【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及半导体装置的制造，且特定来说，本专利技术涉及半导体电路计量的方法及目标特征。
技术介绍
1、半导体电路通常使用光刻方法来制造。在光刻中，光敏聚合物(光致抗蚀剂)薄层沉积于半导体衬底上方且使用光学或其它辐射来图案化，使衬底的部分由光致抗蚀剂覆盖。光致抗蚀剂通过将光罩的图像投射到光致抗蚀剂上的扫描仪来图案化，通常使用紫外辐射。在图案化之后，衬底通过例如蚀刻及离子轰击的方法来改性以改变衬底的材料性质及/或形貌，同时不影响由光致抗蚀剂覆盖的衬底的部分。
2、半导体电路计量用于测量图案化光致抗蚀剂的性质，例如图案化特征的形貌及位置。光致抗蚀剂的图案化特征相对于先前图案化的工艺层的准确位置对于实现光刻工艺的高良率来说是重要的。图案化光致抗蚀剂相对于下伏工艺层的任何配准(偏移)误差称为“叠加误差”。作为实例，在具有10nm到14nm(所谓的10-nm设计规则)的最小线宽的典型半导体电路中，最大可允许叠加误差是2nm到3nm。在领先半导体电路中，线宽缩小到5nm，且最大允许叠加误差也随之降低。
3、叠加误差通常使用光学叠加计量设备(通常称为光学叠加计量工具)来测量，因为可见光及红外波长的光辐射能够穿透光致抗蚀剂层以及光致抗蚀剂下方的介电层。此外，红外波长能够穿透半导体衬底(例如硅)，以实现穿过衬底的计量。叠加误差从位于半导体衬底的切割线(分离相邻裸片的线)中及/或裸片内的叠加目标测量。
4、常用叠加计量工具落入两个类别中的一者中：散射测量工具及成像工具。散射测量工具(例如科磊公司(kla
5、成像工具(例如科磊公司(美国加利福尼亚苗必达市)的archertm系列工具)使叠加目标(例如kla的aimtm叠加目标)成像。图像分析算法应用于经获取图像以定位工艺层中的目标特征的对称中心及光致抗蚀剂层中的目标特征的对称中心。叠加误差基于两个层中的目标特征的对称中心之间的位移来计算。
6、如本说明书及权利要求书中所使用，术语“光学辐射”及“光”一般是指可见光、红外及紫外辐射中的任何者或所有。
技术实现思路
1、下文描述的本专利技术的实施例提供使用叠加目标的计量的改进方法及系统以及用于此类方法中的目标。
2、因此，根据本专利技术的实施例，提供一种用于半导体计量的方法。所述方法包含：在半导体衬底上沉积第一膜层及上覆所述第一膜层的第二膜层；及图案化所述第一膜层及所述第二膜层以界定第一叠加目标及第二叠加目标。所述第一叠加目标安置于所述半导体衬底上的第一位置中且包含形成于所述第一膜层中的第一目标特征及形成于相邻于所述第一目标特征的位置中的所述第二膜层中的第二目标特征。所述第二叠加目标安置于所述半导体衬底上的第二位置中且包含与所述第一叠加目标相同的第一部分及相邻于所述第一部分安置使得所述第二叠加目标具有围绕所述半导体衬底的法线的180°的旋转对称性的第二部分。所述方法进一步包含：使用成像组合件来捕捉所述第二叠加目标的第一图像；处理所述第一图像以基于所述第二叠加目标的所述第一部分及所述第二部分两者来计算目标校准函数；使用所述成像组合件来捕捉所述第一叠加目标的第二图像；及处理所述第二图像同时应用所述目标校准函数来估计所述第一位置处的所述第一膜层及所述第二膜层的图案化之间的叠加误差。
3、在一些实施例中，所述第二叠加目标的所述第二部分包含所述第一部分的旋转副本。
4、在额外实施例中，所述第一叠加目标是安置于所述半导体衬底上的不同相应位置处的多个第一叠加目标中的一者，每一第一叠加目标包含所述第一目标特征及所述第二目标特征，且处理所述第二图像包含将所述目标校准函数应用于所述第一叠加目标中的每一者。
5、在进一步实施例中，处理所述第一图像包含：使用所述第一图像中的所述第二叠加目标的所述第一部分及所述第二部分两者来估计所述第一膜层及所述第二膜层的所述图案化之间的第一叠加误差；仅使用所述第二叠加目标的所述第一部分来估计所述第一膜层及所述第二膜层的所述图案化之间的第二叠加误差；及响应于所述第一叠加误差与所述第二叠加误差之间的差计算所述目标校准函数。
6、在又进一步实施例中，使用所述第一部分及所述第二部分两者包含通过找到所述第二叠加目标的所述第一部分及所述第二部分两者中的所述第一目标特征及所述第二目标特征的相应第一对称中心之间的位移来估计所述第一叠加误差；且仅使用所述第一部分包含通过找到仅所述第二叠加目标的所述第一部分中的所述第一目标特征及所述第二目标特征的相应第二对称中心之间的位移来估计所述第二叠加误差。
7、在一些实施例中，在所述半导体衬底的第一定向上捕捉所述第一图像，且所述方法包含在所述半导体衬底的第二定向(其相对于所述第一定向围绕所述衬底的法线旋转180°)上捕捉所述第二叠加目标的第三图像；且处理所述第一图像包含处理所述第一图像及所述第三图像两者以估计所述第一定向及所述第二定向上的相应第一及第二叠加误差，及基于所述第一及第二叠加误差来计算所述目标校准函数。
8、在额外实施例中，所述半导体衬底包含由切割线分离的裸片，且所述第一叠加目标安置于裸片的装置区域中且所述第二叠加目标安置于切割线中。
9、在进一步实施例中，所述第一目标特征包含在所述第一膜层中沿第一方向定向的第一线性光栅，且所述第二目标特征包含在所述第二膜层中在所述第一方向上定向的第二线性光栅。
10、在额外实施例中，所述第一目标特征进一步包含在所述第一膜层中沿第二方向(其不平行于所述第一方向)定向的第三线性光栅，且所述第二目标特征包含在所述第二膜层中在所述第二方向上定向的第四线性光栅。
11、在一些实施例中，所述方法包含测量所述半导体衬底的角度偏移，其中应用所述目标校准函数包含在估计所述叠加误差时校正所述角度偏移。
12、在额外实施例中，所述第一叠加目标是安置于所述半导体衬底上的不同相应位置处的多个第一叠加目标中的一者，且测量所述角度偏移包含估计及补偿所述不同位置中的每一者处的局部角度偏移。
13、根据本专利技术的实施例，还提供一种产品，其包含半导体衬底及第一及第二膜层，所述第一及第二膜层安置于所述衬底上且所述第二膜层上覆所述第一膜层。所述第一及第二膜层经图案化以界定第一叠加目标及第二叠加目标。所述第一叠加目标安置于所述半导体衬底上的第一位置中且包含形成于所述第一膜层中的第一目标特征及形成于相邻于所述第一目标特征的位置中的所述第二膜层中的第二目标特征。所述第二叠加目标安置于所述半导体衬底上的第二位置中且包含与所述第一叠加目标相同的第一部分及相邻于所述第一部分安置使得所述第二叠加目标具有围绕所述半导体衬底的法线的180°的旋转对称的第二部分。
14、根据本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于半导体计量的方法，其包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二叠加目标的所述第二部分包括所述第一部分的旋转副本。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一叠加目标是安置于所述半导体衬底上的不同相应位置处的多个第一叠加目标中的一者，每一第一叠加目标包括所述第一目标特征及所述第二目标特征，且
4.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述第一图像包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其中使用所述第一部分及所述第二部分两者包括通过找到所述第二叠加目标的所述第一部分及所述第二部分两者中的所述第一目标特征及所述第二目标特征的相应第一对称中心之间的位移来估计所述第一叠加误差，且
6.根据权利要求1所述的方法，其中在所述半导体衬底的第一定向上捕捉所述第一图像，且其中所述方法包括在相对于所述第一定向围绕所述半导体衬底的所述法线旋转180°的所述半导体衬底的第二定向上捕捉所述第二叠加目标的第三图像，且其中处理所述第一图像包括处理所述第一图像及所述第三图像两者以估计所述第一定向及所述第二定向上的相应第一及第二叠加误差，及基
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述半导体衬底包括由切割线分离的裸片，且其中所述第一叠加目标安置于裸片的装置区域中且所述第二叠加目标安置于所述切割线中的一者中。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一目标特征包括在所述第一膜层中沿第一方向定向的第一线性光栅，且所述第二目标特征包括在所述第二膜层中在所述第一方向上定向的第二线性光栅。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一目标特征进一步包括在所述第一膜层中沿不与所述第一方向平行的第二方向定向的第三线性光栅，且所述第二目标特征包括在所述第二膜层中在所述第二方向上定向的第四线性光栅。
10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括测量所述半导体衬底的角度偏移，其中应用所述目标校准函数包括在估计所述叠加误差时校正所述角度偏移。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一叠加目标是安置于所述半导体衬底上的不同相应位置处的多个所述第一叠加目标中的一者，且其中测量所述角度偏移包括估计及补偿所述不同位置中的每一者处的局部角度偏移。
12.一种产品，其包括：
13.根据权利要求12所述的产品，其中所述第二叠加目标的所述第二部分包括所述第一部分的旋转副本。
14.根据权利要求12所述的产品，其中所述第一叠加目标是安置于所述半导体衬底上的不同相应位置处的所述多个第一叠加目标中的一者，每一第一叠加目标包括第一及第二目标特征。
15.根据权利要求12所述的产品，其中所述半导体衬底包括由切割线分离的裸片，且其中所述第一叠加目标安置于裸片的装置区域中且所述第二叠加目标安置于所述切割线中的一者中。
16.根据权利要求12所述的产品，其中所述第一目标特征包括在所述第一膜层中沿第一方向定向的第一线性光栅，且所述第二目标特征包括在所述第二膜层中在所述第一方向上定向的第二线性光栅。
17.根据权利要求16所述的产品，其中所述第一目标特征进一步包括在所述第一膜层中沿不与所述第一方向平行的第二方向定向的第三线性光栅，且所述第二目标特征包括在所述第二膜层中在所述第二方向上定向的第四线性光栅。
18.一种用于半导体计量的设备，其包括：
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述第一叠加目标是安置于所述半导体衬底上的不同相应位置处的多个所述第一叠加目标中的一者，每一第一叠加目标包括所述第一目标特征及所述第二目标特征，且
20.根据权利要求18所述的设备，其中所述处理器经配置以使用所述第一图像中的所述第二叠加目标的所述第一部分及所述第二部分两者来估计所述第一膜层及所述第二膜层的所述图案化之间的第一叠加误差，及仅使用所述第二叠加目标的所述第一部分来估计所述第一膜层及所述第二膜层的所述图案化之间的第二叠加误差，及
21.根据权利要求20所述的设备，其中所述处理器经配置以通过找到所述第二叠加目标的所述第一部分及所述第二部分两者中的所述第一目标特征及所述第二目标特征的相应第一对称中心之间的位移来估计所述第一叠加误差，且通过找到仅所述第二叠加目标的所述第一部分中的所述第一目标特征及所述第二目标特征的相应第二对称中心之间的位移来估计所述第二叠加误差。
22.根据权利要求18所述的设备，其中所述成像组合件经配置以在所述半导体衬底的第一定向上捕捉所述第一图像，且在所述半导体衬底的第二定向上捕捉所述第二叠加目标的第三...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于半导体计量的方法，其包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二叠加目标的所述第二部分包括所述第一部分的旋转副本。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一叠加目标是安置于所述半导体衬底上的不同相应位置处的多个第一叠加目标中的一者，每一第一叠加目标包括所述第一目标特征及所述第二目标特征，且
4.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述第一图像包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其中使用所述第一部分及所述第二部分两者包括通过找到所述第二叠加目标的所述第一部分及所述第二部分两者中的所述第一目标特征及所述第二目标特征的相应第一对称中心之间的位移来估计所述第一叠加误差，且
6.根据权利要求1所述的方法，其中在所述半导体衬底的第一定向上捕捉所述第一图像，且其中所述方法包括在相对于所述第一定向围绕所述半导体衬底的所述法线旋转180°的所述半导体衬底的第二定向上捕捉所述第二叠加目标的第三图像，且其中处理所述第一图像包括处理所述第一图像及所述第三图像两者以估计所述第一定向及所述第二定向上的相应第一及第二叠加误差，及基于所述第一及第二叠加误差来计算所述目标校准函数。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述半导体衬底包括由切割线分离的裸片，且其中所述第一叠加目标安置于裸片的装置区域中且所述第二叠加目标安置于所述切割线中的一者中。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一目标特征包括在所述第一膜层中沿第一方向定向的第一线性光栅，且所述第二目标特征包括在所述第二膜层中在所述第一方向上定向的第二线性光栅。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一目标特征进一步包括在所述第一膜层中沿不与所述第一方向平行的第二方向定向的第三线性光栅，且所述第二目标特征包括在所述第二膜层中在所述第二方向上定向的第四线性光栅。
10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括测量所述半导体衬底的角度偏移，其中应用所述目标校准函数包括在估计所述叠加误差时校正所述角度偏移。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一叠加目标是安置于所述半导体衬底上的不同相应位置处的多个所述第一叠加目标中的一者，且其中测量所述角度偏移包括估计及补偿所述不同位置中的每一者处的局部角度偏移。
12.一种产品，其包括：
13.根据权利要求12所述的产品，其中所述第二叠加目标的所述第二部分包括所述第一部分的旋转副本。
14.根据权利要求12所述的产品，其中所述第一叠加目标是安置...
【专利技术属性】
技术研发人员：Y·弗莱，M·吉诺乌克，N·本大卫，Y·于齐耶尔，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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