专利名称：重叠标记及检查对准度的方法
技术领域：
本发明是有关于IC(integrated circuit ;IC)制程,且特别是关于一种用以检查晶圆上前层与后层之间的对准度的重叠标记及检查对准度的方法。
背景技术：
一般会在晶圆上形成重叠标记，以检查前层与后层之间的对准度。目前，最受欢迎的重叠标记类型为所谓的盒中盒(box-1n-box，BIB)式重叠标记。图1绘示现有技术的一种盒中盒式重叠标记与位于元件区的图形的俯视图，以及当重叠标记非准确地反应出元件区中的重叠误差的情况的示意图。通常在半导体晶圆中的切割道区的重叠标记区14中，典型的BIB重叠标记包括为前层的一部分的方环状图形100b，以及盒状图形110b，其为用以定义后层的图案化光阻层的一部分，而后层是在前层被图案化后所形成。方环状图形IOOb和在元件区12中的前层的图形IOOa—起被定义。盒状图形IlOb和在元件区12中的后层的图形IlOa —起被定义，且被方环状图形IOOb围绕。预期的状况是，盒状图形IlOb相较于方环状图形IOOb的X方向偏移和Y方向偏移分别反应出元件区12中前层IOOa与后层IlOa之间在X方向和Y方向上的重叠误差。然而，当元件图形不指向晶圆的X方向和Y方向时，传统的重叠标记不具有和元件区图形相同的回应，因此不再能反应元件图案的行为。造成此问题的原因之一是，经旋转的图形与发光源的作用结合后引起各种相差，而元件图形与上述重叠标记对这些相差有不同回应。例如，如图1所示，相对于元件区12中后层的X方向偏离图形110a，重叠标记区14中的盒状图形IlOb可能向X轴方向上的相反方向偏移。盒状图形IlOb在X方向或Y方向上的位置偏移，皆可能因相差而不同于元件区12中的图形110a。
发明内容
本发明提供一种重叠标记，用以检查晶圆上的前层与后层之间的对准度，其可在后层图形不指向X或Y方向的情形下，准确地反应出相邻元件区中的重叠误差。本发明又提供一种检查对准度的方法，其利用所述重叠标记检查晶圆上的前层与后层之间的对准度，且此方法可用于任意图形的前层与后层。本发明的重叠标记包括为前层的一部分的至少一前图形，以及为一图案化光阻层的一部分的至少一后图形，此图案化光阻层是用以定义后层的。在一实施例中，所述至少一前图形具有两个平行的相对边，其中每一边与晶圆的X轴夹锐角α。所述至少一后图形亦具有两个平行的相对边，其中每一边亦与晶圆的X轴夹锐角α。依此想法，额外的线条、接触窗开口或影像的图形亦可使用。在一实施例中，所述至少一前图形与至少一后图形中的至少一者具有指向为前述锐角α的长条形状。本发明的检查对准度的方法包括以下步骤。提供上述的重叠标记；以及在沿着垂直于该至少一后图形的平行的相对边的方向上，求出该至少一后图形自一预定位置的一偏移AL，该预定位置为该至少一后图形在没有重叠误差产生时所在的位置。具体地，在沿着垂直于所述至少一后图形的两个平行的相对边的方向上，测量所述至少一后图形自预定位置的偏移AL，此预定位置为所述至少一后图形在没有重叠误差产生时所在。自所测量的偏移AL，可计算X方向重叠误差为AL ^Sina以及Y方向上的重叠误差为Δ L.cos α。由于重叠标记包括皆非指向晶圆的X方向或Y方向的前图形与后图形，因此可较准确地反应出相邻元件区中倾斜图形的重叠误差。此重叠标记也可应用于当X方向图形与Y方向图形产生于元件区的情况。为让本发明的上述和其他目的、特征和优点更明显易懂，下文特举较佳实施例并配合附图，详细说明如下。
图1绘示现有技术的一种盒中盒式重叠标记与位于元件区的图形的俯视图，以及当重叠标记非准确地反应出元件区中的重叠误差的情况的示意图；图2Α绘示本发明一实施例的重叠标记的俯视图，以及以此重叠标记检测对准度的方法的原理示意图；图2Β绘示从利用图2Α的重叠标记所求出的偏移Λ L求得X方向及Y方向的重叠误差的方法的示意图；图3绘示本发明另 一实施例的重叠标记的俯视图。附图标记说明:12:元件区；14:重叠标记区；20:晶圆；IOOa:元件区中前层的图形；IOOb:方环状图形；IlOa:元件区中后层的图形；IlOb:盒状图形；200,300a,300b:前长条图形；202、212、212’:边;210、210’、310a、310a’、310b、310b’:后长条图形;α:锐角；L1:距离；LO:预定距离；AL、Λ La、ALb:偏移。
具体实施例方式以下将基于实施例并参照附图进一步说明本发明，但其不限制本发明的范围。例如，虽然以下实施例中重叠标记的前层与后层中的每个图形皆具有长条形状，但本发明的重叠标记的任何图形可选择性地具有短的形状，只要所述任何图形具有两个平行的相对边和晶圆的X轴夹锐角。图2A绘示本发明一实施例的重叠标记的俯视图，以及以此重叠标记检测对准度的方法的原理的示意图。请参照图2A，用以检查晶圆上前层与后层之间的对准度的重叠标记包括前长条图形200及后长条图形210，其中后层在前层图案化之后形成。前长条图形200为前层的一部分。后长条图形210为用以定义后层的图案化光阻层的一部分。前长条图形200指向与晶圆20的X轴夹锐角α的方向，后长条图形210亦指向此方向。锐角α的值是根据位于元件区(未绘示)的所想要的图形的指向而定。以此重叠标记检查前层与后层间的对准度时，是在沿着垂直于后长条图形210指向的方向上，求出后长条图形210相对于预定位置的为直线偏移Λ L。此预定位置是在没有重叠误差产生时后长条图形210’(如虚线所示)的位置。偏移Λ L可测量前长条图形200及后长条图形210的非相对边202及212之间的距离LI，并从此距离LI减去预定距离LO而求出，其中，预定距离LO是当没有重叠误差产生的时候，前长条图形200及后长条图形210’的非相对边202及212’之间的距离。距离LI可以如下方法测得:以雷射光束沿着垂直于前长条图形200或后长条图形210的指向的方向扫描，并从反射率变化决定前长条图形200及后长条图形210的非相对边202及212的位置，据此计算前长条图形200及后长条图形210的非相对边202及212的位置差异。求出后长条图形210相对于预定位置的偏移AL后，可计算X方向重叠误差为AL.sina、Y方向重叠误差为AL.cos α，如图2B所示。依据遍布全晶圆的多数个本发明的重叠标记，求出X方向及Y方向的重叠误差，即可调整曝光光学系统，以使后续晶圆有较佳的重叠准确度。此外，虽然前述实施例中的重叠标记仅包括一个为前层的一部分的前图形，以及一个为后层的一部分的后图形，本发明的重叠标记亦可改包括多个前图形，或者包括多个后图形，或者包括多个前图形及多个后图形。例如，图3绘示本发明另一实施例的重叠标记的俯视图，此重叠标记包括两个前图形及两个后图形。请参照图3，此重叠标记包括两个前长条图形300a与300b及两个后长条图形310a与310b，各个前长条图形300a与300b以及后长条图形310a与310b的指向皆相同，且与晶圆20的X轴夹锐角α (如图2A所示)。前长条图形300a及后长条图形310a成对地配置。前长条图形300b及后长条图形310b成对地配置。两个后长条图形310a与310b配置于两个前长条图形300a与300b之间。以此重叠标记检查前后层之间的对准度时，例如，可求出后长条图形310a在垂直于前长条图形300a、前长条图形300b、后长条图形310a或后长条图形310b指向的方向上相对于无重叠误差时的后长条图形310a’的预定位置的偏移ALa,以及后长条图形310b在该垂直方向上相对于无重叠误差时的后长条图形310b’的预定位置的偏移ALb，并计算Λ La与ALb的平均值为重叠误差AL。由于重叠标记包括皆非指向晶圆的X方向或Y方向的前长条图形与后长条图形，因此可较准确地反应出在相邻元件区的倾斜图形的重叠误差。此外，本发明的重叠标记也可应用于当X方向图形与Y方向图形存在于元件区的情况。如上所述，X方向重叠误差与Y方向重叠误差可分别算出为AL sin α与AL cos α。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。
权利要求
1.一种重叠标记，用以检查一晶圆上的一前层与一后层之间的对准度，包括: 至少一前图形，为该前层的一部分，具有两个平行的相对边，其中每一边与该晶圆的X轴形成一锐角α ;以及 至少一后图形，为一图案化光阻层的一部分，该图案化光阻层用以定义该后层，且该后图形具有两个平行的相对边，其中每一边与该晶圆的该X轴形成该锐角α。
2.根据权利要求1所述的重叠标记，其中该至少一前图形与该至少一后图形中的至少一者具有指向为该锐角Ct的长条形状。
3.根据权利要求1所述的重叠标记，其中: 该至少一前图形包括多个前图形；或者， 该至少一后图形包括多个后图形；或者， 该至少一前图形包括多个前图形，且该至少一后图形包括多个后图形。
4.根据权利要求3所述的重叠标记，其中: 该至少一前图形包括两个前图形，该些前图形包括一第一图形以及一第二图形， 该至少一后图形包括两个后图形，该些后图形包括一第三图形以及一第四图形， 该第一图形以及该第三图形成对地配置，以及 该第二图形以及该第四图形成对地配置。
5.根据权利要求4所述的重叠标记，其中该第三图形以及该第四图形配置于该第一图形以及该第二图形之间。
6.一种检查对准度的方法，用以检查一晶圆上的一前层与一后层之间的对准度，包括: 提供权利要求1所述的重叠标记；以及 在沿着垂直于该至少一后图形的平行的相对边的方向上，求出该至少一后图形自一预定位置的一偏移AL，该预定位置为该至少一后图形在没有重叠误差产生时所在的位置。
7.根据权利要求6所述的检查对准度的方法，还包括:自该偏移AL计算一X方向重叠误差为Δ L.sin α，以及一 Y方向重叠误差为Δ L.cos α。
8.根据权利要求6所述的检查对准度的方法，其中该至少一前图形与该至少一后图形中的至少一者具有指向为该锐角α的长条形状。
9.根据权利要求6所述的检查对准度的方法，其中: 该至少一前图形包括多个前图形；或者， 该至少一后图形包括多个后图形；或者， 该至少一前图形包括多个前图形，且该至少一后图形包括多个后图形。
10.根据权利要求9所述的检查对准度的方法，其中: 该至少一前图形包括两个前图形，该些前图形包括一第一图形以及一第二图形， 该至少一后图形包括两个后图形，该些后图形包括一第三图形以及一第四图形， 该第一图形以及该第三图形成对地配置，以及 该第二图形以及该第四图形成对地配置。
11.根据权利要求10所述的检查对准度的方法，其中该第三图形以及该第四图形配置于该第一图形以及该第二图形之间。
全文摘要
本发明提供一种重叠标记及检查对准度的方法。该重叠标记用以检查晶圆上的前层与后层之间的对准度，包括为前层的一部分的前图形，以及为一图案化光阻层的一部分的后图形，此图案化光阻层是用以定义后层。前图形具有两个平行的相对边，其中每一边与晶圆的X轴夹锐角α。后图形亦具有两个平行的相对边，其中每一边与晶圆的X轴夹锐角α。
文档编号H01L23/544GK103208483SQ20121017262
公开日2013年7月17日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年1月13日
发明者周建明, 桂格·希克曼 申请人:南亚科技股份有限公司