[发明专利]一种提升衬底有效芯片数目的曝光方法

说明书

本发明涉及一种提升衬底有效芯片数目的曝光方法，包含如下步骤：1）制作掩模版：所述掩模版的每层光刻图形包含纯芯片层和PCM层两种版图，两种版图尺寸相同；2）设定曝光位置：按照PCM测试位置的要求，在需进行PCM测试的位置设定曝光PCM层，其他区域设置曝光对应的纯芯片层；3）设定曝光参数：分别设置PCM层和纯芯片层曝光参数；4）PCM测试。优点：1）有效降低圆片上PCM图形占空比，提高单位圆片有效芯片数目，实现成本节约和效率提升。2）不限于圆片衬底，不限于光刻机品牌和型号等，适用于所有采用步进式曝光和PCM测试技术的半导体制造工艺。3）该设计也可推广至接触式光刻机1:1的掩模制作。

技术领域

本发明是一种提升衬底有效芯片数目的曝光方法，属于半导体制造技术领域。

背景技术

在半导体芯片制造中，PCM (process control monitor)测试是一种有效的过程控制手段，通过量测PCM中特定的设计图形来监控在线工艺对晶圆性能参数的影响及工艺的波动等。

在利用步进式(stepper)光刻机的芯片制造工艺中，由于PCM技术的引入，在掩模版设计时，会将PCM图形和芯片图形按一定的排布方式，共同放置于每层掩模版上。我们称一次曝光为一个shot，Stepper光刻机曝光的方式是shot by shot的步进重复，直至曝光区域排满整个圆片。PCM图形和芯片图形被同时从掩模版转移到圆片上，由stepper光刻机工作方式决定，每个shot中均包含一组PCM图形和芯片图形。

对于成熟或接近成熟的半导体工艺，考虑到测试成本和流片周期，往往利用圆片上某几个（如5个或者9个等）PCM样本的测试结果来表征整个圆片的性能情况。在这种情形下，全片密布的PCM图形实则是一种资源浪费，有必要通过一种优化的曝光策略，在保证PCM样本数目满足工艺监控需求的前提下，降低PCM图形在整个圆片上的占空比，增加圆片有效芯片数目。

发明内容

本发明提出的是一种提升衬底有效芯片数目的曝光方法，其目的在于针对全片密布的PCM图形存在的资源浪费的缺陷，通过调整光刻机曝光策略，降低PCM图形在整个圆片上的占空比，从而提高单位圆片有效芯片数目。

本发明的技术解决方案：一种提升衬底有效芯片数目的曝光方法，包含如下步骤：

1）制作掩模版：所述掩模版的每层光刻图形包含纯芯片层和PCM层两种版图，两种版图尺寸相同；

2）设定曝光位置：按照PCM测试位置的要求，在需进行PCM测试的位置设定曝光PCM层，其他区域设置曝光对应的纯芯片层；

3）设定曝光参数：分别设置PCM层和纯芯片层曝光参数；

4）PCM测试。

本发明的有益效果：

1）有效降低圆片上PCM图形占空比，提高单位圆片有效芯片数目，实现成本节约和效率提升。特别是对于量产的半导体制造，是一种经济实用的工艺策略。

2）不限于圆片衬底，不限于光刻机品牌和型号等，适用于所有采用步进式曝光和PCM测试技术的半导体制造工艺。

3）该设计也可推广至接触式光刻机1:1的掩模制作。

附图说明

附图1是传统的stepper光刻版版图示意图。

附图2是提升衬底有效芯片数目的stepper光刻版版图示意图，其中图（a）是纯芯片层，图（b）是PCM层或PCM+芯片构成的混合层。

附图3是传统的圆片曝光排布示意图。

附图4是提升衬底有效芯片数目的圆片曝光排布示意图。

具体实施方式