專利名稱：一種對準(zhǔn)標(biāo)記及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光刻對準(zhǔn)技術(shù)，尤其涉及一種對準(zhǔn)標(biāo)記及其制造方法。
背景技術(shù)：
光刻裝置主要用于集成電路IC或其他微型器件的制造。通過光刻裝置，具有不同掩模圖案的多層掩模在精確對準(zhǔn)下依次成像在涂覆有光刻膠的晶片上。目前有兩種光刻裝置，一類是步進(jìn)光刻裝置，掩模圖案一次曝光成像在晶片的一個(gè)曝光區(qū)域，隨后晶片相對于掩模版移動(dòng)，將下一個(gè)曝光區(qū)域移動(dòng)到掩模圖案和投影物鏡下方，再一次將掩模圖案曝光在晶片的另一曝光區(qū)域，重復(fù)這一過程直到晶片上所有曝光區(qū)域都擁有掩模圖案的像。另一類是步進(jìn)掃描光刻裝置，在上述過程中，掩模圖案不是一次曝光成像，而是通過投影光場的掃描移動(dòng)成像。在掩模圖案成像過程中，掩模與晶片同時(shí)相對于投影系統(tǒng)和投影光束移動(dòng)。
在半導(dǎo)體制作過程中，為使掩模圖案正確轉(zhuǎn)移到晶片上，關(guān)鍵的步驟是將掩模與晶片對準(zhǔn)，即計(jì)算掩模相對于晶片的位置，以滿足套刻精度的要求。當(dāng)特征尺寸“CD”要求更小時(shí)，對套刻精度“Overlay”的要求以及由此產(chǎn)生的對對準(zhǔn)精度的要求變得更加嚴(yán)格?，F(xiàn)有技術(shù)有兩種對準(zhǔn)方案，一種是透過鏡頭的TTL同軸對準(zhǔn)技術(shù)，另一種是OA離軸對準(zhǔn)技術(shù)。在每一次進(jìn)行光刻膠曝光前，需要使用對準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行掩模-晶片對準(zhǔn)。在離軸對準(zhǔn)技術(shù)中，將位于晶片非曝光區(qū)域的全場對準(zhǔn)標(biāo)記或劃線槽(scribe line)對準(zhǔn)標(biāo)記成像到參考板上，通過確定對準(zhǔn)標(biāo)記位置相對于處于理想位置的參考標(biāo)記的偏差，來進(jìn)行晶片曝光場和掩模圖案定位。
光刻對準(zhǔn)主要有明場、暗場和光柵衍射幾種技術(shù)。目前，光刻設(shè)備大多所采用的對準(zhǔn)方式為光柵對準(zhǔn)。光柵對準(zhǔn)是指照明光束照射在光柵型對準(zhǔn)標(biāo)記上發(fā)生衍射，衍射光攜帶有關(guān)于對準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)的全部信息。多級次衍射光以不同角度從相位對準(zhǔn)光柵上散開，通過空間濾波器濾掉零級光后，采集衍射光±1級衍射光，或者隨著CD要求的提高，同時(shí)采集多級衍射光(包括高級)在參考面干涉成像，經(jīng)光電探測器探測和信號處理，確定對準(zhǔn)中心位置。
根據(jù)光刻裝置的對準(zhǔn)策略，對準(zhǔn)標(biāo)記可分為全場對準(zhǔn)標(biāo)記和逐場對準(zhǔn)標(biāo)記，全場對準(zhǔn)標(biāo)記通常為二維標(biāo)記，位于晶片非曝光區(qū)域或劃線槽內(nèi)，同時(shí)提供相互垂直的兩個(gè)方向?qū)?zhǔn)；逐場對準(zhǔn)標(biāo)記位于晶片劃線槽內(nèi)，為一維標(biāo)記，提供一維方向(水平或垂直方向)的對準(zhǔn)，通過位于兩個(gè)相互垂直的劃線槽的兩個(gè)逐場對準(zhǔn)標(biāo)記可以實(shí)現(xiàn)相互垂直的兩個(gè)方向?qū)?zhǔn)。
一般，對準(zhǔn)標(biāo)記為周期性的光柵，由刻線和刻槽組成。光柵可以是位相光柵，利用在光柵上表面和下表面散射光線的位相差。光柵也可以是振幅光柵，由兩個(gè)具有不同反射系數(shù)的表面周期結(jié)構(gòu)組成。光柵應(yīng)包含盡可能多的周期，以避免邊緣效應(yīng)。對準(zhǔn)標(biāo)記邊緣粗糙度對對準(zhǔn)精度的影響是隨機(jī)的，所以通過照射更多的光柵周期，可以降低邊緣效應(yīng)的影響，提高對準(zhǔn)信號對比度。但是，過多的光柵周期會(huì)消耗劃線槽資源，導(dǎo)致晶片的浪費(fèi)，因此，在對準(zhǔn)標(biāo)記的設(shè)計(jì)上趨向于使用更小的光柵周期和更短的光柵線條。
從功能上，對準(zhǔn)標(biāo)記一般分為粗對準(zhǔn)標(biāo)記和精對準(zhǔn)標(biāo)記兩種。在粗對準(zhǔn)過程中，掩模版或參考板上的對準(zhǔn)標(biāo)記先存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，然后通過探測光源在粗對準(zhǔn)標(biāo)記上的散射光并成像在CCD相機(jī)上，通過圖像分析和模式識別的方法搜尋粗對準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)，進(jìn)行晶片的粗對準(zhǔn)定位。粗對準(zhǔn)標(biāo)記也用于搜尋精對準(zhǔn)標(biāo)記。通常，精對準(zhǔn)標(biāo)記與粗對準(zhǔn)標(biāo)記的距離固定，在精對準(zhǔn)過程中，由顯微物鏡收集光源在標(biāo)記上的散射光，由得到的光強(qiáng)或位相信號確定精對準(zhǔn)標(biāo)記位置，進(jìn)行晶片的精對準(zhǔn)定位。粗對準(zhǔn)一般為以十字線形為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)，精對準(zhǔn)標(biāo)記則是一些相互平行、一定間隔的光柵型結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)周期寬度大約為幾微米量級，例如圖11中所示的粗對準(zhǔn)和精對準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)。
在IC處理上，對準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)的組成部分最好是具有與半導(dǎo)體器件特征尺寸相似的尺寸，以避免在IC處理過程中產(chǎn)生不太理想的負(fù)效應(yīng)?？朔叽缦嚓P(guān)性問題，通常有兩種方法，一種是縮小光柵周期來提高對準(zhǔn)標(biāo)記對高級探測通道的探測能力，所探測的空間頻率決定了相位光柵對準(zhǔn)精度和穩(wěn)定性；另一種是使用增強(qiáng)型細(xì)分光柵來提高高階衍射光對準(zhǔn)信號的強(qiáng)度。
圖11為荷蘭ASML公司所采用的一種現(xiàn)有技術(shù)的對準(zhǔn)標(biāo)記，參見圖11(a)，該對準(zhǔn)標(biāo)記VSPM由十字線和4組光柵結(jié)構(gòu)AH32、AH53、AH74和CAH32組成，其中，光柵結(jié)構(gòu)AH32、AH53、AH74的基本光柵周期相同為16μm，光柵結(jié)構(gòu)CAH32的基本光柵周期為17.6μm。光柵結(jié)構(gòu)AH32、AH53和AH74分別為具有增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)的3級、5級和7級高階衍射級次光強(qiáng)增強(qiáng)型光柵。CAH32也為3級增強(qiáng)型光柵，但基本光柵周期不一樣，從而提高對準(zhǔn)捕獲范圍。該增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)在于，通過對基本光柵周期(P＝16μm)進(jìn)行n級周期性細(xì)分，使基本光柵的n級衍射級次光強(qiáng)得到增強(qiáng)，從而提高光刻裝置的對準(zhǔn)精度和工藝適應(yīng)性。整個(gè)VSPM對準(zhǔn)標(biāo)記的尺寸為700μm×72μm，適合于80μm寬的劃線槽。為了適用于40μm寬的劃線槽，縮短光柵結(jié)構(gòu)的寬度為38μm，形成如圖11(b)所示的NVSM對準(zhǔn)標(biāo)記。
盡管采用多分段的高階衍射級次增強(qiáng)型對準(zhǔn)光柵標(biāo)記，提高了對準(zhǔn)精度，增強(qiáng)工藝適應(yīng)性。但是，該周期性增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)光柵的衍射仍然有零級衍射光的存在，而在光柵衍射對準(zhǔn)系統(tǒng)中，零級衍射光作為背景光通常被光闌遮擋，其能量得不到有效利用；并且，該周期性細(xì)分的增強(qiáng)型對準(zhǔn)標(biāo)記只能同時(shí)實(shí)現(xiàn)一個(gè)高階衍射級次光強(qiáng)的增強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新的對準(zhǔn)標(biāo)記及其制造方法，可以有效提高光刻裝置對準(zhǔn)系統(tǒng)的對準(zhǔn)精度和工藝適應(yīng)性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種對準(zhǔn)標(biāo)記，主要用于光刻裝置的掩模和晶片對準(zhǔn)；該對準(zhǔn)標(biāo)記包括第一部分結(jié)構(gòu)和第二部分結(jié)構(gòu)，其中，第二部分結(jié)構(gòu)包括第一光柵和第二光柵。該第一光柵的周期和第二光柵的周期互不相同且分別分布在第一部分結(jié)構(gòu)兩側(cè)。
所述的第一光柵和第二光柵均用于同一方向(水平或垂直方向)對準(zhǔn)。第一光柵是包含有非周期性的高階衍射光增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)的高階衍射光增強(qiáng)型光柵。
所述的高階衍射光增強(qiáng)型光柵可以抑制零級和偶數(shù)級次衍射光光強(qiáng)，同時(shí)增強(qiáng)多個(gè)奇數(shù)級次的衍射光光強(qiáng)。
所述的第二光柵是捕獲標(biāo)記，用于提高對準(zhǔn)系統(tǒng)的對準(zhǔn)捕獲范圍。該第二光柵也可以是具有高階衍射光增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)的高階衍射光增強(qiáng)型光柵。
所述的第一部分結(jié)構(gòu)的形式可以為十字線、雙十字線、十字線框、虛十字線和叉絲等。
所述的對準(zhǔn)標(biāo)記的第一部分結(jié)構(gòu)和構(gòu)成第二部分結(jié)構(gòu)的第一光柵和第二光柵可以是分段結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明還提供一種對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，在對準(zhǔn)標(biāo)記基本周期內(nèi)設(shè)置一些細(xì)分結(jié)構(gòu)，通過對細(xì)分結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間坐標(biāo)調(diào)制、相位調(diào)制、以及空間坐標(biāo)和相位同時(shí)調(diào)制，可以同時(shí)增強(qiáng)對準(zhǔn)標(biāo)記多個(gè)衍射級次的衍射光光強(qiáng)。
所述的一種對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，通過對對準(zhǔn)標(biāo)記基本周期內(nèi)的細(xì)分結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間坐標(biāo)調(diào)制，能夠抑制零級和偶數(shù)級次衍射光的光強(qiáng)，同時(shí)增強(qiáng)多個(gè)奇數(shù)級次的衍射光光強(qiáng)。
所述的基本周期的兩個(gè)半周期內(nèi)的調(diào)制點(diǎn)位置相同，但是位相反轉(zhuǎn)；所述的細(xì)分結(jié)構(gòu)為非周期性的；所述的細(xì)分結(jié)構(gòu)可以為二維結(jié)構(gòu)。
由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果1、本發(fā)明的對準(zhǔn)標(biāo)記包含非周期性的高階衍射光增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)，能夠抑制零級和偶數(shù)級次的衍射光光強(qiáng)，同時(shí)增強(qiáng)多個(gè)奇數(shù)級次的衍射光光強(qiáng)，提高了高階衍射光的對準(zhǔn)信號強(qiáng)度，從而提高了對準(zhǔn)系統(tǒng)的對準(zhǔn)精度。
2、高階衍射光增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較小的光柵線寬，可以減小化學(xué)機(jī)械平坦化等工藝導(dǎo)致的標(biāo)記變形，提高對準(zhǔn)標(biāo)記的工藝適應(yīng)性。
3、對準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)更緊湊，捕獲范圍大、可用于較窄劃線槽。


通過以下對本發(fā)明的較佳實(shí)施例結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解其發(fā)明的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。其中，圖1為本發(fā)明對準(zhǔn)標(biāo)記的高階衍射光增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)；圖2為本發(fā)明對準(zhǔn)標(biāo)記的高階衍射光增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)的一個(gè)示意圖；圖3為本發(fā)明對準(zhǔn)標(biāo)記的示意圖；
圖4為本發(fā)明對準(zhǔn)標(biāo)記的實(shí)施例中第一部分結(jié)構(gòu)及對應(yīng)掩模或參考對準(zhǔn)標(biāo)記示意圖；圖5為本發(fā)明對準(zhǔn)標(biāo)記的實(shí)施例中另一種第一部分結(jié)構(gòu)及對應(yīng)掩模或參考對準(zhǔn)標(biāo)記示意圖；圖6為本發(fā)明對準(zhǔn)標(biāo)記的實(shí)施例中另一種第一部分結(jié)構(gòu)及對應(yīng)掩?；騾⒖紝?zhǔn)標(biāo)記示意圖；圖7為本發(fā)明對準(zhǔn)標(biāo)記的實(shí)施例中另一種第一部分結(jié)構(gòu)及對應(yīng)掩?；騾⒖紝?zhǔn)標(biāo)記示意圖；圖8為本發(fā)明對準(zhǔn)標(biāo)記的實(shí)施例中另一種第一部分結(jié)構(gòu)及對應(yīng)掩?；騾⒖紝?zhǔn)標(biāo)記示意圖；圖9為本發(fā)明對準(zhǔn)標(biāo)記的實(shí)施例中另一種第一部分結(jié)構(gòu)及對應(yīng)掩?；騾⒖紝?zhǔn)標(biāo)記示意圖；圖10為本發(fā)明對準(zhǔn)標(biāo)記的分段型結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為一種現(xiàn)有技術(shù)的對準(zhǔn)標(biāo)記。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
圖1為本發(fā)明對準(zhǔn)標(biāo)記的高階衍射光增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)。高階衍射光增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)的基本原理是基于偶數(shù)列陣的反射型達(dá)曼(Dammann)光柵原理。
達(dá)曼光柵是一種具有特殊孔徑函數(shù)的相位光柵，其對入射光波產(chǎn)生的夫瑯和費(fèi)衍射圖樣(傅立葉頻譜)是一定點(diǎn)陣數(shù)目的等光強(qiáng)光斑。達(dá)曼光柵可以使零級衍射光斑的能量轉(zhuǎn)移到邊緣正、負(fù)級次上，其屬于傅立葉變換型的分束器，具有較高的衍射效率，并且光斑陣列光強(qiáng)均勻性不受入射光波分布影響。其中，偶數(shù)列陣的達(dá)曼光柵可以消除零級和偶數(shù)級次衍射頻譜，僅得到奇數(shù)級次的衍射光斑。
如圖1所示，高階衍射光增強(qiáng)型標(biāo)記細(xì)分結(jié)構(gòu)的相位取二值，例如0和π/2，在基本周期P內(nèi)包含一組調(diào)制點(diǎn)，坐標(biāo)為(ai，bi)，周期內(nèi)空間坐標(biāo)(刻槽數(shù)和槽寬位置)被任意調(diào)制，或者是相位調(diào)制，或者是空間坐標(biāo)和相位同時(shí)被調(diào)制。當(dāng)光刻裝置對準(zhǔn)系統(tǒng)的照明光束垂直照射在具有高階衍射光增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)的對準(zhǔn)標(biāo)記上時(shí)，能夠抑制零級和偶數(shù)級次衍射光斑的能量，同時(shí)增強(qiáng)多個(gè)奇數(shù)級次衍射光斑的光強(qiáng)，得到一組1×M(或M×1)列陣的等光強(qiáng)衍射光斑。
其中，兩個(gè)半周期內(nèi)的調(diào)制點(diǎn)位置相同，但是位相相反，即0～P/2半周期內(nèi)的刻槽位置對應(yīng)于P/2～P半周期內(nèi)則為刻線，反之，0～P/2內(nèi)的刻線位置對應(yīng)于P/2～P內(nèi)則為刻槽位置。增強(qiáng)型標(biāo)記細(xì)分結(jié)構(gòu)的位相深度h為π/2，并且該細(xì)分結(jié)構(gòu)一般為非周期性的。
調(diào)制點(diǎn)位置的確定一般采用優(yōu)化算法進(jìn)行計(jì)算，通常以總衍射效率和衍射光斑光強(qiáng)均勻性、最小線寬作為邊界條件。通過設(shè)置合適的邊界條件目標(biāo)值，可以得到較高的衍射效率和較小的線寬，并且該線寬可以與半導(dǎo)體器件的特征尺寸(CD)相當(dāng)，提高工藝適應(yīng)性。
相比而言，現(xiàn)有技術(shù)的周期性增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)有較強(qiáng)的零級光斑存在，而在光柵衍射對準(zhǔn)中，零級光斑作為背景光通常被遮擋，其能量得不到有效利用，并且，該周期性增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)只能同時(shí)實(shí)現(xiàn)一個(gè)高階衍射級次光強(qiáng)的增強(qiáng)。本發(fā)明所述的對準(zhǔn)標(biāo)記的高階衍射光增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于可以使零級光斑和偶數(shù)級次的能量轉(zhuǎn)移到其它奇數(shù)級次上，同時(shí)使多個(gè)奇數(shù)級次衍射光的光強(qiáng)得到增強(qiáng)，并且最小線寬可以設(shè)計(jì)得接近半導(dǎo)體器件的特征尺寸。
圖2為本發(fā)明對準(zhǔn)標(biāo)記的高階衍射光增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。參見圖2，當(dāng)M＝8時(shí)，高階衍射光增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)在一個(gè)周期內(nèi)有10個(gè)調(diào)制點(diǎn)，以周期進(jìn)行歸一化的調(diào)制點(diǎn)位置分別為0，0.1812，0.2956，0.3282，0.4392，0.5，0.6812，0.7956，0.8282，0.9392，最小線寬為0.016，最大衍射效率可達(dá)到83％，不均勻性為0.00004，從而得到1×8列陣的衍射光斑，抑制零級和偶數(shù)級次衍射光斑，同時(shí)使±1級，±3級，±5級和±7級的衍射光斑的光強(qiáng)得到增強(qiáng)。
請參閱圖3，為本發(fā)明對準(zhǔn)標(biāo)記的實(shí)施例，該對準(zhǔn)標(biāo)記的構(gòu)成包括兩部分用于粗對準(zhǔn)的第一部分結(jié)構(gòu)1和用于精對準(zhǔn)的第二部分結(jié)構(gòu)2。第一部分結(jié)構(gòu)1位于整個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記的中央，第二部分結(jié)構(gòu)2包括第一光柵21和第二光柵22。第一光柵21的周期和第二光柵22的基本周期互不相同且分別分布在第一部分結(jié)構(gòu)1的兩側(cè)。光柵21和22均用于同一方向(水平或垂直方向)對準(zhǔn)。
第一光柵21是基本光柵周期為P1的高階衍射光增強(qiáng)型光柵，基本周期P1(如圖中放大部分所示)為非周期性的高階衍射光增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)。該高階衍射光增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)抑制零級和偶數(shù)級次衍射光光強(qiáng)，增強(qiáng)奇數(shù)級次的衍射光光強(qiáng)，并且細(xì)分結(jié)構(gòu)的最小線寬可以接近半導(dǎo)體器件的特征尺寸。例如，如圖3中所示，并參見圖2，第一光柵21可以是±1、±3、±5和±7級的高階衍射光增強(qiáng)型光柵，同時(shí)實(shí)現(xiàn)±1、±3、±5和±7級衍射光的增強(qiáng)。
在對準(zhǔn)過程中，對準(zhǔn)照明光束(例如，多波長激光光源或?qū)拵Ч庠?在第一光柵21上的各級衍射光形成的干涉條紋分別透過相應(yīng)的參考對準(zhǔn)標(biāo)記或掩模對準(zhǔn)標(biāo)記(未圖示)后形成不同周期(周期分別為P1/2、P1/6、P1/10和P1/14)的對準(zhǔn)信號。
第二光柵22基本周期為P2，作為捕獲標(biāo)記使得捕獲范圍為±P1P2/[2(P1-P2)]，例如，當(dāng)P1＝16μm，P2＝P1(1+0.1)＝17.6μm，則捕獲范圍為±44μm。第二光柵22可以是1級捕獲標(biāo)記，周期P2＝P1(1±ε)，通常，取ε＝0.1或0.05；第二光柵22又可以為3級或5級捕獲標(biāo)記，對應(yīng)周期P2＝P1/3×(1±ε)或P2＝P1/5×(1±ε)；第二光柵22也可以為n級捕獲標(biāo)記，對應(yīng)周期P2＝P1/n×(1±ε)。同樣，第二光柵22也可以是包含非周期性的高階衍射光增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)的高階衍射光增強(qiáng)型光柵。
如果該對準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)結(jié)合一定的對準(zhǔn)系統(tǒng)，并且最高探測±7級衍射光，則重復(fù)對準(zhǔn)精度可以達(dá)到1.14nm。同時(shí)，較小的光柵線寬可以減小化學(xué)機(jī)械平坦化導(dǎo)致的標(biāo)記變形，提高工藝適應(yīng)性。為適合于較窄的劃線槽，對準(zhǔn)標(biāo)記的光柵線條尺寸可以設(shè)計(jì)得較短，例如為＜40μm。與現(xiàn)有技術(shù)4分段結(jié)構(gòu)的周期性增強(qiáng)型對準(zhǔn)標(biāo)記VSPM和NVSM相比，本發(fā)明中所述的具有非周期性細(xì)分結(jié)構(gòu)的高階衍射光增強(qiáng)型對準(zhǔn)標(biāo)記在結(jié)構(gòu)上更加緊湊。
該對準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)為一維標(biāo)記，位于晶片劃線槽內(nèi)，提供一維方向(水平或垂直方向)的對準(zhǔn)，通過兩個(gè)相互垂直的對準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)相互垂直的兩個(gè)方向(水平和垂直方向)對準(zhǔn)。
在本發(fā)明的對準(zhǔn)標(biāo)記中的第一部分結(jié)構(gòu)1如圖4所示為十字線形式，對應(yīng)的掩?；騾⒖紝?zhǔn)標(biāo)記9是由四組相互垂直、不透光的平行雙線組成的雙十字線形式，從而在對準(zhǔn)過程中形成雙線夾單線的對準(zhǔn)方式。在本發(fā)明其它實(shí)施例中，該第一部分結(jié)構(gòu)1除了實(shí)施例中所示的結(jié)構(gòu)外，還具有其它的結(jié)構(gòu)。此外，還需要根據(jù)第一部分結(jié)構(gòu)1結(jié)構(gòu)的改變而改變掩?；騾⒖紝?zhǔn)標(biāo)記9的結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)對準(zhǔn)。
圖5所示的第一部分結(jié)構(gòu)1為十字線形式，對應(yīng)的掩?；騾⒖紝?zhǔn)標(biāo)記9為叉絲的形式，由兩條不透光的斜線交叉組成。對準(zhǔn)過程中形成交叉斜線夾十字線的對準(zhǔn)方式，十字線處于交叉斜線的角平分線位置。
圖6所示的第一部分結(jié)構(gòu)1為十字線框形式，由封閉的十字形框組成，對應(yīng)的掩?；騾⒖紝?zhǔn)標(biāo)記9為不透光的十字線的形式，由此形成十字框夾十字線的對準(zhǔn)方式。
圖7所示的第一部分結(jié)構(gòu)1為雙十字線形式，由四組相互垂直的平行雙線組成，與之對應(yīng)的掩?；騾⒖紝?zhǔn)標(biāo)記9為不透光的十字線的形式，由此形成雙線夾單線的對準(zhǔn)方式。
圖8所示的第一部分結(jié)構(gòu)1為虛十字線形式，包括中心十字線1a和外圍十字線1b。對應(yīng)的掩?；騾⒖紝?zhǔn)標(biāo)記9為“井”字標(biāo)記的形式，由四條不透光的直線相互交叉組成“井”字形狀，包括中心框和外圍雙十字線。對準(zhǔn)時(shí)，虛十字線的中心十字線1a位于“井”字的中心框內(nèi)，外圍十字線1b與雙十字線形成雙線夾單線的對準(zhǔn)方式。
圖9所示的第一部分結(jié)構(gòu)1為叉絲形式，由四條斜線組成，與之對應(yīng)的掩?；騾⒖紝?zhǔn)標(biāo)記9是不透光的十字線的形式，由此在對準(zhǔn)過程中形成叉絲夾十字線的對準(zhǔn)方式，十字線處于叉絲各斜線的角平分線位置。
請參閱圖10，以本發(fā)明對準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)實(shí)施例中的第一部分結(jié)構(gòu)1和第二部分結(jié)構(gòu)2的第二光柵22為例，均可以是分段型結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中的對準(zhǔn)標(biāo)記均可以為分段型結(jié)構(gòu)，尤其在深溝槽(Deep Trench)工藝中，為適合工藝設(shè)計(jì)原則，分段型結(jié)構(gòu)更有利于工藝制造；另外，也可以減少化學(xué)機(jī)械平坦化和金屬濺射導(dǎo)致的標(biāo)記的變形，提高工藝適應(yīng)性。
權(quán)利要求
1.一種對準(zhǔn)標(biāo)記，主要用于光刻裝置的掩模和晶片對準(zhǔn)；其特征在于，該對準(zhǔn)標(biāo)記包括第一部分結(jié)構(gòu)和第二部分結(jié)構(gòu)，其中，第二部分結(jié)構(gòu)包括第一光柵和第二光柵，該第一光柵的周期和第二光柵的周期互不相同且分別分布在第一部分結(jié)構(gòu)兩側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種對準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于第一光柵和第二光柵均用于同一方向?qū)?zhǔn)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種對準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于所述的第一光柵是高階衍射光增強(qiáng)型光柵。
4.如權(quán)利要求3所述的一種對準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于所述的高階衍射光增強(qiáng)型光柵可以抑制零級和偶數(shù)級次衍射光光強(qiáng)，同時(shí)增強(qiáng)多個(gè)奇數(shù)級次的衍射光光強(qiáng)。
5.如權(quán)利要求3所述的一種對準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于所述的高階衍射光增強(qiáng)型光柵的基本周期內(nèi)包括高階衍射光增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5所述的一種對準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于所述的高階衍射光增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)是非周期性的。
7.如權(quán)利要求1所述的一種對準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于所述的第二光柵是捕獲標(biāo)記。
8.如權(quán)利要求7所述的一種對準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于所述的第二光柵可以是具有高階衍射光增強(qiáng)型細(xì)分結(jié)構(gòu)的高階衍射光增強(qiáng)型光柵。
9.如權(quán)利要求1所述的一種對準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于所述的第一光柵及第二光柵可以是分段結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1所述的一種對準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于所述的第一部分結(jié)構(gòu)是十字線形式。
11.如權(quán)利要求1所述的一種對準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于所述的第一部分結(jié)構(gòu)是由封閉的十字形框組成的十字線框形式。
12.如權(quán)利要求1所述的一種對準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于所述的第一部分結(jié)構(gòu)是由四組相互垂直的平行雙線組成的雙十字線形式。
13.如權(quán)利要求1所述的一種對準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于所述的第一部分結(jié)構(gòu)是包括中心十字線和外圍十字線的虛十字線形式。
14.如權(quán)利要求1所述的一種對準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于所述的第一部分結(jié)構(gòu)是由四條斜線組成的叉絲形式。
15.如權(quán)利要求10到14中任一項(xiàng)所述的一種對準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于所述的第一部分結(jié)構(gòu)可以是分段結(jié)構(gòu)。
16.一種對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，其特征在于，在對準(zhǔn)標(biāo)記基本周期內(nèi)設(shè)置一些細(xì)分結(jié)構(gòu)，通過對細(xì)分結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間坐標(biāo)調(diào)制、相位調(diào)制、以及空間坐標(biāo)和相位同時(shí)調(diào)制，以同時(shí)增強(qiáng)對準(zhǔn)標(biāo)記多個(gè)衍射級次的衍射光光強(qiáng)。
17.如權(quán)利要求16所述的一種對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，其特征在于，通過對對準(zhǔn)標(biāo)記基本周期內(nèi)的細(xì)分結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間坐標(biāo)調(diào)制，能夠抑制零級和偶數(shù)級次衍射光的光強(qiáng)，同時(shí)增強(qiáng)多個(gè)奇數(shù)級次的衍射光光強(qiáng)。
18.如權(quán)利要求17所述的一種對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，其特征在于，所述的基本周期的兩個(gè)半周期內(nèi)的調(diào)制點(diǎn)位置相同，但是位相反轉(zhuǎn)。
19.如權(quán)利要求16所述的一種對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，其特征在于，所述的細(xì)分結(jié)構(gòu)為非周期性的。
20.如權(quán)利要求16所述的一種對準(zhǔn)標(biāo)記的制造方法，其特征在于，所述的細(xì)分結(jié)構(gòu)可以為二維結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種對準(zhǔn)標(biāo)記及其制造方法，主要用于光刻裝置的掩模和晶片對準(zhǔn)；該對準(zhǔn)標(biāo)記包括第一部分結(jié)構(gòu)和第二部分結(jié)構(gòu)，其中，第二部分結(jié)構(gòu)包括第一光柵和第二光柵。該第一光柵的周期和第二光柵的周期互不相同且分別分布在第一部分結(jié)構(gòu)兩側(cè)。第一光柵是高階衍射光增強(qiáng)型光柵，并且其基本周期內(nèi)有一些細(xì)分結(jié)構(gòu)，可以使零級和偶數(shù)級次衍射光斑的能量轉(zhuǎn)移到其它奇數(shù)級次上，同時(shí)增強(qiáng)多個(gè)奇數(shù)級次的衍射光光強(qiáng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的對準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)緊湊、能夠提高光刻裝置對準(zhǔn)系統(tǒng)的對準(zhǔn)精度和工藝適應(yīng)性。
文檔編號G03F7/20GK1936710SQ20061011722
公開日2007年3月28日 申請日期2006年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月18日
發(fā)明者徐榮偉, 李鐵軍 申請人:上海微電子裝備有限公司