[发明专利]光掩模与曝光方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光掩模与曝光方法，尤其涉及一种设置有多个对准标记于每一个图案区外围的光掩模与运用此种光掩模的曝光方法。

背景技术

半导体工艺中的光刻工艺是利用光源照射光掩模(photomask)，通过入射光的反射与穿透，将光掩模中的图案(image)转移(transfer)至晶片上的感光材料。一般来说，光掩模对应一个管芯(die)进行一次曝光工艺，因此光掩模必须利用与晶片间的相对移动，依序在晶片中的每一管芯上转移图案。另外，一个完整元件需要数片光掩模经过数次光刻工艺才能完成。因此，在每一次执行光掩模图案转移前，必须先做好当层(每一管芯间)与各层间的对准。

通常，在进行光刻工艺前，会先利用光掩模上的对准标记(alignmentmark)与晶片边缘区(edge region)中的晶片对准标记，使光掩模与晶片精确地位于两者间正确的叠对(overlay)位置。而后开始曝光工艺，依序在晶片中每一个管芯(die)上转移光掩模上的图案。目前，现有的光掩模设计仅配置四个对准标记分别位于光掩模的四个角落处。

然而，当图案中心不与光掩模中心重叠时，进行光掩模对准后曝光于晶片上的图案信息会有图案偏移(image shift)、图案旋转(image rotation)或图案大小异常(image magnification)的现象。再加上，曝光过程会有对光掩模加热与冷却的步骤，故当光掩模一次次移动至下一个管芯时，会使上述三种现象更加严重。如此一来，晶片上的每一管芯之间或单一管芯中的多层结构，因当层或各层间的叠对异常，导致晶片报废或良率降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以使光掩模与晶片间对准更精确的光刻工艺用的光掩模结构。

本发明的又一目的是提供一种光刻工艺用的光掩模结构，以避免晶片报废，并提高光刻工艺的良率。

本发明提出一种适用于光刻工艺的光掩模，光掩模至少包括基板、至少一个图案区与多个对准标记。其中，图案区位于基板上，且至少其中的一个图案区的图案区中心不与基板的基板中心重叠。对准标记位于每一个图案区的周围的基板上，且其中至少四个对准标记包围一个图案区。

依照本发明的一实施例所述的光掩模中，每一个图案区的每一边的配置至少一个对准标记。

依照本发明的一实施例所述的光掩模中，每一个图案区的每一角的配置至少一个对准标记。

依照本发明的一实施例所述的光掩模中，所有图案区的形状与大小相同。

依照本发明的一实施例所述的光掩模中，所有图案区中至少其中的一个的形状与其他的图案区的形状不同。

依照本发明的一实施例所述的光掩模中，所有图案区中至少其中的一个的大小与其他的图案区的大小不同。

依照本发明的一实施例所述的光掩模中，对准标记的形状例如是十字形、三角形、四边形或任一多边形其中之一。

依照本发明的一实施例所述的光掩模中，图案区中心为图案区的二对角线的交点。而基板中心为基板的二对角线的交点。

本发明提出一种适用于晶片的曝光方法，晶片上有感光材料层。此方法包括先提供光掩模。光掩模包括基板、至少一个图案区与多个对准标记。其中，图案区位于基板上，且至少其中的一个图案区的图案区中心不与基板的基板中心重叠。对准标记位于每一个图案区的周围的基板上，且其中至少四个对准标记包围每一个图案区。然后，由所有图案区中，选定一个曝光图案区。接着，将该光掩模上的曝光图案区周围的每一个对准标记分别对准于晶片的边缘区中的晶片对准标记。然后，以投影光学系统将光掩模中的曝光图案区转换至晶片上的感光材料层上。

依照本发明的一实施例所述的光掩模中，每一个图案区的每一边的配置至少一个对准标记。

依照本发明的一实施例所述的光掩模中，每一个图案区的每一角的配置至少一个对准标记。

依照本发明的一实施例所述的光掩模中，所有图案区的形状与大小相同。

依照本发明的一实施例所述的光掩模中，所有图案区中至少其中的一个的形状与其他的图案区的形状不同。

依照本发明的一实施例所述的光掩模中，所有图案区中至少其中的一个的大小与其他的图案区的大小不同。

依照本发明的一实施例所述的曝光方法中，对准标记的形状例如是十字形、三角形、四边形或任一多边形其中之一。

依照本发明的一实施例所述的曝光方法中，图案区中心为图案区的二对角线的交点。而基板中心为基板的二对角线的交点。