CN105607435B - 五级衍射光栅结构及其制备方法、晶圆光刻对准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种五级衍射光栅结构及其制备方法、晶圆光刻对准方法。在该五级衍射光栅结构包括晶圆以及形成于晶圆上的光栅图形结构。光栅图形结构由光栅精细结构单元组成，光栅精细结构单元的宽度为一个光栅周期，所述光栅精细结构单元在宽度方向上等分为20个区域，每个区域上设置有第一图形结构1st或第二图形结构2nd；1st和2nd在光栅图形结构的宽度方向上按照不同顺序排列形成不同的光栅精细结构单元，所述光栅精细结构单元为第一光栅精细结构单元、第二光栅精细结构单元或第三光栅精细结构单元。该光栅结构能够有效提高光栅的衍射光强，增大光刻时在对准光栅之上涂覆材料及其厚度的可选择范围，降低对准不确定性范围，提高精确对准精度。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种提高晶圆光刻对准的五级衍射光栅结构及其制备方法，此外本发明还涉及一种晶圆光刻对准方法。
背景技术
高精度光刻对准是微纳器件制作所持续面临的重要问题，目前常用的精确对准结构是光栅图形结构，基于相位光栅原理，当单色探测光垂直入射到该光栅图形结构时，反射光在不同角度存在各级衍射光，通过特定光学结构将不同衍射级次光强分离，可以实现远小于对准结构尺寸的精确的光栅定位目的。
目前集成电路芯片制造公司在193nm光刻过程中比较常用的光栅图形结构为同时包含一级衍射光和五级衍射光的AH53结构。组成该光栅图形结构的光栅精细结构单元的俯视图和侧视图如图1所示，其中，00指俯视图，该俯视图中0和π表示探测光垂直照射到该光栅图形结构时的反射光在同一近邻高度位置的相位，所谓近邻高度位置，指光从衍射结构出射时的近场光学有效高度，通常与光波长量级相当；为便于计算和理解，本发明将光栅图形结构的顶层高度位置作为相位监测的近邻高度位置。01和02是同一光学衍射结构对应的相位相反的两种侧视图。由于光学相位0和π是相对值，因此01和02结构所对应的衍射级次和衍射光强完全相同。
图1所示的AH53结构的0/1/2/3/4/5/6/7级衍射光强的晶圆质量WQ分别为：39.6/25/3.3/2.7/15/36/6.6/0.5。可见，第1级衍射光WQ为25，第5级衍射光WQ为36。同时，其最大的衍射光WQ为0级衍射光，由于0级衍射光会干扰其它衍射级次的光强，因此，AH53结构中较强的0级衍射光会导致其它衍射级次的对比度较低，降低了AH53结构的对准精度。在某些特定光刻工艺过程中，例如刻蚀或化学机械抛光等造成AH53对准标记发生部分损坏而导致第5级衍射光强很弱，此时有可能采用第3级衍射光进行精对准，但是AH53的第3级衍射光WQ只有2.7，不利于在此情形下的光刻对准。在某些应用条件下，例如在光栅图形结构上层涂覆高吸光材料涂层时，反射到探测器中的衍射光强将非常低，甚至无法在探测器中收集到足够强的衍射光强，在这种情况下，为了实现晶圆对准，需要在光刻工艺中对覆盖光栅图形结构的晶圆顶层高吸收涂层进行部分去除等开孔操作，从而造成了额外使用一块掩模版，或必须更换顶层涂层材料等不利影响。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种提高光栅衍射光强的五级衍射光栅结构及其制备方法，以提高光刻对准精度，同时增大光刻时在光栅图形结构上涂覆材料及其厚度的可选择范围，从而为集成电路向更小技术节点研发和量产提供精确对准保证。
此外，本发明还提供了一种晶圆光刻对准方法。
为了达到上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种五级衍射光栅结构，包括：
晶圆；
形成于所述晶圆上的光栅图形结构；
其中，所述光栅图形结构由一个光栅精细结构单元组成或者由多个光栅精细结构单元循环排列组成，所述光栅精细结构单元的宽度为一个光栅周期，所述光栅精细结构单元在宽度方向上等分为20个区域，所述20个区域的每个区域上设置有第一图形结构1st或第二图形结构2nd；
所述第一图形结构1st和第二图形结构2nd在光栅图形结构的宽度方向上按照不同顺序排列形成不同的光栅精细结构单元，所述光栅精细结构单元为第一光栅精细结构单元、第二光栅精细结构单元或第三光栅精细结构单元；
所述第一光栅精细结构单元的结构为：{1st 1st 1st 1st 1st 1st 2nd 2nd 1st1st 2nd 2nd 2nd 2nd 2nd 2nd 1st 1st 2nd 2nd}；
所述第二光栅精细结构单元的结构为：{1st 1st 1st 1st 1st 1st 2nd 2nd 1st1st 2nd 2nd 1st 2nd 2nd 2nd 1st 1st 2nd 1st}；
所述第三光栅精细结构单元的结构为：{1st 1st 1st 1st 1st 1st 2nd 2nd 1st1st 2nd 2nd 1st 2nd 2nd 2nd 1st 1st 2nd 2nd}；
其中，第一图形结构1st和第二图形结构2nd在同一近邻高度位置下的光学相位相差π。
可选地，所述晶圆为空白晶圆或者已经制作好前层图形的晶圆。
可选地，所述光栅周期为16微米或者17.6微米。
可选地，所述结构还包括：
覆盖在所述光栅图形结构上的至少一层材料层。
一种五级衍射光栅结构的制备方法，包括：
提供晶圆；
对所述晶圆进行光刻和刻蚀，以在所述晶圆上形成光栅图形结构；
其中，所述光栅图形结构由一个光栅精细结构单元组成或者由多个光栅精细结构单元循环排列组成，所述光栅精细结构单元的宽度为一个光栅周期，所述光栅精细结构单元在宽度方向上等分为20个区域，所述20个区域的每个区域上分别设置有第一图形结构1st或第二图形结构2nd；
所述第一图形结构1st和第二图形结构2nd在光栅图形结构的宽度方向上按照不同顺序排列形成不同的光栅精细结构单元，所述光栅精细结构单元为第一光栅精细结构单元、第二光栅精细结构单元或第三光栅精细结构单元；
所述第一光栅精细结构单元的结构为：{1st 1st 1st 1st 1st 1st 2nd 2nd 1st1st 2nd 2nd 2nd 2nd 2nd 2nd 1st 1st 2nd 2nd}；
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其中，第一图形结构1st和第二图形结构2nd在同一近邻高度位置下的光学相位相差π。
可选地，所述晶圆为空白晶圆或者已经制作好前层图形的晶圆。
可选地，所述光栅周期为16微米或者17.6微米。
可选地，所述方法还包括：
在所述光栅图形结构上覆盖至少一层材料层。
一种晶圆光刻对准方法，其特征在于，包括：
对上述任意实施例所述的五级衍射光栅结构采用单色探测光垂直入射；
接收从所述五级衍射光栅结构中射出的反射光，并从所述反射光中分别筛选出第1级和第5级衍射级次光强；
利用所述第1级衍射级次光强检测和标定所述五级衍射光栅结构的中心位置，实现晶圆光刻粗对准；
利用所述第5级衍射级次光强检测和标定所述五级衍射光栅结构的中心位置，实现晶圆光刻精对准。
可选地，所述单色探测光的波长覆盖从可见光到红外光的波段。
可选地，所述单色探测光的波长为633nm、532nm、近红外波长或远红外波长。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的五级衍射光栅结构可以由第一光栅精细结构单元、第二光栅精细结构单元或第三光栅精细结构单元循环组成。其中，第一光栅精细结构单元的第1级衍射光晶圆质量WQ比AH53结构的第1级衍射光WQ高52％，可以在粗对准和精对准过程中发挥巨大的优势。并且该结构的第3级衍射光的WQ为29，远高于AH53的第3级衍射光WQ，使得该结构可以同时基于第3级衍射光进行对准作业。第二光栅精细结构单元的第1级和第5级衍射光的WQ分别为30和40，均高于AH53结构的相关WQ。第三光栅精细结构单元在轻微损失第1级衍射光WQ的基础上(21.5)，有效提高了第5级衍射光WQ(50)，其第5级衍射光WQ比AH53结构的第5级衍射光WQ高38.9％。由此可知，包括第一、第二或第三光栅精细结构单元的五级衍射光栅结构能够有效提高光栅的衍射光强，增大光刻时在对准光栅之上涂覆材料及其厚度的可选择范围，降低对准不确定性范围，提高精确对准精度，从而为集成电路向更小技术节点研发和量产提供精确对准保证。
附图说明
为了清楚地理解本发明的具体实施方式，下面将描述本发明具体实施方式时用到的附图做一简要说明。显而易见地，这些附图仅是本发明的部分实施例，本领域技术人员在未付出创造性劳动的前提下，还可以获得其它附图。
图1是相关技术中AH53结构的光栅精细结构单元的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的五级衍射光栅结构制备方法流程示意图；
图3是本发明提供的AMM5_1结构的光栅精细结构单元的结构示意图；
图4是本发明提供的AMM5_2结构的光栅精细结构单元的结构示意图；
图5是本发明提供的AMM5_3结构的光栅精细结构单元的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的晶圆光刻对准方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的发明目的、技术方案和技术效果更加清楚、完整，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。
为了更好地理解本发明，下面首先对本发明常用术语进行解释。
晶圆质量(Wafer Quality，简称WQ)是标定晶圆对准光强的一个指标，WQ＝100指在硅晶圆表面上长宽比为1:1刻蚀、深度为探测波长四分之一深度的光栅图形结构的第1级衍射光强归一化值。
一般地，根据周期排布原理，光栅精细结构单元向左或向右循环移位形成的结构具有相同的光栅性质，其视为一种结构。
首先介绍本发明实施例提供的五级衍射光栅结构的制备方法。图2是本发明实施例提供的五级衍射光栅结构的制备方法流程示意图。如图2所示，该制备方法包括以下步骤：
S201、提供晶圆：
需要说明的是，在本发明实施例中，晶圆可以为空白晶圆，还可以为已经制作好前层图形的晶圆。其中，空白晶圆即为空白衬底，其上面没有制作任何材料层。
S202、对所述晶圆进行光刻和刻蚀，以在所述晶圆上形成光栅图形结构：
本步骤具体可以通过以下具体实施方式实现，该具体实施方式包括以下步骤：
S2021、在待形成的光栅图形结构的宽度方向上，按照光栅周期的宽度将晶圆表面划分：
在本发明实施例中，光栅周期可以为16微米，也可以为17.6微米。
S2022、将每个光栅周期对应的晶圆表面区域在待形成的光栅图形结构的宽度方向上等分为20个区域。
S2023、对晶圆进行光刻和刻蚀，以在等分后的每个区域上形成第一图形结构1st或第二图形结构2nd，进而在晶圆上形成光栅图形结构：
需要说明的是，在本发明实施例中，光栅图形结构由一个光栅精细结构单元组成或多个光栅精细结构单元循环排列组成。所述光栅精细结构单元的宽度为一个光栅周期。根据上述晶圆表面区域的划分方法可知，一个光栅精细结构单元在宽度方向上包括20个等分区域。经过光刻和刻蚀后，这20个等分区域的每个区域上设置有第一图形结构1st或第二图形结构2nd。需要说明的是，在本发明实施例中，第一图形结构1st或第二图形结构2nd可以为凹槽结构或非凹槽结构，并且，当第一图形结构1st为凹槽结构时，第二图形结构2nd为非凹槽结构，当第一图形结构1st为非凹槽结构时，第二图形结构2nd为凹槽结构。
所述第一图形结构1st和第二图形结构2nd在光栅图形结构的宽度方向上按照不同顺序排列形成不同的光栅精细结构单元。在本发明实施例中，所述光栅精细结构单元可以为第一光栅精细结构单元、第二光栅精细结构单元或第三光栅精细结构单元；
所述第一光栅精细结构单元的结构为：{1st 1st 1st 1st 1st 1st 2nd 2nd 1st1st 2nd 2nd 2nd 2nd 2nd 2nd 1st 1st 2nd 2nd}；
所述第二光栅精细结构单元的结构为：{1st 1st 1st 1st 1st 1st 2nd 2nd 1st1st 2nd 2nd 1st 2nd 2nd 2nd 1st 1st 2nd 1st}；
所述第三光栅精细结构单元的结构为：{1st 1st 1st 1st 1st 1st 2nd 2nd 1st1st 2nd 2nd 1st 2nd 2nd 2nd 1st 1st 2nd 2nd}；
其中，第一图形结构1st和第二图形结构2nd在同一近邻高度位置下的光学相位相差π。更具体地说，在忽略光栅图形结构之上涂覆的材料层的前提下，第一图形结构1st和第二图形结构2nd在同一近邻高度位置下的光学相位相差π。
在本发明实施例中，由第一、第二或第三光栅精细结构单元组成的光栅图形结构具有不同的各级次衍射光强。
为了后续描述方便，我们将第一、第二和第三光栅精细结构单元分别命名为AMM5_1、AMM5_2、AMM5_3。
为了清楚地理解AMM5_1、AMM5_2、AMM5_3的结构，图3示例出AMM5_1的结构，其中，a1为AMM5_1结构的俯视图，b1和c1分别为AMM5_1结构对应的相位相反的两种侧视图。图4示例出AMM5_2的结构，其中，a2为AMM5_2结构的俯视图，b2和c2分别为AMM5_2结构对应的相位相反的两种侧视图。图5示例出AMM5_3的结构，其中，a3为AMM5_3结构的俯视图，b3和c3分别为AMM5_3结构对应的相位相反的两种侧视图。
在图3至图5中，俯视图中的阴影结构表示第一图形结构1st，空白结构表示第二图形结构2nd。0和π分别表示当探测光垂直照射到AMM5_1、AMM5_2、AMM5_3上时，其在各个图形结构上形成的反射光在同一近邻高度位置的相位。当第一图形结构1st的相位为0时，第二图形结构2nd的相位为π。
图3至图5的侧视图中，突出结构表示第一图形结构1st，凹陷结构表示第二图形结构2nd。更具体地说，当第一图形结构1st为非凹槽结构，第二图形结构2nd为凹槽结构时，在图3至图5所示的侧视图中，突出结构可以为非凹槽结构，凹陷结构表示凹槽结构。
由于光学相位0和π是相对值，因此，AMM5_1的两个侧视图所对应的衍射级次和衍射光强完全相同。同理，AMM5_2和AMM5_3的两个侧视图所对应的衍射级次和衍射光强完全相同。
为了更清楚地了解本发明的光栅结构与现有技术中的AH53结构的各级次衍射光强，表1示例出AH53、AMM5_1、AMM5_2和AMM5_3结构的不同衍射级次的WQ值。
表1
从表1中可以看出：通过衍射光学计算表明：AMM5_1光栅图形结构的反射光只存在奇数级衍射光强，其第1级、第3级、第5级衍射光强的归一化值分别为38、29、36。对照的，ASML公司提出的AH53光栅图形结构的第1级、第3级和第5级衍射光强归一化值分别为25、2.7、36。AMM5_1光栅图形结构的第1、3、5级衍射光归一化值分别比AH53结构第1、3、5级衍射光的归一化值高52％、974％、0，即AMM5_1光栅图形结构可以选择第1级、第3级和第5级衍射级数进行粗对准和精对准。其第1级和第5级衍射光WQ相当，有助于在粗对准和精对准过程中快速确定光栅位置，降低对准误差。该结构的另一个巨大优势在于其不存在偶数级衍射光，由此可以极大地降低由于实际制作工艺过程中线条左右两边受损等带来的对准中心位置误差,提高奇数级衍射光的光强对比度。
如表1所示，AMM5_2光栅图形结构的第1级和第5级衍射光强的归一化值分别为30和40，比AH53的第1级和第5级衍射光强的归一化值WQ分别高20％和11.1％。在该结构中，第1级和第5级衍射光强WQ同时增加，有助于增强粗对准和精对准的对准速度和对准精度，特别是对于顶层覆盖有高吸收系数的晶圆的光刻对准。
继续如表1所示，AMM5_3光栅图形结构的第1级和第5级衍射光强的归一化值分别为21.5和50，和AH53的WQ相比，分别变化了-14％和38.9％。该结构在第1级衍射光WQ微弱降低的情况下，第5级衍射光WQ得到大幅度提升，该结构有助于提升精确对准精度，特别是在更小技术节点的晶圆光刻过程中，并且第1级衍射光能够保证粗对准需求的条件下。
由表1数据可知，通过以上实施方式制备出的包括第一、第二或第三光栅精细结构单元的五级衍射光栅结构，能够有效提高光栅的衍射光强，增大光刻时在对准光栅之上涂覆材料及其厚度的可选择范围，降低对准不确定性范围，提高精确对准精度，从而为集成电路向更小技术节点研发和量产提供精确对准保证。
需要指出的是，按照周期排列原理，将第一、第二、第三光栅精细结构单元的图形结构排列向左或向右循环平移任意尺寸得到的结构视为第一、第二、第三光栅精细结构单元的等同结构。根据相位光栅规律，同一个光栅精细结构单元中1st和2nd结构位置互换及其向左或向右循环平移等形成的新的光栅图形结构，被视为等同结构。
另外，在本发明提供的五级衍射光栅结构的制备方法中，其制备的一种五级衍射光栅结构中的光栅精细单元结构只能包括第一、第二或第三光栅精细结构单元中的一种，不能同时包括两种或三种。
另外，由于本发明所述的晶圆可以为空白晶圆，也可以为已经制作好前层图形的晶圆。所以，本发明实施例不限定形成光栅图形结构的材料，也不限定材料的层数。具体地说，本发明实施例形成的光栅图形结构的材料可以为空白晶圆对应的材料，也可以为制作在晶圆上的前层图形对应的材料。
此外，在本发明提供的光栅图形结构中，仅包括第一图形结构1st和第二图形结构2nd，并且，在忽略光栅图形结构之上涂覆的材料层的前提下，第一图形结构和第二图形结构2nd在同一近邻高度位置下的光学相位相差π。因此，通过本发明制备方法制出的光栅图形结构只包含两种不同相位，如此在图形制作过程中，仅需要一次刻蚀，因此，该方法的制备方法较为简便。
此外，光栅精细结构单元中的最小精细结构(即每一等分区域)的宽度在百纳米量级，远大于目前深紫外光刻的最小图形尺寸。因此，该图形结构非常有利于光刻和刻蚀实现。
此外，作为本发明的另一具体实施例，在步骤S202之后，还可以包括步骤：
S203、在所述光栅图形结构上覆盖至少一层材料层：
需要说明的是，由于上述所述的光栅图形结构的第1级和第5级衍射光强较强，涂覆在光栅图形结构上的材料层可以为高吸收涂层。如此，通过该制备方法制出的光栅图形结构增大了光刻时在对准光栅之上涂覆材料及其厚度的可选择范围。
以上为本发明实施例提供的五级衍射光栅结构制备方法的具体实施方式。
基于上述实施例提供的五级衍射光栅结构制备方法，本发明还提供了五级衍射光栅结构。该五级衍射光栅结构包括：
晶圆；
形成于所述晶圆上的光栅图形结构；
其中，所述光栅图形结构由一个光栅精细结构单元组成或者由多个光栅精细结构单元循环排列组成，所述光栅精细结构单元的宽度为一个光栅周期，所述光栅精细结构单元在宽度方向上等分为20个区域，所述20个区域的每个区域上设置有第一图形结构1st或第二图形结构2nd；
所述第一图形结构1st和第二图形结构2nd在光栅图形结构的宽度方向上按照不同顺序排列形成不同的光栅精细结构单元，所述光栅精细结构单元为第一光栅精细结构单元、第二光栅精细结构单元或第三光栅精细结构单元；
所述第一、第二和第三光栅精细结构单元的结构分别为图3-图5所示的光栅精细单元结构。
此外，作为本发明的另一具体实施例，本发明提供的五级衍射光栅结构还可以包括：覆盖在所述光栅图形结构上的至少一层材料层。
本发明提供的五级衍射光栅结构，由于其包括衍射光强较强的第一、第二或第三光栅图形结构，因此，其能够有效提高光栅的衍射光强，增大光刻时在对准光栅之上涂覆材料及其厚度的可选择范围，降低对准不确定性范围，提高精确对准精度，从而为集成电路向更小技术节点研发和量产提供精确对准保证。
需要说明的是，本发明实施例提供的五级衍射光栅结构为晶圆在光刻机台内部对准时使用的精密对准光学结构。该五级衍射光栅结构不仅适用于集成电路制造工艺中的深紫外光刻工艺，如365nm、248nm、193nm干式、193nm浸没式深紫外光刻工艺，也适用于极紫外EUV光刻对准系统，晶圆量测过程中的晶圆位置定位系统，III-V族微纳器件制作工艺和微机电系统制造工艺过程中的光刻对准系统等。
基于上述实施例提供的五级衍射光栅结构，本发明实施例还提供了一种晶圆光刻对准方法。图6示出了晶圆光刻对准方法的流程示意图。如图6所示，该晶圆光刻对准方法包括以下步骤：
S601、对上述实施例提供的五级衍射光栅结构采用单色探测光垂直入射：
所述单色探测光的波长覆盖从可见光到红外光的波段。所述单色探测光的波长为633nm、532nm、近红外波长或远红外波长。
S602、接收从所述五级衍射光栅结构中射出的反射光，并从所述反射光中分别筛选出第1级和第5级衍射级次光强：
其中，反射光由光学系统接收，利用特殊的光学系统从反射光中分别筛选出第1级和第5级衍射级次光强，用于检测和标定光栅结构的中心位置，从而实现晶圆对准要求。
S603、利用所述第1级衍射级次光强检测和标定所述五级衍射光栅结构的中心位置，实现晶圆光刻粗对准：
需要说明的是，采用第1级衍射级次光强可以保证晶圆在双工作台粗对准时更加快捷，但是其对准精度较低。
S604、利用所述第5级衍射级次光强检测和标定所述五级衍射光栅结构的中心位置，实现晶圆光刻精对准。
需要说明的是，在粗对准的基础上，进一步采用第5级衍射级次光强进行请准确，可以同时兼顾对准标记制造难易程度和精细对准时的最低精度要求。
本说明书所描述的实施例仅仅是示意性的，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。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做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (11)
1.一种五级衍射光栅结构，其特征在于，包括：
晶圆；
形成于所述晶圆上的光栅图形结构；
其中，所述光栅图形结构由一个光栅精细结构单元组成或者由多个光栅精细结构单元循环排列组成，所述光栅精细结构单元的宽度为一个光栅周期，所述光栅精细结构单元在宽度方向上等分为20个区域，所述20个区域的每个区域上设置有第一图形结构1st或第二图形结构2nd；
所述第一图形结构1st和第二图形结构2nd在光栅图形结构的宽度方向上按照不同顺序排列形成不同的光栅精细结构单元，所述光栅精细结构单元为第一光栅精细结构单元、第二光栅精细结构单元或第三光栅精细结构单元；
所述第一光栅精细结构单元的结构为：{1st 1st 1st 1st 1st 1st 2nd 2nd 1st 1st2nd 2nd 2nd 2nd 2nd 2nd 1st 1st 2nd 2nd}；
所述第二光栅精细结构单元的结构为：{1st 1st 1st 1st 1st 1st 2nd 2nd 1st 1st2nd 2nd 1st 2nd 2nd 2nd 1st 1st 2nd 1st}；
所述第三光栅精细结构单元的结构为：{1st 1st 1st 1st 1st 1st 2nd 2nd 1st 1st2nd 2nd 1st 2nd 2nd 2nd 1st 1st 2nd 2nd}；
其中，第一图形结构1st和第二图形结构2nd在同一近邻高度位置下的光学相位相差π。
2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述晶圆为空白晶圆或者已经制作好前层图形的晶圆。
3.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述光栅周期为16微米或者17.6微米。
4.根据权利要求1-3任一项所述的结构，其特征在于，所述结构还包括：
覆盖在所述光栅图形结构上的至少一层材料层。
5.一种五级衍射光栅结构的制备方法，其特征在于，包括：
提供晶圆；
对所述晶圆进行光刻和刻蚀，以在所述晶圆上形成光栅图形结构；
其中，所述光栅图形结构由一个光栅精细结构单元组成或者由多个光栅精细结构单元循环排列组成，所述光栅精细结构单元的宽度为一个光栅周期，所述光栅精细结构单元在宽度方向上等分为20个区域，所述20个区域的每个区域上分别设置有第一图形结构1st或第二图形结构2nd；
所述第一图形结构1st和第二图形结构2nd在光栅图形结构的宽度方向上按照不同顺序排列形成不同的光栅精细结构单元，所述光栅精细结构单元为第一光栅精细结构单元、第二光栅精细结构单元或第三光栅精细结构单元；
所述第一光栅精细结构单元的结构为：{1st 1st 1st 1st 1st 1st 2nd 2nd 1st 1st2nd 2nd 2nd 2nd 2nd 2nd 1st 1st 2nd 2nd}；
所述第二光栅精细结构单元的结构为：{1st 1st 1st 1st 1st 1st 2nd 2nd 1st 1st2nd 2nd 1st 2nd 2nd 2nd 1st 1st 2nd 1st}；
所述第三光栅精细结构单元的结构为：{1st 1st 1st 1st 1st 1st 2nd 2nd 1st 1st2nd 2nd 1st 2nd 2nd 2nd 1st 1st 2nd 2nd}；
其中，第一图形结构1st和第二图形结构2nd在同一近邻高度位置下的光学相位相差π。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述晶圆为空白晶圆或者已经制作好前层图形的晶圆。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述光栅周期为16微米或者17.6微米。
8.根据权利要求5-7任一项所述的方法 ，其特征在于，所述方法还包括：
在所述光栅图形结构上覆盖至少一层材料层。
9.一种晶圆光刻对准方法，其特征在于，包括：
对权利要求1-4任一项所述的五级衍射光栅结构采用单色探测光垂直入射；
接收从所述五级衍射光栅结构中射出的反射光，并从所述反射光中分别筛选出第1级和第5级衍射级次光强；
利用所述第1级衍射级次光强检测和标定所述五级衍射光栅结构的中心位置，实现晶圆光刻粗对准；
利用所述第5级衍射级次光强检测和标定所述五级衍射光栅结构的中心位置，实现晶圆光刻精对准。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述单色探测光的波长覆盖从可见光到红外光的波段。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述单色探测光的波长为633nm、532nm、近红外波长或远红外波长。
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