套刻误差标记图形及形成方法、测量方法与流程

专利2025-07-12  3


本发明涉及半导体光刻,特别涉及一种套刻误差标记图形及形成方法、测量方法。


背景技术:

1、光刻工艺是通过对准、曝光等一系列步骤将掩膜板图案转移到晶圆上的工艺过程。在半导体器件制程过程中,需要多次使用光刻工艺进行套刻操作,通常利用专门的设备测量晶圆上当层图形与前层图形之间的相对位置,然后通过图像、算法处理确定套刻误差(ovl),套刻误差定量地描述了当前层(current layer)图形相对于前层(pre-layer)图形在x方向和y方向的偏差以及这种偏差在晶圆表面的分布,是生产过程中一个关键指标,影响产品的良率。目前,业界常用来获取套刻误差的标记图形主要分为基于图像识别技术(ibo)和基于衍射(dbo)两大类。

2、常见的ibo套刻标记图形有bar in bar、box in bar、box in box,如图1-图3所示的前层标记图形200和当层标记图形100。在通过上述ibo套刻标记图形进行套刻误差测量时,会出现当层的光阻层形貌(pr profile)较差的问题,或者变形,如图6-图9,这将导致标记信号读取不准确,从而不能获得实际的套刻误差测量数据。

3、需要说明的是,公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种套刻误差标记图形及形成方法、测量方法,以解决在光刻胶层较厚时,套刻误差测量数据偏差大的问题。

2、为解决上述技术问题,本发明提供一种套刻误差标记图形的形成方法,所述套刻误差标记图形包括主标记图形和至少一辅助标记图形,所述主标记图形包括前层标记图形和当层标记图形,所述当层标记图形设置于所述前层标记图形的轮廓内,所述前层标记图形设置于所述辅助标记图形内,所述形成方法包括:

3、在形成有所述前层标记图形的衬底上涂敷光阻层;

4、在所述光阻层上曝光显影形成所述当层标记图形和所述辅助标记图形,去除所述辅助标记图形处的光阻而隔离所述当层标记图形处光阻。

5、优选地,所述套刻误差标记图形为ibo套刻误差标记图形。

6、优选地,所述辅助标记图形与所述前层标记图形之间的预设距离为2-5µm。

7、优选地,所述辅助标记图形为套设在所述前层标记图形外侧的矩形框。

8、优选地,包括多个辅助标记图形,所述辅助标记图形为条形结构,多个条状结构环绕设置在所述前层标记图形的外侧。

9、优选地,所述光阻层的厚度大于1µm。

10、优选地,所述辅助标记图形的长度为10-40µm。

11、基于相同的技术构思,本公开还提供一种套刻误差标记图形,采用如上述套刻误差标记图形的形成方法形成,包括:

12、前层标记图形,设置在衬底前层介质层,所述前层标记图形具有相对的内侧和外侧;

13、当层标记图形,形成于当层介质层,且位于所述前层标记图形位置的内侧;

14、至少一辅助标记图形,形成于所述前层标记图形的外侧位置对应的当层介质层,且所述辅助标记图形与所述前层标记图形之间具有预设距离。

15、优选地,所述当层介质层的材质为光刻胶,所述光刻胶的厚度大于1µm。

16、基于相同的技术构思,本公开还提供一种套刻误差的测量方法,采用如上述的套刻误差标记图形进行测量。

17、在本发明提供的套刻误差标记图形的形成方法中,通过提出一种新的套刻误差的标记图形,在前层标记图形对应位置之外的当层光刻胶层添加一组辅助标记图形,隔离或者阻断当层光刻胶中标记图形,从而避免当层光刻胶中的标记图形受到套刻误差之外周边图形的影响,改善这种类似于ibo的套刻图形标记在光阻过厚时,套刻误差标记的当层套刻标记图形易变形的问题,提高套刻误差整体量测数据的精准度,使得套刻误差标记图形的整体量测数据能真实反映实际光刻制程的套刻偏差。

18、本发明提供的套刻误差标记图形与本发明提供的套刻误差标记图形的形成方法属于同一发明构思,因此,本发明提供的套刻误差标记图形至少具有本发明提供的套刻误差标记图形的形成方法所有优点,在此不再赘述。

19、本发明提供的套刻误差测量方法与本发明提供的套刻误差标记图形的形成方法属于同一发明构思,因此,本发明提供的套刻误差测量方法至少具有本发明提供的套刻误差标记图形的形成方法的所有优点,在此不再赘述。



技术特征:

1.一种套刻误差标记图形的形成方法,其特征在于,所述套刻误差标记图形包括主标记图形和至少一辅助标记图形,所述主标记图形包括前层标记图形和当层标记图形,所述当层标记图形设置于所述前层标记图形的轮廓内,所述前层标记图形设置于所述辅助标记图形内,所述形成方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述套刻误差标记图形为ibo套刻误差标记图形。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述辅助标记图形与所述前层标记图形之间的预设距离为2-5µm。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述辅助标记图形为套设在所述前层标记图形外侧的矩形框。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,包括多个辅助标记图形,所述辅助标记图形为条形结构,多个条状结构环绕设置在所述前层标记图形的外侧。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述光阻层的厚度大于1µm。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述辅助标记图形的长度为10-40µm。

8.一种套刻误差标记图形,采用如权利要求1-7任一项所述的套刻误差标记图形的形成方法形成,其特征在于,包括:

9.根据权利要求8所述的套刻误差标记图形,其特征在于,所述当层介质层的材质为光刻胶,所述光刻胶的厚度大于1µm。

10.一种套刻误差测量方法,其特征在于,采用如权利要求8所述的套刻误差标记图形进行测量。


技术总结
本发明公开了一种套刻误差标记图形及形成方法、测量方法,属于半导体光刻技术领域,该套刻误差标记图形的形成方法,所述套刻误差标记图形包括主标记图形和至少一辅助标记图形,所述主标记图形包括前层标记图形和当前层标记图形,所述当层标记图形设置于所述前层标记图形的轮廓内,所述前层标记图形设置于所述辅助标记图形内。通过在前层标记图形对应位置之外的当层光刻胶层添加一组辅助标记图形,隔离或者阻断当层光刻胶中标记图形,从而避免当层光刻胶中的标记图形受到套刻误差之外周边图形的影响,提高套刻误差整体量测数据的精准度。

技术研发人员:韦斌,张业利
受保护的技术使用者:杭州积海半导体有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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