專利名稱：套刻標(biāo)記的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種套刻標(biāo)記，尤其是涉及一種用于半導(dǎo)體生產(chǎn)中光刻工序的套刻標(biāo)記。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代集成電路制造過程中，需要將不同的掩膜圖形重疊在圓片上，根據(jù)工藝的不同，部分產(chǎn)品有20次以上的掩膜過程。光刻工序是半導(dǎo)體生產(chǎn)中形成掩膜的過程，為保證產(chǎn)品的性能，每一層的掩膜圖形都需要準確重疊，稱之為套刻(overlay)，即表示前一光刻工藝形成的層次和當(dāng)前光刻工藝層次的重疊好壞的指標(biāo)?，F(xiàn)有的，套刻檢查的方法主要有兩種第一種方法是利用套刻測試設(shè)備測試特定標(biāo)記，來判斷前后兩個光刻層次重疊的好壞；第二種方法是人工在顯微鏡下讀取對位游標(biāo)來獲得兩個層次的套刻結(jié)果。其中，用于套刻測試設(shè)備量測的套刻標(biāo)記，如圖1所示，一般是由兩個矩形或正方形圖形組成。即在兩個光刻層次分別放置一個矩形圖形(通常為正方形)，兩個正方形的中心重合，但大小不一樣，因此小的正方形正好嵌套在大的正方形圖形中，測試兩個圖形對應(yīng)邊之間的距離a、b，經(jīng)過計算就可以得到套刻數(shù)值，套刻數(shù)值等于(a_b)/2，圖中只顯示了 χ 方向的套刻數(shù)值，y方向的套刻數(shù)值也可以此類推。用于人工讀取對位游標(biāo)獲取套刻數(shù)值的游標(biāo)設(shè)置，如圖2、圖3所示，游標(biāo)實際是一組梳妝結(jié)構(gòu)，各齒之間是等間距的，圖中實心和空心梳妝結(jié)果屬于不同的層次，各層的齒間距離世不一樣的。值得一提的是圖2、圖3是設(shè)計的理想狀態(tài)，第0齒的中心互相重合， 第10齒的偏移為(a_b)/2，則從第1齒開始，各齒之間的偏移以(a-b)A2xlO)遞增，該遞增量也是該游標(biāo)的最小讀數(shù)，即最小分辨率。如圖4所示，兩個梳妝游標(biāo)的第0齒已經(jīng)不重合，經(jīng)觀察，第8齒的中心互相重合，因此對位的偏移為8x(a-b)/(hl0)，即是套刻數(shù)值。圖中只顯示了 χ方向的套刻數(shù)值，y方向的套刻數(shù)值也可以此類推。然而，對于第一種方法來說，套刻測試設(shè)備需要大量資金購買，成本較高；對于第二種方法來說，在顯微鏡下，目視較難判斷哪一組齒中心正好是互相重疊的，從而導(dǎo)致判斷錯誤，不能正確讀取套刻數(shù)值，同時，對操作人員的能力有較高的要求。

發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種可以不實用套刻測試設(shè)備，在顯微鏡下就能準確直觀判斷套刻數(shù)值的套刻標(biāo)記。本發(fā)明的目的通過提供以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種套刻標(biāo)記，在至少兩個光刻層次生成，其中，每個光刻層次的套刻標(biāo)記均是由等間距放置的正方形或在水平方向和垂直方向設(shè)有對稱長邊的正多邊形組成的nxn陣列， 且同一光刻層次陣列中的所述正方形或所述正多邊形尺寸相等，不同光刻層次陣列中的所述正方形或所述正多邊形尺寸不同，所述η為大于等于3的奇數(shù)。
進一步地，不同光刻層次的所述正方形或所述正多邊形對應(yīng)邊長的差值至少大于 3微米。再進一步地，在理想狀態(tài)下，各層次套刻標(biāo)記的陣列中心重疊。所述陣列中心的所述正方形或所述正多邊形的水平方向和垂直方向?qū)?yīng)邊長之間的間距大于該各層次的套刻規(guī)范。所述陣列中心周圍的所述正方形或所述正多邊形對應(yīng)邊之間的距離至少有一組是不等的。陣列中心周圍的小尺寸正方形或正多邊形必須完全嵌套在陣列中心周圍的大尺寸正方形或正多邊形內(nèi)。再進一步地，所述套刻標(biāo)記可放于產(chǎn)品劃片槽中。再進一步地，所述套刻標(biāo)記小于38微米。再進一步地，每個層次的套刻標(biāo)記均是由九個對稱相等間距放置的3x3陣列相同而組成。更進一步地，所述在水平方向和垂直方向有對稱長邊的正多邊形為正四邊形或正八邊形。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是成本較低、操作簡單、方便讀取、不易產(chǎn)生誤判斷。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明圖1為現(xiàn)有套刻測試設(shè)備量測的套刻標(biāo)記示意圖。圖2為現(xiàn)有游標(biāo)處于理想狀態(tài)下的游標(biāo)示意圖。圖3為圖2A部分的放大示意圖。圖4為現(xiàn)有游標(biāo)在讀取套刻數(shù)值時的游標(biāo)示意圖。圖5為本發(fā)明套刻標(biāo)記理想狀態(tài)下的示意圖。圖6為本發(fā)明套刻標(biāo)記在規(guī)范內(nèi)偏移時的示意圖。圖7為本發(fā)明套刻標(biāo)記偏移超出規(guī)范時的示意圖。圖8為本發(fā)明套刻標(biāo)記原理的示意圖。圖9為本發(fā)明套刻標(biāo)記另一實施方式的示意圖。
具體實施方式以下參照

本發(fā)明的最佳實施方式。如圖5所示，為本發(fā)明套刻標(biāo)記的示意圖。圖中實心正方形和空心正方形分別在不同的光刻層次生成，每個層次的套刻標(biāo)記是等間距放置的正方形或在水平方向和垂直方向設(shè)有對稱長邊的正多邊形組成的ηχη陣列，其中η為大于或等于3的奇數(shù)，在本發(fā)明最佳實施方式中，每個層次的套刻標(biāo)記均是由九個對稱相等間距放置的3x3陣列相同而組成。 同一光刻層次的正方形尺寸相同，且同一層次的正方形尺寸相等，不同光刻層次的尺寸不同，且其對應(yīng)邊長的差值至少應(yīng)大于3微米。在理想狀態(tài)下，各個層次的套刻標(biāo)記中心重疊，因此中心的兩個正方形在水平方向(χ方向)和垂直方向(y方向)對應(yīng)邊長之間的間距
4相等，同時，陣列中心的兩個正方形的水平方向和垂直方向?qū)?yīng)邊長之間的間距必須大于該兩個層次的套刻規(guī)范。而周圍的另八對正方形對應(yīng)邊之間的距離至少有一組是不等的， 其差值應(yīng)為套刻規(guī)范值的四倍，我們設(shè)定距離較大一側(cè)為a，距離較小的另一側(cè)為b。同時， 周圍的八個空心正方形必須完全嵌套在實心正方形內(nèi)。如圖6所示，當(dāng)套刻標(biāo)記發(fā)生偏移時，雖套刻標(biāo)記發(fā)生偏移，但中心的兩個正方形的對準程度最好，故套刻還是在規(guī)范內(nèi)；如圖7所示，當(dāng)套刻標(biāo)記發(fā)生偏移時，中心的兩個正方形對準程度未有左上角兩個正方形對準程度好，則可判斷該套刻超出規(guī)范。從上述可知，本發(fā)明的套刻標(biāo)記用于判斷兩個層次的套刻是否符合一定的規(guī)范， 該規(guī)范由周圍八對正方形的對應(yīng)邊之間的距離決定，其差值為四倍的套刻規(guī)范值，如圖8 所示，設(shè)定規(guī)范值為a，當(dāng)向左偏移量為b時中心圖形的套刻為[(x-b)-(x+b)]/2= -b ；左側(cè)圖形的套刻為[(y+fe-b)-(y+a+b)]/2= 2a~b ；當(dāng)偏移在規(guī)范內(nèi)時，b <⑴則b < 2a-b,中心的正方形的套刻仍是最好的；當(dāng)偏移為規(guī)范值時，b = a，則b = 2a-b,中心和左側(cè)的兩組正方形的套刻一致；當(dāng)偏移超出規(guī)范時，b >⑴則b > 2a-b,中心正方形的套刻大于左側(cè)。值得一提的是如圖9所示，在本發(fā)明的其他實施方式中，除了矩形標(biāo)記外，其他在水平方向和垂直方向有對稱長邊的多邊形，尤其是正多邊形也可以用于套刻監(jiān)控，其原理和上述揭示之原理一致，在此不再累述。優(yōu)選地，本發(fā)明的套刻標(biāo)記可放于產(chǎn)品劃片槽中，即是其高度或?qū)挾葢?yīng)小于劃片槽高度或?qū)挾?。因典型的劃片槽尺寸?0微米，且可以是由兩個40微米的劃片槽拼接而成，故建議典型的最小套刻標(biāo)記必須小于38微米。盡管為示例目的，已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將意識到，在不脫離由所附的權(quán)利要求書公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，各種改進、增加以及取代是可能的。
權(quán)利要求
1.一種套刻標(biāo)記，在至少兩個光刻層次生成，其特征在于每個光刻層次的套刻標(biāo)記均是由等間距放置的正方形或在水平方向和垂直方向設(shè)有對稱長邊的正多邊形組成的ηχη 陣列，且同一光刻層次陣列中的所述正方形或所述正多邊形尺寸相等，不同光刻層次陣列中的所述正方形或所述正多邊形尺寸不同，所述η為大于等于3的奇數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套刻標(biāo)記，其特征在于不同光刻層次的所述正方形或所述正多邊形對應(yīng)邊長的差值至少大于3微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套刻標(biāo)記，其特征在于在理想狀態(tài)下，各層次套刻標(biāo)記的陣列中心重疊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的套刻標(biāo)記，其特征在于所述陣列中心的所述正方形或所述正多邊形的水平方向和垂直方向?qū)?yīng)邊長之間的間距大于該各層次的套刻規(guī)范。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的套刻標(biāo)記，其特征在于所述陣列中心周圍的所述正方形或所述正多邊形對應(yīng)邊之間的距離至少有一組是不等的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的套刻標(biāo)記，其特征在于陣列中心周圍的小尺寸正方形或正多邊形必須完全嵌套在陣列中心周圍的大尺寸正方形或正多邊形內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套刻標(biāo)記，其特征在于所述套刻標(biāo)記可放于產(chǎn)品劃片槽中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套刻標(biāo)記，其特征在于所述套刻標(biāo)記小于38微米。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套刻標(biāo)記，其特征在于每個層次的套刻標(biāo)記均是由九個對稱相等間距放置的3x3陣列相同而組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項所述的套刻標(biāo)記，其特征在于所述在水平方向和垂直方向有對稱長邊的正多邊形為正四邊形或正八邊形。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種套刻標(biāo)記，在至少兩個光刻層次生成，其中，每個光刻層次的套刻標(biāo)記均是由等間距放置的正方形或在水平方向和垂直方向設(shè)有對稱長邊的正多邊形組成的nxn陣列，且同一光刻層次陣列中的所述正方形或所述正多邊形尺寸相等，不同光刻層次陣列中的所述正方形或所述正多邊形尺寸不同，所述n為大于等于3的奇數(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是成本較低、操作簡單、方便讀取、不易產(chǎn)生誤判斷。
文檔編號H01L23/544GK102543954SQ20101057805
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者黃瑋 申請人:無錫華潤上華科技有限公司