CN104460246A - 一种新型光刻对准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种光刻对准方法，其特征在于：使用同轴对准光源将制作在掩模版上的对准标记曝光在基底周围的非成品芯片区域，且后续曝光场分布避开该对准标记区域，且后续曝光过程中通过识别所述对准标记进行对准。本发明可以有效实现接近接触式光刻机与投影光刻机的混用问题，节省生产成本，减少成品芯片的浪费。

Description

一种新型光刻对准方法
技术领域
本发明涉及半导体制造装备技术领域，具体地，涉及一种用于光刻设备的新型光刻对准方法。
背景技术
在光刻过程中，对准标记的制作以及对准方式对曝光结果起着至关重要的作用。目前，接近接触式光刻机Aligner可以在曝光过程中将对准标记制作在基底的两侧，则在该区域就不能制作产品，最终浪费掉部分芯片。而投影式光刻机Stepper在曝光过程中，制作的对准标记在每个曝光场中都存在，标记存在区域同样不再制作产品，最终浪费掉部分芯片。在实际生产中，若接近接触式光刻机和投影式光刻机混用，基底上用于制作对准标记的区域将更加复杂，可能会浪费更多的芯片。
在实际生产过程当中，由于边缘处理等原因，基底周围一圈不考虑制备完整的芯片。所以，本发明利用基底周围的非成品芯片区域制作对准标记，以此减少生产过程中对芯片的浪费，并可以实现接近接触式光刻机与投影式光刻机的混用。
在投影式光刻机中的对准采用同轴对准和离轴对准两种方式，其中同轴对准用于掩模与对准基准板对准，离轴对准用于基底与对准基准板对准，最终实现掩膜版和基底的对准。其中可以将同轴对准光源的波长设定为曝光波长，然后将对准标记刻到基底上。
发明内容
本发明的目的在于解决接近接触式光刻机与投影式光刻机的混用问题，节省生产成本，解决对准标记制作导致的芯片浪费问题。
本发明提出一种光刻对准方法，其特征在于：使用同轴对准光源将制作在掩模版上的对准标记曝光在基底周围的非成品芯片区域，且后续曝光场分布避开该对准标记区域，且后续曝光过程中通过识别所述对准标记进行对准。
优选地，所述同轴对准光源与曝光光源波段一致。
优选地，所述对准标记制作在所述掩模版的非图形区域。
优选地，所述同轴对准光源将对准标记曝光在基底原始对准标记的区域内，对准标记的尺寸小于原始对准标记。
本发明可以有效实现接近接触式光刻机与投影光刻机的混用问题，节省生产成本，减少成品芯片的浪费。
附图说明
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
图1为光刻机制作对准标记示意图；
图2为本发明光刻掩模版示意图；
图3为本发明制作对准标记后的基底；
图4为本发明曝光场分布图；
图5为LED芯片结构图；
图6为LED光刻工艺流程图；
图7为经过MESA光刻后的对准标记；
图8为Stepper制作的对准标记。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。
光刻机制作对准标记如图1所示，光刻系统通过投影物镜，将掩模版上的对准标记成像在工件台上的基底上。本发明的掩模版如图2所示，十字对准标记位于掩模版上非图形区域。在本发明的一个实施例中，经过光刻系统投影曝光后，基底上的对准标记如图3所示，对准标记位于基底上非成品芯片区域。在后续的曝光过程中，曝光场的分布如图4所示，曝光场区域避开对准标记区域。
在本发明的这个实施例中，以LED芯片的制作工艺进行说明。在蓝宝石基底的LED芯片基本制作工艺中，有五步工艺用到光刻，分别为PSS光刻（图形化蓝宝石衬底光刻）、MESA光刻（台阶光刻）、ITO光刻（氧化铟锡透明导电电极光刻）、PAD光刻（电极光刻）和SiO2光刻（二氧化硅光刻）。LED芯片的基本结构如图5所示。其中，PSS光刻的目的为制备蓝宝石图形化衬底；MESA光刻的目的为刻出台阶，露出N极部分；ITO光刻的目的为在ITO上开出PAD（电极）窗口；SiO2光刻的目的为露出金属PAD（电极）。其基本光刻流程如图6所示。
LED的光刻工艺中，PSS采用步进光刻机Stepper进行制作。而生长完外延之后，PAD的制作会出现步进光刻机Stepper与接近接触式光刻机Aligner混用的情况。本实施例中，PSS光刻、PAD光刻和SiO2采用Stepper，其他步骤采用Aligner。本实施例中Stepper的对准采用同轴和离轴的对准方式。其中，同轴对准光源与曝光光源波段一致，均为365nm。各曝光步骤对准标记的识别及制作如下所述：
1、PSS光刻步骤采用Stepper，不需要识别及制作对准标记。
2、MESA光刻步骤中，利用Aligner将十字标记刻在基底的两侧，如图3所示。
3、ITO光刻采用Aligner，采用MESA所制作的对准标记进行对准，然后开始曝光。其中所采用的掩模，对准标记区不透光，而其它区域有芯片ITO层图形，从而保证蓝宝石片上对准标记区不被曝光，而其它区域为被曝光芯片图形。
4、PAD光刻采用Stepper逐场曝光拼接。对准通过识别MESA光刻制作的十字对准标记进行。光刻图形掩模版的非曝光图形区域设计十字对准标记，如图2所示。在正式开始曝光之前，利用Stepper同轴对准的对准光源将掩模版上的对准标记刻到基底周围一圈的非成品芯片区域，如图1所示。制作完对准标记后的基底如图3所示。正式曝光的曝光场布局设计为避开对准标记区域，如图4所示。
5、SiO2光刻采用Stepper，该步骤的掩模版上不设计对准标记。对准可以通过识别PAD光刻时制作的新的对准标记进行。
在本发明的另一实施例中，利用Stepper同轴对准的对准光源将掩模版上的对准标记刻到原始对准标记的区域内，尺寸小于原始对准标记，如图8所示。以LED芯片的制作工艺进行说明。本实施例中Stepper的对准采用同轴和离轴的对准方式。其中，同轴对准光源与曝光光源波段一致，均为365nm。各曝光步骤对准标记的识别及制作如下所述：
1、PSS光刻步骤采用Stepper，不需要识别及制作对准标记。
2、MESA光刻步骤中，利用Aligner将十字标记刻在基底的两侧，如图7所示。
3、ITO光刻采用Aligner，采用Mesa所制作的对准标记进行对准，然后开始曝光。其中所采用的掩模，对准标记区不透光，而其它区域有芯片ITO层图形，从而保证蓝宝石片上对准标记区不被曝光，而其它区域为被曝光芯片图形。
4、PAD光刻采用Stepper逐场曝光拼接。对准通过识别MESA光刻制作的十字对准标记进行。光刻图形掩模版的非曝光图形区域设计十字对准标记，如图2所示。在正式开始曝光之前，利用Stepper同轴对准的对准光源将掩模版上的对准标记刻到原始对准标记的区域内，尺寸小于原始对准标记，如图8所示。该对准标记的位置可以通过计算，避开后续曝光的破坏。后续PAD曝光采用全片曝光的方式。
5、SiO2光刻采用Stepper，该步骤的掩模版上不设计对准标记。对准可以通过识别PAD光刻时利用Stepper制作的新的对准标记进行。
本发明可以有效解决接近接触式光刻机与投影式光刻机的混用问题，节省生产成本，解决对准标记制作导致的芯片浪费问题。    
本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。

Claims (4)

1.一种光刻对准方法，其特征在于：使用同轴对准光源将制作在掩模版上的对准标记曝光在基底周围的非成品芯片区域，且后续曝光场分布避开该对准标记区域，且后续曝光过程中通过识别所述对准标记进行对准。
2. 如权利要求1所述的光刻对准方法，其特征在于：所述同轴对准光源与曝光光源波段一致。
3. 如权利要求1所述的光刻对准方法，其特征在于：所述对准标记制作在所述掩模版的非图形区域。
4. 如权利要求1所述的光刻对准方法，其特征在于：所述同轴对准光源将对准标记曝光在基底原始对准标记的区域内，对准标记的尺寸小于原始对准标记。
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