[發明專利]雙面光刻方法

有效

• 申請號: 201410036230.3
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN104808450B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 荊二榮
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華半導體有限公司
• 主分類號: G03F9/00
• 分類號: G03F9/00;G03F7/00
• 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

本發明涉及半導體制造，特別是涉及一種雙面光刻機零次曝光方法。

背景技術

在半導體工藝中，有些情況需要用到雙面加工工藝，例如需要在硅片的正面和反面都制作圖形，或者芯片的尺寸大于2mm時。雙面加工工藝需要用到專門的設備雙面光刻機。

雙面光刻機采用接近式或接觸式曝光，即光學系統將圖形以1:1的比例投射到硅片上。因此使用到的掩膜板與硅片的尺寸相同，并且掩膜板上的圖形的尺寸和位置也必須和實際情況一致。這樣就使得傳統的雙面光刻工藝中基本上都采用人工方式來放置和對準掩膜板。然而人工方式放置掩膜板普遍存在對位不準確的情況，包括中心偏離，即曝光圖形的中心會偏離晶圓的中心，最大偏離會達到十幾毫米；還包括旋轉偏差，即曝光圖形相對晶圓的平邊會發生旋轉，最大會達到幾十度。雖然操作熟練的工人可以在較大程度上克服這個問題，但對準精度仍然受到操作熟練度的影響。

發明內容

基于此，有必要提供一種用于雙面光刻機的能夠提高放置掩膜板對準精度的方法。

一種雙面光刻方法，包括如下步驟：在待光刻的襯底上的一面或兩面制作第一對位標記；利用所述第一對位標記對齊第一次光刻所用的光刻版和襯底，并在所述襯底上制作圖形和第二對位標記；利用所述第二對位標記對齊后續光刻所用的光刻版和襯底，并在所述襯底上制作后續圖形；所述第一對位標記的精度高于所述第二對位標記的精度。

在其中一個實施例中，所述在待光刻的襯底上的一面或兩面制作第一對位標記的步驟中，批量制作所述第一對位標記。

在其中一個實施例中，所述第一對位標記采用步進式光刻機制作，所述第二對位標記采用雙面光刻機制作。

在其中一個實施例中，所述待光刻的襯底為硅襯底或玻璃襯底。

在其中一個實施例中，所述第一對位標記在待光刻的襯底上的位置與在所述襯底上將要制作的圖形及后續圖形匹配。

在其中一個實施例中，所述第二對位標記與第一對位標記重疊。

上述方法中，通過在最開始的零次曝光環節就以步進式光刻機制作的第一對位標記為基礎對準后制作第二對位標記和圖形，可以防止人為放置光刻版所帶來的對位不準造成的中心偏離和角度偏移的問題。而后續的雙面光刻機自身的對位精度可以保證在第二對位標記準確的前提下不會造成大的偏移，因此上述實施例的方法可以防止圖形的偏移。

附圖說明

圖1為一種傳統的雙面光刻過程中光刻版和襯底之間位置關系的平面視圖；

圖2為圖1沿A-A’剖面線的剖視圖；

圖3為對位標記與圖形之間的關系示意圖。

具體實施方式

圖1為一種傳統的雙面光刻過程中光刻版和襯底之間位置關系的平面視圖，圖2為圖1沿A-A’剖面線的剖視圖。雙面光刻大都采用接近式或接觸式曝光，因此光刻版上的圖形與最終成像在襯底上的圖形的比例是1:1。參考圖2，傳統的雙面光刻的原理是將襯底930夾置在上版910和下版920之間，然后用夾具固定送到曝光機下進行曝光，這樣就可以直接將圖形形成在襯底上。其中上版910和下版920之間采用對準標記940進行對準，然而雖然上版910和下版920之間可以通過對準標記940進行對齊，襯底930和上版910或下版920之間卻缺乏對準機制，不能很好地對齊。要么出現如圖2所示的中心偏移，要么出現如圖1所示的角度上的偏轉。

針對上述襯底和上版或下版之間不能很好地對齊的問題，提供一實施例的雙面光刻方法。該方法包括如下步驟。

步驟S101：在待光刻的襯底上的一面或兩面制作第一對位標記。該襯底可以是硅襯底或玻璃襯底。當襯底兩面的圖像相互無關聯時，可僅在一面首先制作該第一對位標記。當襯底兩面的圖像相互關聯時（例如需要對齊連接對應的區域），需要在該襯底的兩面都制作該第一對位標記。本實施例中，采用步進式光刻機制作該第一對位標記。步進式光刻機是集精密光學、精密機械、自動控制于一體的超精密光機電系統，能夠實現自動化對位。另外步進式光刻機采用投射式步進重復曝光系統，其利用光學系統把掩膜板上的圖形按照一定比例投影縮小至1/5或1/10，制作的圖形具有很高的精度。

步進式光刻機僅僅是在襯底上制作第一對位標記，并不參與到雙面光刻過程的具體制作圖形的工序中，因此可以在同類工序中，批量制作該第一對位標記，使得需要進行雙面光刻的一批襯底上均帶有該第一定位標記。之后就可將其用于雙面光刻。