微影制程的关键尺寸的监控结构

技术领域

本发明涉及一种监控结构，尤其涉及一种微影制程的关键尺寸的监控结构。

背景技术

关键尺寸(critical dimension)是微影制程(lithography process)中的关键参数(key parameter)。然而，在元件的目标尺寸远大于微影制程的关键尺寸时，将无法准确地得知机台的制程能力是否产生变动。

因此，目前的做法是在晶圆上设置用以监控微影制程的关键尺寸的监控标记。由于监控标记的尺寸与微影制程的关键尺寸相近，藉此可得知机台(如，曝光机台)的制程能力是否产生变动。

然而，由于在晶圆的不同位置上的监控标记的关键尺寸的均匀性不佳，因此容易造成误判(misjudgment)。

发明内容

本发明提供一种微影制程的关键尺寸的监控结构，其可有效地提升监控标记的关键尺寸的均匀性。

本发明提出一种微影制程的关键尺寸的监控结构，包括虚拟图案层与图案化光致抗蚀剂层。虚拟图案层包括虚拟图案。图案化光致抗蚀剂层包括位于虚拟图案上方的至少一个监控标记。监控标记包括彼此相交的第一部分与第二部分。第一部分在第一方向延伸，第二部分在第二方向延伸，且第一方向与第二方向相交。

基于上述，在本发明所提出的微影制程的关键尺寸的监控结构中，由于虚拟图案位于监控标记下方，因此监控标记下方的环境可与芯片区的环境相似。藉此，可有效地提升位于晶圆的不同位置上的监控标记的关键尺寸的均匀性，且能够防止因监控标记的关键尺寸的均匀性不佳而造成的误判。如此一来，可有效地对微影制程的关键尺寸进行监控，且可得知机台(如，曝光机台)的制程能力是否产生变动。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A至图1X为本发明一些实施例的微影制程的关键尺寸的监控结构的示意图；

图2为本发明一实施例的晶圆的曝光区域图(shop map)；

图3为图2中的曝光区的放大图；

图4A至图4X为本发明另一些实施例的微影制程的关键尺寸的监控结构的示意图。

附图标记说明

100、100a：监控结构

102：虚拟图案层

104：图案化光致抗蚀剂层

106：虚拟图案

108：阵列图案

110：单元图案

112、112a：监控标记

114、114a：衬垫图案

D1：第一方向

D2：第二方向

P1：第一部分

P2：第二部分

R：芯片区

S：曝光区

SL：切割道

W：晶圆

具体实施方式

图1A至图1X为本发明一些实施例的微影制程的关键尺寸的监控结构的示意图。图2为本发明一实施例的晶圆的曝光区域图。图3为图2中的曝光区的放大图。

请参照图1A至图1X，微影制程的关键尺寸的监控结构100包括虚拟图案层102与图案化光致抗蚀剂层104。如图2与图3所示，在晶圆W上可划分出多个曝光区S。每个曝光区S可包括九个芯片区R，但本发明并不以此为限。只要曝光区S包括至少一个芯片区R即属于本发明所涵盖的范围。晶圆W可包括切割道SL。切割道SL可隔开相邻的芯片区R。监控结构100可位于晶圆W的切割道SL上。

请参照图1A至图1L，虚拟图案层102包括虚拟图案106。虚拟图案106可包括阵列图案108。阵列图案108可包括多个单元图案110。虚拟图案106可为虚拟图案层102的实体部分或虚拟图案层102中的开口。在本实施例中，虚拟图案106是以虚拟图案层102的实体部分为例来进行说明。亦即，在虚拟图案层102中，虚拟图案106以外的部分为虚拟图案层102中的开口，但本发明并不以此为限。在其他实施例中，虚拟图案106可为虚拟图案层102中的开口。亦即，在虚拟图案层102中，虚拟图案106以外的部分为虚拟图案层102的实体部分。虚拟图案层102的材料例如是导体材料(如，金属)、半导体材料(如，多晶硅)或介电材料(如，氧化硅或氮化硅)。

在一些实施例中，如图1A至图1H所示，多个单元图案110的长度可为相同。在一些实施例中，如图1I至图1L所示，多个单元图案110可包括长度相同的部分与长度不同的部分。

在一些实施例中，如图1A、图1E与图1I所示，阵列图案108可为水平线阵列，但本发明并不以此为限。水平线阵列中的单元图案110的延伸方向与第一方向D1平行。

在一些实施例中，如图1B、图1F与图1J所示，阵列图案108可为垂直线阵列，但本发明并不以此为限。垂直线阵列中的单元图案110的延伸方向与第一方向D1垂直。

在一些实施例中，如图1C、图1D、图1G、图1H、图1K与图1L所示，阵列图案108可为斜线阵列，但本发明并不以此为限。斜线阵列中的单元图案110的延伸方向以非正交的方式与第一方向D1相交。

请参照图1A至图1L，图案化光致抗蚀剂层104包括位于虚拟图案106上方的至少一个监控标记112。图案化光致抗蚀剂层104与虚拟图案层102可为直接相邻或可间隔其他模层。监控标记112可覆盖虚拟图案106的一部分。在本实施例中，监控标记112的数量是以一个为例来进行说明，但本发明并不以此为限。只要监控标记112的数量为至少一个即属于本发明所涵盖的范围。

监控标记112包括彼此相交的第一部分P1与第二部分P2。第一部分P1在第一方向D1延伸，第二部分P2在第二方向D2延伸，且第一方向D1与第二方向D2相交。第一部分P1的宽度与第二部分P2的宽度例如是大于单元图案110的宽度。举例来说，第一方向D1与第二方向D2可垂直相交。在本实施例中，监控标记112的形状例如是十字形，但本发明并不以此为限。在一些实施例中，监控标记112更可包括除了第一部分P1与第二部分P2以外的其他部分(未示出)。只要监控标记112的形状的至少一部分包括由第一部分P1与第二部分P2所组成的形状即属于本发明所涵盖的范围。

监控标记112可为图案化光致抗蚀剂层104的实体部分或图案化光致抗蚀剂层104中的开口。在本实施例中，监控标记112是以图案化光致抗蚀剂层104的实体部分为例来进行说明。亦即，在图案化光致抗蚀剂层104中，监控标记112以外的部分为图案化光致抗蚀剂层104中的开口，但本发明并不以此为限。在其他实施例中，监控标记112可为图案化光致抗蚀剂层104中的开口。亦即，在图案化光致抗蚀剂层104中，监控标记112以外的部分为图案化光致抗蚀剂层104的实体部分。

请参照图1A至图1X，图1M至图1X的监控结构100与图1A至图1L的监控结构100的差异如下。在图1M至图1X的监控结构100中，虚拟图案106更包括衬垫图案114。衬垫图案114的尺寸可大于监控标记112的尺寸。监控标记112可位于衬垫图案114的正上方，且监控标记112的投影可完全落在衬垫图案114上，藉此可提升监控标记112的关键尺寸的量测准确度。衬垫图案114与监控标记112可具有相同的形状(如，十字形)。衬垫图案114与阵列图案108的一部分可相互连接。除此之外，图1M至图1X的监控结构100与图1A至图1L的监控结构100中的相同构件以相同的符号表示并省略其说明。

基于上述实施例可知，在微影制程的关键尺寸的监控结构100中，由于虚拟图案106位于监控标记112下方，因此监控标记112下方的环境可与芯片区R的环境相似。藉此，可有效地提升位于晶圆W的不同位置上的监控标记112的关键尺寸的均匀性，且能够防止因监控标记112的关键尺寸的均匀性不佳而造成的误判。如此一来，可有效地对微影制程的关键尺寸进行监控，且可得知机台(如，曝光机台)的制程能力是否产生变动。

图4A至图4X为本发明另一些实施例的微影制程的关键尺寸的监控结构的示意图。

请参照图4A至图4X与图1A至图1X，图4A至图4X的监控结构100a分别对应于图1A至图1X的监控结构100。图4A至图4X的监控结构100a与图1A至图1X的监控结构100的差异如下。在图4A至图4X的监控结构100a中，监控标记112a的数量可为多个。多个监控标记112a的多个第一部分P1可彼此平行，且多个监控标记112a的多个第二部分P2可彼此平行。图4A至图4X中的监控标记112a的形状例如是L形，且图4M至图4X中的衬垫图案114a的形状例如是L形，但本发明并不以此为限。除此之外，图4A至图4X的监控结构100a与图1A至图1X的监控结构100中的相同或相似构件以相同或相似的符号表示并省略其说明。

基于上述实施例可知，在微影制程的关键尺寸的监控结构100a中，由于虚拟图案106位于监控标记112a下方，因此监控标记112a下方的环境可与芯片区R的环境相似。藉此，可有效地提升位于晶圆W的不同位置上的监控标记112a的关键尺寸的均匀性，且能够防止因监控标记112a的关键尺寸的均匀性不佳而造成的误判。如此一来，可有效地对微影制程的关键尺寸进行监控，且可得知机台(如，曝光机台)的制程能力是否产生变动。

综上所述，上述实施例的微影制程的关键尺寸的监控结构可有效地提升监控标记的关键尺寸的均匀性，进而可有效地对微影制程的关键尺寸进行监控，且可得知机台的制程能力是否产生变动。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。