一種在GaAs圓片上實(shí)現(xiàn)異機(jī)匹配套刻的方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種在GaAs圓片上實(shí)現(xiàn)異機(jī)匹配套刻的方法，利用標(biāo)準(zhǔn)GaAs圓片將ASML掃描式光刻機(jī)的焦平面參數(shù)校準(zhǔn)；利用經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后的ASML掃描式光刻機(jī)曝光ASML和Nikon圓片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖形以及用于測(cè)試套刻精度的overlay圖形；腐蝕用于校準(zhǔn)nikon步進(jìn)式光刻機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)圓片；利用nikon步進(jìn)式光刻機(jī)曝光overlay圖形；通過(guò)測(cè)試套刻誤差，調(diào)整nikon步進(jìn)式光刻機(jī)的設(shè)備參數(shù)；實(shí)現(xiàn)nikon步進(jìn)式光刻機(jī)和ASML掃描式光刻機(jī)的套刻匹配。優(yōu)點(diǎn)：GaAs圓片校準(zhǔn)ASML掃描式光刻機(jī)的焦平面參數(shù)簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)；overlay圖形套刻質(zhì)量的測(cè)試是標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法，套刻數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性有保障且易得；通用性強(qiáng)。
【專利說(shuō)明】—種在GaAs圓片上實(shí)現(xiàn)異機(jī)匹配套刻的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種在GaAs圓片上實(shí)現(xiàn)異機(jī)匹配套刻的方法，尤其是一種在GaAs圓片上實(shí)現(xiàn)nikon步進(jìn)式光刻機(jī)和ASML掃描式光刻機(jī)匹配套刻的方法。屬于半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]GaAs微波單片集成電路(MMIC)具有高可靠性、高線性、低噪聲和良好的頻率特性等優(yōu)點(diǎn)，基于GaAs的傳輸接收模塊、低噪聲放大器、功率放大器、開(kāi)關(guān)電路和移相器、變頻器等已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于無(wú)線射頻通訊和微波通訊電路系統(tǒng)。由于對(duì)器件工作頻率以及數(shù)據(jù)處理速度的要求越來(lái)越高，對(duì)相應(yīng)的GaAs工藝提出了更高的要求。
[0003]一般的，在一定的設(shè)計(jì)規(guī)則下，GaAs光刻工藝過(guò)程中大約有1/3是關(guān)鍵層，有1/3是中等關(guān)鍵層，另外1/3是是非關(guān)鍵層；如今隨著半導(dǎo)體工藝的不斷進(jìn)步，GaAs工藝的設(shè)計(jì)規(guī)則不斷縮小，直至150 nm甚至更小。在引入深紫外(DUV)和極紫外(EUV)曝光設(shè)備后，盡管有一定理由可以全部采用DUV或EUV曝光設(shè)備進(jìn)行全部圖層的曝光，但是考慮到生產(chǎn)成本，往往采用混合匹配來(lái)處理一些非關(guān)鍵層的曝光?；旌掀ヅ浒瑑煞N類型，一種是同型號(hào)不同系列的高低端曝光設(shè)備的匹配，另外一種是不同型號(hào)高低端曝光設(shè)備的匹配；前者一般采用同一種標(biāo)記系統(tǒng)，匹配套刻相對(duì)要容易一些，而對(duì)于后者，往往需要解決采用不同標(biāo)記系統(tǒng)曝光設(shè)備之間的匹配問(wèn)題。
[0004]實(shí)現(xiàn)異機(jī)匹配的關(guān)鍵在于建立一套標(biāo)準(zhǔn)的流程，對(duì)光刻機(jī)參數(shù)，包括場(chǎng)鏡誤差匹配、格柵誤差匹配和線寬控制匹配等，進(jìn)行修正，保證在不影響光刻套刻質(zhì)量和線寬控制要求的前提下，充分發(fā)揮不同光刻機(jī)的作用，特別是發(fā)揮價(jià)格昂貴的高性能光刻機(jī)的作用，從而可以提高生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是在GaAs圓片上實(shí)現(xiàn)nikon步進(jìn)式光刻機(jī)和ASML掃描式光刻機(jī)的匹配套刻。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:一種在GaAs圓片上實(shí)現(xiàn)nikon步進(jìn)式光刻機(jī)和ASML掃描式光刻機(jī)匹配套刻的方法，包括如下步驟:
1)制作一塊用于ASML掃描式光刻機(jī)的掩膜版,該掩膜版包含ASML和nikon的圓片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖形及第一 overlay圖形；
2)制作一塊用于Nikon步進(jìn)式光刻機(jī)的掩膜版,該掩膜版包含第二overlay圖形,第二overlay圖形和第一 overlay圖形具有套刻關(guān)系且能利用常規(guī)測(cè)試方法統(tǒng)計(jì)出兩層的套刻精度；
3)利用標(biāo)準(zhǔn)GaAs圓片校準(zhǔn)ASML掃描式光刻機(jī)的焦平面參數(shù)；
4)GaAs圓片表面plasma打膠和清洗處理，并涂覆厚度約800nm的DUV光刻膠；
5)ASML掃描式光刻機(jī)利用步驟I)所述的掩膜版在步驟4)所述的GaAs圓片上曝光ASML和nikon的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖形以及第一 overlay圖形；
6)GaAs圓片顯影,顯影后腐蝕GaAs,去除光刻膠后，重新涂覆厚度約800nm的i_line光刻膠；
7)利用nikon步進(jìn)式光刻機(jī)在GaAs圓片上曝光第二overlay圖形,顯影后測(cè)試兩層的套刻精度，補(bǔ)償nikon步進(jìn)式光刻機(jī)需要調(diào)整的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)設(shè)備的匹配套刻。
[0007]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
I) GaAs圓片校準(zhǔn)ASML掃描式光刻機(jī)的焦平面參數(shù)簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)。
[0008]2) overlay圖形套刻質(zhì)量的測(cè)試是標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法，套刻數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性有保障且簡(jiǎn)單易得。
[0009]3)上述nikon步進(jìn)式光刻機(jī)和ASML掃描式光刻機(jī)的套刻匹配方案不僅局限于如上情況，它可以很容易推廣到其它類似的不同型號(hào)曝光設(shè)備的匹配、以及同型號(hào)不同系列曝光設(shè)備的匹配，通用性強(qiáng)。
【具體實(shí)施方式】
[0010]一種在GaAs圓片上實(shí)現(xiàn)nikon步進(jìn)式光刻機(jī)和ASML掃描式光刻機(jī)匹配套刻的方法，包括如下步驟:
1)制作一塊用于ASML掃描式光刻機(jī)的掩膜版,該掩膜版包含ASML和nikon的圓片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖形及第一 overlay圖形；
2)制作一塊用于Nikon步進(jìn)式光刻機(jī)的掩膜版,該掩膜版包含第二overlay圖形,第二overlay圖形和第一 overlay圖形具有套刻關(guān)系且能利用常規(guī)測(cè)試方法統(tǒng)計(jì)出兩層的套刻精度；
3)利用標(biāo)準(zhǔn)GaAs圓片校準(zhǔn)ASML掃描式光刻機(jī)的焦平面參數(shù)；
4)GaAs圓片表面plasma打膠和清洗處理，并涂覆厚度約800nm的DUV光刻膠；
5)ASML掃描式光刻機(jī)利用步驟I)所述的掩膜版在步驟4)所述的GaAs圓片上曝光ASML和nikon的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖形以及第一 overlay圖形；
6)GaAs圓片顯影,顯影后腐蝕GaAs,去除光刻膠后，重新涂覆厚度約800nm的i_line光刻膠；
7)利用nikon步進(jìn)式光刻機(jī)在GaAs圓片上曝光第二overlay圖形2,顯影后測(cè)試兩層的套刻精度，補(bǔ)償nikon步進(jìn)式光刻機(jī)需要調(diào)整的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)設(shè)備的匹配套刻。
[0011]以對(duì)準(zhǔn)精度較高的ASML掃描式光刻機(jī)為基準(zhǔn)制作nikon步進(jìn)式光刻機(jī)的圓片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，以實(shí)現(xiàn)兩種不同類型光刻機(jī)之間的匹配套刻。
[0012]所述的步驟I)中的掩膜版包含如下圖形:ASML主標(biāo)記PM、Nikon粗對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記Search-χ 和 Search-y、Nikon 精對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 LSA-x 和 LSA_y、Nikon 精對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 FIA-x 和FIA-y以及用于測(cè)試套刻精度的第一 overlay圖形,標(biāo)記的設(shè)計(jì)依照ASML或Nikon標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)規(guī)則。
[0013]所述的步驟2)的掩膜版包含第二 overlay圖形；第二 overlay圖形和第一overlay圖形具有套刻關(guān)系且能利用常規(guī)測(cè)試方法統(tǒng)計(jì)出兩層的套刻精度。
[0014]所述的步驟3)中ASML掃描式光刻機(jī)焦平面參數(shù)的調(diào)整采用的是光刻機(jī)設(shè)備調(diào)試的標(biāo)準(zhǔn)流程。[0015]GaAs圓片表面處理及涂膠、曝光和顯影工藝都是GaAs芯片制造的標(biāo)準(zhǔn)工藝。
[0016]所述的步驟5)中ASML和nikon對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記曝光在GaAs圓片上的位置是依據(jù)nikon步進(jìn)式光刻機(jī)和ASML掃描式光刻機(jī)各自所要求的標(biāo)準(zhǔn)確定，即nikon光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記分布在每個(gè)shot的中心位置,而ASML光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記位于圓片的(土 45 mm, O)處。
[0017]所述的步驟6)中GaAs圓片顯影后的腐蝕深度控制在120±20 nm,滿足nikon步進(jìn)式光刻機(jī)和ASML掃描式光刻機(jī)識(shí)別圓片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的要求。
[0018]所述的步驟7)中第二 overlay圖形的曝光是nikon步進(jìn)式光刻機(jī)利用ASML掃描式光刻機(jī)留下的粗對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記Search-x, y和精對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記LSA_x, y或FIA_x, y套準(zhǔn)。
實(shí)施例
[0019]根據(jù)匹配套刻的需要，我們制作了兩塊用于匹配套刻的掩膜版:其中一塊掩膜版用于ASML掃描式光刻機(jī)，包含ASML和Nikon的圓片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖形以及用于測(cè)試套刻精度的第一overlay圖形；另外一塊掩膜版用于nikon步進(jìn)式光刻機(jī)，包含用于測(cè)試套刻精度的第二 overlay圖形；兩塊overlay圖形間有套刻關(guān)系，可用于測(cè)試光刻機(jī)間的對(duì)準(zhǔn)精度。為保證基準(zhǔn)機(jī)，即ASML掃描式光刻機(jī)的設(shè)備狀態(tài)，我們先利用標(biāo)準(zhǔn)GaAs圓片校準(zhǔn)ASML掃描式光刻機(jī)的焦平面參數(shù)，即最佳的focus和tilt等參數(shù)，然后利用經(jīng)過(guò)狀態(tài)校準(zhǔn)的ASML掃描式光刻機(jī)曝光GaAs圓片,通過(guò)濕法腐蝕工藝制作ASML和Nikon的圓片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記以及用于測(cè)試套刻精度的第一 overlay圖形，通過(guò)這種方式，將ASML掃描式光刻機(jī)的最佳狀態(tài)保存下來(lái)，Nikon步進(jìn)式光刻機(jī)對(duì)第二 overlay圖形的曝光利用的正是此時(shí)留下的Nikon的圓片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。然后測(cè)試第一 overlay圖形和第二 overlay圖形的對(duì)準(zhǔn)精度,利用測(cè)試獲得的套刻數(shù)據(jù)調(diào)整nikon步進(jìn)式光刻機(jī)的設(shè)備參數(shù),從而實(shí)現(xiàn)nikon步進(jìn)式光刻機(jī)和ASML掃描式光刻機(jī)的套刻匹配。
【權(quán)利要求】
1.一種在GaAs圓片上實(shí)現(xiàn)nikon步進(jìn)式光刻機(jī)和ASML掃描式光刻機(jī)匹配套刻的方法，其特征是該方法包括如下步驟: 1)制作一塊用于ASML掃描式光刻機(jī)的掩膜版,該掩膜版包含ASML和nikon的圓片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖形及第一 overlay圖形； 2)制作一塊用于Nikon步進(jìn)式光刻機(jī)的掩膜版,該掩膜版包含第二overlay圖形,第二overlay圖形和第一 overlay圖形具有套刻關(guān)系且能利用常規(guī)測(cè)試方法統(tǒng)計(jì)出兩層的套刻精度； 3)利用標(biāo)準(zhǔn)GaAs圓片校準(zhǔn)ASML掃描式光刻機(jī)的焦平面參數(shù)； 4)GaAs圓片表面plasma打膠和清洗處理，并涂覆厚度800nm的DUV光刻膠； 5)ASML掃描式光刻機(jī)利用步驟I)所述的掩膜版在步驟4)所述的GaAs圓片上曝光ASML和nikon的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記圖形以及第一 overlay圖形A ; 6)GaAs圓片顯影,顯影后腐蝕GaAs,去除光刻膠后，重新涂覆厚度800nm的i_line光刻膠； 7)利用nikon步進(jìn)式光刻機(jī)在GaAs圓片上曝光第二overlay圖形,顯影后測(cè)試兩層的套刻精度，補(bǔ)償nikon步進(jìn)式光刻機(jī)需要調(diào)整的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)設(shè)備的匹配套刻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在GaAs圓片上實(shí)現(xiàn)nikon步進(jìn)式光刻機(jī)和ASML掃描式光刻機(jī)匹配套刻的方法，其特征是以對(duì)準(zhǔn)精度較高的ASML掃描式光刻機(jī)為基準(zhǔn)制作nikon步進(jìn)式光刻機(jī)的圓片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，以實(shí)現(xiàn)兩種不同類型光刻機(jī)之間的匹配套刻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在GaAs圓片上實(shí)現(xiàn)nikon步進(jìn)式光刻機(jī)和ASML掃描式光刻機(jī)匹配套刻的方法，其特征是所述的步驟I)中的掩膜版包含如下圖形=ASML主標(biāo)記PM、Nikon 粗對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 Search-x 和 Search-y、Nikon 精對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 LSA_x 和 LSA_y、Nikon 精對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記FIA-x和FIA-y以及用于測(cè)試套刻精度的第一 overlay圖形,標(biāo)記的設(shè)計(jì)依照ASML或Nikon標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)規(guī)則。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在GaAs圓片上實(shí)現(xiàn)nikon步進(jìn)式光刻機(jī)和ASML掃描式光刻機(jī)匹配套刻的方法，其特征是所述的步驟2)的掩膜版包含第二overlay圖形；第二overlay圖形和第一 overlay圖形具有套刻關(guān)系且能利用常規(guī)測(cè)試方法統(tǒng)計(jì)出兩層的套刻精度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在GaAs圓片上實(shí)現(xiàn)nikon步進(jìn)式光刻機(jī)和ASML掃描式光刻機(jī)匹配套刻的方法，其特征是所述的步驟3)中ASML掃描式光刻機(jī)焦平面參數(shù)的調(diào)整采用的是光刻機(jī)設(shè)備調(diào)試的標(biāo)準(zhǔn)流程。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在GaAs圓片上實(shí)現(xiàn)nikon步進(jìn)式光刻機(jī)和ASML掃描式光刻機(jī)匹配套刻的方法，其特征是所述的步驟5)中ASML和nikon對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記曝光在GaAs圓片上的位置是依據(jù)nikon步進(jìn)式光刻機(jī)和ASML掃描式光刻機(jī)各自所要求的標(biāo)準(zhǔn)確定，即nikon光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記分布在每個(gè)shot的中心位置，而ASML光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記位于圓片的土 45mm,O 處。
7.據(jù)權(quán)利要求1所述的在GaAs圓片上實(shí)現(xiàn)nikon步進(jìn)式光刻機(jī)和ASML掃描式光刻機(jī)匹配套刻的方法，其 特征是所述的步驟6)中GaAs圓片顯影后的腐蝕深度控制在120±20nm,滿足nikon步進(jìn)式光刻機(jī)和ASML掃描式光刻機(jī)識(shí)別圓片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的要求。
8.據(jù)權(quán)利要求1所述的在GaAs圓片上實(shí)現(xiàn)nikon步進(jìn)式光刻機(jī)和ASML掃描式光刻機(jī)匹配套刻的方法，其特征是所述的步驟7)中第二 overlay圖形(2)的曝光是nikon步進(jìn)式光刻機(jī)利用ASML掃描式光刻機(jī)留下的粗對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記Search-x, y和精對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記LSA_x, y或FIA- x，y 套準(zhǔn)。
【文檔編號(hào)】G03F7/20GK103984210SQ201410147681
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】王溯源, 彭勁松, 高建峰 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所