[发明专利]套刻标记结构及套刻偏移检测方法

说明书

本发明涉及集成电路技术领域，提供一种套刻标记结构及套刻偏移检测方法。呈三角形结构的第一套刻标记图形和第二套刻标记图形；第一套刻标记图形和第二套刻标记图形形成在晶圆衬底的不同层，且，所述第一套刻标记图形的投影面积位于所述第二套刻标记图形投影的投影面积的范围内。可以通过量侧所述第一套刻标记和所述第二套刻标记图形的中心在X、Y、Z三个方向的偏移量得出套刻补偿数据，并根据该补偿数据对曝光机台进行补偿。本发明在套刻标记图形一个方向的图像存在损伤时，也不影响对偏差的判断，进而提高套刻标记图形的可靠性。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种套刻标记结构及套刻偏移测量方法。

背景技术

在现有半导体加工工艺中，需要经过多次的光刻掩膜过程。为保证产品性能，各层掩膜图形要精确对准，即套刻对准。为解决这一问题，在光刻工艺中通常会设置对准图形，通过对对准图形进行光学对准以实现层与层之间的对准。

现有技术中对准图形的结构参考图1a至图1d，分别对应AIM、Box in BOx、Bar inBar、Bar in Box几种图形类型。现有技术中对准图形的共同点在于，均是采用方形定位图形的组合，通过X/Y两个维度方向的偏移量来进行偏移量的检测，计算Overlay误差值，从而对光刻图像对准进行补偿。

现有技术中的技术方案存在以下不足:

1、在光刻工艺中，定位对准图像一定概率上存在被破坏的可能性。如果一个方向的图案存在损伤，则对偏移量的定位效果会变差，从而误导补偿值。

2、图形整体尺寸大，占用空间大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种套刻标记结构及套刻偏移测量方法，改进套刻标记结构的图形，以期降低图形损伤对套刻偏移误差检测的影响，实现更可靠、更准确的套刻偏移检测效果。

为了实现上述目的，本发明一些实施例中，提供如下技术方案：

套刻标记结构，包括：

呈三角形结构的第一套刻标记图形和第二套刻标记图形；

所述第一套刻标记图形和所述第二套刻标记图形形成在晶圆衬底的不同层，且，所述第一套刻标记图形的投影面积位于所述第二套刻标记图形投影的投影面积的范围内；

通过量侧所述第一套刻标记和所述第二套刻标记图形的中心在X、Y、Z三个方向的偏移量得出套刻补偿数据，并根据该补偿数据对曝光机台进行补偿。

本发明一些实施例中，所述第一套刻标记图形和所述第二套刻标记图形均呈正三角形结构。

本发明一些实施例中，所述第一套刻标记图像和所述第二套刻标记图形的位置被配置为：套刻对准时，第一套刻标记图形的中心和所述第二套刻标记图形的中心对齐，且两个套刻标记图形呈平行设置。

本发明一些实施例中，第一套刻标记图形相对第二套刻标记图形呈比例缩小，且，第一套刻标记图形的外边沿分别与第二套刻标记图形的外边沿平行。

本发明一些实施例中，套刻偏移检测结构进一步包括：

图像采集机构：用于采集第一套刻标记图形的图像，以及，第二套刻标记图形的图像；

处理器：获取第一套刻标记图形的图像并定位第一套刻标记图形图像的中心，获取第二套刻标记图形的图像并定位第二套刻标记图形图像的中心，分析第一套刻标记图形中心和第二套刻标记图形中心在X、Y、Z三个方向的偏移量得出套刻补偿数据，并根据该补偿数据生成对曝光机台的补偿数据。

本发明一些实施例中，所述第一套刻标记图形和所述第二套刻标记图形呈：Boxin Box、Bar in Bar、Bar in Box结构设置。