專利名稱：一種提高多層整合光罩工藝套準(zhǔn)精度的光刻曝光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子制造領(lǐng)域，尤其涉及一種可提高多層整合光罩工藝套準(zhǔn)精度的光刻曝光方法。
背景技術(shù)：
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，功能更為全面強大?？紤]到工藝研發(fā)的復(fù)雜性，長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，將越來越受到芯片設(shè)計者，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現(xiàn)設(shè)計者的思路，讓半導(dǎo)體實現(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)點邁進(jìn)，掩模板的價格也不斷激增。多層整合光罩(Multi-layer Mask，MLM)是將多層使用同一類光刻曝光設(shè)備的光刻工藝層放在同一塊掩模板上，能夠最大限度的使用掩模板，進(jìn)而節(jié)約成本。這種方式被廣大的客戶接受，成為業(yè)界一種普遍商業(yè)模式。這種掩模板的布局模式對于步進(jìn)式重復(fù)曝光光刻機(Stepper)而言會造成光學(xué)鏡頭局部受熱不均勻的問題。這一問題會導(dǎo)致圖形形變惡化，進(jìn)而降低光刻機的套準(zhǔn)精度表現(xiàn)。隨著技術(shù)不斷前進(jìn)，產(chǎn)品套準(zhǔn)規(guī)格的要求越發(fā)嚴(yán)格，這一問題正不斷突顯出來?，F(xiàn)有的掩模板工件臺中，由于其沒有移動裝置，當(dāng)曝光多層整合光罩設(shè)計的掩模板時，對于步進(jìn)式重復(fù)曝光光刻機會造成光學(xué)鏡頭局部受熱不均勻的問題。這一問題會導(dǎo)致圖形形變惡化，進(jìn)而降低光刻機的套準(zhǔn)精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種解決方法，用非當(dāng)前層的掩模板圖形在硅片物理尺寸以外曝光MLM掩模板其余部分，進(jìn)而實現(xiàn)鏡頭的均勻受熱，從而能夠彌補由局部光學(xué)鏡頭受熱不均勻產(chǎn)生的危害，以提高了套準(zhǔn)精度。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種提高多層整合光罩工藝套準(zhǔn)精度的光刻曝光方法，包括以下順序步驟先使用第一掩模板圖形對硅片物理尺寸內(nèi)部分進(jìn)行曝光；后使用第二掩模板圖形對硅片物理尺寸外部分進(jìn)行曝光，所述第一掩模板圖形和第二掩模板圖形設(shè)置在同一掩模板上。本發(fā)明還提供另外一種提高多層整合光罩工藝套準(zhǔn)精度的光刻曝光方法，包括以下順序步驟先使用第一掩模板圖形對硅片物理尺寸外部分進(jìn)行曝光；后使用第二掩模板圖形對硅片物理尺寸內(nèi)部分進(jìn)行曝光，所述第一掩模板圖形和第二掩模板圖形設(shè)置在同一掩模板上。本發(fā)明還提供第三種提高多層整合光罩工藝套準(zhǔn)精度的光刻曝光方法，包括以下順序步驟使用第一掩模板圖形和第二掩模板圖形對硅片物理尺寸內(nèi)部分和硅片物理尺寸內(nèi)部分交替進(jìn)行曝光。本發(fā)明還提供一種掩模板，所述掩模板上排布兩個或兩個以上掩模板圖形。本發(fā)明提供的一優(yōu)選實施例中，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。本發(fā)明提供的光刻曝光方法能有效解決套準(zhǔn)精度低下和光學(xué)鏡頭局部受熱不均勻的問題。


圖I為本發(fā)明提供方法中使用的掩模板示意圖。圖2為本發(fā)明中加工的硅片示意圖。圖3為不同硅片采用本發(fā)明提供方法光刻曝光后性能測試套準(zhǔn)精度偏差圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供解決套準(zhǔn)精度問題的光刻曝光方法，通過該方法能很好解決套準(zhǔn)精度問題，同時光學(xué)鏡頭局部受熱不均勻的問題也一同解決。以下通過實施例對本發(fā)明提供的方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便更好理解本發(fā)明創(chuàng)造的內(nèi)容，但是實施例的內(nèi)容并不限制本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍。本發(fā)明提供提高多層整合光罩工藝套準(zhǔn)精度的光刻曝光方法的目的是提高多層整合光罩工藝套準(zhǔn)精度。該方法將多層使用同一類光刻曝光設(shè)備的光刻工藝層放在同一塊掩模板上，從而能夠最大限度的使用掩模板，節(jié)約成本。曝光進(jìn)程中，使用
在硅片實際尺寸以外穿插曝光多層整合光罩掩模板其余部分非本層的掩模板圖形，進(jìn)而實現(xiàn)步進(jìn)式重復(fù)曝光光刻機鏡頭的均勻受熱，從而減少鏡頭熱學(xué)形變，提高了多層整合光罩的工藝套準(zhǔn)精度。 光刻曝光用掩模板上排布兩個或兩個以上掩模板圖形，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所示。光刻曝光的方法可以包括以下3種
(O首先，使用掩模板3上部圖形4-1對硅片物理尺寸內(nèi)部分(圖2硅片圓圈內(nèi)部分)進(jìn)行曝光。隨后使用掩模板3下部圖案4-2對硅片物理尺寸外部分(圖2硅片圓圈外部分)進(jìn)行曝光。(2)首先，使用掩模板3下部圖形4-2對硅片物理尺寸外部分(圖2硅片圓圈外部分)進(jìn)行曝光。隨后使用掩模板3上部圖案4-1對硅片物理尺寸內(nèi)部分(圖2硅片圓圈內(nèi)部分)進(jìn)行曝光。(3)交替使用掩模板3上部圖形4-1和下部圖案4-2對硅片物理尺寸內(nèi)部分(圖2硅片圓圈內(nèi)部分)和硅片物理尺寸外部分(圖2硅片圓圈外部分)進(jìn)行曝光。
選用同一批次內(nèi)不同硅片采用本發(fā)明提供方法進(jìn)行光刻曝光，將光刻曝光后的硅片進(jìn)行套準(zhǔn)精度的測試，測試結(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試的結(jié)果，通過本發(fā)明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。以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和 替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種提高多層整合光罩工藝套準(zhǔn)精度的光刻曝光方法，其特征在于，包括以下順序步驟先使用第一掩模板圖形對硅片物理尺寸內(nèi)部分進(jìn)行曝光；后使用第二掩模板圖形對娃片物理尺寸外部分進(jìn)行曝光，所述第一掩模板圖形和第二掩模板圖形設(shè)置在同一掩模板上。
2.一種提高多層整合光罩工藝套準(zhǔn)精度的光刻曝光方法，其特征在于，包括以下順序步驟先使用第一掩模板 圖形對硅片物理尺寸外部分進(jìn)行曝光；后使用第二掩模板圖形對硅片物理尺寸內(nèi)部分進(jìn)行曝光，所述第一掩模板圖形和第二掩模板圖形設(shè)置在同一掩模板上。
3.一種提高多層整合光罩工藝套準(zhǔn)精度的光刻曝光方法，其特征在于，包括以下順序步驟使用第一掩模板圖形和第二掩模板圖形對硅片物理尺寸內(nèi)部分和硅片物理尺寸內(nèi)部分交替進(jìn)行曝光。
4.一種掩模板,其特征在于,所述掩模板上排布兩個或兩個以上掩模板圖形。
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縱向并列排列。
全文摘要
本發(fā)明提供一種提高多層整合光罩工藝套準(zhǔn)精度的光刻曝光方法，包括以下順序步驟先使用第一掩模板圖形對硅片物理尺寸內(nèi)部分進(jìn)行曝光；后使用第二掩模板圖形對硅片物理尺寸外部分進(jìn)行曝光，所述第一掩模板圖形和第二掩模板圖形設(shè)置在同一掩模板上。。本發(fā)明提供的光刻曝光方法能有效解決套準(zhǔn)精度低下和光學(xué)鏡頭局部受熱不均勻的問題。
文檔編號G03F9/00GK102866592SQ20121034352
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者朱駿, 張旭昇 申請人:上海華力微電子有限公司