掩膜組件及對準量測方法與流程

本發明涉及半導體制造領域，特別是涉及一種掩膜組件及對準量測方法。

背景技術：

在現有的半導體工藝中，很多產品的第一層工藝為深n阱(dnw)離子注入工藝，以在晶圓內形成深n阱，所述深n阱離子注入工藝的具體步驟為：首先，在晶圓的表面涂覆光刻膠層；接著，采用光刻工藝圖形化所述光刻膠層，以在所述光刻膠層內形成與后續要形成的深n阱相對應的開口圖形；然后，依據所述光刻膠層對所述晶圓進行n型離子注入，以在所述晶圓內形成所述深n阱；最后，剝離所述光刻膠層。

經過深n阱離子注入之后，用于定義所述深n阱的光刻膠層會被剝離，會導致后續形成有源區(aa)的過程中，形成的有源區無法與所述深n阱進行對準(overlay)，如果由于機臺問題導致的對準偏移不能被及時發現，會導致工藝層與工藝層之間的對準會發生偏移，這將會使得所述產品存在很高的風險，最終導致良率的降低。

針對上述問題，現在的解決方法有兩種：第一種方法為通過iems(智能機臺監控系統)對掃描批次報告對準的相關參數設置標準(spec)，一旦有異常，產品的工藝就會被停止，根據掃描批次報告(scannerbatchreport)將異常的晶圓進行返工，避免有問題的晶圓進入后續流程；第二種方法為在晶圓上制作零標記(zeromark)時，依據產品將樣點(shot)布局的大小定于處理，在切割道(scribelane)內放置對準標記，在刻蝕零標記時，樣點和對準標記同時被刻蝕出來，后面第一層離子注入層和第二層刻蝕層的對準標記可以和之前的零標記組成一個完整的對準標記，通過量測所述完整的對準標記及可以偵測層與層之間的偏移。然而，第一種精確度很低；第二種方法中，由于不同型號的產品的布局不同，不同型號的產品需要不同掩膜(mask)，這必定會導致生產成本的增加。

技術實現要素：

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種掩膜組件及對準量測方法，用于解決現有技術中對準量測精度不高問題及對于不同型號的產品需要不同的掩膜而導致的生產成本增加的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種對準量測方法，所述對準量測方法至少包括以下步驟：

提供第一掩膜及晶圓，所述第一掩膜內形成有零標記圖形及第一標記圖形，所述第一標記圖形位于所述零標記圖形的附近；

依據所述第一掩膜在所述晶圓上刻蝕零標記及第一標記；

提供第二掩膜，所述第二掩膜對應于所述第一標記內部區域的位置形成有第二標記圖形，且所述第二標記圖形與所述第一標記的中心相重合；

依據所述第二掩膜在所述第一標記內形成第二標記；

量測所述第二標記相對于所述第一標記的位置偏移。

作為本發明的對準量測方法的一種優選方案，所述第二掩膜適于深n阱離子注入工藝，在所述深n阱離子注入工藝過程中在所述第一標記內形成所述第二標記。

作為本發明的對準量測方法的一種優選方案，量測的所述第二標記相對于所述第一標記的位置偏移包括x方向的位置偏移及y方向的位置偏移。

作為本發明的對準量測方法的一種優選方案，所述對準量測方法還包括：

提供第三掩膜，所述第三掩膜對應于所述第一標記內部區域的位置形成有第三標記圖形，且所述第三標記圖形與所述第一標記的中心相重合；

依據所述第三掩膜在所述第一標記內形成第三標記；

量測所述第三標記相對于所述第一標記的位置偏移。

作為本發明的對準量測方法的一種優選方案，所述第一標記、所述第二標記及所述第三標記的形狀為實心正方形或空心正方形。

作為本發明的對準量測方法的一種優選方案，所述第三掩膜適于有源區刻蝕工藝，在所述有源區刻蝕工藝過程中在所述第一標記內形成所述第三標記。

作為本發明的對準量測方法的一種優選方案，所述第一標記的數量為多個，所述第二標記及所述第三標記形成于至少一個所述第一標記內。

作為本發明的對準量測方法的一種優選方案，所述第三標記與所述第二標記形成于不同的所述第一標記內。

作為本發明的對準量測方法的一種優選方案，量測的所述第三標記相對于所述第一標記的位置偏移包括x方向的位置偏移及y方向的位置偏移。

本發明還提供一種掩膜組件，所述掩膜組件包括：第一掩膜及第二掩膜，其中

所述第一掩膜內形成有零標記圖形及第一標記圖形，所述第一標記圖形位于所述零標記圖形的附近；

所述第二掩膜對應于所述第一標記圖形內部區域的位置形成有第二標記圖形，且所述第二標記圖形與所述第一標記圖形的中心相重合。

作為本發明的掩膜組件的一種優選方案，所述第二掩膜適于深n阱離子注入工藝。

作為本發明的掩膜組件的一種優選方案，所述掩膜組件還包括第三掩膜，所述第三掩膜對應于所述第一標記圖形內部區域的位置形成有第三標記圖形，且所述第三標記圖形與所述第一標記圖形的中心相重合。

作為本發明的掩膜組件的一種優選方案，所述第一標記圖形、所述第二標記圖形及所述第三標記圖形的形狀為實心正方形或空心正方形。

作為本發明的掩膜組件的一種優選方案，所述第三掩膜適于有源區刻蝕工藝。

如上所述，本發明的對準量測方法，具有以下有益效果：

本發明的對準量測方法，通過在形成零標記的同時在所述零標記附近形成所述第一標記，并將后續深n阱離子注入工藝及有源區刻蝕工藝對應的對準標記形成于第一標記內，可以很方便地對深n阱離子注入工藝及有源區刻蝕工藝進行對準量測；本發明中不同型號的產品可以使用相同的掩膜，相較于現有技術可以節省很多掩膜的數量，進而節約生產成本。

附圖說明

圖1顯示為本發明的對準量測方法流程示意圖。

圖2顯示為本發明的對準量測方法中在晶圓內形成的零標記、第一標記、第二標記及第三標記的結構及對應位置分布示意圖。

圖3顯示為圖2中a區域的放大示意圖。

元件標號說明

s1～s5步驟一～步驟五

1零標記

2第一標記

3第二標記

4第三標記

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。

請參閱圖1～圖3。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。

請參閱圖1至圖3，本發明提供一種對準量測方法，所述對準量測方法至少包括以下步驟：

s1：提供第一掩膜及晶圓，所述第一掩膜內形成有零標記圖形及第一標記圖形，所述第一標記圖形位于所述零標記圖形的附近；

s2：依據所述第一掩膜在所述晶圓上刻蝕所述零標記及第一標記；

s3：提供第二掩膜，所述第二掩膜對應于所述第一標記內部區域的位置形成有第二標記圖形，且所述第二標記圖形與所述第一標記的中心相重合；

s4：依據所述第二掩膜在所述第一標記內形成第二標記；

s5：量測所述第二標記相對于所述第一標記的位置偏移。

在s1步驟中，請參閱圖1中的s1步驟，提供第一掩膜及晶圓，所述第一掩膜內形成有零標記圖形及第一標記圖形，所述第一標記圖形位于所述零標記圖形的附近。

作為示例，所述零標記圖形的形狀可以為實心正方形或空心正方形，優選地，本實施例中，所述零標記圖形的形狀為實心正方形。

作為示例，所述第一標記圖形的形狀可以為實心正方形或空心正方形。

作為示例，所述第一標記圖形的數量可以為多個，多個所述第一標記圖形的形狀可以相同也可以不同，即多個所述第一標記圖形的可以均為實心正方形，也可以均為空心正方形，還可以部分為實心正方形，另一部分為空心正方形。

在s2步驟中，請參閱圖1中的s2步驟及圖2至圖3，依據所述第一掩膜在所述晶圓上刻蝕零標記1及第一標記2。

作為示例，依據所述第一掩膜內的所述零標記圖形及所述第一標記圖形，采用光刻-刻蝕工藝在所述晶圓上同時刻蝕所述零標記1及所述第一標記2。

作為示例，所述零標記1的形狀、尺寸及數量與所述零標記圖形的形狀、尺寸及數量相對應，所述第一標記2的形狀、尺寸及數量與所述第一標記圖形的形狀、尺寸及數量相對應。

作為示例，所述零標記1的形狀可以為實心正方形或空心正方形，優選地，本實施例中，所述零標記1的形狀為實心正方形。

作為示例，所述第一標記2的形狀可以為實心正方形或空心正方形。

作為示例，所述第一標記2的數量可以為多個，多個所述第一標記2的形狀可以相同也 可以不同，即多個所述第一標記2的可以均為實心正方形，也可以均為空心正方形，還可以部分為實心正方形，另一部分為空心正方形，圖2及圖3中，以所述第一標記2的數量為三個，三個所述第一標記2中一個的形狀為實心正方形，另外兩個的形狀為空心正方形作為示例，但在實際設計工藝中，并不以此為限。

在s3步驟中，請參閱圖1中的s3步驟，提供第二掩膜，所述第二掩膜對應于所述第一標記內部區域的位置形成有第二標記圖形，且所述第二標記圖形與所述第一標記的中心相重合。

作為示例，所述第二掩膜適于深n阱離子注入工藝，所述第二掩膜內形成有對應于后續要在晶圓內形成的深n阱區域的掩膜圖形，所述第二標記圖形位于所述掩膜圖形的外圍。

作為示例，所述第二標記圖形的形狀可以為實心正方形或空心正方形。

作為示例，所述第二標記圖形的數量可以為多個，多個所述第二標記圖形的形狀可以相同也可以不同，即多個所述第二標記圖形的可以均為實心正方形，也可以均為空心正方形，還可以部分為實心正方形，另一部分為空心正方形。

在s4步驟中，請參閱圖1中的s4步驟及圖2至圖3，依據所述第二掩膜在所述第一標記2內形成第二標記3。

作為示例，依據所述第二掩膜內的所述第二標記圖形，在所述深n阱離子注入工藝過程中在所述第一標記2內形成所述第二標記3。

作為示例，所述第二標記3的形狀、尺寸及數量與所述第二標記圖形的形狀、尺寸及數量相對應。

作為示例，所述第二標記3的形狀可以為實心正方形或空心正方形。

作為示例，所述第二標記3的數量可以為多個，多個所述第二標記3的形狀可以相同也可以不同，即多個所述第二標記3的可以均為實心正方形，也可以均為空心正方形，還可以部分為實心正方形，另一部分為空心正方形，圖2及圖3中，以所述第二標記3的數量為兩個，兩個所述第二標記3的形狀均為實心正方形作為示例，但在實際設計工藝中，并不以此為限。

需要說明的是，所述第二標記3的尺寸應小于所述第一標記2的尺寸，以確保所述第二標記3形成于所述第一標記2內之后，所述第二標記3的邊緣至所述第一標記2的邊緣保留有一定的間距，以便于后續的對準量測。

在s5步驟中，請參閱圖1中的s5步驟，量測所述第二標記3相對于所述第一標記1的位置偏移。

作為示例，量測的所述第二標記3相對于所述第一標記2的位置偏移包括x方向的位置 偏移及y方向的位置偏移。由于所述第一標記2與所述第二標記3分別對應于零標記刻蝕工藝及深n阱離子注入工藝，通過量測所述第二標記3相對于所述第一標記2在x方向及y方向的偏移即可以判斷所述深n阱離子注入工藝相較于零標記刻蝕工藝的對準偏移情況。

請繼續參閱圖2至圖3，本發明的對準量測方法還包括以下步驟：

s6：提供第三掩膜，所述第三掩膜對應于所述第一標記內部區域的位置形成有第三標記圖形，且所述第三標記圖形與所述第一標記的中心相重合；所述第三掩膜適于有源區刻蝕工藝，所述第三掩膜內形成有對應于后續要在晶圓內形成的有源區的掩膜圖形，所述第三標記圖形位于所述掩膜圖形的外圍；所述第三標記圖形的形狀可以為實心正方形或空心正方形。

s7：依據所述第三掩膜在所述第一標記內形成第三標記4；依據所述第三掩膜內的所述第三標記圖形，在所述有源區刻蝕工藝過程中在所述第一標記2內形成所述第三標記4；所述第三標記4的形狀、尺寸及數量與所述第三標記圖形的形狀、尺寸及數量相對應；具體的，所述第三標記4的形狀可以為實心正方形或空心正方形。

s8：量測所述第三標記4相對于所述第一標記2的位置偏移。

作為示例，所述第三標記4與所述第二標記3可以形成于至少一個所述第一標記1內，優選地，本實施例中，所述第三標記4與所述第二標記3分別形成于不同的所述第一標記1中，如圖2至圖3所示。

作為示例，量測的所述第三標記4相對于所述第一標記2的位置偏移包括x方向的位置偏移及y方向的位置偏移。由于所述第一標記2與所述第三標記4分別對應于零標記刻蝕工藝及有源區刻蝕工藝，通過量測所述第三標記4相對于所述第一標記2在x方向及y方向的偏移即可以判斷所述有源區刻蝕工藝相較于零標記刻蝕工藝的對準偏移情況。又之前已量測出所述深n阱離子注入工藝相較于零標記刻蝕工藝的對準偏移情況，根據量量測測的結果，亦可以得到所述有源區刻蝕工藝相較于述深n阱離子注入工藝的對準偏移情況。

本發明的對準量測方法，通過在形成所述零標記1的同時在所述零標記1附近形成所述第一標記1，并將后續深n阱離子注入工藝及有源區刻蝕工藝對應的對準標記形成于所述第一標記11內，可以很方便地對深n阱離子注入工藝及有源區刻蝕工藝進行對準量測；本發明中不同型號的產品可以使用相同的掩膜，相較于現有技術可以節省很多掩膜的數量，進而節約生產成本。

本發明還提供一種掩膜組件，所述掩膜組件包括：第一掩膜及第二掩膜，其中，所述第一掩膜內形成有零標記圖形及第一標記圖形，所述第一標記圖形位于所述零標記圖形的附近；所述第二掩膜對應于所述第一標記圖形內部區域的位置形成有第二標記圖形，且所述第二標記圖形與所述第一標記圖形的中心相重合。

作為示例，所述零標記圖形的形狀可以為實心正方形或空心正方形，優選地，本實施例中，所述零標記圖形的形狀為實心正方形。

作為示例，所述第一標記圖形的形狀可以為實心正方形或空心正方形。

作為示例，所述第一標記圖形的數量可以為多個，多個所述第一標記圖形的形狀可以相同也可以不同，即多個所述第一標記圖形的可以均為實心正方形，也可以均為空心正方形，還可以部分為實心正方形，另一部分為空心正方形。

作為示例，所述第二掩膜適于深n阱離子注入工藝，所述第二掩膜內形成有對應于后續要在晶圓內形成的深n阱區域的掩膜圖形，所述第二標記圖形位于所述掩膜圖形的外圍。

作為示例，所述第二標記圖形的形狀可以為實心正方形或空心正方形。

作為示例，所述第二標記圖形的數量可以為多個，多個所述第二標記圖形的形狀可以相同也可以不同，即多個所述第二標記圖形的可以均為實心正方形，也可以均為空心正方形，還可以部分為實心正方形，另一部分為空心正方形。

具體的，使用所述第一掩膜及所述第二掩膜在晶圓內形成的對應的零標記、第一標記及第二標記的形狀、尺寸、數量及相互之間的位置關系可以參閱圖2至圖3。由于所述零標記、所述第一標記及所述第二標記分別與所述零標記圖形、所述第一標記圖形及所述第二標記圖形，因此，所述零標記圖形、所述第一標記圖形及所述第二標記圖形的形狀、尺寸、數量及相互之間的位置關系亦可以參閱圖2至圖3。

作為示例，所述掩膜組件還包括第三掩膜，所述第三掩膜對應于所述第一標記圖形內部區域的位置形成有第三標記圖形，且所述第三標記圖形與所述第一標記圖形的中心相重合。

作為示例，所述第三掩膜適于有源區刻蝕工藝，所述第三掩膜內形成有對應于后續要在晶圓內形成的有源區的掩膜圖形，所述第三標記圖形位于所述掩膜圖形的外圍；所述第三標記圖形的形狀可以為實心正方形或空心正方形。

具體的，使用所述第三掩膜在晶圓內形成的對應的第三標記與零標記、第一標記及第二標記的形狀、尺寸、數量及相互之間的位置關系可以參閱圖2至圖3。由于所述零標記、所述第一標記、所述第二標記及所述第三標記分別與所述零標記圖形、所述第一標記圖形、所述第二標記圖形及所述第三標記圖形，因此，所述零標記圖形、所述第一標記圖形、所述第二標記圖形及所述第三標記圖形的形狀、尺寸、數量及相互之間的位置關系亦可以參閱圖2至圖3。

本發明的掩膜組件，通過在第一掩膜內零標記圖形附近設置所述第一標記圖形，并在適于深n阱離子注入工藝的第二掩膜內及適于有源區刻蝕工藝的第三掩膜內對應于所述第一標記圖形的位置分別設置第二標記圖形及第三標記圖形，在執行相關半導體工藝時，可以很方 便地對深n阱離子注入工藝及有源區刻蝕工藝進行對準量測；本發明的掩膜組件適用于不同型號的產品，相較于現有技術可以節省很多掩膜的數量，進而節約生產成本。

綜上所述，本發明提供一種掩膜組件及對準量測方法，所述對準量測方法至少包括以下步驟：提供第一掩膜及晶圓，所述第一掩膜內形成有零標記圖形及第一標記圖形，所述第一標記圖形位于所述零標記圖形的附近；依據所述第一掩膜在所述晶圓上刻蝕所述零標記及第一標記；提供第二掩膜，所述第二掩膜對應于所述第一標記內部區域的位置形成有第二標記圖形，且所述第二標記圖形與所述第一標記的中心相重合；依據所述第二掩膜在所述第一標記內形成第二標記；量測所述第二標記相對于所述第一標記的位置偏移。本發明的對準量測方法，通過在形成零標記的同時在所述零標記附近形成所述第一標記，并將后續深n阱離子注入工藝及有源區刻蝕工藝對應的對準標記形成于第一標記內，可以很方便地對深n阱離子注入工藝及有源區刻蝕工藝進行對準量測；本發明中不同型號的產品可以使用相同的掩膜，相較于現有技術可以節省很多掩膜的數量，進而節約生產成本。

上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。