一種大芯片曝光方法及芯片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大芯片曝光方法及芯片，通過曝光機臺曝光一由至少兩塊光罩組成的大芯片時，該方法包括：在每塊光罩的空余區(qū)域中確定設(shè)置對位標記的第一位置；通過第一方法在所述第一位置形成晶片曝光對位標記；在光刻涂膠層光刻膠的晶片上曝光所述晶片曝光對位標記，通過顯影成像，每個曝光場都定義出對位標記圖形，根據(jù)定義好的晶片曝光對位標記，曝光機臺自動對準系統(tǒng)定義所述至少兩塊光罩的圖形曝光，使所述至少兩塊光罩銜接形成大芯片。本發(fā)明公開的方法和裝置可以節(jié)省零層光罩制作，在保證對準精度的同時可以節(jié)省一次長膜、光刻、刻蝕工藝流程，從而降低了大芯片曝光操作的繁雜度。
【專利說明】一種大芯片曝光方法及芯片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種大芯片曝光方法及芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)中，光刻(photoetching)是通過一系列生產(chǎn)步驟將晶圓表面薄膜的特定部分除去的工藝。在光刻之后，晶圓表面會留下帶有微圖形結(jié)構(gòu)的薄膜。被除去的部分可能形狀是薄膜內(nèi)的孔或是殘留的島狀部分。
[0003]光刻需要通過涂膠、曝光、顯影定義出光刻圖形，留下的光刻膠用于阻擋刻蝕或者離子注入。芯片在整個工藝生產(chǎn)過程中需要經(jīng)過多次光刻，后續(xù)光刻層次圖形必須與前層定義的圖形套準。為保證后層圖形與前層圖形套準，前層圖形必須設(shè)計對準標記，曝光機臺對準系統(tǒng)自動掃描前層對位標記，可以精確定位前層圖形位置，確保后續(xù)光刻圖形與前層圖形的套準精度。
[0004]曝光機臺成像的大小有限制，當設(shè)計的芯片大小超出曝光機臺成像大小極限后，就需要將設(shè)計圖形分割開來，通過多個曝光場組合成一個大芯片。正常芯片是以單片光罩定義圖形，第一次光刻是不進行對準直接曝光，依靠曝光機臺的走位精度可以控制在0.0lum以內(nèi)，可以滿足工藝的精度設(shè)計要求。大芯片需要2塊以上的光罩組合定義圖形，多塊光罩定義的圖形相接處有很高的套準精度要求。每曝光一片光罩，晶片需要進入機臺一次，機臺進片位置偏差控制精度約10um，如仍采用不對準的方式曝光，依靠進片位置的精度不可能滿足工藝要求。傳統(tǒng)的工藝解決方法是:設(shè)計零層光罩定義對準標記，通過光刻、刻蝕在晶片表面定義對準圖形，使得整個工藝流程復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種大芯片曝光方法及芯片，本發(fā)明所提供的方法和裝置解決現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)計零層光罩定義對準標記，通過光刻、刻蝕在晶片表面定義對準圖形，使得整個工藝流程復(fù)雜的問題。
[0006]本發(fā)明提供一種大芯片曝光方法，通過曝光機臺曝光一由至少兩塊光罩組成的大芯片時，該方法包括:
[0007]在每塊光罩的空余區(qū)域中確定設(shè)置對位標記的第一位置；
[0008]通過第一方法在所述第一位置形成晶片曝光對位標記；
[0009]在光刻涂膠層光刻膠的晶片上曝光所述晶片曝光對位標記，通過顯影成像，每個曝光場都定義出對位標記圖形，根據(jù)定義好的晶片曝光對位標記，曝光機臺自動對準系統(tǒng)定義所述至少兩塊光罩的圖形曝光，使所述至少兩塊光罩銜接形成大芯片。
[0010]更優(yōu)化的方案，所述對位標記的長寬分別為0.5mm和0.5mm。
[0011]更優(yōu)化的方案，所述第一方法為長膜、光刻，則所述晶片曝光對位標記為光刻膠定義的對位標記。
[0012]更優(yōu)化的方案，所述晶片曝光對位標記周圍設(shè)計為Dark區(qū)域。[0013]更優(yōu)化的方案，所述晶片曝光對位標記設(shè)置于所述光罩的兩側(cè)空余區(qū)域的任一側(cè)。
[0014]本發(fā)明還提供一種大芯片，通過上述的方法生成。
[0015]上述技術(shù)方案中的一個或兩個，至少具有如下技術(shù)效果:
[0016]因為現(xiàn)有技術(shù)中，在定義第一次光刻圖形前，先定義零層圖形，專門設(shè)計一片光罩定義對位標記，通過長膜、光刻、刻蝕在晶圓上定義出對位標記，再通過對位標記來定義第一層光刻圖形，確保多塊光罩組合的圖形相接處的套準精度。而本發(fā)明所提供的方案是直接在光罩上設(shè)計對準標記，通過曝光、顯影定義出對準標記，顯影后接著定義多塊光罩的組合大芯片圖形。所以本發(fā)明所提供的方案相對于現(xiàn)有技術(shù)的方案而言，本發(fā)明所提供的大芯片的曝光方法可以節(jié)省零層光罩制作，在保證對準精度的同時可以節(jié)省一次長膜、光刻、刻蝕工藝流程，從而降低了大芯片曝光操作的繁雜度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例中一種大芯片曝光方法的流程示意圖；
[0018]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中6英寸光罩設(shè)計規(guī)格的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明實施例兩塊光罩銜接的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]現(xiàn)有技術(shù)中因為曝光機臺成像的大小有限制，當設(shè)計的芯片大小超出曝光機臺成像大小極限后，就需要將設(shè)計圖形分割開來，通過多個曝光場組合成一個大芯片。正常芯片是以單片光罩定義圖形，第一次光刻是不進行對準直接曝光，依靠曝光機臺的走位精度可以控制在0.0lum以內(nèi)，可以滿足工藝的精度設(shè)計要求。大芯片需要2塊以上的光罩組合定義圖形，多塊光罩定義的圖形相接處有很高的套準精度要求。每曝光一片光罩，晶片需要進入機臺一次，機臺進片位置偏差控制精度約10um，如仍采用不對準的方式曝光，依靠進片位置的精度不可能滿足工藝要求?，F(xiàn)有的工藝解決方法是:設(shè)計零層光罩定義對準標記，通過光刻、刻蝕在晶片表面定義對準圖形，使得整個工藝流程復(fù)雜。
[0021]針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實施例提供一種大芯片曝光方法，通過曝光機臺曝光一由至少兩塊光罩組成的大芯片時，該方法包括:在每塊光罩的空余區(qū)域中確定設(shè)置對位標記的第一位置；通過第一方法在所述第一位置形成晶片曝光對位標記；在光刻涂膠層光刻膠的晶片上曝光所述晶片曝光對位標記，通過顯影成像，每個曝光場都定義出對位標記圖形，根據(jù)定義好的晶片曝光對位標記，曝光機臺自動對準系統(tǒng)定義所述至少兩塊光罩的圖形曝光，使所述至少兩塊光罩銜接形成大芯片。
[0022]因為現(xiàn)有技術(shù)中，在定義第一次光刻圖形前，先定義零層圖形，專門設(shè)計一片光罩定義對位標記，通過長膜、光刻、刻蝕在晶圓上定義出對位標記，再通過對位標記來定義第一層光刻圖形，確保多塊光罩組合的圖形相接處的套準精度。而本發(fā)明所提供的方案是直接在光罩上設(shè)計對準標記，通過曝光、顯影定義出對準標記，顯影后接著定義多塊光罩的組合大芯片圖形。所以本發(fā)明所提供的方案相對于現(xiàn)有技術(shù)的方案而言，本發(fā)明所提供的大芯片的曝光方法可以節(jié)省零層光罩制作，在保證對準精度的同時可以節(jié)省一次長膜、光刻、刻蝕工藝流程，從而降低了大芯片曝光操作的繁雜度。[0023]下面結(jié)合附圖對本申請實施例技術(shù)方案的主要實現(xiàn)原理、【具體實施方式】及其對應(yīng)能夠達到的有益效果進行詳細的闡述。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種大芯片曝光方法，下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明:
[0025]因為大芯片需要分成多塊光罩分別進行曝光，為了后期能將多塊光罩銜接成一個整塊的芯片，所以對每塊光罩進行曝光時，需要首先確定每塊光罩的對位標記。所以本發(fā)明所提供的工藝流程方法中，通過曝光機臺曝光一由至少兩塊光罩組成的大芯片時，該方法具體包括:
[0026]步驟101，在每塊光罩的空余區(qū)域中確定設(shè)置對位標記的第一位置；
[0027]現(xiàn)有技術(shù)中6英寸光罩設(shè)計規(guī)格(如圖2所示)，縮小五倍后的最大尺寸為:正方形22.0X22.0mm，長方形為17.96X25.20m。大芯片光罩設(shè)計為長方形，然后將多個光罩圖形組合為一個大芯片，其中，如果兩塊光罩圖形組合形成大芯片，可以通過圖3所示的方式銜接，301為芯片切割道，302為A光罩和B光罩的銜接處。光罩兩側(cè)至少有2mm以上的空余空間，所以在本發(fā)明中所述晶片曝光對位標記設(shè)置于所述光罩的兩側(cè)空余區(qū)域的任一側(cè)(即所述光罩兩側(cè)中任一側(cè)的2_以上的空余區(qū)域)。則所述第一位置則在所述至少2_以上的空余空間中。
[0028]步驟102，通過第一方法在所述第一位置形成晶片曝光對位標記；
[0029]所述對位標記需要的空間約為0.5mm和0.5mm(即對位標記所占區(qū)域的長寬分別
0.5mm和0.5mm)。因此可以在光罩任意一側(cè)設(shè)ii 套晶片曝光對位標記。
[0030]步驟103，在光刻涂膠層光刻膠的晶片上曝光所述晶片曝光對位標記，通過顯影成像，每個曝光場都定義出對位標記圖形，根據(jù)定義好的晶片曝光對位標記，曝光機臺自動對準系統(tǒng)定義所述至少兩塊光罩的圖形曝光，使所述至少兩塊光罩銜接形成大芯片。
[0031]在光刻涂膠層光刻膠的晶片上曝光對位標記，通過顯影成像，晶片每個曝光場都定義出對位標記圖形。
[0032]如果某一大芯片被分為兩塊光罩(A光罩與B光罩)，根據(jù)定義好的對位標記,曝光機臺自動對準系統(tǒng)可以精確定義A光罩與B光罩的圖形,確保A光罩與B光罩銜接處的偏差控制在0.1um以內(nèi)，滿足工藝設(shè)計要求。
[0033]在本發(fā)明實施例所提供的方案中，所述第一方法為長膜、光刻，則所述晶片曝光對位標記為光刻膠定義的對位標記。
[0034]進一步，為了避免曝光對位標記時，對位標記周圍的光刻膠被曝光，所以所述晶片曝光對位標記周圍設(shè)計為Dark區(qū)域。
[0035]在本發(fā)明實施例中，因為第一曝光、顯影只針對對準標記區(qū)域的光刻膠予以曝光、顯影，因此不影響定義A光罩與B光罩的圖形定義。綜上所述，通過優(yōu)化后的工藝設(shè)計，在節(jié)約一片光罩成本的同時省去了一層光刻工藝，且芯片圖形線寬與圖形偏差都能達到工藝設(shè)計要求。
[0036]本發(fā)明實施例還提供一種大芯片，該大芯片是通過上述曝光方法生成的。
[0037]針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實施例提供一種大芯片曝光方法，通過曝光機臺曝光一由至少兩塊光罩組成的大芯片時，該方法包括:在每塊光罩的空余區(qū)域中確定設(shè)置對位標記的第一位置；通過第一方法在所述第一位置形成晶片曝光對位標記；在光刻涂膠層光刻膠的晶片上曝光所述晶片曝光對位標記，通過顯影成像，每個曝光場都定義出對位標記圖形，根據(jù)定義好的晶片曝光對位標記，曝光機臺自動對準系統(tǒng)定義所述至少兩塊光罩的圖形曝光，使所述至少兩塊光罩銜接形成大芯片。
[0038]本申請實施例中的上述一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下的技術(shù)效果:
[0039]現(xiàn)有技術(shù)中在定義第一次光刻圖形前，先定義零層圖形，專門設(shè)計一片光罩定義對位標記，通過長膜、光刻、刻蝕在晶圓上定義出對位標記，再通過對位標記來定義第一層光刻圖形，確保多塊光罩組合的圖形相接處的套準精度。本發(fā)明所提供的方案是直接在光罩上設(shè)計對準標記，通過曝光、顯影定義出對準標記，顯影后接著定義多塊光罩的組合大芯片圖形。所以本發(fā)明所提供的方案相對于現(xiàn)有技術(shù)的方案而言，本發(fā)明所提供的大芯片的曝光方法可以節(jié)省零層光罩制作，在保證對準精度的同時可以節(jié)省一次長膜、光刻、刻蝕工藝流程，從而降低了大芯片曝光操作的繁雜度。通過本發(fā)明實施例所提供的優(yōu)化后的大芯片曝光工藝設(shè)計，在節(jié)約一片光罩成本的同時省去了一層光刻工藝，且芯片圖形線寬與圖形偏差都能達到工藝設(shè)計要求。
[0040]本發(fā)明所述的方法并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出其它的實施方式，同樣屬于本發(fā)明的技術(shù)創(chuàng)新范圍。
[0041]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種大芯片曝光方法，其特征在于，通過曝光機臺曝光一由至少兩塊光罩組成的大芯片時，該方法包括: 在每塊光罩的空余區(qū)域中確定設(shè)置對位標記的第一位置； 通過第一方法在所述第一位置形成晶片曝光對位標記； 在光刻涂膠層光刻膠的晶片上曝光所述晶片曝光對位標記，通過顯影成像，每個曝光場都定義出對位標記圖形，根據(jù)定義好的晶片曝光對位標記，曝光機臺自動對準系統(tǒng)定義所述至少兩塊光罩的圖形曝光，使所述至少兩塊光罩銜接形成大芯片。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對位標記的長寬分別為0.5mm和0.5mmο
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一方法為長膜、光刻，則所述晶片曝光對位標記為光刻膠定義的對位標記。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述晶片曝光對位標記周圍設(shè)計為Dark區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶片曝光對位標記設(shè)置于所述光罩的兩側(cè)空余區(qū)域的任一側(cè)。
6.一種大芯片，其特征在于，通過權(quán)利要求1-5任一所述的方法生成。
【文檔編號】G03F9/00GK103913954SQ201310002337
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月5日
【發(fā)明者】彭超群, 戴新華, 方表峰, 馬玉玲 申請人:北大方正集團有限公司, 深圳方正微電子有限公司