[發明專利]判斷光刻版套刻精度一致性的方法和光刻機

有效

• 申請號: 201310157519.6
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN104122756A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 陳輝
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;H01L21/027
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 鄧云鵬

技術領域

本發明涉及光刻技術，特別是涉及一種判斷光刻版套刻精度一致性的方法和一種光刻機。

背景技術

在生產晶片時，需要進行光刻將光刻版上的圖形轉印到晶圓上。每次轉印的圖形在晶圓上占據一塊區域，經過多次轉印可以在晶圓上形成具有相同圖形的多個區域，然后將晶圓按照區域進行分割即可得到具有相同功能的多個晶片。

為了提高生產效率，出現了使用兩塊光刻版同時在同一晶圓上作業的技術，也即用兩塊光刻版同時各自獨立地在晶圓的不同區域作業，最后完成整個晶圓的圖形轉印。理論上，這種技術可以將生產效率翻倍。

然而上述技術存在兩塊光刻版的套刻精度不一致的問題，這會導致晶圓報廢。傳統采用分片驗證的方法來判斷兩塊光刻版的套刻精度一致性，具體如下：在轉印過程中，隨機選取兩塊光刻版中的任一塊在晶圓上依序曝光并完成整個晶圓的曝光，這樣整個晶圓上的圖形就是隨機間隔的由不同的光刻版曝光形成的圖形。然后進行晶圓可接受度（wafer?acceptance，WAT）測試，并根據WAT測試結果驗證套刻精度是否匹配。

上述方法耗費的周期較長、需要的人力較多，同時受到其他部門工藝的影響較大，因此評估套刻精度一致性的難度較大。

發明內容

基于此，有必要提供一種評估難度較小的判斷光刻版套刻精度一致性的方法。

此外，還提供一種光刻機。

一種判斷光刻版套刻精度一致性的方法，在光刻制程中，包括以下步驟：以行間隔或列間隔的方式使用兩塊光刻版對晶圓表面曝光；將完成曝光的整片晶圓與通過單一光刻版曝光的晶圓進行比較，判斷套刻精度的一致性。

在其中一個實施例中，所述以行間隔的方式使用兩塊光刻版對晶圓表面曝光的步驟具體為：使用所述兩塊光刻版的其中一塊對晶圓上處于同一行的多個曝光區域依次執行曝光；使用所述兩塊光刻版的另外一塊對晶圓上處于下一行的多個曝光區域依次執行曝光；反復輪流執行上述步驟直至晶圓表面全部完成曝光。

在其中一個實施例中，所述以列間隔的方式使用兩塊光刻版對晶圓表面曝光的步驟具體為：使用所述兩塊光刻版的其中一塊對晶圓上處于同一列的多個曝光區域依次執行曝光；使用所述兩塊光刻版的另外一塊對晶圓上處于下一列的多個曝光區域依次執行曝光；反復輪流執行上述步驟直至晶圓表面全部完成曝光。

一種光刻機，包括光刻模塊，所述光刻模塊包括光刻版選擇模塊，所述光刻版選擇模塊按照設定的方式選取兩塊光刻版以行間隔或列間隔的方式對晶圓表面曝光。

在其中一個實施例中，所述光刻版選擇模塊用于：選取所述兩塊光刻版的其中一塊對晶圓上處于同一行的多個曝光區域依次執行曝光；選取所述兩塊光刻版的另外一塊對晶圓上處于下一行的多個曝光區域依次執行曝光；反復輪流執行上述步驟直至晶圓表面全部完成曝光。

在其中一個實施例中，所述光刻版選擇模塊用于：選取所述兩塊光刻版的其中一塊對晶圓上處于同一列的多個曝光區域依次執行曝光；選取所述兩塊光刻版的另外一塊對晶圓上處于下一列的多個曝光區域依次執行曝光；反復輪流執行上述步驟直至晶圓表面全部完成曝光。

上述方法及光刻機，不需要進行WAT測試，僅在光刻程序中即可完成，不需要依賴其他部門工藝，并且相比于傳統的判斷套刻精度一致性時采用分片計劃，其復雜度也較低，因此可以提高評估效率和減小評估難度。

附圖說明

圖1為光刻曝光原理示意圖；

圖2為一實施例的采用雙光刻版的光刻工藝示意圖；

圖3為行間隔方式進行曝光的示意圖；

圖4為列間隔方式進行曝光的示意圖。

具體實施方式

在半導體制程中，光刻工藝是比較關鍵的工藝。光刻工藝包括預處理、旋涂光刻膠、軟烘、曝光、后烘以及顯影等步驟。其中：

1)預處理（Substrate?Pretreatment）用于改變晶圓表面的性質，使其能和光刻膠粘連牢固。主要方法就是涂六甲基二硅胺（HMDS）：在密閉腔體內將晶圓加熱到120℃，表面用噴入氮氣加壓的霧狀HMDS，使得HMDS和晶圓表面的-OH鍵發生反應以除去水汽和親水鍵結構。反應充分后在冷板上降溫。

2)旋涂光刻膠（Spin?coat），用旋轉涂布法能提高光刻膠薄膜的均勻性與穩定性。光刻膠中主要物質有樹脂、溶劑、感光劑和其它添加劑。感光劑在光照下會迅速反應。一般設備的穩定工作最高轉速不超過4000rpm（轉每分），最好的工作轉速在2000～3000rpm。

3)軟烘（Soft?Bake），用于除去光刻膠中的溶劑。一般是在90℃的熱板中完成。