CN103872022A

CN103872022A - 对准图形及晶圆

Info

Publication number: CN103872022A
Application number: CN201410110062.8A
Authority: CN
Inventors: 吴佳宏
Original assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Current assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2014-03-24
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2034-03-24
Also published as: CN103872022B

Abstract

本发明揭示了一种对准图形，用于在测量机台上对准晶圆，所述晶圆包括多个阵列的投影曝光区域，相邻的所述投影曝光区域通过切割道相隔离，所述对准图形位于所述投影曝光区域边侧的所述切割道内。本发明还提供包括所述对准图形的晶圆。在本发明的对准图形中，所述投影曝光区域边侧的所述切割道内没有其他干扰图形，并且位于所述切割道与所述对准图形之间的对比度高，在测量机台的光学显微镜下，所述对准图形与背景颜色黑白分明，可以精确定位晶圆的位置，提高量测效率。

Description

对准图形及晶圆

技术领域

本发明涉及半导体晶圆对准技术领域，特别是涉及一种对准图形及晶圆。

背景技术

在半导体芯片制造中包括多道工艺，在每一道工艺实施之后，需要使用量测等手段，监控该工艺是否达标。例如，对于介质化学气相沉积(DCVD)、干法刻蚀(ETCH)、湿法刻蚀(WET)、化学机械抛光(CMP)等工艺，在工艺步骤完成后，需要量测晶圆上指定位置的单层薄膜的厚度或总厚度；又如，光刻(PHOTO)、干法刻蚀(ETCH)等工艺，在工艺步骤完成后，需要量测晶圆上指定位置的特征尺寸(CD)，等等。

以膜厚机台量测薄膜厚度为例，一般的晶圆分为有图形(pattern)晶圆和无图形晶圆。无图形晶圆无需对准图形，测量简单。对于有图形晶圆的测量流程是如下：

首先，机械臂抓取待测晶圆，放置于对准器(aligner)上，通过旋转晶圆，使用红外线扫描晶圆晶边，测得晶圆边界和刻痕(notch)位置，从而对晶圆的中心和notch对准；

接着，机械臂将晶圆抓取放置于量测台(stage)上。放置在stage上的晶圆再通过光学扫描定位晶圆位置。一般为三点位置、六点位置、九点位置、十二点位置和边界，(notch一般为六点位置)；

然后，通过光学寻找程式(recipe)中已定义的(一般是通过前期调整train过)的对准图形(又称独特点，unique pattern)进行对准定位。通过unique pattern找到没有shot(投影曝光)的参考点(一般为shot的左下点)，作为shot的原点，通过此原点，及程式中已经train过的量测垫(measurement pad)的相对位置，找到量测垫(其上具有量测点)。继而完成对所选择的量测点进行测量。

然而，在实际操作中，找到合适的unique pattern并不容易。一般默认选取shot的左下点，即光刻的锁紧角(locking corner)作为参考区域。但是现有技术的unique pattern很难定位，无法完成量测。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种对准图形及晶圆，能够准确定位，提高量测效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种对准图形，用于在测量机台上对准晶圆，所述晶圆包括多个阵列的投影曝光区域，相邻的所述投影曝光区域通过切割道相隔离，所述对准图形位于所述投影曝光区域边侧的所述切割道内。

进一步的，在所述对准图形中，所述对准图形至少包括一条第一向线和一第二向线，所述第一向线在第一方向延伸，所述第二向线在第二方向延伸，所述第一方向和第二方向相垂直。

进一步的，在所述对准图形中，所述第一向线和第二向线单独排列，互不交叉。

进一步的，在所述对准图形中，多个所述第一向线组成一排列组，所述对准图形包括至少一组所述排列组。

进一步的，在所述对准图形中，每个排列组包括2-5个所述第一向线。

进一步的，在所述对准图形中，所述对准图形包括两条以上所述第二向线，每相邻两条的所述第二向线之间排列至少一组所述排列组。

进一步的，在所述对准图形中，每相邻两条的所述第二向线之间排列2-4组所述排列组。

进一步的，在所述对准图形中，所述对准图形还包括一对准框，所述第一向线和第二向线位于所述对准框的范围内。

进一步的，在所述对准图形中，所述对准框与所述第一向线和第二向线位于相邻的膜层。

进一步的，在所述对准图形中，所述第一方向为所述晶圆的纵向，所述第二方向为所述晶圆的横向；或，所述第一方向为所述晶圆的横向，所述第二方向为所述晶圆的纵向。

进一步的，在所述对准图形中，所述对准图形为方形，所述对准图形的边长为40μm～250μm。

根据本发明的另一面，本发明还提供一种晶圆，包括如上所述的任意一中所述的对准图形。

与现有技术相比，本发明提供的对准图形及晶圆具有以下优点：

本发明提供的对准图形及晶圆中，所述对准图形用于在测量机台上对准晶圆，所述晶圆包括多个阵列的投影曝光区域，相邻的所述投影曝光区域通过切割道相隔离，所述对准图形位于所述投影曝光区域边侧的所述切割道内。与现有技术相比，所述投影曝光区域边侧的所述切割道内没有其他干扰图形，并且位于所述切割道与所述对准图形之间的对比度高，在测量机台的光学显微镜下，所述对准图形与背景颜色黑白分明，可以精确定位晶圆的位置，提高量测效率。

附图说明

图1为本发明一实施例中晶圆的示意图；

图2为本发明一实施例中对准图形的示意图；

图3为本发明一实施例中在测量机台的光学显微镜下对准图形的照片。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的对准图形及晶圆进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明的核心思想在于，提供一种对准图形，所述对准图形用于在测量机台上对准晶圆，所述晶圆包括多个阵列的投影曝光区域，相邻的所述投影曝光区域通过切割道相隔离，所述对准图形位于所述投影曝光区域边侧的所述切割道内。所述投影曝光区域边侧的所述切割道内没有其他干扰图形，并且位于所述切割道与所述对准图形之间的对比度高，在测量机台的光学显微镜下，所述对准图形与背景颜色黑白分明，可以精确定位晶圆的位置，提高量测效率。

进一步的，本发明还提供一种晶圆，包括如上所述的对准图形。

以下结合图1-3，具体说明本发明的对准图形及晶圆。其中，图1为本发明一实施例中晶圆的示意图；图2为本发明一实施例中对准图形的示意图；图3为本发明一实施例中在测量机台的光学显微镜下对准图形的照片。

如图1所述晶圆2包括多个阵列的投影曝光区域11和11’，其中，所述投影曝光区域11位于所述晶圆2的中间区域，所述投影曝光区域11’位于所述晶圆2的边缘区域，一个所述投影曝光区域11或11’为光刻工艺中依次shot(投影曝光)形成。其中，所述投影曝光区域11可以在后续的工艺中制备芯片，，所述投影曝光区域11’往往不被作为芯片，此为本领域的公知常识，在此不做赘述。相邻的所述投影曝光区域之间(所述投影曝光区域11之间、所述投影曝光区域11’之间、所述投影曝光区域11与投影曝光区域11’之间)通过切割道110相隔离，所述对准图形1位于所述投影曝光区域11边侧的所述切割道110内，且每一个所述对准图形1对应一个所述投影曝光区域11。

在图1中，示意地画出了4个所述投影曝光区域11，但是，所述投影曝光区域11的个数并不限于4个，可以根据需要进行设置。每一个所述投影曝光区域11的下方具有相对应的所述对准图形1，共有4个所述对准图形1。本领域的普通技术人员可以理解，所述投影曝光区域11边侧并不限于所述投影曝光区域11的下方，还可以为所述投影曝光区域11的上方、左方、右方，所述投影曝光区域11边侧并不包括所述投影曝光区域11的边角21位置。

如图2所示，所述对准图形1至少包括一条第一向线120和一第二向线130，所述第一向线120在第一方向延伸，所述第二向线130在第二方向延伸，所述第一方向和第二方向相垂直。较佳的，在本实施例中，所述第一方向为所述晶圆1的横向X方向，所述第二方向为所述晶圆1的纵向Y方向。但是，在本发明的其它实施例中，所述第一方向还可以为所述晶圆1的纵向Y方向，所述第二方向为所述晶圆1的横向X方向，等等。

较佳的，所述第一向线120和第二向线130单独排列，互不交叉，有利于提高图形的分辨率。在本发明的其它实施例中，所述第一向线120和第二向线130还可以交叉排列，如排列成“十”字形等。

进一步的，多个所述第一向线130组成一排列组131，所述对准图形1包括至少一组所述排列组131。优选的，每个排列组131包括2-5个所述第一向线130，例如，3个、4个等等，有利于提高所述对准图形1的辨识度。

在本实施例中，所述对准图形1包括两条以上所述第二向线120，在图2中画出了2条所述第二向线120，所述第二向线120还可以为3条、4条或更多。每相邻两条的所述第二向线120之间排列至少一组所述排列组131。

优选的，每相邻两条的所述第二向线130之间排列2-4组所述排列组131，例如3组。每组所述排列组131内的所述第二向线130之间的距离为L1，相邻所述排列组131的所述第二向线130之间的距离为L2，L1≠L2，有利于提高所述对准图形1的辨识度。

较佳的，所述对准图形1还包括一对准框140，所述第一向线120和第二向线130位于所述对准框140的范围内。所述对准框140的形状可以为四边形或多边形等等。在本实施例中，所述对准图形1为方形，所述对准图形1的边长为40μm～250μm，例如50μm、80μm、100μm、150μm、200μm，等等。

本领域的普通技术人员可以理解，所述第一向线120、第二向线130和对准框140与所述切割道110位于不同的膜层，才可以制备出所述第一向线120、第二向线130和对准框140的图形，并且在测量机台的光学显微镜下呈现出不同的亮度。

优选的，在本实施例中，所述对准框140与所述第一向线120、第二向线130位于相邻的膜层，所述第一向线120和第二向线130位于同一膜层，使得在测量机台的光学显微镜下，所述对准框140与所述第一向线120、第二向线130的亮度不同，有利于提高所述对准图形1的辨识度。

在膜厚机台量测所述晶圆2的薄膜厚度为例，通过光学寻找程式中已定义的所述对准图形1，通过所述对准图形1找到对应的所述投影曝光区域11，并找到量测垫，继而完成对所选择的量测点进行测量。

在测量机台的光学显微镜下对准图形的照片如图3所示，在图3中，所述对准图形1与背景(所述切割道)颜色黑白分明，可以精确定位晶圆的位置，提高量测效率。

本发明提供一种对准图形及晶圆，所述对准图形用于在测量机台上对准晶圆，所述晶圆包括多个阵列的投影曝光区域，相邻的所述投影曝光区域通过切割道相隔离，所述对准图形位于所述投影曝光区域边侧的所述切割道内。与现有技术下，本发明的对准图形及晶圆具有以下优点：

所述投影曝光区域边侧的所述切割道内没有其他干扰图形，并且位于所述切割道与所述对准图形之间的对比度高，在测量机台的光学显微镜下，所述对准图形与背景颜色黑白分明，可以精确定位晶圆的位置，提高量测效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种对准图形，其特征在于，用于在测量机台上对准晶圆，所述晶圆包括多个阵列的投影曝光区域，相邻的所述投影曝光区域通过切割道相隔离，所述对准图形位于所述投影曝光区域边侧的所述切割道内。

2.如权利要求1所述的对准图形，其特征在于，所述对准图形至少包括一条第一向线和一第二向线，所述第一向线在第一方向延伸，所述第二向线在第二方向延伸，所述第一方向和第二方向相垂直。

3.如权利要求2所述的对准图形，其特征在于，所述第一向线和第二向线单独排列，互不交叉。

4.如权利要求2所述的对准图形，其特征在于，多个所述第一向线组成一排列组，所述对准图形包括至少一组所述排列组。

5.如权利要求4所述的对准图形，其特征在于，每个排列组包括2-5个所述第一向线。

6.如权利要求4所述的对准图形，其特征在于，所述对准图形包括两条以上所述第二向线，每相邻两条的所述第二向线之间排列至少一组所述排列组。

7.如权利要求6所述的对准图形，其特征在于，每相邻两条的所述第二向线之间排列2-4组所述排列组。

8.如权利要求2所述的对准图形，其特征在于，所述对准图形还包括一对准框，所述第一向线和第二向线位于所述对准框的范围内。

9.如权利要求2所述的对准图形，其特征在于，所述对准框与所述第一向线和第二向线位于相邻的膜层。

10.如权利要求2所述的对准图形，其特征在于，所述第一方向为所述晶圆的纵向，所述第二方向为所述晶圆的横向；或，所述第一方向为所述晶圆的横向，所述第二方向为所述晶圆的纵向。

11.如权利要求1所述的对准图形，其特征在于，所述对准图形为方形，所述对准图形的边长为40μm～250μm。

12.一种晶圆，其特征在于，包括如权利要求1-11中任意一项所述的对准图形。