CN111045290A - 共享对准层光罩的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种共享对准层光罩的方法，所述对准层光罩中包含有光刻对准标记、光刻套刻测量标记以及其他关联的本层标记，将所述的光刻对准标记、光刻套刻测量标记以及其他关联的本层标记放置于最外围划片道内，确保内部划片道不包含对准层图形。本发明所述的共享对准层光罩的方法，操作简单，只需要定义好规则，即可以达到不同产品之间的对准层光罩共享，从而达到节约产品的光罩制作成本的目的；而对于版图工程师的排版指导也更加明确，只需要简单调整版图，即可达到节约成本的目的。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造工艺中的光刻光罩(掩膜版)的设计，特别是指一种共享对准层光罩的方法。
背景技术
对于许多半导体工艺，由于其工艺特殊性，需要在完整的产品生产过程前，设计一块光罩用于后续的光刻机对准以及光刻站点之后的对准结果的监控，通常每一个流片的产品都需要一块单独的对准光罩。
这种对准光罩的主要特点：1)光罩本身不含有客户芯片的数据，即客户芯片区域是没有数据的；2)光罩内部划片道(槽)上会放置光刻机的对准标记，用于后续光刻工艺的光刻机对准；3)光罩最外围划片道上会放置套刻标记，用于测量后续光刻工程对对准层的套刻误差，并进行一定的规格控制，从而保证后续各个光刻工程之间的套刻误差在可以控制的规格之内，确保产品的最终良率。
使用原有的对准层光罩设计方法时，不同芯片尺寸的产品需要投入生产，都各自需要一张对准层光罩，以保证生产过程中的对准和套刻监控，成本较高。
传统方法对准层光罩的设计：由于内部划片道和外部划片道都含有对准层的图形，所以只要单个芯片的芯片尺寸不一致，就会造成所属光罩内部划片道的设计不一致，不同芯片尺寸的产品之间不能进行对准层光罩共享。
Frame：指半导体生产中使用的光罩的划片槽区域。
传统的Frame设计方法，以图1所示为例，假定设计最终曝光尺寸为21000*21000um,划片道宽度都为60um的两个产品A(芯片尺寸含划片道宽度为：5250*4200um)和B(芯片尺寸含划片道宽度：5250*2625um)时，由于内部划片道上有对准层光罩的图形，所以两个产品之间是无法共享对准层光罩的，如下示意图(1)所示，两个产品的外部套刻标记是可以完全重叠，内部对准标记，放置于纵向划片道内的结构，因为芯片的X方向尺寸相同，也可以做到完全重合；但是放置于横向划片道内的结构，则会因为芯片Y方向尺寸不同，不能实现结构重合的需求，所以不同的设计尺寸需要分别设计一块对准层光罩。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种共享对准层光罩的方法，实现不同芯片产品能共享对准层光罩以节约成本。
为解决上述问题，本发明所述的对准层光罩中包含有光刻对准标记、光刻套刻测量标记以及其他关联的本层标记，将所述的光刻对准标记、光刻套刻测量标记以及其他关联的本层标记放置于最外围划片道内，确保内部划片道不包含对准层图形。
进一步的改进是，所述的对准层光罩不包含客户的芯片数据。
进一步的改进是，将所述光刻对准标记、光刻套刻测量标记以及其他关联的本层标记放置于最外围划片道内，包含：
步骤一，定义光刻对准标记、光刻套刻测量标记以及其他关联的本层标记；
步骤二，将所需要的光刻套刻测量标记在对准层光罩上的图形按照固定的顺序排列好，作为一个单独的Frame设计单元；所述Frame是指半导体生产中使用的光罩的划片槽区域；
步骤三，将所需要的光刻对准标记，不同类型之间也按照固定顺序排列，作为一个单独的Frame设计单元；
步骤四，将对准层光罩上的上述的所有标记都放置在最外围划片道上。
进一步的改进是，所述步骤四中，在使用Frame设计工具时，设定各Frame单元的放置顺序，是将光刻套刻测量标记和光刻对准标记优先放置，确保曝光尺寸相同、芯片尺寸不同的各个产品之间，对准层光罩上的图形完全一致，并作为该尺寸的标准数据保留以作对比。
进一步的改进是，将对准层光罩中所使用的所述各种标记做合并处理，确保各种标记的放置位置固定。
进一步的改进是，还包括Frame最终检查步骤：每一个Frame产品设计完成后，都与该曝光尺寸下的数据做对比，如结果显示对准层所在的数据层次没有差异，则该产品可以共享标准的对准层光罩，达到节约光罩的目的。
进一步的改进是，所述的对准层光罩是适用于最终曝光一致的产品，即使芯片尺寸不同，所得到的对准层图形也完全一致，实现不同芯片产品能共享对准层光罩。
本发明所述的共享对准层光罩的方法，操作简单，只需要定义好规则，即可以达到不同产品之间的对准层光罩共享，从而达到节约产品的光罩制作成本的目的；而对于版图工程师的排版指导也更加明确，只需要简单调整版图，即可达到节约成本的目的。
附图说明
图1是现有方法设计的对准层光罩图形。
图2是本发明设计的对准层光罩图形。
具体实施方式
本发明所涉及的Frame设计方法，主要基于部分工艺的对准层光罩内，没有客户实际的芯片数据，而只有划片道内的对准标记、套刻测量标记等结构的特点，结合对准层光罩上各种标记的使用要求，提出将这些对准标记以及套刻测量标记等全部放置在最外围的划片道上，确保内部划片道上没有对准层的各种标记图形；并且通过统一对准层上所有标记的放置规则，达到芯片尺寸不同，但最终曝光尺寸一致时，所需的对准层光罩的数据一致，从而实现了相同曝光尺寸的产品之间共享对准层光罩的目的。
上述对准层光罩的具体设计方法包括：
步骤一，定义对准层光罩所需要的光刻机对准标记类型，以及后续工程需要测量的套刻标记。
步骤二，将所需要的套刻测量标记在对准层光罩上的图形按照固定的顺序排列好，作为一个单独的Frame设计单元。
步骤三，将所需要的光刻机对准标记，不同类型之间也按照固定顺序排列，作为一个单独的Frame设计单元。
将光刻套刻测量标记及光刻对准标记按一定顺序排列，是根据产品/工艺平台需求预先设定就可以了。含有这种不需要客户数据特定对准光罩的工艺，就可以固定放置顺序，这样选择同样工艺的产品，最终尺寸一致时就可以达到共用该对准光罩的目的。
步骤四，制定Frame设计规则定义：将对准层光罩上的上述所有标记都放置到最外围划片道上。
在使用Frame设计工具时，设定各Frame单元的放置顺序时，将套刻测量标记和光刻机对准标记优先放置，确保曝光尺寸相同、芯片尺寸不同的各个产品之间，对准层光罩上的图形完全一致，并作为该尺寸的标准数据保留以作对比。
进行Frame最终检查：每一个产品设计完成后，都与该曝光尺寸下的数据做对比，如结果显示对准层所在的数据层次没有差异，则该产品可以共享标准的对准层光罩，达到节约光罩的目的。
采用本发明中所涉及的Frame设计方法，只要最终的曝光尺寸是一致的，就能够实现对准层光罩的共享；通过预先最终曝光尺寸的确定，对版图工程师的排版也有很好的指导意义，可以在版图排版上稍作调整，确保最终曝光区域尺寸一致，就可以节约一块对准层光罩的制作费用。
上述设计方法对于版图排版的指导方法，以及标准对准层光罩的设计要求如下：
一.尽量提高光刻机曝光面积的利用率，从而减少因为产品之间曝光面积差异带来的光刻机产能损失，如根据背景技术部分提出的设计曝光尺寸为21000*21000um的标准对准层光罩，光刻机曝光面积利用率能达到91.1％。
二.标准对准层光罩，应该满足尽可能多的单一芯片尺寸设计要求，再次以21000*21000um尺寸为例，可以满足以下单一芯片设计的需求，这样版图工程师可以按照如下表格的推荐尺寸进行版图调整，以达到共享光罩的目的。
| Array数目 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 10 |
| 芯片尺寸+划片道宽度 | 10500 | 7000 | 5250 | 4200 | 3500 | 3000 | 2625 | 2100 |
| 芯片尺寸(60um划片道) | 10440 | 6940 | 5190 | 4140 | 3440 | 2940 | 2565 | 2040 |
| 芯片尺寸(80um划片道) | 10380 | 6880 | 5130 | 4080 | 3380 | 2880 | 2505 | 1980 |
| Array数目 | 12 | 14 | 15 | 16 | 20 | 21 | 24 | 25 |
| 芯片尺寸+划片道宽度 | 1750 | 1500 | 1400 | 1312.5 | 1050 | 1000 | 875 | 840 |
| 芯片尺寸(60um划片道) | 1690 | 1440 | 1340 | 1252.5 | 990 | 940 | 815 | 780 |
| 芯片尺寸(80um划片道) | 1630 | 1380 | 1280 | 1192.5 | 930 | 880 | 755 | 720 |
| Array数目 | 28 | 30 | 35 | 40 | 42 | 48 | 50 | 56 |
| 芯片尺寸+划片道宽度 | 750 | 700 | 600 | 525 | 500 | 437.5 | 420 | 375 |
| 芯片尺寸(60um划片道) | 690 | 640 | 540 | 465 | 440 | 377.5 | 360 | 315 |
| 芯片尺寸(80um划片道) | 630 | 580 | 480 | 405 | 380 | 317.5 | 300 | 255 |
根据已经制作完成的对准层光罩曝光尺寸，提供参考的单个芯片尺寸参考值，作为版图工程师的排版依据。
版图工程师根据参考芯片尺寸进行排版，即可得到相应的可共享的对准层光罩，达到节约掩模版制造的目的。
本发明所使用的设计方法，将对准标记和套刻标记以及其他这块对准层光罩上需要的划片道内的标记，都放置到最外围划片道上，则针对如前所述的产品A和产品B的设计尺寸，可以实现两块光罩的图形完全一致，如图2所示，在实际应用中可以节约光罩的制作费用，且对工厂生产会有很多益处，如：1)缩短备货周期，可以在做完对准层图形后，再决定投入到哪个产品；2)生产过程中，光刻机作业可以减少光罩交换的次数；3)减少多块光罩带来的管理费用；4)设计一块大尺寸的对准层光罩后，可以引导客户按照这一尺寸进行设计，保障光刻机曝光面积的利用率，如上述实施例中21000*21000的曝光面积，对于光刻机的曝光利用率达到91.1％，远远大于现有的平均利用率。
如由代工厂发起指导关联工艺的设计尺寸，则更可以整合资源，指导各家客户相应的设计尺寸，最大化地节约此类光罩的制作；而因为对准层光罩的曝光尺寸决定了最终产品的曝光尺寸，工厂在产品安排以及光刻机效率的提升会更加方便。在节约制作成本的同时，也减少了因重复制作光罩带来的资源浪费以及相应的半导体废弃物处理数量和处理成本。
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限定本发明。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。
Claims (9)
1.一种共享对准层光罩的方法，其特征在于：所述的对准层光罩针对最终曝光尺寸一致的各种芯片产品，所述对准层光罩包含有光刻对准标记、光刻套刻测量标记以及其他关联的本层标记，将所述的光刻对准标记、光刻套刻测量标记以及其他关联的本层标记放置于最外围划片道内，确保内部划片道不包含对准层图形。
2.如权利要求1所述的共享对准层光罩的方法，其特征在于：所述的对准层光罩不包含客户的芯片数据。
3.如权利要求1所述的共享对准层光罩的方法，其特征在于：所述光刻对准标记用于后续光刻机的光刻工艺对准；所述光刻套刻测量标记用于测量后续光刻工程对对准层的套刻误差，并进行一定的规格控制。
4.如权利要求1所述的共享对准层光罩的方法，其特征在于：将所述光刻对准标记、光刻套刻测量标记以及其他关联的本层标记放置于最外围划片道内，包含：
步骤一，定义光刻对准标记、光刻套刻测量标记以及其他关联的本层标记；
步骤二，将所需要的光刻套刻测量标记在对准层光罩上的图形按照一定顺序排列好，作为一个单独的Frame设计单元；
所述Frame是指半导体生产中使用的光罩的划片槽区域；
步骤三，将所需要的光刻对准标记，不同类型之间也按照一定顺序排列，作为一个单独的Frame设计单元；
步骤四，将对准层光罩上的上述的所有标记都放置在最外围划片道上。
5.如权利要求4所述的共享对准层光罩的方法，其特征在于：所述步骤四中，在使用Frame设计工具时，设定各Frame单元的放置顺序，是将光刻套刻测量标记和光刻对准标记优先放置，确保曝光尺寸相同、芯片尺寸不同的各个产品之间，对准层光罩上的图形完全一致，并作为该尺寸的标准数据保留以作对比。
6.如权利要求5所述的共享对准层光罩的方法，其特征在于：将对准层光罩中所使用的所述各种标记做合并处理，确保各种标记的放置位置固定。
7.如权利要求4所述的共享对准层光罩的方法，其特征在于：还包括Frame最终检查步骤：每一个Frame产品设计完成后，都与该曝光尺寸下的数据做对比，如结果显示对准层所在的数据层次没有差异，则该产品可以共享标准的对准层光罩，达到节约光罩的目的。
8.如权利要求4所述的共享对准层光罩的方法，其特征在于：所述步骤二及步骤三中，将光刻套刻测量标记及光刻对准标记按一定顺序排列，是根据产品或工艺平台需求进行预先设定，由于光罩不需要客户数据，因此能固定放置顺序；这样选择同样工艺的产品，最终尺寸一致时即能达到共用所述对准层光罩的目的。
9.如权利要求1-7任一项所述的共享对准层光罩的方法，其特征在于：所述的对准层光罩是适用于最终曝光一致的产品，即使芯片尺寸不同，所得到的对准层图形也完全一致，实现不同芯片产品能共享对准层光罩。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114171500A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-03-11 | 成都海威华芯科技有限公司 | 一种版图定位标记绘制方法、基于其制备的芯片及晶圆 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0582409A (ja) * | 1991-09-20 | 1993-04-02 | Fujitsu Ltd | 露光方法 |
| JP2013211405A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 半導体装置の製造方法及びレチクル |
| CN105954985A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-09-21 | 上海华力微电子有限公司 | 测量光刻工艺套刻精度的方法及掩膜版 |
| CN109541884A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-29 | 上海华力微电子有限公司 | 拼接产品的测试光罩及其组合方法 |
| CN110531591A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-03 | 上海华力微电子有限公司 | 套刻精度修正方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0582409A (ja) * | 1991-09-20 | 1993-04-02 | Fujitsu Ltd | 露光方法 |
| JP2013211405A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 半導体装置の製造方法及びレチクル |
| CN105954985A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-09-21 | 上海华力微电子有限公司 | 测量光刻工艺套刻精度的方法及掩膜版 |
| CN109541884A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-29 | 上海华力微电子有限公司 | 拼接产品的测试光罩及其组合方法 |
| CN110531591A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-03 | 上海华力微电子有限公司 | 套刻精度修正方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114171500A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-03-11 | 成都海威华芯科技有限公司 | 一种版图定位标记绘制方法、基于其制备的芯片及晶圆 |
| CN114171500B (zh) * | 2021-12-07 | 2024-04-09 | 成都海威华芯科技有限公司 | 一种版图定位标记绘制方法、基于其制备的芯片及晶圆 |
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