專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有用于光刻工藝、光刻方法的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的半導(dǎo)體器件，以及制 造半導(dǎo)體器件的方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)制造具有多層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件時(shí)，各個(gè)層之間的對(duì)準(zhǔn)精度大大地影響半導(dǎo)體 器件的性能和質(zhì)量。為此，在制造工藝、生產(chǎn)工程發(fā)展及生產(chǎn)線的技術(shù)發(fā)展中，對(duì)準(zhǔn)精度的 改善和處理是重要的問題。在光刻工藝中，形成的具有不同元件的各個(gè)層需要相互對(duì)準(zhǔn)。在 光刻工藝中，通過使用具有照射系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及傳送系統(tǒng)的曝光設(shè)備，基于在光敏樹脂層 (在下文中，稱為光致抗蝕劑層)上轉(zhuǎn)寫的期望電路圖案來曝光硅晶片。當(dāng)將下一個(gè)電路圖 案轉(zhuǎn)寫在曝光層上時(shí)，曝光設(shè)備需要以高精度將下一個(gè)電路圖案與曝光層對(duì)準(zhǔn)。該曝光設(shè) 備使用先前形成在硅晶片上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記來對(duì)準(zhǔn)下一個(gè)電路圖案。參考圖IA和1B，將描述關(guān) 于轉(zhuǎn)寫電路圖案的對(duì)準(zhǔn)工藝。圖IA和IB是示出在光刻工藝中的曝光工藝的構(gòu)思示意圖。參考圖1A，曝光設(shè)備 將探測(cè)束掃描到硅晶片上，以檢測(cè)在硅晶片上形成的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位置。該曝光設(shè)備根據(jù)對(duì) 準(zhǔn)標(biāo)記的檢測(cè)位置來確定轉(zhuǎn)寫在硅晶片上的第一層(在下文中，稱為對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)層)電路圖 案的位置。參考圖1B，該曝光設(shè)備在對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)層上曝光并轉(zhuǎn)寫第二層(在下文中，稱為對(duì)準(zhǔn) 層)電路圖案。如所述的，在光刻工藝中，基于對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)層的檢測(cè)位置來對(duì)準(zhǔn)該對(duì)準(zhǔn)層，并通過定 量地檢查對(duì)準(zhǔn)精度，制造期望的電路。對(duì)準(zhǔn)精度很大程度上取決于曝光設(shè)備確定對(duì)準(zhǔn)目標(biāo) 層的位置時(shí)的精度。即，對(duì)準(zhǔn)精度很大程度上取決于曝光設(shè)備將探測(cè)束掃描到對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記上 以檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位置時(shí)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的檢測(cè)精度。就曝光設(shè)備來說，該精度被稱為對(duì)準(zhǔn)測(cè) 量精度。雖然對(duì)準(zhǔn)測(cè)量精度取決于曝光設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)測(cè)量機(jī)構(gòu)的精度，但是它在很大程度上 也取決于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記本身的結(jié)構(gòu)。參考圖2和3，將描述用于對(duì)準(zhǔn)電路圖案的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的示例。圖2是示出用于檢 測(cè)轉(zhuǎn)寫的電路圖案的X坐標(biāo)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記100的結(jié)構(gòu)示例的圖。參考圖2，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記100具 有以預(yù)定間隔PlO布置的多個(gè)條標(biāo)記101。曝光設(shè)備在X測(cè)量方向上掃描探測(cè)束，并且指 定對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位置，以檢測(cè)轉(zhuǎn)寫電路圖案的X坐標(biāo)。探測(cè)束的掃描方向在下文中被稱為測(cè) 量方向。多個(gè)條標(biāo)記101以預(yù)定間隔PlO沿X測(cè)量方向布置。條標(biāo)記101的形狀為具有在 X測(cè)量方向上的短邊(寬度幾ym到 ομπι)和在與X測(cè)量方向垂直的非測(cè)量方向上的長(zhǎng) 邊的長(zhǎng)方形。此外，相鄰條標(biāo)記101之間的間隔PlO為10 μ m到100 μ m,并且對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記100 的條標(biāo)記101的數(shù)目為幾個(gè)到幾十個(gè)。圖3是示出用于檢測(cè)轉(zhuǎn)寫電路圖案的Y坐標(biāo)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200的示例的示意圖。參 考圖3，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200具有以預(yù)定間隔P20布置的多個(gè)條標(biāo)記201。曝光設(shè)備在Y測(cè)量方向 上掃描探測(cè)束，并且指定對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位置，以檢測(cè)轉(zhuǎn)寫電路圖案的Y坐標(biāo)。多個(gè)條標(biāo)記201 以預(yù)定間隔P20沿Y測(cè)量方向布置。條標(biāo)記201的形狀為具有在Y測(cè)量方向上的短邊(寬
4度幾ym到ΙΟμπι)和在與Y測(cè)量方向垂直的非測(cè)量方向上的長(zhǎng)邊的長(zhǎng)方形。此外，相鄰 兩個(gè)條標(biāo)記201之間的間隔Ρ20為10 μ m到100 μ m,對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200的條標(biāo)記201的數(shù)目為 幾個(gè)到幾十個(gè)。近年來，隨著半導(dǎo)體器件的小型化，形成為電路圖案的圖案尺寸被限制(設(shè)計(jì)限 制)，以便避免在諸如干法蝕刻和化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)的制造方法中的缺陷。在干法蝕刻時(shí) 的蝕刻速率和在CMP中的拋光量根據(jù)圖案尺寸而改變。為此，如果對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的圖案尺寸不 同于其他電路元件的圖案尺寸，則由于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記與普通圖案之間的蝕刻速率或者在CMP中 的拋光量不同而產(chǎn)生缺陷。為了避免這種缺陷，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記需要具有受到設(shè)計(jì)限制的圖案尺 寸(例如，標(biāo)記寬度小于ι μ m)。在專利文獻(xiàn)1到專利文獻(xiàn)8中，將描述與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記有關(guān)的技術(shù)。引用列表[專利文獻(xiàn)1]JP2000--252203A
[專利文獻(xiàn)2]JP2000--306822A
[專利文獻(xiàn)3]JP2001--44105A
[專利文獻(xiàn)4]JP2001--102285A
[專利文獻(xiàn)5]JP2003--209037A
[專利文獻(xiàn)6]JP2005--31681A
[專利文獻(xiàn)7]JP2007--73970A
[專利文獻(xiàn)8]JP2004--507901A

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)的發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到如下情況。如果將對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的標(biāo)記寬度限制為小于 1 μ m，則會(huì)使標(biāo)記的光學(xué)圖像的分辨率劣化以及在對(duì)準(zhǔn)測(cè)量中增加誤差。為此，對(duì)準(zhǔn)測(cè)量精 度和對(duì)準(zhǔn)精度的劣化使得難以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件的性能改善及高質(zhì)量保證。本申請(qǐng)的發(fā)明人研究了形成的具有基于設(shè)計(jì)限制(規(guī)則)確定的標(biāo)記寬度的對(duì)準(zhǔn) 標(biāo)記的問題。參考圖4至7，將描述具有標(biāo)記寬度小于1 μ m的標(biāo)記的分辨率檢查結(jié)果。圖 4和6示出用于實(shí)驗(yàn)測(cè)定的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。圖5和7示出基于圖4和6示出的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的對(duì)準(zhǔn) 測(cè)量精度的實(shí)驗(yàn)測(cè)定的結(jié)果。在這里，檢查不具有基于設(shè)計(jì)限制確定的標(biāo)記寬度的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記100 (見圖4)的對(duì) 準(zhǔn)測(cè)量精度和具有基于設(shè)計(jì)限制確定的標(biāo)記寬度的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300的(見圖6)對(duì)準(zhǔn)測(cè)量精 度。參考圖4，在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記100中，在測(cè)量方向上具有標(biāo)記寬度為6 μ m的九個(gè)條標(biāo)記101在 測(cè)量方向上以20 μ m的間隔布置。圖5示出用于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記100的對(duì)準(zhǔn)測(cè)量殘差3 σ值的研 究結(jié)果。另一方面，參考圖6，在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300中，在測(cè)量方向上具有標(biāo)記寬度為0. 3μπι的 九個(gè)條標(biāo)記301在測(cè)量方向上以20 μ m的間隔布置。圖7示出用于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300的對(duì)準(zhǔn)測(cè) 量殘差3σ值的檢查結(jié)果。通常，如果對(duì)準(zhǔn)測(cè)量殘差3σ值接近于根據(jù)曝光設(shè)備的臺(tái)性能(stage performance)計(jì)算的適當(dāng)值，則確定測(cè)量誤差為最小(在該實(shí)驗(yàn)中，適當(dāng)值為20到25nm)。 比較圖5和7示出的結(jié)果，用于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300的測(cè)量殘差3 σ值為50nm，并且與用于對(duì)準(zhǔn)標(biāo) 記100的值(大約25nm)相比，精度低幾乎兩倍。
如上所述，如果將標(biāo)記的標(biāo)記寬度限制為小于1 μ m，則對(duì)準(zhǔn)測(cè)量精度低，這會(huì)導(dǎo)致 低對(duì)準(zhǔn)精度。因此，在遵守設(shè)計(jì)限制時(shí)，需要改善并確保對(duì)準(zhǔn)精度。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，其中，在遵守設(shè)計(jì)限 制時(shí)，能夠改善測(cè)量精度或?qū)?zhǔn)精度。在本發(fā)明的一方面中，半導(dǎo)體器件包括對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。將探測(cè)束掃描到對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記上，以 便檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位置坐標(biāo)，并且對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記包括以第一預(yù)定間隔沿掃描檢測(cè)束的第一方向 布置的多個(gè)條標(biāo)記。多個(gè)條標(biāo)記中的每個(gè)包括沿與第一方向正交的第二方向布置的多個(gè)互 連標(biāo)記，并且在設(shè)計(jì)限制的范圍內(nèi)多個(gè)互連標(biāo)記中的相鄰兩個(gè)之間的第一空隙短于檢測(cè)束 的波長(zhǎng)。在本發(fā)明的另一方面，通過以下方法來實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件的制造方法在具有光致 抗蝕劑層的半導(dǎo)體襯底上形成的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記上照射并掃描檢測(cè)束；由檢測(cè)束的反射強(qiáng)度 來檢測(cè)第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)位置；基于檢測(cè)到的坐標(biāo)位置來調(diào)整半導(dǎo)體襯底的位置；在第 一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和包括第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的具有預(yù)定電路圖案的掩模上形成的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記上，照 射并掃描探測(cè)束；由檢測(cè)束的反射強(qiáng)度來檢測(cè)第一和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)位置；基于檢測(cè) 到的坐標(biāo)位置來調(diào)整半導(dǎo)體襯底和掩模的相對(duì)位置；以及對(duì)在半導(dǎo)體襯底的光致抗蝕劑層 上的電路圖案進(jìn)行曝光。第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記包括以第一預(yù)定間隔沿掃描檢測(cè)束的第一方向布置 的多個(gè)第一條標(biāo)記，并且多個(gè)第一條標(biāo)記中的每個(gè)包括沿與第一方向正交的第二方向布置 的多個(gè)第一互連標(biāo)記。在設(shè)計(jì)限制的范圍內(nèi)多個(gè)第一互連標(biāo)記中的相鄰兩個(gè)之間的第一空 隙短于檢測(cè)束的波長(zhǎng)。根據(jù)本發(fā)明，在遵守設(shè)計(jì)限制時(shí)，能夠改善測(cè)量精度或?qū)?zhǔn)精度。


從下面結(jié)合附圖對(duì)某些實(shí)施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明的上述和其他目的、優(yōu)勢(shì)及特 征將更顯而易見，其中圖IA和IB是示出光刻工藝中的對(duì)準(zhǔn)曝光的構(gòu)思的示意圖；圖2是示出用于檢測(cè)轉(zhuǎn)寫的電路圖案的X坐標(biāo)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的結(jié)構(gòu)示例的示意圖；圖3是示出用于檢測(cè)轉(zhuǎn)寫的電路圖案的Y坐標(biāo)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的結(jié)構(gòu)示例的示意圖；圖4是示出用于實(shí)驗(yàn)測(cè)定并基于現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的示意圖；圖5是示出用于基于現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的對(duì)準(zhǔn)測(cè)量殘差3 σ值的檢查結(jié)果的示 意圖；圖6是示出用于實(shí)驗(yàn)測(cè)定并且根據(jù)限制條件產(chǎn)生的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的示意圖；圖7是示出用于用作為實(shí)驗(yàn)測(cè)定并根據(jù)限制條件產(chǎn)生的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的對(duì)準(zhǔn)測(cè)量殘 差3σ值的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的示意圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的結(jié)構(gòu)的平面圖；圖9是示出第一實(shí)施例的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的局部放大圖；圖10是示出第一實(shí)施例的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的結(jié)構(gòu)示例的示意圖；圖11是示出第一實(shí)施例的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的測(cè)量精度的對(duì)準(zhǔn)測(cè)量殘差3 ο特性示意 圖；圖12是示出光刻工藝中的對(duì)準(zhǔn)測(cè)量的構(gòu)思示意圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(上層和下層))的第二實(shí)施例的 結(jié)構(gòu)的平面圖；圖14是示出第二實(shí)施例的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(下層)的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的局部放大圖；圖15是示出第二實(shí)施例的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(下層)的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的局部放大圖；圖16是示出第二實(shí)施例的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的結(jié)構(gòu)的示例的示意圖；圖17是示出第二實(shí)施例的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的重復(fù)性分配特性的示意圖；圖18是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的結(jié)構(gòu)的示例的示意圖；圖19是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的重復(fù)性分配特性的示意圖；以及圖20是示出根據(jù)本發(fā)明的光刻工藝的示例的流程圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參考附圖來描述在半導(dǎo)體襯底(例如，半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體芯片)上 形成的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和由具有對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的半導(dǎo)體襯底制造的半導(dǎo)體器件。[第一實(shí)施例]參考圖8到11，將描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的在半導(dǎo)體襯底上形成的對(duì)準(zhǔn)標(biāo) 記。本實(shí)施例中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1用于確定在硅晶片(襯底)上轉(zhuǎn)寫的電路圖案的位置(在下 文中，被稱為對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)層)。參考圖8和9，將描述第一實(shí)施例中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1的結(jié)構(gòu)。圖8是示出第一實(shí)施例 中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1的結(jié)構(gòu)的平面圖。圖9是示出第一實(shí)施例中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的局 部放大圖。曝光設(shè)備在測(cè)量方向上掃描探測(cè)束，并且指定對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1的位置，以檢測(cè)轉(zhuǎn)寫電 路圖案的坐標(biāo)。探測(cè)束的掃描方向在下文中被稱為測(cè)量方向?；谄毓庠O(shè)備的測(cè)量原理， 用于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1的測(cè)量方向是有意義的方向，并且由標(biāo)記的外觀來唯一地限定。參考圖8，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1具有沿測(cè)量方向以預(yù)定間隔Pl布置的多個(gè)條標(biāo)記10。在測(cè) 量方向上相互鄰近的條標(biāo)記10之間的間隔Pl為例如10 μ m到100 μ m,并且對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1的 條標(biāo)記10的數(shù)目為幾個(gè)到幾十個(gè)。在測(cè)量方向上的條標(biāo)記10的尺寸(寬度Wl)為幾μπι 到10 μ m，并且在與測(cè)量方向相垂直的方向(在下文中，被稱為非測(cè)量方向)上的尺寸基本 上是任意的(例如，10 μ m到100 μ m)。參考圖9，條標(biāo)記10由在非測(cè)量方向上交替布置的多個(gè)互連標(biāo)記11和空隙12形 成。互連標(biāo)記11是互連圖案，例如，在測(cè)量方向上具有縱向方向的金屬布線和硅化物布線。 在非測(cè)量方向上的互連標(biāo)記11的標(biāo)記寬度WL在設(shè)計(jì)限制中的下限和上限之間、小于1 μ m。 在測(cè)量方向上的互連標(biāo)記11的寬度(在縱向方向上的寬度)與在測(cè)量方向上的條標(biāo)記10 的尺寸相同，即，幾Pm到10 μ m?；ミB標(biāo)記11之間的空隙12的空隙寬度WS優(yōu)選設(shè)定為比探測(cè)束的波長(zhǎng)更短。通 常，對(duì)準(zhǔn)測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)使用具有可見范圍的波段(大約500nm到IOOOnm)的探測(cè)束(檢測(cè) 束)。為此，最好將空隙寬度WS設(shè)定為小于1 μ m，優(yōu)選小于0.5 μπι。例如，互連標(biāo)記11的 標(biāo)記寬度WL和空隙12的空隙寬度WS都為0. 3 μ m。設(shè)定空隙寬度WS比探測(cè)束的波長(zhǎng)更短的原因如下如果間隔寬度WS等于或大于 探測(cè)束的波長(zhǎng)，則檢測(cè)到空隙12。在本發(fā)明中，通過將空隙寬度WS設(shè)定為小于探測(cè)束的波
7長(zhǎng)，空隙寬度WS變?yōu)榈扔诨蛐∮谔綔y(cè)束的分辨率。因此，不能探測(cè)到被分開的條標(biāo)記10。 即，探測(cè)束將條標(biāo)記10識(shí)別成在非測(cè)量方向上未被分開的柱狀標(biāo)記，并且因此能夠得到等 同于未分開條標(biāo)記的情況的對(duì)準(zhǔn)測(cè)量精度。通常，分辨率用δ =0.61 X λ/NA來表示。λ為探測(cè)束的波長(zhǎng)，并且NA為數(shù)值孔 徑。數(shù)值孔徑一般約為0.6，并且因此分辨率δ具有探測(cè)束波長(zhǎng)的數(shù)量級(jí)。即，即使將條標(biāo) 記分成具有空隙窄于分辨率δ的互連標(biāo)記，如果空隙短于分辨率也能將條標(biāo)記看作為柱 狀標(biāo)記。應(yīng)該注意，在許多情況下，對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑NA —般為0. 2至0. 6，并且對(duì) 準(zhǔn)測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑NA—般為0.7至0.9。在這種情況下，分辨率δ多達(dá)波長(zhǎng)λ 的0. 68至3倍。作為示例，如果探測(cè)束的波長(zhǎng)為lOOOnm，則空隙寬度最好短于至少680nm。在上文中，描述了空隙寬度WS。然而，對(duì)于標(biāo)記寬度WL同樣正確。此外，在將空隙 寬度WS和標(biāo)記寬度WL設(shè)定為相同值的情況下，除了設(shè)計(jì)便利之外，還獲得了下面的效果。 即，互連標(biāo)記11和空隙12以固定間隔布置，并且因此發(fā)生來自互連標(biāo)記11和空隙12的 光干涉。在這里，存在由光干涉產(chǎn)生的駐波被限制于一個(gè)基波(包括基波的整倍數(shù))的優(yōu) 勢(shì)。另一方面，如果互連標(biāo)記11和空隙12的寬度不同，則與各個(gè)間隔(在平面內(nèi)的周期結(jié) 構(gòu)中)相對(duì)應(yīng)的、分別具有多個(gè)基波(由平面內(nèi)周期結(jié)構(gòu)的傅立葉變換得到的頻率)的駐 波。因此，觀察到了由于多個(gè)駐波引起的探測(cè)束的非故意反射的光束強(qiáng)度，這會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤識(shí) 別對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位置。此外，如果來自互連標(biāo)記11的反射光束的強(qiáng)度比來自空隙12的反射光束的強(qiáng)度 大很多，則將會(huì)降低條標(biāo)記10的分辨率。為此，互連標(biāo)記11的標(biāo)記寬度WL和空隙12的空 隙寬度WS優(yōu)選為相同。參考圖10和11，將描述本實(shí)施例中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1的特定示例。圖10是示出第一 實(shí)施例中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1的結(jié)構(gòu)的示例的圖。圖11是示出第一實(shí)施例中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1的測(cè) 量精度的對(duì)準(zhǔn)測(cè)量殘差3 0特性示意圖。圖10示出的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1提供有沿測(cè)量方向布置的九個(gè)條標(biāo)記10。條標(biāo)記10在 測(cè)量方向上的寬度Wl為6μπι，并且在測(cè)量方向上彼此相鄰的條標(biāo)記10之間的間隔Pl為 20 μ m0此外，假定在設(shè)計(jì)限制中的下限和上限分別為0. 2μπι和0. 3μπι，則互連標(biāo)記11的 標(biāo)記寬度WL和空隙12的空隙寬度WS在非測(cè)量方向上都為0. 3 μ m。通過把圖10示出的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1的測(cè)量精度作為示例，將描述本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)測(cè)量精 度。使用對(duì)準(zhǔn)測(cè)量殘差3 0，其為用于估計(jì)對(duì)準(zhǔn)測(cè)量精度的定量指標(biāo)，將描述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1的 測(cè)量精度。一般，如果對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的測(cè)量坐標(biāo)接近于由曝光設(shè)備的臺(tái)性能計(jì)算的適當(dāng)值(坐 標(biāo))，則測(cè)量誤差被確定為最小。在該實(shí)驗(yàn)中，對(duì)準(zhǔn)測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)用作光源，探測(cè)束(檢測(cè) 束)接近可見區(qū)域(大約為500nm到IOOOnm的波長(zhǎng)區(qū)域)，并且在對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)中數(shù)值孔 徑NA大約為0.2到0.6。在該實(shí)驗(yàn)中，通常使用的光源用作為探測(cè)束(檢測(cè)束)。在這種 情況下，如果對(duì)準(zhǔn)測(cè)量殘差3 σ值為20nm到25nm，則確定該值是適當(dāng)?shù)?。參考圖11，作為該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，圖10示出的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1的對(duì)準(zhǔn)測(cè)量殘差3 σ值為 25nm或更小，S卩，得到良好的測(cè)量精度。雖然沒有示出，但是在將互連標(biāo)記11的標(biāo)記寬度 WL和空隙12的空隙寬度WS在非測(cè)量方向上設(shè)定為1 μ m的情況下，或者在由在測(cè)量方向上 分隔開的互連標(biāo)記形成條標(biāo)記的情況下，增加測(cè)量誤差(測(cè)量殘差30值)。在測(cè)量方向上 分開互連標(biāo)記11以形成點(diǎn)狀的互連標(biāo)記11的情況下，減少來自標(biāo)記的反射強(qiáng)度，并且使條劣化，從而增加測(cè)量誤差(對(duì)準(zhǔn)測(cè)量殘差3 σ值)。在本發(fā)明中，在縱向方向(測(cè)量方向)上延伸的互連標(biāo)記11形成條標(biāo)記10。因 此，條標(biāo)記10與背景之間的反射光強(qiáng)度的差異是清晰的。此外，互連標(biāo)記11的標(biāo)記寬度WL 和空隙12的空隙寬度WS在非測(cè)量方向上小于1 μ m,比探測(cè)束的波長(zhǎng)更短。因此，改善了條 標(biāo)記10的分辨率。為此，即使由具有遵守設(shè)計(jì)限制的標(biāo)記寬度的互連標(biāo)記11形成條標(biāo)記 10，也可以用良好的測(cè)量精度來檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1的位置(坐標(biāo))。此外，隨后描述的對(duì)準(zhǔn)精度在很大程度上取決于曝光設(shè)備確定對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)層的位置 的精度，并且該精度在很大程度上取決于曝光設(shè)備掃描對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記以檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記位置的精 度。為此，通過改善如上所述的對(duì)準(zhǔn)測(cè)量精度，也能夠改善該對(duì)準(zhǔn)精度。[第二實(shí)施例]參考圖12到19，將描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。參考圖12，曝光之后，通過對(duì)準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器測(cè)量作為掩模圖案的對(duì)準(zhǔn)層與已經(jīng)在硅 晶片上形成的對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)層之間的對(duì)準(zhǔn)精度。每層轉(zhuǎn)寫的電路圖案具有用于測(cè)量對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn) 標(biāo)記。對(duì)準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器測(cè)量在硅晶片上已經(jīng)形成的對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)層上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(在下文中，被 稱為對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(下層))與作為掩模圖案存在于對(duì)準(zhǔn)層上的標(biāo)記(在下文中，被稱為對(duì)準(zhǔn)標(biāo) 記(上層))之間的相對(duì)位置，以量化對(duì)準(zhǔn)層與對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)層之間的對(duì)準(zhǔn)精度。以這種方式， 在光刻工藝中，基于下層(對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)層)的位置數(shù)據(jù)來對(duì)準(zhǔn)上層，并且進(jìn)一步，通過定量地 測(cè)量對(duì)準(zhǔn)精度，通過光刻工藝得到期望的電路。對(duì)準(zhǔn)精度取決于對(duì)準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器測(cè)量對(duì)準(zhǔn)層與對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)層之間的相對(duì)位置的精度， 并且該精度在很大程度上取決于對(duì)準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(上層和下層)的位置的精 度。該精度被稱為對(duì)準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器的對(duì)準(zhǔn)測(cè)量精度。雖然對(duì)準(zhǔn)測(cè)量精度取決于對(duì)準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器 中的光學(xué)系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的精度，但是其在很大程度上取決于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的結(jié)構(gòu)，并且在很 大程度上受到對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(下層)的結(jié)構(gòu)影響。根據(jù)本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可以應(yīng)用到用于對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)層與對(duì)準(zhǔn)層之間對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo) 記。將描述作為第二實(shí)施例中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。將描述第二實(shí)施例中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的結(jié)構(gòu)。圖13是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(上層和下層)的結(jié)構(gòu)的平面圖。圖14和15是示出第二實(shí)施例中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 (下層)的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的局部放大圖。對(duì)準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器在測(cè)量方向上掃描探測(cè)束，以測(cè)量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(上層和下層)之間的 相對(duì)位置。在X軸方向上的探測(cè)束的掃描方向在下文中被稱為X測(cè)量方向，并且在Y軸方 向上的掃描方向被稱為Y測(cè)量方向?；趯?duì)準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器的測(cè)量原理，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的測(cè)量方向 是有意義的方向，并且由標(biāo)記的外觀來唯一地限定。參考圖13，根據(jù)本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(下層)提供有用于測(cè)量對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)層的X坐標(biāo) 的條標(biāo)記IOa和用于測(cè)量對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)層的Y坐標(biāo)的條標(biāo)記10b。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(下層)具有沿X 測(cè)量方向以預(yù)定間隔P2布置的兩個(gè)條標(biāo)記10a。該對(duì)準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器測(cè)量在X測(cè)量方向上的條 標(biāo)記10a，并且測(cè)量對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)層的X坐標(biāo)。在X測(cè)量方向上的彼此相鄰的條標(biāo)記IOa之間的 間隔P2為例如10 μ m到100 μ m。在本實(shí)施例中，舉例說明了具有兩個(gè)條標(biāo)記IOa的對(duì)準(zhǔn)標(biāo) 記。然而，可以任意設(shè)定條標(biāo)記IOa的數(shù)目(例如，幾個(gè)到大約十個(gè))。在X測(cè)量方向上條 標(biāo)記IOa的尺寸(寬度W2)為幾μπι到10 μπι，并且在與X測(cè)量方向相垂直的非測(cè)量方向
9(Y測(cè)量方向)上的尺寸基本上是任意的(例如10 μ m到100 μ m)。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(下層)具有沿Y測(cè)量方向以預(yù)定間隔P3布置的兩個(gè)條標(biāo)記10b。該對(duì) 準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器測(cè)量在Y測(cè)量方向上的條標(biāo)記10b，從而能夠測(cè)量對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)層的Y坐標(biāo)。在Y測(cè) 量方向上的彼此相鄰的條標(biāo)記IOb之間的間隔P3為例如10 μ m到100 μ m。在本實(shí)施例中， 舉例說明了具有兩個(gè)條標(biāo)記IOb的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。然而，可以任意設(shè)定條標(biāo)記IOb的數(shù)目(例 如，幾個(gè)到大約十個(gè))。在Y測(cè)量方向上條標(biāo)記IOb的尺寸(寬度W3)為幾ym到ΙΟμπι，在 與Y測(cè)量方向相垂直的非測(cè)量方向(X測(cè)量方向)上的尺寸基本上是任意的(例如，10 μ m 至Ij 100 μ m)。參考圖14，條標(biāo)記IOa由沿Y測(cè)量方向交替布置的多個(gè)條標(biāo)記(互連標(biāo)記11)和 空隙12形成?；ミB標(biāo)記11為在測(cè)量方向上具有縱向方向的布線(例如，金屬布線或硅化 物布線)。在Y測(cè)量方向上的互連標(biāo)記11的標(biāo)記寬度WL在設(shè)計(jì)限制中的下限和上限之間、 小于lym。在X測(cè)量方向上的互連標(biāo)記11的寬度(縱向方向上的標(biāo)記寬度)與在X測(cè)量 方向上的條標(biāo)記IOa的尺寸相同，S卩，幾μπ^Ι」10μπι。此外，多個(gè)條標(biāo)記(互連標(biāo)記11)之 間的空隙12的空隙寬度WS (Y測(cè)量方向)在設(shè)計(jì)限制中的下限和上限之間、優(yōu)選小于1 μ m。參考圖15，條標(biāo)記IOb由沿X測(cè)量方向交替布置的多個(gè)條標(biāo)記(互連標(biāo)記11)和 空隙12形成?；ミB標(biāo)記11為在測(cè)量方向上具有縱向方向的布線(例如，金屬布線或硅化 物布線)。在X測(cè)量方向上的互連標(biāo)記11的標(biāo)記寬度WL在設(shè)計(jì)限制中的下限和上限之間、 小于lym。在X測(cè)量方向上的互連標(biāo)記11的寬度(縱向方向上的標(biāo)記寬度)與在Y測(cè)量 方向上的條標(biāo)記IOb的尺寸相同，即，幾μπι到10 μ m。由于諸如布線規(guī)則的設(shè)計(jì)限制，互連標(biāo)記11的標(biāo)記寬度WL應(yīng)該小于1 μπι。與第一實(shí)施例類似，互連標(biāo)記11之間的空隙12的空隙寬度WS優(yōu)選設(shè)定為比探測(cè) 束的波長(zhǎng)更短。例如，互連標(biāo)記11的標(biāo)記寬度WL和空隙12的空隙寬度WS都為0. 3 μ m。 將空隙寬度WS和標(biāo)記寬度WL設(shè)定為與第一實(shí)施例中所描述的一樣、比探測(cè)束的波長(zhǎng)更短。此外，如果來自互連標(biāo)記11的反射光束的強(qiáng)度比來自空隙12的反射光束的強(qiáng)度 大很多，則會(huì)降低條標(biāo)記IOa和IOb的分辨率。為此，互連標(biāo)記11的標(biāo)記寬度WL和空隙12 的空隙寬度WS優(yōu)選為相同。由上文，考慮到條標(biāo)記IOa和IOb的測(cè)量精度，在測(cè)量方向上的互連標(biāo)記11的標(biāo) 記寬度WL和空隙12的空隙寬度WS都優(yōu)選為相同，并且小于0. 5 μ m(注意，下限遵守設(shè)計(jì) 限制)。例如，互連標(biāo)記11的標(biāo)記寬度WL和空隙12的空隙寬度WS都為0. 3 μ m。此外，對(duì) 準(zhǔn)標(biāo)記(上層)優(yōu)選由分別具有類似構(gòu)造的條標(biāo)記20a和20b形成。參考圖13，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(上層)具有沿X測(cè)量方向以預(yù)定間隔布置的用于X坐標(biāo)測(cè) 量的多個(gè)條標(biāo)記20a以及沿Y測(cè)量方向以預(yù)定間隔布置的用于Y坐標(biāo)測(cè)量的多個(gè)條標(biāo)記 20b。在X測(cè)量方向上的彼此相鄰的條標(biāo)記20a之間的間隔為例如10 μπι或更小。在本實(shí) 施例中，舉例說明了具有兩個(gè)條標(biāo)記20a的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。然而，可以任意設(shè)定條標(biāo)記20a的數(shù) 目(例如，幾個(gè)到大約十個(gè))。在X測(cè)量方向上的條標(biāo)記20a的尺寸為幾μ m，并且在與X 測(cè)量方向相垂直的Y測(cè)量方向上的尺寸基本上是任意的(例如，幾μπι)。在Y測(cè)量方向上 的彼此相鄰的條標(biāo)記20b之間的間隔為例如IOym或更小。在本實(shí)施例中，舉例說明了具 有兩個(gè)條標(biāo)記20b的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。然而，可以任意設(shè)定條標(biāo)記20b的數(shù)目(例如，幾個(gè)到大約 十個(gè))。在Y測(cè)量方向上的條標(biāo)記20b的尺寸為幾ym，在與Y測(cè)量方向相垂直的非測(cè)量方向(X測(cè)量方向)上的尺寸基本上是任意的(例如，幾μπι)。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(上層)可以具有與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(下層)相類似的在非測(cè)量(Y測(cè)量)方 向上交替布置的互連標(biāo)記11和空隙12的結(jié)構(gòu)，或者具有與現(xiàn)有標(biāo)記相類似的結(jié)構(gòu)。即，存 在三種情況，即，僅分割在對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)層上形成的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的情況，僅分割在對(duì)準(zhǔn)層上形成的 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的情況，以及分割在兩個(gè)層上形成的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的情況。通過對(duì)準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器來測(cè)量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(上層和下層)之間的相對(duì)位置，并且對(duì)準(zhǔn)目 標(biāo)層和對(duì)準(zhǔn)層相互對(duì)準(zhǔn)，使得對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(上層)(條標(biāo)記20a和20b)與由條標(biāo)記IOa和IOb 圍繞的區(qū)域重疊。參考圖16到19，將描述本實(shí)施例中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的特定示例。圖16是示出第二實(shí) 施例中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的構(gòu)造的示例的示意圖。圖17是示出第二實(shí)施例中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的重復(fù) 性分布特性的示意圖。圖18是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的構(gòu)造的示例的示意圖。圖 19是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的重復(fù)性分布特性的示意圖。圖16示出的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(下層)提供有在X測(cè)量方向上布置的兩個(gè)條標(biāo)記IOa以 及在Y測(cè)量方向上布置的兩個(gè)條標(biāo)記10b。條標(biāo)記IOa和IOb的寬度W2和W3 (圖13)分別 在它們的測(cè)量方向上都為2 μ m，在X測(cè)量方向上彼此相鄰的條標(biāo)記IOa之間的間隔P2為 20 μ m,并且在Y測(cè)量方向上彼此相鄰的條標(biāo)記IOb之間的間隔P3為20 μ m。此外，假定在 設(shè)計(jì)限制中的下限和下限分別為0.2μπι和0.3 μ m，則在非測(cè)量方向上的互連標(biāo)記11的標(biāo) 記寬度WL和空隙12的寬度WS都為0. 3 μ m。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(上層)的條標(biāo)記20a和20b的短 邊都為2 μπι。在該實(shí)驗(yàn)中，與條標(biāo)記IOa和IOb (具有互連標(biāo)記11和空隙12)相類似地分 割條標(biāo)記20a和20b。與圖18示出的現(xiàn)有技術(shù)相比較，將描述本實(shí)施例中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的特性。參考圖 18，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(下層)提供有在X測(cè)量方向上布置的兩個(gè)條標(biāo)記IOla以及 在Y測(cè)量方向上布置的兩個(gè)條標(biāo)記101b。條標(biāo)記IOla和IOlb的寬度W2和W3在它們的 測(cè)量方向上都為2 μ m，在X測(cè)量方向上彼此相鄰的條標(biāo)記IOla之間的間隔為20 μ m，并且 在Y測(cè)量方向上彼此相鄰的條標(biāo)記IOlb之間的間隔P3為20 μ m。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(上層)的條 標(biāo)記201a和201b的短邊都為2 μ m。與本發(fā)明不同，假定不存在設(shè)計(jì)限制，則不分割條標(biāo)記 IOla 和 IOlb0在本實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)重復(fù)地測(cè)量相同目標(biāo)時(shí)，通過使用作為指標(biāo)的測(cè)量值分 布(3 δ)來計(jì)算對(duì)準(zhǔn)測(cè)量精度。參考圖17，當(dāng)測(cè)量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(下層)30次時(shí)，X坐標(biāo)的測(cè)量 結(jié)果(3 δ值)分布在1. Onm到3. Onm的范圍內(nèi)，Y坐標(biāo)的測(cè)量結(jié)果(3 δ值)分布在0. 4nm 到2. Onm的范圍內(nèi)。參考圖19，當(dāng)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)測(cè)量對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(下層)30次時(shí)，X坐標(biāo)的 測(cè)量結(jié)果(3 δ值)分布在l.Onm到3. 7nm的范圍內(nèi)，Y坐標(biāo)的測(cè)量結(jié)果(3 δ值)分布在 1. Onm到4. 5nm的范圍內(nèi)。如所述的，對(duì)于X和Y坐標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的測(cè)量結(jié)果(3δ值)的分布 范圍比根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的測(cè)量結(jié)果(3 δ值)的分布范圍窄。S卩，該實(shí)驗(yàn)示出了 遵守設(shè)計(jì)限制的根據(jù)本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的測(cè)量精度(對(duì)準(zhǔn)精度)等于或大于在不考慮設(shè)計(jì) 限制的情況下形成的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的測(cè)量精度(對(duì)準(zhǔn)精度)。認(rèn)為，在根據(jù)本發(fā) 明的每個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中，條標(biāo)記具有與測(cè)量方向相對(duì)應(yīng)的縱向方向的空隙12，使得減小來自 標(biāo)記的反射光束強(qiáng)度，以改善對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的分辨率，并且因此與現(xiàn)有情況相比較，減少了測(cè)量
11坐標(biāo)的變化。在光刻工藝中使用本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。參考圖20，將描述使用根據(jù)本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn) 標(biāo)記的光刻工藝的示例。圖20是示出根據(jù)本發(fā)明的光刻工藝的示例的流程圖。在這里，假定在硅晶片(或者具有電路或沒有電路的半導(dǎo)體襯底)上預(yù)先形成對(duì) 準(zhǔn)標(biāo)記1，還預(yù)先形成包括圖13示出的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(下層)的對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)層。首先，用涂布器在硅晶片的整個(gè)表面上涂布光致抗蝕劑(可以在整個(gè)表面上形成 膜)(步驟Si)。之后，在預(yù)烘焙爐中加熱該硅晶片(預(yù)烘焙步驟步驟S2)。隨后，控制流程進(jìn)行到曝光電路圖案的步驟(步驟S3到S5)。通過使用UV光等的 步進(jìn)機(jī)設(shè)備(曝光設(shè)備)來執(zhí)行曝光步驟，使得將包括電路元件和對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案的預(yù)定圖 案(對(duì)準(zhǔn)層)轉(zhuǎn)寫到光致抗蝕劑的表面上。應(yīng)該注意，要被曝光的圖案可以僅是對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 1。下面將描述曝光步驟的細(xì)節(jié)。首先，步進(jìn)機(jī)設(shè)備調(diào)整半導(dǎo)體襯底(或晶片)的位 置(步驟S3)。具體地，步進(jìn)機(jī)設(shè)備向?qū)?zhǔn)目標(biāo)層上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1照射檢測(cè)束(探測(cè)束)， 以檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1上的位置數(shù)據(jù)。在本實(shí)施例中，沿預(yù)定測(cè)量方向掃描探測(cè)束，并且由條標(biāo) 記10的存在或不存在引起的反射光束強(qiáng)度的變化用于檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1的位置坐標(biāo)。基于 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1的位置坐標(biāo)，步進(jìn)機(jī)設(shè)備調(diào)整半導(dǎo)體襯底(晶片)的位置，以將半導(dǎo)體襯底移動(dòng) 到適當(dāng)?shù)奈恢?。之后，步進(jìn)機(jī)設(shè)備調(diào)整在對(duì)準(zhǔn)層上形成的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(上層)與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(下層)之 間的相對(duì)位置(步驟S4)。具體地，對(duì)準(zhǔn)層位于對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)層上，在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(在所述層上分 別形成的上層和下層)上照射檢測(cè)束，并且基于反射光束強(qiáng)度來檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(上層和下 層)的位置坐標(biāo)。步進(jìn)機(jī)設(shè)備基于檢測(cè)到的位置坐標(biāo)來調(diào)整對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(上層和下層)的相 對(duì)位置。此時(shí)，在X方向和與X方向正交的Y方向上掃描檢測(cè)束，以檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(上層和 下層)的條標(biāo)記IOa和IOb的位置坐標(biāo)?；趯?duì)準(zhǔn)標(biāo)記(上層和下層)之間的相對(duì)坐標(biāo)， 布置對(duì)準(zhǔn)層，以對(duì)準(zhǔn)要被轉(zhuǎn)寫到對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)層上的電路圖案的曝光位置。當(dāng)確定電路圖案的曝光位置時(shí)，步進(jìn)機(jī)設(shè)備(曝光設(shè)備)使用UV光等以曝光在光 致抗蝕劑的表面上的、包括電路元件和對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的圖案的預(yù)定圖案(對(duì)準(zhǔn)層)(步驟S5)。之后，再次加熱硅晶片(后烘焙步驟)，然后對(duì)光致抗蝕劑進(jìn)行顯影(顯影步驟 步驟S6)。隨后，使用圖案化的光致抗蝕劑作為掩模，并且通過濕法蝕刻或干法蝕刻來蝕刻 硅晶片的表面，以形成圖案(蝕刻步驟步驟S7)。使用抗蝕劑去除器來去除光致抗蝕劑 (抗蝕劑去除步驟步驟S8)。在上述的方法中，在硅晶片(對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)層)上形成包括對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(上 層))的電路圖案?？梢栽谂c對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)層的對(duì)準(zhǔn)圖案(對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(下層))相同的位置或不 同的位置處提供對(duì)準(zhǔn)圖案。此外，對(duì)準(zhǔn)圖案的形狀可以是相同、類似或不同的形狀中的任意 一種。此外，對(duì)于在上層上還形成電路圖案的情況，在光刻工藝中使用的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(上層) 可以用作用于對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(下層)。如上所述，在光刻工藝中，使用在先前步驟中連同電路元件圖案一起形成的對(duì)準(zhǔn) 圖案，以調(diào)整(對(duì)準(zhǔn))硅晶片的位置。然后，通過曝光、顯影和蝕刻的各個(gè)步驟，形成用于下 一個(gè)工藝的對(duì)準(zhǔn)圖案和電路圖案。在上述步驟S1-S8之后，重復(fù)沉積金屬膜和絕緣膜的步驟、離子注入步驟和其他步驟(未示出)，并且制造安裝有期望電路的半導(dǎo)體器件。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記由條標(biāo)記形成，在每個(gè)條標(biāo)記中，標(biāo)記(互連標(biāo) 記11)和空隙12交替地布置，以具有遵守設(shè)計(jì)限制的互連寬度?；ミB標(biāo)記11和空隙12的 布置方向?qū)?yīng)于非測(cè)量方向，其由曝光設(shè)備和對(duì)準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器的原理以及對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的平面結(jié) 構(gòu)(形狀)來唯一地確定?；ミB標(biāo)記11的標(biāo)記寬度WL和空隙12的寬度WS都優(yōu)選小于 0.5μπι。因此，能夠改善標(biāo)記的分辨率，從而減小測(cè)量誤差。因此，在本發(fā)明中通過在晶片 上形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，轉(zhuǎn)寫的電路圖案和隨后要被轉(zhuǎn)寫的電路圖案能夠精確地相互對(duì)準(zhǔn)。上面已詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，本發(fā)明不限制于上述的實(shí)施例中任一 個(gè)，但是本發(fā)明中包括在不偏離本發(fā)明范圍的情況下的任何變更。
權(quán)利要求
一種包括對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的半導(dǎo)體器件，其中，在所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記上掃描檢測(cè)束，以便檢測(cè)所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位置坐標(biāo)，其中，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記包括以第一預(yù)定間隔、沿掃描所述檢測(cè)束的第一方向布置的多個(gè)第一條標(biāo)記，其中，所述多個(gè)第一條標(biāo)記中的每個(gè)包括沿與所述第一方向正交的第二方向布置的多個(gè)第一互連標(biāo)記，以及其中，在設(shè)計(jì)限制的范圍內(nèi)，所述多個(gè)第一互連標(biāo)記中的相鄰兩個(gè)第一互連標(biāo)記之間的第一空隙比所述檢測(cè)束的波長(zhǎng)短。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中在第二方向上的所述多個(gè)第一互連標(biāo)記中 的每個(gè)第一互連標(biāo)記的第一互連寬度在設(shè)計(jì)限制的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一互連寬度和所述第一空隙小于 1 μ m0
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一空隙和所述第一互連寬度彼此相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一互連寬度小于0.5 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其中所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記還包括 多個(gè)第二條標(biāo)記，所述多個(gè)第二條標(biāo)記沿第二方向以第二預(yù)定間隔來布置，其中，所述多個(gè)第二條標(biāo)記中的每個(gè)包括沿第一方向布置的多個(gè)第二互連標(biāo)記，以及 其中，在設(shè)計(jì)限制的范圍內(nèi)，所述多個(gè)第二互連標(biāo)記中的相鄰兩個(gè)第二互連標(biāo)記之間 的第二空隙比所述檢測(cè)束的波長(zhǎng)短。
7.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括在具有光致抗蝕劑層的半導(dǎo)體襯底上形成的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記上，照射并掃描檢測(cè)束； 由所述檢測(cè)束的反射強(qiáng)度來檢測(cè)所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)位置； 基于檢測(cè)到的坐標(biāo)位置來調(diào)整所述半導(dǎo)體襯底的位置；在所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和包括第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的具有預(yù)定電路圖案的掩模上形成的所述 第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記上，照射并掃描檢測(cè)束；由所述檢測(cè)束的反射強(qiáng)度來檢測(cè)所述第一和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)位置； 基于檢測(cè)到的坐標(biāo)位置來調(diào)整所述半導(dǎo)體襯底和所述掩模的相對(duì)位置；以及 曝光所述半導(dǎo)體襯底的光致抗蝕劑層以形成電路圖案，其中，所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記包括以第一預(yù)定間隔、沿掃描所述檢測(cè)束的第一方向布置的 多個(gè)第一條標(biāo)記，其中，所述多個(gè)第一條標(biāo)記中的每個(gè)包括沿與所述第一方向正交的第二方向布置的多 個(gè)第一互連標(biāo)記，以及其中，在設(shè)計(jì)限制的范圍內(nèi)，所述多個(gè)第一互連標(biāo)記中的相鄰兩個(gè)第一互連標(biāo)記之間 的第一空隙比所述檢測(cè)束的波長(zhǎng)短。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造方法，其中所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記包括以第二預(yù)定間隔、沿 所述第一方向布置的多個(gè)第二條標(biāo)記，其中所述多個(gè)第二條標(biāo)記中的每個(gè)包括沿所述第二方向布置的多個(gè)第二互連標(biāo)記，以及其中，在設(shè)計(jì)限制的范圍內(nèi)，所述多個(gè)第二互連標(biāo)記中的相鄰兩個(gè)第二互連標(biāo)記之間 的第二空隙比所述檢測(cè)束的波長(zhǎng)短。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造方法，其中所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記還包括以第三預(yù)定間隔、 沿所述第二方向布置的多個(gè)第三條標(biāo)記，其中，所述多個(gè)第三條標(biāo)記中的每個(gè)包括沿第一方向布置的多個(gè)第三互連標(biāo)記， 其中，在設(shè)計(jì)限制的范圍內(nèi)，所述多個(gè)第三互連標(biāo)記中的相鄰兩個(gè)第三互連標(biāo)記之間 的第三空隙比所述檢測(cè)束的波長(zhǎng)短，其中，所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記還包括以第四預(yù)定間隔、沿掃描所述檢測(cè)束的第二方向布置 的多個(gè)第四條標(biāo)記，其中，所述多個(gè)第四條標(biāo)記中的每個(gè)包括沿與所述第一方向正交的第二方向布置的多 個(gè)第四互連標(biāo)記，以及其中，在設(shè)計(jì)限制的范圍內(nèi)，所述多個(gè)第一互連標(biāo)記中的相鄰兩個(gè)第一互連標(biāo)記之間 的第四空隙比所述檢測(cè)束的波長(zhǎng)短， 其中，所述照射和掃描包括 沿第一方向和第二方向照射檢測(cè)束并掃描檢測(cè)束。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。該半導(dǎo)體器件包括對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記上掃描探測(cè)束，以檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位置坐標(biāo)，并且該對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記包括以第一預(yù)定間隔、沿掃描檢測(cè)束的第一方向布置的多個(gè)條標(biāo)記。多個(gè)條標(biāo)記中的每個(gè)包括沿與第一方向正交的第二方向布置的多個(gè)互連標(biāo)記，并且在設(shè)計(jì)限制的范圍內(nèi)，多個(gè)互連標(biāo)記中的相鄰兩個(gè)互連標(biāo)記之間的第一空隙比所述檢測(cè)束的波長(zhǎng)更短。
文檔編號(hào)G03F7/20GK101937904SQ20101019500
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者宮坂滿美 申請(qǐng)人:瑞薩電子株式會(huì)社