一種兼容型掩膜版基準設計版圖的製作方法
2023-07-06 10:08:56 2
專利名稱：一種兼容型掩膜版基準設計版圖的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種掩膜版基準設計版圖，尤其涉及一種能夠兼容多種光刻機的掩膜版基準標記新型設計。
背景技術：
光刻技術是集成電路製造中利用光學-化學反應原理和化學、物理刻蝕方法，將電路圖形傳遞到單晶表面或介質層上，形成有效圖形窗口或功能圖形的工藝技術；光刻工藝是集成電路製造技術最核心的工序之一。隨著集成電路製造往更小尺寸延伸，光刻技術已從常規光學技術發展到應用電子束、X射線、微離子束、雷射等新技術；使用波長已從4000埃擴展到0.1埃數量級範圍。光刻技術已經成為一種精密的微細加工技術，並逐漸成為引領整個行業走向的風向標。正因為如此，光刻相關各個環節的技術研發也是各大公司關注的重點，尤其對於晶圓製造廠而言，光刻機和光刻掩膜版是光刻工藝中最重要的兩個部分，也是主要投資方向。基礎電路的版圖是由設計工程師在工作站完成，最終得到的是關於版圖的圖像或數據，然後再交付給集成電路製造商，而製造商將版圖的圖形轉移到晶圓片上的過程中，需要製作相應的光刻掩膜版，晶片製造過程中需要十幾次乃至幾十次光刻，每次光刻都需要一塊光刻掩膜版，因此，光刻掩膜版需求量巨大，SEMI研究報告顯不,2010年全球半導體光刻掩膜版市場達到了 30億美元規模，預估2012年這一數字可達32億美元。通常，一種光刻機只能對應使用自己的掩膜版設計，同一塊掩膜版無法在不同廠商生產的光刻機上應用，對於大規模量產的工廠，出於技術要求，一個晶圓廠可能會有不同類型光刻機(製造商不同)，但是現在光刻機基本上都是從國外進口，價格高的幾千萬美元，每天折舊費高的幾十萬人民幣，而每塊光刻掩膜版價格也高達幾萬美元，這將意味需要增加額外的掩膜版成本和相應的光刻機維護成本，同時也會大大降低生產效率和產能利用率。[0005]因此，有效地利用這些光刻機使其能相互支援替換，充分利用產能和增加生產效率，是降低成本增加競爭力的有效途徑。
實用新型內容針對目前光刻掩膜版只能用於特定光刻機，而導致的成本高和生產效率低的問題，本實用新型提供了一種能夠兼容多種光刻機的掩膜版基準標記新型設計版圖，使掩膜版能有效地安全的在兩種光刻機上使用，有效地利用這些光刻機使其能相互支援替換，充分利用產能和增加生產效率，降低成本以增加核心競爭力。因此，本實用新型的目的是提供一種兼容型掩膜版基準設計版圖，包括多種光刻對準標記和條形碼。具體地，本實用新型所述兼容型掩膜版基準設計版圖，包括主圖形區、環繞包圍所述主圖形區的遮光帶之外的光刻對準標記和條形碼。在遮光帶的外部環繞分布有第一光刻對準標記(TIS-RSC)。其中，所述主圖形區最大面積優選為104mmX 132mm ;位於遮光帶頂部邊的第一光刻對準標記之間的間距(中心之間的距離)優選為21.8mm,側邊的第一光刻對準標記之間的間距(中心之間的距離)優選為21.8mm。所述遮光帶側邊寬度優選為2mm，頂部邊寬度優選為2.5mm。本實用新型所述兼容型掩膜版基準設計版圖，還包括包圍所述主圖形區和第一光刻對準標記的防護薄膜框架(pellicle frame)，所述防護薄膜框架包括外框和內框，沿防護薄膜側邊設有第二光刻對準標記(VRA)。其中，所述防護薄膜框架的外框尺寸優選為122mmX 149mmX5mm、內框尺寸優選為118mmX145mmX5mmη第二光刻對準標記優選為14個，對稱分布在防護薄膜和主圖形區兩側，其中一側的7個第二光刻對準標記中，有一個位於中心位置，另外六個平均分布在兩端，其中一段3個第二光刻對準標記與中心位置的第二光刻對準標記的距離(中心之間的距離)分別為55±0.0001mm、59±0.0001mm、65±0.0001mm，另一端3個第二光刻對準標記與中心位置的第二光刻對準標記的距離(中心之間的距離)分別為55±0.0001mm、61±0.0001mm、65±0.0001mm。本實用新型所述兼容型掩膜版基準設計版圖，在靠近兩側邊的位置分別設有針對不同光刻機類型的條形碼，至少包括第一條形碼和第二條形碼。其中，優選地，第一條形碼寬度為9mm，與版圖縱向中軸距離為69mm。第二條形碼為兩部分組成，兩部分第二條形碼間距為20mm，第二條形碼長度為49.16mm，寬度為3.5mm,與版圖縱向中軸距離為72±0.01mm。
本實用新型所述兼容型掩膜版基準設計版圖，還包括兩個第三光刻對準標記(MA)，兩個第三光刻對準標記對稱地位於防護薄膜框架側邊與版圖側邊之間，並優選位於版圖的中間。兩個第三光刻對準標記間距優選為131 ±0.00015mm，面積優選為8mmX8mm。本實用新型所述兼容型掩膜版基準設計版圖，在頂端還可以包括預對準標記(PA)。優選地，包括對稱設置的兩個預對準標記，兩個預對準標記的距離(中心之間的距離)優選為 135.5±0.001mm。所述預對準標記與第三光刻對準標記間距(中心之間的距離)優選為69.5±0.00015mm。本實用新型上述內容中，均以短邊為頂部邊，長邊為側邊；以靠近版圖中央區域為內部，靠近版圖邊緣區域為外部；所述縱向中心軸指的是平行於側邊的中心軸。本實用新型提供的兼容型掩膜版基準設計版圖，可用於NIKON S6XX系列以下的所有的4X的st印per和scanner光刻機，如S2XX、S3XX、SF15X等系列，以及ASML所有的4Xscanner光刻機，使得一種光刻掩膜版用於多種光刻機，無需在為不同掩膜版購買專門的光刻機、或為不同光刻機購買專門的掩膜版，大大降低掩膜版購買成本和相應設備的維護成本。
圖1為本實用新型兼容型掩膜版基準設計版圖結構示意圖；[0022]圖2為遮光帶頂部邊第一光刻對準標記正視結構示意圖；圖3為遮光帶側邊第一光刻對準標記正視結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型提供了一種兼容型掩膜版基準設計版圖，包括多種光刻對準標記，中央位置為主圖形區，主圖形區外部環繞包圍有遮光帶，光刻對準標記均設置在遮光帶的外部；在靠近版圖兩側邊的位置還設有多種條形碼。本實用新型兼容型掩膜版基準設計版圖糅合了多種掩膜版的設計細節，使掩膜版能有效地安全的在多種光刻機上使用。下面參照附圖，對本實用新型兼容型掩膜版基準設計版圖的結構進行詳細的介紹和描述，以使更好的理解本實用新型，但是應當理解的是，下述實施例並不限制本實用新型範圍。參照圖1，本實用新型兼容型掩膜版基準設計版圖的中央部分為主圖形區1，遮光帶10包圍環繞主圖形區I。主圖形區I的最大面積為104mmX 132mm ;以長邊為側邊，短邊為頂部邊，同樣地，下述實施例中，其它環形結構與主圖形區I的長邊對應的邊為側邊，與主圖形區I的短邊對應的邊為頂部邊。遮光帶10的側邊寬度為2mm，頂部邊寬度為2.5mm。
·[0029]遮光帶10的外部環繞有防護薄膜框架2，防護薄膜框架2由內框和外框組成，外框尺寸為122mmX 149mmX 5mm ；內框尺寸為118mmX 145mmX 5mm。防護薄膜框架2的頂部邊與版圖頂部邊相鄰。在遮光帶10和防護薄膜框架2之間還設有第一光刻對準標記42,第一光刻對準標記42選擇用ASML光刻機類型光罩對準標記版圖的RSC對準標記，包括對準中心420。第一光刻對準標記42環繞遮光帶10外邊緣分布(可以與外邊緣遮光帶10接觸，或不接觸)，沿遮光帶10每個邊均分布有5個。其中，沿每個頂部邊分布的第一光刻對準標記42中心之間的距離為21.8_，等同於ASML光刻機類型光罩對準標記版圖的21.8_。沿一個側邊分布的5個第一光刻對準標記42中，中間的第一光刻對準標記一端與版圖橫向中心線(本實用新型指的是平行於頂部邊的中心線)對齊；沿另一側邊分布的5個第一光刻對準標記42中，其中一個與沿頂部邊分布的第一光刻對準標記內邊緣平行，對準中心與橫向中軸線的距離分別為 8mm、22mm、38mm、52mm、68mm。版圖縱向中心線(本實用新型指的是平行於側邊的中心線)與距離沿端部邊分布的第一光刻對準標記中心68.588mm,距離沿側邊分布的第一光刻對準標記中心54.088mm。沿防護薄膜框架2側邊外邊緣分布有第二光刻對準標記41，第二光刻對準標記41選用NIKON光刻機類型光罩對準標記版圖中的VRA對準標記(但不設有位於頂部邊的AIS-RA對準標記)，第二光刻對準標記41共14個，對稱分布在兩個側邊。每側邊分布的7個第二光刻對準標記41中，中間的一個中心位於橫向中軸線，其中一個側邊處，其它的第二光刻對準標記以與該中間的第二光刻標記中心間距分別為55±0.0001mm、59±0.0001mm、65±0.0OOlmm的距離對稱分布,靠近該部分第二光刻對準標記對應的版圖側邊處設有第二條形碼31 ;另一個側邊處，其它的第二光刻對準標記以與該中間的第二光刻標記中心間距分別為55±0.0001mm、61±0.0001mm、65±0.0OOlmm的距離對稱分布，靠近該部分第二光
刻對準標記對應的版圖側邊處設有第一條形碼32。第二條形碼31選用NIKON光刻機類型光罩對準標記版圖條形碼，數量為兩個，長度均為49.16mm,寬度均為3.5mm,與版圖中軸距離均為72±0.0lmm,兩個第二條形碼31以橫向中心軸對稱分布，間距為20mm ;第一條形碼選用ASML光刻機類型光罩對準標記版圖條形碼，數量為一個，寬度均為9mm,與版圖中軸距離均為69mm。在防護薄膜保護框架2側邊與版圖邊緣之間還可以設有、數量共為2個的第三光刻對準標記44，兩個第三光刻對準標記44選用ASML光刻機類型光罩對準標記版圖MA對準標記，以縱向中心軸對稱分布，中心位於橫向中心軸上。兩個第三光刻對準標記44中心間距為 131 ±0.0001 5mm ;總面積為 8mmX8mm。在版圖的一端還可以設有以縱向中心軸對稱分布的預對準標記43，預對準標記43選用ASML光刻機類型光罩對準標記版圖的PA標記，中心距尚為135.5±0.001mm。每一側的第三光刻對準標記44與預對準標記43中心之間連線平行於縱向中心軸，中心間距為69.5±0.00015mm。通過上述的設計，去除NIKON光刻機類型光罩對準標記版圖的AIS-RA標記，保留了 NIKON和ASML光刻機類型光罩對準標記版圖的條形碼、和其它光刻對準標記，並且防護薄膜框架尺寸遵循NIKON光刻機類型光罩對準標記版圖要求，但對光刻對準標記的排布進行了調整。
因此，本實用新型設計的兼容型掩膜版基準設計版圖可應用於NIKON S6XX系列以下所有的4X的st印per和scanner光刻機，如S2XX/S3XX/SF15X等系列(不包含NIKONS6XX系列)、以及ASML所有的4X scanner光刻機，但是對於ASML1700及其以下機型，光罩載物臺(reticle stage)需要改造以適用寬的防護薄膜框架,而ASML1900及其以上機型則不需要改造。因此，實現了一種掩膜版適用於多種光刻劑型的目的。以上對本實用新型的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為範例，本實用新型並不限制於以上描述的具體實施例。對於本領域技術人員而言，任何對本實用新型進行的等同修改和替代也都在本實用新型的範疇之中。因此，在不脫離本實用新型的精神和範圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本實用新型的範圍內。
權利要求1.一種兼容型掩膜版基準設計版圖，其特徵在於，包括主圖形區、環繞包圍所述主圖形區的遮光帶外的光刻對準標記和條形碼，在遮光帶的外部環繞分布有第一光刻對準標記； 還包括包圍所述主圖形區和第一光刻對準標記的防護薄膜框架，所述防護薄膜框架包括外框和內框，沿防護薄膜側邊設有第二光刻對準標記； 在靠近兩側邊的位置分別設有第一條形碼和第二條形碼； 還包括兩個第三光刻對準標記，兩個第三光刻對準標記對稱地位於防護薄膜框架側邊與版圖側邊之間。
2.根據權利要求1所述的兼容型掩膜版基準設計版圖，其特徵在於，在版圖一端還可以包括預對準標記。
3.根據權利要求2所述的兼容型掩膜版基準設計版圖，其特徵在於，包括對稱設置的兩個預對準標記，兩個預對準標記的中 心相距距離為135.5±0.001mm。
4.根據權利要求1所述的兼容型掩膜版基準設計版圖，其特徵在於，第一條形碼寬度為9mm,與版圖縱向中軸距離為69mm。
5.根據權利要求1所述的兼容型掩膜版基準設計版圖，其特徵在於，第二條形碼為兩個，兩個第二條形碼間距為20mm,第二條形碼長度為49.16mm,寬度為3.5mm,與版圖縱向中軸距離為72±0.01mm。
6.根據權利要求1所述的兼容型掩膜版基準設計版圖，其特徵在於，兩個第三光刻對準標記間距為131±0.00015mm,面積為8_X8mm。
7.根據權利要求1所述的兼容型掩膜版基準設計版圖，其特徵在於，所述防護薄膜框架外框尺寸為122mmX 149mmX 5mm ;內框尺寸為118mmX 145mmX 5mm。
8.根據權利要求1所述的兼容型掩膜版基準設計版圖，其特徵在於，所述遮光帶側邊寬度為2mm,頂部邊寬度為2.5mm。
9.根據權利要求1所述的兼容型掩膜版基準設計版圖，其特徵在於，所述主圖形區最大面積為104mmX 132mm。
10.根據權利要求1所述的兼容型掩膜版基準設計版圖，其特徵在於，位於遮光帶頂部邊的第一光刻對準標記中心之間的間距為21.8mm ;側邊的第一光刻對準標記中心之間的間距為21.8臟。
專利摘要本實用新型提供了一種兼容型掩膜版基準設計版圖，包括多種光刻對準標記，中央位置為主圖形區，主圖形區外部環繞包圍有遮光帶，光刻對準標記均設置在遮光帶的外部；在靠近版圖兩側邊的位置還設有多種條形碼。本實用新型兼容型掩膜版基準設計版圖糅合了多種掩膜版的設計細節，使掩膜版能有效地安全的在多種光刻機上使用。
文檔編號G03F1/48GK203117634SQ201220022228
公開日2013年8月7日 申請日期2012年1月18日 優先權日2012年1月18日
發明者何偉明, 朱駿 申請人:上海華力微電子有限公司