[发明专利]一种掩膜板组及应用掩膜板组检测套刻精度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光刻工艺技术领域，尤其涉及一种掩膜板组及应用掩膜板组检测套刻精度的方法。

背景技术

光刻(photolithography)是半导体领域制造工艺中的一个重要步骤。光刻是通过对准、曝光和显影等步骤将掩模板（Mask）上的图形转移到目标基板上的工艺过程。一个产品一般包括多层功能膜层，需要进行多层光刻工艺才能完成整个产品的制作过程。当前功能膜层的光刻图形与前一层功能膜层的光刻图形的位置对准尤为重要。套刻精度（Overlay Accuracy）就是指不同功能膜层之间光刻图形的位置对准偏差，套刻精度的大小反映不同功能膜层之间光刻图形的位置对准偏差的大小。

现有技术测量套刻精度通过在测试设备上建立坐标系，在不同的掩模板上设置套刻标记（Overlay Mark），确定不同掩模板上的套刻标记之间的对准偏差。

现有技术测量套刻精度的方法存在以下不足：

（1）当无法在测试设备上建立测量坐标系时，无法检测套刻精度。

（2）当Overlay Mark部分缺失时，无法准确检测套刻精度。

（3）当在后的掩模板相对于在前的掩模板出现旋转情况时，无法检测出掩模板出现旋转，相应地无法检测出掩模板的偏移量。

（4）通过测试程序（也称测试recipe）确定每一个测试点位的套刻标记之间的对准偏差，在测试设备和测试点位确定时，测试recipe也确定，如果想要测试更多点位时，还需要重新编写测试程序，工作效率较低。

发明内容

本发明实施例提供一种掩膜板组及应用掩膜板组检测套刻精度的方法，用以提供一种新型的掩模板组以及利用该掩模板组检测套刻精度的方法。

为实现上述目的，本发明实施例提供的掩膜板组包括：包括第一掩模板和至少一个第二掩模板；所述第二掩模板上包括一个或多个用于检测套刻精度的点位；

所述第一掩模板上与所述点位对应的区域设置有至少一个第一套刻标记，所述第一套刻标记为设定长度的线段；

所述第二掩模板上点位所在区域设置有与所述第一套刻标记一一对应的第二套刻标记，所述第二套刻标记为设定长度的线段；

同一点位对应的第一套刻标记和第二套刻标记在第一掩模板上的投影相交且具有设定夹角。第一套刻标记和第二套刻标记为设定长度的线段，为第一套刻标记和第二套刻标记设定一个初始位置，该初始位置对应光刻无套刻偏差时的对准位置。通过微观设备（例如显微镜等）检测第二套刻标记相对于第一套刻标记是否偏离了初始位置，如果是则存在套刻偏差，否则不存在套刻偏差（即套刻精度为零）。上述检测套刻偏差的方法无需在微观设备上建立坐标系，当无法在微观设备上建立测量坐标系时仍然可以检测套刻精度。

较佳地，所述同一点位对应的第一套刻标记和第二套刻标记在第一掩模板上的投影图案相互垂直相交。

较佳地，所述第一掩模板上与所述点位对应的区域设置有四个第一套刻标记，各第一套刻标记中心的连线构成一个正方形。

较佳地，所述第一套刻标记与第二套刻标记相互垂直，至少一个第一套刻标记沿第一方向延伸，至少一个第二套刻标记沿第二方向延伸。

较佳地，所述第一掩模板上与所述点位对应的区域还设置有第三套刻标记，所述第三套刻标记的形状为正方形；所述第二掩模板上点位所在区域还设置有第四套刻标记，所述第四套刻标记的形状为正方形；

所述第三套刻标记的面积小于第四套刻标记的面积，在同一坐标系中，所述第三套刻标记的中心和第四套刻标记的中心的坐标相同。

较佳地，所述第一套刻标记与所述正方形的一边平行，所述第二套刻标记与所述正方形的一边平行。

较佳地，与同一点位对应的第一套刻标记和第二套刻标记在第一掩模板上的投影位于对应的第三套刻标记在第一掩模板上的投影和第四套刻标记在第一掩模板上的投影之间，各第一套刻标记关于第三套刻标记的中心两两对称；各第二套刻标记关于第四套刻标记的中心两两对称。

较佳地，所述第一套刻标记上设置有刻度线；所述第二套刻标记上设置有刻度线，第一套刻标记上的刻度线和第二套刻标记上的刻度线的最小刻度值相等。

较佳地，所述第一套刻标记上的中点为0刻度，所述第二套刻标记上的刻度线的中点为0刻度。

本发明实施例提供一种应用所述掩膜板组检测套刻精度的方法，包括以下步骤：

通过曝光工艺将第一掩膜板上的第一套刻标记转移至目标基板上需要对位的第一功能膜层上的各点位上形成所述第一套刻标记，所述第一套刻标记为设定长度的线段；