一种套刻标记及对准误差的测量方法技术

本申请公开了一种套刻标记及对准误差的测量方法。套刻标记位于基底中，包括第一标识和第二标识；第一标识和第二标识分别位于基底不同的层，和/或，第一标识和第二标识在不同工艺过程中形成。第一标识和第二标识均包含特征结构，特征结构具有特征点。第一标识与第二标识的投影平面为基底的表面，在特征点处沿任一方向，特征结构具有不连续性。第一标识的特征点的信息和第二标识的特征点的信息用于进行对准误差测量。由于特征点不易受到光照不均匀性的影响以及旋转、平移和膨胀等操作的影响，因此以第一标识的特征点的信息和第二标识的特征点的信息进行对准误差测量，测量结果的稳定性较强。

【技术实现步骤摘要】
一种套刻标记及对准误差的测量方法
本专利技术涉及集成电路制造
，尤其是涉及一种套刻标记及对准误差的测量方法。
技术介绍
随着集成技术的不断进步，集成电路芯片中电路的叠加层数越来越多。在多层图形化的过程中，为了达到良好的半导体性能，晶圆上的光刻图形不仅要具有精准的特征线宽尺寸，还需要保证上下两层图形之间的位置对准，如果上下两层图形之间没有对准，将无法保证设计在上下两层的电路的可靠连接。因此，晶圆上下两层的图形的偏移量(即对准误差)满足误差要求是保证半导体良率的一个重要因素。为了测量上下两层图形的位置是否发生偏移，可以对晶圆上的套刻标记(即用于测量对准误差的图形)进行检测。目前，测量对准误差通常采用两种方式，一种是基于衍射的对准误差测量(Diffraction-BasedOverlay，DBO)，另一种是基于图形的对准误差测量(Image-BasedOverlay,IBO)。前者的计算需要基于衍射模型进行建模，计算量大，因此对准误差测量速度较慢。后者通过比较周期性信号的峰值确定对准误差。但是由于常用的套刻标记中条纹图案在进行对准误差测量时，较容易受到光照不均匀性的影响以及旋转、平移和膨胀等操作的影响，因此测量结果的稳定性较差。
技术实现思路
针对上述问题，本申请提供一种套刻标记及对准误差的测量方法，以提高对准误差测量结果的稳定性。本申请第一方面，提供一种套刻标记，套刻标记位于基底中，包括第一标识和第二标识；所述第一标识和所述第二标识分别位于所述基底不同的层，和/或，所述第一标识和所述第二标识在不同工艺过程中形成；所述第一标识与所述第二标识均包含特征结构，所述特征结构具有特征点，所述第一标识与所述第二标识的投影平面为所述基底的表面，在所述特征点处沿任一方向所述特征结构均具有不连续性；所述第一标识的特征点的信息和所述第二标识的特征点的信息用于进行对准误差测量。可选地，所述第一标识的特征结构周期性排列，所述第二标识的特征结构周期性排列。可选地，特征结构在所述投影平面内的投影为特征图案，所述特征图案为多边图形，所述特征点在所述投影平面内的投影为所述多边图形的顶点；或者，所述特征结构为锥体，所述特征点为锥体顶点。可选地，第一标识中心对称，所述第二标识中心对称；当第一标识与第二标识不存在对准误差时，所述第一标识的对称中心与所述第二标识的对称中心在所述投影平面内重合。可选地，第一标识沿其对称中心旋转90度或180度后仍与旋转前重合；所述第二标识沿其对称中心旋转90度或180度后仍与旋转前重合。可选地，第一标识和所述第二标识在所述投影平面内相互错开。可选地，第一标识包括至少一个第一栅格结构，所述第二标识包括至少一个第二栅格结构；所述第一栅格结构和所述第二栅格结构均包括所述特征结构，所述第一栅格结构在所述投影平面形成的第一栅格图案和所述第二栅格结构在所述投影平面形成的第二栅格图案均包括多个多边图形。可选地，套刻标记包括多个标识分区，每个所述标识分区包括一个所述第一栅格结构和一个所述第二栅格结构，且在所述投影平面内该第一栅格结构的第一栅格图案和该第二栅格结构的第二栅格图案相邻。可选地，第一栅格图案中多边图形的顶点相接，所述第二栅格图案中多边图形的顶点相接。可选地，当使某个所述第一栅格结构与某个所述第二栅格结构在所述投影平面内该第一栅格结构的第一栅格图案的中心与该第二栅格结构的第二栅格图案的中心重合时，该第一栅格图案对应的多边图形与该第二栅格图案对应的多边图形重合或者该第一栅格图案对应的多边图形与第二栅格图案对应的多边图形之间的间隔重合。可选地，多边图形的边长取值在[2μm，6μm]区间内。可选地，第一栅格结构中沿所述第一方向周期性地排布的所述特征结构个数大于或等于3个。本申请第二方面，提供一种对准误差的测量方法，包括：获得第一方面提供的套刻标记的图像；根据所述图像获取所述第一标识的特征点与第二标识的特征点之间的第一相对位置关系；根据所述第一相对位置关系获取所述第一标识与所述第二标识的偏移量，将所述偏移量作为对准误差。可选地，根据所述图像获取所述第一标识的特征点与第二标识的特征点之间的第一相对位置关系，具体包括：根据所述图像提取所述第一标识的特征点和所述第二标识的特征点在第一坐标系下的实际位置信息，得到所述第一相对位置关系。可选地，根据所述第一相对位置关系获取所述第一标识与所述第二标识的偏移量，具体包括：根据所述第一标识的特征点的实际位置信息和所述第一标识的特征点的预设位置信息，得到所述第一标识的特征点对应的第一位置转换矩阵；以及，根据所述第二标识的特征点的实际位置信息和所述第二标识的特征点的预设位置信息，得到所述第二标识的特征点对应的第二位置转换矩阵，所述第一标识的特征点的预设位置信息与第二标识的特征点的预设位置信息为在第二坐标系下的位置信息；根据所述第一位置转换矩阵和所述第二位置转换矩阵得到相对偏移矩阵，所述相对偏移矩阵包括所述偏移量。可选地，根据所述第一位置转换矩阵和所述第二位置转换矩阵得到相对偏移矩阵，具体按照以下公式实现：U＝TM1*inv(TM2)；其中，所述U表示所述相对偏移矩阵，所述TM1表示所述第一位置转换矩阵，所述TM2表示所述第二位置转换矩阵；inv()函数表示对所述TM2求逆运算。可选地，根据所述第一标识的特征点的实际位置信息和所述第一标识的特征点的预设位置信息，得到所述第一标识的特征点对应的第一位置转换矩阵，具体包括：根据所述第一标识的特征点的实际位置信息和所述第一标识的特征点的预设位置信息，利用最小二乘法计算所述第一标识的特征点实际相对于预设的偏移量，形成所述第一位置转换矩阵；根据所述第二标识的特征点的实际位置信息和所述第二标识的特征点的预设位置信息，得到第二标识的特征点对应的第二位置转换矩阵，具体包括：根据所述第二标识的特征点的实际位置信息和所述第二标识的特征点的预设位置信息，利用最小二乘法计算所述第二标识的特征点实际相对于预设的偏移量，形成所述第二位置转换矩阵。可选地，第一标识中心对称，所述第二标识中心对称，所述第一标识的对称中心与第二标识的对称中心之间具有预设相对位置关系；所述根据所述第一相对位置关系获取所述第一标识与所述第二标识的偏移量，将所述偏移量作为对准误差，包括：根据所述第一相对位置关系获取所述第一标识对称中心与第二标识对称中心的第二相对位置关系；根据所述第二相对位置关系及第一标识对称中心和第二标识对称中心之间的预设相对位置关系，获取所述第一标识和第二标识的偏移量。可选地，所述偏移量包括：平移偏移量和/或旋转偏移量。相对于现有技术，本申请上述技术方案的优点在于：本申请提供一种套刻标记，套刻标记位于基底中，包括第一标识和第二标识；第一标识和第二标识分别位于基底不同的层，和/或，第一标识和第二标识在不同工艺过程中形成。第一标识和第二标识均包含特征结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种套刻标记，其特征在于，所述套刻标记位于基底中，包括第一标识和第二标识；所述第一标识和所述第二标识分别位于所述基底不同的层，和/或，所述第一标识和所述第二标识在不同工艺过程中形成；/n所述第一标识与所述第二标识均包含特征结构，所述特征结构具有特征点，所述第一标识与所述第二标识的投影平面为所述基底的表面，在所述特征点处沿任一方向所述特征结构均具有不连续性；所述第一标识的特征点的信息和所述第二标识的特征点的信息用于进行对准误差测量。/n

【技术特征摘要】
1.一种套刻标记，其特征在于，所述套刻标记位于基底中，包括第一标识和第二标识；所述第一标识和所述第二标识分别位于所述基底不同的层，和/或，所述第一标识和所述第二标识在不同工艺过程中形成；
所述第一标识与所述第二标识均包含特征结构，所述特征结构具有特征点，所述第一标识与所述第二标识的投影平面为所述基底的表面，在所述特征点处沿任一方向所述特征结构均具有不连续性；所述第一标识的特征点的信息和所述第二标识的特征点的信息用于进行对准误差测量。


2.根据权利要求1所述的套刻标记，其特征在于，所述第一标识的特征结构周期性排列，所述第二标识的特征结构周期性排列。


3.根据权利要求1所述的套刻标记，其特征在于，所述特征结构在所述投影平面内的投影为特征图案，所述特征图案为多边图形，所述特征点在所述投影平面内的投影为所述多边图形的顶点；或者，所述特征结构为锥体，所述特征点为锥体顶点。


4.根据权利要求1所述的套刻标记，其特征在于，所述第一标识中心对称，所述第二标识中心对称；当第一标识与第二标识不存在对准误差时，所述第一标识的对称中心与所述第二标识的对称中心在所述投影平面内重合。


5.根据权利要求4所述的套刻标记，其特征在于，所述第一标识沿其对称中心旋转90度或180度后仍与旋转前重合；所述第二标识沿其对称中心旋转90度或180度后仍与旋转前重合。


6.根据权利要求1所述的套刻标记，其特征在于，所述第一标识和所述第二标识在所述投影平面内相互错开。


7.根据权利要求1所述的套刻标记，其特征在于，所述第一标识包括至少一个第一栅格结构，所述第二标识包括至少一个第二栅格结构；所述第一栅格结构和所述第二栅格结构均包括所述特征结构，所述第一栅格结构在所述投影平面形成的第一栅格图案和所述第二栅格结构在所述投影平面形成的第二栅格图案均包括多个多边图形。


8.根据权利要求7所述的套刻标记，其特征在于，所述套刻标记包括多个标识分区，每个所述标识分区包括一个所述第一栅格结构和一个所述第二栅格结构，且在所述投影平面内该第一栅格结构的第一栅格图案和该第二栅格结构的第二栅格图案相邻。


9.根据权利要求7所述的套刻标记，其特征在于，所述第一栅格图案中多边图形的顶点相接，所述第二栅格图案中多边图形的顶点相接。


10.根据权利要求7所述的套刻标记，其特征在于，当使某个所述第一栅格结构与某个所述第二栅格结构在所述投影平面内该第一栅格结构的第一栅格图案的中心与该第二栅格结构的第二栅格图案的中心重合时，该第一栅格图案对应的多边图形与该第二栅格图案对应的多边图形重合或者该第一栅格图案对应的多边图形与第二栅格图案对应的多边图形之间的间隔重合。


11.根据权利要求3或7所述的套刻标记，其特征在于，所述多边图形的边长取值在[2μm，6μm]区间内。


12.根据权利要求7所述的套刻标记，其特征在于，所述第一栅格结构中沿所述第一方向周期性地排布的所述特征结构个数大于或等于3个。


13.一种对准误差的测量方法，其特征在于，包括：
获得权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鲁，吕肃，李青格乐，江博闻，张嵩，
申请(专利权)人：深圳中科飞测科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44