对准标记组件和晶圆对准标记检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种对准标记组件和晶圆对准标记检测装置，其中对准标记组件包括衬底和薄膜，衬底包括平行设置的第一对标区域和第二对标区域，第一对标区域上开设有呈第一周期排布的第一凹槽，第二对标区域上开设有呈第二周期排布的第二凹槽。由于第一凹槽的宽度与第二凹槽的宽度分别与薄膜的厚度正相关，因此，能够根据薄膜厚度相应地设置凹槽宽度，从而将薄膜厚度与凹槽宽度之比控制在一定范围内，使得沉积薄膜后的组件还能保留一定的凹陷，解决了薄膜厚度较大导致的对准失效问题，本方案不占用曝光场，无需增加工艺步骤，应用于半导体器件中，能够降低成本，缩短出库周期，提高晶圆的利用率。用率。用率。

【技术实现步骤摘要】
对准标记组件和晶圆对准标记检测装置


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别是涉对准标记组件和晶圆对准标记检测装置。

技术介绍

[0002]在芯片制造工艺中，晶圆在曝光前需要经过对准步骤，使得当层薄膜与前层对准标记的套刻精度满足工艺要求。在晶圆的光刻对准过程中需要精确获取晶圆在前层的每个曝光场的坐标。通常情况下，通过光刻机的位置测量组件可以实现获取晶圆在前层的曝光场的对准标记的坐标，并通过所获取的对准标记的坐标来进行光刻对准。对准标记的质量直接影响对准性能，低质量的对准标记会降低套刻精度以及套刻精度的稳定性，甚至导致晶圆对准失败而被退片，无法实现曝光。
[0003]对准标记的质量主要由前层工艺流程及膜层结构决定，对于当层薄膜较厚的制造工艺而言，标记中的凹槽会被安全填满，以致于对准标记消失，无法通过对准标记实现光刻对准。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对对准标记中的凹槽被当层薄膜填满，导致对准标记消失的问题，提供一种准标记组件和晶圆对准标记检测装置。
[0005]一方面，本申请实施例提供了一种对准标记组件，包括：衬底，所述衬底包括平行设置的第一对标区域和第二对标区域；其中，所述第一对标区域上开设有呈第一周期排布的第一凹槽，所述第二对标区域上开设有呈第二周期排布的第二凹槽；薄膜，位于所述衬底上；其中，所述第一凹槽的宽度与所述第二凹槽的宽度不同，且所述第一凹槽的宽度与所述第二凹槽的宽度分别与所述薄膜的厚度正相关。
[0006]在其中一个实施例中，所述第一凹槽的宽度为第一预设值与预设倍的所述薄膜的厚度之和，所述第二凹槽的宽度为第二预设值与所述预设倍的所述薄膜的厚度之和；其中，所述第一预设值小于所述第二预设值。
[0007]在其中一个实施例中，所述第一凹槽的宽度的取值范围为19.2+1.6f微米至28.8+2.4f微米，所述第二凹槽的宽度的取值范围为21.12+1.6f微米至31.68+2.4f微米；其中，f表示所述薄膜的厚度，所述第一预设值的取值范围为19.2微米至28.8微米，所述第二预设值的取值范围为21.12微米至31.68微米，所述预设倍的取值范围为1.6至2.4。
[0008]在其中一个实施例中，所述第一周期的取值范围为43.2微米至52.8微米，所述第二周期的取值范围为47.52微米至58.08微米；其中，所述第一周期为所述第一凹槽的宽度和相邻两个所述第一凹槽之间的第一凸起的宽度之和，所述第二周期为所述第二凹槽的宽度和相邻两个所述第二凹槽之间的第二凸起的宽度之和。
[0009]在其中一个实施例中，所述第一凹槽和所述第二凹槽的长度相同，且所述第一凹
槽和所述第二凹槽的长度范围均为30微米至80微米。
[0010]在其中一个实施例中，所述衬底还包括标识区域，所述标识区域位于所述第一对标区域和所述第二对标区域的间隔中心。
[0011]在其中一个实施例中，所述第一对标区域和所述第二对标区域的总宽度范围为700微米至900微米。
[0012]上述实施例提供的对准标记组件，包括衬底和位于衬底上的薄膜，其中衬底包括平行设置的第一对标区域和第二对标区域，且第一对标区域上开设有呈第一周期排布的第一凹槽，第二对标区域上开设有呈第二周期排布的第二凹槽。由于第一凹槽的宽度与第二凹槽的宽度不同，因此第一对标区域和第二对标区域可以作为对准标记，用于光刻对准；此外，由于第一凹槽的宽度与第二凹槽的宽度分别与薄膜的厚度正相关，因此，能够根据薄膜厚度相应地设置凹槽宽度，从而将薄膜厚度与凹槽宽度之比控制在一定范围内，使得沉积薄膜后的组件还能保留一定的凹陷，解决了薄膜厚度较大导致的对准失效问题，本方案不占用曝光场，无需增加工艺步骤，应用于半导体器件中，能够降低成本、缩短出库周期、提高晶圆的利用率。
[0013]另一方面，本申请实施例还提供了一种晶圆对准标记检测装置，包括：晶圆载物台，用于放置晶圆，所述晶圆上具有如上述任一实施例所述的对准标记组件；光源发射模块，用于提供入射光，所述入射光用于照射所述晶圆，以使所述晶圆的对准标记反射所述入射光形成光信号；光信号检测模块，用于接收所述光信号，并根据所述光信号确定所述晶圆的位置信息。
[0014]在其中一个实施例中，所述光信号检测模块包括依次设置在光轴上的分解透镜、光瞳面棱镜、合成透镜和光敏传感器；其中，所述光瞳面棱镜，用于改变所述入射光的入射方向，以经所述分解透镜投射至所述晶圆，以及改变经过所述分解透镜的光信号的角度；所述光敏传感器，用于接收经所述合成透镜合成后的合成光信号，并根据所述合成光信号确定所述晶圆的位置信息。
[0015]在其中一个实施例中，所述光信号包括正三阶光信号和负三阶光信号；或所述光信号包括正六阶光信号和负六阶光信号。
[0016]上述实施例提供的晶圆对准标记检测装置，包括：晶圆载物台，用于放置晶圆，该晶圆具有对准标记组件；光源发射模块，用于提供入射光，入射光用于照射晶圆，以使晶圆的对准标记反射入射光形成光信号；光信号检测模块，用于接收光信号，并根据光信号确定晶圆的位置信息；由于晶圆上对准标记组件中各凹槽宽度与薄膜厚度正相关，因此，沉积薄膜后的晶圆仍保留有较为清晰的对准标记，基于此，通过光源发射模块提供的入射光照射晶圆，晶圆上的对准标记反射产生光信号，从而能够利用该光信号确定对准标记的坐标，从而实现对晶圆位置的检测，由此实现光刻对准，而不需要额外增加工艺步骤，降低了成本，缩短了出库周期，提高了晶圆的利用率。
附图说明
[0017]图1为ASML标准对准标记AH00的俯视示意图；图2a至图2c为一种高压产品生长完外延层后零层对准标记的多个变化示意图；图3a为一种凹槽宽度为8μm的产品的对准标记图片；图3b为图3a所示产品的对准信号强度；图3c为一种凹槽宽度为1.6μm的产品的对准标记图片；图3d为图3c所示产品的对准信号强度；图4为一个实施例提供的对准标记组件的剖面示意图；图5为一个实施例提供的对准标记组件的俯视示意图；图6为一个实施例提供的晶圆对准标记检测装置的框架示意图；图7为一个实施例提供的晶圆对准标记检测装置的结构示意图；图8为一个实施例提供的多阶光强分布示意图；图9为一个实施例提供的AHCS对准标记的多阶光分布示意图。
具体实施方式
[0018]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0019]请参阅图1，对于阿麦斯（Advanced Semiconductor Material Lithography, ASML）光刻机Athena对准系统，其对准标记为两组反射光栅，其条形结构的宽度和周期的设计必须符合ASML标准，否则有可能不被光刻机识别或导致较大的对准误差。ASML对准标记有多种设计，ASML标准对准标记AH00是条形结构宽度最大的对准标记，如图1所示，其左侧凹槽宽度为8微米(μm)，右侧凹槽宽度为8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对准标记组件，其特征在于，包括：衬底，所述衬底包括平行设置的第一对标区域和第二对标区域；其中，所述第一对标区域上开设有呈第一周期排布的第一凹槽，所述第二对标区域上开设有呈第二周期排布的第二凹槽；薄膜，位于所述衬底上；其中，所述第一凹槽的宽度与所述第二凹槽的宽度不同，且所述第一凹槽的宽度与所述第二凹槽的宽度分别与所述薄膜的厚度正相关。2.根据权利要求1所述的对准标记组件，其特征在于，所述第一凹槽的宽度为第一预设值与预设倍的所述薄膜的厚度之和，所述第二凹槽的宽度为第二预设值与所述预设倍的所述薄膜的厚度之和；其中，所述第一预设值小于所述第二预设值。3.根据权利要求2所述的对准标记组件，其特征在于，所述第一凹槽的宽度的取值范围为19.2+1.6f微米至28.8+2.4f微米，所述第二凹槽的宽度的取值范围为21.12+1.6f微米至31.68+2.4f微米；其中，f表示所述薄膜的厚度，所述第一预设值的取值范围为19.2微米至28.8微米，所述第二预设值的取值范围为21.12微米至31.68微米，所述预设倍的取值范围为1.6至2.4。4.根据权利要求1所述的对准标记组件，其特征在于，所述第一周期的取值范围为43.2微米至52.8微米，所述第二周期的取值范围为47.52微米至58.08微米；其中，所述第一周期为所述第一凹槽的宽度和相邻两个所述第一凹槽之间的第一凸起的宽度之和，所述第二周期为所述第二凹槽的宽度和相邻两个所述第二凹槽之间的第二凸起的宽度之和。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾辉，
申请(专利权)人：广州粤芯半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：