一种高精度紫外光刻套刻对版标记及套刻方法技术

本发明专利技术属于无线光通信技术领域，具体为一种紫外光刻套刻对版标记及套刻方法。本发明专利技术紫外光刻套刻对版标记包括三个部分：对版标记中间的空心方框和方框正中间的十字部分，用于粗对准；对版标记中对应于空心方框的四个顶点处的数字部分，用于标记需要进行套刻的子版序号；对版标记中位于上下左右对应于空心方框四边外侧的4个刻度尺，用于精对准；母版的4个刻度尺为主刻度，子版的4个刻度尺为子刻度。本发明专利技术在兼顾提升紫外光刻图形清晰度便于移动对准的同时，大大提升紫外光刻的套刻精度。该对版标记能同时兼顾明版和暗版的套刻要求。并且套刻方法对于版图层数没有限制，第一步工艺中将后续版图的套刻图形全部绘制，避免了套刻误差叠加的缺陷。差叠加的缺陷。差叠加的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度紫外光刻套刻对版标记及套刻方法


[0001]本专利技术属于无线光通信
，具体涉及一种用于紫外光刻的套刻对版标记及套刻方法。

技术介绍

[0002]紫外光刻是微电子与光电子芯片加工的重要一环。对于光刻，对准是其最重要的一步。该工艺与后续在加工区域进行的刻蚀镀膜等操作紧密结合，决定了芯片加工的精度。为了充分发挥紫外光刻机的精度，合适的对版标记尤为重要。首先对版标记需要有合适的大小，因为紫外光刻机的显微镜只有固定的放大倍数。对版标记过大不能方便在镜头看到对版标记全貌进行对准。对版标记过小不能分辨清楚，不能进行精确对版。其次由于光刻版是分为阴影区域和非阴影区域。阴影区域过大不便于进行观察对准。此外如果所有的对版标记都是正好对准，在分辨是否对齐本身存在相应的困难，尤其对于亚微米量级的对准，很难分辨清晰。
[0003]现有的紫光光刻对版标记，多为直接设计对准图案，如利用母版与子版完全相同或是能够洽和的图形，这种对版标记较难达到精确对准。其难度如下：首先对版标记需大小合适，才可以在紫外光刻机的显微镜下完全显示并且能够被清晰观察；其次很难对精细图案进行精确对准。由于加工工艺的偏差，刻蚀镀膜等加工过程不能完全无损地将图案转移到外延片，因此其表面上的对版图案必定存在相应缺陷；此外光刻版本身存在一定厚度，很难实现精确对焦。因此单纯地判断子版与母版是否重合的对版方式，无法实现较高的光刻精度。
[0004]因此，需要设计既能够实现便捷粗对准、又能快速精确对准的对版标记。由于紫外光刻机显微镜倍数通常都是固定的，例如常见的10X。为了方便找到对版标记，实现快速粗对准，需对显微镜粗对版标记以及细对版标记大小进行进行规划是尤为重要的。为了降低精确对准的难度，发挥紫外光刻机的最高套刻潜力，需要对精对准标记进行改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种既能便捷粗对准、又能快速精确对准的紫外光刻套刻对版标记及套刻方法。
[0006]本专利技术提供的紫外光刻套刻对版标记，所述对版标记包括母版和子版两种；具体分为3个主体部分：
[0007]主体部分1，为对版标记中间的空心方框和方框正中间的十字部分，用于粗对准；参见图1所示；
[0008]主体部分2，为对版标记中对应于空心方框的四个顶点处的数字部分，用于标记需要进行套刻的子版序号；参见图4所示；
[0009]主体部分3，为对版标记中位于上、下、左、右对应于空心方框四边外侧的4个刻度尺，用于精对准；对应于母版的4个刻度尺称为主刻度，对应于子版的4个刻度尺称为子刻
度，用于精对准；参见图5所示。
[0010]对版标记的每一部分都有其相应的作用，可以帮操作人员便捷地利用对版标记，快速进行对准，同时大大降低精对准难度，放大读取偏差，有效提高对准精度；在实际对准过程中，由于对准后左右两侧应分别出现对称偏差，所以不需要反复确认刻度条是否对准；并且距离中心越远的位置，其偏移越大，使得操作人员更易观察出子版相对于母版的偏移方向以及偏移大小同时。
[0011]所述主体部分1中：
[0012]母版中，矩形方框内侧尺寸为：长度(长边)为50μm
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500μm，宽度(短边)为10μm
‑
500μm；正中间的十字部分，线长度为180
‑
220μm，线宽度为40
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60μm；优选地：空心方框部分的内侧边长为260μm；正中间的十字部分，线长度为200μm，线宽度为50μm；
[0013]子版中，矩形方框长边和短边略小于母版尺寸，矩形方框可以保留也可以不保留；中间十字部分的线长度和线宽度分别比母版中十字部分的线长度和宽线度略小，通常设计为小10μm，这样即便掩膜版上的图形边缘受损，也可以保证对准时子版在母版中间。
[0014]在光刻机显微镜下子版与母版的粗对准时，十字架重合后的形貌如图3所示，子版上的十字架(灰色)在母版的十字架(紫色)中间。
[0015]所述主体部分2中，母版上的数字，用于标记后续用于套刻的子版序号。例如图4中红框中标记的是1，即要用子版1进行套刻。该数字部分对于子版而言不是必须的，只是用于提示每次套刻要选择哪一序号的对版标记。
[0016]所述主体部分3中，母版在上、下、左、右包含4个刻度尺，每个刻度尺由主刻度和子刻度组成。其中：
[0017]主刻度中刻度线长度为20
‑
100μm，宽度为1μm
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20μm；优选主刻度线长度为40μm，宽度为5μm；相邻两刻度之间的空隙为5
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20μm，优选空隙为10.1μm；
[0018]子刻度中刻度线长度为10
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100μm，宽度为1μm
‑
20μm，优选子刻度线长度为20μm，宽度为5μm；子刻度相邻两刻度线之间的空隙略小于主刻度中相邻两刻度线之间的空隙，例如主刻度空隙为10.1μm时，子刻度空隙为10μm，存在0.1μm的偏差；
[0019]所述刻度尺中，主刻度通常有奇数个刻度线，子刻度通常是偶数个，其个数没有太多限制。
[0020]主刻度中以中间的刻度线为对准基线，其左、右(上下)依次有若干根(例如10根)刻度线，用于计算偏差，刻度线的条数不受限制，通常是5的整数倍。
[0021]对准时，每一个刻度尺中，子刻度位于主刻度的中间位置，参见图7，子刻度为中间浅色线条部分，主刻度为深色部分。
[0022]紫外光刻时，光刻版的作用是将光刻图形转移到外延片上。在后续的描述中，第一块光刻版称为母版，标号为0。后续需要按照外延片图形进行套刻的光刻版称为子版，标号分别为1,2,3
……
；母版不需要进行套刻，是将光刻版上的图形复制到外延片上，图形中也包括后续套刻需要的子版的对版标记。每一块子版在外延片上都有其专属的对版标记。例如：子版1在套刻时，需要在外延片上找到序号1的对版标记，进行套刻对准。
[0023]紫外光刻机一般选用固定的10x显微镜镜头，显示屏幕大小固定。因此，要合理设置光刻版对版标记的尺寸大小。若对版标记图案过大，显示屏上只能显示部分图形，在套刻的同时还需要反复移动显微镜头，以观察外延片不同位置的对准情况，极大程度上增加了
套刻对准的难度。反之，若对版标记图案过小，虽然可以在同一视野中观察到整个对版标记，但肉眼很难分辨清外延片与光刻版的相对位置，从而无法实现高精度对准。
[0024]本专利技术以紫外光刻中最常使用的SUSS
‑
MA6光刻机为例，介绍本对版标记在光刻工艺中的具体应用。光刻的过程是先在外延片表面均匀涂覆一层光刻胶，然后利用紫外光刻机，将掩膜版图形转移到光刻胶上。光刻胶具有极强的光敏特性，即对于曝光区域和非曝光区域，其特性会发生显著异同。通过利用这一特性，对于外延片不同区域进行选择性曝光，从而实现将光刻掩膜版的图案转移到外延片光刻胶上。需要注意的是，曝光过程会覆盖到整个外延片，但是由于光刻掩膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度紫外光刻套刻对版标记，所述对版标记包括母版和子版两种；其特征在于，分为3个主体部分：主体部分1，为对版标记中间的空心方框和方框正中间的十字部分，用于粗对准；主体部分2，为对版标记中对应于空心方框的四个顶点处的数字部分，用于标记需要进行套刻的子版序号；主体部分3，为对版标记中位于上、下、左、右对应于空心方框四边外侧的4个刻度尺，用于精对准；其中，对母版的4个刻度尺称为主刻度，子版的4个刻度尺称为子刻度。2.根据权利要求1所述的高精度紫外光刻套刻对版标记，其特征在于，所述主体部分1中：母版中，矩形方框内侧尺寸为：长度为50μm
‑
500μm，宽度为10μm
‑
500μm；正中间的十字部分，线长度为180
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220μm，线宽度为40
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60μm；子版中，矩形方框长边和短边略小于母版尺寸，矩形方框保留或不保留；中间十字部分的线长度和线宽度分别比母版中十字部分的线长度和宽线度略小；使在光刻机显微镜下子版与母版的粗对准时，子版上的十字架在母版的十字架中间。3.根据权利要求2所述的高精度紫外光刻套刻对版标记，其特征在于，所述主体部分3中：主刻度中刻度线长度为20
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100μm，宽度为1μm
‑
20μm；相邻两刻度之间的空隙为5
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20μm；子刻度相邻两刻度线之间的空隙略小于主刻度中相邻两刻度线之间的空隙，代表着偏差；所述刻度尺中，主刻度有奇数个刻度线，子刻度有偶数个刻度线；主刻度中以中间的刻度线为对准基线，其左、右，或上、下依次有若干根刻度线，用于计算偏差；对准时，每一个刻度尺中，子刻度位于主刻度的中间位置。4.根据权利要求3所述的高精度紫外光刻套刻对版标记，其特征在于，所述主体部分1中：母版中，空心方框部分的内侧边长为260μm；正中间的十字部分，线长度为200μm，线宽度为50μm；子版中，中间十字部分的线长度和线宽度分别比母版中十字部分的线长度和宽线度小10μm。5.根据权利要求4所述的高精度紫外光刻套刻对版标记，其特征在于，所述主体部分3中：主刻度中刻度线长度为40μm，宽度为5μm；相邻两刻度之间的空隙为10.1μm；子刻度中刻度线长度为20μm，宽度为5μm；相邻两刻度线之间的空隙为10μm，存在着1μm的偏差。6.根据权利要求5所述的高精度紫外光刻套刻对版标记，其特征在于，进行精对准时，子版与母版重合；粗对准标记子版十字形位于母版十字形中间；精对准标记中子版的刻度尺位于母版的刻度尺中间；当两者完全对准后，最中间的主刻度线对齐；子版上的刻度线相对于母版向中心偏移；为了方便描述，对刻度进行标号；当母版与子版完全对准时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈超，王军飞，易淑兰，栗东，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：