CN111142343B - 对准标记的中心坐标的生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对准标记的中心坐标的生成方法，所述生成方法包括取得至少一个对准标记单元,所述对准标记单元至少包括对准标记；对所述对准标记单元提取所述对准标记的至少一部分,建立所述对准标记的映对标记；以及就所述映对标记,计算出所述映对标记的中心坐标。本发明通过提取出对准标记中具有对称性的映对标记额外做中心坐标的计算，进而得到精准的对准标记的中心坐标。

Description

对准标记的中心坐标的生成方法

技术领域

本发明涉及半导体电路布局领域，尤其涉及一种对准标记的中心坐标的生成方法。

背景技术

对准标记(alignment mark)在半导体制程中扮演着非常重要的角色。在半导体制作过程中，为了使光掩模版(又称光罩)上的图案能够正确的转移到晶片(wafer)上，关键步骤在于光掩模版与晶片的对准，尤其在半导体工艺日渐纯熟以及特征尺寸(CriticleDimension,CD)越来越小的情况下，对于对准标记在电路布局(layout)中的精准位置的要求也变得更加严格。然而，半导体的种类及制程不断地在更新与修改，每次的更新与修改都必须重新生成对准标记在曝光坐标系统(shot)中的中心坐标以利辅助电路布局的进程，因此通常会建立中心坐标脚本(script)进行所述中心坐标的计算与生成，但生成出来的所述中心坐标通常是不精准有偏差的，需要进一步通过人为计算加以修正。因此为了能够有效率并且正确地生成对准标记的中心坐标，有必要提供一种对准标记的中心坐标的生成方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对准标记中心坐标的生成方法，进而有效率并且正确地生成对准标记的中心坐标以辅助电路布局的进程。

为实现上述目的，本发明一方面提供一种对准标记的中心坐标的生成方法，包括以下步骤：

取得至少一个对准标记单元,所述对准标记单元至少包括对准标记；

对所述对准标记单元提取所述对准标记的至少一部分,建立所述对准标记的映对标记；以及

就所述映对标记,计算出所述映对标记的中心坐标。

进一步地，所述映对标记为所述对准标记中,具有对称性的部分标记。

进一步地，所述映对标记为所述对准标记的整个对准标记。

进一步地，所述映对标记被建立在一个映对标记图层中。

进一步地，所述映对标记图层包括有多个映对标记，所述多个映对标记对应于来自多层芯片器件图层中的至少一层的多个对准标记。

可选地，在所述计算出所述映对标记的中心坐标后还包括有：在所述映对标记图层中，根据所述中心坐标形成完整的所述对准标记单元。

进一步地，所述对准标记单元还包括有参考信号，用以识别所述对准标记。

进一步地，所述对准标记单元来自于多层芯片器件图层的至少一层。

进一步地，所述中心坐标系藉由中心坐标脚本对所述映对标记进行计算而得到。

可选地，在所述计算出所述映对标记的中心坐标后还包括有：编写程序化脚本，用以重复步骤的执行。

本发明的有益效果为通过提取对准标记的至少一部分,建立具有对称性的映对标记，再针对所述映对标记做中心坐标的计算，进而得到精准的对准标记的中心坐标。并且为了提高本发明的利用性，可以通过中心坐标脚本来流程化所述中心坐标的计算，以减少人为计算的错误、花费时间长等问题。进一步地，本发明将上述步骤形成程序化脚本，面对不断更新及修正的制程得以快速且精准地取得对准标记的中心坐标。可见，本发明具有实质性的高度突出功效，其优势十分明显。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为根据本发明第一实施例所提供的对准标记的中心坐标的生成方法流程图。

图2为根据本发明第二实施例所提供的对准标记单元的示意图。

图3为根据本发明第三实施例所提供的对准标记单元的示意图。

图4为根据本发明第三实施例所提供的映对标记的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，本发明说明书所使用的词语“实施例”意指用作实例、示例或例证，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式例如“一个”、“一层”还意图包括复数。

在光刻制程中，光刻机中的对准系统(alignment system)会先对光掩模版与晶片作对准后才进行光刻制程。进一步地，对准过程为先进行粗对准(coarse alignment)后再进行精细对准(fine alignment)，在执行所述粗对准时通常只需要使用两个粗对准标记即可，具体来说是两个晶片等级(wafer level)大小的标记，于一实施例中所述两个粗对准标记可以设置在晶片的左下方以及右上方。在执行所述精细对准时通常会使用设置在切割道(scribe line)上的多个精细对准标记来定位，使得对准系统可以计算出曝光时的准确位置，实现极小的套刻(overlay)误差。另外，目前光刻机的对准方式大多采用激光束(laserbeam)来侦测晶片上的粗对准标记或是精细对准标记，经反弹后形成的反射光信号由对准系统上的侦测器接收分析，使光掩模版与晶片得以对准。

随着半导体的种类及制程不断地在更新与修改，每次的更新与修改都必须重新生成对准标记(alignment mark)在曝光坐标系统(shot)中的中心坐标以辅助电路布局(layout)的进程，因此通常会建立中心坐标脚本(script)进行所述中心坐标的计算与生成。在绘制(design)半导体电路布局时，通常会将相同制程的图案放置在相同图层(layer)中，因此在相同图层中的一个对准标记单元除了包括有对准标记外还具有其他例如参考信号的标记，其中绘制半导体电路布局可以使用Virtuso、Klayout、或者Calibre等软件，本发明并未对绘制电路布局的软件做具体的限制。当中心坐标脚本在生成所述对准标记的中心坐标时，会对整个对准标记单元计算，但由于所述对准标记单元为非对称设置，容易发生所生成的对准标记的中心坐标不精准的情况，因此通常的解决方式为手动计算或是更新所述中心坐标脚本，但是如此一来很容易发生人为计算错误、花费时间长等问题。另外，半导体制造商为了能够提升产品的产能，通常会使用不同厂商制造的光刻机，而不同厂商的光刻机会针对不同的对准标记做对准，因此半导体制造商必须在光掩模版上设置有多个不同类型的对准标记，增加了生成精确的对准标记的中心坐标的负担。

为了解决上述问题，本发明提出一种生成对准标记的中心坐标的方法。

请参照图1，图1为根据本发明第一实施例所提供的对准标记的中心坐标的生成方法流程图。所述生成方法包括以下步骤：

步骤S11：取得至少一个对准标记单元,所述对准标记单元至少包括对准标记。

在该步骤中，半导体电路布局是由多层芯片器件图层(例如源/漏极图层、过孔图层、晶片接受测试(Wafer Aceeptance Test,WAT)图层等)所形成，每层芯片器件图层都代表着一张光掩模版或是一道制程。为了使每层芯片器件都能达到预期功能，在每层芯片器件中大多会设置有多个相同或是不同类型的对准标记单元。所述对准标记单元至少包括对准标记，所述对准标记(例如SPM(Scribe-line Primary Mark)标记或是套准(Overlay)标记等)用以使光掩模版与晶片进行精细对准。

在该步骤中，可以根据需求将欲生成对准标记的中心坐标的对准标记单元取出，所述对准标记单元可以从多层芯片器件图层中的其中一层或是多层中取得一个或是多个对准标记单元。

步骤S12：对所述对准标记单元提取所述对准标记的至少一部分,建立所述对准标记的映对标记。

在该步骤中，为了避免因为对准标记单元的非对称设置而生成不精准的对准标记的中心坐标的问题，发明人特将对准标记中对衬的部份取出，当做后续对准标记的中心坐标计算的依据，其中取出的部份为映对标记。然而对准标记单元中的对准标记具有不同的形貌，例如有对准标记本身就是对称图案(如图2所示的对准标记21，于后续说明)、或是对准标记本身为不对称图案(如图3所示的对准标记31，于后续说明)，但在对准标记中有对称图案可以作为映对标记(如图4所示的映对标记311，于后续说明)，因此所述映对标记可以是整个对准标记或是对准标记中的部份标记。于一实施例中，可以通过取出脚本(script)或是以人为的方式将所述映对标记取出，本发明并不限定映对标记取出的方式。

在该步骤中，本发明优选地将被取出的所述映对标记建立在映对标记图层中，所述映对标记图层存在有多个提取出的映对标记，并且所述多个映对标记可以对应于来自多层芯片器件图层中其中一层或是多层的多个对准标记，也就是说多个映对标记可以来自于一层芯片器件图层中的多个，也可以在各层芯片器件图层中各取出一个或是多个，形成在所述映对标记图层中的多个映对标记。而且,所述映对标记可以包括坐标数据。

步骤S13：就所述映对标记,计算出所述映对标记的中心坐标。

在该步骤中，由于在所述映对标记图层中的映对标记皆为对称图案，已经将对准标记单元与其中的对准标记为非对称设置的因素排除，因此可以通过中心坐标脚本对所述映对标记进行计算而得到精准的对准标记的中心坐标。具体地，于一实施例中当在执行中心坐标的计算时，会对对称的映对标记的外框为边界并且取得其中的中心位置，进而得到所述对准标记的中心坐标。

于一实施例中，所述映对标记可以在与所述对准标记单元相同的图层中，将除了映对标记之外的图案屏蔽(即将映对标记取出)并且使用中心坐标脚本对所述映对标记进行计算生成所述中心作标。可以理解的是，无论映对标记及对准标记单元(或其中的对准标记)是否位于同一图层中，皆在本发明的保护范围内。

于一实施例中，取出的所述中心坐标可以提供给光刻机当作对准过程的参考坐标。也就是说，当光刻机在进行曝光制程之前，会根据设定于光刻机中的坐标找到对准标记，从而进行对准过程，其中所述设定于光刻机中的坐标可以为取出的所述中心坐标。于一实施例中，取出的所述中心坐标也可以提供给其他图层，当作快速设定对准标记单元的参考坐标。

步骤S14：在所述映对标记图层中，根据所述中心坐标形成完整的所述对准标记单元。

在该步骤中，当对准标记的中心坐标生成取得后，于一实施例中可以根据需求，在所述映对标记图层中形成完整的所述对准标记单元。这是由于对准标记单元中的对准标记或其他例如参考信息的图案，都与所述中心坐标有固定的相对距离，因此只要取得所述中心坐标后，即可通过自动化的方式形成完整的对准标记单元，其中所述相对距离，可以参考或是根据布局规则(design rule)的设置。可以理解的是，该步骤并不影响本发明，可以根据需求执行。

步骤S15：编写程序化脚本，用以重复步骤的执行。

在该步骤中，编写程序化脚本使上述步骤重复执行。如此一来，无论是新产品的下线(tape out)或是现有电路布局中的图案的修改(modify)、更新(update)、平移(offset)、旋转(rotate)、或是镜射(mirror)，都只需执行所述程序化脚本就可以快速地得到精准的所述对准标记的中心坐标。

为了使本发明更加明确，特举第二实施例以及第三实施例作为说明如下。

结合图2所示，图2为根据本发明第二实施例所提供的对准标记单元20的示意图。所述对准标记单元20为在一层芯片器件图层中的其中一个对准标记单元20，所述对准标记单元20包括有对准标记21以及参考信息22，所述参考信号例如标签(label)用以识别所述对准标记。由于所述对准标记单元20与其中的对准标记21为非对称设置，即所述对准标记21靠近其中一侧设置，因而生成不准确的对准标记21的中心坐标，即无法根据整个所述对准标记单元20计算出精确的所述中心坐标。

在本实施例中，由于对准标记21本身为对称图形，因此所述对准标记21即为映对标记211。根据本发明第一实施例所述，将所述对准标记单元20中的所述对准标记21取出并建立映对标记211，本发明优选地将所述映对标记211建立在映对标记图层中，此时在映对标记图层中只存在有一个或是多个对称的映对标记211，再经由中心坐标脚本，对设置于所述映对标记图层中的映对标记211计算其中心坐标，进而得到对准标记21的中心坐标，也就是说由于对准标记21本身即为映对标记211，因此所述映对标记211生成的中心坐标即为对准标记21的中心坐标。具体地，所述中心坐标脚本根据对称的映对标记211的边框作为边界，并且计算其中心位置，进而生成对准标记21在曝光坐标系统中的中心坐标。然后可以根据所述中心坐标形成完整的对准标记单元20，最后再编写第一流程化脚本，使得再次遇到与本发明第二实施例相同的对准标记单元20时，仅需要执行所述第一流程化脚本即可重复执行上述步骤取得中心坐标。

结合图3与图4所示，图3为根据本发明第三实施例所提供的对准标记单元30的示意图，图4为根据本发明第三实施例所提供的映对标记311的示意图。所述对准标记单元30为在一层芯片器件图层中的其中一个对准标记单元30，所述对准标记单元30包括有对准标记31。由于所述对准标记单元30与其中的对准标记31为非对称，即所述对准标记31中的对准光栅(未标示)具有不同的数量或尺寸，因而容易生成不准确的对准标记31的中心坐标，即无法根据整个所述对准标记单元30计算出精确的所述中心坐标。

在本实施例中，由于对准标记31本身为非对称图形，使得所述对准标记31无法作为映对标记，但在对准标记31中心位置上的部份标记310是对称的，因此可以将所述对称的部份标记310作为映对标记311。根据本发明第一实施例所述，将所述对准标记31中的部份标记310取出并建立映对标记311，本发明优选地将所述映对标记311建立在映对标记图层中，此时在映对标记图层中只存在有一个或是多个对称的映对标记311，再经由中心坐标脚本，对设置于所述映对标记图层中的映对标记311计算其中心坐标，进而得到对准标记31的中心坐标，也就是说由于映对标记311代表所述对准标记31的中心，因此所述映对标记311生成的中心坐标即代表对准标记31的中心坐标。具体地，所述中心坐标脚本根据对称的映对标记311的边框作为边界，并且计算其中心位置，进而生成对准标记31在曝光坐标系统中的中心坐标。然后可以根据所述中心坐标形成完整的对准标记单元30，最后再编写第二流程化脚本，使得再次遇到与本发明第二实施例相同的对准标记单元30时，仅需要执行所述第二流程化脚本即可重复执行上述步骤取得中心坐标。

于一实施例中，结合图2至图4所示，可以将所述映对标记211/311一次性地取出建立在映对标记图层中，再经由中心坐标脚本对所述映对标记211/311计算，生成其各自的中心坐标。具体地，所述中心坐标脚本为根据对称的所述映对标记211/311的边框作为边界，计算并且生成对准标记21/31在曝光坐标系统中的各别中心坐标。然后根据所述中心坐标形成完整的对准标记单元20/30，最后再编写第三流程化脚本，使得在同一个流程化脚本(即第三流程化脚本)中就可以实现一次性地得到不同对准标记21/31的中心坐标，而不需要针对不同的对准标记21/31开启不同的流程化脚本，为使用者节省时间。可以理解的是，本发明可以广泛应用于多个对准标记，因此以第二实施例与第三实施例作为生成对准标记的中心坐标的方法示例，但是不应将本发明的第二实施例与第三实施例解释为对本发明的限制。

本发明的有益效果为通过提取对准标记的至少一部分,建立具有对称性的映对标记，再针对所述映对标记做中心坐标的计算，进而得到精准的对准标记的中心坐标。并且为了提高本发明的利用性，可以通过中心坐标脚本来流程化所述中心坐标的计算，以减少人为计算的错误、花费时间长等问题。进一步地，本发明将上述步骤形成程序化脚本，面对不断更新及修正的制程得以快速且精准地取得对准标记的中心坐标。可见，本发明实质性的高度突出功效，其优势十分明显。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种对准标记的中心坐标的生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

取得至少一个对准标记单元,所述对准标记单元至少包括对准标记；

对所述对准标记单元提取所述对准标记的至少一部分，建立所述对准标记的映对标记，所述映对标记为所述对准标记中，具有对称性的部分标记；以及

就所述映对标记，计算出所述映对标记的中心坐标；

其中，在所述计算出所述映对标记的中心坐标后还包括有：在所述映对标记图层中，根据所述中心坐标形成完整的所述对准标记单元。

2.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于：所述映对标记为所述对准标记的整个对准标记。

3.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于：所述映对标记被建立在一个映对标记图层中。

4.根据权利要求3所述的生成方法，其特征在于：所述映对标记图层包括有多个映对标记，所述多个映对标记对应于来自多层芯片器件图层中的至少一层的多个对准标记。

5.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于：所述对准标记单元还包括有参考信号，用以识别所述对准标记。

6.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于：所述对准标记单元来自于多层芯片器件图层的至少一层。

7.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于：所述中心坐标系藉由中心坐标脚本对所述映对标记进行计算而得到。

8.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，在所述计算出所述映对标记的中心坐标后还包括有：编写程序化脚本，用以重复步骤的执行。

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