專利名稱：光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造工藝的檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法，尤其涉及一種光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，半導(dǎo)體芯片的面積越來越小，芯片內(nèi)的半導(dǎo)體器件關(guān)鍵尺寸也不斷縮小，因此對(duì)半導(dǎo)體工藝精度要求越來越高。在半導(dǎo)體器件的制造工藝中，需要依次將超過20層以上的不同的掩膜圖案重疊到晶圓上，為了保證半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電性能， 每層圖案都需要與其他層圖案具有較好的套刻精度。為了使掩膜版圖案正確轉(zhuǎn)移到晶圓上，關(guān)鍵的步驟是將掩膜版與晶圓對(duì)準(zhǔn)，為了達(dá)到較好的套刻精度，在進(jìn)行光刻工藝前會(huì)先在晶圓上刻蝕一些圖案，以作為后續(xù)各層在曝光時(shí)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。在目前的光刻工藝中，為了保證較好的套刻精度，不僅需要不同的光刻機(jī)的狀態(tài)要一致，而且即使是同一光刻機(jī)，在整個(gè)光刻機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，光刻機(jī)的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)會(huì)因?yàn)闄C(jī)臺(tái)故障或者外部溫度改變，造成對(duì)準(zhǔn)參數(shù)發(fā)生變化，而這些變化會(huì)最終導(dǎo)致每層圖案不能很好的對(duì)準(zhǔn)。這些對(duì)準(zhǔn)參數(shù)包括晶圓因外部溫度等環(huán)境的變化出現(xiàn)的膨脹或者收縮，晶圓在曝光過程發(fā)生的位移，晶圓有可能發(fā)生旋轉(zhuǎn)或者非正交旋轉(zhuǎn)，以及晶圓上每個(gè)曝光區(qū)域發(fā)生膨脹或者收縮、旋轉(zhuǎn)或者非正交旋轉(zhuǎn)，以上這些對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的變化都會(huì)影響晶圓在光刻過程中套刻精度。現(xiàn)有制造工藝中，作業(yè)人員會(huì)定期檢查對(duì)準(zhǔn)參數(shù)是否發(fā)生變化，一旦發(fā)現(xiàn)有參數(shù)變化，則要及時(shí)調(diào)整光刻機(jī)的參數(shù)設(shè)定。檢測(cè)的方法通常是首先準(zhǔn)備一標(biāo)準(zhǔn)晶圓，該晶圓上已有符合制造工藝精度的標(biāo)準(zhǔn)圖案，所述標(biāo)準(zhǔn)圖案形狀和尺寸均一致。另外，再準(zhǔn)備一標(biāo)準(zhǔn)掩膜版，該標(biāo)準(zhǔn)掩膜版上的圖案也是符合制造工藝精度的，其標(biāo)準(zhǔn)圖案的形狀一致、尺寸也一致，但是所述標(biāo)準(zhǔn)掩膜版的標(biāo)準(zhǔn)圖案的尺寸小于所述標(biāo)準(zhǔn)晶圓的標(biāo)準(zhǔn)圖案的尺寸。其次， 定期換上該標(biāo)準(zhǔn)掩膜版和該標(biāo)準(zhǔn)晶圓進(jìn)行圖案化制造工藝，包括在已有標(biāo)準(zhǔn)圖案的晶圓上進(jìn)行涂覆光致抗蝕劑，曝光，顯影，在標(biāo)準(zhǔn)圖案上進(jìn)而光刻出新的一層圖案，然后將該晶圓送入專門的測(cè)量設(shè)備，測(cè)量新的一層圖案和前一層標(biāo)準(zhǔn)圖案是否存在偏移，如果沒有，則說明光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)保持穩(wěn)定；如果存在偏移，則檢測(cè)所述標(biāo)準(zhǔn)晶圓圖案的偏移量，并根據(jù)偏移量測(cè)算出參數(shù)的變化，重新調(diào)節(jié)光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)。然后將標(biāo)準(zhǔn)晶圓后形成的一層圖案去除，保留標(biāo)準(zhǔn)圖案，以留作下次檢測(cè)備用?？梢?，現(xiàn)有技術(shù)需要準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)晶圓和標(biāo)準(zhǔn)掩膜版，專用于定期測(cè)量光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)是否發(fā)生變化，此步驟較為繁瑣，此外，還需要暫停制造工藝，以專門進(jìn)行光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)偏移量的測(cè)量，而且標(biāo)準(zhǔn)晶圓每次測(cè)量完還要將新的一層圖案去除保留標(biāo)準(zhǔn)圖案以備下次使用，不利于提高生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有的光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法復(fù)雜、生產(chǎn)效率低的問題，有必要提供一種簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高的光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置。同時(shí)還有必要提供一種針對(duì)光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)方法。一種解決技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置，其包括一掩膜版，所述掩膜版包括第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，以配合晶圓確定所述光刻機(jī)的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)。所述晶圓包括多條相互平行并沿水平方向延伸的第一切割道及多條相互平行且與所述第一切割道相垂直的第二切割道，所述多條第一切割道與所述多條第二切割道界定多個(gè)曝光區(qū)域。所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記形狀一致且尺寸相異，將掩膜版上的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記轉(zhuǎn)移至第一切割道或者第二切割道上后，對(duì)所述晶圓執(zhí)行圖形化工藝在兩相鄰曝光區(qū)域之間形成由所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記疊加的晶圓標(biāo)記圖案。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述掩膜版還包括一半導(dǎo)體器件圖案，所述半導(dǎo)體器件圖案與曝光區(qū)域的形狀相同，均為正方形。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記及第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記分布在所述半導(dǎo)體器件圖案的二相對(duì)側(cè)邊旁。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的中心點(diǎn)和所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的中心點(diǎn)連線平行或者垂直于所述第一切割道。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的形狀均為正方形或者圓形。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述疊加晶圓標(biāo)記圖案位于所述第一切割道或者所述第二切割道上。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的尺寸小于所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的尺寸。一種光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)方法，包括以下步驟提供一晶圓，所述晶圓包括多條相互平行并沿水平方向延伸的第一切割道及多條相互平行且與所述第一切割道相垂直的第二切割道，所述多條第一切割道與所述第二切割道界定多個(gè)曝光區(qū)域；提供一掩膜版，所述掩膜版包括第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記形狀一致且尺寸相異；采用欲檢測(cè)其對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的光刻機(jī)對(duì)所述晶圓進(jìn)行圖形化制造工藝，將所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記轉(zhuǎn)移到對(duì)應(yīng)的曝光區(qū)域周圍，在每二相鄰的兩個(gè)曝光區(qū)域之間形成疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案；及測(cè)量疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案的中心點(diǎn)的偏移量，確定所述光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)變化情況。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，形成所述疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案的步驟包括所述疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案形成在所述第一切割道或者第二切割道上的步驟。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，對(duì)所述晶圓進(jìn)行圖形化制作工藝步驟包括對(duì)所述晶圓的曝光區(qū)域依序進(jìn)行曝光，形成疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案由所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記轉(zhuǎn)移的圖案疊加形成。本發(fā)明光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，提供一特殊的掩膜版，所述掩膜版包括形狀相同尺寸不同的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，，依次對(duì)所述晶圓的曝光區(qū)域圖形化工藝后在任意兩相鄰的曝光區(qū)域之間形成一由所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案，對(duì)所述疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案測(cè)量其中心點(diǎn)偏移情況就可確定所述光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)變化情況。所述檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法簡(jiǎn)便，有利于提高生產(chǎn)效率。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明晶圓的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置第一實(shí)施方式示意圖。圖3是圖2所示第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖2所示第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)方法流程圖。圖6至圖8是本發(fā)明光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)方法原理示意圖。圖9是本發(fā)明光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置的第二實(shí)施方式示意圖。圖10是本發(fā)明光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置的第三實(shí)施方式示意圖。圖11是本發(fā)明光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置的第四實(shí)施方式示意圖。圖12是本發(fā)明光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置的第五實(shí)施方式示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的光刻機(jī)的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法進(jìn)行詳細(xì)說明。在對(duì)本發(fā)明光刻機(jī)的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置說明之前，先對(duì)本實(shí)施方式的作為生產(chǎn)集成電路芯片基礎(chǔ)的晶圓的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。請(qǐng)參閱圖1，其是本發(fā)明的晶圓的結(jié)構(gòu)示意圖。所述晶圓11包括m條相互平行且
沿水平方向延伸的第一切割道G1、G2.....Gm-l、Gm(m屬于自然數(shù)且大于l)、m條相互平行
的第二切割道D1、D2、. . ·、Dm-I、Dm和多個(gè)呈矩陣排列的曝光區(qū)域ROl、R02、. . ·、R0X、· · ·、
RON (X小于N，且X大于1)。所述多條第一切割道Gl、G2.....Gm-I、Gm與所述多條第二切
割道Dl、D2.....Dm-I、Dm相互垂直。每?jī)蓷l相鄰的第一切割道Gm與每?jī)蓷l相鄰的第二切
割道Dm對(duì)應(yīng)界定一正方形區(qū)域，所述多個(gè)曝光區(qū)域R01、R02.....ROX.....RON對(duì)應(yīng)設(shè)置
在所述多個(gè)正方形區(qū)域中。具體的說，所述多條相鄰的第一切割道Gm與所述多條相鄰的第二切割道Dm界定
了多個(gè)正方形的曝光區(qū)域R01、R02.....ROX.....RON。所述多個(gè)曝光區(qū)域的編號(hào)方式為對(duì)
形成的正方形區(qū)域進(jìn)行“Z”字形的方向依次編號(hào)R01、R02.....ROX.....RON。在水平方
向上，任意兩個(gè)相鄰的曝光區(qū)域RON位于其中一條第二切割道Dm兩側(cè)；對(duì)應(yīng)在垂直于水平方向的豎直方向上，任意兩個(gè)相鄰的曝光區(qū)域RON位于所述其中一條第一切割道Gm兩側(cè)。 例如，在水平方向上，相鄰曝光區(qū)域ROl和R02位于所述第二切割道D3兩側(cè)，同時(shí)，在豎直方向上，相鄰曝光區(qū)域ROl和ROX位于所述第一切割道G2兩側(cè)。再請(qǐng)同時(shí)參閱圖2，其是本發(fā)明光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置第一實(shí)施方式示意圖。所述光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置2用來曝光圖1所述晶圓11時(shí)形成對(duì)應(yīng)半導(dǎo)體器件圖案和對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案，再通過檢測(cè)所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案的偏移是量，來調(diào)整所述光刻機(jī)的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)。所述光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置2包括一掩膜版21。所述掩膜版21包括位于基板(圖未示)上的半導(dǎo)體器件圖案210、四個(gè)第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212和四個(gè)第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記214。 所述半導(dǎo)體器件圖案210的形狀和一所述曝光區(qū)域RON的形狀和大小相同，在本實(shí)施方式中均為正方形。所述多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212、214的位置分布與任意一個(gè)曝光區(qū)域RON周圍的第一切割道Gm和第二切割道Dm位置相對(duì)應(yīng)。所述四個(gè)第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212與所述四個(gè)第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 214的形狀相同，均為正方形，但是其尺寸相異，在本實(shí)施方式中，所述四個(gè)第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 212的尺寸小于所述四個(gè)第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記214的尺寸。所述四個(gè)第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212均勻分布在所述半導(dǎo)體器件圖案210兩相鄰側(cè)邊外側(cè)，所述四個(gè)第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記214均勻分布在所述半導(dǎo)體器件圖案210另外兩相鄰側(cè)邊外側(cè)。具體的說，所述半導(dǎo)體器件圖案210每條側(cè)邊外側(cè)分布兩個(gè)相同對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，所述兩個(gè)相同對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記靠近每條側(cè)邊兩端分布且其中心點(diǎn)連線分別平行于對(duì)應(yīng)的側(cè)邊。另外，所述半導(dǎo)體器件圖案210兩條相對(duì)側(cè)邊外側(cè)分布的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記尺寸相異。分布在所述半導(dǎo)體器件圖案210相對(duì)側(cè)邊同一端的尺寸不同的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的中心點(diǎn)連線對(duì)應(yīng)垂直于所述相對(duì)兩側(cè)邊。可以理解的是，所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212和所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記214的形狀可以是圓形。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D3及圖4，其中圖3為圖2所示第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為圖2所示第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的結(jié)構(gòu)示意圖。每個(gè)第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212包括四條形狀相同的光柵 215，所述四條光柵215圍成一正方形結(jié)構(gòu)。每條光柵215呈矩形結(jié)構(gòu)，且其長(zhǎng)邊圍成一正方形結(jié)構(gòu)。每個(gè)第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記214的形狀與所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212結(jié)構(gòu)相同，不同之處在于所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記214整體尺寸大于所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212，如圖4所示。所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212、214的大小與其所處位置和所述晶圓的大小有關(guān)，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212、214的水平寬度不能超出所述切割道的寬度，而切割道的寬度是根據(jù)具體的晶圓設(shè)計(jì)有關(guān)。以八寸晶圓為例，第一組對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212的四條光柵215長(zhǎng)邊分別為5-7微米之間， 線寬為2微米，相對(duì)的兩條光柵215之間的間距為7-9微米之間。所述第二組對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記214的四條光柵217長(zhǎng)邊分別為5_7微米之間，線寬為2微米，相對(duì)的兩條光柵217之間的間距為21-23微米之間。下面結(jié)合附圖5至圖8對(duì)本發(fā)明的光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)檢測(cè)裝置用于檢測(cè)所述光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的步驟進(jìn)行詳細(xì)說明。圖5為本發(fā)明光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)檢測(cè)裝置檢測(cè)所述光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的流程圖，圖6至圖8是圖5所示流程圖中檢測(cè)所述光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)原理示意圖。步驟Si,提供一掩膜版，其包括特殊對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，所述特殊對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記包括形狀一致， 且尺寸相異的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。對(duì)特殊對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的定義......；所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案的布局和所述半導(dǎo)體器件圖案的布局通過布局軟件寫入掩膜版上，形成掩膜版的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案和所述半導(dǎo)體器件圖案。以光學(xué)直寫、投影式電子束直寫或者掃描電鏡直寫等方式將布局軟件中布局對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案和布局半導(dǎo)體器件圖案轉(zhuǎn)移至透明基板的第一阻劑層上，經(jīng)過顯影及刻蝕，形成掩膜版對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案和所述半導(dǎo)體器件圖案。具體包括如下步驟第一步、首先在透明基板上形成一層不透光的鉻膜層，所述透明基板的材料可以是石英玻璃等；第二步、在鉻膜層上涂覆一層阻劑層；第三步、將布局軟件中布局對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案和布局半導(dǎo)體器件圖案轉(zhuǎn)移到阻劑層上；第四步、通過顯影工藝在阻劑層上定義出掩膜版對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案開口 ；第五步、以阻劑層為掩膜，以濕法刻蝕刻蝕鉻膜層；第六步、移除阻劑層，在掩膜版21上形成掩膜版第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212、第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 214和半導(dǎo)體器件圖案210，所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記214分別包括四條相互垂直的光柵。所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212與所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記214形狀一致，且彼此尺寸相異。步驟S2，利用所述掩膜版21對(duì)晶圓11進(jìn)行圖形化制造工藝。將所述晶圓的曝光區(qū)域RON和所述掩膜版21的半導(dǎo)體器件圖案210對(duì)準(zhǔn)將半導(dǎo)體器件圖案210轉(zhuǎn)移到晶圓的曝光區(qū)域RON，同時(shí)將所述掩膜版21的第一組對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212、第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記214圖案轉(zhuǎn)移到所述曝光區(qū)域RON四周的第一、第二切割道Gm、Dm內(nèi)。將所述掩膜版21放入步進(jìn)光刻機(jī)中，將所述晶圓11的第一曝光區(qū)域ROl與所述掩膜版21的半導(dǎo)體器件圖案210對(duì)準(zhǔn)，然后將半導(dǎo)體器件圖案210成像至所述曝光區(qū)域 R01,同時(shí)，將掩膜版21的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212成像至所述第一切割道Gl和所述第二切割道 D2，將掩膜版21的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記214成像至所述第一切割道G2和所述第二切割道D3。也就是說，將曝光區(qū)域ROl對(duì)準(zhǔn)所述掩膜版21進(jìn)行曝光之后，所述第一、第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212、 214成像至所述曝光區(qū)域ROl周圍的第一切割道G1、G2和第二切割道D2、D3。隨后所述晶圓11相對(duì)于所述掩模版21移動(dòng)，將所述晶圓11的第二曝光區(qū)域R02 與所述掩膜版21上的半導(dǎo)體器件圖案210對(duì)準(zhǔn)，然后將半導(dǎo)體器件圖案210成像至所述晶圓11的曝光區(qū)域R02，同時(shí)將所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212成像至所述第一切割道Gl和所述第二切割道D3，將所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記214成像至所述第一切割道G2和所述第二切割道D4。所以，將曝光區(qū)域R02對(duì)準(zhǔn)所述掩膜版21進(jìn)行曝光之后，所述第一、第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212、214對(duì)應(yīng)成像至所述曝光區(qū)域R02周圍的第一切割道G1、G2和第二切割道D3、D4，依次類推。將所述晶圓11的第N曝光區(qū)域RON與所述掩膜版21的半導(dǎo)體器件圖案210對(duì)準(zhǔn)， 然后將所述半導(dǎo)體器件圖案210成像至所述曝光區(qū)域RON，將所述第一、第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212、 214對(duì)應(yīng)成像至所述曝光區(qū)域RON周圍的切割道，如圖6所示。步驟S3，測(cè)量第N-I個(gè)曝光區(qū)域R0N-1曝光形成的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和第N個(gè)曝光區(qū)域RON曝光形成的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記之間的偏移量，確定所述光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的變化情況。在完成上述步驟S3之后，就可以測(cè)量所述光刻機(jī)的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)。因?yàn)樗椒较蛏舷噜弮蓚€(gè)曝光區(qū)域RON共用一條第二切割道Dm，且所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212與所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記214形狀相同，尺寸不同。當(dāng)利用所述掩膜版21依次對(duì)所述晶圓11的曝光區(qū)域RON進(jìn)行曝光在共用的第二切割道Dm上會(huì)形成所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212與所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記214 疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案。另外，在垂直方向相鄰的任意兩個(gè)曝光區(qū)域RON共用一條第一切割道Gm，所以也會(huì)在共用的第一切割道Gm上形成疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案。
成像后只需將所述晶圓11取出，然后送入專門的測(cè)量設(shè)備，測(cè)量設(shè)備通過測(cè)試疊加的兩個(gè)晶圓11對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的中心點(diǎn)是否完全重合進(jìn)一步確定光刻機(jī)的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)是否保持穩(wěn)定。如果兩組疊加的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中心點(diǎn)之間發(fā)生偏移，則根據(jù)偏移量來修正光刻機(jī)的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)。以水平方向相鄰的兩個(gè)曝光區(qū)域ROl和R02以及垂直方向相鄰的兩個(gè)曝光區(qū)域 ROl和ROX為例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)方法。如圖7和圖8所示，所述曝光區(qū)域R01、R02及ROX經(jīng)過圖形化制造工藝之后。水平方向相鄰的曝光區(qū)域ROl和R02周圍的切割道上分別形成第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212圖案和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記214的圖案，其中曝光區(qū)域ROl和R02之間共用的第二切割道D2上形成疊加對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案E1。另外，垂直方向相鄰的曝光區(qū)域ROl和ROX周圍也形成對(duì)應(yīng)的第一、第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212、214圖案，其中曝光區(qū)域ROl和ROX之間共用的第一切割道G2上也形成疊加對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案F1。為了確定所述光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)是否保持穩(wěn)定，就可以檢測(cè)所述疊加的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記El和F1，也即由所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212圖案與所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記214圖案形成的疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案的中心點(diǎn)的偏移情況。因?yàn)樵诒緦?shí)施方式中，所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212尺寸小于所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記214的尺寸，當(dāng)所述光刻機(jī)的套準(zhǔn)精度符合制造工藝要求時(shí)，所形成的疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案的中心點(diǎn)是重合的，如果出現(xiàn)偏移，其中心點(diǎn)不是重合的， 所以可以通過檢測(cè)中心的偏移量，來修正光刻機(jī)的套準(zhǔn)精度。本發(fā)明光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)方法及檢測(cè)設(shè)備不需要另外提供標(biāo)準(zhǔn)掩膜版及標(biāo)準(zhǔn)晶圓來檢測(cè)所述光刻機(jī)的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)， 檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法簡(jiǎn)便，有利于提搞生產(chǎn)效率。本實(shí)施方式中，在對(duì)所述晶圓11進(jìn)行圖形化制造工藝過程中，所述掩膜版21保持不動(dòng)，所述晶圓11移動(dòng)完成對(duì)所述曝光區(qū)域RON依次曝光步驟。在另外較佳實(shí)施方式中， 還可以將所述掩膜版21放入步進(jìn)掃描光刻裝置中，在對(duì)掩膜版21和晶圓11對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案成像過程中，將所述掩膜版21與晶圓11同時(shí)相對(duì)于投影系統(tǒng)和投影光束移動(dòng)。根據(jù)上述原理，可以理解的是，所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記212和所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記214的數(shù)量可以分別是1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)或者4個(gè)以上，只要能保證在圖形化工藝后在第一切割道或者第二切割道的位置對(duì)應(yīng)形成疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，然后通過檢測(cè)所述疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的中心點(diǎn)便宜量，便可確定所述光刻機(jī)調(diào)整參數(shù)。所以，下面將分別給出實(shí)施例以詳細(xì)說明。請(qǐng)同時(shí)參閱圖9，圖9為本發(fā)明光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)檢測(cè)裝置的第二實(shí)施方式示意圖。 所述光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)檢測(cè)裝置3包括一掩膜版31，其形狀與所述第一實(shí)施方式中的掩膜版 21形狀相同，不同之處在于所述掩膜版31包括一第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記312和一第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 314。所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記312和所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記314分別位于半導(dǎo)體器件圖案310沿豎直方向的兩相對(duì)邊旁，且其中心點(diǎn)連線垂直所述兩相對(duì)邊。與利用所述掩膜版21對(duì)所述晶圓11進(jìn)行圖形化制造工藝不同的是，利用所述掩膜版31對(duì)所述晶圓11進(jìn)行圖形化制造工藝時(shí)，只在水平方向上任意兩個(gè)相鄰曝光區(qū)域RON 之間形成一個(gè)疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案。請(qǐng)同時(shí)參閱圖10，圖10為本發(fā)明光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置的第三實(shí)施方式示意圖。所述光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置4包括一掩膜版41，其形狀與所述第一實(shí)施方式中的掩膜版21形狀相同，不同之處在于所述掩膜版41包括兩個(gè)第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記412和兩個(gè)第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記414。所述兩個(gè)第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記412和所述兩個(gè)第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記414分別位于半導(dǎo)體器件圖案410沿豎直方向的兩相對(duì)邊旁，且靠近相對(duì)邊同一端部的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記412和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記414中心點(diǎn)連線垂直所述兩相對(duì)邊。與利用所述掩膜版21對(duì)所述晶圓11進(jìn)行圖形化制造工藝不同的是，利用所述掩膜版41對(duì)所述晶圓11進(jìn)行圖形化制造工藝時(shí)，只在水平方向上任意兩個(gè)相鄰曝光區(qū)域RON 之間形成兩個(gè)疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案。請(qǐng)同時(shí)參閱圖11，圖11為本發(fā)明光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置的第四實(shí)施方式示意圖。所述第四實(shí)施方式的光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置5的掩膜版51與所述第二實(shí)施方式的掩膜版31形狀相同，將所述掩膜版31沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°即為掩膜版51的形狀。 所以，利用所述掩膜版51對(duì)所述晶圓11進(jìn)行圖形化制造工藝時(shí)，只在豎直方向上任意兩個(gè)相鄰曝光區(qū)域RON之間形成一個(gè)疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案。請(qǐng)參同時(shí)閱圖12，圖12為本發(fā)明光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置的第五實(shí)施方式示意圖。所述第五實(shí)施方式的光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置6的掩膜版61與所述第三實(shí)施方式的掩膜版41形狀相同，將所述掩膜版41沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°即為掩膜版61的形狀。 所以，利用所述掩膜版61對(duì)所述晶圓11進(jìn)行圖形化制造工藝時(shí)，只在豎直方向上任意兩個(gè)相鄰曝光區(qū)域RON之間形成兩個(gè)疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施案例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置，其包括一掩膜版，所述掩膜版包括第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，以配合晶圓確定所述光刻機(jī)的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)，所述晶圓，包括多條相互平行并沿水平方向延伸的第一切割道及多條相互平行且與所述第一切割道相垂直的第二切割道， 所述多條第一切割道與所述第二切割道界定多個(gè)曝光區(qū)域，第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位置分別與相鄰的第一切割道或者第二切割道的位置對(duì)應(yīng)；其特征在于所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記形狀一致且尺寸相異，通過對(duì)所述晶圓執(zhí)行圖形化工藝，將掩膜版上的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記轉(zhuǎn)移至第一切割道或者第二切割道上后，在兩相鄰曝光區(qū)域之間形成由所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記疊加的晶圓標(biāo)記圖案，用于檢測(cè)光刻機(jī)的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置，其特征在于所述掩膜版還包括一半導(dǎo)體器件圖案，所述半導(dǎo)體器件圖案與所述曝光區(qū)域的形狀相同，均為正方形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置，其特征在于所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記及第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記分布在所述半導(dǎo)體器件圖案的二相對(duì)側(cè)邊旁。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置，其特征在于所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的中心點(diǎn)和所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的中心點(diǎn)連線平行或者垂直于所述第一切割道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置，其特征在于所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的形狀均為正方形或者圓形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置，其特征在于所述疊加晶圓標(biāo)記圖案位于所述第一切割道或者所述第二切割道上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置，其特征在于所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的尺寸小于所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的尺寸。
8.一種光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)方法，包括以下步驟提供一晶圓，所述晶圓包括多條相互平行并沿水平方向延伸的第一切割道及多條相互平行且與所述第一切割道相垂直的第二切割道，所述多條第一切割道與所述第二切割道界定多個(gè)曝光區(qū)域；提供一掩膜版，所述掩膜版包括第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記形狀一致且尺寸相異；第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位置分別與相鄰的第一切割道或者第二切割道的位置對(duì)應(yīng)；采用欲檢測(cè)其對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的光刻機(jī)對(duì)所述晶圓進(jìn)行圖形化制造工藝，將所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記轉(zhuǎn)移到對(duì)應(yīng)的曝光區(qū)域周圍，在每二相鄰曝光區(qū)域之間形成疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案；及測(cè)量所述疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案的中心點(diǎn)的偏移量，確定所述光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)變化情況。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)方法，其特征在于形成所述疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案的步驟包括所述疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案形成在所述第一切割道或者第二切割道上的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)方法，其特征在于對(duì)所述晶圓進(jìn)行圖形化制作工藝步驟包括對(duì)所述晶圓的曝光區(qū)域依序進(jìn)行曝光，形成疊加的晶圓對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖案由所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記轉(zhuǎn)移的圖案疊加形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法，涉及一種半導(dǎo)體制造工藝領(lǐng)域。所述檢測(cè)裝置包括一掩膜版，所述掩膜版包括第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，以配合晶圓確定所述光刻機(jī)的對(duì)準(zhǔn)參數(shù)。所述晶圓包括多條相互平行并沿水平方向延伸的第一切割道及多條相互平行且與所述第一切割道相垂直的第二切割道，所述多條第一切割道與所述第二切割道界定多個(gè)曝光區(qū)域。所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記形狀一致且尺寸相異，所述晶圓圖形化工藝后，在兩相鄰曝光區(qū)域之間形成由所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記疊加的晶圓標(biāo)記圖案。所述檢測(cè)方法及裝置簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高。
文檔編號(hào)G03F9/00GK102156392SQ201010110209
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月11日
發(fā)明者夏婷婷 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司