专利名称：半导体制造工艺中利用两个光掩模的二次曝光方法
技术领域：
本发明涉及一种二次曝光的方法，具体地讲，涉及一种半导体制造工艺 中利用两个光掩模的二次曝光方法。
背景技术：
参考图1至图4,显示现有半导体制造工艺中晶片的曝光显影制造工艺 的示意图。首先，参考图1,提供晶片10,该晶片IO具有一表面101及多 个焊盘11,该等焊盘11位于该表面101上。接着，参考图2，形成聚酰亚 胺(Polyimide, PI)钝化层(Passivation layer)12于该晶片10的该表面101上， 该聚酰亚胺钝化层12为一种负型感光材料。接着，参考图3，提供光掩模14，其中该光掩模14具有图案141及非 曝光图案142。该非曝光图案142相对该等焊盘11，用以在接续制造工艺后 暴露出该等焊盘ll。在通常情况下，该光掩模14上可能会有多余的杂质或 粒子(Particle)143,该粒子143位于该图案141中。接着，利用光束16通过 该光掩模14对该聚酰亚胺钝化层12进行曝光(Exposure)程序，该光束16穿 过该图案141使得相对应的该聚酰亚胺钝化层12产生化学反应因而在显影 时不会被去除。然而，由于该粒子143会有阻挡该光束16的作用，因此使 得原本应该被该光束16照射的区域会有一部分没有被该光束16照射到，而 无法产生化学反应。接着，参考图4，移开该光掩模14后，利用显影剂对该聚酰亚胺钝化层 12进行显影(Develop)程序，没有被该光束16照射到的区域会被该显影剂洗 掉，而被该光束16照射到的区域则会因产生化学反应而保留下来，因而仅 暴露出该等焊盘ll,以进行后续的制造工艺。但是，在图4中可看出，由于 该粒子i43的阻挡使得有一部分该聚酰亚胺钝化层12无法产生化学反应， 因此同样会被该显影剂洗掉，造成该聚酰亚胺钝化层12的破损，而暴露出 预期之外的该晶片10的该表面101，如此将造成成品率的损失。因此，有必要提供一种创新且具进步性的半导体制造工艺中二次曝光的
方法，以解决上述问题。 发明内容本发明的目的在于提供一种半导体制造工艺中二次曝光的方法，包括以下步骤(a) 提供基板，该基板具有一表面；(b) 形成负型感光材料于该基板的该表面上；(c) 提供第一光掩模，该第一光掩模具有第一图案；(d) 利用第 一光束通过该第 一光掩模对该负型感光材料进行第一次曝光 程序；(e) 提供第二光掩模，该第二光掩模具有第二图案，该第二图案的整体紋路相同于该第一图案的整体紋路；及(f) 利用第二光束通过该第二光掩模对该负型感光材料进行第二次曝光程序。由此，该负型感光材料不会产生破损而造成成品率损失的问题。
图1至图4显示现有半导体制造工艺中晶片的曝光显影制造工艺的示意图；图5至图9显示本发明半导体制造工艺中晶片的曝光显影制造工艺的示 意图；图IO至12显示本发明使用两个具有相同图案的光掩模进行二次曝光的 误差示意图，其中该第一非曝光图案的宽度等于该第二非曝光图案的宽度；图13至15显示本发明使用两个具有相同图案的光掩模进行二次曝光的 误差示意图，其中该第一非曝光图案的宽度大于该第二非曝光图案的宽度； 及图16至18显示本发明使用两个具有相同图案的光掩模进行二次曝光的 误差示意图，其中该第一非曝光图案的宽度小于该第二非曝光图案的宽度。 简单符号说明10 晶片11 坪盘12聚酰亚胺钝化层14光掩模16光束20晶片21焊盘22聚酰亚胺钝化层24第一光掩模26第一光束28第二光掩模30第二光束101晶片的表面141图案142非曝光图案143粒子201晶片的表面221开孔241第一图案242第一非曝光图案243第 一粒子281第二图案282第二非曝光图案283第二粒子具体实施方式
参考图5至图9,显示本发明半导体制造工艺中晶片的曝光显影制造工 艺的示意图。首先，参考图5，提供基板(例如晶片20)，该晶片20具有一表 面201及多个焊盘21,该等焊盘21位于该表面201上。参考图6,形成负 型感光材料(例如聚酰亚胺(Polyimide， PI)钝化层(Passivation layer)22)于该晶 片10的该表面101上。参考图7,提供第一光掩模24，其中该第一光掩模24具有第一图案241 及第一非曝光图案242。该第一非曝光图案242相对所欲暴露出的区域(例
该等焊盘21),用以在接续制造工艺后暴露出所欲暴露出的区域(例如该等焊盘21)。在通常情况下，该第一光掩模24上可能会有多余的杂质或粒子(例 如第一粒子243),该第一粒子243位于该第一图案241中。接着，利用第一 光束26通过该第一光掩模24对该聚酰亚胺钝化层22进行第一次曝光程序， 该第 一光束26穿过该第 一 图案241使得相对应的该聚酰亚胺钝化层22产生 化学反应因而在显影时不会被去除。然而，由于该第一粒子243会有阻挡该 第一光束26的作用，因此使得原本应该被该第一光束26照射的区域会有一 部分没有被该第一光束26照射到，而无法产生化学反应。参考图8,提供第二光掩模28,其中该第二光掩模28具有第二图案281 及第二非曝光图案282。该第二图案281的整体紋路相同于该第一图案241 的整体紋路。在通常情况下，该第二光掩模28上也可能会有多余的杂质或 粒子(例如第二粒子283),该第二粒子283位于该第二图案281中。可以理 解的是，该第二粒子283与该第一粒子243几乎不可能位于同样的相对位置 上。利用第二光束30通过该第二光掩模24对该聚酰亚胺钝化层22进行第 二次曝光程序，该第二光束30穿过该第二图案281使得相对应的该聚酰亚 胺钝化层22产生化学反应因而在显影时不会被去除。在此次曝光程序中， 由于该第一粒子243的相对位置处已没有任何粒子存在，因此原先被该第一 粒子243阻挡而没有产生化学反应的该聚酰亚胺钝化层22的区域，会在此 次曝光程序中被该第二光束30照射而产生化学反应。另外，该第二粒子283 所阻挡的区域而早已在第一次曝光程序中产生化学反应。参考图9，移开该第二光掩模28后，利用显影剂对该聚酰亚胺钝化层 22进行显影程序，经过上述两道曝光程序后，被该第一光束26或第二光束 30照射到的区域会因产生化学反应而保留下来，因而形成多个开孔221,且 仅暴露出该等焊盘21，以进行后续的制造工艺，而不会产生如现有制造工艺 中该聚酰亚胺钝化层12(图4)的破损以及造成成品率的损失。要注意的是，在本发明中使用两个具有相同图案的光掩模进行二次曝 光，因此在对位时可能会有机械误差或人为误差，造成该聚酰亚胺钝化层22 的该等开孔221未与该等焊盘21对齐或具有位置偏差。参考图10至12，显 示本发明使用两个具有相同图案的光掩模进行二次曝光的误差示意图，其中 该第一非曝光图案的宽度等于该第二非曝光图案的宽度。参考图10,该第一光掩模24的该第一非曝光图案242的宽度W,为60fim(与该焊盘21的水平 宽度相同)，接着，利用该第一光束26通过该第一光掩模24对该聚酰亚胺 钝化层22进行第一次曝光程序。之后，移开该第一光掩模24且提供该第二 光掩模28。参考图11,该第二光掩模28的该第二非曝光图案282的宽度\￥2为 60,i扁，接着，利用该第二光束30通过该第二光掩才莫28对该聚酰亚胺钝化 层22进行第二次曝光程序，其中该第二光掩模28的位置与该第 一光掩模24 间具有2,i的偏移(shift)。参考图12，利用显影剂对该聚酰亚胺钝化层22 进行显影程序，经过上述二道曝光程序后，被该第一光束26或第二光束30 照射到的区域会保留下来，因而形成多个开孔221，每一开孔221的宽度 W3为58fim，小于该该焊盘21的水平宽度，亦即造成最后的开口 221宽度 小于所需的宽度。为了改善上述缺点，在设计光掩模的图案时，可以利用下述两种方式改 善。第一种方式为，该第二光掩模28的第二非曝光图案282的宽度为实际 所需的宽度，而将该第一光掩模24的第一非曝光图案242的宽度设计成大 于该第二非曝光图案282宽度2pn至4Mm;第二种方式为，该第一光掩模 24的第一非曝光图案242的宽度为实际所需的宽度，而将该第二光掩模28 的第二非曝光图案282宽度设计成大于该第一非曝光图案242的图案宽度 2jj川至4jj,m。参考图13至15，显示本发明使用两个具有相同图案的光掩模进行二次 曝光的误差示意图，其中该第一非曝光图案的宽度大于该第二非曝光图案的 宽度，也就是上述的第一种方式。参考图13,该第一光掩模24的该第一非 曝光图案242的宽度W,为64pm(大于该焊盘21的水平宽度)，接着，利用 该第一光束26通过该第一光掩模24对该聚酰亚胺钝化层22进行第一次曝 光程序。之后，移开该第一光掩模24且提供该第二光掩模28。参考图14，该第二光掩模28的该第二非曝光图案282的宽度W2为 60pni，接着，利用该第二光束30通过该第二光掩4莫28对该聚酰亚胺钝化 层22进行第二次曝光程序，其中该第二光掩模28的位置与该第一光掩模24 间具有2,i的偏移(shift)。参考图15,利用显影剂对该聚酰亚胺钝化层22 进行显影程序，经过上述两道曝光程序后，被该第一光束26或第二光束30 照射到的区域会保留下来，因而形成多个开孔221,每一开孔221的宽度 W3为60,um,等于该焊盘21的水平宽度。参考图16至18，显示本发明使用两个具有相同图案的光掩模进行二次 曝光的误差示意图，其中该第一非曝光图案的宽度小于该第二非曝光图案的 宽度，也就是上述的第二种方式。参考图16，该第一光掩模24的该第一非 曝光图案242的宽度W,为60卩im(等于该焊盘21的水平宽度)，接着，利用 该第一光束26通过该第一光掩模24对该聚酰亚胺钝化层22进行第一次曝 光程序。之后，移开该第一光掩模24且提供该第二光掩模28。参考图17，该第二光掩模28的该第二非曝光图案282的宽度\￥2为 64Lim,接着，利用该第二光束30通过该第二光掩模28对该聚酰亚胺钝化 层22进行第二次曝光程序，其中该第二光掩模28的位置与该第一光掩模24 间具有2pni之偏移(shift)。参考图18,利用显影剂对该聚酰亚胺钝化层22 进行显影程序，经过上述二道曝光程序后，被该第一光束26或第二光束30 照射到的区域会保留下来，因而形成多个开孔221，每一开孔221的宽度 W3为60Pm，等于该焊盘21的水平宽度。上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非用以限制本发明。因 此，本领域的技术人员可在不违背本发明的精神对上述实施例进行修改及变 化。本发明的权利范围应如所附权利要求所列。
权利要求
1.一种半导体制造工艺中利用两个光掩模的二次曝光方法，包括以下步骤(a)提供基板，该基板具有一表面；(b)形成负型感光材料于该基板的该表面上；(c)提供第一光掩模，该第一光掩模具有第一图案；(d)利用第一光束通过该第一光掩模对该负型感光材料进行第一次曝光程序；(e)提供第二光掩模，该第二光掩模具有第二图案，该第二图案的整体纹路大致上相同于该第一图案的整体纹路；及(f)利用第二光束通过该第二光掩模对该负型感光材料进行第二次曝光程序。
2. 如权利要求1所述的方法，其中该基板为晶片，且其具有多个焊盘。
3. 如权利要求1所述的方法，其中该负型感光材料为聚酰亚胺。
4. 如权利要求l所述的方法，其中该第一光掩模还具有第一非曝光图案， 该第二光掩模还具有第二非曝光图案，该第一非曝光图案的宽度大于该第二 非曝光图案的宽度。
5. 如权利要求1所述的方法，其中该第一光掩模还具有第一非曝光图案， 该第二光掩模还具有第二非曝光图案，该第二非曝光图案的宽度大于该第一 非曝光图案的宽度。
6. 如权利要求1所述的方法，其中该步骤(d)之后还包括进行显影程序的 步骤。
全文摘要
本发明涉及一种半导体制造工艺中利用两个光掩模的二次曝光方法，包括以下步骤(a)提供基板，该基板具有一表面；(b)形成负型感光材料于该基板的该表面上；(c)提供第一光掩模，该第一光掩模具有第一图案；(d)利用第一光束通过该第一光掩模对该负型感光材料进行第一次曝光程序；(e)提供第二光掩模，该第二光掩模具有第二图案，该第二图案的整体纹路大致上相同于该第一图案的整体纹路；及(f)利用第二光束通过该第二光掩模对该负型感光材料进行第二次曝光程序。由此，该负型感光材料不会因产生破损而造成成品率损失的问题。
文档编号G03F1/38GK101126906SQ20071013717
公开日2008年2月20日 申请日期2007年7月30日 优先权日2007年7月30日
发明者何聪杰, 苏政学 申请人:日月光半导体制造股份有限公司