專利名稱：測(cè)量光刻套刻精度的標(biāo)尺及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體技術(shù)中的芯片制造領(lǐng)域，尤其是一種測(cè)量光刻套刻精度的標(biāo)尺及方法。
背景技術(shù)：
在芯片制造過(guò)程中，通常要通過(guò)多層光刻工藝才能完成整個(gè)制造過(guò)程。光刻后的測(cè)量工藝，即套刻精度測(cè)量工藝，是檢驗(yàn)下層與上層光刻圖形位置的對(duì)準(zhǔn)是否符合要求的至關(guān)重要的一步。
目前使用的傳統(tǒng)測(cè)量圖形稱為套刻盒記號(hào)(Boxmark)。該套刻盒記號(hào)由內(nèi)框和外框兩個(gè)正方形組成，兩個(gè)正方形的中心相同，并且正方形的邊相互平行。其中內(nèi)框正方形邊長(zhǎng)為10μm，外框正方形的邊長(zhǎng)為20μm。外框由需要被對(duì)準(zhǔn)的下層光刻工程制成，而內(nèi)框由當(dāng)前層光刻工程制成。套刻精度測(cè)定機(jī)通過(guò)顯微鏡圖象得出的波形測(cè)出內(nèi)外框的坐標(biāo)及大小，并通過(guò)比較左右邊框的坐標(biāo)差來(lái)算出橫坐標(biāo)方向和縱坐標(biāo)方向的套刻偏移量，最后通過(guò)該偏移量與制品所要求的規(guī)格進(jìn)行比較，從而判斷出這兩層光刻之間的對(duì)準(zhǔn)是否符合要求。圖1為該套刻盒記號(hào)在測(cè)定機(jī)的光學(xué)顯微鏡下得到的圖象及測(cè)量用波形。如圖1所示，測(cè)量用的波形由于記號(hào)邊框的明暗不同而顯示出明顯的波峰及波谷，并且與記號(hào)的內(nèi)外框一一對(duì)應(yīng)。
一般情況下，上述波形非常便于測(cè)量，但是部分鋁配線工程就會(huì)發(fā)生問(wèn)題。原因是目前在鋁配線成膜前，一般采用鎢反刻工藝(W-ETCHBACK)工藝和鎢化學(xué)機(jī)械拋光工藝(W-CMP)工藝來(lái)進(jìn)行鎢平坦化。不同工藝構(gòu)成的套刻盒記號(hào)斷面結(jié)構(gòu)相互不同。圖3為已有技術(shù)中鋁配線工程反刻工藝套刻盒記號(hào)斷面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，最下方為場(chǎng)1，場(chǎng)1上方中間部分為鋁層，兩邊為鎢，鎢兩邊為層間膜，上方為光刻膠。圖5為已有技術(shù)中鋁配線工程化學(xué)機(jī)械拋光工藝套刻盒記號(hào)斷面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，最下方為場(chǎng)1，場(chǎng)1上方中間部分為鋁層，兩邊為層間膜，層間膜為鋁層，再上方為光刻膠。圖2為鋁配線工程反刻工藝中套刻盒記號(hào)的光顯照片及波形。圖4為鋁配線工程化學(xué)機(jī)械拋光工藝套刻盒記號(hào)的光顯照片及波形。如圖2、圖4所示，由于鋁本身的晶粒較其它物質(zhì)(如氧化硅，氮化硅，多晶硅等)要大得多，波形非常雜亂，波峰波谷無(wú)法與記號(hào)內(nèi)外框一一對(duì)應(yīng)，這樣就會(huì)導(dǎo)致誤測(cè)定多發(fā)，造成時(shí)間上和材料上的浪費(fèi)并嚴(yán)重阻礙生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
已有技術(shù)，對(duì)于部分制品由于其工藝結(jié)構(gòu)原因?qū)е绿卓叹葻o(wú)法測(cè)量，從而產(chǎn)生生產(chǎn)線流通速度減慢，浪費(fèi)設(shè)備時(shí)間，加重人員的工作量等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種測(cè)量光刻套刻精度的標(biāo)尺及方法，能夠測(cè)量套刻精度，并且提高生產(chǎn)線的流通速度，保證生產(chǎn)的正常穩(wěn)定的進(jìn)行。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一種測(cè)量光刻套刻精度的標(biāo)尺的技術(shù)方案是，該標(biāo)尺由中心相互重合、四個(gè)邊相互平行的內(nèi)外兩個(gè)正方形組成，其中在內(nèi)的正方形邊長(zhǎng)為10μm，在外的正方形邊長(zhǎng)為20μm，還包括以上述正方形的中心為原點(diǎn)的橫向和縱向兩個(gè)坐標(biāo)軸，該坐標(biāo)軸上標(biāo)有刻度。
本發(fā)明一種測(cè)量光刻套刻精度的方法，包括以下步驟第一步，將標(biāo)尺貼在顯示器上；第二步，根據(jù)該標(biāo)尺的位置調(diào)整套刻盒記號(hào)的位置，使兩者的在內(nèi)的正方形或在外的正方形相互重合；第三步，判斷該套刻盒記號(hào)的套刻精度。
本發(fā)明通過(guò)標(biāo)尺帶有刻度的標(biāo)尺，可以測(cè)量已有技術(shù)無(wú)法測(cè)量的套刻精度。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述圖1為已有技術(shù)套刻盒記號(hào)的光顯照片及波形；圖2為已有鋁配線工程反刻工藝中套刻盒記號(hào)的光顯照片及波形；圖3為已有鋁配線工程反刻工藝中套刻盒記號(hào)斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為已有鋁配線工程化學(xué)機(jī)械拋光中套刻盒記號(hào)的光顯照片及波形；圖5為已有鋁配線工程化學(xué)機(jī)械拋光中套刻盒記號(hào)斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明標(biāo)尺示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例操作示意圖；圖8為標(biāo)尺使用前后流通阻礙時(shí)間對(duì)比圖；圖9為標(biāo)尺使用前后異常發(fā)生率對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式
圖6為本發(fā)明標(biāo)尺示意圖。如圖6所示，本發(fā)明一種測(cè)量光刻套刻精度的標(biāo)尺，由中心相互重合、四個(gè)邊相互平行的內(nèi)外兩個(gè)正方形組成，其中在內(nèi)的正方形邊長(zhǎng)為10μm，在外的正方形邊長(zhǎng)為20μm，還包括以上述正方形的中心為原點(diǎn)的橫向和縱向兩個(gè)坐標(biāo)軸，該坐標(biāo)軸上標(biāo)有刻度。其中，所述的坐標(biāo)軸的刻度大小根據(jù)產(chǎn)品的需要來(lái)設(shè)定，所述的坐標(biāo)軸上標(biāo)有的刻度可以0.5μm為單位。
在利用本發(fā)明的標(biāo)尺測(cè)量光刻套刻精度時(shí)，它包括以下步驟第一步，將標(biāo)尺貼在顯示器上；第二步，操作人員可以根據(jù)該標(biāo)尺的位置調(diào)整要被測(cè)量套刻精度的套刻盒記號(hào)位置，達(dá)到兩者的外框或內(nèi)框相吻合；第三步，判斷該套刻盒記號(hào)的套刻精度。第一步中，除了將標(biāo)尺帖在顯示器上之外，還可以使用在顯微鏡等測(cè)量設(shè)備上，或?qū)⒃摌?biāo)尺編成軟件在任何需要的設(shè)備上使用。
具體可以包括兩種方式當(dāng)?shù)诙街姓{(diào)整套刻盒記號(hào)的位置使兩者在內(nèi)的正方形相互重合時(shí)，若在外的正方形也相互重合，則判斷該套刻盒記號(hào)的套刻精度符合要求，若在外的正方形不能相互重合，則通過(guò)坐標(biāo)軸上的刻度計(jì)算套刻盒記號(hào)和標(biāo)尺在外的正方形偏差多少刻度，是否在規(guī)定刻度內(nèi)。當(dāng)?shù)诙街姓{(diào)整套刻盒記號(hào)的位置使兩者在外的正方形相互重合時(shí)，若在內(nèi)的正方形也相互重合，則判斷該套刻盒記號(hào)的套刻精度符合要求，若在內(nèi)的正方形不能相互重合，則通過(guò)坐標(biāo)軸上的刻度計(jì)算套刻盒記號(hào)和標(biāo)尺在內(nèi)的正方形偏差多少刻度，是否在規(guī)定刻度內(nèi)。
圖7為本發(fā)明實(shí)施例操作示意圖。如圖7所示，標(biāo)尺的位置位于顯示器或者檢測(cè)目鏡等設(shè)備上，使用時(shí)將要被檢測(cè)的套刻盒記號(hào)移到標(biāo)尺下，將兩者的外框6相重合，再判斷內(nèi)框7是否完全重合，如果完全重合則該套刻盒記號(hào)套刻精度沒(méi)有問(wèn)題。倘若不重合，可以看到內(nèi)框有偏差，這時(shí)可以通過(guò)刻度8來(lái)判斷內(nèi)框偏差數(shù)值，判斷該偏差數(shù)值是否在允許的范圍內(nèi)。
本發(fā)明采用帶刻度的標(biāo)尺來(lái)測(cè)量光刻套刻精度，可以在測(cè)量套刻精度大于等于0.8um的情況下測(cè)量已有技術(shù)中無(wú)法測(cè)量的套刻精度，提高了產(chǎn)品的流通速度。圖8為標(biāo)尺使用前后流通阻礙時(shí)間對(duì)比圖。圖9為標(biāo)尺使用前后異常發(fā)生率對(duì)比圖。如圖8、圖9所示，本發(fā)明大大提高了產(chǎn)品流通速度，降低了異常發(fā)生率。上述對(duì)比可如下表所示

權(quán)利要求
1.一種測(cè)量光刻套刻精度的標(biāo)尺，其特征在于，該標(biāo)尺由中心相互重合、四個(gè)邊相互平行的內(nèi)外兩個(gè)正方形組成，其中在內(nèi)的正方形邊長(zhǎng)為10μm，在外的正方形邊長(zhǎng)為20μm，還包括以上述正方形的中心為原點(diǎn)的橫向和縱向兩個(gè)坐標(biāo)軸，該坐標(biāo)軸上標(biāo)有刻度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量光刻套刻精度的標(biāo)尺，其特征在于，所述的坐標(biāo)軸上標(biāo)有刻度以0.5μm為單位。
3.一種利用權(quán)利要求1所述的標(biāo)尺測(cè)量光刻套刻精度的方法，其特征在于，它包括以下步驟第一步，將標(biāo)尺貼在顯示器上；第二步，根據(jù)該標(biāo)尺的位置調(diào)整套刻盒記號(hào)的位置，使兩者的在內(nèi)的正方形或在外的正方形相互重合；第三步，判斷該套刻盒記號(hào)的套刻精度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種測(cè)量光刻套刻精度的方法，其特征在于，當(dāng)?shù)诙街姓{(diào)整套刻盒記號(hào)的位置使兩者在內(nèi)的正方形相互重合時(shí)，若在外的正方形也相互重合，則判斷該套刻盒記號(hào)的套刻精度符合要求，若在外的正方形不能相互重合，則通過(guò)坐標(biāo)軸上的刻度計(jì)算在外的正方形偏離的數(shù)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種測(cè)量光刻套刻精度的方法，其特征在于，當(dāng)?shù)诙街姓{(diào)整套刻盒記號(hào)的位置使兩者在外的正方形相互重合時(shí)，若在內(nèi)的正方形也相互重合，則判斷該套刻盒記號(hào)的套刻精度符合要求，若在內(nèi)的正方形不能相互重合，則通過(guò)坐標(biāo)軸上的刻度計(jì)算在內(nèi)的正方形偏離的數(shù)值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測(cè)量光刻套刻精度的標(biāo)尺，該標(biāo)尺由中心相互重合、四個(gè)邊相互平行的內(nèi)外兩個(gè)正方形組成，其中在內(nèi)的正方形邊長(zhǎng)為10μm，在外的正方形邊長(zhǎng)為20μm，還包括以上述正方形的中心為原點(diǎn)的橫向和縱向兩個(gè)坐標(biāo)軸，該坐標(biāo)軸上標(biāo)有刻度。本發(fā)明測(cè)量光刻套刻精度的方法，包括以下步驟第一步，將標(biāo)尺貼在顯示器上；第二步，根據(jù)該標(biāo)尺的位置調(diào)整套刻盒記號(hào)的位置，使兩者的在內(nèi)的正方形或在外的正方形相互重合；第三步，判斷該套刻盒記號(hào)的套刻精度。本發(fā)明通過(guò)標(biāo)尺帶有刻度的標(biāo)尺，可以測(cè)量已有技術(shù)無(wú)法測(cè)量的套刻精度。
文檔編號(hào)G03F7/20GK1983032SQ20051011141
公開日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月13日
發(fā)明者顏曉艷 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司