CN1601379A - 制作晶圆试片的方法及评估光罩图案间迭对位准的方法 - Google Patents

Abstract

一种评估两光罩间迭对位准的方法。首先，以具有第一光罩图案的第一光罩进行微影制程，以定义蚀刻晶圆而形成第一曝光图案。接着，在晶圆表面覆盖光阻层，并以具有第二光罩图案的第二光罩定义该光阻层而形成第二曝光图案。其次，量测晶圆上的第一曝光图案与第二曝光图案于X方向、Y方向或X与Y方向的偏移值。之后，校正该偏移值的曝光变形值(scaling)与迭对偏移值(overlay offset)以得到第一与第二光罩图案间的迭对位准。最后，判定迭对位准是否合于一定规格。

Description

制作晶圆试片的方法及评估光罩图案间迭对位准的方法

技术领域

本发明是有关于半导体制程，特别有关于半导体微影制程中，评估前层光罩与当层光罩，或跨层光罩间的迭对位准(mask registration)的方法。

发明背景

在半导体制程中，每一个微影步骤(photolithography)均意味着在半导体基底上形成既定图案，例如形成既定图案的导电层、半导体层或绝缘层等。而为了在半导体基底上形成半导体组件，代表组件中既定结构的每一次微影光罩，均需要对应于半导体基底进行准确的迭对校准(overlay registration)。

一般而言，半导体基底，如半导体晶圆，以及微影光罩中，通常各包含一组相互对应的对位标记(alignment marks)，作为后续微影步骤之间的对准之用。由于在前次微影中形成的对准标记可能在制程中被蚀刻抹除，因此每一层微影光罩中可能设置不同形状的对准标记，藉以辨认出每一个对准标记对应于哪一层图案与其相对位置。而藉由每一个对准标记的位置分布，则可在微影曝光步骤中决定结构间的配置关系。

一般来说，光罩制作公司出厂的光罩通常附带光罩中图案的对准规格(registration specification)可供参考。一般的曝光步骤，则是直接对准预设的对准标记(alignment mark)。参见图1，所示为习知技术中，以光罩在晶圆上进行对准曝光的示意图。由图中可以看出，晶圆10上预先设置四个对准标记12。而光罩上的曝光图案20的四边角落上的对准标记(alignment mark)22各与晶圆上的对准标记12迭对。藉由对准标记22与对准标记12的对准，可确保光罩上的图案20正确的转移到晶圆10上的既定位置。

在上述曝光过程中，光罩与晶圆的对准藉由对准标记进行，然而存在于光罩图案20中既有的偏移误差，并无法藉由曝光时的校准而消除。因此，在多层迭对的半导体结构中，两层微影图案之间的迭对偏移，或者跨层之间的迭对误差，可能超过原设计的容许范围。而随着半导体制程的关键尺寸缩小，对上述迭对误差的容忍度也越小。

在习知技术中，欲检测迭对偏移，通常进行制程试作，并将试作后的晶圆进行制成试片后，以X光扫瞄式电子显微镜(X-SEM)观察试片的纵切面，如图2所示，以确认观察各层之间的迭对位准。然而，此种方法的缺点在于试片的纵切面仅能反应出光罩图案的特定位置的迭对准确度，却无法显示光罩图案整体的迭对偏移状况与偏移程度。另一方面，若欲以关键尺寸-扫瞄式电子显微镜(CD-SEM)观察试片表面的图案分布，目前制程中广泛用于改善微影品质的底部抗反射层(BARC)，其材质容易干扰CD-SEM的讯号，因此也不易直接以CD-SEM直接观察晶圆表面图案的迭对位准。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的一个目的在于提供一种评估光罩间的迭对位准的方法，可用以评估光罩图案的位准(registration data)。

本发明的另一个目的在于提供一种评估不连续光罩之间迭对位准的方法，可用以评估非连续的两层光罩间的迭对位准。

本发明的再一个目的在于提供一种以晶圆试片的制作方法，可以使完成的晶圆试片直接以关键尺寸-扫瞄式电子显微镜(CD-SEM)观察并量测晶圆表面，以评估两光罩之间的迭对位准。

一种评估光罩图案间迭对位准(mask registration)的方法，其中包含下列步骤：

以具有一第一光罩图案的一第一光罩进行微影制程，以定义蚀刻一晶圆而形成一第一曝光图案；

在该晶圆表面覆盖一光阻层；

以具有一第二光罩图案的一第二光罩定义该光阻层而形成一第二曝光图案；

量测晶圆上的第一曝光图案与第二曝光图案于X方向、Y方向或X与Y方向的偏移值；

校正该偏移值的曝光变形值(scaling)与迭对偏移值(overlay offset)以得到第一与第二光罩图案间的迭对位准；以及

判定该迭对位准是否合于一既定规格。

一种评估光罩图案间迭对位准(mask registration)的方法，包含下列步骤：

以一第一光罩，在一晶圆上定义并形成一第一图案；

在晶圆表面覆盖一抗反射层；

在抗反射层表面形成一光阻层；

以一第二光罩定义该光阻层以形成一第二图案；

去除第二图案中露出的抗反射层；

量测晶圆上的第一图案与第二图案间于X方向、Y方向或X与Y方向的偏移值；

校正该偏移值的微影变形(scaling)与迭对偏移(overlay offset)以得到第一与第二光罩间的迭对位准；以及

判定该迭对位准是否合于一规格。

所述第一光罩图案与第二光罩图案分别为主动区(AA)图案、闸极结构(GC)图案、深沟电容(DT)图案、接合区接触窗开口(CS)图案、位线接触窗开口(CB)图案或既定的金属内连线层图案之一。

所述的评估光罩图案间迭对位准(mask registration)的方法，其中：晶圆的该偏移值是藉由关键尺寸-电子扫瞄显微镜(CD-SEM)以上视图(top-view)方式量测。

所述的评估光罩图案间迭对位准(mask registration)的方法，其中第一与第二曝光图案是各别以第一与第二光罩图案为曝光单元，在晶圆上经A次分区曝光而成。

所述的评估光罩图案间迭对位准(mask registration)的方法，其中量测晶圆上的第一曝光图案与第二曝光图案的偏移值，是由A个区域中选择B个曝光区域进行量测，其中B≤A。

所述的评估光罩图案间迭对位准(mask registration)的方法，其中曝光图案为矩形，而该B个曝光区域中至少包含该矩形的四个角落的曝光区域以及至少一中间曝光区域。

所述X方向偏移值是由各B个区域的X方向，各选择复数点，量测各点的第一与第二曝光图案间的偏移值，而所述Y方向偏移值，则由各B个区域的Y方向，各选择复数点，量测各点的第一与第二曝光图案间的偏移值。

所述X方向的复数点是由各个区域的X方向选定M列，每列上取N个点，量测各点的偏移值，所述Y方向的复数点是由各个区域的Y方向选定P栏，每列上取Q个点，量测各点的偏移值。

所述的评估光罩图案间迭对位准(mask registration)的方法，其中每个区域的曝光变形(scaling)率为X方向每列的N个点偏移值经线性回归后的斜率(S)，或者为Y方向每栏的Q个点偏移值经线性回归后的斜率(S)。

所述的评估光罩图案间迭对位准(mask registration)的方法，其中各栏或各列的迭对偏移值(overlay offset)，为每栏或每列中的各取样点经曝光变形(scaling)校正后的平均值。

所述的评估光罩图案间迭对位准(mask registration)的方法，其中判定迭对位准是否合于既定规格，是藉由一统计方法进行。

一种制作晶圆试片的方法，适用于制作适用于关键尺寸-扫瞄式电子显微镜(CD-SEM)观察的晶圆试片，其中包含下列步骤：

以一第一光罩，在一晶圆上定义并形成一第一图案；

在晶圆表面形成一光阻层；

以一第二光罩定义该光阻层以形成一第二图案，以形成供一关键尺寸-扫瞄式电子观察用的晶圆试片。

一种制作晶圆试片的方法，适用于制作适用于关键尺寸-扫瞄式电子显微镜(CD-SEM)观察的晶圆试片，其中包含下列步骤：

以一第一光罩，在一晶圆上定义并形成一第一图案；

在晶圆表面覆盖一抗反射层；

在抗反射层表面形成一光阻层；

以一第二光罩定义该光阻层以形成一第二图案；

去除该第二图案中露出的抗反射层，以形成供一关键尺寸-扫瞄式电子观察用的晶圆试片。

本发明所提供的评估光罩间的迭对位准的方法，可评估光罩图案的位准(registration data)；而评估不连续光罩之间迭对位准的方法，可用以评估非连续的两层光罩间的迭对位准；本发明的另一以晶圆试片的制作方法，可以使完成的晶圆试片直接以关键尺寸-扫瞄式电子显微镜(CD-SEM)观察并量测晶圆表面，以评估两光罩之间的迭对位准。

附图说明

图1所示为习知的光罩在晶圆上对准曝光的示意图。

图2所示为习知技术中，以X光扫瞄式电子显微镜(X-SEM)观察晶圆试片纵切面中的迭对准确度。

图3所示为根据本发明的一实施例中，评估光罩图案间迭对位准的方法流程。

图4A至图4E所示为根据本发明的一实施例中，以既定的两光罩图案制作晶圆试片的流程。

图5A至图5B所示为根据本发明的一实施例中，以关键尺寸-扫瞄式电子显微镜(CD-SEM)观察及量测晶圆试片的表面图案迭对的示意图。

图6A至图6C所示为根据本发明的一实施例中，在一晶圆试片上量测曝光图案偏移值的取样方法。

图7A所示为光罩图案曝光后的曝光变形(scaling)之一。

图7B所示为两光罩图案间的迭对偏移(overlay offset)之一。

图8A与图8B所示为图6C的X方向与Y方向取样点的偏移曲线。

图8C与图8D所示为将图8A与图8B中经曝光变形(scaling)与迭对偏移(overlay offset)校正后的偏移曲线。

具体实施方式

本发明提供一种晶圆试片的制作方法，并进一步藉其评估光罩图案之间迭对位准(mask registration)。首先，以具有第一光罩图案的第一光罩进行微影制程，在一晶圆试片上定义并形成第一曝光图案。接着，在该晶圆表面形成一光阻层，再以具有第二光罩图案的第二光罩定义光阻层以形成第二曝光图案。之后，以关键尺寸-扫瞄式电子显微镜(CD-SEM)量测晶圆上的第一曝光图案与第二曝光图案于X方向、Y方向或X与Y方向的迭对偏移值。其次，校正该偏移值的曝光变形值(scaling)与迭对偏移值(overlay offset)以得到第一与第二光罩图案间的迭对位准(registration data)。最后，判定两光罩间的迭对位准是否合于既定规格，以评估光罩的品质。

而在较佳实施例中，上述方法更可包含在覆盖光阻层前，预先形成一底部抗反射层(BARC)，在光阻层形成第二曝光图案后，再去除露出的底部抗反射层。在一实施例中，可对底部抗反射层进一步进行适度的过蚀刻(over-etch)，以使第一与第二曝光图案之间更为显著而易于观察。

以下配合附图，详细说明如下：

本发明可应用于一系列半导体制程光罩中，检查当层光罩与前层光罩间的迭对关系，也适用于检查跨层光罩间的迭对关系。在较佳实施例中，光罩可包含主动区(AA)图案光罩、闸极结构(GC)图案光罩、深沟电容(DT)图案光罩、接合区接触窗开口(CS)图案光罩、位线接触窗开口(CB)图案光罩或定义各层金属内连线层图案的各层光罩。然而，根据不同的半导体组件需要，则有不同的光罩图案设计，本发明并非以此为限。

根据本发明，可检测连续的当层与前层光罩间的迭对，例如深沟电容(DT)图案光罩与主动区(AA)图案光罩间的迭对位准。亦可检测跨层光罩间的迭对，例如深沟电容(DT)图案光罩与闸极结构(GC)图案光罩间的迭对位准。而根据不同光罩之间的迭对，其图案间的偏移方向也不相同。一般的偏移多半分为X方向或Y方向，或者X与Y方向同时产生偏移，端视两光罩之间的图案定义而定。

以下以深沟电容(DT)图案光罩与主动区(AA)图案光罩间的迭对为例，参见图3的方法流程，详细说明根据本发明以评估光罩图案之间迭对位准(maskregistration)的流程。而在晶圆试片上形成两种光罩图案迭对的流程，则以图4A至图4E辅助说明。

首先进行步骤S302：以具有第一光罩图案的第一光罩进行微影制程，以定义蚀刻晶圆而形成第一曝光图案。如图4A所示，在晶圆400上先形成光阻层404。而在一实施例中，可于光阻层404之前，先形成一底部抗反射层(BARC)402，以增进后续微影品质。接着以具有深沟电容(DT)图案的第一光罩(未显示)，对光阻层404进行微影制程，以形成具有深沟电容(DT)图案的光阻层404。接着以图案化的光阻层404为幕罩，蚀刻晶圆400约1000，在晶圆400上形成深沟电容的沟槽406。接着以习知方式，移除光阻层404与底部抗反射层402，如图4B所示。

接着进行步骤S304：在晶圆表面覆盖一光阻层。参见图4C，在较佳情况中，晶圆400上可先覆盖底部抗反射层(BARC)408以填满沟槽406，接着于抗反射层408表面覆盖光阻层410。

接着进行步骤S306：以具有第二光罩图案的第二光罩定义该光阻层而形成第二曝光图案。参见图4D，以主动区(AA)图案光罩(未显示)于光阻层410上形成主动区(AA)图案412。接着续以习知方式，以光阻层410为幕罩，蚀刻底部抗反射层408形成主动区开口。在较佳实施例中，参见图4E，持续蚀刻底部抗反射层408约5秒钟，以形成更明显的主动区图案412。

根据本发明，上述方法仅需在晶圆上定义出第一光罩图案，而第二光罩图案的形成可直接定义在光阻层上，因此有效简化晶圆试片的制作过程。

藉由上述方式，藉由观察晶圆上形成的深沟电容(DT)图案406与光阻层410上形成的主动区(AA)图案412的迭对状况，可以得知深沟电容(DT)图案光罩与主动区(AA)图案光罩的设计是否准确迭对。而在上述方法中，可以任选两种光罩图案进行迭对比对，不受限于任两层连续的光罩图案。此外，上述晶圆试片制作过程中，预先去除底部抗反射层的方式，可避免后续以关键尺寸-电子显微镜(CD-SEM)观察晶圆表面时，抗反射材料的导电性可能造成的干扰。

接着进行步骤S308：量测晶圆上的第一曝光图案与第二曝光图案于X方向、Y方向或X与Y方向的偏移值。而至于X与Y方向的定义，可预先于晶圆试片上先标定一层的方向，而其余各层均对应于该层界定其相对关系。

参见图5A至图5C，所示为根据本发明的实施例中，可能呈现的三种型式的两层光罩间的迭对示意图。图5A所示为本发明的一实施例中，GC(闸极结构)对DT(深沟电容)的曝光图案迭对。为了求得GC与DT之间的迭对偏移，以关键尺寸-扫瞄式电子显微镜(CD-SEM)以上视方式观察晶圆试片表面，并沿试片的Y方向，量测晶圆400上区域I中的DT图案分布GC两侧的长度差值。参见图5A，区域I的DT图案偏移值为：

$Y_I=\frac{(b_1-b_2)/2+(b_3-b_4)/2}{2}$

由于上述实施例中的DT图案为两个为一单元反复出现，因此其偏移值以两个平均一起计算，然而根据图案的不同，亦可以单独计算，即：

$Y_{I-1}=\frac{(b_1-b_2)}{2}$ 与 $Y_{I-2}=\frac{(b_3-b_4)}{2}$

接着参见图5B，所示为根据本发明的一实施例，AA(主动区)对DT(深沟电容)的曝光图案迭对，两种图案在X方向与Y方向均产生迭对关系。以关键尺寸-扫瞄式电子显微镜(CD-SEM)以上视方式量测既定位置上的DT图案对AA图案的X方向与Y方向的长度差值。参见图5B，区域III的DT图案相对于AA图案的X方向偏移值为：

$X_{\mathrm{III}}=\frac{(a_1-a_2)}{2}$

而区域III的Y方向偏移值为：

$Y_{\mathrm{III}}=\frac{(b_1-b_2)}{2}$

而根据半导体层间不同图案的对应关系，以下以第一表列举数种光罩图案迭对时，其迭对偏移值量测的方向性，以及其试片的制作顺序。

第一表

比对项目	方向	试片
			AA-DT	X与Y	具有DT结构的晶圆
GC-DT	Y	具有DT结构的晶圆
			CB-AA	X	具有AA结构的晶圆
CB-GC	Y	具有GC结构的晶圆
			CS-GC	Y	具有GC结构的晶圆
MO-CB	X	具有TEOS层的晶圆

上述试片是指欲观察两种光罩图案迭对时，需先于晶圆试片上形成的结构，例如欲比对AA-DT的迭对关系，则先在晶圆试片上形成DT图案的结构，在于其上覆盖光阻层，而于光阻层上形成AA图案。如第一表中所示，比对不同光罩图案间的迭对关系时，在试片晶圆上所形成光罩图案间的顺序可能与一般半导体制程相反，此乃为了提高CD-SEM观察时的图案清晰度，但本案并非以此为限。

而根据不同的半导体制程等级，一片测试晶圆上曝光后形成的组件图案可能高达数百万个，为了有效的藉由关键尺寸-扫瞄式电子显微镜(CD-SEM)从晶圆上视图中的大量组件图案中取样进行量测，以下进一步藉由图6A至图6C，详细说明取样方式。

参见图6A，所示为一晶圆以步进式分区(Step and Repeat)曝光所形成的曝光图案。随着晶圆体积增大，单一光罩图案多半经由分区曝光A次后，以在整个晶圆上形成曝光图案。如图6A所示，在一实施例中，晶圆400经由DT与AA光罩分别以光罩上的DT图案与AA图案为曝光单元，以分区步进方式进行迭对曝光24次后，形成完整的曝光图案600，其中包含曝光单元601-624。在较佳实施例中，经过步骤S302至S306后，以CD-SEM选择曝光图案600的矩形四角601、606、619与624，以及中间区域的609及616等六个曝光单元进行观察。一般而言，取样的曝光单元数目(B)，应小于或等于总曝光单元数(A)，而较具表性者为晶圆四周与中心位置各取数个取样区域。

以下以图6B，进一步以曝光单元619为例，说明取样的一曝光区域中的图案偏移量测方式。首先沿两光罩图案产生偏移值的量测方向选取复数点。以比对AA-DT的迭对图案为例，由于X与Y方向均可能产生偏移，因此各别由曝光区域619的X方向选取M列，每列上划分为N个点，而沿Y方向选取P栏，每栏划分为Q个点。若比对GC-DT，则仅需由Y方向选取P栏，每栏划分Q个点。其中，M或P均≥1。

如图6B所示，为AA-DT的迭对图案区块619。X方向分别选取区块619的侧边两列X1与X2，每列均取样16个点，点与点之间呈等距平均分布。Y方向亦选取区块619的侧边两栏Y1与Y2，每栏均取样12点，点与点之间呈等距平均分布。而列与栏的位置，可介于曝光区域619的侧边，亦可于曝光区域619上以等距方式选取数列或数栏。而根据实际曝光状况，若AA-DT组件迭对图案未刚好落在取样点上时，此时，则采用等距平移方式，量测最靠近取样点附近的迭对图案的偏移值。

图6C所示为参照上述图5B所示的量测方法，对图6B的AA-DT的迭对图案在X1与X2两列，以及Y1与Y2两栏中各取样点的CD-SEM量测偏移值。

接着仍参见图3，进行步骤S310：校正该偏移值的曝光变形值(scaling)与迭对偏移值(overlay offset)以得到该第一与第二光罩图案间的迭对位准。

为了准确的评估AA-DT两光罩的本身设计时的迭对位准，因此需排除光罩图案在曝光过程中所造成的曝光变形(scaling)与迭对偏移(overlay offset)误差，这些误差通常肇因于微影过程中的操作误差或者机台误差。曝光变形(scaling)一般来自于光罩在曝光过程中的水平偏移，所造成的曝光图案放大。如图7A所示，当光罩700在曝光时未维持水平时，则投影曝光时光罩图案将形成拉长放大的曝光图案710。而迭对偏移(overlay offset)则多半由于光罩与晶圆间，或光罩与光罩间沿X或Y方向的偏移。如图7B所示，DT光罩图案与AA光罩图案间，沿X方向偏移d1距离，而沿Y方向则偏移d2距离。

以下以图6C为例，以图8A至图8D进一步说明根据本发明的一实施例中，校正曝光图案619的曝光变形(scaling)与迭对偏移(overlay offset)的方法。首先如图8A与图8B所示，将区域619中的各栏与各列偏移值分布进行线性回归。图8A所示为X1与X2的各16个取样点上的偏移值分布及其线性回归，而图8B所示为Y1与Y2的各12个取样点上的偏移值分布及其线性回归。

根据各栏或各列的线性回归曲线，可校正各点的偏移值，以排除曝光变形(scaling)的干扰。X1的曝光变形的校正可以下式计算：

M’_(X1)n＝m_(X1)n-(n-1)×S_X1

其中m_(X1)n为X1列上第n点的量测偏移值，S_X1为X1的线性回归曲线的斜率(slope)，而M’_(X1)n则为X1上第n点经过曝光变形校正后的偏移值(n＝1～N)。

同样的，X2的曝光变形校正可依下式计算：

M’_(X2)n＝m_(X2)n-(n-1)×S_X2

同样的，Y1的曝光变形校正可依下式计算：

P’_(Y1)q＝p_(Y1)q-(q-1)×S_Y1

其中p_(Y1)q为Y1列上第q点的量测偏移值，S_Y1为Y1的线性回归曲线的斜率(slope)，而P’_(Y1)q则为Y1上第q点经过曝光变形校正后的偏移值(q＝1～Q)。

同样的，Y2的曝光变形校正可依下式计算：

P’_(Y2)q＝p_(Y2)q-(q-1)×S_Y2

而由上述公式可以看出，各列或各栏的线性回归斜率(S)，即代表曝光图案的曝光变形(scaling)率。

而接着进行曝光区域619上各行或各栏的迭对偏移(overlay offset)校正。在一实施例中，X1、X2、Y1与Y2的迭对偏移值(overlay offset)O_X1、O_X2、O_Y1与O_Y2分别以下列各式计算：

$O_{X1}=\frac{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{M\′}_{\left(X1\right)n}}{N}$

$O_{X2}=\frac{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{M\′}_{\left(X2\right)n}}{N}$

$O_{Y1}=\frac{\underset{q=1}{\overset{Q}{\mathrm{\Σ}}}{P\text{'}}_{\left(Y1\right)q}}{Q}$

$O_{Y2}=\frac{\underset{q=1}{\overset{Q}{\mathrm{\Σ}}}{P\text{'}}_{\left(Y2\right)q}}{Q}$

亦即，每行或每列中，经过曝光变形校正后所得的偏移值平均，即代表其曝光图案的迭对偏移(overlay offset)。接着根据上述迭对偏移值O_X1、O_X2、O_Y1与O_Y2，校正X1、X2、Y1与Y2中各点的偏移值以得到各点的迭对位准(registrationdata)，如下列各式：

M_(X1)n＝M’_(X1)n-O_X1

M_(X2)n＝M’_(X2)n-O_X2

P_(Y1)q＝P’_(Y1)q-O_Y1

P_(Y2)q＝P’_(Y2)q-O_Y2

而校正后所得的各点迭对位准曲线，则如图8C与图8D所示。图8C与图8D所示分别为X1与X2两列，及Y1与Y2两栏中各点经过曝光变形(scaling)与迭对偏移(overlay offset)校正后所得到的迭对位准(registration)。一般而言，当两光罩间的设计图案均准确无误时，则经过上述校正后，所得到的偏移曲线应为0，亦即没有偏移，曲线与X轴或Y轴迭合。然而由图8C与图8D图中可以看出，DT与AA两光罩间的迭对位准并未完全相符，而此种偏移可能肇因于DT光罩或AA光罩，甚至两个光罩同时产生的光罩设计或制作误差。

最后参见图3，进行步骤S312：判定迭对位准是否合于一定规格。由于迭对位准(registration data)代表光罩图案的迭对准确度，此外，图案间设计位准的偏移，通常也不易藉由微影机台进行校正或补偿。因此，若图案间误差过大，则各层之间的迭对偏移将导致组件结构错误。因此，根据上述步骤S308至S310，分别求出图6A中的601、606、619、624、609与616等六个曝光区域经过曝光变形(scaling)与迭对偏移(overlay offset)校正后所得到的迭对位准(registrationdata)后，进而对各区域的AA-DT光罩迭对偏移值进行统计分析，以评估两光罩间在各取样区域的迭对位准误差值是否在容许范围内。若超过容许范围时，则光罩必须重新制作，以确保半导体制程品质。

虽然本发明以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (24)

1、一种评估光罩图案间迭对位准(mask registration)的方法，其特征在于包含下列步骤：

以具有一第一光罩图案的一第一光罩进行微影制程，以定义蚀刻一晶圆而形成一第一曝光图案；

在该晶圆表面覆盖一光阻层；

以具有一第二光罩图案的一第二光罩定义该光阻层而形成一第二曝光图案；

量测晶圆上的第一曝光图案与第二曝光图案于X方向、Y方向或X与Y方向的偏移值；

校正该偏移值的曝光变形值(scaling)与迭对偏移值(overlayoffset)以得到第一与第二光罩图案间的迭对位准；以及

判定该迭对位准是否合于一既定规格。

2、根据权利要求1所述的评估光罩图案间迭对位准(maskregistration)的方法，其特征在于：第一光罩图案与第二光罩图案分别为主动区(AA)图案、闸极结构(GC)图案、深沟电容(DT)图案、接合区接触窗开口(CS)图案、位线接触窗开口(CB)图案或既定的金属内连线层图案之一。

3、根据权利要求1所述的评估光罩图案间迭对位准(maskregistration)的方法，其特征在于：晶圆的偏移值是藉由关键尺寸-电子扫瞄显微镜(CD-SEM)以上视图(top-view)方式量测。

4、根据权利要求1所述的评估光罩图案间迭对位准(maskregistration)的方法，其特征在于：第一与第二曝光图案是各别以第一与第二光罩图案为曝光单元，在晶圆上经A次分区曝光而成。

5、根据权利要求4所述的评估光罩图案间迭对位准(maskregistration)的方法，其特征在于：量测晶圆上的第一曝光图案与第二曝光图案的偏移值，是由A个区域中选择B个曝光区域进行量测，其中B≤A。

6、根据权利要求5所述的评估光罩图案间迭对位准(maskregistration)的方法，其特征在于：曝光图案为矩形，而该B个曝光区域中至少包含该矩形的四个角落的曝光区域以及至少一中间曝光区域。

7、根据权利要求5所述的评估光罩图案间迭对位准(maskregistration)的方法，其特征在于：所述X方向偏移值是由各B个区域的X方向，各选择复数点，量测各点的该第一与第二曝光图案间的偏移值，而所述Y方向偏移值，则由各B个区域的Y方向，各选择复数点，量测各点的该第一与第二曝光图案间的偏移值。

8、根据权利要求7所述的评估光罩图案间迭对位准(maskregistration)的方法，其特征在于：该X方向的复数点是由各个区域的X方向选定M列，每列上取N个点，量测各点的偏移值，该Y方向的复数点是由各个区域的Y方向选定P栏，每列上取Q个点，量测各点的偏移值。

9、根据权利要求8所述的评估光罩图案间迭对位准(maskregistration)的方法，其特征在于：每个区域的该曝光变形(scaling)率为X方向每列的N个点偏移值经线性回归后的斜率(S)，或者为Y方向每栏的Q个点偏移值经线性回归后的斜率(S)。

10、根据权利要求9所述的评估光罩图案间迭对位准(maskregistration)的方法，其特征在于：各栏或各列的迭对偏移值(overlay offset)，为每栏或每列中的各取样点偏移值经曝光变形(scaling)校正后的平均值。

11、根据权利要求9所述的评估光罩图案间迭对位准(maskregistration)的方法，其特征在于：判定迭对位准是否合于既定规格，是藉由一统计方法进行。

12、一种评估光罩图案间迭对位准(mask registration)的方法，其特征在于包含下列步骤：

以一第一光罩，在一晶圆上定义并形成一第一图案；

在晶圆表面覆盖一抗反射层；

在抗反射层表面形成一光阻层；

以一第二光罩定义该光阻层以形成一第二图案；

去除第二图案中露出的抗反射层；

量测晶圆上的第一图案与第二图案间于X方向、Y方向或X与Y方向的偏移值；

校正该偏移值的微影变形(scaling)与迭对偏移(overlayoffset)以得到第一与第二光罩间的迭对位准；以及

判定该迭对位准是否合于一规格。

13、根据权利要求12所述的评估光罩图案间迭对位准(maskregistration)的方法，其特征在于：第一光罩图案与第二光罩图案分别为主动区(AA)图案、闸极结构(GC)图案、深沟电容(DT)图案、接合区接触窗开口(CS)图案、位线接触窗开口(CB)图案或既定的金属内连线层图案之一。

14、根据权利要求13所述的评估光罩图案间迭对位准(maskregistration)的方法，其特征在于：晶圆的该偏移值是藉由关键尺寸-电子扫瞄显微镜(CD-SEM)以上视图(top-view)方式量测。

15、根据权利要求12所述的评估光罩图案间迭对位准(maskregistration)的方法，其特征在于：第一与第二曝光图案是各别以第一与第二光罩图案为曝光单元，在晶圆上经A次分区曝光而成。

16、根据权利要求15所述的评估光罩图案间迭对位准(maskregistration)的方法，其特征在于：量测晶圆上的第一曝光图案与第二曝光图案的偏移值，是由A个区域中选择B个曝光区域进行量测，其中B≤A。

17、根据权利要求16所述的评估光罩图案间迭对位准(maskregistration)的方法，其特征在于：曝光图案为矩形，而该B个曝光区域中至少包含该矩形的四个角落的曝光区域以及至少一中间曝光区域。

18、根据权利要求16所述的评估光罩图案间迭对位准(maskregistration)的方法，其特征在于：所述X方向偏移值是由各B个区域的X方向，各选择复数点，量测各点的第一与第二曝光图案间的偏移值，而所述Y方向偏移值，则由各B个区域的Y方向，各选择复数点，量测各点的第一与第二曝光图案间的偏移值。

19、根据权利要求18所述的评估光罩图案间迭对位准(maskregistration)的方法，其特征在于：所述X方向的复数点是由各个区域的X方向选定M列，每列上取N个点，量测各点的偏移值，所述Y方向的复数点是由各个区域的Y方向选定P栏，每列上取Q个点，量测各点的偏移值。

20、根据权利要求19所述的评估光罩图案间迭对位准(maskregistration)的方法，其特征在于：每个区域的曝光变形(scaling)率为X方向每列的N个点偏移值经线性回归后的斜率(S)，或者为Y方向每栏的Q个点偏移值经线性回归后的斜率(S)。

21、根据权利要求20所述的评估光罩图案间迭对位准(maskregistration)的方法，其特征在于：各栏或各列的迭对偏移值(overlay offset)，为每栏或每列中的各取样点偏移值经曝光变形(scaling)校正后的平均值。

22、根据权利要求12所述的评估光罩图案间迭对位准(maskregistration)的方法，其特征在于：判定迭对位准是否合于既定规格，是藉由一统计方法进行。

23、一种制作晶圆试片的方法，适用于制作适用于关键尺寸-扫瞄式电子显微镜(CD-SEM)观察的晶圆试片，其特征在于包含下列步骤：

以一第一光罩，在一晶圆上定义并形成一第一图案；

在晶圆表面形成一光阻层；

以一第二光罩定义该光阻层以形成一第二图案，以形成供一关键尺寸-扫瞄式电子观察用的晶圆试片。

24、一种制作晶圆试片的方法，适用于制作适用于关键尺寸-扫瞄式电子显微镜(CD-SEM)观察的晶圆试片，其特征在于包含下列步骤：

以一第一光罩，在一晶圆上定义并形成一第一图案；

在晶圆表面覆盖一抗反射层；

在抗反射层表面形成一光阻层；

以一第二光罩定义该光阻层以形成一第二图案；

去除该第二图案中露出的抗反射层，以形成供一关键尺寸-扫瞄式电子观察用的晶圆试片。

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