專利名稱：一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片產(chǎn)品光刻拼接精度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路裝備制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片產(chǎn)品光刻拼接精度的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)行主流光刻機(jī)的曝光視場(chǎng)的最大面積為26*33mm，而實(shí)際應(yīng)用中某些單個(gè)芯片的尺寸要大于光刻機(jī)的曝光場(chǎng)，例如全幅CIS的芯片尺寸為36*24mm，攝影棚用相機(jī)的尺寸為如60*60_。對(duì)于這種超過光刻機(jī)曝光視場(chǎng)的芯片的制造,需要使用拼接工藝來(lái)制造大于光刻視場(chǎng)的芯片。傳統(tǒng)光刻中，芯片尺寸小于或者等于光刻機(jī)的曝光市場(chǎng)，單次曝光完成單個(gè)芯片的光刻。芯片周圍的切割道(Scribe line)中可以放置線寬和套刻等測(cè)量標(biāo)記對(duì)工藝進(jìn)行監(jiān)控。通過監(jiān)控結(jié)果反饋和補(bǔ)償光刻的套刻精度。在這種大尺寸芯片所需要的拼接光刻中光刻版上多個(gè)模塊經(jīng)過多次曝光拼接為一個(gè)芯片(有些模塊如CIS芯片的感光模塊會(huì)經(jīng)過多次重復(fù)曝光拼接成更大的感光單元)。這種拼接模塊之間都是芯片的電路圖形，無(wú)法放置測(cè)量標(biāo)記如套刻標(biāo)記或者只能放置部分套刻標(biāo)記，例如可以放置在非拼接的一側(cè)的切割道上。但套刻誤差的數(shù)學(xué)模型中，包含場(chǎng)間誤差和場(chǎng)內(nèi)誤差，其中場(chǎng)內(nèi)誤差必須要有曝光場(chǎng)上下左右四個(gè)角的套刻誤差測(cè)量結(jié)果。對(duì)于拼接光刻的模塊，無(wú)法在上下左右四個(gè)角都放置套刻測(cè)量標(biāo)記，只能放置部分套刻標(biāo)記。所以放置部分套刻標(biāo)記是無(wú)法測(cè)量出場(chǎng)內(nèi)誤差的。這就表明對(duì)于大尺寸芯片的光刻工藝中，光刻的套刻精度和拼接精度無(wú)法被監(jiān)控和補(bǔ)償，這對(duì)大尺寸芯片的生產(chǎn)造成很大的難度。如何監(jiān)控和補(bǔ)償拼接光刻工藝的拼接精度是需要解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片產(chǎn)品光刻拼接精度的方法?！N監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片產(chǎn)品光刻拼接精度的方法，在光刻拼接工藝中，通過在大尺寸芯片區(qū)域外同時(shí)進(jìn)行等于或者小于光刻機(jī)曝光視場(chǎng)的光刻，形成所謂虛擬曝光場(chǎng)，利用虛擬曝光場(chǎng)的套刻監(jiān)測(cè)標(biāo)記或其他測(cè)量標(biāo)記的套刻測(cè)量結(jié)果來(lái)監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片區(qū)域的光刻拼接精度，從而提升大尺寸芯片產(chǎn)品光刻拼接精度。本發(fā)明的一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片光刻拼接精度的方法，包括如下步驟
步驟SOl :設(shè)計(jì)拼接光刻版；
步驟S02 :進(jìn)行第一層曝光，包括對(duì)大尺寸芯片的拼接光刻和虛擬曝光場(chǎng)的曝光；
步驟S03 :進(jìn)行第二層曝光，包括對(duì)所述第二層曝光的大尺寸芯片的拼接光刻和虛擬曝光場(chǎng)的曝光；
步驟S04:以第一層曝光后得到的虛擬曝光場(chǎng)為基準(zhǔn)，測(cè)量得到所述第二層曝光的虛擬曝光場(chǎng)的套刻測(cè)量結(jié)果；步驟S05 :利用所述套刻測(cè)量結(jié)果來(lái)監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償所述第二層曝光的大尺寸芯片的光刻拼接精度。優(yōu)選地，所述第一層為集成電路制造工藝多個(gè)層次中的任意一層，第一層曝光為該任意一層的曝光，所述第二層為所述第一層的后續(xù)任意一層。優(yōu)選地，所述第二層為所述第一層的后續(xù)任意一層，所述第二層曝光為該后續(xù)任意一層的曝光。優(yōu)選地，所述虛擬曝光場(chǎng)包含所述拼接光刻版版形和測(cè)量標(biāo)記，并且所述虛擬曝光場(chǎng)不大于光刻機(jī)最大視場(chǎng)尺寸。優(yōu)選地，利用所述虛擬曝光場(chǎng)的測(cè)量標(biāo)記來(lái)測(cè)量得到所述套刻測(cè)量結(jié)果。優(yōu)選地,所述測(cè)量標(biāo)記為套刻監(jiān)測(cè)標(biāo)記或其他測(cè)量標(biāo)記。優(yōu)選地，所述測(cè)量標(biāo)記在光刻機(jī)最大視場(chǎng)尺寸內(nèi)并且放置在所述拼接光刻版版形區(qū)的最外圍四周。優(yōu)選地，在步驟S04中，分別以第一層曝光和第二層曝光的所述虛擬曝光場(chǎng)的測(cè)量標(biāo)記來(lái)測(cè)量得到所述第二層曝光的虛擬曝光場(chǎng)的套刻測(cè)量結(jié)果。優(yōu)選地，所述的拼接光刻版版形是由小尺寸圖形組合而成。優(yōu)選地，所述的小尺寸圖形之間有遮光帶。優(yōu)選地，所述測(cè)量標(biāo)記與所述小尺寸圖形之間的距離不小于所述遮光帶尺寸的最小值。優(yōu)選地，所述虛擬曝光場(chǎng)是對(duì)所述拼接光刻版的版形進(jìn)行一次曝光得到的。優(yōu)選地，還可以重復(fù)步驟S03-S05進(jìn)行后續(xù)的每一層曝光，監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償對(duì)后續(xù)每一層曝光的大尺寸芯片的光刻拼接精度。優(yōu)選地，所述大尺寸芯片，包括圖像傳感器類型的芯片。本發(fā)明的一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片產(chǎn)品光刻拼接精度的方法，在對(duì)大尺寸芯片的光刻拼接工藝中，通過在大尺寸芯片區(qū)域外形成帶有測(cè)量標(biāo)記的虛擬曝光場(chǎng)，利用該虛擬曝光場(chǎng)的測(cè)量標(biāo)記來(lái)測(cè)量得到虛擬曝光場(chǎng)的套刻測(cè)量結(jié)果，從而利用此套刻測(cè)量結(jié)果來(lái)監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片區(qū)域的光刻拼接精度，從而提升大尺寸芯片產(chǎn)品光刻拼接精度。


圖I是本發(fā)明的一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片光刻拼接精度的方法的一個(gè)較佳實(shí)施例的制作方法流程圖
圖2是上述較佳實(shí)施例中的拼接光刻版示意圖，其中a，b, c是需要進(jìn)行拼接的小尺寸圖形模塊
圖3是上述較佳實(shí)施例中的完成拼接后的單一的大尺寸芯片的圖形布局示意4是上述較佳實(shí)施例中帶有套刻監(jiān)測(cè)標(biāo)記的拼接光刻版示意5是上述較佳實(shí)施例中完成了拼接光刻及虛擬曝光場(chǎng)的曝光后的硅片示意圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明
51 :硅片52:大尺寸芯片
53 :虛擬曝光場(chǎng)21 :光刻版遮光帶
22 :套刻監(jiān)測(cè)標(biāo)記
具體實(shí)施例方式體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的一些典型實(shí)施例將在后段的說(shuō)明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的示例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說(shuō)明及圖示在本質(zhì)上當(dāng)作說(shuō)明之用，而非用以限制本發(fā)明。
上述及其它技術(shù)特征和有益效果，將結(jié)合實(shí)施例及附圖1-5對(duì)本發(fā)明的一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片光刻拼接精度的方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖I是本發(fā)明的一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片光刻拼接精度的方法的一個(gè)較佳實(shí)施例的流程示意圖。在本實(shí)施例中，一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片光刻拼接精度的方法包括步驟SOl S04。請(qǐng)參閱圖1，圖I為本發(fā)明的一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片光刻拼接精度的方法的較佳實(shí)施例的流程示意圖。請(qǐng)參閱圖1，如圖所示，在本發(fā)明的該實(shí)施例中，一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片光刻拼接精度的方法包括如下步驟
步驟SOl :設(shè)計(jì)拼接光刻版。請(qǐng)參閱圖2,圖2是本實(shí)施例中的拼接光刻版不意圖，其中a, b, c是需要進(jìn)行拼接的小尺寸圖形模塊。拼接光刻版的版形是由不同小尺寸圖形模塊如圖中a、b和c組合而成，小尺寸圖形模塊a、b和c之間有遮光帶21。請(qǐng)參閱圖3，圖3是完成拼接后的單一的大尺寸芯片52的圖形布局示意圖。步驟S02 :進(jìn)行第一層曝光，包括對(duì)大尺寸芯片52的拼接光刻和虛擬曝光場(chǎng)53的曝光。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中，第一層可以是集成電路制造工藝中的多個(gè)層級(jí)中的任意一層，第一層曝光是對(duì)該任意一層的曝光，本實(shí)施例中，選擇有源層為第一層，這不用于限制本發(fā)明。大尺寸芯片包括但不限于是圖像傳感器類型的芯片。先以小尺寸圖形a，b和c的曝光場(chǎng)通過重復(fù)或組合曝光的方式完成大尺寸芯片52的拼接光刻；接著，將拼接光刻版放大曝光區(qū)域，完成帶有套刻監(jiān)測(cè)標(biāo)記22的虛擬曝光場(chǎng)53的曝光。具體地,虛擬曝光場(chǎng)53不大于光刻機(jī)最大視場(chǎng)尺寸。虛擬曝光場(chǎng)53包含光刻版版形和測(cè)量標(biāo)記，測(cè)量標(biāo)記為套刻監(jiān)測(cè)標(biāo)記22或其他測(cè)量標(biāo)記，請(qǐng)參閱圖4，在本實(shí)施例中，所選用的測(cè)量標(biāo)記為但不限于是套刻監(jiān)測(cè)標(biāo)記22，圖4為帶有套刻監(jiān)測(cè)標(biāo)記22的拼接光刻版示意圖，圖中a，b和c均為小尺寸圖形模塊。在拼接光刻版的版形區(qū)的最外圍四周放置有套刻監(jiān)測(cè)標(biāo)記22，在本實(shí)施例中，套刻監(jiān)測(cè)標(biāo)記22位于拼接光刻版的版形區(qū)的最外圍上下左右四個(gè)角處，并且套刻監(jiān)測(cè)標(biāo)記22在光刻機(jī)最大視場(chǎng)尺寸內(nèi)。該套刻監(jiān)測(cè)標(biāo)記22距離小尺寸圖形a，b和c的距離均大于或等于遮光帶21尺寸的最小值。步驟S03:進(jìn)行第二層曝光，包括對(duì)該層曝光的大尺寸芯片52的拼接光刻和虛擬曝光場(chǎng)53的曝光。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中，第二層為步驟S02中第一層的后續(xù)任意一層，第二層曝光是該后續(xù)任意一層的曝光。在該實(shí)施例中，第二層曝光是對(duì)有源層曝光后的后續(xù)一層的曝光，這不用于限制本發(fā)明范圍。步驟S04 :在本實(shí)施例中，以第一層曝光后得到的虛擬曝光場(chǎng)為基準(zhǔn)，分別利用第一層和第二層曝光后的虛擬曝光場(chǎng)53的套刻監(jiān)測(cè)標(biāo)記22，來(lái)測(cè)量得到虛擬曝光場(chǎng)53的套刻測(cè)量結(jié)果。
步驟S05 :利用套刻測(cè)量結(jié)果來(lái)監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償?shù)诙悠毓夂蟮拇蟪叽缧酒?2的光刻拼接精度。在本實(shí)施例中，襯底可以但不限于是硅片，請(qǐng)參閱圖5，圖5是本實(shí)施例中完成了拼接光刻及虛擬曝光場(chǎng)53的曝光后的娃片不意圖。51為娃片,52為完成拼接光刻后的大 尺寸芯片。在本實(shí)施例中，在完成第二層曝光的大尺寸芯片52的拼接光刻和虛擬曝光場(chǎng)53曝光后，可以但不限于在套刻測(cè)量機(jī)臺(tái)上測(cè)量虛擬曝光場(chǎng)53的套刻測(cè)量結(jié)果，以此套刻測(cè)量結(jié)果來(lái)判斷大尺寸芯片52的光刻拼接精度是否滿足要求。如不滿足要求，可以利用虛擬曝光場(chǎng)53的套刻測(cè)量結(jié)果對(duì)進(jìn)行大尺寸芯片52的光刻拼接精度進(jìn)行補(bǔ)償。由于虛擬曝光場(chǎng)53的光刻機(jī)、硅片形貌及工藝條件三個(gè)因素和大尺寸芯片上52每個(gè)小尺寸圖形完全一致，所以虛擬曝光場(chǎng)53的套刻測(cè)量結(jié)果與大尺寸芯片52上每個(gè)模塊的套刻測(cè)量結(jié)果一致。最終完成本實(shí)施例中利用虛擬曝光場(chǎng)53的套刻監(jiān)測(cè)標(biāo)記22的套刻測(cè)量結(jié)果來(lái)監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片區(qū)域的光刻拼接精度的實(shí)施。值得一提的是，可以重復(fù)步驟S03-S05進(jìn)行后續(xù)的每一層曝光，并完成對(duì)每一層曝光后的大尺寸芯片的拼接光刻的監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償。雖然已公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，在不背離本發(fā)明權(quán)利要求書中公開范圍的情況下，任何各種修改、添加和替換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片光刻拼接精度的方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟SOl :設(shè)計(jì)拼接光刻版； 步驟S02 :進(jìn)行第一層曝光，包括對(duì)大尺寸芯片的拼接光刻和虛擬曝光場(chǎng)的曝光； 步驟S03 :進(jìn)行第二層曝光，包括對(duì)所述第二層曝光的大尺寸芯片的拼接光刻和虛擬曝光場(chǎng)的曝光； 步驟S04:以第一層曝光后得到的虛擬曝光場(chǎng)為基準(zhǔn)，測(cè)量得到所述第二層曝光的虛擬曝光場(chǎng)的套刻測(cè)量結(jié)果； 步驟S05 :利用所述套刻測(cè)量結(jié)果來(lái)監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償所述第二層曝光的大尺寸芯片的光刻拼接精度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片光刻拼接精度的方法，其特征在于所述第一層為集成電路制造工藝多個(gè)層次中的任意一層，第一層曝光為該任意一層的曝光，所述第二層為所述第一層的后續(xù)任意一層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片光刻拼接精度的方法，其特征在于所述第二層為所述第一層的后續(xù)任意一層，所述第二層曝光為該后續(xù)任意一層的曝光。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片光刻拼接精度的方法，其特征在于所述虛擬曝光場(chǎng)包含所述拼接光刻版版形和測(cè)量標(biāo)記，并且所述虛擬曝光場(chǎng)不大于光刻機(jī)最大視場(chǎng)尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片光刻拼接精度的方法，其特征在于利用所述虛擬曝光場(chǎng)的測(cè)量標(biāo)記來(lái)測(cè)量得到所述套刻測(cè)量結(jié)果。
6 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片光刻拼接精度的方法，其特征在于所述測(cè)量標(biāo)記為套刻監(jiān)測(cè)標(biāo)記或其他測(cè)量標(biāo)記。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片光刻拼接精度的方法，其特征在于所述測(cè)量標(biāo)記在光刻機(jī)最大視場(chǎng)尺寸內(nèi)并且放置在所述拼接光刻版版形區(qū)的最外圍四周。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片光刻拼接精度的方法，其特征在于在步驟S04中，分別利用第一層曝光和第二層曝光的所述虛擬曝光場(chǎng)的測(cè)量標(biāo)記，來(lái)測(cè)量得到所述第二層曝光的虛擬曝光場(chǎng)的套刻測(cè)量結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片光刻拼接精度的方法，其特征在于所述的拼接光刻版版形是由小尺寸圖形組合而成。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片光刻拼接精度的方法，其特征在于所述的小尺寸圖形之間有遮光帶。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片光刻拼接精度的方法，其特征在于所述測(cè)量標(biāo)記與所述小尺寸圖形之間的距離不小于所述遮光帶尺寸的最小值。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片光刻拼接精度的方法，其特征在于所述虛擬曝光場(chǎng)是對(duì)所述拼接光刻版的版形進(jìn)行一次曝光得到的。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片光刻拼接精度的方法，其特征在于，還可以重復(fù)步驟S03-S05進(jìn)行后續(xù)的每一層曝光，監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償對(duì)后續(xù)每一層曝光的大尺寸芯片的光刻拼接精度。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片光刻拼接精度的方法，其特征在于所述大尺寸芯片，包括圖像傳感器類型的芯片。
全文摘要
本發(fā)明提供一種監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償大尺寸芯片產(chǎn)品光刻拼接精度的方法，該方法包括步驟為:設(shè)計(jì)拼接光刻版；依次進(jìn)行第一層曝光，包括對(duì)大尺寸芯片的拼接光刻和虛擬曝光場(chǎng)的曝光；進(jìn)行第二層曝光，包括對(duì)大尺寸芯片的拼接光刻和虛擬曝光場(chǎng)的曝光；測(cè)量得到第二層曝光的虛擬曝光場(chǎng)的套刻測(cè)量結(jié)果，利用該套刻測(cè)量結(jié)果來(lái)監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償?shù)诙悠毓獾拇蟪叽缧酒墓饪唐唇泳取１景l(fā)明利用虛擬曝光場(chǎng)設(shè)置測(cè)量標(biāo)記，再利用此測(cè)量標(biāo)記的測(cè)量得到的套刻測(cè)量結(jié)果來(lái)監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償拼接光刻精度，克服了芯片的尺寸大于光刻機(jī)的曝光視場(chǎng)的難題，提升大尺寸芯片產(chǎn)品光刻拼接精度。
文檔編號(hào)G03F7/20GK102944984SQ20121050053
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者袁偉 申請(qǐng)人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司