一種光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)，包括第一測試標(biāo)記和第二測試標(biāo)記，所述第一測試標(biāo)記包括內(nèi)層結(jié)構(gòu)和外層結(jié)構(gòu)，所述外層結(jié)構(gòu)包圍內(nèi)層結(jié)構(gòu)，所述外層結(jié)構(gòu)包括多個第一外層子結(jié)構(gòu)和多個第二外層子結(jié)構(gòu)，所述第二測試標(biāo)記包括多個第三子結(jié)構(gòu)和多個第四子結(jié)構(gòu)，其中第三子結(jié)構(gòu)設(shè)置于第一外層子結(jié)構(gòu)內(nèi)，第四子結(jié)構(gòu)包圍第二外層子結(jié)構(gòu)。通過第二測試標(biāo)記與第一測試標(biāo)記的位置關(guān)系判斷關(guān)鍵尺寸及套準(zhǔn)精度，將關(guān)鍵尺寸及套準(zhǔn)精度測量結(jié)合起來，測量步驟簡單，效率高。
【專利說明】一種光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及集成電路【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體技術(shù)繼續(xù)沿著摩爾定律發(fā)展，臨界尺寸越來越小，芯片的集成度也越來越高，這對半導(dǎo)體制造工藝提出了越來越嚴(yán)格的要求，因此必須在工藝過程中盡可能地減小每一步驟的誤差，降低因誤差造成的器件失效。
[0003]在半導(dǎo)體制造過程中，光刻工藝作為每一個技術(shù)代的核心技術(shù)而發(fā)展。光刻是將掩模板(mask)上圖形形式的電路結(jié)構(gòu)通過對準(zhǔn)、曝光、顯影等步驟轉(zhuǎn)印到涂有光刻膠的硅片表面的工藝過程,光刻工藝會在娃片表面形成一層光刻膠掩蔽圖形，其后續(xù)工藝是刻蝕或離子注入。標(biāo)準(zhǔn)的CMOS工藝中，需要用到數(shù)十次的光刻步驟，而影響光刻工藝誤差的因素，除了光刻機(jī)的分辨率之外，還有對準(zhǔn)的精確度。因而，在光刻工藝中必須對晶圓進(jìn)行對準(zhǔn)，才可以將圖形準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)移到晶圓的光刻膠層上。
[0004]一塊完整的晶圓一般分為工藝區(qū)和測試區(qū)，經(jīng)過多個光刻和刻蝕工藝之后，工藝區(qū)上形成多個集成電路，經(jīng)過切割和封裝制成半導(dǎo)體芯片。集成電路制造過程中，先在硅襯底上經(jīng)過光刻和刻蝕工藝形成第一層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，然后對準(zhǔn)第一層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，將第二層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)套刻在第一層上，重復(fù)上述操作，將當(dāng)前層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)對準(zhǔn)第一層并套刻在上一層上，但是將當(dāng)前層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)套刻在上一層的工藝過程中會有誤差。為此，在工藝區(qū)上形成多個集成電路的同時，測試區(qū)上形成多個對準(zhǔn)圖形(光刻標(biāo)記)，每個對準(zhǔn)圖形表示相應(yīng)層對第一層的對準(zhǔn)精度，通過檢測測試區(qū)上的對準(zhǔn)圖形的對準(zhǔn)精度就可以判斷集成電路中相應(yīng)層的對準(zhǔn)精度。
[0005]如圖1所示，現(xiàn)有的光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)包括第一測試標(biāo)記和第二測試標(biāo)記，所述第一測試標(biāo)記位于第二測試標(biāo)記內(nèi)部，從而使得整個測試標(biāo)記呈“回”字形。所述第一測試標(biāo)記包括四個子結(jié)構(gòu)，即由四個獨(dú)立的長條形結(jié)構(gòu)11圍合而成，其上下和左右方向均呈中心軸對稱。同樣，所述第二測試標(biāo)記包括四個子結(jié)構(gòu)，即由四個獨(dú)立的長條形結(jié)構(gòu)21圍合而成，其上下和左右方向均呈中心軸對稱。第一測試標(biāo)記作為前一層的測試標(biāo)記，第二測試標(biāo)記作為當(dāng)前層的測試標(biāo)記。通過上述測試標(biāo)記可測量光刻的套準(zhǔn)(overlay)精度，但是還需額外測量關(guān)鍵尺寸(CD)，也就是說，需要關(guān)鍵尺寸測量和套準(zhǔn)測量兩個步驟，且需要兩種機(jī)臺分別測量，步驟復(fù)雜而繁瑣，效率低下。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有的測量步驟復(fù)雜而繁瑣、效率低下的問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)，包括第一測試標(biāo)記和第二測試標(biāo)記，所述第一測試標(biāo)記包括內(nèi)層結(jié)構(gòu)和包圍所述內(nèi)層結(jié)構(gòu)的外層結(jié)構(gòu)，所述外層結(jié)構(gòu)包括多個第一外層子結(jié)構(gòu)和多個第二外層子結(jié)構(gòu)，所述第二測試標(biāo)記包括多個第三子結(jié)構(gòu)和多個第四子結(jié)構(gòu)，所述第三子結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述第一外層子結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述第四子結(jié)構(gòu)包圍所述第二外層子結(jié)構(gòu)。
[0008]進(jìn)一步的，所述內(nèi)層結(jié)構(gòu)由四個獨(dú)立的尺寸相同的內(nèi)層子結(jié)構(gòu)圍合而成，其上下和左右方向均呈中心軸對稱。
[0009]進(jìn)一步的，所述外層結(jié)構(gòu)由兩個第一外層子結(jié)構(gòu)以及兩個第二外層子結(jié)構(gòu)圍合而成，所述第一外層子結(jié)構(gòu)與第二外層子結(jié)構(gòu)相對設(shè)置。
[0010]進(jìn)一步的，所述外層結(jié)構(gòu)的第一外層子結(jié)構(gòu)和第二外層子結(jié)構(gòu)與所述內(nèi)層結(jié)構(gòu)的內(nèi)層子結(jié)構(gòu)對應(yīng)平行。
[0011]進(jìn)一步的，所述第一外層子結(jié)構(gòu)與第二外層子結(jié)構(gòu)均為長條形，并且，所述第一外層子結(jié)構(gòu)的寬度大于所述第二外層子結(jié)構(gòu)的寬度。
[0012]進(jìn)一步的，所述第一外層子結(jié)構(gòu)的寬度在3.5-4.5μπι之間，所述第二外層子結(jié)構(gòu)的寬度在1.5-2.5μπι之間。
[0013]進(jìn)一步的，所述第二測試標(biāo)記由兩個第三子結(jié)構(gòu)以及兩個第四子結(jié)構(gòu)圍合而成，所述第三子結(jié)構(gòu)與第四子結(jié)構(gòu)相對設(shè)置。
[0014]進(jìn)一步的，所述第二測試標(biāo)記的第三子結(jié)構(gòu)和第四子結(jié)構(gòu)與所述內(nèi)層結(jié)構(gòu)的內(nèi)層子結(jié)構(gòu)對應(yīng)平行。
[0015]進(jìn)一步的，所述第三子結(jié)構(gòu)為長條形，所述第四子結(jié)構(gòu)為環(huán)形。
[0016]進(jìn)一步的，所述第三子結(jié)構(gòu)的寬度在1.5-2.5μπι之間，所述第四子結(jié)構(gòu)的寬度在
1.5-2.5 μ m 之間。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)包括第一測試標(biāo)記和第二測試標(biāo)記，所述第一測試標(biāo)記包括內(nèi)層結(jié)構(gòu)和外層結(jié)構(gòu)，所述外層結(jié)構(gòu)包圍內(nèi)層結(jié)構(gòu)，所述外層結(jié)構(gòu)包括多個第一外層子結(jié)構(gòu)和多個第二外層子結(jié)構(gòu)，所述第二測試標(biāo)記包括多個第三子結(jié)構(gòu)和多個第四子結(jié)構(gòu)，其中第三子結(jié)構(gòu)設(shè)置于第一外層子結(jié)構(gòu)內(nèi)，第四子結(jié)構(gòu)包圍第二外層子結(jié)構(gòu)。通過第二測試標(biāo)記與第一測試標(biāo)記的位置關(guān)系判斷關(guān)鍵尺寸(⑶)及套準(zhǔn)(overlay)精度,將⑶和overlay測量結(jié)合起來,測量步驟簡單,效率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是現(xiàn)有的光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0020]圖3是圖2中第一測試標(biāo)記的示意圖；
[0021]圖4是圖2中第二測試標(biāo)記的示意圖；
[0022]圖5是本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)的原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0024]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型，但是本實(shí)用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實(shí)用新型不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。[0025]其次，本實(shí)用新型結(jié)合示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本實(shí)用新型實(shí)施例時，為便于說明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0026]正如【背景技術(shù)】部分所述，現(xiàn)有技術(shù)中需要關(guān)鍵尺寸測量(⑶)和套準(zhǔn)(overlay)測量兩個步驟，且需要兩種機(jī)臺分別測量。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，⑶和overlay對于工藝的影響是關(guān)聯(lián)的，如果CD控制的較好，即使overlay偏差大一些也可以接受?；诖?，本實(shí)用新型提供一種光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)，包括第一測試標(biāo)記和第二測試標(biāo)記，所述第一測試標(biāo)記包括內(nèi)層結(jié)構(gòu)和外層結(jié)構(gòu)，所述外層結(jié)構(gòu)包圍內(nèi)層結(jié)構(gòu)，所述外層結(jié)構(gòu)包括多個第一外層子結(jié)構(gòu)和多個第二外層子結(jié)構(gòu)，所述第二測試標(biāo)記包括多個第三子結(jié)構(gòu)和多個第四子結(jié)構(gòu)，其中第三子結(jié)構(gòu)設(shè)置于第一外層子結(jié)構(gòu)內(nèi)，第四子結(jié)構(gòu)包圍第二外層子結(jié)構(gòu)。通過第二測試標(biāo)記與第一測試標(biāo)記的位置關(guān)系判斷⑶及overlay精度,將⑶和overlay測量結(jié)合起來,測量步驟簡單，效率高。
[0027]下面結(jié)合附圖2至4詳細(xì)說明本實(shí)用新型所提供的光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)。
[0028]所述光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)包括第一測試標(biāo)記100和第二測試標(biāo)記200。第一測試標(biāo)記100作為前一層的測試標(biāo)記，第二測試標(biāo)記200作為當(dāng)前層的測試標(biāo)記。
[0029]所述第一測試標(biāo)記100包括內(nèi)層結(jié)構(gòu)和包圍所述內(nèi)層結(jié)構(gòu)的外層結(jié)構(gòu)。所述內(nèi)層結(jié)構(gòu)包括四個內(nèi)層子結(jié)構(gòu)101，即由四個獨(dú)立的尺寸相同的長條形結(jié)構(gòu)圍合而成，其上下和左右方向均呈中心軸對稱。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，所述內(nèi)層結(jié)構(gòu)也可以為將分離的四個長條形結(jié)構(gòu)改為一個單一的正方形結(jié)構(gòu)。所述外層結(jié)構(gòu)包括多個第一外層子結(jié)構(gòu)102和多個第二外層子結(jié)構(gòu)103，具體由兩個第一外層子結(jié)構(gòu)102以及兩個第二外層子結(jié)構(gòu)103圍合而成，第一外層子結(jié)構(gòu)102與第二外層子結(jié)構(gòu)103相對設(shè)置。所述外層結(jié)構(gòu)的第一外層子結(jié)構(gòu)102、第二外層子結(jié)構(gòu)103與所述內(nèi)層結(jié)構(gòu)的四個內(nèi)層子結(jié)構(gòu)101對應(yīng)平行。
[0030]所述第二測試標(biāo)記200包括多個第三子結(jié)構(gòu)201和多個第四子結(jié)構(gòu)202，具體由兩個第三子結(jié)構(gòu)201以及兩個第四子結(jié)構(gòu)202圍合而成，第三子結(jié)構(gòu)201與第四子結(jié)構(gòu)202相對設(shè)置。所述第二測試標(biāo)記200的第三子結(jié)構(gòu)201、第四子結(jié)構(gòu)202與第一測試標(biāo)記200的內(nèi)層結(jié)構(gòu)的內(nèi)層子結(jié)構(gòu)201對應(yīng)平行。
[0031]本實(shí)施例中，第一外層子結(jié)構(gòu)102與第二外層子結(jié)構(gòu)103均為長條形，并且，第一外層子結(jié)構(gòu)102的寬度Wl大于第二外層子結(jié)構(gòu)103的寬度W2。第三子結(jié)構(gòu)201為長條形，第四子結(jié)構(gòu)202為環(huán)形，第三子結(jié)構(gòu)201設(shè)置于第一外層子結(jié)構(gòu)102內(nèi)，第四子結(jié)構(gòu)202包圍第二外層子結(jié)構(gòu)103。
[0032]本實(shí)施例中，所述第一外層子結(jié)構(gòu)102的寬度Wl在3.5_4.5 μ m之間，所述第二外層子結(jié)構(gòu)103的寬度W2在1.5-2.5 μ m之間。所述第三子結(jié)構(gòu)201的寬度W3在1.5-2.5 μ m之間，所述第四子結(jié)構(gòu)202的寬度W4在1.5-2.5 μ m之間。所述第一外層子結(jié)構(gòu)102的邊緣與第三子結(jié)構(gòu)201的邊緣距離LI在0.5?1.5 μ m之間。所述第二外層子結(jié)構(gòu)103的邊緣與第四子結(jié)構(gòu)202內(nèi)邊的距離L2在0.5?1.5μπι之間。
[0033]利用所述光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)進(jìn)行測量時，作為當(dāng)前層的測試標(biāo)記第二測試標(biāo)記200與作為前一層的測試標(biāo)記的第一測試標(biāo)記100對準(zhǔn)，第一測試標(biāo)記100的內(nèi)層結(jié)構(gòu)作為基準(zhǔn)點(diǎn)。若已經(jīng)完全對準(zhǔn)且CD符合標(biāo)準(zhǔn)則如圖2所示，基準(zhǔn)線(如圖2中虛線所示)恰好位于指定位置。當(dāng)⑶變大時，即第二測試標(biāo)記200的尺寸變大，套準(zhǔn)(overlay)尺寸自然也發(fā)生偏移(shift)，X方向上的基準(zhǔn)線(如圖5中虛線所示)向右偏移,Y方向上的基準(zhǔn)線(如圖5中虛線所示)向下偏移，通過測量機(jī)臺可測量出偏移量進(jìn)而判斷出CD偏移值。如此，通過上述光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)即可將CD和overlay測量結(jié)合起來,測量步驟簡單,效率高。
[0034]對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括第一測試標(biāo)記和第二測試標(biāo)記，所述第一測試標(biāo)記包括內(nèi)層結(jié)構(gòu)和包圍所述內(nèi)層結(jié)構(gòu)的外層結(jié)構(gòu)，所述外層結(jié)構(gòu)包括多個第一外層子結(jié)構(gòu)和多個第二外層子結(jié)構(gòu)，所述第二測試標(biāo)記包括多個第三子結(jié)構(gòu)和多個第四子結(jié)構(gòu)，所述第三子結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述第一外層子結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述第四子結(jié)構(gòu)包圍所述第二外層子結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)層結(jié)構(gòu)由四個獨(dú)立的尺寸相同的內(nèi)層子結(jié)構(gòu)圍合而成，其上下和左右方向均呈中心軸對稱。
3.如權(quán)利要求2所述的光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外層結(jié)構(gòu)由兩個第一外層子結(jié)構(gòu)以及兩個第二外層子結(jié)構(gòu)圍合而成，所述第一外層子結(jié)構(gòu)與第二外層子結(jié)構(gòu)相對設(shè)置。
4.如權(quán)利要求3所述的光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外層結(jié)構(gòu)的第一外層子結(jié)構(gòu)和第二外層子結(jié)構(gòu)與所述內(nèi)層結(jié)構(gòu)的內(nèi)層子結(jié)構(gòu)對應(yīng)平行。
5.如權(quán)利要求3或4所述的光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一外層子結(jié)構(gòu)與第二外層子結(jié)構(gòu)均為長條形，并且，所述第一外層子結(jié)構(gòu)的寬度大于所述第二外層子結(jié)構(gòu)的寬度。
6.如權(quán)利要求5所述的光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一外層子結(jié)構(gòu)的寬度在3.5-4.5 μ m之間,所述第二外層子結(jié)構(gòu)的寬度在1.5-2.5 μ m之間。
7.如權(quán)利要求3所述的光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二測試標(biāo)記由兩個第三子結(jié)構(gòu)以及兩個第四子結(jié)構(gòu)圍合而成，所述第三子結(jié)構(gòu)與第四子結(jié)構(gòu)相對設(shè)置。
8.如權(quán)利要求6所述的光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二測試標(biāo)記的第三子結(jié)構(gòu)和第四子結(jié)構(gòu)與所述內(nèi)層結(jié)構(gòu)的內(nèi)層子結(jié)構(gòu)對應(yīng)平行。
9.如權(quán)利要求7或8所述的光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第三子結(jié)構(gòu)為長條形，所述第四子結(jié)構(gòu)為環(huán)形。
10.如權(quán)利要求9所述的光刻標(biāo)記結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第三子結(jié)構(gòu)的寬度在.1.5-2.5μm之間，所述第四子結(jié)構(gòu)的寬度在1.5-2.5μm之間。
【文檔編號】G03F9/00GK203720532SQ201420019121
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】鄒永祥 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司