[發(fā)明專利]一種GPP芯片光刻工藝用對(duì)準(zhǔn)版圖的設(shè)計(jì)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711103561.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN107748485A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程德明;胡建業(yè);胡志堅(jiān);胡翰林;汪華鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黃山硅鼎電子有限公司
• 主分類號(hào): G03F9/00
• 分類號(hào): G03F9/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

光刻工藝用于制造GPP芯片的功率半導(dǎo)體器件芯片，屬于“2016年國(guó)家重點(diǎn)支持的高新技術(shù)領(lǐng)域”中：“電子信息-新型電子元器件”范疇。

背景技術(shù)

光刻工藝是一種傳統(tǒng)工藝，已用于大量生產(chǎn)制造GPP(玻璃鈍化保護(hù))芯片的功率半導(dǎo)體器件。利用鍍鉻玻璃板制造出帶有圖形的光刻板，將光刻板覆蓋在涂敷有負(fù)性(或正性)光刻膠的硅片上，使用近紫外的光線對(duì)系統(tǒng)照射曝光一定時(shí)間即可。有鉻膜處光線被擋，光刻板下面對(duì)應(yīng)的光刻膠未發(fā)生光學(xué)反應(yīng)，容易在事后的顯影液中溶去；無(wú)鉻膜處光線直照射在對(duì)應(yīng)的光刻膠上，發(fā)生光學(xué)反應(yīng)，不會(huì)在事后的顯影液中溶去。通過(guò)顯影后，硅片上就出現(xiàn)了與光刻板上相同的圖形。繼而再進(jìn)入下步工序。

制造較復(fù)雜的功率半導(dǎo)體器件，例如高壓GPP整流芯片、平面工藝整流芯片、MOS、IGBT等產(chǎn)品，第一次光刻時(shí)需要采用復(fù)雜的雙面對(duì)準(zhǔn)光刻工藝，即在硅片的二個(gè)表面上同時(shí)光刻出有嚴(yán)格對(duì)應(yīng)幾何關(guān)系、但形狀不同的二種版圖，以利于在二個(gè)表面制造出二種不同的功能結(jié)構(gòu)，來(lái)配合形成整體產(chǎn)品，在行業(yè)內(nèi)，簡(jiǎn)稱為“雙面光刻”。

雙面光刻的最后目的是形成整體產(chǎn)品，二個(gè)光刻板要事先對(duì)準(zhǔn)，所以雙面的二片光刻板上都有所謂的“對(duì)準(zhǔn)記號(hào)”，其功用是在未進(jìn)行雙面光刻前，使用雙面光刻機(jī)上的高精度微調(diào)系統(tǒng)將二片光刻板上的版圖嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)后續(xù)在二片光刻板中插入涂敷有光刻膠的硅片時(shí)，通過(guò)雙面曝光、顯影，就會(huì)得到有嚴(yán)格幾何對(duì)應(yīng)關(guān)系、但形狀不同的二種版圖。

雙面光刻所用二片光刻板的對(duì)準(zhǔn)工作，是在雙面光刻機(jī)上進(jìn)行的，借助了光刻機(jī)的單向光線照亮(一般由下向上照射)、鉻膜及機(jī)上另設(shè)的平面鏡反光，用光刻機(jī)上的觀察顯微鏡觀察二個(gè)光刻板上的對(duì)準(zhǔn)記號(hào)的二個(gè)影像(一般由下向上觀察)，再使用微調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)準(zhǔn)，包括X、Y線性方向和Z角度調(diào)整，便可以將二片光刻板的若干個(gè)(一般是2個(gè))對(duì)準(zhǔn)記號(hào)嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)，完成二片光刻板上版圖的對(duì)準(zhǔn)工作。

除了雙面光刻以外，復(fù)雜的功率半導(dǎo)體器件后續(xù)還要進(jìn)行多次的對(duì)準(zhǔn)單面光刻工藝，即對(duì)準(zhǔn)硅片上已有的單面圖形再用另外的光刻板進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)光刻，以利于在被光刻的表面上繼續(xù)進(jìn)行下一步的工藝制作，最終形成整體產(chǎn)品，在行業(yè)內(nèi)，簡(jiǎn)稱為“單面套刻”。顯然，單面套刻也是需要所謂“對(duì)準(zhǔn)記號(hào)”的。

現(xiàn)在多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)光刻工藝所用光刻版圖上的對(duì)準(zhǔn)記號(hào)均采用細(xì)十字線圖案，將上下二片光刻板上的十字線在使用前對(duì)準(zhǔn)對(duì)齊就可以了。但這種版圖設(shè)計(jì)過(guò)于簡(jiǎn)單，實(shí)用中很不方便，甚至導(dǎo)致雙片難以對(duì)準(zhǔn)。問(wèn)題在于：光刻鉻版是在光學(xué)平面玻璃上鍍上一層金屬鉻膜形成的，其鉻膜關(guān)于正反二面的反光效果是不一樣的。鉻膜與玻璃結(jié)合的一面呈光亮的鏡面狀態(tài)，反光能力強(qiáng)，在觀察顯微鏡里呈亮白色；只有鉻膜的一面因覆有黑棕色遮光劑，反光能力弱，在觀察顯微鏡里呈暗黑色。十字線以外的背景色與有否光線回射有關(guān)，有光線回射時(shí)，呈亮白色；無(wú)光線回射時(shí)，呈暗黑色。設(shè)計(jì)出一款對(duì)準(zhǔn)線黑白分明，有粗對(duì)準(zhǔn)記號(hào)(為的是易于在鏡頭下找到十字線大慨幾何位置)、又有精對(duì)準(zhǔn)記號(hào)(為的是提高對(duì)準(zhǔn)精度)的光刻圖版，是確有必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種GPP芯片光刻工藝用對(duì)準(zhǔn)版圖，能有效達(dá)到上述要求，經(jīng)實(shí)際應(yīng)用，效果很好。茲介紹如下：

本光刻對(duì)準(zhǔn)版圖方案由二個(gè)版圖圖案組成，分別記為上光刻板版圖圖案和下光刻板版圖圖案。所謂上光刻板指的是放置在涂敷有光刻膠硅片的上方，有鉻圖形面向下與硅片緊密接觸，控制上方來(lái)的光線對(duì)硅片上表面曝光之用；所謂下光刻板指的是放置在涂敷有光刻膠硅片的下方，有鉻圖形面向上與硅片緊密接觸，控制下方來(lái)的光線對(duì)硅片下表面曝光之用。

上光刻板采用本說(shuō)明書附圖1圖形方案，圖案外形為圓形，圓形外直徑根據(jù)產(chǎn)品要求可設(shè)為1～2.54毫米，畫圓所用的有鉻膜環(huán)線寬為6～30微米，圓中設(shè)有四個(gè)有鉻膜扇形區(qū)，各區(qū)間相隔平行寬度為0.2～0.5毫米，平行區(qū)中心設(shè)有二條相互垂直的有鉻膜線，每條有鉻膜線均勻分為9段，由5段粗線和4段細(xì)線相間組成，細(xì)線寬度根據(jù)光刻精度要求取2～10微米，粗線寬度取細(xì)線寬度的三倍為6～30微米。

下光刻板采用本說(shuō)明書附圖2圖形方案，圖案外形為圓形，圓形外直徑為上光刻板圓形外直徑另減12～60微米，畫圓所用的有鉻膜環(huán)線寬為6～30微米，圓中設(shè)有四個(gè)有鉻膜扇形區(qū)，各區(qū)間相隔平行寬度為上光刻板相隔平行寬度另加12～60微米，平行區(qū)中心設(shè)有二條相互垂直有鉻膜細(xì)線，細(xì)線寬度與上光刻細(xì)線寬度相同。