[发明专利]半导体制造方法

说明书

本发明提供一种半导体制造方法，用于进行套刻对准(OVL)操作，其中将OVL标记设置于3D NAND单元阵列区域和划片带中，即设置单元阵列区域OVL和划片带OVL，直接测量OVL标记的偏差，并通过两次分别的数据拟合，并赋予不同的权重，能够更准确地反映单元阵列区域的套刻对准情况，克服了现存的仅仅依靠划片带中OVL标记难以反映准确套刻位置的缺陷。

技术领域

本发明涉及半导体制造方法领域，特别地，涉及一种3D NAND制造中的套刻对准(OVL，Overlayer)方法。

背景技术

3D NAND是目前半导体存储器领域的热门器件，其采用了垂直堆叠多层存储单元的器件结构，在实现极高数据存储密度的同时，降低了存储单元的单位成本。由于需要在工艺过程中进行多层堆叠，这其中涉及了多层的光刻、对准过程，而如果套刻对准精度不能满足器件需求，那么将引起工艺失效、器件良率下降，造成成本不必要地增加。

目前，3D NAND制造工艺中常规的套刻对准流程包括：

测量分布在晶圆上的多个曝光区(Shot)10(即附图1中的阴影方格)，通常而言，每个曝光区10对应一个裸片(die)的区域。其中，每个曝光区10包括有至少4个OVL标记(OVLmark)6，每个OVL标记6位于每个曝光区10角部的划片带(scribe lane)中(参见附图2)；

通过拟合获得模型，并反馈至扫描仪器，以获得正确的OVL偏移量(OVL shift)：

dx＝Tx+Ex*X+Ry*Y+Magx*Fx+Roty*Fy

dy＝Ty+Ey*Y+Rx*X+Magy*Fy+Rotx*Fx,

其中，dx/dy为OVL偏移量，Tx/Ty/Ex/Ey/RX/Ry为晶圆层级(wafer

level),Magx/Magy/Rotx/Roty为曝光区层级(shot level)，X/Y为是基于晶圆层级而测量得到的OVL标记的测量位置x-y坐标，而Fx/Fy为基于曝光区层级而测量得到的该OVL标记的测量位置x-y坐标。

然而，上述常规的套刻对准流程存在着若干技术问题。

众所周知，单元阵列区域是3D NAND的核心部件，但是，其位置远离于划片带中的OVL标记；3D NAND单元阵列区域的器件密度以及堆叠层数(此二者也即所谓的“权重(Weight，W)”)与划片带区域差别较大，即单元阵列区域权重更大而划片带区域权重相对较小，因此而带来的晶圆应力分布也有较大差别，这会产生由应力分布不均而引起的套刻对准偏差；而位于划片带中的OVL标记很难准确地反映单元阵列区域的套刻位置。

因而，需要开发一种新的OVL方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种半导体制造方法，用于进行套刻对准(OVL)操作，其包括：

步骤1：设置单元阵列区域OVL标记和划片带OVL标记，所述单元阵列区域OVL标记紧贴单元阵列区域且位于单元阵列区域的角部，所述划片带OVL标记位于每个芯片周围的划片带中且位于所述划片带的角部；

步骤2：进行套刻对准操作时，通过测量设备测量OVL偏差；

步骤3：基于所述单元阵列区域OVL标记和所述划片带OVL标记的位置数据以及测量得到的所述OVL偏差的数据，拟合获得OVL模型；

步骤4：将所述划片带OVL标记和所述单元阵列区域OVL数据，反馈至扫面设备。

其中，在步骤3中，拟合获得所述OVL模型的具体方法包括：

基于所述划片带OVL标记和相应的OVL偏差：