CN104714373A - 硅片正背面图形高精度转移的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种硅片正背面图形转移的方法，该方法利用偏移补偿，增加一次投影式曝光(非接触高精度式曝光)，将正/背面图形转移机接触式曝光与投影式曝光相结合，从而达到提高正背面图形的相互转移的对准精度。

Description

硅片正背面图形高精度转移的方法
技术领域
本申请涉及半导体集成电路制造领域，尤其涉及一种硅片正背面图形高精度转移的方法。
背景技术
在半导体集成电路制造中，特别是MEMS生产过程中，硅片正背面图象的相互转移十分重要，转移过程中主要控制的是对准精度。为了提高对准精度，同面工艺一般采用的投影曝光的方法。但是，投影曝光无法进行正背面图形转移。正/背面图形转移机台主要厂家Suss或EVG等利用接触式曝光来进行正背面图形的转移，利用正面/背面先形成的标记为对准标记，进行一次背面/正面接触式曝光，来达到目的。这种方法目前最先进的机台对准精度也只有1um左右，多数机台实际数据在2um左右。
由于在许多器件中um级的偏移很大的影响器件性能，如何减小正背面图形的相互转移对准的精度，是业界面临的一个重大问题。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
本申请所要解决的技术问题为，利用偏移补偿，增加一次投影式曝光(非接触高精度式曝光)，将正/背面图形转移机接触式曝光与投影式曝光相结合，从而达到提高正背面图形的相互转移的对准精度。
为了解决以上技术问题，本申请提出以下解决方案，
一种硅片正背面图形转移的方法，包括以下步骤：
(1)在第一光刻板上形成对位标记A及测量标记M，在距离上述对位标记A和测量标记M水平距离为X，垂直距离为Y的位置处，复制同样的对位标记和测量标记，形成复制的对位标记A1和复制的测量标记M1，利用第一光刻板在硅片的第一表面上蚀刻形成与所述对位标记A、测量标记M、复制的对位标记A1和复制的测量标记M1对应的标记图形和其他蚀刻图形；
(2)在第二光刻板上形成与第一光刻板上的复制的对位标记A1和测量标记M1对应的转移的对位标记A1r和转移的测量标记M1r，以硅片第一表面的复制的对位标记A1对应的标记图形作为对位基准，进行正/背面图形转移机接触式曝光，在硅片的第二面上形成转移的对位标记A1r和转移的测量标记M1r所对应的标记图形；测出所述转移的测量标记M1r对应的标记图形和所述复制的的测量标记M1对应的标记图形之间的水平方向对位偏移X1和垂直方向对位偏移Y1；
(3)利用需要正/背面图形转移的光刻板对硅片的第二面进行投影式曝光，该需要正/背面图形转移的光刻板上的对位标记A与所述第一光刻版的对位标记A的位置相同，并且，该需要正/背面图形转移的光刻板上的图形与所述第一光刻版上的图形对应，二者可以相同也可以不同。其中对位过程中以硅片第二表面上的所述转移的对位标记A1r对应的标记图形为基准，在程式中利用机台预补系统进行位移的预补，预补的水平位移Tx＝-X+X1，垂直位移Ty＝-Y+Y1；
(4)对位并曝光后利用蚀刻工艺对硅片的第二面进行蚀刻，在硅片的第二表面上形成与该需要正/背面图形转移的光刻板上的对位标记对应的标记图形，以及与硅片第一表面的所述其他蚀刻图形对应的转移图形。
本申请有益的技术效果：本申请的对准精度由三部分组成，第一部分为机台预补系统的精确性，这部分通常在nm级别，可以忽略不计；第二部分为投影机台的曝光偏差；第三部分为背面对准测量图形的精度；投影机台的曝光偏差在0.1um以下，而正背面对准测量图形偏差可控制在0.2um以下，所以本方法对精度可以控制在0.3um以下，大大的提高了双面图形转移的对准精度，从而提高器件性能和良率。
参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是本申请在硅片第一表面形成对应标记图形的示意图；
图2是本申请在硅片第二表面形成转移的对位标记和转移的测量标记的示意图；
图3是本申请在硅片蚀刻完成后的示意图；
图4是本申请的图形转移方法的原理示意图。
具体实施方式
一种硅片正背面图形转移的方法，包括以下步骤：
(1)在第一光刻板上形成对位标记A及测量标记M，在距离上述对位标记A和测量标记M水平距离为X，垂直距离为Y的位置处，复制同样的对位标记和测量标记，形成复制的对位标记A1和复制的测量标记M1，利用所述第一光刻板在硅片的第一表面上蚀刻形成与所述对位标记A、测量标记M、复制的对位标记A1和复制的测量标记M1对应的标记图形(如图1所示)和其他蚀刻图形(未图示)；(2)在第二光刻板上形成与第一光刻板上的复制的对位标记A1和测量标记M1的位置对应的转移的对位标记A1r和转移的测量标记M1r，以硅片第一表面的复制的对位标记A1对应的标记图形作为对位基准，用接触式曝光进行正/背面图形转移，在硅片的第二面上形成与所述转移的对位标记A1r和所述转移的测量标记M1r对应的标记图形(如图2所示)；测出所述转移的测量标记M1r对应的标记图形和所述复制的测量标记M1对应的标记图形之间的水平方向对位偏移X1和垂直方向对位偏移Y1；
(3)利用需要正/背面图形转移的光刻板对硅片的第二表面进行投影式曝光，该需要正/背面图形转移的光刻板上的对位标记与所述第一光刻版的对位标记A的位置相同，并且，该需要正/背面图形转移的光刻板上的图形与所述第一光刻版上的图形对应，二者可以相同也可以不同。在对位过程中以硅片第二表面上的所述转移的对位标记A1r对应的标记图形为基准，利用机台预补系统进行位移的预补，预补的水平位移Tx＝-X+X1，垂直位移Ty＝-Y+Y1，即，使需要正/背面图形转移的光刻板上的对位标记A相对于所述转移的对位标记A1r对应的标记图形的位移量为Tx和Ty；
(4)对位并曝光后利用蚀刻工艺对硅片的第二面进行蚀刻，在硅片的第二表面上形成与该需要正/背面图形转移的光刻板上的对位标记对应的标记图形(如图3所示)，以及与硅片第一表面的所述其他蚀刻图形对应的转移图形(未图示)。
此外，该需要正/背面图形转移的光刻板上还可以具有测量标记，该测量标记与与所述第一光刻版的测量标记M的位置相同，由此，在对硅片的第二面进行蚀刻后，在该硅片的第二面形成与该需要正/背面图形转移的光刻板上的测量标记对应的标记图形。
由上述技术方案可以看出，采用上述方法，通过预先测量硅片第二表面的转移的标记与第一表面的复制的标记之间的偏差，来估算正/背面对准过程中的偏差，并在向第二表面转移光刻图形之前通过预补来弥补这种偏差(如图4所示)，从而使对准精度从1um左右提高到0.3um，大大提高了双面图形转移的对位的精确度，从而提高器件性能和良率。
以上结合具体的实施方式对本申请进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本申请保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本申请的精神和原理对本申请做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本申请的范围内。

Claims (3)

1.一种硅片正背面图形转移的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)在第一光刻板上形成对位标记A及测量标记M，在距离上述对位标记A和测量标记M水平距离为X，垂直距离为Y的位置处，复制同样的对位标记和测量标记，形成复制的对位标记A1和复制的测量标记M1，利用所述第一光刻板在硅片的第一表面上蚀刻形成与所述对位标记A、测量标记M、复制的对位标记A1和复制的测量标记M1对应的标记图形、以及其他蚀刻图形；
(2)在第二光刻板上形成与所述第一光刻板上的所述复制的对位标记A1和所述复制的测量标记M1的位置对应的转移的对位标记A1r和转移的测量标记M1r，以硅片第一表面的所述复制的对位标记A1所对应的标记图形作为对位基准，进行正/背面图形转移曝光，在硅片的第二面上形成与所述转移的对位标记A1r和所述转移的测量标记M1r对应的标记图形；测出所述转移的测量标记M1r对应的标记图形和所述复制的测量标记M1对应的标记图形之间的水平方向对位偏移X1和垂直方向对位偏移Y1；
(3)利用需要正/背面图形转移的光刻板对硅片的第二面进行曝光，该需要正/背面图形转移的光刻板上的对位标记与所述第一光刻版的对位标记A的位置相同，并且，该需要正/背面图形转移的光刻板上的图形与所述第一光刻版上的图形对应；在对位过程中以硅片第二面上的所述转移的对位标记A1r对应的标记图形为基准，进行位移的预补，预补的水平位移Tx＝-X+X1，垂直位移Ty＝-Y+Y1；
(4)对位并曝光后利用蚀刻工艺对硅片的第二面进行蚀刻，在硅片的第二表面上形成与该需要正/背面图形转移的光刻板上的对位标记对应的标记图形，以及与硅片第一表面的所述其他蚀刻图形对应的转移图形。
2.如权利要求1所述的硅片正背面图形转移的方法，其特征在于，
在步骤(2)中的曝光为接触式曝光；
在步骤(3)中的曝光为投影式曝光。
3.如权利要求1所述的硅片正背面图形转移的方法，其特征在于，
所述第一面为硅片的正面，所述第二面为硅片的背面；
或者，所述第一面为硅片的背面，所述第二面为硅片的正面。
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