CN102445836A

CN102445836A - 光刻版以及光刻版的曝光方法

Info

Publication number: CN102445836A
Application number: CN2010105073176A
Authority: CN
Inventors: 黄玮
Original assignee: CSMC Technologies Corp; Wuxi CSMC Semiconductor Co Ltd
Current assignee: CSMC Technologies Corp
Priority date: 2010-10-13
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2012-05-09

Abstract

本发明涉及一种光刻版，包括芯片区域，还包括位于芯片区域外，光刻机镜头允许的区域内的标记图形区域。本发明还涉及一种光刻版的曝光方法，包括下列步骤：一种光刻版的曝光方法，包括下列步骤：装上光刻版并对位，所述光刻版包括芯片区域，还包括位于芯片区域外、光刻机镜头允许的区域内的标记图形区域；选择专用曝光程序；使用所述专用曝光程序对圆片进行曝光，将曝光区域分别设置在所述芯片区域和标记图形区域，依次对每一片圆片进行曝光。上述光刻版以及光刻版的曝光方法，能够充分利用设备产能，提高生产效率。

Description

光刻版以及光刻版的曝光方法

【技术领域】

本发明涉及半导体工艺，尤其涉及一种光刻版以及一种光刻版的曝光方法。

【背景技术】

光刻版图形通过光刻机镜头曝光后在圆片上的单个成像区域称为一个shot，其尺寸称为shot size。在圆片边缘会形成一些不完整的图形，称为partial shot。由于生产工艺的特殊性或临时特殊需求，有时需要在partial shot之处蚀刻一些特殊的标记图形，例如光刻的对位测试标记。现代集成电路生产工艺对光刻的对位测试标记有很大影响，尤其是在后道(BEOL)工艺中，光刻标记经常被损坏，因此需要在圆片上补做新的对位测试标记，或对原标记进行修补。

传统技术是制作专用光刻版，在其上放置标记图形或特殊的修补图形用于曝光。如果工厂产能较大，就需要制作多块专用光刻版以满足生产需要，增加了生产成本。

图1是传统技术一的曝光流程图，包括下列步骤：

S110，装上专用光刻版并对位。

S120，选择曝光程序A₁。将光刻机的曝光程序设定为A₁。

S130，使用专用光刻版和曝光程序A₁依次对圆片1(步骤S132)、圆片2、......、圆片n曝光(步骤S138)。

S140，进行其他处理工序。进行显影、去胶等工序，完成以后再为光刻实际产品进行涂胶。

S150，装上产品光刻版并对位。

S160，选择曝光程序B₁；将光刻机的曝光程序设定为B₁。

S170，使用产品光刻版和曝光程序B₁依次对圆片1(步骤S172)、圆片2、......、圆片n曝光(步骤S178)。

传统技术一由于对标记的光刻和对产品的光刻是在两个光刻层次中完成，所以需要进行两次完整的涂胶胶、曝光、显影、去胶的工序，会造成设备的产能和生产材料的浪费。

图2是传统技术二的曝光流程图，包括下列步骤：

S212，装上专用光刻版并对位。

S214，选择曝光程序A₂。将光刻机的曝光程序设定为A₂。

S216，对圆片1曝光。使用专用光刻版和曝光程序A₂对圆片1曝光。

S222，退下专用光刻版，装上产品光刻版并对位。

S224，选择曝光程序B₂。将光刻机的曝光程序设定为B₂。

S226，对圆片1曝光。使用产品光刻版和曝光程序B₂对圆片1曝光。

S228，对圆片2曝光。使用产品光刻版和曝光程序B₂对圆片2曝光。

S232，退下产品光刻版，装上专用光刻版并对位。

S234，选择曝光程序C₂。将光刻机的曝光程序设定为C₂。

S236，对圆片2曝光。使用专用光刻版和曝光程序C₂对圆片2曝光。

S238，对圆片3曝光。使用专用光刻版和曝光程序C₂对圆片3曝光。

就这样来回切换光刻版(以及曝光程序)，直到S298步骤完成对圆片n曝光。与传统技术一相比，传统技术二可以在一个光刻层次中完成对标记的光刻和对产品的光刻，能够节省生产材料；但需要轮流采用专用光刻版和产品光刻版对每片圆片进行曝光，每切换一次光刻版需要进行光刻版的传输、对位以及曝光程序的切换，且需要生产线的作业人员手动作业，会浪费大量的人力资源和设备产能。

【发明内容】

为了解决传统技术中需要额外制作专用光刻版，增加了生产成本的问题，有必要提供一种能降低成本的光刻板。

一种光刻版，包括芯片区域，还包括位于芯片区域外、光刻机镜头区域内的标记图形区域。

优选的，所述芯片区域是正方形区域，且其面积为圆形的光刻机镜头区域的最大正方形面积。

优选的，所述标记图形区域内的图形是对位测试标记、套刻测试标记和游标的至少其中之一。

优选的，所述芯片区域和标记图形区域之间还设有禁止区域，所述禁止区域是不透光的区域。

优选的，所述禁止区域的宽度大于1000微米。

上述光刻版将传统技术中专用光刻版上的标记图形与芯片做到同一块光刻版上，无需额外制作专用光刻版，节省了生产成本。

为了解决传统技术的单独制作专用光刻版的技术浪费产能的问题，还有必要提供一种能够充分利用设备产能、提高生产效率的光刻版的曝光方法。

一种光刻版的曝光方法，包括下列步骤：装上光刻版并对位，所述光刻版包括芯片区域以及位于芯片区域外、光刻机镜头区域内的标记图形区域；选择专用曝光程序；使用所述专用曝光程序对圆片进行曝光，将曝光区域分别设置在所述芯片区域和标记图形区域内，依次对每一片圆片进行曝光。

优选的，所述芯片区域是正方形区域，且其面积为圆形的光刻机镜头区域内的最大正方形面积。

优选的，所述标记图形区域内的图形是对位测试标记。

优选的，所述禁止区域的宽度大于1000微米。

上述光刻版的曝光方法，相对于传统技术一，节约了一次光刻的工序，节省了生产材料和设备产能。相对于传统技术二，不需要进行产品光刻版和专用光刻版之间的切换，节省了人力资源且提高了生产效率。

【附图说明】

图1是传统技术一的曝光流程图；

图2是传统技术二的曝光流程图；

图3是采用式光刻机配合光刻版光刻时镜头在光刻版上的俯视示意图；

图4是一个实施例中光刻版的局部示意图；

图5是另一个实施例中光刻版的局部示意图；

图6是一个实施例中光刻版的曝光方法的流程图。

【具体实施方式】

图3是采用步进式光刻机(stepper)配合光刻版光刻时镜头在光刻版上的俯视示意图。圆形区域310表示镜头的最大曝光区域(与镜头本身的轮廓相仿)，斜线填充的正方形区域是芯片区域320，也是常用的芯片区的最大区域，其四个顶点都在圆形区域310的圆周上。由于圆片上的shot数量越少，每片圆片的曝光时间就越少，设备的利用率和生产效率就越高。因此传统的光刻版都是要充分利用光刻机镜头允许的最大尺寸，将shot size做成最大，即前述常用的芯片区的最大区域，也就是图3所示的正方形的芯片区域320。

图4是一个实施例中光刻版的局部示意图，包括芯片区域420和芯片区域内的划片槽(图未示)，以及位于芯片区域420外、光刻机镜头区域(即光刻机镜头轮廓的圆形区域410)内的标记图形区域430。

在本实施例中，标记图形区域430内的图形为传统的专用光刻版上的对位测试标记，其对于各光刻层次具有通用性；在其他实施例中也可以是其他非芯片图形，例如套刻测试标记、游标，或一特定尺寸的透过区域(其尺寸等于对位标记或套刻标记，统称为mark clear out标记)。且标记图形区域430及对位测试标记对每一块步进式光刻机的光刻版都是固定不变的，因此可以统一光刻版的设计，将其标准化，制作新的光刻版时只需要变更芯片区域420内的图形，而无需对标记图形区域430做改动。

在本实施例中，由于标记图形区域430的尺寸很可能大于划片槽的尺寸，因此标记图形区域430不能置于划片槽中，须位于划片槽外。

在本实施例中，芯片区域420是正方形区域，其面积为圆形的光刻机镜头区域(圆形区域410)内的最大正方形面积，即芯片区域420的四个顶点都在圆形区域410的圆周上，也就是说芯片区域420是前述常用的芯片区的最大区域。在另一个实施例中，如图5所示，产品芯片可能未能完全利用常用的芯片区的最大区域520，芯片区域522较图4所示的芯片区域420要小，可以是长方形，此时标记图形区域530也可以部分或全部位于常用的芯片区的最大区域520之内。但标记图形区域530和芯片区域522之间应间隔一定设备容许的距离，间隔的区域一般称为禁止区域(forbidden area)，通常为1000-4500微米，具体尺寸因不同光刻机型号而异，且该禁止区域在光刻版上是不透光的区域。

上述光刻版利用芯片区域较光刻机镜头区域(镜头的最大曝光区域)要小的特点，将标记图形区域置于光刻机镜头区域内的芯片区域之外，使得标记图形区域和芯片区域置于同一块光刻版中，相对于传统技术节省了额外制作专用光刻版的成本。

本发明还提供一种上述光刻版的曝光方法。图6是一个实施例中光刻版的曝光方法的流程图。包括以下步骤：

S610：装上光刻版并对位。

在本实施例中，该光刻版为图4所示的光刻版，包括芯片区域420和芯片区域420内的划片槽(图未示)，以及位于芯片区域420外、光刻机镜头区域内的标记图形区域430。标记图形区域430内的图形为传统的专用光刻版上的对位测试标记，其对于各光刻层次具有通用性。由于标记图形区域430的尺寸可能大于划片槽的尺寸，因此标记图形区域430不能置于划片槽中，须位于划片槽外。芯片区域420是正方形区域，且其面积为圆形的光刻机镜头区域(圆形区域410)内的最大正方形面积，即芯片区域420的四个顶点都在圆形区域410的圆周上。

在其他实施例中，光刻版也可以是图5所示的光刻版，此时产品芯片可能未能完全利用常用的芯片区的最大区域520，芯片区域522较图4所示的芯片区域420要小，可以是长方形，标记图形区域530可以部分或全部位于常用的芯片区的最大区域520之内。但标记图形区域530和芯片区域522之间应间隔一定设备容许的距离，间隔的区域一般称为禁止区域(forbidden area)，通常为1000-4500微米，具体尺寸因不同光刻机型号而异，且该禁止区域在光刻版上是不透光的区域。

S620，选择专用曝光程序。

选择配合本发明的光刻版曝光时使用的专用曝光程序，该程序能够在每片圆片的一次曝光过程中分别将芯片区域和标记图形区域曝光于圆片上。

S630，使用专用曝光程序对圆片进行曝光。

包括依次对圆片1曝光(步骤S632)、对圆片2曝光(步骤S634)、......对圆片n曝光(步骤S638)。注意圆片的数量n不受标号的限制。对每一片圆片的曝光步骤均包括将曝光区域分别设置在芯片区域和标记图形区域，依次完成曝光操作的步骤。即先将曝光区域设置为芯片区域进行曝光，再将曝光区域设置为标记图形区域进行曝光；或者先将曝光区域设置为标记图形区域进行曝光，再将曝光区域设置为芯片区域进行曝光。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种光刻版，包括芯片区域，其特征在于，还包括位于芯片区域外、光刻机镜头区域内的标记图形区域。

2.根据权利要求1所述的光刻版，其特征在于，所述芯片区域是正方形区域，且其面积为圆形的光刻机镜头区域的最大正方形面积。

3.根据权利要求1所述的光刻版，其特征在于，所述标记图形区域内的图形是对位测试标记、套刻测试标记和游标的至少其中之一。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的光刻版，其特征在于，所述芯片区域和标记图形区域之间还设有禁止区域，所述禁止区域是不透光的区域。

5.根据权利要求4所述的光刻版，其特征在于，所述禁止区域的宽度大于1000微米。

6.一种光刻版的曝光方法，包括下列步骤：

装上光刻版并对位，所述光刻版包括芯片区域以及位于芯片区域外、光刻机镜头区域内的标记图形区域；

选择专用曝光程序；

使用所述专用曝光程序对圆片进行曝光，将曝光区域分别设置在所述芯片区域和标记图形区域内，依次对每一片圆片进行曝光。

7.根据权利要求6所述的光刻版的曝光方法，其特征在于，所述芯片区域是正方形区域，且其面积为圆形的光刻机镜头区域内的最大正方形面积。

8.根据权利要求6所述的光刻版的曝光方法，其特征在于，所述标记图形区域内的图形是对位测试标记。

9.根据权利要求6-8任意一项所述的光刻版的曝光方法，其特征在于，所述芯片区域和标记图形区域之间还设有禁止区域，所述禁止区域是不透光的区域。

10.根据权利要求9所述的光刻版的曝交方法，其特征在于，所述禁止区域的宽度大干1000微米。