TWI602035B - 重疊標記組以及選擇測量重疊誤差之配方的方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種重疊標記組以及選擇測量重疊誤差之配方的方法。
微影製程是製造半導體製元件非常重要的一環，其圖案轉移的正確性對產品良率的影響甚大，所以必須隨時加以監控，以確保光罩上的圖案正確地轉移到晶圓上。監控微影製程的方法一般會在晶圓上形成重疊標記，以用來檢查前層與厚層之間的對準度。最常見的重疊標記即所謂的盒中盒(box-in-box，BIB)式重疊標記。隨著IC製程的線寬持續縮小，上下晶圓層之間的對準度愈來愈重要，若是使用的配方(光源、光圈、濾波器)不適當，亦有可能無法精準測量出實際的疊對誤差。
本發明提出一種重疊標記組可以應用於同一圖案層中，例如是前層或是當層，以用來選出測量重疊誤差之最佳配方。
本發明還提出一種選擇測量重疊誤差之配方的方法，可
以最快速有效的方法得到測量重疊的最佳的配方，以精準測量重疊的誤差或相對的位移量。
本發明提出一種重疊標記組，包括至少一第一重疊標記與一第二重疊標記。所述第一重疊標記與所述第二重疊標記在同一圖案層中。所述第一重疊標記包括：至少兩組X方向線性圖案，其彼此之間具有預設位移量a1；以及至少兩組Y方向線性圖案，其彼此之間具有所述預設位移量a1。所述第二重疊標記包括：至少兩組X方向線性圖案，其彼此之間具有預設位移量b1；以及至少兩組Y方向線性圖案，其彼此之間具有所述預設位移量b1。所述預設位移量a1不等於所述預設位移量b1。
依照本發明實施例所述，上述同一圖案層為前層。
依照本發明實施例所述，上述同一圖案層為當層。
依照本發明實施例所述，上述預設位移量a1與所述預設位移量b1中一者為0。
依照本發明實施例所述，上述重疊標記組更包括用於所述同一圖案層的第三重疊標記。所述第三重疊標記包括兩組X方向線性圖案，其彼此之間具有預設位移量為c1；兩組Y方向線性圖案，其彼此之間具有所述預設位移量為c1，而且所述預設位移量c1不等於所述預設位移量a1且不等於所述預設位移量b1。
依照本發明實施例所述，上述同一圖案層為前層。
依照本發明實施例所述，上述同一圖案層為當層。
依照本發明實施例所述，上述預設位移量a1、所述預設
位移量b1與所述預設位移量c1中一者為0。
本發明提出一種選擇測量重疊誤差之配方的方法，包括以下步驟。提供晶圓。所述晶圓上具有圖案層。所述圖案層中具有至少一第一重疊標記與一第二重疊標記。所述第一重疊標記包括至少兩組X方向線性圖案，其彼此之間具有預設位移量a1；以及至少兩組Y方向線性圖案，其彼此之間具有所述預設位移量a1。所述第二重疊標記包括至少兩組X方向線性圖案，其彼此之間具有預設位移量b1；以及至少兩組Y方向線性圖案，其彼此之間具有所述預設位移量b1。所述預設位移量a1不等於所述預設位移量b1。以第i配方測量所述第一重疊標記的所述兩組X方向線性圖案其彼此之間的位移量以及所述第一重疊標記的所述兩組Y方向線性圖案其彼此之間的位移量，以取得測量位移量ai1’。i為1~N，N為整數。以所述第i配方測量所述第二重疊標記的兩組X方向線性圖案其彼此之間的位移量以及所述第二重疊標記的兩組Y方向線性圖案其彼此之間的位移量，以取得測量位移量bi1’。在以預設位移量為第一座標軸以及測量位移量為第二座標軸的座標系統中，以所述預設位移量a1與所述測量位移量ai1’為第一點(a1,ai1’)以及所述預設位移量b1與所述測量位移量bi1’為第二點(b1,bi1’)作圖，以得到多數條測量線。以所述測量位移量ai1’等於所述預設位移量a1以及所述測量位移量bi1’等於所述預設位移量b1兩點製作理想線。從所述測量線中選擇出最接近所述理想線的一最佳線。以所述最佳線所對應的配方測量另一晶圓之層與
層的相對位移量。
依照本發明實施例所述，上述第i配方包括光源、光圈、濾波器或其組合。
依照本發明實施例所述，上述第i配方包括光源，所述光源包括白光、單波段光或雙波段光。
依照本發明實施例所述，上述圖案層為前層。
依照本發明實施例所述，上述圖案層為當層。
依照本發明實施例所述，上述預設位移量a1與所述預設位移量b1之中一者為0。
依照本發明實施例所述，上述圖案層中更具有一第三重疊標記，其中：所述第三重疊標記包括兩組X方向線性圖案，其彼此之間具有預設位移量c1；以及兩組Y方向線性圖案，其彼此之間具有所述預設位移量c1。而且所述選擇測量重疊誤差之配方的方法更包括以下步驟。以所述第i配方測量所述第三重疊標記的兩組X方向線性圖案其彼此之間的位移量以及兩組Y方向線性圖案其彼此之間的位移量，以取得測量位移量ci1’。在以所述預設位移量a1與所述測量位移量ai1’為第一點(a1,ai1’)以及所述預設位移量b1與所述測量位移量bi1’為第二點(b1,bi1’)作圖時，更包括以所述預設位移量c1與所述測量位移量ci1’為第三點(c1,ci1’)作圖。
依照本發明實施例所述，上述圖案層為前層。
依照本發明實施例所述，上述圖案層為當層。
依照本發明實施例所述，上述預設位移量a1、所述預設位移量b1與所述預設位移量c1之中一者為0。
本發明之重疊標記組包括至少兩組具有不同位移量的線性圖案。此重疊標記組可以應用於同一圖案層中，例如是前層或是當層。此重疊標記組可以用來選出測量重疊誤差之最佳配方。
本發明之選擇測量重疊誤差之配方的方法可以最快速有效的方法得到測量重疊的最佳的配方，以精準測量重疊的誤差或相對的位移量。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10、110、210‧‧‧重疊標記
12A~12H、112A~112H、212A~212H‧‧‧區域
14、16、114、116、214、216‧‧‧群組
20、20a、20b、120、120a、120b、220、220a、220b‧‧‧第一組X方向線性圖案
30、30a、30b、130、130a、130b、230、230a、230b‧‧‧第二組X方向線性圖案
22、22a、22b、122、122a、122b、222、222a、222b‧‧‧第一組Y
方向線性圖案
32、32a、32b、132、132a、132b、232、232a、232b‧‧‧第二組Y方向線性圖案
52‧‧‧第一圖案層
50、150‧‧‧晶圓
54、154‧‧‧材料層
56、156‧‧‧介電層
58、158‧‧‧硬罩幕層
60‧‧‧光阻層
a1、b1、c1‧‧‧預設位移量
S10~S70‧‧‧步驟
圖1A是依據本發明第一實施例繪示之一種重疊標記組。
圖1B是依據本發明第二實施例繪示之一種重疊標記組。
圖2A是一種可應用本發明之重疊標記組的半導體元件。
圖2B是另一種可應用本發明之重疊標記組的半導體元件。
圖3繪示選擇測量重疊誤差之配方的方法的流程圖。
圖4是以不同的配方測量重疊標記組所得到的測量線與理想線的關係圖。
圖1A是依據本發明第一實施例繪示之一種重疊標記組。圖2A是一種可應用本發明之重疊標記組的半導體元件。圖2B是一種可應用本發明之重疊標記組的半導體元件。
請參照圖1A，本發明實施例之重疊標記組包括重疊標記10與重疊標記110。更具體地說，重疊標記10與重疊標記110在同一圖案層中。在一實施例中，請參照圖1A與2A，重疊標記10與重疊標記110為第一圖案層52的一部分。第一圖案層52例如是前層，其被晶圓50上的材料層54覆蓋。在一示範實施例中，第一圖案層52例如是金屬層、多晶矽層或氮化矽層。材料層54例如是介電層56與硬罩幕層58所組成的堆疊層，或是介電層56、硬罩幕層58與未圖案化的光阻層60所組成的堆疊層。
在另一實施例中，請參照圖1A與2B，重疊標記10與重疊標記110為第二圖案層152的一部分。第二圖案層152例如是當層，其設置在晶圓150的材料層154上。在一示範實施例中，第二圖案層152例如是光阻層，材料層154例如是介電層156與硬罩幕層158。
請參照圖1A，重疊標記10包括多個區域。在本示範實施例中，重疊標記10包括8個區域12A~12H。8個區域12A~12H彼此分離，而未重疊。8個區域12A~12H可以分為兩個群組14與16。群組14包括區域12A~12D，用來提供Y方向的位移資訊。群組16包括區域12E~12H，用來提供X方向的位移資訊。
重疊標記10包括至少兩組X方向線性圖案20、30及至
少兩組Y方向線性圖案22、32。在重疊標記10中，兩組X方向線性圖案20、30中的第一組X方向線性圖案20可包括兩部分，分別設置在區域12A與區域12D中。設置在區域12A的第一組X方向線性圖案20a與設置在區域12D中的第一組X方向線性圖案20b分別由多數個彼此平行的線段在Y方向排列而成。兩組X方向線性圖案20、30中的第二組X方向線性圖案30可包括兩部分，分別設置在區域12B與12C中。在區域12B的第二組X方向線性圖案30a與在區域12C中的第二組X方向線性圖案30b分別由多數個彼此平行的線段在Y方向排列而成。
在重疊標記10中，兩組Y方向線性圖案22與32中的第一組Y方向線性圖案22包括兩部分，分別設置在區域12E與區域12H中。設置在區域12E中的第一組Y方向線性圖案22a與設置在區域12H中的第一組Y方向線性圖案22b分別由多數個彼此平行的線段在X方向排列而成。兩組Y方向線性圖案22與32中的第二組Y方向線性圖案32可包括兩部分，分別設置在區域12F與區域12G中。設置在區域12F中的第二組Y方向線性圖案32a與設置在區域12G中的第二組Y方向線性圖案32b分別由多數個彼此平行的線段在X方向排列而成。
在本發明實施例中，設置在區域12A~12H中的線段的寬度可以相同，且線段的間距可以相同。然而，相鄰兩區域的線性圖案其彼此之間具有預設位移量a1。更具體地說，設置在區域12A中的第一組X方向線性圖案20a與設置在區域12B中的第二
組X方向線性圖案30a，其彼此之間具有預設位移量a1。設置在區域12D中的第一組X方向線性圖案20b與設置在區域12C中的第二組X方向線性圖案30b，其彼此之間亦具有預設位移量a1。設置在區域12E中的第一組Y方向線性圖案22a與設置在區域12F中的第二組Y方向線性圖案32a，其彼此之間亦具有預設位移量a1。同樣地，設置在區域12H中的第一組Y方向線性圖案22b與設置在區域12G中的第二組Y方向線性圖案32b，其彼此之間亦具有預設位移量a1。
在一實施例中，預設位移量a1可以是在相鄰兩區中的線性圖案的中心線之間的距離。舉例來說，在區域12A中的第一組X方向線性圖案20a與在區域12B中的第二組X方向線性圖案30a其彼此之間的預設位移量a1，可以是指在區域12A中的第一組X方向線性圖案20a的最下方的線段與最上方的線段之間的中心線，與在區域12B中的第二組X方向線性圖案30a的最下方的線段與最上方的線段之間的中心線兩者之間的距離。
在另一實施例中，預設位移量a1可以是在相鄰兩區中的線性圖案中的最中間的線段的中心線之間的距離。舉例來說，在區域12A中的第一組X方向線性圖案20a與在區域12B中的第二組X方向線性圖案30a其彼此之間的預設位移量a1，可以是指在區域12A中的第一組X方向線性圖案20a中的最中間的線段的中心線，與在區域12B中的第二組X方向線性圖案30a中的最中間的線段的中心線兩者之間的距離。然而，預設位移量a1的設定方
式不以上述為限，可以依照實際的需要來設定。
請參照圖1A，重疊標記110包括多個區域。在本示範實施例中，重疊標記110包括8個區域112A~112H。8個區域112A~112H彼此分離，而未重疊。8個區域112A~112H可以分為兩個群組114與116。群組114包括區域112A~112D，用來提供Y方向的位移資訊。群組116包括區域112E~112H，用來提供X方向的位移資訊。
重疊標記110包括至少兩組X方向線性圖案120、130以及至少兩組Y方向線性圖案122、132。在重疊標記110中，兩組X方向線性圖案120、130中的第一組X方向線性圖案120可包括兩部分，分別設置在區域112A與區域112D中。設置在區域112A中的第一組X方向線性圖案120a與設置在區域112D中的第一組X方向線性圖案120b分別由多數個彼此平行的線段在Y方向排列而成。兩組X方向線性圖案120、130中的第二組X方向線性圖案130可包括兩部分，分別設置在區域112B與112C中。設置在區域112B中的第二組X方向線性圖案130a與設置在區域112C中的第二組X方向線性圖案130b分別由多數個彼此平行的線段在Y方向排列而成。
在重疊標記110中，兩組Y方向線性圖案122與132中的第一組Y方向線性圖案122包括兩部分，分別設置在區域112E與區域112H中。設置在區域112E中的第一組Y方向線性圖案122a與設置在區域112H中的第一組Y方向線性圖案122b分別由多數
個彼此平行的線段在X方向排列而成。兩組Y方向線性圖案122與132中的第二組Y方向線性圖案132可包括兩部分，分別設置在區域112F與區域112G中。設置在區域112F中的第二組Y方向線性圖案132a與設置在區域112G中的第二組Y方向線性圖案132b分別由多數個彼此平行的線段在X方向排列而成。
在本發明實施例中，設置在區域112A~112H中的線段的寬度可以相同，線段的間距可以相同。然而，相鄰兩區域的線性圖案其彼此之間具有預設位移量b1。更具體地說，設置在區域112A中的第一組X方向線性圖案120a與設置在區域112B中的第二組X方向線性圖案130a，其彼此之間具有預設位移量b1。設置在區域112D中的第一組X方向線性圖案120b與設置在區域112C中的第二組X方向線性圖案130b，其彼此之間亦具有預設位移量b1。設置在區域112E中的第一組Y方向線性圖案122a與設置在區域112F中的第二組Y方向線性圖案132a，其彼此之間亦具有預設位移量b1。同樣地，設置在區域112H中的第一組Y方向線性圖案122b與設置在區域112G中的第二組Y方向線性圖案132b，其彼此之間亦具有預設位移量b1。預設位移量b1的定義與預設位移量a1類似，於此不再贅述。預設位移量b1不等於預設位移量a1。在一實施例中，預設位移量a1與預設位移量b1中一者為0。
本發明之重疊標記組的重疊標記10中的線段的寬度可以與重疊標記110中的線段的寬度相同或相異，重疊標記10中的線
段的間距可以與重疊標記110中的線段的間距相同或相異。
在圖1A中，重疊標記10包括兩組X方向線性圖案20、30及兩組Y方向線性圖案22、32；重疊標記110包括兩組X方向線性圖案120、130及兩組Y方向線性圖案122、132，然而，本發明之重疊標記組並不以其為限。
在其他的實施例中，重疊標記10可以包括三組以上的X方向線性圖案及三組以上的Y方向線性圖案。在重疊標記10中，三組以上的X方向線性圖案其彼此之間具有預設位移量a1，且三組以上的Y方向線性圖案其彼此之間具有預設位移量a1。同樣地，重疊標記110可以包括三組以上的X方向線性圖案及三組以上的Y方向線性圖案。在重疊標記110中，三組以上的X方向線性圖案其彼此之間具有預設位移量b1，且三組以上的Y方向線性圖案其彼此之間具有預設位移量b1。
此外，在以上的實施例中，重疊標記組包括兩個重疊標記，即重疊標記10以及上述重疊標記110，然而，本發明並不以此為限。在其他的實施例中，重疊標記組可以包括三個或更多個重疊標記。
圖1B是依據本發明第二實施例繪示之一種重疊標記組。請參照圖1B，重疊標記組包括上述重疊標記10、上述重疊標記110以及重疊標記210。更具體地說，上述重疊標記10、上述重疊標記110以及重疊標記210在同一圖案層中。上述重疊標記10、上述重疊標記110如上所述，於此不再贅述。以下針對重疊
標記210說明。
請參照圖1B，重疊標記210包括多個區域。在本示範實施例中，重疊標記210包括8個區域212A~212H。8個區域212A~212H彼此分離，而未重疊。8個區域212A~212H可以分為兩個群組214與216。群組214包括區域212A~212D，用來提供Y方向的位移資訊。群組216包括區域212E~212H，用來提供X方向的位移資訊。
重疊標記210包括兩組X方向線性圖案220、230以及兩組Y方向線性圖案222、232。在重疊標記210中，兩組X方向線性圖案220、230中的第一組X方向線性圖案220可包括兩部分，分別設置在區域212A與區域212D中。設置在區域212A中的第一組X方向線性圖案220a與設置在區域212D中的第一組X方向線性圖案220b分別由多數個彼此平行的線段在Y方向排列而成。兩組X方向線性圖案220、230中的第二組X方向線性圖案230可包括兩部分，分別設置在區域212B與212C中。設置在區域212B中的第二組X方向線性圖案230a與設置在區域212C中的第二組X方向線性圖案230b分別由多數個彼此平行的線段在Y方向排列而成。
在重疊標記210中，兩組Y方向線性圖案222、232中的第一組Y方向線性圖案222包括兩部分，分別設置在區域212E與區域212H中。設置在區域212E中的第一組Y方向線性圖案222a與設置在區域212H中的第一組Y方向線性圖案222b分別由多數
個彼此平行的線段在X方向排列而成。兩組Y方向線性圖案222、232中的第二組Y方向線性圖案232可包括兩部分，分別設置在區域212F與區域212G中。設置在區域212F中的第二組Y方向線性圖案232a與設置在區域212G中的第二組Y方向線性圖案232b分別由多數個彼此平行的線段在X方向排列而成。
在本發明實施例中，設置在區域212A~212H中的線段的寬度可以相同，線段的間距可以相同。然而，相鄰兩區域的線性圖案其彼此之間具有預設位移量為c1。更具體地說，設置在區域212B中的第二組X方向線性圖案230a與設置在區域212C中的第二組X方向線性圖案230b分別由多數個彼此平行的線段在Y方向排列而成。設置在區域212A中的第一組X方向線性圖案220a與設置在區域212B中的第二組X方向線性圖案230a，其彼此之間具有預設位移量為c1。設置在區域212D中的第一組X方向線性圖案220b與設置在區域212C中的第二組X方向線性圖案230b，其彼此之間亦具有預設位移量c1。設置在區域212F中的第二組Y方向線性圖案232a與設置在區域212G中的第二組Y方向線性圖案232b分別由多數個彼此平行的線段在X方向排列而成。設置在區域212E中的第一組Y方向線性圖案222a與設置在區域212F的第二組Y方向線性圖案232a，其彼此之間亦具有預設位移量c1。同樣地，設置在區域212H中的第一組Y方向線性圖案222b與設置在區域212G中的第二組Y方向線性圖案232b，其彼此之間亦具有預設位移量c1。預設位移量c1的定義與預設位移量a1
類似，於此不再贅述。預設位移量c1不等於預設位移量a1且不等於預設位移量b1。在一實施例中，預設位移量a1、預設位移量b1與預設位移量c1中一者為0。
本發明之重疊標記組的重疊標記10、重疊標記110與重疊標記210中的線段的寬度可以相同或相異，重疊標記10、重疊標記110與重疊標記210中的線段的間距可以相同或相異。
此外，在圖1A與圖1B中，重疊標記10、重疊標記110與重疊標記210中的線段均是以實心的條狀物來說明，然而，本發明並不以此為限，重疊標記10、重疊標記110與重疊標記210中的每一線段也可以是由多條更細的線段或是多個點構成。
圖3繪示選擇測量重疊誤差之配方的方法的流程圖。圖4是以不同的配方測量重疊標記組所得到的測量線與理想線的關係圖。
請參照圖3，步驟S10，提供晶圓。晶圓例如是圖2A的晶圓50或是圖2B的晶圓150。晶圓上具有圖案層。圖案層可以是圖2A的第一圖案層52。圖案層也可以是圖2B的第二圖案層152。
所述圖案層中具有重疊標記組。所述重疊標記組包括至少一第一重疊標記與一第二重疊標記。第一重疊標記例如是上述圖1A或圖1B中的重疊標記10。重疊標記10包括兩組X方向線性圖案(第一組X方向線性圖案20與第二組X方向線性圖案30)，其彼此之間具有預設位移量a1；以及兩組Y方向線性圖案(第一
組Y方向線性圖案22與第二組Y方向線性圖案32)，其彼此之間亦具有預設位移量a1。
第二重疊標記例如是上述圖1A或圖1B中的重疊標記110。重疊標記110包括兩組X方向線性圖案(第一組X方向線性圖案120與第二組X方向線性圖案130)，其彼此之間具有預設位移量b1；以及兩組Y方向線性圖案(第一組Y方向線性圖案122與第二組Y方向線性圖案132)，其彼此之間亦具有預設位移量b1。預設位移量b1不等於預設位移量a1。
步驟S20，以第i配方測量所述第一重疊標記的兩組X方向線性圖案(例如是圖1A或圖1B中的重疊標記10的第一組X方向線性圖案20與第二組X方向線性圖案30)其彼此之間的位移量以及兩組Y方向線性圖案(例如是圖1A或圖1B中的重疊標記10的第一組Y方向線性圖案22與第二組Y方向線性圖案32)其彼此之間的位移量，以取得測量位移量ai1’。i為1~N，N為整數。
步驟S30，以所述第i配方，測量所述第二重疊標記的兩組X方向線性圖案(例如是圖1A或圖1B中的重疊標記110的第一組X方向線性圖案120與第二組X方向線性圖案130)其彼此之間的位移量以及兩組Y方向線性圖案(例如是圖1A或圖1B中的重疊標記110的第一組Y方向線性圖案122與第二組Y方向線性圖案132)其彼此之間的位移量，以取得測量位移量bi1’。所述第i配方包括光源、光圈、濾波器或其組合。所述光源包括白光、
單波段光或雙波段光。單波段光例如是藍光、紅光或綠光。
更具體地說，在一示範實施例中，i表示1至4之整數。第1配方為白光。以白光測量所述第一重疊標記的兩組X方向線性圖案(例如是圖1A或圖1B中的重疊標記10的第一組X方向線性圖案20與第二組X方向線性圖案30)其彼此之間的位移量以及兩組Y方向線性圖案(例如是圖1A或圖1B中的重疊標記10的第一組Y方向線性圖案22與第二組Y方向線性圖案32)其彼此之間的位移量，以取得測量位移量a11’。
接著，以上述白光測量所述第二重疊標記的兩組X方向線性圖案(例如是圖1A或圖1B中的重疊標記110的第一組X方向線性圖案120與第二組X方向線性圖案130)其彼此之間的位移量以及兩組Y方向線性圖案(例如是圖1A或圖1B中的重疊標記110的第一組Y方向線性圖案122與第二組Y方向線性圖案132)之間的位移量，以取得測量位移量b11’。
第2配方為藍光。以藍光測量所述第一重疊標記的兩組X方向線性圖案其彼此之間的位移量以及兩組Y方向線性圖案其彼此之間的位移量，以取得測量位移量a21’。接著，以藍光測量所述第二重疊標記的兩組X方向線性圖案其彼此之間的位移量以及兩組Y方向線性圖案其彼此之間的位移量，以取得測量位移量b21’。
第3配方為紅光。以紅光測量所述第一重疊標記的兩組X方向線性圖案其彼此之間的位移量以及兩組Y方向線性圖案其彼
此之間的位移量，以取得測量位移量a31’。接著，以紅光測量所述第二重疊標記的兩組X方向線性圖案其彼此之間的位移量以及兩組Y方向線性圖案其彼此之間的位移量，以取得測量位移量b31’。
第4配方為綠光。以綠光測量所述第一重疊標記的兩組X方向線性圖案其彼此之間的位移量以及兩組Y方向線性圖案其彼此之間的位移量，以取得測量位移量a41’。接著，以綠光測量所述第二重疊標記的兩組X方向線性圖案其彼此之間的位移量以及兩組Y方向線性圖案其彼此之間的位移量，以取得測量位移量b41’。
請參照圖3與圖4，步驟S40，以預設位移量為第一座標軸(例如是X軸)以及測量位移量為第二座標軸(例如是Y軸)建立座標系統。接著，至少以所述預設位移量a1與所述測量位移量ai1’為第一點(a1,ai1’)以及所述預設位移量b1與所述測量位移量bi1’為第二點(b1,bi1’)在前述座標系統中作圖，以得到多數條測量線。在上述示範實施例中，可得到測量線A、B、C以及D。測量線A是由點(a1,a11’)與點(b1,b11’)連成線A。測量線B是由點(a1,a21’)與點(b1,b21’)連成的線。測量線C是由點(a1,a31’)與點(b1,b31’)連成的線。測量線D是由點(a1,a41’)與點(b1,b41’)連成的線。
請參照圖3與圖4，步驟S50，至少以所述測量位移量ai1’等於所述預設位移量a1以及所述測量位移量bi1’等於所述預設位
移量b1兩點製作理想線I。
請參照圖3與圖4，步驟S60，從所述測量線A、B、C以及D中選擇最接近所述理想線I的最佳線。在圖4中，在測量線A、B、C以及D中，以測量線B最接近所述理想線I。因此，測量線B即為最佳線。這表示以最佳線所對應的配方來測量是最精準的。
請參照圖3與圖4，步驟S70，以所述最佳線所對應的配方(最佳配方)測量另一晶圓之層與層的相對位移量。在圖4中，測量線B為最佳線，測量線B所對應的配方即為藍光。因此，可以藍光來測量另一晶圓之層與層的相對位移量。所述的另一晶圓上的材料層結構，可以是與上述晶圓上的材料層的結構相同、相似或相異。換言之，若是上述另一個晶圓上的材料層結構與上述晶圓上的材料層結構相似或不同，仍可以先以上述最佳線所對應的配方來測量其層與層的相對位移量。若所測量的相對位移量不精準，再重覆上述步驟S10~S70，並以所得到的其他配方來測量其層與層的相對位移量。舉例來說，在圖2A的光阻層60形成之後圖案化之前，可以先以上述方法取得最佳配方。當具有相同於圖2A結構的半導體元件的光阻層60圖案化之後，則可以最佳配方來測量當層與前層的重疊誤差。或是，當層本身是利用兩次曝光時，也可應用此最佳配方來測量當層中兩次曝光所形成的兩部分之間的相對位移。
在另一個實施例中，晶圓上的圖案層中的重疊標記組，
除了包括上述第一重疊標記與上述第二重疊標記之外，更包括第三重疊標記。第三重疊標記例如是上述圖1B中的重疊標記210。重疊標記210包括兩組X方向線性圖案(第一組X方向線性圖案220與第二組X方向線性圖案230)，其彼此之間具有預設位移量c1；以及兩組Y方向線性圖案(第一組Y方向線性圖案222與第二組Y方向線性圖案232)，其彼此之間具有預設位移量c1。上述選擇測量重疊誤差之配方的方法的步驟更包括在進行步驟S30之後，以上述第i配方測量第三重疊標記的兩組X方向線性圖案其彼此之間的位移量以及兩組Y方向線性圖案其彼此之間的位移量，以取得測量位移量ci1’。此外，在進行步驟S40，即以上述預設位移量a1與上述測量位移量ai1’為第一點(a1,ai1’)以及上述預設位移量b1與上述測量位移量bi1’為第二點(b1,bi1’)作圖時，更包括以所述預設位移量c1與所述測量位移量ci1’為第三點(c1,ci1’)作圖。
在以上的實施例中，是以白光、藍光、紅光以及綠光來做為上述配方的示範例。然而，本發明所述的配方，並不以上述為限。在其他的實施例中，上述配方可以是光圈、濾波器等。此外，本發明可以先從光源中選擇出最佳波段的光，例如是在上述實施例中為藍光。接著，以最佳波段的光(例如是藍光)配合不同的光圈大小來進一步選擇出最佳的光圈大小。之後，再以最佳波段的光以及最佳的光圈大小配合不同的濾波器來進一步選擇出最佳的濾波器。之後，即可以所選出的最佳波段的光、最佳的光
圈以及最佳的濾波器做為最佳配方，來測量另一晶圓之層與層的相對位移量。
綜合以上所述，本發明之重疊標記組包括至少兩組具有不同位移量的線性圖案。此重疊標記組可以應用於同一圖案層中，例如是前層或是當層。此重疊標記組可以用來選出測量重疊之最佳配方。此外，此重疊標記組透過本發明之選擇測量重疊誤差之配方的方法可以最快速有效的方法得到測量重疊的最佳的配方，以精準測量重疊的誤差或相對的位移量。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10、110‧‧‧重疊標記
12A~12H、112A~112H‧‧‧區域
14、16、114、116‧‧‧群組
20、20a、20b、120、120a、120b‧‧‧第一組X方向線性圖案
30、30a、30b、130、130a、130b‧‧‧第二組X方向線性圖案
22、22a、22b、122、122a、122b‧‧‧第一組Y方向線性圖案
32、32a、32b、132、132a、132b‧‧‧第二組Y方向線性圖案
a1、b1‧‧‧預設位移量
Claims (10)
- 一種選擇測量重疊誤差之配方的方法，包括：提供一晶圓，該晶圓上具有一圖案層，該圖案層中具有至少一第一重疊標記與一第二重疊標記，其中：該第一重疊標記包括至少兩組X方向線性圖案，其彼此之間具有一預設位移量a1；以及至少兩組Y方向線性圖案，其彼此之間具有該預設位移量a1；以及該第二重疊標記包括至少兩組X方向線性圖案，其彼此之間具有一預設位移量b1；以及至少兩組Y方向線性圖案，其彼此之間具有該預設位移量b1，其中該預設位移量a1不等於該預設位移量b1；以一第i配方測量該第一重疊標記的所述兩組X方向線性圖案其彼此之間的位移量以及該第一重疊標記的所述兩組Y方向線性圖案其彼此之間的位移量，以取得測量位移量ai1’，其中i為1~N，N為整數；以該第i配方測量該第二重疊標記的兩組X方向線性圖案其彼此之間的位移量以及該第二重疊標記的兩組Y方向線性圖案其彼此之間的位移量，以取得測量位移量bi1’；在以預設位移量為一第一座標軸以及測量位移量為一第二座標軸的一座標系統中，以該預設位移量a1與該些測量位移量ai1’ 為一第一點(a1,ai1’)以及該預設位移量b1與該些測量位移量bi1’為一第二點(b1,bi1’)作圖，以得到多數條測量線；以該些測量位移量ai1’等於該預設位移量a1以及該些測量位移量bi1’等於該預設位移量b1兩點製作一理想線；從所述測量線中選擇出最接近該理想線的一最佳線；以及以該最佳線所對應的配方測量另一晶圓之層與層的相對位移量。
- 如申請專利範圍第1項所述之選擇測量重疊誤差之配方的方法，其中所述第i配方包括光源、光圈、濾波器或其組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之選擇測量重疊誤差之配方的方法，其中所述第i配方包括光源，該光源包括白光、單波段光或雙波段光。
- 如申請專利範圍第1項所述之選擇測量重疊誤差之配方的方法，其中該圖案層為前層。
- 如申請專利範圍第1項所述之選擇測量重疊誤差之配方的方法，其中該圖案層為當層。
- 如申請專利範圍第1項所述之選擇測量重疊誤差之配方的方法，其中該預設位移量a1與該預設位移量b1之中一者為0。
- 如申請專利範圍第1項所述之選擇測量重疊誤差之配方的方法，其中該圖案層中更具有一第三重疊標記，其中：該第三重疊標記包括兩組X方向線性圖案，其彼此之間具有一預設位移量c1；以及兩組Y方向線性圖案，其彼此之間具有該 預設位移量c1，且該選擇測量重疊誤差之配方的方法更包括：以該第i配方測量該第三重疊標記的兩組X方向線性圖案其彼此之間的位移量以及兩組Y方向線性圖案其彼此之間的位移量，以取得一測量位移量ci1’；以及在以該預設位移量a1與該些測量位移量ai1’為該第一點(a1,ai1’)以及該預設位移量b1與該些測量位移量bi1’為該第二點(b1,bi1’)作圖時，更包括以該預設位移量c1與該些測量位移量ci1’為一第三點(c1,ci1’)作圖。
- 如申請專利範圍第7項所述之選擇測量重疊誤差之配方的方法，其中該圖案層為前層。
- 如申請專利範圍第7項所述之選擇測量重疊誤差之配方的方法，其中該圖案層為當層。
- 如申請專利範圍第7項所述之選擇測量重疊誤差之配方的方法，其中該預設位移量a1、該預設位移量b1與該預設位移量c1之中一者為0。
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| US11862521B2 (en) * | 2019-06-20 | 2024-01-02 | Kla Corporation | Multiple-tool parameter set calibration and misregistration measurement system and method |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW519701B (en) * | 2001-12-28 | 2003-02-01 | United Microelectronics Corp | Overlay mark structure and its measurement application |
| US20040066517A1 (en) * | 2002-09-05 | 2004-04-08 | Hsu-Ting Huang | Interferometry-based method and apparatus for overlay metrology |
| US20050012928A1 (en) * | 2003-07-17 | 2005-01-20 | Abdurrahman Sezginer | Apparatus and method for measuring overlay by diffraction gratings |
| TW200712799A (en) * | 2005-09-07 | 2007-04-01 | United Microelectronics Corp | Stacked alignment mark and alignment method of photolithography process |
| TW200842937A (en) * | 2007-04-27 | 2008-11-01 | Macronix Int Co Ltd | Overlay mark, and fabrication and application of the same |
Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| US7068833B1 (en) | 2000-08-30 | 2006-06-27 | Kla-Tencor Corporation | Overlay marks, methods of overlay mark design and methods of overlay measurements |
| US6982793B1 (en) * | 2002-04-04 | 2006-01-03 | Nanometrics Incorporated | Method and apparatus for using an alignment target with designed in offset |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW519701B (en) * | 2001-12-28 | 2003-02-01 | United Microelectronics Corp | Overlay mark structure and its measurement application |
| US20040066517A1 (en) * | 2002-09-05 | 2004-04-08 | Hsu-Ting Huang | Interferometry-based method and apparatus for overlay metrology |
| US20050012928A1 (en) * | 2003-07-17 | 2005-01-20 | Abdurrahman Sezginer | Apparatus and method for measuring overlay by diffraction gratings |
| TW200712799A (en) * | 2005-09-07 | 2007-04-01 | United Microelectronics Corp | Stacked alignment mark and alignment method of photolithography process |
| TW200842937A (en) * | 2007-04-27 | 2008-11-01 | Macronix Int Co Ltd | Overlay mark, and fabrication and application of the same |
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