[发明专利]光刻工艺中的曝光场的尺寸选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体工艺技术领域，特别是涉及一种光刻工艺中的曝光场的尺寸选择方法。

背景技术

在半导体器件的制造过程中，通常都需要经过多次光刻工艺。一般情况下，都会使用到两种光刻机：扫描式光刻机（scanner）和步进式光刻机（stepper），分别执行不同的光刻步骤。

光刻机的曝光场（exposure field）是指光刻机一次成像（shot）所覆盖的区域。扫描式光刻机的曝光场的最大尺寸一般比步进式光刻机的曝光场的最大尺寸要大，例如扫描式光刻机的最大曝光场的尺寸为26×32mm²、步进式光刻机的最大曝光场的尺寸为22×22mm²或18.5×25mm²。

传统的光刻过程中，需要使两种曝光机所曝光的shot大小相同，或者使扫描式光刻机所曝光的shot正好是步进式光刻机所曝光的shot大小的整数倍，例如4倍或2倍。这样就可以使二者曝光区域形成的芯片区（die）可以比较好地对齐。

然而上述方式会造成至少一种光刻机的曝光场尺寸的浪费，例如利用较大的曝光场可以比较快速地完成一片晶圆的光刻过程，而由于人为地限制了shot大小，也限制了光刻机的产能。

发明内容

基于此，有必要提供一种光刻工艺中的曝光场的尺寸选择方法，使得光刻机能够最大限度利用曝光场。

一种光刻工艺中的曝光场的尺寸选择方法，用于在同时利用扫描式光刻机和步进式光刻机的光刻过程中，选择扫描式光刻机的曝光场尺寸x_sc×y_sc和步进式光刻机的曝光场尺寸x_st×y_st，所述扫描式光刻机用于形成第一光刻图形，所述步进式光刻机用于形成第二光刻图形，所述选择方法使得位于第一光刻图形层上的、且与中心距离最远的4个shot分别与位于第二光刻图形层上的、且与中心距离最远的4个shot中心重合，包括如下步骤：

获取待生产的芯片尺寸x_d×y_d；

获取待光刻的晶圆的半径R；

定义横轴方向上的两个shot的中心距离晶圆中心的距离为X、纵轴方向上的两个shot的中心距离晶圆中心的距离为Y、晶圆的去边长度d；扫描式光刻机的最大曝光场尺寸为x_{sc_max}×y_{sc_max}，步进式光刻机的最大曝光场尺寸为x_{st_max}×y_{st_max}；x_sc=a_x×x_d、y_sc=a_y×y_d、x_st=b_x×x_d、y_st=b_y×y_d；

根据以下约束条件计算a_x、b_x、a_y、b_y的值：

（1）k_x×a_x×x_d=l_x×b_x×x_d=X，同时k_y×a_y×y_d=l_y×b_y×y_d=Y；

（2）x_sc＜x_{sc_max}、y_sc＜y_{sc_max}、x_st＜x_{st_max}、y_st＜y_{st_max}；

（3）X+0.5x_sc＜R-d、Y+0.5y_sc＜R-d；

（4）k_x、a_x、l_x、b_x、k_y、a_y、l_y、b_y均为整数。

在其中一个实施例中，所述晶圆为8英寸，所述去边长度d为2～4毫米。