一种检验光刻对准精度的方法技术

本发明专利技术提供一种检验光刻对准精度的方法，包括：对器件中的下层图形光刻时，仅将第一对准标记的位于X方向的图形曝光出来；对器件中的下层图形中的子图形光刻时，仅将第二对准标记的位于与X方向垂直的Y方向的图形曝光出来；对器件中的上层图形光刻时，将第三对准标记的位于X方向的图形和位于Y方向的图形全部曝光出来；光刻后实施叠加量测时，通过第一对准标记的位于X方向的图形和第三对准标记的位于X方向的图形来监控X方向的偏移误差，通过第一对准标记的位于Y方向的图形和第三对准标记的位于Y方向的图形来监控Y方向的偏移误差。根据本发明专利技术，可以节省对于光刻操作站点的50％的叠加量测工具需求，加快实施光刻时晶圆的移动速度。

A method for testing alignment accuracy of lithography

The present invention provides a method, a test of the alignment accuracy of lithography includes the lower pattern in the device, only the first alignment mark is located in the X direction of the graphic exposure on the device; the lower figure in the sub pattern, only the second alignment mark in Y direction perpendicular to X direction the graph of the exposure; the upper pattern in the device, the third alignment mark in X direction and Y direction in graphics graphics all exposed; overlay measurement after implementation of lithography, the first alignment offset error markers located in the X direction of the figure and the third alignment mark in X direction the graphics to monitor the X direction, the first alignment offset error pattern and the third in Y direction mark alignment mark in Y direction graph to monitor Y direction. According to the present invention, it is possible to save 50% of the overlay measurement tool requirements for the lithography operation site and accelerate the wafer movement speed during lithography.

【技术实现步骤摘要】
一种检验光刻对准精度的方法
本专利技术涉及半导体制造工艺，具体而言涉及一种检验光刻对准精度的方法。
技术介绍
光刻是集成电路(IC)制造的重要工艺，光刻工艺的主要任务是实现掩膜版上的图形向硅表面各层材料上的转移。实施光刻之后，需要检验上下两层图形的对准精度，确保电路内部连接的正确。举例来说，形成接触孔使用的光刻既要保证掩膜版上的接触孔图形对准自对准硅化物，又要确保掩膜版上的接触孔图形对准自对准硅化物下方的有源区，否则，形成的接触孔会通过其底部露出部分自对准硅化物和部分有源区，造成电路内部连接的失效。为了检验光刻对准精度，通常需要使用叠加对准标记，如图1所示，下层图形的对准标记101由位于X方向的两条平行线和位于与X方向垂直的Y方向的两条平行线构成，上层图形的对准标记102也由位于X方向的两条平行线和位于与X方向垂直的Y方向的两条平行线构成，对准标记101位于对准标记102的中央即表示上下两层图形完全对准，如果对准标记101偏离对准标记102的中央部分，则需要确保该偏差在可接受的范围内。为了检验形成接触孔使用的光刻的对准精度，需要按照图1所示的方式使用两套叠加对准标记，第一套叠加对准标记用于量测接触孔图形与自对准硅化物图形之间的偏移误差，第二套叠加对准标记用于量测接触孔图形与自对准硅化物下方的有源区图形之间的偏移误差，再分别取第一套叠加对准标记的X方向数据和第二套叠加对准标记的Y方向数据叠加分析和补偿。这种检验方式不仅增加所需的测试步骤，而且随之增加的对于叠加量测工具的需求会使补偿流程变得非常复杂。因此，需要提出一种方法，以解决上述问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种检验光刻对准精度的方法，包括：对器件中的下层图形光刻时，仅将第一对准标记的位于X方向的图形曝光出来；对所述器件中的下层图形中的子图形光刻时，仅将第二对准标记的位于与所述X方向垂直的Y方向的图形曝光出来；对所述器件中的上层图形光刻时，将第三对准标记的位于所述X方向的图形和位于所述Y方向的图形全部曝光出来；所述光刻后实施叠加量测时，通过所述第一对准标记的位于X方向的图形和所述第三对准标记的位于X方向的图形来监控所述X方向的偏移误差，通过所述第一对准标记的位于Y方向的图形和所述第三对准标记的位于Y方向的图形来监控所述Y方向的偏移误差。在一个示例中，所述第一对准标记的位于X方向的图形和位于Y方向的图形均为两条平行线，所述第二对准标记的位于X方向的图形和位于Y方向的图形均为两条平行线，所述第三对准标记的位于X方向的图形和位于Y方向的图形均为两条平行线。在一个示例中，所述器件中的上层图形为接触孔图形。在一个示例中，所述器件中的下层图形为有源区图形。在一个示例中，所述器件中的下层图形中的子图形为自对准硅化物图形。在一个示例中，所述器件中的上层图形为上层金属互连层图形。在一个示例中，所述器件中的下层图形为层间介电层图形。在一个示例中，所述器件中的下层图形中的子图形为下层金属互连层图形。根据本专利技术，可以节省对于光刻操作站点的50％的叠加量测工具需求，进而加快实施光刻时晶圆的移动速度。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。附图中：图1为检验光刻对准精度时使用的现有叠加对准标记的工作原理的示意图；图2为根据本专利技术示例性实施例的方法检验光刻对准精度时使用的叠加对准标记的示意图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便阐释本专利技术提出的检验光刻对准精度的方法。显然，本专利技术的施行并不限定于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。[示例性实施例]在使用叠加对准标记检验形成接触孔使用的光刻的对准精度时，为了减少所需的测试步骤以及叠加量测工具，本专利技术提出改进的叠加量测方案。如图2(a)所示，对有源区图形光刻时，仅将第一对准标记的位于X方向的两条平行线201曝光出来；如图2(b)所示，对自对准硅化物图形光刻时，仅将第二对准标记的位于与X方向垂直的Y方向的两条平行线202曝光出来；如图2(c)所示，对接触孔图形光刻时，将第三对准标记的位于X方向的两条平行线203和位于Y方向的两条平行线204都曝光出来；对接触孔图形光刻后实施叠加量测时，如图2(c)所示，通过第一对准标记的位于X方向的两条平行线201和第三对准标记的位于X方向的两条平行线203来监控X方向的偏移误差，通过第一对准标记的位于Y方向的两条平行线202和第三对准标记的位于Y方向的两条平行线204来监控Y方向的偏移误差，实施一次叠加量测即可完成对光刻对准精度的检验。通过上述检验方式，可以节省对于接触孔光刻操作站点的50％的叠加量测工具需求，进而加快实施接触孔光刻时晶圆的移动速度。此外，由于接触孔图形与自对准硅化物图形的对准检验以及接触孔图形与自对准硅化物图形下方的有源区图形的对准检验不再是分步量测，因此，位于接触孔光刻操作站点的光刻机的光刻套刻对准补偿子程式(gridmappersubrecipe)制作过程导入一笔叠加量测结果就可以实现对接触孔图形与自对准硅化物图形的对准检验以及接触孔图形与自对准硅化物图形下方的有源区图形的对准检验的同时补偿，而采用现有的检测方案，由于接触孔图形与自对准硅化物图形的对准检验以及接触孔图形与自对准硅化物图形下方的有源区图形的对准检验是分步量测，位于接触孔光刻操作站点的光刻机的gridmappersubrecipe制作过程仅能导入一笔叠加量测结果，无法实现对接触孔图形与自对准硅化物图形的对准检验以及接触孔图形与自对准硅化物图形下方的有源区图形的对准检验的同时补偿。上述以接触孔光刻对准精度的叠加量测为例说明了本专利技术提出的改进的叠加量测方案。本领域技术人员可以知晓的是，类似于接触孔光刻这种需要对上层图形相对于不同的下层图形的对准精度进行叠加量测的情形，诸如上层金属互连层图形与下层金属互连层图形的叠加量测以及上层金属互连层图形与下层金属互连层图形所在的层间介电层图形的叠加量测，均可以应用本专利技术提出的改进的叠加量测方案进行光刻对准精度的检验和控制。通过将叠加对准标记的位于X方向的图形和位于与X方向垂直的Y方向的图形分别拆分到所对应的两个下层图形，即可实现运用一步叠加量测取代现有的检测方案所运用的两步叠加量测，从而降低叠加量测对图形的提取、运算的复杂度，节省了对叠加量测工具的需求，加快了实施光刻时晶圆的移动速度，为位于光刻操作站点的光刻机的gridmappersubrecipe的有效工作提供可能。需要说明的是，以接触孔光刻对准精度的叠加量测为例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检验光刻对准精度的方法，包括：对器件中的下层图形光刻时，仅将第一对准标记的位于X方向的图形曝光出来；对所述器件中的下层图形中的子图形光刻时，仅将第二对准标记的位于与所述X方向垂直的Y方向的图形曝光出来；对所述器件中的上层图形光刻时，将第三对准标记的位于所述X方向的图形和位于所述Y方向的图形全部曝光出来；所述光刻后实施叠加量测时，通过所述第一对准标记的位于X方向的图形和所述第三对准标记的位于X方向的图形来监控所述X方向的偏移误差，通过所述第一对准标记的位于Y方向的图形和所述第三对准标记的位于Y方向的图形来监控所述Y方向的偏移误差。

【技术特征摘要】
1.一种检验光刻对准精度的方法，包括：对器件中的下层图形光刻时，仅将第一对准标记的位于X方向的图形曝光出来；对所述器件中的下层图形中的子图形光刻时，仅将第二对准标记的位于与所述X方向垂直的Y方向的图形曝光出来；对所述器件中的上层图形光刻时，将第三对准标记的位于所述X方向的图形和位于所述Y方向的图形全部曝光出来；所述光刻后实施叠加量测时，通过所述第一对准标记的位于X方向的图形和所述第三对准标记的位于X方向的图形来监控所述X方向的偏移误差，通过所述第一对准标记的位于Y方向的图形和所述第三对准标记的位于Y方向的图形来监控所述Y方向的偏移误差。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一对准标记的位于X方向的图形和位于Y方向的图形均为两条...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯奎，张宏伟，陆道亮，高志攀，李佳园，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31