[发明专利]套刻标记及套刻精度检测方法

说明书

本发明公开了套刻标记，包括前层标记和当层标记，所述套刻标记被测量设备拍摄后用于计算套刻精度，所述前层标记和所述当层标记在所述测量设备拍摄方向上部分重叠，并且前层标记和当层标记同时处在所述测量设备的测量范围内。本发明使CDSEM能一次性量出所有计算OVL所需要的CD，提高套刻精度的检测效率。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造领域，特别是涉及光刻工艺中的套刻标记及套刻精度检测方法。

背景技术

半导体集成电路制造过程中，需要进行多次光刻，光刻机的对准精度，即套刻精度(OVL)需满足一定的设计要求。现有技术通常利用测量设备量测套刻标记的方式来获得套刻精度。

但在一些厚膜层量测OVL时，由于前层和当层处于不同的平面，OVL机台在读取标记时，前后层的标记无法同时处于OVL机台的可用景深(DOF)之内，从而无法得到前后层标记均清晰的图像。这时通常会用两次对焦(double-grab)的方法，对前后层的标记分别对焦，从而得到前后层均清晰的标记。但当膜厚大于5um时，由于两层图形高度差异过大，两层图形最佳焦距之间的距离已经超出了机台的硬件限制，因而即使采用两次对焦也无法同时取得前后层均清晰的标记。在这种情况下可以采用间接测量的方法来计算得到OVL，例如公开文献CN104777723A中所述的方法。

为了提高测量精度以及避免对焦问题，还会通常采用CD测量方法测量标记的相关CD，来间接计算得到OVL。CD(Critical Dimension)为关键尺寸，用来进行CD测量的设备称为CDSEM(SEM为扫描式电子显微镜)。由于CDSEM的测量范围有限，例如公开文献CN106707697A中提及其测量范围。因此需要经过多次测量才能获得计算OVL所需的全部CD。使套刻精度的检测效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，使CDSEM能一次性量出所有计算OVL所需要的CD，提高套刻精度的检测效率。

本发明提供一种套刻标记，包括前层标记和当层标记，所述套刻标记被测量设备拍摄后用于计算套刻精度，所述前层标记和所述当层标记在所述测量设备拍摄方向上部分重叠，并且前层标记和当层标记同时处在所述测量设备的测量范围内。

优选地，在第一方向上，所述前层标记具有前层标记第一边界和前层标记第二边界；在第一方向上，所述当层标记具有当层标记第一边界和当层标记第二边界；所述前层标记第一边界和所述前层标记第二边界间的间距为预设的第一关键尺寸；所述前层标记第一边界和所述当层标记第一边界间的间距为预设的第二关键尺寸；所述前层标记第一边界和所述当层标记第二边界间的间距为预设的第三关键尺寸。

优选地，通过所述第一关键尺寸，所述第二关键尺寸和所述第三关键尺寸可计算所述套刻精度。

优选地，所述套刻精度的计算公式为OVL＝CD1/2–(CD3-CD2)/2，其中OVL为套刻精度，CD1为所述第一关键尺寸，CD2为所述第二关键尺寸，CD3为所述第三关键尺寸。

本发明还提供一种套刻精度检测方法，包括如下步骤：

步骤S1，在前层设置前层标记；

步骤S2，在当层设置当层标记，所述当层标记在测量设备拍摄方向上与前层标记部分重叠，并且前层标记和当层标记同时处在所述测量设备的测量范围内；

步骤S3，使用所述测量设备对准前层标记和当层标记进行一次拍摄，根据所拍摄的图形测量多个预先定义的关键尺寸；

步骤S4，根据所述关键尺寸计算得到套刻精度。