晶圆图案化制程的制作方法

本发明涉及一种半导体制程，尤其涉及一种简化曝光操作的晶圆图案化制程。

背景技术：

对于先进半导体制程中，由于设计法则(design rule)及临界尺寸(critical dimension)微缩，特别是动态随机存取存储器(dynamic random access memory，DRAM)具有大面积阵列结构的集成电路组合，常为了微缩存储单元面积同时避开阻挡层或增加与底层硅接触面积(Sicon contact area)，而需要一些层别需要特别的斜角度(tilt)或弯曲(wiggle shape)的设计。

然而，特定斜角度的图案微影(lithograohy)成像会增加许多的困难及制程裕度(process window)的考量。首先，照光须制定特殊的照明模式设计，或是曝光机需配备高阶的照明模块。接着，光学邻近修正术(optical proximity correction，OPC)处理的部份，其单元处理时间较长及困难度较高，其阵列边缘需多次最佳化调整并特别处理。再来，掩膜制造上，由于掩膜读写时间大幅增加，进而导致掩膜制造成本居高不下及掩膜的关键尺寸均匀度(critical dimension uniformity，CDU)控制不易。最后导致制程宽容度不佳及线性图样边界较为粗糙等问题。因此，如何简化此类特殊曝光图样所可能造成的制程问题，对于微影制程是一个重要课题。

技术实现要素：

本发明提出一种晶圆图案化制程，其主要是采用不同掩膜，并通过控制晶圆或掩膜的转动角度来实现特殊角度的曝光应用，在晶圆布局(layout)上，同时可达到制程的简易性，还可减少制程之的成本并增加制程的宽容度。

本发明提供一种晶圆图案化制程，包括：提供一晶圆，其具有多个刻痕，其分别位于晶圆的边缘；使用一曝光机，并根据晶圆的所述刻痕中的第一刻痕为参考点，以执行第一次曝光操作；根据第一刻痕决定一转动角度，并执行一转动操作；以及对晶圆执行第二次曝光操作。

在本发明的一实施例中，上述的刻痕中的第一刻痕为参考点，以执行第一次曝光操作的步骤之前包括根据所述晶圆的第一刻痕决定一固定角度。

在本发明的一实施例中，根据上述的第一次曝光结果决定转动角度，以执行一转动操作的步骤包括将晶圆以所述固定角度为基准，旋转转动角度。

在本发明的一实施例中，旋转转动角度为顺时针方向转动或逆时针方向转动。

在本发明的一实施例中，根据上述的第一次曝光结果决定转动角度，以执行一转动操作的步骤包括将曝光机的一掩膜以所述固定角度为基准，旋转转动角度。

在本发明的一实施例中，旋转转动角度为顺时针方向转动或逆时针方向转动。

在本发明的一实施例中，上述的掩膜包括至少一图案，至少一图案包括方形、矩形、线形或其组合。

在本发明的一实施例中，执行上述的第一次曝光操作步骤之后，还包括进行一显影操作。

在本发明的一实施例中，进行上述的显影操作步骤之后，还包括进行一蚀刻操作。

基于上述，本发明所提出的一种晶圆图案化制程，通过不同掩膜，并控制晶圆或掩膜的转动角度来实现特殊角度的曝光应用，藉此可达到制程的简易性，还可减少制程之的成本并增加制程的宽容度。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明的一种晶圆图案化制程的流程图；

图2是依照本发明的一实施例的晶圆转动操作的示意图；

图3是依照本发明的一实施例的晶圆图案化制程的操作示意图。

附图标记说明：

50：区块；

51、53：线性图样；

70、90：刻痕；

100：晶圆；

S110-S140：晶圆图案化制程的步骤；

θ1：夹角；

θ、θ2：转动角度。

具体实施方式

现将详细参考本揭露的示范性实施例，在附图中说明所述示范性实施例的实例。另外，凡可能之处，在图式及实施方式中使用相同标号的元件/构件/符号代表相同或类似部分。

一般而言，所谓的图案微影技术(patterning lithography)就是将设计好的线路图样，完整且精确地复制到晶圆上，而半导体厂通常需将设计好的图样制作成掩膜，应用光学成像的原理，将图样投影至晶圆上。由光源发出的光，只有经过掩膜透明区域的部分可以继续通过透镜，而呈像在晶圆表面。

详细来说，通常进行图案微影技术时，首先，晶圆的表面上事先经清洁处理，再涂抹上类似底片功能的感光化学物质，称为光刻胶(photo resist)。接着，通过掩膜及透镜的光线会与光刻胶产生反应(通常称此步骤为曝光操作)。而曝光后的晶圆需再经显影操作，以化学方式处理晶圆上曝光与未曝光的光刻胶，即可将掩膜上的图样完整地转移到上。然后，接续蚀刻操作。

为了更清楚说明，底下即搭配图1的晶圆图案化制程的流程图以及下文中的图2、图3的晶圆图案化制程的操作示意图，以说明本发明的晶圆100具体的曝光操作的流程。

图1是依照本发明的一种晶圆图案化制程的流程图。在本实施例中，晶圆图案化制程采用双重曝光操作进行说明，但不以此为限。请参照图1，首先，提供一晶圆，其具有多个刻痕，所述刻痕分别位于晶圆的边缘(步骤S110)。接着，使用一曝光机，并根据晶圆的所述刻痕中的一刻痕为参考点，以执行第一次曝光操作(步骤S120)。再来，根据第一次曝光结果决定一转动角度，并执行一转动操作(步骤S130)。最后，对晶圆执行第二次曝光操作(步骤S140)。需注意的是，上述转动角度是由预曝光于上的图案中的特定斜角度所决定(此部分容后配合图2进行详细说明)。

图2是依照本发明的一实施例的晶圆转动操作的示意图。请参照图2，晶圆100的外部边缘上具有多个刻痕，基于简洁记载的原则，仅示出刻痕70、90，但并不以此为限制。在本实施例中，两刻痕70、90之间的夹角(也就是转动角度θ2)是决定于预执行曝光操作在晶圆100上的线性图样(即掩膜上的图样)与水平线之间的夹角θ1，换句话说，夹角θ1等于转动角度θ2，如图2所示。

更具体而言，当预执行曝光操作在晶圆100上的区块50中的线性图样51与水平线之间的夹角θ1，则在曝光操作上，由于夹角θ1等于转动角度θ2，故在转动操作上，将以刻痕70为基准将晶圆100旋转对应的转动角度θ2至刻痕90的位置。此时，进行曝光操作之后，即可显现为区块50中的线性图样53，如图2所示。在其他实施例中，也可将掩膜(未示出)旋转对应的转动角度θ2，以使在曝光操作下让晶圆100显现为线性图样53。此外，上述晶圆100或是掩膜的转动操作可以依照晶圆100外部边缘上的刻痕以顺时针方向转动或是逆时针方向转动，在本实施例中，晶圆100采用逆时针方向转动，以进行曝光操作，但不以此为限制。

图3是依照本发明的一实施例的晶圆图案化制程的操作示意图。请参照图3，首先，晶圆图案化制程上以掩膜对于晶圆100进行第一次曝光操作，以完成第一类型的图样制作。详细而言，通过晶圆100外部边缘上的刻痕的其中之一为参考点，根据该所述刻痕决定一固定角度作为起始位置，以进行第一次曝光操作。在本实施例中，所述起始位置的固定角度为0度，但不以此为限制。

接着，根据第一次曝光结果决定第一类型图样形成所需的转动角度θ，以控制掩膜(未示出)或晶圆100旋转第一类型图样形成所需的转动角度θ。本实施例中，若掩膜具有多类型图样，例如是方形、矩形、线形或其组合等，则重复上述第二类型图样制作方式加以完成。

请继续参照图3，最后，以第一类型图样作为参考点，将掩膜或晶圆旋转一转动角度θ，而后方进行第二类型图样的曝光操作。此外，值得一提的是，上述晶圆是掩膜的转动操作可以依照晶圆外部边缘上的刻痕以顺时针方向转动或是逆时针方向转动，在本实施例中，晶圆100采用逆时针方向转动，以进行不同类型图样的曝光操作，但不以此为限制。藉此，上述转动操作致使晶圆100曝光完成的图样将可根据设计需求搭配任意角度的执行转动操作。

综上所述，本发明所提出的一种晶圆图案化制程，通过不同掩膜并控制晶圆或掩膜的转动角度来实现特殊角度(例如是斜角度)的曝光应用，藉此大幅减少线性图边界上的粗糙程度，也可简化曝光操作的复杂度，进而减少制程之的成本并增加制程的宽容度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。