[发明专利]测量外延前后光刻套刻误差的方法及结构

说明书

本发明提供了一种测量外延前后光刻套刻误差的方法及结构，包括：在第一基底表面上进行刻蚀，形成游标主尺刻度原始标记；在第一基底表面上进行外延，形成第二基底表面，根据游标主尺刻度原始标记的现有形貌设置游标主尺刻度标记、以及设置游标主尺刻度标记的原点；在第二基底表面上进行光刻，形成游标尺刻度标记；检测游标主尺刻度标记与游标尺刻度标记的实际对准点，根据实际对准点和游标尺精度计算光刻套刻误差。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种测量外延前后光刻套刻误差的方法及结构。

背景技术

外延生长是半导体器件设计中十分关键的一个工序，例如是器件实现复杂电荷平衡的关键因素之一，但是实际工艺中，外延生长可能会使光刻工艺及刻蚀工艺所定义的半导体器件的各个部件的几何形状发生扭曲，或使外延前衬底表面定义的对准测量标志膨胀模糊。

通过套刻误差测量设备识别如图1所示的监控结构。大框和小框通过不同的光刻层形成。通过测量大框和小框X方向两个边界的距离差，可以计算出X方向的套偏量。计算公式为：OVL_X＝(X2-X1)/2。通过测量大、小框Y方向两个边界的距离差，可以计算出Y方向的套偏量。计算公式为：OVL_Y＝(Y2-Y1)/2。计算结果的正、负代表偏移的方向。

如果前后两层对准测量标记都加工在晶圆原始衬底表面，那么现有测量方法可以精确测量出套偏量。但如果前层加工在原始衬底上，而后层加工在外延生长后的衬底上。前层对准标记的轮廓在外延生长后会发生膨胀，图2(a)为膨胀前，图2(b)所示为膨胀后，套刻误差测量设备往往识别不到轮廓边界，因此无法测量前后两层的套偏量。外延层厚度越大，识别不出轮廓边界的风险越大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量外延前后光刻套刻误差的方法及结构，以解决现有的现有测量方法无法精确测量外延前后套偏量的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种测量外延前后光刻套刻误差的方法，包括：

在第一基底表面上进行刻蚀，形成游标主尺刻度原始标记；

在第一基底表面上进行外延，形成第二基底表面，根据游标主尺刻度原始标记的现有形貌设置游标主尺刻度标记、以及设置游标主尺刻度标记的原点；

在第二基底表面上进行光刻，形成游标尺刻度标记；

检测游标主尺刻度标记与游标尺刻度标记的实际对准点，根据实际对准点和游标尺精度计算光刻套刻误差。

可选的，在所述的测量外延前后光刻套刻误差的方法中，形成游标主尺刻度标记、以及形成游标主尺刻度标记的原点的步骤包括：

在第一基底表面上进行刻蚀，形成多个第一窄标记，将第一窄标记中某两条相邻的刻度线设置为原始刻度；

在进行外延步骤后，使得第一窄标记发生膨胀形成宽标记，使得所述宽标记两两相邻的刻度线之间均具有一条分界线，设置各个所述分界线作为游标主尺刻度标记；

设置原始刻度之间的分界线作为游标主尺刻度标记的原点。

可选的，在所述的测量外延前后光刻套刻误差的方法中，形成游标尺刻度标记包括：

在第二基底表面上进行光刻，形成多个第二窄标记，设置第二窄标记为游标尺刻度标记。

可选的，在所述的测量外延前后光刻套刻误差的方法中，检测游标主尺刻度标记与游标尺刻度标记的实际对准点包括：

使得游标主尺刻度标记与游标尺刻度标记组成游标尺结构；

确认游标尺刻度标记和游标主尺刻度标记之间对齐的刻度线的位置；

读取对齐的刻度线的位置至所述游标主尺刻度标记的原点之间具有的刻度数量。