一種可提高工藝套準(zhǔn)精度的曝光方法，包括以下順序步驟：首先使用第一曝光圖形對(duì)硅片光刻曝光，再用第二曝光圖形對(duì)硅片光刻曝光，使得硅片表面形成相間隔分布的圖案單元，所述第一曝光圖案和第二曝光圖案制在同一掩模板上。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供的方法能解決步進(jìn)式重復(fù)曝光光刻機(jī)鏡頭不均勻受熱問(wèn)題，從而減少鏡頭熱學(xué)形變，提高了工藝套準(zhǔn)精度。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及微電子制造領(lǐng)域，尤其涉及一種用于步進(jìn)重復(fù)曝光光刻機(jī)提高工藝套準(zhǔn)精度的光刻曝光方法。
技術(shù)介紹
光刻技術(shù)伴隨集成電路制造工藝的不斷進(jìn)步，線寬的不斷縮小，半導(dǎo)體器件的面積正變得越來(lái)越小，半導(dǎo)體的布局已經(jīng)從普通的單一功能分離器件，演變成整合高密度多功能的集成電路；由最初的IC (集成電路)隨后到LSI (大規(guī)模集成電路)、VLSI (超大規(guī)模集成電路)，直至今天的ULSI (特大規(guī)模集成電路)，器件的面積進(jìn)一步縮小，功能更為全面強(qiáng)大。考慮到工藝研發(fā)的復(fù)雜性，長(zhǎng)期性和高昂的成本等等不利因素的制約，如何在現(xiàn)有技術(shù)水平的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高器件的集成密度，縮小芯片的面積，在同一枚硅片上盡可能多的得到有效的芯片數(shù)，從而提高整體利益，將越來(lái)越受到芯片設(shè)計(jì)者，制造商的重視。 在半導(dǎo)體制造中，掩模板充當(dāng)著載體的角色，正是依靠它，光刻能夠在硅片上實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者的思路，讓半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)各種功能。隨著光刻技術(shù)不斷向更為細(xì)小的技術(shù)節(jié)點(diǎn)邁進(jìn)，掩模板的價(jià)格也不斷激增。若無(wú)法滿足技術(shù)的需求，產(chǎn)品的合格率無(wú)法保證，隨之而來(lái)的就是先期投入的浪費(fèi)、錯(cuò)過(guò)市場(chǎng)黃金需求期，商業(yè)的巨大損失。步進(jìn)式重復(fù)曝光光刻機(jī)(Stepper)曝光時(shí)掩模板不發(fā)生移動(dòng),通過(guò)單次曝光完成一個(gè)單兀(shot)的曝光,現(xiàn)有光刻曝光方式當(dāng)曝光X/Y尺寸差異過(guò)大的掩模板圖形時(shí)會(huì)導(dǎo)致的步進(jìn)式重復(fù)曝光光刻機(jī)鏡頭受熱膨脹不均勻，進(jìn)而影響套準(zhǔn)精度。這種掩模板的布局模式若X/Y尺寸差異過(guò)大，對(duì)于步進(jìn)式重復(fù)曝光光刻機(jī)而言會(huì)造成光學(xué)鏡頭局部受熱不均勻的問(wèn)題。這一問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致圖形形變惡化，進(jìn)而降低光刻機(jī)的套準(zhǔn)精度表現(xiàn)。以55納米工藝為例，套準(zhǔn)精度的要求為70nm，而當(dāng)X/Y差異大于9_時(shí)，產(chǎn)品即無(wú)法滿足工藝需求。而且X/Y之間的差異越大，套準(zhǔn)精度的劣化程度也激增。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處提供一種解決方法，當(dāng)存在X/Y尺寸差異過(guò)大的掩模板圖形時(shí)，若圖形的X尺寸小于12. 25mm (I倍)或Y尺寸小于15. 75mm時(shí)，則能將掩模板圖形重復(fù)排放。曝光進(jìn)程中分別對(duì)重復(fù)擺放的圖形穿插曝光，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)式重復(fù)曝光光刻機(jī)鏡頭均勻受熱，從而減少鏡頭熱學(xué)形變，提高了工藝套準(zhǔn)精度。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)提供，包括以下順序步驟 首先使用第一曝光圖形對(duì)硅片光刻曝光，再用第二曝光圖形對(duì)硅片光刻曝光，使得硅片表面形成上下左右相間隔的圖案單元，所述第一曝光圖案和第二曝光圖案制在同一掩模板上。本專(zhuān)利技術(shù)還提供的另外，包括以下順序步驟交替使用兩種或兩種以上曝光圖形對(duì)硅片進(jìn)行光刻曝光，使得硅片表面形成相間隔分布的圖案單元，所述兩種或兩種曝光圖案制在同一掩模板上。在本專(zhuān)利技術(shù)提供的一優(yōu)選實(shí)施例中，其中所述掩模板圖形的X方向尺寸小于12.25mm和/或Y方向尺寸小于15. 75 mm。本專(zhuān)利技術(shù)還提供一種掩模板，所述掩模板上排布兩個(gè)或兩個(gè)以上掩模板圖形。在本專(zhuān)利技術(shù)提供的一優(yōu)選實(shí)施例中，其中所述掩模板上掩模板圖形橫向并列排列或縱向并列排列。在本專(zhuān)利技術(shù)提供的一優(yōu)選實(shí)施例中，所述掩模板圖形的X方向尺寸小于12. 25 mm和/或Y方向尺寸小于15. 75 _。本專(zhuān)利技術(shù)提供的方法能解決步進(jìn)式重復(fù)曝光光刻機(jī)鏡頭不均勻受熱問(wèn)題，從而減少鏡頭熱學(xué)形變，提高了工藝套準(zhǔn)精度。 附圖說(shuō)明圖I是本專(zhuān)利技術(shù)提供方法中使用的掩模板示意圖。圖2是本專(zhuān)利技術(shù)中加工的硅片示意圖。圖3為不同硅片采用本專(zhuān)利技術(shù)提供方法光刻曝光后性能測(cè)試套準(zhǔn)精度偏差圖。具體實(shí)施例方式本專(zhuān)利技術(shù)提供解決步進(jìn)式重復(fù)曝光光刻機(jī)鏡頭不均勻受熱的方法，通過(guò)該方法能很好解決光學(xué)鏡頭局部受熱不均勻的問(wèn)題，同時(shí)也解決工藝套準(zhǔn)精度問(wèn)題。以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)提供的方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以便更好理解本專(zhuān)利技術(shù)創(chuàng)造的內(nèi)容，但是實(shí)施例的內(nèi)容并不限制本專(zhuān)利技術(shù)創(chuàng)造的保護(hù)范圍。將傳統(tǒng)掩模板布局方式與本專(zhuān)利技術(shù)中使用的掩模板(掩模板3結(jié)構(gòu)如圖I (a)和(b)所示)進(jìn)行對(duì)比，由于物理上的限制，常規(guī)半導(dǎo)體芯片制造中使用的掩模板最大的實(shí)際圖形區(qū)域(I倍情況下)只能為26mm (X) X 33mm (Y)。若圖形的X尺寸小于12. 25mm (I倍)或Y尺寸小于15. 75mm時(shí)(考慮I. 5mm掩模板遮光帶需求),則能將掩模板圖形重復(fù)排放。進(jìn)行曝光時(shí)，采用穿插的曝光模式，即使用掩模板3上4-1區(qū)域和4-2區(qū)依次進(jìn)行曝光，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鏡頭均勻受熱，以防止鏡頭形變導(dǎo)致的套準(zhǔn)精度下降。 光刻曝光用掩模板上排布兩個(gè)或兩個(gè)以上掩模板圖形，掩模板上掩模板圖形橫向并列排列或縱向并列排列，如圖I (a)和(b)所示。光刻曝光方法的具體步驟包括以下3種 (I)首先，如圖I (a)或圖I (b)所示在掩模板3形成第一曝光圖形(4-1區(qū)域)和第二曝光圖形(4-2區(qū)域)。使用第一曝光圖形(4-1區(qū)域)對(duì)硅片光刻曝光，再用第二曝光圖形(4-2區(qū)域)對(duì)硅片光刻曝光。先后光刻曝光使得硅片表面形成上下左右相間隔的圖案單元,娃片上形成圖案如圖2所示。(2)首先，如圖I (a)或圖I (b)所示在掩模板3形成第一曝光圖形(4_1區(qū)域)和第二曝光圖形(4-2區(qū)域)。使用第二曝光圖形(4-2區(qū)域)對(duì)硅片光刻曝光，再用第一曝光圖形(4-1區(qū)域)對(duì)硅片光刻曝光。先后光刻曝光使得硅片表面形成上下左右相間隔的圖案單元，硅片上形成圖案如圖2所示。(3)首先，如圖I (a)或圖I (b)所示在掩模板3形成第一曝光圖形(4_1區(qū)域)和第二曝光圖形(4-2區(qū)域)。使用第一曝光圖形(4-1區(qū)域)和第二曝光圖形(4-2區(qū)域)對(duì)硅片交替進(jìn)行光刻曝光。先后光刻曝光使得硅片表面形成上下左右相間隔的圖案單元，硅片上形成圖案如圖2所示。選用同一批次內(nèi)不同硅片采用本專(zhuān)利技術(shù)提供方法進(jìn)行光刻曝光，將光刻曝光后的硅片進(jìn)行套準(zhǔn)精度的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖3所示。圖中， 線(0VLX_MIN)是硅片上X方向的最小套準(zhǔn)精度偏差值，■線(0VLX_MAX)是硅片上X方向的最大套準(zhǔn)精度偏差值，▲線(0VLY_MIN)是硅片上Y方向的最小套準(zhǔn)精度偏差值，X線(0VLY_MAX)是硅片上X方向的最大套準(zhǔn)精度偏差值。相比常規(guī)手段光刻曝光后的硅片測(cè)試的結(jié)果，通過(guò)本專(zhuān)利技術(shù)提供的光照曝光方法可以提高20%的套準(zhǔn)精度，滿足生產(chǎn)的要求。以上對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本專(zhuān)利技術(shù)并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)行的等同修改和替代也都在本專(zhuān)利技術(shù)的范疇之中。因此，在不脫離本專(zhuān)利技術(shù)的精神和范圍下所作的均等變換和 修改，都應(yīng)涵蓋在本專(zhuān)利技術(shù)的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.，其特征在于，包括以下順序步驟 首先使用第一曝光圖形對(duì)硅片光刻曝光，再用第二曝光圖形對(duì)硅片光刻曝光，使得硅片表面形成相間隔分布的圖案單元，所述第一曝光圖案和第二曝光圖案制在同一掩模板上。2.，其特征在于，包括以下順序步驟交替使用兩種或兩種以上曝光圖形對(duì)硅片進(jìn)行光刻曝光，使得硅片表面形成上下左右相間隔的圖案單元，所述兩種或兩種曝光圖案制在同一掩模板上。3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的曝光方法，其特征在于，所述掩模板圖形的X方向尺寸小于12. 25 mm和/或Y方向尺寸小于15. 75 mm。4.一種掩模板,其特征在于,所述掩模板上排布兩個(gè)或兩個(gè)以上掩模板圖形。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述掩模板,其特征在于,所述掩模板上掩模板圖形橫向并列排列 或本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種可提高工藝套準(zhǔn)精度的曝光方法，其特征在于，包括以下順序步驟：首先使用第一曝光圖形對(duì)硅片光刻曝光，再用第二曝光圖形對(duì)硅片光刻曝光，使得硅片表面形成相間隔分布的圖案單元，所述第一曝光圖案和第二曝光圖案制在同一掩模板上。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱駿，張旭昇，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：上海華力微電子有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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