曝光形成半导体器件当层的方法 【技术领域】
本发明涉及半导体制程领域，特别涉及一种曝光形成半导体器件当层的方法。
背景技术
半导体装置是通过产生一连串的图案化材料层和非图案化的材料层而被制造，其中在图案化材料层上的特征在空间上是彼此相关联的。因此，在制造过程中，每一个被图案化的材料层皆须对准于前一个被图案化的材料层，这样就必须考虑前一材料层和当前材料层间的叠对精准度。当半导体制程发展至可提供更小的关键尺寸(Critical Dimensions，CD)、缩减装置尺寸及增加材料层数目的复杂度时，对装置的品质、可靠度和良率而言，材料层与材料层之间的叠对精准度变得越来越重要。而材料层与材料层之间的未对准，可能会引起器件性能的降低，甚至可能因例如未对准的材料层，所导致的短路而造成装置失效。因此需要在制程中测量材料层与材料层之间的叠对偏移，以保证叠对误差在允许的误差内。
现有技术中，将晶圆1划分为若干个具有周期性结构的曝光单元2，如图1所示。该曝光单元2为已经图案化的前一材料层，即前层，图1中为正方形的曝光单元2。在曝光单元与曝光单元之间设有划片槽3，对准标记和叠对精准测量标识(OVL mark)都设于划片槽3上，同曝光单元2同时形成。对准标记一般为有准确坐标的“+”，带有晶圆的特征信息，可以选择曝光单元，将对准标记设置在该曝光单元周围的划片槽3上。图1中将对准标记设置在靠近晶圆1边缘的几个曝光单元2周围的划片槽3上，如图1所示，每个曝光单元都有两个对准标记，分别沿X轴方向和Y轴方向，设于每个曝光单元左侧的下角及下侧的左边。OVL mark一般都是具有相同大小的正方形，带有前层曝光单元的特征信息，沿x轴方向和Y轴方向，设置4个OVL mark，均匀分布在曝光单元的四周，并将OVL mark设于晶圆中心的曝光单元的划片槽3上。
目前，在现有的对准测量方法中，一般先进行前层曝光台对准，然后再进行当层与前层的叠对精准测量步骤。现有的制作半导体器件前层和当层的方法包括以下步骤：
步骤11、利用光刻技术，曝光显影形成前层晶圆上的曝光单元、前层的对准标记和前层的OVL mark；
步骤12、进行曝光台对准，曝光台的坐标与前层晶圆上的坐标(对准标记)对准。此时，反馈给曝光台的特征信息为晶圆的特征信息；
步骤13、利用反馈给曝光台的特征信息，进行曝光台曝光，以形成当层，包括当层晶圆上的曝光单元、当层的对准标记和当层的OVL mark；
步骤14、利用叠对精准测量仪(overlay，OVL)进行当层与前层的叠对精准测量；如果叠对误差比较大，则重新返回执行步骤12。
由于图案化的当前材料层上，即当层，也设有OVL mark，只是OVL mark的形状小于前层的形状，如图2所示，前层的OVL mark为外框201，当层的OVL mark为内框202，外框与内框的叠对精准度只要保证在允许的叠对误差内，则可以顺利进行下一步的操作。图2为外框201和内框202完全对准的理想示意图。
允许叠对误差一般根据器件的尺寸及其他参数的不同而不同，可以由经验值得出，从而设定一个允许误差范围。在该允许误差范围内，对器件的性能方面的影响可以忽略，则可以进行下一步的操作，否则，需要重新返回步骤12。例如，如果在步骤14中，当层与前层叠对误差比较大，则将此叠对误差反馈给曝光台，在曝光台根据叠对误差重新做出调整后，重新返回步骤12，直至叠对误差在允许范围内。但是步骤12中，曝光台对准是对前层整个晶圆对准的，但是在前层的曝光过程中，因掩膜版被光照发生热膨胀，而使前层的曝光单元发生形变，导致中心的偏移，而这个形变在曝光台对准中是测量不到的，所以在步骤14中，用叠对精准测量仪(overlay，OVL)，测量前层和当层的叠对精准度时，叠对误差会比较大，需要重新进行多次对准操作，不仅工作效率低，而且降低了晶圆的生产效率。
【发明内容】
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种曝光形成半导体器件当层的方法，该方法能够提高晶圆的生产效率。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
本发明公开了一种曝光形成半导体器件当层的方法，关键在于，包括：
A、曝光台对准前层时，曝光台测量前层对准标记，得到前层晶圆的特征信息；曝光台测量前层叠对精准测量标识，得到前层中曝光单元的特征信息；
B、将所述前层晶圆的特征信息和曝光单元的特征信息，反馈给曝光台；
C、曝光台根据反馈的晶圆的特征信息和曝光单元的特征信息进行曝光形成当层。
在形成当层之后，进一步包括利用叠对精准测量仪进行当层与前层的叠对精准测量的步骤，如果所述当层与前层的叠对精准度在允许范围内，则结束操作；否则返回重新执行步骤A。
所述晶圆的特征信息为对准标记的坐标信息；所述曝光单元的特征信息为叠对精准测量标识的坐标信息。
所述叠对精准测量标识的坐标位于叠对精准测量标识的中心。
所述测量前层叠对精准测量标识的方法为将曝光台的坐标与叠对精准测量标识的坐标对准。
由上述的技术方案可见，本发明提供的曝光形成半导体器件当层的方法，在曝光台对准前层步骤中，在现有技术的基础上，曝光台的坐标不但与与前层晶圆上的坐标(对准标记)对准，而且与前层OVL mark的坐标对准，这样在前层曝光单元发生形变时，前层OVL mark也发生形变，通过用曝光台同时测量前层OVL mark的准确坐标，将此连同前层晶圆的特征信息都反馈给曝光台，这样在曝光当层时，进一步提高了当层的曝光精准度。那么接下来在当层与前层的叠对精准测量步骤中，叠对精准度自然会提高，从而提高了晶圆的生产效率。
【附图说明】
图1为具有若干个曝光单元的晶圆示意图。
图2为前层和当层完全对准的理想示意图。
图3为曝光单元周围叠对精准测量标识的坐标示意图。
图4为本发明制作半导体器件的前层和当层的流程示意图。
图5为某个曝光单元发生形变后坐标变化示意图。
【具体实施方式】
为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
本发明利用示意图进行了详细描述，在详述本发明实施例时，为了便于说明，表示结构的示意图会不依一般比例作局部放大，不应以此作为对本发明的限定。
本发明在曝光台对准前层时，曝光台的坐标不但与前层晶圆上的坐标(对准标记)对准，而且，同时将曝光台的坐标与前层OVL mark的坐标对准。此时，反馈给曝光台的特征信息不但包括前层晶圆，而且包括前层的曝光单元，这样在曝光当层时，进一步提高了当层的曝光精准度。那么接下来在当层与前层的叠对精准测量步骤中，叠对精准度自然会提高。
本发明实施例仍然将晶圆1划分为若干个具有周期性结构的曝光单元2，如图1所示。该曝光单元2为已经图案化的前一材料层，即前层，本实施例中为正方形的曝光单元。在曝光单元与曝光单元之间设有划片槽，对准标记和OVL mark都设于划片槽3上，同曝光单元同时形成。对准标记一般为有准确坐标的“+”，带有晶圆的特征信息，可以选择曝光单元，将对准标记设置在该曝光单元周围的划片槽上。本实施例中将对准标记设置在靠近晶圆1边缘的几个曝光单元2周围的划片槽上，如图1所示，每个曝光单元2都有两个对准标记，分别沿X轴方向和Y轴方向，设于每个曝光单元左侧的下角及下侧的左边。OVL mark一般都是具有相同大小的正方形，带有前层曝光单元的特征信息，沿x轴方向和Y轴方向，设置4个OVL mark，均匀分布在曝光单元2的四周。OVL mark的坐标取其各自的中心位置，分别确定为(a1，b1)、(a2，b2)、(a3，b3)、(a4，b4)。本实施例中，将OVLmark设于晶圆中心的曝光单元2的划片槽上，如图1所示。放大的OVL mark及该曝光单元如图3所示。
如图4所示，本发明中，制作半导体器件前层和当层的方法包括以下步骤：
步骤41、利用光刻技术，曝光显影形成前层晶圆上的曝光单元和前层的对准标记、前层的OVL mark；
步骤42、进行曝光台对准，曝光台的坐标与前层晶圆上的坐标(对准标记)对准，同时，将曝光台的坐标与前层OVL mark的坐标对准。此时，反馈给曝光台的特征信息不但包括前层晶圆，而且包括前层的曝光单元；
步骤43、利用反馈给曝光台的特征信息，进行曝光台曝光，以形成当层，包括当层曝光单元、当层的对准标记和当层OVL mark；
步骤44、利用叠对精准测量仪(overlay，OVL)进行当层与前层的叠对精准测量；如果叠对误差比较大，则重新返回执行步骤42。
由于现有技术中曝光台对准前层时，曝光台的坐标是与前层晶圆上的坐标(对准标记)对准的，如果前层某个曝光单元发生形变，导致中心的偏移，曝光台与前层晶圆的对准是无法检测到的，本发明在步骤42曝光台对准时，同时将曝光台的坐标与前层OVL mark的坐标对准，这样当前层曝光单元出现形变如图5的情况时，前层曝光单元2的中心向右偏移，坐标由原来的(a，b)变为(a’，b’)，这时，前层OVL mark也发生形变，通过用曝光台同时测量前层OVL mark的准确坐标，将此连同前层晶圆的特征信息都反馈给曝光台，更进一步地提高了曝光台测量的精准度。那么接下来进行步骤44时，正是由于在步骤42曝光台对准步骤中，用曝光台测量了前层OVL mark的形变坐标，可以准确的反映出前层某个曝光单元的形变情况，在曝光台对准步骤中，就补偿了这种缺陷，所以在步骤43中，形成当层时，提高了当层的曝光精准度，那么在接下来进行步骤44时，内框和外框的对准度自然是很高的，无须多次重复操作，从而大大提高了晶圆的生产效率。
本领域的技术人员应当理解，本发明中前一材料层(前层)和当前材料层(当层)的形成过程，以及对曝光台本身的操作，都为现有技术，在此不再赘述，本领域技术人员显然可以在不脱离本发明的精神或范围内进行适当的修改和变化。