叠对记号结构、半导体装置及使用声波检测叠对误差的方法制造方法及图纸

一种叠对记号结构包括位于芯片上的第一周期性结构，第一周期性结构包括位于芯片上的第一层材料。叠对记号结构还包括位于邻近于第一周期性结构的芯片的区域内的第二周期性结构，第二周期性结构包括设置在芯片上的第二层材料。叠对记号结构还包括位于芯片上的声波发射装置和位于芯片上的声波接收装置。

【技术实现步骤摘要】
叠对记号结构、半导体装置及使用声波检测叠对误差的方法
本公开涉及一种叠对记号结构，特别是可以通过使用声波检测叠对误差的叠对记号结构。
技术介绍
在半导体集成电路(IC)工业中，在集成电路材料及集成电路设计的技术进步产生多个集成电路世代，每一个集成电路世代比上一个集成电路世代有更小及更复杂的电路。在集成电路发展过程中，工艺可作出的几何尺寸(例如：最小部件(或线路))会下降，而功能密度(例如：每一芯片区域的相连元件数量)通常都会增加。此微缩过程通过增加生产效率及降低相关成本提供了优势。此微缩亦增加了集成电路工艺及制造的复杂性。半导体工艺的一个挑战是对准。半导体工艺涉及在彼此的上形成多个图案化层。这些层中的每一层必须精确对准，否则最终装置可能无法正确地运行。对准技术通常涉及使用叠对记号(overlaymark)。举例来说，将被图案化在基板上的各种层可包括用于与其他所形成的层对准的叠对记号。匹配的叠对记号被形成在后续所形成的层的多个图案内。这些匹配的叠对记号被设置在后续层的多个图案内，使得当与下层的对应的多个叠对记号对准时，两个层是对准的。然而，这种对准技术并不完美，并且希望有提供改善对准的对准技术。
技术实现思路
本公开实施例提供一种叠对记号结构，包括：第一周期性结构，位于芯片上，第一周期性结构包括位于芯片上的第一层材料；第二周期性结构，位于邻近于第一周期性结构的芯片的区域内，第二周期性结构包括设置在芯片上的第二层材料；声波发射装置，位于芯片上；以及声波接收装置，位于芯片上。本公开实施例提供一种半导体装置，包括：声波发射装置，位于芯片上；声波接收装置，位于芯片上；第一周期性结构，位于芯片上，第一周期性结构包括第一材料；以及第二周期性结构，位于芯片上，第二周期性结构包括第二材料。本公开实施例提供一种使用声波来检测叠对误差的方法，包括：在半导体晶圆上形成第一材料层，第一材料层包括在半导体晶圆的叠对记号区内的第一周期性结构；在半导体晶圆上形成第二材料层，第二材料层包括在叠对记号区中的第二周期性结构；使用设置在叠对记号区内的声波发射装置，发射声波跨越第一周期性结构和第二周期性结构两者；使用声波接收装置，检测声波；以及基于声波接收装置所检测到的声波，确定第一材料层与第二材料层之间的叠对误差。根据本公开的叠对记号结构，其中上述第一周期性结构和上述第二周期性结构位于上述声波发射装置与上述声波接收装置之间。根据本专利技术的叠对记号结构，其中上述声波接收装置邻近于上述声波发射装置。根据本公开的叠对记号结构，其中上述第一周期性结构包括多个特征部件的一二维阵列。根据本公开的叠对记号结构，其中在上述二维阵列内的上述特征部件具有以下一者：一矩形、一椭圆形或一正方形。根据本公开的叠对记号结构，其中上述第一周期性结构的特征部件和上述第二周期性结构的特征部件位于交替的多个列中。根据本公开的叠对记号结构，其中上述第一周期性结构的特征部件和上述第二周期性结构的特征部件以一棋盘图案的方式进行设置。根据本公开的叠对记号结构，还包括，在上述第一周期性结构和上述第二周期性结构的下方的一压电层。根据本公开的半导体装置，其中上述声波发射装置包括一交指状转换器。根据本公开的半导体装置，其中上述声波发射装置包括一声波发射器。根据本公开的使用声波来检测叠对误差的方法，还包括通过分析所检测的上述声波来确定一焦点曲线。附图说明本公开的观点从后续实施例以及附图可以优选理解。须知示意图为范例，并且不同特征部件并无示意于此。不同特征部件的尺寸可能任意增加或减少以清楚论述。图1为根据本公开实施例的叠对记号结构的示意图。图2A、图2B以及图2C为根据本公开实施例的用于叠对记号的周期性结构的俯视图。图3A、图3B以及图3C为根据本公开实施例的对应图2A、图2B以及图2C的周期性结构的配置的声波信号的曲线图。图4A、图4B以及图4C为根据本公开实施例的显示了对应图2A、图2B以及图2C的周期性结构的配置的反射声波信号的曲线图。图5A、图5B以及图5C为根据本公开实施例的对应图2A、图2B以及图2C的周期性结构的配置的发射声波信号的曲线图。图6A和图6B为根据本公开实施例的用于叠对记号的特征部件形状的示意图。图7A至图7G为根据本公开实施例的叠对记号的各种配置的示意图。图8为根据本公开实施例的各种周期性结构、声波发射装置以及声波接收装置的示意图。图9为根据本公开实施例的串联多个叠对记号区的示意图。图10为根据本公开实施例的并联多个叠对记号区的示意图。图11A至图11D为根据本公开实施例的叠对记号的形成的示意图。图12为根据本公开实施例的使用声波来检测叠对误差的方法的流程图。附图标记列表100～叠对记号结构102～特定区域104～声波发射装置106～声波接收装置108～第一周期性结构110～第二周期性结构112～周期性结构区202～第一叠对记号204～第二叠对记号302～垂直轴304～水平轴306～中心频率308、310、312～信号402、404、406～信号502、504、506～信号602～第一叠对记号604～第二叠对记号612～第一叠对记号614～第二叠对记号702、704～特征部件802、804、806、808～叠对记号812、814、816、818、820、822、824、826～装置900a、900b、900c～叠对记号区1000a、1000b、1000c～叠对记号区1101～生产部分1102～工艺晶圆1103～测试部分1104～电性元件1106～第二硬掩模层1108～第一硬掩模层1110～光刻胶特征部件1112～光刻胶特征部件1114～第一材料层1120～蚀刻工艺1130～第一光刻胶特征部件1132～层间介电层1134～第二材料层1136～第二光刻胶特征部件1140～蚀刻工艺1142～特征部件1144～特征部件1200～方法1202-1210～操作具体实施方式本公开提供许多不同的实施例或范例以实施本公开的不同特征。以下的公开内容叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以简化说明。当然，这些特定的范例并非用以限定。举例来说，若是本公开书叙述了一第一特征部件形成于一第二特征部件之上或上方，即表示其可能包含上述第一特征部件与上述第二特征部件是直接接触的实施例，亦可能包含了有附加特征部件形成于上述第一特征部件与上述第二特征部件之间，而使上述第一特征部件与第二特征部件可能未直接接触的实施例。另外，以下公开书不同范例可能重复使用相同的参考符号及/或标记。这些重复为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。此外，其与空间相关用词。例如“在…下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，为了便于描述图示中一个元件或特征部件与另一个(些)元件或特征部件之间的关系。除了在附图中示出的方位外，这些空间相关用词意欲包含使用中或操作中的装置的不同方位。除此之外，设备可能被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，则在此使用的空间相关词也可依此相同解释。如上所述，对准技术通常涉及使用对准记号，其有时被称为叠对记号。举例来说，在基板上将被图案化的各种层可包括用于与其他所形成的层对准的叠对记号。匹配的叠对记号被形成在后续所形成的多个层的多个图案内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种叠对记号结构，包括：一第一周期性结构，位于一芯片上，上述第一周期性结构包括位于上述芯片上的一第一层材料；一第二周期性结构，位于邻近于上述第一周期性结构的上述芯片的区域内，上述第二周期性结构包括设置在上述芯片上的一第二层材料；一声波发射装置，位于上述芯片上；以及一声波接收装置，位于上述芯片上。

【技术特征摘要】
2017.11.29 US 62/592,241;2018.04.25 US 15/962,5181.一种叠对记号结构，包括：一第一周期性结构，位于一芯片上，上述第一周期性结构包括位于上述芯片上的一第一层材料；一第二周期性结构，位于邻近于上述第一周期性结构的上述芯片的区域内，上述第二周期性结构包括设置在上述芯片上的一第二层材料；一声波发射装置，位于上述芯片上；以及一声波接收装置，位于上述芯片上。2.如权利要求1所述的叠对记号结构，其中上述第一周期性结构的特征部件与上述第二周期性结构的特征部件交错排列。3.如权利要求1所述的叠对记号结构，其中上述第一周期性结构的特征部件围绕上述第二周期性结构的特征部件。4.如权利要求1所述的叠对记号结构，还包括，上述芯片的多个区域，上述区域的每一者包括多个额外的周期性结构、一额外声波接收装置以及一额外声波发射装置，上述区域以串联排列。5.如权利要求1所述的叠对记号结构，还包括，上述芯片的多个区域，上述区域的每一者包括多个额外周期性结构、一额外声波接收装置以及一额外声波发射装置，上述区域以并联排列。6.一种半导体装置，包括：一声波发射装置，位于一芯片上；一声波接收装置，位于上述芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雨青，方玉标，
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