光刻标记、对准标记及对准方法

摘要

本发明提供一种光刻标记、对准标记以及对准方法。所述光刻标记包括：遮光结构和感光结构。所述遮光结构上设有多个盲孔，所述感光结构填充于多个所述盲孔内并且能够在一定光照下消失。基于同一发明构思，本发明还提供一种对准标记，包括第一对准标记和第二对准标记，所述第二对准标记包括至少一个所述光刻标记。当机台提供的光束照射于所述第二对准标记上，所述感光结构消失，则所述盲孔暴露。因盲孔的底面低于所述遮光结构的表面以满足机台的测量范围，从而使得在保障所述光刻标记厚度的同时，能够通过所述盲孔精准测得所述第二对准标记相对于所述第一对准标记的偏移量，进而能够实现各衬底层之间的位置对准，提高器件性能及产品的良率。

权利要求

1.一种光刻标记，其特征在于，用于深尺寸的刻蚀工艺中，所述光刻标记包括：遮光结构和感光结构；所述遮光结构上设有多个盲孔，所述感光结构填充于多个所述盲孔内并且所述感光结构能够在一定光照下消失。

2.根据权利要求1所述的光刻标记，其特征在于，多个所述盲孔均匀分布于所述遮光结构上。

3.根据权利要求2所述的光刻标记，其特征在于，相邻两个所述盲孔的中心之间的间距小于0.18微米。

4.根据权利要求1所述的光刻标记，其特征在于，在设置有多个所述盲孔的所述遮光结构的表面上，多个所述盲孔的总面积小于所述遮光结构面积的30％。

5.根据权利要求1所述的光刻标记，其特征在于，所述遮光结构的形状包括长方体或回形体。

6.根据权利要求1所述的光刻标记，其特征在于，所述盲孔的截面的形状包括矩形、圆形或三角形。

7.根据权利要求1所述的光刻标记，其特征在于，所述光刻标记的材质为光刻胶。

8.一种对准标记，其特征在于，所述对准标记包括第一对准标记和第二对准标记，所述第二对准标记包括至少一个如权利要求1～7中任意一项所述光刻标记；其中，所述第一对准标记设置于第一衬底上；

所述第二对准标记设置于第二衬底上，所述第二衬底位于所述第一衬底上。

9.根据权利要求8所述的对准标记，其特征在于，所述第二对准标记包括多个所述光刻标记，多个所述光刻标记组合成长方体或回形体。

10.根据权利要求8所述的对准标记，其特征在于，所述第一对准标记形状包括长方体或回形体。

11.根据权利要求8所述的对准标记，其特征在于，所述第一对准标记的厚度小于或等于所述第二对准标记的厚度。

12.根据权利要求8所述的对准标记，其特征在于，所述第一对准标记的尺寸大于所述第二对准标记。

13.根据权利要求8所述的对准标记，其特征在于，所述第二对准标记在所述第一衬底上的投影在所述第一对准标记内。

14.一种对准方法，其特征在于，使用如权利要求8～13中任意一项所述对准标记，所述对准方法包括：机台提供一光束，所述光束照射于所述第二对准标记上以使所述感光结构消失；

通过多个所述盲孔测量并计算出所述第二对准标记相对于所述第一对准标记的偏移量；

根据所述偏移量调整所述机台参数。

15.根据权利要求14所述的对准方法，其特征在于，所述偏移量包括第一方向上的偏移量和第二方向上的偏移量；其中，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。

16.根据权利要求15所述的对准方法，其特征在于，所述偏移量的计算方法如下：其中，e1为第一方向上的偏移量；

e2为第二方向上的偏移量；

Δx1为第一对准标记和第二对准标记在第一方向上相同的一侧边之间的距离；

Δx2为第一对准标记和第二对准标记在第一方向上相同的另一侧边之间的距离；

Δy1为第一对准标记和第二对准标记在第二方向上相同的一侧边之间的距离；

Δy2为第一对准标记和第二对准标记在第二方向上相同的另一侧边之间的距离。

说明书

光刻标记、对准标记及对准方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种光刻标记、对准标记及对准方法。

背景技术

[0002] 在半导体器件制备工艺中，必不可少地要使用到光刻胶。光刻胶作为后续工艺中的掩蔽层，用于把集成电路设计的图形转移到硅基板上。其中，转移过程要遵循精确与偏差小的两大原则，精确是指线宽大小满足工艺需求，偏差小是指当前制备的电路层需要和前一层电路层之间尽可能的减小偏差。

[0003] 在实际制备过程中，为满足深尺寸的刻蚀，经常会使用到较厚的光刻胶层，有的光刻胶层的厚度超过3.5微米，甚至能达到7微米，或者十几微米。为满足偏差小的原则，需要对准上下两层之间的连接区域，但在对准较厚的光刻胶层与之前光刻胶层时，会出现因厚度过高而超过量测机台的测量范围，导致较厚的光刻胶层与之前光刻胶层无法清楚成像在同一个平面上，进而使得各层电路层之间出现较大偏差，不便于各层电路层之间的连接，严重影响器件性能。

[0004] 因此，需要一种新的光刻标记、对准标记及对准方法，来解决在使用超厚光刻胶层制备半导体电路层时，每层电路层之间的对准问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种光刻标记、对准标记及对准方法，以解决在使用超厚光刻胶层制备半导体电路层时，每层电路层之间的对准问题。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供一种光刻标记，包括：遮光结构和感光结构；所述遮光结构上设有多个盲孔，所述感光结构填充于多个所述盲孔内并且所述感光结构能够在一定光照下消失。

[0007] 可选的，在所述的光刻标记中，多个所述盲孔均匀分布于所述遮光结构上。

[0008] 可选的，在所述的光刻标记中，相邻两个所述盲孔的中心之间的间距小于0.18微米。

[0009] 可选的，在所述的光刻标记中，在设置有多个所述盲孔的所述遮光结构的表面上，多个所述盲孔的总面积小于所述遮光结构面积的30％。

[0010] 可选的，在所述的光刻标记中，所述遮光结构的形状包括长方体或回形体。

[0011] 可选的，在所述的光刻标记中，所述盲孔的截面的形状包括矩形、圆形或三角形。

[0012] 可选的，在所述的光刻标记中，所述光刻标记的材质为光刻胶。

[0013] 基于同一发明构思，本发明还提供一种对准标记，所述对准标记包括第一对准标记和第二对准标记，所述第二对准标记包括至少一个所述光刻标记；其中，[0014] 所述第一对准标记设置于第一衬底上；

[0015] 所述第二对准标记设置于第二衬底上，所述第二衬底位于所述第一衬底上。

[0016] 可选的，在所述的对准标记中，所述第二对准标记包括多个所述光刻标记，多个所述光刻标记组合成长方体或回形体。

[0017] 可选的，在所述的对准标记中，所述第一对准标记形状包括长方体或回形体。

[0018] 可选的，在所述的对准标记中，所述第一对准标记的厚度小于或等于所述第二对准标记的厚度。

[0019] 可选的，在所述的对准标记中，所述第一对准标记的尺寸大于所述第二对准标记。

[0020] 可选的，在所述的对准标记中，所述第二对准标记在所述第一衬底上的投影在所述第一对准标记内。

[0021] 基于同一发明构思，本发明还提供一种对准方法，包括：

[0022] 机台提供一光束，所述光束照射于所述第二对准标记上以使所述感光结构消失；

[0023] 通过多个所述盲孔测量并计算出所述第二对准标记相对于所述第一对准标记的的偏移量；

[0024] 根据所述偏移量调整所述机台参数。

[0025] 可选的，在所述的对准方法中，所述偏移量包括第一方向上的偏移量和第二方向上的偏移量；其中，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。

[0026] 可选的，在所述的对准方法中，所述偏移量的计算方法如下：

[0027]

[0028]

[0029] 其中，e1为第一方向上的偏移量；

[0030] e2为第二方向上的偏移量；

[0031] Δx1为第一对准标记和第二对准标记在第一方向上相同的一侧边之间的距离；

[0032] Δx2为第一对准标记和第二对准标记在第一方向上相同的另一侧边之间的距离；

[0033] Δy1为第一对准标记和第二对准标记在第二方向上相同的一侧边之间的距离；

[0034] Δy2为第一对准标记和第二对准标记在第二方向上相同的另一侧边之间的距离。

[0035] 综上所述，本发明提供一种光刻标记、对准标记以及对准方法。所述光刻标记包括：遮光结构和感光结构。所述遮光结构上设有多个盲孔，所述感光结构填充于多个所述盲孔内并且所述感光结构能够在一定光照下消失。基于同一发明构思，本发明还提供一种对准标记，包括第一对准标记和第二对准标记，所述第二对准标记包括至少一个所述光刻标记。其中，所述第一对准标记设置于第一衬底上。所述第二对准标记设置于所述第一衬底上的第二衬底上。当机台提供一光束，所述光束照射于所述第二对准标记上以使所述感光结构消失，则所述盲孔暴露。因盲孔的底面低于所述遮光结构的表面以满足机台的测量范围，从而使得在保障所述光刻标记厚度的同时，能够通过所述盲孔精准测得所述第二对准标记相对于所述第一对准标记的偏移量。因此，本发明能够实现在超厚光刻标记的条件下，对光刻偏移的精准检测，进而能够实现各衬底层之间的位置对准，提高器件性能及产品的良率。

附图说明

[0036] 图1是本发明实施例的一种光刻标记的俯视图；

[0037] 图2是本发明实施例的一种光刻标记的俯视图；

[0038] 图3是本发明实施例的一种光刻标记的俯视图；

[0039] 图4是本发明实施例的一种光刻标记的俯视图；

[0040] 图5是本发明实施例的一种对准标记的剖视图；

[0041] 图6是本发明实施例的一种对准标记的俯视图；

[0042] 图7是本发明实施例的一种对准标记的俯视图；

[0043] 图8是本发明实施例的一种对准标记的俯视图；

[0044] 其中，附图标记说明：

[0045] 100‑遮光结构；200‑感光结构；300‑盲孔；

[0046] 10‑第一衬底；20‑第二衬底；

[0047] M1‑第一对准标记；M2‑第一对准标记；

[0048] a‑光刻标记的长度；b‑光刻标记的宽度；d‑相邻两个盲孔的中心之间的间距。

具体实施方式

[0049] 由上述可知，在对准较厚的光刻胶层与之前光刻胶层时，会出现因厚度过高而超过量测机台的测量范围，导致较厚的光刻胶层与之前光刻胶层无法清楚成像在同一个平面上，进而使得各层电路层之间出现较大偏差，不便于各层电路层之间的连接，严重影响器件性能。

[0050] 因此，本发明提供一种新的光刻标记、对准标记及对准方法，来解决在使用超厚光刻胶层制备半导体电路层时，每层电路层之间的对准问题。

[0051] 以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种光刻标记、对准标记及对准方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

[0052] 为解决上述技术问题，本实施例提供一种光刻标记，请参阅图1，所述光刻标记包括：遮光结构100和感光结构200。所述遮光结构100上设有多个盲孔300，所述感光结构200填充于多个所述盲孔300内并且所述感光结构200能够在一定光照下消失。

[0053] 所述光刻标记的遮光结构100和所述感光结构200均为光刻胶材质，区别在于所述遮光结构100在光照下不会消失，所述感光结构200在光照下能够消失(即所述感光结构200经过光照后发生了分解/溶解，从而逐渐减少并消失)。因此，所述光刻标记更加适用于深度刻蚀的测量。因深度刻蚀时需要的超厚光刻胶层，故所述遮光结构100能够在保障所述光刻胶层的厚度需求的同时，所述感光结构200能够在光照下消失，从而使得所述盲孔300暴露，则在所述遮光结构100上，设置所述盲孔300的位置的厚度低于未设置所述盲孔300的位置的厚度。在测量时，可通过所述盲孔300所在位置进行测量，避免出现因光刻胶层过厚而超出机台的检测范围，以致无法进行数据测量。即，在光照之前，所述感光结构200填满各所述盲孔300，所述光刻标记表面平坦并且能够满足光刻标记的厚度要求；而在光照之后，所述感光结构200因分解/溶解而消失，从而降低了所述光刻标记的厚度，使得所述光刻标记能够满足机台的检测要求。

[0054] 进一步的，多个所述盲孔300均匀分布于所述遮光结构100上。且经大量实验验证，为保证多个所述盲孔300不出现成像、塌陷或者滑胶的问题，相邻两个所述盲孔300的中心之间的间距d小于0.18微米。同时，在设置有多个所述盲孔300的所述遮光结构100的表面上，多个所述盲孔300的总面积小于所述遮光结构面积的30％。如图1所示，设置有多个所述盲孔300的所述遮光结构100的表面呈矩形，其长为a，宽为b，则所述遮光结构100的表面面2
积为ab。多个所述盲孔300的总面积为nπR ，其中，n为盲孔的总数，R为每个盲孔的半径。因此，所述遮光结构100的上表面面积与所述盲孔300的总面积关系应满足如下条件：

[0055]

[0056] 其中，如图1‑4所示，所述遮光结构100的形状包括但不限于长方体或回形体。所述盲孔300的截面的形状包括但不限于为矩形、圆形或三角形，还可以为五边形、六边形、八边形或星形等等。

[0057] 基于同一发明构思，本实施例还提供一种对准标记，如图5所示，所述对准标记包括第一对准标记M1和第二对准标记M2，所述第二对准标记M2包括至少一个所述光刻标记；其中，

[0058] 所述第一对准标记M1设置于第一衬底10上；

[0059] 所述第二对准标记M2设置于第二衬底20上，所述第二衬底20位于所述第二衬底10上。

[0060] 其中，如图6‑8所示，所述第二对准标记M2可以为一个所述光刻标记，也可以包括多个所述光刻标记，多个所述光刻标记可组合成长方体或回形体。所述第一对准标记M1的材质也为光刻胶。但本实施例对所述第一对准标记M1是否为所述光刻标记不作限定，当所述第一衬底10为深度刻蚀需要使用超厚光刻胶层时，为了便于精准测量，所述第一对准标记M1可选为所述光刻标记。当所述第一衬底10不需要使用超厚光刻胶层时，所述第一对准标记M1不需要选用所述光刻标记。

[0061] 进一步的，所述第一对准标记M1的形状包括但不限于长方体或回形体，且所述第一对准标记M1的厚度小于或等于所述第二对准标记M2的厚度。即所述第一标准标记M1为厚胶或者薄胶取决于所述第一衬底10的刻蚀需要。所述第一对准标记M1的尺寸大于所述第二对准标记M2。所述第二对准标记M2在所述第一衬底10上的投影在所述第一对准标记M1内。

[0062] 基于同一发明构思，本实施例还提供一种对准方法，包括：(请参阅图5和图8)[0063] 步骤一：机台提供一光束，所述光束照射于所述第二对准标记M2上以使所述感光结构200消失，则多个所述盲孔300暴露，所述盲孔的底面低于所述遮挡结构100的上表面。

[0064] 其中，所述第一光刻标记M1设置于所述第一衬底10上，所述第二光刻标记M2设置于所述第二衬底20上。所述第一光刻标记M1和所述第二光刻标记M2的位置是相对应的，从图8可见，在俯视的视角下，所述第二光刻标记M2嵌套于所述第一光刻标记M1内。可选的，所述第一光刻标记M1和所述第二光刻标记M2分别设置于所述第一衬底10和所述第二衬底20的四周侧边上，以不阻碍所述第一衬底10和所述第二衬底20上电路结构的设置。且本实施例对所述对准标记的数量不限，可以为四个、五个、六个、七个或者八个等。此外，本实施例也不限制所述衬底的数量，可选的，在所述第一衬底10和所述第二衬底20之间还可以设施多层衬底。且每层衬底之间的对准方法均可采用本实施例提供的所述对准方法。

[0065] 步骤二：通过多个所述盲孔300测量并计算出所述第二对准标记M1相对于所述第一对准标记M2的的偏移量。

[0066] 因所述感光结构200的消失，使得在测量时，可以在保证所述遮光结构100的厚度的同时，能够通过暴露出的所述盲孔300来测量所述偏移量。所述偏移量包括第一方向即X轴所在方向上的偏移量和第二方向即Y轴所在方向上的偏移量。其中，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。

[0067] 所述偏移量的计算方法如下：(请参阅图8)

[0068]

[0069]

[0070] 其中，e1为X轴方向上的偏移量；

[0071] e2为Y轴方向上的偏移量；

[0072] Δx1为第一对准标记M1和第二对准标记M2在X轴方向上相同的一侧边之间的距离；

[0073] Δx2为第一对准标记M1和第二对准标记M2在X轴方向上相同的另一侧边之间的距离；

[0074] Δy1为第一对准标记M1和第二对准标记M2在Y轴方向上相同的一侧边之间的距离；

[0075] Δy2为为第一对准标记M1和第二对准标记M2在Y轴方向上相同的另一侧边之间的距离。

[0076] 例如，当Δx1为20纳米；Δx2为12纳米时，e1为4纳米。当Δy1为40纳米；Δy2为16纳米时，e2为12纳米。

[0077] 步骤三：根据所述偏移量调整所述机台参数。如上述例举的数据，e1为4纳米，e2为12纳米。则所述机台在刻蚀时，需要向X轴负方向移动4纳米，向Y轴正方向移动12纳米。

[0078] 综上所述，本实施例提供一种光刻标记、对准标记以及对准方法。所述光刻标记包括：遮光结构100和感光结构200。所述遮光结构100上设有多个盲孔300，所述感光结构200填充于多个所述盲孔100内并且所述感光结构200能够在一定光照下消失。基于同一发明构思，本实施例还提供一种对准标记，包括第一对准标记M1和第二对准标记M2，所述第二对准标记M2包括至少一个所述光刻标记。其中，所述第一对准标记M1设置于第一衬底10上。所述第二对准标记M2设置于所述第一衬底10上的第二衬底20上。当机台提供一光束，所述光束照射于所述第二对准标记M2上以使所述感光结构200消失，则所述盲孔300暴露。因盲孔300的底面低于所述遮光结构100的表面以满足机台的测量范围，从而使得在保障所述光刻标记厚度的同时，能够通过所述盲孔300精准测得所述第二对准标记M2相对于所述第一对准标记M1的偏移量。因此，本实施例能够实现在超厚光刻标记的条件下，对光刻偏移的精准检测，进而能够实现各衬底层之间的位置对准，提高器件性能及产品的良率。

[0079] 上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。