TW495824B - Photolithography process for exposing alignment mark - Google Patents

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TW495824B
TW495824B TW90116903A TW90116903A TW495824B TW 495824 B TW495824 B TW 495824B TW 90116903 A TW90116903 A TW 90116903A TW 90116903 A TW90116903 A TW 90116903A TW 495824 B TW495824 B TW 495824B
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TW90116903A
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Bo-Tau Chu
Shin-Yuan Chen
Chung-Ren Chen
Tai-Min Yang
Jen-Ming Wu
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Taiwan Semiconductor Mfg
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

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4^824 A7
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 積體電路係將特定的電子元件 分以下的面積中’因此,晶圓由純:線材:元件製作的流程非常複雜,需經過約斜到完成積 耗時約一、兩個月的時間才得以 < 不同的 ^ ^ L 積體電路的耘包括薄膜沈積、微影、蝕刻、擴 路的埶《兹笪甘制 、政、離子植入、…t私專,其製程與順序依不同元件 喃要而有所不在積體電路的製造過程中,晶圓曰圆上必須要呈有 號,才能使不同製程,例如蝕刻製程、、做衫製程, 機台的圖案製造能具有相同的基準。 如果晶圓的圖 對準不良,則整個晶圓有可能因此而鈕 J ^廢,由此可 準記號的重要性。第1圖所繪示為對M ~ & 圖,如第1圖所示,對準記號區域分為對準記號- 對準記號12的絕緣溝渠1 0結構,由兩個近似1所構成。其中,對準記號區域的寬度約為3 〇mm i 而對準記號12的寬度約為1.4mm至1 8mm。 ’ 另夕卜, 平方公 體電路 步驟, 主要製 氣化與 同。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> ---^ 11""I 丨訂----丨丨丨丨.. 良紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 x 297公釐) 495824 Α7
五、發明說明() 號係由幾道方向不同的溝渠14結構所構成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第2圖所繪示為對準印轳仿 了早°己唬位於晶圓之示意圖。請參照 第2圖,其中,晶圓20上且右藉辦兩a 上吳有積體電路元件的產品區26, 而對準記號區域位在晶圓2Q之邊緣,此對準記號區域包括 絕緣溝渠22與對準記號24。通常,對準記號需對稱地放 在晶圓的兩側,除了上述放在晶圓2〇邊緣上,也可放在產 品區26中的任兩對稱位置,可視製程或產品需要而改變位 置。 而現今積體電路朝向線寬縮小、晶圓尺寸增大的趨勢 發展,因此,微影機台的覆蓋控制變得較以往更為重要。 為了減少製私誤差’必須將覆蓋在對準記號上的光阻去 除,以在後續製程中有對準的基準。習知微影製程中,係 利用步進機或掃福器之光罩中的清除視窗區(Clear 〇ut Window ; CLWD),藉著改變十字邊角光罩(ReUcle Edge Mask Assembly ; REMA),而使晶圓之對準記號上的光阻曝 光,再藉著進行顯影過程,可將對準記號上的光阻去除而 暴露出對準記號。 發明目的及概述: 鑒於上述之發明背景中,當閘極線寬縮小到〇.25 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------裝 i — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂.· 495824 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以下, 號上的 重疊控 光罩的 公分的 由於改 且必須 此消耗 由於多 五、發明說明( 為減少因重疊標記錯誤所造成的製程誤差,封準^己 光阻必須被清除,如此在後續製程上有較佳的圖步 制。習知對準記號之暴露方法即是暴露位於晶圓上 清除視窗區,此視窗為光罩上一個面積大約Ί & 、 i干方 正方形區域。利用清除視窗區來使對準記號暴雨 變十字邊角光罩(REMA)尺寸每次約需花費2秒,並 經過8-1 6次的曝光圖像以完成2套對準記號區域 時間因而降低了掃描器的生產效率。同時,光罩上 了清除視窗區,因次也減低了光罩有效使用面積 本發明的目的之一係提供一種暴露對準記號的微影製 程’係利用晶圓邊緣曝光裝置來清除對準記號上 J无阻, 如此’可不浪費步進機或掃描器的光罩面積。 本發明暴露對準記號之微影製程如下·音止 衣狂如下·Τ先,形成 阻層於晶圓上。接著,使用晶圓邊緣曝光裝置, \日曰圓 緣”對準記號位置曝光。隨後1用步進機或掃插器 體電路所需的圖案轉至晶圓i。之後,再進行烘烤;驟、 顯影步驟’如此一來’便完成本發明的晶圓微影製‘。 本發明的優點:⑴不使用掃描器來進行對準記號之曝 光,可降低曝光圖案數以改善掃描哭沾1 + 甘哪彻窃的生產效率。(2)不使 用掃描器光罩的清除視窗區,掃描涔可 坪r田杰可充分利用全尺寸的 -----II--Γ I --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 495824 A7 B7 五、發明說明() 光罩面積。 圖式簡單說明: 本發明的較佳實施例將於往後之說明文字中辅以下列 圖形做更詳細的闡述,其中: 第1圖所繪示為對準記號區域之示意圖; 第2圖所繪示為對準記號位於晶圓之示意圖; 第 3圖所繪示為晶圓之曝光區域與對準記號之示意 圖; 第 4圖所繪示為習知暴露對準記號之微影步驟流程 圖; 第5圖所繪示為本發明暴露對準記號之微影步驟流程 圖;以及 第 6圖所繪示為習知與本發明方法之曝光面積比較 圖。 圖號對照說明: HI n n n n mi —l· i n I · ϋ n ϋ n n I n 一eJ1 1¾ 111 i ϋ i- K n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10 絕緣溝渠 12 對準記號 14 溝渠 20 晶圓 22 絕緣溝渠 24 對準記號 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 495824 A7 B7 五、發明說明() 26 產 品 區 30 晶 圓 32 圖 案 34 圖 案 轉 移 區 域 36 對 準 記 號 38 具 有 對 準 記 號 之 晶圓 部分 41 光 阻 形 成 步 驟 42 烘 烤 步 驟 43 晶 圓 邊 緣 曝 光 步 驟 44 圖 案 轉 印 步 驟 45 對 準 記 號 曝 光 步 驟 46 烘 烤 步 驟 47 顯 影 步 驟 48 烘 烤 步 驟 51 光 阻 形 成 步 驟 52 烘 烤 步 驟 53 晶 圓 邊 緣 曝 光 步 驟 54 圖 案 轉 移 步 驟 55 烘 烤 步 驟 56 顯 影 步 驟 57 烘 烤 步 驟 60 晶 圓 62 對 準 記 號 64 保 護 區 域 66 區 域 68 區 域 ----------—裝— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _ 發明詳細說明: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 積體電路中的微影製程,係將經光罩上的圖案轉印到 晶圓上,經過顯影、烘烤等步驟後,晶圓上便具有圖案, 以選擇做後續製程。其中的曝光設備,如步進機、掃描器 等,主要由光源、光學設備、電腦系統、機械系統等組成。 基於晶圓積體電路元件圖案要求的一致性與精密性,係經 過透鏡將光罩的圖案縮小,再轉印到晶圓上,其間,即利 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公t ) 495824 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明() 用晶圓之對準記號來與曝光播A h x A^ 、,尤铖σ彳父正位置,再透過光罩使 以塗佈光阻的晶圓曝光。士D第3圖所示,第3圖所洽干為 晶圓之曝光區域與對準記號之示意圖,利用晶目3^對準 記號36與曝光機纟(未繪示)對準後,使光罩(未徐干) 之的圖案32透過透鏡(未緣示)曝光至已塗佈光阻之晶圓 30上。完成一次轉印圖案後,接著調整晶圓3〇位置以進 打下-次的圖案轉移。&此重複多次,即可完成整個晶圓 30的圖案轉移區域34。 而現今積體電路朝向縮小閘極線寬至〇·25 # m以下, 因此’微影機台的覆蓋控制變的極為重要。為了減少因重 疊標記錯誤所造成的製程誤差,必須清理對準記號上的光 阻,以在後續光阻製程上有良好的重疊控制。大致上來說, 在製作反向氧化介電層或金屬層之後,依電路設計不同, 通常在製作6層結構以上,必須將對準記號上的光阻曝 光,否則,對準記號上的堆疊氧化物將造成嚴重的重疊註 記誤差。 第4圖所繪示為習知暴露對準記號之微影步驟流程 圖。請參照第4圖,先進行光阻形成步驟41以形成光阻層 於晶圓上,再進行烘烤步驟42將光阻層烘乾。接著,由於 晶圓邊緣部分的光阻會影響中心部分的光阻層而造成剝 落,必須在圖案轉移前先進行晶圓邊緣曝光步驟4 3,利用 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 裝--------訂---------« (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明說明() 晶圓邊緣曝光裝置使晶圓邊緣部分曝光,#進行圖案轉印 v驟44 β用v進機或掃插器將積體電路所需的圖案轉炱 晶圓上。隨後,進行對準記號曝光步驟45,利用同一步進 機或掃為裔’改變十字邊角光罩(rema)尺寸,使對準記號 區域曝光,再進行㉔烤步驟46。之後,再進行顯影步驟〇 與烘烤步驟48,如此便完成晶圓的微影製程。習知步進機 或掃描器的光罩’ f製造一清除視窗區(clwd),而扣女清 除視窗區之後所剩餘製造積體電路㈣的光罩區域只剩下 約 22*22 mm2。 八 習知對準記號之暴露方法即是利用改變步進機或掃 器的十字邊角光罩(REMA)尺寸與位置,使光罩上清除視 區(CLWD)的圖案轉至晶圓上。通常改變十字邊角光 (REMA)尺寸每次約需花費2秒,而必須經過訌16次的 光圖像才能完成2套對準記號區域,如此累積下來,一 次晶圓(25片晶圓)所花費的時間實在可觀。同時,習知 了會減低光罩的有效使用面積,並由於改變十字邊角光 (REMA)尺寸的消耗時間而降低了步進機或掃描器的生 效率。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此本發明提供一種利用晶圓邊緣曝光來暴露對準 驟之微影製程。第5圖所繪示為本發明暴露對準記號之 影步驟流程圖請參照第5圖,首先進行光阻形成步驟5ι A7 五、發明說明() 形成光阻層於a m 、曰曰W上’再進行烘烤步驟52以烘烤光阻。 著’進行晶圓彳毒祕s 钱 您緣曝光步驟5 3,使用晶圓邊緣曝光裝置, 將晶圓置於方幵$瞒 曝先區下,利用晶圓承載座的旋轉以使曰 圓邊緣曝光,接荽 # a π 尺日日 曝光區下,再一攻推一 s々 万形 一 進彳丁曝光動作,如此一來,對準記號上 的光阻層即破做了標示。隨後,進行圖案轉移步驟54,利 用/進機或掃描器將積體電路所需的圖案轉至晶圓上 進行烘烤步驟以# ~ μ ^ 3、顯影步驟5 6與另一烘烤步驟5 7,如此 來便疋成本發明的晶圓微影製程。 本發明的特點在於,*晶圓圖案轉移*,即利用晶圓 邊緣曝光&備將晶圓之對準記號上的光阻曝光,來取代習 知移動步進機或掃描器的十字邊角光罩(REMA)尺寸後,再 對曰曰圓之對準記號進行曝光的步冑。本發明之微影製程不 使用步進機或器之光罩的清除視窗區(CLWD)來使對
準°己號上的光,如此-來,掃描器可充分利用光罩 的全尺寸,如罩 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 卜第6圖所為習知與本發明方法之曝光面積 比較圖’係將如第3圖具有對準記號之晶圓部分38放大來 看。其中,晶圓60上具有對準記62,並且在對準記號 62的週邊,具有保護區域64,此保護區域係用來防止金屬 沈積在對準記號62上。習知使用步進機或掃描器來暴露對 495824 A7 ______B7_______ 五、發明說明() 準記號所進行的範圍為區域66 ’ 一套對準區域需經過至少 四次曝光步驟,才能將對準記號上的光阻清除。每次改變 十字邊角光罩(REMA)尺寸約需花費2秒,兩套對準記號共 需8次至1 6次的曝光圖案。但是,本發明利用晶圓邊緣曝 光裝置所進行暴露對準記號的曝光範圍為區域6 § , —次即 可清除對準記號62上的光阻,花費時間較習知為少了許 多。 本發明之實施例中,利用晶圓邊緣曝光取代步進機或 掃描器的清除視窗區(CLWD)來清除對準記號(AM)上的光 阻’每個晶圓製造最南可節省丨6秒的時間,而一批次晶圓 製程可節省400秒。另外,步進機或掃描器,可降低曝光 圖案數並提升積體電路的生產效率。 ---I 1/--------- (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) 利用晶圓邊緣曝光裝置來^玲斟 準記號上的光阻’因 此,清除視窗(CLWD)面積可由 器可使用全部的光罩面積,約26 寸,約22*22 mm2為大。如此, 重複轉印圖案的次 數’或者製作更精密的積體電路元件\@ 下閘極線寬,可提高製作技術。 完全去除。即是掃描 ^較習知的使用尺 用在0.25 // 以 麴 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如熟悉此技術之人員所睁解的 嚟鮮的,以上所述僅為本發明 之較佳實施例而已,並非用以限 爪疋本發明之申請專利範 10 泰紙張尺度適用中國國家標準(CNSM4規格(210 x 297公f 495824 A7 B7 五、發明說明( 改 效 等 之 成 。 完内 所圍 下範 丨田· JUJ 4 矛 精專 之請 示 申 揭之 所述 明下 發在 本含 離包 脫應 未均 它 ’ J1C 飾 凡修 ., 或 圍變 ---III 1 -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公t )

Claims (1)

  1. 495824 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 lgu !ί 己 =D 準 對 露 暴 *·~ΡΗ 種 fii] 晶 ! 於 層 阻 ; 光號 1 記 成準 形對 一 少 影 微上 之 製 其 至 有 具 :緣 括邊 包之 至晶 , 該 程中 少 至 該 與 緣 邊 之一la 晶 該 對 置 裝 光 曝 緣 邊 圓., 晶光 一 曝 用號 利記 準 對 上 圓 晶 該 至 印 案 圖及 一 以 將 _, 。 台驟驟 機步步 影烤影 微烘顯 1 一 一 用行行 利進進 如其 2 , 程 製 專 請 中 第 圍 厶口 機 影 微 該 中 影 微 之 &L 己 =口 準 對 露 暴 之。 述機 所進 項步 1WM 7f 為 可 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Μ 請 申 如 程 製 該 中 其 厶口 範機 利影 專微 第 圍 影 微 之 「lgu 記 準 對 露 暴 之 。 述器 所描 項掃 1為 可 之 UPU # 記 準 對 露 暴 圓 晶 1 供 提 中 其 該 己 言 準 對 :一 括少 包至 少 貧 至具 ’ 緣 程邊 製之 影圓 微晶 νϋ n —I— 一口V a m n ·ϋ n ueu # 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 置 裝 光 曝 緣 邊 圓 晶 一 用 利 上後 圓之 晶驟 該步 於層 層阻 阻光 光該 一 成 成形 形在 驟 步 影 ;微光一 曝行 號進 記 , 準後 對之 一光 少曝 至號 該記 與準 緣對 邊該 之行 圓 進 晶在 該 對 12 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 495824 B8 C8 D8 t、申請專利範圍 進行一烘烤步驟;以及 進行一顯影步驟。 5. 如申請專利範圍第4項所述之暴露對準記號之微影 製程,其中上述之微影步驟係利用一步進機來進行。 6. 如申請專利範圍第4項所述之暴露對準記號之微影 製程,其中該微影步驟係利用一掃描器來進行。 7. 一種暴露對準記號之微影製程,至少包括: 提供一晶圓,其中,該晶圓之邊緣具有至少一對準記 號; 形成一光阻層於該晶圓上; 利用一晶圓邊緣曝光裝置對該至少一對準記號曝光; 進行一微影步驟; 進行一烘烤步驟;以及 進行一顯影步驟。 8. 如申請專利範圍第7項所述之暴露對準記號之微影 製程,其中上述之微影步驟係利用一步進機來進行。 9. 如申請專利範圍第7項所述之暴露對準記號之微影 製程,其中該微影步驟係利用一掃描器來進行。 13 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -n νϋ n i n ^ ^ I f— n ·ϋ n 口 495824 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 微晶 之該 號用 記利 準, 對後 露之 。 暴驟光 之步曝 述層行 所阻進 項光緣 7 該邊 Μ 第成之 圍形圓 範在晶 利括該 專包對 請更置 申中裝 如其光 , 曝 10程緣 製邊 影圓 ---------!---- --------訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103135337A (zh) * 2011-12-01 2013-06-05 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 对准标记的曝光方法及系统

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