CN116344511B - 对准标记版图及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种对准标记版图及其操作方法，所述对准标记版图包括：多个呈旋转对称的子标记，每个子标记包含当前层子标记以及参考层子标记；其中，所述当前层子标记包含平行分布的若干条当前层条形标记，且存在至少一条当前层条形标记的长度大于其他当前层条形标记，每条当前层条形标记的宽度为当前层的关键尺寸线宽，相邻的当前层条形标记之间的距离为所述当前层的关键尺寸间距；所述参考层子标记包含平行分布的若干条参考层条形标记，且存在至少一条参考层条形标记的长度大于其他参考层条形标记。本发明可以采用同一对准标记实现多种对准、测量功能，从而提高空间利用率。

Description

对准标记版图及其操作方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种对准标记版图及其操作方法。
背景技术
随着集成电路制作工艺的不断进步，线宽的不断减小，半导体的布局也已经从普通的单一功能分离器件，演变成整合高密度多功能的集成电路。
在目前半导体的制作过程中，在晶圆上制作半导体器件之前，需对晶圆进行布局设计，将晶圆划分为若干单元区(Die)和位于单元区之间的切割道(Scribe lane)，单元区用于后续形成半导体器件，切割道则是在半导体器件制作完成时，作为封装阶段单元区分割时的切割线。
在半导体版图设计中需要设计多种对准标记(Alignment Mark)，如套刻对准标记(Overlay Alignment Mark)、扫描对准标记(Scanner Alignment Mark)、键合对准标记(Bonding Alignment Mark)等，在半导体版图设计中还需要设计各层的关键尺寸(Critical Dimension，CD)测量标记。且这些对准标记以及测量标记通常形成在切割道上。
然而，现有技术中的对准标记种类繁多，占用总空间过大，并且随着工艺复杂性增大，CD测量标记的数量也随之增加，导致空间利用率降低。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种对准标记版图及其操作方法，可以采用同一对准标记实现多种对准、测量功能，从而提高空间利用率。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种对准标记版图，包括：多个呈旋转对称的子标记，每个子标记包含当前层子标记以及参考层子标记；其中，所述当前层子标记包含平行分布的若干条当前层条形标记，且存在至少一条当前层条形标记的长度大于其他当前层条形标记，每条当前层条形标记的宽度为当前层的关键尺寸线宽，相邻的当前层条形标记之间的距离为所述当前层的关键尺寸间距；所述参考层子标记包含平行分布的若干条参考层条形标记，且存在至少一条参考层条形标记的长度大于其他参考层条形标记，每条参考层条形标记的宽度为参考层的关键尺寸线宽，相邻的参考层条形标记之间的距离为所述参考层的关键尺寸间距。
可选的，长度大于其他当前层条形标记的当前层条形标记记为当前层特征标记，长度大于其他参考层条形标记的参考层条形标记记为参考层特征标记；所述当前层特征标记靠近所述对准标记中心的一端与其他当前层条形标记对齐，另一端在周围预设范围内没有除所述对准标记之外的其他图形；所述参考层特征标记靠近所述对准标记中心的一端与其他参考层条形标记对齐，另一端在周围预设范围内没有除所述对准标记之外的其他图形。
可选的，所述当前层特征标记在所述当前层子标记中的位置为非边缘位置，所述参考层特征标记在所述参考层子标记中的位置为非边缘位置。
可选的，所述当前层子标记中包含的当前层条形标记的数量为单数，所述当前层特征标记在所述当前层子标记中的位置为中心位置；所述参考层子标记中包含的参考层条形标记的数量为单数，所述参考层特征标记在所述参考层子标记中的位置为中心位置。
可选的，所述当前层特征标记在所述当前层子标记中的位置与所述参考层特征标记在所述参考层子标记中的位置一致。
可选的，所述旋转对称的旋转角呈90度，所述对准标记中的所述子标记的数量为4个。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种上述对准标记版图的操作方法，所述对准标记版图用于套刻对准工艺；所述操作方法包括：在晶圆上分别形成参考层和当前层，其中，在形成所述参考层时基于所述参考层子标记形成参考层子标记图案，在形成所述当前层时基于所述当前层子标记形成当前层子标记图案，基于长度大于其他参考层条形标记的参考层条形标记形成的图案记为参考层特征标记图案，基于长度大于其他当前层条形标记的当前层条形标记形成的图案记为当前层特征标记图案；选择旋转对称的当前层特征标记形成的当前层特征标记图案，所述当前层特征标记图案的延长线构成至少一个当前层封闭图形，以及，选择旋转对称的参考层特征标记形成的参考层特征标记图案，所述参考层特征标记图案的延长线构成至少一个参考层封闭图形；确定所述当前层封闭图形的中心点与所述参考层封闭图形的中心点的差值；根据所述差值与预设阈值的比较结果，确定所述当前层与所述参考层之间的套刻对准精度。
可选的，所述当前层子标记中包含的当前层条形标记的数量为单数，所述当前层特征标记在所述当前层子标记中的位置为中心位置；所述参考层子标记中包含的参考层条形标记的数量为单数，所述参考层特征标记在所述参考层子标记中的位置为中心位置。
可选的，所述参考层为在形成所述当前层之前，采用刻蚀工艺形成的最近的层。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种上述对准标记版图的操作方法，所述对准标记版图用于关键尺寸测量工艺；所述操作方法包括：对所述对准标记版图进行光学邻近效应修正处理；在晶圆上形成当前层，其中，在形成所述当前层时基于所述当前层子标记形成当前层子标记图案，基于长度大于其他当前层条形标记的当前层条形标记形成的图案记为当前层特征标记图案，所述当前层特征标记图案具有超出其他当前层条形标记图案的特征部分以及与其他当前层条形标记图案等长的基础部分；基于所述特征部分、基础部分以及其他当前层条形标记图案，测量得到所述当前层的关键尺寸；其中，所述当前层特征标记靠近所述对准标记中心的一端与其他当前层条形标记对齐，另一端在周围预设范围内没有除所述对准标记之外的其他图形。
可选的，基于所述特征部分、基础部分以及其他当前层条形标记图案，测量得到所述当前层的关键尺寸，包括以下一项或多项：测量所述特征部分的宽度，作为所述当前层的单线区域的关键尺寸线宽；测量所述基础部分的宽度，和/或，测量其他当前层条形标记图案的宽度，作为所述当前层的密线区域的关键尺寸线宽；测量相邻的其他当前层条形标记图案以及所述基础部分之间的距离，作为所述当前层的密线区域的关键尺寸间距。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种上述对准标记版图的操作方法，所述对准标记版图用于扫描对准工艺；所述操作方法包括：在晶圆上形成参考层，其中，在形成所述参考层时基于所述参考层子标记形成参考层子标记图案，所述参考层子标记图案与所述参考层的表面具有台阶差；在当前层曝光工艺中，对所述参考层子标记图案进行扫描，以基于所述台阶差形成扫描光信号；根据所述扫描光信号与预设光信号的比较结果，判断扫描对位精度。
可选的，所述参考层为在形成所述当前层之前，采用刻蚀工艺形成的最近的层。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种上述对准标记版图的操作方法，所述对准标记版图用于键合对准工艺；所述操作方法包括：在第一晶圆上形成第一当前层，其中，在形成所述第一当前层时基于所述当前层子标记形成第一当前层子标记图案，所述第一当前层子标记图案中的至少一部分凸出和/或凹陷于所述第一当前层的表面；在第二晶圆上形成第二当前层，其中，在形成所述第二当前层时基于所述当前层子标记的镜像图形，形成第二当前层子标记图案，所述第二当前层子标记图案与所述第一当前层子标记图案具有适配的凸起凹陷对应关系；对所述第一晶圆以及所述第二晶圆进行键合操作；根据所述第一当前层子标记图案与所述第二当前层子标记图案的嵌合结果，判断键合对位精度。
可选的，根据所述第一当前层子标记图案与所述第二当前层子标记图案的嵌合结果，判断键合对位精度，包括：如果所述第一当前层子标记图案中的凸起图案嵌入所述所述第二当前层子标记图案中的凹陷图案中，和/或，如果所述第二当前层子标记图案中的凸起图案嵌入所述所述第一当前层子标记图案中的凹陷图案中，则确定所述第一晶圆与所述第二晶圆键合对位成功。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
在本发明实施例中，通过设计一种对准标记版图，包含当前层子标记以及参考层子标记的旋转对称的子标记，其中，对应于当前层和参考层的子标记均包含若干条条形标记，且存在至少一条条形标记的长度大于其他条形标记，每条条形标记的宽度为对应层的关键尺寸线段，相邻的条形标记之间的距离为对应层的关键尺寸间距，从而可以采用该对准标记版图形成的对准标记图案实现多种对准、测量功能，相比于现有技术中，需要将种类繁多的对准标记和各层的关键尺寸测量标记设置在切割道上，导致占用总空间过大，空间利用率降低，采用本发明实施例的方案，可以采用同一对准标记替代多种对准标记、尺寸测量标记实现多种对准、尺寸测量功能，从而提高空间利用率。
进一步，对应于当前层和参考层的特征标记均为一端与其他条形标记对齐，另一端在周围预设范围内没有其他图形，从而可以在对齐的位置形成密线(Dense)区域，以及在超出的位置形成单线(ISO)区域，有助于采用同一对准标记模拟多种线宽，从而基于单一对准标记就有机会实现基于多种线宽才能实现的对准、尺寸测量功能。
进一步，对应于当前层和参考层的特征标记均在非边缘位置，从而可以避免形成的单线区域过于边缘，容易受到对准标记中的其他子标记的影响，有助于在使用该对准标记时排除干扰因素，提高对准、测量的精准性。
进一步，对应于当前层和参考层的子标记中包含的条形标记的数量均为单数，且均位于中心位置，从而可以在中心位置形成单线区域，更好地降低对准标记中的其他子标记对特征标记的影响，在使用该对准标记时进一步排除干扰因素，提高对准、测量的精准性。
进一步，对应于当前层和参考层的特征标记在所属的子标记中的位置一致，从而可以形成排列顺序、排列位置的对应性更强、更具规律性的对准标记，有助于在使用该对准标记时排除干扰因素，提高对准、测量的精准性。
进一步，所述对准标记版图用于套刻对准工艺，通过在晶圆上分别形成参考层和当前层，选择旋转对称的当前层特征标记形成的当前层特征标记图案，所述当前层特征标记图案的延长线构成至少一个当前层封闭图形，以及选择旋转对称的参考层特征标记形成的参考层特征标记图案，所述参考层特征标记图案的延长线构成至少一个参考层封闭图形，确定所述当前层封闭图形的中心点与所述参考层封闭图形的中心点的差值；根据所述差值与预设阈值的比较结果，确定所述当前层与所述参考层之间的套刻对准精度，从而可以基于对准标记版图的旋转对称关系，采用特征标记图案的延长线形成封闭图形，且当前层与参考层的特征标记图案的延长线分别形成的封闭图形的中心点具有理论上的差值，因此可以根据测量得到的差值与理论上的差值的比较结果，确定套刻对准精度。
进一步，当前层子标记和参考层子标记中的条形标记的数量均为单数，当前层特征标记在所述当前层子标记中的位置为中心位置，参考层特征标记在所述参考层子标记中的位置为中心位置，从而可以基于对准标记版图的旋转对称关系，采用特征标记图案的延长线形成封闭图形，且当前层与参考层的特征标记图案的延长线分别形成的封闭图形的中心点在理论上重合，因此可以在确定测量得到的差值与理论上的差值的比较结果的过程中，降低运算复杂度。
进一步，所述对准标记版图用于关键尺寸测量工艺；对所述对准标记版图进行光学邻近效应修正处理，从而可以在对准标记图案中形成密线区域以及在单线区域的光学邻近效应修正后的真实线宽；在晶圆上形成的当前层特征标记图案具有超出其他当前层条形标记图案的特征部分以及与其他当前层条形标记图案等长的基础部分，基于所述特征部分、基础部分以及其他当前层条形标记图案，测量得到所述当前层的关键尺寸。从而可以复用对准标记中的当前层子标记替代尺寸测量标记对对准标记进行测量，实现关键尺寸测量功能，通过减少尺寸测量标记有效提高空间利用率。
进一步，所述对准标记版图用于扫描对准工艺；在晶圆上形成的参考层子标记图案与所述参考层的表面具有台阶差；在当前层曝光工艺中，对所述参考层子标记图案进行扫描，以基于所述台阶差形成扫描光信号；根据所述扫描光信号与预设光信号的比较结果，判断扫描对位精度。从而可以复用对准标记中的参考层子标记替代扫描对准标记进行扫描处理，实现扫描对位判断功能，通过减少扫描对准标记有效提高空间利用率。
进一步，所述对准标记版图用于键合对准工艺；在第一晶圆上形成的第一当前层子标记图案的至少一部分凸出和/或凹陷于所述第一当前层的表面，在第二晶圆上形成的第二当前层子标记图案与所述第一当前层子标记图案具有适配的凸起凹陷对应关系，对所述第一晶圆以及所述第二晶圆进行键合操作后，根据所述第一当前层子标记图案与所述第二当前层子标记图案的嵌合结果，可以判断键合对位精度。从而可以复用对准标记中的当前层子标记替代键合对准标记，实现键合对位判断功能，通过减少键合对准标记有效提高空间利用率。进一步地，第二当前层子标记图案与所述第一当前层子标记图案具有适配的凸起凹陷对应关系，在对第一晶圆和第二晶圆进行键合时，有助于借助适配的凸起凹陷对应关系，实现自对准键合。
附图说明
图1是现有技术中一种对准标记版图的示意图；
图2是现有技术中另一种对准标记版图的示意图；
图3是本发明实施例中一种对准标记版图的示意图；
图4是本发明实施例中第一种基于对比标记版图的操作方法的流程图；
图5是本发明实施例中第一种基于对比标记版图的操作方法的工作场景示意图；
图6是本发明实施例中第二种基于对比标记版图的操作方法的流程图；
图7是本发明实施例中第二种基于对比标记版图的操作方法的工作场景示意图；
图8是本发明实施例中第三种基于对比标记版图的操作方法的流程图；
图9是本发明实施例中第三种基于对比标记版图的操作方法的工作场景示意图；
图10是本发明实施例中第四种基于对比标记版图的操作方法的流程图；
图11是本发明实施例中第四种基于对比标记版图的操作方法的工作场景示意图。
具体实施方式
在现有技术中，在半导体版图设计中需要设计多种对准标记，如套刻对准标记、扫描对准标记、键合对准标记等，在半导体版图设计中还需要设计各层的关键尺寸测量标记，且这些对准标记以及测量标记通常设置在切割道上。
然而，现有技术中的对准标记种类繁多，占用总空间过大，并且随着工艺复杂性增大，CD测量标记的数量也随之增加，导致空间利用率降低。
具体而言，套刻精度(overlay accuracy)作为关键的良率限制因素，需要通过叠加控制(Overlay control)确保当前掩膜层的特征与之前形成的层之间的特征精确对齐，获得良好的套刻效果。
在光刻的曝光工艺中，扫描仪的目标是以高分辨率打印微小特征，并精确对齐，因此在晶圆和光掩模上都需要放置微小的对准标记。在扫描仪中，晶圆台和光罩台将适当的标记相互对齐。通过扫描每个掩模版的曝光，然后依次步进、对齐和曝光晶圆上的各个芯片，直到完全图案化。
参照图1，图1是现有技术中一种对准标记版图的示意图。
图1示出的对准标记版图可以称为“条中条(Bar-in-Bar)量测框(Overlay Box)”，包含前层标记和当前层标记。
非限制性地，可以在晶圆的四角和中心位置选择多个曝光区域(Shot)，在选择的每个曝光区域的四角位置分别放置对准标记版图，则可以测量20组数据。
其中，每组数据可以包含对应的前层标记与当前层标记之间的距离，例如包含w1、w2、w3至w4，进而通过计算△x＝(w1-w2)/2，△y＝(w3-w4)/2，确定对准精度。
参照图2，图2是现有技术中另一种对准标记版图的示意图。
图2示出的对准标记版图可以称为“框中框(Box-in-Box)量测框”，包含前层标记和当前层标记。
框中框量测框的放置位置可以与前文所述的条中条量测框一致，还可以放置于其他适当的位置。
每组量测数据可以包含对应的前层标记与当前层标记之间的距离，例如包含w1、w2、w3至w4，进而通过计算△x＝(w1-w2)/2，△y＝(w3-w4)/2，确定对准精度。
需要指出的是，在现有技术中，图1及图2示出的量测框都是微米(um)级别的，对于先进工艺而言颗粒度较大，如65nm工艺采用193nm波长光源光刻技术，导致量测精度受限。并且对准标记的种类繁多，由于微米级别的量测框普遍尺寸较大，在将对准标记和各层的关键尺寸测量标记设置在切割道上之后，容易发生占用总空间过大，空间利用率降低的问题。
在本发明实施例中，通过设计一种对准标记版图，包含当前层子标记以及参考层子标记的旋转对称的子标记，其中，对应于当前层和参考层的子标记均包含若干条条形标记，且存在至少一条条形标记的长度大于其他条形标记，每条条形标记的宽度为对应层的关键尺寸线段，相邻的条形标记之间的距离为对应层的关键尺寸间距，从而可以采用该对准标记版图形成的对准标记图案实现多种对准、测量功能，相比于现有技术中，需要将种类繁多的对准标记和各层的关键尺寸测量标记设置在切割道上，导致占用总空间过大，空间利用率降低，采用本发明实施例的方案，可以采用同一对准标记替代多种对准标记、尺寸测量标记实现多种对准、尺寸测量功能，从而提高空间利用率。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参照图3，图3是本发明实施例中一种对准标记版图的示意图。
所述对准标记版图可以包括：多个呈旋转对称的子标记，每个子标记包含当前层子标记以及参考层子标记；其中，所述当前层子标记包含平行分布的若干条当前层条形标记，且存在至少一条当前层条形标记的长度大于其他当前层条形标记，每条当前层条形标记的宽度为当前层的关键尺寸线宽(line)，相邻的当前层条形标记之间的距离为所述当前层的关键尺寸间距(pitch)；所述参考层子标记包含平行分布的若干条参考层条形标记，且存在至少一条参考层条形标记的长度大于其他参考层条形标记，每条参考层条形标记的宽度为参考层的关键尺寸线宽(line)，相邻的参考层条形标记之间的距离为所述参考层的关键尺寸间距(pitch)。
具体地，参考层可以为在形成所述当前层之前，采用刻蚀工艺形成的最近的层，从而可以在晶圆上形成当前层时，仍然能够利用参考层子标记形成的参考层子标记图案进行对准、测量等操作。
在一个非限制性的例子中，可以选择现有技术中的前层标记(参照图1或图2)所属的前层作为本申请实施例中的参考层。
在本发明实施例中，通过设计一种对准标记版图，包含当前层子标记以及参考层子标记的旋转对称的子标记，其中，对应于当前层和参考层的子标记均包含若干条条形标记，且存在至少一条条形标记的长度大于其他条形标记，每条条形标记的宽度为对应层的关键尺寸线段，相邻的条形标记之间的距离为对应层的关键尺寸间距，从而可以采用该对准标记版图形成的对准标记图案实现多种对准、测量功能，相比于现有技术中，需要将种类繁多的对准标记和各层的关键尺寸测量标记设置在切割道上，导致占用总空间过大，空间利用率降低，采用本发明实施例的方案，可以采用同一对准标记替代多种对准标记、尺寸测量标记实现多种对准、尺寸测量功能，从而提高空间利用率。
进一步地，长度大于其他当前层条形标记的当前层条形标记记为当前层特征标记，长度大于其他参考层条形标记的参考层条形标记记为参考层特征标记；所述当前层特征标记靠近所述对准标记中心的一端可以与其他当前层条形标记对齐，另一端在周围预设范围内可以没有除所述对准标记之外的其他图形；所述参考层特征标记靠近所述对准标记中心的一端可以与其他参考层条形标记对齐，另一端在周围预设范围内可以没有除所述对准标记之外的其他图形。
在本发明实施例中，对应于当前层和参考层的特征标记均为一端与其他条形标记对齐，另一端在周围预设范围内没有其他图形，从而可以在对齐的位置形成密线(Dense)区域，以及在超出的位置形成单线(ISO)区域，有助于采用同一对准标记模拟多种线宽，从而基于单一对准标记就有机会实现基于多种线宽才能实现的对准、尺寸测量功能。
需要指出的是，在本发明实施例中，周围预设范围的大小可以根据单线区域中的设计规则(Design Rule)确定，例如在设计规则中规定相邻的单线之间的距离大于预设距离，否则无法构成单线，则在本申请中的特征标记超出的位置也需要遵守该规定，以形成符合设计规则的单线。
进一步地，所述当前层特征标记在所述当前层子标记中的位置可以为非边缘位置，所述参考层特征标记在所述参考层子标记中的位置可以为非边缘位置。
在本发明实施例中，对应于当前层和参考层的特征标记均在非边缘位置，从而可以避免形成的单线区域过于边缘，容易受到对准标记中的其他子标记的影响，有助于在使用该对准标记时排除干扰因素，提高对准、测量的精准性。
更进一步地，所述当前层子标记中包含的当前层条形标记的数量为单数，所述当前层特征标记在所述当前层子标记中的位置为中心位置；所述参考层子标记中包含的参考层条形标记的数量为单数，所述参考层特征标记在所述参考层子标记中的位置为中心位置。
在本发明实施例中，对应于当前层和参考层的子标记中包含的条形标记的数量均为单数，且均位于中心位置，从而可以在中心位置形成单线区域，更好地降低对准标记中的其他子标记对特征标记的影响，在使用该对准标记时进一步排除干扰因素，提高对准、测量的精准性。
进一步地，所述当前层特征标记在所述当前层子标记中的位置可以与所述参考层特征标记在所述参考层子标记中的位置一致。
在本发明实施例中，对应于当前层和参考层的特征标记在所属的子标记中的位置一致，从而可以形成排列顺序、排列位置的对应性更强、更具规律性的对准标记，有助于在使用该对准标记时排除干扰因素，提高对准、测量的精准性。
进一步地，所述旋转对称的旋转角可以呈90度，所述对准标记中的所述子标记的数量可以为4个。
在本发明实施例中，可以采用90度旋转角进行旋转对称排列，得到对准标记版图包含4个子标记，相比于采用其他适当的角度，可以在相互垂直的方向上形成标记，更有利于工艺实现。
参照图4，图4是本发明实施例中第一种基于对比标记版图的操作方法的流程图。所述对准标记版图可以用于套刻(Overlay)对准工艺，第一种基于对比标记版图的操作方法可以包括步骤S41至步骤S44：
步骤S41：在晶圆上分别形成参考层和当前层，其中，在形成所述参考层时基于所述参考层子标记形成参考层子标记图案，在形成所述当前层时基于所述当前层子标记形成当前层子标记图案，基于长度大于其他参考层条形标记的参考层条形标记形成的图案记为参考层特征标记图案，基于长度大于其他当前层条形标记的当前层条形标记形成的图案记为当前层特征标记图案；
步骤S42：选择旋转对称的当前层特征标记形成的当前层特征标记图案，所述当前层特征标记图案的延长线构成至少一个当前层封闭图形，以及，选择旋转对称的参考层特征标记形成的参考层特征标记图案，所述参考层特征标记图案的延长线构成至少一个参考层封闭图形；
步骤S43：确定所述当前层封闭图形的中心点与所述参考层封闭图形的中心点的差值；
步骤S44：根据所述差值与预设阈值的比较结果，确定所述当前层与所述参考层之间的套刻对准精度。
下面结合图5对上述第一种基于对比标记版图的操作方法进行说明。
参照图5，图5是本发明实施例中第一种基于对比标记版图的操作方法的工作场景示意图。
具体地，在晶圆上分别形成参考层和当前层，参考层具有参考层子标记图案，参考层子标记图案包含参考层特征标记图案，当前层具有当前层子标记图案，当前层子标记图案包含当前层特征标记图案。
其中，当前层特征标记图案的延长线构成至少一个当前层封闭图形，以所述旋转对称的旋转角呈90度，所述对准标记中的所述子标记的数量为4个为例，可以构成至少一个当前层矩形。
参考层特征标记图案的延长线构成至少一个参考层封闭图形，以所述旋转对称的旋转角呈90度，所述对准标记中的所述子标记的数量为4个为例，可以构成至少一个参考层矩形。
其中，所述预设阈值可以是理论上当前层封闭图形的中心点与参考层封闭图形的中心点的理论差值。
在本发明实施例中，通过在晶圆上分别形成参考层和当前层，选择所述当前层特征标记图案的延长线构成至少一个当前层封闭图形，以及选择参考层特征标记图案的延长线构成至少一个参考层封闭图形，可以确定所述当前层封闭图形的中心点与所述参考层封闭图形的中心点的差值，进而根据所述差值与预设阈值的比较结果，确定所述当前层与所述参考层之间的套刻对准精度，从而可以基于对准标记版图的旋转对称关系，采用特征标记图案的延长线形成封闭图形，且当前层与参考层的特征标记图案的延长线分别形成的封闭图形的中心点具有理论上的差值，因此可以根据测量得到的差值与理论上的差值的比较结果，确定套刻对准精度。
更进一步地，所述当前层子标记中包含的当前层条形标记的数量为单数，所述当前层特征标记在所述当前层子标记中的位置为中心位置；所述参考层子标记中包含的参考层条形标记的数量为单数，所述参考层特征标记在所述参考层子标记中的位置为中心位置。
在本发明实施例中，当前层子标记和参考层子标记中的条形标记的数量均为单数，当前层特征标记在所述当前层子标记中的位置为中心位置，参考层特征标记在所述参考层子标记中的位置为中心位置，从而可以基于对准标记版图的旋转对称关系，采用特征标记图案的延长线形成封闭图形，且当前层与参考层的特征标记图案的延长线分别形成的封闭图形的中心点在理论上重合，因此可以在确定测量得到的差值与理论上的差值的比较结果的过程中，降低运算复杂度。
更进一步地，所述参考层为在形成所述当前层之前，采用刻蚀工艺形成的最近的层。
需要指出的是，当关键尺寸较小时，还可以先对所述对准标记版图进行光学邻近效应修正处理，从而可以降低工艺误差，提高判断准确性。
参照图6，图6是本发明实施例中第二种基于对比标记版图的操作方法的流程图。所述对准标记版图可以用于关键尺寸测量工艺，第二种基于对比标记版图的操作方法可以包括步骤S61至步骤S63：
步骤S61：对所述对准标记版图进行光学邻近效应修正处理；
步骤S62：在晶圆上形成当前层，其中，在形成所述当前层时基于所述当前层子标记形成当前层子标记图案，基于长度大于其他当前层条形标记的当前层条形标记形成的图案记为当前层特征标记图案，所述当前层特征标记图案具有超出其他当前层条形标记图案的特征部分以及与其他当前层条形标记图案等长的基础部分；
步骤S63：基于所述特征部分、基础部分以及其他当前层条形标记图案，测量得到所述当前层的关键尺寸。
其中，所述当前层特征标记靠近所述对准标记中心的一端与其他当前层条形标记对齐，另一端在周围预设范围内没有除所述对准标记之外的其他图形。
下面结合图7对上述第二种基于对比标记版图的操作方法进行说明。
参照图7，图7是本发明实施例中第二种基于对比标记版图的操作方法的工作场景示意图。
具体地，先对所述对准标记版图进行光学邻近效应修正处理，从而可以在对准标记图案中形成密线区域以及在单线区域的光学邻近效应修正后的真实线宽。
在晶圆上形成当前层，当前层具有当前层子标记图案，当前层子标记图案包含当前层特征标记图案，当前层特征标记图案具有超出其他当前层条形标记图案的特征部分以及与其他当前层条形标记图案等长的基础部分。
如图7所示，在进行光学邻近效应修正处理后，特征部分的宽度大于基础部分的宽度。
更进一步地，基于所述特征部分、基础部分以及其他当前层条形标记图案，测量得到所述当前层的关键尺寸的步骤可以包括以下一项或多项：测量所述特征部分的宽度，作为所述当前层的单线(ISO)区域的关键尺寸线宽；测量所述基础部分的宽度，和/或，测量其他当前层条形标记图案的宽度，作为所述当前层的密线(Dense)区域的关键尺寸线宽；测量相邻的其他当前层条形标记图案以及所述基础部分之间的距离，作为所述当前层的密线(Dense)区域的关键尺寸间距。
如图7所示，由于所述当前层特征标记靠近所述对准标记中心的一端与其他当前层条形标记对齐，另一端在周围预设范围内没有除所述对准标记之外的其他图形，因此在进行光学邻近效应修正处理后，特征部分的宽度可以用于表示单线区域的关键尺寸线宽，基础部分的宽度可以用于表示密线区域的关键尺寸线宽。
其中，基础部分的宽度以及其他当前层条形标记图案的宽度在理论上相等，可以通过测量多个宽度然后取均值或中位值等方式，确定当前层的密线区域的关键尺寸线宽。
在本发明实施例中，所述对准标记版图用于关键尺寸测量工艺；对所述对准标记版图进行光学邻近效应修正处理，从而可以在对准标记图案中形成密线区域以及在单线区域的光学邻近效应修正后的真实线宽；在晶圆上形成的当前层特征标记图案具有超出其他当前层条形标记图案的特征部分以及与其他当前层条形标记图案等长的基础部分，基于所述特征部分、基础部分以及其他当前层条形标记图案，测量得到所述当前层的关键尺寸。从而可以复用对准标记中的当前层子标记替代尺寸测量标记对对准标记进行测量，实现关键尺寸测量功能，通过减少尺寸测量标记有效提高空间利用率。
参照图8，图8是本发明实施例中第三种基于对比标记版图的操作方法的流程图。所述对准标记版图可以用于扫描(Scanner)对准工艺，第三种基于对比标记版图的操作方法可以包括步骤S81至步骤S83：
步骤S81：在晶圆上形成参考层，其中，在形成所述参考层时基于所述参考层子标记形成参考层子标记图案，所述参考层子标记图案与所述参考层的表面具有台阶差；
步骤S82：在当前层曝光工艺中，对所述参考层子标记图案进行扫描，以基于所述台阶差形成扫描光信号；
步骤S83：根据所述扫描光信号与预设光信号的比较结果，判断扫描对位精度。
下面结合图9对上述第三种基于对比标记版图的操作方法进行说明。
参照图9，图9是本发明实施例中第三种基于对比标记版图的操作方法的工作场景示意图。
在晶圆上形成参考层，参考层具有参考层子标记图案，参考层子标记图案与所述参考层的表面具有台阶差。
在当前层曝光工艺中，对所述参考层子标记图案进行扫描，可以形成图9示出的扫描光信号，可以理解的是，由于存在台阶差，因此扫描光信号存在多个对应的波峰波谷。
然后可以根据所述扫描光信号与预设光信号的比较结果，判断扫描对位精度。
如图9示出的预设光信号可以是基于参考层子标记的台阶差经计算得到的理论信号，如果扫描光信号与预设光信号的比较结果为一致(例如幅度差值在预设幅度范围内，信号频率在预设频率范围内)，则可以判断扫描对位成功。
在本发明实施例中，所述对准标记版图用于扫描对准工艺；在晶圆上形成的参考层子标记图案与所述参考层的表面具有台阶差；在当前层曝光工艺中，对所述参考层子标记图案进行扫描，以基于所述台阶差形成扫描光信号；根据所述扫描光信号与预设光信号的比较结果，判断扫描对位精度。从而可以复用对准标记中的参考层子标记替代扫描对准标记进行扫描处理，实现扫描对位判断功能，通过减少扫描对准标记有效提高空间利用率。
进一步地，所述参考层可以为在形成所述当前层之前，采用刻蚀工艺形成的最近的层。
需要指出的是，当关键尺寸较小时，还可以先对所述对准标记版图进行光学邻近效应修正处理，从而可以降低工艺误差，提高判断准确性。
参照图10，图10是本发明实施例中第四种基于对比标记版图的操作方法的流程图。所述对准标记版图可以用于键合(Bonding)对准工艺，第四种基于对比标记版图的操作方法可以包括步骤S101至步骤S104：
步骤S101：在第一晶圆上形成第一当前层，其中，在形成所述第一当前层时基于所述当前层子标记形成第一当前层子标记图案，所述第一当前层子标记图案中的至少一部分凸出和/或凹陷于所述第一当前层的表面；
步骤S102：在第二晶圆上形成第二当前层，其中，在形成所述第二当前层时基于所述当前层子标记的镜像图形，形成第二当前层子标记图案，所述第二当前层子标记图案与所述第一当前层子标记图案具有适配的凸起凹陷对应关系；
步骤S103：对所述第一晶圆以及所述第二晶圆进行键合操作；
步骤S104：根据所述第一当前层子标记图案与所述第二当前层子标记图案的嵌合结果，判断键合对位精度。
下面结合图11对上述第四种基于对比标记版图的操作方法进行说明。
参照图11，图11是本发明实施例中第四种基于对比标记版图的操作方法的工作场景示意图。
在第一晶圆111上形成第一当前层1111，第一当前层1111具有第一当前层子标记图案1112，第一当前层子标记图案1112中的至少一部分凸出和/或凹陷于所述第一当前层1111的表面。
在第二晶圆112上形成第二当前层1121，其中，在形成所述第二当前层1121时基于所述当前层子标记的镜像图形，形成第二当前层子标记图案1122，从而可以在镜像处理后，使得第二当前层子标记图案1122在位置上与第一当前层子标记图案1112一致。
所述第二当前层子标记图案1122与所述第一当前层子标记图案1112具有适配的凸起凹陷对应关系，从而可以在键合处理后，理论上能够实现第一晶圆111与第二晶圆112嵌合。
然后可以对所述第一晶圆111以及所述第二晶圆112进行键合操作，根据第一当前层子标记图案1112与所述第二当前层子标记图案1122的嵌合结果，判断键合对位精度。
如图11示出的半导体结构，如果第一当前层子标记图案1112与所述第二当前层子标记图案1122能够实现嵌合，则可以判断键合对位成功。
非限制性地，第一晶圆111可以为器件晶圆(Device Wafer)，第一当前层1111可以为器件晶圆的顶层；第二晶圆112可以为承载晶圆(Carrier Wafer)，第二当前层1121可以为承载晶圆的顶层。
在本发明实施例中，所述对准标记版图用于键合对准工艺；在第一晶圆上形成的第一当前层子标记图案的至少一部分凸出和/或凹陷于所述第一当前层的表面，在第二晶圆上形成的第二当前层子标记图案与所述第一当前层子标记图案具有适配的凸起凹陷对应关系，对所述第一晶圆以及所述第二晶圆进行键合操作后，根据所述第一当前层子标记图案与所述第二当前层子标记图案的嵌合结果，可以判断键合对位精度。从而可以复用对准标记中的当前层子标记替代键合对准标记，实现键合对位判断功能，通过减少键合对准标记有效提高空间利用率。
进一步地，第二当前层子标记图案与所述第一当前层子标记图案具有适配的凸起凹陷对应关系，在对第一晶圆和第二晶圆进行键合时，有助于借助适配的凸起凹陷对应关系，实现自对准键合。
应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请实施例中出现的“多个”是指两个或两个以上。
本申请实施例中出现的第一、第二等描述，仅作示意与区分描述对象之用，没有次序之分，也不表示本申请实施例中对设备个数的特别限定，不能构成对本申请实施例的任何限制。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (14)

1.一种对准标记版图，其特征在于，包括：
多个呈旋转对称的子标记，每个子标记包含当前层子标记以及参考层子标记；
其中，所述当前层子标记包含平行分布的若干条当前层条形标记，且存在至少一条当前层条形标记的长度大于其他当前层条形标记，每条当前层条形标记的宽度为当前层的关键尺寸线宽，相邻的当前层条形标记之间的距离为所述当前层的关键尺寸间距；
所述参考层子标记包含平行分布的若干条参考层条形标记，且存在至少一条参考层条形标记的长度大于其他参考层条形标记，每条参考层条形标记的宽度为参考层的关键尺寸线宽，相邻的参考层条形标记之间的距离为所述参考层的关键尺寸间距；
其中，长度大于其他当前层条形标记的当前层条形标记记为当前层特征标记，长度大于其他参考层条形标记的参考层条形标记记为参考层特征标记；所述当前层特征标记在所述当前层子标记中的位置为非边缘位置，所述参考层特征标记在所述参考层子标记中的位置为非边缘位置。
2.根据权利要求1所述的对准标记版图，其特征在于，
所述当前层特征标记靠近所述对准标记中心的一端与其他当前层条形标记对齐，另一端在周围预设范围内没有除所述对准标记之外的其他图形；
所述参考层特征标记靠近所述对准标记中心的一端与其他参考层条形标记对齐，另一端在周围预设范围内没有除所述对准标记之外的其他图形。
3.根据权利要求1所述的对准标记版图，其特征在于，
所述当前层子标记中包含的当前层条形标记的数量为单数，所述当前层特征标记在所述当前层子标记中的位置为中心位置；
所述参考层子标记中包含的参考层条形标记的数量为单数，所述参考层特征标记在所述参考层子标记中的位置为中心位置。
4.根据权利要求1所述的对准标记版图，其特征在于，
所述当前层特征标记在所述当前层子标记中的位置与所述参考层特征标记在所述参考层子标记中的位置一致。
5.根据权利要求1所述的对准标记版图，其特征在于，所述旋转对称的旋转角呈90度，所述对准标记中的所述子标记的数量为4个。
6.一种基于权利要求1至5任一项所述的对准标记版图的操作方法，其特征在于，所述对准标记版图用于套刻对准工艺；
所述操作方法包括：
在晶圆上分别形成参考层和当前层，其中，在形成所述参考层时基于所述参考层子标记形成参考层子标记图案，在形成所述当前层时基于所述当前层子标记形成当前层子标记图案，基于长度大于其他参考层条形标记的参考层条形标记形成的图案记为参考层特征标记图案，基于长度大于其他当前层条形标记的当前层条形标记形成的图案记为当前层特征标记图案；
选择旋转对称的当前层特征标记形成的当前层特征标记图案，所述当前层特征标记图案的延长线构成至少一个当前层封闭图形，以及，选择旋转对称的参考层特征标记形成的参考层特征标记图案，所述参考层特征标记图案的延长线构成至少一个参考层封闭图形；
确定所述当前层封闭图形的中心点与所述参考层封闭图形的中心点的差值；
根据所述差值与预设阈值的比较结果，确定所述当前层与所述参考层之间的套刻对准精度。
7.根据权利要求6所述的对准标记版图的操作，其特征在于，
所述当前层子标记中包含的当前层条形标记的数量为单数，所述当前层特征标记在所述当前层子标记中的位置为中心位置；
所述参考层子标记中包含的参考层条形标记的数量为单数，所述参考层特征标记在所述参考层子标记中的位置为中心位置。
8.根据权利要求6所述的对准标记版图的操作，其特征在于，所述参考层为在形成所述当前层之前，采用刻蚀工艺形成的最近的层。
9.一种基于权利要求1至5任一项所述的对准标记版图的操作方法，其特征在于，所述对准标记版图用于关键尺寸测量工艺；
所述操作方法包括：
对所述对准标记版图进行光学邻近效应修正处理；
在晶圆上形成当前层，其中，在形成所述当前层时基于所述当前层子标记形成当前层子标记图案，基于长度大于其他当前层条形标记的当前层条形标记形成的图案记为当前层特征标记图案，所述当前层特征标记图案具有超出其他当前层条形标记图案的特征部分以及与其他当前层条形标记图案等长的基础部分；
基于所述特征部分、基础部分以及其他当前层条形标记图案，测量得到所述当前层的关键尺寸；
其中，所述当前层特征标记靠近所述对准标记中心的一端与其他当前层条形标记对齐，另一端在周围预设范围内没有除所述对准标记之外的其他图形。
10.根据权利要求9所述的对准标记版图的操作方法，其特征在于，基于所述特征部分、基础部分以及其他当前层条形标记图案，测量得到所述当前层的关键尺寸，包括以下一项或多项：
测量所述特征部分的宽度，作为所述当前层的单线区域的关键尺寸线宽；测量所述基础部分的宽度，和/或，测量其他当前层条形标记图案的宽度，作为所述当前层的密线区域的关键尺寸线宽；
测量相邻的其他当前层条形标记图案以及所述基础部分之间的距离，作为所述当前层的密线区域的关键尺寸间距。
11.一种基于权利要求1至5任一项所述的对准标记版图的操作方法，其特征在于，所述对准标记版图用于扫描对准工艺；
所述操作方法包括：
在晶圆上形成参考层，其中，在形成所述参考层时基于所述参考层子标记形成参考层子标记图案，所述参考层子标记图案与所述参考层的表面具有台阶差；
在当前层曝光工艺中，对所述参考层子标记图案进行扫描，以基于所述台阶差形成扫描光信号；
根据所述扫描光信号与预设光信号的比较结果，判断扫描对位精度。
12.根据权利要求11所述的对准标记版图的操作方法，其特征在于，所述参考层为在形成所述当前层之前，采用刻蚀工艺形成的最近的层。
13.一种基于权利要求1至5任一项所述的对准标记版图的操作方法，其特征在于，所述对准标记版图用于键合对准工艺；
所述操作方法包括：
在第一晶圆上形成第一当前层，其中，在形成所述第一当前层时基于所述当前层子标记形成第一当前层子标记图案，所述第一当前层子标记图案中的至少一部分凸出和/或凹陷于所述第一当前层的表面；
在第二晶圆上形成第二当前层，其中，在形成所述第二当前层时基于所述当前层子标记的镜像图形，形成第二当前层子标记图案，所述第二当前层子标记图案与所述第一当前层子标记图案具有适配的凸起凹陷对应关系；
对所述第一晶圆以及所述第二晶圆进行键合操作；
根据所述第一当前层子标记图案与所述第二当前层子标记图案的嵌合结果，判断键合对位精度。
14.根据权利要求13所述的对准标记版图的操作方法，其特征在于，根据所述第一当前层子标记图案与所述第二当前层子标记图案的嵌合结果，判断键合对位精度，包括：
如果所述第一当前层子标记图案中的凸起图案嵌入所述第二当前层子标记图案中的凹陷图案中，和/或，如果所述第二当前层子标记图案中的凸起图案嵌入所述第一当前层子标记图案中的凹陷图案中，则确定所述第一晶圆与所述第二晶圆键合对位成功。
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