一种三维器件的套刻误差补偿方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种三维器件的套刻误差补偿方法，包括在测量晶圆套刻标识之间的第一套刻误差的基础上，再测量晶圆翘曲高度，并以第一套刻误差作为基准坐标，基于基准坐标和晶圆翘曲高度构造高度轮廓图；对高度轮廓图进行特征分析，获取高度曲面轮廓数据；基于套刻标识的图层信息和高度曲面轮廓数据进行计算，得到第二套刻误差；第一套刻误差减第二套刻误差，得到修正数据，基于修正数据补偿采用传统套刻测量方法测量出的套刻误差，解决了由于晶圆形变和翘曲所导致的高度差带来的套刻误差。本发明专利技术还提供了一种三维器件的套刻误差补偿系统，通过加入激光测距单元，能够准确测量晶圆翘曲高度，实现对现有套刻测量系统的修正和性能提升。

【技术实现步骤摘要】
一种三维器件的套刻误差补偿方法及系统
本专利技术涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种三维器件的套刻误差补偿方法及系统。
技术介绍
套刻误差是指晶圆相邻两层图形之间的偏移量，由于集成电路芯片的制造是通过多层电路层叠加而成，如果相邻图层的图形没有对准，芯片将无法正常工作。因此保证晶圆相邻图层的图形对准是极为重要的一件事情。传统的，由于晶圆翘曲不严重，以及套刻标识之间的薄膜图层厚度较薄，因此，晶圆翘曲导致的套刻误差占总套刻误差的比例很小，可以忽略不计。现有套刻测量方法和测量系统也很少考虑晶圆表面翘曲信息，以及由此对套刻误差的修正。但是，随着集成电路技术不断进步，片上三维芯片成为未来发展的重要趋势，以三维存储器、三维逻辑器件及三维存算一体器件为代表，器件核心结构将向高度方向延伸扩展，随着核心区域沿着高度方向的堆叠，工艺制备过程中存在极强的应力，随着器件应力的释放导致晶圆翘曲高度和关键相邻图层之间的厚度不断增加。例如，对于三维存储器，在100层以内的翘曲高度已经达到600微米，200层左右的翘曲高度将超过1000微米。并且，先进工艺节点所使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维器件的套刻误差补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：/n提供一晶圆，并在所述晶圆上设计套刻标识，基于所述套刻标识对所述晶圆进行套刻测量，得到第一套刻误差；/n测量所述晶圆翘曲高度，以所述第一套刻误差作为基准坐标，基于所述基准坐标和所述晶圆翘曲高度构造高度轮廓图；/n对所述高度轮廓图进行特征分析，获取高度曲面轮廓数据；/n获取所述套刻标识的图层信息，基于所述图层信息和所述高度曲面轮廓数据进行计算，得到第二套刻误差，所述第一套刻误差减所述第二套刻误差，得到修正数据，基于所述修正数据对所述晶圆进行套刻误差补偿。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维器件的套刻误差补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一晶圆，并在所述晶圆上设计套刻标识，基于所述套刻标识对所述晶圆进行套刻测量，得到第一套刻误差；
测量所述晶圆翘曲高度，以所述第一套刻误差作为基准坐标，基于所述基准坐标和所述晶圆翘曲高度构造高度轮廓图；
对所述高度轮廓图进行特征分析，获取高度曲面轮廓数据；
获取所述套刻标识的图层信息，基于所述图层信息和所述高度曲面轮廓数据进行计算，得到第二套刻误差，所述第一套刻误差减所述第二套刻误差，得到修正数据，基于所述修正数据对所述晶圆进行套刻误差补偿。


2.根据权利要求1所述的补偿方法，其特征在于，所述套刻测量包括：基于图像的套刻测量或基于衍射的套刻测量。


3.根据权利要求2所述的补偿方法，其特征在于，所述基于图像的套刻测量的套刻标识包括Box-in-box、Bar-in-bar和AIM；所述基于衍射的套刻测量的套刻标识包括等周期光栅条纹结构。


4.根据权利要求1所述的补偿方法，其特征在于，所述测量所述晶圆翘曲高度的方法包括：
采用激光扫描测量所述晶圆下表面高度分布或上表面高度分布。


5.根据权利要求4所述的补偿方法，其特征在于，所述激光扫描包括单点多方向扫描或多点连续扫描。


6.根据权利要求1所述的补偿方法，其特征在于，所述高度轮廓图中的所述高度为相对高度，所述相对高度以所述基准坐标为中心向上下方向偏移。


7.根据权利要求1所述的补偿方法，其特征在于，所述获取高度曲面轮廓数据的方法包括：数据去噪算法和数据去噪后曲面拟合算法，所述数据去噪算法包括：高斯算法或异常数据筛选算法；所述曲面拟合算法包括：基于翘曲方程的曲面拟合或多项式曲面拟合。


8.根据权利要求1所述的补偿方法，其特征在于：所述图层信息包括所述图层折射率和图层厚度，所述图层折射率为相对折射率。


9.一种三维器件的套刻误差补偿系统，其特征在于，包括：
采集单元，所述采集单元用于采集晶圆上的套刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利斌，韦亚一，陈睿，马乐，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11