专利名称：提高投影步进光刻机对准信号的方法
技术领域：
本发明涉及一种信号对准方法，特别涉及一种提高投影步进光刻机对准信号的方 法。
背景技术：
目前大规模集成电路生产线所采用的主流的光刻机基本上是步进投影光刻机，在 采用分步曝光方式中，光刻版上不包括硅片上的所有芯片图形，而是只包括一部分重复的 芯片图形，一次只曝光硅片的一部分，采用重复步进曝光的方式将整个硅片曝光。投影式步进光刻机主要工作原理是利用反射镜系统把1 :1图像的整个掩膜版上 的图形投影到硅片表面。该机台版定位，硅片全局对准，硅片场对场对准均采用暗场，小部 分区域透光，大部分区域不透光对准，通过CrossMask (机台上的十字)、Key (掩膜版上的对 准十字XTarget (硅片表面的十字)三者重合，从而在示波器形成一个完好的波形。汞灯发 出的对准光源，首先要经过滤光镜，过滤一些不要光源，再经过一系列的透镜，穿过版图，照 射到硅片表面，光线若照在表面平坦的硅片上，是按同角度反射回去，这种光线很少通过暗 场透镜。当表面有凹凸的Target被移到跟Key重合的位置，Target的边缘会从不同的角 度散射光线，这些散射的光线通过暗场透镜后，再通过一些透镜在CrossMask形成了图形 这在过程中，可以通过马达对光路进行旋转，再经过光电倍增管的转换，作业者就可以通过 示波器来观察形成的波形。由于UT机台对准主要靠目标十字和对准十字来进行，因此目标十字和对准十字 的对应结果关系着硅片的信号强弱，反映到硅片上，就是对准结果差异，按照一般的布局， 在相同的机台类型和光强情况下，曝光一批信号好的硅片时间短，出现管芯异常的机率低， 良率高，曝光一批信号差的硅片，时间则需要成倍增加，极大影响fab里产能，并且因为信 号差造成套准等异常的机率高，返工率高，良率低。传统的使用专用版，通过短流程来进行 确认目标十字和对准十字的方式，可以解决相当一部分工艺相同的品种的对准问题，假设 工艺参数稳定，则可以保证此类产品正常大批量生产；然而这种实验方式存在一个问题 即每次新增加一个工艺，或者新添加一个工序，就要进行目标十字和对准十字验证实验，假 设设计临时进行更改，就要再次进行验证，扩散氧化层或者铝层等工艺有波动，即使是在合 格范围内，都会对光刻的对准产生直接的影响。按照传统布图，版图上目标十字和对准十字占用的区域不能太大，否则相对有效 管芯就减少，按照工艺的不同，当前流行的布图方式是采用X方向安排纩16列，Y方向上下 2行的方式进行目标十字_对准十字的排列；按照此种布图方式，使用者进行对准时可供选 择的一般只有上下2行2种排列方式，若怕工艺波动，出现信号差异情况，则需要再增加对 准十字和目标十字的组合，此时就要挤占有效的管芯空间；若不增加对准十字和目标十字 的组合，容易出现套准异常或者曝光不出的现象；光刻耗在此类曝光问题和对准十字-目 标十字的实验的时间和精力比较多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高投影步进光刻机对准信号的方法，在不占用更多 的版图空间的情况下，使目标十字和对准十字的排列组合尽量多，以提高硅片的套准精度 禾口良率。本发明的技术方案在于一种提高投影步进光刻机对准信号的方法，其特征在于 按以下步骤进行
1)在埋层掩膜版的左上角和右上角一定区域内设置各两行2飞个目标十字，其中一行 目标十字不透光，另一行目标十字透光；
2)在硼埋版的左上角和右上角对应区域内各设置一行广3个对准十字，所述对准十字 与埋层掩膜版上的目标十字坐标相同，对准十字为透光，对准后进行硼埋光刻；
3)在磷桥光刻或隔离光刻前在对应区域内各设置一行广3个对准十字，所述磷桥版或 隔离版上的对准十字与埋层掩膜版上的目标十字坐标相同，在对准十字旁侧的空白区域内 位后道可光设置目标十字，所述目标十字设置两行，一行为透光，另一行为不透光，目标十 字的数量为16 32个；
4)低硼光刻、基区光刻、高硼光刻、E区光刻、电容光刻、引线孔光刻、通孔光刻、钝化光 刻时，每道光刻前在各场版对应磷桥版或隔离版上的目标十字设置单行对准十字，所述对 准十字为透光，数量为广4个，对准十字周围的区域为不透光。5) SIN光刻和铝光刻时，每道光刻前在各场版对应磷桥版或隔离版上的目标十字 设置单行对准十字，所述对准十字为透光，数量为广4个，对准十字周围的区域为透光。步骤1)中，所述埋层掩膜版上设置的目标十字的大小为2. 5^5. 5um,间距为30um。步骤2)中，所述硼埋版上设置的对准十字的大小为2. 5^4. 5um。步骤3)中，所述磷桥版或隔离版上的对准十字大小为2 3. 5um，所述磷桥版或隔 离版上的目标十字大小为1. (Γ6. 5um。步骤4)中，所述低硼、基区、高硼、E区、电容、引线孔、通孔、钝化版上设置的对准 十字的大小为2. (Γ2. 4um，对准十字的间距为0. 23 0. 92um。步骤5)中，所述SIN板和铝版上设置的对准十字大小为2. 5^4. 5um。在埋层光刻前预先要生长氧化层，厚度在600(Γ10000埃之间，在深磷光刻前和隔 离光刻前氧化层的厚度控制在5000、000埃之间。在磷桥光刻或者隔离光刻时形成的台阶深度控制在80(Γ3500埃，避免目标十字 和对准十字失真。埋层掩膜版上设置目标大小的区域为2 4mm*2 4mm。本发明的优点在于归一化版图，原先双极品种工艺组合极多，若全部按照传统的 工艺流程来制定各种不同工艺的对准值，不下30套对准十字-目标十字版图，采用本发明 所述的设计版图，经过归一化，只要一套版图，就可以满足绝大多数工艺的需要，而且采用 该套版图不用考虑工艺波动对工艺的影响，操作简单，效果良好。
图1为掩膜版上目标十字的设置区域示意图。
具体实施例方式一种提高投影步进光刻机对准信号的方法，其特征在于按以下步骤进行
1)在埋层掩膜版1的左上角和右上角一定区域2内设置各两行2飞个目标十字，其中 一行目标十字不透光，另一行目标十字透光；
2)在硼埋版的左上角和右上角对应区域内各设置一行广3个对准十字，所述对准十字 与埋层掩膜版上的目标十字坐标相同，对准十字为透光，对准后进行硼埋光刻；
3)在磷桥光刻或隔离光刻前在对应区域内各设置一行广3个对准十字，所述磷桥版或 隔离版上的对准十字与埋层掩膜版上的目标十字坐标相同，在对准十字旁侧的空白区域内 位后道可光设置目标十字，所述目标十字设置两行，一行为透光，另一行为不透光，目标十 字的数量为16 32个；
4)低硼光刻、基区光刻、高硼光刻、E区光刻、电容光刻、引线孔光刻、通孔光刻、钝化光 刻时，每道光刻前在各场版对应磷桥版或隔离版上的目标十字设置单行对准十字，所述对 准十字为透光，数量为广4个，对准十字周围的区域为不透光。5) SIN光刻和铝光刻时，每道光刻前在各场版对应磷桥版或隔离版上的目标十字 设置单行对准十字，所述对准十字为透光，数量为广4个，对准十字周围的区域为透光。步骤1)中，所述埋层掩膜版上设置的目标十字的大小为2. 5-5. 5um,间距为30um。步骤2)中，所述硼埋版上设置的对准十字的大小为2. 5-4. 5um。步骤3)中，所述磷桥版或隔离版上的对准十字大小为2-3. 5um，所述磷桥版或隔 离版上的目标十字大小为1. (Γ6. 5um。步骤4)中，所述低硼、基区、高硼、E区、电容、引线孔、通孔、钝化版上设置的对准 十字的大小为2. (Γ2. 4um，对准十字的间距为0. 23 0. 92um。步骤5)中，所述SIN板和铝版上设置的对准十字大小为2. 5^4. 5um。在埋层光刻前预先要生长氧化层，厚度在600(Γ10000埃之间，在深磷光刻前和隔 离光刻前氧化层的厚度控制在5000、000埃之间。在磷桥光刻或者隔离光刻时形成的台阶深度控制在80(Γ3500埃，避免目标十字 和对准十字失真。埋层掩膜版上设置目标大小的区域为2 4mm*2 4mm。先以一双极品种的对准设计图为例，按照上述方法设置各层的目标十字或对准十 字，其中K表示对准十字，为透光；C表示目标十字，为透光，D表示目标十字，为不透光；透 表示透光区域，即为无铬层；不透表示不透光区域，即为有铬层，数字表示目标十字或对 准十字的大小，具体布置方法见表一。表一双极品种光刻各层对准十字及目标十字的布置
权利要求
1.一种提高投影步进光刻机对准信号的方法，其特征在于按以下步骤进行1)在埋层掩膜版的左上角和右上角一定区域内设置各两行2飞个目标十字，其中一行 目标十字不透光，另一行目标十字透光；2)在硼埋版的左上角和右上角对应区域内各设置一行广3个对准十字，所述对准十字 与埋层掩膜版上的目标十字坐标相同，对准十字为透光，对准后进行硼埋光刻；3)在磷桥光刻或隔离光刻前在对应区域内各设置一行广3个对准十字，所述磷桥版或 隔离版上的对准十字与埋层掩膜版上的目标十字坐标相同，在对准十字旁侧的空白区域内 位后道可光设置目标十字，所述目标十字设置两行，一行为透光，另一行为不透光，目标十 字的数量为16 32个；4)低硼光刻、基区光刻、高硼光刻、E区光刻、电容光刻、引线孔光刻、通孔光刻、钝化光 刻时，每道光刻前在各场版对应磷桥版或隔离版上的目标十字设置单行对准十字，所述对 准十字为透光，数量为广4个，对准十字周围的区域为不透光；5)SIN光刻和铝光刻时，每道光刻前在各场版对应磷桥版或隔离版上的目标十字设置 单行对准十字，所述对准十字为透光，数量为广4个，对准十字周围的区域为透光。
2.根据权利要求1所述的提高投影步进光刻机对准信号的方法，其特征在于步骤1) 中，所述埋层掩膜版上设置的目标十字的大小为2. 5^5. 5um,间距为30um。
3.根据权利要求1所述的提高投影步进光刻机对准信号的方法，其特征在于步骤2) 中，所述硼埋版上设置的对准十字的大小为2. 5^4. 5um。
4.根据权利要求1所述的提高投影步进光刻机对准信号的方法，其特征在于步骤3) 中，所述磷桥版或隔离版上的对准十字大小为2 3. 5um，所述磷桥版或隔离版上的目标十字 大小为 1. (Γ6. 5um。
5.根据权利要求1所述的提高投影步进光刻机对准信号的方法，其特征在于步骤 4)中，所述低硼、基区、高硼、E区、电容、引线孔、通孔、钝化版上设置的对准十字的大小为 2. 0 2· 4um，对准十字的间距为0. 23 0. 92um。
6.根据权利要求1所述的提高投影步进光刻机对准信号的方法，其特征在于步骤5) 中，所述SIN板和铝版上设置的对准十字大小为2. 5^4. 5um。
7.根据权利要求1所述的提高投影步进光刻机对准信号的方法，其特征在于在埋层 光刻前预先要生长氧化层，厚度在600(Γ10000埃之间，在深磷光刻前和隔离光刻前氧化层 的厚度控制在5000、000埃之间。
8.根据权利要求1所述的提高投影步进光刻机对准信号的方法，其特征在于在磷桥 光刻或者隔离光刻时形成的台阶深度控制在80(Γ3500埃，避免目标十字和对准十字失真。
9.根据权利要求1所述的提高投影步进光刻机对准信号的方法，其特征在于埋层掩 膜版上设置目标大小的区域为2 4mm*2 4mm。
全文摘要
本发明涉及一种提高投影步进光刻机对准信号的方法，该方法在不占用更多的版图空间的情况下，使目标十字和对准十字的排列组合尽量多，以提高硅片的套准精度和良率，可以解决目前投影步进光刻机上普遍存在的因为产品工艺多样化所产生的对准信号差异问题，其中包括因为产线工艺波动或者产品工艺更改对产品对准信号的影响，将传统的通过单纯修改版参数一种方式来进行对准信号选择，变为修改版和工作台参数2种方式，通过两者之间相结合来进行对准信号选择。通过此改变，极大丰富了对准方式。
文档编号G03F9/00GK102073222SQ20111003178
公开日2011年5月25日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者李秋, 林善彪, 林立桂, 梅海军, 熊爱华, 石建武 申请人:福建福顺微电子有限公司