[发明专利]一种高精度测量晶片纵向对准误差的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件与电路的制作方法技术领域。

背景技术

半导体器件和电路制作中需要对晶片进行多次光刻。光刻的目的是选择性的曝光晶片上的光刻胶，以满足后续工艺的需要。光刻的基本过程就是将光刻版和晶片进行对准后，使用紫外光等光波对事先涂好光刻胶的晶片进行曝光，由于光刻版对紫外光具有选择透过性，而光刻胶是对紫外光敏感的化学物质，光照可以引起光刻胶的性质变化，光照部分的光刻胶会由可在显影液中溶解变成不可在显影液中溶解或者由不可在显影液中溶解变成可以在显影液中溶解，从而选择性的保留晶片上光刻胶的图案，进而对晶片进行加工。

光刻在半导体加工工艺中的地位至关重要。在光刻过程中，晶片需要与光刻版进行对准，晶片与光刻版的对准以光刻版上和晶片上定位标记在视野中的重叠作为主要依据。通过移动晶片调整晶片与光刻版之间的相对位置，使晶片上的定位标记和光刻版上的定位标记在视野中重叠，便可以实现晶片与光刻版的对准。晶片与光刻板之间的纵向对准是整个对准过程的重要步骤。晶片与光刻版的纵向对准误差是调整晶片与光刻版在纵向进行对准的主要依据。首先测量纵向误差，然后移动晶片消除纵向误差，最终达到纵向对准。

传统的接触式光刻中，测量晶片纵向对准误差主要依据晶片和光刻板上定位标记的下上任意一侧边沿间的距离进行估计，这一方法并不能精确的测量晶片纵向对准误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高精度测量晶片纵向对准误差的方法，该方法能够精确测量晶片纵向对准误差。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种高精度测量晶片纵向对准误差的方法，包括以下步骤：

1）在光刻版上纵向加工一排中心对齐的刻度线阵列作为光刻版测量标尺；

2）在晶片上纵向加工一排中心对齐的刻度线阵列作为晶片测量标尺；

3）通过移动晶片，调整晶片与光刻板的相对位置，使晶片测量标尺与光刻版测量标尺在视野中重叠或平行；

4）通过计算读取晶片纵向误差。

进一步优化的方案为所述步骤1）中光刻版测量标尺的每一条刻度线都由两条线条组成，构成同一条刻度线的两条线条在光刻版上位于同一纵向直线上且二者不相接，相邻两刻度线中心之间的间距均为l₁，l₁不大于1，刻度线条数为m，m为大于3的整数，并设有一条刻度线的形貌不同于其余刻度线的光刻版基准刻度线。

进一步优化的方案为所述步骤2）中晶片测量标尺的刻度线形状为线条，线条的横向长度大于组成光刻版上刻度线的两条线条的边沿间距，相邻两刻度线中心之间的间距均为l₂，l₂小于l₁，l₁与l₂相差不大于0.1 ，并设有一条刻度线的形貌不同于其余刻度线的晶片基准刻度线。

进一步优化的方案为所述步骤4）中的读取方法为首先读取晶片基准刻度线偏离光刻版基准刻度线的方向，然后读取光刻版上的刻度线在他们之间出现的的条数x，最后观察晶片基准刻度线在偏离光刻版方向上的第几条刻度线与光刻版上的刻度线重合；当重合的刻度线在晶片基准刻度线下侧第n条，则晶片在纵向偏离光刻版的相对误差为偏下x×l₁+n×(l₁-l₂)；当重合的刻度线在晶片基准刻度线上侧第n条，则晶片在纵向偏离光刻版的相对误差为偏上x×l₁+n×(l₁-l₂)。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过对光刻版和晶片设置的测量标尺，通过移动晶片，调整晶片与光刻板的相对位置，使晶片测量标尺与光刻版测量标尺在视野中重叠或平行时，高精度的读取了晶片相对于光刻版的偏差，误差精度取决于l₁与l₂的差值，其l₁和l₂相差不大于0.1 ，故实现对晶片纵向误差高精度的读取。

附图说明

图1是光刻版上加工的光刻版测量标尺示意图；

图2是晶片上加工的晶片测量标尺示意图；

图3是晶片偏离光刻版下侧时的示意图；