[发明专利]补偿套刻数据的方法和系统

说明书

本发明公开了一种补偿套刻数据的方法和系统。该方法包括：获得中间目标层与下部目标层的套刻标记之间的第一偏移矢量和中间目标层与上部目标层的套刻标记之间的第二偏移矢量；将第一偏移矢量分解为第一可补偿分量和第一不可补偿分量，将第二偏移矢量分解为第二可补偿分量和第二不可补偿分量；执行最小化处理以得到第一不可补偿分量的最小值和第二不可补偿分量的最小值；由第一偏移矢量和第一不可补偿分量的最小值得到优化的第一可补偿分量，由第二偏移矢量和第二不可补偿分量的最小值得到优化的第二可补偿分量；根据优化的第一可补偿分量和优化的第二可补偿分量得到下部目标层与上部目标层的套刻标记之间的第三偏移矢量的第三可补偿分量。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种补偿套刻数据的方法和系统。

背景技术

随着半导体制造技术的发展，目前出现了先沟槽后通孔工艺。在BEOL(Back EndOf Line，后段制程)中，通过对关键层进行套刻补偿(overlay compensation)来控制光刻工艺，但是却很难控制该光刻工艺。

图1是示意性地示出现有技术中形成的半导体结构的横截面图。如图1所示，该半导体结构包括：下部金属层11、中间通孔层12和上部金属层13，其中，下部金属层11和上部金属层13分别作为下部结构和上部结构的布线层，例如可以利用光刻工艺在下部结构和上部结构中分别形成沟槽，然后在这些沟槽中分别形成布线层。中间通孔层12包括金属接触孔121，该金属接触孔121包括连接下部金属层11和上部金属层13的通孔和填充该通孔的金属接触件。在制造过程中，需要通孔与上部结构的沟槽和下部结构沟槽对准，这样才能使得金属接触孔121分别与下部金属层11和上部金属层13对准。

现有技术中，可以有如下制造工艺流程：第一种情况下，可以先形成下部金属层，然后形成中间通孔层，再形成上部金属层，形成如图1所示的结构；第二种情况下，可以先形成下部金属层，然后形成中部金属层，再形成上部通孔层，从而形成通孔层为最上层的结构。例如，在第二种情况的制造方法中，可以先做好下部金属层，然后在金属沟槽中填上Cu，CMP(化学机械平坦化)工艺过后，开始做中部金属层，对中部金属层进行光刻工艺和蚀刻工艺过程，但蚀刻工艺只蚀刻到硬掩模(hard mask)；然后继续做上部通孔层，曝光工艺正常，但是到蚀刻工艺时，直接蚀刻穿透中部金属层，与下部金属层连通。但不论哪种制造工艺流程，在现有工艺中，均需要在套刻过程中使得中间层与上部层的套刻偏移(即套刻标记的偏移)最小，以及使得上部层与下部层的套刻偏移也最小(但是上部层与下部层的套刻偏移的大小不太重要)，这将可能导致中间层与下部层的套刻偏移很大。也就是说，现有技术中通过牺牲中间层与下部层的套刻偏移来控制中间层与上部层的套刻偏移和上部层与下部层的套刻偏移。

但是中间层与下部层的套刻偏移是很重要的。一旦这两层的套刻偏移超过了可允许的范围，将导致中间层与下部层的对准连接较差，这将导致半导体结构不合格，增加重复曝光(rework)的次数，从而增加了成本并且降低了产率。

发明内容

本发明的发明人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种补偿套刻数据的方法，包括：获得中间目标层的套刻标记与下部目标层的套刻标记之间的第一偏移矢量和所述中间目标层的套刻标记与上部目标层的套刻标记之间的第二偏移矢量；将所述第一偏移矢量分解为第一可补偿分量和第一不可补偿分量，以及将所述第二偏移矢量分解为第二可补偿分量和第二不可补偿分量；对所述第一不可补偿分量和所述第二不可补偿分量执行最小化处理，以得到所述第一不可补偿分量的最小值和所述第二不可补偿分量的最小值；根据所述第一偏移矢量和所述第一不可补偿分量的最小值得到优化的第一可补偿分量，以及根据所述第二偏移矢量和所述第二不可补偿分量的最小值得到优化的第二可补偿分量；以及根据所述优化的第一可补偿分量和所述优化的第二可补偿分量得到所述下部目标层的套刻标记与所述上部目标层的套刻标记之间的第三偏移矢量的第三可补偿分量。