一种大尺寸拼接产品曝光方法技术

本发明专利技术公开了一种大尺寸拼接产品的曝光方法，包括以下步骤：将光罩划分为六个区域；在晶圆上选择出功能部分和非功能部分，所述功能部分由完整功能单元拼接曝光而成，非功能部分由非完整功能单元拼接曝光而成；拼接曝光完整功能单元；拼接曝光非完整功能单元；将晶圆中功能部分和非功能部分全部拼接曝光，其中非完整功能单元和完整功能单元尺寸相同，但曝光次数远远小于完整功能单元的曝光次数。本发明专利技术提供的一种大尺寸拼接产品曝光方法，具有减少曝光次数，改善套刻精读和拼接对准，避免遮光带形成长线的优良特性。

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸拼接产品曝光方法
本专利技术涉及集成电路制造领域，具体涉及一种大尺寸拼接产品曝光方法。
技术介绍
随着数码技术、半导体制造技术的发展，图像传感器作为光电产业里的光电元件类，其发展速度可以用日新月异来形容。一些天文望远镜、全画幅数码相机、医学成像等专业成像应用领域就需要用到大尺寸的图像传感器。而这些大尺寸的图像传感器由于已经超过光刻机的像场，单次曝光最大尺寸26*33毫米，因此在制造过程中，需要使用到拼接技术。拼接技术，顾名思义就是把在芯片的制造过程中，在光罩中把涉及的图形分区，在完整功能单元(shot)中选择对应的区依次曝光，最终形成完整功能单元，再拼接成一个大尺寸的图形传感器。按照拼接工艺生产的大尺寸产品，晶圆中每个功能单元需要进行多次曝光，正常的曝光方式曝一片晶圆需要多达几百次的曝光，多次的曝光容易导致光罩受热、光刻机镜头受热，从而影响套刻精度和拼接间的对准，若拼接对准不良，会造成图形变形，如附图1所示。为了减少曝光次数，现有技术中通常采用多块光罩曝光的方式，即根据晶圆中不同区域的要求，制作出不同的光罩模板，然后按照不同光罩拼接曝光的方式拼接成需要的晶圆产品，如图2所示。这种方法具有两方面的缺陷：(1)曝光不同的区域需要不同的光罩，多块光罩成本较高；(2)曝光机型只能选择ASML光刻机。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种大尺寸拼接产品曝光方法，具有减少曝光次数，改善套刻精读和拼接对准，避免遮光带形成长线的优良特性。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种大尺寸拼接产品的曝光方法，其中，包括以下步骤：S1：将光罩划分为六个区域，分别为PIXEL1区、M1区、T1区、T2区、M2区和PIXEL2区，并且每个区域之间均有一条遮光带；S2：在晶圆上选择出功能部分和非功能部分，所述功能部分为两组对称的完整功能单元拼接曝光而成，晶圆中除了功能部分剩余区域为非功能部分，所述非功能部分由非完整功能单元拼接曝光而成，所述非完整功能单元和完整功能单元尺寸相同；S3：所述完整功能单元分为左右对称的M个区域，选取光罩中的六个区域依次拼接曝光形成完整功能单元；S4：按照S3的操作，将功能部分中两组对称的完整功能单元全部拼接曝光；S5：所述非完整功能单元分为左右对称的N个区域，N为大于4的偶数，选取光罩中的四个区域依次拼接曝光在所述非完整功能单元中最上方和最下方的4个区域，选取光罩中等于光刻机曝光尺寸的相邻区域依次拼接曝光在剩余N-4个区域；S6：按照S5的操作，将晶圆中非功能部分中非完整功能单元全部拼接曝光。进一步地，所述步骤S3中M＝20时，选取光罩中T1区和M1区分别依次曝光在完整功能单元的左侧上方和下方，选取光罩中T2区和M2区分别依次曝光在完整功能单元的右侧上方和下方，在完整功能单元中T1区和M1区的中间依次曝光8次光罩中的PIXEL1区，在完整功能单元中T2区和M2区的中间依次曝光8次光罩中的PIXEL2区，形成左右各10个区域的完整功能单元。进一步地，所述光罩中的M1区、T1区、T2区和M2区均放置套刻对准标记。进一步地，所述晶圆中功能部分含有6个完整功能单元，按照两排三列的方式拼接，并且两排完整功能单元之间留有间隙。进一步地，所述晶圆中功能部分含有6个完整功能单元，按照三排两列的方式拼接，并且两列完整功能单元之间留有间隙。进一步地，所述步骤S5中N＝8，选取光罩中T1区和M1区分别依次曝光在非完整功能单元的左侧上方和下方，选取光罩中T2区和M2区分别依次曝光在非完整功能单元的右侧上方和下方，选取光罩中等于光刻机曝光尺寸的相邻区域依次拼接曝光中间4个区域；其中左侧中间的两个区域记为A1区，右侧中间的两个区域记为A2区。进一步地，所述A1区的曝光模板为光罩中按照从上到下的顺序等于光刻机曝光尺寸的相邻区域。进一步地，所述A2区的曝光模板为光罩中按照从下到上的顺序等于光刻机曝光尺寸的相邻区域。进一步地，所述水平方向上的A1区和A2区中遮光带的位置错开。本专利技术的有益效果为：(1)在光罩上划分出晶圆中需要的不同小区域，只需要一块光罩模板就能实现晶圆的全部曝光，节约了光罩成本；(2)对完整功能单元，采用光罩中小区域依次曝光的方式，满足完整功能单元中的功能需求，对非完整功能单元，采用光刻机最大尺寸曝光的方式，大大减少了曝光次数，使得光刻机工作强度降低，能够很好地监测整个产品的套刻精度和拼接对准精度；(3)非完整功能单元中左右两侧曝光模板不同，左右两侧中遮光带留下的未曝光区域相互错开，避免在产品上形成很长的线，从而影响后续工艺。附图说明图1为拼接对准不良时引起的图形变形。图2为多块光罩曝光拼接方式。图3为本专利技术中完整功能单元的拼接曝光示意图。图4为本专利技术中非完整功能单元的拼接曝光示意图。图5为本专利技术中完整功能单元按照三排两列的顺序排列的产品示意图。图6为本专利技术中完整功能单元按照两排三列的顺序排列的产品示意图。图中：1完整功能单元，2非完整功能单元。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的详细说明。一种大尺寸拼接产品的曝光方法，包括以下步骤：S1：将长方形光罩从上到下划分为六个区域，从上到下分别为PIXEL1区、M1区、T1区、T2区、M2区和PIXEL2区，六个区域的长度均等于光罩的宽度，并且每个区域之间均有一条遮光带。光罩中每个区域的尺寸小于光刻机的最大曝光尺寸，整个光罩尺寸大于光刻机的最大曝光尺寸，并且M1区、T1区、T2区和M2区均放置套刻对准标记，用于在拼接曝光的过程中监控晶圆内套刻精度和拼接对准精度。S2：在晶圆上选择出功能部分和非功能部分，所述功能部分为两组对称的完整功能单元拼接曝光而成，功能部分中含有6个完整功能单元，按照三排两列或者两排三列的方式拼接在晶圆中的功能部分，并且对称的两组之间留有间隙，方便后期缺陷扫描时，两组完整功能单元之间做对比。晶圆中除了功能部分剩余区域为非功能部分，所述非功能部分由非完整功能单元拼接曝光而成，所述非完整功能单元和完整功能单元尺寸相同；S3：如图3所示，完整功能单元分为左右对称的20个区域，选取光罩中T1区和M1区分别曝光在完整功能单元的左侧上方和下方，其中T1区分布在完整功能单元的左侧上方，M1区分布在完整功能单元的左侧下方，选取光罩中的PIXEL1区域，曝光在完整功能单元中T1区和M1区的中间，以光罩中的PIXEL1区域为模板经过8次曝光，在T1区和M1区的中间形成八个竖直排列的PIXEL1区。如图3所示，选取光罩中T2区和M2区分别曝光在完整功能单元的右侧上方和下方，其中T2区平行分布在完整功能单元的右侧上方，M2区分布在完整功能单元的右侧下方，选取光罩中的PIXEL2区域，曝光在完整功能单元中T2区和M2区的中间，以光罩中的PIXEL2区域为模板经过8次曝光，在T2区和M2区的中间形成八个竖直排列的PIXEL2区。综上所述，采用拼接曝光的方式形成一个完整功能单元需要进行20次曝光。S4：按照S3的操作，将功能部分中两组对称的完整功能单元全部拼接曝光；S5：如图4所示，非完整功能单元分为左右对称的8个区域，选取光罩中T1区和M1区分别曝光在非完整功能单元的左侧上方和下方，其中T1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大尺寸拼接产品的曝光方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将光罩划分为六个区域，分别为PIXEL1区、M1区、T1区、T2区、M2区和PIXEL2区，并且每个区域之间均有一条遮光带；S2：在晶圆上选择出功能部分和非功能部分，所述功能部分为两组对称的完整功能单元拼接曝光而成，晶圆中除了功能部分剩余区域为非功能部分，所述非功能部分由非完整功能单元拼接曝光而成，所述非完整功能单元和完整功能单元尺寸相同；S3：所述完整功能单元分为左右对称的M个区域，选取光罩中的六个区域依次拼接曝光形成完整功能单元；S4：按照S3的操作，将功能部分中两组对称的完整功能单元全部拼接曝光；S5：所述非完整功能单元分为左右对称的N个区域，N为大于4的偶数，选取光罩中的四个区域依次拼接曝光在所述非完整功能单元中最上方和最下方的4个区域，选取光罩中等于光刻机曝光尺寸的相邻区域依次拼接曝光在剩余的N‑4个区域；S6：按照S5的操作，将晶圆中非功能部分中非完整功能单元全部拼接曝光。

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸拼接产品的曝光方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将光罩划分为六个区域，分别为PIXEL1区、M1区、T1区、T2区、M2区和PIXEL2区，并且每个区域之间均有一条遮光带；S2：在晶圆上选择出功能部分和非功能部分，所述功能部分为两组对称的完整功能单元拼接曝光而成，晶圆中除了功能部分剩余区域为非功能部分，所述非功能部分由非完整功能单元拼接曝光而成，所述非完整功能单元和完整功能单元尺寸相同；S3：所述完整功能单元分为左右对称的M个区域，选取光罩中的六个区域依次拼接曝光形成完整功能单元；S4：按照S3的操作，将功能部分中两组对称的完整功能单元全部拼接曝光；S5：所述非完整功能单元分为左右对称的N个区域，N为大于4的偶数，选取光罩中的四个区域依次拼接曝光在所述非完整功能单元中最上方和最下方的4个区域，选取光罩中等于光刻机曝光尺寸的相邻区域依次拼接曝光在剩余的N-4个区域；S6：按照S5的操作，将晶圆中非功能部分中非完整功能单元全部拼接曝光。2.根据权利要求1所述的一种大尺寸拼接产品的曝光方法，其特征在于，所述光罩中的M1区、T1区、T2区和M2区均放置套刻对准标记。3.根据权利要求1所述的一种大尺寸拼接产品的曝光方法，其特征在于，所述步骤S3中M＝20时，选取光罩中T1区和M1区分别依次曝光在完整功能单元的左侧上方和下方，选取光罩中T2区和M2区分别依次曝光在完整功能单元的右侧上方和下方，在完整功能单元中T1区和M1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李飞，吴鹏，郑海昌，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31