[发明专利]光刻的迭对值校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种光刻的迭对值校准方法。

背景技术

在具有迭对结构的半导体器件的制造中，迭对(Overlay)是表明形成于前一工艺中的层和形成于目前的工艺中的层的对准状态的指标。当开发高集成度的半导体器件时迭对是非常重要的。为了探测和校准形成于前一工艺中的层和形成于目前的工艺中的层的对准状态，一般，层之间的迭对通过在划线区中形成迭对对准图案来测量。迭对对准图案与形成于器件形成区的图案同时形成。

以半导体制造工艺中的铝连线(Al pad)制程为例，铝连线的光刻(photo)图案一般是对准钝化层(Passivation layer)。铝连线与钝化层之间的overlay的测量也遵循传统的测量方法，按照图1所示的版图制备真实的图形(pattern)，在图1中，第一凹槽111’为下层标记(钝化层迭对标记，passivation overlay mark)，第二凹槽131’为上层标记(铝连线标记)。在钝化层110的光刻工艺和钝化层的刻蚀工艺过程中，预先在所述钝化层110中形成第一凹槽111，如图2所示，其中，所述第一凹槽111为凹槽图形。在所述钝化层110表面沉积铝外延层120之后，在所述第一凹槽111之上形成第二凹槽121，即将钝化层迭对标记的第一凹槽111传递到所述铝外延层120。随后，进行所述铝外延层120的光刻工艺，通过显影在光阻130形成光阻凹槽(overlay mark)131。

测量所述光阻凹槽131与所述第二凹槽121的距离，得到偏移距离d1和偏移距离d2。一般认为所述第一凹槽111与所述第二凹槽121的位置相同，所以，所述偏移距离d1和偏移距离d2即为铝连线的光刻与钝化层的光刻之间校准的偏移程度，一般用迭对测量数据表示铝连线的光刻与钝化层的光刻之间校准的偏移程度，其中，迭对测量数据=(d1-d2)/2。

但在实际应用过程中，由于铝的沉积会从晶圆(wafer)中心喷射源材料，所以，沉积后的所述铝外延层120以晶圆的中心为基点，存在一定的倾角，故晶圆中心a和边缘b的铝沉积存在差异性，即，在晶圆边缘b处，远离晶圆中心a的一侧沉积的铝会较厚，如图3所示，导致Overlay量测机台对所述第二凹槽121的中心点的判断，相对于所述第一凹槽111本来的中心点，存在一些偏移W1，该偏移即为沉积偏移量。该偏移W1将直接影响了对晶圆边缘部分的迭对校准的控制。

发明内容

本发明的目的在于，解决现有的晶圆边缘部分的迭对校准无法控制的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光刻的迭对值校准方法，包括：

步骤一：提供测量晶圆，所述测量晶圆具有一个测量非补偿迭对区和至少一个的测量补偿迭对区，所述测量补偿迭对区上具有第一凹槽，所述测量晶圆和第一凹槽内沉积形成有外延层，所述外延层具有与所述第一凹槽相对应的第二凹槽，所述第一凹槽与第二凹槽之间具有沉积偏移量；

步骤二：分别测量每个所述测量补偿迭对区的沉积偏移量；

步骤三：提供待校准晶圆，所述待校准晶圆具有一个待校准非补偿迭对区和至少一个的待校准补偿迭对区，所述待校准非补偿迭对区与所述测量非补偿迭对区相对应，所述待校准补偿迭对区与所述测量补偿迭对区相对应；

步骤四：分别根据每个所述沉积偏移量对相应的所述待校准补偿迭对区的迭对测量数据进行补偿，得到补偿迭对测量数据。

进一步的，所述测量非补偿迭对区为圆形，并位于所述测量晶圆的中心，所述测量补偿迭对区为与所述测量非补偿迭对区同心的圆环形。

进一步的，所述补偿迭对测量数据=所述迭对测量数据+所述沉积偏移量。

进一步的，所述步骤一包括：

提供所述测量晶圆，所述测量补偿迭对区上具有所述第一凹槽；

在所述测量晶圆上和所述第一凹槽内沉积形成所述外延层，所述外延层具有所述第一凹槽相对应的所述第二凹槽；以及

通过光刻工艺在所述外延层上形成光阻凸起，所述光阻凸起暴露出所述第二凹槽。

进一步的，所述步骤二包括：

测量所述光阻凸起与所述第二凹槽距离，得到第一距离；

以所述光阻凸起为掩膜刻蚀所述外延层，得到外延层凸起；

测量所述第一凹槽与所述外延层凸起的距离，得到第二距离；以及

将所述第一距离与第二距离做差，得到所述沉积偏移量。

进一步的，所述在所述外延层上制备光阻凸起的步骤包括：

在所述外延层上沉积光阻层；