本发明涉及半导体器件制造,具体涉及一种光刻对准结构、半导体器件及光刻对准结构的形成方法。
背景技术:
1、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版上的图案转印到涂有光刻胶的晶片上,并在显影后将掩模版上的图案显现在晶片上的工艺技术。
2、光刻工艺中至为关键的步骤是将掩模版与晶圆对准。在集成电路的制造过程中,通常需要在晶圆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。在光刻过程中,每次曝光步骤前都需将掩模版与晶圆上的各个曝光单元对准,而光刻工艺的对准精度决定了集成电路的复杂度和功能密度。
3、现有技术通常在晶圆前层中置入对准标记,来实现对于晶圆当层光刻时的曝光对准。在晶圆上设计对准标记时出于工艺考虑,一般需使前层标记区域的底层保持清洁(即没有图案),不过晶片层中存在的大面积无图案区域会对其他工艺(如光刻、化学机械抛光等工艺)产生负载效应(loading effect);若在前层标记区域的底层中置入虚拟图案结构,如封闭式盲孔标记(close the blind mark, ctb mark),则虽然能够消除晶片在其他制程工艺中出现的负载效应,但底层置入的虚拟图案可能会对前层中的对准标记造成噪声干扰,从而导致对准失效。故而,现有工艺中,在晶圆中置入的光刻对准结构难以在后续制程工艺中兼顾消除对于光刻对准的噪声干扰和对于其他制程工艺的负载效应。
4、因此,需要设计一种光刻对准结构、半导体器件及光刻对准结构的形成方法,以解决上述问题。
技术实现思路
1、鉴于以上现有技术的缺点,本发明提供了一种光刻对准结构、半导体器件及光刻对准结构的形成方法,以用于解决现有光刻对准结构难以在后续制程工艺中兼顾消除负载效应和噪声干扰影响的技术问题。
2、为实现上述目的及其它相关目的,本发明提供一种光刻对准结构,光刻对准结构包括辅助图案和对准标记。
3、其中,辅助图案位于第一晶片层中,所述辅助图案包括多个第一栅条,所述多个第一栅条沿第一方向平行排列;对准标记位于第二晶片层中,所述第二晶片层位于所述第一晶片层的上方,所述对准标记包括多个第二栅条,所述多个第二栅条沿第二方向平行排列;并且,所述第一方向与所述第二方向相垂直,所述第二方向与光刻扫描方向相平行,所述对准标记与所述辅助图案在高度方向的投影上至少部分重叠。
4、在本发明一示例中,所述辅助图案在对准光照下形成背景光,所述对准标记在对准光照下于所述背景光中形成衍射图像,所述衍射图像与掩模版中参考标记配合对准。
5、在本发明一示例中,相邻所述第一栅条之间的间距相等。
6、在本发明一示例中,所述对准标记和所述辅助图案位于晶圆上的同一曝光单元内。
7、在本发明一示例中,所述对准标记包括多组子对准标记,所述子对准标记包括多个所述第二栅条,所述子对准标记中多个所述第二栅条沿所述第二方向平行排列;所述多组子对准标记在所述第一方向和/或所述第二方向上组合排列。
8、在本发明一示例中,在所述第一方向上排列的所述多组子对准标记中,至少两组所述子对准标记中的第二栅条在所述第二方向上交错设置。
9、在本发明一示例中,所述多组子对准标记包括至少两组具有不同所述第二栅条排列周期的子对准标记。
10、在本发明一示例中,相邻所述第二栅条之间的间距相等。
11、本发明还提供一种光刻对准结构的形成方法,该形成方法包括:
12、提供基底;
13、在所述基底的第一晶片层中形成辅助图案,所述辅助图案包括多个沿第一方向平行排列的第一栅条;
14、在所述基底的第二晶片层中形成对准标记,并使所述对准标记与所述辅助图案在高度方向上至少部分重叠;所述对准标记包括多个沿第二方向平行排列的第二栅条,所述第二方向与所述第一方向相垂直,所述第二方向与光刻扫描方向相平行。
15、本发明还提供一种半导体器件,所述半导体器件包括多个晶片层,所述晶片层包括主芯片区域和标记区域;其中,所述多个晶片层中包含至少一组选定层,每组所述选定层包括第一晶片层和第二晶片层,每组所述选定层的标记区域用于容纳上述任一项示例所述的光刻对准结构。
16、本发明提供了一种光刻对准结构、半导体器件及光刻对准结构的形成方法, 光刻对准结构包括位于底层的辅助图案和位于上层的对准标记,辅助图案包括沿第一方向平行排列的多个第一栅条,辅助图案中第一栅条沿第二方向(即光刻扫描方向)延伸,对准标记包括沿第二方向平行排列的多个第二栅条,对准标记中第二栅条沿第一方向延伸。光刻对准结构在对准标记底层置入的辅助图案能够有效消除后续制程工艺中出现的负载效应;且由于辅助图案和对准标记相互正交排布,故在光刻曝光过程中,当对准光照沿光刻扫描方向扫描照射晶圆时,对准标记反射对准光照形成在第二方向上呈现衍射特征的衍射图像,而辅助图案在对准光照下的反射光不会引入第二方向上的周期性特征信息,进而不会对衍射图像中的对准信息造成干扰。
17、综上,光刻对准结构在对准标记底层置入辅助图案,可以在消除负载效应的同时,避免引入对于对准标记的噪声干扰,能够在后续制程工艺中兼顾消除负载效应和噪声干扰影响。
1.一种光刻对准结构,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述光刻对准结构,其特征在于,所述辅助图案在对准光照下形成背景光,所述对准标记在对准光照下于所述背景光中形成衍射图像,所述衍射图像与掩模版中的参考标记配合对准。
3.根据权利要求1所述光刻对准结构,其特征在于,相邻所述第一栅条之间的间距相等。
4.根据权利要求1所述光刻对准结构,其特征在于,所述对准标记和所述辅助图案位于晶圆上的同一曝光单元内。
5.根据权利要求1所述光刻对准结构,其特征在于,所述对准标记包括多组子对准标记,所述子对准标记包括多个所述第二栅条;所述多组子对准标记在所述第一方向和/或所述第二方向上组合排列。
6.根据权利要求5所述光刻对准结构,其特征在于,在所述第一方向上排列的所述多组子对准标记中,至少两组所述子对准标记中的第二栅条在所述第二方向上交错设置。
7.根据权利要求5所述光刻对准结构,其特征在于,所述多组子对准标记包括至少两组具有不同所述第二栅条排列周期的子对准标记。
8.根据权利要求1所述光刻对准结构,其特征在于,相邻所述第二栅条之间的间距相等。
9.一种光刻对准结构的形成方法,其特征在于,包括:
10.一种半导体器件,其特征在于,包括: