双层套刻精度控制层次管理的方法、校准标记及测量系统的制作方法
双层套刻精度控制层次管理的方法、校准标记及测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成电路制造应用技术领域，尤其涉及一种解决需双层套刻精度控制层次管理的方法、实现该方法的校准标记结构及测量系统。
【背景技术】
[0002]随着半导体制造工艺的不断发展及线宽尺寸的持续减小，对光刻工艺以及光刻系统相关的精度要求也越来越高，体现在套刻精度上，就是对于产品的合格率影响越来越大。所谓的套刻精度，简单地说，就是光刻工艺中，当前层对准标记相对于前一层标记的对准精度。光刻对准作为光刻技术的三大核心之一，一般要求套刻精度为最小线宽尺寸的1/7?1/10 ;针对65nm技术节点，套刻精度通常要求在8nm左右。
[0003]然而，在实际生产过程中，由于各种误差因素及设备差异的原因，套刻精度很难稳定控制在光刻工艺要求的范围之内，工艺稳定性受到严重影响，已发现在55nm制程及以下工艺制作中，某些关键制程需要同时对两层层次进行套刻精度保障。
[0004]目前现有技术的做法为，对这类层次进行两个校准标记(Overlay mark,简称OVLmark)排放，过货时进行两组OVL数据量测。例如，请参阅图1，图1为现有技术中解决需双层套刻精度控制层次管理方法所采用的校准精度标签结构示意图；图中标号100、200和300为层次编号，如果以100为三层中最早工艺完成的层次，那么，200为第二制作的层，300为最后完成的层。在进行每一个层时，均会制作针对每一个层次的OVL Mark0如图所示，从左向右数，层号100时制作的OVL Mark呈现在第一列，层号200时制作的OVL Mark呈现在第二列，层号300时制作的OVL Mark在第三列。本领域技术人员清楚，层号100时制作的OVL Mark通常由两个校准标记1001和1002组成，校准标记1001用于测量200对层100间的OVL Mark偏差值，校准标记1002用于测量300对层100间的OVL Mark偏差值；每个校准标记为4条长短相同的线条，围成一个正方形。层号200时制作的OVL Mark通常由两个校准标记2001和2002组成，每个校准标记为4条长短相同的线条，围成一个正方形；校准标记2001套刻层号100时制作的OVL Mark校准标记1001，校准标记2002用于测量300对层100间的OVL Mark偏差值。层号300时制作的OVL Mark，通常由两个校准标记3001和3002组成，每个校准标记为4条长短相同的线条，围成一个正方形；校准标记3001套刻层号100时制作的OVL Mark校准标记1002，校准标记3001套刻层号200时制作的OVL Mark校准标记(bar) 2002。
[0005]在进行测量时，需分别测试层200对层100间的OVL Mark偏差值，层300对层100间的OVL Mark偏差值以及层300对层200的OVL Mark偏差值，现有技术中的校准误差是通过对将套刻(bar in bar)前层校准标记OVL mark完成的，即由两层的测量分别组成。
[0006]请参阅图2，图2为现有技术中对图1中所示校准精度标签结构进行量测后的校准偏差位置示意图。如图所示，以层200中的校准标记2001对层100中的校准标记1001发生X方向平移时为例，可看到校准标记2001对校准标记1001在X负方向偏移时，这将造成前层校准标记的中心偏移，该中心偏移与200层次实际套刻偏差相关。以层100的校准标记OVL mark为基准，因X方向平移相对位置为校准标记OVL mark两边的偏移，实际偏移量的计算为需先测量和计算X方向两个校准标记OVL mark相邻两个边间的距离，然后计算相邻两个边间的距离之差的一半值，该值即可作为100层次与200层次偏差的实际偏移量。
[0007]在实际操作中，可以预先设定X方向两个校准标记OVL mark相邻两个间距在相减时，是用右边的间距减去左边的间距，那么，如果实际偏移量是负的，层200中的校准标记2001的中心与层100中的校准标记1001的中心的理想情况发生负向偏移。
[0008]同理，层300中的校准标记3001对层100中的校准标记1001的实际偏移量计算，以及层300中的校准标记3002对层200中的校准标记2002的实际偏移量计算，也是同上述方法相同，在此不再赘述。
[0009]然而，在300层号时收集的各点X/Y的校准标记OVL mark由两层分别组成，这将造成前层的校准标记OVL mark中心偏移，该中心偏移与200层次实际套刻偏差相关，因此，在计算层300中的校准标记3002对层200中的校准标记2002的实际偏移量时，需考虑以层200中的校准标记2001对层100中的校准标记1001的偏移结果。
[0010]因此，现有技术中的上述方法耗费了大量的量测资源，再加上在上述现有技术中的套刻补偿值计算方法只能为单层补偿，无法进行高效、正确的完成两层补偿值反馈，易造成返工率高的问题。
【发明内容】
[0011]为了克服以上问题，本发明旨在提供一种解决需双层套刻精度控制层次管理的方法、实现该方法的校准标记结构及包括该校准标记结构的测量系统，该方法通过一次量测完成当前层次对前两层的套刻精度数据收集，并可进行两层套刻精度不同控制精度的区别对待，从而可完成套刻精度补偿自动反馈优化，简单易行且能更好的帮助企业进行生产质量把关及成本控制。
[0012]为实现上述目的，本发明的技术方案如下:本发明提供一种双层套刻精度控制层次管理的方法，用于对具有三层校准标记的套刻精度进行计算和控制，其特征在于，包括标签制作步骤SI和测量步骤S2 ；
[0013]所述步骤SI具体如下步骤:
[0014]步骤Sll:在进行第一层工艺过程中制作第一层校准标记单元；即在第一制作层的不同位置制作两组第一校准标记A1，第一组所述第一校准标记仏包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第一校准标记A1包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；
[0015]步骤S12:在进行第二层工艺过程中制作第二层校准标记单元；即在第二制作层的不同位置制作两组第一校准标记仏和第二校准标记A 2;其中，第一校准标记A jij作同步骤S11，即第一组所述第一校准标记A1包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组第一校准标记A1包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记A2包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第二校准标记A 2包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记A2位于第一组所述第一校准标记A1内，第二组所述第二校准标记A 2与第一组所述第二校准标记A i相对位置设置，围成一圈形成组合校准标记；
[0016]步骤S13:在进行第三层工艺过程中制作第三层校准标记单元；即在第三制作层的不同位置制作两组第一校准标记A1、第二校准标记AjP第三校准标记A3;其中，第一校准标记A1和第二校准标EA2的制作同步骤Sll和S12 ;所述第三校准标记A 3包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，且设置于第二组所述第二校准标记弋与第一组所述第二校准标记A1 围成的组合校准标记内；
[0017]所述步骤S2具体如下步骤:
[0018]步骤S21:在第二层制作工艺完成后，分别测量第一组所述第二校准标记A2与第一组所述第一校准标记仏在X和Y方向的间距，并根据得到的所述间距，计算获得第二层对第一层间的中心偏差值；
[0019]步骤S22:在第三层制作工艺完成后，分别测量第一组所述第二校准标记A2与第一组所述第一校准标记A^X和Y方向的间距，并根据得到的所述间距，计算并获得第二层对第一层间的中心偏差值，以及分别测量所述第三校准标记A3与第二组所述第一校准标记A1和第二组所述第二校准标记A 成的组合校准标记在X和Y方向的间距，并根据得到的所述间距，计算并获得第二层对第一层、第三层对第一层以及第三层对第二层在X和Y。
[0020]优选地，在所述步骤S2后还包括:
[0021 ] 步骤S3:在进行双层套刻精度控制时，按两组第一校准标记A1、第二校准标记^和第三校准标记A3实际摆放情况及规格需求进行分别目标值偏离设定和卡控。
[0022]优选地，所述步骤S3中的分别目标值偏离设定和卡控具体为:增加后台运算，修正所述组合校准标记的自身误差。
[0023]优选地，所述的组合校准标记中的第一校准标记A1位于左上方，第二校准标记A 2位于右下方。
[0024]优选地，所述的组合校准标记中的第一校准标记A1位于左下方，第二校准标记A 2位于右上方。
[0025]优选地，所述的组合校准标记中的第一校准标记A1位于右下方，第二校准标记A 2位于左上方。
[0026]优选地，所述的组合校准标记中的第一校准标记A1位于右上方，第二校准标记A 2位于左下方。
[0027]为实现上述目的，本发明还提供一种上述方法的校准标记结构，用于对具有三层校准标记的套刻精度进行计算和控制，其包括第一层校准标记单元、第二层校准标记单元和第三层校准标记单元；第一层校准标记单元在进行第一层工艺过程中制作完成；即在第一制作层的不同位置制作两组第一校准标记A1，第一组所述第一校准标记A1包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第一校准标记仏包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第二层校准标记单元在进行第二层工艺过程中制作完成；即在第二制作层的不同位置制作两组第一校准标记仏和第二校准标记A 2;其中，第一校准标记A !制作同步骤S11，即第一组所述第一校准标记A1包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组第一校准标记A1包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记A2包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第二校准标记A2包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记A2位于第一组所述第一校准标记A1内，第二组所述第二校准标记A 2与第一组所述第二校准标记4相对位置设置，围成一圈形成组合校准标记；第三层校准标记单元，其在进行第三层工艺过程中制作完成；即在第三制作层的不同位置制作两组第一校准标EA1、第二校准标记A2和第三校准标记A3;其中，第一校准标记A i和第二校准标EA2的制作同步骤Sll和S12 ;所述第三校准标记A3包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，且设置于第二组所述第二校准标记A2与第一组所述第二校准标记A i围成的组合校准标记内。
[0028]为实现上述目的，本发明又提供一种包括上述校准标记结构的测量系统，该系统测量系统除还包括控制单元，所述控制单元按两组第一校准标记Al、第二校准标记A2和第三校准标记A3实际摆放情况及规格需求进行分别目标值偏离设定和卡控，所述的卡控为增加后台运算，修正所述组合校准标记的自身误差。
[0029]从上述技术方案可以看出，本发明由于通过一次量测和直接使用量测值进行反馈，即可完成对两层(layer)的套刻精度数据收集，实现了对两层(layer)套刻控制时补偿值的计算与反馈，降低返工率；在默认无中心偏差(offset)情况为两层校准标记的中间，需要进行分别卡控时，按各个校准标记实际摆放情况及规格需求进行目标值偏离设定，通过目标值偏离控制方法，实现两层套刻数据分别管控与自动补偿反馈机制运作。
【附图说明】
[0030]图1为现有技术中解决需双层套刻精度控制层次管理方法所采用的校准精度标签结构示意图
[0031]图2为现有技术中对图1中所示校准精度标签结构进行量测后的校准偏差位置示意图
[0032]图3为本发明实施例中解决需双层套刻精度控制层次管理方法所采用的校准精度标签结构示意图
[0033]图4为本发明实施例中对图3中所示校准精度标签结构进行量测后的偏差位置示意图
[0034]图5为本发明实施例中四种校准精度标签结构示意图
【具体实施方式】
[0035]体现本发明特征与优点的实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的示例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上当做说明之用，而非用以限制本发明。
[0036]以下结合附图3-5，通过具体实施例对本发明的解决需双层套刻精度控制层次管理的方法、实现该方法的校准标记结构及测量系统作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、明晰地达到辅助说明本发明实施例的目的。
[0037]在本发明的实施例中，通过引入组合校准标记概念，对将该组合校准标记套刻(bar in bar)前层校准标记，对这类层次进行一个校准标记(Overlay mark，简称OVLmark)排放，过货时在一层上进行两组OVL数据量测。
[0038]请参阅图3，图3为本发明实施例中解决需双层套刻精度控制层次管理方法所采用的校准精度标签结构示意图。图中标号100、200和300为层次编号，如果以100为三层中最早工艺完成的层次，那么，200为第二制作的层，300为最后完成的层。在进行每一个层时，均会制作针对每一个层次的OVL Marko如图所示，本发明实施例中的校准标记结构，其用于对具有三层校准标记的套刻精度进行计算和控制，其包括第一层校准标记单元、第二层校准标记单元和第三层校准标记单元。
[0039]具体地，如图所示，从左向右数，层号100时制作的OVL Mark(第一层校准标记单元)呈现在第一列，层号200时制作的OVL Mark(第二层校准标记单元)呈现在第二列，层号300时制作的OVL Mark(第三层校准标记单元)在第三列。
[0040]第一层校准标记单元在进行第一层工艺过程中制作完成；即在第一制作层的不同位置制作两组第一校准标记Al，第一组所述第一校准标记Al包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第一校准标记Al包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线。
[0041]第二层校准标记单元在进行第二层工艺过程中制作完成；即在第二制作层的不同位置制作两组第一校准标记Al和第二校准标记A2 ;其中，第一校准标记Al制作同步骤S11，即第一组所述第一校准标记Al包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组第一校准标记Al包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线； 第一组所述第二校准标记A2包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第二校准标记A2包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记A2位于第一组所述第一校准标记Al内，第二组所述第二校准标记A2与第一组所述第二校准标记Al相对位置设置，围成一圈形成组合校准标记。
[0042]第三层校准标记单元在进行第三层工艺过程中制作完成；即在第三制作层的不同位置制作两组第一校准标记Al、第二校准标记A2和第三校准标记A3 ;其中，第一校准标记Al和第二校准标记A2的制作同步骤Sll和S12 ;所述第三校准标记A3包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，且设置于第二组所述第二校准标记A2与第一组所述第二校准标记Al围成的组合校准标记内。
[0043]请参阅图4，图4为本发明实施例中四种校准精度标签结构示意图。如图所示，第一种组合校准标记中的第一校准标记4可以位于左上方，第二校准标EA2可以位于右下方。第二种组合校准标记中的第一校准标记仏可以位于左下方，第二校准标记A 2可以位于右上方。第三种组合校准标记中的第一校准标记仏可以位于右下方，第二校准标EA2可以位于左上方。第四种组合校准标记中的第一校准标记仏可以位于右上方，第二校准标记A2可以位于左下方。
[0044]在进行测量时，可以通过第一组所述第二校准标记A2位于第一组所述第一校准标记Al内形成的结构，先测试层200对层100间的OVL Mark偏差值；然后，通过第三校准标记A3设置于组合校准标记内的结构，直接测试层300对层100间的OVL Mark偏差值以及层300对层200的OVL Mark偏差值，也就是说，其校准误差是通过对将套刻(bar in bar)前层校准标记OVL mark完成的，即在本层内的就可以完成所需的测量结果。
[0045]请参阅图5，图5为本发明实施例中对图3中所示校准精度标签结构进行量测后的偏差位置示意图。如图所示，以200对100发生X方向平移时为例(虚线为理想状况下mark情况，实体线为实际情况)，可看到当200对100X负方向偏移时，组合校准标记的中心与100理想情况发生负向偏移。前层200对层100的偏差，造成双层校准偏差合并后的中心位置偏差。
[0046]如图所示，在本发明的实施例中，在X或Y方向，由于组合标签仅只有一侧的边，以X方向为例，其仅考虑X方向一边的mark偏差，那么，中心位置偏移量也为1/2的层200对层100值。
[0047]图4中的四种情况的中心位置偏移量计算方法为:以第一层原始校准标记中心为原点分X/Y两轴。求层200的数据时，层200的校准标记中心在正轴时为减1/2层200对层100的对应点数据，同理，在负轴时则为加。求层100数据时，层100的校准标记在正轴时为加层200对层100的对应点数据，同理，在负轴时为减。
[0048]基于上述校准标记结构，在本发明的实施例中，提供了一种双层套刻精度控制层次管理的方法，用于对具有三层校准标记的套刻精度进行计算和控制，其特征在于，包括标签制作步骤SI和测量步骤S2 ；
[0049]所述步骤SI具体如下步骤:
[0050]步骤Sll:在进行第一层工艺过程中制作第一层校准标记单元；即在第一制作层的不同位置制作两组第一校准标记A1，第一组所述第一校准标记仏包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第一校准标记A1包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；
[0051]步骤S12:在进行第二层工艺过程中制作第二层校准标记单元；即在第二制作层的不同位置制作两组第一校准标记仏和第二校准标记A 2;其中，第一校准标记A jij作同步骤S11，即第一组所述第一校准标记A1包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组第一校准标记A1包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记A2包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第二校准标记A 2包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记A2位于第一组所述第一校准标记A1内，第二组所述第二校准标记A 2与第一组所述第二校准标记A i相对位置设置，围成一圈形成组合校准标记；
[0052]步骤S13:在进行第三层工艺过程中制作第三层校准标记单元；即在第三制作层的不同位置制作两组第一校准标记A1、第二校准标记AjP第三校准标记A3;其中，第一校准标记A1和第二校准标EA2的制作同步骤Sll和S12 ;所述第三校准标记A 3包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，且设置于第二组所述第二校准标记弋与第一组所述第二校准标记A1围成的组合校准标记内；
[0053]所述步骤S2具体如下步骤:
[0054]步骤S21:在第二层制作工艺完成后，分别测量第一组所述第二校准标记A2与第一组所述第一校准标记仏在X和Y方向的间距，并根据得到的所述间距，计算获得第二层对第一层间的中心偏差值；
[0055]步骤S22:在第三层制作工艺完成后，分别测量第一组所述第二校准标记A2与第一组所述第一校准标记A^X和Y方向的间距，并根据得到的所述间距，计算并获得第二层对第一层间的中心偏差值，以及分别测量所述第三校准标记A3与第二组所述第一校准标记A1和第二组所述第二校准标记A 成的组合校准标记在X和Y方向的间距，并根据得到的所述间距，计算并获得第二层对第一层、第三层对第一层以及第三层对第二层在X和Y。
[0056]由于本发明实施例中的测量，是在一层上进行一次量测，可直接使用量测值进行反馈，如果默认无(offset)情况为两层校准标记(mark)的中间，在需要进行分别卡控时，可以按校准标记(mark)实际摆放情况及规格需求进行目标值偏离设定。
[0057]具体地，在所述步骤S2后还包括:
[0058]步骤S3:在进行双层套刻精度控制时，按两组第一校准标记A1、第二校准标记八2和第三校准标记A3实际摆放情况及规格需求进行分别目标值偏离设定和卡控。所述步骤S3中的分别目标值偏离设定和卡控具体为:增加后台运算，修正所述组合校准标记的自身误差。
[0059]另外，在本发明的实施例中，还提供一种包括上述校准标记结构的测量系统，该系统测量系统除还包括控制单元，所述控制单元按两组第一校准标记Al、第二校准标记A2和第三校准标记A3实际摆放情况及规格需求进行分别目标值偏离设定和卡控，所述的卡控为增加后台运算，修正所述组合校准标记的自身误差。
[0060]综上所述，本发明由于通过一次量测和直接使用量测值进行反馈，即可完成对两层(layer)的套刻精度数据收集，实现了对两层(layer)套刻控制时补偿值的计算与反馈，降低返工率；具体表现为:
[0061]I)通过修改套刻校准标记的布局(mark layout)，使一个组合校准标记中包含两层套刻信息，这为完成后续制程层次的一次量测收集两层套刻精度数据需求；
[0062]2)增加后台运算，修正两层组合校准标记的自身误差；
[0063]3)通过目标值偏离控制方法，实现两层套刻数据分别管控与自动补偿反馈机制运作。
[0064]以上所述的仅为本发明的实施例，所述实施例并非用 以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种双层套刻精度控制层次管理的方法，用于对具有三层校准标记的套刻精度进行计算和控制，其特征在于，包括校准标记结构制作步骤SI和套刻精度误差测量步骤S2 ; 所述步骤SI具体如下步骤: 步骤Sll:在进行第一层工艺过程中制作第一层校准标记单元；即在第一制作层的不同位置制作两组第一校准标记(A1),第一组所述第一校准标记(A1)包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第一校准标记(A1)包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线； 步骤S12:在进行第二层工艺过程中制作第二层校准标记单元；即在第二制作层的不同位置制作两组第一校准标记(A1)和第二校准标记(A2);其中，第一校准标记(A1)制作同步骤S11，即第一组所述第一校准标记(A1)包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组第一校准标记(A1)包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记(A2)包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第二校准标记(A2)包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记(A2)位于第一组所述第一校准标记(A1)内，第二组所述第二校准标记(A2)与第一组所述第二校准标记(A1)相对位置设置，围成一圈形成组合校准标记； 步骤S13:在进行第三层工艺过程中制作第三层校准标记单元；即在第三制作层的不同位置制作两组第一校准标记(A1)、第二校准标记(A2)和第三校准标记(A3);其中，第一校准标记(A1)和第二校准标记(A2)的制作同步骤Sll和S12 ;所述第三校准标记(A3)包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，且设置于第二组所述第二校准标记(A2)与第一组所述第二校准标记(A1)围成的组合校准标记内； 所述步骤S2具体如下步骤: 步骤S21:在第二层制作工艺完成后，分别测量第一组所述第二校准标记(A2)与第一组所述第一校准标记(A1)在X和Y方向的间距，并根据得到的所述间距，计算获得第二层对第一层间的中心偏差值； 步骤S22:在第三层制作工艺完成后，分别测量第一组所述第二校准标记(A2)与第一组所述第一校准标记(A1)在X和Y方向的间距，并根据得到的所述间距，计算并获得第二层对第一层间的中心偏差值，以及分别测量所述第三校准标记(A3)与所述的组合校准标记在X和Y方向的间距，并根据得到的所述间距，计算并获得第二层对第一层、第三层对第一层以及第三层对第二层间的中心偏差值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在执行所述步骤S2后还包括: 步骤S3:在进行双层套刻精度控制时，按两组第一校准标记(A1)、第二校准标记(A2)和第三校准标记(A3)实际摆放情况及规格需求进行分别目标值偏离设定和卡控。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中的分别目标值偏离设定和卡控具体步骤为:增加后台运算，修正所述组合校准标记的自身误差。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述的组合校准标记中的第一校准标记(A1)位于左上方，第二校准标记(A2)位于右下方。5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述的组合校准标记中的第一校准标记(A1)位于左下方，第二校准标记(A2)位于右上方。6.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述的组合校准标记中的第一校准标记(A1)位于右下方，第二校准标记(A2)位于左上方。7.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述的组合校准标记中的第一校准标记(A1)位于右上方，第二校准标记(A2)位于左下方。8.一种实现权利要求1至7所述方法的校准标记结构，用于对具有三层校准标记的套刻精度进行计算和控制，其特征在于，包括: 第一层校准标记单元，其在进行第一层工艺过程中制作完成；即在第一制作层的不同位置制作两组第一校准标记(A1),第一组所述第一校准标记(A1)包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第一校准标记(A1)包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线； 第二层校准标记单元，其在进行第二层工艺过程中制作完成；即在第二制作层的不同位置制作两组第一校准标记(A1)和第二校准标记(A2);其中，第一校准标记(A1)制作同步骤S11，即第一组所述第一校准标记(A1)包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组第一校准标记(A1)包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记(A2)包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第二校准标记(A2)包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记(A2)位于第一组所述第一校准标记(A1)内，第二组所述第二校准标记(A2)与第一组所述第二校准标记(A1)相对位置设置，围成一圈形成组合校准标记； 第三层校准标记单元，其在进行第三层工艺过程中制作完成；即在第三制作层的不同位置制作两组第一校准标记(A1)、第二校准标记(A2)和第三校准标记(A3);其中，第一校准标记(A1)和第二校准标记(A2)的制作同步骤Sll和S12 ;所述第三校准标记(A3)包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，且设置于第二组所述第二校准标记(A2)与第一组所述第二校准标记(A1)围成的组合校准标记内。9.根据权利要求8所述的校准标记结构，其特征在于，所述的组合校准标记中的第一校准标记(A1)位于左上方，第二校准标记(A2)位于右下方。10.根据权利要求8所述的校准标记结构，其特征在于，所述的组合校准标记中的第一校准标记(A1)位于左下方，第二校准标记(A2)位于右上方。11.根据权利要求8所述的校准标记结构，其特征在于，所述的组合校准标记中的第一校准标记(A1)位于右下方，第二校准标记(A2)位于左上方。12.根据权利要求8所述的校准标记结构，其特征在于，所述的组合校准标记中的第一校准标记(A1)位于右上方，第二校准标记(A2)位于左下方。13.一种包括权利要求8至12所述校准标记结构的测量系统，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元按两组第一校准标记(Al)、第二校准标记(A2)和第三校准标记(A3)实际摆放情况及规格需求进行分别目标值偏离设定和卡控，所述的卡控为增加后台运算，修正所述组合校准标记的自身误差。
【专利摘要】本发明提供了一种解决需双层套刻精度控制层次管理的方法、实现该方法的校准标记结构及包括该校准标记结构的测量系统，该方法通过修改套刻校准标记的布局，使一个组合校准标记中包含两层套刻信息，已实现通过一次量测完成当前层次对前两层的套刻精度数据收集，并可进行两层套刻精度不同控制精度的区别对待，从而可完成套刻精度补偿自动反馈优化，简单易行且能更好的帮助企业进行生产质量把关及成本控制。
【IPC分类】G03F9/00, H01L21/66, G03F7/20
【公开号】CN104898383
【申请号】CN201510369337
【发明人】朱祎明, 陈力钧, 吴鹏, 朱骏
【申请人】上海华力微电子有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月29日
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成电路制造应用技术领域，尤其涉及一种解决需双层套刻精度控制层次管理的方法、实现该方法的校准标记结构及测量系统。
【背景技术】
[0002]随着半导体制造工艺的不断发展及线宽尺寸的持续减小，对光刻工艺以及光刻系统相关的精度要求也越来越高，体现在套刻精度上，就是对于产品的合格率影响越来越大。所谓的套刻精度，简单地说，就是光刻工艺中，当前层对准标记相对于前一层标记的对准精度。光刻对准作为光刻技术的三大核心之一，一般要求套刻精度为最小线宽尺寸的1/7?1/10 ;针对65nm技术节点，套刻精度通常要求在8nm左右。
[0003]然而，在实际生产过程中，由于各种误差因素及设备差异的原因，套刻精度很难稳定控制在光刻工艺要求的范围之内，工艺稳定性受到严重影响，已发现在55nm制程及以下工艺制作中，某些关键制程需要同时对两层层次进行套刻精度保障。
[0004]目前现有技术的做法为，对这类层次进行两个校准标记(Overlay mark,简称OVLmark)排放，过货时进行两组OVL数据量测。例如，请参阅图1，图1为现有技术中解决需双层套刻精度控制层次管理方法所采用的校准精度标签结构示意图；图中标号100、200和300为层次编号，如果以100为三层中最早工艺完成的层次，那么，200为第二制作的层，300为最后完成的层。在进行每一个层时，均会制作针对每一个层次的OVL Mark0如图所示，从左向右数，层号100时制作的OVL Mark呈现在第一列，层号200时制作的OVL Mark呈现在第二列，层号300时制作的OVL Mark在第三列。本领域技术人员清楚，层号100时制作的OVL Mark通常由两个校准标记1001和1002组成，校准标记1001用于测量200对层100间的OVL Mark偏差值，校准标记1002用于测量300对层100间的OVL Mark偏差值；每个校准标记为4条长短相同的线条，围成一个正方形。层号200时制作的OVL Mark通常由两个校准标记2001和2002组成，每个校准标记为4条长短相同的线条，围成一个正方形；校准标记2001套刻层号100时制作的OVL Mark校准标记1001，校准标记2002用于测量300对层100间的OVL Mark偏差值。层号300时制作的OVL Mark，通常由两个校准标记3001和3002组成，每个校准标记为4条长短相同的线条，围成一个正方形；校准标记3001套刻层号100时制作的OVL Mark校准标记1002，校准标记3001套刻层号200时制作的OVL Mark校准标记(bar) 2002。
[0005]在进行测量时，需分别测试层200对层100间的OVL Mark偏差值，层300对层100间的OVL Mark偏差值以及层300对层200的OVL Mark偏差值，现有技术中的校准误差是通过对将套刻(bar in bar)前层校准标记OVL mark完成的，即由两层的测量分别组成。
[0006]请参阅图2，图2为现有技术中对图1中所示校准精度标签结构进行量测后的校准偏差位置示意图。如图所示，以层200中的校准标记2001对层100中的校准标记1001发生X方向平移时为例，可看到校准标记2001对校准标记1001在X负方向偏移时，这将造成前层校准标记的中心偏移，该中心偏移与200层次实际套刻偏差相关。以层100的校准标记OVL mark为基准，因X方向平移相对位置为校准标记OVL mark两边的偏移，实际偏移量的计算为需先测量和计算X方向两个校准标记OVL mark相邻两个边间的距离，然后计算相邻两个边间的距离之差的一半值，该值即可作为100层次与200层次偏差的实际偏移量。
[0007]在实际操作中，可以预先设定X方向两个校准标记OVL mark相邻两个间距在相减时，是用右边的间距减去左边的间距，那么，如果实际偏移量是负的，层200中的校准标记2001的中心与层100中的校准标记1001的中心的理想情况发生负向偏移。
[0008]同理，层300中的校准标记3001对层100中的校准标记1001的实际偏移量计算，以及层300中的校准标记3002对层200中的校准标记2002的实际偏移量计算，也是同上述方法相同，在此不再赘述。
[0009]然而，在300层号时收集的各点X/Y的校准标记OVL mark由两层分别组成，这将造成前层的校准标记OVL mark中心偏移，该中心偏移与200层次实际套刻偏差相关，因此，在计算层300中的校准标记3002对层200中的校准标记2002的实际偏移量时，需考虑以层200中的校准标记2001对层100中的校准标记1001的偏移结果。
[0010]因此，现有技术中的上述方法耗费了大量的量测资源，再加上在上述现有技术中的套刻补偿值计算方法只能为单层补偿，无法进行高效、正确的完成两层补偿值反馈，易造成返工率高的问题。
【发明内容】
[0011]为了克服以上问题，本发明旨在提供一种解决需双层套刻精度控制层次管理的方法、实现该方法的校准标记结构及包括该校准标记结构的测量系统，该方法通过一次量测完成当前层次对前两层的套刻精度数据收集，并可进行两层套刻精度不同控制精度的区别对待，从而可完成套刻精度补偿自动反馈优化，简单易行且能更好的帮助企业进行生产质量把关及成本控制。
[0012]为实现上述目的，本发明的技术方案如下:本发明提供一种双层套刻精度控制层次管理的方法，用于对具有三层校准标记的套刻精度进行计算和控制，其特征在于，包括标签制作步骤SI和测量步骤S2 ；
[0013]所述步骤SI具体如下步骤:
[0014]步骤Sll:在进行第一层工艺过程中制作第一层校准标记单元；即在第一制作层的不同位置制作两组第一校准标记A1，第一组所述第一校准标记仏包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第一校准标记A1包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；
[0015]步骤S12:在进行第二层工艺过程中制作第二层校准标记单元；即在第二制作层的不同位置制作两组第一校准标记仏和第二校准标记A 2;其中，第一校准标记A jij作同步骤S11，即第一组所述第一校准标记A1包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组第一校准标记A1包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记A2包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第二校准标记A 2包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记A2位于第一组所述第一校准标记A1内，第二组所述第二校准标记A 2与第一组所述第二校准标记A i相对位置设置，围成一圈形成组合校准标记；
[0016]步骤S13:在进行第三层工艺过程中制作第三层校准标记单元；即在第三制作层的不同位置制作两组第一校准标记A1、第二校准标记AjP第三校准标记A3;其中，第一校准标记A1和第二校准标EA2的制作同步骤Sll和S12 ;所述第三校准标记A 3包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，且设置于第二组所述第二校准标记弋与第一组所述第二校准标记A1 围成的组合校准标记内；
[0017]所述步骤S2具体如下步骤:
[0018]步骤S21:在第二层制作工艺完成后，分别测量第一组所述第二校准标记A2与第一组所述第一校准标记仏在X和Y方向的间距，并根据得到的所述间距，计算获得第二层对第一层间的中心偏差值；
[0019]步骤S22:在第三层制作工艺完成后，分别测量第一组所述第二校准标记A2与第一组所述第一校准标记A^X和Y方向的间距，并根据得到的所述间距，计算并获得第二层对第一层间的中心偏差值，以及分别测量所述第三校准标记A3与第二组所述第一校准标记A1和第二组所述第二校准标记A 成的组合校准标记在X和Y方向的间距，并根据得到的所述间距，计算并获得第二层对第一层、第三层对第一层以及第三层对第二层在X和Y。
[0020]优选地，在所述步骤S2后还包括:
[0021 ] 步骤S3:在进行双层套刻精度控制时，按两组第一校准标记A1、第二校准标记^和第三校准标记A3实际摆放情况及规格需求进行分别目标值偏离设定和卡控。
[0022]优选地，所述步骤S3中的分别目标值偏离设定和卡控具体为:增加后台运算，修正所述组合校准标记的自身误差。
[0023]优选地，所述的组合校准标记中的第一校准标记A1位于左上方，第二校准标记A 2位于右下方。
[0024]优选地，所述的组合校准标记中的第一校准标记A1位于左下方，第二校准标记A 2位于右上方。
[0025]优选地，所述的组合校准标记中的第一校准标记A1位于右下方，第二校准标记A 2位于左上方。
[0026]优选地，所述的组合校准标记中的第一校准标记A1位于右上方，第二校准标记A 2位于左下方。
[0027]为实现上述目的，本发明还提供一种上述方法的校准标记结构，用于对具有三层校准标记的套刻精度进行计算和控制，其包括第一层校准标记单元、第二层校准标记单元和第三层校准标记单元；第一层校准标记单元在进行第一层工艺过程中制作完成；即在第一制作层的不同位置制作两组第一校准标记A1，第一组所述第一校准标记A1包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第一校准标记仏包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第二层校准标记单元在进行第二层工艺过程中制作完成；即在第二制作层的不同位置制作两组第一校准标记仏和第二校准标记A 2;其中，第一校准标记A !制作同步骤S11，即第一组所述第一校准标记A1包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组第一校准标记A1包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记A2包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第二校准标记A2包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记A2位于第一组所述第一校准标记A1内，第二组所述第二校准标记A 2与第一组所述第二校准标记4相对位置设置，围成一圈形成组合校准标记；第三层校准标记单元，其在进行第三层工艺过程中制作完成；即在第三制作层的不同位置制作两组第一校准标EA1、第二校准标记A2和第三校准标记A3;其中，第一校准标记A i和第二校准标EA2的制作同步骤Sll和S12 ;所述第三校准标记A3包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，且设置于第二组所述第二校准标记A2与第一组所述第二校准标记A i围成的组合校准标记内。
[0028]为实现上述目的，本发明又提供一种包括上述校准标记结构的测量系统，该系统测量系统除还包括控制单元，所述控制单元按两组第一校准标记Al、第二校准标记A2和第三校准标记A3实际摆放情况及规格需求进行分别目标值偏离设定和卡控，所述的卡控为增加后台运算，修正所述组合校准标记的自身误差。
[0029]从上述技术方案可以看出，本发明由于通过一次量测和直接使用量测值进行反馈，即可完成对两层(layer)的套刻精度数据收集，实现了对两层(layer)套刻控制时补偿值的计算与反馈，降低返工率；在默认无中心偏差(offset)情况为两层校准标记的中间，需要进行分别卡控时，按各个校准标记实际摆放情况及规格需求进行目标值偏离设定，通过目标值偏离控制方法，实现两层套刻数据分别管控与自动补偿反馈机制运作。
【附图说明】
[0030]图1为现有技术中解决需双层套刻精度控制层次管理方法所采用的校准精度标签结构示意图
[0031]图2为现有技术中对图1中所示校准精度标签结构进行量测后的校准偏差位置示意图
[0032]图3为本发明实施例中解决需双层套刻精度控制层次管理方法所采用的校准精度标签结构示意图
[0033]图4为本发明实施例中对图3中所示校准精度标签结构进行量测后的偏差位置示意图
[0034]图5为本发明实施例中四种校准精度标签结构示意图
【具体实施方式】
[0035]体现本发明特征与优点的实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的示例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上当做说明之用，而非用以限制本发明。
[0036]以下结合附图3-5，通过具体实施例对本发明的解决需双层套刻精度控制层次管理的方法、实现该方法的校准标记结构及测量系统作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、明晰地达到辅助说明本发明实施例的目的。
[0037]在本发明的实施例中，通过引入组合校准标记概念，对将该组合校准标记套刻(bar in bar)前层校准标记，对这类层次进行一个校准标记(Overlay mark，简称OVLmark)排放，过货时在一层上进行两组OVL数据量测。
[0038]请参阅图3，图3为本发明实施例中解决需双层套刻精度控制层次管理方法所采用的校准精度标签结构示意图。图中标号100、200和300为层次编号，如果以100为三层中最早工艺完成的层次，那么，200为第二制作的层，300为最后完成的层。在进行每一个层时，均会制作针对每一个层次的OVL Marko如图所示，本发明实施例中的校准标记结构，其用于对具有三层校准标记的套刻精度进行计算和控制，其包括第一层校准标记单元、第二层校准标记单元和第三层校准标记单元。
[0039]具体地，如图所示，从左向右数，层号100时制作的OVL Mark(第一层校准标记单元)呈现在第一列，层号200时制作的OVL Mark(第二层校准标记单元)呈现在第二列，层号300时制作的OVL Mark(第三层校准标记单元)在第三列。
[0040]第一层校准标记单元在进行第一层工艺过程中制作完成；即在第一制作层的不同位置制作两组第一校准标记Al，第一组所述第一校准标记Al包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第一校准标记Al包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线。
[0041]第二层校准标记单元在进行第二层工艺过程中制作完成；即在第二制作层的不同位置制作两组第一校准标记Al和第二校准标记A2 ;其中，第一校准标记Al制作同步骤S11，即第一组所述第一校准标记Al包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组第一校准标记Al包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线； 第一组所述第二校准标记A2包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第二校准标记A2包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记A2位于第一组所述第一校准标记Al内，第二组所述第二校准标记A2与第一组所述第二校准标记Al相对位置设置，围成一圈形成组合校准标记。
[0042]第三层校准标记单元在进行第三层工艺过程中制作完成；即在第三制作层的不同位置制作两组第一校准标记Al、第二校准标记A2和第三校准标记A3 ;其中，第一校准标记Al和第二校准标记A2的制作同步骤Sll和S12 ;所述第三校准标记A3包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，且设置于第二组所述第二校准标记A2与第一组所述第二校准标记Al围成的组合校准标记内。
[0043]请参阅图4，图4为本发明实施例中四种校准精度标签结构示意图。如图所示，第一种组合校准标记中的第一校准标记4可以位于左上方，第二校准标EA2可以位于右下方。第二种组合校准标记中的第一校准标记仏可以位于左下方，第二校准标记A 2可以位于右上方。第三种组合校准标记中的第一校准标记仏可以位于右下方，第二校准标EA2可以位于左上方。第四种组合校准标记中的第一校准标记仏可以位于右上方，第二校准标记A2可以位于左下方。
[0044]在进行测量时，可以通过第一组所述第二校准标记A2位于第一组所述第一校准标记Al内形成的结构，先测试层200对层100间的OVL Mark偏差值；然后，通过第三校准标记A3设置于组合校准标记内的结构，直接测试层300对层100间的OVL Mark偏差值以及层300对层200的OVL Mark偏差值，也就是说，其校准误差是通过对将套刻(bar in bar)前层校准标记OVL mark完成的，即在本层内的就可以完成所需的测量结果。
[0045]请参阅图5，图5为本发明实施例中对图3中所示校准精度标签结构进行量测后的偏差位置示意图。如图所示，以200对100发生X方向平移时为例(虚线为理想状况下mark情况，实体线为实际情况)，可看到当200对100X负方向偏移时，组合校准标记的中心与100理想情况发生负向偏移。前层200对层100的偏差，造成双层校准偏差合并后的中心位置偏差。
[0046]如图所示，在本发明的实施例中，在X或Y方向，由于组合标签仅只有一侧的边，以X方向为例，其仅考虑X方向一边的mark偏差，那么，中心位置偏移量也为1/2的层200对层100值。
[0047]图4中的四种情况的中心位置偏移量计算方法为:以第一层原始校准标记中心为原点分X/Y两轴。求层200的数据时，层200的校准标记中心在正轴时为减1/2层200对层100的对应点数据，同理，在负轴时则为加。求层100数据时，层100的校准标记在正轴时为加层200对层100的对应点数据，同理，在负轴时为减。
[0048]基于上述校准标记结构，在本发明的实施例中，提供了一种双层套刻精度控制层次管理的方法，用于对具有三层校准标记的套刻精度进行计算和控制，其特征在于，包括标签制作步骤SI和测量步骤S2 ；
[0049]所述步骤SI具体如下步骤:
[0050]步骤Sll:在进行第一层工艺过程中制作第一层校准标记单元；即在第一制作层的不同位置制作两组第一校准标记A1，第一组所述第一校准标记仏包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第一校准标记A1包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；
[0051]步骤S12:在进行第二层工艺过程中制作第二层校准标记单元；即在第二制作层的不同位置制作两组第一校准标记仏和第二校准标记A 2;其中，第一校准标记A jij作同步骤S11，即第一组所述第一校准标记A1包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组第一校准标记A1包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记A2包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第二校准标记A 2包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记A2位于第一组所述第一校准标记A1内，第二组所述第二校准标记A 2与第一组所述第二校准标记A i相对位置设置，围成一圈形成组合校准标记；
[0052]步骤S13:在进行第三层工艺过程中制作第三层校准标记单元；即在第三制作层的不同位置制作两组第一校准标记A1、第二校准标记AjP第三校准标记A3;其中，第一校准标记A1和第二校准标EA2的制作同步骤Sll和S12 ;所述第三校准标记A 3包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，且设置于第二组所述第二校准标记弋与第一组所述第二校准标记A1围成的组合校准标记内；
[0053]所述步骤S2具体如下步骤:
[0054]步骤S21:在第二层制作工艺完成后，分别测量第一组所述第二校准标记A2与第一组所述第一校准标记仏在X和Y方向的间距，并根据得到的所述间距，计算获得第二层对第一层间的中心偏差值；
[0055]步骤S22:在第三层制作工艺完成后，分别测量第一组所述第二校准标记A2与第一组所述第一校准标记A^X和Y方向的间距，并根据得到的所述间距，计算并获得第二层对第一层间的中心偏差值，以及分别测量所述第三校准标记A3与第二组所述第一校准标记A1和第二组所述第二校准标记A 成的组合校准标记在X和Y方向的间距，并根据得到的所述间距，计算并获得第二层对第一层、第三层对第一层以及第三层对第二层在X和Y。
[0056]由于本发明实施例中的测量，是在一层上进行一次量测，可直接使用量测值进行反馈，如果默认无(offset)情况为两层校准标记(mark)的中间，在需要进行分别卡控时，可以按校准标记(mark)实际摆放情况及规格需求进行目标值偏离设定。
[0057]具体地，在所述步骤S2后还包括:
[0058]步骤S3:在进行双层套刻精度控制时，按两组第一校准标记A1、第二校准标记八2和第三校准标记A3实际摆放情况及规格需求进行分别目标值偏离设定和卡控。所述步骤S3中的分别目标值偏离设定和卡控具体为:增加后台运算，修正所述组合校准标记的自身误差。
[0059]另外，在本发明的实施例中，还提供一种包括上述校准标记结构的测量系统，该系统测量系统除还包括控制单元，所述控制单元按两组第一校准标记Al、第二校准标记A2和第三校准标记A3实际摆放情况及规格需求进行分别目标值偏离设定和卡控，所述的卡控为增加后台运算，修正所述组合校准标记的自身误差。
[0060]综上所述，本发明由于通过一次量测和直接使用量测值进行反馈，即可完成对两层(layer)的套刻精度数据收集，实现了对两层(layer)套刻控制时补偿值的计算与反馈，降低返工率；具体表现为:
[0061]I)通过修改套刻校准标记的布局(mark layout)，使一个组合校准标记中包含两层套刻信息，这为完成后续制程层次的一次量测收集两层套刻精度数据需求；
[0062]2)增加后台运算，修正两层组合校准标记的自身误差；
[0063]3)通过目标值偏离控制方法，实现两层套刻数据分别管控与自动补偿反馈机制运作。
[0064]以上所述的仅为本发明的实施例，所述实施例并非用 以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种双层套刻精度控制层次管理的方法，用于对具有三层校准标记的套刻精度进行计算和控制，其特征在于，包括校准标记结构制作步骤SI和套刻精度误差测量步骤S2 ; 所述步骤SI具体如下步骤: 步骤Sll:在进行第一层工艺过程中制作第一层校准标记单元；即在第一制作层的不同位置制作两组第一校准标记(A1),第一组所述第一校准标记(A1)包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第一校准标记(A1)包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线； 步骤S12:在进行第二层工艺过程中制作第二层校准标记单元；即在第二制作层的不同位置制作两组第一校准标记(A1)和第二校准标记(A2);其中，第一校准标记(A1)制作同步骤S11，即第一组所述第一校准标记(A1)包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组第一校准标记(A1)包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记(A2)包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第二校准标记(A2)包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记(A2)位于第一组所述第一校准标记(A1)内，第二组所述第二校准标记(A2)与第一组所述第二校准标记(A1)相对位置设置，围成一圈形成组合校准标记； 步骤S13:在进行第三层工艺过程中制作第三层校准标记单元；即在第三制作层的不同位置制作两组第一校准标记(A1)、第二校准标记(A2)和第三校准标记(A3);其中，第一校准标记(A1)和第二校准标记(A2)的制作同步骤Sll和S12 ;所述第三校准标记(A3)包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，且设置于第二组所述第二校准标记(A2)与第一组所述第二校准标记(A1)围成的组合校准标记内； 所述步骤S2具体如下步骤: 步骤S21:在第二层制作工艺完成后，分别测量第一组所述第二校准标记(A2)与第一组所述第一校准标记(A1)在X和Y方向的间距，并根据得到的所述间距，计算获得第二层对第一层间的中心偏差值； 步骤S22:在第三层制作工艺完成后，分别测量第一组所述第二校准标记(A2)与第一组所述第一校准标记(A1)在X和Y方向的间距，并根据得到的所述间距，计算并获得第二层对第一层间的中心偏差值，以及分别测量所述第三校准标记(A3)与所述的组合校准标记在X和Y方向的间距，并根据得到的所述间距，计算并获得第二层对第一层、第三层对第一层以及第三层对第二层间的中心偏差值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在执行所述步骤S2后还包括: 步骤S3:在进行双层套刻精度控制时，按两组第一校准标记(A1)、第二校准标记(A2)和第三校准标记(A3)实际摆放情况及规格需求进行分别目标值偏离设定和卡控。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中的分别目标值偏离设定和卡控具体步骤为:增加后台运算，修正所述组合校准标记的自身误差。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述的组合校准标记中的第一校准标记(A1)位于左上方，第二校准标记(A2)位于右下方。5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述的组合校准标记中的第一校准标记(A1)位于左下方，第二校准标记(A2)位于右上方。6.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述的组合校准标记中的第一校准标记(A1)位于右下方，第二校准标记(A2)位于左上方。7.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述的组合校准标记中的第一校准标记(A1)位于右上方，第二校准标记(A2)位于左下方。8.一种实现权利要求1至7所述方法的校准标记结构，用于对具有三层校准标记的套刻精度进行计算和控制，其特征在于，包括: 第一层校准标记单元，其在进行第一层工艺过程中制作完成；即在第一制作层的不同位置制作两组第一校准标记(A1),第一组所述第一校准标记(A1)包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第一校准标记(A1)包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线； 第二层校准标记单元，其在进行第二层工艺过程中制作完成；即在第二制作层的不同位置制作两组第一校准标记(A1)和第二校准标记(A2);其中，第一校准标记(A1)制作同步骤S11，即第一组所述第一校准标记(A1)包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组第一校准标记(A1)包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记(A2)包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，第二组所述第二校准标记(A2)包括两条相邻但没有交点的X和Y方向的直线；第一组所述第二校准标记(A2)位于第一组所述第一校准标记(A1)内，第二组所述第二校准标记(A2)与第一组所述第二校准标记(A1)相对位置设置，围成一圈形成组合校准标记； 第三层校准标记单元，其在进行第三层工艺过程中制作完成；即在第三制作层的不同位置制作两组第一校准标记(A1)、第二校准标记(A2)和第三校准标记(A3);其中，第一校准标记(A1)和第二校准标记(A2)的制作同步骤Sll和S12 ;所述第三校准标记(A3)包括四条围成一圈但没有交点的X和Y方向的直线，且设置于第二组所述第二校准标记(A2)与第一组所述第二校准标记(A1)围成的组合校准标记内。9.根据权利要求8所述的校准标记结构，其特征在于，所述的组合校准标记中的第一校准标记(A1)位于左上方，第二校准标记(A2)位于右下方。10.根据权利要求8所述的校准标记结构，其特征在于，所述的组合校准标记中的第一校准标记(A1)位于左下方，第二校准标记(A2)位于右上方。11.根据权利要求8所述的校准标记结构，其特征在于，所述的组合校准标记中的第一校准标记(A1)位于右下方，第二校准标记(A2)位于左上方。12.根据权利要求8所述的校准标记结构，其特征在于，所述的组合校准标记中的第一校准标记(A1)位于右上方，第二校准标记(A2)位于左下方。13.一种包括权利要求8至12所述校准标记结构的测量系统，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元按两组第一校准标记(Al)、第二校准标记(A2)和第三校准标记(A3)实际摆放情况及规格需求进行分别目标值偏离设定和卡控，所述的卡控为增加后台运算，修正所述组合校准标记的自身误差。
【专利摘要】本发明提供了一种解决需双层套刻精度控制层次管理的方法、实现该方法的校准标记结构及包括该校准标记结构的测量系统，该方法通过修改套刻校准标记的布局，使一个组合校准标记中包含两层套刻信息，已实现通过一次量测完成当前层次对前两层的套刻精度数据收集，并可进行两层套刻精度不同控制精度的区别对待，从而可完成套刻精度补偿自动反馈优化，简单易行且能更好的帮助企业进行生产质量把关及成本控制。
【IPC分类】G03F9/00, H01L21/66, G03F7/20
【公开号】CN104898383
【申请号】CN201510369337
【发明人】朱祎明, 陈力钧, 吴鹏, 朱骏
【申请人】上海华力微电子有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月29日
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