CN114935875A - 一种光刻验证版图和光刻版 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光刻验证版图和光刻版，所述光刻验证版图包括多套版对位标记、一套以上的互套偏移标记和多组CD分辨率标记，多套所述版对位标记位于光刻版的外围非图形区，且对应不同型号的光刻机；所述互套偏移标记位于光刻版的图形区；多组CD分辨率标记位于光刻版的图形区。本发明能够实现多种不同型号光刻机匹配与校正。

Description

一种光刻验证版图和光刻版
技术领域
本发明主要涉及光刻技术领域，具体涉及一种光刻验证版图和光刻版。
背景技术
在不同型号光刻机(比如i12与DUV204)的匹配时，由于使用光刻版存在差异，机台自带的测试版不能实现不同型号机台的互套匹配，存在一定技术缺陷：
1、原有的光刻版，只放一组型号光刻机的版对位标记，不同型号曝光机使用的版对位标记不同，不能跨型号使用。如i12的版对位标记不能在DUV上读取；
2、不同型号光刻机测试版图不同，曝光后的图形不一样，多层图形之间无法套刻，无法进行偏移计算。
另外，在半导体制造光刻过程中，第一层的曝光是没有上一层的标记进行对位的，均使用盲曝。盲曝结果对后续的粗对准影响大，如果在批量生产时盲曝初始位置不统一，下一层曝光机将在对位过程中就可能对位困难，严重影响作业效率。
为解决上述问题，目前已有的解决方案如下：首层盲曝时，选择wafer Pre-alignment Repeatability十分稳定(分别计算X、Y、θ三个方向的离散性)的设备作为第一层。使用设备厂商自带测试版进行自身Alignment Accuracy校准。这种方法可以选择出相同型号的设备进行自身套准。但是在产品量产后，需要引进更多型号曝光机达到产量需求，曝光机的厂家与型号就会存在多样性，从而无法进行后续的对准作业。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种实现多种不同型号光刻机匹配与校正的光刻验证版图和光刻版。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种光刻验证版图，包括多套版对位标记、一套以上的互套偏移标记和多组CD分辨率标记，多套所述版对位标记位于光刻版的外围非图形区，且对应不同型号的光刻机；所述互套偏移标记位于光刻版的图形区；多组CD分辨率标记位于光刻版的图形区。
作为上述技术方案的进一步改进：
每套所述版对位标记包括多个标记点，多个标记点呈多行多列形式布置于所述光刻版的非图形区。
多组CD分辨率标记呈多行多列形式布置于所述光刻版的图形区。
每组CD分辨率包括一组或多组组合图形，各组合图形的尺寸不同；各所述组合图形包括横条和竖条。
所述横条为凹型，所述竖条为凸型；或者所述竖条为凹型，所述横条为凸型；或者所述横条和竖条均为凹型；或者所述横条和竖条均为凸型。
各所述版对位标记互不重叠。
所述互套偏移标记包括Bar-bar标记和Box-in-Box标记。
所述Bar-bar标记包括第一层图形和第二层图形，其中第一层图形由四个长方形围合形成方形，第二层图形同样由四个长方形围合形成方形，其中第一层的方形与第二层的方形大小不同，两者之间左右间隔距离相同，上下间隔距离相同。
所述Box-in-Box标记包括第一层方形图和第二层方形图，第一层方形图和第二层方形图大小不同，两者之间左右间隔距离相同，上下间隔距离相同。
本发明还公开了一种光刻版，包括版体，所述版体上设置有如上所述的光刻验证版图。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明在同一光刻版上的不同位置同时放置不同型号光刻机的版对位标记，有利于不同型号光刻机的匹配，可以实现在两种型号光刻机上作业；在光刻版的图形区放置互套偏移标记(或称overlay偏移标记)，实现不同型号光刻机的互套匹配，用于改善畸变；在在光刻版的图形区中设置多组CD分辨率标记,不仅可以规范不同型号曝光机第一层曝光机盲曝的初始状态，还可以用于定期监控光刻机镜头LENS的畸变情况。
附图说明
图1为本发明的光刻验证版图在具体应用时的实施例图。
图2为本发明CD分辨率标记的单视场9点分布图。
图3为本发明CD分辨率标记的多视场集合9点分布图(共用中心点)。
图4为本发明CD分辨率标记中的一组组合图形在实施例的结构图。
图5为本发明CD分辨率标记中的多组组合图形在实施例的结构图。
图6为本发明的Bar-bar标记在实施例的结构图，其中(a)为首次曝光使用图形；(b)为再次曝光、显影后叠加图形。
图7为本发明的Box-in-Box标记在实施例的结构图，其中(a)为首次曝光外环图形，(b)为再次曝光使用内环；(c)为两次曝光、显影后叠加结果。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，本发明实施例的光刻验证版图，包括两套版对位标记、一套互套偏移标记和多组CD分辨率标记，两套版对位标记位于光刻版的外围非图形区，且对应不同型号的光刻机(比如i12与DUV204)，其中各版对应标记互不重叠；互套偏移标记位于光刻版的图形区，用于通过两次曝光实现互套，通过量测与计算偏移量最后进行补值校正，达到匹配的目的；多组分辨率标记位于光刻版的图形区。本发明在同一光刻版上的不同位置同时放置不同型号光刻机的版对位标记，有利于不同型号光刻机的匹配，可以实现在两种型号光刻机上作业；在光刻版的图形区放置互套偏移标记(或称overlay偏移标记)，实现不同型号光刻机的互套匹配，用于改善畸变；在光刻版的图形区中设置多组CD分辨率标记,不仅可以规范不同型号曝光机第一层曝光机盲曝的初始状态，还可以用于定期监控光刻机镜头LENS的畸变情况。
在一具体实施例中，多组CD分辨率标记的具体数量为九个，呈三行三列形式布置于光刻版的图形区，如图2所示的单视场9点分布图，以及如图3所示的多视场集合9点分布图(具体数量按视场大小而定)。其中每组CD分辨率标记均包括一组组合图形，包括横条和竖条，如图4所示。在其它实施例中，每组CD分辨率标记也可以包括多组组合图形，各组合图形的尺寸不同，如图5所示，共包括四组组合图形，对应尺寸分别为130nm、140nm、150nm和190nm。
具体地，各组合图形中的横条为凹型，竖条为凸型；或者竖条为凹型，横条为凸型；或者横条和竖条均为凹型或凸型，具体根据实际情况来进行选择。
本发明的CD分辨率标记根据光刻机镜头视场大小，按照左、中、右以及上、中、下分布成3*3的格式,通过一次曝光就可以得到镜头各个位置的畸变情况。当然，也可以根据视场大小继续延伸至任意多的横向与纵向比。
在一具体实施例中，互套偏移标记在同一视场按照中心与四角共五点分布，具体包括Bar-bar标记和Box-in-Box标记。其中Bar-bar标记包括第一层图形和第二层图形，其中第一层图形由四个长方形围合形成方形，第二层图形同样由四个长方形围合形成方形，其中第一层的方形与第二层的方形之间左右间隔距离相同，上下间隔距离相同，如图6中的X1＝X2，Y1＝Y2。
其中Box-in-Box标记包括第一层方形图和第二层方形图，同样地，第一层方形图和第二层方形图之间的左右间隔距离相同，上下间隔距离相同，如图7中的X1＝X2，Y1＝Y2。
本发明实施例还提供了一种光刻版，包括版体，版体上设置有如上所述的光刻验证版图，同样具有如上光刻验证版图所述的优点。
下面结合一具体实施例来对本发明做进一步完整说明：
在光刻版的非图形区域，即光刻版的四周对称位置放置不同型号光刻机版对位标记(比如光刻机i12与DUV204)，两者互不重叠。在光刻版的中心图形区域放置互套偏移标记。其中互套偏移标记的尺寸小，可以按需要放置在图形区任意空闲区域。为了计算的准确性，互套偏移标记至少需要放置一组，数量越多计算将越精确。
光刻机镜头畸变对不同尺寸的CD标记的影响是不同的，其中畸变的根本原因是一个区域内的光路发生了变化，导致图形不能被完整的还原。畸变的大小不一样，对图形的影响也就不一样，比如光路发生了200nm的偏移，那么200nm及以下的CD标记将有明显变化。但是对于CD标记比较大的图形如2um将不会有明显的变化。所以在同一位置放置多组CD标记，通过各个位置的形貌与大小的对比就可以检测畸变有没有对要求的生产尺寸有无影响。根据光刻机镜头视场大小，按照左、中、右以及上、中、下分布成3*3的格式。每个标记点均放置CD测试图形。常见视场为正方形，边长有15mm,17mm,20mm,22mm,25mm,33mm等。
每个点CD测试图形包括多组不同尺寸横条与竖条。其中CD pitch尺寸包含1～100nm，100～1000nm,1～20um等，可以同时包含凹、凸两种设计，也可以按需求只设计一种。
其中互套overlay偏移标记包括Bar-bar标记和Box-in-Box标记；
Bar-bar标记：第一层放置四根方形图形为一组呈对称分布，第二层也放置四根方形图形为第二组，两者呈对称分布叠放在一起，即X1＝X2；Y1＝Y2。第一层与第二层bar标记可以相互交换，图形也可以凹凸反向设计。
Box-in-Box标记:第一层放置一组四方形结构图形，第二层放置另一组四方形结构图形，两者呈对称分布叠放在一起，即X1＝X2；Y1＝Y2。第一层与第二层Box标记可以相互交换，图形也可以凹凸反向设计。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种光刻验证版图，其特征在于，包括多套版对位标记、一套以上的互套偏移标记和多组CD分辨率标记，多套所述版对位标记位于光刻版的外围非图形区，且对应不同型号的光刻机；所述互套偏移标记位于光刻版的图形区；多组CD分辨率标记位于光刻版的图形区。
2.根据权利要求1所述的光刻验证版图，其特征在于，每套所述版对位标记包括多个标记点，多个标记点呈多行多列形式布置于所述光刻版的非图形区。
3.根据权利要求1或2所述的光刻验证版图，其特征在于，多组CD分辨率标记呈多行多列形式布置于所述光刻版的图形区。
4.根据权利要求3所述的光刻验证版图，其特征在于，每组CD分辨率包括一组或多组组合图形，各组合图形的尺寸不同；各所述组合图形包括横条和竖条。
5.根据权利要求4所述的光刻验证版图，其特征在于，所述横条为凹型，所述竖条为凸型；或者所述竖条为凹型，所述横条为凸型；或者所述横条和竖条均为凹型；或者所述横条和竖条均为凸型。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的光刻验证版图，其特征在于，各所述版对位标记互不重叠。
7.根据权利要求1～5中任意一项所述的光刻验证版图，其特征在于，所述互套偏移标记包括Bar-bar标记和Box-in-Box标记。
8.根据权利要求7所述的光刻验证版图，其特征在于，所述Bar-bar标记包括第一层图形和第二层图形，其中第一层图形由四个长方形围合形成方形，第二层图形同样由四个长方形围合形成方形，其中第一层的方形与第二层的方形大小不同，两者之间左右间隔距离相同，上下间隔距离相同。
9.根据权利要求8所述的光刻验证版图，其特征在于，所述Box-in-Box标记包括第一层方形图和第二层方形图，第一层方形图和第二层方形图大小不同，两者之间左右间隔距离相同，上下间隔距离相同。
10.一种光刻版，包括版体，其特征在于，所述版体上设置有如权利要求1～9中任意一项所述的光刻验证版图。
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