专利名称：一种晶圆曝光方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造工艺，尤其涉及一种晶圆曝光方法。
背景技术：
集成电路是通过在硅片表面几微米的范围内形成半导体器件，再通过金属互连线 把这些器件相互连接形成电路。随着半导体技术的发展，为了提高产品性能，节省成本，集 成电路的密度越来越大，特征尺寸越来越小。其中，在半导体工艺中，光刻、曝光工艺占有举 足轻重的地位。在半导体器件的制造过程中，各层薄膜的图案化以及对半导体进行离子注入，都 是通过光刻来定义其范围，具体步骤包括在晶圆表面上旋涂光刻胶形成一层光刻胶层，之 后对光刻胶层进行曝光和显影步骤，以将掩膜版上的图案转移至晶圆表面上的光刻胶层。 其中，在曝光过程中，聚焦的好坏将直接决定曝光的好坏，从而会影响整个晶圆表面上的光 刻胶层的图案化。现有技术中，进行曝光工艺的步骤一般包括将晶圆分成若干个曝光单元，移动晶 圆使每一个曝光单元依次经过曝光场，完成对每一个曝光单元的曝光，直至完成对整个晶 圆的曝光。然而经过一次曝光后，发现在晶圆的一些曝光单元，特别是离晶圆中心较远的边 缘区域的曝光单元存在曝光不良(例如曝光不足)的问题。为解决以上的问题，现有技术的做法为先对晶圆中心区域的曝光单元进行第一次 曝光，之后再对边缘区域的曝光单元重新调焦进行第二次曝光，以解决边缘区的曝光单元 曝光不良的问题。然而在第二次曝光后，发现同一个曝光单元内仍有一些区域曝光不良。国内外有许多公开的关于晶圆曝光方法的专利或专利申请，例如，申请号为 200710196496. 4的中国专利申请，然而这些专利均没有解决以上所述的现有技术的缺点。
发明内容
本发明解决的问题是现有技术的晶圆曝光方法，对晶圆边缘区域的曝光单元的一 些区域曝光不良的问题。为解决上述问题，本发明提供一种晶圆曝光方法，包括步骤将所述晶圆分为中心区和边缘区，所述边缘区包围中心区，所述边缘区面积占整 个晶圆面积的比为8 12%，所述晶圆分为若干曝光单元，所述曝光单元的尺寸根据所采 用的曝光设备确定；对所述中心区的曝光单元进行第一次曝光；对所述边缘区的每一个曝光单元具有不同膜层厚度的区域分别进行第二次曝光。优选的，将所述曝光单元分为中心区的曝光单元和边缘区的曝光单元基于曝光单 元的膜层厚度划分。优选的，所述边缘区包括完全位于边缘区的第一曝光单元、以及一部分位于中心 区另一部分位于边缘区的第二曝光单元，所述对边缘区的每一个曝光单元具有不同膜层厚度的区域分别进行第二次曝光包括对第一曝光单元、第二曝光单元的第二次曝光。优选的，在对边缘区的第一曝光单元和第二曝光单元进行第二次曝光前，还包括 将边缘区的每一个曝光单元分成若干个曝光子区域，所述曝光子区域根据膜层厚度划分；所述对边缘区的每一个曝光单元具有不同膜层厚度的区域分别进行第二次曝光 为对每一个曝光单元的每个曝光子区域分别进行第二次曝光。优选的，所述曝光子区域的划分依据是每一曝光子区域的膜层厚度变化范围在 0. 1 0. 5 μ m 内。优选的，在对所述边缘区的每一个曝光单元具有不同膜层厚度的区域分别进行第 二次曝光为对每一个曝光单元的每个曝光子区域分别进行第二次曝光前还包括分别调焦 后重新曝光。优选的，所述曝光设备为步进式光刻机。优选的，所述曝光设备为扫描式光刻机。与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明的技术方案，先对中心区的曝光单元进行第一次曝光，然后根据边缘区的 曝光单元的平整度再分别进行第二次曝光，即对所述边缘区的每一个曝光单元具有不同膜 层厚度的区域分别进行第二次曝光，从而避免现有技术边缘区的曝光单元的一些区域曝光 不良的问题。
图1是本发明具体实施例的晶圆曝光方法的流程示意图。图2是本发明具体实施方式
的晶圆曝光方法中，对晶圆进行分区的平面示意图。图3为显示本发明具体实施例的对曝光单元进行分区的示意图。
具体实施例方式在半导体曝光工艺中，通常是在形成有数层膜层的晶圆上形成光刻胶层来进行曝 光工艺，实际上各膜层并不均勻分布于整个晶圆表面上，一般，靠近晶圆中心的区域各膜层 均勻分布，表面平整，因此对晶圆中心区的曝光单元曝光时，不会由于聚焦不好产生一些区 域曝光不良的问题；然而，晶圆的边缘区域的各膜层并不均勻分布，表面并不平整，因此对 晶圆的边缘区域的曝光单元曝光时，一些曝光单元会偏离焦平面出现曝光不良(例如曝光 不足)的问题，尤其在特征尺寸小于0. 18μπι的半导体制造中，由于线宽变小引起工艺窗口 变小，使曝光对表面平整度非常敏感，而在半导体后段工艺晶圆边缘平整度问题非常严重， 就会导致边缘区域的曝光单元的曝光不良问题非常严重。本发明的具体实施方式
，先对晶圆中心区域的曝光单元进行第一次曝光；然后根 据晶圆边缘的曝光单元的平整度，即曝光单元的膜层厚度，对所述边缘区的每一个曝光单 元具有不同膜层厚度的区域分别进行第二次曝光，从而避免晶圆边缘区同一曝光单元内一 些区域曝光不良的问题。参考图1，本发明具体实施方式
的晶圆曝光方法，包括步骤Si，将晶圆分为中心区 和边缘区，所述边缘区包围中心区，所述边缘区面积占整个晶圆面积的比为8 12%，所述 晶圆分为若干曝光单元，所述曝光单元的尺寸根据所采用的曝光设备确定，所述晶圆的曝光单元分成中心区的曝光单元和边缘区的曝光单元；步骤S2，对所述中心区的曝光单元进 行第一次曝光；步骤S3，对所述边缘区的每一个曝光单元具有不同膜层厚度的区域分别进 行第二次曝光。其中，将所述曝光单元分成中心区的曝光单元和边缘区的曝光单元是基于曝光单 元的膜层厚度来划分的。所述第二次曝光包括对所述边缘区的每一个曝光单元具有不同膜层厚度的区域 分别重新进行调焦，使不同膜层厚度的区域位于焦平面上。下面参考图1和图2，结合具体实施例对本发明的具体实施方式
进行描述。执行步骤Si，提供一晶圆100，将该晶圆100置于基台上，并根据膜层平整度将所 述晶圆100分成中心区和边缘区，所述边缘区面积占整个晶圆面积的比为8 12%，如图所 示，中心区为内圆所界定的范围，其具有均勻的膜层厚度，边缘区为内圆和外圆所界定的环 形区，其膜层厚度不均勻；将晶圆100分为若干个曝光单元，该若干个曝光单元分为位于中 心区的曝光单元110和位于边缘区的曝光单元120，晶圆100的表面旋涂有光刻胶层，其中 将所述曝光单元分成中心区的曝光单元110和边缘区的曝光单元120是基于曝光单元的膜 层厚度来划分的。所述曝光单元的尺寸根据所采用的曝光设备确定，在本实施例中，曝光设 备为扫描式光刻机，在其他实施例中，也可以为步进式光刻机。执行步骤S2，移动所述晶圆100，利用曝光设备逐一对所述中心区的每一个曝光 单元110进行第一次曝光。执行步骤S3，对所述边缘区的曝光单元120具有不同膜层厚度的区域分别进行第 二次曝光根据晶圆边缘区曝光单元的膜层平整度，将膜层厚度变化在较小范围内(例如 本实施例的膜层厚度变化在0. 1 0. 5μπι内)的区域设为一个曝光子区域，从而可以将所 述边缘区的曝光单元120分成若干个曝光子区域，对不同曝光子区域分别重新调焦，使不 同的曝光子区域分别位于焦平面上，再进行第二次曝光。在该具体实施中，所述边缘区的曝光单元120包括完全位于边缘区的第一曝光单 元121、以及一部分位于中心区另一部分位于边缘区的第二曝光单元122 ；根据膜层厚度将 所述第一曝光单元121分成若干个曝光子区域，对该若干个曝光子区域分别重新调焦，使 该若干个曝光子区域分别位于焦平面上，进行第二次曝光。根据膜层的厚度将所述第二曝 光单元122分为位于中心区的第一曝光部123和位于边缘区的第二曝光部124 ；由于中心 区的膜层厚度均勻，因此位于中心区的第一曝光部123即为一个曝光子区域，对该曝光子 区域进行第二次曝光；将位于边缘区的所述第二曝光部1 分成若干个曝光子区域，对该 若干个曝光子区域分别重新调焦，使该若干个曝光子区域分别位于焦平面上，进行第二次 曙光ο图3为显示本发明具体实施例的对曝光单元进行分区的示意图，为了更清楚的显 示对曝光单元的分区，图中只显示一部分的曝光单元。其中，对所述第一曝光单元121进行 分区时，根据所述边缘区的第一曝光单元121的膜层平整度，对曝光单元进行分区，将膜层 厚度变化范围在0. 1 0. 5 μ m内的区域设为一个曝光子区域，从而将所述边缘区的第一曝 光单元121分成若干个曝光子区域125，图中显示为四个曝光子区域125，对四个曝光子区 域125分别重新调焦，使四个曝光子区域分别位于焦平面上，进行第二次曝光。当然在其他 的实施例中，可以根据第一曝光单元121在第一次曝光后，晶圆边缘的膜层的平整度，将所
5述第一曝光单元121分成其他数量的曝光子区域。另外，晶圆边缘的平整度和其与晶圆中 心的距离相关，因此在具体分区时还可以参考与中心的距离。参考图3，根据膜层的平整度，第一曝光部123膜层厚度均勻，该第二曝光部即为 一个曝光子区域，对该第二曝光部不再细分区；根据所述第二曝光部1 膜层的平整度，对 第二曝光部1 进行分区，将膜层厚度变化范围在0. 1 0. 5 μ m内的区域设为一个曝光子 区域，从而可以将所述第二曝光部1 分成若干个曝光子区域126，图中显示为分成两个曝 光子区域126，对两个曝光子区域1 分别重新调焦，使曝光子区域1 分别位于焦平面上， 进行第二次曝光。当然在其他的实施例中，可以根据第二曝光部在第一次曝光后，膜层的平 整度，将所述第二曝光部分成其他数量的曝光子区域。综上所述，根据边缘区的曝光单元的膜层的平整度，对所述边缘区的每一个曝光 单元具有不同膜层厚度的区域分别进行第二次曝光，可以避免现有技术边缘区的曝光单元 的一些区域曝光不良的问题。以上所述仅为本发明的具体实施例，为了使本领域技术人员更好的理解本发明的 精神，然而本发明的保护范围并不以该具体实施例的具体描述为限定范围，任何本领域的 技术人员在不脱离本发明精神的范围内，可以对本发明的具体实施例做修改，而不脱离本 发明的保护范围。
权利要求
1.一种晶圆曝光方法，包括步骤将所述晶圆分为中心区和边缘区，所述边缘区包围中心区，所述边缘区面积占整个晶 圆面积的比为8 12%，所述晶圆分为若干曝光单元，所述曝光单元的尺寸根据所采用的 曝光设备确定；对所述中心区的曝光单元进行第一次曝光；其特征在于，还包括，对所述边缘区的每一个曝光单元具有不同膜层厚度的区域分别 进行第二次曝光。
2.如权利要求1所述的晶圆曝光方法，其特征在于，将所述曝光单元分为中心区的曝 光单元和边缘区的曝光单元基于曝光单元的膜层厚度划分。
3.如权利要求1所述的晶圆曝光方法，其特征在于，所述边缘区包括完全位于边缘区 的第一曝光单元、以及一部分位于中心区另一部分位于边缘区的第二曝光单元，所述对边 缘区的每一个曝光单元具有不同膜层厚度的区域分别进行第二次曝光包括对第一曝光单 元、第二曝光单元的第二次曝光。
4.如权利要求3所述的晶圆曝光方法，其特征在于，在对边缘区的第一曝光单元和第 二曝光单元进行第二次曝光前，还包括将边缘区的每一个曝光单元分成若干个曝光子区 域，所述曝光子区域根据膜层厚度划分；所述对边缘区的每一个曝光单元具有不同膜层厚度的区域分别进行第二次曝光为对 每一个曝光单元的每个曝光子区域分别进行第二次曝光。
5.如权利要求4所述的晶圆曝光方法，其特征在于，所述曝光子区域的划分依据是每 一曝光子区域膜层厚度变化范围在0. 1 0. 5 μ m内。
6.如权利要求4或5所述的晶圆曝光方法，其特征在于，在对所述边缘区的每一个曝光 单元具有不同膜层厚度的区域分别进行第二次曝光为对每一个曝光单元的每个曝光子区 域分别进行第二次曝光前还包括分别调焦后重新曝光。
7.如权利要求1 3任一项所述的晶圆曝光方法，其特征在于，所述曝光设备为步进式 光刻机。
8.如权利要求1 3任一项所述的晶圆曝光方法，其特征在于，所述曝光设备为扫描式 光刻机。
全文摘要
一种晶圆曝光方法，包括步骤将所述晶圆分为中心区和边缘区，所述边缘区包围中心区，所述边缘区面积占整个晶圆面积的比为8～12％，所述晶圆分为若干曝光单元，所述曝光单元的尺寸根据所采用的曝光设备确定；对所述中心区的曝光单元进行第一次曝光；对所述边缘区的每一个曝光单元具有不同膜层厚度的区域分别进行第二次曝光。通过以上所述技术方案，避免晶圆边缘区同一曝光单元内一些区域曝光不良的问题。
文档编号G03F7/20GK102087477SQ20091025136
公开日2011年6月8日 申请日期2009年12月3日 优先权日2009年12月3日
发明者张辰明, 杨要华, 胡骏 申请人:无锡华润上华半导体有限公司, 无锡华润上华科技有限公司