[发明专利]重合标记及其测量方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉半导体技术领域，更具体地涉及重合标记及其测量方法。

背景技术

半导体集成电路(IC)产业已经经历了快速增长。IC材料和设计中的技术发展已经产生了多个IC时代，每个时代IC都比前一代具有更小和更复杂的电路。如今，半导体器件和集成电路包括具有小于一微米的尺寸的多层结构。如本领域已知的，光刻工艺是在半导体集成电路器件的制造中确定临界尺寸(CD)的步骤。在光刻工艺中通过首先将光掩模上的图案转印至光刻胶层，然后将图案从光刻胶层转印至下面的材料层(例如，后续蚀刻工艺中的介电层或者金属层)来形成电路图案。

除了控制CD以外，晶圆上的成功光刻工艺包括对准精度(AA)。随着尺寸减小继续至尤其低于20nm，精确对准多层已经变得越来越困难。因而，精度的测量(即，重合误差的测量)对半导体制造工艺很至关重要。重合标记被用作用于测量重合误差的工具并且在光刻工艺之后确定光刻胶图案是否与晶圆上的之前的层精确对准。

如果所有或者部分掩模不完全对准，则生成的部件可以不与相邻层准确对准。这可以导致降低器件性能或者彻底器件失效。尽管现有的重合标记已经用于防止这种不对准，但是它们不能完全满足小尺寸器件。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种重合标记，包括：第一部件，仅沿第一纵向延伸；第二部件，沿与所述第一纵向不同的第二纵向延伸；以及第三部件，沿所述第一纵向和所述第二纵向延伸；其中，所述第一部件位于第一层中，所述第二部件位于所述第一层上方的第二层中，并且所述第三部件位于所述第二层上方的第三层中。

在该重合标记中，所述第一纵向与所述第二纵向基本垂直。

在该重合标记中，所述第一部件包括：基本上相互平行的多个对准部分。

在该重合标记中，所述第二部件包括：基本上相互平行的多个对准部分。

在该重合标记中，所述第三部件包括：沿所述第一纵向延伸的基本上相互平行的多个对准部分以及沿所述第二纵向延伸的基本上相互平行的多个对准部分。

在该重合标记中，所述第三部件包括形成矩形图案或者正方形图案的四个对准部分。

在该重合标记中，所述第一部件包括隔离结构。

在该重合标记中，所述第二部件包括栅电极。

在该重合标记中，所述第三部件包括位于掩模中的开口。

根据本发明的另一方面，提供了一种器件，包括：衬底；以及重合标记，位于所述衬底上方，其中，所述重合标记包括：第一部件，仅沿第一纵向延伸；第二部件，沿与所述第一纵向不同的第二纵向延伸；和第三部件，沿所述第一纵向和所述第二纵向延伸；其中，所述第一部件位于第一层中，所述第二部件位于所述第一层上方的第二层中，并且所述第三部件位于所述第二层上方的第三层中。

在该器件中，所述第一纵向与所述第二纵向基本垂直。

在该器件中，所述第一部件包括：基本上相互平行的多个对准部分。

在该器件中，所述第二部件包括：基本上相互平行的多个对准部分。

在该器件中，所述第三部件包括：沿所述第一纵向延伸的基本上相互平行的多个对准部分以及沿所述第二纵向延伸的基本上相互平行的多个对准部分。

根据本发明的又一方面，提供了一种调节多层重合对准的方法，包括：提供位于衬底上方的第一层中的第一部件，其中，所述第一部件包括仅沿X方向延伸的基本上相互平行的多个第一对准部分；提供位于所述第一层上方的第二层中的第二部件，其中，所述第二部件包括沿与X方向不同的Y方向延伸的基本上相互平行的多个第二对准部分；提供位于所述第二层上方的第三层中的第三部件，其中，所述第三部件包括沿X方向延伸的基本上相互平行的多个第三对准部分以及沿Y方向延伸的基本上相互平行的多个第四对准部分；测量所述第四对准部分和所述第二对准部分之间的X方向偏差；通过所述X方向偏差计算X方向偏移值；测量所述第三对准部分和所述第一对准部分之间的Y方向偏差；通过所述Y方向偏差计算Y方向偏移值；以及使用所述X方向偏移值或所述Y方向偏移值来补偿重合误差。

在该方法中，测量所述第四对准部分和所述第二对准部分之间的所述X方向偏差的步骤包括：限定与所述第四对准部分平行的中心线X1；限定与所述第二对准部分平行的中心线X2；以及计算所述中心线X1和所述中心线X2之间的所述X方向偏差。