[发明专利]光刻曝光方法

说明书

本发明提供一种光刻曝光方法，包括：1)在衬底上形成光刻胶层；2)采用投影式曝光机台对光刻胶层进行光刻处理，形成对位图形；3)将衬底移至接触式曝光机台，并基于对位图形，使接触式曝光机台上的光掩模与衬底进行对位，保存此时光掩模的坐标与衬底上的对位图形的坐标；4)将接触式曝光机台切换至不对位模式，通过上述的光掩模的坐标将光掩模及光掩模夹具的位置固定并保持不变，通过上述对位图形的坐标将衬底卡盘的位置固定并保持不变，依次将需要曝光的晶圆放入衬底卡盘中进行曝光处理。本发明可以有效解决接触式曝光机台前层曝光存在OVL偏移及旋转偏移问题，使得后续的投影式曝光提供较高的可能性及精度，大大提升了工艺能力。

技术领域

本发明属于半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种光刻曝光方法。

背景技术

随着半导体芯片的集成度不断提高，晶体管的特征尺寸不断缩小到纳米级，生产工艺也越来越复杂。在生产中各种元器件的三维结构被分解为几十层二维的光刻图形。为了达到良好的器件性能，各个光刻图形不但要有精准的特征尺寸线宽，还要保证层与层之间的精确对准套刻(Overlay)，对转过程的结果，或者每个连续的图形与先前层匹配的精度，被称作套准。套刻精度测量通常是在上下两个光刻层的图形中各放置一个套刻精度测量图形(Overlay Mark)，通过测量两个套刻图形的相对位置的偏差，来保证两层光刻图形之间的对准。

随着集成电路的快速发展，各种需求也日趋复杂。微机电系统(Micro ElectroMechanical Systems，MEMS)发展历史虽然已有数十年的时间，但近年来随着智能手机、汽车电子、医疗电子、物联网等产业的快速发展，对陀螺仪、射频(RF)MEMS元件、MEMS麦克风等MEMS元件产品的需求量持续攀升。这也就在MEMS元件的制造过程中不可避免的要面对各种挑战。

在半导体MEMS制造领域曝光分为整片接触式(Aligner)曝光与投影式(Stepper)曝光等曝光模式。接触式(Aligner)曝光机多为手动式，机台简单，需要手动将晶圆放置在卡盘(Chuck)上作业，且卡盘(Chuck)因对位的需求所以具有活动性。接触式(Aligner)曝光机台曝光掩膜(Mask)装载时机台无自动对准掩膜上的定位标记(Mark)以定位掩膜(Mask)，所以接触式(Aligner)曝光机台的前层(First)曝光具有位置不确定性。投影式(Stepper)曝光光刻机，其自动化程度高，可以自动定位晶圆的缺口(notch)及其位置，还可以抓取掩膜(Mask)上的坐标从而定位掩膜(Mask)，其前层(First)曝光位置相对可以固定在一个很小的偏差内，使用投影式(Stepper)曝光前层(First)曝光后的晶圆后续可以在投影式(Stepper)曝光机台上抓取定位标记而自动对位。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种光刻曝光方法，用于解决现有技术中先使用接触式(Aligner)曝光机台作业前层，后续层次再使用投影式(Stepper)曝光机台作业的情况下，会存在套刻精度(OVL)扫描方向性误差及旋转偏差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种光刻曝光方法，所述光刻曝光方法包括以下步骤：1)提供衬底，在所述衬底上形成光刻胶层；2)基于预定的对位图形，采用投影式曝光机台对所述光刻胶层进行光刻处理，以在所述衬底的特定坐标上形成对位图形；3)将所述衬底移至接触式曝光机台，并基于所述对位图形，使所述接触式曝光机台上的光掩模与所述衬底进行对位，保存所述此时所述光掩模的坐标与所述衬底上的对位图形的坐标；4)将所述接触式曝光机台切换至不对位模式，通过上述保存的光掩模的坐标将光掩模及光掩模夹具的位置固定并保持不变，通过上述对位图形的坐标将衬底卡盘的位置固定并保持不变，依次将需要曝光的晶圆放入所述衬底卡盘中进行曝光处理。

可选地，步骤2)中，所述对位图形的个数为1个，且所述对位图形位于所述衬底的圆心。

可选地，步骤2)中，所述对位图形的个数为2个以上。

可选地，所述对位图形为2个，对称分布于所述衬底直径方向上。