本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種改善光刻膠封裝工藝的方法及光刻機(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體芯片封裝工藝中，在電鍍厚度較大的金屬電極時(shí)，往往需要在光刻步驟中涂布厚度大于金屬電極厚度的光刻膠，即涂布厚膠，但厚膠在大劑量曝光后較易出現(xiàn)頂部缺角的現(xiàn)象,請(qǐng)參照?qǐng)D1。

對(duì)上述現(xiàn)象進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬仿真分析，推斷出光刻機(jī)系統(tǒng)中投影物鏡存在的彗差會(huì)導(dǎo)致這種情況。所謂彗差是指光軸外的某一物點(diǎn)向鏡頭發(fā)出一束平行光線，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后，在象平面上會(huì)形成不對(duì)稱的彌散光斑，這種彌散光斑的形狀呈彗星形，即由中心到邊緣拖著一個(gè)由粗到細(xì)的尾巴，其首端明亮、清晰，尾端寬大、暗淡、模糊。也就是說這種軸外光束引起的像差稱為彗差。在實(shí)際曝光過程中根據(jù)視場(chǎng)內(nèi)不同場(chǎng)點(diǎn)的缺角的情況和對(duì)應(yīng)場(chǎng)點(diǎn)物鏡波像差數(shù)據(jù)的比較，得出彗差大的地方，缺口比較大。

光刻機(jī)的投影物鏡中由于波像差的存在，使得成像質(zhì)量與理想情況下有所偏差，不同的像質(zhì)參數(shù)造成成像結(jié)果也各不相同。圖2、圖3所示為光刻膠線寬度為10μm的特征圖形在無任何波像差和加入彗 差情況下的空間光強(qiáng)分布圖。其中橫軸為光刻膠x向坐標(biāo)，縱軸為光強(qiáng)。從圖2可以看出在無波像差數(shù)據(jù)的情況下，低能量(即掩模覆蓋區(qū)域)的數(shù)值平坦。

請(qǐng)參照?qǐng)D3，在帶入加入了彗差數(shù)據(jù)的波像差到仿真平臺(tái)，重新計(jì)算特征圖形的空間光強(qiáng)分布曲線，可以看出，光強(qiáng)曲線的右底角出現(xiàn)了突起的部分。請(qǐng)參照?qǐng)D4，這一部分突出的光強(qiáng)，經(jīng)過長時(shí)間積分之后，在光刻膠內(nèi)部達(dá)到一定劑量，在顯影時(shí)，受到過多劑量的光刻膠會(huì)被顯影液去除掉，造成了光刻膠缺角，從而影響了光刻膠顯影形貌。

為了解決厚膠工藝中出現(xiàn)的頂部缺角問題，需要進(jìn)一步提升投影物鏡的性能，即降低彗差數(shù)值。然而，由于受到后道封裝光刻機(jī)型中投影物鏡的設(shè)計(jì)約束，在投影物鏡內(nèi)部增加過多的可動(dòng)鏡片而導(dǎo)致彗差指標(biāo)的可行性降低，因此有必要發(fā)明一種改善上述缺角問題的光刻機(jī)系統(tǒng)或者方法，從光刻機(jī)投影物鏡外部著手，解決厚膠缺角問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種改善光刻膠封裝工藝的方法及光刻機(jī)系統(tǒng)，在仿真得到照明光透過掩膜版之后的空間光強(qiáng)分布圖后，計(jì)算分析需要修整光強(qiáng)分布的部位和數(shù)值，然后在曝光光路中加入空間光調(diào)制器，對(duì)曝光場(chǎng)內(nèi)的光強(qiáng)分布進(jìn)行修改調(diào)整，從而保持透過掩膜版之后形成的低能量光強(qiáng)的部位不會(huì)出現(xiàn)光強(qiáng)過大的情況，解決了厚膠缺角的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種改善光刻膠封裝工藝的光刻機(jī) 系統(tǒng)，包括

一照明系統(tǒng)，用于提供照明光；

一掩膜臺(tái)，用于承載掩膜版；

一投影物鏡，用于收集透過所述掩膜版的照明光；

一工作臺(tái)，用于承載基板，在掃描曝光過程中，所述照明系統(tǒng)提供的照明光，照射到所述掩膜版上，并將設(shè)置在所述掩膜版上的圖案，經(jīng)過所述投影物鏡，轉(zhuǎn)印到所述基板上；

在所述掩膜版與所述照明系統(tǒng)之間設(shè)置空間光調(diào)制器，用于根據(jù)所述光刻機(jī)系統(tǒng)的投影成像的波像差數(shù)據(jù)分布，改變所述照明光透過所述掩膜版時(shí)的光強(qiáng)透過率。

作為優(yōu)選，所述空間光調(diào)制器為液晶光閥。

本發(fā)明還提供一種改善光刻膠封裝工藝的方法，包括如下步驟：

步驟s1：提供一掩膜版以及光刻機(jī)曝光系統(tǒng)的曝光場(chǎng)內(nèi)的波像

差分布圖；

步驟s2：結(jié)合所述掩膜版的圖形，仿真計(jì)算得出透過所述掩膜版圖形后的空間光強(qiáng)分布圖；

步驟s3：根據(jù)所述光強(qiáng)分布圖，確定需要修改照明光透過掩膜版時(shí)的光強(qiáng)透過率的部位以及數(shù)值的大?。?/p>

步驟s4：在曝光光路中安裝空間光調(diào)制器，并調(diào)整所述空間光調(diào)制器的工作參數(shù)，修改掩膜版上與所述空間光調(diào)制器對(duì)應(yīng)的之處的光強(qiáng)透過率。

作為優(yōu)選，還包括步驟s5：進(jìn)行曝光實(shí)驗(yàn)并觀察實(shí)驗(yàn)得到的光 刻膠的形貌、計(jì)算透過所述掩膜版圖形后的空間光強(qiáng)分布圖。

作為優(yōu)選，還包括步驟s6：調(diào)整所述空間光調(diào)制器的工作參數(shù)，并重復(fù)步驟s5直至得出光強(qiáng)透過率和所述空間光調(diào)制器的工作參數(shù)的關(guān)系，計(jì)算出最優(yōu)化的光強(qiáng)透過率分布方案。

作為優(yōu)選，步驟s1中提供的光刻機(jī)曝光系統(tǒng)的波像差分布圖為離線測(cè)量得到的光刻機(jī)曝光時(shí)曝光場(chǎng)內(nèi)波像差分布圖。

作為優(yōu)選，步驟s2中將所述波像差分布圖中每個(gè)場(chǎng)點(diǎn)的波像差數(shù)據(jù)、所使用的光刻膠參數(shù)和光刻機(jī)曝光時(shí)的參數(shù)輸入仿真軟件中，計(jì)算得到透過所述掩膜版圖形后的空間光強(qiáng)分布圖。

作為優(yōu)選，步驟s4中在曝光光路中安裝所述空間光調(diào)制器為照明系統(tǒng)和掩膜臺(tái)之間安裝所述空間光調(diào)制器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供一種改善光刻膠封裝工藝的光刻機(jī)系統(tǒng)，包括

一照明系統(tǒng)，用于提供照明光；

一掩膜臺(tái)，用于承載掩膜版；

一投影物鏡，用于收集透過所述掩膜版的照明光；

一工作臺(tái)，用于承載基板，在掃描曝光過程中，所述照明光源提供的照明光，照射到所述掩膜版上，并將設(shè)置在所述掩膜版上的圖案，經(jīng)過所述投影物鏡，轉(zhuǎn)印到所述基板上；

在所述掩膜版與所述照明系統(tǒng)之間設(shè)置空間光調(diào)制器，用于根據(jù)所述光刻機(jī)系統(tǒng)的投影成像的波像差數(shù)據(jù)分布，改變所述照明光透過所述掩膜版時(shí)的光強(qiáng)透過率。

本發(fā)明還提供一種改善光刻膠封裝工藝的方法，包括如下步驟：

步驟s1：提供一掩膜版以及光刻機(jī)曝光系統(tǒng)的曝光場(chǎng)內(nèi)的波像

差分布圖；

步驟s2：結(jié)合所述掩膜版的圖形，仿真計(jì)算得出透過所述掩膜版圖形后的空間光強(qiáng)分布圖；

步驟s3：根據(jù)所述光強(qiáng)分布圖，確定需要修改照明光透過掩膜版時(shí)的光強(qiáng)透過率的部位以及數(shù)值的大小；

步驟s4：在曝光光路中安裝空間光調(diào)制器，并調(diào)整所述空間光調(diào)制器的工作參數(shù)，修改與所述空間光調(diào)制器對(duì)應(yīng)的掩膜版之處的光強(qiáng)透過率。

本發(fā)明提供的改善光刻膠封裝工藝的方法及光刻機(jī)系統(tǒng)，在得到整個(gè)光刻機(jī)系統(tǒng)的波像差分布數(shù)據(jù)的情況下，結(jié)合掩膜版的圖形數(shù)據(jù)，仿真得到照明光透過掩膜版之后的空間光強(qiáng)分布圖，根據(jù)該空間光強(qiáng)分布圖計(jì)算分析透過掩膜版之后的曝光場(chǎng)中需要修整光強(qiáng)分布的部位和數(shù)值，然后在曝光光路中加入空間光調(diào)制器，對(duì)上述需要修整光強(qiáng)分布的部位的進(jìn)行光強(qiáng)分布和數(shù)值大小的修改調(diào)整，尤其是對(duì)較易出現(xiàn)厚膠缺角部位的光強(qiáng)分布進(jìn)行修改調(diào)整，從而保持透過掩膜版之后形成的低能量光強(qiáng)的部位不會(huì)出現(xiàn)光強(qiáng)過大的情況，解決了厚膠缺角的問題。由于使用了空間光調(diào)制器可以修正光強(qiáng)分布，因此通過修正光強(qiáng)，可光刻成像的離焦范圍也越大，從而提高了工藝可用焦深。

附圖說明

圖1為厚膠缺角的掃描電鏡照片；

圖2為無波像差的曝光場(chǎng)內(nèi)光強(qiáng)分布圖；

圖3為加入彗差后曝光場(chǎng)內(nèi)光強(qiáng)分布圖；

圖4為圖3對(duì)應(yīng)的光刻膠受到照明光的仿真形貌圖；

圖5為本發(fā)明提供的將空間光調(diào)制器加入至曝光光路中的示意圖；

圖6為本發(fā)明提供的改善光刻膠封裝工藝方法流程圖。

本發(fā)明圖示：1-空間光調(diào)制器、2-掩膜版、21-透光部分、22-遮光部分。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。

本發(fā)明提供一種改善光刻膠封裝工藝的光刻機(jī)系統(tǒng)，包括

一照明系統(tǒng)(未圖示)，用于給光刻過程提供照明光；

一掩膜臺(tái)(未圖示)，用于承載掩膜版2；

一投影物鏡(未圖示)，照明光透過掩膜版2，部分照明光被掩膜版2的遮光部分22遮擋，剩余部分照明光透過掩膜版2的透光部分21向下投射，投影物鏡則用于收集上述透過透光部分21向下投射的照明光，并將這些照明光集中使其投射至工作臺(tái)(未圖示)上的基板(未圖示)上；

一工作臺(tái)，用于承載基板，在掃描曝光過程中，照明系統(tǒng)提供的 照明光，照射到掩膜版2上，從透光部分21透過的照明光投射至基板上的光刻膠上，被投射照明光的部分光刻膠在照明光的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過顯影后，使得掩膜版2上的圖案，轉(zhuǎn)印到基板上；

請(qǐng)參照?qǐng)D5，本發(fā)明提供的改善光刻膠封裝工藝的裝置為以上述光刻機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在掩膜版2與照明系統(tǒng)之間設(shè)置空間光調(diào)制器1，改變照明光透過掩膜版2時(shí)的光強(qiáng)透過率。

較佳地，空間光調(diào)制器1為液晶光閥，將液晶光閥放置在需要修改光強(qiáng)之處，降低或者增大該部分的光強(qiáng)，使得曝光場(chǎng)內(nèi)具有合理的光強(qiáng)分布。

請(qǐng)參照?qǐng)D6，本發(fā)明還提供一種改善光刻膠封裝工藝的方法，包

括如下步驟：

步驟s1：提供一掩膜版2以及光刻機(jī)曝光系統(tǒng)的曝光場(chǎng)內(nèi)的波像差分布圖，具體為：離線測(cè)量該套光刻機(jī)系統(tǒng)中投影物鏡的波像差，然后將曝光場(chǎng)形成xy坐標(biāo)系，形成沿著x向的波像差分布圖和沿著y向的波像差分布圖；

步驟s2：根據(jù)步驟s1中提供的掩膜版2的圖案，結(jié)合上述曝光場(chǎng)內(nèi)的波像差分布圖，將上述波像差分布圖中每個(gè)場(chǎng)點(diǎn)或者指定場(chǎng)點(diǎn)的波像差數(shù)據(jù)、所使用的光刻膠參數(shù)和光刻機(jī)曝光時(shí)的工藝參數(shù)輸入仿真軟件中，仿真計(jì)算得出透過掩膜版2圖形后的曝光場(chǎng)內(nèi)的空間光強(qiáng)分布圖，上述指定場(chǎng)點(diǎn)即是光強(qiáng)分布圖中經(jīng)分析較易產(chǎn)生光刻膠缺角的部分；

步驟s3：根據(jù)得到的曝光場(chǎng)內(nèi)的光強(qiáng)分布圖，計(jì)算出需要修改 照明光透過掩膜版2時(shí)的光強(qiáng)透過率的部位以及該部位光強(qiáng)透過率需要修改的數(shù)值的大??；

步驟s4：在照明系統(tǒng)與掩膜版2之間安裝空間光調(diào)制器1，并調(diào)整所述空間光調(diào)制器的工作參數(shù)，根據(jù)步驟s3中計(jì)算出的需要修改照明光透過掩膜版時(shí)的光強(qiáng)透過率的部位以及該部位光強(qiáng)透過率需要修改的數(shù)值的大小，調(diào)整空間光調(diào)制器1的位置與工作參數(shù)，并將此時(shí)空間光調(diào)制器1的位置與工作參數(shù)設(shè)定為初值，然后進(jìn)行曝光。

步驟s5：在步驟s4進(jìn)行曝光后，在掃描電鏡下觀察得到的光刻膠的形貌，并且仿真計(jì)算此時(shí)照明光透過所述掩膜版2圖形后的空間光強(qiáng)分布圖。

步驟s6：調(diào)整所述空間光調(diào)制器1的工作參數(shù)，并重復(fù)步驟s5直至得出光強(qiáng)透過率和所述空間光調(diào)制器1的工作參數(shù)的關(guān)系，計(jì)算出最優(yōu)化的光強(qiáng)透過率分布方案，在最優(yōu)化的光強(qiáng)透過率分布方案下，厚膠缺角的問題得到最大程度的改善，然后將該最優(yōu)化的光強(qiáng)透過率分布方案推廣至日常曝光工藝中。

本發(fā)明提供的改善光刻膠封裝工藝的方法及光刻機(jī)系統(tǒng)，在得到整個(gè)光刻機(jī)系統(tǒng)的波像差分布數(shù)據(jù)的情況下，結(jié)合掩膜版2的圖形數(shù)據(jù)，仿真得到照明光透過掩膜版2之后的空間光強(qiáng)分布圖，根據(jù)該空間光強(qiáng)分布圖計(jì)算分析透過掩膜版2之后的曝光場(chǎng)中需要修整光強(qiáng)分布的部位和數(shù)值，然后在曝光光路中加入空間光調(diào)制器1，對(duì)上述需要修整光強(qiáng)分布的部位的進(jìn)行光強(qiáng)分布和數(shù)值大小的修改調(diào)整，尤其是對(duì)較易出現(xiàn)厚膠缺角部位的光強(qiáng)分布進(jìn)行修改調(diào)整，從而保持透 過掩膜版2之后形成的低能量光強(qiáng)的部位不會(huì)出現(xiàn)光強(qiáng)過大的情況，解決了厚膠缺角的問題。由于使用了空間光調(diào)制器1可以修正光強(qiáng)分布，因此通過修正光強(qiáng)，可光刻成像的離焦范圍也越大，從而提高了工藝可用焦深。

顯然本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。