一種mems圓片雙面步進(jìn)光刻方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種MEMS圓片雙面步進(jìn)光刻方法，其特征在于包括以下步驟：a.晶圓片在投影步進(jìn)光刻機(jī)進(jìn)行正面光刻，制作出對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記（a、a）以及器件結(jié)構(gòu)；b.在雙面光刻機(jī)中，將晶圓片背面制作出相應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記（b,b）；c.在投影步進(jìn)光刻機(jī)中，對(duì)準(zhǔn)晶圓片背面的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記（b,b），在晶圓片背面光刻制作對(duì)應(yīng)的器件結(jié)構(gòu)。本發(fā)明是結(jié)合雙面光刻技術(shù)，在投影步進(jìn)光刻工藝加工中實(shí)現(xiàn)雙面結(jié)構(gòu)制作，采用雙面光刻機(jī)在背面制作一個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，圓片正反兩面使用投影步進(jìn)光刻機(jī)進(jìn)行較高精度套刻工藝制作。
【專利說(shuō)明】一種MEMS圓片雙面步進(jìn)光刻方法【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及微電子MEMS器件制作工藝【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種MEMS器件實(shí)現(xiàn)投 影步進(jìn)光刻機(jī)進(jìn)行雙面光刻的工藝加工方法?！颈尘凹夹g(shù)】[0002]面對(duì)芯片最小尺寸越來(lái)越小、集成難度越來(lái)越高、圓片尺寸越來(lái)越大的發(fā)展趨勢(shì)， 高精度的MEMS器件制作工藝優(yōu)勢(shì)愈發(fā)明顯。步進(jìn)光刻系統(tǒng)是一種混合設(shè)備，融合了投影 光刻機(jī)和分布重復(fù)光刻機(jī)技術(shù)，是通過(guò)使用縮小透鏡掃描一個(gè)大曝光場(chǎng)圖像到晶片上實(shí)現(xiàn) 的。步進(jìn)光刻機(jī)的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置能保證使中間掩膜圖形在片子上的象重合在0.Ιμπι以內(nèi)， 分辨率高，達(dá)亞微米量級(jí)；同時(shí)，在整個(gè)掃描過(guò)程中具有調(diào)節(jié)聚焦的能力，使透鏡缺陷和晶 片平整度變化得到補(bǔ)償?shù)取４送?，步進(jìn)光刻機(jī)還具有可根據(jù)需要選擇曝光區(qū)域、可在投影掩 膜版上放置多個(gè)圖形，一次曝光過(guò)個(gè)芯片等優(yōu)點(diǎn)。未來(lái)發(fā)展，芯片密度高、精密，圓片面積越 來(lái)越大，而大視場(chǎng)光學(xué)系統(tǒng)和電子束掃描可作出小于微米圖形的非常復(fù)雜的電路。但是，一 般步進(jìn)光刻機(jī)不能進(jìn)行雙面光刻工藝，不能滿足MEMS結(jié)構(gòu)工藝制作。[0003]雙面光刻機(jī)可以進(jìn)行雙面光刻工藝制作，滿足MEMS結(jié)構(gòu)制作。在雙面光刻機(jī)的發(fā) 展過(guò)程中，其對(duì)準(zhǔn)原理有四種方式:紅外線雙面對(duì)準(zhǔn)、四物鏡對(duì)準(zhǔn)、雙掩膜對(duì)準(zhǔn)和底部對(duì)準(zhǔn)。 紅外線雙面對(duì)準(zhǔn)是利用紅外線具有穿透能力的特性，用紅外線顯微鏡從正面觀察基片背面 的圖形，達(dá)到和掩膜版圖形對(duì)準(zhǔn)的目的，其優(yōu)點(diǎn)是可直接觀察對(duì)準(zhǔn)與否，但只能用于透射性 好的基片。四物鏡對(duì)準(zhǔn)是選用四個(gè)高分辨率物鏡作為專用的對(duì)準(zhǔn)圖像，上下左右成對(duì)設(shè)計(jì)。 其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)準(zhǔn)精度高，但是生產(chǎn)效率低。雙掩膜對(duì)準(zhǔn)采用了雙曝光系統(tǒng)同時(shí)曝光，其優(yōu)點(diǎn)是 生產(chǎn)效率高且不受基片材料和厚度的影響，但曝光分辨率低(5微米)。底部對(duì)準(zhǔn)是將掩模 版裝載固定后，分別調(diào)整底部對(duì)準(zhǔn)顯微鏡左右物鏡，使掩模版上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記清晰成像于監(jiān) 視器，保存對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖像，插入基片，調(diào)整基片與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)，從而達(dá)到雙面對(duì)準(zhǔn)的要求， 底部對(duì)準(zhǔn)采用CCD圖像處理技術(shù)，大大提高對(duì)準(zhǔn)精度(小于1.5微米)，其正面曝光分辨率可 達(dá)1.5微米，但其精度遠(yuǎn)低于投影步進(jìn)光刻機(jī)，也不能根據(jù)需要選擇曝光區(qū)域，也不具備補(bǔ) 償透鏡缺陷和晶片平整度變化的功能等。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的就是為了解決一般步進(jìn)光刻機(jī)不能進(jìn)行MEMS雙面光刻進(jìn)行體結(jié)構(gòu) 制作的問(wèn)題。[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種MEMS圓片雙面步進(jìn)光刻方法，其特征在于包括以下步驟:a.晶圓片在投影步進(jìn)光刻機(jī)進(jìn)行正面光刻，制作出對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(a、a)以及器件結(jié)構(gòu)；b.在雙面光刻機(jī)中，將晶圓片背面制作出相應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(b，b)；c.在投影步進(jìn)光刻機(jī)中，對(duì)準(zhǔn)晶圓片背面的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(b，b)，在晶圓片背面光刻相應(yīng) 的器件結(jié)構(gòu)。[0006]本發(fā)明是結(jié)合雙面光刻技術(shù)，在投影步進(jìn)光刻工藝加工中實(shí)現(xiàn)雙面結(jié)構(gòu)制作。采 用雙面光刻機(jī)在背面制作一個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，圓片正反兩面使用投影步進(jìn)光刻機(jī)進(jìn)行較高精度 套刻工藝制作。[0007]本發(fā)明的有益效果:與單獨(dú)采用雙面光刻機(jī)進(jìn)行MEMS體結(jié)構(gòu)加工相比，提高了工 藝加工精度；與單獨(dú)采用一般投影步進(jìn)光刻機(jī)進(jìn)行工藝加工相比，在保證高精度的工藝加 工的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了其雙面加工的能力。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，工藝技術(shù)全部利用公知的MEMS工 藝技術(shù)，適用范圍廣，尤其適用于量產(chǎn)較高精度的MEMS器件制作中。【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0008]圖1至圖7是本發(fā)明的具體實(shí)施步驟；圖5為本發(fā)明在雙面光刻機(jī)背面光刻對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記制作示意原理圖，其中曝光系統(tǒng)I置于 掩模版2及硅片3的正上方，兩套CXD成像設(shè)備9、10及兩套成像光學(xué)系統(tǒng)7、8置于掩模版 2及硅片3的正下方，兩套CXD成像設(shè)備9、10通過(guò)兩套成像光學(xué)系統(tǒng)7、8分別攝取掩模版 2及硅片3底面的左右對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記a、a，由圖像采集卡11采集圖像數(shù)據(jù)，輸入至計(jì)算機(jī)12中， 通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的掩模版及硅片左右對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖像的相對(duì)位置誤差，再調(diào)整硅片的 位置，最終實(shí)現(xiàn)硅片與掩模版的套刻對(duì)準(zhǔn)。[0009]【具體實(shí)施方式】:1.如圖1所示，在清潔后的晶圓片正面親和、勻膠；2.如圖2所示，在投影步進(jìn)光刻機(jī)中，用I號(hào)掩模版對(duì)晶圓片A面曝光、顯影，然后刻蝕 出晶圓片A面對(duì)準(zhǔn)圖形標(biāo)記(a，a)及器件結(jié)構(gòu)；3.如圖3所示，去除表面光刻膠、清洗；4.如圖4所示，將晶圓片親和、背面B勻膠；5.如圖5所示，在雙面光刻機(jī)中，先將II號(hào)掩模版的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(b，b)通過(guò)攝像采集系統(tǒng)存儲(chǔ)與電腦中， 并在電腦顯示器12中顯示對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(b，b)，II號(hào)掩模版的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(b，b)與I號(hào)掩膜版的 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(a, a)完全相同。[0010]然后將晶圓片A面朝下放置于承片臺(tái)6上，通過(guò)攝像采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集晶圓片A 面的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(a，a)，通過(guò)精密調(diào)整承片臺(tái)6的位置移動(dòng)晶圓片，使顯示器12中顯示的晶圓 片A的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(a，a)與II號(hào)掩模版的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(b，b)精確套刻，即完成了晶圓片A、B面 的對(duì)準(zhǔn)。[0011]最后利用雙面光刻機(jī)通過(guò)II號(hào)掩模版對(duì)在晶圓片背面B曝光、顯影,做出對(duì)應(yīng)的 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(b, b),如圖6所示。[0012]6.如圖7所示，在晶圓片背面B刻蝕出相應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(b，b)，它與晶圓片A面的 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(a, a)套刻對(duì)準(zhǔn)。[0013]7.利用投影步進(jìn)光刻機(jī)中，將晶圓片B面的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(b，b)與III號(hào)掩模版對(duì)準(zhǔn)標(biāo) 記對(duì)準(zhǔn)(III號(hào)掩模版的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記與II號(hào)掩模版對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記是套刻對(duì)準(zhǔn)關(guān)系)，對(duì)晶圓片B面曝 光、顯影，然后刻蝕出晶圓片B面的器件結(jié)構(gòu)。
【權(quán)利要求】
1.一種MEMS圓片雙面步進(jìn)光刻方法，其特征在于包括以下步驟:a.晶圓片在投影步進(jìn)光刻機(jī)進(jìn)行正面光刻，制作出對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(a、a)以及器件結(jié)構(gòu)；b.在雙面光刻機(jī)中，在晶圓片背面制作出相應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(b，b)；c.在投影步進(jìn)光刻機(jī)中，對(duì)準(zhǔn)晶圓片背面的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(b，b)，在晶圓片背面光刻出相 應(yīng)的器件結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】G03F7/20GK103558740SQ201310505575
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】王文婧, 郭群英, 呂東鋒, 徐棟, 黃斌, 陳璞, 陳博, 王鵬, 何凱旋, 劉磊, 莊須葉 申請(qǐng)人:華東光電集成器件研究所