CN111198478B - 掩膜组件及套准量测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种掩膜组件及套准量测方法,掩膜组件包括:第一掩膜、第二掩膜及第三掩膜,第一掩膜内形成有第一标记图形,第一标记图形包括第一主标记图形及第二主标记图形;第二掩膜内形成有第二标记图形,第二标记图形对应于第一标记图形的一侧,且与第一标记图形具有间距;第二标记图形包括第三主标记图形及第四主标记图形;第三掩膜内形成有第三标记图形,第三标记图形包括第五主标记图形、第六主标记图形、第七主标记图形及第八主标记图形。本发明的掩膜组件中的标记图形可以减小标记图形在晶圆上所占的面积;同时在光刻后进行套准量测时还可以显著降低所需量测的次数,提高套准量测的效率。
Description
技术领域
本发明属于集成电路制造技术领域,特别是涉及一种掩膜组件及套准量测方法。
背景技术
在现有的半导体工艺中,在进行多层光刻工艺时,需要将各层之间进行套准量测以确定层与层之间是否对准。最常用的方法为通过在各层中形成用于对准的图形标记,通过对图形标记的量测来判断层与层之间是否有偏移。此外,用于对准的图形标记中一般需要有用于检测第一方向是否有偏移的第一主图形标记以及用于检测第二方向是否有偏移的第二主图形标记。然而,现有用于对准的图形标记中,第一主图形标记及第二主图形标记的数量一般均至少为两个,这就使得现有的图形标记的尺寸比较大,会占用晶圆较大的区域;同时,在进行套准量测时还存在量测次数较多,工作量较大,套准量测效率低等问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种掩膜组件及套准量测方法,用于解决现有技术中用于对准的图形标记存在的尺寸较大,占用较大的晶圆区域的问题,以及套准量测时量测次数较多,工作量较大,套准量测效率低的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种掩膜组件,所述掩膜组件包括:第一掩膜、第二掩膜及第三掩膜,其中,
所述第一掩膜内形成有第一标记图形,所述第一标记图形包括第一主标记图形及第二主标记图形,所述第一主标记图形与所述第二主标记图形之间具有间距;其中,所述第一主标记图形包括若干个沿第一方向平行间隔排布的第一子标记图形,所述第一子标记图形沿第二方向延伸;所述第二主标记图形包括若干个沿第二方向平行间隔排布的第二子标记图形,所述第二子标记图形沿第一方向延伸,所述第一方向与所述第二方向相垂直;
所述第二掩膜内形成有第二标记图形,所述第二标记图形对应于所述第一标记图形的一侧,且与所述第一标记图形具有间距;所述第二标记图形包括第三主标记图形及第四主标记图形,所述第三主标记图形与所述第四主标记图形之间具有间距;其中,所述第三主标记图形包括若干个沿所述第二方向平行间隔排布的第三子标记图形,所述第三子标记图形沿所述第一方向延伸;所述第四主标记图形包括若干个沿所述第一方向平行间隔排布的第四子标记图形,所述第四子标记图形沿所述第二方向延伸;及
所述第三掩膜内形成有第三标记图形,所述第三标记图形包括第五主标记图形、第六主标记图形、第七主标记图形及第八主标记图形;其中,所述第五主标记图形对应于所述第一主标记图形与所述第三主标记图形之间,所述第五主标记图形包括若干个沿所述第一方向平行间隔排布的第五子标记图形,所述第五子标记图形沿所述第二方向延伸;所述第六主标记图形对应于所述第三主标记图形与所述第四主标记图形之间,所述第六主标记图形包括若干个沿所述第二方向平行间隔排布的第六子标记图形,所述第六子标记图形沿所述第一方向延伸;所述第七主标记图形对应于所述第一主标记图形与所述第二主标记图形之间,所述第七主标记图形包括若干个沿所述第二方向平行间隔排布的第七子标记图形,所述第七子标记图形沿所述第一方向延伸;所述第八主标记图形对应于所述第二主标记图形与所述第四主标记图形之间,所述第八主标记图形包括若干个沿所述第一方向平行间隔排布的第八子标记图形,所述第八子标记图形沿所述第二方向延伸。
作为本发明的掩膜组件的一种优选方案,所述第一主标记图形与所述第二主标记图形沿所述第一方向间隔排布,所述第三主标记图形与所述第四主标记图形沿所述第一方向间隔排布,所述第一主标记图形与所述第三主标记图形沿所述第二方向间隔排布,所述第二主标记图形与所述第四主标记图形沿所述第二方向间隔排布。
作为本发明的掩膜组件的一种优选方案,所述第一子标记图形、所述第二子标记图形、所述第三子标记图形、所述第四子标记图形、所述第五子标记图形、所述第六子标记图形、所述第七子标记图形及所述第八子标记图形均呈条状。
作为本发明的掩膜组件的一种优选方案,若干个所述第一子标记图形、若干个所述第二子标记图形、若干个所述第三子标记图形、若干个所述第四子标记图形、若干个所述第五子标记图形、若干个所述第六子标记图形、若干个所述第七子标记图形及若干个所述第八子标记图形均等间距排布,且相邻两所述第一子标记图形之间的间距与相邻两所述第五子标记图形之间的间距相等,相邻两所述第二子标记图形之间的间距与相邻两所述第七子标记图形之间的间距相等,相邻两所述第三子标记图形之间的间距与相邻两所述第六子标记图形之间的间距相等,相邻两所述第四子标记图形之间的间距与相邻两所述第八子标记图形之间的间距相等。
作为本发明的掩膜组件的一种优选方案,所述第一掩膜、所述第二掩膜及所述第三掩膜均包括若干个芯片区域及位于相邻所述芯片区域之间及若干个所述芯片区域外围的切割道区域,所述第一标记图形、所述第二标记图形及所述第三标记图形均位于所述切割道区域内。
作为本发明的掩膜组件的一种优选方案,所述切割道的宽度大于所述第一标记图形、所述第二标记图形和所述第三标记图形所占区域沿所述切割道宽度方向上的尺寸。
作为本发明的掩膜组件的一种优选方案,所述第一掩膜、所述第二掩膜及所述第三掩膜均包括若干个芯片区域及位于相邻所述芯片区域之间及若干个所述芯片区域外围的切割道区域;所述芯片区域包括功能区域及闲置区域,所述功能区域内形成有器件结构图形,所述第一标记图形、所述第二标记图形及所述第三标记图形均位于所述闲置区域内。
本发明还提供一种套准量测方法,所述套准量测方法包括以下步骤:
提供基板及如上述任一方案中所述的掩膜组件;
在所述基板表面形成光刻胶层,依据所述第一掩膜对所述光刻胶层进行第一次曝光显影,以将所述第一标记图形转移至所述光刻胶层内,采用刻蚀工艺将所述第一标记图形转移至所述基板;
在所述基板表面形成光刻胶层,依据所述第二掩膜对所述光刻胶层进行第二次曝光显影,以将所述第二标记图形转移至所述光刻胶层内,采用刻蚀工艺将所述第二标记图形转移至所述基板;
在所述基板表面形成光刻胶层,依据所述第三掩膜对所述光刻胶层进行第三次曝光显影,以将所述第三标记图形转移至所述光刻胶层内;及
获取所述第三标记图形相较于所述第一标记图形的位置偏移、所述第三标记图形相较于所述第二标记图形的位置偏移及所述第二标记图形相较于所述第一标记图形的位置偏移。
作为本发明的套准量测方法的一种优选方案,获取所述第三标记图形相较于所述第一标记图形的位置偏移、所述第三标记图形相较于所述第二标记图形的位置偏移及所述第二标记图形相较于所述第一标记图形的位置偏移的具体方法包括如下步骤:
量测所述第五主标记图形相较于所述第一主标记图形在所述第一方向的偏移量以获取所述第三标记图形相较于所述第一标记图形在所述第一方向的位置偏移;
量测所述第七主标记图形相较于所述第二主标记图形在所述第二方向的偏移量以获取所述第三标记图形相较于所述第一标记图形在所述第二方向的位置偏移;
量测所述第六主标记图形相较于所述第三主标记图形在所述第二方向的偏移量以获取所述第三标记图形相较于所述第二标记图形在所述第二方向的位置偏移;
量测所述第八主标记图形相较于所述第四主标记图形在所述第一方向的偏移量以获取所述第三标记图形相较于所述第二标记图形在所述第一方向的位置偏移;
依据所述第三标记图形相较于所述第一标记图形在所述第一方向的位置偏移及所述第三标记图形相较于所述第二标记图形在所述第一方向的位置偏移获取所述第二标记图形相较于所述第一标记图形在所述第一方向的位置偏移;及
依据所述第三标记图形相较于所述第一标记图形在所述第二方向的位置偏移及所述第三标记图形相较于所述第二标记图形在所述第二方向的位置偏移获取所述第二标记图形相较于所述第一标记图形在所述第二方向的位置偏移。
作为本发明的套准量测方法的一种优选方案,依据所述第三标记图形相较于所述第一标记图形在所述第一方向的位置偏移及所述第三标记图形相较于所述第二标记图形在所述第一方向的位置偏移获取所述第二标记图形相较于所述第一标记图形在所述第一方向的位置偏移的公式为:
P2Y-MA={[P1Y-P3Y]+[P2Y-P3Y]}×W1+[P2Y-P3Y]×W1
其中,P2Y-MA为所述第二标记图形相较于所述第一标记图形在所述第一方向的位置偏移;P1Y为所述第一标记图形在所述第一方向上的坐标,P2Y为所述第二标记图形在所述第一方向上的坐标,P3Y为所述第三标记图形在所述第一方向上的坐标,P1Y-P3Y为所述第三标记图形相较于所述第一标记图形在所述第一方向的偏移量;P2Y-P3Y为所述第三标记图形相较于所述第二标记图形在所述第一方向的偏移量;W1为第一权重,为一与工艺条件相关的常数;
依据所述第三标记图形相较于所述第一标记图形在所述第二方向的位置偏移及所述第三标记图形相较于所述第二标记图形在所述第二方向的位置偏移获取所述第二标记图形相较于所述第一标记图形在所述第二方向的位置偏移的公式为:
P2X-MA={[P1X-P3X]+[P2X-P3X]}×W2+[P2X-P3X]×W2
其中,P2X-MA为所述第二标记图形相较于所述第一标记图形在所述第二方向的位置偏移;P1X为所述第一标记图形在所述第二方向上的坐标,P2X为所述第二标记图形在所述第二方向上的坐标,P3X为所述第三标记图形在所述第二方向上的坐标,P1X-P3X为所述第三标记图形相较于所述第一标记图形在所述第二方向的偏移量;P2X-P3X为所述第三标记图形相较于所述第二标记图形在所述第二方向的偏移量;W2为第二权重,为一与工艺条件相关的常数。
如上所述,本发明的掩膜组件及套准量测方法,具有以下有益效果:
本发明的掩膜组件中,第一掩膜内的第一标记图形仅包括一个用于第一方向套准量测的第一主标记图形及一个用于第二方向套准量测的第二主标记图形,第二掩膜内的第二标记图形仅包括一个用于第二方向套准量测的第三主标记图形及一个用于第一方向套准量测的第四主标记图形,第一标记图形及第二标记图形的所占区域面积显著缩小,进而可以节约晶圆上的面积;同时,第一主标记图形、第二主标记图形、第三主标记图形及第四主标记图形的数量仅为一个,在光刻后进行套准量测时可以显著降低所需量测的次数,从而显著降低工作量,提高套准量测的效率。
附图说明
图1显示为本发明实施例一中提供的掩膜组件中的第一掩膜的俯视结构示意图。
图2显示为本发明实施例一中提供的掩膜组件中的第二掩膜的俯视结构示意图。
图3显示为本发明实施例一中提供的掩膜组件中的第三掩膜的俯视结构示意图。
图4显示为本发明实施例二中提供的套准量测方法的流程示意图。
图5显示为本发明实施例二中提供的套准量测方法中步骤2)所得结构的俯视结构示意图。
图6显示为本发明实施例二中提供的套准量测方法中步骤3)所得结构的俯视结构示意图。
图7显示为本发明实施例二中提供的套准量测方法中步骤4)所得结构的俯视结构示意图。
元件标号说明
1 第一掩膜
11 第一标记图形
111 第一主标记图形
111a 第一子标记图形
112 第二主标记图形
112a 第二子标记图形
12 芯片区域
13 切割道区域
14 互连线条
15 互连通孔
2 第二掩膜
21 第二标记图形
211 第三主标记图形
211a 第三子标记图形
212 第四主标记图形
212a 第四子标记图形
3 第三掩膜
31 第三标记图形
311 第五主标记图形
311a 第五子标记图形
312 第六主标记图形
312a 第六子标记图形
313 第七主标记图形
313a 第七子标记图形
314 第八主标记图形
314a 第八子标记图形
4 基板
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1~图7。需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例一
请参阅图1至图3,本发明提供一种掩膜组件,所述掩膜组件包括:第一掩膜1、第二掩膜2及第三掩膜3,其中,
如图1所示,所述第一掩膜1内形成有第一标记图形11,所述第一标记图形11包括第一主标记图形111及第二主标记图形112,所述第一主标记图形111与所述第二主标记图形112之间具有间距;其中,所述第一主标记图形111包括若干个沿第一方向(即图1至图3中箭头a所表示的方向)平行间隔排布的第一子标记图形111a,所述第一子标记图形111a沿第二方向(即图1至图3中箭头b所表示的方向)延伸;所述第二主标记图形112包括若干个沿第二方向平行间隔排布的第二子标记图形112a,所述第二子标记图形112a沿第一方向延伸,所述第一方向与所述第二方向相垂直;
如图2所示,所述第二掩膜2内形成有第二标记图形21,所述第二标记图形21对应于所述第一标记图形11的一侧,且与所述第一标记图形11具有间距;所述第二标记图形21包括第三主标记图形211及第四主标记图形212,所述第三主标记图形211与所述第四主标记图形212之间具有间距;其中,所述第三主标记图形211包括若干个沿所述第二方向平行间隔排布的第三子标记图形211a,所述第三子标记图形211a沿所述第一方向延伸;所述第四主标记图形212包括若干个沿所述第一方向平行间隔排布的第四子标记图形212a,所述第四子标记图形212a沿所述第二方向延伸;及
如图3所示,所述第三掩膜3内形成有第三标记图形31,所述第三标记图形31包括第五主标记图形311、第六主标记图形312、第七主标记图形313及第八主标记图形314;其中,所述第五主标记图形311对应于所述第一主标记图形111与所述第三主标记图形211之间,所述第五主标记图形311包括若干个沿所述第一方向平行间隔排布的第五子标记图形311a,所述第五子标记图形311a沿所述第二方向延伸;所述第六主标记图形312对应于所述第三主标记图形211与所述第四主标记图形212之间,所述第六主标记图形312包括若干个沿所述第二方向平行间隔排布的第六子标记图形312a,所述第六子标记图形312a沿所述第一方向延伸;所述第七主标记图形313对应于所述第一主标记图形111与所述第二主标记图形112之间,所述第七主标记图形313包括若干个沿所述第二方向平行间隔排布的第七子标记图形313a,所述第七子标记图形313a沿所述第一方向延伸;所述第八主标记图形314对应于所述第二主标记图形112与所述第四主标记图形212之间,所述第八主标记图形314包括若干个沿所述第一方向平行间隔排布的第八子标记图形314a,所述第八子标记图形314a沿所述第二方向延伸。
本发明的掩膜组件中,所述第一掩膜1内的第一标记图形11仅包括一个用于所述第一方向套准量测的所述第一主标记图形111及一个用于所述第二方向套准量测的所述第二主标记图形112,所述第二掩膜2内的所述第二标记图形21仅包括一个用于所述第二方向套准量测的所述第三主标记图形211及一个用于所述第一方向套准量测的所述第四主标记图形212,所述第一标记图形11及所述第二掩膜图形12比较简单,二者的所占的区域面积显著缩小,可以减小所述第一标记图形11及所述第二掩膜图形12所占用的面积,进而减小二者在晶圆上所占的面积;同时,所述第一主标记图形111、所述第二主标记图形112、所述第三主标记图形211及所述第四主标记图形212的数量仅为一个,在光刻后进行套准量测时可以显著降低所需量测的次数,从而显著降低工作量,提高套准量测的效率。
作为示例,所述第一掩膜1、所述第二掩膜2及所述第三掩膜3均为光掩模。
作为示例,所述第一主标记图形111与所述第二主标记图形112沿所述第一方向间隔排布,所述第三主标记图形211与所述第四主标记图形212沿所述第一方向间隔排布,所述第一主标记图形111与所述第三主标记图形211沿所述第二方向间隔排布,所述第二主标记图形112与所述第四主标记图形212沿所述第二方向间隔排布。
作为示例,所述第一主标记图形111与所述第三主标记图形211之间所对应的间距应大于等于所述第五主标记图形311沿所述第二方向的尺寸,以确保在光刻过程中所述第五主标记图形311可以形成于所述第一主标记图形111与所述第三主标记图形211之间;所述第一主标记图形111与所述第二主标记图形112之间所对应的间距应大于等于所述第七主标记图形313沿所述第一方向的尺寸,以确保在光刻过程中所述第七主标记图形313可以形成于所述第一主标记图形111与所述第二主标记图形112之间;所述第二主标记图形112与所述第四主标记图形212之间所对应的间距应大于等于所述第八主标记图形314沿所述第二方向的尺寸,以确保光刻过程中所述第八主标记图形314可以形成于所述第二主标记图形112与所述第四主标记图形212之间;所述第三主标记图形211与所述第四主标记图形212之间所对应的距离应大于等于所述第六主标记图形312沿所述第一方向的尺寸,以确保光刻过程中所述第六主标记图形312可以形成于所述第三主标记图形211与所述第四主标记图形212之间。
作为示例,所述第一主标记图形111内所述第一子标记图形111a的数量可以根据实际需要进行设定,图1仅以所述第一主标记图形111内包括五个所述第一子标记图形111a作为示例;所述第二主标记图形112内所述第二子标记图形112a的数量可以根据实际需要进行设定,图1仅以所述第二主标记图形112内包括五个所述第二自标记图形112a作为示例;所述第三主标记图形211内所述第三子标记图形211a的数量可以根据实际需要进行设定,图2仅以所述第三主标记图形211包括五个所述第三子标记图形211a作为示例;所述第四主标记图形212内所述第四子标记图形212a的具体数量可以根据实际需要进行设定,图2中仅以所述第四主标记图形212包括五个所述第四子标记图形212a作为示例;所述第五主标记图形311内所述第五子标记图形311a的具体数量可以根据实际需要进行设定,图3中仅以所述第五主标记图形311包括五个所述第五子标记图形311a作为示例;所述第六主标记图形312内所述第六子标记图形312a的具体数量可以根据实际需要进行设定,图3中仅以所述第六主标记图形312包括五个所述第六子标记图形312a作为示例;所述第七主标记图形313内所述第七子标记图形313a的具体数量可以根据实际需要进行设定,图3中仅以所述第七主标记图形313包括五个所述第七子标记图形313a作为示例;所述第八主标记图形314内所述第八子标记图形314a的具体数量可以根据实际需要进行设定,图3中仅以所述第八主标记图形314包括五个所述第八子标记图形314a作为示例。
作为示例,所述第一子标记图形111a、所述第二子标记图形112a、所述第三子标记图形211a、所述第四子标记图形212a、所述第五子标记图形311a、所述第六子标记图形312a、所述第七子标记图形313a及所述第八子标记图形314a的具体形态可以根据实际需要进行设定,可以是单一图形形成的图形,也可以是若干图形组合形成的图形。优选地,本实施例中,所述第一子标记图形111a、所述第二子标记图形112a、所述第三子标记图形211a、所述第四子标记图形212a、所述第五子标记图形311a、所述第六子标记图形312a、所述第七子标记图形313a及所述第八子标记图形314a可以均是单一图形形成的条状。在一示例中,所述子标记图形可以是若干沿第一方向或第二方向的分割互连线条形成的条状。在另一示例中,所述子标记图形可以是矩阵排列的圆孔形成的条状。
作为示例,若干个所述第一子标记图形111a、若干个所述第二子标记图形112a、若干个所述第三子标记图形211a、若干个所述第四子标记图形212a、若干个所述第五子标记图形311a、若干个所述第六子标记图形312a、若干个所述第七子标记图形313a及若干个所述第八子标记图形314a均等间距排布,且相邻两所述第一子标记图形111a之间的间距与相邻两所述第五子标记图形311a之间的间距相等,相邻两所述第二子标记图形112a之间的间距与相邻两所述第七子标记图形313a之间的间距相等,相邻两所述第三子标记图形211a之间的间距与相邻两所述第六子标记图形312a之间的间距相等,相邻两所述第四子标记图形212a之间的间距与相邻两所述第八子标记图形314a之间的间距相等。
在一示例中,所述第一掩膜1、所述第二掩膜2及所述第三掩膜3均包括若干个芯片区域12及位于相邻所述芯片区域12之间及若干个所述芯片区域12外围的切割道区域13,所述第一标记图形11、所述第二标记图形21及所述第三标记图形31可以均位于所述切割道区域13内。
作为示例,所述芯片区域内12形成有若干个器件结构图形,其中,图1以所述器件结构图形为互连线条14作为示例,图2及图3以所述器件结构图形为互连通孔15作为示例。需要说明的是,所述掩膜的设计规则为本领域技术人员所知晓,此处不在累述。
在另一示例中,所述第一掩膜1、所述第二掩膜2及所述第三掩膜3均包括若干个芯片区域12及位于相邻所述芯片区域12之间及若干个所述芯片区域12外围的切割道区域13;所述切割道区域13的宽度大于所述第一标记图形11、所述第二标记图形21和所述第三标记图形31所占区域沿所述切割道宽度方向上的尺寸,以使所述第一标记图形11、所述第二标记图形21和所述第三标记图形31能够放入所述切割道区域13。所述芯片区域12包括功能区域(未示出)及闲置区域(未示出),所述功能区域内形成有器件结构图形,所述第一标记图形11、所述第二标记图形21及所述第三标记图形31可以均位于所述闲置区域内。
实施例二
请结合图1至图3参阅图4,本发明还提供一种套准量测方法,所述套准量测方法包括以下步骤:
1)提供基板4及如实施例一中所述的掩膜组件;
2)在所述基板4表面形成光刻胶层,依据所述第一掩膜对所述光刻胶层进行第一次曝光显影,以将所述第一标记图形转移至所述光刻胶层内,采用刻蚀工艺将所述第一标记图形转移至所述基板;
3)在所述基板4表面形成光刻胶层,依据所述第二掩膜对所述光刻胶层进行第二次曝光显影,以将所述第二标记图形转移至所述光刻胶层内,采用刻蚀工艺将所述第二标记图形转移至所述基板;
4)在所述基板4表面形成光刻胶层,依据所述第三掩膜对所述光刻胶层进行第三次曝光显影,以将所述第三标记图形转移至所述光刻胶层内;及
5)获取所述第三标记图形相较于所述第一标记图形的位置偏移、所述第三标记图形相较于所述第二标记图形的位置偏移及所述第二标记图形相较于所述第一标记图形的位置偏移。
在步骤1)中,请参阅图4中的S1步骤及图1至图3,提供基板及如实施例一中所述的掩膜组件。
作为示例,所述基板4可以包括但不仅限于晶圆。所述掩膜组件的具体结构请参阅实施例一,此处不再累述。
在步骤2)中,在所述基板4表面形成有光刻胶层,请参阅图4中的S2步骤及图5,依据所述第一掩膜1对所述光刻胶层进行第一次曝光显影,以将所述第一标记图形11转移至所述光刻胶层内,采用刻蚀工艺将所述第一标记图形转移至所述基板4。
作为示例,将所述第一掩膜1置于所述光刻胶层的上方后对所述光刻胶层(未示出)进行第一次曝光显影,采用刻蚀工艺将所述第一标记图形转移至所述基板4。
在步骤3)中,请参阅图4中的S3步骤及图6,在所述基板4表面形成有光刻胶层,依据所述第二掩膜2对所述光刻胶层(未示出)进行第二次曝光显影,以将所述第二标记图形21转移至所述光刻胶层内,采用刻蚀工艺将所述第二标记图形转移至所述基板4。
作为示例,将所述第二掩膜2置于所述光刻胶层的上方后对所述光刻胶层进行第二次曝光显影。
在步骤4)中,请参阅图4中的S4步骤及图7,依据所述第三掩膜3对所述光刻胶层进行第三次曝光显影,以将所述第三标记图形31转移至所述光刻胶层内。
作为示例,将所述第三掩膜3置于所述光刻胶层的上方后对所述光刻胶层进行第二次曝光显影。
在步骤5)中,请参阅图4中的S5步骤,获取所述第三标记图形31相较于所述第一标记图形11的位置偏移、所述第三标记图形31相较于所述第二标记图形21的位置偏移及所述第二标记图形21相较于所述第一标记图形11的位置偏移。
作为示例,所述第一标记图形和所述第二标记图形位于所述基底4中,所述第三标记图形位于所述光刻胶层中。
作为示例,所述基地4还包括填充刻蚀后转移至所述基板上的所述第一标记图形的填充物以及在所述第一标记图形上沉积的介质层。
作为示例,所述第一标记图形、所述第二标记图形和所述第三标记图形在竖直方向的排布不做限定。在一示例中,所述第一标记图形和所述第二标记图形在同一水平面上,所述第三标记图形在所述第一标记图形和所述第二标记图形所在水平面的上部。在另一示例中,所述第一标记图形位于所述第二标记图形所在水平面的下部,所述第三标记图形位于所述第二标记图形所在水平面的上部。
作为示例,依据所述与第一掩膜、所述第二掩膜和所述第三掩膜对所述光刻胶层的曝光显影顺序不做限定。在一示例中,步骤2)采用所述第二掩膜对所述光刻胶层进行第一次曝光显影,步骤3)采用所述第一掩膜对所述光刻胶层进行第二次曝光显影,步骤4)采用所述第三掩膜对所述光刻胶层进行第三次曝光显影。在另一示例中,步骤2)采用所述第三掩膜对所述光刻胶层进行第一次曝光显影,步骤3)采用所述第二掩膜对所述光刻胶层进行第二次曝光显影,步骤4)采用所述第一掩膜对所述光刻胶层进行第三次曝光显影。
作为示例,获取所述第三标记图形31相较于所述第一标记图形11的位置偏移、所述第三标记图形31相较于所述第二标记图形21的位置偏移及所述第二标记图形21相较于所述第一标记图形11的位置偏移的具体方法包括如下步骤:
5-1)量测所述第五主标记图形311相较于所述第一主标记图形111在所述第一方向的偏移量以获取所述第三标记图形31相较于所述第一标记图形11在所述第一方向的位置偏移;
5-2)量测所述第七主标记图形313相较于所述第二主标记图形112在所述第二方向的偏移量以获取所述第三标记图形31相较于所述第一标记图形11在所述第二方向的位置偏移;
5-3)量测所述第六主标记图形312相较于所述第三主标记图形211在所述第二方向的偏移量以获取所述第三标记图形31相较于所述第二标记图形21在所述第二方向的位置偏移;
5-4)量测所述第八主标记图形314相较于所述第四主标记图形212在所述第一方向的偏移量以获取所述第三标记图形31相较于所述第二标记图形21在所述第一方向的位置偏移;
5-5)依据所述第三标记图形31相较于所述第一标记图形11在所述第一方向的位置偏移及所述第三标记图形31相较于所述第二标记图形21在所述第一方向的位置偏移获取所述第二标记图形21相较于所述第一标记图形11在所述第一方向的位置偏移;及
5-6)依据所述第三标记图形31相较于所述第一标记图形11在所述第二方向的位置偏移及所述第三标记图形31相较于所述第二标记图形21在所述第二方向的位置偏移获取所述第二标记图形21相较于所述第一标记图形11在所述第二方向的位置偏移。
作为示例,步骤5-5)中依据所述第三标记图形31相较于所述第一标记图形11在所述第一方向的位置偏移及所述第三标记图形31相较于所述第二标记图形21在所述第一方向的位置偏移获取所述第二标记图形21相较于所述第一标记图形11在所述第一方向的位置偏移的公式为:
P2Y-MA={[P1Y-P3Y]+[P2Y-P3Y]}×W1+[P2Y-P3Y]×W1
其中,P2Y-MA为所述第二标记图形21相较于所述第一标记图形11在所述第一方向的位置偏移;P1Y为所述第一标记图形11在所述第一方向上的坐标,P2Y为所述第二标记图形21在所述第一方向上的坐标,P3Y为所述第三标记图形31在所述第一方向上的坐标,P1Y-P3Y为所述第三标记图形31相较于所述第一标记图形11在所述第一方向的偏移量;P2Y-P3Y为所述第三标记图形31相较于所述第二标记图形21在所述第一方向的偏移量;W1为第一权重,为一与工艺条件相关的常数;作为示例,W1的范围可以为0.2~0.8。W的具体数值如何选择为本领域技术人员所知晓,此处不再累述。
作为示例,步骤5-6)中依据所述第三标记图形相较于所述第一标记图形在所述第二方向的位置偏移及所述第三标记图形相较于所述第二标记图形在所述第二方向的位置偏移获取所述第二标记图形相较于所述第一标记图形在所述第二方向的位置偏移的公式为:
P2X-MA={[P1X-P3X]+[P2X-P3X]}×W2+[P2X-P3X]×W2
其中,P2X-MA为所述第二标记图形21相较于所述第一标记图形11在所述第二方向的位置偏移;P1X为所述第一标记图形11在所述第二方向上的坐标,P2X为所述第二标记图形21在所述第二方向上的坐标,P3X为所述第三标记图形31在所述第二方向上的坐标,P1X-P3X为所述第三标记图形31相较于所述第一标记图形11在所述第二方向的偏移量;P2X-P3X为所述第三标记图形31相较于所述第二标记图形21在所述第二方向的偏移量;W2为第二权重,为一与工艺条件相关的常数;作为示例,W2的范围可以为0.2~0.8。W的具体数值如何选择为本领域技术人员所知晓,此处不再累述。
本发明的套准量测方法可以用于光刻工艺中层与层之间的对准,本发明的套准量测方法在用于三层工艺中任一两层的套准量测时,只需要量测第三层与第一层的套准误差及第三层与第二层的套准误差再通过计算就可以得到第二层与第一层的套准误差;同时,本发明的所述掩膜组件中的所述第一主标记图形111、所述第二主标记图形112、第三主标记图形211及第四主标记图形212的数量仅为一个,在光刻后进行套准量测时可以显著降低所需量测的次数,从而显著降低工作量,提高套准量测的效率。
综上所述,本发明提供一种掩膜组件及套准量测方法,所述掩膜组件包括:第一掩膜、第二掩膜及第三掩膜,其中,所述第一掩膜内形成有第一标记图形,所述第一标记图形包括第一主标记图形及第二主标记图形,所述第一主标记图形与所述第二主标记图形之间具有间距;其中,所述第一主标记图形包括若干个沿第一方向平行间隔排布的第一子标记图形,所述第一子标记图形沿第二方向延伸;所述第二主标记图形包括若干个沿第二方向平行间隔排布的第二子标记图形,所述第二子标记图形沿第一方向延伸,所述第一方向与所述第二方向相垂直;所述第二掩膜内形成有第二标记图形,所述第二标记图形对应于所述第一标记图形的一侧,且与所述第一标记图形具有间距;所述第二标记图形包括第三主标记图形及第四主标记图形,所述第三主标记图形与所述第四主标记图形之间具有间距;其中,所述第三主标记图形包括若干个沿所述第二方向平行间隔排布的第三子标记图形,所述第三子标记图形沿所述第一方向延伸;所述第四主标记图形包括若干个沿所述第一方向平行间隔排布的第四子标记图形,所述第四子标记图形沿所述第二方向延伸;及所述第三掩膜内形成有第三标记图形,所述第三标记图形包括第五主标记图形、第六主标记图形、第七主标记图形及第八主标记图形;其中,所述第五主标记图形对应于所述第一主标记图形与所述第三主标记图形之间,所述第五主标记图形包括若干个沿所述第一方向平行间隔排布的第五子标记图形,所述第五子标记图形沿所述第二方向延伸;所述第六主标记图形对应于所述第三主标记图形与所述第四主标记图形之间,所述第六主标记图形包括若干个沿所述第二方向平行间隔排布的第六子标记图形,所述第六子标记图形沿所述第一方向延伸;所述第七主标记图形对应于所述第一主标记图形与所述第二主标记图形之间,所述第七主标记图形包括若干个沿所述第二方向平行间隔排布的第七子标记图形,所述第七子标记图形沿所述第一方向延伸;所述第八主标记图形对应于所述第二主标记图形与所述第四主标记图形之间,所述第八主标记图形包括若干个沿所述第一方向平行间隔排布的第八子标记图形,所述第八子标记图形沿所述第二方向延伸。本发明的掩膜组件中,第一掩膜内的第一标记图形仅包括一个用于第一方向套准量测的第一主标记图形及一个用于第二方向套准量测的第二主标记图形,第二掩膜内的第二标记图形仅包括一个用于第二方向套准量测的第三主标记图形及一个用于第一方向套准量测的第四主标记图形,可以减小掩膜版上标记图形所占用的面积,进而减少标记图形在晶圆上的面积;同时,第一主标记图形、第二主标记图形、第三主标记图形及第四主标记图形的数量仅为一个,在光刻后进行套准量测时可以显著降低所需量测的次数,从而显著降低工作量,提高套准量测的效率。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种掩膜组件,其特征在于,所述掩膜组件包括:第一掩膜、第二掩膜及第三掩膜,其中,
所述第一掩膜内形成有第一标记图形,所述第一标记图形包括第一主标记图形及第二主标记图形,所述第一主标记图形与所述第二主标记图形之间具有间距;其中,所述第一主标记图形包括若干个沿第一方向平行间隔排布的第一子标记图形,所述第一子标记图形沿第二方向延伸;所述第二主标记图形包括若干个沿第二方向平行间隔排布的第二子标记图形,所述第二子标记图形沿第一方向延伸,所述第一方向与所述第二方向相垂直;
所述第二掩膜内形成有第二标记图形,所述第二标记图形对应于所述第一标记图形的一侧,且与所述第一标记图形具有间距;所述第二标记图形包括第三主标记图形及第四主标记图形,所述第三主标记图形与所述第四主标记图形之间具有间距;其中,所述第三主标记图形包括若干个沿所述第二方向平行间隔排布的第三子标记图形,所述第三子标记图形沿所述第一方向延伸;所述第四主标记图形包括若干个沿所述第一方向平行间隔排布的第四子标记图形,所述第四子标记图形沿所述第二方向延伸;及
所述第三掩膜内形成有第三标记图形,所述第三标记图形包括第五主标记图形、第六主标记图形、第七主标记图形及第八主标记图形;其中,所述第五主标记图形对应于所述第一主标记图形与所述第三主标记图形之间,所述第五主标记图形包括若干个沿所述第一方向平行间隔排布的第五子标记图形,所述第五子标记图形沿所述第二方向延伸;所述第六主标记图形对应于所述第三主标记图形与所述第四主标记图形之间,所述第六主标记图形包括若干个沿所述第二方向平行间隔排布的第六子标记图形,所述第六子标记图形沿所述第一方向延伸;所述第七主标记图形对应于所述第一主标记图形与所述第二主标记图形之间,所述第七主标记图形包括若干个沿所述第二方向平行间隔排布的第七子标记图形,所述第七子标记图形沿所述第一方向延伸;所述第八主标记图形对应于所述第二主标记图形与所述第四主标记图形之间,所述第八主标记图形包括若干个沿所述第一方向平行间隔排布的第八子标记图形,所述第八子标记图形沿所述第二方向延伸。
2.根据权利要求1所述的掩膜组件,其特征在于:所述第一主标记图形与所述第二主标记图形沿所述第一方向间隔排布,所述第三主标记图形与所述第四主标记图形沿所述第一方向间隔排布,所述第一主标记图形与所述第三主标记图形沿所述第二方向间隔排布,所述第二主标记图形与所述第四主标记图形沿所述第二方向间隔排布。
3.根据权利要求1所述的掩膜组件,其特征在于,所述第一子标记图形、所述第二子标记图形、所述第三子标记图形、所述第四子标记图形、所述第五子标记图形、所述第六子标记图形、所述第七子标记图形及所述第八子标记图形均呈条状。
4.根据权利要求1所述的掩膜组件,其特征在于:若干个所述第一子标记图形、若干个所述第二子标记图形、若干个所述第三子标记图形、若干个所述第四子标记图形、若干个所述第五子标记图形、若干个所述第六子标记图形、若干个所述第七子标记图形及若干个所述第八子标记图形均等间距排布,且相邻两所述第一子标记图形之间的间距与相邻两所述第五子标记图形之间的间距相等,相邻两所述第二子标记图形之间的间距与相邻两所述第七子标记图形之间的间距相等,相邻两所述第三子标记图形之间的间距与相邻两所述第六子标记图形之间的间距相等,相邻两所述第四子标记图形之间的间距与相邻两所述第八子标记图形之间的间距相等。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的掩膜组件,其特征在于:所述第一掩膜、所述第二掩膜及所述第三掩膜均包括若干个芯片区域及位于相邻所述芯片区域之间及若干个所述芯片区域外围的切割道区域,所述第一标记图形、所述第二标记图形及所述第三标记图形均位于所述切割道区域内。
6.根据权利要求5所述的掩膜组件,其特征在于:所述切割道的宽度大于所述第一标记图形、所述第二标记图形和所述第三标记图形所占区域沿所述切割道宽度方向上的尺寸。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的掩膜组件,其特征在于:所述第一掩膜、所述第二掩膜及所述第三掩膜均包括若干个芯片区域及位于相邻所述芯片区域之间及若干个所述芯片区域外围的切割道区域;所述芯片区域包括功能区域及闲置区域,所述功能区域内形成有器件结构图形,所述第一标记图形、所述第二标记图形及所述第三标记图形均位于所述闲置区域内。
8.一种套准量测方法,其特征在于,所述套准量测方法包括以下步骤:
提供基板及如权利要求1至7中任一项所述的掩膜组件;
在所述基板表面形成光刻胶层,依据所述第一掩膜对所述光刻胶层进行第一次曝光显影,以将所述第一标记图形转移至所述光刻胶层内,采用刻蚀工艺将所述第一标记图形转移至所述基板;
在所述基板表面形成光刻胶层,依据所述第二掩膜对所述光刻胶层进行第二次曝光显影,以将所述第二标记图形转移至所述光刻胶层内,采用刻蚀工艺将所述第二标记图形转移至所述基板;
在所述基板表面形成光刻胶层,依据所述第三掩膜对所述光刻胶层进行第三次曝光显影,以将所述第三标记图形转移至所述光刻胶层内;及
获取所述第三标记图形相较于所述第一标记图形的位置偏移、所述第三标记图形相较于所述第二标记图形的位置偏移及所述第二标记图形相较于所述第一标记图形的位置偏移。
9.根据权利要求8所述的套准量测方法,其特征在于:获取所述第三标记图形相较于所述第一标记图形的位置偏移、所述第三标记图形相较于所述第二标记图形的位置偏移及所述第二标记图形相较于所述第一标记图形的位置偏移的具体方法包括如下步骤:
量测所述第五主标记图形相较于所述第一主标记图形在所述第一方向的偏移量以获取所述第三标记图形相较于所述第一标记图形在所述第一方向的位置偏移;
量测所述第七主标记图形相较于所述第二主标记图形在所述第二方向的偏移量以获取所述第三标记图形相较于所述第一标记图形在所述第二方向的位置偏移;
量测所述第六主标记图形相较于所述第三主标记图形在所述第二方向的偏移量以获取所述第三标记图形相较于所述第二标记图形在所述第二方向的位置偏移;
量测所述第八主标记图形相较于所述第四主标记图形在所述第一方向的偏移量以获取所述第三标记图形相较于所述第二标记图形在所述第一方向的位置偏移;
依据所述第三标记图形相较于所述第一标记图形在所述第一方向的位置偏移及所述第三标记图形相较于所述第二标记图形在所述第一方向的位置偏移获取所述第二标记图形相较于所述第一标记图形在所述第一方向的位置偏移;及
依据所述第三标记图形相较于所述第一标记图形在所述第二方向的位置偏移及所述第三标记图形相较于所述第二标记图形在所述第二方向的位置偏移获取所述第二标记图形相较于所述第一标记图形在所述第二方向的位置偏移。
10.根据权利要求9所述的套准量测方法,其特征在于,
依据所述第三标记图形相较于所述第一标记图形在所述第一方向的位置偏移及所述第三标记图形相较于所述第二标记图形在所述第一方向的位置偏移获取所述第二标记图形相较于所述第一标记图形在所述第一方向的位置偏移的公式为:
P2Y-MA={[P1Y-P3Y]+[P2Y-P3Y]}×W1+[P2Y-P3Y]×W1
其中,P2Y-MA为所述第二标记图形相较于所述第一标记图形在所述第一方向的位置偏移;P1Y为所述第一标记图形在所述第一方向上的坐标,P2Y为所述第二标记图形在所述第一方向上的坐标,P3Y为所述第三标记图形在所述第一方向上的坐标,P1Y-P3Y为所述第三标记图形相较于所述第一标记图形在所述第一方向的偏移量;P2Y-P3Y为所述第三标记图形相较于所述第二标记图形在所述第一方向的偏移量;W1为第一权重,为一与工艺条件相关的常数;
依据所述第三标记图形相较于所述第一标记图形在所述第二方向的位置偏移及所述第三标记图形相较于所述第二标记图形在所述第二方向的位置偏移获取所述第二标记图形相较于所述第一标记图形在所述第二方向的位置偏移的公式为:
P2X-MA={[P1X-P3X]+[P2X-P3X]}×W2+[P2X-P3X]×W2
其中,P2X-MA为所述第二标记图形相较于所述第一标记图形在所述第二方向的位置偏移;P1X为所述第一标记图形在所述第二方向上的坐标,P2X为所述第二标记图形在所述第二方向上的坐标,P3X为所述第三标记图形在所述第二方向上的坐标,P1X-P3X为所述第三标记图形相较于所述第一标记图形在所述第二方向的偏移量;P2X-P3X为所述第三标记图形相较于所述第二标记图形在所述第二方向的偏移量;W2为第二权重,为一与工艺条件相关的常数。
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