CN113281969B - 用于小尺寸图形光刻对准的光刻版及芯片光刻方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于小尺寸图形光刻对准的光刻版及芯片光刻方法。用于小尺寸图形光刻对准的光刻版，包括：本体、以及设于本体的至少一个对准标记、多个可视的非正式图形、和多个不可视的正式图形，对准标记大于可视的非正式图形，可视的非正式图形大于不可视的正式图形；对准标记与芯片上的标记相对应，可视的非正式图形与芯片上的图形相对应；多个可视的非正式图形的排列与多个不可视的正式图形的排列存在对应规律。采用本发明，可完成手动接触式光刻过程中无法通过人眼识别对准的小尺寸图形制备；在一版多片的情况下，不仅实现更小尺寸的图形对准，而且通过外置对准的方式节省正式芯片的可用空间。

Description

用于小尺寸图形光刻对准的光刻版及芯片光刻方法

技术领域

本发明涉及光电探测领域，尤其涉及一种用于小尺寸图形光刻对准的光刻版及芯片光刻方法。

背景技术

随着各个领域对半导体芯片的性能和尺寸等各方面的需求提升，半导体芯片制备正在向着阵列规模更大、阵列尺寸更小的方向发展。在半导体芯片的制备工艺过程中，手动接触式光刻广泛应用于科技前沿研究和特殊工艺芯片的生产等领域。手动接触式光刻的对准过程通常分为两步，第一步是采用人眼识别光刻版及芯片上的对准标记，并进行手动调节完成初步的第一次对准，第二步是采用人眼识别光刻版及芯片上的图形，并进行手动调节完成精度更高的最终对准。当芯片的光刻图形到达一定小的尺寸时，即使该尺寸仍在光刻机的曝光精度范围内，但是可能无法被人眼所识别，导致第二步的精确对准过程无法完成，从而制约芯片小尺寸图形的制备。

发明内容

本发明实施例提供一种用于小尺寸图形光刻对准的光刻版及芯片光刻方法，用以解决现有技术中手动接触式光刻，对准过程中难以人眼识别小尺寸图形，导致无法制备小尺寸图形的芯片的问题。

根据本发明实施例的用于小尺寸图形光刻对准的光刻版，包括：本体、以及设于所述本体的至少一个对准标记、多个可视的非正式图形、和多个不可视的正式图形，所述对准标记大于所述可视的非正式图形，所述可视的非正式图形大于所述不可视的正式图形；

所述对准标记与芯片上的标记相对应，所述可视的非正式图形与芯片上的图形相对应；

多个所述可视的非正式图形的排列与多个所述不可视的正式图形的排列存在对应规律。

根据本发明的一些实施例，所述本体包括至少一个第一区和多个第二区；

所述多个不可视的正式图形均匀分布于所述多个第二区；

每个所述第一区均设有至少一个所述对准标记和多个所述可视的非正式图形。

根据本发明的一些实施例，每个所述第二区上的多个所述可视的非正式图形的个数以及排列方式均相同；

每个所述第一区上均设有多个所述对准标记，多个所述对准标记至少包括两个沿所述第一区的中心对称排布的对准标记。

根据本发明的一些实施例，所述第一区呈矩形，两个沿所述第一区的中心对称排布的对准标记分别位于所述第一区的两个对角。

根据本发明的一些实施例，多个所述可视的非正式图形围绕多个所述不可视的正式图形排布。

根据本发明的一些实施例，所述本体呈矩形，所述对准标记为多个，多个所述对准标记至少包括两个所述对准标记分别位于所述本体的两个对角。

根据本发明的一些实施例，所述可视的非正式图形的形状与所述不可视的正式图形的形状相同。

根据本发明的一些实施例，所述对准标记与芯片上的标记互补；

所述可视的非正式图形与芯片上的图形互补。

根据本发明的一些实施例，所述对准标记适于内套于或外套于所述芯片上的标记；

所述可视的非正式图形适于内套于或外套于芯片上的图形。

根据本发明实施例的基于上述的用于小尺寸图形光刻对准的光刻版的芯片光刻方法，包括：

通过观察第一对准标记和芯片上的标记，实现光刻版和芯片的粗对准；

通过观察多个可视的非正式图形和芯片上的多个图形，实现光刻版和芯片的精对准；

基于多个不可视的正式图形，对芯片进行光刻。

采用本发明实施例，可完成手动接触式光刻过程中无法通过人眼识别对准的小尺寸图形制备；在一版多片的情况下，不仅实现更小尺寸的图形对准，而且通过外置对准的方式节省正式芯片的可用空间。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例一中用于小尺寸图形光刻对准的光刻版对准芯片示意图；

图2是本发明实施例二中用于小尺寸图形光刻对准的光刻版对准芯片示意图；

图3是本发明实施例中芯片光刻方法流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1-图2所示，本发明第一方面实施例提出一种用于小尺寸图形光刻对准的光刻版，包括：本体4、以及设于所述本体4的至少一个对准标记1、多个可视的非正式图形2、和多个不可视的正式图形3，所述对准标记1大于所述可视的非正式图形2，所述可视的非正式图形2大于所述不可视的正式图形3；

所述对准标记1与芯片上的标记相对应，所述可视的非正式图形2与芯片上的图形相对应；通过将对准标记1与芯片上的标记对应起来、将可视的非正式图形2与芯片上的图形对应起来，就可以对芯片进行光刻。

多个所述可视的非正式图形2的排列与多个所述不可视的正式图形3的排列存在对应规律。基于该规律，通过可视的非正式图形2即可实现不可视的正式图形3的对准。

采用本发明实施例，可完成手动接触式光刻过程中无法通过人眼识别对准的小尺寸图形制备；在一版多片的情况下，不仅实现更小尺寸的图形对准，而且通过外置对准的方式节省正式芯片的可用空间。

在上述实施例的基础上，进一步提出各变型实施例，在此需要说明的是，为了使描述简要，在各变型实施例中仅描述与上述实施例的不同之处。

如图2所示，根据本发明的一些实施例，所述本体4包括至少一个第一区a和多个第二区b；

所述多个不可视的正式图形3均匀分布于所述多个第二区b；

每个所述第一区a均设有至少一个所述对准标记1和多个所述可视的非正式图形2。

如图2所示，根据本发明的一些实施例，每个所述第二区b上的多个所述可视的非正式图形2的个数以及排列方式均相同；

每个所述第一区a上均设有多个所述对准标记1，多个所述对准标记1至少包括两个沿所述第一区a的中心对称排布的对准标记1。

如图2所示，根据本发明的一些实施例，所述第一区a呈矩形，两个沿所述第一区a的中心对称排布的对准标记1分别位于所述第一区a的两个对角。

如图1所示，根据本发明的一些实施例，多个所述可视的非正式图形2围绕多个所述不可视的正式图形3排布。

如图1所示，根据本发明的一些实施例，所述本体4呈矩形，所述对准标记1为多个，多个所述对准标记1至少包括两个所述对准标记1分别位于所述本体4的两个对角。

如图1、图2所示，根据本发明的一些实施例，所述可视的非正式图形2的形状与所述不可视的正式图形3的形状相同。

根据本发明的一些实施例，所述对准标记1与芯片上的标记互补；

所述可视的非正式图形2与芯片上的图形互补。

如图1、图2所示，根据本发明的一些实施例，所述对准标记1适于内套于或外套于所述芯片上的标记；

所述可视的非正式图形2适于内套于或外套于芯片上的图形。

例如，如图1所示，对准标记1和可视的非正式图形2均呈正方形，芯片上的标记呈十字架形状，对准标记1适于外套于十字架，可视的非正式图形2适于外套于芯片上的图形。

下面参照图1-图3以两个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的用于小尺寸图形光刻对准的光刻版及芯片光刻方法。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本发明的具体限制。凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

实施例一

本发明实施例中的用于小尺寸图形光刻对准的光刻版适于光刻一支芯片。如图1所示，该光刻版，包括三个主要部分：对准标记1、可视的非正式图形2、不可视的正式图形3。其中对准标记1的尺寸根据芯片大小以及实际可用空间设计为十分明显且清晰可视，形状为任意互补的图形，数量2-4个，位于本体4四角，用于光刻的初步对准；可视的非正式图形2的尺寸为所使用的接触式光刻机视场下刚好可以被人眼清晰识别的最小尺寸，形状为不可视的正式图形3等比放大后的图形，排布呈阵列形式，并与正式图形的排布之间存在对应规律，用于光刻的最终高精度对准；不可视的正式图形3的尺寸在所使用的接触式光刻机的曝光精度范围内，但无法被人眼识别。

采用上述用于小尺寸图形光刻对准的光刻版的对准使用流程如图3所示：

S100通过人眼识别对准标记进行第一步初步对准；

S200通过人眼识别可视非正式图形进行更高精度的二次对准；

S300进行接触式光刻。

本发明实施例对比现在已有的技术有以下的技术优点：1)可完成手动接触式光刻过程中无法通过人眼识别对准的小尺寸图形制备；2)在一版多片的情况下，不仅实现更小尺寸的图形对准，而且通过外置对准的方式节省正式芯片的可用空间。

实施例二

本发明实施例中的用于小尺寸图形光刻对准的光刻版适于同时光刻多个芯片。如图2所示，该光刻版包括两个主要部分：第一区a和第二区b，其中第一区a的尺寸同第二区b的尺寸相同，数量和位置可根据第二区b的数量进行合理调整；第二区b中的不可视的正式图形3尺寸在所使用的接触式光刻机的曝光精度范围内，但无法被人眼识别。

第一区a包括两个主要部分：对准标记1和可视的非正式图形2。对准标记1的尺寸根据芯片大小以及实际可用空间设计为十分明显且清晰可视，形状为任意互补的图形，数量2-4个，位于第一区a四角，用于光刻的初步对准；可视的非正式图形2为所使用的接触式光刻机视场下刚好可以被人眼清晰识别的最小尺寸，形状为第二区b中不可视的正式图形3等比放大后的图形，排布呈阵列形式，并与可视的非正式图形2的排布之间存在对应规律，用于光刻的最终高精度对准；

采用上述用于小尺寸图形光刻对准的光刻版的对准使用流程如图3所示：

S100通过人眼识别对准标记进行第一步初步对准；

S200通过人眼识别可视非正式图形进行更高精度的二次对准；

S300进行接触式光刻。

本发明实施例对比现在已有的技术有以下的技术优点：1)可完成手动接触式光刻过程中无法通过人眼识别对准的小尺寸图形制备；2)在一版多片的情况下，不仅实现更小尺寸的图形对准，而且通过外置对准的方式节省正式芯片的可用空间。

需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明第二方面实施例提出一种基于上述第一方面实施例的用于小尺寸图形光刻对准的光刻版的芯片光刻方法，包括：

通过观察第一对准标记和芯片上的标记，实现光刻版和芯片的粗对准；

通过观察多个可视的非正式图形和芯片上的多个图形，实现光刻版和芯片的精对准；

基于多个不可视的正式图形，对芯片进行光刻。

采用本发明实施例，可完成手动接触式光刻过程中无法通过人眼识别对准的小尺寸图形制备；在一版多片的情况下，不仅实现更小尺寸的图形对准，而且通过外置对准的方式节省正式芯片的可用空间。

术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

不应将位于括号之内的任何参考符号构造成对权利要求的限制。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

Claims (10)

1.一种用于小尺寸图形光刻对准的光刻版，其特征在于，包括：本体、以及设于所述本体的至少一个对准标记、多个可视的非正式图形、和多个不可视的正式图形，所述对准标记大于所述可视的非正式图形，所述可视的非正式图形大于所述不可视的正式图形；

所述对准标记与芯片上的标记相对应，所述可视的非正式图形与芯片上的图形相对应；

多个所述可视的非正式图形的排列与多个所述不可视的正式图形的排列存在对应规律。

2.如权利要求1所述的用于小尺寸图形光刻对准的光刻版，其特征在于，所述本体包括至少一个第一区和多个第二区；

所述多个不可视的正式图形均匀分布于所述多个第二区；

每个所述第一区均设有至少一个所述对准标记和多个所述可视的非正式图形。

3.如权利要求2所述的用于小尺寸图形光刻对准的光刻版，其特征在于，每个所述第二区上的多个所述不可视的正式图形的个数以及排列方式均相同；

每个所述第一区上均设有多个所述对准标记，多个所述对准标记至少包括两个沿所述第一区的中心对称排布的对准标记。

4.如权利要求3所述的用于小尺寸图形光刻对准的光刻版，其特征在于，所述第一区呈矩形，两个沿所述第一区的中心对称排布的对准标记分别位于所述第一区的两个对角。

5.如权利要求1所述的用于小尺寸图形光刻对准的光刻版，其特征在于，多个所述可视的非正式图形围绕多个所述不可视的正式图形排布。

6.如权利要求5所述的用于小尺寸图形光刻对准的光刻版，其特征在于，所述本体呈矩形，所述对准标记为多个，多个所述对准标记至少包括两个所述对准标记分别位于所述本体的两个对角。

7.如权利要求1所述的用于小尺寸图形光刻对准的光刻版，其特征在于，所述可视的非正式图形的形状与所述不可视的正式图形的形状相同。

8.如权利要求1所述的用于小尺寸图形光刻对准的光刻版，其特征在于，所述对准标记与芯片上的标记互补；

所述可视的非正式图形与芯片上的图形互补。

9.如权利要求8所述的用于小尺寸图形光刻对准的光刻版，其特征在于，所述对准标记适于内套于或外套于所述芯片上的标记；

所述可视的非正式图形适于内套于或外套于芯片上的图形。

10.一种基于权利要求1-9中任一项所述的用于小尺寸图形光刻对准的光刻版的芯片光刻方法，其特征在于，包括：

通过观察第一对准标记和芯片上的标记，实现光刻版和芯片的粗对准；

通过观察多个可视的非正式图形和芯片上的多个图形，实现光刻版和芯片的精对准；

基于多个不可视的正式图形，对芯片进行光刻。