CN102645855A

CN102645855A - 增强型全局对准标记和光刻版图

Info

Publication number: CN102645855A
Application number: CN2012101225535A
Authority: CN
Inventors: 岳力挽; 赵新民; 周孟兴; 王彩虹
Original assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Current assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-04-24
Publication date: 2012-08-22

Abstract

一种增强型全局对准标记和光刻版图，其中所述光刻版图，包括：第一方向切割道和与第一方向切割道交叉的第二方向切割道，第一方向垂直于第二方向；位于第一方向切割道和第二方向切割道交叉处的增强型全局对准标记，所述增强型全局对准标记包括：在第一方向的切割道内沿第一方向等间距平行分布的若干第一条形标记，构成第一条形标记阵列；在第二方向切割道内沿第二方向等间距平行分布的若干第二条形标记，第二条形标记对称的分布在第一条形标记阵列的两侧，第一条形标记在第一方向上分布区域的长度大于第二条形标记的长度。在切割道的宽度减小时，提高了对准和套刻的精度。

Description

增强型全局对准标记和光刻版图

技术领域

本发明涉及半导体制作领域，特别涉及一种增强型全局对准标记和光刻版图。

背景技术

随着集成电路制作工艺的不断进步，线宽的不断减小，半导体的布局也已经从普通的单一功能分离器件，演变成整合高密度多功能的集成电路。

在目前半导体的制作过程中，在晶圆上制作半导体器件之前，需对晶圆进行布局设计，将晶圆划分为若干单元区(Die)和位于单元区之间的切割道(Scribe lane)，单元区用于后续形成半导体器件，切割道则是在半导体器件制作完成时，作为封装阶段单元区(Die)分割时的切割线。

光刻是在半导体制作工艺中一个非常重要的步骤，光刻工艺是将掩模板上的图案复制到晶圆表面，其具体过程为：采用旋涂工艺在晶圆上形成光刻胶层；对该光刻胶层进行热处理后置于曝光设备中，通过曝光工艺对所述光刻胶层进行曝光，将掩模板上的图案转移到光刻胶层中；接着对曝光后的光刻胶层进行曝光后热处理，并通过显影工艺进行显影，在光刻胶层中形成光刻图案。

在光刻的版图设计中通常将光刻对准标记(alignment mark)和套刻测量标记(overlay mark)等光刻工艺中所需要用到的光刻标记形成在切割道。

对于不同的曝光设备，其对准标记存在一定的差别，参考图1，图1为现有尼康(Nikon)曝光设备的增强型全局对准标记(Enhance Global Alignmentmark，EGA mark)的布局结构示意图，包括：切割道20；位于切割道20内的增强型全局对准标记10，所述增强型全局对准标记10包括：在切割道20内横向平行排列的若干第一条形标记101，在切割道20内纵向平行排列的若干第二条形标记102，所述第二条形标记102对称的分布在第一条形标记101两侧，第二条形标记102的长度小于切割道20的宽度。

尼康(Nikon)曝光设备在进行对准时，曝光设备的对准单元对增强型全局对准标记10进行扫描，由感应元件生成信号，根据信号的峰宽、峰间距与光刻程序里面设定的标记的宽度、线间距进行对比从而对增强型全局对准标记10进行识别，判断增强型全局对准标记10的中心点所在位置，然后再结合光刻程序里面设定的标记中心点的坐标进行计算，得出这个晶圆的坐标系。

现有的切割道的宽度一般大于等于80微米，但是随着切割技术的不断发展，切割道的宽度不断变窄，比如：60微米、50微米，在切割道中形成的增强型全局对准标记的宽度和长度也要相应的减小，在光刻对准时，造成信号难以识别，影响对准的精度，导致套刻发生偏移。

更多关于光刻版图的介绍请参考公开号为CN 1690859A的中国专利。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种增强型全局对准标记和光刻版图，提高了对准和套刻精度。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种增强型全局对准标记，包括：

沿第一方向等间距平行分布的若干第一条形标记，构成第一条形标记阵列；

沿第二方向等间距平行分布的若干第二条形标记，第一方向垂直于第二方向，第二条形标记对称的分布在第一条形标记阵列的两侧，第一条形标记在第一方向上分布区域的长度大于第二条形标记的长度。

可选的，所述相邻第一条形标记之间的间距等于相邻第二条形标记之间的间距。

可选的，所述相邻第一条形标记之间的间距为8～12微米。

可选的，所述相邻第二条形标记之间的间距为8～12微米。

可选的，所述第一条形标记的宽度等于第二条形标记的宽度。

可选的，所述第一条形标记的宽度大于等于0.5微米。

可选的，所述第二条形标记的宽度大于等于0.5微米。

可选的，所述第一条形标记的宽度与相邻第一条形标记之间的间距之比小于等于0.5。

可选的，所述第二条形标记的宽度与相邻第二条形标记之间的间距之比小于等于0.5。

可选的，所述第一条形标记总数量等于第二条形标记的总数量。

可选的，所述第一条形标记总数量和第二条形标记的总数量的总数量为偶数。

可选的，所述第一条形标记总数量大于等于8。

可选的，所述第二条形标记的总数量大于等于8。

可选的，所述第一条形标记的长度和第二条形标记的长度大于或等于曝光设备的最小识别长度。

可选的，所述第一条形标记的长度大于等于40微米。

可选的，所述第二条形标记的长度大于等于40微米。

本发明实施例还提供了一种光刻版图，包括：

第一方向切割道和与第一方向切割道交叉的第二方向切割道，第一方向垂直于第二方向；

位于第一方向切割道和第二方向切割道交叉处的增强型全局对准标记，所述增强型全局对准标记包括：在第一方向的切割道内沿第一方向等间距平行分布的若干第一条形标记，构成第一条形标记阵列；

在第二方向切割道内沿第二方向等间距平行分布的若干第二条形标记，第二条形标记对称的分布在第一条形标记阵列的两侧，第一条形标记在第一方向上分布区域的长度大于第二条形标记的长度。

可选的，所述第一方向切割道和第二方向切割道的宽度大于等于45微米。

可选的，所述第一方向切割道和第二方向切割道的宽度为45～60微米。

可选的，第一条形标记在第一方向上分布区域的长度大于第二方向切割道的宽度。

可选的，其特征在于，所述相邻第一条形标记之间的间距等于相邻第二条形标记之间的间距。

可选的，所述相邻第一条形标记之间的间距为8～12微米。

可选的，所述相邻第二条形标记之间的间距为8～12微米。

可选的，所述第一条形标记的宽度大于等于0.5微米。

可选的，所述第二条形标记的宽度大于等于0.5微米。

可选的，所述第一条形标记总数量等于第二条形标记的总数量。可选的，所述第一条形标记总数量和第二条形标记的总数量的总数量为偶数。

可选的，所述第一条形标记总数量大于等于8。

可选的，所述第二条形标记的总数量大于等于8。

可选的，所述第一条形标记的长度大于等于40微米。

可选的，所述第二条形标记的长度大于等于40微米。

与现有技术相比，本发明技术方案具有以下优点：

在切割道的交叉处形成增强型全局对准标记，在切割道的宽度减小时，相比于现有的尺寸减小的增强型全局对准标记，增强型全局对准标记的第一条形标记的宽度、相邻第一条形标记之间的间距、第二条形标记的宽度、相邻第二条形标记之间的间距等参数无需减小，能获得准确的扫描波形信号，提高了信号的识别能力和对准的准确性；另外第一条形标记的沿第一方向的分布不会受到第二切割道的限制，可以增加第一条形标记的数量，提高了扫描波形信号的准确性和信号的识别能力，提高对准和套刻的精度。

进一步，相邻第一条形标记之间的间距等于相邻第二条形标记之间的间距，第一条形标记的宽度等于第二条形标记的宽度，所述第一条形标记的宽度与相邻第一条形标记之间的间距之比小于等于0.5，所述第二条形标记的宽度与相邻第二条形标记之间的间距之比小于等于0.5，提高了扫描时信号的识别能力，并且使第一条形标记和第二条形标记保持一定的机械强度和粘附性，防止在化学机械研磨工艺或刻蚀工艺时被破坏。

附图说明

图1为现有增强型全局对准标记的布局结构示意图；

图2为本发明第一实施例增强型全局对准标记的结构示意图；

图3为本发明第二实施例光刻版图的结构示意图。

具体实施方式

随着切割道宽度的不断减小，参考图1，比如：切割道20的宽度为50微米，在切割道20中形成增强型全局对准标记10时，由于切割道20的宽度的变小，要在切割道20中形成增强型全局对准标记10时，增强型全局对准标记10的尺寸必定要小于现有的增强型对准标记的尺寸(切割道宽度为80或70微米内布局的增强型对准标记)，才能使得增强型全局对准标记10布局在宽度减小的切割道内，增强型全局对准标记10尺寸的变化包括：第一条形标记101自身宽度的减小、相邻第一条形标记101间距的减小、第一条形标记101长度的减小、第二条形标记102自身宽度的减小、相邻第二条形标记102间距的减小、第二条形标记102长度的减小等，由于曝光机台在识别增强型全局对准标记对第一条形标记101和第二条形标记102的最小宽度和长度及间距的存在最小分辨率的限制，第一条形标记101和第二条形标记102的宽度和长度及间距的改变会造成曝光设备的感应元件生成的信号难以识别，甚至会产生信号的混淆，从而影响对准的精度，最终导致套刻发生偏移。

为解决上述问题，发明人提出一种增强型全局对准标记和光刻版图，所述光刻版图包括：第一方向切割道和与第一方向切割道交叉的第二方向切割道，第一方向垂直于第二方向；位于第一方向切割道和第二方向切割道交叉处的增强型全局对准标记，所述增强型全局对准标记包括：在第一方向的切割道内沿第一方向等间距平行分布的若干第一条形标记，构成第一条形标记阵列；在第二方向切割道内沿第二方向等间距平行分布的若干第二条形标记，第二条形标记对称的分布在第一条形标记阵列的两侧，第一条形标记在第一方向上分布区域的长度大于第二条形标记的长度。

将增强型全局对准标记形成在第一方向切割道与第二方向切割道交叉的位置，第一条形标记在第一方向切割道内沿第一方向平行分布，第二条形标记在第二方向切割道内沿第二方向平行分布，第一方向切割道与第二方向切割道宽度变小时，第一条形标记和第二条形标记的自身宽度、相邻第一条形标记的间距以及相邻第二条形标记的间距无需减小，提高了对准和套刻的精度，另外第一条形标记的沿第一方向的分布不会受到第二切割道的限制，可以增加第一条形标记的数量，以提高对准的精度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在详述本发明实施例时，为便于说明，示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明的保护范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

参考图2，图2为本发明第一实施例增强型全局对准标记的结构示意图，包括：

沿第一方向等间距平行分布的若干第一条形标记301，构成第一条形标记阵列；

沿第二方向等间距平行分布的若干第二条形标记302，第一方向垂直于第二方向，第二条形标记302对称的分布在第一条形标记阵列的两侧，第一条形标记301在第一方向上分布区域的长度g(第一条形标记阵列的长度)大于第二条形标记302的长度e，第一条形标记301的分布和第二图形标记302的分布具有相同的对称中心s。需要指出的是所述两侧是指第一条形标记301长度两端延伸的方向。

在具体的形成工艺中，第一条形标记301和第二条形标记302是通过刻蚀半导体衬底或材料层形成，第一条形标记301和第二条形标记302为凸起的条状图形，第一条形标记301之间、第二条形标记302之间、第一条形标记301和第二条形标记302之间为凹陷的沟槽，在扫描第一条形标记301和第二条形标记302时，会形成具有波峰和波谷交替的波形信号，曝光设备根据波形信号的峰宽、峰间距与光刻程序里面设定的标记的宽度、线间距进行对比从而对增强型全局对准标记进行识别，判断增强型全局对准标记的中心点所在位置，然后再结合光刻程序里面设定的标记中心点的坐标进行计算，得出这个晶圆的坐标系。

在具体的实施例中建立坐标系时，所述第一方向为x方向或y方向；所述第二方向为x方向或y方向。

所述相邻第一条形标记301之间的间距a等于相邻第二条形标记302之间的间距d，所述相邻第一条形标记301之间的间距a为8～12微米，比如：8微米、9微米、10微米、11微米、12微米，所述相邻第二条形标记302之间的间距b为8～12微米，比如：8微米、9微米、10微米、11微米、12微米，有利于提高信号的识别能力。所述间距a为相邻的第一条形标记301中轴线之间的垂直距离，所述间距d为相邻的第二条形标记302中轴线之间的垂直距离。

所述第一条形标记301的宽度c等于第二条形标记302的宽度f，所述第一条形标记301的宽度c大于等于0.5微米，比如：0.5微米、1微米、1.5微米、2微米、2.5微米、3微米，所述第二条形标记302的宽度f大于等于0.5微米比如：0.5微米、1微米、1.5微米、2微米、2.5微米、3微米，所述第一条形标记301的宽度c与相邻第一条形标记301之间的间距a之比小于等于0.5，所述第二条形标记302的宽度f与相邻第二条形标记302之间的间距d之比小于等于0.5，提高了信号的识别能力，并且使第一条形标记301和第二条形标记302保持一定的机械强度和粘附性，防止在化学机械研磨工艺或刻蚀工艺时被破坏。

所述第一条形标记301的总数量等于第二条形标记302的总数量，所述第一条形标记301的总数量和第二条形标记302的总数量为偶数，所述第一条形标记总数量301大于等于8，所述第二条形标记302的总数量大于等于8，使得扫描信号的波峰和波谷满足一定的数量，提高信号的准确度。

所述第一条形标记301的长度b等于第二条形标记302的长度e，所述第一条形标记301的长度b也可以不等于第二条形标记302的长度e，只需满足第二条形标记302对称的分布在第一条形标记301两侧，所述第一条形标记301和第二对准标记302的长度大于或等于曝光设备的最小识别长度。

本实施例中，所述第一条形标记301的长度b大于等于40微米，第二条形标记302的长度e大于等于40微米。

随着曝光设备的不断发展，当所述曝光设备的最小识别长度变得更小时，所述第一条形标记301的长度b和第二条形标记302的长度e可以小于40微米。

参考图3，图3为本发明第二实施例光刻版图的结构示意图，包括：

第一方向切割道21和与第一方向切割道交叉的第二方向切割道22，第一方向垂直于第二方向；

位于第一方向切割道21和第二方向切割道22交叉处的增强型全局对准标记，增强型全局对准标记的对称中心与交叉中心重合，所述增强型全局对准标记包括：在第一方向的切割道21内沿第一方向等间距平行分布的若干第一条形标记301，构成第一条形标记阵列；

在第二方向切割道22内沿第二方向等间距平行分布的若干第二条形标记302，第二条形标记302对称的分布在第一条形标记阵列的两侧，第一条形标记301在第一方向上分布区域的长度g大于第二条形标记的长度e。需要指出的是所述两侧是指第一条形标记301长度两端延伸的方向。

所述第一方向切割道21的宽度h和第二方向切割道22的宽度l大于等于45微米。当曝光设备能识别长度小于40微米的第一条形标记301和第二条形标记时，所述第一方向切割道21的宽度h和第二方向切割道22的宽度l小于45微米。

所述第一方向切割道宽度h和第二方向切割道22的宽度l为45～60微米，第一条形标记301在第一方向上分布区域的长度g大于第二方向切割道22的宽度l。在切割道的交叉处形成增强型全局对准标记，在切割道的宽度减小时，相比于现有的尺寸减小的增强型全局对准标记，增强型全局对准标记的第一条形标记301的宽度c、相邻第一条形标记301之间的间距a、第二条形标记302的宽度f、相邻第二条形标记302之间的间距d等参数无需减小，能获得准确的扫描波形信号，提高了信号的识别能力和对准的准确性；另外第一条形标记301的沿第一方向的分布不会受到第二切割道22的限制，可以增加第一条形标记301的数量，提高了扫描波形信号的准确性和信号的识别能力，提高对准和套刻的精度。

所述第一条形标记301的宽度c等于第二条形标记302的宽度f，所述第一条形标记301的宽度c大于等于0.5微米，比如：0.5微米、1微米、1.5微米、2微米、2.5微米、3微米，所述第二条形标记302的宽度f大于等于0.5微米，比如：0.5微米、1微米、1.5微米、2微米、2.5微米、3微米，所述第一条形标记301的宽度c与相邻第一条形标记301之间的间距a之比小于等于0.5，所述第二条形标记302的宽度f与相邻第二条形标记302之间的间距d之比小于等于0.5，提高了扫描时信号的识别能力，并且使第一条形标记301和第二条形标记302保持一定的机械强度和粘附性，防止在化学机械研磨工艺或刻蚀工艺时被破坏。

第一条形标记301在第一方向上分布区域的长度g小于感应元件的识别范围(比如：210微米)，所述第一条形标记301在第一方向上分布区域的边界比感应元件的识别范围小20～30微米；第二条形标记302在第二方向上分布区域的长度小于感应元件的识别范围(比如：210微米)，所述第二条形标记302在第一方向上分布区域的边界比感应元件的识别范围小20～30微米，以减少扫描过程中或信号识别过程中噪声信号的影响，提高对准精度。

综上，本发明实施例提供的增强型全局对准标记和光刻版图，在切割道的交叉处形成增强型全局对准标记，在切割道的宽度减小时，相比于现有的尺寸减小的增强型全局对准标记，增强型全局对准标记的第一条形标记的宽度、相邻第一条形标记之间的间距、第二条形标记的宽度、相邻第二条形标记之间的间距等参数无需减小，能获得准确的扫描波形信号，提高了信号的识别能力和对准的准确性；另外第一条形标记的沿第一方向的分布不会受到第二切割道的限制，可以增加第一条形标记的数量，提高了扫描波形信号的准确性和信号的识别能力，提高对准和套刻的精度。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种增强型全局对准标记，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的增强型全局对准标记，其特征在于，所述相邻第一条形标记之间的间距等于相邻第二条形标记之间的间距。

3.如权利要求2所述的增强型全局对准标记，其特征在于，所述相邻第一条形标记之间的间距为8～12微米。

4.如权利要求2所述的增强型全局对准标记，其特征在于，所述相邻第二条形标记之间的间距为8～12微米。

5.如权利要求1所述的增强型全局对准标记，其特征在于，所述第一条形标记的宽度等于第二条形标记的宽度。

6.如权利要求5所述的增强型全局对准标记，其特征在于，所述第一条形标记的宽度大于等于0.5微米。

7.如权利要求5所述的增强型全局对准标记，其特征在于，所述第二条形标记的宽度大于等于0.5微米。

8.如权利要求2或5所述的增强型全局对准标记，其特征在于，所述第一条形标记的宽度与相邻第一条形标记之间的间距之比小于等于0.5。

9.如权利要求2或5所述的增强型全局对准标记，其特征在于，所述第二条形标记的宽度与相邻第二条形标记之间的间距之比小于等于0.5。

10.如权利要求1所述的增强型全局对准标记，其特征在于，所述第一条形标记总数量等于第二条形标记的总数量。

11.如权利要求10所述的增强型全局对准标记，其特征在于，所述第一条形标记总数量和第二条形标记的总数量的总数量为偶数。

12.如权利要求11所述的增强型全局对准标记，其特征在于，所述第一条形标记总数量大于等于8。

13.如权利要求11所述的增强型全局对准标记，其特征在于，所述第二条形标记的总数量大于等于8。

14.如权利要求5所述的增强型全局对准标记，其特征在于，所述第一条形标记的长度和第二条形标记的长度或大于等于曝光设备的最小识别长度。

15.如权利要求14所述的增强型全局对准标记，其特征在于，所述第一条形标记的长度大于等于40微米。

16.如权利要求14所述的增强型全局对准标记，其特征在于，所述第二条形标记的长度大于等于40微米。

17.一种光刻版图，其特征在于，包括：

18.如权利要求17所述的光刻版图，其特征在于，所述第一方向切割道和第二方向切割道的宽度大于等于45微米。

19.如权利要求18所述的光刻版图，其特征在于，所述第一方向切割道和第二方向切割道的宽度为45～60微米。

20.如权利要求19所述的光刻版图，其特征在于，第一条形标记在第一方向上分布区域的长度大于第二方向切割道的宽度。

21.如权利要求17所述的光刻版图，其特征在于，其特征在于，所述相邻第一条形标记之间的间距等于相邻第二条形标记之间的间距。

22.如权利要求21所述的光刻版图，其特征在于，所述相邻第一条形标记之间的间距为8～12微米。

23.如权利要求21所述的光刻版图，其特征在于，所述相邻第二条形标记之间的间距为8～12微米。

24.如权利要求17所述的光刻版图，其特征在于，所述第一条形标记的宽度等于第二条形标记的宽度。

25.如权利要求24所述的光刻版图，其特征在于，所述第一条形标记的宽度大于等于0.5微米。

26.如权利要求24所述的光刻版图，其特征在于，所述第二条形标记的宽度大于等于0.5微米。

27.如权利要求21或24所述的光刻版图，其特征在于，所述第一条形标记的宽度与相邻第一条形标记之间的间距之比小于等于0.5。

28.如权利要求21或24所述的光刻版图，其特征在于，所述第二条形标记的宽度与相邻第二条形标记之间的间距之比小于等于0.5。

29.如权利要求17所述的光刻版图，其特征在于，所述第一条形标记总数量等于第二条形标记的总数量。

30.如权利要求29所述的光刻版图，其特征在于，所述第一条形标记总数量和第二条形标记的总数量的总数量为偶数。

31.如权利要求30所述的光刻版图，其特征在于，所述第一条形标记总数量大于等于8。

32.如权利要求30所述的光刻版图，其特征在于，所述第二条形标记的总数量大于等于8。

33.如权利要求24所述的光刻版图，其特征在于，所述第一条形标记的长度和第二条形标记的长度大于或等于曝光设备的最小识别长度。

34.如权利要求33所述的光刻版图，其特征在于，所述第一条形标记的长度大于等于40微米。

35.如权利要求33所述的光刻版图，其特征在于，所述第二条形标记的长度大于等于40微米。