[发明专利]半导体制程的叠置偏移的量测

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体制造，特别是涉及一种有关于半导体基材上的多数个材料层的叠置偏移(Overlay Offset)的量测。

背景技术

半导体装置是通过产生一连串的图案化材料层及非图案化材料层而被制造，其中在图案化材料层上的特征在空间上是彼此相关联的。因此，在制造过程中，每一个被图案化的材料层皆须对准于其前一个被图案化的材料层，如此则必须将第一材料层和第二材料层间的叠置列入考量。此叠置是半导体基材(例如：晶圆)的二或多于二层材料层间的相对准。当半导体制程发展至可提供更小的关键尺寸(Critical Dimensions)；缩减装置尺寸；和增加包括材料层数目的复杂度时，对装置的品质、可靠度和良率而言，材料层的层与层间的对准精确度便变得越来越重要。对准精确度是被量测为叠置偏移，或一材料层自前一材料层的精确对准位置所偏移的距离和方向。材料层的未对准可引起性能的争议，甚至可能因例如未对准的连接层所导致的短路而造成装置失效。因此，需要在制程中量测材料层与材料层间的叠置偏移，以容许可能的修正。

对准和对准量测技术是习知技艺所知，例如：使用箱型重合(Box-in-Box)的对准标的。然而，许多这些技术无法产生最新技术制程的水准所需的精确度。其他的技术(例如：散射测量法(Scatterometry))可能已增加精确度，但需要实质复杂的建模，因而使得此些技术相当繁琐且费时。许多技术亦需要相当大的标的物，此些标的物占据了晶圆上相当大的空间，因而可能带走可能相当珍贵的晶圆空间。习知的叠置量测技术的缺点亦可能包括对出现在基材上的材料层的均匀度的敏感度。

因此，需要提供一种改良的叠置偏移量测技术。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种半导体制造的叠置偏移的量测方法和系统。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种半导体制造方法，其至少包括以下步骤：形成叠置偏移的一量测标的，该量测标的包含位于一第一材料层的一第一特征和位于一第二材料层的一第二特征，其中该第一特征和该第二特征具有一第一预设叠置偏移；照射该量测标的；决定被照射的该量测标的的一反射率；以及使用被决定的该反射率来计算该第一材料层和该第二材料层的一叠置偏移。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的半导体制造方法，其更至少包含：使用被计算的该叠置偏移来决定是否需重做一晶圆。

前述的半导体制造方法，其中所述的第一预设叠置偏移是实质介于4纳米和40纳米之间。

前述的半导体制造方法，其中所述的量测标的更包含：位于该第一材料层的一第三特征和位于该第二材料层的一第四特征，其中该第三特征和该第四特征具有一第二预设叠置偏移。

前述的半导体制造方法，其中决定该反射率步骤包含：决定一第一反射率，其中该第一反射率包含被照射的该量测标的的该第一特征和该第二特征的反射率；以及决定一第二反射率，其中该第二反射率包含被照射的该量测标的的该第三特征和该第四特征的反射率。

前述的半导体制造方法，其中计算该叠置偏移步骤包含：决定一预设叠置偏移，其中该预设叠置偏移提供实质为0的一实际叠置偏移。

前述的半导体制造方法，其中该决定该预设叠置偏移的步骤包含：决定提供最大反射率的预设叠置偏移。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种半导体制造的叠置偏移量测系统，至少包含：一照射源，其中该照射源可操作来照射叠置偏移的一量测标的；一检测器，其中该检测器可操作来检测被照射的该量测标的的一反射率；以及一计算单元，其中该计算单元可操作以使用被检测的该反射率来决定一叠置偏移。

前述的叠置偏移量测系统，其中所述的照射源和该检测器是整合在一微影系统中。

本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种叠置偏移的量测标的，其至少包含：具有一第一预设叠置偏移的一第一特征和一第二特征；以及具有一第二预设叠置偏移的一第三特征和一第四特征，其中该第一预设叠置偏移和该第二预设叠置偏移是不同的。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的量测标的，更至少包含：具有一第三预设叠置偏移的一第五特征和一第六特征。

前述的量测标的，其中所述的第三预设叠置偏移是实质为0。