套刻精度的检测方法及其检测结构技术

本发明专利技术提供了一种套刻精度的检测方法及其检测结构。在其检测方法中，通过测量第二膜层的厚度及其倾斜侧壁的倾斜角度，以获得第二膜层的层内偏移量，从而在得到相对的两组测试组的初始间距的基础上即可屏除由所述第二膜层的层内偏移所带来的误差，进而可得到更为精确的套刻精度。

【技术实现步骤摘要】
套刻精度的检测方法及其检测结构
本专利技术涉及半导体技术制造领域，特别涉及一种套刻精度的检测方法及其检测结构。
技术介绍
在半导体制造过程中，光刻工艺作为每一个技术代的核心技术而逐步发展。其中，通常需要用到数十次的光刻步骤，而影响光刻工艺误差的因素，除了光刻机的分辨率之外，还有对准的精确度。通过确保每一道光刻工艺的对准精度，即可提高当层和前层在一定范围内的对准，即套刻精度（overlay，OVL）。由于半导体集成电路的制造是通过多层膜层叠加而成，若当层和前层出现较大的对准偏差时，即会导致制备出的器件无法正常工作。因此，光刻工艺中的套刻精度至关重要，需满足设计需求。具体参考图1所示，目前针对套刻精度的检测方法通常包括：对检测结构其相对两侧的第二膜层120（例如为当层）和第一膜层110（例如为前层）之间的距离进行测量，并根据得到的两组距离值的差值以进一步获取第一膜层110和第二膜层120之间的偏移量，进而得到所述套刻精度。在如上所述的检测方法中，其主要是利用测量设备对第一膜层110和第二膜层120进行边界识别后而测量出距离值。然而，在部分制程中所形成的膜层厚度较大，而厚度较大的膜层其侧壁通常呈现为倾斜侧壁，例如第二膜层120的厚度较大而具备倾斜侧壁。此时，在利用测量设备抓取第二膜层120的倾斜侧壁所对应的边界时，一方面会出现边界抓取不确定而影响测量结果的问题；另一方面是，厚度较大的膜层还会出现偏边现象（例如，图1中的第二膜层120的顶部即朝向右边偏移），如此将导致第二膜层120的两侧所测量出的距离值的差值还包括了由第二膜层120其自身的偏移而带来的误差，进一步降低了所得到的套刻精度的准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种套刻精度的检测方法，以解决现有的检测方法其测量结果不稳定、检测精确较低的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种套刻精度的检测方法，包括：提供检测结构，所述检测结构包括排布在衬底上并基于不同光刻工艺形成的第一膜层和第二膜层，所述第二膜层的厚度大于所述第一膜层的厚度，并且所述第二膜层的侧壁为倾斜侧壁，以及所述检测结构在相对的两侧均具有由所述第一膜层和所述第二膜层相互面对的侧壁所构成的测试组；测量所述测试组的初始间距，所述初始间距是由所述第二膜层的倾斜侧壁的顶部至所述第一膜层的侧壁的距离；测量所述第二膜层的厚度和所述第二膜层相对两侧的倾斜侧壁的倾斜角度，以用于根据所述第二膜层的厚度和所述第二膜层两侧的倾斜角度，获取所述第二膜层的顶部相对于底部的层内偏移量；以及，结合所得到的相对的两组初始间距和所述第二膜层的层内偏移量，获得摒除了所述层内偏移量之后的所述第二膜层和所述第一膜层之间的实际偏移量。可选的，所述检测结构在第一方向的两侧均设置有第一测试组，所述检测结构在第二方向的两侧均设置有第二测试组。以及，测量所述第二膜层在第一方向上相对的两个倾斜侧壁的倾斜角度，以得到所述第二膜层在第一方向上的层内偏移量，结合两组第一测试组所对应的两组初始间距和所述第二膜层的层内偏移量，获得所述第二膜层和所述第一膜层在第一方向上的实际偏移量。以及，测量所述第二膜层在第二方向上相对的两个倾斜侧壁的倾斜角度，以得到所述第二膜层在第二方向上的层内偏移量，结合两组第二测试组所对应的两组初始间距和所述第二膜层的层内偏移量，获得所述第二膜层和所述第一膜层在第二方向上的实际偏移量。可选的，所述第二膜层包括第一条形结构，所述第一条形结构的一侧壁面对所述第一膜层的侧壁而构成所述测试组，以及所述第二膜层还包括与所述第一条形结构平行的第二条形结构。以及，对所述第一条形结构和所述第二条形结构的两侧的倾斜侧壁的倾斜角度均进行测量而获取多组倾斜角度，并针对朝向同一侧的多个倾斜角度取平均值，以利用多个倾斜角度的平均值计算出所述第二膜层的层内偏移量。可选的，所述第一膜层连续或间断环绕在所述第二膜层的外围。例如，所述第一膜层为多边形环状结构，所述第二膜层包括多条条形结构，其中至少部分条形结构对应于所述第一膜层的各个内壁而平行设置。可选的，所述第二膜层的厚度大于等于10000埃。进一步的，所述第一膜层为利用前道光刻工艺形成的膜层，所述第二膜层为利用当前光刻工艺形成的光刻胶层。可选的，测量初始间距的方法包括：利用测量设备抓取所述第一膜层的侧壁所对应的第一边界，以抓取所述第二膜层的倾斜侧壁的顶部所对应的第二边界，以得到所述第一边界至所述第二边界的间距。本专利技术的又一目的在于提供一种用于套刻精度检测的检测结构，包括：排布在衬底上并基于不同光刻工艺形成的第一膜层和第二膜层，所述第二膜层的厚度大于所述第一膜层的厚度，并且所述第二膜层的侧壁为倾斜侧壁。其中，所述检测结构在相对的两侧均具有由所述第一膜层和所述第二膜层相互面对的侧壁所构成的测试组，通过所述测试组以用于获取初始间距，所述初始间距是由所述第二膜层的倾斜侧壁的顶部至所述第一膜层的侧壁的间距。以及，所述第二膜层包括第一条形结构，所述第一条形结构的一侧壁面对所述第一膜层的侧壁而构成所述测试组。所述第二膜层还包括与所述第一条形结构平行的第二条形结构，用于获取所述第一条形结构和所述第二条形结构的两侧的倾斜侧壁的倾斜角度，并根据所获取的多组倾斜角度的平均值计算出所述第二膜层的层内偏移量，并在相对的两组初始间距的基础上排除所述层内偏移量，以得到所述第二膜层和所述第一膜层之间的实际偏移量。可选的，所述第一膜层连续或间断环绕在所述第二膜层的外围。可选的，所述第二膜层的厚度大于等于10000埃。进一步的，所述第一膜层为利用前道光刻工艺形成的膜层，所述第二膜层为利用当前光刻工艺形成的光刻胶层。在本专利技术提供的套刻精度的检测方法中，对相对的两组测试组进行初始间距的测量，而该初始间距是固定测量由第二膜层的倾斜侧壁的顶部至第一膜层的侧壁的间距，因此在测量过程中即可避免由于厚度较大的第二膜层其倾斜侧壁的倾斜度较大而难以稳定且准确抓取边界的问题，而在能够准确抓取第二膜层的倾斜侧壁的顶部边界的基础上，相应的可以得到准确的初始间距，由此，即可基于相对的两组初始间距而得到第一膜层和第二膜层在对应方向上的初始偏移量。以及，基于第二膜层的厚度和两倾斜侧壁所对应的倾斜角度，还能够得到第二膜层的顶部相对于底部在对应方向上的层内偏移量。如此，即可在相对的两组测试组的初始间距的基础上，屏除第二膜层的层内偏移量而得到第二膜层和第一膜层之间的实际偏移量，而该实际偏移量即排布了由所述第二膜层的层内偏移所带来的误差，因此可以更为准确的反应出第一膜层和第二膜层之间的套刻偏差。即，本专利技术提供的套刻精度的检测方法，在针对厚度较大而容易出现偏边现象的厚膜层而言，其能够准确测量出偏边的厚膜层其自身的层内偏移量，从而在检测第一膜层和第二膜层之间的偏移量时，即可以排除由厚膜层其自身的偏移而带来的误差，有效提高了所检测出的套刻精度。附图说明图1是一种套刻精度的检测结构。图2是本专利技术一实施例中的套刻精度的检测结构的分布示意图。图3是本专利技术一实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种套刻精度的检测方法，其特征在于，包括：/n提供检测结构，所述检测结构包括排布在衬底上并基于不同光刻工艺形成的第一膜层和第二膜层，所述第二膜层的厚度大于所述第一膜层的厚度，并且所述第二膜层的侧壁为倾斜侧壁，以及所述检测结构在相对的两侧均具有由所述第一膜层和所述第二膜层相互面对的侧壁所构成的测试组；/n测量位于相对两侧的所述测试组的初始间距，以得到位于相对两侧的测试组所对应的两组初始间距，所述初始间距是由所述第二膜层的倾斜侧壁的顶部至所述第一膜层的侧壁的距离；/n测量所述第二膜层的厚度和所述第二膜层相对两侧的倾斜侧壁的倾斜角度，以用于根据所述第二膜层的厚度和所述第二膜层两侧的倾斜角度，获取所述第二膜层的顶部相对于底部的层内偏移量；以及，/n在得到所述两组初始间距的差值的基础上，摒除所述第二膜层的层内偏移量，以获得所述第二膜层和所述第一膜层之间的实际偏移量。/n

【技术特征摘要】
1.一种套刻精度的检测方法，其特征在于，包括：
提供检测结构，所述检测结构包括排布在衬底上并基于不同光刻工艺形成的第一膜层和第二膜层，所述第二膜层的厚度大于所述第一膜层的厚度，并且所述第二膜层的侧壁为倾斜侧壁，以及所述检测结构在相对的两侧均具有由所述第一膜层和所述第二膜层相互面对的侧壁所构成的测试组；
测量位于相对两侧的所述测试组的初始间距，以得到位于相对两侧的测试组所对应的两组初始间距，所述初始间距是由所述第二膜层的倾斜侧壁的顶部至所述第一膜层的侧壁的距离；
测量所述第二膜层的厚度和所述第二膜层相对两侧的倾斜侧壁的倾斜角度，以用于根据所述第二膜层的厚度和所述第二膜层两侧的倾斜角度，获取所述第二膜层的顶部相对于底部的层内偏移量；以及，
在得到所述两组初始间距的差值的基础上，摒除所述第二膜层的层内偏移量，以获得所述第二膜层和所述第一膜层之间的实际偏移量。


2.如权利要求1所述的套刻精度的检测方法，其特征在于，所述检测结构在第一方向的两侧均设置有第一测试组，所述检测结构在第二方向的两侧均设置有第二测试组；
以及，测量所述第二膜层在第一方向上相对的两个倾斜侧壁的倾斜角度，以得到所述第二膜层在第一方向上的层内偏移量，结合两组第一测试组所对应的两组初始间距和所述第二膜层的层内偏移量，获得所述第二膜层和所述第一膜层在第一方向上的实际偏移量；
以及，测量所述第二膜层在第二方向上相对的两个倾斜侧壁的倾斜角度，以得到所述第二膜层在第二方向上的层内偏移量，结合两组第二测试组所对应的两组初始间距和所述第二膜层的层内偏移量，获得所述第二膜层和所述第一膜层在第二方向上的实际偏移量。


3.如权利要求1所述的套刻精度的检测方法，其特征在于，所述第二膜层包括第一条形结构，所述第一条形结构的一侧壁面对所述第一膜层的侧壁而构成所述测试组，以及所述第二膜层还包括与所述第一条形结构平行的第二条形结构；
以及，对所述第一条形结构和所述第二条形结构的两侧的倾斜侧壁的倾斜角度均进行测量而获取多组倾斜角度，并针对朝向同一侧的多个倾斜角度取平均值，以利用多个倾斜角度的平均值计算出所述第二膜层的层内偏移量。


4.如权利要求1所述的套刻精度的检测方法，其特征在于，所述第一膜层连续或间断环绕在所述第二膜层的外围。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：张弓玉帛，袁立春，
申请(专利权)人：中芯集成电路制造绍兴有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33