CN108919613B - 一种变焦曝光方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变焦曝光方法，包括以下步骤：步骤1、将涂布完成光阻后的蓝宝石晶圆放置曝光机待曝，使2次曝光时晶圆固定在相同位置，避免位移时2次曝光位置不同造成图形失焦；步骤2、进行2次曝光前，确认曝光机单次曝光时适用的能量时间、可用之焦距景深范围、适用曝光能量与中心焦距；步骤3、确认适用曝光能量及中心焦距后可开始进行2次曝光变焦，首先进行首次曝光；步骤4、完成首次曝光后，进行第2次变焦曝光；步骤5、完成变焦曝光后，退出蓝宝石晶圆；本发明在曝光机进行曝光时，于可用的景深范围内进行2次变焦曝光，能够明显提升后段蚀刻效率，值得大力推广。

Description

一种变焦曝光方法
技术领域
本发明涉及蚀刻技术领域，具体是一种变焦曝光方法。
背景技术
干蚀刻是一类较新型，但迅速为半导体工业所采用的技术。其利用电浆(plasma)来进行半导体薄膜材料的蚀刻加工。其中电浆必须在真空度约10至0.001Torr的环境下，才有可能被激发出来；而干蚀刻采用的气体，或轰击质量颇巨，或化学活性极高，均能达成蚀刻的目的。干蚀刻基本上包括「离子轰击」(ion-bombardment)与「化学反应」(chemicalreaction)两部份蚀刻机制。偏「离子轰击」效应者使用氩气(argon)，加工出来之边缘侧向侵蚀现象极微。而偏「化学反应」效应者则采氟系或氯系气体(如四氟化碳CF4)，经激发出来的电浆，即带有氟或氯之离子团，可快速与芯片表面材质反应。
干蚀刻法可直接利用光阻作蚀刻之阻绝遮幕，不必另行成长阻绝遮幕之半导体材料。而其最重要的优点，能兼顾边缘侧向侵蚀现象极微与高蚀刻率两种优点。
现有技术中蚀刻前需要进行曝光，现有的方法是采用一次曝光，蚀刻电浆对晶圆表面进行蚀刻时具有的角度较小，蚀刻效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种于可用的景深范围内进行2次变焦曝光，利用光照射于光阻上2次聚焦点不同，入射角做些微变化，使显影后能获得光阻斜面较明显的梯型角度，用以提升后段蚀刻效率的变焦曝光方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种变焦曝光方法，包括以下步骤：
步骤1、将涂布完成光阻后的蓝宝石晶圆放置曝光机待曝，使2次曝光时晶圆固定在相同位置，避免位移时2次曝光位置不同造成图形失焦；
步骤2、进行2次曝光前，确认曝光机单次曝光时适用的能量时间、可用之焦距景深范围、适用曝光能量与中心焦距；
步骤3、确认适用曝光能量及中心焦距后可开始进行2次曝光变焦，首先进行首次曝光；
步骤4、完成首次曝光后，进行第2次变焦曝光；
步骤5、完成变焦曝光后，退出蓝宝石晶圆。
作为本发明进一步的方案：所述步骤1中使2次曝光时晶圆固定在相同位置的方法是：在曝光机上选择Execute process将operation模式更改为No change。
作为本发明进一步的方案：所述步骤2中确认曝光机单次曝光时适用的能量时间、可用之焦距景深范围、适用曝光能量与中心焦距的方法是：针对进行变焦曝光的曝光机以test模式各别做出不同曝光能量时间及各别焦距的矩阵图形。
作为本发明进一步的方案：所述步骤2中曝光机的可用之焦距景深范围共有1.2um，以一半0.6um处作为中心焦距。
作为本发明进一步的方案：所述步骤3中首次曝光使用原适用能量的6成曝光时间，焦距设定为中心焦距+0.5um，聚焦于晶圆中心向下0.5um的位置。
作为本发明进一步的方案：所述步骤4中第2次变焦曝光设定曝光使用原能量的3成曝光时间，焦距设定为中心焦距-0.3um，聚焦于晶圆中心向上0.3um的位置。
作为本发明进一步的方案：所述步骤5中退出蓝宝石晶圆的方法是：曝光机选择REMOVEwafer＝>unload将完成曝光的蓝宝石晶圆退出进行后续显影制程。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在曝光机进行曝光时，于可用的景深范围内进行2次变焦曝光。一般正型光阻在经过曝光显影后仅有一次对焦曝光，利用光垂直入射角将光罩之图型投影到涂有光阻之晶圆上，G-line光学步进曝光机因景深较长，因此在显影后光阻侧壁几乎与晶圆表面呈垂直角度；2次对焦的方式，在曝光转印的过程中，利用光照射于光阻上2次聚焦点不同，入射角做些微变化，使显影后能获得光阻斜面较明显的梯型角度，用以提升后段蚀刻效率。
附图说明
图1为CD-SEM光阻图形状况图。
图2为SEM裂片观察侧视图。
图3为以原条件能量时间未变焦中心焦距曝光后的CD-SEM光阻图形状况图。
图4为以原条件能量时间未变焦中心焦距曝光后的SEM裂片观察侧视图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
一种变焦曝光方法，包括以下步骤：
步骤1、将涂布完成光阻之Sapphire(蓝宝石)晶圆放置曝光机待曝loader，选择Execute process将operation模式更改为No change，此更改可使2次曝光时晶圆固定在相同位置，避免位移时2次曝光位置不同造成图形失焦。
步骤2、进行2次曝光前，需针对进行变焦曝光的曝光机以test模式各别做出不同曝光能量时间及各别焦距的矩阵图形，用以确认此曝光机单次曝光时，适用的能量时间及可用之焦距景深范围找出其适用曝光能量与中心焦距。
步骤3、确认适用曝光能量及中心焦距后可开始进行2次曝光变焦，此台曝光机景深共有1.2um的可用范围，以一半0.6um处作为中心焦距。首次曝光使用原适用能量的6成曝光时间，焦距设定为中心焦距+0.5um，聚焦于wafer(晶圆)中心向下0.5um的位置进行一次曝光。
步骤4、完成一次曝光后，设定曝光使用原能量的3成曝光时间，焦距设定为中心焦距-0.3um，聚焦于wafer中心向上0.3um的位置进行2次变焦曝光。
步骤5、完成变焦曝光后，选择REMOVE wafer＝>unload将完成曝光Sapphire退出进行后续显影制程。
本发明对于经过上述方法曝光的Sapphire(蓝宝石)晶圆进行测试，测试结果如下:1.使用CD-SEM及SEM扫瞄电子显微镜观察变焦曝光显影后Pattern形状，在CD-SEM以治工具将中心小面积位置表面光阻轻轻刮开推倒光阻以利观察光阻图形状况，结果如图1所示；
SEM扫瞄电子显微镜裂片观察侧视图，结果如图2所示；
由上图1及2分别透过CD-SEM及SEM光阻侧视图可得知，经由两次不同焦距的变焦曝光，光阻侧图呈现较为明显的梯形斜角。
2.以原条件能量时间未变焦中心焦距曝光后，同样使用CD-SEM对照刮开光阻侧图状况比较如图3所示；
SEM扫瞄电子显微镜裂片观察侧视图，结果如图4所示；
由上图3及4可知，在原中心焦距状况下曝显影后，光阻侧壁较为平直，与Sapphire(蓝宝石)表面呈垂直角度。
结论:
由以上测试可知，以2次变焦曝光显影后，确实可让图形呈现较原条件一次曝光下，斜度更明显的梯形，提供后段蚀刻在进行干蚀刻制程时，在图形底宽不变的状况下，蚀刻电浆有更大的角度对Sapphire(蓝宝石)表面进行蚀刻，进而提升蚀刻效率。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种变焦曝光方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将涂布完成光阻后的蓝宝石晶圆放置曝光机待曝，使2次曝光时晶圆固定在相同位置，避免位移时2次曝光位置不同造成图形失焦；
步骤2、进行2次曝光前，确认曝光机单次曝光时适用的能量时间、可用之焦距景深范围、适用曝光能量与中心焦距；
步骤3、确认适用曝光能量及中心焦距后可开始进行2次曝光变焦，首先进行首次曝光，首次曝光使用原适用能量的6成曝光时间，焦距设定为中心焦距+0.5um，聚焦于晶圆中心向下0.5um的位置；
步骤4、完成首次曝光后，进行第2次变焦曝光，第2次变焦曝光设定曝光使用原能量的3成曝光时间，焦距设定为中心焦距-0.3um，聚焦于晶圆中心向上0.3um的位置；
步骤5、完成变焦曝光后，退出蓝宝石晶圆。
2.根据权利要求1所述的变焦曝光方法，其特征在于，所述步骤1中使2次曝光时晶圆固定在相同位置的方法是：在曝光机上选择Execute process将operation模式更改为Nochange。
3.根据权利要求1所述的变焦曝光方法，其特征在于，所述步骤2中确认曝光机单次曝光时适用的能量时间、可用之焦距景深范围、适用曝光能量与中心焦距的方法是：针对进行变焦曝光的曝光机以test模式各别做出不同曝光能量时间及各别焦距的矩阵图形。
4.根据权利要求1所述的变焦曝光方法，其特征在于，所述步骤2中曝光机的可用之焦距景深范围共有1.2um，以一半0.6um处作为中心焦距。
5.根据权利要求1所述的变焦曝光方法，其特征在于，所述步骤5中退出蓝宝石晶圆的方法是：曝光机选择REMOVE wafer＝>unload将完成曝光的蓝宝石晶圆退出进行后续显影制程。
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