CN113219800A - 晶圆半导体产品、其制作方法与光刻机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种晶圆半导体产品、其制作方法与光刻机，所述晶圆半导体产品包括光学对准场以及多个管芯曝光场，所述光学对准场包括至少一个光学对准目标标记；管芯曝光场呈点阵式的排列在晶圆半导体产品上除所述至少一个光学对准场以外的区域；每一所述管芯曝光场包括多个管芯以及第二精细对准目标标记；所述光学对准场为不完整场；所述光学对准场位于所述晶圆半导体产品的边缘，且所述光学对准场的一部分外露出所述晶圆半导体产品，所述光学对准目标标记形成在所述晶圆半导体产品上。这样可以有更多的管芯曝光场设置在条件更好区域，增加了更高质量的管芯的布局面积和布局数量。

Description

晶圆半导体产品、其制作方法与光刻机

技术领域

本发明涉及芯片制造工艺技术领域，尤其涉及一种晶圆半导体产品、其制作方法与光刻机。

背景技术

在Ultratech Stepper光刻机(步进光刻机)的芯片光刻工艺之前，需要将光刻机与晶圆进行对准，其大概的对准步骤为：首先，机械手把晶圆旋转在晶圆工作台上，并将晶圆与晶圆工作台对准，使用第一掩模版，通过第一掩膜版上的光学对准目标标记(OpticalAlignment Target Mark，简称OAT mark)，进行光学对准(简称OAT对准)。晶圆半导体产品上对应位置为光学对准场(OAT场)，一个晶圆半导体产品上的OAT场通常有两个甚至更多。在光刻机的校准系统进行OAT对准后，进行X(X坐标参数)/Y(Y坐标参数)/θ(X和Y方向之间的夹角参数)的粗校正。之后，步进光刻机移动到预设的第一个管芯曝光场的位置，使用第二掩膜版，通过第二掩膜版上的精细对准目标标记(AK mark)进行精对准，对准后，进行X/Y/θ的精校正。之后，对当前管芯曝光场进行曝光操作，并步进移至下一个管芯曝光场，重新进行精对准(AK对准)。

上述现有技术中的光刻对准方式虽然也能够实现对准，但由于OAT场又不设置管芯，其OAT场10占据两个完整的曝光场位置，OAT场占面积较大，如此造成晶圆上生成的管芯数量有限，成本较高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种晶圆半导体产品，所述晶圆半导体产品在相同晶圆面积下可提升有效管芯的布局数量，降低了成本。

根据本发明的晶圆半导体产品，所述晶圆半导体产品包括光学对准场以及多个管芯曝光场；所述光学对准场由一第一掩膜版曝光形成，所述光学对准场包括至少一个光学对准目标标记；所述多个管芯曝光场，呈点阵式的排列在晶圆半导体产品上除所述至少一个光学对准场以外的区域，由一第二掩膜版依次曝光形成；其中，每一所述管芯曝光场包括多个管芯以及第二精细对准目标标记；其中，所述多个管芯与所述第二精细对准目标标记不重叠设置，所述光学对准目标标记的对位精度低于所述第二精细对准目标标记的对位精度，所述光学对准场为不完整场；所述光学对准场位于所述晶圆半导体产品的边缘，且所述光学对准场的一部分外露出所述晶圆半导体产品，所述光学对准目标标记形成在所述晶圆半导体产品上。

所述光学对准场包括两个以上，两个以上所述光学对准场均为不完整场；所述至少两个光学对准场沿所述晶圆半导体产品的中心轴对称设置。

所述光学对准场共有四个，四个所述光学对准场均为不完整场，分别设置于所述晶圆半导体产品的左上角、左下角、右上角和右下角。

所述光学对准场呈矩形，所述矩形的光学对准场仅有一个角或两个角设置在所述晶圆半导体产品上，所述光学对准目标标记设置在所述角位置处。

一个所述光学对准场上仅设置一个光学对准目标标记。

所述光学对准场还包括至少一个第一精细对准目标标记，所述光学对准目标标记的对位精度低于所述第一精细对准目标标记的对位精度；所述光学对准场被划分为设置所述光学对准目标标记的第一区域以及除所述第一区域之外的第二区域，其中，所述第二区域设置有多个管芯；所述第二精细对准目标标记设置在所述第二区域内；所述第一精细对准目标标记和所述多个管芯在所述第二区域内相互之间不重叠设置。

一个所述光学对准场上设置有多个光学对准目标标记，多个所述光学对准目标标记在所述不完整场中相邻设置，多个所述光学对准目标标记均匀地布满在所述光学对准场内，且呈矩阵排布。

本发明还提供了一种制作上述任意结构的晶圆半导体产品的方法，所述方法包括以下步骤：

S1：使用第一掩模版，在所述晶圆半导体产品的光学对准场内，基于所述光学对准目标标记进行光学对准；若对准通过，则执行步骤S2；若对准不通过，执行步骤S4；

S2：基于所述光学对准目标标记对光刻机进行X/Y/θ的初始校正，之后在预设的第一个管芯曝光场的位置，执行步骤S3；

S3：使用第二掩模版，在所述晶圆半导体产品的管芯曝光场内，基于所述第二精细对准目标标记进行精对准，对准后，对光刻机进行X/Y/θ的精校正，精校正之后，对当前管芯曝光场进行曝光操作，并步进至下一个管芯曝光场，重新执行所述步骤S3，直至全部管芯曝光场全部曝光操作完成；

S4：移至下一个光学对准场的光学对准目标标记进行光学对准；若对准通过，则执行步骤S2；若对准不通过，则重新执行步骤S4；若全部光学对准场皆对准不通过，暂停报错。

所述步骤S4中，若全部光学对准场皆对准不通过，还执行步骤S5：

使用第一掩模版，在所述晶圆半导体产品的光学对准场内，基于所述第一精细对准目标标记进行精对准，若对准通过，则基于所述第一精细对准目标标记进行X/Y/θ的初始校正，之后，移动到预设的第一个管芯曝光场的位置，执行步骤S3；若对准不通过，则暂停报错。

本发明还提供了一种光刻机，用于制作晶圆半导体产品，所述光刻机包括：用于形成所述晶圆半导体产品的光学对准场的第一掩膜版，用于形成所述晶圆半导体产品的管芯曝光场的第二掩膜版；以及对准校正系统和曝光系统；所述对准校正系统根据所述第一掩膜版或第二掩膜版进行对准校正；所述曝光系统使用所述第一掩膜版或第二掩膜版进行曝光。

根据本发明的晶圆半导体产品，所述晶圆半导体产品通过将光学对准场(即OAT场)设置在晶圆半导体产品的边缘区域且部分外露出晶圆，光学对准目标标记可设置在晶圆半导体产品上，在同等面积下，在保证光学对准场10(OAT场)的对准功能实现的前提下，管芯曝光场比光学对准场能制作更多的管芯，而且，晶圆半导体产品的边缘区域的平整度等制作条件不如晶圆半导体产品中央区域的制作条件，因此，晶圆半导体产品边缘区域相对于管芯的中央区域制作的管芯的质量相对更好。而光学对准目标标记和管芯相比，对光学性能的要求更低，可能同样条件下曝光出的光学对准目标标记是可以正常识别的，但曝光制作成的管芯则不能达到器件特性要求。因此，将光学对准场设置在位于所述晶圆半导体产品的边缘的不完整场的位置处，使得可以有更多的管芯曝光场设置在条件更好区域，从而增加了更高质量的管芯的布局面积和布局数量，提高了管芯的平均质量，还降低了成本。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明的一个实施例的晶圆半导体产品的OAT场和管芯曝光场的结构示意图；

图2是本发明的另一个实施例的晶圆半导体产品的结构示意图；

图3是本发明实施例晶圆半导体产品的OAT场的结构示意图；

图4是本发明又一实施例晶圆半导体产品的OAT场的结构示意图；

图5是本发明图4所示的晶圆半导体产品的OAT场的具体结构示意图；

图6是本发明图2所示的晶圆半导体产品的管芯曝光场的具体结构示意图；

图7是本发明又一实施例晶圆半导体产品的OAT场的结构示意图；

图8是本发明又一实施例晶圆半导体产品的OAT场的结构示意图；

图9是本发明又一实施例晶圆半导体产品的OAT场的结构示意图；

图10是本发明又一实施例晶圆半导体产品的OAT场的结构示意图；

图11是本发明又一实施例的晶圆半导体产品的OAT场和管芯曝光场的结构示意图；

图12是本发明又一实施例的制作晶圆半导体产品的方法流程示意图；

图13是本发明的又一实施例的晶圆半导体产品的OAT场和管芯曝光场的结构示意图；

图14是本发明又一实施例晶圆半导体产品的管芯曝光场的结构示意图；

图15是图14实施例的放大示意图。

其中：10、光学对准场；20、管芯曝光场；11、第一区域；12、第二区域；13、虚拟管芯；101、光学对准目标标记；201、管芯；202、第一精细对准目标标记；203、第二精细对准目标标记。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提供了一种晶圆半导体产品，所述晶圆半导体产品相对于传统的晶圆半导体产品，可在相同晶圆面积下增加管芯数量，从而提升了管芯生产效率，降低了成本。

图1是本发明的一个实施例的晶圆半导体产品的光学对准场以及管芯曝光场的结构示意图，图2是本发明晶圆半导体产品的结构示意图。本发明提供了一种晶圆半导体产品，所述晶圆半导体产品应用于光刻机晶圆半导体产品的管芯的制作工艺中。

所述晶圆半导体产品包括光学对准场10(OAT场)以及多个管芯曝光场20。光学对准场10(OAT场)由第一掩膜版曝光形成，即光学对准场10(OAT场)由第一掩摸版经光刻曝光后形成在晶圆半导体产品上。管芯曝光场20包括多个且呈点阵式的排列在晶圆半导体产品上除所述光学对准场10(OAT场)以外的管芯区域，管芯曝光场20由第二掩膜版依次曝光形成。管芯曝光场20经过多轮多次曝光后即形成多个管芯。可以理解的是，光学对准场10(OAT场)与管芯曝光场20组成了晶圆上的主体结构，且占据了晶圆上的大部分面积。第二掩膜版的尺寸与第一掩膜版的尺寸相同。

光学对准场10(OAT场)中包括有至少一个光学对准目标标记101，如图2、图3所示，光学对准场10(OAT场)中包括四个光学对准目标标记(OAT mark，又称OAT标记)101。光学对准目标标记101应用于光刻机对准系统的粗略对准中，光学对准目标标记101的尺寸一般较大，在本实施例中，光学对准目标标记101呈4mm*4mm的十字形。在其他实施例中，光学对准目标标记101也可以呈其他尺寸的其他形状，具体可根据实际需求进行设置。

如图2、图6所示，每个管芯曝光场20由整齐、规律排列的多个管芯201覆盖形成，多个管芯201占据了管芯曝光场20的大部分空间；管芯曝光场20中还设有第二精细对准目标标记203，第二精细对准目标标记203通常包括多个，多个第二精细对准目标标记203与所述多个管芯不重叠设置，即所述第二精细对准目标标记203设置在所述多个管芯之间的空余位置处。第二精细对准目标标记203的对准精度要高于所述光学对准目标标记101的对位精度，且所述第二精细对准目标标记203的尺寸比光学对准目标标记101的尺寸小，在本实施例中，第二精细对准目标标记203呈200*200um的十字形状；在其他实施例中，第二精细对准目标标记203也可以呈其他尺寸的其他形状，具体可根据实际需求进行设置。

本发明的晶圆半导体产品的光学对准场10位于所述晶圆半导体产品的边缘，所述光学对准场10(OAT场)的一部分位于晶圆半导体产品上，另一部分外露出晶圆半导体产品。所述光学对准目标标记101形成在所述晶圆半导体产品上，而所述光学对准场10的一部分外露出所述晶圆半导体产品，不能在晶圆半导体产品上留下图案。在同等面积下，在保证光学对准场10(OAT场)的对准功能实现的前提下，管芯曝光场比光学对准场能制作更多的管芯，而且，晶圆半导体产品的边缘区域的平整度等制作条件不如晶圆半导体产品中央区域的制作条件，因此，晶圆半导体产品边缘区域相对于管芯的中央区域制作的管芯的质量相对更好。而光学对准目标标记和管芯相比，对光学性能的要求更低，可能同样条件下曝光出的光学对准目标标记是可以正常识别的，但曝光制作成的管芯则不能达到器件特性要求。因此，将光学对准场设置在位于所述晶圆半导体产品的边缘的不完整场的位置处，使得可以有更多的管芯曝光场设置在条件更好区域，从而增加了更高质量的管芯的布局面积和布局数量，提高了管芯的平均质量，还降低了成本。

晶圆半导体产品所包括的光学对准场10包括2个以上，即光学对准场10包括2个或者3个或者更多个，且光学对准场10均为不完整场。通过设置两个以上的光学对准场，减小了因设置在边缘不完整场处的光学对准场可能导致的OAT mark不能成功识别的概率，即使一个OAT场内的OAT mark不能正常识别，也可以换到另一个OAT场内的OAT mark进行识别对准。虽然边缘位置处的条件更差，但可以用更多个OAT mark弥补，减少了浪费。

当然，所述的光学对准场10也不用设置过多，可不超过4个。上述的晶圆半导体产品中，至少2个光学对准场10沿所述晶圆半导体产品的中心轴对称设置。如图1中所示，所述光学对准场10共有4个，4个所述光学对准场10均为不完整场，分别轴对称的设置于所述晶圆半导体产品的左上角、左下角、右上角和右下角。4个光学对准场10独立的间隔开，至少1个位于晶圆半导体产品的左下侧边缘处，至少1个位于晶圆半导体产品的左上侧边缘处，至少1个位于晶圆半导体产品的右下侧边缘处，至少1个位于晶圆半导体产品的右上侧边缘处。光学对准目标标记101即设置在所述光学对准场10的位于晶圆半导体产品上的一个角位置处，而光学对准目标标记101邻近所述角位置处设置。上述四个OAT场关于所述晶圆半导体产品的中心轴呈对称设置，OAT场的数量多，且相互之间的距离尽可能最远，可以保证光学对准场10(OAT场)之间的距离尽可能的远，尽可能减少相互作用影响，避免出现两个光学对准场的光学对准目标标记101距离太近相互干扰，导致若一个光学对准目标标记101不清楚不能对准，另一个也不清楚不能对准的状况出现。

而且，四个角位置设置的OAT场，使得万一光刻机因对位不精准在曝光时发生了晶圆半导体产品发生了偏移，不论在曝光时是向哪个方向偏移，导致有部分OAT mark落在晶圆半导体产品之外，其余三个角落的OAT mark至少有一个一定会落在晶圆半导体产品之上，保证了OAT对准的可靠性。

在具体实施中，如图2，图3所示，所述光学对准场10呈矩形，位于不完全场的所述矩形的光学对准场10仅有一个角或两个角设置在所述晶圆半导体产品上，所述光学对准目标标记101设置在所述角位置处。具体的，呈矩形的光学对准场10设置于晶圆半导体产品的边缘位置上，其只有一个角或两个角位于晶圆半导体产品上，其另外三个角或两个角外露出所述晶圆半导体产品，且光学对准目标标记101即设置在所述光学对准场10的位于晶圆半导体产品上的一个角位置处，通常地，光学对准目标标记101邻近所述角位置处设置。

一个光学对准场10(OAT场)中可以设置四个OAT标记(如图2、图3所示)，四个OAT标记分别位于所述光学对准场10(OAT场)的四个角位置处。这样，四个角位置的OAT场对应的掩膜版的图案可以相同，上述四个光学对准场可以共用一张第一掩膜版。在对应的在晶圆半导体产品的四个角位置对OAT场进行第一次盲曝，使所述OAT标记形成在所述的OAT场上，便于后续的OAT对准，可以使用同一张第一掩膜版，同一个掩膜版可以对位上述四个光学对准场，不需要更换不同的第一掩膜版，不仅节省掩膜版的成本，还节省工艺时间。

可能一个OAT场内能留下两个以上的OAT MARK。若第一个光学对准目标标记101进行OAT对准不通过，则可移至第二个光学对准目标标记101处进行第二次OAT对准。若仍不通过，则才认为是本个OAT场的对准不通过，则可移至下一个OAT场进行下一次OAT对准。

当然，所述光学对准场10(OAT场)不仅可以设置2个或4个OAT MARK，还可以根据需要灵活设置OAT MARK的数量和位置。如图7中所示，所述的OAT标记有8个，分别两两为一组设置在OAT场的四个角，可以提供更多个OAT标记，提高OAT标记的识别效率。如图8中所示，所述的OAT标记有6个，除了四个分别设置在OAT场的四个角以外，还有两个分别设置在两个AK mark的中心线位置的上下两端，每个OAT mark距离两组AK mark的都距离相等。甚至一个所述光学对准场上设置全部布满多个光学对准目标标记，多个所述光学对准目标标记在所述不完整场中相邻设置，每两个光学对准目标标记的间距可为50-120微米，多个所述光学对准目标标记均匀地、等间距地、不重叠的布满在所述光学对准场内，且呈矩阵排布。

另外，还可以如图9所示，所述的OAT标记有3个，分别设置则OAT场同侧一边的两个角位置以及对侧一边的中央区域。甚至可以如图10所示，只设置两个，但分别设置在OAT场对角线的两个角位置，由此可以保证所述至少两个光学对准目标标记101在光学对准场10(OAT场)之间的距离尽可能的远，尽可能减少两者之间的相互作用影响，避免出现两个光学对准目标标记101距离太近相互干扰，导致若一个光学对准目标标记101对准不清楚，另一个也对准不清楚的状况出现。OAT mark设置在未设置AK MARK的另外两个角位置的其中之一位置处，还可以以避免和AK mark相互干扰，也可以使得OAT场的中间位置空留出用于设置管芯100，从而避免OAT场的左下角或右下角因为光学镜头变形的缘故造成左下角、右下角经曝光形成的管芯10质量较差的问题。

而即使设置了多个光学对准场10(OAT场)，仍有可能OAT对准不通过的情况发生，作为另一具体实施例，所述光学对准场10(OAT场)中还包括至少一个第一精细对准目标标记202，光学对准目标标记101的对位精度低于所述第一精细对准目标标记202的对位精度，以在OAT对准不通过的时候，协助进行对准。第一精细对准目标标记202和管芯曝光场上的第二精细对准目标标记203可以是形状、大小完全一样的图案。

为了进一步增加管芯的布局面积，减少管芯布局面积的浪费，光学对准场10(OAT场)内也可以在空余位置设置管芯。光学对准目标标记、第一精细对准目标标记、以及多个管芯之间均不重叠设置。尤其是针对晶圆半导体产品的中央区域设置光学对准场的方案来说，由于晶圆半导体产品的边缘区域的平整度等制作条件不如晶圆半导体产品中央区域的制作条件，虽然在中央区域设置OAT场可以使得OAT场内的OAT mark的识别率更高；但OAT场内毕竟还是浪费了较多的面积，尤其是制作条件较好的面积。而为了更好的对光学对准目标标记进行光学识别，避免管芯和OAT mark相互影响，在一个光学对准场10(OAT场)中，所述光学对准目标标记与其相邻的管芯之间要设置一个安全距离。即在所述光学对准目标标记的4mm*4mm的正方形面积周围再加一安全距离之外，才能布设管芯。所述的安全距离可以在50微米-120微米选一具体数值设置，如60微米，这个范围既能保证对光学对准目标标记的光学识别效果，又不会浪费过多的空间，可以布设更多的管芯。

在具体实施中，参考图3，所述光学对准场10(OAT场)被划分为包括设置光学对准目标标记101的第一区域11以及除第一区域11以外的第二区域12，其中，所述第二区域12中设置有多个管芯201，所述第一精细对准目标标记202设置在所述第二区域12内。具体地，光学对准场10(OAT场)由第一区域11以及第二区域12构成，第一区域11与第二区域12均设置在光学对准场10(OAT场)中，且第一区域11与第二区域12并不重合，其中第一区域11用于设置光学对准目标标记101，第二区域12用于设置多个管芯201以及第一精细对准目标标记202。本发明的晶圆半导体产品，其将光学对准场10(OAT场)分割成第一区域11和第二区域12，第一区域11中填充满OAT标记，第二区域12中填充多个管芯201，从而在保证光学对准场10(OAT场)的对准功能实现的前提下，晶圆半导体产品上的面积没有浪费，进而增加了晶圆半导体产品上有效管芯201的布局数量，进一步地节约了成本。一个光学对准场10一般大小约30*12mm，OAT标记可占用面积4*4mm，除OAT标记位置处，其余地方均布满正常管芯。

在具体实施中，所述第二区域12还包括至少一个虚拟管芯13，所述虚拟管芯13与所述管芯201的大小相同，所述虚拟管芯13与所述第二区域12中的多个管芯201一起呈矩阵排布，布满所述的第二区域。每相邻的两行或者两列管芯201之间的间距相等；所述的虚拟管芯13处不设置管芯201，所述的第一精细对准目标标记202设置在所述虚拟管芯13对应的区域内，所述第一精细对准目标标记202的宽度大于所述相邻的两列或者两行管芯201之间的间距。

具体的，所述光学对准场10(OAT场)的第一区域11有两处，分别设置在所述光学对准场10(OAT场)的左下角和右下角，每一处第一区域11的大小都和对应的OAT mark的大小一致，以便对OAT mark进行识别。除开第一区域的第二区域12呈一个凸字形，包括多个管芯201和至少一个虚拟管芯13(如图中即示出了两个虚拟管芯13)。其中，虚拟管芯13与每个管芯201的大小尺寸相同，虚拟管芯13与第二区域12中的管芯201不重合，所述的虚拟管芯处不设置管芯，虚拟管芯就是不设置管芯，但大小位置排布和其他管芯一样的一个无管芯的区域。所述虚拟管芯13与所述第二区域中的多个管芯201一起呈矩阵排布，相邻的两列或两行管芯之间的间距相等。虚拟管芯13处不设置管芯201，虚拟管芯13专门用于设置第一精细对准目标标记202。

对应的，如图6所示，所述的管芯曝光场也设置有至少一个虚拟管芯13和多个管芯201。所述虚拟管芯13与所述管芯201的大小相同，所述虚拟管芯13与本管芯曝光场内的其余管芯201一起呈矩阵排布，每相邻的两行或者两列管芯201之间的间距相等；所述的虚拟管芯13处不设置管芯201，所述的第二精细对准目标标记203设置在所述虚拟管芯13对应的区域内，所述第二精细对准目标标记203的宽度大于所述相邻的两列或者两行管芯201之间的间距。

所述的光学对准场10或管芯曝光场20中，所述的虚拟管芯13可以为两个，分别对称的设置在呈矩阵排布的多个管芯的第一排。两个虚拟管芯13之间(也就是两个第一精细对准目标标记202之间或两个第二精细对准目标标记203之间)的距离可以设置的尽可能远，比如在两端最边缘的第一个管芯位置处，这样会尽可能减少相互作用影响的可能，避免出现一个光学对准场10或管芯曝光场20内，两个第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203之间的距离太近相互干扰，导致若一个第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203不清楚不能对准，另一个第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203也不清楚不能对准的状况出现。

但，若将虚拟管芯(也就是第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203)设置在矩阵排列的两端最边缘的第一个管芯位置处，和相邻的管芯曝光场或光学对准场之间重叠的风险也将加大，而重叠会导致第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203的图案不清晰，不能被识别。因此本申请将虚拟管芯设置在从其两个长边的两端的边缘其第二列管芯的位置处(如图5、图6中所示)。这样，既尽可能避免了两个第一精细对准目标标记202之间或第二精细对准目标标记203之间距离太近相互影响的可能，也减少了和相邻的管芯曝光场或光学对准场重叠导致图案不清楚的风险。

而任意相邻的两个所述管芯201之间具有一定间距，形成具有一定宽度的划片道。将上述的晶圆半导体产品沿划片道切割后，即形成管芯201。所述的第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203设置在所述虚拟管芯对应的区域内，所述第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203的宽度大于所述相邻的两列或两行管芯之间的间距(即划片道的宽度)。

由于第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203占用空间比可以最小的划片道的宽度更大，因此，专门预留一个或两个虚拟管芯，不设置管芯，专门用于设置第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203，即在相邻的两列或者两行管芯201之间的划片道上不设置第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203，第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203集中设置在虚拟管芯13处，相对于将第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203设置在划片道内的方案来说，进一步减少了设置第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203处的划片道的宽度，增加了从而在晶圆半导体产品的其他位置可以不用再设置第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203，进而可以增加有效管芯201的布局面积，从而可以扩大晶圆半导体产品上管芯201的有效布局面积和布局数量。

所述第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203可以都设置在所述虚拟管芯的区域内，即第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203与相邻的管芯之间的距离可大于所述相邻的两列或两行管芯之间的间距，如为60微米-300微米。当然，第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203也可以超出所述虚拟管芯的区域，超出的部分设置在所述虚拟管芯与相邻的管芯之间的划片道内，并不影响第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203的布设，也不影响正常的有效管芯的布设，还能尽可能的放置更多的第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203，更有效的利用空间。

而由于设置了虚拟管芯，第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203不需要占用管芯与管芯之间的距离，所述光学对准场和相邻的管芯曝光场的边缘处的管芯之间的距离也可以进一步减小，所述光学对准场最边缘处的管芯，与所述管芯曝光场中最边缘处的管芯的距离可以做到200微米以下，甚至是50微米-120微米。

对应的，所述第一掩膜版中的所述光学对准目标标记曝光图案与相邻的所述管芯曝光图案之间的距离50微米-120微米，所述精细对准目标标记与相邻的所述管芯之间的距离为60微米-300微米。

在一个虚拟管芯里，可以设置两个以上的第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203。如图3、图4中就均都设置了两个虚拟管芯，每个虚拟管芯内设置了3个第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203(AK mark)。所述至少2个第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203中，至少一个为凸起标记，至少一个为凹槽标记。本发明的晶圆半导体产品，其通过将虚拟管芯13内的第一精细对准目标标记202设置成至少一个为凸起标记，至少一个为凹槽标记，避免多次光刻可能对凸起标记和凹槽标记的影响程度不同，可能比如凸起标记受影响明显，不容易被捕捉观察到，可能凹槽标记的影响就小，可以正常识别，有利于更高的对准成功概率。

当然，每一侧的虚拟管芯里可以设置更多的第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203(AK mark)，作为一具体实施例，虚拟管芯13所对应的区域内甚至可以布满均匀分布的第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203即在一个虚拟管芯13内，在满足相邻的第一精细对准目标标记202和/或第二精细对准目标标记203之间的安全距离的前提下，可以相邻紧挨着最大限度地设置第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203。甚至，若一个虚拟管芯13的空间不够，可以占用两个甚至更多的相邻的虚拟管芯13，根据需要布设更多个第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203。

当然，所述的晶圆半导体产品也可以不设置虚拟管芯，光学对准场和管芯曝光场中的第一精细对准目标标记202或第二精细对准目标标记203也可以不设置在虚拟管芯内，而直接设置在一个加宽的“划片道”内。如图14、15所示，所述划片道包括多条第一划片道301和第二划片道302；所述第一划片道301形成在相邻的两行管芯201之间，所述第二划片道302形成在相邻的两列管芯201之间；所述精细对准目标标记202的宽度大于所述第一划片道301及第二划片道302的宽度。所述划片道还包括至少一条对准标记划片道303，所述对准标记划片道303可以仅设置一至两条，仅设置在两行或两列相邻的管芯201之间。所述管芯曝光场20中的第二精细对准目标标记203不设置在所述第一划片道301或第二划片道302内，而仅设置在所述对准标记划片道303内。所述对准标记划片道303的宽度(如可以为200um)大于所述第一划片道301和/或所述第二划片道302的宽度(如60um)。

对应的，如图12所示，本申请还公开了一种上述晶圆半导体产品的制作方法，包括以下步骤：

S1：使用第一掩模版，在所述晶圆半导体产品的光学对准场内，基于所述光学对准目标标记进行光学对准(OAT对准)；若对准通过，则执行步骤S2；若对准不通过，执行步骤S4；

S2：基于所述光学对准目标标记对光刻机进行X/Y/θ的初始校正，之后，移动到预设的第一个管芯曝光场的位置，执行步骤S3；

S3：使用第二掩模版，在所述晶圆半导体产品的管芯曝光场内，基于所述第二精细对准目标标记进行精对准，对准后，对光刻机进行X/Y/θ的精校正，精校正之后，对当前管芯曝光场进行曝光操作，并步进至下一个管芯曝光场，重新执行所述步骤S3，直至全部管芯曝光场全部曝光操作完成；

S4：移至下一个光学对准场的光学对准目标标记进行OAT对准；若对准通过，则执行步骤S2；若对准不通过，则重新执行步骤S4，若全部光学对准场皆对准不通过，暂停报错。

具体的，一个光学对准场10(OAT场)内可包括至少两个光学对准目标标记(OATMARK)，对应的，所述步骤S1中，使用第一掩模版，在所述晶圆半导体产品的光学对准场内，基于所述光学对准目标标记进行OAT对准时，若第一个OAT MARK对准不通过，则捕捉识别第二个OAT MARK进行OAT对准。若所有的OAT MARK对准均不通过，才认为是OAT对准不通过。

而所述步骤S4中，若全部光学对准场皆对准不通过，还可执行步骤S5，借由第一精细对准目标标记，进行辅助对准：

S5：在所述光学对准场内，使用第一掩膜版，在所述晶圆半导体产品的光学对准场内，基于所述第一精细对准目标标记的进行精对准，若对准通过，则基于所述第一精细对准目标标记进行X/Y/θ的初始校正，之后，移动到预设的第一个管芯曝光场的位置，执行步骤S3；若对准不通过，则暂停报错。通过在光学对准场10(OAT场)中除光学对准目标标记101以外的区域设置第一精细对准目标标记202，从而可以只在光学对准场10(OAT场)中OAT标记不能达到预设对准效果，没有对准通过时，可以借助第一精细对准标记进行再次的对准，以进行初始校正，保证了对准效果。扩大了晶圆半导体产品上除光学对准场10(OAT场)以外的管芯区域的布局面积，进而可以在同样晶圆面积下布局更多的管芯，节省了成本。

本发明还提供了一种光刻机，用于制作上述结构的晶圆半导体产品，所述光刻机包括：第一掩膜版，用于形成所述晶圆半导体产品的光学对准场(OAT场)；第二掩膜版，用于形成所述晶圆半导体产品的管芯曝光场；对准校正系统；以及曝光系统。对准校正系统根据所述第一掩膜版或第二掩膜版进行对准校正。曝光系统，使用所述第一掩膜版或第二掩膜版进行曝光。所述第一掩膜版和第二掩膜版需要对应所述晶圆半导体产品的结构更改图案。其余的对准校正系统以及曝光系统为现有技术，在此不再赘述。

下面以具体的数据来说明本发明的晶圆半导体产品设置管芯数量相对比的结果。

以对比例的晶圆半导体产品作为例：其包括两个光学对准场完整场，其光学对准场中除光学对准目标标记以外的区域也并未设置管芯。以28mil(长度单位：1mm＝39.37mil)的产品为例进行说明，管芯的尺寸为0.711*0.711mm,按照29.862*5.688mm布局，共产生110个场，每个场包括42*8-2＝334个管芯，去除边缘不完整的10个场以及2个光学对准目标场，还剩下98个场。有效管芯的数量为334*98＝32732，其中光学对准目标标记共浪费共100*2+2*334＝868个。

而以本发明的一实施例晶圆半导体产品为例(实施例1)，如图13所示，其光学对准场10(OAT场)只有1个，所述光学对准目标标记101设置在晶圆的边缘位置。且光学对准目标标记101虽然本有2个，但因为OAT场仅有一个角在晶圆半导体产品上，也只有1个OAT mark在晶圆半导体产品上(如图5所示)，这样有效管芯增加334*99+222＝33288个，对位标记浪费的数量共100*2+334/3＝311个。

本发明的两个实施例晶圆半导体产品与现有技术相比的管芯布局数量表如下表1所示。

表1：本发明的实施例与现有技术管芯数量对比表

以28mil为例6寸	总有效管芯数	增加管芯数	对位标记浪费管芯数
				对比例	32732	0	868
本发明实施例1	33364	636	236

本发明的晶圆半导体产品，大大提高了有效管芯的数量，对比实施例1提高管芯布局数量约1.9％，一个月按10W片，一片600元产出计算，每月增加产出600*1.9％*10W＝114.36W人民币，每年增加约1372W人民币。

需要说明的是，本方案中涉及到的各步骤的限定，在不影响具体方案实施的前提下，并不认定为对步骤先后顺序做出限定，写在前面的步骤可以是在先执行的，也可以是在后执行的，甚至也可以是同时执行的，只要能实施本方案，都应当视为属于本申请的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种晶圆半导体产品，其特征在于，包括：

光学对准场，由一第一掩膜版曝光形成，所述光学对准场包括至少一个光学对准目标标记；以及

多个管芯曝光场，呈点阵式的排列在晶圆半导体产品上除所述至少一个光学对准场以外的区域，由一第二掩膜版依次曝光形成；

其中，每一所述管芯曝光场包括：

多个管芯；以及

第二精细对准目标标记；

其中，所述多个管芯与所述第二精细对准目标标记不重叠设置，所述光学对准目标标记的对位精度低于所述第二精细对准目标标记的对位精度，所述光学对准场为不完整场；所述光学对准场位于所述晶圆半导体产品的边缘，且所述光学对准场的一部分外露出所述晶圆半导体产品，所述光学对准目标标记形成在所述晶圆半导体产品上。

2.根据权利要求1所述的晶圆半导体产品，其特征在于，所述光学对准场包括两个以上，两个以上所述光学对准场均为不完整场；所述至少两个光学对准场沿所述晶圆半导体产品的中心轴对称设置。

3.根据权利要求1所述的晶圆半导体产品，其特征在于，所述光学对准场共有四个，四个所述光学对准场均为不完整场，分别设置于所述晶圆半导体产品的左上角、左下角、右上角和右下角。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的晶圆半导体产品，其特征在于，所述光学对准场呈矩形，所述矩形的光学对准场仅有一个角或两个角设置在所述晶圆半导体产品上，所述光学对准目标标记设置在所述角位置处。

5.根据权利要求1所述的晶圆半导体产品，其特征在于，一个所述光学对准场上仅设置一个光学对准目标标记。

6.根据权利要求1或5所述的晶圆半导体产品，其特征在于，所述光学对准场还包括至少一个第一精细对准目标标记，所述光学对准目标标记的对位精度低于所述第一精细对准目标标记的对位精度；所述光学对准场被划分为设置所述光学对准目标标记的第一区域以及除所述第一区域之外的第二区域，其中，所述第二区域设置有多个管芯；所述第二精细对准目标标记设置在所述第二区域内；所述第一精细对准目标标记和所述多个管芯在所述第二区域内相互之间不重叠设置。

7.根据权利要求1所述的晶圆半导体产品，其特征在于，一个所述光学对准场上设置有多个光学对准目标标记，多个所述光学对准目标标记在所述不完整场中相邻设置，多个所述光学对准目标标记均匀地布满在所述光学对准场内，且呈矩阵排布。

8.一种权利要求1-7中任一项所述的晶圆半导体产品的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：使用第一掩模版，在所述晶圆半导体产品的光学对准场内，基于所述光学对准目标标记进行光学对准；若对准通过，则执行步骤S2；若对准不通过，执行步骤S4；

S2：基于所述光学对准目标标记对光刻机进行X/Y/θ的初始校正，之后在预设的第一个管芯曝光场的位置，执行步骤S3；

S3：使用第二掩模版，在所述晶圆半导体产品的管芯曝光场内，基于所述第二精细对准目标标记进行精对准，对准后，对光刻机进行X/Y/θ的精校正，精校正之后，对当前管芯曝光场进行曝光操作，并步进至下一个管芯曝光场，重新执行所述步骤S3，直至全部管芯曝光场全部曝光操作完成；

S4：移至下一个光学对准场的光学对准目标标记进行光学对准；若对准通过，则执行步骤S2；若对准不通过，则重新执行步骤S4；若全部光学对准场皆对准不通过，暂停报错。

9.一种如权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S4中，若全部光学对准场皆对准不通过，还执行步骤S5：

使用第一掩模版，在所述晶圆半导体产品的光学对准场内，基于所述第一精细对准目标标记进行精对准，若对准通过，则基于所述第一精细对准目标标记进行X/Y/θ的初始校正，之后，移动到预设的第一个管芯曝光场的位置，执行步骤S3；若对准不通过，则暂停报错。

10.一种光刻机，用于制作如权利要求1-7任意一项所述的晶圆半导体产品，其特征在于，所述光刻机包括：

第一掩膜版，用于形成所述晶圆半导体产品的光学对准场；

第二掩膜版，用于形成所述晶圆半导体产品的管芯曝光场；

对准校正系统，根据所述第一掩膜版或第二掩膜版进行对准校正；以及

曝光系统，使用所述第一掩膜版或第二掩膜版进行曝光。

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