一種光刻標記結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種光刻標記結構，包括第一測試標記和第二測試標記，所述第一測試標記包括內層結構和外層結構，所述外層結構包圍內層結構，所述外層結構包括多個第一外層子結構和多個第二外層子結構，所述第二測試標記包括多個第三子結構和多個第四子結構，其中第三子結構設置于第一外層子結構內，第四子結構包圍第二外層子結構。通過第二測試標記與第一測試標記的位置關系判斷關鍵尺寸及套準精度，將關鍵尺寸及套準精度測量結合起來，測量步驟簡單，效率高。
【專利說明】一種光刻標記結構
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及集成電路【技術領域】，特別涉及一種光刻標記結構。
【背景技術】
[0002]半導體技術繼續沿著摩爾定律發展，臨界尺寸越來越小，芯片的集成度也越來越高，這對半導體制造工藝提出了越來越嚴格的要求，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]在半導體制造過程中，光刻工藝作為每一個技術代的核心技術而發展。光刻是將掩模板(mask)上圖形形式的電路結構通過對準、曝光、顯影等步驟轉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，其后續工藝是刻蝕或離子注入。標準的CMOS工藝中，需要用到數十次的光刻步驟，而影響光刻工藝誤差的因素，除了光刻機的分辨率之外，還有對準的精確度。因而，在光刻工藝中必須對晶圓進行對準，才可以將圖形準確的轉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和測試區，經過多個光刻和刻蝕工藝之后，工藝區上形成多個集成電路，經過切割和封裝制成半導體芯片。集成電路制造過程中，先在硅襯底上經過光刻和刻蝕工藝形成第一層半導體結構，然后對準第一層半導體結構，將第二層半導體結構套刻在第一層上，重復上述操作，將當前層半導體結構對準第一層并套刻在上一層上，但是將當前層半導體結構套刻在上一層的工藝過程中會有誤差。為此，在工藝區上形成多個集成電路的同時，測試區上形成多個對準圖形(光刻標記)，每個對準圖形表示相應層對第一層的對準精度，通過檢測測試區上的對準圖形的對準精度就可以判斷集成電路中相應層的對準精度。
[0005]如圖1所示，現有的光刻標記結構包括第一測試標記和第二測試標記，所述第一測試標記位于第二測試標記內部，從而使得整個測試標記呈“回”字形。所述第一測試標記包括四個子結構，即由四個獨立的長條形結構11圍合而成，其上下和左右方向均呈中心軸對稱。同樣，所述第二測試標記包括四個子結構，即由四個獨立的長條形結構21圍合而成，其上下和左右方向均呈中心軸對稱。第一測試標記作為前一層的測試標記，第二測試標記作為當前層的測試標記。通過上述測試標記可測量光刻的套準(overlay)精度，但是還需額外測量關鍵尺寸(CD)，也就是說，需要關鍵尺寸測量和套準測量兩個步驟，且需要兩種機臺分別測量，步驟復雜而繁瑣，效率低下。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的在于提供一種光刻標記結構，以解決現有的測量步驟復雜而繁瑣、效率低下的問題。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種光刻標記結構，包括第一測試標記和第二測試標記，所述第一測試標記包括內層結構和包圍所述內層結構的外層結構，所述外層結構包括多個第一外層子結構和多個第二外層子結構，所述第二測試標記包括多個第三子結構和多個第四子結構，所述第三子結構設置于所述第一外層子結構內，所述第四子結構包圍所述第二外層子結構。
[0008]進一步的，所述內層結構由四個獨立的尺寸相同的內層子結構圍合而成，其上下和左右方向均呈中心軸對稱。
[0009]進一步的，所述外層結構由兩個第一外層子結構以及兩個第二外層子結構圍合而成，所述第一外層子結構與第二外層子結構相對設置。
[0010]進一步的，所述外層結構的第一外層子結構和第二外層子結構與所述內層結構的內層子結構對應平行。
[0011]進一步的，所述第一外層子結構與第二外層子結構均為長條形，并且，所述第一外層子結構的寬度大于所述第二外層子結構的寬度。
[0012]進一步的，所述第一外層子結構的寬度在3.5-4.5μπι之間，所述第二外層子結構的寬度在1.5-2.5μπι之間。
[0013]進一步的，所述第二測試標記由兩個第三子結構以及兩個第四子結構圍合而成，所述第三子結構與第四子結構相對設置。
[0014]進一步的，所述第二測試標記的第三子結構和第四子結構與所述內層結構的內層子結構對應平行。
[0015]進一步的，所述第三子結構為長條形，所述第四子結構為環形。
[0016]進一步的，所述第三子結構的寬度在1.5-2.5μπι之間，所述第四子結構的寬度在
1.5-2.5 μ m 之間。
[0017]與現有技術相比，本實用新型提供的光刻標記結構包括第一測試標記和第二測試標記，所述第一測試標記包括內層結構和外層結構，所述外層結構包圍內層結構，所述外層結構包括多個第一外層子結構和多個第二外層子結構，所述第二測試標記包括多個第三子結構和多個第四子結構，其中第三子結構設置于第一外層子結構內，第四子結構包圍第二外層子結構。通過第二測試標記與第一測試標記的位置關系判斷關鍵尺寸(⑶)及套準(overlay)精度,將⑶和overlay測量結合起來,測量步驟簡單,效率高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是現有的光刻標記結構的示意圖；
[0019]圖2是本實用新型一實施例提供的光刻標記結構的示意圖；
[0020]圖3是圖2中第一測試標記的示意圖；
[0021]圖4是圖2中第二測試標記的示意圖；
[0022]圖5是本實用新型一實施例提供的光刻標記結構的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為使本實用新型的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0024]在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本實用新型，但是本實用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。[0025]其次，本實用新型結合示意圖進行詳細描述，在詳述本實用新型實施例時，為便于說明，表示器件結構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，其在此不應限制本實用新型保護的范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0026]正如【背景技術】部分所述，現有技術中需要關鍵尺寸測量(⑶)和套準(overlay)測量兩個步驟，且需要兩種機臺分別測量。經研究發現，⑶和overlay對于工藝的影響是關聯的，如果CD控制的較好，即使overlay偏差大一些也可以接受。基于此，本實用新型提供一種光刻標記結構，包括第一測試標記和第二測試標記，所述第一測試標記包括內層結構和外層結構，所述外層結構包圍內層結構，所述外層結構包括多個第一外層子結構和多個第二外層子結構，所述第二測試標記包括多個第三子結構和多個第四子結構，其中第三子結構設置于第一外層子結構內，第四子結構包圍第二外層子結構。通過第二測試標記與第一測試標記的位置關系判斷⑶及overlay精度,將⑶和overlay測量結合起來,測量步驟簡單，效率高。
[0027]下面結合附圖2至4詳細說明本實用新型所提供的光刻標記結構。
[0028]所述光刻標記結構包括第一測試標記100和第二測試標記200。第一測試標記100作為前一層的測試標記，第二測試標記200作為當前層的測試標記。
[0029]所述第一測試標記100包括內層結構和包圍所述內層結構的外層結構。所述內層結構包括四個內層子結構101，即由四個獨立的尺寸相同的長條形結構圍合而成，其上下和左右方向均呈中心軸對稱。當然，在其他實施例中，所述內層結構也可以為將分離的四個長條形結構改為一個單一的正方形結構。所述外層結構包括多個第一外層子結構102和多個第二外層子結構103，具體由兩個第一外層子結構102以及兩個第二外層子結構103圍合而成，第一外層子結構102與第二外層子結構103相對設置。所述外層結構的第一外層子結構102、第二外層子結構103與所述內層結構的四個內層子結構101對應平行。
[0030]所述第二測試標記200包括多個第三子結構201和多個第四子結構202，具體由兩個第三子結構201以及兩個第四子結構202圍合而成，第三子結構201與第四子結構202相對設置。所述第二測試標記200的第三子結構201、第四子結構202與第一測試標記200的內層結構的內層子結構201對應平行。
[0031]本實施例中，第一外層子結構102與第二外層子結構103均為長條形，并且，第一外層子結構102的寬度Wl大于第二外層子結構103的寬度W2。第三子結構201為長條形，第四子結構202為環形，第三子結構201設置于第一外層子結構102內，第四子結構202包圍第二外層子結構103。
[0032]本實施例中，所述第一外層子結構102的寬度Wl在3.5_4.5 μ m之間，所述第二外層子結構103的寬度W2在1.5-2.5 μ m之間。所述第三子結構201的寬度W3在1.5-2.5 μ m之間，所述第四子結構202的寬度W4在1.5-2.5 μ m之間。所述第一外層子結構102的邊緣與第三子結構201的邊緣距離LI在0.5?1.5 μ m之間。所述第二外層子結構103的邊緣與第四子結構202內邊的距離L2在0.5?1.5μπι之間。
[0033]利用所述光刻標記結構進行測量時，作為當前層的測試標記第二測試標記200與作為前一層的測試標記的第一測試標記100對準，第一測試標記100的內層結構作為基準點。若已經完全對準且CD符合標準則如圖2所示，基準線(如圖2中虛線所示)恰好位于指定位置。當⑶變大時，即第二測試標記200的尺寸變大，套準(overlay)尺寸自然也發生偏移(shift)，X方向上的基準線(如圖5中虛線所示)向右偏移,Y方向上的基準線(如圖5中虛線所示)向下偏移，通過測量機臺可測量出偏移量進而判斷出CD偏移值。如此，通過上述光刻標記結構即可將CD和overlay測量結合起來,測量步驟簡單,效率高。
[0034]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術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用新型的精神或范圍的情況下，其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種光刻標記結構，其特征在于，包括第一測試標記和第二測試標記，所述第一測試標記包括內層結構和包圍所述內層結構的外層結構，所述外層結構包括多個第一外層子結構和多個第二外層子結構，所述第二測試標記包括多個第三子結構和多個第四子結構，所述第三子結構設置于所述第一外層子結構內，所述第四子結構包圍所述第二外層子結構。
2.如權利要求1所述的光刻標記結構，其特征在于，所述內層結構由四個獨立的尺寸相同的內層子結構圍合而成，其上下和左右方向均呈中心軸對稱。
3.如權利要求2所述的光刻標記結構，其特征在于，所述外層結構由兩個第一外層子結構以及兩個第二外層子結構圍合而成，所述第一外層子結構與第二外層子結構相對設置。
4.如權利要求3所述的光刻標記結構，其特征在于，所述外層結構的第一外層子結構和第二外層子結構與所述內層結構的內層子結構對應平行。
5.如權利要求3或4所述的光刻標記結構，其特征在于，所述第一外層子結構與第二外層子結構均為長條形，并且，所述第一外層子結構的寬度大于所述第二外層子結構的寬度。
6.如權利要求5所述的光刻標記結構，其特征在于，所述第一外層子結構的寬度在3.5-4.5 μ m之間,所述第二外層子結構的寬度在1.5-2.5 μ m之間。
7.如權利要求3所述的光刻標記結構，其特征在于，所述第二測試標記由兩個第三子結構以及兩個第四子結構圍合而成，所述第三子結構與第四子結構相對設置。
8.如權利要求6所述的光刻標記結構，其特征在于，所述第二測試標記的第三子結構和第四子結構與所述內層結構的內層子結構對應平行。
9.如權利要求7或8所述的光刻標記結構，其特征在于，所述第三子結構為長條形，所述第四子結構為環形。
10.如權利要求9所述的光刻標記結構，其特征在于，所述第三子結構的寬度在.1.5-2.5μm之間，所述第四子結構的寬度在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 優先權日:2014年1月13日
【發明者】鄒永祥 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司