半导体制造中的重叠测量和补偿的方法技术

本发明专利技术的实施例提供了一种方法，包括接收具有第一层和位于第一层上方第二层的器件，该第一层具有第一重叠标记。该方法还包括在第二层上方形成第一光刻胶图案，第一光刻胶图案具有第二重叠标记。该方法还包括使用第一光刻胶图案中的第二重叠标记和第一重叠标记实施第一重叠测量；以及实施一个或多个第一制造工艺，由此将第二重叠标记转印至第二层中并且去除第一光刻胶图案。该方法还包括实施包括在第二层上方形成第三层的一个或多个第二制造工艺。在实施一个或多个第二制造工艺之后，该方法包括使用第二层中的第二重叠标记和第一重叠标记来实施第二重叠测量。

Methods of overlap measurement and compensation in semiconductor manufacturing

An embodiment of the present invention provides a method for receiving a device with a first layer and second layers above the first layer, the first layer having a first overlap mark. The method also includes forming a first photoresist pattern over the second layer, and the first photoresist pattern has second overlapping marks. The method also includes the implementation of the first overlapping measurement using second overlapping marks and first overlapping marks in the first photoresist pattern, and the implementation of one or more first manufacturing processes, thereby transferring the second overlapping marks to the second layer and removing the first photoresist pattern. The method also includes implementing one or more second manufacturing processes including forming third layers above the second level. After the implementation of one or more second manufacturing processes, the method includes the use of the second overlapping and first overlap marks in the second layer to implement the second overlap measurement.

【技术实现步骤摘要】
半导体制造中的重叠测量和补偿的方法
本专利技术的实施例总体涉及半导体领域，更具体地，涉及半导体制造中的重叠测量和补偿的方法。
技术介绍
半导体集成电路(IC)制造涉及在半导体晶圆上形成多个图案层。每一层都必须与先前的层(多层)对准以使IC可以正常运行。诸如对准标记和重叠标记的各种标记可以用于对准各层。此外，重叠标记还用于监测各层之间的重叠偏差。重叠偏差包括在连续层处的重叠标记之间的位置、尺寸和形状的不对准。重叠标记不对准可能由各种因素导致，诸如当将图案从光掩模转印至晶圆时的投影光学系统的像差和焦点位置。此外，诸如蚀刻和化学机械抛光(CMP)的制造工艺还可能影响重叠标记对准。随着半导体技术继续进展到越来越小的特征尺寸，对准要求变得越来越严格。因此，期望减小或使重叠偏差最小化。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种半导体制造的方法，包括：接收具有第一层和位于所述第一层上方的第二层的器件，所述第一层具有第一重叠标记；在所述第二层上方形成第一光刻胶图案，所述第一光刻胶图案具有第二重叠标记；使用所述第一光刻胶图案中的所述第二重叠标记和所述第一重叠标记实施第一重叠测量；实施一个或多个第一制造工艺，光刻胶从而将所述第二重叠标记转印至所述第二层中并且去除所述第一光刻胶图案；实施包括在所述第二层上方形成第三层的一个或多个第二制造工艺；以及在实施所述一个或多个第二制造工艺之后，使用所述第二层中的所述第二重叠标记和所述第一重叠标记来实施第二重叠测量。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种用于半导体制造的方法，包括：接收具有半导体衬底、位于所述半导体衬底上方的第一层，以及位于所述第一层上方的第二层的器件，所述第一层具有第一重叠标记；至少使用曝光工具在所述第二层上方形成第一光刻胶图案，所述第一光刻胶图案具有第二重叠标记，其中，在形成所述第一光刻胶图案时，通过第一重叠补偿值来调整所述第二重叠标记的位置；使用所述第一光刻胶图案中的所述第二重叠标记和所述第一重叠标记实施第一重叠测量；实施一个或多个第一制造工艺，光刻胶从而将所述第二重叠标记转印至所述第二层中并且去除所述第一光刻胶图案；实施包括在所述第二层上方形成第三层的一个或多个第二制造工艺；以及在实施所述一个或多个第二制造工艺之后，使用所述第二层中的所述第二重叠标记和所述第一重叠标记来实施第二重叠测量；以及至少使用所述曝光工具在所述第三层上方形成第二光刻胶图案，所述第二光刻胶图案具有第三重叠标记，其中，在形成所述第二光刻胶图案时，通过第二重叠补偿值来调整所述第三重叠标记的位置，其中，所述第二重叠补偿值包括所述第一重叠测量的结果与所述第二重叠测量的结果之间的差异和所述第一重叠补偿值。根据本专利技术的又一方面，提供了一种半导体制造的方法，包括：接收具有半导体衬底、位于所述半导体衬底上方的第n层和位于所述第n层上方的第(n+1)层的器件，所述第n层具有第n重叠标记，其中，n是正整数；至少使用曝光工具在所述第(n+1)层上方形成第(n+1)光刻胶图案，所述第(n+1)光刻胶图案具有第(n+1)重叠标记，其中，在形成所述第(n+1)光刻胶图案时，通过第n重叠补偿值来调整所述第(n+1)重叠标记的位置；使用所述第(n+1)光刻胶图案中的所述第(n+1)重叠标记和所述第n个重叠标记来实施第一次第n重叠测量；实施一个或多个第一制造工艺，从而将所述第(n+1)重叠标记从所述第(n+1)光刻胶光刻胶图案转印至所述第(n+1)层中以作为金属第(n+1)重叠标记，并且去除所述第(n+1)光刻胶图案；实施包括在所述第(n+1)层上方形成第(n+2)层的一个或多个第二制造工艺；在实施所述一个或多个第二制造工艺之后，使用所述金属第(n+1)重叠标记和所述第n重叠标记来实施第二次第n重叠测量；以及至少使用所述曝光工具在所述第(n+2)层上方形成第(n+2)光刻胶图案，所述第(n+2)光刻胶图案具有第(n+2)重叠标记，其中，在形成所述第(n+2)光刻胶图案时，通过第(n+1)重叠补偿值来调整所述第(n+2)重叠标记的位置，其中，所述第(n+1)重叠补偿值包括所述第一次第n重叠测量的结果与所述第二次第n重叠测量的结果之间的差异、所述第n重叠补偿值和估计的曝光工具引起的重叠移位。附图说明当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳地理解本专利技术的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或减小。图1是可以用于实施本专利技术的一些方面的光刻系统的简化示意图。图2和图3示出根据本专利技术的各个方面的具有减少的重叠移位的半导体制造方法的流程图。图4A、图4B、图4C、图4D、图4E、图4F和图4G是根据一些实施例的在制造的各个阶段期间的半导体器件的部分的截面图。图5示出根据本专利技术的各个方面构造的示例性制造工艺中的重叠对准偏差和补偿。图6示出用于实现本专利技术的一个或多个实施例的计算机系统。具体实施方式以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本专利技术。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件以直接接触的方式形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。而且，为了便于描述，在此可以使用诸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空间相对术语以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，并且在此使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。本专利技术总体涉及半导体器件及其制造。更特别地，本专利技术涉及用于制造具有减少的重叠移位(或重叠不对准)的半导体器件的方法。根据本专利技术的实施例，当利用曝光工具将IC图案从光掩模(或掩模或掩模板)转印至晶圆时，补偿特定的重叠偏差。重叠补偿降低了总的重叠移位。图1是根据一个或多个实施例中的本专利技术的各个方面构造的光刻系统100的示意图。参考图1，光刻系统100包括曝光子系统102和对准子系统120。参考图1，系统100和利用其来曝光电路图案并且检查重叠移位的方法在下文共同描述。参考图1，曝光子系统102被设计为对涂覆在目标器件110(诸如晶圆)上的光刻胶层实施光刻曝光工艺，该目标器件110位于衬底台112上。在下面的讨论中，目标器件110还被称为晶圆110。当进一步使曝光的光刻胶层显影时，在光刻胶层中形成各个开口，从而得到光刻胶图案(或图案化的光刻胶层)。可以利用光刻胶图案作为蚀刻掩模来随后蚀刻晶圆110，从而在晶圆110内或上形成用于IC的各部件。在本实施例中，曝光子系统102包括辐射源104和光学模块108，该辐射源104提供辐射能量，并且该光学模块108通过掩模106的图像调节辐射能量并且将经调节的辐射能量引导至涂覆在晶圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体制造的方法，包括：接收具有第一层和位于所述第一层上方的第二层的器件，所述第一层具有第一重叠标记；在所述第二层上方形成第一光刻胶图案，所述第一光刻胶图案具有第二重叠标记；使用所述第一光刻胶图案中的所述第二重叠标记和所述第一重叠标记实施第一重叠测量；实施一个或多个第一制造工艺，光刻胶从而将所述第二重叠标记转印至所述第二层中并且去除所述第一光刻胶图案；实施包括在所述第二层上方形成第三层的一个或多个第二制造工艺；以及在实施所述一个或多个第二制造工艺之后，使用所述第二层中的所述第二重叠标记和所述第一重叠标记来实施第二重叠测量。

【技术特征摘要】
2016.10.26 US 15/334,9121.一种半导体制造的方法，包括：接收具有第一层和位于所述第一层上方的第二层的器件，所述第一层具有第一重叠标记；在所述第二层上方形成第一光刻胶图案，所述第一光刻胶图案具有第二重叠标记；使用所述第一光刻胶图案中的所述第二重叠...

【专利技术属性】
技术研发人员：何韦德，林书宏，张雅惠，江直融，蔡昌益，杨宗潾，陈桂顺，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71