三维器件的套刻误差补偿方法及系统.pdf

《三维器件的套刻误差补偿方法及系统.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三维器件的套刻误差补偿方法及系统.pdf（17页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910861907.X (22)申请日 2019.09.12 (71)申请人 中国科学院微电子研究所 地址 100029 北京市朝阳区北土城西路3号 (72)发明人 张利斌韦亚一陈睿马乐 (74)专利代理机构 北京知迪知识产权代理有限 公司 11628 代理人 王胜利 (51)Int.Cl. H01L 21/66(2006.01) G01B 11/06(2006.01) G01B 11/24(2006.01) (54)发明名称 一种三维器件的套刻误差补偿方法及系统 (57)。

2、摘要 本发明提供了一种三维器件的套刻误差补 偿方法， 包括在测量晶圆套刻标识之间的第一套 刻误差的基础上， 再测量晶圆翘曲高度， 并以第 一套刻误差作为基准坐标， 基于基准坐标和晶圆 翘曲高度构造高度轮廓图； 对高度轮廓图进行特 征分析， 获取高度曲面轮廓数据； 基于套刻标识 的图层信息和高度曲面轮廓数据进行计算， 得到 第二套刻误差； 第一套刻误差减第二套刻误差， 得到修正数据， 基于修正数据补偿采用传统套刻 测量方法测量出的套刻误差， 解决了由于晶圆形 变和翘曲所导致的高度差带来的套刻误差。 本发 明还提供了一种三维器件的套刻误差补偿系统， 通过加入激光测距单元， 能够准确测量晶圆翘曲 高。

3、度， 实现对现有套刻测量系统的修正和性能提 升。 权利要求书2页 说明书7页 附图7页 CN 110620057 A 2019.12.27 CN 110620057 A 1.一种三维器件的套刻误差补偿方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 提供一晶圆， 并在所述晶圆上设计套刻标识， 基于所述套刻标识对所述晶圆进行套刻 测量， 得到第一套刻误差； 测量所述晶圆翘曲高度， 以所述第一套刻误差作为基准坐标， 基于所述基准坐标和所 述晶圆翘曲高度构造高度轮廓图； 对所述高度轮廓图进行特征分析， 获取高度曲面轮廓数据； 获取所述套刻标识的图层信息， 基于所述图层信息和所述高度曲面轮廓数据进行计 算， 得到。

4、第二套刻误差， 所述第一套刻误差减所述第二套刻误差， 得到修正数据， 基于所述 修正数据对所述晶圆进行套刻误差补偿。 2.根据权利要求1所述的补偿方法， 其特征在于， 所述套刻测量包括： 基于图像的套刻 测量或基于衍射的套刻测量。 3.根据权利要求2所述的补偿方法， 其特征在于， 所述基于图像的套刻测量的套刻标识 包括Box-in-box、 Bar-in-bar和AIM； 所述基于衍射的套刻测量的套刻标识包括等周期光栅 条纹结构。 4.根据权利要求1所述的补偿方法， 其特征在于， 所述测量所述晶圆翘曲高度的方法包 括： 采用激光扫描测量所述晶圆下表面高度分布或上表面高度分布。 5.根据权利要求。

5、4所述的补偿方法， 其特征在于， 所述激光扫描包括单点多方向扫描或 多点连续扫描。 6.根据权利要求1所述的补偿方法， 其特征在于， 所述高度轮廓图中的所述高度为相对 高度， 所述相对高度以所述基准坐标为中心向上下方向偏移。 7.根据权利要求1所述的补偿方法， 其特征在于， 所述获取高度曲面轮廓数据的方法包 括： 数据去噪算法和数据去噪后曲面拟合算法， 所述数据去噪算法包括： 高斯算法或异常数 据筛选算法； 所述曲面拟合算法包括： 基于翘曲方程的曲面拟合或多项式曲面拟合。 8.根据权利要求1所述的补偿方法， 其特征在于： 所述图层信息包括所述图层折射率和 图层厚度， 所述图层折射率为相对折射率。

6、。 9.一种三维器件的套刻误差补偿系统， 其特征在于， 包括： 采集单元， 所述采集单元用于采集晶圆上的套刻标识； 套刻误差测量单元， 所述套刻误差测量单元基于所述套刻标识对所述晶圆进行套刻测 量， 得到第一套刻误差； 激光测距单元， 所述激光测距单元用于测量所述晶圆翘曲高度， 以所述第一套刻误差 作为基准坐标， 基于所述基准坐标和所述晶圆翘曲高度构造高度轮廓图； 高度去噪和拟合单元， 所述高度去噪和拟合单元用于对所述高度轮廓图进行特征分 析， 获取高度曲面轮廓数据； 处理单元， 所述处理单元用于获取所述套刻标识的图层信息， 基于所述图层信息和所 述高度曲面轮廓数据进行计算， 得到第二套刻误差。

7、， 所述第一套刻误差减所述第二套刻误 差， 得到修正数据， 基于所述修正数据对所述晶圆进行套刻误差补偿。 10.根据权利要求9所述的补偿系统， 其特征在于： 所述套刻误差测量单元中的所述套 刻测量包括： 基于图像的套刻测量或基于衍射的套刻测量。 权利要求书 1/2 页 2 CN 110620057 A 2 11.根据权利要求10所述的补偿系统， 其特征在于： 所述基于图像的套刻测量的套刻标 识包括Box-in-box、 Bar-in-bar和AIM； 所述基于衍射的套刻测量的套刻标识包括等周期光 栅条纹结构。 12.根据权利要求9所述的补偿系统， 其特征在于， 所述激光测距单元测量所述晶圆翘 。

8、曲高度的方法包括： 采用激光扫描测量所述晶圆下表面高度分布或上表面高度分布。 13.根据权利要求12所述的补偿系统， 其特征在于， 所述激光扫描测量包括单点多方向 扫描或多点连续扫描。 14.根据权利要求9所述的补偿系统， 其特征在于， 所述高度轮廓图中的所述高度为相 对高度， 所述相对高度以所述基准坐标为中心向上下方向偏移。 15.根据权利要求9所述的补偿系统， 其特征在于， 所述高度去噪和拟合单元获取高度 曲面轮廓数据的方法包括： 数据去噪算法和数据去噪后曲面拟合算法， 所述数据去噪算法 包括： 高斯算法或异常数据筛选算法； 所述曲面拟合算法包括： 基于翘曲方程的曲面拟合或 多项式曲面拟合。

9、。 16.根据权利要求9所述的补偿系统， 其特征在于： 所述处理单元获取的图层信息包括 所述图层折射率和图层厚度， 所述图层折射率为相对折射率。 权利要求书 2/2 页 3 CN 110620057 A 3 一种三维器件的套刻误差补偿方法及系统 技术领域 0001 本发明涉及一种集成电路装备制造领域， 尤其涉及一种三维器件的套刻误差补偿 方法及系统。 背景技术 0002 套刻误差是指晶圆相邻两层图形之间的偏移量， 由于集成电路芯片的制造是通过 多层电路层叠加而成， 如果相邻图层的图形没有对准， 芯片将无法正常工作。 因此保证晶圆 相邻图层的图形对准是极为重要的一件事情。 传统的， 由于晶圆翘曲。

10、不严重， 以及套刻标识 之间的薄膜图层厚度较薄， 因此， 晶圆翘曲导致的套刻误差占总套刻误差的比例很小， 可以 忽略不计。 现有套刻测量方法和测量系统也很少考虑晶圆表面翘曲信息， 以及由此对套刻 误差的修正。 0003 但是， 随着集成电路技术不断进步， 片上三维芯片成为未来发展的重要趋势， 以三 维存储器、 三维逻辑器件及三维存算一体器件为代表， 器件核心结构将向高度方向延伸扩 展， 随着核心区域沿着高度方向的堆叠， 工艺制备过程中存在极强的应力， 随着器件应力的 释放导致晶圆翘曲高度和关键相邻图层之间的厚度不断增加。 例如， 对于三维存储器， 在 100层以内的翘曲高度已经达到600微米，。

11、 200层左右的翘曲高度将超过1000微米。 并且， 先 进工艺节点所使用的图层数量众多， 图层累计厚度高达1微米或10微米以上。 这些由于晶圆 翘曲和关键相邻图层间厚度增加的累计效应， 导致了使用现有测量方法及系统所得到的套 刻误差的比例居高不下， 而基于这些测量数据进行的套刻修正将增加套刻失陪的风险， 降 低工艺制造良率。 发明内容 0004 针对上述问题， 本发明的目的是提供一种三维器件的套刻误差补偿方法及系统， 用以解决由于晶圆形变和翘曲导致的高度差所带来的套刻误差， 并实现对现有套刻测量系 统的修正和性能提升。 0005 为了实现上述目的， 本发明采用以下技术方案： 一种三维器件的套。

12、刻误差补偿方 法， 包括以下步骤： 提供一晶圆， 并在晶圆上设计套刻标识， 基于套刻标识对晶圆进行套刻测量， 得到第一 套刻误差； 测量晶圆翘曲高度， 以第一套刻误差作为基准坐标， 基于基准坐标和晶圆翘曲高度构 造高度轮廓图； 对高度轮廓图进行特征分析， 获取高度曲面轮廓数据； 获取套刻标识的图层信息， 基于图层信息和高度曲面轮廓数据进行计算， 得到第二套 刻误差； 第一套刻误差减第二套刻误差， 得到修正数据， 基于修正数据对晶圆进行套刻误差补 偿。 说明书 1/7 页 4 CN 110620057 A 4 0006 优选地， 套刻测量包括： 基于图像的套刻测量或基于衍射的套刻测量。 0007。

13、 优选地， 基于图像的套刻测量的套刻标识包括Box-in-box、 Bar-in-bar和AIM； 基 于衍射的套刻测量的套刻标识包括等周期光栅条纹结构。 0008 优选地， 测量晶圆翘曲高度的方法包括： 采用激光扫描测量晶圆下表面高度分布 或上表面高度分布。 0009 优选地， 激光扫描包括单点多方向扫描或多点连续扫描。 0010 优选地， 高度轮廓图中的高度为相对高度， 相对高度以基准坐标为中心向上下方 向偏移。 0011 优选地， 获取高度曲面轮廓数据的方法包括： 数据去噪算法和数据去噪后曲面拟 合算法， 数据去噪算法包括： 高斯算法或异常数据筛选算法； 曲面拟合算法包括： 基于翘曲 方。

14、程的曲面拟合或多项式曲面拟合。 0012 优选地， 图层信息包括图层折射率和图层厚度， 图层折射率为相对折射率。 0013 本发明还提供了一种三维器件的套刻误差补偿系统， 包括： 采集单元， 用于采集晶圆上的套刻标识； 套刻误差测量单元， 基于套刻标识对晶圆进行套刻测量， 得到第一套刻误差； 激光测距单元， 用于测量晶圆翘曲高度， 以第一套刻误差作为基准坐标， 基于基准坐标 和晶圆翘曲高度构造高度轮廓图； 高度去噪和拟合单元， 用于对高度轮廓图进行特征分析， 获取高度曲面轮廓数据； 处理单元， 用于获取套刻标识的图层信息， 基于图层信息和高度曲面轮廓数据进行计 算， 得到第二套刻误差， 第一套。

15、刻误差减第二套刻误差， 得到修正数据， 基于修正数据对晶 圆进行套刻误差补偿。 0014 优选地， 套刻误差测量单元中的套刻测量包括： 基于图像的套刻测量或基于衍射 的套刻测量。 0015 优选地， 基于图像的套刻测量的套刻标识包括Box-in-box、 Bar-in-bar和AIM； 基 于衍射的套刻测量的套刻标识包括等周期光栅条纹结构。 0016 优选地， 激光测距单元测量晶圆翘曲高度的方法包括： 采用激光扫描测量晶圆下 表面高度分布或上表面高度分布。 0017 优选地， 激光扫描测量包括单点多方向扫描或多点连续扫描。 0018 优选地， 高度轮廓图中的高度为相对高度， 相对高度以基准坐标。

16、为中心向上下方 向偏移。 0019 优选地， 高度去噪和拟合单元获取高度曲面轮廓数据的方法包括： 数据去噪算法 和数据去噪后曲面拟合算法， 数据去噪算法包括： 高斯算法或异常数据筛选算法； 曲面拟合 算法包括： 基于翘曲方程的曲面拟合或多项式曲面拟合。 0020 优选地， 处理单元获取的图层信息包括图层折射率和图层厚度， 图层折射率为相 对折射率。 0021 本发明方法在现有的套刻测量方法基础上， 增加了晶圆翘曲高度和套刻标识之间 的图层信息对套刻误差的修正补偿。 即在测量晶圆套刻标识之间的第一套刻误差的基础 上， 再测量晶圆的翘曲高度， 以第一套刻误差作为基准坐标， 基于基准坐标和晶圆翘曲高。

17、度 构造高度轮廓图； 利用数据去噪和拟合算法对高度轮廓图进行特征分析， 得到高度曲面轮 说明书 2/7 页 5 CN 110620057 A 5 廓数据， 通过数据去噪和拟合算法来消除高度测量的随机误差， 最大程度还原翘曲高度对 套刻测量的影响； 基于晶圆的高度曲面轮廓数据和套刻标识的图层信息计算由于晶圆翘曲 所导致的第二套刻误差； 第一套刻误差减第二套刻误差， 得到修正数据， 基于修正数据对晶 圆进行套刻误差补偿， 补偿采用传统套刻测量方法测量出的套刻误差。 解决了由于晶圆形 变和翘曲所导致的高度差带来的套刻误差。 同时本发明对现有的套刻测量系统提出了改 进， 在现有的套刻测量系统中， 通过。

18、加入激光测距单元， 能够准确测量晶圆翘曲高度， 并折 算到误差修正系数中， 实现对现有套刻测量系统的修正和性能提升。 附图说明 0022 图1是本发明提供的三维器件的套刻误差补偿方法流程图； 图2是本发明实施例晶圆套刻标识及图层结构示意图； 图3是本发明实施例由于晶圆翘曲而导致的套刻误差示意图； 图4a是本发明实施例碗型翘曲晶圆示意图； 图4b是本发明实施例伞形翘曲晶圆示意图； 图4c是本发明实施例马鞍形翘曲晶圆示意图； 图4d是本发明实施例边缘型翘曲晶圆示意图； 图5a是本发明实施例包含高度噪声的高度轮廓图； 图5b是本发明实施例高斯去噪的高度曲面轮廓数据； 图5c是本发明实施例高斯去噪后曲。

19、面拟合的高度曲面轮廓数据； 图6a是本发明实施例包含高度噪声的第二套刻误差及其分布图； 图6b是本发明实施例高斯去噪的第二套刻误差及其分布图； 图6c是本发明实施例高斯去噪后曲面拟合的第二套刻误差及其分布图； 图7是本发明提供的三维器件的套刻误差补偿系统示意图。 0023 其中： 1.当层套刻标识， 2.前层套刻标识， 3.图层厚度， 4.晶圆， a.第一套刻误差， b.第二套刻误差， c.偏移量， 5.采集单元， 6.套刻误差测量单元， 7.激光测距单元， 8.高度去 噪和拟合单元， 9.处理单元。 具体实施方式 0024 下面结合附图说明本发明的具体实施方式。 0025 在下面的描述中阐述。

20、了很多具体细节以便于充分理解本发明， 但是， 本发明还可 以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施， 因此， 本发明并不限于下面公开的具体实 施例的限制。 0026 为了解决由于晶圆形变和翘曲导致的高度差所带来的套刻误差， 本发明提供一种 三维器件的套刻误差补偿方法及系统。 本发明在现有的套刻测量方法基础上， 增加了晶圆 翘曲高度和图层厚度对套刻误差的修正补偿。 即在测量晶圆套刻标识之间的第一套刻误差 的基础上， 再测量晶圆的翘曲高度， 以第一套刻误差作为基准坐标， 基于基准坐标和晶圆翘 曲高度构造高度轮廓图； 利用数据去噪和拟合算法对高度轮廓图进行特征分析， 得到高度 曲面轮廓数据； 基于晶。

21、圆的高度曲面轮廓数据和套刻标识的图层信息计算由于晶圆翘曲所 导致的第二套刻误差； 第一套刻误差减第二套刻误差， 得到修正数据， 基于修正数据对晶圆 说明书 3/7 页 6 CN 110620057 A 6 进行套刻误差补偿， 补偿采用传统套刻测量方法测量出的套刻误差。 解决了由于晶圆形变 和翘曲所导致的高度差带来的套刻误差。 本发明通过数据去噪和拟合算法消除了测量晶圆 翘曲高度产生的随机误差， 最大程度还原晶圆翘曲高度对套刻测量的影响。 同时本发明对 现有的套刻测量系统提出了改进， 在现有的套刻测量系统中， 通过加入激光测距单元， 能够 准确测量晶圆翘曲高度， 并折算到误差修正系数中， 实现对。

22、现有套刻测量系统的修正和性 能提升。 0027 本发明提供的一种三维器件的套刻误差补偿方法的实施例， 具体参见图1-图3、 图 4a-图4d、 图5a-图5c和图6a-图6c， 该方法包括： S101： 提供一晶圆4， 并在晶圆4上设计套刻标识， 基于套刻标识对晶圆4进行套刻测量， 得到第一套刻误差。 0028 需要说明的是， 本步骤选用的晶圆4为翘曲晶圆， 晶圆4包括当层、 相对于当层的前 层， 在晶圆4的当层和前层均设计有套刻标识， 基于当层套刻标识1和前层套刻标识2对晶圆 4进行套刻测量 （参见图2） ， 此处针对第一套刻误差的测量， 并没有考虑由于晶圆4形变或翘 曲所导致的套刻误差。 。

23、0029 套刻测量方法， 包括基于图像的套刻测量或者基于衍射的套刻测量。 0030 对于基于图像的套刻测量， 其套刻标识包括Box-in-box、 Bar-in-bar和AIM等集成 电路常用套刻标识， 通过测量当层套刻标识1和前层套刻标识2的光学图像信息， 计算两个 图层套刻标识的中心坐标， 并由此得出中心坐标位置偏差， 即为第一套刻误差。 0031 对于基于衍射的套刻测量， 其套刻标识为等周期光栅条纹结构， 通过测量通过当 层和前层的等周期光栅的正负1级衍射光强差， 计算得到第一套刻误差。 0032 优选地， 采用基于衍射的套刻测量来得到第一套刻误差。 0033 进一步的， 晶圆套刻标识及。

24、图层结构 （参见图2） 的尺寸和周期可随需求适当调整， 随着集成电路计算节点的不断降低， 晶圆套刻标识及图层结构 （参见图2） 的尺寸和周期也 在不断调整， 例如KLA公司提出的AIM结构的尺寸从24微米24微米， 逐渐缩小到10微米 10微米， 甚至更小， 以适应不断提升的套刻需求； 基于衍射的套刻标识的等周期光栅条纹结 构的周期随着具体工艺和探测波长而可能发生调整； 此外， 对于自对准成像工艺， 在套刻标 识中需要加入纳米宽度的精细结构， 此时的套刻标识的宽度需要根据仿真情况进行优选或 精细调整。 0034 S102： 测量晶圆4的翘曲高度， 以第一套刻误差作为基准坐标， 基于基准坐标和晶。

25、 圆4的翘曲高度构造高度轮廓图。 0035 需要说明的是， 由晶圆工艺制造过程中的材料叠层所带来的晶圆4翘曲主要包括： 碗型、 伞形、 马鞍形、 边缘翘曲型(参见图4a-图4d)、 以及上述的混合型。 0036 以翘曲高度为600微米的晶圆4为例， 详细说明翘曲高度的测量： 在步骤S101测量第一套刻误差的基础上， 测量翘曲晶圆4的翘曲高度， 具体为： 以第一套刻误差作为基准坐标， 实现不考虑晶圆4翘曲和考虑晶圆4翘曲两个测量系统 之间的坐标匹配。 0037 对翘曲晶圆4的翘曲高度的测量采用激光测距的方法， 具体包括垂直固定点测量 或激光角度扫描测量等。 其中， 激光角度扫描测量包括单点多方向。

26、扫描或多点连续扫描。 0038 示例地， 采用激光角度扫描测量翘曲晶圆4下表面或上表面的高度分布， 均可以测 说明书 4/7 页 7 CN 110620057 A 7 量出翘曲高度。 0039 优选地， 对晶圆4的底部进行多点连续扫描， 即测量翘曲晶圆4下表面的高度分布。 采用晶圆4底部多点连续扫描的优势在于可以避免翘曲晶圆4顶部不同区域的材料类型差 异和厚度差异对测量结果的影响， 即能够确保测量更加准确。 0040 基于晶圆4底部多点连续扫描测量出的翘曲高度， 结合基准坐标， 构造高度轮廓图 （参见图5a） ， 高度轮廓图中的高度信息为相对高度， 其相对高度以基准坐标为中心向上下 方向偏移，。

27、 本实施例中基准坐标设置为0。 0041 此高度轮廓图 （参见图5a） 包含高度噪声， 高度噪声的绝对值占翘曲高度的1%左 右。 0042 S103： 对高度轮廓图进行特征分析， 获取高度曲面轮廓数据。 0043 需要说明的是， 获取高度曲面轮廓数据的方法包括： 数据去噪算法和数据去噪后 曲面拟合算法。 0044 其中， 数据去噪算法包括高斯算法或异常数据筛选算法等； 曲面拟合算法包括基 于常见翘曲方程的曲面拟合或多项式曲面拟合。 0045 高斯算法针对数据变化平缓的晶圆4翘曲效果比较好。 0046 异常数据筛选算法指筛选排除测量数据中的异常点， 一般采用邻域平均化比对方 法， 即对实际测量的。

28、翘曲高度进行分类、 通过最近邻区域平均值判断， 删除明显偏离平均值 的翘曲高度。 0047 优选地， 采用高斯算法， 即经过局部高斯去噪， 对高度轮廓图进行光滑处理， 得到 高斯去噪的一阶连续高度曲面轮廓数据 （参见图5b） 。 0048 基于常见翘曲方程的曲面拟合指将实际测量的晶圆4翘曲高度数据用图4a-图4d 所示的几种常见晶圆4翘曲类型进行曲面拟合， 获取各个翘曲方程的方程系数。 0049 优选地， 采用多项式曲面拟合， 将高度轮廓图经过高斯去噪后再通过多项式曲面 方程进行拟合， 得到高斯去噪后曲面拟合的一阶连续高度曲面轮廓数据(参见图5c） 。 0050 经过局部高斯去噪或者局部高斯去。

29、噪后曲面拟合得到的一阶连续高度曲面轮廓 数据， 明显提升了高度轮廓图中翘曲高度的曲面光滑度(参见图5b和图5c） ， 为后续套刻误 差修正提供了最有价值的依据。 0051 S104： 获取套刻标识的图层信息， 基于图层信息和高度曲面轮廓数据进行计算， 得 到第二套刻误差。 0052 需要说明的是， 当层套刻标识1和前层套刻标识2之间的图层信息， 包括该图层的 相对折射率、 图层厚度3等关键信息。 0053 以相对折射率为1.5， 图层厚度3为1微米的图层信息为例， 计算高度轮廓图 （参见 图5a） 、 高斯去噪的一阶连续高度曲面轮廓数据 （参见图5b） 和高斯去噪后曲面拟合的一阶 连续高度曲面。

30、轮廓数据(参见图5c)所对应的套刻误差， 得到不同高度和噪声下的第二套刻 误差及其分布图， 分别为： 包含高度噪声的第二套刻误差及其分布图 （参见图6a） 、 高斯去噪 的第二套刻误差及其分布图 （参见图6b） 和高斯去噪后曲面拟合的第二套刻误差及其分布 图 （参见图6c） 。 0054 结果显示， 若高度轮廓图存在噪声信息， 即使噪声信息非常微弱， 也会产生高达 15.6纳米的套刻误差， 并且套刻误差的方向非常随机 （参见图6a） ； 而采用高斯去噪或者高 说明书 5/7 页 8 CN 110620057 A 8 斯去噪后曲面拟合的一阶连续高度曲面轮廓数据进行计算得到第二套刻误差及其分布图，。

31、 能够最大程度避免噪声所带来的误差 （参见图6b-6c） 。 而且， 由晶圆4扭曲所导致的套刻误 差高达数个纳米， 沿X方向最大套刻误差为5纳米， 沿Y方向最大套刻误差为3.4纳米 （参见图 6c） ， 其所占据的套刻误差比例已经非常高， 所以此时必须要考虑由于晶圆4翘曲所带来的 误差。 0055 本步骤基于一阶连续高度曲面轮廓数据， 结合图层厚度3和相对折射率， 对由于晶 圆4形变和高度翘曲所带来的套刻误差进行了测量， 相比现有技术， 本发明采用高斯去噪或 者高斯去噪后曲面拟合可以最大程度降低测量的不准确性， 提高套刻测量的精度和可信 度。 0056 S105： 第一套刻误差减第二套刻误差，。

32、 得到修正数据， 基于修正数据对晶圆4进行 套刻误差补偿。 0057 参见图3， 沿着垂直于晶圆4的翘曲曲面方向， 第一套刻误差为a， 通过上述步骤计 算得到的第二套刻误差为b。 第一套刻误差a和第二套刻误差b之间产生了偏移， 偏移量c相 当于本发明中的修正数据。 0058 优选地， 选用高斯去噪后曲面拟合的第二套刻误差， 将第二套刻误差减第一套刻 误差得到修正数据， 将修正数据进行反馈， 作为当前批次晶圆或者下一批次晶圆的修正数 据， 从而使当前批次晶圆或者下一批次的晶圆能获得更好的套刻精度， 有助于最大程度降 低直接使用原始数据所带来的严重的测量误差， 提升从翘曲高度信息到套刻误差信息的准。

33、 确度， 保证当层和前层图形更好的对准， 实现芯片更好的工作。 0059 本发明还提供了一种三维器件的套刻误差补偿系统， 具体参见图7， 该系统包括： 采集单元5， 用于采集晶圆4上的套刻标识； 套刻误差测量单元6， 基于套刻标识对晶圆4进行套刻测量， 得到第一套刻误差； 激光测距单元7， 用于测量晶圆4的翘曲高度， 并以第一套刻误差作为基准坐标， 基于基 准坐标和晶圆4的翘曲高度构造高度轮廓图； 高度去噪和拟合单元8， 用于对高度轮廓图进行特征分析， 获取高度曲面轮廓数据； 处理单元9， 用于获取套刻标识的图层信息， 基于图层信息和高度曲面轮廓数据进行计 算， 得到第二套刻误差， 第一套刻误。

34、差减第二套刻误差， 得到修正数据， 基于修正数据对晶 圆4进行套刻误差补偿。 0060 套刻误差测量单元6中的套刻测量包括： 基于图像的套刻测量或基于衍射的套刻 测量。 0061 基于图像的套刻测量的套刻标识包括Box-in-box、 Bar-in-bar和AIM； 基于衍射的 套刻测量的套刻标识包括等周期光栅条纹结构。 0062 激光测距单元7测量晶圆4的翘曲高度的方法包括： 采用激光扫描测量晶圆4下表 面高度分布或上表面高度分布。 0063 激光扫描测量包括单点多方向扫描或多点连续扫描方式。 0064 激光测距单元7形成的高度轮廓图中的高度为相对高度， 相对高度以基准坐标为 中心向上下方向。

35、偏移。 0065 高度去噪和拟合单元8获取高度曲面轮廓数据的方法包括： 数据去噪算法和数据 去噪后曲面拟合算法， 数据去噪算法包括： 高斯算法或异常数据筛选算法； 曲面拟合算法包 说明书 6/7 页 9 CN 110620057 A 9 括： 基于翘曲方程的曲面拟合或多项式曲面拟合。 0066 处理单元9获取的图层信息包括图层折射率和图层厚度， 图层折射率为相对折射 率。 0067 在三维器件的套刻误差补偿系统中通过加入激光测距单元， 可以准确测量晶圆4 的翘曲高度， 结合数据去噪和拟合算法， 最大程度降低了晶圆4翘曲高度测量的不准确性， 提高了套刻测量的精度。 0068 以上所述仅为本发明的。

36、优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技 术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修 改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说明书 7/7 页 10 CN 110620057 A 10 图1 图2 说明书附图 1/7 页 11 CN 110620057 A 11 图3 图4a 说明书附图 2/7 页 12 CN 110620057 A 12 图4b 图4c 说明书附图 3/7 页 13 CN 110620057 A 13 图4d 图5a 说明书附图 4/7 页 14 CN 110620057 A 14 图5b 图5c 说明书附图 5/7 页 15 CN 110620057 A 15 图6a 图6b 说明书附图 6/7 页 16 CN 110620057 A 16 图6c 图7 说明书附图 7/7 页 17 CN 110620057 A 17 。