光刻对准标记以及包含其的掩模板和半导体晶片制造技术

本公开实施例提供了一种光刻对准标记以及包含其的掩模板和半导体晶片。所述光刻对准标记包括：沿第一方向相互平行设置的多个第一对准栅条；和沿与所述第一方向垂直的第二方向相互平行设置的多个第二对准栅条，其中，所述多个第一对准栅条中的每一个由预定个数的均匀间隔开的第一精细对准栅条构成，并且所述多个第二对准栅条中的每一个由所述预定个数的均匀间隔开的第二精细对准栅条构成。该光刻对准标记放置于掩模板的非电路图案区域中以及半导体晶片的多个层的标记区域中。该光刻对准标记能够应用于具有小尺寸划线槽的芯片中并实现精确的对准，且不会增加额外的掩模板成本。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及半导体器件制造领域，特别是涉及光刻工艺中采用的对准标记以及该对准标记在掩模板和半导体晶片上的定位。
技术介绍
光刻技术是大规模集成电路制造技术的基础，其很大程度上决定了集成电路的集成度。所谓光刻是通过曝光将掩模板上的图案转印到涂有光刻胶的晶片上，显影后掩模板上的图案出现在晶片上。光刻工艺中至为关键的步骤是将掩模板与晶片对准。在集成电路的制造过程中， 通常需要在晶片上曝光几层乃至几十层的掩模图案来形成完整的电路结构。在多次光刻中，除了第一次光刻之外，其余次光刻在曝光前都需要将用于该次光刻的掩模板与晶片上已曝光的第一层图案或者前一层或几层的图案精确对准。光刻的套准精度控制决定了集成电路的复杂度和功能密度。目前，光刻技术中的对准方式主要有两种，即零位对准方式和划线槽对准方式。在零位对准方式中，诸如XPA(扩展主标记,extended primary mark)的对准标记通常只设置在晶片的第一层图案中，所有后续的层都与该第一层对准。零位对准标记通常形成在图案的边缘位置处。然而，在具有多层电路结构的器件中，金属层或者钝化层通常会大大削弱零位对准标记的信号强度，使得难以进行精确对准。为了克服这一问题，现有技术中采用额外的光刻和刻蚀处理来露出对准标记区域。然而，这种额外的处理会增加工艺成本和处理时间，降低生产率。划线槽对准方式是目前光刻技术中广为采用的一种对准方式。其中，诸如条形的 SPM(划线槽主标记，scribe lane primary mark)的对准标记形成在每一层或者多个层的划线槽中。后一层图案可以与前一层或前几层中的对准标记对准。然而，受光刻设备和工艺的限制，诸如SPM的划线槽对准标记通常尺寸固定，例如 80 μ mo随着对晶片上的管芯总数(gross die)要求的不断提高,可能希望划线槽的尺寸小于80 μ m，例如仅为72 μ m,甚至为60 μ m。在这种情况下，通常的SPM对准标记无法容纳在小尺寸的划线槽中。因此，需要一种能够应用于具有小尺寸划线槽的芯片且套准精度高的光刻对准技术。
技术实现思路
为了消除或者至少部分地减轻现有技术中的一些或全部上述问题，提出了本专利技术。在本专利技术中，提出了一种新颖的光刻对准标记，其形成在晶片的多层图案边缘的标记区域中，并且将对准标记的栅条进行了进一步的精细划分，由此能够应用于具有小尺寸划线槽的芯片并实现精确的对准。在本公开的第一方面中，提供了一种光刻对准标记，包括沿第一方向相互平行设置的多个第一对准栅条；和沿与所述第一方向垂直的第二方向相互平行设置的多个第二对准栅条，其中，所述多个第一对准栅条中的每一个由预定个数的均匀间隔开的第一精细对准栅条构成，并且所述多个第二对准栅条中的每一个由所述预定个数的均匀间隔开的第二精细对准栅条构成。在一个实施例中，所述预定个数为3个。在一个实施例中，所述预定个数为2个。在一个实施例中，所述预定个数为4个。在一个实施例中，所述第一精细对准栅条的宽度与第一精细对准栅条间的间隔的宽度相等，并且所述第二精细对准栅条的宽度与第二精细对准栅条间的间隔的宽度相等。在一个实施例中，所述第一对准栅条的宽度为8 μ m，并且所述第二对准栅条的宽度为8 μ m。在一个实施例中，所述多个第一对准栅条均匀地间隔开，并且所述多个第二对准栅条均匀地间隔开。在一个实施例中，所述第一对准栅条间的间隔与所述第二对准栅条间的间隔的宽度相等。在一个实施例中，所述第一对准栅条间的间隔和所述第二对准栅条间的间隔的宽度均为8 μ m或者均为9. 6 μ m。在一个实施例中，所述第一对准栅条间的间隔与所述第二对准栅条间的间隔的宽度不等。 在一个实施例中，所述第一对准栅条间的间隔和所述第二对准栅条间的间隔两者之一的宽度为8 μ m,而另一个的宽度为9. 6 μ m。在一个实施例中，所述多个第一对准栅条分为两组，其中每一组中的第一对准栅条都均匀地间隔开，并且第一组第一对准栅条间的间隔与第二组第一对准栅条间的间隔的宽度不等。在一个实施例中，所述第一组第一对准栅条间的间隔与第二组第一对准栅条间的间隔两者之一的宽度为8 μ m,而另一个的宽度为9. 6μηι。在一个实施例中，所述多个第二对准栅条分为两组，其中每一组中的第二对准栅条都均匀地间隔开，并且第一组第二对准栅条间的间隔与第二组第二对准栅条间的间隔的宽度不等。在一个实施例中，所述第一组第二对准栅条间的间隔与第二组第二对准栅条间的间隔两者之一的宽度为8 μ m,而另一个的宽度为9. 6μηι。在一个实施例中，所述第一精细对准栅条和所述第二精细对准栅条由金属形成， 并且所述第一精细对准栅条间的间隔和所述第二精细对准栅条间的间隔由氧化物形成，所述第一对准栅条间的间隔和所述第二对准栅条间的间隔也由所述氧化物形成。在一个实施例中，所述第一精细对准栅条和所述第二精细对准栅条由氧化物形成，并且所述第一精细对准栅条间的间隔和所述第二精细对准栅条间的间隔由金属形成， 所述第一对准栅条间的间隔和所述第二对准栅条间的间隔也由所述金属形成。在本公开的第二方面中，提供了一种掩模板，包括中心区域，其具有与要形成的 电路图案相对应的掩模图案；和边缘区域，其包括一个或多个如本公开第一方面所述的光 刻对准标记。在本公开的第三方面中，提供了一种半导体晶片，包括多个晶片层，其中每个晶 片层包括主芯片区域，其用以形成所需的电路图案；和标记区域，其用于容纳一个或多个 如本公开第一方面所述的光刻对准标记，其中，所述光刻对准标记位于所述多个晶片层中 的一个或多个选定层中的标记区域内。在一个实施例中，所述标记区域位于晶片层的角部。在一个实施例中，所述标记区域包括多个标记子区域，所述多个标记子区域中的 每一个用于容纳一个或多个所述光刻对准标记，并且晶片层的至少两个角部各自具有一个 所述标记子区域。在一个实施例中，所述标记区域包括第一标记子区域和第二标记子区域，并且所 述第一标记子区域和第二标记子区域分别位于晶片层的左下角和右上角。在一个实施例中，所述标记区域包括第一标记子区域和第二标记子区域，并且所 述第一标记子区域和第二标记子区域分别位于晶片层的右下角和左上角。在一个实施例中，所述多个晶片层包括一个或多个金属层，并且所述光刻对准标 记形成在部分或全部所述一个或多个金属层的标记区域内。在一个实施例中，所述多个晶片层还包括有源区层、多晶硅栅层、接触层和钝化 层，并且所述光刻对准标记还形成在有源区层、接触层和钝化层的标记区域内。在一个实施例中，所述光刻对准标记还形成在多晶硅栅层的标记区域内。在一个实施例中，光刻对准标记在不同选定层的标记区域中的位置相互错开。在一个实施例中，相邻的选定层中的光刻对准标记的位置相互隔开1_。在一个实施例中，在所述选定层为多个时，对准栅条由金属形成的光刻对准标记 和对准栅条由氧化物形成的光刻对准标记逐层交替地形成在多个所述选定层的标记区域 中，而且不同选定层的标记区域中的光刻对准标记的位置相互重叠。在本公开的第四方面中，提供了一种半导体晶片，从下至上依次包括有源区层、多 晶娃栅层、接触层、第一金属层、第一过孔层、第二金属层、第二过孔层、第三金属层、第三过 孔层、第四金属层、第四过孔层、第五金属层、顶部过孔层、顶部金属层、钝化层以及铝焊盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光刻对准标记，包括：沿第一方向相互平行设置的多个第一对准栅条；和沿与所述第一方向垂直的第二方向相互平行设置的多个第二对准栅条，其中，所述多个第一对准栅条中的每一个由预定个数的均匀间隔开的第一精细对准栅条构成，并且所述多个第二对准栅条中的每一个由所述预定个数的均匀间隔开的第二精细对准栅条构成。

【技术特征摘要】
1.一种光刻对准标记，包括 沿第一方向相互平行设置的多个第一对准栅条；和 沿与所述第一方向垂直的第二方向相互平行设置的多个第二对准栅条， 其中，所述多个第一对准栅条中的每一个由预定个数的均匀间隔开的第一精细对准栅条构成，并且所述多个第二对准栅条中的每一个由所述预定个数的均匀间隔开的第二精细对准栅条构成。2.根据权利要求1所述的光刻对准标记，其中，所述预定个数为3个。3.根据权利要求1所述的光刻对准标记，其中，所述预定个数为2个。4.根据权利要求1所述的光刻对准标记，其中，所述预定个数为4个。5.根据权利要求1至4中任一项所述的光刻对准标记，其中，所述第一精细对准栅条的宽度与第一精细对准栅条间的间隔的宽度相等，并且所述第二精细对准栅条的宽度与第二精细对准栅条间的间隔的宽度相等。6.根据权利要求5所述的光刻对准标记，其中，所述第一对准栅条的宽度为8μ m，并且所述第二对准栅条的宽度为8 μ m。7.根据权利要求1所述的光刻对准标记，其中，所述多个第一对准栅条均匀地间隔开，并且所述多个第二对准栅条均匀地间隔开。8.根据权利要求7所述的光刻对准标记，其中，所述第一对准栅条间的间隔与所述第二对准栅条间的间隔的宽度相等。9.根据权利要求8所述的光刻对准标记，其中，所述第一对准栅条间的间隔和所述第二对准栅条间的间隔的宽度均为8 μ m或者均为9. 6 μ m。10.根据权利要求7所述的光刻对准标记，其中，所述第一对准栅条间的间隔与所述第二对准栅条间的间隔的宽度不等。11.根据权利要求10所述的光刻对准标记，其中，所述第一对准栅条间的间隔和所述第二对准栅条间的间隔两者之一的宽度为8 μ m，而另一个的宽度为9. 6μηι。12.根据权利要求1所述的光刻对准标记，其中，所述多个第一对准栅条分为两组，其中每一组中的第一对准栅条都均匀地间隔开，并且第一组第一对准栅条间的间隔与第二组第一对准栅条间的间隔的宽度不等。13.根据权利要求12所述的光刻对准标记，其中，所述第一组第一对准栅条间的间隔与第二组第一对准栅条间的间隔两者之一的宽度为8 μ m,而另一个的宽度为9. 6 μ m。14.根据权利要求1、12或13所述的光刻对准标记，其中，所述多个第二对准栅条分为两组，其中每一组中的第二对准栅条都均匀地间隔开，并且第一组第二对准栅条间的间隔与第二组第二对准栅条间的间隔的宽度不等。15.根据权利要求14所述的光刻对准标记，其中，所述第一组第二对准栅条间的间隔与第二组第二对准栅条间的间隔两者之一的宽度为8 μ m,而另一个的宽度为9. 6 μ m。16.根据权利要求1所述的光刻对准标记，其中，所述第一精细对准栅条和所述第二精细对准栅条由金属形成，并且所述第一精细对准栅条间的间隔和所述第二精细对准栅条间的间隔由氧化物形成，所述第一对准栅条间的间隔和所述第二对准栅条间的间隔也由所述氧化物形成。17.根据权利要求1所述的光刻对准标记，其中，所述第一精细对准栅条和所述第二精细对准栅条...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓松，严轶博，卢子轩，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：