本發明涉及集成電路制造領域，具體涉及一種大尺寸拼接產品曝光方法。

背景技術：

隨著數碼技術、半導體制造技術的發展，圖像傳感器作為光電產業里的光電元件類，其發展速度可以用日新月異來形容。一些天文望遠鏡、全畫幅數碼相機、醫學成像等專業成像應用領域就需要用到大尺寸的圖像傳感器。而這些大尺寸的圖像傳感器由于已經超過光刻機的像場，單次曝光最大尺寸26*33毫米，因此在制造過程中，需要使用到拼接技術。拼接技術，顧名思義就是把在芯片的制造過程中，在光罩中把涉及的圖形分區，在完整功能單元(shot)中選擇對應的區依次曝光，最終形成完整功能單元，再拼接成一個大尺寸的圖形傳感器。

按照拼接工藝生產的大尺寸產品，晶圓中每個功能單元需要進行多次曝光，正常的曝光方式曝一片晶圓需要多達幾百次的曝光，多次的曝光容易導致光罩受熱、光刻機鏡頭受熱，從而影響套刻精度和拼接間的對準，若拼接對準不良，會造成圖形變形，如附圖1所示。

為了減少曝光次數，現有技術中通常采用多塊光罩曝光的方式，即根據晶圓中不同區域的要求，制作出不同的光罩模板，然后按照不同光罩拼接曝光的方式拼接成需要的晶圓產品，如圖2所示。這種方法具有兩方面的缺陷：(1)曝光不同的區域需要不同的光罩，多塊光罩成本較高；(2)曝光機型只能選擇ASML光刻機。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種大尺寸拼接產品曝光方法，具有減少曝光次數，改善套刻精讀和拼接對準，避免遮光帶形成長線的優良特性。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：一種大尺寸拼接產品的曝光方法，其中，包括以下步驟：

S1：將光罩劃分為六個區域，分別為PIXEL1區、M1區、T1區、T2區、M2區和PIXEL2區，并且每個區域之間均有一條遮光帶；

S2：在晶圓上選擇出功能部分和非功能部分，所述功能部分為兩組對稱的完整功能單元拼接曝光而成，晶圓中除了功能部分剩余區域為非功能部分，所述非功能部分由非完整功能單元拼接曝光而成，所述非完整功能單元和完整功能單元尺寸相同；

S3：所述完整功能單元分為左右對稱的M個區域，選取光罩中的六個區域依次拼接曝光形成完整功能單元；

S4：按照S3的操作，將功能部分中兩組對稱的完整功能單元全部拼接曝光；

S5：所述非完整功能單元分為左右對稱的N個區域，N為大于4的偶數，選取光罩中的四個區域依次拼接曝光在所述非完整功能單元中最上方和最下方的4個區域，選取光罩中等于光刻機曝光尺寸的相鄰區域依次拼接曝光在剩余N-4個區域；

S6：按照S5的操作，將晶圓中非功能部分中非完整功能單元全部拼接曝光。

進一步地，所述步驟S3中M＝20時，選取光罩中T1區和M1區分別依次曝光在完整功能單元的左側上方和下方，選取光罩中T2區和M2區分別依次曝光在完整功能單元的右側上方和下方，在完整功能單元中T1區和M1區的中間依次曝光8次光罩中的PIXEL1區，在完整功能單元中T2區和M2區的中間依次曝光8次光罩中的PIXEL2區，形成左右各10個區域的完整功能單元。

進一步地，所述光罩中的M1區、T1區、T2區和M2區均放置套刻對準標記。

進一步地，所述晶圓中功能部分含有6個完整功能單元，按照兩排三列的方式拼接，并且兩排完整功能單元之間留有間隙。

進一步地，所述晶圓中功能部分含有6個完整功能單元，按照三排兩列的方式拼接，并且兩列完整功能單元之間留有間隙。

進一步地，所述步驟S5中N＝8，選取光罩中T1區和M1區分別依次曝光在非完整功能單元的左側上方和下方，選取光罩中T2區和M2區分別依次曝光在非完整功能單元的右側上方和下方，選取光罩中等于光刻機曝光尺寸的相鄰區域依次拼接曝光中間4個區域；其中左側中間的兩個區域記為A1區，右側中間的兩個區域記為A2區。

進一步地，所述A1區的曝光模板為光罩中按照從上到下的順序等于光刻機曝光尺寸的相鄰區域。

進一步地，所述A2區的曝光模板為光罩中按照從下到上的順序等于光刻機曝光尺寸的相鄰區域。

進一步地，所述水平方向上的A1區和A2區中遮光帶的位置錯開。

本發明的有益效果為：(1)在光罩上劃分出晶圓中需要的不同小區域，只需要一塊光罩模板就能實現晶圓的全部曝光，節約了光罩成本；(2)對完整功能單元，采用光罩中小區域依次曝光的方式，滿足完整功能單元中的功能需求，對非完整功能單元，采用光刻機最大尺寸曝光的方式，大大減少了曝光次數，使得光刻機工作強度降低，能夠很好地監測整個產品的套刻精度和拼接對準精度；(3)非完整功能單元中左右兩側曝光模板不同，左右兩側中遮光帶留下的未曝光區域相互錯開，避免在產品上形成很長的線，從而影響后續工藝。

附圖說明

圖1為拼接對準不良時引起的圖形變形。

圖2為多塊光罩曝光拼接方式。

圖3為本發明中完整功能單元的拼接曝光示意圖。

圖4為本發明中非完整功能單元的拼接曝光示意圖。

圖5為本發明中完整功能單元按照三排兩列的順序排列的產品示意圖。

圖6為本發明中完整功能單元按照兩排三列的順序排列的產品示意圖。

圖中：1完整功能單元，2非完整功能單元。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做進一步的詳細說明。

一種大尺寸拼接產品的曝光方法，包括以下步驟：

S1：將長方形光罩從上到下劃分為六個區域，從上到下分別為PIXEL1區、M1區、T1區、T2區、M2區和PIXEL2區，六個區域的長度均等于光罩的寬度，并且每個區域之間均有一條遮光帶。

光罩中每個區域的尺寸小于光刻機的最大曝光尺寸，整個光罩尺寸大于光刻機的最大曝光尺寸，并且M1區、T1區、T2區和M2區均放置套刻對準標記，用于在拼接曝光的過程中監控晶圓內套刻精度和拼接對準精度。

S2：在晶圓上選擇出功能部分和非功能部分，所述功能部分為兩組對稱的完整功能單元拼接曝光而成，功能部分中含有6個完整功能單元，按照三排兩列或者兩排三列的方式拼接在晶圓中的功能部分，并且對稱的兩組之間留有間隙，方便后期缺陷掃描時，兩組完整功能單元之間做對比。

晶圓中除了功能部分剩余區域為非功能部分，所述非功能部分由非完整功能單元拼接曝光而成，所述非完整功能單元和完整功能單元尺寸相同；

S3：如圖3所示，完整功能單元分為左右對稱的20個區域，選取光罩中T1區和M1區分別曝光在完整功能單元的左側上方和下方，其中T1區分布在完整功能單元的左側上方，M1區分布在完整功能單元的左側下方，選取光罩中的PIXEL1區域，曝光在完整功能單元中T1區和M1區的中間，以光罩中的PIXEL1區域為模板經過8次曝光，在T1區和M1區的中間形成八個豎直排列的PIXEL1區。

如圖3所示，選取光罩中T2區和M2區分別曝光在完整功能單元的右側上方和下方，其中T2區平行分布在完整功能單元的右側上方，M2區分布在完整功能單元的右側下方，選取光罩中的PIXEL2區域，曝光在完整功能單元中T2區和M2區的中間，以光罩中的PIXEL2區域為模板經過8次曝光，在T2區和M2區的中間形成八個豎直排列的PIXEL2區。綜上所述，采用拼接曝光的方式形成一個完整功能單元需要進行20次曝光。

S4：按照S3的操作，將功能部分中兩組對稱的完整功能單元全部拼接曝光；

S5：如圖4所示，非完整功能單元分為左右對稱的8個區域，選取光罩中T1區和M1區分別曝光在非完整功能單元的左側上方和下方，其中T1區分布在非完整功能單元的左側上方，M1區分布在非完整功能單元的左側下方，從上到下選取光罩中等于光刻機曝光尺寸的相鄰區域，記為A1區，A1區包括PIXEL1區、M1區、T1區、T2區和部分M2區。將A1區在T1區和M1區中間進行曝光，以光罩中的A1區域為模板經過2次曝光，在T1區和M1區的中間形成2個豎直排列的A1區。

如圖4所示，選取光罩中T2區和M2區分別曝光在非完整功能單元的右側上方和下方，其中T2區分布在非完整功能單元的右側上方，M2區分布在非完整功能單元的右側下方，從下到上選取光罩中等于光刻機曝光尺寸的相鄰區域，記為A2區，A2區包括M1區、T1區、T2區、M2區和PIXEL2區。以光罩中的A2區域為模板經過2次曝光，在T2區和M2區的中間形成2個豎直排列的A2區。

因為光罩中六個區域之間均有遮光帶，在A1區和A2區中均有遮光帶形成的未曝光區域，但是A1區和A2區按照不同順序選取光罩中不同的部分，遮光帶正好彼此錯開，避免在產品上形成很長的線，從而影響后續工藝。

綜上所述，采用拼接曝光的方式形成一個非完整功能單元需要進行8次曝光，相比于完整功能單元，大大減少了曝光次數。

S6：按照S5的操作，將晶圓中非功能部分中非完整功能單元全部拼接曝光，此時形成完整的拼接曝光產品。

如圖5和圖6所示，圖5為6個完整功能單元按照三排兩列的方式拼接在晶圓中的功能部分的最終產品，包括完整功能單元1和非完整功能單元2。圖6為6個完整功能單元按照兩排三列方式拼接在晶圓中的功能部分的最終產品，包括完整功能單元1和非完整功能單元2。

以上所述僅為本發明的優選實施例，所述實施例并非用于限制本發明的專利保護范圍，因此凡是運用本發明的說明書及附圖內容所作的等同結構變化，同理均應包含在本發明所附權利要求的保護范圍內。