一种三维套刻标记和套刻误差测量设备测校方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种三维套刻标记和套刻误差测量设备测校方法。三维套刻标记包括基板以及位于基板上的多个套刻标记；多个套刻标记中，任意两个套刻标记在第一平面上的垂直投影的高度不同；第一平面垂直于基板所在平面。由于套刻标记在第一平面延伸方向的高度不同，不同高度的套刻标记与拍摄点的距离不同，即不同高度的套刻标记形成的图像可表示的离焦程度不同。由此，完成一次图像拍摄即可获得不同离焦范围下套刻标记的图像，无需移动套刻标记的位置进行反复遍历测量，极大程度提升了套刻误差测量设备的测校效率，避免长时间测校过程中环境因素对测校造成干扰；同时也能避免套刻标记在水平向上位置发生偏移，影响测校精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种三维套刻标记和套刻误差测量设备测校方法


[0001]本专利技术实施例涉及半导体制造
，尤其涉及一种三维套刻标记和套刻误差测量设备测校方法。

技术介绍

[0002]随着芯片为代表的集成电路制造的尺寸越来越小，集成电路中的光刻工艺特征线宽也同步减小。目前解决套刻误差测量主要采用以下两种方案，第一种是基于衍射原理的DBO(Diffraction Based Overlay)方案，第二种是基于图像的IBO(Image Based Overlay)方案，上述两种方案均需要同步控制光学衍射/成像系统的像差等指标。尤其是IBO套刻误差测量方案，成像系统的不对称类型像差，如慧差(coma)、像散(astigmatism)等，会直接和间接的影响测量结果。
[0003]为了解决IBO方案的套刻误差测量设备中的像差的影响，根据对测量结果影响较大的不对称像差的轴向及垂轴分布特点，常采用的测校方法为：拍摄不同正负离焦位置的标记图像，分析不同离焦量下的标记图像的相对偏移，从而得到像差
‑
离焦二维交叉变量对测校指标的影响。但上述测校方法存在两方面问题：(1)由于需要遍历焦平面前后一定垂向范围内标记的离焦图像，因此需要运动台带动标记一起垂向运动，这样会将垂向运动带来的位置偏差及耦合的水平向位置偏差引入测校指标内，导致测校精度大幅降低。(2)测校过程需要对焦平面位置上下一定正负离焦范围内进行反复遍历测量，测校效率较低；同时长时间的测量会耦合温度波动、机械抖动等环境因素的影响，测校方法的抗干扰能力较差。
专利
技术实现思路

[0004]基于上述现有技术的缺陷，本专利技术提供一种三维套刻标记和套刻误差测量设备测校方法，以提升套刻误差测量设备的测校效率和测校精度。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种三维套刻标记，用于对套刻误差测量设备进行测校，所述三维套刻标记包括：
[0006]基板；
[0007]位于基板上的多个套刻标记，所述多个套刻标记中，任意两个所述套刻标记在第一平面上的垂直投影的高度不同；所述第一平面垂直于所述基板所在平面。
[0008]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种套刻误差测量设备测校方法，适用于本专利技术第一方面所述的三维套刻标记，包括：
[0009]获取所述三维套刻标记中的多个套刻标记的图像；其中，所述多个套刻标记中，任意两个所述套刻标记在第一平面上的垂直投影的高度不同；所述第一平面垂直于所述基板所在平面；
[0010]根据所述多个套刻标记的图像的偏移情况，对所述套刻误差测量设备进行测校。
[0011]本专利技术实施例提供的三维套刻标记，包括基板以及位于基板上的多个套刻标记；多个套刻标记中，任意两个套刻标记在第一平面上的垂直投影的高度不同；第一平面垂直
于基板所在平面。由于套刻标记在第一平面延伸方向的高度不同，不同高度的套刻标记与拍摄点的距离不同，即不同高度的套刻标记形成的图像可表示的离焦程度不同。由此，完成一次图像拍摄即可获得不同离焦范围下套刻标记的图像，无需移动套刻标记的位置进行反复遍历测量，极大程度提升了套刻误差测量设备的测校效率，避免长时间测校过程中环境因素对测校造成干扰；同时也能避免套刻标记在水平向上位置发生偏移，影响测校精度。
附图说明
[0012]图1为本专利技术实施例提供的一种三维套刻标记的俯视图；
[0013]图2为图1沿A
‑
A
’
方向的剖面图；
[0014]图3为本专利技术实施例提供的另一种三维套刻标记的俯视图；
[0015]图4为图3所示三维套刻标记的剖面图；
[0016]图5为图3所示三维套刻标记的另一剖面图；
[0017]图6为本专利技术实施例提供的一种三维套刻标记的成像仿真示意图；
[0018]图7为本专利技术实施例提供的一种三维套刻标记的剖面图；
[0019]图8为本专利技术实施例提供的另一种三维套刻标记的成像仿真示意图；
[0020]图9为本专利技术实施例提供的另一种三维套刻标记的剖面图；
[0021]图10为图9所示三维套刻标记沿另一剖线方向的剖面图；
[0022]图11为本专利技术实施例提供的又一种三维套刻标记的成像仿真图；
[0023]图12为本专利技术实施例提供的又一种三维套刻标记的剖面图；
[0024]图13为图12所示三维套刻标记沿另一剖线方向的剖面图；
[0025]图14为本专利技术实施例提供的一种套刻误差测量设备测校方法的流程图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0027]本专利技术实施例提供了一种三维套刻标记，该三维套刻标记即可单独用于对套刻误差测量设备进行测校，也可用于半导体芯片制备过程中套刻精度的调节。图1为本专利技术实施例提供的一种三维套刻标记的俯视图，图2为图1沿A
‑
A
’
方向的剖面图，如图1和图2所示，本专利技术实施例提供的三维套刻标记包括：基板1；位于基板1上的多个套刻标记2，多个套刻标记2中，任意两个套刻标记2在第一平面上的垂直投影的高度不同；第一平面垂直于基板1所在平面。
[0028]参考图1和图2，三维套刻标记包括基板1，以及基板1上的多个套刻标记2。与现有技术中不同的是，本专利技术实施例中，多个套刻标记2中的任意两个套刻标记2在与基板1垂直的平面上的垂直投影的高度不同。其中，基板1可以是套刻误差测量设备中用于设置三维套刻标记的基板，也可以是待刻蚀的晶片。套刻标记2是指基板1上形成的多个微结构，多个微结构状的套刻标记2构成三维套刻标记的整体结构。
[0029]可以理解的是，在三维套刻标记的应用过程中，成像光源从基板1上方射向基板1上的套刻标记2，根据经套刻标记2反射回来的光线形成各套刻标记2的图像，光线传输的方
向即为第一平面的延伸方向，第一平面的延伸方向为垂向，基板所在平面的延伸方向为水平向。
[0030]定义与基板1垂直的平面为第一平面，任意两个套刻标记2在第一平面延伸方向的高度不同，即在垂向上的高度不同，以下也可将套刻标记2在第一平面延伸方向的高度简称为套刻标记2的高度。
[0031]由
技术介绍
中的介绍可知，套刻误差测量设备在工作过程中，成像系统产生的像差是影响测量结果准确性的主要因素。本领域技术人员可以理解的是，不同类型像差对垂向距离的敏感度不同，有些像差在距离焦平面较近的位置处较为敏感，变化情况明显；有些像差在距离焦平面较远位置处较为敏感，变化情况明显，需要说明的是，本实施例中提到的与焦平面的距离为垂向上与焦平面之间的距离，即离焦量。在设备测校时，根据像差与离焦量的对应关系建立测校指标，套刻误差测量设备在工作时可根据测校指标对套刻标记图像存在的像差进行补偿，提升误差测量的精准度，进而保证光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维套刻标记，其特征在于，用于对套刻误差测量设备进行测校，所述三维套刻标记包括：基板；位于基板上的多个套刻标记，所述多个套刻标记中，任意两个所述套刻标记在第一平面上的垂直投影的高度不同；所述第一平面垂直于所述基板所在平面。2.根据权利要求1所述的三维套刻标记，其特征在于，所述多个套刻标记包括：沿第一轴排列的多个第一套刻标记和沿第二轴排列的多个第二套刻标记；沿所述第一轴排列的所述第一套刻标记中，任意两个所述第一套刻标记在所述第一平面的垂直投影高度不同，沿所述第二轴排列的所述第二套刻标记中，任意两个所述第二套刻标记在所述第一平面的垂直投影高度不同；和或，任意一个所述第一套刻标记与任意一个所述第二套刻标记在所述第一平面的垂直投影高度不同；其中，所述第一轴的延伸方向和所述第二轴的延伸方向相交。3.根据权利要求2所述的三维套刻标记，其特征在于，在所述第一轴的延伸方向上，所述第一套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度逐渐增加；在所述第二轴的延伸方向上，所述第二套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度逐渐增加。4.根据权利要求3所述的三维套刻标记，其特征在于，任意相邻的两个所述第一套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度差为固定值；任意相邻的两个所述第二套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度差为固定值。5.根据权利要求2所述的三维套刻标记，其特征在于，沿所述第一轴排列的多个所述第一套刻标记构成两个第一套刻标记组，所述两个第一套刻标记组位于所述第二轴的两侧；沿所述第二轴排列的多个所述第二套刻标记构成两个第二套刻标记组；所述两个第二套刻标记组位于所述第一轴的两侧；在所述第一轴的延伸方向上，第一个第一套刻标记组内的所述第一套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度逐渐增加，第二个第一套刻标记组内的所述第一套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度逐渐减小；其中，在所述第一轴的延伸方向上，所述第一个第一套刻标记组中的最后一个所述第一套刻标记，与所述第二个第一套刻标记组中的第一个所述第一套刻标记在所述第一平面的垂直投影的高度相等；在所述第二轴的延伸方向上，第一个第二套刻标记组内的所述第二套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度逐渐减小，第二个第二套刻标记组内的所述第二套刻标记在所述第一平面上的垂直投影的高度逐渐增加；其中，在所述第二轴的延伸方向上，所述第一个第二套刻标记组中的最后一个所述第二套刻标记，与所述第二个第二套刻标记组中的第一个所述第二套刻标记在所述第一平面的垂直投影的高度相等；其中，所述第一个第一套刻标记组中的最后一个所述第一套刻标记在所述第一平面的垂直投影的高度，小于所述第一个第二套刻标记组中的最后一个所述第二套刻标记在所述第一平面的垂直投影的高度。6.根据权利要求5所述的三维套刻标记，其特征在于，在所述第一轴的延伸方向上，所述第一个第一套刻标记组内任意相邻的两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱锋，杨朝兴，齐景超，
申请(专利权)人：合肥御微半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：