同，因此當發生相鄰的條之間的間距以上的大單位的套刻誤差時能夠容易地確認的優點。因此，能夠感測在半導體製造製程中發生的意外事故。
此外，本發明的套刻標記具有如下優點，即，通過使條之間的間距彼此不同並使訊號密度存在差異，能夠使因焦點誤差和製程影響導致的訊號劣化最小化。
此外，本發明的套刻標記具有如下優點，即，能夠使單色像差的影響最小化。
1、10、20、30:套刻標記
4、5、6、7:工作區組
8、8':區域
100、500、900:第一套刻標記
110、510、910:第一套刻結構物
112:第一條/條
120、520、920:第二套刻結構物
122:第二條/條
200、600、1000:第二套刻標記
210、610、1010:第三套刻結構物
212:第三條/條
220、620、1020:第四套刻結構物
222:第四條/條
300、700、1100:第三套刻標記
310、710、1110:第五套刻結構物
312:第五條/條
315、325、415、425、715、725、815、825:中心線
320、720、1120:第六套刻結構物
322:第六條/條
400、800、1200:第四套刻標記
410、810、1210:第七套刻結構物
412:第七條/條
420、820、1220:第八套刻結構物
422:第八條/條
A1、A2:區域
BS:分束器
D:裝置
L:透鏡
S:鏡臺
X、Y:軸
圖1是以往的套刻標記的平面圖。
圖2示出從圖1所示的套刻標記的一個工作區獲得的訊號。
圖3是本發明的套刻標記的一實施例的平面圖。
圖4是用於說明套刻標記圖像獲取步驟的圖。
圖5示出從圖3所示的套刻標記獲得的訊號。
圖6和圖7是本發明的套刻標記的一實施例的平面圖。
下面參照附圖對本發明的實施例進行詳細描述。然而，本發明的實施例可以變形為多種其他形態，本發明的範圍不應被解釋為限於以下詳細描述的實施例。本發明的實施例是為了向本領域普通技術人員更完整地說明本發明而提供的。因此，附圖中的要素的形狀等被誇張以強調更清楚的說明，並且附圖中由相同的圖式標號標示的要素指相同的要素。
圖3是本發明的套刻標記的一實施例的平面圖。圖3示出第一套刻標記100、第二套刻標記200、第三套刻標記300、第四套刻標記400都對齊的狀態。由於是對齊的狀態，第一至第四套刻標記100、200、300、400的對稱中心相互一致。當存在套刻誤差時，第一至第四套刻標記100、200、300、400中與彼此不同的圖案層一起形成的標記的對稱中心不相互一致。
在圖3中，為了使第一至第四套刻標記100、200、300、400區分開，使用了彼此不同的暈線(hatching)圖案進行了標示。 所使用的暈線圖案僅用於便於區分第一至第四套刻標記100、200、300、400，與第一至第四套刻標記100、200、300、4000的形態無關。
參考圖3，本發明的套刻標記10的一實施例包括第一至第四套刻標記100、200、300、400。本實施例的套刻標記10可以形成在半導體晶圓的劃片槽上，以供測量半導體晶圓上的兩個以上的圖案層之間或單層上的兩個以上的圖案之間的套刻。
當利用於彼此不同的兩個圖案層之間的套刻測量時，例如，第一套刻標記100和第三套刻標記300可以與第一圖案層一起形成，第二套刻標記200和第四套刻標記400可以與第二圖案層一起形成。此外，也可以是，第一套刻標記100和第四套刻標記400與第一圖案層一起形成，第二套刻標記200和第三套刻標記300與第二圖案層一起形成。
在這種情況下，可以測量第一圖案層和第二圖案層之間的第一方向的套刻值和與第一方向正交的第二方向的套刻值。第一方向可以是X軸方向或Y軸方向。在本實施例中，第一方向為X軸方向，第二方向為Y軸方向。
另外，當利用於同一層的彼此不同的圖案，例如，雙重圖案化製程中形成的兩個圖案之間的套刻測量時，第一套刻標記100可以和第三套刻標記300與第一圖案一起形成，第二套刻標記200和第四套刻標記400可以與第二圖案一起形成。此外，也可以是，第一套刻標記100和第四套刻標記400與第一圖案一起形成， 第二套刻標記200和第三套刻標記300與第二圖案一起形成。
當利用於彼此不同的3個圖案層之間的套刻測量時，例如，第一套刻標記100和第三套刻標記300可以與第一圖案層一起形成，第二套刻標記200和第四套刻標記400可以分別與第二圖案層和第三圖案層一起形成。在這種情況下，可以測量第一圖案層與第二圖案層之間的X軸方向的套刻值和第一圖案層與第三圖案層之間的Y軸方向的套刻值，而無法測量第一圖案層與第二圖案層之間的Y軸方向的套刻值和第一圖案層與第三圖案層之間的X軸方向的套刻值。
在下文中，為了方便起見，以彼此不同的2個圖案層之間的套刻測量為基準進行描述。
如圖3所示，第一套刻標記100配置於套刻標記10的中心部。第一套刻標記100包括第一套刻結構物110和第二套刻結構物120。第一套刻標記100以第一套刻標記100的對稱中心為基準呈180度旋轉對稱。
在本實施例中，第一套刻結構物110和第二套刻結構物120用於找出第一套刻標記100的X軸方向中心。
第一套刻結構物110包括沿Y軸方向較長地形成的多個第一條112。第一條112沿X軸方向間隔配置。第一套刻結構物110以經過第一套刻標記100的中心的Y軸方向中心線(與Y軸一致)為基準對稱。第一條112被配置為隨著遠離Y軸方向中心線，間距變窄。
第二套刻結構物120也包括沿Y軸方向較長地形成的多個第二條122。第二條122沿X軸方向間隔配置。第二套刻結構物120以經過第一套刻標記100的中心的Y軸方向中心線(與Y軸一致)為基準對稱。第二條122被配置為隨著遠離Y軸方向中心線，間距變窄。
在本實施例中，第一條112和第二條122在Y軸方向上相互連接，但第一條112和第二條122也可以相互分離。
雖然圖示為第一條112和第二條122的數量分別是9個，但也可以是2個至8個，或者10個以上。
第二套刻標記200包括第三套刻結構物210和第四套刻結構物220。第二套刻標記200以第二套刻標記200的對稱中心為基準呈180度旋轉對稱。第三套刻結構物210和第四套刻結構物220隔著第一套刻標記100上下配置。第二套刻標記200形成在與第一套刻標記100不同的圖案層上。
在本實施例中，第三套刻結構物210和第四套刻結構物220用於找出第二套刻標記200的X軸方向中心。另外，第一套刻標記100和第二套刻標記200用於測量彼此不同的圖案層之間的X軸方向的套刻。
第三套刻結構物210包括沿Y軸方向較長地形成的多個第三條212。第三條212沿X軸方向間隔配置。第三套刻結構物210以經過第三套刻結構物210的中心的Y軸方向中心線(與Y軸一致)為基準對稱。第三條212被配置為隨著遠離Y軸方向中 心線，間距變窄。
第四套刻結構物220也包括沿Y軸方向較長地形成的多個第四條222。第四條222沿X軸方向間隔配置。第四套刻結構物220以經過第四套刻結構物220的中心的Y軸方向中心線(與Y軸一致)為基準對稱。第四條222被配置為隨著遠離Y軸方向中心線，間距變窄。
雖然圖示為第三條212和第四條222的數量分別是9個，但也可以是2個至8個，或者10個以上。
雖然圖示為第三條212及第四條222與第一條112及第二條122的數量和間距相同，但數量和間距也可以彼此不同。
第三套刻標記300包括第五套刻結構物310和第六套刻結構物320。第三套刻標記300以第三套刻標記300的對稱中心為基準呈180度旋轉對稱。第五套刻結構物310和第六套刻結構物320隔著第一套刻標記100在第一對角線上配置。即，在圖3中，第五套刻結構物310配置於右側上端，第六套刻結構物320配置於左側下端。
在本實施例中，第三套刻標記300可以形成在與第一套刻標記100相同的圖案層上。
第五套刻結構物310包括沿X軸方向較長地形成的多個第五條312。第五條312沿Y軸方向間隔配置。第五套刻結構物310以第五套刻結構物310的X軸方向中心線315為基準對稱。第五條312被配置為隨著遠離X軸方向中心線315，間距變窄。
第六套刻結構物320也包括沿X軸方向較長地形成的多個第六條322。第六條322沿Y軸方向間隔配置。第六套刻結構物320以第六套刻結構物320的X軸方向中心線325為基準對稱。第六條被配置為隨著遠離X軸方向中心線325，間距變窄。
雖然圖示為第五條312和第六條322的數量分別是9個，但也可以是2個至8個，或者10個以上。
第四套刻標記400包括第七套刻結構物410和第八套刻結構物420。第四套刻標記400以第四套刻標記400的對稱中心為基準呈180度旋轉對稱。第七套刻結構物410和第八套刻結構物420隔著第一套刻標記100在第二對角線上配置。第一對角線和第二對角線相互交叉。在圖3中，第七套刻結構物410配置於左側上端，第八套刻結構物420配置於右側上端。
在本實施例中，第四套刻標記400可以形成在與第二套刻標記200相同的圖案層上。第四套刻標記400形成在與第三套刻標記300不同的層上。
在本實施例中，第七套刻結構物410和第八套刻結構物420用於找出第四套刻標記400的Y軸方向中心。另外，第三套刻標記300和第四套刻標記400用於測量彼此不同的圖案層之間的Y軸方向的套刻。
第七套刻結構物410包括沿X軸方向較長地形成的多個第七條412。第七條412沿Y軸方向間隔配置。第七套刻結構物410以第七套刻結構物410的X軸方向中心線415為基準對稱。 第七條412被配置為隨著遠離X軸方向中心線415，間距變窄。
第八套刻結構物420也包括沿X軸方向較長地形成的多個第八條422。第八條422沿Y軸方向間隔配置。第八套刻結構物420以第八套刻結構物420的X軸方向中心線425為基準對稱。第八條422被配置為隨著遠離X軸方向中心線425，間距變窄。
雖然圖示為第七條412和第八條422的數量分別是9個，但也可以是2個至8個，或者10個以上。
下面對圖3所示的利用套刻標記10的套刻測量方法進行描述。套刻測量方法包括：獲取套刻標記10的圖像的步驟；以及分析套刻標記10的圖像的步驟。套刻標記10與分別形成在兩個連續的圖案層或一個圖案層上的兩個圖案的形成同時形成。
獲取套刻標記10的圖像的步驟通常是利用套刻測量裝置一次獲取第一至第四套刻標記100、200、300、400的圖像的步驟。
本步驟可以是利用具備傾斜的光學元件、透鏡L、支撐形成有套刻標記10的裝置D的鏡臺S的套刻測量裝置來獲取套刻標記圖像的步驟。傾斜的光學元件例如可以是分束器BS。
圖4是為了說明套刻標記圖像獲取步驟而示出套刻測量裝置的一例的一部分的圖。如圖4所示，在本步驟中，優選套刻測量裝置被配置為，作為傾斜的光學元件的分束器BS與形成有套刻標記10的裝置D之間的距離隨著沿作為配置第一套刻標記100和第二套刻標記200的條112、212的方向的X軸方向行進而增加或減小，而在沿Y軸方向行進時恒定。即，分束器BS相對於X 軸傾斜地配置。
當這樣在配置套刻測量裝置的狀態下獲取套刻標記圖像時，具有可以減少光學像差的影響的優點。這是因為第一套刻標記100和第二套刻標記200的條112、122、212、222以X軸方向為基準只形成在套刻標記10的中心部。
如果套刻標記10的總面積與圖1所示的以往的套刻標記1相同，則配置於第一套刻標記100和第二套刻標記200的X軸方向的兩端的條之間的距離(第一套刻標記100和第二套刻標記200的X軸方向寬度)比以往的套刻標記1相對短。
因此，配置在兩端的條與作為傾斜的光學元件的分束器BS之間的Z軸方向的距離之差變得小於以往的套刻標記1。從而，使得與傾斜光學元件的距離差所致的光學像差的影響最小化。
雖然第三套刻標記300和第四套刻標記400的條312、322、412、422以Y軸方向為基準形成在套刻標記10的整體區域，但作為傾斜的光學元件的分束器BS相對於Y軸並非傾斜地配置，故Y軸方向上的失真較少，因而第三套刻標記300和第四套刻標記400的條312、322、412、422幾乎不受傾斜的光學元件引起的光學像差的影響。
在本發明中，將在一側方向(圖3中為X軸方向)上配置的條112、122、212、222集中配置在中心部，在獲取套刻標記10的圖像時，考慮這一點將套刻測量裝置配置為使作為傾斜的光學元件的分束器BS與該方向的軸(圖3和圖4中為X軸)成一 角度，從而使光學像差的影響最小化。
分析套刻標記10的圖像的步驟可以包括：從獲得的套刻標記圖像中測量第一套刻標記100的X軸方向中心與第二套刻標記200的X軸方向中心的偏移的步驟；以及測量第三套刻標記300的Y軸方向中心與第四套刻標記400的Y軸中心的偏移的步驟。
測量第一套刻標記100的X軸方向中心和第二套刻標記200的X軸方向中心的偏移的步驟可以包括如下步驟。
首先，求第一套刻標記100的中心的X值與獲得的套刻標記圖像的中心的X值之間的差(S11)。
如圖3所示，從獲得的套刻標記圖像中選擇第一套刻結構物110的部分區域A1。然後，還選擇以獲得的套刻標記圖像的中心為基準呈180度對稱的區域A2。該區域A2位於第二套刻結構物120。
然後，將所選擇的兩個區域A1、A2的二維圖像分別投影成一維。即，將二維圖像中具有相同的X值的圖元的灰度值全部相加，或者對灰度值求平均，或者對灰度值進行歸一化。
這樣，如圖5所示，可以繪製表示對應於X值的灰度值的變化的圖表。由於豎條的灰度值與豎條之間的空間的灰度值存在差異，因而可以獲得圖5所示的圖表。
由圖5可知，在獲得的圖表中，峰之間的間距不是恒定的。因此，不同於提供圖2所示的峰之間的間距恒定的週期性的圖表的所圖示的以往的套刻標記1，具有在套刻誤差為一個週期以 上時也可以檢測到誤差的優點。
此外，可以在一定程度上改善以往在訊號劣化時相關分析過程中的準確度下降的問題。
此外，由於即使減小條之間的間距，訊號的最大值與最小值之間的差(contrast)也不會減小，因此還具有能夠提升條的密度來強化訊號的優點。
此外，還具有可以通過對各個峰相互進行比較而不是對整個圖示進行比較的方法來測量套刻的優點。
如果第一套刻標記100的中心的X值與獲得的套刻標記圖像的中心的X值相同，則兩個圖表應呈相同的形態。如果第一套刻標記100的中心的X值與獲得的套刻標記圖像的中心的X值不相同，則一個圖表會呈相對於另一圖表呈向X軸方向偏移的形態。此時的偏移值表示第一套刻標記100的中心的X值與獲得的套刻標記圖像的中心的X值之間的差。
接下來，以同樣的方法求第二套刻標記200的中心的X值與獲得的套刻標記圖像的中心的X值之間的差(S12)。
接下來，利用前面求出的第一套刻標記100的中心的X值與獲得的套刻標記圖像的中心的X值之間的差和第二套刻標記200的中心的X值與獲得的套刻標記圖像的中心的X值之間的差來求X軸方向的套刻值(S13)。
接下來，以同樣的方法求第三套刻標記300的中心的Y值與獲得的套刻標記圖像的中心的Y值之間的差(S14)。然後， 求第四套刻標記400的中心的Y值和獲得的套刻標記圖像的中心的Y值之間的差(S15)。
接下來，利用前面求出的第三套刻標記300的中心的Y值與獲得的套刻標記圖像的中心的Y值之間的差和第四套刻標記400的中心的Y值與獲得的套刻標記圖像的中心的Y值之間的差來求Y軸方向的套刻值(S16)。
下面對利用圖3所示的套刻標記10的半導體器件的製造方法進行描述。利用套刻標記10的半導體器件的製造方法始於形成套刻標記10的步驟。在形成分別形成在兩個連續的圖案層或一個圖案層上的兩個圖案的同時，形成套刻標記10。
形成套刻標記10的步驟可以是利用掃描式的曝光裝置形成套刻標記10的步驟。另外，此時，曝光裝置的掃描方向優選與配置於中心部的第一套刻標記100和第二套刻標記200的條112、122、212、222的長度方向(圖3中為Y軸方向)平行。這是因為，由於在曝光裝置的掃描方向上可以進行等速控制，在條112、122、212、222的Y軸方向上的失真不大，但可能會發生X軸方向上的失真，因而優選將在垂直於掃描方向的X軸方向上配置的條112、122、212、222配置於中心部以使失真最小化。
接下來，利用套刻標記10測量套刻值。測量套刻值的步驟同上述套刻測量方法。
最後，將測量的套刻值利用於用以形成分別形成在兩個連續的圖案層或一個圖案層上的兩個圖案的製程控制。即，將所 匯出的套刻利用於製程控制，使得連續的圖案層或兩個圖案形成在既定的位置。
圖6和圖7是本發明的套刻標記的實施例的平面圖。
圖6所示的套刻標記20包括第一至第四套刻標記500、600、700、800。第一套刻標記500包括配置於中心部的第一套刻結構物510和第二套刻結構物520。第二套刻標記600包括分別配置於第一套刻標記500的上下的第三套刻結構物610和第四套刻結構物620。另外，第三套刻標記700包括隔著第一套刻標記500在對角線上配置的第五套刻結構物710和第六套刻結構物720。最後，第四套刻標記800包括隔著第一套刻標記500在對角線上配置的第七套刻結構物810和第八套刻結構物820。
套刻標記20與圖3所示的實施例的不同之處在於，對於沿X軸方向配置的條512、522、612、622，隨著遠離Y軸方向中心線，相鄰的條512、522、612、622之間的間距變窄；對於沿Y軸方向配置的條712、722、812、822，隨著遠離X軸方向中心線715、725、815、825，相鄰的條712、722、812、822之間的間距變窄。此外，與圖3所示的實施例的不同之處還在於，第一條712和第二條722分離。第一條712和第二條722也可以如同圖3所示的實施例相互連接。
圖7所示的套刻標記30包括第一至第四套刻標記900、1000、1100、1200。第一套刻標記900包括配置於中心部的第一套刻結構物910和第二套刻結構物920。第二套刻標記1000包括 分別配置於第一套刻標記900的左右的第三套刻結構物1010和第四套刻結構物1020。另外，第三套刻標記1100包括隔著第一套刻標記500在對角線上配置的第五套刻結構物1110和第六套刻結構物1120。最後，第四套刻標記1200包括隔著第一套刻標記500在對角線上配置的第七套刻結構物1210和第八套刻結構物1220。
不同於圖3所示的實施例，對於圖7所示的套刻標記30，第一方向為Y軸方向，第二方向為X軸方向。在本實施例中，可以在曝光裝置的掃描方向為Y軸方向的情況下使用。當使用本實施例的套刻標記30時，優選在套刻標記30的圖像獲取步驟中以使傾斜的光學元件與Y軸方向傾斜的方式配置套刻測量裝置。
以上描述的實施例僅僅是對本發明的優選實施例的說明，本發明的申請專利範圍不限於所描述的實施例，並且，在本發明的技術思想和申請專利的範圍內，本領域的技術人員將可以進行多樣的變更、變形或置換，那樣的實施例應被理解為落入本發明的範圍內。
10:套刻標記
100:第一套刻標記
110:第一套刻結構物
112:第一條/條
120:第二套刻結構物
122:第二條/條
200:第二套刻標記
210:第三套刻結構物
212:第三條/條
220:第四套刻結構物
222:第四條/條
300:第三套刻標記
310:第五套刻結構物
312:第五條/條
315、325、415、425:中心線
320:第六套刻結構物
322:第六條/條
400:第四套刻標記
410:第七套刻結構物
412:第七條/條
420:第八套刻結構物
422:第八條/條
A1、A2:區域
X、Y:軸

Claims (11)

  1. 一種套刻標記，其決定分別形成在兩個以上的圖案層或一個圖案層上的兩個以上的圖案之間的相對交錯，所述套刻標記的特徵在於，包括：第一套刻標記，其包括第一套刻結構物和第二套刻結構物，並且配置於所述套刻標記的中心部，其中，所述第一套刻結構物包括沿第一方向間隔配置的多個第一條，所述第二套刻結構物包括沿所述第一方向間隔配置的多個第二條並且與所述第一套刻結構物呈180度旋轉對稱；第二套刻標記，其包括第三套刻結構物和第四套刻結構物，其中，所述第三套刻結構物與所述第一套刻結構物在與所述第一方向正交的第二方向上偏移，並且包括沿所述第一方向間隔配置的多個第三條，所述第四套刻結構物包括沿所述第一方向間隔配置的多個第四條，並且被配置為隔著所述第一套刻標記與所述第三套刻結構物面對，並且與所述第三套刻結構物呈180度旋轉對稱；第三套刻標記，其包括隔著所述第一套刻標記配置於第一對角線上的第五套刻結構物和第六套刻結構物，其中，所述第五套刻結構物和所述第六套刻結構物呈180度旋轉對稱，所述第五套刻結構物包括沿所述第二方向間隔配置的多個第五條，所述第六套刻結構物包括沿所述第二方向間隔配置的多個第六條；以及 第四套刻標記，其包括隔著所述第一套刻標記配置於與所述第一對角線交叉的第二對角線上的第七套刻結構物和第八套刻結構物，其中，所述第七套刻結構物和所述第八套刻結構物呈180度旋轉對稱，所述第七套刻結構物包括沿所述第二方向間隔配置的多個第七條，所述第八套刻結構物包括沿所述第二方向間隔配置的多個第八條。
  2. 如請求項1所述的套刻標記，其特徵在於，所述第一套刻結構物以所述第二方向的中心線為基準對稱，並且相鄰的所述第一條之間的間距彼此不同。
  3. 如請求項2所述的套刻標記，其特徵在於，隨著遠離所述第二方向的所述中心線，相鄰的第一條之間的所述間距變窄。
  4. 如請求項2所述的套刻標記，其特徵在於，隨著遠離所述第二方向的所述中心線，相鄰的第一條之間的所述間距變寬。
  5. 如請求項1所述的套刻標記，其特徵在於，所述第一條和所述第二條沿所述第二方向相互連接。
  6. 如請求項1所述的套刻標記，其特徵在於，所述套刻標記利用掃描式的曝光裝置而形成，所述第二方向與所述曝光裝置的掃描方向平行。
  7. 一種半導體器件的製造方法，其特徵在於，包括：在形成分別形成在多個連續的圖案層或一個圖案層上的多個圖案的同時，形成套刻標記的步驟；利用所述套刻標記測量套刻值的步驟；以及 將測量的所述套刻值利用於形成分別形成在所述多個連續的圖案層或所述一個圖案層上的多個圖案的製程控制的步驟，並且所述套刻標記是如請求項1至6中任一項所述的套刻標記。
  8. 如請求項7所述的半導體器件的製造方法，其特徵在於，形成所述套刻標記的所述步驟是利用掃描式的曝光裝置形成所述套刻標記的步驟，並且所述第二方向與所述曝光裝置的掃描方向平行。
  9. 一種套刻測量方法，用於測量分別形成在多個連續的圖案層或一個圖案層上的多個圖案之間的套刻，所述套刻測量方法的特徵在於，包括：獲取在形成分別形成在所述多個連續的圖案層或所述一個圖案層上的多個圖案的同時形成的套刻標記圖像的步驟；以及分析所述套刻標記圖像的步驟，並且所述套刻標記是如請求項1至6中任一項所述的套刻標記。
  10. 如請求項9所述的套刻測量方法，其特徵在於，獲取所述套刻標記圖像的步驟是利用具備傾斜的光學元件的套刻測量裝置獲取所述套刻標記圖像的步驟，並且在獲取所述套刻標記圖像的步驟中，所述套刻測量裝置被配置為所述傾斜的光學元件與所述套刻標記之間的距離隨著沿所述第一方向行進而增加或減小，並且在沿所述第二方向行進時恒定。
  11. 如請求項10所述的套刻測量方法，其特徵在於，所述傾斜的光學元件是分束器。
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