本发明涉及一种集成电路制造技术，尤其涉及一种套刻误差测量方法。
背景技术：
光刻工艺是半导体集成电路制造中的关键步骤，光刻的套刻精度是衡量光刻工艺的关键参数之一，它是指晶圆的上下两层图形之间的偏移量，也即套刻误差。通常通过测量上下两层套刻标记之间的偏移量来测量套刻误差以评估套刻精度。
请参阅图1，图1为现有技术的一种套刻标记示意图，如图1所示，光刻工艺中常用的套刻精度测量标记(以下简称套刻标记)，其中前层(被对准层)套刻标记100是经由光刻和刻蚀工艺后形成于晶圆上的，当层(对准层)套刻标记200是经由光刻后形成于晶圆上的，套刻精度分为x方向的套刻精度δx和y方向的套刻精度δy，如图1所示，x方向的套刻精度δx＝(x2-x1)/2，y方向的套刻精度δy＝(y2-y1)/2。在实际生产过程中，除了测量套刻精度以外，还会有一套光刻机套刻精度补正系统，该系统的工作原理是：在测量完套刻精度之后，将所测量的套刻误差反馈到光刻机，对光刻机的套刻参数进行补偿，补偿后的套刻参数再用于当前批次晶圆或下一批次的晶圆，从而使当前批次晶圆或下一批次的晶圆能获得更好的套刻精度。
通常来说，套刻精度所考虑的是一个当层和一个前层的偏移量的关系，但有些时候，由于图形设计的原因，我们需要考虑的是一个当层和两个前层的偏移量的关系。请参阅图2，图2为现有技术的一种套刻标记示意图，如图2所示，接触孔500图形作为当层图形，有源区300和多晶硅400图形作为前层图形，在形成接触孔500图形时，即要考虑接触孔图形500和多晶硅图形400的在x方向上的偏移量，同时又要考虑接触孔图形500和有源区图形300的在y方向上的偏移量，以保证接触孔图形500能落于有源区300或多晶硅400内部，否则会造成接触不良而导致开路，也即是说，需要考虑同一个当层(接触孔500)和两个不同前层(有源区300和多晶硅400)的套刻精度，只是所要考虑的套刻精度的方向不一样而已。对于这种情况，图1所示的套刻标记就不再适用，因为它只能用来测量一个当层和一个前层的套刻精度。现有的一种方法为：请参阅图3a及图3b，图3a为现有技术的一种套刻标记示意图，图3b为现有技术的一种套刻标记示意图，如图3a所示的套刻标记包括当层套刻标记200和第一前层套刻标记101，用来测量当层(如接触孔)和第一前层(如有源区)的套刻精度，如图3b所示的套刻标记包括当层套刻标记200和第二前层套刻标记102，用来测量当层(如接触孔)和第二前层(如多晶硅)的套刻精度。但这种方法有两个缺点：一是需要分两步测量套刻精度，从而增加工艺步骤的复杂性；二是在建立光刻机套刻精度补正系统时，因为只能使用一次套刻精度的测量值进行补偿，因此，如果只使用当层(如接触孔)和第一前层(如有源区)的套刻精度进行补偿，则补偿后可以获得较好的当层(如接触孔)和第一前层(如有源区)的套刻精度，但却无法获得较好的当层(如接触孔)和第二前层(如多晶硅)的套刻精度。
因此在集成电路制造中，需要设计一种能同时改善当层和两个前层之间的套刻精度的方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种套刻误差测量方法，使晶圆能在一步套刻精度测量过程中同时获得当层与第一前层前层之间的套刻精度及当层与第二前层之间的套刻精度，进而可以通过光刻机的套刻精度补正系统来改善所述的套刻精度。
本发明提供的套刻误差测量方法，包括：步骤s1，提供一晶圆，并设计一套刻标记，所述套刻标记包括当层套刻标记、第一前层套刻标记和第二前层套刻标记；步骤s2，完成所述晶圆的第一前层的光刻、刻蚀工艺，形成所述第一前层套刻标记；步骤s3，完成所述晶圆的第二前层的光刻、刻蚀工艺，形成与所述第一前层套刻标记方向不同的所述第二前层套刻标记；步骤s4，完成所述晶圆的当层的光刻工艺，形成所述当层套刻标记；以及步骤s5，通过套刻精度测量方法同时获得所述当层与所述第一前层之间的套刻误差及所述当层与所述第二前层之间的套刻误差。
更进一步的，所述第一前层套刻标记与所述第二前层套刻标记组合成为一个包括x方向的套刻标记和y方向的套刻标记的前层套刻标记。
更进一步的，所述第一前层套刻标记包括x方向的套刻标记，所述第二前层套刻标记包括y方向的套刻标记。
更进一步的，所述第一前层套刻标记包括y方向的套刻标记，所述第二前层套刻标记包括x方向的套刻标记。
更进一步的，还包括步骤s6，若所述套刻误差超过要求规格，则对当前批次晶圆返工，并将所述套刻误差值反馈到光刻机，通过光刻机的套刻精度补正系统对当前批次晶圆同时修正所述当层与所述第一前层之间的套刻精度及所述当层与所述第二前层之间的套刻精度；以及步骤s7，若套刻误差符合规格要求，则将所述套刻误差值反馈到光刻机，通过光刻机的套刻精度补正系统对下一批次晶圆同时修正所述当层与所述第一前层之间的套刻精度及所述当层与所述第二前层之间的套刻精度。
更进一步的，步骤s6和s7更包括修正所述当层与所述第一前层之间在x方向的套刻精度及所述当层与所述第二前层之间在y方向的套刻精度。
更进一步的，步骤s6和s7更包括修正所述当层与所述第一前层之间在y方向的套刻精度及所述当层与所述第二前层之间在x方向的套刻精度。
本发明更近一步的还提供一种套刻标记，包括：当层套刻标记及相对于当层套刻标记的第一前层套刻标记和第二前层套刻标记，且所述第一前层套刻标记与所述第二前层套刻标记组合成为一个包括x方向的套刻标记和y方向的套刻标记的前层套刻标记。
更进一步的，所述第一前层套刻标记与所述第二前层套刻标记所包括的套刻标记的方向不同。
更进一步的，所述第一前层套刻标记包括x方向的套刻标记，所述第二前层套刻标记包括y方向的套刻标记。
更进一步的，所述第一前层套刻标记包括y方向的套刻标记，所述第二前层套刻标记包括x方向的套刻标记。
本发明提供的套刻误差测量方法，通过设计一个同时包括当层套刻标记、第一前层套刻标记及第二前层套刻标记的套刻标记，且第一前层套刻标记的方向不同于第二前层套刻标记的方向，能在一步套刻精度测量过程中同时获得当层与第一前层前层之间的套刻精度及当层与第二前层之间的套刻精度，减少了套刻精度测量步骤，提高了效率，同时可以通过光刻机的套刻精度补正系统来改善所述的套刻精度。
附图说明
图1为现有技术的一种套刻标记示意图。
图2为现有技术的一种套刻标记示意图。
图3a为现有技术的一种套刻标记示意图。
图3b为现有技术的一种套刻标记示意图。
图4为本发明一实施例的套刻误差测量方法流程图。
图5a为本发明一实施例的套刻标记的标记过程示意图。
图5b为本发明一实施例的套刻标记的标记过程示意图。
图5c为本发明一实施例的套刻标记示意图。
图6为本发明一实施例的套刻精度优化方法流程图。
图7为本发明一实施例的套刻标记示意图。
图中主要元件附图标记说明如下：
200、当层套刻标记；101、第一前层套刻标记；102、第二前层套刻标记。
具体实施方式
请参阅图4，图4为本发明一实施例的套刻误差测量方法流程图；并请参阅图5a、图5b及图5c，图5a及图5b为本发明一实施例的套刻标记的标记过程示意图，图5c为本发明一实施例的套刻标记示意图。如图4所示，本发明一实施例的套刻误差测量方法包括步骤s1，提供一晶圆，并设计一套刻标记，该套刻标记包括当层套刻标记、第一前层套刻标记和第二前层套刻标记；步骤s2，完成晶圆的第一前层的光刻、刻蚀工艺，形成第一前层套刻标记101，如图5a所示第一前层套刻标记101为y方向的套刻标记；步骤s3，完成晶圆的第二前层的光刻、刻蚀工艺，形成与第一前层套刻标记101方向不同的第二前层套刻标记102，如图5b所示第二前层套刻标记102为x方向的套刻标记，此时，晶圆上包括y方向的第一前层套刻标记101和x方向的第二前层套刻标记102；步骤s4，完成晶圆的当层的光刻工艺，形成当层套刻标记200，如图5c所示当层套刻标记200，此时，晶圆上同时包括y方向的第一前层套刻标记101、x方向的第二前层套刻标记102及当层套刻标记200；步骤s5，通过套刻精度测量方法同时获得当层与第一前层之间的套刻误差及当层与第二前层之间的套刻误差，即通过套刻精度测量方法同时测量当层套刻标记200与第一前层套刻标记101在y方向上的误差及当层套刻标记200与第二前层套刻标记102在x方向上的套刻误差，本发明对套刻精度测量方法不做限定，现有的套刻精度测量方法均适用于本发明，上述的套刻误差包括x方向偏移量、y方向偏移量、x方向晶圆缩放比例、y方向晶圆缩放比例、晶圆旋转角度、晶圆正交性、x方向曝光单元缩放比例、y方向曝光单元缩放比例、曝光单元旋转角度、曝光单元正交性等，本发明对此不做具体限定。如图5c所示，x方向上的套刻误差δx通过当层套刻标记200与第二层套刻标记102测量出，也即δx＝(x2-x1)/2；而y方向误差δy则通过当层套刻标记200和第一层套刻标记101测量出，也即δy＝(y2-y1)/2。
如此，本发明的套刻误差测量方法，通过设计一个同时包括当层套刻标记、第一前层套刻标记及第二前层套刻标记的套刻标记，且第一前层套刻标记的方向不同于第二前层套刻标记的方向，能在一步套刻精度测量过程中同时获得当层与第一前层前层之间的套刻精度及当层与第二前层之间的套刻精度，减少了套刻精度测量步骤，提高了效率。
更进一步的，请参阅图6，图6为本发明一实施例的套刻精度优化方法流程图。如图6所示，本发明还提供一种套刻精度优化方法，在上述套刻误差测量方法的基础上进一步还包括步骤s6，若所述套刻误差超过要求规格，则对当前批次晶圆返工，并将所述套刻误差值反馈到光刻机，通过光刻机的套刻精度补正系统对当前批次晶圆同时修正所述当层与所述第一前层之间的套刻精度及所述当层与所述第二前层之间的套刻精度。如图5c所示，如δx和δy超过要求规格，则修正当层与第一前层之间在y方向的套刻精度及所述当层与所述第二前层之间在x方向的套刻精度。从而同时改善当层和两个前层之间的套刻精度，提高了生产效率。当然在本发明一实施例中，也可以只有x方向上存在套刻误差，即δx超过要求规格，或，y方向上存在套刻误差，即δy超过要求规格，则此时光刻机的套刻精度补正系统实际只修正当层与第一前层之间的套刻精度或当层与第二前层之间的套刻精度即可。本发明的套刻精度优化方法进一步还包括步骤s7，若套刻误差符合规格要求，则将所述套刻误差值反馈到光刻机，通过光刻机的套刻精度补正系统对下一批次晶圆同时修正所述当层与所述第一前层之间的套刻精度及所述当层与所述第二前层之间的套刻精度。上述规格要求可根据实际产品需求进行设定，本发明对此不做限定。
如图5c所示的套刻标记，第一前层套刻标记101为y方向的套刻标记，第二前层套刻标记102为x方向的套刻标记，但本发明对此并不做限定，请参阅图7，图7为本发明一实施例的套刻标记示意图，如图7所示，第一前层套刻标记101也可为x方向的套刻标记，第二前层套刻标记102也可为y方向的套刻标记，具体第一前层套刻标记101为y方向的套刻标记或x方向的套刻标记，第二前层套刻标记102为x方向的套刻标记或y方向的套刻标记可根据实际产品的需求进行设定，例如，若第一前层的图形相对于当层需要考虑x方向上的精度则可以将第一前层套刻标记设置为x方向的套刻标记，则第二前层套刻标记设置为y方向的套刻标记；若第一前层的图形相对于当层需要考虑y方向上的精度则可以将第一前层套刻标记设置为y方向的套刻标记，则第二前层套刻标记设置为x方向的套刻标记。对于本发明，只要第一前层套刻标记101与第二前层套刻标记102所包括的套刻标记的方向不同即可。在本发明一实施例中，第一前层套刻标记101与第二前层套刻标记102组合成为一个包括x方向的套刻标记和y方向的套刻标记的前层套刻标记。如图5c所示，第一前层套刻标记101为y方向的套刻标记，第二前层套刻标记102为x方向的套刻标记；如图7所示，第一前层套刻标记101为x方向的套刻标记，第二前层套刻标记102为y方向的套刻标记。如此，构成包括x方向的套刻标记和y方向的套刻标记的前层套刻标记，即可通过一步套刻精度测量过程中同时获得当层与第一前层前层之间的套刻精度及当层与第二前层之间的套刻精度。且，目前的光刻机套刻精度补正系统，只能使用一次套刻精度的测量值进行补偿，由于本发明的套刻标记同时包括当层套刻标记、第一前层套刻标记及第二前层套刻标记的套刻标记，能在一次套刻精度测量过程中同时获得当层与第一前层前层之间的套刻精度及当层与第二前层之间的套刻精度，因此能同时补偿当层与两个前层之间的套刻精度。
对于如图7所示的套刻标记，步骤s6和s7修正当层与第一前层之间在x方向的套刻精度及所述当层与所述第二前层之间在y方向的套刻精度。
综上所述，通过设计一个同时包括当层套刻标记、第一前层套刻标记及第二前层套刻标记的套刻标记，能在一次套刻精度测量过程中同时获得当层与第一前层之间的套刻精度及当层与第二前层之间的套刻精度；二是利用光刻机的补正系统，同时修正当前批次晶圆或下一批次晶圆的当层与第一前层之间的套刻精度及当层与第二前层之间的套刻精度，从而同时改善当层和两个前层之间的套刻精度，提高了生产效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。