專利名稱：用于電子束芯片中重疊標(biāo)記的結(jié)構(gòu)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地來(lái)說(shuō)，涉及集成電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體集成電路(IC)制造涉及在半導(dǎo)體晶圓上形成具有設(shè)計(jì)圖案的多個(gè)材料層。每個(gè)層都必須與先前的層對(duì)準(zhǔn)，使得所形成的電路能夠順利地進(jìn)行工作。為了這種目的使用各種標(biāo)記。例如，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記用于光掩模和半導(dǎo)體晶圓之間的對(duì)準(zhǔn)。在另一實(shí)例中，重疊標(biāo)記用于監(jiān)控晶圓上的層之間的重疊偏離。隨著半導(dǎo)體技術(shù)繼續(xù)進(jìn)步到具有較小的特征尺寸的電路布局，對(duì)準(zhǔn)要求變得更加嚴(yán)格，并且期望對(duì)準(zhǔn)/重疊標(biāo)記占用更小的晶圓面積。然而，目前的重疊標(biāo)記占用較大的芯片面積并且由于用于監(jiān)控重疊標(biāo)記的光學(xué)工具的分辨率而不能縮小太多。在這種情況下，更多的芯片面積需要用于重疊標(biāo)記，導(dǎo)致更高的制造成本和芯片成本。此外，如果在電路區(qū)域中需要額外的重疊標(biāo)記，則由于重疊標(biāo)記大小和放置/布線問(wèn)題而面臨更多挑戰(zhàn)。因此，期望提供用于監(jiān)控和控制具有更小的硅面積的芯片內(nèi)重疊的重疊測(cè)量方法和結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種集成電路(IC)結(jié)構(gòu)，包括:半導(dǎo)體襯底，具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第二區(qū)域的面積小于大約10微米X10微米；第一材料層，位于所述半導(dǎo)體襯底的上方，并被圖案化以在所述第一區(qū)域中具有第一電路部件以及在所述第二區(qū)域中具有第一標(biāo)記；以及第二材料層，位于所述第一材料層的上方，并被圖案化以在所述第一區(qū)域中具有第二電路部件以及在所述第二區(qū)域中具有第二標(biāo)記，其中所述第一標(biāo)記包括:在第一方向上定向的多個(gè)第一標(biāo)記部件和在第二方向上定向的多個(gè)第二標(biāo)記部件，所述第二方向與所述第一方向垂直；以及所述第二標(biāo)記包括:在所述第一方向上定向的多個(gè)第三標(biāo)記部件和在所述第二方向上定向的多個(gè)第四標(biāo)記部件。在該IC結(jié)構(gòu)中，所述第一標(biāo)記部件、所述第二標(biāo)記部件、所述第三標(biāo)記部件和所述第四標(biāo)記部件的每一個(gè)都具有可通過(guò)電子束顯微鏡分辨的寬度。在該IC結(jié)構(gòu)中，所述第一電路部件和所述第二電路部件包括從由以下部件對(duì)組成的組中所選擇的一對(duì)部件:有源區(qū)域和柵電極；柵電極和接觸部件；接觸部件和金屬線；金屬線和通孔部件；以及通孔部件和另一金屬線。在該IC結(jié)構(gòu)中，所述第一電路部件和所述第二電路部件分別包括有源區(qū)域和注入?yún)^(qū)域。在該IC結(jié)構(gòu)中，所述第三標(biāo)記部件中的一個(gè)與所述第一標(biāo)記部件中對(duì)應(yīng)的一個(gè)重疊，使得所述第三標(biāo)記部件中的一個(gè)未覆蓋所述第一標(biāo)記部件中對(duì)應(yīng)的一個(gè)的部分。在該IC結(jié)構(gòu)中，所述第一標(biāo)記和所述第二標(biāo)記被定位在主電路區(qū)域內(nèi)。在該IC結(jié)構(gòu)中，所述第一材料層被圖案化以具有多個(gè)標(biāo)記，所述多個(gè)標(biāo)記包括:設(shè)置在主電路區(qū)域中的標(biāo)記的第一子集和設(shè)置在劃線區(qū)域中的標(biāo)記的第二子集，所述劃線區(qū)域環(huán)繞所述主電路區(qū)域。在該IC結(jié)構(gòu)中，所述第一標(biāo)記和所述第二標(biāo)記為重疊標(biāo)記，所述重疊標(biāo)記被設(shè)計(jì)為監(jiān)控所述第一材料層和所述第二材料層之間的重疊。 在該IC結(jié)構(gòu)中，所述第一標(biāo)記包括第一線部件，所述第一線部件的第一寬度大于所述第一電路部件的寬度；以及所述第二標(biāo)記包括第二線部件，所述第二線部件的第二寬度大于所述第二電路部件的寬度。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種集成電路(IC)結(jié)構(gòu)，包括:半導(dǎo)體襯底；多個(gè)材料層，形成在所述半導(dǎo)體襯底上方，所述材料層中的每一個(gè)都在其中包括電路圖案；以及多個(gè)重疊標(biāo)記，形成在所述多個(gè)材料層中，所述多個(gè)重疊標(biāo)記包括在第一材料層中的第一重疊標(biāo)記以及在第二材料層中的第二重疊標(biāo)記，其中，在重疊標(biāo)記區(qū)域中堆疊所述第一重疊標(biāo)記和所述第二重疊標(biāo)記。在該IC結(jié)構(gòu)中，所述重疊標(biāo)記區(qū)域的面積小于I/微米X I/微米。在該IC結(jié)構(gòu)中，所述第一重疊標(biāo)記包括沿著第一方向的第一線部件，其中，所述第一線部件以在第一邊緣和第二邊緣之間限定出第一寬度的方式在第二方向上擴(kuò)展，所述第二方向與所述第一方向垂直；所述第二重疊標(biāo)記包括沿著第一方向的第二線部件，其中，所述第二線部件以在第三邊緣和第四邊緣之間限定出第二寬度的方式在所述第二方向上擴(kuò)展；所述第二寬度小于所述第一寬度；在所述第一邊緣和所述第三邊緣之間限定出第一水平距離Yl ;在所述第二邊緣和所述第四邊緣之間限定出第二水平距離Y2 ;以及所述第二方向上的第一重疊偏移被限定為Oil_Y2)02。在該IC結(jié)構(gòu)中，所述第一重疊標(biāo)記包括沿著所述第二方向的第三線部件，其中，所述第三線部件以在第五邊緣和第六邊緣之間限定出第三寬度的方式在所述第一方向上擴(kuò)展；所述第二重疊標(biāo)記包括沿著所述第二方向的第四線部件，其中，所述第四線部件以在第七邊緣和第八邊緣之間限定出第四寬度的方式在所述第一方向上擴(kuò)展；所述第四寬度小于所述第三寬度；在所述第五邊緣和所述第七邊緣之間限定出第三水平距離Xi ;在所述第六邊緣和所述第八邊緣之間限定出第四水平距離Χ2;以及所述第一方向上的第二重疊偏移被限定為(Χ1_Χ2)02。在該IC結(jié)構(gòu)中，部分所述第一線部件沒(méi)有被所述第二線部件覆蓋，使得來(lái)自所述第一線部件的暴露部分的次級(jí)電子信號(hào)被收集用于重疊分析。在該IC結(jié)構(gòu)中，在劃線環(huán)繞的電路區(qū)域中設(shè)置所述多個(gè)重疊標(biāo)記。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種方法，包括:圖案化襯底，以在第一區(qū)域中形成第一電路部件以及在第二區(qū)域中形成第一重疊部件；圖案化所述襯底上方的材料層，以在所述第一區(qū)域中形成第二電路部件以及在所述第二區(qū)域中形成第二重疊部件；將電子束指向所述襯底的所述第二區(qū)域；以及檢測(cè)來(lái)自所述第一重疊部件的第一重疊信號(hào)和來(lái)自所述第二重疊部件的第二重疊信號(hào)用于重疊分析。在該方法中，檢測(cè)來(lái)自所述第一重疊部件的第一重疊信號(hào)和來(lái)自所述第二重疊部件的第二重疊信號(hào)包括:次級(jí)電子的第一電子信號(hào)和第二電子信號(hào)。在該方法中，在所述第一方向上定向所述第一重疊部件和所述第二重疊部件；以及將電子束指向所述襯底的所述第一區(qū)域包括:在第二方向上掃描所述電子束，所述第二方向與所述第一方向垂直。在該方法中，圖案化襯底以在第一區(qū)域中形成第一電路部件以及在第二區(qū)域中形成第一重疊部件包括:形成淺溝槽隔離部件，以將第一有源區(qū)域限定為所述第一電路部件以及將第二有源區(qū)域限定為所述第一重疊部件；所述材料層是半導(dǎo)體材料的襯底；以及圖案化材料層以在所述第一區(qū)域中形成第二電路部件以及在所述第二區(qū)域中形成第二重疊部件包括:對(duì)所述襯底實(shí)施離子注入，以形成第一摻雜區(qū)域作為所述第二電路部件以及形成第二摻雜區(qū)域作為所述第二重疊部件。在該方法中，圖案化襯底以在第一區(qū)域中形成第一電路部件以及在第二區(qū)域中形成第一重疊部件包括:在所述襯底上方形成下層的材料層；以及選擇性地蝕刻所述下層的材料層，以形成所述第一電路部件和所述第一重疊部件。


當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)以下詳細(xì)描述更好地理解本公開(kāi)內(nèi)容。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種部件沒(méi)有按比例繪制。實(shí)際上，為了討論的清楚，可以任意增大或減小各種部件的尺寸。此外，為了簡(jiǎn)化在所有附圖中沒(méi)有示出所有部件。圖1是用于監(jiān)控根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的各個(gè)方面構(gòu)造的重疊標(biāo)記和臨界尺寸(CD)標(biāo)記的基于電子的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。圖2是在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的各個(gè)方面配置的基于電子的標(biāo)記結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖3是在一個(gè)實(shí)施例中根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的各個(gè)方面配置的基于電子的標(biāo)記結(jié)構(gòu)的部分截面圖。圖4和圖5是在其他實(shí)施例中根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的各個(gè)方面配置的基于電子的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)的部分截面圖。圖6A、圖6B和圖6C是在各個(gè)實(shí)施例中根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的各個(gè)方面配置的基于電子的標(biāo)記結(jié)構(gòu)的部分俯視圖。圖7A至圖7J是在各個(gè)實(shí)施例中根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的各個(gè)方面配置的基于電子的標(biāo)記結(jié)構(gòu)的部分俯視圖。圖8A、圖8B和圖8C是在各個(gè)實(shí)施例中根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的各個(gè)方面配置的基于電子的標(biāo)記結(jié)構(gòu)的部分俯視圖。圖9A和圖9B是在各個(gè)實(shí)施例中根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的各個(gè)方面配置的基于電子的標(biāo)記結(jié)構(gòu)的部分俯視圖。圖10A、圖10B、圖1OC和圖1OD是在各個(gè)實(shí)施例中具有根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的各個(gè)方面配置的多個(gè)基于電子的標(biāo)記結(jié)構(gòu)的集成電路襯底的部分俯視圖。圖11是制造和利用根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的各個(gè)方面構(gòu)造的基于電子的標(biāo)記的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式本公開(kāi)內(nèi)容總的來(lái)說(shuō)涉及光刻系統(tǒng)以及利用這種系統(tǒng)的方法。然而，應(yīng)該理解，以下公開(kāi)提供了用于實(shí)施本發(fā)明的不同部件的許多不同的實(shí)施例或?qū)嵗?。以下描述元件和配置的具體實(shí)例以簡(jiǎn)化本公開(kāi)內(nèi)容。當(dāng)然，這些僅僅是實(shí)例而不用于限制。此外，本公開(kāi)內(nèi)容可以在各個(gè)實(shí)例中重復(fù)參考標(biāo)號(hào)和/或字母。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，并且其本身沒(méi)有規(guī)定所討論的各個(gè)實(shí)施例和/或結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。此外，以下第一部件形成在第二部件上方的描述可以包括第一部件和第二部件以直接接觸的方式形成的實(shí)施例，并且還可以包括可以形成額外部件夾置在第一部件和第二部件之間使得第一部件和第二部件沒(méi)有直接接觸的實(shí)施例。圖1示出了用于監(jiān)控根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的各個(gè)方面構(gòu)造的重疊標(biāo)記或臨界尺寸(CD)標(biāo)記的基于電子的系統(tǒng)100的示意圖。參照?qǐng)D1，統(tǒng)一描述了系統(tǒng)100以及將其用于檢查基于電子的標(biāo)記的方法?；陔娮拥南到y(tǒng)100為基于電子的計(jì)量技術(shù)，其利用基于電子的成像用于各種監(jiān)控、測(cè)量和/或分析。在一個(gè)實(shí)施例中，基于電子的系統(tǒng)100包括電子顯微鏡,諸如掃描電子顯微鏡?；陔娮拥南到y(tǒng)100提供比光學(xué)顯微鏡高的成像分辨率，因?yàn)槟軌蚴闺娮邮哂懈痰牟ㄩL(zhǎng)。然而，電子顯微鏡用于臨界尺寸(CD)的測(cè)量而不用于重疊測(cè)量和分析。為了能夠使基于電子的系統(tǒng)100監(jiān)控、測(cè)量和分析重疊標(biāo)記，對(duì)應(yīng)的重疊標(biāo)記需要適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行設(shè)計(jì)和配置并且為了有效性和效率進(jìn)一步結(jié)合到本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)和集成電路制造流程中。在各個(gè)實(shí)施例中，本公開(kāi)內(nèi)容提供了基于電子的重疊標(biāo)記、制造該重疊標(biāo)記的方法以及通過(guò)基于電子的系統(tǒng)的其使用方法。基于電子的系統(tǒng)100包括提供粒子束的粒子源102。在本實(shí)施例中，粒子源為電子源，并且粒子束為電子束。在又一實(shí)施例中，源102為電子槍，該電子槍具有生成電子的機(jī)構(gòu)(諸如通過(guò)熱電子發(fā)射)。在具體實(shí)例中，電子槍包括被設(shè)計(jì)和偏置以熱發(fā)射電子的鎢(或其他適當(dāng)材料)絲。在圖1中，電子束104被示為來(lái)自源并指向要進(jìn)行檢測(cè)的樣本的入射電子束?；陔娮拥南到y(tǒng)100包括一個(gè)或多個(gè)透鏡106以影響來(lái)自源102的電子入射束104用于成像效果。在一個(gè)實(shí)施例中，透鏡106包括聚光透鏡以將電子束104聚焦為較小直徑，并且還包括被適當(dāng)配置的物鏡。諸如磁體的各種透鏡被設(shè)計(jì)為向電子提供壓力用于諸如聚焦的適當(dāng)成像效果?；陔娮拥南到y(tǒng)100還包括掃描器108,以特定模式(諸如光柵模式)偏轉(zhuǎn)用于掃描樣本的特定區(qū)域的電子束104。在本實(shí)施例中，要檢測(cè)的樣本為用于集成電路的晶圓110。掃描器108用于將電子束104導(dǎo)向位于晶圓臺(tái)112上的晶圓110。在一個(gè)實(shí)例中，掃描器108可以包括一個(gè)或多個(gè)線圈，該線圈用于在兩個(gè)垂直方向上偏轉(zhuǎn)電子束104，使得在晶圓110的表面區(qū)域上方掃描電子束。在一個(gè)實(shí)施例中，晶圓臺(tái)112可操作地進(jìn)行移動(dòng)使得電子束104被導(dǎo)向形成在晶圓110上方的各種基于電子的重疊標(biāo)記。晶圓110包括多個(gè)基于電子的標(biāo)記，在主電路區(qū)域、框區(qū)域和/或劃線區(qū)域中設(shè)置的相同標(biāo)記區(qū)域106中堆疊該多個(gè)基于電子的標(biāo)記。在本實(shí)施例中，基于電子的標(biāo)記為用于監(jiān)控、測(cè)量和分析晶圓110上的各種材料層之間的重
疊的重疊標(biāo)記。在一個(gè)實(shí)施例中，晶圓110包括位于主電路區(qū)域、芯片框區(qū)域和劃線區(qū)域的不同位置的多個(gè)標(biāo)記區(qū)域116。多個(gè)標(biāo)記區(qū)域的每一個(gè)都包括在該區(qū)域中堆疊的多個(gè)基于電子的標(biāo)記。在本實(shí)施例中，在一個(gè)區(qū)域中堆疊的多個(gè)基于電子的標(biāo)記為用于確定(諸如監(jiān)控或測(cè)量)形成在晶圓上的兩個(gè)圖案化電路層之間的重疊誤差的重疊標(biāo)記。如果重疊誤差大于可接受范圍，則可以啟動(dòng)重做工藝，諸如去除覆蓋的圖案化電路層和形成另一圖案化電路層，結(jié)果是重新優(yōu)化用于接下來(lái)要進(jìn)行加工的一批芯片的曝光工具控制算法。系統(tǒng)100還包括檢測(cè)器118，以接收來(lái)自晶圓110的信號(hào)(或重疊信號(hào))。重疊信號(hào)為來(lái)自襯底的能量流，并且通過(guò)入射電子束104和晶圓110之間的相互作用而生成。重疊信號(hào)來(lái)自晶圓HO的特定區(qū)域，諸如入射電子束104的點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)例中，檢測(cè)器118被設(shè)計(jì)為可操作地移動(dòng)和接收來(lái)自晶圓110的預(yù)期重疊信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，重疊信號(hào)包括:反射電子，該反射電子是在與晶圓110的原子相互作用(諸如彈性碰撞)之后從襯底反射的入射電子束104。在另一實(shí)施例中，重疊信號(hào)包括電子，該電子是通過(guò)入射電子束104和晶圓110的原子之間的彈性碰撞從襯底中生成的次級(jí)電子。在又一實(shí)施例中，重疊信號(hào)包括在入射電子束104和晶圓110的原子之間的彈性碰撞之后從襯底發(fā)射的電磁輻射。在又一實(shí)施例中，重疊信號(hào)包括晶圓中的電流。電流來(lái)自晶圓吸收的入射電子束，因此被稱為射束電流。在每個(gè)實(shí)施例中，利用適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)檢測(cè)器118，以有效地檢測(cè)重疊信號(hào)(電子、電磁輻射或電流)。檢測(cè)器118進(jìn)一步進(jìn)行定位和配置用于適當(dāng)?shù)臋z測(cè)。例如，如果重疊信號(hào)為射束電流，檢測(cè)器118可以連接至晶圓用于電流檢測(cè)?；陔娮拥南到y(tǒng)100可以進(jìn)一步包括其他元件和模塊。在一個(gè)實(shí)例中，基于電子的系統(tǒng)100包括被設(shè)計(jì)和配置為將重疊信號(hào)放大到更高級(jí)別的放大器。在另一實(shí)例中，基于電子的系統(tǒng)100包括顯示模塊，以顯示人眼可以看到的掃描圖案。在另一實(shí)例中，基于電子的系統(tǒng)100還包括用于基于檢測(cè)數(shù)據(jù)和掃描圖像進(jìn)行提取和分析的模塊。圖2是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的各個(gè)方面構(gòu)造的基于電子的標(biāo)記結(jié)構(gòu)120的一個(gè)實(shí)施例的俯視圖?；陔娮拥臉?biāo)記結(jié)構(gòu)120可用于通過(guò)基于電子的系統(tǒng)100進(jìn)行重疊監(jiān)控、測(cè)量和分析。圖3是一個(gè)實(shí)施例中的基于電子的標(biāo)記結(jié)構(gòu)120的部分截面圖。參照?qǐng)D2和圖3統(tǒng)一描述了基于電子的標(biāo)記結(jié)構(gòu)120、其制造方法和利用基于電子的標(biāo)記結(jié)構(gòu)的方法?；陔娮拥臉?biāo)記結(jié)構(gòu)120形成在諸如硅晶圓的集成電路襯底122上方。另外地或可選地，襯底122可以包括鍺、硅鍺、砷化鎵或其他適當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體材料。襯底122可以包括各種摻雜區(qū)域、介電部件和/或多層互連的一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，襯底122包括各種摻雜部件用于各種微電子元件，諸如互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(CM0SFET)、成像傳感器、存儲(chǔ)單元和/或電容元件。在另一實(shí)施例中，襯底122包括導(dǎo)電材料部件和介電材料部件，將導(dǎo)電材料部件和介電材料部件分別配置成連接和隔離各種微電子部件。在另一實(shí)施例中，襯底122包括形成在其上的一個(gè)或多個(gè)材料層。襯底122包括通過(guò)兩個(gè)正交方向X和Y限定的頂面122a。在與X和Y方向都垂直(或者垂直于頂面122a)的方向上限定第三方向Z。在一個(gè)實(shí)施例中，基于電子的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120包括:形成在襯底122的標(biāo)記區(qū)域128中的第一重疊標(biāo)記124和第二重疊標(biāo)記126。第二重疊標(biāo)記126堆疊在第一重疊標(biāo)記124上方。由于基于電子的標(biāo)記結(jié)構(gòu)120被設(shè)計(jì)為通過(guò)基于電子的系統(tǒng)100進(jìn)行檢測(cè)，所以容納第一和第二重疊標(biāo)記(124和126)的標(biāo)記區(qū)域128的尺寸較小，使得用于確定重疊的光學(xué)顯微鏡不能夠看清(利用足夠的分辨率進(jìn)行檢測(cè))標(biāo)記結(jié)構(gòu)120。標(biāo)記區(qū)域128在第一方向X和第二方向Y上擴(kuò)展。在一個(gè)實(shí)例中，標(biāo)記區(qū)域128的面積小于大約10微米XlO微米。在另一實(shí)例中，標(biāo)記區(qū)域128的最長(zhǎng)尺寸小于大約10微米。在另一實(shí)例中，標(biāo)記區(qū)域128為矩形區(qū)域，該矩形區(qū)域具有小于10微米的長(zhǎng)度和小于5微米的寬度。在一個(gè)實(shí)施例中，第一重疊標(biāo)記124形成在第一材料層中，并且第二重疊標(biāo)記126形成在第二材料層中。在一個(gè)實(shí)施例中，第一材料層或第二材料層包括重疊標(biāo)記、用于臨界尺寸(⑶)測(cè)量的部件和電路部件。在本實(shí)施例中，重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120形成在具有金屬層和通孔層的互連結(jié)構(gòu)中。重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120形成有互連部件(例如，金屬線、接觸件和通孔)。金屬層包括多條金屬線，并且通孔層包括多個(gè)通孔部件，多個(gè)通孔部件被配置成垂直地將金屬層中的金屬線連接至相鄰金屬層中的對(duì)應(yīng)金屬線。在一個(gè)實(shí)例中，互連結(jié)構(gòu)包括鋁(諸如鋁(Al)或鋁銅(AlCu)合金)以形成各種金屬線和通孔部件。在這種情況下，可以通過(guò)金屬沉積和金屬蝕刻形成金屬線。通孔部件可以通過(guò)溝槽蝕刻和金屬填充來(lái)形成。在另一實(shí)例中，金屬線和通孔部件可以通過(guò)以下程序形成，該程序包括:蝕刻介電層以形成溝槽；沉積AlCu合金以填充溝槽并沉積在介電層上方；以及蝕刻沉積的AlCu合金以形成金屬線。在另一實(shí)例中，互連結(jié)構(gòu)包括可通過(guò)鑲嵌工藝形成的鎢(或其他適當(dāng)金屬)的接觸部件(或通孔部件)。鑲嵌工藝包括:蝕刻介電層以形成溝槽、利用鎢填充溝槽以及實(shí)施拋光工藝以去除沉積在介電層上方的多余鎢。在又一實(shí)例中，互連結(jié)構(gòu)包括可以通過(guò)鑲嵌工藝(諸如單鑲嵌工藝或雙鑲嵌工藝)形成的銅金屬線和通孔部件。在本實(shí)例中，第一重疊標(biāo)記124形成在金屬層中，并且第二重疊標(biāo)記126形成在通孔層中。在可選實(shí)例中，第一重疊標(biāo)記124形成在通孔層中，并且第二重疊標(biāo)記126形成在金屬層中。重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120形成有功能互連部件(諸如金屬線、通孔/接觸件)，使得在與形成互連結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)互連部件的相同程序中形成重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120。例如，當(dāng)標(biāo)記部件在通孔層中時(shí)，在與通孔層中形成對(duì)應(yīng)通孔部件相同的工藝中同時(shí)形成標(biāo)記部件。在另一實(shí)例中，當(dāng)標(biāo)記部件在金屬層中時(shí)，在與金屬層中形成對(duì)應(yīng)金屬線相同的工藝中同時(shí)形成標(biāo)記部件。在一個(gè)實(shí)施例中，第一重疊標(biāo)記124和第二重疊標(biāo)記126的每一個(gè)都包括多個(gè)標(biāo)記部件，該多個(gè)標(biāo)記部件分別在兩個(gè)正交方向上進(jìn)行定向且被設(shè)計(jì)為在兩個(gè)方向上確定重疊誤差。具體地，標(biāo)記區(qū)域128包括:用于在X方向上定向的標(biāo)記部件的第一子區(qū)域130和用于在Y方向上定向的標(biāo)記部件的第二子區(qū)域132。此外，第一重疊標(biāo)記124包括在Y方向上定向的第一 Y定向標(biāo)記部件134以及在X方向上定向的第一 X定向標(biāo)記部件136。類似地，第二重疊標(biāo)記126包括在Y方向上定向的第二 Y定向標(biāo)記部件138以及在X方向上定向的第二 X定向標(biāo)記部件140。圖3僅示出了在第一子區(qū)域130中定位的標(biāo)記部件(第一Y定向標(biāo)記部件134和第二 Y定向標(biāo)記部件138)。第二重疊標(biāo)記126在標(biāo)記區(qū)域128中堆疊在第一重疊標(biāo)記124上方，使得第一重疊標(biāo)記124的標(biāo)記部件至少部分沒(méi)有被第二重疊標(biāo)記126的標(biāo)記部件所覆蓋，以具有可從第一重疊標(biāo)記124檢測(cè)的重疊信號(hào)來(lái)用于確定重疊誤差。其中形成第二重疊標(biāo)記126的第二材料被形成為對(duì)于電子不透明。
本實(shí)施例中，第一 Y定向標(biāo)記部件134、第一 X定向標(biāo)記部件136、第二 Y定向標(biāo)記部件138或第二 X定向標(biāo)記部件140為周期性地配置的平行線部件。在又一實(shí)施例中，平行線具有相等的線寬度并且在兩條相鄰線之間具有相等線間隔。在一個(gè)實(shí)例中，第二 Y定向標(biāo)記部件138被設(shè)計(jì)為分別接合在第一 Y定向標(biāo)記部件134上方。在另一實(shí)例中，第一 Y定向標(biāo)記部件134包括第一線寬度Wl，第二 Y定向標(biāo)記部件138包括充分小于Wl的第二線寬度W2，使得第一 Y定向標(biāo)記部件134和第一 X定向標(biāo)記部件136至少部分被暴暴露(沒(méi)有被第二重疊標(biāo)記126的標(biāo)記部件覆蓋)。 具體地，如圖2和圖3所示，第一 Y定向標(biāo)記部件134都包括沿著X方向具有尺寸Xl的第一暴露部分和沿著X方向具有尺寸X2的第二暴露部分。在根據(jù)本實(shí)施例的設(shè)計(jì)布局中，Xl等于X2。然而，由于制造中的重疊誤差，在第一 Y定向標(biāo)記部件134和第二 Y定向標(biāo)記部件138之間存在偏離或偏移。在這種情況下，Xl不等于X2?？梢酝ㄟ^(guò)Xl和X2確定X方向上的重疊誤差。在本實(shí)施例中，可以通過(guò)與第一Y定向標(biāo)記部件134和第二Y定向標(biāo)記部件138相關(guān)聯(lián)的Xl和X2確定X方向上的重疊誤差(X方向上的偏移或X_shift)，公式為 X_shift = (Χ2-Χ1)/2。類似地，如圖2所示，第一 X定向標(biāo)記部件136都包括沿著Y方向具有尺寸Yl的第一暴露部分和沿著Y方向具有尺寸Y2的第二暴露部分。在根據(jù)本實(shí)施例的設(shè)計(jì)布局中，Yl等于Y2。然而，由于制造中的重疊誤差，在第一 X定向標(biāo)記部件136和第二 X定向標(biāo)記部件140之間存在偏離或偏移。在這種情況下，Yl不等于Y2?？梢酝ㄟ^(guò)Yl和Y2確定Y方向上的重疊誤差。在本實(shí)施例中，可以通過(guò)與第一 X定向標(biāo)記部件136和第二 X定向標(biāo)記部件140相關(guān)聯(lián)的Yl和Y2確定Y方向上的重疊誤差(Y方向上的偏移或Y_shift)，公式為Y_shift = (Υ2-Υ1)/2。在沉積和圖案化對(duì)應(yīng)(第一或第二)材料層的工藝期間，在具有對(duì)應(yīng)電路部件的襯底122上方形成重疊標(biāo)記124或重疊標(biāo)記126。在一個(gè)實(shí)例中，第一重疊標(biāo)記124或第二重疊標(biāo)記126的形成包括:涂覆光刻膠層，曝光光刻膠層，顯影光刻膠層以形成具有在其中限定的開(kāi)口的圖案化光刻膠層；以及將圖案化光刻膠層用作蝕刻掩模通過(guò)圖案化光刻膠層的開(kāi)口蝕刻下面的(第一或第二)材料層。在重疊標(biāo)記124和126形成在襯底122上方之后，尤其在第二材料層中形成第二重疊標(biāo)記126的蝕刻步驟之后，襯底122被傳送到基于電子的系統(tǒng)中，以測(cè)量重疊誤差并進(jìn)一步測(cè)量電路部件的臨界尺寸(CD)。在一個(gè)實(shí)例中，基于電子的計(jì)量系統(tǒng)是圖1所示基于電子的系統(tǒng)100。在測(cè)量第一重疊標(biāo)記124和第二重疊標(biāo)記126之間的重疊誤差期間，電子束被導(dǎo)向重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120，尤其是標(biāo)記區(qū)域128中的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)的點(diǎn)。然后，在標(biāo)記區(qū)域128中的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)的上方掃描電子束。具體地，沿著X方向掃描第一 Y定向標(biāo)記部件134和第二 Y定向標(biāo)記部件138以沿著X方向形成標(biāo)記部件134和138的輪廓圖像(或圖像)。類似地，沿著Y方向掃描第一 X定向標(biāo)記部件136和第二 X定向標(biāo)記部件140以沿著Y方向形成標(biāo)記部件136和140的輪廓圖像(或圖像)。通過(guò)基于電子的計(jì)量系統(tǒng)的檢測(cè)器接收重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120的重疊信號(hào)，以用于確定重疊，諸如重疊測(cè)量和分析。當(dāng)掃描Y定向標(biāo)記部件時(shí)，重疊信號(hào)包括來(lái)自第一 Y定向標(biāo)記部件134 (具體地，暴露部分)的第一信號(hào)和來(lái)自第二 Y定向標(biāo)記部件138的第二信號(hào)。當(dāng)掃描X定向標(biāo)記部件時(shí)，重疊信號(hào)包括來(lái)自第一 X定向標(biāo)記部件136 (具體地，暴露部分)的第一信號(hào)和來(lái)自第二 X定向標(biāo)記部件140的第二信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，重疊信號(hào)包括:在入射電子和晶圓的原子互相作用之后來(lái)自晶圓表面的次級(jí)電子。在所公開(kāi)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的各個(gè)實(shí)施例中，在每個(gè)具體實(shí)施例中可以具有一個(gè)以上的以下優(yōu)點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)例中，由于基于電子的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120相對(duì)于基于光學(xué)的重疊標(biāo)記具有更小的尺寸，所以對(duì)于更多集成電路和/或更多數(shù)量的基于電子的重疊標(biāo)記來(lái)說(shuō)節(jié)省了晶圓面積。在另一實(shí)例中，通過(guò)諸如基于電子的系統(tǒng)100的基于電子的計(jì)量系統(tǒng)來(lái)測(cè)量重疊和CD。這將節(jié)省計(jì)量成本，因?yàn)樵谙嗤绦蛑袑?shí)施CD測(cè)量和重疊測(cè)量，該相同程序包括:將晶圓傳送至基于電子的系統(tǒng)、測(cè)量CD、測(cè)量重疊以及此后將晶圓移出基于電子的計(jì)量系統(tǒng)。在又一實(shí)例中，由于利用蝕刻之后晶圓上方的電路部件形成基于電子的重疊標(biāo)記，所以測(cè)量的重疊誤差比基于光學(xué)的重疊標(biāo)記更加精確。相反，基于光學(xué)的重疊標(biāo)記在顯影光刻膠之后形成在光刻膠層上方，由此測(cè)量的重疊誤差反映圖案化光刻膠層和第一材料層之間的重疊誤差。在將圖案從圖案化光刻膠層轉(zhuǎn)印到上覆第一材料層的第二材料層的蝕刻工藝之后，重疊誤差會(huì)發(fā)生變化并且不同于在蝕刻工藝期間引入的各種偏離之后測(cè)量的重疊誤差。在又一實(shí)例中，設(shè)計(jì)基于電子的標(biāo)記結(jié)構(gòu)120，使得基于電子的計(jì)量系統(tǒng)能夠以減小或消除充電問(wèn)題(charging issue)來(lái)測(cè)量重疊誤差，因?yàn)榈谝恢丿B標(biāo)記124和第二重疊標(biāo)記126導(dǎo)電。如果重疊標(biāo)記形成在圖案化光刻膠層中并在該級(jí)中測(cè)量，充電問(wèn)題會(huì)使測(cè)量質(zhì)量劣化。在又一實(shí)例中，基于電子的標(biāo)記結(jié)構(gòu)120包括第一 Y定向標(biāo)記部件134、第一 X定向標(biāo)記部件136、第二 Y定向標(biāo)記部件138和第二 X定向標(biāo)記部件140。每一組標(biāo)記部件都包括在相同方向上定向的多條平行線。因此，可以使用基于來(lái)自相同組中的多個(gè)標(biāo)記部件的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)平均以更高的精度來(lái)確定重疊誤差。特別地，由于在每個(gè)組中都存在多個(gè)標(biāo)記部件，所以可以僅對(duì)相同組中的標(biāo)記部件子集取平均或者僅測(cè)定相同組中的標(biāo)記部件子集之后，減少與圖案密度相關(guān)聯(lián)的蝕刻負(fù)載效應(yīng)或成像負(fù)載效應(yīng)?？蛇x或另外地，如果任意一個(gè)標(biāo)記部件被損壞或具有缺陷，則可以排除來(lái)自損壞的標(biāo)記部件的數(shù)據(jù)。盡管重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120形成在互連結(jié)構(gòu)中，但重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)不僅限于互連結(jié)構(gòu)中并且可以延伸到其他材料層來(lái)用于確定重疊。圖4是根據(jù)另一實(shí)施例的各個(gè)方面構(gòu)造的基于電子的標(biāo)記結(jié)構(gòu)120的部分截面圖。參照?qǐng)D2和圖4，以下根據(jù)該實(shí)施例描述重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu) 120?；陔娮拥臉?biāo)記120形成在集成電路襯底122上方。襯底122包括通過(guò)兩個(gè)正交方向X和Y限定的頂面122a。在與X和Y方向都垂直的方向上限定第三方向Z。在一個(gè)實(shí)施例中，基于電子的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120包括:形成在襯底122的標(biāo)記區(qū)域128中的第一重疊標(biāo)記124和第二重疊標(biāo)記126。第二重疊標(biāo)記126堆疊在第一重疊標(biāo)記124上方。由于基于電子的標(biāo)記結(jié)構(gòu)120被設(shè)計(jì)為通過(guò)基于電子的系統(tǒng)100進(jìn)行檢測(cè)，所以容納第一和第二重疊標(biāo)記(124和126)的標(biāo)記區(qū)域128的尺寸較小，使得用于確定重疊的光學(xué)顯微鏡不能夠看清標(biāo)記結(jié)構(gòu)120。圖4中的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120類似于圖3中的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120。然而，第一重疊標(biāo)記124形成在襯底122中，以及第二重疊標(biāo)記126形成在襯底上的材料層中。在本實(shí)施例中，第一重疊標(biāo)記124形成在襯底122中，以及第二重疊標(biāo)記126形成在用于柵電極的導(dǎo)電層(或柵極層)中。換言之，第一重疊標(biāo)記124形成在半導(dǎo)體材料層中，以及第二重疊標(biāo)記126形成在用于柵電極的導(dǎo)電層中。諸如STI部件的各種介電隔離部件146形成在襯底122中。介電隔離部件146限定被稱為有源區(qū)域的各種半導(dǎo)體區(qū)域。各種電路部件和器件形成在有源區(qū)域中。對(duì)于場(chǎng)效應(yīng)晶體管來(lái)說(shuō)，柵電極形成在有源區(qū)域上并且柵極介電材料部件介于柵電極之間。柵電極和柵極介電部件統(tǒng)稱為柵疊層。在本實(shí)施例中，通過(guò)襯底122的有源區(qū)域形成和限定第一重疊標(biāo)記124。通過(guò)有源區(qū)域上的柵疊層形成和限定第二重疊標(biāo)記126。在一個(gè)實(shí)施例中，第一重疊標(biāo)記124和第二重疊標(biāo)記126的每一個(gè)都包括分別在兩個(gè)正交方向上定向的多個(gè)標(biāo)記部件并且被設(shè)計(jì)用于確定兩個(gè)方向上的重疊誤差。具體地，第一區(qū)域128包括用于在X方向上定向的標(biāo)記部件的第一子區(qū)域130和用于在Y方向上定向的標(biāo)記部件的第二子區(qū)域132。此外，第一重疊標(biāo)記124包括在Y方向上定向的第一Y定向標(biāo)記部件134和在X方向上定向的第一 X定向標(biāo)記部件136。類似地，第二重疊標(biāo)記126包括:在Y方向上定向的第二 Y定向標(biāo)記部件138和在X方向上定向的第二 X定向標(biāo)記部件140。圖4僅示出了位于第一子區(qū)域130中的標(biāo)記部件(第一 Y定向標(biāo)記部件134和第二 Y定向標(biāo)記部件138)。參照?qǐng)D4，第一 Y定向標(biāo)記部件134為多個(gè)有源區(qū)域，第二 Y定向標(biāo)記部件138為多個(gè)柵電極(或柵疊層)。柵極介電部件包括介電材料，諸如氧化硅、高k介電材料或其他適當(dāng)?shù)慕殡姴牧稀烹姌O包括:諸如鋁、銅、鎢、其他金屬、氮化鈦、金屬硅化物、多晶硅的導(dǎo)電材料和/或其他適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料。圖5是根據(jù)另一實(shí)施例中的各個(gè)方面構(gòu)造的基于電子的標(biāo)記結(jié)構(gòu)120的部分截面圖。參照?qǐng)D2和圖5，以下根據(jù)該實(shí)施例描述重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120?；陔娮拥臉?biāo)記結(jié)構(gòu)120形成在襯底122上方。襯底122包括硅或其他半導(dǎo)體材料。在一個(gè)實(shí)施例中，基于電子的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120包括形成在襯底122的標(biāo)記區(qū)域128中的第一重疊標(biāo)記124和第二重疊標(biāo)記126。圖5中的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120類似于圖3或圖4中的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120。然而，第一重疊標(biāo)記124和第二重疊標(biāo)記126都形成在襯底122中，尤其形成(或嵌入)在襯底122的半導(dǎo)體材料層中。諸如STI部件的各種介電隔離部件146形成在襯底122中，并限定各種半導(dǎo)體區(qū)域作為有源區(qū)域。各種摻雜阱形成在有源區(qū)域中。在本實(shí)施例中，第一重疊標(biāo)記124中的標(biāo)記部件134為通過(guò)介電隔離部件146限定的有源區(qū)域。第二重疊標(biāo)記126中的標(biāo)記部件138為多個(gè)摻雜阱，多個(gè)摻雜阱通過(guò)包括離子注入的相同工藝與功能摻雜阱形成在一起。在一個(gè)實(shí)施例中，第一重疊標(biāo)記124和第二重疊標(biāo)記126的每一個(gè)都包括分別在兩個(gè)正交方向上定向的多個(gè)標(biāo)記部件并且被設(shè)計(jì)用于確定兩個(gè)方向上的重疊誤差。具體地，標(biāo)記區(qū)域128包括用于在X方向上定向的標(biāo)記部件的第一子區(qū)域130和用于在Y方向上定向的標(biāo)記部件的第二子區(qū)域132。此外，第一重疊標(biāo)記124包括在Y方向上定向的第一Y定向標(biāo)記部件134和在X方向上定向的第一 X定向標(biāo)記部件136。類似地，第二重疊標(biāo)記126包括在Y方向上定向的第二 Y定向標(biāo)記部件138和在X方向上定向的第二 X定向標(biāo)記部件140。圖5僅示出了位于第一子區(qū)域130中的標(biāo)記部件(第一 Y定向標(biāo)記部件134和第二 Y定向標(biāo)記部件138)。參照?qǐng)D5,以暴露第一 Y定向標(biāo)記部件的至少一部分的方式配置作為第二 Y定向標(biāo)記部件的摻雜阱138。特別地，第一 Y定向標(biāo)記部件134具有第一寬度W1，第二 Y定向標(biāo)記部件138具有第二寬度W2。Wl大于WZ0在本實(shí)施例中，第二 Y定向標(biāo)記部件138設(shè)置在有源區(qū)域134中，使得有源區(qū)域134包括具有如圖5所示的對(duì)應(yīng)尺寸Xl和X2的暴露部分。類似地，針對(duì)X方向上的重疊誤差，參數(shù)Xl和X2通過(guò)基于電子的系統(tǒng)來(lái)確定。摻雜阱138可以包括η型摻雜物(諸如磷或砷)，并且被稱為η阱。摻雜阱138可以包括P型摻雜物(諸如硼或鎵)，并且被稱為P講。盡管上面提供了重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120的各種實(shí)施例，但其他實(shí)施例可以具有不同的材料層和/或不同的結(jié)構(gòu)。圖6Α、圖6Β和圖6C是根據(jù)各種實(shí)施例的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)148的部分俯視圖。重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)148包括第一 Y定向標(biāo)記部件134和第二 Y定向標(biāo)記部件138。重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)148可以為圖2中的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120的一部分，諸如第一區(qū)域130中的部分。類似于圖4，第一 Y定向標(biāo)記部件134為有源區(qū)域，并且第二 Y定向標(biāo)記部件138為柵疊層。在圖6Α中，第二 Y定向標(biāo)記部件138分別位于第一 Y定向標(biāo)記部件134上。在圖6Β中，第二 Y定向標(biāo)記部件138介于相鄰有源區(qū)域134之間。在圖6C中，第二 Y定向標(biāo)記部件138部分地位于第一 Y定向標(biāo)記部件134上方以及部分地位于STI部件上方。圖7Α、圖7Β、圖7C和圖7D是根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)150的部分俯視圖。重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)150可以為圖2中的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120的一部分，諸如第一區(qū)域130中的部分。重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)包括第一 Y定向標(biāo)記部件152和第二 Y定向標(biāo)記部件154。在該實(shí)施例中，第一 Y定向標(biāo)記部件152為有源區(qū)域，第二 Y定向標(biāo)記部件154為形成在有源區(qū)域中的摻雜阱。重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)150類似于圖5中的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120，但進(jìn)行不同配置。在圖7Α中，作為第二 Y定向標(biāo)記部件的摻雜阱154形成在有源區(qū)域中并擴(kuò)展到STI部件下方的半導(dǎo)體材料。在圖7Β中，重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)150包括與不同電路部件相關(guān)聯(lián)的三個(gè)重疊標(biāo)記。重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)150包括沿著Y方向定向的第一標(biāo)記部件152、第二標(biāo)記部件154和第三標(biāo)記部件156。第一標(biāo)記部件152為有源區(qū)域，第二標(biāo)記部件154為摻雜阱，以及第三標(biāo)記部件156為柵疊層。利用對(duì)應(yīng)的電路部件同時(shí)形成三個(gè)標(biāo)記部件。例如，利用電路區(qū)域中的功能柵疊層形成第三標(biāo)記部件156。通過(guò)第一標(biāo)記部件152和第二標(biāo)記部件154之間的重疊誤差確定有源區(qū)域和摻雜阱之間的重疊誤差。通過(guò)第二標(biāo)記部件154和第三標(biāo)記部件156之間的重疊誤差確定摻雜阱和柵疊層之間的重疊誤差。第二標(biāo)記部件154形成在第一標(biāo)記部件152中，以及第三標(biāo)記部件156位于摻雜阱和有源區(qū)域上，并且可以進(jìn)一步擴(kuò)展至STI部件。在圖7C中，作為第二 Y定向標(biāo)記部件的摻雜阱154部分形成在有源區(qū)域152中(第一 Y定向標(biāo)記部件)，并且擴(kuò)展至STI部件下方的半導(dǎo)體材料。在圖7D中，重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)150包括與不同電路部件相關(guān)聯(lián)的三個(gè)重疊標(biāo)記。重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)150包括沿著Y方向定向的第一標(biāo)記部件152、第二標(biāo)記部件154和第三標(biāo)記部件158。第一標(biāo)記部件152為有源區(qū)域，第二標(biāo)記部件154為摻雜阱，以及第三標(biāo)記部件156為通過(guò)外延生長(zhǎng)形成在硅襯底上方用于提高遷移率和器件速度的硅鍺部件層。利用對(duì)應(yīng)的電路部件同時(shí)形成三個(gè)標(biāo)記部件。例如，利用電路區(qū)域中的硅鍺部件形成第三標(biāo)記部件158。在圖7D所示結(jié)構(gòu)中設(shè)置三個(gè)標(biāo)記部件。圖7E、圖7F、圖7G、圖7H、圖71和圖7J是根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)159的部分俯視圖。重疊標(biāo)記159被設(shè)計(jì)為能夠捕捉X方向和Y方向上的重疊誤差。換言之，X定向標(biāo)記部件和Y定向標(biāo)記部件集成在一起以基本上對(duì)于X方向和Y方向的重疊誤差同樣敏感。重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)159包括堆疊在一起的第一標(biāo)記部件152和第二標(biāo)記部件154。成對(duì)的標(biāo)記部件152和154被設(shè)計(jì)為監(jiān)控與兩個(gè)對(duì)應(yīng)材料層相關(guān)聯(lián)的重疊誤差。在一個(gè)實(shí)例中，第一部件152可以為有源區(qū)域，并且第二標(biāo)記部件154可以為形成在有源區(qū)域中的摻雜阱。在另一實(shí)例中，第一部件152可以為有源區(qū)域，第二標(biāo)記部件154可以為形成在襯底中的STI部件。在另一實(shí)例中，第一部件152可以為有源區(qū)域，第二標(biāo)記部件154可以為形成在有源區(qū)域上方的柵疊層。在又一實(shí)例中，第一部件152可以為柵疊層，第二標(biāo)記部件154可以為形成在柵疊層上方的接觸件。在又一實(shí)例中，第一部件152可以為金屬線(或通孔部件)，第二標(biāo)記部件154可以為形成在金屬線上方的通孔部件(或形成在通孔部件上方的金屬線)。在圖7E中，重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)159中的第一標(biāo)記部件152和第二標(biāo)記部件154被設(shè)計(jì)為具有對(duì)應(yīng)直徑的圓。因此沿著X方向的第一標(biāo)記部件和第二標(biāo)記部件之間的邊緣間隔(諸如XI)提供用于X方向上的重疊誤差的數(shù)據(jù)。類似地，沿著Y方向的第一標(biāo)記部件和第二標(biāo)記部件之間的邊緣間隔(諸如Yi)提供用于Y方向上的重疊誤差的數(shù)據(jù)。在圖7F中，重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)159中的第一部件152被設(shè)計(jì)為具有正方形形狀。第二標(biāo)記部件154被設(shè)計(jì)為具有圓形形狀。沿著X方向的第一標(biāo)記部件和第二標(biāo)記部件之間的邊緣間隔提供用于X方向上的重疊誤差的數(shù)據(jù)。類似地，沿著Y方向的第一標(biāo)記部件和第二標(biāo)記部件之間的邊緣間隔提供用于Y方向上的重疊誤差的數(shù)據(jù)。在圖7G中，重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)159中的第一部件152被設(shè)計(jì)為具有矩形形狀。第二標(biāo)記部件154被設(shè)計(jì)為具有圓形形狀。沿著X方向的第一標(biāo)記部件和第二標(biāo)記部件之間的邊緣間隔提供用于X方向上的重疊誤差的數(shù)據(jù)。類似地，沿著Y方向的第一標(biāo)記部件和第二標(biāo)記部件之間的邊緣間隔提供用于Y方向上的重疊誤差的數(shù)據(jù)。在圖7H中，重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)159中的第一部件152和第二部件154被設(shè)計(jì)為具有十字形狀。第一標(biāo)記部件和第二標(biāo)記部件可以具有相同尺寸并且可以定位為具有偏移。沿著X方向的第一標(biāo)記部件和第二標(biāo)記部件之間的邊緣間隔提供用于X方向上的重疊誤差的數(shù)據(jù)。類似地，沿著Y方向的第一標(biāo)記部件和第二標(biāo)記部件之間的邊緣間隔提供用于Y方向上的重疊誤差的數(shù)據(jù)。在圖71中，重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)159中的第一部件152被設(shè)計(jì)為具有圓形形狀。第二標(biāo)記部件154被設(shè)計(jì)為具有十字形狀。沿著X方向的第一標(biāo)記部件和第二標(biāo)記部件之間的邊緣間隔提供用于X方向上的重疊誤差的數(shù)據(jù)。類似地，沿著Y方向的第一標(biāo)記部件和第二標(biāo)記部件之間的邊緣間隔提供用于Y方向上的重疊誤差的數(shù)據(jù)。在圖7J中，重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)159中的第一部件152被設(shè)計(jì)為具有正方形形狀。第二標(biāo)記部件154被設(shè)計(jì)為具有十字形狀。沿著X方向的第一標(biāo)記部件和第二標(biāo)記部件之間的邊緣間隔提供用于X方向上的重疊誤差的數(shù)據(jù)。類似地，沿著Y方向的第一標(biāo)記部件和第二標(biāo)記部件之間的邊緣間隔提供用于Y方向上的重疊誤差的數(shù)據(jù)。圖8A、圖8B和圖8C是根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)160的部分俯視圖。重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)160包括在Y方向上定向的第一標(biāo)記部件162和第二標(biāo)記部件164。重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)160可以為圖2中的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120的一部分，諸如第一區(qū)域130中的部分。在該實(shí)施例中，第一標(biāo)記部件162為柵疊層，第二標(biāo)記部件164為接觸部件。在圖8A中，作為第二標(biāo)記部件的接觸部件164部分地設(shè)置在作為第一標(biāo)記部件的柵疊層162上方。具體地，每個(gè)接觸部件164都被設(shè)計(jì)為沿著Y方向延長(zhǎng)并且位于在X方向上隔開(kāi)的兩個(gè)相鄰的柵疊層162上方。在圖SB中，作為第二標(biāo)記部件的接觸部件164設(shè)置在作為第一標(biāo)記部件的柵疊層162上方，并且進(jìn)一步延伸以包圍柵疊層162。接觸部件164被設(shè)計(jì)為在Y方向上延長(zhǎng)。在圖SC中，作為第二標(biāo)記部件的接觸部件164被設(shè)計(jì)為部分地位于作為第一標(biāo)記部件的對(duì)應(yīng)柵疊層162上方。具體地，接觸部件164被設(shè)計(jì)為在X和Y方向上具有基本相同的尺寸。每個(gè)柵疊層162都與多個(gè)接觸部件164接觸。圖9A和圖9B是根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)170的部分俯視圖。重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)170包括在Y方向上定向的第一標(biāo)記部件172和第二標(biāo)記部件174。重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)170可以為圖2中的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)120的一部分，諸如第一區(qū)域130中的部分。在該實(shí)施例中，第一標(biāo)記部件172為形成在金屬層中的金屬線，第二標(biāo)記部件174為形成在通孔層中并與對(duì)應(yīng)金屬線172接觸的通孔部件。通孔部件174位于金屬線172上方，或者可選地位于金屬線172下方。在圖9A中，作為第二標(biāo)記部件的通孔部件174設(shè)置在作為第一標(biāo)記部件的金屬線172上方。通孔部件174被設(shè)計(jì)為在Y方向上延長(zhǎng)。在圖9B中，作為第二標(biāo)記部件的通孔部件174被設(shè)計(jì)為部分地位于作為第一標(biāo)記部件的對(duì)應(yīng)金屬線172上方。具體地，通孔部件174被設(shè)計(jì)為在X和Y方向上具有基本相同的尺寸。每條金屬線172都與多個(gè)通孔部件174接觸。圖10A、圖10B、圖1OC和圖1OD是具有多個(gè)重疊標(biāo)記的襯底的俯視圖，其中多個(gè)重疊標(biāo)記被設(shè)置和設(shè)計(jì)成用于確定重疊誤差并提取高階重疊數(shù)據(jù)(諸如與代替僅有局部重疊偏移的全局區(qū)域中的成像變形相關(guān)的場(chǎng)內(nèi)高階參數(shù)校正(iHOPC))。由于所公開(kāi)的基于電子的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)的尺寸充分小，所以可以實(shí)現(xiàn)結(jié)合不同位置中的多個(gè)重疊標(biāo)記來(lái)用于高階重疊分析。襯底包括硅晶圓或者具有形成在其上的半導(dǎo)體材料層的其他襯底。襯底包括多個(gè)芯片，多個(gè)芯片要在形成集成電路之后被切割。用于各種應(yīng)用的每個(gè)芯片都包括形成在其上的集成電路，并且被封裝。圖1OA至圖1OD中的每一個(gè)都僅示出了包括電路區(qū)域180和劃線182 (在這些圖中示意性示出)的一個(gè)芯片，并且可以額外包括電路區(qū)域和劃線之前的框區(qū)域。集成電路形成在電路區(qū)域180中。多個(gè)重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)被形成并適當(dāng)?shù)嘏渲迷诿總€(gè)芯片中，諸如設(shè)置在劃線182(和/或框區(qū)域)上方的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)1844和設(shè)置在電路區(qū)域1800中的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu)186。重疊標(biāo)記184或重疊標(biāo)記186中的每個(gè)都為基于電子的重疊標(biāo)記結(jié)構(gòu),諸如在相應(yīng)附圖中示出的基于電子的標(biāo)記結(jié)構(gòu)120、148、150、160或170。每個(gè)基于電子的標(biāo)記結(jié)構(gòu)都包括形成在襯底的相同標(biāo)記區(qū)域中的兩個(gè)或多個(gè)重疊標(biāo)記，并且被配置成具有堆疊在另一重疊標(biāo)記上方或與另一重疊標(biāo)記重疊的一個(gè)重疊標(biāo)記。在圖1OA中，重疊結(jié)構(gòu)184設(shè)置在劃線182上。在圖1OB中，重疊結(jié)構(gòu)184設(shè)置在劃線182上，此外，重疊結(jié)構(gòu)186設(shè)置在電路區(qū)域180的中心部分中作為陣列。在圖1OC中，重疊結(jié)構(gòu)184設(shè)置在劃線上，此外，重疊結(jié)構(gòu)186設(shè)置在電路區(qū)域180的中心部分和邊緣部分中。在圖1OD中，重疊結(jié)構(gòu)184設(shè)置在劃線上，此外，重疊結(jié)構(gòu)186隨機(jī)地設(shè)置在電路區(qū)域180的中心部分和邊緣部分中。圖11是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的通過(guò)利用基于電子的重疊結(jié)構(gòu)制造集成電路的方法200的流程圖。參照?qǐng)D11和圖2至圖5描述方法200。方法200包括步驟202，其中，在第一材料層(諸如襯底上方的金屬層)中形成第一重疊標(biāo)記。在與形成對(duì)應(yīng)電路部件(諸如金屬線)相同的工藝中實(shí)施第一重疊標(biāo)記的形成。方法200前進(jìn)到步驟204，其中，在第二材料層(諸如通孔層)中形成第二重疊標(biāo)記。第二重疊標(biāo)記堆疊在第一重疊標(biāo)記上方或者與第一重疊標(biāo)記重疊。在與形成對(duì)應(yīng)電路部件(諸如通孔部件)相同的工藝中實(shí)施第二重疊標(biāo)記的形成。步驟202或步驟204包括光刻圖案化(曝光和顯影)和蝕刻(可選地，離子注入)。方法200前進(jìn)到步驟206，其中，使用基于電子的系統(tǒng)(諸如基于電子的系統(tǒng)100)將電子束導(dǎo)向重疊標(biāo)記來(lái)用于確定重疊。在該步驟中，弓I導(dǎo)電子束還包括:在重疊結(jié)構(gòu)的上方掃描電子束。方法200還包括步驟208，以通過(guò)基于電子的系統(tǒng)檢測(cè)來(lái)自重疊標(biāo)記的重疊信號(hào)。檢測(cè)重疊信號(hào)可以包括:當(dāng)在重疊標(biāo)記的上方掃描電子束時(shí)，連續(xù)地檢測(cè)重疊信號(hào)。重疊信號(hào)可以包括:在引導(dǎo)電子束和襯底之間的相互作用之后來(lái)自襯底的次級(jí)電子。重疊信號(hào)可以包括:來(lái)自襯底并且通過(guò)所引導(dǎo)電子束和襯底之間的相互作用所產(chǎn)生的其他適當(dāng)信號(hào)。步驟206和208重疊，并且可以在基本相同的時(shí)間周期期間實(shí)施。步驟206和208均在基于電子的系統(tǒng)100中實(shí)施。在步驟206和208之前，方法200還包括將襯底傳送到基于電子的系統(tǒng)100中并且在步驟206和208之后，方法200還包括將襯底從基于電子的系統(tǒng)100中移出。在襯底被傳送到基于電子的系統(tǒng)100之后，可以通過(guò)基于電子的系統(tǒng)100額外地實(shí)施一個(gè)或多個(gè)CD測(cè)量?？梢酝ㄟ^(guò)步進(jìn)和掃描可以對(duì)于多個(gè)重疊結(jié)構(gòu)重復(fù)步驟206和 208。方法200還包括步驟210，以實(shí)施重疊分析。重疊分析包括確定每個(gè)重疊結(jié)構(gòu)中的重疊誤差，并且可以進(jìn)一步包括實(shí)施高階重疊分析。如果重疊誤差超出了規(guī)格，則可以發(fā)送襯底進(jìn)行重做。例如，第二材料層可以被去除，并且方法200返回到步驟204來(lái)形成第二重疊標(biāo)記。本公開(kāi)內(nèi)容提供了堆疊的基于電子的標(biāo)記、基于電子的標(biāo)記的制造方法、基于電子的標(biāo)記的利用方法以及基于電子的系統(tǒng)的各個(gè)實(shí)施例。本公開(kāi)內(nèi)容提供了集成電路(IC)結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。該IC結(jié)構(gòu)包括:半導(dǎo)體襯底，具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，第一區(qū)域和第二區(qū)域的面積小于大約10微米X 10微米；第一材料層，位于半導(dǎo)體襯底的上方，并被圖案化以在第一區(qū)域中具有第一電路部件以及在第二區(qū)域中具有第一標(biāo)記；以及第二材料層，位于第一材料層的上方，并被圖案化以在第一區(qū)域中具有第二電路部件以及在第二區(qū)域中具有第二標(biāo)記。第一標(biāo)記包括在第一方向上定向的多個(gè)第一標(biāo)記部件和在垂直于第一方向的第二方向上定向的多個(gè)第二標(biāo)記部件；以及第二標(biāo)記包括在第一方向上定向的多個(gè)第三標(biāo)記部件和在第二方向上定向的多個(gè)第四標(biāo)記部件。本公開(kāi)內(nèi)容還提供了集成電路(IC)結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例。該IC結(jié)構(gòu)包括:半導(dǎo)體襯底；多個(gè)材料層，形成在半導(dǎo)體襯底上方，每一個(gè)材料層都在其中包括電路圖案；以及多個(gè)重疊標(biāo)記，形成在多個(gè)材料層中，在第一材料層中包括第一重疊標(biāo)記以及在第二材料層中包括第二重疊標(biāo)記。在重疊標(biāo)記區(qū)域中堆疊第一重疊標(biāo)記和第二重疊標(biāo)記。本公開(kāi)內(nèi)容還提供了方法實(shí)施例。該方法包括圖案化襯底，以在第一區(qū)域中形成第一電路部件以及在第二區(qū)域中形成第一重疊部件；圖案化襯底上的材料層，以在第一區(qū)域中形成第二電路部件以及在第二區(qū)域中形成第二重疊部件；將電子束指向襯底的第二區(qū)域；以及檢測(cè)來(lái)自第一重疊部件的第一重疊信號(hào)和來(lái)自第二重疊部件的第二重疊信號(hào)以用于重疊分析。已經(jīng)針對(duì)優(yōu)選地實(shí)施例描述了本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容。僅在閱讀本公開(kāi)內(nèi)容之后，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠理解改進(jìn)或者修改都在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)。在上述公開(kāi)內(nèi)容的范圍內(nèi)進(jìn)行若干修改、改變、以及替換，并且在一些情況下，利用本發(fā)明的一些部件而沒(méi)有相應(yīng)的使用其他部件。因此，應(yīng)該理解，應(yīng)該寬泛地并且以與本發(fā)明的范圍一致的方式理解所附權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種集成電路(IC)結(jié)構(gòu)，包括: 半導(dǎo)體襯底，具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第二區(qū)域的面積小于大約10微米X 10微米; 第一材料層，位于所述半導(dǎo)體襯底的上方，并被圖案化以在所述第一區(qū)域中具有第一電路部件以及在所述第二區(qū)域中具有第一標(biāo)記；以及 第二材料層，位于所述第一材料層的上方，并被圖案化以在所述第一區(qū)域中具有第二電路部件以及在所述第二區(qū)域中具有第二標(biāo)記，其中 所述第一標(biāo)記包括:在第一方向上定向的多個(gè)第一標(biāo)記部件和在 第二方向上定向的多個(gè)第二標(biāo)記部件，所述第二方向與所述第一方向 垂直；以及 所述第二標(biāo)記包括:在所述第一方向上定向的多個(gè)第三標(biāo)記部件 和在所述第二方向上定向的多個(gè)第四標(biāo)記部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC結(jié)構(gòu)，其中，所述第一標(biāo)記部件、所述第二標(biāo)記部件、所述第三標(biāo)記部件和所述第四標(biāo)記部件的每一個(gè)都具有可通過(guò)電子束顯微鏡分辨的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC結(jié)構(gòu)，其中； 所述第一電路部件和所述第二電路部件包括從由以下部件對(duì)組成的組中所選擇的一對(duì)部件: 有源區(qū)域和柵電極； 柵電極和接觸部件； 接觸部件和金屬線； 金屬線和通孔部件；以及 通孔部件和另一金屬線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC結(jié)構(gòu)，其中，所述第一電路部件和所述第二電路部件分別包括有源區(qū)域和注入?yún)^(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC結(jié)構(gòu)，其中，所述第三標(biāo)記部件中的一個(gè)與所述第一標(biāo)記部件中對(duì)應(yīng)的一個(gè)重疊，使得所述第三標(biāo)記部件中的一個(gè)未覆蓋所述第一標(biāo)記部件中對(duì)應(yīng)的一個(gè)的部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC結(jié)構(gòu)，其中，所述第一標(biāo)記和所述第二標(biāo)記被定位在主電路區(qū)域內(nèi)。
7.一種集成電路(IC)結(jié)構(gòu)，包括: 半導(dǎo)體襯底； 多個(gè)材料層，形成在所述半導(dǎo)體襯底上方，所述材料層中的每一個(gè)都在其中包括電路圖案；以及 多個(gè)重疊標(biāo)記，形成在所述多個(gè)材料層中，所述多個(gè)重疊標(biāo)記包括在第一材料層中的第一重疊標(biāo)記以及在第二材料層中的第二重疊標(biāo)記， 其中，在重疊標(biāo)記區(qū)域中堆疊所述第一重疊標(biāo)記和所述第二重疊標(biāo)記。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的IC結(jié)構(gòu)，其中 所述第一重疊標(biāo)記包括沿著第一方向的第一線部件，其中，所述第一線部件以在第一邊緣和第二邊緣之間限定出第一寬度的方式在第二方向上擴(kuò)展，所述第二方向與所述第一方向垂直; 所述第二重疊標(biāo)記包括沿著第一方向的第二線部件，其中，所述第二線部件以在第三邊緣和第四邊緣之間限定出第二寬度的方式在所述第二方向上擴(kuò)展； 所述第二寬度小于所述第一寬度； 在所述第一邊緣和所述第三邊緣之間限定出第一水平距離Yi ； 在所述第二邊緣和所述第四邊緣之間限定出第二水平距離Y2 ;以及 所述第二方向上的第一重疊偏移被限定為(Υ1_Υ2)/2。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的IC結(jié)構(gòu)，其中， 所述第一重疊標(biāo)記包括沿著所述第二方向的第三線部件，其中，所述第三線部件以在第五邊緣和第六邊緣之間限定出第三寬度的方式在所述第一方向上擴(kuò)展； 所述第二重疊標(biāo)記包括沿著所述第二方向的第四線部件，其中，所述第四線部件以在第七邊緣和第八邊緣之間限定出第四寬度的方式在所述第一方向上擴(kuò)展； 所述第四寬度小于所述第三寬度； 在所述第五邊緣和所述第七邊緣之間限定出第三水平距離Xi ； 在所述第六邊緣和所述第八邊緣之間限定出第四水平距離Χ2 ;以及 所述第一方向上的第二重疊偏移被限定為(Χ1_Χ2)/2。
10.一種方法，包括: 圖案化襯底，以在第一區(qū)域中形成第一電路部件以及在第二區(qū)域中形成第一重疊部件； 圖案化所述襯底上方的材料層，以在所述第一區(qū)域中形成第二電路部件以及在所述第二區(qū)域中形成第二重疊部件； 將電子束指向所述襯底的所述第二區(qū)域；以及 檢測(cè)來(lái)自所述第一重疊部件的第一重疊信號(hào)和來(lái)自所述第二重疊部件的第二重疊信號(hào)用于重疊分析。
全文摘要
本公開(kāi)內(nèi)容提供了集成電路結(jié)構(gòu)，集成電路結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體襯底，具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，第二區(qū)域的面積小于大約10微米×10微米；第一材料層，位于半導(dǎo)體襯底的上方，并被圖案化以在第一區(qū)域中具有第一電路部件以及在第二區(qū)域中具有第一標(biāo)記；以及第二材料層，位于第一材料層的上方，并被圖案化以在第一區(qū)域中具有第二電路部件以及在第二區(qū)域中具有第二標(biāo)記。第一標(biāo)記包括在第一方向上定向的第一標(biāo)記部件和在垂直于第一方向的第二方向上定向的第二標(biāo)記部件。第二標(biāo)記包括在第一方向上定向的第三標(biāo)記部件和在第二方向上定向的第四標(biāo)記部件。本發(fā)明還提供了用于電子束芯片中重疊標(biāo)記的結(jié)構(gòu)和方法。
文檔編號(hào)H01L23/544GK103165582SQ20121020616
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者鄭東旭, 蔡明和, 黃志仲, 陳詠翔, 陳俊宏 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司