一种用于曝光装置的对准标记.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103365098A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103365098103365098A(43)申请公布日2013.10.23(21)申请号201210083280.8(22)申请日2012.03.27(71)申请人上海微电子装备有限公司地址201203上海市浦东新区张江高科技园区张东路1525号(72)发明人陈跃飞徐兵杜荣贾翔(74)专利代理机构北京连和连知识产权代理有限公司11278代理人王光辉(51)Int.Cl.G03F7/20(2006.01)G03F9/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书2页说明书2页附图3页附图3页(54)发明名称一种用于曝光装置的对准标记(57)摘要本发明提出一种用于曝光装置的对准标记，该对准标记同时满足如下技术特征：a.对准标记整体相连，即对准标记中任一线条都有相交线；b.对准标记为中心对称图形；c.对准标记的外围轮廓（标记外围与背景交界处）连通（即：沿轮廓上任意为起点，沿着轮廓无论顺时针还是逆时针行走总会回到起点）；d.组成对准标记的最小线宽及空隙尺寸大于使用该对准标记的测量镜头的极限分辨率；e.组成对准标记的横向或纵向的线条每个方向不少于4根。本发明的对准标记具有明显的轮廓特征，是中心对称图形，因此提高了分辨率；同时对准标记的横向和纵向线条长短一致，提高了对准精度。CN103365098ACN1036598ACN103365098A权利要求书1/1页1.一种用于曝光装置的对准标记，其特征在于：对准标记同时满足如下技术特征：a.对准标记整体相连，即对准标记中任一线条都有相交线；b.对准标记为中心对称图形；c.对准标记的外围轮廓连通；d.组成对准标记的最小线宽及空隙尺寸大于使用该对准标记的测量镜头的极限分辨率；e.组成对准标记的横向或纵向的线条每个方向不少于4根。2CN103365098A说明书1/2页一种用于曝光装置的对准标记技术领域[0001]本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种用于光刻机曝光装置对准系统的对准标记。[0002]背景技术[0003]对准系统是半导体光刻设备非常重要的一个核心分系统，其对准精度往往直接决定了半导体光刻设备所能达到的套刻精度。半导体光刻设备将描绘在掩模版上的电路图形通过光学投影的方法投影在涂有感光材料的硅片等曝光对象的表面。然后通过刻蚀等工艺实现掩模版和曝光对象之间的图形转移。由于芯片是由多层电路组成的，集成电路芯片通常需要多次曝光完成。为保证不同电路层之间的精确位置关系，在投影曝光过程中，必须通过对准系统实现掩模、曝光对象之间的精确对准。[0004]机器视觉对准系统是通过机器视觉技术实现掩模版和曝光对象之间的自动对准。在此自动对准系统中，通过成像光路获取对准标记的图案并成像在电荷藕合器件（CCD，ChargeCoupledDevice）或CMOS（ComplementaryMetalOxideSemiconductorTransistor）图像传感器上，从而获得标记的数字图像。通过数字图像处理和与模板图像的匹配技术，获得标记图像在图像坐标系中的位置，再将其转换成为标记在物理世界的坐标（工件台坐标系坐标或者掩模台坐标系坐标）。通过掩模版和曝光对象上标记的坐标关系，建立它们之间的相对坐标关系，从而实现掩模版和曝光对象之间的对准。[0005]基于上述的描述可知，对准标记在基于机器视觉方法的对准过程中作用很重要，现有技术在应用中存在以下问题：（1）对准标记的横向和纵向线条较少，导致两个方向的信号量较少，如图1中的o标记，使对准标记重复性测量较易受图像传感器的噪声影响，使对准精度变差；（2）标记不连通，如图1中p标记，不规则对称，或没有一个唯一的形心，如图1中q-r标记，由于半导体不同工艺层的对准是基于标记的中心，而机器视觉方法常用的模版匹配方法的参考点一般基于模版图像的中心，无法对准标记模版进行校正；（3）根据光学原理，当线条及间隙的尺寸小于对准装置镜头的极限分辨率时，对准装置观测到的标记线条之间会连到一起，导致标记无法分辨。发明内容[0006]为了克服上述缺陷，本发明提出一种用于曝光装置的对准标记，该对准标记同时满足如下技术特征：a.对准标记整体相连，即对准标记中任一线条都有相交线；b.对准标记为中心对称图形；c.对准标记的外围轮廓（标记外围与背景交界处）连通；d.组成对准标记的最小线宽及空隙尺寸大于使用该对准标记的测量镜头的极限分辨3CN103365098A说明书2/2页率；e.组成对准标记的横向或纵向的线条每个方向不少于4根。[0007]本发明的对准标记具有明显的轮廓特征，是中心对称图形，因此提高了分辨率；同时对准标记的横向和纵向线条长短一致，提高了对准精