[發(fā)明專利]提高投影步進光刻機對準信號的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110031787.4
• 申請日: 2011-01-30
• 公開（公告）號: CN102073222A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發(fā)明（設計）人: 李秋;梅海軍;熊愛華;石建武;林立桂;林善彪
• 申請（專利權）人: 福建福順微電子有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F9/00
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發(fā)明涉及一種信號對準方法，特別涉及一種提高投影步進光刻機對準信號的方法。

背景技術

目前大規(guī)模集成電路生產(chǎn)線所采用的主流的光刻機基本上是步進投影光刻機，在采用分步曝光方式中，光刻版上不包括硅片上的所有芯片圖形，而是只包括一部分重復的芯片圖形，一次只曝光硅片的一部分，采用重復步進曝光的方式將整個硅片曝光。

投影式步進光刻機主要工作原理是利用反射鏡系統(tǒng)把1：1圖像的整個掩膜版上的圖形投影到硅片表面。該機臺版定位，硅片全局對準，硅片場對場對準均采用暗場，小部分區(qū)域透光，大部分區(qū)域不透光對準，通過CrossMask（機臺上的十字）、Key（掩膜版上的對準十字）、Target（硅片表面的十字）三者重合，從而在示波器形成一個完好的波形。汞燈發(fā)出的對準光源，首先要經(jīng)過濾光鏡，過濾一些不要光源，再經(jīng)過一系列的透鏡，穿過版圖，照射到硅片表面，光線若照在表面平坦的硅片上，是按同角度反射回去，這種光線很少通過暗場透鏡。當表面有凹凸的Target被移到跟Key重合的位置，Target的邊緣會從不同的角度散射光線，這些散射的光線通過暗場透鏡后，再通過一些透鏡在CrossMask形成了圖形這在過程中，可以通過馬達對光路進行旋轉，再經(jīng)過光電倍增管的轉換，作業(yè)者就可以通過示波器來觀察形成的波形。

由于UT機臺對準主要靠目標十字和對準十字來進行，因此目標十字和對準十字的對應結果關系著硅片的信號強弱，反映到硅片上，就是對準結果差異，按照一般的布局，在相同的機臺類型和光強情況下，曝光一批信號好的硅片時間短，出現(xiàn)管芯異常的機率低，良率高，曝光一批信號差的硅片，時間則需要成倍增加，極大影響fab里產(chǎn)能，并且因為信號差造成套準等異常的機率高，返工率高，良率低。傳統(tǒng)的使用專用版，通過短流程來進行確認目標十字和對準十字的方式，可以解決相當一部分工藝相同的品種的對準問題，假設工藝參數(shù)穩(wěn)定，則可以保證此類產(chǎn)品正常大批量生產(chǎn)；然而這種實驗方式存在一個問題：即每次新增加一個工藝，或者新添加一個工序，就要進行目標十字和對準十字驗證實驗，假設設計臨時進行更改，就要再次進行驗證，擴散氧化層或者鋁層等工藝有波動，即使是在合格范圍內，都會對光刻的對準產(chǎn)生直接的影響。

按照傳統(tǒng)布圖，版圖上目標十字和對準十字占用的區(qū)域不能太大，否則相對有效管芯就減少，按照工藝的不同，當前流行的布圖方式是采用X方向安排9~16列，Y方向上下2行的方式進行目標十字-對準十字的排列；按照此種布圖方式，使用者進行對準時可供選擇的一般只有上下2行2種排列方式，若怕工藝波動，出現(xiàn)信號差異情況，則需要再增加對準十字和目標十字的組合，此時就要擠占有效的管芯空間；若不增加對準十字和目標十字的組合，容易出現(xiàn)套準異常或者曝光不出的現(xiàn)象；光刻耗在此類曝光問題和對準十字-目標十字的實驗的時間和精力比較多。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種提高投影步進光刻機對準信號的方法，在不占用更多的版圖空間的情況下，使目標十字和對準十字的排列組合盡量多，以提高硅片的套準精度和良率。

本發(fā)明的技術方案在于：一種提高投影步進光刻機對準信號的方法，其特征在于：按以下步驟進行：

1）在埋層掩膜版的左上角和右上角一定區(qū)域內設置各兩行2~6個目標十字，其中一行目標十字不透光，另一行目標十字透光；

2）在硼埋版的左上角和右上角對應區(qū)域內各設置一行1~3個對準十字，所述對準十字與埋層掩膜版上的目標十字坐標相同，對準十字為透光，對準后進行硼埋光刻；

3）在磷橋光刻或隔離光刻前在對應區(qū)域內各設置一行1~3個對準十字，所述磷橋版或隔離版上的對準十字與埋層掩膜版上的目標十字坐標相同，在對準十字旁側的空白區(qū)域內位后道可光設置目標十字，所述目標十字設置兩行，一行為透光，另一行為不透光，目標十字的數(shù)量為16~32個；

4）低硼光刻、基區(qū)光刻、高硼光刻、E區(qū)光刻、電容光刻、引線孔光刻、通孔光刻、鈍化光刻時，每道光刻前在各場版對應磷橋版或隔離版上的目標十字設置單行對準十字，所述對準十字為透光，數(shù)量為1~4個，對準十字周圍的區(qū)域為不透光。

5）SIN光刻和鋁光刻時，每道光刻前在各場版對應磷橋版或隔離版上的目標十字設置單行對準十字，所述對準十字為透光，數(shù)量為1~4個，對準十字周圍的區(qū)域為透光。

步驟1）中，所述埋層掩膜版上設置的目標十字的大小為2.5~5.5um，間距為30um。

步驟2）中，所述硼埋版上設置的對準十字的大小為2.5~4.5um。