[實用新型]一種GPP芯片光刻工藝用對準版圖

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721504461.8
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN207799334U
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程德明;胡建業(yè);胡志堅;胡翰林;汪華鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 黃山硅鼎電子有限公司
• 主分類號: G03F9/00
• 分類號: G03F9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型提供一種GPP芯片光刻工藝用對準版圖，將傳統(tǒng)的單純十字線圖形方案改進為有三個對準區(qū)域的對準方案，既有利于粗調(diào)找對準記號、又有利于精調(diào)對準圖形，不但提高了功效還能提高產(chǎn)品質(zhì)量，且不增加任何制造成本。

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年國家重點支持的高新技術(shù)領(lǐng)域”中：“電子信息一新型電子元器件”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)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性(或正性)光刻膠的硅片上，使用近紫外的光線對系統(tǒng)照射曝光一定時間即可。有鉻膜處光線被擋，光刻板下面對應(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；無鉻膜處光線直照射在對應(yīng)的光刻膠上，發(fā)生光學(xué)反應(yīng)，不會在事后的顯影液中溶去。通過顯影后，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，第一次光刻時需要采用復(fù)雜的雙面對準光刻工藝，即在硅片的二個表面上同時光刻出有嚴格對應(yīng)幾何關(guān)系、但形狀不同的二種版圖，以利于在二個表面制造出二種不同的功能結(jié)構(gòu)，來配合形成整體產(chǎn)品，在行業(yè)內(nèi)，簡稱為“雙面光刻”。

雙面光刻的最后目的是形成整體產(chǎn)品，二個光刻板要事先對準，所以雙面的二片光刻板上都有所謂的“對準記號”，其功用是在未進行雙面光刻前，使用雙面光刻機上的高精度微調(diào)系統(tǒng)將二片光刻板上的版圖嚴格對準。當后續(xù)在二片光刻板中插入涂敷有光刻膠的硅片時，通過雙面曝光、顯影，就會得到有嚴格幾何對應(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準工作，是在雙面光刻機上進行的，借助了光刻機的單向光線照亮(一般由下向上照射)、鉻膜及機上另設(shè)的平面鏡反光，用光刻機上的觀察顯微鏡觀察二個光刻板上的對準記號的二個影像(一般由下向上觀察)，再使用微調(diào)系統(tǒng)進行調(diào)準，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(一般是2個)對準記號嚴格對準，完成二片光刻板上版圖的對準工作。

除了雙面光刻以外，復(fù)雜的功率半導(dǎo)體器件后續(xù)還要進行多次的對準單面光刻工藝，即對準硅片上已有的單面圖形再用另外的光刻板進行對準光刻，以利于在被光刻的表面上繼續(xù)進行下一步的工藝制作，最終形成整體產(chǎn)品，在行業(yè)內(nèi)，簡稱為“單面套刻”。顯然，單面套刻也是需要所謂“對準記號”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準記號均采用細十字線圖案，將上下二片光刻板上的十字線在使用前對準對齊就可以了。但這種版圖設(shè)計過于簡單，實用中很不方便，甚至導(dǎo)致雙片難以對準。問題在于：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，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，呈亮白色；無光線回射時，呈暗黑色。設(shè)計出一款對準線黑白分明，有粗對準記號(為的是易于在鏡頭下找到十字線大慨幾何位置)、又有精對準記號(為的是提高對準精度)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芯片光刻工藝用對準版圖，能有效達到上述要求，經(jīng)實際應(yīng)用，效果很好。茲介紹如下：

本光刻對準版圖方案由二個版圖圖案組成，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，控制上方來的光線對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，控制下方來的光線對硅片下表面曝光之用。