[發(fā)明專利]對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記及其對(duì)準(zhǔn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410130687.0
• 申請(qǐng)日: 2014-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN104952851B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 舒強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造（上海）有限公司;中芯國(guó)際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/544
• 分類號(hào): H01L23/544;H01L21/66
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)31237
• 代理人: 屈蘅,李時(shí)云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，尤其是涉及一種對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記及其對(duì)準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體集成電路制造中，需要通過光刻設(shè)備將具有不同掩模板上的圖案依次轉(zhuǎn)移到在襯底以及襯底的各層膜層上，以形成電路或微型器件。隨著工藝向更小尺寸發(fā)展，光刻工藝對(duì)準(zhǔn)的精度要求也越來越高。

光刻過程中有各種對(duì)準(zhǔn)方式和對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，其中劃道主要標(biāo)記（SPM，Scribe lane Primary Mark）常常用于光刻層與層之間的對(duì)準(zhǔn)，通常SPM在該次光刻工藝中形成在劃道（Scribe lane）中，后層的光刻工藝時(shí)與其對(duì)準(zhǔn)。參照?qǐng)D1，通常一組SPM包括水平劃道主要標(biāo)記（SPM-X）110和豎直劃道主要標(biāo)記（SPM-Y）120，分別用于水平方向和豎直方向的對(duì)準(zhǔn)。水平劃道主要標(biāo)記110為水平方向上的兩組光柵，第一組光柵111的狹縫間距為8μm，第二組光柵112的狹縫距離為8.8μm。所述水平劃道主要標(biāo)記110的尺寸通常為728μm*72μm。豎直劃道主要標(biāo)記120與水平劃道主要標(biāo)記110結(jié)構(gòu)相同，沿豎直方向分布。參照?qǐng)D2，為對(duì)準(zhǔn)過程的原理示意圖，圖中簡(jiǎn)要示意了利用劃道主要標(biāo)記進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)的原理，在對(duì)準(zhǔn)時(shí)，掃描晶圓200，SPM圖案201通過光學(xué)器件202的圖像信號(hào)203落在參考柵204上，由探測(cè)器接受信號(hào)，當(dāng)對(duì)準(zhǔn)成功時(shí)，檢測(cè)到信號(hào)最強(qiáng)。

在集成電路制造工藝中，器件或產(chǎn)品往往都需要進(jìn)行多次光刻工藝以形成多層結(jié)構(gòu)堆疊而成，理想的，每次光刻工藝所形成的結(jié)構(gòu)需要與之前形成的各層結(jié)構(gòu)都對(duì)準(zhǔn)。例如需要形成三層結(jié)構(gòu)時(shí)，第三層結(jié)構(gòu)需要同第一層和第二層結(jié)構(gòu)都對(duì)準(zhǔn)。而在復(fù)雜的光刻工藝中，同一層結(jié)構(gòu)進(jìn)行不止一次的光刻，這樣還需要考慮同層結(jié)構(gòu)之間的對(duì)準(zhǔn)以及與前層的多次光刻的圖案分別的對(duì)準(zhǔn)。而實(shí)際生產(chǎn)中，同時(shí)與2層以上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)相當(dāng)困難，因而通常實(shí)際工藝中采取僅僅與前一層對(duì)準(zhǔn)的方示。但是，這樣并不能兼顧到與多層結(jié)構(gòu)間的對(duì)準(zhǔn)效果，影響光刻精度和器件良率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，用于光刻工藝的對(duì)準(zhǔn)，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記包括一組形成于半導(dǎo)體襯底上的主標(biāo)記，所述主標(biāo)記包括沿第一方向的第一主標(biāo)記和沿第二方向的第二主標(biāo)記，所述第一方向和第二方向垂直，所述第一主標(biāo)記包括N組第一子標(biāo)記，所述第一子標(biāo)記為光柵結(jié)構(gòu)，所述N組第一子標(biāo)記在第二方向組合排列；所述第二主標(biāo)記包括N組第二子標(biāo)記，所述第二子標(biāo)記為光柵結(jié)構(gòu)，所述N組第二子標(biāo)記在第一方向組合排列；所述N為該次光刻工藝需要對(duì)準(zhǔn)的膜層的數(shù)量；所述需要對(duì)準(zhǔn)的膜層中皆形成有一組第一子標(biāo)記和第二子標(biāo)記。

可選的，其特征在于，所述第一方向?yàn)樗椒较颍龅诙较驗(yàn)樨Q直方向。

可選的，所述光柵結(jié)構(gòu)包括多組光柵。

可選的，所述第一主標(biāo)記和第二主標(biāo)記的長(zhǎng)度為700～800μm，寬度為50～100μm。

可選的，每組第一子標(biāo)記的尺寸相同，每組第二子標(biāo)記的尺寸相同。

可選的，每組子標(biāo)記的第一子標(biāo)記和第二子標(biāo)記的長(zhǎng)度為700～800μm，寬度為50/N～100/Nμm。

本發(fā)明的另一面還提供了利用上述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的對(duì)準(zhǔn)方法，所述對(duì)準(zhǔn)方法包括：

在需要對(duì)準(zhǔn)的第一層膜層中形成一組第一子標(biāo)記和一組第二子標(biāo)記；

形成至最后一層需要對(duì)準(zhǔn)的膜層中的各組第一子標(biāo)記和第二子標(biāo)記，以形成所述主標(biāo)記；

利用所述主標(biāo)記進(jìn)行光刻工藝的對(duì)準(zhǔn)。

可選的，各組第一子標(biāo)記和第二子標(biāo)記在其所在膜層的圖案化過程中形成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和對(duì)準(zhǔn)方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的主標(biāo)記由形成在不同層中的子標(biāo)記組成，這樣在對(duì)準(zhǔn)時(shí)，只需要對(duì)準(zhǔn)主標(biāo)記即可同時(shí)與這些層對(duì)準(zhǔn)，并且所述主標(biāo)記與常規(guī)的劃道主要標(biāo)記具有相同的結(jié)構(gòu)，無需對(duì)對(duì)準(zhǔn)方式和對(duì)準(zhǔn)設(shè)備進(jìn)行改動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)，并且不占用額外的劃道空間。能大大提升光刻精度和器件良率。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的劃道主要標(biāo)記的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為對(duì)準(zhǔn)過程的簡(jiǎn)略原理示意圖；

圖3為本實(shí)施例對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)施例對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的對(duì)準(zhǔn)方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心思想在于，提供一種對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記及其對(duì)準(zhǔn)方法，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記由形成于不同層中的多組子標(biāo)記組成，所述多組子標(biāo)記組成的主標(biāo)記與標(biāo)準(zhǔn)的劃道主要標(biāo)記（SPM）相同結(jié)構(gòu)，對(duì)準(zhǔn)時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)方式即可一次與多層結(jié)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)，這樣可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)與多層的對(duì)準(zhǔn)。