本發(fā)明屬于半導體制造設備領域，具體涉及一種應用于多重光刻的光刻機自動抓取光刻版。

背景技術：

1、隨著半導體產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，半導體器件的制造越來越高精度化和復雜化。二次套刻技術作為半導體制造中的核心工藝之一，其重要性日益凸顯。二次套刻技術通過在芯片上疊加多層圖案，為復雜電路結構的構建提供了有力支撐。傳統(tǒng)上，二次套刻工藝涉及到使用精確對準的掩膜板(包括一次光刻版和套刻版)來在硅片上逐層構建電路圖案?，F(xiàn)有技術中，應用于光刻機上進行多重光刻的掩膜板上會帶有具有特定幾何形狀的定位點，這些定位點可以通過顯微鏡或者其他的光學設備進行觀察和定位。在光刻過程中，光刻機會利用這些定位點作為參考，將套刻版上的圖形與硅片上的已有圖形進行精確對準。這種方法一般包括以下步驟：首先，通過一次光刻版在硅片上形成基礎電路結構，隨后，在硅片上涂覆一層光刻膠，利用套刻版在已形成的結構上精確疊加新的電路圖案，以實現(xiàn)更為復雜的功能。

2、然而，盡管二次套刻技術在半導體制造中取得了顯著成效，但其在套刻版尺寸定制性方面仍面臨嚴峻挑戰(zhàn)。由于半導體芯片設計的多樣性和高度個性化需求，每一次二次套刻過程都需要根據(jù)根據(jù)目標器件定制特定尺寸的掩膜板。這不僅增加了生產(chǎn)成本，還延長了生產(chǎn)周期，限制了二次套刻技術的廣泛應用和靈活性。

3、為了克服這一挑戰(zhàn)，亟需探索新的二次套刻工藝和套刻用掩膜板設計方案。通過引入先進的制造技術、優(yōu)化工藝流程以及開發(fā)自適應的掩膜板系統(tǒng)，進而提高二次套刻技術的靈活性和適應性，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術中套刻版需要針對目標器件進行尺寸定制、無法靈活調(diào)整套刻尺寸等問題，并提供一種應用于多重光刻的光刻機自動抓取光刻版。

2、本發(fā)明所采用的具體技術方案如下：

3、一種應用于多重光刻的光刻機自動抓取光刻版，包括配套使用的一次光刻版和套刻版，一次光刻版和套刻版上均具有正方形的芯片掩膜單元，所述一次光刻版上帶有兩組第一定位標記組合，兩組第一定位標記組合位于一次光刻版的不同位置且相互之間呈鏡像對稱布置；每組第一定位標記組合中包含一組第一基準標記掩膜和至少一組第一偏移標記掩膜；每組第一偏移標記掩膜中包含第一正向偏移標記掩膜和第一負向偏移標記掩膜；

4、所述套刻版上帶有兩組第二定位標記組合，兩組第二定位標記組合位于套刻版的不同位置且相互之間呈鏡像對稱布置；每組第二定位標記組合中包含一組第二基準標記掩膜和至少一組第二偏移標記掩膜；每組第二偏移標記掩膜中包含第二正向偏移標記掩膜和第二負向偏移標記掩膜；

5、所述一次光刻版中的芯片掩膜單元與所述套刻版中的芯片掩膜單元一一對應且中心均完全重合時，一次光刻版上的所有第一基準標記掩膜和套刻版上的所有第二基準標記掩膜也一一對應，保持中心完全重合無偏移，而一次光刻版上的每一組第一偏移標記掩膜分別與套刻版上的一組第二偏移標記掩膜構成用于對準定位的標記圖案對；且在任意標記圖案對中，第一正向偏移標記掩膜的中心與第二正向偏移標記掩膜的中心存在沿正向的第一偏移距離，第一負向偏移標記掩膜的中心與第二負向偏移標記掩膜的中心存在沿負向的第二偏移距離，所述正向和所述負向分別為沿著一次光刻版中芯片掩膜單元的正方形對角線的兩個相反朝向，所述第一偏移距離等于所述第二偏移距離。

6、作為優(yōu)選，所述一次光刻版上的每一組第一基準標記掩膜中包含兩個第一基準標記掩膜，所述套刻版上的每一組第二基準標記掩膜也包含兩個第一基準標記掩膜。

7、作為優(yōu)選，所述一次光刻版上的第一偏移標記掩膜有多組，所述套刻版上的的第二偏移標記掩膜也有相同的組數(shù)，兩者構成多對所述標記圖案對；在不同的標記圖案對中，所述的第一偏移距離或第二偏移距離不同。

8、作為優(yōu)選，所述一次光刻版中，所有第一定位標記組合均位于環(huán)繞所有芯片掩膜單元的外圍非芯片掩膜區(qū)域。

9、作為優(yōu)選，所述套刻版中，所有第二定位標記組合均位于環(huán)繞所有芯片掩膜單元的外圍非芯片掩膜區(qū)域。

10、作為優(yōu)選，在所述第一定位標記組合中，不同的標記掩膜采用不同的掩膜圖案，而在所述第二定位標記組合中，每個標記掩膜的掩膜圖案與所述第一定位標記組合中與之對應的標記掩膜的掩膜圖案相同。

11、作為優(yōu)選，所述第一定位標記組合和所述第二定位標記組合中，每個標記掩膜的掩膜圖案均由內(nèi)外兩個同心嵌套的幾何圖形組成。

12、作為優(yōu)選，所述第一定位標記組合中的每個標記掩膜通過透光材質區(qū)域和不透光材質區(qū)域的組合構造出所需的圖案形狀。

13、作為優(yōu)選，所述第二定位標記組合中的每個標記掩膜通過透光材質區(qū)域和不透光材質區(qū)域的組合構造出所需的圖案形狀。

14、作為優(yōu)選，所述一次光刻版中芯片掩膜單元為透光材質區(qū)域，所述套刻版中的芯片掩膜單元為不透光材質區(qū)域。

15、本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術而言，具有以下有益效果：

16、本實用新型設計了配套使用的一次光刻版和套刻版，兩者表面除了芯片單元掩膜之外，還分別帶有圖案化掩膜形式的定位標記組合，使得晶圓在一次正面光刻后的晶圓非芯片位置得到可以通過顯微鏡而清晰觀察到的定位標記，并經(jīng)過濕法刻蝕將定位標記保留在晶圓上。由此，在套刻的過程中，人為操作時可以采用套刻版上帶有不同偏移量的定位標記與晶圓上已有的定位標記進行對準，結合多重光刻靈活進行套刻尺寸的調(diào)整，獲得所需的芯片圖案。

17、本實用新型的套刻版撒花姑娘所帶有的標記性的掩膜圖案，可以被目前市面上常用的光刻機識別抓取，實現(xiàn)自動對準。本實用新型可用于半導體二極管gpp管芯生產(chǎn)過程中的金屬化臺面加工工藝，能夠靈活針對加工需求及工藝方式來調(diào)整套刻的效果即焊接引線孔的大小，從而調(diào)整產(chǎn)品的過流能力使得一些臺面大小影響的參數(shù)(如正向壓降，正向浪涌等)與封裝端的性能需求及工藝能力、方式方法相匹配。此外，本實用新型優(yōu)勢還可以體現(xiàn)在能采用針對蝕刻深度淺的產(chǎn)品而設計的光刻板進行不同的開槽深度產(chǎn)品的套刻，大大提高了光刻板的利用率，有效降低原材料的成本，進一步提高產(chǎn)品的經(jīng)濟效益。

技術特征：

1.一種應用于多重光刻的光刻機自動抓取光刻版，包括配套使用的一次光刻版和套刻版，一次光刻版和套刻版上均具有正方形的芯片掩膜單元，其特征在于：

2.如權利要求1所述的應用于多重光刻的光刻機自動抓取光刻版，其特征在于，所述一次光刻版上的每一組第一基準標記掩膜中包含兩個第一基準標記掩膜，所述套刻版上的每一組第二基準標記掩膜也包含兩個第一基準標記掩膜。

3.如權利要求1所述的應用于多重光刻的光刻機自動抓取光刻版，其特征在于，所述一次光刻版上的第一偏移標記掩膜有多組，所述套刻版上的第二偏移標記掩膜也有相同的組數(shù)，兩者構成多對所述標記圖案對；在不同的標記圖案對中，所述的第一偏移距離或第二偏移距離不同。

4.如權利要求1所述的應用于多重光刻的光刻機自動抓取光刻版，其特征在于，所述一次光刻版中，所有第一定位標記組合均位于環(huán)繞所有芯片掩膜單元的外圍非芯片掩膜區(qū)域。

5.如權利要求1所述的應用于多重光刻的光刻機自動抓取光刻版，其特征在于，所述套刻版中，所有第二定位標記組合均位于環(huán)繞所有芯片掩膜單元的外圍非芯片掩膜區(qū)域。

6.如權利要求1所述的應用于多重光刻的光刻機自動抓取光刻版，其特征在于，在所述第一定位標記組合中，不同的標記掩膜采用不同的掩膜圖案，而在所述第二定位標記組合中，每個標記掩膜的掩膜圖案與所述第一定位標記組合中與之對應的標記掩膜的掩膜圖案相同。

7.如權利要求1所述的應用于多重光刻的光刻機自動抓取光刻版，其特征在于，所述第一定位標記組合和所述第二定位標記組合中，每個標記掩膜的掩膜圖案均由內(nèi)外兩個同心嵌套的幾何圖形組成。

8.如權利要求1所述的應用于多重光刻的光刻機自動抓取光刻版，其特征在于，所述第一定位標記組合中的每個標記掩膜通過透光材質區(qū)域和不透光材質區(qū)域的組合構造出所需的圖案形狀。

9.如權利要求1所述的應用于多重光刻的光刻機自動抓取光刻版，其特征在于，所述第二定位標記組合中的每個標記掩膜通過透光材質區(qū)域和不透光材質區(qū)域的組合構造出所需的圖案形狀。

10.如權利要求1所述的應用于多重光刻的光刻機自動抓取光刻版，其特征在于，所述一次光刻版中芯片掩膜單元為透光材質區(qū)域，所述套刻版中的芯片掩膜單元為不透光材質區(qū)域。

技術總結
本發(fā)明公開了一種應用于多重光刻的光刻機自動抓取光刻版，屬于半導體制造設備領域。本技術設計了配套使用的一次光刻版和套刻版，兩者表面除了芯片單元掩膜之外，還分別帶有圖案化掩膜形式的定位標記組合，使得晶圓在一次正面光刻后的晶圓非芯片位置得到可以通過顯微鏡而清晰觀察到的定位標記，并經(jīng)過濕法刻蝕將定位標記保留在晶圓上。由此，在套刻的過程中，人為操作時可以采用套刻版上帶有不同偏移量的定位標記與晶圓上已有的定位標記進行對準，結合多重光刻靈活進行套刻尺寸的調(diào)整，獲得所需的芯片圖案。

技術研發(fā)人員：虞旭俊,賀鴻浩,王俊,蔣杰,胡煜濤,毛建軍,任亮
受保護的技術使用者：浙江賽晶電子有限公司
技術研發(fā)日：20240523
技術公布日：2025/1/6