本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種互連結(jié)構(gòu)的形成方法和曝光對準(zhǔn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著集成電路向超大規(guī)模集成電路發(fā)展，集成電路內(nèi)部的電路密度越來越大。為了提高器件的集成度，目前的半導(dǎo)體芯片往往包括多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；不同層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)之間通過互連結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)連接。

參考圖1至圖4，示出了現(xiàn)有技術(shù)中一種互連結(jié)構(gòu)形成方法各個步驟的結(jié)構(gòu)示意圖。此處，以形成連接第一待連接件和第二待連接件的插塞為例進(jìn)行說明。

如圖1所示，首先形成基底10，所述基底10包括第一待連接件ma以及覆蓋所述第一待連接件ma的低K介質(zhì)層11。所述基底10表面形成有圖形化的介質(zhì)層20，圖形化的介質(zhì)層20內(nèi)形成有第一開口21，所述第一開口21用于定義第二待連接件的位置。

參考圖2，在所述第一開口21中填充介電材料，形成氧化介電層50；并在氧化介電層50上形成圖形化的光刻膠層60。所述圖形化的光刻膠層60在所述第一待連接件ma上方形成有第二開口61，所述第二開口61用于定義連接第一待連接件ma和第二待連接件的插塞的位置。

結(jié)合參考圖3和圖4，對所述氧化介電層50和所述低K介質(zhì)層11進(jìn)行多次刻蝕，在所述低K介質(zhì)層11內(nèi)形成第三開口。所述第三開口包括用于形成第二待連接件的溝槽12以及用于形成插塞的接觸孔13。之后，依次向所述接觸孔13和所述溝槽12中填充導(dǎo)電材料，形成插塞va以及第二待連接件ma+1。

然而，采用現(xiàn)有技術(shù)形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)存所形成互連結(jié)構(gòu)中的插塞va容易偏離第一待連接件ma的正上方，從而使插塞va與基底10內(nèi)與第一待連接件ma相鄰的器件mb之間的距離過小，容易引起橋接甚至短路的問題，從而影響 所形成半導(dǎo)體器件的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是提供一種互連結(jié)構(gòu)的形成方法和曝光對準(zhǔn)系統(tǒng)，以減少橋接或者短路問題的出現(xiàn)，以提高所形成半導(dǎo)體器件的性能。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種互連結(jié)構(gòu)的形成方法，用于形成連接第一待連接件和第二待連接件的互連結(jié)構(gòu)，包括：

提供晶圓，所述晶圓表面上形成有第一導(dǎo)電層；

提供用于形成第一待連接件的第一掩膜圖形，所述第一掩膜圖形中設(shè)置有多個用于形成第一對準(zhǔn)件的第一對準(zhǔn)標(biāo)記；

通過所述第一掩膜圖形對所述第一導(dǎo)電層圖形化，在所述晶圓表面形成第一待連接件以及第一對準(zhǔn)件，并在第一導(dǎo)電層圖形化的過程中獲得所述第一掩膜圖形中第一對準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)，作為所述第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)；

獲得晶圓上所述第一對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)；

形成覆蓋所述晶圓和所述第一待連接件的第一介質(zhì)層和位于所述第一介質(zhì)層表面的第一掩膜層；

提供用于形成第二待連接件的第二掩膜圖形，所述第二掩膜圖形中設(shè)置有多個用于形成第二對準(zhǔn)件的第二對準(zhǔn)標(biāo)記；

通過所述第二掩膜圖形對所述第一掩膜層圖形化，在所述第一掩膜層中形成第一開口以及第二對準(zhǔn)件，所述第一開口用于定義所述第二待連接件的位置，并在第一掩膜層圖形化的過程中，獲得所述第二掩膜圖形中第二對準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)，作為所述第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)；

獲得晶圓上所述第二對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)；

形成填充所述第一開口并覆蓋所述第一掩膜層的第二介質(zhì)層和位于所述第二介質(zhì)層上的第二掩膜層；

根據(jù)第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)以及第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)獲得晶圓坐標(biāo)，用于表征所述晶圓位置的偏差；

根據(jù)前一晶圓中的第一待連接件和第二待連接件與所形成的互連結(jié)構(gòu)的層疊偏移獲得調(diào)整補(bǔ)償值；

根據(jù)所述晶圓坐標(biāo)和調(diào)整補(bǔ)償值調(diào)整晶圓位置；

提供用于形成互連結(jié)構(gòu)的第三掩膜圖形；

在晶圓位置調(diào)整之后，根據(jù)所述第三掩膜圖形對所述第二掩膜層進(jìn)行圖形化，在所述第二掩膜層中形成第二開口，以在第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層中形成所述互連結(jié)構(gòu)。

可選的，提供第二掩膜圖形的步驟包括：所述第二掩膜圖形中第二對準(zhǔn)標(biāo)記的數(shù)量與所述第一掩膜層中第一對準(zhǔn)標(biāo)記的數(shù)量相等；對所述第一掩膜層圖形化的步驟包括：所述第二對準(zhǔn)件的數(shù)量與所述第一對準(zhǔn)件的數(shù)量相等。

可選的，提供第一掩膜圖形的步驟包括：所述第一對準(zhǔn)標(biāo)記的數(shù)量不少于三個；對所述第一導(dǎo)電層圖形化的步驟包括：所述第一對準(zhǔn)件的數(shù)量不少于三個。

可選的，所述形成方法包括：根據(jù)同一坐標(biāo)系獲得第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)以及第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)。

可選的，形成互連結(jié)構(gòu)的過程中，所述晶圓設(shè)置于晶圓工件臺上，所述晶圓上設(shè)置有劃片線；以晶圓工件臺的中心為原點(diǎn)，所述晶圓工件臺平面內(nèi)與所述劃片線相平行的直線為X軸和Y軸建立工件臺坐標(biāo)系；所述形成方法還包括：根據(jù)所述工件臺坐標(biāo)系獲得第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)以及第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)。

可選的，獲得晶圓坐標(biāo)的步驟包括：根據(jù)第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)以及第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)以及晶圓坐標(biāo)建立超定方程組；求解所述超定方程組，獲得所述晶圓坐標(biāo)。

可選的，求解所述超定方程組的步驟包括：采用最小二乘法求解所述超定方程組。

可選的，獲得調(diào)整補(bǔ)償值的步驟包括：測量前一晶圓中所形成的互連結(jié)構(gòu)和前一晶圓中第一待連接件之間的第一層疊偏移以及所述互連結(jié)構(gòu)與前一 晶圓中第二待連接件之間的第二層疊偏移；根據(jù)所述第一層疊偏移和所述第二層疊偏移獲得所述調(diào)整補(bǔ)償值。

可選的，測量層疊偏移的步驟包括：采用迭對測量儀獲得所述第一層疊偏移和所述第二層疊偏移。

可選的，獲得所述調(diào)整補(bǔ)償值的步驟包括：采用先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)獲得所述調(diào)整補(bǔ)償值。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種曝光對準(zhǔn)系統(tǒng)，用于在晶圓上形成互連結(jié)構(gòu)的過程中實(shí)現(xiàn)曝光對準(zhǔn)，所述晶圓表面形成有根據(jù)第一掩膜圖形圖形化的第一導(dǎo)電層和根據(jù)第二掩膜圖形圖形化的第一掩膜層，所述第一掩膜圖形中設(shè)置有多個用于形成第一對準(zhǔn)件的第一對準(zhǔn)標(biāo)記，所述圖形化的第一導(dǎo)電層內(nèi)形成有第一待連接件和第一對準(zhǔn)件，所述第二掩膜圖形中設(shè)置有多個用于形成第二對準(zhǔn)件的第二對準(zhǔn)標(biāo)記，所述圖形化的第一掩膜層內(nèi)形成有第一開口和第二對準(zhǔn)件，所述第一開口用于定義所述第二待連接件的位置，所述晶圓上設(shè)置有第一掩膜層上的第二掩模層，所述曝光對準(zhǔn)系統(tǒng)用于在所述第二掩模層中形成第二開口的過程中實(shí)現(xiàn)曝光對準(zhǔn)，所述第二開口用于定義所述互連結(jié)構(gòu)的位置，包括：

晶圓模塊，用于在第一導(dǎo)電層圖形化的過程中獲得所述第一掩膜圖形中第一對準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)，作為第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)，在第一掩膜層圖形化的過程中獲得所述第二掩膜圖形中第二對準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)，作為第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)；還用于在第一導(dǎo)電層圖形化之后，測量所述第一對準(zhǔn)件的位置坐標(biāo)作為所述第一對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)，在第一掩膜層圖形化之后，測量所述第二對準(zhǔn)件的位置坐標(biāo)作為所述第二對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)；還用于根據(jù)第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)以及第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)獲得晶圓坐標(biāo)；

補(bǔ)償模塊，用于獲取前一晶圓中的第一待連接件和第二待連接件與所形成的互連結(jié)構(gòu)的層疊偏移，并根據(jù)所述層疊偏移獲得調(diào)整補(bǔ)償值；

控制模塊，與所述晶圓模塊和所述補(bǔ)償模塊相連，獲得所述晶圓坐標(biāo)和所述調(diào)整補(bǔ)償值，還用于根據(jù)所述晶圓坐標(biāo)和所述調(diào)整補(bǔ)償值調(diào)整晶圓的位 置以實(shí)現(xiàn)曝光對準(zhǔn)。

可選的，所述第二對準(zhǔn)標(biāo)記的數(shù)量與所述第一對準(zhǔn)標(biāo)記的數(shù)量相等。

可選的，所述第一對準(zhǔn)標(biāo)記的數(shù)量不少于三個。

可選的，所述晶圓模塊包括：標(biāo)準(zhǔn)單元，用于在第一導(dǎo)電層圖形化的過程中獲得所述第一掩膜圖形中第一對準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)，作為第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)；還用于在第一掩膜層圖形化的過程中獲得所述第二掩膜圖形中第二對準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)，作為第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)；測量單元，用于在第一導(dǎo)電層圖形化之后，測量所述第一對準(zhǔn)件的位置坐標(biāo)作為所述第一對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)；還用于在第一掩膜層圖形化之后，測量所述第二對準(zhǔn)件的位置坐標(biāo)作為所述第二對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)；調(diào)整單元，與所述標(biāo)準(zhǔn)單元和所述測量單元相連，用于根據(jù)第一對準(zhǔn)件和第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)以及第一對準(zhǔn)件和第二對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)獲得晶圓坐標(biāo)，所述晶圓坐標(biāo)用于表征所述晶圓位置的偏差。

可選的，所述標(biāo)準(zhǔn)單元和所述測量單元根據(jù)同一坐標(biāo)系獲得第一對準(zhǔn)件和第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)以及第一對準(zhǔn)件和第二對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)。

可選的，形成互連結(jié)構(gòu)的過程中，所述晶圓設(shè)置于晶圓工件臺上，所述晶圓上設(shè)置有劃片線；以晶圓工件臺的中心為原點(diǎn)，所述晶圓工件臺平面內(nèi)與所述劃片線相平行的直線為X軸和Y軸建立工件臺坐標(biāo)系；所述標(biāo)準(zhǔn)單元和所述測量單元根據(jù)所述工件臺坐標(biāo)系獲得第一對準(zhǔn)件和第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)以及第一對準(zhǔn)件和第二對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)。

可選的，所述補(bǔ)償模塊包括：迭對單元，用于測量前一晶圓中所形成的互連結(jié)構(gòu)和前一晶圓中第一待連接件之間的第一層疊偏移以及所述互連結(jié)構(gòu)與前一晶圓中第二待連接件之間的第二層疊偏移；補(bǔ)償單元，與所述迭對單元相連，用于根據(jù)所述第一層疊偏移和所述第二層疊偏移獲得調(diào)整補(bǔ)償值。

可選的，所述迭對單元包括：迭對測量儀。

可選的，所述補(bǔ)償單元包括：先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明在形成互連結(jié)構(gòu)的曝光過程中，根據(jù)第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測 量坐標(biāo)以及第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)獲得晶圓坐標(biāo)，以表征所述晶圓位置的偏差；在第二掩膜層中形成第二開口的過程中，根據(jù)所述晶圓坐標(biāo)調(diào)整晶圓位置，由第二開口定義位置而形成的互聯(lián)結(jié)構(gòu)能夠與所述第一待連接件和所述第二待連接件均具有較好的對準(zhǔn)，能夠有效提高所形成半導(dǎo)體器件的性能，提高器件制造良品率。

本發(fā)明的可選方案中，所述調(diào)整補(bǔ)償值是根據(jù)前一晶圓中所形成的互連結(jié)構(gòu)和前一晶圓中第一待連接件之間的第一層疊偏移以及所述互連結(jié)構(gòu)和前一晶圓中第二待連接件之間的第二層疊偏移獲得。因此所述調(diào)整補(bǔ)償值不僅能夠補(bǔ)償形成所述第一待連接件過程中所產(chǎn)生的層疊偏移，還能夠補(bǔ)償形成定位第二待連接件的第一開口的工藝過程中所產(chǎn)生的層疊偏移。從而能夠使后續(xù)形成的互連結(jié)構(gòu)能夠與所述第一待連接件以及第二待連接件具有較好的對準(zhǔn)效果，能夠提高所形成半導(dǎo)體器件的性能，提高器件制造良品率。

附圖說明

圖1至圖6是現(xiàn)有技術(shù)中一種互連結(jié)構(gòu)形成方法各個步驟的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7至圖16是本發(fā)明所提供互連結(jié)構(gòu)的形成方法一實(shí)施例各個步驟的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖17和圖18是本發(fā)明所提供曝光對準(zhǔn)系統(tǒng)一實(shí)施例的示意圖。

具體實(shí)施方式

由背景技術(shù)可知，現(xiàn)有技術(shù)中所形成的互連結(jié)構(gòu)中的插塞存在偏離第一待連接件的問題?，F(xiàn)結(jié)合所述插塞的形成過程分析其偏離問題的原因：

結(jié)合參考圖1和圖2，現(xiàn)有技術(shù)中，是在形成用以定義第二待連接件ma+1位置的第一開口21之后，再形成用以定義連接第一待連接件ma和第二待連接件ma+1的插塞位置的第二開口61。

結(jié)合參考圖5和圖6，圖5示出了對所述光刻膠層60進(jìn)行曝光過程中進(jìn)行晶圓對準(zhǔn)的示意圖，圖6示出了所形成的插塞va與第一待連接件ma和第二待連接件ma+1相對位置的示意圖。

在對所述光刻膠層60進(jìn)行圖形化的曝光工藝中，進(jìn)行晶圓對準(zhǔn)以及層疊 偏移補(bǔ)償都是以后續(xù)用于形成第二待連接件ma+1的圖形中的對準(zhǔn)標(biāo)記22為基準(zhǔn)的。

在形成第二待連接件ma+1的過程中，由于工藝偏差，所述第二待連接件ma+1與第一待連接件ma之間常常會有層疊偏移(Overlay shift)，在第二待連接件ma+1與第一待連接件ma之間存在第一層疊偏移量OVL1；類似的，在形成插塞va的過程中也會與第二待連接件ma+1之間存在第二層疊偏移量OVL2。

所以，最終形成的插塞va與第一待連接件ma之間層疊偏移量OVL3可能是第一層疊偏移量OVL1和第二層疊偏移量OVL2的疊加，從而使插塞va與第一待連接件ma之間的層疊偏移更大，引起橋接甚至短路的問題，影響所形成半導(dǎo)體器件的性能。

為解決所述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種互連結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：

提供晶圓，所述晶圓表面上形成有第一導(dǎo)電層；提供用于形成第一待連接件的第一掩膜圖形，所述第一掩膜圖形中設(shè)置有多個用于形成第一對準(zhǔn)件的第一對準(zhǔn)標(biāo)記；通過所述第一掩膜圖形對所述第一導(dǎo)電層圖形化，在所述晶圓表面形成第一待連接件以及第一對準(zhǔn)件，并在第一導(dǎo)電層圖形化的過程中獲得所述第一掩膜圖形中第一對準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)，作為所述第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)；獲得晶圓上所述第一對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)；形成覆蓋所述晶圓和所述第一待連接件的第一介質(zhì)層和位于所述第一介質(zhì)層表面的第一掩膜層；提供用于形成第二待連接件的第二掩膜圖形，所述第二掩膜圖形中設(shè)置有多個用于形成第二對準(zhǔn)件的第二對準(zhǔn)標(biāo)記；通過所述第二掩膜圖形對所述第一掩膜層圖形化，在所述第一掩膜層中形成第一開口以及第二對準(zhǔn)件，所述第一開口用于定義所述第二待連接件的位置，并在第一掩膜層圖形化的過程中，獲得所述第二掩膜圖形中第二對準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)，作為所述第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)；獲得晶圓上所述第二對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)；形成填充所述第一開口并覆蓋所述第一掩膜層的第二介質(zhì)層和位于所述第二介質(zhì)層上的第二掩膜層；根據(jù)第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)以及第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)獲得晶圓坐標(biāo)，用于表征所述晶圓位置的偏差；根據(jù)前一晶圓中的第一待連接件和第二待連接件與所形成的互連結(jié)構(gòu)的層疊偏移獲得調(diào)整補(bǔ)償值；根據(jù)所 述晶圓坐標(biāo)和調(diào)整補(bǔ)償值調(diào)整晶圓位置；提供用于形成互連結(jié)構(gòu)的第三掩膜圖形；在晶圓位置調(diào)整之后，根據(jù)所述第三掩膜圖形對所述第二掩膜層進(jìn)行圖形化，在所述第二掩膜層中形成第二開口，以在第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層中形成所述互連結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明在形成互連結(jié)構(gòu)的曝光過程中，根據(jù)第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和的測量坐標(biāo)以及第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)獲得晶圓坐標(biāo)，以表征所述晶圓位置的偏差；在第二掩膜層中形成第二開口的過程中，根據(jù)所述晶圓坐標(biāo)調(diào)整晶圓位置，由第二開口定義位置而形成的互聯(lián)結(jié)構(gòu)能夠與所述第一待連接件和所述第二待連接件均具有較好的對準(zhǔn)，能夠有效提高所形成半導(dǎo)體器件的性能，提高器件制造良品率。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。

參考圖7至圖17，示出了本發(fā)明所提供互連結(jié)構(gòu)的形成方法一實(shí)施例的示意圖。

需要說明的是，本實(shí)施例中，所述互聯(lián)結(jié)構(gòu)用于形成第一待連接件和第二待連接件的電連接。

參考圖7，提供晶圓100，所述晶圓100表面形成有第一導(dǎo)電層101。

具體的，所述晶圓100是后續(xù)工藝的操作平臺。所述晶圓100的材料選自單晶硅、多晶硅或者非晶硅；所述晶圓100也可以選自硅、鍺、砷化鎵或者硅鍺化合物；所述晶圓100也可以選擇具有外延層或外延層上硅結(jié)構(gòu)；所述晶圓100還可以是其他半導(dǎo)體材料，本發(fā)明對此不作任何限制。本實(shí)施例中，所述晶圓100的材料為硅。

所述第一導(dǎo)電層101后續(xù)用于形成所述第一待連接件。所述第一導(dǎo)電層101的材料為導(dǎo)電材料，后續(xù)通過對所述第一導(dǎo)電層101的圖形化形成第一待連接件。本實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)電層101的材料為金屬，可以通過化學(xué)氣相沉積的方式在所述晶圓101表面形成第一導(dǎo)電層101。

參考圖8，提供用于形成第一待連接件的第一掩膜圖形，所述第一掩膜圖形中設(shè)置有多個用于形成第一對準(zhǔn)件的第一對準(zhǔn)標(biāo)記。

具體的，本實(shí)施例中，提供第一掩膜板110，所述第一掩膜板110中設(shè)置有第一掩膜圖形，所述第一掩膜圖形包含有與所述第一待連接件相對應(yīng)的第一連接件圖形，用于對所述第一導(dǎo)電層101進(jìn)行圖形化以形成所述第一待連接件。

此外，所述第一掩膜圖形中還設(shè)置有多個第一對準(zhǔn)標(biāo)記，利用所述第一掩膜板110對所述第一導(dǎo)電層101圖形化的過程中，所述第一對準(zhǔn)標(biāo)記對所述第一導(dǎo)電層101的圖形化形成第一對準(zhǔn)件。

需要說明的是，為了能夠?qū)崿F(xiàn)后續(xù)半導(dǎo)體工藝中的曝光對準(zhǔn)，也為了提高曝光對準(zhǔn)的精度，本實(shí)施例中，所述第一掩膜圖形中第一對準(zhǔn)標(biāo)記的數(shù)量不少于三個。

結(jié)合參考圖9，通過所述第一掩膜圖形對所述第一導(dǎo)電層101圖形化，在所述晶圓100表面形成第一待連接件111以及第一對準(zhǔn)件112，并在第一導(dǎo)電層圖形化的過程中獲得所述第一掩膜圖形中第一對準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)，作為所述第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)。

具體的，利用包含有第一掩膜圖形的第一掩膜板110，對所述第一導(dǎo)電層101進(jìn)行圖形化，在所述晶圓100表面形成第一待連接件111以及第一對準(zhǔn)件112。

本實(shí)施例中，對所述第一導(dǎo)電層101進(jìn)行圖形化的步驟包括：在所述第一導(dǎo)電層101表面形成第一光刻膠層；以所述第一掩膜板110為掩膜，對所述第一光刻膠層進(jìn)行曝光、顯影工藝，使所述第一光刻膠層中形成第一掩膜圖形；再以包含有第一掩膜圖形中的第一光刻膠層為掩膜，刻蝕所述第一導(dǎo)電層101，以形成第一待連接件111和第一對準(zhǔn)件112。

此外，在對所述第一光刻膠層進(jìn)行曝光的過程中，根據(jù)所述第一掩膜板110中第一掩膜圖形，獲得所述第一對準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)，作為所述第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)。所述第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)為根據(jù)第一掩膜圖形中第一對準(zhǔn)標(biāo)記所形成無缺陷的第一對準(zhǔn)件的坐標(biāo)，也就是說，所述第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)為在理想工藝條件下(沒有任何工藝缺陷的情況下)根據(jù)第一掩膜圖形中第一對準(zhǔn)標(biāo)記所形成的第一對準(zhǔn)件的坐標(biāo)。

本實(shí)施例中，通過模擬計(jì)算的方式根據(jù)所述第一掩膜圖形獲得理想工藝條件下，所形成的所述第一對準(zhǔn)件的坐標(biāo)，作為所述第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)。本實(shí)施例中，所述第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)為：(X_1,1,Y_1,1)，(X_1,2,Y_1,2)，(X_1,3,Y_1,3)，……，(X_1,N,Y_1,N)。

需要說明的是，由于所述第一掩膜圖形中包含有至少三個第一對準(zhǔn)標(biāo)記，因此在所述晶圓100表面形成的第一對準(zhǔn)件的數(shù)量也不少于三個。

繼續(xù)參考圖9，獲得晶圓100上所述第一對準(zhǔn)件112的測量坐標(biāo)。

本實(shí)施例中，在對所述第一導(dǎo)電層101圖形化之后，通過光刻機(jī)的掃描儀(scanner)直接測量所述第一對準(zhǔn)件112的位置坐標(biāo)以作為所述第一對準(zhǔn)件112的測量坐標(biāo)：(x_1,1,y_1,1)，(x_1,2,y_1,2)，(x_1,3,y_1,3)，……，(x_1,N,y_1,N)。

參考圖10，形成覆蓋所述晶圓100和所述第一待連接件111的第一介質(zhì)層131和位于所述第一介質(zhì)層131表面的第一掩膜層132。

所述第一介質(zhì)層131用于實(shí)現(xiàn)不同半導(dǎo)體器件之間的電隔離。具體的，所述第一介質(zhì)層131的材料可以選自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、低K介質(zhì)材料(介電常數(shù)大于或等于2.5、小于3.9)或超低K介質(zhì)材料(介電常數(shù)小于2.5)中的一種或多種組合。本實(shí)施例中，所述第一介質(zhì)層131的材料為氧化硅。

后續(xù)在所述第一掩膜層132中形成用于定義第二待連接件的第二開口。本實(shí)施例中，所述第一掩膜層132的材料為氮化硅。

參考圖11，提供用于形成第二待連接件的第二掩膜圖形，所述第二掩膜圖形中設(shè)置有多個用于形成第二對準(zhǔn)件的第二對準(zhǔn)標(biāo)記。

本實(shí)施例中，提供第二掩膜板140，所述第二掩膜板140中設(shè)置有第二掩膜圖形，所述第二掩膜圖形包含有與所述第二待連接件相對應(yīng)的第二連接件圖形，用于對所述第一掩膜層132進(jìn)行圖形化，以在所述第一掩膜層132中形成第一開口，所述第一開口用于定義所述第二待連接件的位置。

此外，所述第二掩膜圖形中還設(shè)置有多個第二對準(zhǔn)標(biāo)記，利用所述第二掩膜板140對所述第一掩膜層132進(jìn)行圖形化的過程中，所述第二對準(zhǔn)標(biāo)記對所述第一掩膜層132的圖形化形成第一對準(zhǔn)件。

需要說明的是，為了能夠?qū)崿F(xiàn)后續(xù)半導(dǎo)體工藝中的曝光對準(zhǔn)，本實(shí)施例中，所述第二掩膜圖形中第二對準(zhǔn)標(biāo)記的數(shù)量與所述第一掩膜圖形中第一對準(zhǔn)標(biāo)記的數(shù)量相等。本實(shí)施例中，所述第一掩膜圖形中第一對準(zhǔn)件的數(shù)量不少于三個，因此所述第二掩膜圖形中第二對準(zhǔn)標(biāo)記的數(shù)量也不少于三個。

結(jié)合參考圖12，通過所述第二掩膜圖形對所述第一掩膜層132圖形化，在所述第一掩膜層132中形成第一開口141以及第二對準(zhǔn)件142，所述第一開口141用于定義所述第二待連接件的位置，并在第一掩膜層132圖形化的過程中，獲得所述第二掩膜圖形中第二對準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)，作為所述第二對準(zhǔn)件142的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)。

具體的，利用包含有第二掩膜圖形的第二掩膜板140，對所述第一掩膜層132進(jìn)行圖形化，在所述晶圓100表面形成第一開口141以及第二對準(zhǔn)件142。

對所述第一掩膜層132的圖形化的步驟包括：在所述第二掩模層132表面形成第二光刻膠層；以所述第二掩膜板140為掩膜，對所述第二光刻膠層進(jìn)行曝光、顯影工藝，在所述第二光刻膠層中形成第二掩膜圖形；再以包含有第二掩膜圖形的第一光刻膠層為掩膜，刻蝕所述第一掩膜層132，以形成第一開口141和第二對準(zhǔn)件142。

在對所述第一掩膜層132進(jìn)行曝光的過程中，根據(jù)所述第二掩膜板140中第二掩膜圖形，獲得所述第二對準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)，作為所述第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)。所述第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)為根據(jù)所述第二掩膜圖形中第二對準(zhǔn)標(biāo)記所形成無缺陷的第一對準(zhǔn)件的坐標(biāo)，也就是說，所述第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)為理想工藝條件下(沒有任何工藝缺陷的情況下)根據(jù)第一掩膜圖形中第一對準(zhǔn)標(biāo)記所形成的第一對準(zhǔn)件的坐標(biāo)。

本實(shí)施例中，通過模擬技術(shù)的方式根據(jù)所述第二掩膜圖形獲得理想工藝條件下，所形成的所述第二對準(zhǔn)件的坐標(biāo)，作為所述第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)。本實(shí)施例中，所述第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)為：(X_2,1,Y_2,1)，(X_2,2,Y_2,2)，(X_2,3,Y_2,3)，……，(X_2,N,Y_2,N)。

需要說明的是，由于所述第二掩膜圖形中第二對準(zhǔn)標(biāo)記的數(shù)量與所述第一掩膜圖形中第一對準(zhǔn)標(biāo)記的數(shù)量相等，且數(shù)量不少于三個。因此在所述第 一掩膜層132中形成的第二對準(zhǔn)件142的數(shù)量與所述第一對準(zhǔn)件112的數(shù)量相等，且也不少于三個。

繼續(xù)參考圖12，獲得晶圓100上所述第二對準(zhǔn)件142的測量坐標(biāo)。

本實(shí)施例中，在圖形化所述第一掩模層132之后，通過光刻機(jī)的掃描儀直接測量所述第二對準(zhǔn)件142的位置坐標(biāo)以作為所述第二對準(zhǔn)件142的測量坐標(biāo)：(x_2,1,y_2,1)，(x_2,2,y_2,2)，(x_2,3,y_2,3)，……，(x_2,N,y_2,N)。

需要說明的是，為了簡化對準(zhǔn)過程，提高工藝效率，本實(shí)施例中，根據(jù)同一坐標(biāo)系獲得第一對準(zhǔn)件112的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)以及第二對準(zhǔn)件142的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)。

結(jié)合參考圖13，在形成互連結(jié)構(gòu)的過程中，所述晶圓100設(shè)置于晶圓工件臺1000上，所述晶圓100上設(shè)置有劃片線103。以晶圓工件臺1000的中心為原點(diǎn)O，所述晶圓工件臺1000平面內(nèi)與所述劃片線相平行的直線為X軸和Y軸建立工件臺坐標(biāo)系。本實(shí)施例中，根據(jù)所述工件臺坐標(biāo)系獲得第一對準(zhǔn)件112的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)以及第二對準(zhǔn)件142的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)。

參考圖14，形成填充所述第一開口并覆蓋所述第一掩模層132的第二介質(zhì)層151和位于所述第二介質(zhì)層151上的第二掩膜層152。

所述第二介質(zhì)層151也用于實(shí)現(xiàn)不同半導(dǎo)體器件之間的電隔離。具體的，本實(shí)施例中，所述第二介質(zhì)層152的材料也為氧化硅，可以通過化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積或者原子層沉積等方式形成。

所述第二掩膜層152用于形成第二開口以定義連接所述第一待連接件111和第二待連接件的互連結(jié)構(gòu)的位置。本實(shí)施例中，所述第二掩膜層152的材料也為氮化硅。

之后，根據(jù)第一對準(zhǔn)件112的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)以及第二對準(zhǔn)件142的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)獲得晶圓坐標(biāo)，用于表征所述晶圓100位置的偏差。

獲得晶圓100坐標(biāo)的步驟包括：首先，根據(jù)第一對準(zhǔn)件112的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)以及第二對準(zhǔn)件142的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)以及晶圓100坐標(biāo)建立超定方程組。

需要說明的是，由于所述晶圓100與晶圓工件臺位置發(fā)生偏移的情況主要為側(cè)移、放大和旋轉(zhuǎn)，因此所述晶圓坐標(biāo)包括側(cè)移坐標(biāo)T、放大坐標(biāo)E以及旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)R。

其中側(cè)移坐標(biāo)T(x,y)表示：晶圓100與晶圓工件臺的位置發(fā)生側(cè)移，使得晶圓100的中心與工件臺坐標(biāo)系之間存在向某一方向的側(cè)移；旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)R(x,y)表示：晶圓100與晶圓工件臺的位置發(fā)生旋轉(zhuǎn)，使得晶圓100與晶圓工件臺坐標(biāo)系之間存在一定角度的旋轉(zhuǎn)；放大坐標(biāo)E(x,y)表示：晶圓100與晶圓工件臺之間的間距發(fā)生偏移，會使得后續(xù)對所述第二掩模層152進(jìn)行圖形化后，在所述第二掩膜層152中形成的第二開口發(fā)生放大或縮小。

具體的，本實(shí)施例中，結(jié)合所述第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)：(X_1,1,Y_1,1)，(X_1,2,Y_1,2)，(X_1,3,Y_1,3)，……，(X_1,N,Y_1,N)、測量坐標(biāo)：(x_1,1,y_1,1)，(x_1,2,y_1,2)，(x_1,3,y_1,3)，……，(x_1,N,y_1,N)；所述第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)：(X_2,1,Y_2,1)，(X_2,2,Y_2,2)，(X_2,3,Y_2,3)，……，(X_2,N,Y_2,N)、測量坐標(biāo)：(x_2,1,y_2,1)，(x_2,2,y_2,2)，(x_2,3,y_2,3)，……，(x_2,N,y_2,N)；以及晶圓坐標(biāo)T(x,y)、E(x,y)和R(x,y)，可以建立如下超定方程組：

需要說明的是，此處以X坐標(biāo)為例進(jìn)行說明，Y坐標(biāo)與所述X坐標(biāo)相似，本發(fā)明在此不再贅述。

在建立超定方程組之后，求解所述超定方程組，以獲得所述晶圓坐標(biāo)。

具體的，本實(shí)施例中，采用最小二乘法求解所述超定方程組，以獲得所述晶圓坐標(biāo)：t(x,y)，e(x,y)，r(x,y)。

由于所述晶圓坐標(biāo)是根據(jù)第一對準(zhǔn)件112的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)以及第二對準(zhǔn)件142的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)，因此所述晶圓坐標(biāo)既計(jì)入了形成第一待 連接件111過程中晶圓100位置的偏移，也計(jì)入了形成第二待連接件過程中晶圓100位置的偏移。

所以后續(xù)根據(jù)所述晶圓坐標(biāo)調(diào)整晶圓100位置，既能夠補(bǔ)償形成第一待連接件111過程中晶圓100位置的偏移，也能夠補(bǔ)償形成第二待連接件過程中晶圓100位置的偏移，從而能夠有效的改善所形成的互連結(jié)構(gòu)與所述第一待連接件111和第二待連接件的對準(zhǔn)效果，提高所形成半導(dǎo)體器件的性能，提高器件制造良品率。

接著，根據(jù)前一晶圓中的第一待連接件和第二待連接件與所形成的互連結(jié)構(gòu)的層疊偏移獲得調(diào)整補(bǔ)償值。

需要說明的是，所述調(diào)整補(bǔ)償值包括：晶圓側(cè)移調(diào)整補(bǔ)償值t^×、晶圓放大調(diào)整補(bǔ)償值e^×和晶圓旋轉(zhuǎn)調(diào)整補(bǔ)償值r^×以及單次曝光旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償值sr和單詞曝光旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償值sm。

其中，晶圓側(cè)移調(diào)整補(bǔ)償值t^*、晶圓放大調(diào)整補(bǔ)償值e^*以及晶圓旋轉(zhuǎn)調(diào)整補(bǔ)償值r^*是用于補(bǔ)償由于晶圓與晶圓工件臺位置發(fā)生側(cè)移、放大和旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的層疊偏移：晶圓側(cè)移調(diào)整補(bǔ)償值t^×用于補(bǔ)償晶圓與晶圓工件臺之間發(fā)生側(cè)移時所產(chǎn)生的層疊偏移；晶圓放大調(diào)整補(bǔ)償值e^×用于補(bǔ)償晶圓與晶圓工件臺之間的間距發(fā)生偏移時所產(chǎn)生的層疊偏移；晶圓旋轉(zhuǎn)調(diào)整補(bǔ)償值r^×用于補(bǔ)償晶圓與晶圓工件臺之間發(fā)生旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的層疊偏移。

而單次曝光旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償值sr和單詞曝光旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償值sm則是用于在每一次曝光時，晶圓與晶圓工件臺位置發(fā)生放大和旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的層疊偏移。

獲得調(diào)整補(bǔ)償值的步驟包括：測量前一晶圓中所形成的互連結(jié)構(gòu)和前一晶圓中第一待連接件之間的第一層疊偏移以及所述互連結(jié)構(gòu)與前一晶圓中第二待連接件之間的第二層疊偏移。

具體的，本實(shí)施例中，在前一晶圓中形成互連結(jié)構(gòu)和第二待連接件之后，通過光刻機(jī)的迭對測量儀直接測量前一晶圓中所形成的互連結(jié)構(gòu)和前一晶圓中第一待連接件之間的第一層疊偏移以及所述互連結(jié)構(gòu)與前一晶圓中第二待連接件之間的第二層疊偏移。

之后，根據(jù)所述第一層疊偏移和所述第二層疊偏移獲得所述調(diào)整補(bǔ)償值。

具體的，本實(shí)施例中通過先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)(Advanced Process Control，APC)根據(jù)所述第一層疊偏移和所述第二層疊偏移獲得相應(yīng)的調(diào)整補(bǔ)償值。

需要說明的是，當(dāng)晶圓100為所述形成方法處理的第一個晶圓時，由于沒有前一晶圓以供獲得調(diào)整補(bǔ)償值，獲得調(diào)整補(bǔ)償值的步驟中，所述調(diào)整補(bǔ)償值設(shè)置為預(yù)先設(shè)定的默認(rèn)值。

具體的，本實(shí)施例中，所述調(diào)整補(bǔ)償值的默認(rèn)值均為0。但是為了提高器件制造的良品率，在第一個晶圓曝光完成后，可以將所述第一個晶圓進(jìn)行清洗，去除曝光完成的光刻膠，再次重新進(jìn)行涂膠曝光，以獲得對準(zhǔn)效果較好的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

之后，根據(jù)所述晶圓坐標(biāo)和調(diào)整補(bǔ)償值調(diào)整晶圓位置。

具體的，本實(shí)施例中，所述形成方法中采用的光刻機(jī)具有機(jī)械控制部分，所述機(jī)械控制部分根據(jù)所述晶圓坐標(biāo)和所述調(diào)整補(bǔ)償值對所述晶圓的位置進(jìn)行調(diào)整。

參考圖15，提供用于形成互連結(jié)構(gòu)的第三掩膜圖形；

本實(shí)施例中，提供第三掩膜板160，所述第三掩膜板160中設(shè)置有第三掩膜圖形，所述第三掩膜圖形與互連結(jié)構(gòu)向?qū)?yīng)，所述互連結(jié)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)第一待連接件111和第二待連接件之間的電連接。

結(jié)合參考圖16，在晶圓100位置調(diào)整之后，根據(jù)所述第三掩膜圖形對所述第二掩膜層152進(jìn)行圖形化，在所述第二掩膜層152中形成第二開口161，以在第一介質(zhì)層151和第二介質(zhì)層131中形成所述互連結(jié)構(gòu)。

具體的，利用包含有第三掩膜圖形的第三掩膜板160，對所述第二掩膜層152進(jìn)行圖形化，在所述第二掩膜層152中形成第二開口161。對所述第二掩膜層152進(jìn)行圖形化的步驟包括：在所述第二掩膜層152表面形成第三光刻膠層；以所述第三掩膜板160為掩膜，對所述第三光刻膠層進(jìn)行曝光、顯影工藝，在所述第二掩膜層152中形成第三開口161，所述第三開口161用于定義所述互連結(jié)構(gòu)的位置。

之后，再以所述第二掩膜層152為掩膜，刻蝕所述第二介質(zhì)層151和所述 第一介質(zhì)層131，以在所述第一介質(zhì)層131和第二介質(zhì)層151中形成用于定義所述互連結(jié)構(gòu)位置的第四開口，并通過填充所述第四開口以形成所述互連結(jié)構(gòu)。

由于在形成第二開口161之前調(diào)整了晶圓100位置，且晶圓100位置的調(diào)整過程中同時考慮的與第一待連接件111之間的對準(zhǔn)關(guān)系，以及與第二待連接件之間的對準(zhǔn)關(guān)系，因此根據(jù)所述第二開口161所形成的互連結(jié)構(gòu)與所述第一待連接件111和第二待連接件之間均具有較好的對準(zhǔn)關(guān)系，從而提高了所形成半導(dǎo)體器件的性能，提高了器件制造良品率。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種曝光對準(zhǔn)系統(tǒng)，用于在晶圓上形成互連結(jié)構(gòu)的過程中實(shí)現(xiàn)曝光對準(zhǔn)，所述晶圓表面形成有根據(jù)第一掩膜圖形圖形化的第一導(dǎo)電層和根據(jù)第二掩膜圖形圖形化的第一掩膜層，所述第一掩膜圖形中設(shè)置有多個用于形成第一對準(zhǔn)件的第一對準(zhǔn)標(biāo)記，所述圖形化的第一導(dǎo)電層內(nèi)形成有第一待連接件和第一對準(zhǔn)件，所述第二掩膜圖形中設(shè)置有多個用于形成第二對準(zhǔn)件的第二對準(zhǔn)標(biāo)記，所述圖形化的第一掩膜層內(nèi)形成有第一開口和第二對準(zhǔn)件，所述第一開口用于定義所述第二待連接件的位置，所述晶圓上設(shè)置有第一掩膜層上的第二掩模層，所述曝光對準(zhǔn)系統(tǒng)用于在所述第二掩模層中形成第二開口的過程中實(shí)現(xiàn)曝光對準(zhǔn)，所述第二開口用于定義所述互連結(jié)構(gòu)的位置，包括：

晶圓模塊，用于在第一導(dǎo)電層圖形化的過程中獲得所述第一掩膜圖形中第一對準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)，作為第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)，在第一掩膜層圖形化的過程中獲得所述第二掩膜圖形中第二對準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)，作為第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)；還用于在第一導(dǎo)電層圖形化之后，測量所述第一對準(zhǔn)件的位置坐標(biāo)作為所述第一對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)，在第一掩膜層圖形化之后，測量所述第二對準(zhǔn)件的位置坐標(biāo)作為所述第二對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)；還用于根據(jù)第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)以及第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)獲得晶圓坐標(biāo)；補(bǔ)償模塊，用于獲取前一晶圓中的第一待連接件和第二待連接件與所形成的互連結(jié)構(gòu)的層疊偏移，并根據(jù)所述層疊偏移獲得調(diào)整補(bǔ)償值；控制模塊，與所述晶圓模塊和所述補(bǔ)償模塊相連，獲得所述晶圓坐標(biāo)和所述調(diào)整補(bǔ)償值，還用于根據(jù)所述晶圓坐標(biāo)和所述調(diào)整補(bǔ)償值調(diào)整晶圓的位置以實(shí)現(xiàn)曝光對準(zhǔn)。

參考圖17，示出了本發(fā)明所提供曝光對準(zhǔn)系統(tǒng)一實(shí)施例的功能框圖。

需要說明的是，所述曝光對準(zhǔn)系統(tǒng)用于在晶圓內(nèi)形成互連結(jié)構(gòu)的過程中實(shí)現(xiàn)曝光對準(zhǔn)，其中所述互連結(jié)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)第一待連接件和第二待連接件的電連接。

結(jié)合參考圖18，示出圖17所示曝光對準(zhǔn)系統(tǒng)所處理的晶圓的結(jié)構(gòu)示意圖。

所述晶圓包括：

晶圓300以及位于晶圓300表面根據(jù)第一掩膜圖形圖形化的第一導(dǎo)電層(圖中未標(biāo)示)，所述第一掩膜圖形中設(shè)置有多個用于形成第一對準(zhǔn)件的第一對準(zhǔn)標(biāo)記，所述圖形化的第一導(dǎo)電層內(nèi)形成有第一待連接件311和第一對準(zhǔn)件312；覆蓋所述第一待連接件311、第一對準(zhǔn)件312以及晶圓300的第一介質(zhì)層331以及位于所述第一介質(zhì)層331表面根據(jù)第二掩膜圖形圖形化的第一掩膜層332，所述第二掩膜圖形中設(shè)置有多個用于形成第二對準(zhǔn)件的第二對準(zhǔn)標(biāo)記，所述圖形化的第一掩膜層332內(nèi)形成有第一開口(圖中未標(biāo)示)和第二對準(zhǔn)件342，所述第一開口用于定義所述第二待連接件的位置；填充所述第一開口且覆蓋所述第一掩膜層332和第一介質(zhì)層331的第二介質(zhì)層351；位于所述第二介質(zhì)層351上的第二掩膜層352。

本實(shí)施例中，為了后續(xù)在形成互連結(jié)構(gòu)的過程中實(shí)現(xiàn)曝光對準(zhǔn)，所述第一掩膜圖形中包含有至少三個第一對準(zhǔn)標(biāo)記，因此在所述晶圓300表面形成的第一對準(zhǔn)件312的數(shù)量也不少于三個。

此外，為了能夠?qū)崿F(xiàn)后續(xù)半導(dǎo)體工藝中的曝光對準(zhǔn)，本實(shí)施例中，所述第二掩膜圖形中第二對準(zhǔn)標(biāo)記的數(shù)量與所述第一掩膜圖形中第一對準(zhǔn)標(biāo)記的數(shù)量相等。本實(shí)施例中，所述第一掩膜圖形中第一對準(zhǔn)件的數(shù)量不少于三個，因此所述第二掩膜圖形中第二對準(zhǔn)標(biāo)記的數(shù)量也不少于三個。因此在所述第一掩膜層332中形成的第二對準(zhǔn)件342的數(shù)量與所述第一對準(zhǔn)件312的數(shù)量相等，且也不少于三個.

需要說明的是，所述曝光對準(zhǔn)系統(tǒng)用于在所述第二掩模層352中形成第二開口，所述第二開口用于定義所述互連結(jié)構(gòu)的位置。

繼續(xù)參考圖17，所述曝光對準(zhǔn)系統(tǒng)包括：

晶圓模塊210，用于在第一導(dǎo)電層圖形化的過程中獲得所述第一掩膜圖形中第一對準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)，作為第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)，在第一掩膜層圖形化的過程中獲得所述第二掩膜圖形中第二對準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)，作為第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)；還用于在第一導(dǎo)電層圖形化之后，測量所述第一對準(zhǔn)件的位置坐標(biāo)作為所述第一對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)，在第一掩膜層圖形化之后，測量所述第二對準(zhǔn)件的位置坐標(biāo)作為所述第二對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)；還用于根據(jù)第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)以及第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)獲得晶圓坐標(biāo)。

具體的，所述晶圓模塊210包括：

標(biāo)準(zhǔn)單元211，用于在第一導(dǎo)電層圖形化的過程中獲得所述第一掩膜圖形中第一對準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)，作為第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)；還用于在第一掩膜層圖形化的過程中獲得所述第二掩膜圖形中第二對準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)，作為第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)。

本實(shí)施例中，對所述第一導(dǎo)電層進(jìn)行圖形化的過程包括：提供晶圓，所述晶圓表面形成有第一導(dǎo)電層；在第一導(dǎo)電層表面形成第一光刻膠層；提供包含有第一掩膜圖形的第一掩膜板，以所述第一掩膜板為掩模對所述第一光刻膠層進(jìn)行曝光、顯影工藝，使所述第一光刻膠層中形成第一掩膜圖形；再以包含有第一掩膜圖形中的第一光刻膠層為掩膜，刻蝕所述第一導(dǎo)電層，以形成第一待連接件和第一對準(zhǔn)件。

設(shè)置于第一掩膜板內(nèi)的所述第一掩膜圖形包含有與所述第一待連接件相對應(yīng)的第一連接件圖形，用于對所述第一導(dǎo)電層進(jìn)行圖形化以形成所述第一待連接件；所述第一掩膜圖形內(nèi)還設(shè)置有多個用于形成第一對準(zhǔn)件的第一對準(zhǔn)標(biāo)記，用于對所述第一導(dǎo)電層進(jìn)行圖形化以形成所述第一對準(zhǔn)件。

本實(shí)施例中，在采用第一掩膜板對所述第一光刻膠層進(jìn)行曝光的過程中，所述標(biāo)準(zhǔn)單元211測量設(shè)置于第一掩膜板內(nèi)第一掩膜圖形中第一對準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)，作為所述第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)：(X_1,1,Y_1,1)，(X_1,2,Y_1,2)，(X_1,3,Y_1,3)，……，(X_1,N,Y_1,N)。

所以所述第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)為根據(jù)第一掩膜圖形中第一對準(zhǔn)標(biāo)記所 形成無缺陷的第一對準(zhǔn)件的坐標(biāo)，也就是說，所述第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)為在理想工藝條件下(沒有任何工藝缺陷的情況下)根據(jù)第一掩膜圖形中第一對準(zhǔn)標(biāo)記所形成的第一對準(zhǔn)件的坐標(biāo)。

本實(shí)施例中，對所述第一掩膜層的圖形化的步驟包括：在所述第二掩模層表面形成第二光刻膠層；以所述第二掩膜板為掩膜，對所述第二光刻膠層進(jìn)行曝光、顯影工藝，在所述第二光刻膠層中形成第二掩膜圖形；再以包含有第二掩膜圖形的第一光刻膠層為掩膜，刻蝕所述第一掩膜層，以形成第一開口和第二對準(zhǔn)件。

設(shè)置于第二掩膜板內(nèi)的所述第二掩膜圖形包含有與所述第二待連接件相對應(yīng)的第二連接件圖形，用于對所述第一掩膜層進(jìn)行圖形化以形成第一開口，所述第一開口用于定義所述第二待連接件的位置；所述第二掩膜圖形內(nèi)還設(shè)置有多個用于形成第二對準(zhǔn)件的第二對準(zhǔn)標(biāo)記，用于對所述第一掩膜層進(jìn)行圖形化以形成所述第二對準(zhǔn)件。

本實(shí)施例中，在采用第二掩膜板對所述第二光刻膠層進(jìn)行曝光的過程中，所述標(biāo)準(zhǔn)單元211測量設(shè)置于第二掩膜板內(nèi)第二掩膜圖形中第二對準(zhǔn)標(biāo)記的坐標(biāo)，作為所述第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)：(X_2,1,Y_2,1)，(X_2,2,Y_2,2)，(X_2,3,Y_2,3)，……，(X_2,N,Y_2,N)。

所以所述第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)為根據(jù)第二掩膜圖形中第二對準(zhǔn)標(biāo)記所形成無缺陷的第二對準(zhǔn)件的坐標(biāo)，也就是說，所述第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)為在理想工藝條件下(沒有任何工藝缺陷的情況下)根據(jù)第二掩膜圖形中第二對準(zhǔn)標(biāo)記所形成的第二對準(zhǔn)件的坐標(biāo)。

測量單元212，用于在第一導(dǎo)電層圖形化之后，測量所述第一對準(zhǔn)件的位置坐標(biāo)作為所述第一對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)；還用于在第一掩膜層圖形化之后，測量所述第二對準(zhǔn)件的位置坐標(biāo)作為所述第二對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)。

具體的，在第一導(dǎo)電層圖形化之后，所述測量單元212直接測量所述第一對準(zhǔn)件的位置坐標(biāo)，作為所述第一對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)：：(x_1,1,y_1,1)，(x_1,2,y_1,2)，(x_1,3,y_1,3)，……，(x_1,N,y_1,N)。此外，在第一掩膜層圖形化之后，所述測量單元212還會直接測量所述第二對準(zhǔn)件的位置坐標(biāo)，作為第二對準(zhǔn)件的測量 坐標(biāo)：(x_2,1,y_2,1)，(x_2,2,y_2,2)，(x_2,3,y_2,3)，……，(x_2,N,y_2,N)。本實(shí)施例中，所述測量單元212可以為工藝過程中所使用的光刻機(jī)的掃描儀(scanner)。

需要說明的是，為了簡化對準(zhǔn)過程，提高工藝效率，本實(shí)施例中，所述標(biāo)準(zhǔn)單元211和測量單元212根據(jù)同一坐標(biāo)系獲得第一對準(zhǔn)件和第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)以及第一對準(zhǔn)件和第二對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)。

具體的，在第一導(dǎo)電層圖形化和第一掩膜層圖形化的過程中，所述晶圓都設(shè)置于晶圓工件臺上，所述晶圓上設(shè)置有劃片線。以晶圓工件臺的中心為原點(diǎn)，所述晶圓工件臺平面內(nèi)與所述劃片線相平行的直線為X軸和Y軸建立工件臺坐標(biāo)系。本實(shí)施例中，所述標(biāo)準(zhǔn)單元211和測量單元212根據(jù)所述工件臺坐標(biāo)系獲得第一對準(zhǔn)件和第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)以及第一對準(zhǔn)件和第二對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)。

所述晶圓模塊210還包括：調(diào)整單元213，與所述標(biāo)準(zhǔn)單元211和所述測量單元212相連，用于根據(jù)第一對準(zhǔn)件和第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)以及第一對準(zhǔn)件和第二對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)獲得晶圓坐標(biāo)，所述晶圓坐標(biāo)用于表征所述晶圓位置的偏差。

需要說明的是，由于所述晶圓與晶圓工作臺位置發(fā)生偏移的情況主要為側(cè)移、放大和旋轉(zhuǎn)，因此所述晶圓坐標(biāo)包括側(cè)移坐標(biāo)T、放大坐標(biāo)E以及旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)R。

其中側(cè)移坐標(biāo)T(x,y)表示：晶圓與晶圓工作臺的位置發(fā)生側(cè)移，使得晶圓的中心與工作臺坐標(biāo)系之間存在向某一方向的側(cè)移；旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)R(x,y)表示：晶圓與晶圓工作臺的位置發(fā)生旋轉(zhuǎn)，使得晶圓與晶圓工作臺坐標(biāo)系之間存在一定角度的旋轉(zhuǎn)；放大坐標(biāo)E(x,y)表示：晶圓與晶圓工作臺之間的間距發(fā)生偏移，會使得后續(xù)對所述第二掩膜層進(jìn)行圖形化后，在所述第二掩膜層中形成的第二開口發(fā)生放大或縮小。

具體的，所述調(diào)整單元213，與所述標(biāo)準(zhǔn)單元211相連，接收所述標(biāo)準(zhǔn)單元211獲得的第一對準(zhǔn)件和第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)；與所述測量單元212相連，接收所述測量單元212獲得的第一對準(zhǔn)件和第二對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)；所述調(diào)整 單元213根據(jù)第一對準(zhǔn)件和第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)以及第一對準(zhǔn)件和第二對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)，并結(jié)合晶圓坐標(biāo)，建立超定方程：

需要說明的是，此處以X坐標(biāo)為例進(jìn)行說明，Y坐標(biāo)與所述X坐標(biāo)相似，本發(fā)明在此不再贅述。

之后，所述調(diào)整單元213通過求解所述超定方程，以獲得所述晶圓坐標(biāo)。本實(shí)施例中，所述調(diào)整單元213通過最小二乘法求解所述超定方程，獲得所述晶圓坐標(biāo)：t(x,y)，e(x,y)，r(x,y)。

由于所述調(diào)整單元213是根據(jù)第一對準(zhǔn)件和第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)以及第一對準(zhǔn)件和第二對準(zhǔn)件的測量坐標(biāo)。因此所述調(diào)整單元213獲得的所述晶圓坐標(biāo)既計(jì)入了形成第一待連接件過程中晶圓位置的偏移，也計(jì)入了形成第二待連接件過程中晶圓位置的偏移。所以，所述晶圓坐標(biāo)所表征的晶圓位置的偏差既考慮了形成第一待連接件過程中晶圓位置的偏差，也考慮了形成第二待連接件過程中晶圓位置的偏差。所以后續(xù)根據(jù)所述晶圓坐標(biāo)調(diào)整晶圓位置，既能夠補(bǔ)償形成第一待連接件過程中晶圓位置的偏差，也能夠補(bǔ)償形成第二待連接件過程中晶圓位置的偏差，從而能夠有效的改善所形成的互連結(jié)構(gòu)與所述第一待連接件和第二待連接件的對準(zhǔn)效果，提高所形成半導(dǎo)體器件的性能，提高器件制造良品率。

所述曝光對準(zhǔn)系統(tǒng)還包括：補(bǔ)償模塊220，用于獲取前一晶圓中的第一待連接件和第二待連接件與所形成的互連結(jié)構(gòu)的層疊偏移，并根據(jù)所述層疊偏移獲得調(diào)整補(bǔ)償值。

需要說明的是，所述調(diào)整補(bǔ)償值包括：晶圓側(cè)移調(diào)整補(bǔ)償值t^×、晶圓放大調(diào)整補(bǔ)償值e^×和晶圓旋轉(zhuǎn)調(diào)整補(bǔ)償值r^×以及單次曝光旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償值sr和單詞曝 光旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償值sm。其中，晶圓側(cè)移調(diào)整補(bǔ)償值t^*、晶圓放大調(diào)整補(bǔ)償值e^*以及晶圓旋轉(zhuǎn)調(diào)整補(bǔ)償值r^*是用于補(bǔ)償由于晶圓與晶圓工作臺位置發(fā)生側(cè)移、放大和旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的層疊偏移：晶圓側(cè)移調(diào)整補(bǔ)償值t^×用于補(bǔ)償晶圓與晶圓工作臺之間發(fā)生側(cè)移時所產(chǎn)生的層疊偏移；晶圓放大調(diào)整補(bǔ)償值e^×用于補(bǔ)償晶圓與晶圓工作臺之間的間距發(fā)生偏移時所產(chǎn)生的層疊偏移；晶圓旋轉(zhuǎn)調(diào)整補(bǔ)償值r^×用于補(bǔ)償晶圓與晶圓工作臺之間發(fā)生旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的層疊偏移。而單次曝光旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償值sr和單詞曝光旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償值sm則是用于在每一次曝光時，晶圓與晶圓工作臺位置發(fā)生放大和旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的層疊偏移。

具體的，所述補(bǔ)償模塊220包括：

迭對單元221，用于測量前一晶圓中所形成的互連結(jié)構(gòu)和前一晶圓中第一待連接件之間的第一層疊偏移以及所述互連結(jié)構(gòu)與前一晶圓中第二待連接件之間的第二層疊偏移。

具體的，前一晶圓形成互連結(jié)構(gòu)之后，所述迭對單元221直接測量前一晶圓中所形成的互連結(jié)構(gòu)和前一晶圓中第一待連接件之間的第一層疊偏移以及所述互連結(jié)構(gòu)與前一晶圓中第二待連接件之間的第二層疊偏移。本實(shí)施例中，所述迭對單元221可以為工藝過程中所使用的光刻機(jī)的迭對測量儀。

所述補(bǔ)償模塊220還包括：補(bǔ)償單元222，與所述迭對單元221相連，用于根據(jù)所述第一層疊偏移和所述第二層疊偏移獲得調(diào)整補(bǔ)償值。

具體的，所述補(bǔ)償單元222與所述迭對單元221相連，接收所述迭對單元221獲得的所述第一層疊偏移和第二層疊偏移；所述補(bǔ)償單元222根據(jù)所述第一層疊偏移和所述第二層疊偏移獲得調(diào)整補(bǔ)償值。本實(shí)施例中，所述補(bǔ)償單元222為先進(jìn)工藝控制系統(tǒng)(Advanced Process Control，APC)。

繼續(xù)參考圖17，所述曝光對準(zhǔn)系統(tǒng)還包括：控制模塊230，與所述晶圓模塊210和所述補(bǔ)償模塊220相連，獲得所述晶圓坐標(biāo)和所述調(diào)整補(bǔ)償值，還用于根據(jù)所述晶圓坐標(biāo)和所述調(diào)整補(bǔ)償值調(diào)整晶圓的位置。

具體的，所述控制模塊230與所述晶圓模塊210相連，接收所述晶圓模塊210獲得的晶圓坐標(biāo)；與所述補(bǔ)償模塊220相連，獲取所述補(bǔ)償模塊220獲得的調(diào)整補(bǔ)償值；所述控制模塊230還用于根據(jù)所述晶圓坐標(biāo)和所述調(diào)整補(bǔ)償值調(diào) 整所述晶圓的位置，以實(shí)現(xiàn)曝光對準(zhǔn)。

具體的，本實(shí)施例中，所述控制模塊230可以為工藝過程中所使用光刻機(jī)的機(jī)械控制部件，所述機(jī)械控制部件可以根據(jù)所述晶圓坐標(biāo)和所述調(diào)整補(bǔ)償值對所述晶圓位置進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)曝光對準(zhǔn)。

綜上，本發(fā)明在形成互連結(jié)構(gòu)的曝光過程中，根據(jù)第一對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)以及第二對準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)和測量坐標(biāo)獲得晶圓坐標(biāo)，以表征所述晶圓位置的偏差；在第二掩膜層中形成第二開口的過程中，根據(jù)所述晶圓坐標(biāo)調(diào)整晶圓位置，由第二開口定義位置而形成的互聯(lián)結(jié)構(gòu)能夠與所述第一待連接件和所述第二待連接件均具有較好的對準(zhǔn)，能夠有效提高所形成半導(dǎo)體器件的性能，提高器件制造良品率。此外本發(fā)明的可選方案中，所述調(diào)整補(bǔ)償值是根據(jù)前一晶圓中所形成的互連結(jié)構(gòu)和前一晶圓中第一待連接件之間的第一層疊偏移以及所述互連結(jié)構(gòu)和前一晶圓中第二待連接件之間的第二層疊偏移獲得。因此所述調(diào)整補(bǔ)償值不僅能夠補(bǔ)償形成所述第一待連接件過程中所產(chǎn)生的層疊偏移，還能夠補(bǔ)償形成定位第二待連接件的第一開口的工藝過程中所產(chǎn)生的層疊偏移。從而使后續(xù)形成的互連結(jié)構(gòu)能夠與所述第一待連接件以及第二待連接件具有較好的對準(zhǔn)效果，能夠提高所形成半導(dǎo)體器件的性能，提高器件制造良品率。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。