專利名稱：一種新型的掩模板設(shè)計(jì)制作結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種集成電路工藝中掩模板設(shè)計(jì)制作結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，集成電路設(shè)計(jì)公司在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到的一個(gè)普遍的問(wèn)題是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)投入費(fèi)用高，風(fēng)險(xiǎn)大。尤其是采用0.35μm、0.25μm及以下先進(jìn)工藝的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，其投入通常要達(dá)到幾十萬(wàn)，甚至幾百萬(wàn)，其中掩模板制作的費(fèi)用占了很大比例。
以制作的0.35μm IC卡類產(chǎn)品為例，掩模板費(fèi)用接近或超過(guò)總開(kāi)發(fā)費(fèi)用的50％。如果采用更先進(jìn)的0.25μm，0.18μm工藝，掩模板費(fèi)用將會(huì)變得更高。這種情況極大的限制了眾多中小規(guī)模設(shè)計(jì)公司采用先進(jìn)工藝開(kāi)發(fā)集成電路新產(chǎn)品的能力。
為了減少掩模板制作費(fèi)用，降低開(kāi)發(fā)成本，目前各FOUNDRY廠商普遍采用的方法是多種產(chǎn)品掩模(Multi Product Wafer，簡(jiǎn)稱MPW)方式，即在同一枚掩模板上制作多個(gè)不同公司的多個(gè)不同產(chǎn)品，通過(guò)由多個(gè)公司來(lái)分擔(dān)掩模板制作費(fèi)用的方法來(lái)降低掩模板制作費(fèi)用。
MPW方式掩模板與普通方式掩模板的特征都是在一枚掩模板上只制作一個(gè)光刻工程的掩模圖形。但是MPW方式也存在著明顯的問(wèn)題①必須等所有公司的產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后才能制作掩模板。有些產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)日程會(huì)受到嚴(yán)重影響。②由于在同一枚掩模板上制作了多個(gè)公司的產(chǎn)品，各個(gè)公司產(chǎn)品的保密性受到一定影響。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是在不改變集成電路制造工藝的前提下(即使用掩模圖形的光刻工程數(shù)不改變)，提出一種新型的掩模板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。通過(guò)使用該結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)有效減少掩模板數(shù)量，既可以降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中用于掩模板制作的費(fèi)用，同時(shí)也能克服MPW方式時(shí)開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，保密性差的缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型提出的掩模板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，是在同一枚掩模板上同時(shí)配置多個(gè)光刻工程的掩模圖形，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1所示。光刻工程的數(shù)量可為2-25個(gè)，也可以更多。稱本實(shí)用新型的掩模板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)為MLR(Multi layer reticle)。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)是改變了長(zhǎng)期以來(lái)一枚掩模板上只制作一個(gè)光刻工程掩模圖形的常規(guī)方式，從而有效的減少掩模板數(shù)量。例如，傳統(tǒng)的四個(gè)光刻工程，需要制作4枚掩模板，而運(yùn)用MLR方式僅需制作1枚掩模板，如圖1所示。大大節(jié)省了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)期的費(fèi)用。
集成電路生產(chǎn)時(shí)通過(guò)改變光刻機(jī)曝光窗口(shot window)的方法，分別對(duì)各個(gè)不同光刻工程的掩模圖形進(jìn)行光刻曝光。
下面來(lái)比較一下MLR方式與其他現(xiàn)有方式的不同點(diǎn)。
假設(shè)有一種工藝需要8個(gè)光刻工程，各種不同方式需要的掩模板枚數(shù)如下1.普通方式。如圖2所示，開(kāi)發(fā)一個(gè)產(chǎn)品需要制作8枚掩模板，其缺點(diǎn)是明顯的，即產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，掩模板制作費(fèi)用最高。因此普通方式僅適合大生產(chǎn)方式。
2.MPW方式。如圖3所示，開(kāi)發(fā)兩個(gè)產(chǎn)品需要制作8枚掩模板，理論上更多的產(chǎn)品也僅需制作8枚掩模板即可，相應(yīng)的降低了每個(gè)產(chǎn)品的掩模板制作費(fèi)用。該方式的缺點(diǎn)是，必須等2個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后才能制作掩模板，產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)日程會(huì)受到嚴(yán)重影響。同時(shí)由于在同一枚掩模板上制作了多個(gè)公司的產(chǎn)品，各個(gè)公司之間產(chǎn)品保密無(wú)法保證。
3.本實(shí)用新型提出的MLR方式如圖4所示，開(kāi)發(fā)一個(gè)產(chǎn)品需要制作2枚掩模板，理論上更多的產(chǎn)品也僅需制作1枚掩模板即可，通過(guò)減少掩模板枚數(shù)降低開(kāi)發(fā)費(fèi)用。本方式的缺點(diǎn)是集成電路生產(chǎn)制作時(shí)由于曝光窗口縮小而導(dǎo)致光刻機(jī)的工作效率降低，但在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)試作時(shí)由于要求的生產(chǎn)量很小，該問(wèn)題基本可以忽略。
以上比較可以明顯看出，普通方式的掩模板制作結(jié)構(gòu)僅適合大生產(chǎn)，對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)試生產(chǎn)初期，所需承擔(dān)的掩模板制作費(fèi)用太高；MPW方式要比普通方式節(jié)省掩模板制作費(fèi)用，但也存在開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)的缺點(diǎn)；而本實(shí)用新型提出的MLR方式具有開(kāi)發(fā)周期短，費(fèi)用最低的優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)于掩模板內(nèi)各光刻工程的配置方案，就MLR方式掩模板本身而言，分配在同一枚掩模板上的各個(gè)光刻工程的配置方案沒(méi)有特別的限制，可以根據(jù)產(chǎn)品的芯片尺寸(chipsize)，光刻機(jī)的生產(chǎn)性等因素進(jìn)行考慮，通常掩模板內(nèi)各光刻工程的配置方案可以有以下各種1*2，1*3，2*1，3*1，2*2，2*3，3*2，3*3。當(dāng)然如果需要，也可以更多，如4*4或5*5。其中前面的數(shù)字表示列，后面的數(shù)字表示行。見(jiàn)圖5所示。根據(jù)使用的光刻機(jī)的要求，各個(gè)光刻工程的掩模圖形的四周配置一定寬度的遮光帶，如圖1標(biāo)號(hào)1所示。


圖1是MLR方式掩模板的結(jié)構(gòu)示意圖，標(biāo)號(hào)1表示遮光帶。
圖2是普通方式掩模板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是MPW方式掩模板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是MLR方式掩模板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是MLR方式掩模板光刻工程的配置方案示意圖；具體實(shí)施方式
1.集成電路制造中光刻工程分組方案MLR方式掩模板設(shè)計(jì)時(shí)最重要的是對(duì)一個(gè)工藝的所有光刻工程進(jìn)行合理的分組。分組時(shí)遵循下面的原則Dark/Clear指定相同的光刻工程可以分配在同一枚掩模板上、盡量選擇技術(shù)規(guī)格相同或相近的光刻工程分配在同一枚掩模板上。
2.掩模板內(nèi)各光刻工程的配置方案MLR方式掩模板本身對(duì)于可以分配在同一枚掩模板上的各個(gè)光刻工程的配置方案沒(méi)有特別的限制，可以根據(jù)產(chǎn)品的芯片尺寸(chip size)，光刻機(jī)的生產(chǎn)性等因素進(jìn)行考慮。
3.根據(jù)使用的光刻機(jī)的要求，各個(gè)光刻工程的掩模圖形的四周配置一定寬度的遮光帶，如圖1標(biāo)號(hào)1所示，遮光帶的寬度可根據(jù)光刻機(jī)設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)來(lái)決定，例如0.01mm。
在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)試作階段，通過(guò)使用MLR方式可以有效地降低掩模板制作費(fèi)用，又可以避免MPW方式帶來(lái)的種種缺點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種集成電路生產(chǎn)中掩模板的設(shè)計(jì)制作結(jié)構(gòu)，其特征為在同一枚掩模板內(nèi)制作有多個(gè)光刻工程的掩模圖形，光刻工程的數(shù)量為2-25個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模板的設(shè)計(jì)制作結(jié)構(gòu)，其特征是所述的掩模板內(nèi)光刻工程配置可以是如下之一種1*2、1*3、2*1、3*1、2*2、2*3、3*2、3*3、4*4、5*5，這里前1數(shù)字表示列，后1數(shù)字表示行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的掩模板的設(shè)計(jì)制作結(jié)構(gòu)，其特征在于各光刻工程的掩模圖形的四周配置有一定寬度的遮光帶。
專利摘要本實(shí)用新型是一種集成電路生產(chǎn)中掩模板設(shè)計(jì)制作結(jié)構(gòu)。它是在同一枚掩模板內(nèi)制作有多個(gè)光刻工程的掩模圖形，光刻工程的數(shù)量可為2－25個(gè)，各掩模圖形的四周配置有一定寬度的遮光帶。本實(shí)用新型在集成電路生產(chǎn)中，可大大縮短開(kāi)發(fā)周期，降低開(kāi)發(fā)費(fèi)。
文檔編號(hào)G03F1/16GK2613792SQ0226113
公開(kāi)日2004年4月28日 申請(qǐng)日期2002年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月31日
發(fā)明者曹余新 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司