光刻对准标记以及包含其的掩模板和半导体晶片的制作方法

专利名称：光刻对准标记以及包含其的掩模板和半导体晶片的制作方法
技术领域：
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。
背景技术：
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。发明内容
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，提出了本发明。
在本发明中，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 层，其中，在有源区层、接触层、第一金属层、第四金属层和钝化层中形成有如本公开第一方 面所述的光刻对准标记。
在一个实施例中，光刻对准标记还形成在多晶娃栅层、第二金属层、第三金属层、 第五金属层和顶部金属层中的任一个或多个层中。
本公开实施例的光刻对准标记形成在晶片的每个或多个图案层边缘的标记区域 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 的芯片中并实现精确的对准。
此外，本公开实施例的光刻对准标记可以放置于掩模板的非电路图案区域中，只 有在处理具有小尺寸划线槽的芯片时才使用，因而不会影响主流程，也不会增加额外的掩 模板成本。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。


附图作为说明书的一部分例示了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释 本发明的原理。各附图中相同的附图标记将指代相同的部件或步骤。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中
图1A至IC是示出了现有技术的XPA-OO对准标记的示意图。
图2A至2E是示出了根据本公开实施例的XPA-53对准标记的示意图。
图2F是示出了根据本公开实施例的XPA-32对准标记的放大示意图。
图2G是示出了根据本公开实施例的XPA-74对准标记的放大示意图。
图2H是示出了根据本公开实施例的反式的XPA-53对准标记的放大示意图。
图3是示出了根据本公开实施例的具有对准标记的掩模板的示意图。
图4是示出了根据本公开实施例的具有对准标记的半导体晶片层的示意图。
图5A是示出了根据本公开的一个示例的具有对准标记的半导体晶片的结构示意 图。
图5B是例示了图5A所示的半导体晶片的光刻对准树。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到除非另外具 体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本 发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际 的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明 及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适 当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不 是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一 个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了能够在小尺寸划线槽的情形下实现高精度的光刻对准，本公开实施例提出了 一种改进的零位光刻对准标记。该光刻对准标记被形成在晶片的每个或多个图案层边缘的 标记区域中，并且对准标记中的每个对准栅条都由多个更细的栅条构成。
图1A至IC示出了现有技术的对准标记的一个示例，即标准的XPA对准标记，也称 XPA-OO型对准标记。如图1A所示，光刻对准标记100由四组对准栅条形成方形形状，即两 个沿Y方向设置的第一对准栅条组102和两个沿X方向设置的第二对准栅条组104交错排 列成方形，以分别实现Y方向和X方向的对准，其中X方向与Y方向相互垂直。
如图1B的放大图所示，第一对准栅条组102由多个沿Y方向彼此平行设置的第一对准栅条106和均匀地隔开第一对准栅条106的第一对准栅条间隔108构成。类似地，如图1C的放大图所示，第二对准栅条组104由多个沿X方向彼此平行设置的第二对准栅条110 和均匀地隔开第二对准栅条的第二对准栅条间隔112构成。
基于图1A至IC所示的现有技术对准标记，本公开实施例提出了一种改进的对准标记，即XPA-MN型对准标记200，下面将参照图2A至2H对其进行详细描述。
与图1中所示的光刻对准标记100类似，图2所示的本公开实施例的光刻对准标记200由两个沿Y方向设置的第一对准栅条组202和两个沿X方向设置的第二对准栅条组 204交错排列成方形，参见图2A。需要说明的是，尽管在本实施例中例示了沿X和Y方向各具有两组对准栅条且这四组对准栅条交错排列成方形的对准标记，但是在其他实施例中， 对准标记在X和Y方向上可以仅各有一组对准栅条，或者各具有两组以上的对准栅条，且多组对准栅条的布置不限于图2A中所示的方形形状。
图2B和2C是分别示出了图2A中的光刻对准标记200的第一对准栅条组202的一部分和第二对准栅条组204的一部分的放大图。图2D和2E是分别示出了第一对准栅条组202的一部分和第二对准栅条组204的一部分的进一步放大图。
如图2B的放大图所示，第一对准栅条组202由多个沿Y方向彼此平行设置的第一对准栅条206和均匀地隔开第一对准栅条206的第一对准栅条间隔208构成。类似地，如图 2C的放大图所示，第二对准栅条组204由多个沿X方向彼此平行设置的第二对准栅条210 和均匀地隔开第二对准栅条的第二对准栅条间隔212构成。在一个实施例中，如图2D和2E 的进一步放大图所示，第一对准栅条206的宽度Wl和第二对准栅条210的宽度W3相等，例如均为8 μ m。
与图1A至IC所示的现有技术对准标记XPA-OO不同的是，在图2A至2H所示的本公开实施例的对准标记XPA-MN中，第一对准栅条206被进一步细分为多条精细对准栅条， 即每个第一对准栅条206由第一预定个数(“N”个)的第一精细对准栅条220以及第二预定个数(“M-N”个)的均匀地隔开第一精细对准栅条220的第一精细对准栅条间隔222构成，如图2B和2D的放大图所示。类似地，对每个第二对准栅条210也进行同样的精细划分， 即每个第二对准栅条210由第一预定个数(“N”个)的第二精细对准栅条224以及第二预定个数(“M-N”个)的均匀地隔开第二精细对准栅条224的第二精细对准栅条间隔226构成，如图2C和2E的放大图所示。
在一个实施例中，第一精细对准栅条220的宽度W5与第一精细对准栅条间隔222 的宽度W6相等，并且第二精细对准栅条224的宽度W7与第二精细对准栅条间隔226的宽度W8相等。在这种情况下，W5 = W6 = W1/M,并且W7 = W8 = W3/M。
图2B至2E示出了 M为5且N为3的情况下的对准标记，即XPA-53。其中，每个第一对准栅条206由3个第一精细对准栅条220和2个第一精细对准栅条间隔222构成；而且每个第二对准栅条210由3个第二精细对准栅条224和2个第二精细对准栅条间隔226 构成。在第一对准栅条206的宽度Wl和第二对准栅条210的宽度W3均为8 μ m的实施例中，若第一精细对准栅条220的宽度W5与第一精细对准栅条间隔222的宽度W6，则W5 = W6 = 8/5 μ m =1. 6 μ m ;若第二精细对准栅条224的宽度W7与第二精细对准栅条间隔226 的宽度 W8 相等，则 W7 = W8 = 8/5 μ m = L 6 μ m。
然而，也可以采用其他精细划分的对准标记XPA-MN。在如图2F所示的对准标记XPA-32中，每个第一对准栅条206由2个第一精细对准栅条220和I个第一精细对准栅条间隔222构成。在第一对准栅条206的宽度为8 μ m的实施例中，第一精细对准栅条220和第一精细对准栅条间隔222的宽度均为8/3 μ m 2. 67 μ m。对第二对准栅条210也进行类似的精细划分，在此不再赘述，也未在图2F中示出。
此外，如图2G所示，对准标记XPA-74中的每个第一对准栅条206由4个第一精细对准栅条220和3个第一精细对准栅条间隔222构成。若第一对准栅条206的宽度为8 μ m， 则第一精细对准栅条220和第一精细对准栅条间隔222的宽度均为8/7μπι 1. 142 μ m。 对第二对准栅条210也进行类似的精细划分，在此不再赘述，也未在图2G中示出。
相比于现有技术的XPA-OO的光刻对准标记，如图2A至2G所示的本公开实施例的光刻对准标记XPA-MN具有更精细的对准栅条，由此可以在X方向和Y方向上实现更高的套准精度。此外，本申请的发明人实验发现，对于铜后段制程而言，与图2F所示的XPA-32和图2G所示的XPA-74相比，图2B至2E所示的XPA-53的光刻对准标记的套准精度最优。需要说明的是，尽管在本说明书中以XPA-53、XPA-32和XPA-74为例描述了本发明的XPA-MN 对准标记，但是本领域技术人员应当理解，根据具体工艺流程完全可以采用其他精细划分式样的对准标记。
在一些实施例中，取决于工艺需要，第一对准栅条间隔208的宽度W2和第二对准栅条间隔212的宽度W4可以相等，例如均为8 μ m或9. 6 μ m。在其他实施例中，第一对准栅条间隔208的宽度W2和第二对准栅条间隔212的宽度W4可以不等，例如W2 = 8 μ m，而W4 =9. 6 μ m,反之亦然。
在一些实施例中，根据工艺需要，如图2A所示的两个第一对准栅条组202中的第一对准栅条间隔208的宽度W2也可以不相等。例如，左上角处的第一对准栅条组202中的第一对准栅条间隔208的宽度W2为8 μ m，右下角处的第一对准栅条组202中的第一对准栅条间隔208的宽度W2可以为9. 6 μ m，反之亦然。类似地，如图2A所示的两个第二对准栅条组204中的第二对准栅条间隔212的宽度W2也可以不相等，例如分别为8 μ m和9. 6 μ m。
在一些实施例中，如图2B至2G中所示的第一精细对准栅条220和第二精细对准栅条224可以由金属形成 ，而第一精细对准栅条间隔222、第二精细对准栅条间隔226、第一对准栅条间隔208和第二对准栅条间隔212可以由氧化物形成。然而，在其他一些实施例中，第一精细对准栅条220和第二精细对准栅条224可以由氧化物形成，而第一精细对准栅条间隔222、第二精细对准栅条间隔226、第一对准栅条间隔208和第二对准栅条间隔212 可以由金属形成，如图2H所示，这种类型的对准标记在本文中称为“反式”对准标记，与图 2B至2G所示的“正式”对准标记相对。下面将结合图4来详细说明如何采用“反式”对准T 己 O
下面将参照图3来描述具有如图2A至2H所示的光刻对准标记的掩模板300。如图3的示意图所示，掩模板300包括中心区域302和边缘区域304。中心区域302具有与晶片上要形成的电路图案相对应的掩模图案。如图2A至2H所示的本公开实施例的光刻对准标记306放置于作为非电路图案区域的边缘区域304中。
需要说明的是，图3仅仅示意性示出了根据本公开实施例的掩模板，掩模板的中心区域和边缘区域以及光刻对准标记的尺寸比例未按实际应用绘制。实际上，光刻对准标记306与中心区域302的尺寸比例远远小于所示情形。
在掩模板的边缘区域304的空间允许的情况下，可以放置有多个如图2A至2H所 不的本公开实施例的光刻对准标记306。在一些实施例中，这多个光刻对准标记可以具有不 同的精细划分式样。例如，在一个掩模板300上可以同时制作XPA-53和XPA-74两种对准 标记，然后根据工艺需要，来决定应采用哪种对准标记实施对准。
在应用中，可以仅在需要采用本公开实施例的光刻对准标记306时，例如在处理 具有小尺寸划线槽的芯片时，在掩模板的边缘区域上制作该对准标记306，因而不会影响主 流程，也不会增加额外的掩模板成本。
下面将参照图4来描述根据本公开实施例的具有如图2A至2H所示的光刻对准标 记的半导体晶片400。如前所述，半导体晶片400通常包括多个晶片层402-1至402_i，其 中i为大于I中的整数(下文中在不特定指代某一晶片层时，以402统指晶片层)。每个 晶片层402包括主芯片区域404和标记区域406。主芯片区域404经过曝光和显影后形成 所需的电路图案。标记区域406可以用于容纳一个或多个光刻对准标记410，如图2A至2H 中所示的光刻对准标记200。
需要说明的是，图4仅仅示意性示出了根据本公开实施例的半导体晶片，晶片层 的主芯片区域和标记区域以及光刻对准标记的尺寸比例未按实际应用绘制。实际上，光刻 对准标记410与标记区域406的尺寸比例远远小于所示情形。
如图4所示，在一个实施例中，每个晶片层402的标记区域406都位于其角部。在 一个实施例中，标记区域406可以由多个标记子区域406-1至406-j (其中j为大于I中的 整数)构成，并且这些标记子区域分布在晶片层402的至少两个角部，优选地分布在至少两 个相对的角部。如图4中的示例所示，标记区域406由第一标记子区域406-1和第二标记 子区域406-2构成，并且第一标记子区域406-1和第二标记子区域406-2分别位于晶片层 402的左下角和右上角。在其他示例中，第一标记子区域406-1和第二标记子区域406-2也 可以分别位于晶片层402的右下角和左上角。
如前所述，为了获得良好的对准信号强度，在本公开实施例中，光刻对准标记可以 设置于晶片层402-1至402-1中的部分或全部层中的标记区域406内。通常而言，晶片层 402将包括一个或多个金属层，在这种情况下，光刻对准标记410可以形成在部分或全部金 属层的标记区域内。
除了金属层之外，晶片层402通常还将包括有源区层、多晶硅栅层、接触层和钝化 层。这些层也可能会在一定程度上削弱对准标记的信号强度，因此，为了获得进一步良好的 对准信号强度，光刻对准标记410还可以形成在有源区层、接触层和钝化层的标记区域内。 在一些实施例中，光刻对准标记410还形成在多晶硅栅层的标记区域内。
当在多个晶片层中形成有光刻对准标记时，为了避免相邻的标记放置层之间的对 准信号干扰，光刻对准标记410在不同晶片层402的标记区域406中的位置需要相互错开。 在一个实施例中，相邻的标记放置层中的光刻对准标记需要相互隔开1_。然而，当需要在 较大数量的晶片层402中放置光刻对准标记410时，为了满足以上所述的不同层的光刻对 准标记相互隔开一定距离的要求，通常需要较大尺寸的标记区域，这会导致晶片的管芯总 数减少。
为了减小标记区域的尺寸，可以采用如图2H所示的“反式”对准标记与如图2B至 2G所示的“正式”对准标记逐层交替放置的堆叠式标记放置方式。例如，在前一标记放置层中，如果放置的是精细对准栅条由金属形成且所有对准栅条的间隔由氧化物形成的“正 式”对准标记，那么在后一标记放置层中，可以采用精细对准栅条由氧化物形成且所有对准 栅条的间隔由金属形成的“反式”对准标记，依此交替地形成这两种类型的对准标记。
在这种标记放置方式中，每个晶片层402中的对准标记在标记区域406中的位置 可以相互重置，由此能够减小标记区域406占用的晶片空间，从而能够进一步提闻晶片中 的管芯总数。堆叠式标记放置方式的细节请参照授予本申请申请人的申请日为2009年4 月29日、专利号为ZL200710047360. 7且题为“一种堆叠式光刻对准标记”的中国专利，该 专利的全部内容通过引用并入于此。
下面将参照图5A和5B来描述具有本公开实施例的如图2A至2H所示的对准标记 的半导体晶片的一个具体示例。图5A中所示的半导体晶片500从下至上依次包括有源区 层AA 501、多晶硅栅层Pl 502、接触层CT 503、第一金属层Ml 504、第一过孔层Vl 505、第 二金属层M2 506、第二过孔层V2 507、第三金属层M3 508、第三过孔层V3509、第四金属层 M4 510、第四过孔层V4 511、第五金属层M5 512、顶部过孔层TV 513、顶部金属层TM 514、 钝化层PA 515以及铝焊盘层ALPAD 516。
如前所述，对准标记550可以形成在显著削弱对准标记信号的金属层和钝化层等 中。如图5A所示，如图2A至2H所示的对准标记550可以形成在有源区层AA 501、接触层 CT 503、第一金属层Ml 504、第四金属层M4 510和钝化层PA 515中。在其他示例中，光刻 对准标记550还可以形成在多晶硅栅层Pl 502、第二金属层M2 506、第三金属层M3 508、第 五金属层M5 512和顶部金属层TM 514中的任一个或多个层中。
图5B是例示了图5A所示的半导体晶片500的光刻对准树。如图5B所示，依据图 5A所示的光刻对准标记放置，多晶硅栅层Pl 502与有源区层AA 501中的对准标记对准； 接触层CT 503与有源区层AA 501中的对准标记对准；第一金属层Ml 504与接触层CT 503 中的对准标记对准；第一过孔层Vl 505至第三过孔层V3 509均与第一金属层Ml 504中的 对准标记对准；第四金属层M4 510与第一金属层Ml 504中的对准标记对准；第四过孔层 V4 511至顶部金属层TM 514与第四金属层M4 510中的对准标记对准；钝化层PA 515与 第四金属层M4 510中的对准标记对准；以及铝焊盘层ALPAD 516与钝化层PA 515中的对 准标记对准。
本公开实施例的光刻对准标记形成在晶片的图案层边缘的标记区域中，而不象传 统的划线槽对准标记那样形成在晶片的划线槽中，由此不受划线槽尺寸的影响，故而可以 应用于具有小尺寸划线槽的芯片中。此外，本公开实施例的光刻对准标记以更为精细划分 的栅条形成在多个选定晶片层中，由此能够获得较强的对准信号并实现更精确的对准。
此外，本公开实施例的光刻对准标记可以放置于掩模板的非电路图案区域中，只 有在处理具有小尺寸划线槽的芯片时才使用，因而不会影响主流程，也不会增加额外的掩 模板成本。
至此，已经详细描述了根据本发明的制造半导体器件的光刻对准技术。为了避免 遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述， 完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技 术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发 明的范围由所附权利要求来限定。
权利要求
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。
18.—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权利要求1-17中任一项所述的光刻对准标记。
19.一种半导体晶片，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权利要求1-17中任一项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。
20.根据权利要求19所述的半导体晶片，其中，所述标记区域位于晶片层的角部。
21.根据权利要求20所述的半导体晶片，其中，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。
22.根据权利要求21所述的半导体晶片，其中，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。
23.根据权利要求21所述的半导体晶片，其中，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。
24.根据权利要求19所述的半导体晶片，其中，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。
25.根据权利要求24所述的半导体晶片，其中，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。
26.根据权利要求25所述的半导体晶片，其中，所述光刻对准标记还形成在多晶硅栅层的标记区域内。
27.根据权利要求19所述的半导体晶片，其中，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。
28.根据权利要求27所述的半导体晶片，其中，相邻的选定层中的光刻对准标记的位置相互隔开1mm。
29.根据权利要求19所述的半导体晶片，其中，在所述选定层为多个时，如权利要求16所述的光刻对准标记和如权利要求17所述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。
30.一种半导体晶片，从下至上依次包括有源区层、多晶硅栅层、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、钝化层以及铝焊盘层，其中，在有源区层、接触层、第一金属层、第四金属层和钝化层中形成有如权利要求1-17中任一项所述的光刻对准标记。
31.根据权利要求30所述的半导体晶片，其中，光刻对准标记还形成在多晶硅栅层、第二金属层、第三金属层、第五金属层和顶部金属层中的任一个或多个层中。
全文摘要
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。
文档编号G03F1/42GK103019052SQ201110285659
公开日2013年4月3日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者杨晓松, 严轶博, 卢子轩 申请人:中芯国际集成电路制造(北京)有限公司