在多层图形间测量重叠误差的重叠测量标记和方法

摘要

公开了一种在半导体器件的多层图形间测量重叠误差的重叠测量标记和方法。第一掩模用其在划线的Y轴上形成由二相互平行隔置的标记组成的第一重叠标记。第二掩模用其在划线的X轴上形成由二相互平行隔置的标记组成的第二重叠标记使其不重叠于第一重叠标记。第三掩模在划线部位上自第一和第二重叠标记内侧形成第三重叠标记。测量在第一和第三重叠标记间的距离，以及在第二和第三重叠标记间的距离。

说明书

本发明涉及用测量标记在半导体器件的多层图形间测量重叠误差的重叠测量标记和方法，更具体地涉及到用测量标记测量半导体器件的多层图形重叠误差的重叠测量标记和方法，采用重叠测量机构测量成品器件上形成的多层图形间的重叠误差，能减少测量的时间和次数。

通常用重叠测量机构来测量成品器件上所形成的多层图形间的重叠误差。

图2是重叠测量标记的平面图，以说明现有技术中测量多层图形重叠误差的方法。

用若干掩模在晶片划线部位上形成重叠测量标记，这些掩模与在该晶片成品上形成图形时所用的掩模相同。如图2所示，为了按图1的布置形成重叠测量标记，相应于图1导电区H的外重叠测量标记1是用一个图形掩模在划线部位（图2中未示出）上形成的。在此之后，相应于图1导电区F和G的内重叠测量标记2用接触掩模在划线部位上形成，内标记2从外标记1的内侧形成。外标记1由导电材料形成，而内标记2由光刻胶形成。

在这种重叠测量方法中，测量两个标记1和2之间的距离A和A′，作为X轴上的重叠度，两个距离之差A-A′被作为X轴上的重叠误差。类似地，在Y轴上测量两个标记1和2之间的距离B和B′，作为Y轴上的重叠度，并把两个距离之差B-B′作为Y轴上的重叠误差。

上述方法仅可测量两个图形间的重叠误差。因此，为了在形成在成品上器件上的三或三个以上图形之间测量重叠误差，有必要在划线的相应位置形成重叠测量标记，对每两个图形的重叠误差加以测量。测量的次数取决于要测量重叠误差的图形数量。此外，需要有附加的空隙，因为附加的重叠测量标记的放置位置必须不同于测量另两个图形间重叠误差的测量标记所处的位置，并且对多层图形的重叠误差测量必须重复地执行单独的测量程序。

本发明的目的是提供一种采用能在多层图形间同时测量重叠误差的测量标记在半导体器件的多层图形间测量重叠误差的重叠测量标记和方法。

为实现此目的，按照本发明测量多层图形间重叠误差的方法包括以下步骤：

根据第一图形与第二图形之间的容限形成第一掩模，用第一掩模在划线的Y轴上形成第一重叠标记，第一重叠标记是由二个相互平行并分开的标记构成的;根据第一图形与第三图形间的容限形成第二掩模，用来在划线的X轴上形成第二重叠标记，使其与第一重叠标记不重叠，第二重叠标记由相互平行并分开的二个标记构成;用形成第三图形的第三掩模在划线部位上形成第三重叠标记，第三重叠标记是在第一和第二重叠标记内侧形成的;以及测量第一重叠标记与第三重叠标记间的距离，还要测量第二重叠标记与第三重叠标记间的距离。

为进一步了解本发明的特征和目的，要结合附图参见下面的说明，其中：

图1是示出了二图形的半导体器件的布置;

图2是为说明现有技术测量图形重叠误差的重叠测量标记的平面图;

图3是其上示出三个图形的半导体器件的布置;和

图4是为说明本发明测量图形重叠误差的方法的重叠测量标记的平面图。

几个图中类似的符号代表相类似的部分。

图4是一个平面图，示出了与图3的层次相对应的重叠测量标记。本发明参照图3和4加以说明。

见图3，其中示出了接触区21，第一导电区22和第二导电区23。从第二导电区23与第一导电区22间的重叠误差来看，Y轴容限比X轴容限更重要;也就是说距离Y1成为决定重叠误差的主要因素。从第二导电区23与接触区21间的重叠误差来看，X轴容限比Y轴容限更重要，也就是说距离X1成为决定重叠误差的主要因素。为同时测量如图3所示的三层多层图形的重叠误差，形成了如图4所示的重叠测量标记。这就是通过根据图3中距离X1形成的第一掩模在划线（图4未示出）的Y轴上形成由二个互相平行隔置部分组成的第一重叠标记11。根据图3中距离Y1形成的第二掩模在划线的X轴上形成由二个互相平行隔置组成的第二重叠标记12。该第一和第二重叠标记11和12须这样形成以便它们的标记11和12不相应重叠。因此，通过第一和第二重叠标记11和12产生了矩形的外盒（exterior  box），在这之后，通过用来形成第二导电区23的第三掩模在矩形外盒内形成第三重叠标记13。第一和第二重叠标记11和12是由导电材料形成的而第三重叠标记13由光刻胶形成。但如第三重叠标记13用导电材料形成，第一和第二重叠标记11和12的任一个必用光刻胶形成。如图4所示的重叠测量标记通过上述方法形成之后，用重叠测量机构对在第一重叠标记11和第三重叠标记13间的距离X1以及在第二重叠标记12和第三重叠标记13间的距离Y1进行测量。该重叠误差由距离X1和Y1所决定。

为增加测量精度，在第一重叠标记11靠近第二重叠标记12的各部分相距0.5-2μm且在0°-90°角变化。但该角度最好是45°。

如上所述，本发明通过仅形成绝对必要的重叠测量标记可减少测量时间和用于形成重叠标记所需的附加空间。在以重叠测量机构便当地测量在多层图形间的重叠误差之后，能简化重叠度的比较。最后，通过简化在多层图形间重叠误差的测量能减少生产工序。

尽管本发明已就带一定特殊的最佳实施例的方式做了说明，本领域普通技术人员懂得这里举出的最佳实施例仅仅是一个例子，在不背离本发明的精神和保护范围的情况下其组成部分的结构、结合和布置是可以变化的。