[發明專利]一種提高多層整合光罩工藝套準精度的光刻曝光方法

有效

• 申請號: 201210343524.1
• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN102866592A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 朱駿;張旭昇
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F9/00
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 竺路玲

技術領域

本發明涉及微電子制造領域，尤其涉及一種可提高多層整合光罩工藝套準精度的光刻曝光方法。

背景技術

光刻技術伴隨集成電路制造工藝的不斷進步，線寬的不斷縮小，半導體器件的面積正變得越來越小，半導體的布局已經從普通的單一功能分離器件，演變成整合高密度多功能的集成電路；由最初的IC（集成電路）隨后到LSI（大規模集成電路）、VLSI（超大規模集成電路），直至今天的ULSI（特大規模集成電路），器件的面積進一步縮小，功能更為全面強大。考慮到工藝研發的復雜性，長期性和高昂的成本等等不利因素的制約，如何在現有技術水平的基礎上進一步提高器件的集成密度，縮小芯片的面積，在同一枚硅片上盡可能多的得到有效的芯片數，從而提高整體利益，將越來越受到芯片設計者，制造商的重視。

在半導體制造中，掩模板充當著載體的角色，正是依靠它，光刻能夠在硅片上實現設計者的思路，讓半導體實現各種功能。隨著光刻技術不斷向更為細小的技術節點邁進，掩模板的價格也不斷激增。

多層整合光罩（Multi-layer?Mask，MLM）是將多層使用同一類光刻曝光設備的光刻工藝層放在同一塊掩模板上，能夠最大限度的使用掩模板，進而節約成本。這種方式被廣大的客戶接受，成為業界一種普遍商業模式。

這種掩模板的布局模式對于步進式重復曝光光刻機（Stepper）而言會造成光學鏡頭局部受熱不均勻的問題。這一問題會導致圖形形變惡化，進而降低光刻機的套準精度表現。

隨著技術不斷前進，產品套準規格的要求越發嚴格，這一問題正不斷突顯出來。現有的掩模板工件臺中，由于其沒有移動裝置，當曝光多層整合光罩設計的掩模板時，對于步進式重復曝光光刻機會造成光學鏡頭局部受熱不均勻的問題。這一問題會導致圖形形變惡化，進而降低光刻機的套準精度。

?

發明內容

本發明針對現有技術中存在的不足之處，提供一種解決方法，用非當前層的掩模板圖形在硅片物理尺寸以外曝光MLM掩模板其余部分，進而實現鏡頭的均勻受熱，從而能夠彌補由局部光學鏡頭受熱不均勻產生的危害，以提高了套準精度。

為了實現上述目的，本發明提供一種提高多層整合光罩工藝套準精度的光刻曝光方法，包括以下順序步驟：先使用第一掩模板圖形對硅片物理尺寸內部分進行曝光；后使用第二掩模板圖形對硅片物理尺寸外部分進行曝光，所述第一掩模板圖形和第二掩模板圖形設置在同一掩模板上。

本發明還提供另外一種提高多層整合光罩工藝套準精度的光刻曝光方法，包括以下順序步驟：先使用第一掩模板圖形對硅片物理尺寸外部分進行曝光；后使用第二掩模板圖形對硅片物理尺寸內部分進行曝光，所述第一掩模板圖形和第二掩模板圖形設置在同一掩模板上。

本發明還提供第三種提高多層整合光罩工藝套準精度的光刻曝光方法，包括以下順序步驟：使用第一掩模板圖形和第二掩模板圖形對硅片物理尺寸內部分和硅片物理尺寸內部分交替進行曝光。

本發明還提供一種掩模板，所述掩模板上排布兩個或兩個以上掩模板圖形。

本發明提供的一優選實施例中，其中所述掩模板上掩模板圖形橫向并列排列或縱向并列排列。

本發明提供的光刻曝光方法能有效解決套準精度低下和光學鏡頭局部受熱不均勻的問題。

附圖說明

圖1為本發明提供方法中使用的掩模板示意圖。

圖2為本發明中加工的硅片示意圖。

圖3為不同硅片采用本發明提供方法光刻曝光后性能測試套準精度偏差圖。

具體實施方式

本發明提供解決套準精度問題的光刻曝光方法，通過該方法能很好解決套準精度問題，同時光學鏡頭局部受熱不均勻的問題也一同解決。

以下通過實施例對本發明提供的方法作進一步詳細說明，以便更好理解本發明創造的內容，但是實施例的內容并不限制本發明創造的保護范圍。

本發明提供提高多層整合光罩工藝套準精度的光刻曝光方法的目的是提高多層整合光罩工藝套準精度。該方法將多層使用同一類光刻曝光設備的光刻工藝層放在同一塊掩模板上，從而能夠最大限度的使用掩模板，節約成本。曝光進程中，使用

在硅片實際尺寸以外穿插曝光多層整合光罩掩模板其余部分非本層的掩模板圖形，進而實現步進式重復曝光光刻機鏡頭的均勻受熱，從而減少鏡頭熱學形變，提高了多層整合光罩的工藝套準精度。

光刻曝光用掩模板上排布兩個或兩個以上掩模板圖形，掩模板上掩模板圖形橫向并列排列或縱向并列排列，如圖1所示。

光刻曝光的方法可以包括以下3種：