一种基于佳能曝光机和Perkin‑elmer曝光机的硅晶片光刻曝光方法

摘要

一种基于佳能曝光机和Perkin‑elmer曝光机的硅晶片光刻曝光方法。涉及半导体制造技术领域。提出了一种操作简单、设备成本低的一种基于佳能曝光机和Perkin‑elmer曝光机的硅晶片光刻曝光方法。按以下步骤进行操作：1）完成第一次晶片上生长层的生长，并判断该生长层是SiO

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种实现图形从光刻版向晶片转移的加工工艺。

背景技术

目前，现有技术中将图形从光刻版向晶片转移过程通常可分为很多次，每一次均需经过生长、对位、曝光这三步；其中，为保证图形的位置精度，每一次的对位步骤将显得尤为重要（此处的对位即为光刻版与晶片的对位，从而使得光刻版上的图像精确的转移至晶片上）。然而，由于晶片的生长层受工艺要求影响，可分为SiO₂层或金属层，因此，如使用单一种类曝光机进行曝光则将出现对位效率低以及对位精度差等问题。

具体来说，现有技术中大多采用佳能步进式曝光机进行光刻曝光，由于其自带自动对位技术，因此在针对SiO₂生长层时，将具有对位精度高、对位效率高的特点；但其在针对金属生长层时，由于金属的厚度大、反射率高，因此，自动对位的准确性将变得极差，给整体的光刻曝光加工带来了极大的影响。

这样，如何使得曝光机在面对SiO₂生长层或金属生长层时均可进行高效、精确的对位成为了本领域技术亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种操作简单、步骤清晰、设备成本低且可通过精确的对位，使得每一次光刻版上的图像均可精确的转移至晶片上的基于佳能曝光机和Perkin-elmer曝光机的硅晶片光刻曝光方法。

本发明的技术方案为：按以下步骤进行操作：

1）、完成第一次晶片上生长层的生长，并判断该生长层是SiO₂还是金属，若是SiO₂则进入步骤2），若是金属则进入步骤3）；

2）、佳能曝光：

2.1）、选取佳能步进式曝光机；

2.2）、判断下一次晶片上的生长层是SiO₂还是金属，若是SiO₂则进入步骤2.2.1），若是金属则进入步骤2.2.2），若无则跳过该步骤；

2.2.1）、在光刻版中图形的间隙上打上佳能对位标记；

2.2.2）、在光刻版中图形的间隙上打上PE对位标记；

2.3）、通过曝光将光刻版上的图形转移至晶片上；进入步骤4）；

3）、PE曝光：

3.1）、选取Perkin-elmer扫描式曝光机；

3.2）、判断下一次晶片上的生长层是SiO₂还是金属，若是SiO₂则进入步骤3.2.1），若是金属则进入步骤3.2.2），若无则跳过该步骤；

3.2.1）、在光刻版中图形的间隙上打上佳能对位标记；

3.2.2）、在光刻版中图形的间隙上打上PE对位标记；

3.3）、通过曝光将光刻版上的图形转移至晶片上；进入步骤4）；

4）、判断是否完成所有生长层的生长，是则结束，否则进入步骤5）；

5）、生长：完成一次生长层的生长；并判断该生长层是SiO₂还是金属，若是SiO₂则进入步骤6），若是金属则进入步骤7）；

6）、佳能对位曝光：

6.1）、选取佳能步进式曝光机；

6.2）、判断下一次晶片上的生长层是SiO₂还是金属，若是SiO₂则进入步骤6.2.1），若是金属则进入步骤6.2.2），若无则跳过该步骤；

6.2.1）、在光刻版中图形的间隙上打上佳能对位标记；

6.2.2）、在光刻版中图形的间隙上打上PE对位标记；

6.3）、根据上一次光刻在晶片上的佳能对位标记进行自动对位；

6.4）、通过曝光将光刻版上的图形转移至晶片上；返回步骤4）；

7）、PE曝光：

7.1）、选取Perkin-elmer扫描式曝光机；

7.2）、判断下一次晶片上的生长层是SiO₂还是金属，若是SiO₂则进入步骤7.2.1），若是金属则进入步骤7.2.2），若无则跳过该步骤；

7.2.1）、在光刻版中图形的间隙上打上佳能对位标记；

7.2.2）、在光刻版中图形的间隙上打上PE对位标记；

7.3）、根据上一次光刻在晶片上的PE对位标记进行人工手动对位；

7.4）、通过曝光将光刻版上的图形转移至晶片上；返回步骤4）。

所述佳能对位标记和PE对位标记交错设置。

步骤4.1）中所述佳能对位标记包括框形的外对位槽和十字形的佳能对位槽，所述佳能对位槽位于外对位槽的框形区域内、且与外对位槽的中心一致。

步骤4.2）中所述PE对位标记包括框形的对位槽和方形的PE对位槽，所述PE对位槽位于对位槽的框形区域内、且与对位槽的中心一致，所述对位槽和外对位槽均呈正方形、且二者边长相等。

本发明中采用佳能步进式曝光机和Perkin-elmer扫描式曝光机相互配合，分别针对SiO₂生长层和金属生长层进行快速、精准的对位以及高效、高精度的光刻曝光，避免了使用单一曝光机进行光刻曝光所带来的无法适应生长介质的变换等问题。从整体上具有操作简单、步骤清晰、设备成本低、加工周期短以及产品品质高等优点。

附图说明

图1是本案中佳能对位标记和PE对位标记的结构示意图；

图中1是佳能对位标记，11是外对位槽，12是佳能对位槽，2是PE对位标记，21是对位槽，22是佳能对位槽。

具体实施方式

本发明如图1所示，按以下步骤进行操作：

1）、完成第一次晶片上生长层的生长，并判断该生长层是SiO₂还是金属，若是SiO₂则进入步骤2），若是金属则进入步骤3）；

2）、佳能曝光：

2.1）、选取佳能步进式曝光机；

2.2）、判断下一次晶片上的生长层是SiO₂还是金属，若是SiO₂则进入步骤2.2.1），若是金属则进入步骤2.2.2），若无则跳过该步骤；

2.2.1）、在光刻版中图形的间隙上打上佳能对位标记；

2.2.2）、在光刻版中图形的间隙上打上PE对位标记；

2.3）、通过曝光将光刻版上的图形转移至晶片上；进入步骤4）；

3）、PE曝光：

3.1）、选取Perkin-elmer扫描式曝光机；

3.2）、判断下一次晶片上的生长层是SiO₂还是金属，若是SiO₂则进入步骤3.2.1），若是金属则进入步骤3.2.2），若无则跳过该步骤；

3.2.1）、在光刻版中图形的间隙上打上佳能对位标记；

3.2.2）、在光刻版中图形的间隙上打上PE对位标记；

3.3）、通过曝光将光刻版上的图形转移至晶片上；进入步骤4）；

4）、判断是否完成所有生长层的生长，是则结束，否则进入步骤5）；

5）、生长：完成一次生长层的生长；并判断该生长层是SiO₂还是金属，若是SiO₂则进入步骤6），若是金属则进入步骤7）；

6）、佳能对位曝光：

6.1）、选取佳能步进式曝光机；

6.2）、判断下一次晶片上的生长层是SiO₂还是金属，若是SiO₂则进入步骤6.2.1），若是金属则进入步骤6.2.2），若无则跳过该步骤；

6.2.1）、在光刻版中图形的间隙上打上佳能对位标记；

6.2.2）、在光刻版中图形的间隙上打上PE对位标记；

6.3）、根据上一次光刻在晶片上的佳能对位标记进行自动对位；

6.4）、通过曝光将光刻版上的图形转移至晶片上；返回步骤4）；

7）、PE曝光：

7.1）、选取Perkin-elmer扫描式曝光机；

7.2）、判断下一次晶片上的生长层是SiO₂还是金属，若是SiO₂则进入步骤7.2.1），若是金属则进入步骤7.2.2），若无则跳过该步骤；

7.2.1）、在光刻版中图形的间隙上打上佳能对位标记；

7.2.2）、在光刻版中图形的间隙上打上PE对位标记；

7.3）、根据上一次光刻在晶片上的PE对位标记进行人工手动对位；

7.4）、通过曝光将光刻版上的图形转移至晶片上；返回步骤4）。

这样，在对位方面，当下一次晶片上的生长层是SiO₂时，则在晶片上留下佳能对位标记，从而利用佳能步进式曝光机的自动对位对SiO₂生长层进行高效、高精度的对位；

而当下一次晶片上的生长层是金属时，则在晶片上留下PE对位标记，从而利用人工手动对位结合Perkin-elmer扫描式曝光机对金属生长层进行快速、准确的对位，有效避免了由于金属的厚度大、反射率高而造成的自动对位失效的问题。

综上所述，本发明中采用佳能步进式曝光机和Perkin-elmer扫描式曝光机相互配合，分别针对SiO₂生长层和金属生长层进行快速、精准的对位以及高效、高精度的光刻曝光，避免了使用单一曝光机进行光刻曝光所带来的无法适应生长介质的变换等问题。从整体上具有操作简单、步骤清晰、设备成本低、加工周期短以及产品品质高等优点。

所述佳能对位标记和PE对位标记交错设置。

步骤4.1）中所述佳能对位标记1包括框形的外对位槽11和十字形的佳能对位槽12，所述佳能对位槽12位于外对位槽11的框形区域内、且与外对位槽的中心一致。

步骤4.2）中所述PE对位标记2包括框形的对位槽21和方形的PE对位槽22，所述PE对位槽位于对位槽的框形区域内、且与对位槽的中心一致，所述对位槽和外对位槽均呈正方形、且二者边长相等。从而使得人工可更加快速的对PE对位标记进行识别判断，从而准确、高效的完成对位操作。