测量光刻套刻精度的标尺及方法技术

本发明专利技术公开了一种测量光刻套刻精度的标尺，该标尺由中心相互重合、四个边相互平行的内外两个正方形组成，其中在内的正方形边长为１０μｍ，在外的正方形边长为２０μｍ，还包括以上述正方形的中心为原点的横向和纵向两个坐标轴，该坐标轴上标有刻度。本发明专利技术测量光刻套刻精度的方法，包括以下步骤：第一步，将标尺贴在显示器上；第二步，根据该标尺的位置调整套刻盒记号的位置，使两者的在内的正方形或在外的正方形相互重合；第三步，判断该套刻盒记号的套刻精度。本发明专利技术通过标尺带有刻度的标尺，可以测量已有技术无法测量的套刻精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体技术中的芯片制造领域，尤其是一种。
技术介绍
在芯片制造过程中，通常要通过多层光刻工艺才能完成整个制造过程。光刻后的测量工艺，即套刻精度测量工艺，是检验下层与上层光刻图形位置的对准是否符合要求的至关重要的一步。目前使用的传统测量图形称为套刻盒记号(Boxmark)。该套刻盒记号由内框和外框两个正方形组成，两个正方形的中心相同，并且正方形的边相互平行。其中内框正方形边长为10μm，外框正方形的边长为20μm。外框由需要被对准的下层光刻工程制成，而内框由当前层光刻工程制成。套刻精度测定机通过显微镜图象得出的波形测出内外框的坐标及大小，并通过比较左右边框的坐标差来算出横坐标方向和纵坐标方向的套刻偏移量，最后通过该偏移量与制品所要求的规格进行比较，从而判断出这两层光刻之间的对准是否符合要求。图1为该套刻盒记号在测定机的光学显微镜下得到的图象及测量用波形。如图1所示，测量用的波形由于记号边框的明暗不同而显示出明显的波峰及波谷，并且与记号的内外框一一对应。一般情况下，上述波形非常便于测量，但是部分铝配线工程就会发生问题。原因是目前在铝配线成膜前，一般采用钨反刻工艺(W-ETCHBACK)工艺和钨化学机械抛光工艺(W-CMP)工艺来进行钨平坦化。不同工艺构成的套刻盒记号断面结构相互不同。图3为已有技术中铝配线工程反刻工艺套刻盒记号断面结构示意图。如图3所示，最下方为场1，场1上方中间部分为铝层，两边为钨，钨两边为层间膜，上方为光刻胶。图5为已有技术中铝配线工程化学机械抛光工艺套刻盒记号断面结构示意图。如图5所示，最下方为场1，场1上方中间部分为铝层，两边为层间膜，层间膜为铝层，再上方为光刻胶。图2为铝配线工程反刻工艺中套刻盒记号的光显照片及波形。图4为铝配线工程化学机械抛光工艺套刻盒记号的光显照片及波形。如图2、图4所示，由于铝本身的晶粒较其它物质(如氧化硅，氮化硅，多晶硅等)要大得多，波形非常杂乱，波峰波谷无法与记号内外框一一对应，这样就会导致误测定多发，造成时间上和材料上的浪费并严重阻碍生产的正常进行。已有技术，对于部分制品由于其工艺结构原因导致套刻精度无法测量，从而产生生产线流通速度减慢，浪费设备时间，加重人员的工作量等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，能够测量套刻精度，并且提高生产线的流通速度，保证生产的正常稳定的进行。为解决上述技术问题，本专利技术一种测量光刻套刻精度的标尺的技术方案是，该标尺由中心相互重合、四个边相互平行的内外两个正方形组成，其中在内的正方形边长为10μm，在外的正方形边长为20μm，还包括以上述正方形的中心为原点的横向和纵向两个坐标轴，该坐标轴上标有刻度。本专利技术一种测量光刻套刻精度的方法，包括以下步骤第一步，将标尺贴在显示器上；第二步，根据该标尺的位置调整套刻盒记号的位置，使两者的在内的正方形或在外的正方形相互重合；第三步，判断该套刻盒记号的套刻精度。本专利技术通过标尺带有刻度的标尺，可以测量已有技术无法测量的套刻精度。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述图1为已有技术套刻盒记号的光显照片及波形；图2为已有铝配线工程反刻工艺中套刻盒记号的光显照片及波形；图3为已有铝配线工程反刻工艺中套刻盒记号断面结构示意图；图4为已有铝配线工程化学机械抛光中套刻盒记号的光显照片及波形；图5为已有铝配线工程化学机械抛光中套刻盒记号断面结构示意图；图6为本专利技术标尺示意图；图7为本专利技术实施例操作示意图；图8为标尺使用前后流通阻碍时间对比图；图9为标尺使用前后异常发生率对比图。具体实施例方式图6为本专利技术标尺示意图。如图6所示，本专利技术一种测量光刻套刻精度的标尺，由中心相互重合、四个边相互平行的内外两个正方形组成，其中在内的正方形边长为10μm，在外的正方形边长为20μm，还包括以上述正方形的中心为原点的横向和纵向两个坐标轴，该坐标轴上标有刻度。其中，所述的坐标轴的刻度大小根据产品的需要来设定，所述的坐标轴上标有的刻度可以0.5μm为单位。在利用本专利技术的标尺测量光刻套刻精度时，它包括以下步骤第一步，将标尺贴在显示器上；第二步，操作人员可以根据该标尺的位置调整要被测量套刻精度的套刻盒记号位置，达到两者的外框或内框相吻合；第三步，判断该套刻盒记号的套刻精度。第一步中，除了将标尺帖在显示器上之外，还可以使用在显微镜等测量设备上，或将该标尺编成软件在任何需要的设备上使用。具体可以包括两种方式当第二步中调整套刻盒记号的位置使两者在内的正方形相互重合时，若在外的正方形也相互重合，则判断该套刻盒记号的套刻精度符合要求，若在外的正方形不能相互重合，则通过坐标轴上的刻度计算套刻盒记号和标尺在外的正方形偏差多少刻度，是否在规定刻度内。当第二步中调整套刻盒记号的位置使两者在外的正方形相互重合时，若在内的正方形也相互重合，则判断该套刻盒记号的套刻精度符合要求，若在内的正方形不能相互重合，则通过坐标轴上的刻度计算套刻盒记号和标尺在内的正方形偏差多少刻度，是否在规定刻度内。图7为本专利技术实施例操作示意图。如图7所示，标尺的位置位于显示器或者检测目镜等设备上，使用时将要被检测的套刻盒记号移到标尺下，将两者的外框6相重合，再判断内框7是否完全重合，如果完全重合则该套刻盒记号套刻精度没有问题。倘若不重合，可以看到内框有偏差，这时可以通过刻度8来判断内框偏差数值，判断该偏差数值是否在允许的范围内。本专利技术采用带刻度的标尺来测量光刻套刻精度，可以在测量套刻精度大于等于0.8um的情况下测量已有技术中无法测量的套刻精度，提高了产品的流通速度。图8为标尺使用前后流通阻碍时间对比图。图9为标尺使用前后异常发生率对比图。如图8、图9所示，本专利技术大大提高了产品流通速度，降低了异常发生率。上述对比可如下表所示 权利要求1.一种测量光刻套刻精度的标尺，其特征在于，该标尺由中心相互重合、四个边相互平行的内外两个正方形组成，其中在内的正方形边长为10μm，在外的正方形边长为20μm，还包括以上述正方形的中心为原点的横向和纵向两个坐标轴，该坐标轴上标有刻度。2.根据权利要求1所述的一种测量光刻套刻精度的标尺，其特征在于，所述的坐标轴上标有刻度以0.5μm为单位。3.一种利用权利要求1所述的标尺测量光刻套刻精度的方法，其特征在于，它包括以下步骤第一步，将标尺贴在显示器上；第二步，根据该标尺的位置调整套刻盒记号的位置，使两者的在内的正方形或在外的正方形相互重合；第三步，判断该套刻盒记号的套刻精度。4.根据权利要求3所述的一种测量光刻套刻精度的方法，其特征在于，当第二步中调整套刻盒记号的位置使两者在内的正方形相互重合时，若在外的正方形也相互重合，则判断该套刻盒记号的套刻精度符合要求，若在外的正方形不能相互重合，则通过坐标轴上的刻度计算在外的正方形偏离的数值。5.根据权利要求3所述的一种测量光刻套刻精度的方法，其特征在于，当第二步中调整套刻盒记号的位置使两者在外的正方形相互重合时，若在内的正方形也相互重合，则判断该套刻盒记号的套刻精度符合要求，若在内的正方形不能相互重合，则通过坐标轴上的刻度计算在内的正方形偏离的数值。全文摘要本专利技术公开了一种测量光刻套刻精度的标尺，该标尺由中心相互重合、四个边相互平行的内外两个正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量光刻套刻精度的标尺，其特征在于，该标尺由中心相互重合、四个边相互平行的内外两个正方形组成，其中在内的正方形边长为１０μｍ，在外的正方形边长为２０μｍ，还包括以上述正方形的中心为原点的横向和纵向两个坐标轴，该坐标轴上标有刻度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：颜晓艳，
申请(专利权)人：上海华虹NEC电子有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]