专利名称：光刻光掩模、对准方法和检验对准精确度的方法
技术领域：
本发明涉及一种光刻装置的对准曝光(aligner)系统，特别涉及一种用于对准曝 光系统的对位记号。
背景技术：
集成电路的制造中，光刻工艺是最重要的工艺之一，其中光刻工艺可以由关 键尺寸和对准的准确性进行评估。除了光刻系统的表现和测量精确度(accuracy of metrology)夕卜，光掩模和晶片上的对准记号是另一影响对准精确性的因素，对准记号对于 电路精确度的影响相当大，特别是当工艺发生错误时。 图1A 图1C显示使用传统对准曝光系统的对准步骤。首先，请参照图1A， 一对准 曝光(aligner)系统的电荷耦合元件[charge coupled device, CCD(未示出)]搜寻一光 掩模上的十字型对准记号104，并对准。请参照图IB，对准曝光系统的电荷耦合元件搜寻一 晶片上的对准记号102，并对准。如图1C所示，在电荷耦合元件搜寻到光掩模和晶片上的对 准记号102U04的位置后，对准曝光系统系将光掩模上的十字型对准记号104对准到晶片 上的对准记号102，后续进行一曝光步骤。 图2A 图2C显示传统对准曝光系统常发生的错误。由于在制作一元件时，其工 艺通常包括许多步骤，有时之前使用过的曝光图案会遗留在晶片上，举例来说，对负光致抗 蚀剂进行曝光的图案会遗留在晶片上，特别是，请参照图2A，之前步骤所形成的十字型对准 记号202遗留在晶片上。因此，当电荷耦合元件尝试搜寻光掩模上的对准记号206时会产 生错误，理由是电荷耦合元件将晶片上的十字型对准记号202误认为光掩模上的对准记号 206，但事实上电荷耦合元件并未对准到光掩模上的对准记号206。之后，请参照图2B，对准 曝光系统的电荷耦合元件搜寻晶片上的对准记号204，并和其对准。请参照图2C，对准曝光 系统将光掩模上的十字型对准记号206对准到晶片上的对准记号204，后续进行一曝光步 骤。然而，由于电荷耦合元件并没有找到光掩模上对准记号206的真正位置，曝光时会产生 偏差。因此，业界需要一方法解决上述的问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种光刻光掩模，包括一对准 记号，对准记号包括一第一长条形图案、一与第一长条形图案交错的第二长条形图案，及一 连接第二长条形图案的特定图案，其中特定图案具有与第一长条形图案和第二长条形图案 不同的特征。 本发明提供一种对准方法，包括以下步骤提供一包括对准记号的晶片，提供一包 括对准记号的光掩模，其中光掩模的对准记号包括一第一长条形图案、一与第一长条形图 案交错的第二长条形图案，及一连接第二长条形图案的特定图案，其中特定图案具有与第 一长条形图案和第二长条形图案不同的特征。以光掩模的对准记号对准至晶片的对准记 号，进行一第一层曝光步骤，将光掩模的对准记号旋转90° ，对准晶片的对准记号，进行一第二层曝光步骤。 本发明提供一种检验对准精确度的方法，包括以下步骤提供一包括对准记号的 光掩模，其中光掩模的对准记号包括一第一长条形图案、一与第一长条形图案交错的第二 长条形图案，及一连接第二长条形图案的特定图案，其中特定图案具有与第一长条形图案 和第二长条形图案不同的特征，测量光掩模的对准记号的特定图案和晶片的对准记号间的 距离。 本发明可以使得晶片和掩模上的对准记号之间的偏移得到准确测量，大大提高集 成电路的精确度。 为了让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，以下配合附图，作详细说明 如下。
图1A 图1C显示使用传统对准曝光系统的对准步骤。 图2A 图2C显示传统对准曝光系统常发生的错误。 图3A显示本发明一实施例光刻光掩模上的对准记号。 图3B显示本发明一实施例的对准记号的配置。 图4显示本发明另一实施例光刻光掩模上的对准记号。 图5显示本发明另一实施例光刻光掩模上的对准记号。 图6显示本发明又另一实施例光刻光掩模上的对准记号 上述附图中的附图标记说明如下 102 晶片上的对准记号；104 202 十字型对准记号； 204 206 光掩模上的对准记号；300 302 对准记号； 304 306 第二长条型图案； 308 特定图案/中空长方形图案 310 燕尾形部分； 311 402 晶片； 404 406 第一条状图案； 408 410 特定图案/ n字型图案； 411 晶片上对准记号； 412 502 n字型图案； 602
光掩模上十字型对准记号 晶片上的对准记号；
曰
第一长条型图案；
'对准记号； '光掩模上对准记号； '第二条状图案；
'燕尾形部分 'n字型图案:
具体实施例方式
以下为描述本发明的实施范例，其揭示本发明的主要技术特征，但不用以限定本 发明。 图3A显示本发明一实施例光刻光掩模上的对准记号，请注意本实施例的特别适 用于l倍(1X1)对准曝光(aligner)系统所使用的光刻光掩模上的对准记号。如图所示， 对准记号302包括一第一长条型图案304、一具有与第一长条型图案304交错的第二长条型图案306及一特定图案308，其中特定图案308的形状与第一长条型图案304和第二长条型图案306不同，且连接到第二长条型图案306。以下根据图3A更仔细的说明，特定图案308是一包括中空区域的中空长方形图案，特定图案308必须提供可供光刻系统辨识的足够图案密度，以避免受到之前光刻工艺留下的图案干扰。因此，本实施例光刻光掩模上的对准记号302可减少传统方法留下来的图案所造成的曝光偏差。举例来说，以下以图3A辅助说明本发明一实施例使用本实施例对准记号的曝光程序提供一包括对准记号311的晶片300，且本实施例晶片300上的对准记号311为一沿四个方向延伸的燕尾形部分310。提供一光掩模包括上述对准记号302 (具有第一长条型图案304、第二长条型图案306和中空长方形图案308)。 之后，将光掩模上的对准记号302对准到晶片300上的对准记号311，进行一第一层曝光步骤。接着，将光掩模上的对准记号302旋转90。，并对准到晶片300上的对准记号311，进行一第二层曝光步骤。由于光掩模上的对准记号302经过旋转，第二层曝光步骤并不会被第一层曝光步骤遗留下来的图案干扰，理由是光刻机台可以根据上述中空长方形图案308，辨识出旋转后的光掩模对准记号302与第一层曝光步骤遗留下来的图案不同。此外，本实施例可将光掩模上的对准记号302进一步再旋转90° ，对准到晶片300上的对准记号311，进行一第三层曝光步骤，将光掩模上的对准记号302再旋转90° ，对准到晶片300上的对准记号311，进行一第四层曝光步骤。因此，本实施例光掩模上的对准记号302可以重复使用至少四层的曝光工艺。请参照图3B，本实施例的对准记号302以对应于晶片300的两相对边缘较佳。 本发明一实施例的光刻机台可根据特定的对准记号302检视对准的精确度，请再参照图3A，在本发明一实施范例中，第一条状图案304的长度为200 ii m，宽度为10 y m，第二条状图案306的长度为125 ii m，宽度为10 y m，中空长方形图案308的长度为70 y m，宽度为25 ii m。本范例在对准时，中空长方形图案308的中空区域的两相对边对准晶片300上对准记号311燕尾形部分310的边缘。因此，当光掩模上对准记号302相对于晶片300上对准记号311偏移时，可测量光掩模上对准记号302的中空长方形图案308与晶片300上对准记号311的燕尾形部分310间的距离，得到偏移的程度。 图4显示本发明另一实施例光刻光掩模上的对准记号，为简洁，图4和图3A实施例间相类似的部分在此不描述，说明书仅描述图4和图3A不同的部分，且相类似的单元使用相同标号。在图3A中，光掩模上对准记号302的特定图案是中空长方形图案308，图4实施例光掩模上对准记号404的特定图案410是n字型图案。同样的，本实施例包括连接第二条状图案408的n字型图案410的对准记号404可减少传统方法因为之前曝光工艺遗留下来图案所造成的曝光偏差，且本实施例光掩模上的对准记号404同样可重复使用至少四层的曝光工艺。此外，本实施例的光刻机台可根据特定的对准记号检视对准的精确度。请参照图4，在本发明一实施范例中，第一条状图案406的长度为200 ii m，宽度为10 y m，第二条状图案408的长度为125 ii m，宽度为10 y m， n字型图案410的长度为70 y m，宽度为25 y m。在对准时，n字型图案410的两内部边缘对准晶片402上对准记号燕尾形部分412的外部边缘。因此，当光掩模上对准记号404相对于晶片402上对准记号411偏移时，可测量光掩模上对准记号的n字型图案410与晶片402上对准记号411的燕尾形部分412间的距离，得到偏移的程度。
图5显示本发明另一实施例光刻光掩模上的对准记号，为简洁，图5和图4实施例间相类似的部分在此不描述，说明书仅描述图5和图4不同的部分。在图4中，n字型图案的两内部边缘对准晶片上对准记号燕尾形部分的外部边缘，不同于图4的实施例，图5实施例n字型图案的两外部边缘对准晶片402上对准记号411燕尾形部分412的外部边缘。在本发明一实施范例中，第一条状图案406的长度为200 ii m，宽度为10 y m，第二条状图案408的长度为70 ii m，宽度为10 ii m， n字型图案502的长度为50 y m，宽度为25 y m。特别需注意的是，本实施例n字型图案502的两外部边缘对准晶片402上对准记号411燕尾形部分412的外部边缘。因此，当光掩模上对准记号404相对于晶片402上对准记号411偏移时，可测量光掩模上对准记号404的n字型图案502外部边缘与晶片402上对准记号411的燕尾形部分412外部边缘间的距离，得到偏移的程度。 图6显示本发明又另一实施例光刻光掩模上的对准记号，为简洁，本实施例与图5实施例间相类似的部分在此不描述，说明书仅描述不同的部分。在图5中，n字型图案502的两外部边缘对准晶片上对准记号燕尾形部分412的外部边缘，不同于图5的实施例，图6实施例n字型图案602具有相对较小的尺寸，更仔细的来说，图6实施例n字型图案长度约为图5实施例n字型图案的3/5。请参照图6，在本发明一实施范例中，第一条状图案406的长度为200 ii m，宽度为10 ii m，第二条状图案408的长度为70 y m，宽度为10 y m， n字型图案602的长度为30iim，宽度为25iim。特别需注意的是，本实施例n字型图案602位于对准晶片402上对准记号燕尾形部分412的区域范围中。当光掩模上对准记号404相对于晶片402上对准记号411偏移时，同样可测量光掩模上对准记号411的n字型图案602与晶片402上对准记号411的燕尾形部分412间的距离，得到偏移的程度。
虽然本发明已揭示优选实施例如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定为准。
权利要求
一种光刻光掩模，包括一对准记号，包括一第一长条形图案；一第二长条形图案，与该第一长条形图案交错；一特定图案，连接该第二长条形图案，其中该特定图案具有与该第一长条形图案和该第二长条形图案不同的特征。
2. 如权利要求1所述的光刻光掩模，其中该特定图案是中空长方形或n字型。
3. 如权利要求1所述的光刻光掩模，其中该光刻光掩模的对准记号用以对准一晶片的 对准记号，且该晶片上的对准记号的图案为包括四个燕尾形部分，且这些燕尾形部分沿四 个不同方向延伸。
4. 如权利要求3所述的光刻光掩模，其中该特定图案是n字型图案，且该n字型图案 的内缘对准该晶片上的对准记号的这些燕尾形部分之一的外缘、该n字型图案的外缘对准 该晶片上的对准记号的这些燕尾形部分之一的外缘或该n字型图案位于这些燕尾形部分 之一的范围中。
5. 如权利要求1所述的光刻光掩模，其中该光刻光掩模为使用于对准曝光系统的一倍 光掩模。
6. —种对准方法，包括 提供一晶片，包括一对准记号；提供一光掩模，包括一对准记号，其中该光掩模的对准记号包括 一第一长条形图案；一第二长条形图案与该第一长条形图案交错；一特定图案，连接该第二长条形图案，其中该特定图案具有与该第一长条形图案和该 第二长条形图案不同的特征；以该光掩模的对准记号对准该晶片的对准记号，进行一第一层曝光步骤；及 将该光掩模的对准记号旋转90° ，对准该晶片的对准记号，进行一第二层曝光步骤。
7. 如权利要求6所述的对准方法，其中该特定图案是中空长方形或n字型。
8. 如权利要求6所述的对准方法，还包括将该光掩模的对准记号旋转90。，对准该晶 片的对准记号，进行一第三层曝光步骤。
9. 如权利要求6所述的对准方法，还包括将该光掩模的对准记号旋转90。，对准该晶 片的对准记号，进行一第四层曝光步骤。
10. —种检验对准精确度的方法，包括 提供一晶片，包括一对准记号；提供一光掩模，包括一对准记号，其中该光掩模的对准记号包括 一第一长条形图案；一第二长条形图案与该第一长条形图案交错；一特定图案，连接该第二长条形图案，其中该特定图案具有与该第一长条形图案和该 第二长条形图案不同的特征；及测量该光掩模的对准记号的特定图案和该晶片的对准记号间的距离。
全文摘要
一种光刻光掩模、对准方法和检验对准精确度的方法，该光刻掩模包括一对准记号，对准记号包括一第一长条形图案、一与第一长条形图案交错的第二长条形图案，及一连接第二长条形图案的特定图案，其中特定图案具有与第一长条形图案和第二长条形图案不同的特征。本发明可以使得晶片和掩模上的对准记号之间的偏移得到准确测量，大大提高集成电路的精确度。
文档编号G03F1/00GK101713912SQ20091012629
公开日2010年5月26日 申请日期2009年3月11日 优先权日2008年10月2日
发明者宋易瑾, 王法程, 范直琛, 陈立伟 申请人:采钰科技股份有限公司