晶片对准及叠对整合标记制造技术

本发明专利技术公开了一种晶片对准及叠对整合标记，其包含有前层图案，用于曝光机台中作为光掩模对晶片对准标记；及当层图案，其结合该前层图案而构成叠对标记，用来决定半导体晶片上的两层图案间的对准精度。根据本发明专利技术，能够消除不同量测机台之间所产生的量测偏差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体晶片制造领域，特别是涉及一种独特的晶片对准及叠对整合标 记，可以用来决定半导体晶片上的两图案层间的叠对精准度。
技术介绍
如本领域一般技术人员所知，光刻工艺已是半导体集成电路元件制作过程中不可 或缺的重要步骤，其决定半导体集成电路元件的临界尺寸(criticaldimension，⑶)。一 般而言，电路图案是在光刻工艺中从光掩模转移至光致抗蚀剂图案层中，然后在后续的蚀 刻工艺中，将电路图案从光致抗蚀剂图案层转移到其下方的材料层中，例如，介电层或金属层。为了提升工艺良率，在晶片上通常会在不同阶段分别产生对准标记及叠对标记。 举例来说，在晶片正式进行量产前，通常会先使用少量的晶片先测试，利用在晶片上设置 的对准标记(alignment mark)，在曝光之前，将晶片在曝光机台中的放置位置，利用前层 (pre-layer)的对准标记进行对准。前层是指在前次曝光工艺中已处理的材料层，而当层 是指本次曝光工艺中所将处理的材料层。对准标记通常是形成在晶片的边缘处或是切割道 上，其形状可能为多个条状凹槽结构，设置在晶片上的材料层中。在进行对准时，曝光机台 会以激光光侦测对准标记，从对准标记得到的反射信号来调整晶片的位置。当对准完成之 后，即可进行曝光。曝光结束后，将晶片送入显影机台显影，显影完成后，必须确定在材料层各层之间 电路图案有准确的相对位置，否则可能会发生后续形成的电路图案无法与前层图案连贯的 情况，进而造成电路失效的问题。于是，显影完成后，将测试的晶片送入叠对机台(overlay tool)中，由于在每一层材料层皆设有叠对标记(overlay mark)，作为相对位置的记号，因 此叠对机台即可利用前层和当层的叠对标记，计算误差而后重新调整曝光和显影的参数。 通常叠对标记可为凹陷于当层材料层的凹槽结构，或为凸出于前层材料层表面的凸出结 构。然而，上述现有技术仍有缺点尚待改进。由于上述的对准标记以及叠对标记是在 两种不同的机台中进行(曝光机台和叠对机台)量测，然而，个别的机台所使用的晶片载 台、侦测器等本身就存在有误差值，若使用两台不同的机台，会使得量测的误差值复杂化， 并且会增加整体的量测误差。此外，过去的叠对标记与对准标记分别位于晶片上的不同区 域，因此占据较多的芯片面积。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在提供一种晶片对准及叠对整合标记，能够消除不同量测机台 之间所产生的量测偏差。本专利技术的另一目的在提供相对较不占据芯片面积的晶片对准及叠对整合标记，并 且具有进一步微缩的能力。为达前述目的，本专利技术优选实施例提供一种晶片对准及叠对整合标记，包含有前 层图案，用于曝光机台中作为光掩模对晶片对准标记；及当层图案，其结合该前层图案而构 成叠对标记，用来决定半导体晶片上的两层图案间的对准精度。本专利技术另一优选实施例提供一种晶片对准及叠对整合标记，包含有半导体晶片， 其上设有前层材料膜以及当层材料膜；对准标记，定义于该前层材料膜中，用于曝光机台中 作为光掩模对晶片对准；及叠对标记，结合该对准标记与定义于该当层材料膜上的光致抗 蚀剂层中的当层图案而成。本专利技术又另一优选实施例提供一种晶片对准及叠对整合标记，包含有半导体晶 片，其上设有前层材料膜以及当层材料膜；对准标记，定义于该前层材料膜上，用于曝光机 台中作为光掩模对晶片对准；及叠对标记，结合该对准标记与定义于该当层材料膜上的光 致抗蚀剂层中的当层图案而成。为让本专利技术的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举优选实施方式，并配 合附图，作详细说明如下。然而如下的优选实施方式与附图仅供参考与说明用，并非用来对 本专利技术加以限制。附图说明 图1为依据本专利技术优选实施例所绘示的半导体晶片的切割道的部分放大俯视图。图2绘示的是图1中对准标记沿着切线1-1’的剖面示意图。图3为依据本专利技术优选实施例所绘示的结合第1图中矩形对准标记的叠对标记俯 视示意图。图4绘示的是图3中晶片对准及叠对整合标记沿着切线1-1’的剖面示意图。图5例示本专利技术另一优选实施例利用本专利技术晶片对准及叠对整合标记制作半导 体元件的流程示意图。图6是依据本专利技术又另一优选实施例所绘示的晶片对准及叠对整合标记的俯视 示意图。图7是依据本专利技术又另一优选实施例所绘示的晶片对准及叠对整合标记的剖面 示意图。附图标记说明1 切割道区域2:主动芯片电路区域10、10，对准标记IOa:晶片对准及叠对整合标记10a，叠对标记12 第一组狭缝图案12a、12b、12c 狭缝12’ 第一组条状结构12a，、12b，、12c，条状结构13 第三组狭缝图案13a、13b、13c 狭缝14:第二组狭缝图案14a、14b、1 4c 狭缝14’ 第二组条状结构14a，、14b，、14c，条状结构15:第四组狭缝图案15a、15b、15c 狭缝20 激光光点范围20a 入射的激光光束20b 反射的激光光束30:当层图案60:前层图案60a:晶片对准及叠对整合标记62 第一组狭缝图案62a,62b 狭缝64 第二组狭缝图案64a、64b 狭缝70:当层图案100 半导体晶片102 前层材料膜104:当层材料膜具体实施例方式以下，即通过附图详细说明本专利技术，其中以相同元件代表相同的区域及元件。除 非另有定义，在说明书中的“对准” 一词是用来表示晶片在曝光机台中的光掩模对晶片的对 准，而“叠对”一词是用来表示曝光后(或显影后)的光致抗蚀剂曝光精准度的量测。另外， 在说明书中的“前层”是指在前一次的光刻步骤中处理过的材料层，而“当层”是指即将在 本次光刻步骤中将处理的材料层。图1为依据本专利技术优选实施例所绘示的半导体晶片的切割道的部分放大俯视 图。如图1所示，在半导体晶片100的切割道区域1内提供有矩形的对准标记10，当晶片 位于曝光机台中，对准标记10可以用来确保光掩模与晶片之间的对准。根据本专利技术的优 选实施例，前述矩形的对准标记10的尺寸大小约为40 μ mX40 μ m,并且可以缩小至大约 10 μ mX 10 μ m,或者更小，端视设计需求及所使用的侦测方法而决定。此外，根据另一实施 例，前述的对准标记10还可以被设置在邻近切割道区域1的主动芯片电路区域2内，如此 形成晶方内对JIi^H (in—die alignment mark configuration) 前述矩形的对准标记10包含有多组狭缝图案12、13、14及15，当然，其也可以是凸 出的条状结构，其中，第一组狭缝图案12包括三条沿着参考χ轴方向平行排列的狭缝12a、 12b及12c，第二组狭缝图案14包括三条平行排列的狭缝14a、14b及14c。为了获得足够 侦测信号强度，建议至少内侧的狭缝12a、14a与位于中间的狭缝12b、14b要位于激光光点 范围20内，如图中虚线所示。根据本专利技术的优选实施例，前述的激光可以是KrF(193nm)激光，但不限于此。以下，将每一狭缝的线宽以“L”表示，而相邻两狭缝的间距则以“S”表示。 根据本专利技术的优选实施例，狭缝图案12、13、14及15的线宽对间距比(L S)约为1 3， 优选介于1 3至1 5。另外，第三组狭缝图案13包括三条沿着参考y轴方向平行排列 的狭缝13a、13b及13c，第四组狭缝图案15包括三条平行排本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶片对准及叠对整合标记，其特征在于包含有：前层图案，用于曝光机台中作为光掩模对晶片对准标记；及当层图案，其结合该前层图案而构成叠对标记，用来决定半导体晶片上的两层图案间的对准精度。

【技术特征摘要】
US 2009-7-14 12/502,236一种晶片对准及叠对整合标记，其特征在于包含有前层图案，用于曝光机台中作为光掩模对晶片对准标记；及当层图案，其结合该前层图案而构成叠对标记，用来决定半导体晶片上的两层图案间的对准精度。2.如权利要求1所述的晶片对准及叠对整合标记，其特征在于该前层图案以及该当层 图案均位于切割道区域内。3.如权利要求1所述的晶片对准及叠对整合标记，其特征在于该前层图案以及该当层 图案均位于主动芯片电路区域内。4.如权利要求1所述的晶片对准及叠对整合标记，其特征在于该前层图案包含有多组 狭缝图案。5.如权利要求4所述的晶片对准及叠对整合标记，其特征在于该多组狭缝图案排列成 盒状，构成矩形前层图案。6.如权利要求4所述的晶片对准及叠对整合标记，其特征在于各该狭缝图案具有线宽 L及间距S，而L S约为1 3。7.如权利要求1所述的晶片对准及叠对整合标记，其特征在于该当层图案设于该前层 图案的中央区域。8.如权利要求1所述的晶片对准及叠对整合标记，其特征在于该晶片对准及叠对整合 标记的尺寸为40 μ mX40 μ m或小于40 μ mX 40 μ m。9.如权利要求1所述的晶片对准及叠对整合标记，其特征在于该前层图案形成在半导 体晶片上的前层材料膜中。10.如权利要求9所述的晶片对准及叠对整合标记，其特征在于在该前层材料膜上形 成有当层材料膜，且该当层图案形成在该当层材料膜上的光致抗蚀剂层中。11.一种晶片对准及叠对整合标记，其特征在于包含有半导体晶片，其上设有前层材料膜以及当层材料膜；对准标记，定义于该前层材料膜中，用于曝光机台中作为光掩模对晶片对准；及叠对标记，结合该对准标记与定义于该当层材料膜上的光致抗蚀剂层中的当层图案而成。12.如权利要求11所述的晶片对准及叠对整合标记，其特征在于该晶片对准及叠对整 合标记设于切割道区域内。13.如权利要求11所述的晶片对准...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱垂福，
申请(专利权)人：南亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]