一种双曝光方法技术

本发明专利技术提供一种双曝光对准扫描曝光的方法，包括以下步骤：（１）利用光源通过投影镜头形成主光轴；（２）将第一掩模版和第二掩模版放在承版台上；（３）进行所述掩模版对准；（４）进行离轴硅片对准，将硅片放置在承片台上；（５）将所述硅片移动到所述主光轴位置；（６）利用所述承版台带动所述第一掩模版运动到所述主光轴位置，将第一掩模版的图形曝光成像在所述硅片上；（７）利用所述承版台带动所述第二掩模版运动到所述主光轴位置，将第二掩模版的图形曝光成像在所述硅片上。本发明专利技术利用掩模版承版台将两块不同的掩模版依次在同一个涂胶层上分别进行独立的曝光，双曝光技术可以将二维的图案分解为两个更容易精确地生成的一维图案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制程领域，特别涉及一种用于双曝光工艺的掩模版承版台及其 光刻设备和双曝光方法。
技术介绍
现有技术中的光刻装置，主要用于集成电路IC或其它微型器件的制造。通过光刻 装置，具有不同掩模图案的多层掩模在精确对准下依次成像在涂覆有光刻胶的晶片上，例 如半导体晶片或LCD板。光刻装置大体上分为两类，一类是步进光刻装置，掩模图案一次曝 光成像在晶片的一个曝光区域，随后晶片相对于掩模移动，将下一个曝光区域移动到掩模 图案和投影物镜下方，再一次将掩模图案曝光在晶片的另一曝光区域，重复这一过程直到 晶片上所有曝光区域都拥有掩模图案的像。另一类是步进扫描光刻装置，在上述过程中，掩 模图案不是一次曝光成像，而是通过投影光场的扫描移动成像。在掩模图案成像过程中，掩 模与晶片同时相对于投影系统和投影光束移动。目前，光刻设备大多采用每批硅片曝光后更换一次掩模版的方式，即一个掩模图 案对应一批硅片曝光之后，再更换另一个掩模图案，每个掩模图案对应集成电路上的一层 电路。但是，当同一层上图案的差别较大或是密度极大的情况下掩模版的制备非常困难。请 参见图1，其所示为现有技术中硅片曝光形成的图形。设计在硅片上显影出L型的线条，如 果采用一块掩模版单独曝光完成，则所形成的图形在L拐角处会有圆角产生，影响线条质 量。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中由于一次曝光由于图形的复杂程度和密度的原因所 造成的成像不精准的问题。有鉴于此，本专利技术提供一种双曝光对准扫描曝光的方法，包括以下步骤(1)利用 光源通过投影镜头形成主光轴；(2)将第一掩模版和第二掩模版放在承版台上；(3)进行所 述掩模版对准；(4)进行离轴硅片对准，将硅片放置在承片台上；(5)将所述硅片移动到所 述主光轴位置；(6)利用所述承版台带动所述第一掩模版运动到所述主光轴位置，将第一 掩模版的图形曝光成像在所述硅片上；(7)利用所述承版台带动所述第二掩模版运动到所 述主光轴位置，将第二掩模版的图形曝光成像在所述硅片上。进一步的，所述步骤(3)具体包括在所述承版台上固定对准标记，在所述第一掩 模版和第二掩模版上设置有标记，在所述承片台上固定有基准标记；将所述承片台移动到 预先设计位置，沿第一扫描方向移动所述承版台，使所述对准标记与所述基准标记对准，并 记录下所述承版台的坐标和所述承片台的第一位置坐标；建立起所述承版台与所述基准标记之间的关系；沿第一扫描方向移动所述承版台，将所述第一掩模版标记与所述基准标记 对准；沿第一扫描方向移动所述承版台，将所述第二掩模版标记与所述基准标记对准；建 立起所述承版台、所述第一掩模版和第二掩模版、所述基准标记之间的坐标关系。进一步的，所述步骤(4)具体包括将所述承片台移动到离轴对准系统下，使所述 离轴对准系统中的参考标记与所述承片台的基准标记重合；记录所述承片台的第二位置坐 标；建立起所述基准标记与所述参考标记之间的坐标关系；通过所记录的所述承片台的第 一及第二位置坐标，计算出所述离轴对准系统的光轴与所述主光轴之间的距离；将所述的 距离作为基线，建立起所述承片台与所述承版台之间的坐标关系。利用所述承片台将所述 硅片运送至所述离轴对准系统的对准范围内；将所述离轴对准系统的参考标记与所述硅片 标记对准；建立起所述硅片与所述承片台的基准标记之间的关系。综上所述，本专利技术所采用的双曝光的技术，利用掩模版承版台将两块不同的掩模 版依次在同一个涂胶层上分别进行独立的曝光，双曝光技术可以将二维的图案分解为两个 更容易生成的一维图案，使得包含各种特征的掩模图形的最小特征尺寸的精密制造成为现 实，而且本掩模版承版台可以安装在平版印刷系统中。附图说明图1所示为现有技术中硅片曝光形成的图形；图2所示为本专利技术一实施例中的掩模版承版台结构示意图；图3所示为本专利技术一实施例中的掩模版承版台位置检测示意图；图4所示为本专利技术一实施例中的掩模版承版台的驱动控制示意图；图5所示为本专利技术一实施例提供的双曝光光刻设备的结构示意图；图6所示为本专利技术一实施例提供的双曝光方法的流程图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、特征更明显易懂，给出较佳实施例并结合附图，对本专利技术作进 一步说明。本专利技术一实施例提供了可以同时安装两个掩模版的掩模版承版台，请参见图2，其 所示为掩模版承版台的结构示意图。该掩模版承版台200，包括掩模版保持架210，其为重要零件，其他零件在这个保持架的基础上对掩模版的安 装及定位起到辅助作用。第一掩模版安装位211与第二掩模版安装位212，设置于所述掩模版保持架210 上，该些掩模版安装位上可以同时安装掩模版A(4)和掩模版B (5)，两个安装位的大小结构 完全相同，因此同时安装的两个掩模版A(4)与掩模版B(5)的外形尺寸也相同。为避免两 个掩模版在工作过程中意外相撞或因夹持不牢固产生的滑动甚至飞出，掩模版安装位为低 于掩模版保持架210上表面的两个方形凹槽。标记版安装位240，设置于所述掩模版保持架210中间位置，用于安装标记版250。多个掩模版真空吸附槽230，分别设置于所述第一掩模版安装位211与第二掩模 版安装位212中，用以吸附固定掩模版。在实际应用中还可加装掩模版固定架220，以辅助 固定掩模版。为了保证真空吸附槽230的气密性，所述掩模版承版台还包括气孔堵头231，以封 住所述掩模版保持架210上的气路工艺孔232。掩模版经过对准后通过真空吸附在真空吸 附槽230上，掩模版承版台200内部有完整的气路设计，加工气路的过程中有很多气路工艺 孔232，将气路工艺孔封住，保证真空吸附槽230的气密性。角锥棱镜安装位260，设置于所述掩模版保持架210的一侧，用于安装角锥棱镜 270，以测量掩模版的位置。反射镜镀膜面280，位于所述掩模版保持架210的一侧面。在掩模版保持架的角锥棱镜安装位260安装角锥棱镜270，并给出角锥棱镜固定 板安装位261。掩模版保持架侧面镀膜形成反射镜镀膜面280。角锥棱镜270和反射镜镀 膜面280分别接收激光干涉仪发出的光束，实现对掩模版的位置测量。详细测量方法请参 见图3，掩模版承版台200的Y向位移测量如下，光源发出的光束经过光机系统后形成两束 光301和302照射在角锥棱镜270上，角锥棱镜270的反射光束，经过Y向双频激光干涉仪 测量系统，计算出掩模版Y向位移，精度可以达到1.2nm;同时计算出掩模版Rz向转动。掩 模版承版台200的X向位移测量如下，光源发出的光束经过光学器件分成3束光303照射 在反射镜镀膜面280上，3束光成等腰三角形，经过反射镜镀膜面280的反射，由X向激光干 涉仪接收计算出掩模版X向位移，精度可以达到0.6nm;同时计算出掩模版Ry向转动。从 而实现对掩模版的位置的精确测量。微动电机安装位290，设置于所述掩模版保持架上，用于安装电机。掩模版承版台 的运动可以根据不同的电机驱动方式形成6自由度运动或3自由度运动。参见图4，举出实施例以3自由度为例，但并不仅限于这种结构。掩模版承版台200 还可在微动电机安装位290安装微动电机，用以调整所述掩模版承版台的运动。所述微动 电机包括直线电机，以及音圈电机。掩模版承版台X向驱动由一个直线电机410 (X_Motor) 实现。直线电机动子411本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双曝光方法，其特征在于，包括以下步骤：（１）利用光源通过投影镜头形成主光轴；（２）将第一掩模版和第二掩模版放在承版台上；（３）进行所述掩模版对准；（４）进行离轴硅片对准，将硅片放置在承片台上；（５）将所述硅片移动到所述主光轴位置；（６）利用所述承版台带动所述第一掩模版运动到所述主光轴位置，将第一掩模版的图形曝光成像在所述硅片上；以及（７）利用所述承版台带动所述第二掩模版运动到所述主光轴位置，将第二掩模版的图形曝光成像在所述硅片上。

【技术特征摘要】
一种双曝光方法，其特征在于，包括以下步骤(1)利用光源通过投影镜头形成主光轴；(2)将第一掩模版和第二掩模版放在承版台上；(3)进行所述掩模版对准；(4)进行离轴硅片对准，将硅片放置在承片台上；(5)将所述硅片移动到所述主光轴位置；(6)利用所述承版台带动所述第一掩模版运动到所述主光轴位置，将第一掩模版的图形曝光成像在所述硅片上；以及(7)利用所述承版台带动所述第二掩模版运动到所述主光轴位置，将第二掩模版的图形曝光成像在所述硅片上。2.根据权利要求1所述的双曝光方法，其特征在于，所述步骤(3)具体包括以下步骤 在所述承版台上固定对准标记，在所述第一掩模版和第二掩模版上设置有标记，在所述承片台上固定有基准标记；将所述承片台移动到预先设计位置，沿第一扫描方向移动所述承版台，使所述对准标 记与所述基准标记对准，并记录下所述承版台的坐标和所述承片台的第一位置坐标； 建立起所述承版台与所述基准标记之间的关...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐宁宁，齐芊枫，李志龙，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，上海微高精密机械工程有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]