专利名称：一种曝光方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种曝光方法。
背景技术：
众所周知，制造半导体器件的晶片是圆形，而在圆形晶片上进行曝光的区域却是矩形。为了使得晶片充分利用，追求利益最大化，需要在晶片表面布满尽可能多的管芯，因此，在光刻工艺中对晶片进行曝光时，在晶片边缘就不可避免地存在不完整矩形区域，对这些不完整矩形区域进行曝光将会发生聚焦现象，一般称这种聚焦为边缘聚焦。聚焦一般是因为光刻版的成像平面和胶平面没有平行，或者成像平面和胶平面偏离太大，进而造成图形颜色异常，图形模糊，甚至连条断裂。边缘聚焦即是发生在晶片边缘不完整区域的聚焦。边缘聚焦的一般处理方式为对曝光工艺进行返工，而返工不仅浪费时间和财力， 还有可能对晶片上其他正常管芯造成损伤，进而影响半导体器件的设备产能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种曝光方法，该方法能够减少或避免边缘聚焦现象的发生，进而提高半导体器件的设备产能。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种曝光方法，该方法包括步骤A 判断曝光区域的中心是否在晶片上，如果是，则执行步骤B ；如果否，则执行步骤C ；步骤B:判断曝光区域的中心是否在晶片边缘的预设宽度范围内，如果是，则执行步骤C;如果否，则执行步骤D ；步骤C 对所述曝光区域采用漂移聚焦形式进行曝光；步骤D 对所述曝光区域采用自动聚焦形式进行曝光。优选的，上述曝光方法中，所述预设宽度不小于去边宽度与光束长度一半之和。优选的，上述曝光方法中，所述预设宽度不小于去边宽度与光束对角线长度一半之和。优选的，上述曝光方法中，所述去边宽度为3mm。优选的，上述曝光方法中，所述光束长度为2mm。优选的，上述曝光方法中，所述光束对角线长度为2mm。优选的，上述曝光方法中，所述预设宽度为4mm。优选的，本发明所提供的方法中，所述步骤C具体为将对该曝光区域进行曝光的光束中心沿水平方向移动至能够实现自动聚焦的区域进行曝光。优选的，本发明所提供的方法中，所述步骤C具体为
将对该曝光区域进行曝光的光束中心沿对角方向移动至能够实现自动聚焦的区域进行曝光。从上述技术方案可以看出，本发明所提供的方法首先判断曝光区域的中心是否在晶片上，当所述曝光区域的中心不在晶片上时，采用漂移聚焦形式对该区域进行曝光；当所述曝光区域的中心在晶片上时，进一步判断该曝光区域的中心是否在晶片边缘的预设宽度范围内，当所述曝光区域的中心落入所述预设宽度范围内时，采用漂移聚焦形式对该区域进行曝光；当所述曝光区域的中心落入所述预设宽度范围之外时，采用自动聚焦形式对该区域进行曝光。由于所述预设宽度范围内至少有宽度为光束长度(或光束对角线长度)一半的环形区域上覆盖有光刻胶，因此，当所述曝光区域的中心(即光束中心)由晶片中心方向接近预设宽度范围时，能够保证光束全部处于光刻胶上，从而可采用自动聚焦形式对该曝光区域进行曝光，避免了边缘聚焦现象的发生；对于曝光区域的中心位于预设宽度范围内或晶片外的情况，采用漂移聚焦形式对该区域进行曝光，也解决了晶片边缘易于聚焦的问题。因此，本发明所提供的方法能够有效地减少或避免曝光工艺中边缘聚焦现象的发生， 减少返工率，利于提高半导体器件的设备产能。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例所提供的一种曝光方法流程图示意图；图2为本发明实施例所提供的晶片上一个曝光区域的位置示意图；图3为现有技术中NIKON曝光机自动聚焦和自动调平对晶片不同曝光区域的影响示意图；图4为图3所对应的晶片结构示意图；图5为本发明实施例所提供的一个曝光区域的结构示意图；图6为现有技术中晶片上两个曝光区域的位置示意图；图7为本发明实施例所提供的一种漂移聚焦的具体实现方式；图8为本发明实施例所提供的另一种漂移聚焦的具体实现方式。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
实施例一参考图1，图1为本发明实施例所提供的一种曝光方法流程图示意图，所述方法具体包括如下步骤步骤A 判断曝光区域(即待曝光区域)的中心是否在晶片上，如果是，则执行步骤B;如果否，则执行步骤C。在光刻工艺过程中，需要对晶片进行曝光，每个曝光的区域为矩形，而晶片是圆形，因此晶片边缘不可避免地存在不完整矩形区域，所述不完整矩形区域指的是部分位于光刻胶上、部分位于没有光刻胶的去边宽度范围内的矩形区域。在对这些不完整矩形区域进行曝光时极易发生聚焦现象，一般称这种聚焦现象为边缘聚焦。发明人研究发现，产生边缘聚焦的本质原因在于在对晶片进行曝光时，所采用的光束不是点光束，而是具有一定长度和一定宽度的矩形光束。按照现有曝光机上的程序设置，采用该光束照射晶片边缘不完整矩形区域时，当光束的中心(即曝光区域的中心)接近晶片的去边边缘(即晶片上除去边缘特定宽度的光刻胶后剩余光刻胶的边缘)时，很容易使得所述光束一部分在光刻胶上，一部分在没有光刻胶的晶片上，即所述光束不在同一平面内，致使得到的聚焦信息不正确，从而出现边缘聚焦现象。为避免边缘聚焦现象的发生，本发明所采用的方法为首先判断曝光区域的中心是否在晶片上，如果是，则执行步骤B ；如果否，则执行步骤C。判断曝光区域的中心是否在晶片上，一般由曝光机的程序自动完成，即当所述曝光机对某晶片进行曝光时，首先由曝光机发出一光束照射到该晶片上的某个区域，此时，由内嵌入曝光机中的程序自动检测所述光束中心(即曝光区域的中心)的位置(或坐标)， 然后根据晶片上的原点位置(坐标)和半径，即可得知所述光束中心是否位于晶片上。对于当光束中心位于晶片上的情况，所述曝光机还可判断光束中心是否位于晶片上某一区域 (如去边宽度或预设宽度等)范围内，在此不再赘述。步骤B:判断曝光区域的中心是否在晶片边缘的预设宽度范围内，所述预设宽度不小于去边宽度与光束长度一半之和，如果是，则执行步骤C ；如果否，则执行步骤D。当曝光区域的中心位于晶片上时，进一步判断所述曝光区域的中心是否在晶片边缘的预设宽度范围内，所述预设宽度不小于去边宽度与光束长度一半之和，如果是，则执行步骤C;如果否，则执行步骤D。由于用来对晶片进行曝光的光束是有一定长度和一定宽度的矩形光束(所述宽度远小于所述长度，所述宽度相对所述长度来说可忽略不计)，而光束的中心正好照射到曝光区域的中心，因此，不能按照常规的方法，只判断所述曝光区域的中心是否在晶片边缘的去边宽度范围内，而是应该将传统方法中的“去边宽度”范围“拓宽”一下，即判断曝光区域的中心是否在晶片边缘的预设宽度范围内，所述预设宽度不小于去边宽度与光束长度一半之和。参考图2，图中边缘线15为晶片的物理边缘，边缘线14为晶片的去边边缘，边缘线 14和边缘线15之间宽度为d的环形区域为晶片的去边宽度区域，边缘线13为本发明实施例中预设的边缘线，边缘线13和边缘线15之间宽度为c的环形区域为本发明所提供的预设宽度区域，本实施例中所述预设宽度c为去边宽度d与光束3长度一半之和。当曝光区域2的中心(即矩形光束3的中心)接近边缘线13时，一种极限情况，二分之一长度的光束位于预设宽度c范围内，二分之一长度的光束位于预设宽度c范围外。所述预设宽度c 范围外(朝向晶片中心方向)的区域均覆盖有光刻胶，所述预设宽度范围内的区域上只有部分环形区域覆盖有光刻胶，所述部分环形区域即为边缘线13和边缘线14之间的区域，因此，对于曝光区域的中心接近预设宽度c边缘线13时的极限情况下，处于预设宽度c范围内的光束也在光刻胶上，从而保证了整个光束3均处在光刻胶上，即保证了光束3和成像平面平行，进而能有效地避免边缘聚焦现象的发生。对于其他非极限情况，本发明所提供的方法均能通过判断所述曝光区域的中心是否在晶片边缘的预设宽度范围内，从而通过执行步骤C或步骤D来进行准确曝光，避免边缘聚焦现象的发生。需要说明的是，上述极限情况是基于光束的宽度远小于其长度情况而描述的，如果所述光束的宽度相对其长度不是非常小，从而不能忽略，则极限情况应该为二分之一对角线长度的光束位于预设宽度c范围内，二分之一对角线长度的光束位于预设宽度c范围外。此时，所述预设宽度应为不小于去边宽度与光束对角线长度一半之和。当预设宽度c大于去边宽度d与光束3长度一半之和时，通过本发明所提供的方法更能有效地避免边缘聚焦现象的发生。步骤C 对所述曝光区域采用漂移聚焦形式进行曝光。当曝光区域的中心不在晶片上时，对所述曝光区域采用漂移聚焦形式进行曝光。除此之外，当曝光区域的中心在晶片上，但曝光区域的中心位于晶片边缘的预设宽度范围内时，仍然对所述曝光区域采用漂移聚焦形式进行曝光。上述两种情况，用来曝光的光束很可能出现一部分光束在光刻胶上，一部分光束在没有光刻胶的晶片上，因此，这时如果仍采用自动聚焦的形式对该曝光区域进行曝光，则会出现边缘聚焦现象，故此时应该采用漂移聚焦形式进行曝光。步骤D 对所述曝光区域采用自动聚焦形式进行曝光。当曝光区域的中心在晶片上，且曝光区域的中心位于晶片边缘的预设宽度范围外时，即，用来曝光的光束均在光刻胶上，此时，对所述曝光区域采用自动聚焦形式进行曝光， 从而避免了边缘聚焦现象的发生。从上述实施例可以看出，本发明所提供的方法首先判断曝光区域的中心是否在晶片上，当所述曝光区域的中心不在晶片上时，对该曝光区域采用漂移聚焦形式进行曝光；当所述曝光区域的中心在晶片上时，进一步判断该曝光区域的中心是否在晶片边缘的预设宽度范围内，所述预设宽度不小于去边宽度与光束长度(或光束对角线长度)一半之和，当所述曝光区域的中心落入所述预设宽度范围内时，对该曝光区域采用漂移聚焦形式进行曝光；当曝光区域的中心落入所述预设宽度范围外时，对该曝光区域采用自动聚焦形式进行曝光，此时的极限情况下，用来曝光的光束也全部处于光刻胶上，因此，采用自动聚焦的形式对该区域进行曝光不会出现边缘聚焦的现象。对于其他不能采用自动聚焦的区域采用漂移聚焦进行曝光，也避免了边缘聚焦现象的发生。因此，本发明所提供的方法减少或避免了光刻工艺中边缘聚焦现象的发生，利于提高半导体器件的设备产能。实施例二下面以一具体的实施例来详细阐述本发明所提供的曝光方法。步骤A 判断曝光区域的中心是否在晶片上，如果是，则执行步骤B ；如果否，则执行步骤C。本实施例中以尼康(NIKON)曝光机为例来具体说明。NIKON曝光机在对晶片进行曝光时，将会对晶片上每个矩形区域进行自动聚焦(Auto Focus)和自动调平(Auto Leveling)，进而获取准确的曝光信息进行曝光。参考图3和图4，图3中示出了 NIKON曝光机在对晶片进行曝光时，自动聚焦和自动调平对晶片上每个矩形区域的影响范围。矩形区域12为既可以进行自动聚焦、又可以进行自动调平的区域，矩形区域11为可以进行自动聚焦、但不可以进行自动调平的区域，矩形区域10为既不能进行自动聚焦、又不能进行自动调平的区域。对应到图4中，当曝光区域的中心在直径4所指示的圆内，则该区域既可以进行自动聚焦，又可以进行自动调平；当曝光区域的中心在宽度5所指示的环形区域内，则该区域可以进行自动聚焦，但不可以进行自动调平；当曝光区域的中心在宽度6所指示的环形区域内、或者在晶片外，则该区域既不能进行自动聚焦，又不能进行自动调平。图4中宽度6所指示的环形区域表示去除光刻胶的区域。由于晶片边缘是缺陷很高的地方，因此在旋涂光刻胶后需要将晶片边缘可能造成缺陷的、特定宽度的光刻胶去掉。 本实施例中所述特定宽度(也称去边宽度)为3mm。宽度6所指示的环形区域的外侧界线称为晶片的物理边缘，内侧界线称为晶片的去边边缘。边缘聚焦现象发生的原因和NIKON曝光机的自动聚焦有很大的关系。由图3和图 4可看出，自动聚焦能否进行的界线是晶片的去边边缘。当曝光区域的中心位于去边边缘以内(朝向晶片中心方向的区域)时，可以进行自动聚焦；当曝光区域的中心位于去边边缘以外(远离晶片中心方向的区域)时，不可以进行自动聚焦。在NIKON曝光机的程序中，一般默认曝光区域中心在去边边缘以内时，可以进行自动聚焦，曝光区域中心在去边边缘以外时，不能进行自动聚焦，因此，一般情况下，在 NIKON曝光机显示界面的SHOT MAP图中，当曝光区域的中心位于晶片去边边缘以内时，默认设置满足该条件的曝光区域所对应的SHOT为“*”，即表示对这些区域进行自动聚焦；当曝光区域的中心位于晶片去边边缘以外时，默认设置满足该条件的曝光区域所对应的SHOT 为“ + ”，即表示对这些区域进行漂移聚焦。对某些区域进行漂移聚焦的原因也是为了避免边缘聚焦现象的发生。本发明实施例中首先判断曝光区域的中心是否在晶片上，如果是，则执行步骤B; 如果否，则执行步骤C。步骤B:判断曝光区域的中心是否在晶片边缘的预设宽度范围内，所述预设宽度不小于去边宽度与光束长度一半之和，如果是，则执行步骤C ；如果否，则执行步骤D。实际应用中，对于曝光区域的中心接近去边边缘的时候，采用自动聚焦形式对该区域进行曝光时极易发生边缘聚焦现象，这是因为对每个矩形区域进行曝光的光束不是点光束，参考图5，图中示出了对矩形区域2进行曝光的光束3是具有一定长度a和一定宽度b的矩形光束。本实施例中所述矩形光束3的长度a为2mm，宽度b为2. 5 μ m，因此，所述宽度b相对所述长度a来说可忽略不计。参考图6，对于曝光区域的中心(即光束中心) 接近去边边缘的时候，考虑到曝光区域中心的光束不是点光束，因此，很容易出现类似曝光区域2所示的情况，即曝光区域2中的光束3横跨去边边缘，这就使得所述光束3 —部分在光刻胶上，一部分在没有光刻胶的晶片上，此种情况下，NIKON曝光机采用自动聚焦形式得到的曝光信息将不正确，进而很容易导致边缘聚焦。对于图6中曝光区域1所示的情况，由于其内的光束均在光刻胶上，因此，区域1内不会发生边缘聚焦现象。而NIKON曝光机程序中的默认设置为曝光区域的中心在去边边缘以内时，其所对应的SHOT为“*”;曝光区域的中心在去边边缘以外时，其所对应的SHOT为“ + ”。但由于曝光区域中心的光束不是点光束，因此当光束中心接近去边边缘时，极易产生边缘聚焦现象。基于此，本发明所提供的方法包括此步骤当曝光区域的中心在晶片上时，进一步判断曝光区域的中心是否在晶片边缘的预设宽度范围内，所述预设宽度不小于去边宽度与光束长度一半之和，如果是，则执行步骤C ；如果否，则执行步骤D。本发明实施例中通过判断曝光区域的中心是否在晶片边缘的预设宽度范围内，进而重新设置该曝光区域对应的SHOT值，以期达到减少或避免边缘聚焦现象的发生。所述预设宽度不小于去边宽度与光束长度一半之和。所述预设宽度所在的环形区域至少包括去边宽度环形区域和光束长度一半的环形区域，且所述去边宽度环形区域上没有光刻胶，所述光束长度一半的环形区域上覆盖有光刻胶。本实施例中由于所述去边宽度为3mm，光束长度为2mm，因此，所述预设宽度不小于4mm。当所述预设宽度等于去边宽度与光束长度一半之和时，对于曝光区域中心在晶片上、但处于预设宽度范围外时，一种极限情况，二分之一长度的光束处于预设宽度范围外， 二分之一长度的光束处于预设宽度范围内。预设宽度范围外的区域上覆盖有光刻胶，预设宽度范围内的部分环形区域上覆盖有光刻胶，所述部分环形区域的宽度为光束长度的一半，因此，对于极限情况下，所述光束也是全部处于光刻胶上，从而可采用自动聚焦形式对该曝光区域进行曝光，避免了边缘聚焦现象的发生。对于其他非极限的情况，同样可避免边缘聚焦现象的发生。当所述预设宽度大于去边宽度与光束长度一半之和时，本发明所提供的方法更能有效地解决产生边缘聚焦现象的问题。本实施例中之所以将预设宽度设置为不小于去边宽度与光束长度一半之和，是基于光束的宽度远小于其长度出发的。对于光束的宽度相对其长度来说不可忽略的时候，所述预设宽度应为不小于去边宽度与光束对角线长度一半之和。步骤C 对所述曝光区域采用漂移聚焦形式进行曝光。当曝光区域的中心不在晶片上时，对所述曝光区域采用漂移聚焦形式进行曝光。除此之外，当曝光区域的中心在晶片上，但曝光区域的中心位于晶片边缘的预设宽度范围内时，仍然采用漂移聚焦形式对该曝光区域进行曝光。上述两种情况，用来曝光的光束很可能出现一部分光束在光刻胶上，一部分光束在没有光刻胶的晶片上，因此，这时如果仍采用自动聚焦的形式对该曝光区域进行曝光，则会出现边缘聚焦现象，故此时应该采用漂移聚焦形式进行曝光。本步骤中对所述曝光区域采用漂移聚焦形式进行曝光，具体可以有如下两种实现方式其一，将对该曝光区域进行曝光的光束中心沿水平方向移动至能够实现自动聚焦的区域进行曝光。参考图7，图中示出了矩形区域7不能进行自动聚焦，此时，在对所述矩形区域7进行曝光时，需要将曝光的光束中心(原先处于矩形区域7的中心)沿水平方向移动至能够实现自动聚焦的区域，然后再进行曝光。移动后的光束中心，可能位于矩形区域7内，也可能位于与所述矩形区域7相邻的矩形区域8内。其二，将对该曝光区域进行曝光的光束中心沿对角方向移动至能够实现自动聚焦的区域进行曝光。参考图8，图中示出了矩形区域16不能进行自动聚焦，此时，在对所述矩形区域16进行曝光时，需要将曝光的光束中心(原先处于矩形区域16的中心)沿对角方向移动至能够实现自动聚焦的区域，然后再进行曝光。移动后的光束中心，可能位于矩形区域16内，也可能位于与所述矩形区域16成对角分布的矩形区域17内。本发明实施例中所述漂移聚焦不限于上述两种实现方式，只要通过移动光束中心使之到达能够实现自动聚焦的区域，然后再进行曝光即可。步骤D 对所述曝光区域采用自动聚焦形式进行曝光。当曝光区域的中心在晶片上，且曝光区域的中心位于晶片边缘的预设宽度范围外时，即，用来曝光的光束均在光刻胶上，此时对该曝光区域采用自动聚焦的形式进行曝光， 避免了边缘聚焦现象的发生。本实施例以NIKON曝光机为例，详细阐述了本发明所提供的曝光方法。在实施例一的基础上，再结合本实施例中的具体数据和图形，相信已经清楚地说明了本发明的技术方案。总之，本发明所提供的曝光方法，取代传统工艺中曝光机对曝光区域所对应SHOT 值的默认设置，通过判断曝光区域的中心所处的位置(此处设置有预设宽度范围)，进而重新设置曝光区域所对应的SHOT值，采用新的SHOT值对相应的区域进行曝光，从而能够减少或避免边缘聚焦现象的发生，降低了返工率，利于提高半导体器件的设备产能。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种曝光方法，其特征在于，包括步骤A 判断曝光区域的中心是否在晶片上，如果是，则执行步骤B;如果否，则执行步骤C;步骤B:判断曝光区域的中心是否在晶片边缘的预设宽度范围内，如果是，则执行步骤 C;如果否，则执行步骤D ；步骤C 对所述曝光区域采用漂移聚焦形式进行曝光；步骤D 对所述曝光区域采用自动聚焦形式进行曝光。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设宽度不小于去边宽度与光束长度一半之和。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设宽度不小于去边宽度与光束对角线长度一半之和。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述去边宽度为3mm。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述光束长度为2mm。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述光束对角线长度为2mm。
7.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述预设宽度为4mm。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C具体为将对该曝光区域进行曝光的光束中心沿水平方向移动至能够实现自动聚焦的区域进行曝光。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C具体为将对该曝光区域进行曝光的光束中心沿对角方向移动至能够实现自动聚焦的区域进行曝光。
全文摘要
本发明实施例公开了一种曝光方法，该方法首先判断曝光区域的中心是否在晶片上，当所述曝光区域的中心不在晶片上时，对该曝光区域采用漂移聚焦形式进行曝光；当所述曝光区域的中心在晶片上时，进一步判断该曝光区域的中心是否在晶片边缘的预设宽度范围内，当所述曝光区域的中心落入所述预设宽度范围内时，对该曝光区域采用漂移聚焦形式进行曝光；当所述曝光区域的中心落入所述预设宽度范围之外时，对该曝光区域采用自动聚焦形式进行曝光。通过本发明所提供的曝光方法，能够有效地减少或避免曝光工艺中边缘聚焦现象的发生，降低返工率，从而有利于提高半导体器件的设备产能。
文档编号G03F7/207GK102486616SQ20101057440
公开日2012年6月6日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者平梁良, 张三强, 李晓波, 段天利 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