[发明专利]晶圆上多个对准标记的集中放置和光刻位置的确定方法

说明书

本发明提供一种晶圆上多个对准标记集中放置和光刻位置的确定方法，该方法包括：提供多片具有一个对准标记的晶圆；在光刻机中建立待执行的曝光文件；使每片晶圆运动到光刻机的曝光台；计算每片晶圆对准信号中心与预设对准标记坐标位置的偏差距离；以多片晶圆中对准信号中心与预设对准标记坐标位置的最大偏差距离为基准，在晶圆上具有多个对准标记集中放置时，将相邻对准标记之间的间距按照大于2倍的最大偏差距离的关系设置。本发明具有解决晶圆上集中放置多个光刻对准标记时导致错误位置识别和错误位置对准的问题。

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，特别涉及一种晶圆多个光刻对准标记的集中放置和光刻位置的确定方法。

背景技术

在半导体集成电路制造技术领域中，在相同的工艺制造能力下，在单片晶圆上制造出的半导体器件数量越多，就能获得越多的集成电路芯片数量，就能为企业创造更多的利益。如何才能在晶圆上获得的更多的半导体器件数量呢？一般有以下两种做法：一是直接提升工艺能力，即缩小关键尺寸，这是最有效的做法，但也是比较难的做法，因为这需要提升设备的能力，以及工艺开发的能力。二是优化改进半导体器件的设计布局，结合部分工艺能力的提升，也可以使单位面积内得到更多的半导体器件。以上两种方法，确实都是一种非常有效的方法，但是当设备和工艺能力达到极限后，就没有办法了。所以很多半导体最近开始减小划片槽的宽度，以此获得更多的芯片数量，即减小半导体器件之间的切割道，划片槽宽度从刚开始的100um到80um，以及最近的60um和50um，已经有了很大的减少。但是受制于光刻标记大小的影响，划片槽的宽度已经没有方法再向下减少了，除非光刻对准标记不放在划片槽上。其中光刻对准标记主要是指晶圆上设置的对准标记，一般都是放置在划片槽上。如果这些光刻对准标记不放在划片槽上，就只能占用一些原来制作半导体器件的地方，并且为了节省空间，会把这些对准标记集中放置在一起。可是，由于这些光刻对准标记无论形状、大小，其相似度很高，当密集地放在一起的时候，设备自身就可能选错对准标记而导致误对准。由此，导致光刻位置错误。

例如：NIKON光刻机等具有粗对准标记(Search mark)和精对准(GEA mark)标记的光刻机。由于半导体器件的层与层之间的光刻对准需要很高的精准度，所以在光刻机曝光之前都会有对准的作业。当晶圆到达曝光台后，就会执行晶圆的对准作业。其对准工艺步骤是，首先使用Search mark进行粗对准，然后进行使用EGA mark进行精对准。图1为NIKON光刻机的粗对准标记的结构示意图。图2是图1中粗对准标记对应的对准信号图。请参考图1和图2，粗对准标记10包括矩阵分布的若干个标记点11。粗对准标记10对应的对准信号为20，如图2中的外部虚线框区域，其包括三个向下凹陷的尖峰有效信号，其中，第二个凹陷的尖峰信号为对准信号20的中心21，即中间的尖峰信号的凹槽的中心。也就是说，是基于粗对准标记的坐标位置，再执行精对准工艺的步骤。一般地，晶圆上的粗对准标记的位置与光刻工艺中预设对准标记坐标位置30之间的偏差不会太大，请参考图2，光刻工艺所要求的预设对准标记坐标位置30为圆点位置，其与对准信号中心21存在一定的偏差。图3是对准标记对应的对准信号与预设对准标记坐标位置的关系图；请参考图3，当对准标记对应的对准信号20与预设对准标记坐标位置30偏离距离很大的时候，会导致粗对准失败，光刻机无法正常作业。

上述是对单片晶圆具有一个对准标记的对准过程。在单片晶圆具有多个对准标记时，其中一个对准标记对应的对准信号偏离很大时，而此时，如果旁边还有一组相同或类似的粗对准信号，就很容易造成对准信号的误认，从而导致晶圆对准失败或错误对准。图4是单片晶圆的多个对准标记间隔放置的结构示意图，图5是多个对准标记对应的多个对准信号与预设对准标记坐标位置的关系图；请参考图4和图5，当多个对准标记中的相邻两个对准标记集中密集放置时，其间距为L，对准标记002为实际所需的光刻对准位置，但是由于晶圆到达光刻机曝光台时有一定的位置偏差，且粗对准时的预设对准标记坐标位置30更靠近错误的对准标记001对应的对准信号40，从而导致实际所需对准标记002对应的对准信号50时，光刻机错误识别认为更加靠近预设对准标记坐标位置30的对准信号40对应的对准标记001为粗对准坐标位置，因此，产生了光刻位置的错误对准。