專利名稱:制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù),尤其涉及一種制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線 的方法。
背景技術(shù):
半導(dǎo)體行業(yè)總是期望獲得集成度更高的集成電路產(chǎn)品,為提高集成電路的集成度,就要不斷縮小關(guān)鍵尺寸CD。在晶圓上制作電學(xué)元件、電學(xué)線路離不開光刻技術(shù)。光刻技術(shù)利用紫外光將掩模 版上的電路結(jié)構(gòu)圖案復(fù)制到晶圓表面上的光刻膠上,再通過光刻顯影將光刻膠中的電路結(jié) 構(gòu)圖案顯現(xiàn)出來,然后用化學(xué)刻蝕工藝把電路結(jié)構(gòu)圖案成像在光刻膠下面的晶圓上,由此 可見,成像到晶圓上的電路結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵尺寸CD的大小與光刻技術(shù)密切相關(guān)。涂在晶圓表面上的光刻膠的厚度影響關(guān)鍵尺寸CD的大小,要獲得某一大小的關(guān) 鍵尺寸CD需要在晶圓表面上涂上恰當(dāng)厚度的光刻膠,另外,受涂膠工藝條件的限制,涂在 晶圓表面上的光刻膠的厚度要兼顧光刻膠質(zhì)量和關(guān)鍵尺寸大小,因此,在半導(dǎo)體制造業(yè)中, 先制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸的關(guān)系曲線,再由該關(guān)系曲線決定最終光刻膠的厚度。現(xiàn)有技術(shù)中制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法是如圖1所示,在多個測試片(monitor wafer) la、lb、lc、......、ln的表面上分別
涂上厚度不同的光刻膠,即對同一個測試片而言,其表面上涂覆的光刻膠的厚度均一,對不 同的測試片而言,表面上的光刻膠的厚度不同,這些測試片用于測量光刻膠的厚度;使用設(shè)有測量光刻膠厚度圖案的掩模版30對每個測試片進(jìn)行曝光,該掩模版30 除一矩形掩蔽區(qū)(film box)31外,其他區(qū)域為透明區(qū),如圖2所示;通過顯影去除格子形掩 蔽區(qū)外的光刻膠;測量每個測試片表面上的格子形光刻膠的厚度就得到涂覆在每個測試片
表面上的光刻膠的厚度THK1、THK2、THK3........ΤΗΚη,其中,THKl表示第一個測試片表面
上的光刻膠的厚度,ΤΗΚ2表示第二個測試片表面上的光刻膠的厚度,ΤΗΚ3表示第三個測試 片表面上的光刻膠的厚度,以此類推,THKn表示第η個測試片表面上的光刻膠的厚度;在相同工藝條件下,在多個生產(chǎn)晶圓(production wafer) 2a、2b、2c、......、2n的
表面上分別涂上厚度不同的光刻膠,一個生產(chǎn)晶圓與一個測試片對應(yīng),即一個生產(chǎn)晶圓上 的光刻膠的厚度有一個測試片上的光刻膠的厚度與之相同,對同一個生產(chǎn)晶圓而言,其表 面上涂覆的光刻膠的厚度均一,對不同的生產(chǎn)晶圓而言,表面上的光刻膠的厚度不同,這些 生產(chǎn)晶圓用于測量關(guān)鍵尺寸CD的大??;使用設(shè)有測量關(guān)鍵尺寸大小度圖案的掩模版40對每個生產(chǎn)晶圓進(jìn)行曝光,該掩 模版40除條形組掩蔽區(qū)(CD bar)41外,其他區(qū)域為透明區(qū),如圖3所示;通過顯影去除條 形組掩蔽區(qū)外的光刻膠;測量每個生產(chǎn)晶圓表面上的條形光刻膠之間的寬度就得到對應(yīng)光 刻膠厚度下能夠獲得的關(guān)鍵尺寸的大??;根據(jù)測量獲得的光刻膠厚度及對應(yīng)厚度下的關(guān)鍵尺寸的大小就可制作光刻膠厚 度與關(guān)鍵尺寸的關(guān)系曲線,如圖4所示。
現(xiàn)有技術(shù)中需要使用多個測試片和生產(chǎn)晶圓才能獲得光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸的 關(guān)系曲線,成本高、花費的工藝時間長。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提 供一種制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法,只需使 用一個晶圓就能獲得光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸的關(guān)系曲線,成本低、且節(jié)約時間。為了達(dá)到上述的目的,本發(fā)明提供一種制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方 法,包括以下步驟在一個晶圓的表面上涂上厚度不均勻的光刻膠;將涂覆有光刻膠的晶 圓表面劃分成多個區(qū)域,同一區(qū)域內(nèi),光刻膠的厚度相同;對所述晶圓表面的各個區(qū)域進(jìn)行 逐個曝光,將掩模版上的圖案逐個復(fù)制到所述各個區(qū)域的光刻膠上;通過顯影,在所述晶圓 的表面上顯現(xiàn)出測量光刻膠厚度及測量關(guān)鍵尺寸大小的圖案;測量所述晶圓表面各個區(qū)域 的光刻膠厚度及對應(yīng)厚度下的關(guān)鍵尺寸的大小,制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸的關(guān)系曲線。上述制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法,其中,涂光刻膠時,所述晶圓的 旋轉(zhuǎn)速度為2000rpm 2500rpm。上述制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法,其中,所述晶圓表面上的光刻 膠的厚度由中央向邊緣逐漸變薄。上述制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法,其中,將所述晶圓表面劃分成 多個矩形區(qū)域。上述制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法,其中,所述掩模版設(shè)有測量光 刻膠厚度的圖案及測量關(guān)鍵尺寸大小的圖案。上述制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法,其中,所述測量光刻膠厚度的 圖案為矩形掩蔽區(qū)。上述制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法,其中,所述測量關(guān)鍵尺寸大小 的圖案為條形組掩蔽區(qū)。上述制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法,其中,顯影后,所述晶圓表面的 各個區(qū)域上留下一個光刻膠矩形格子和一個光刻膠條形組,其余的光刻膠都被去除。本發(fā)明制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法在一個晶圓的表面上涂上厚 度不均勻的光刻膠,并對該晶圓表面進(jìn)行劃區(qū),一個區(qū)域代表一個光刻膠厚度,在每個區(qū)域 上復(fù)制出用于測量光刻膠厚度的圖案及用于測量關(guān)鍵尺寸大小的圖案,以此獲得光刻膠厚 度與關(guān)鍵尺寸的關(guān)系曲線,因此,本發(fā)明制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法只需 一個晶圓,大大降低了成本,且節(jié)省了工藝時間;本發(fā)明制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法將測量光刻膠厚度的圖案和 測量關(guān)鍵尺寸大小的圖案設(shè)置在同一個掩模版上,可節(jié)省成本,簡化工藝。
本發(fā)明的制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法由以下的實施例及附圖給
出ο圖1是現(xiàn)有技術(shù)中測試片和生產(chǎn)晶圓對應(yīng)關(guān)系的示意圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)有測量光刻膠厚度圖案的掩模版的示意圖。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)有測量關(guān)鍵尺寸大小圖案的掩模版的示意圖。圖4是光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸的關(guān)系曲線。圖5是光刻膠在晶圓表面上的分布與晶圓旋轉(zhuǎn)速度之間關(guān)系的示意圖。圖6是本發(fā)明中在晶圓表面劃分區(qū)域、曝光的示意圖。圖7是本發(fā)明中設(shè)有測量光刻膠厚度及關(guān)鍵尺寸大小圖案的掩模版 的示意圖。
具體實施例方式以下將結(jié)合圖5 圖7對本發(fā)明的制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法作 進(jìn)一步的詳細(xì)描述。在晶圓表面上涂光刻膠的方法是將晶圓固定在一個真空載片臺上,所述真空載 片臺的上方有一滴膠頭,一定數(shù)量的液體光刻膠經(jīng)所述滴膠頭滴在所述晶圓的表面上,所 述真空載片臺帶動晶圓旋轉(zhuǎn),使所述液體光刻膠旋涂開,在所述晶圓的表面上得到一層光 刻膠涂層。涂光刻膠時,晶圓的旋轉(zhuǎn)速度關(guān)系到光刻膠在晶圓表面上的分布,如圖5所示,晶 圓的旋轉(zhuǎn)速度為2000rpm或2500rpm時,光刻膠在晶圓表面上分布不均勻,晶圓中央光刻膠 最厚,從中央向邊緣,光刻膠厚度逐漸變薄,晶圓的旋轉(zhuǎn)速度為3500rpm或4000rpm時,光刻 膠在晶圓表面上分布比較均勻,晶圓的旋轉(zhuǎn)速度為5500rpm或6000rpm時,光刻膠在晶圓表 面上分布不均勻,晶圓邊緣的光刻膠比晶圓中央的光刻膠厚?,F(xiàn)有技術(shù)中,要在測試片或生產(chǎn)晶圓的表面上涂上均勻的光刻膠,因此,測試片或 生產(chǎn)晶圓的旋轉(zhuǎn)速度選擇4000rpm為宜。本發(fā)明制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法包括以下步驟步驟1,在一個晶圓的表面上涂上厚度不均勻的光刻膠;涂光刻膠時,控制真空載片臺的旋轉(zhuǎn)速度,使晶圓的旋轉(zhuǎn)速度在2000rpm 2500rpm內(nèi),優(yōu)選地,2000rpm,這樣就能在晶圓的表面上得到厚度不均勻的光刻膠;所述光刻膠由所述晶圓表面的中央向邊緣逐漸變??;步驟2,將涂覆有光刻膠的晶圓表面劃分成多個區(qū)域,同一區(qū)域內(nèi),光刻膠的厚度 相同;可以利用光刻機載片平臺上現(xiàn)有的矩形格子對所述晶圓的表面劃分區(qū)域;如圖6所示,將所述晶圓表面50劃分成多個矩形區(qū)域51 ;步驟3,對所述晶圓表面的各個區(qū)域進(jìn)行逐個曝光,將掩模版60上的圖案逐個復(fù) 制到所述各個區(qū)域的光刻膠上,如圖6所示;所述掩模版60設(shè)有測量光刻膠厚度的圖案及測量關(guān)鍵尺寸大小的圖案;如圖7所示,所述掩模版60除矩形掩蔽區(qū)61和條形組掩蔽區(qū)62外,其他區(qū)域為 透明區(qū),所述矩形掩蔽區(qū)61即為測量光刻膠厚度的圖案,所述條形組掩蔽區(qū)62即為測量關(guān) 鍵尺寸大小的圖案;步驟4,通過光刻顯影,在所述晶圓表面的各個區(qū)域上顯現(xiàn)出測量光刻膠厚度的圖 案及測量關(guān)鍵尺寸大小的圖案;光刻顯影后,所述晶圓表面的各個區(qū)域上都保留下一個光刻膠矩形格子和一個光 刻膠條形組,其余的光刻膠都被去除;
所述晶圓表面的同一區(qū)域內(nèi),所述光刻膠矩形格子用于測量該區(qū)域上的光刻膠的厚度,所述光刻膠條形組用于測量相同光刻膠厚度下關(guān)鍵尺寸的大??;步驟5,測量所述晶圓表面各個區(qū)域的光刻膠厚度及對應(yīng)厚度下的關(guān)鍵尺寸的大 小,制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸的關(guān)系曲線;利用顯現(xiàn)在所述晶圓表面上的多個光刻膠矩形格子和多個光刻膠條形組測量各 個區(qū)域的光刻膠厚度及關(guān)鍵尺寸的大小,得到多組光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸一一對應(yīng)的數(shù) 據(jù),利用這些數(shù)據(jù)就可以制作出光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸的關(guān)系曲線;測量光刻膠條形組中兩條形之間的寬度就是關(guān)鍵尺寸的大??;根據(jù)制作出的光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸的關(guān)系曲線就可以決定最終光刻膠的厚度。本發(fā)明制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法只需一個晶圓,大大降低了成 本,且節(jié)省了工藝時間。本發(fā)明制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法將測量光刻膠厚度的圖案和 測量關(guān)鍵尺寸大小的圖案設(shè)置在同一個掩模版上,可節(jié)省成本,簡化工藝。
權(quán)利要求
一種制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法,其特征在于,包括以下步驟在一個晶圓的表面上涂上厚度不均勻的光刻膠;將涂覆有光刻膠的晶圓表面劃分成多個區(qū)域,同一區(qū)域內(nèi),光刻膠的厚度相同;對所述晶圓表面的各個區(qū)域進(jìn)行逐個曝光,將掩模版上的圖案逐個復(fù)制到所述各個區(qū)域的光刻膠上;通過顯影,在所述晶圓的表面上顯現(xiàn)出測量光刻膠厚度及測量關(guān)鍵尺寸大小的圖案;測量所述晶圓表面各個區(qū)域的光刻膠厚度及對應(yīng)厚度下的關(guān)鍵尺寸的大小,制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸的關(guān)系曲線。
2.如權(quán)利要求1所述的制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法,其特征在于,涂 光刻膠時,所述晶圓的旋轉(zhuǎn)速度為2000rpm 2500rpm。
3.如權(quán)利要求2所述的制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法,其特征在于,所 述晶圓表面上的光刻膠的厚度由中央向邊緣逐漸變薄。
4.如權(quán)利要求1所述的制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法,其特征在于,將 所述晶圓表面劃分成多個矩形區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1所述的制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法,其特征在于,所 述掩模版設(shè)有測量光刻膠厚度的圖案及測量關(guān)鍵尺寸大小的圖案。
6.如權(quán)利要求5所述的制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法,其特征在于,所 述測量光刻膠厚度的圖案為矩形掩蔽區(qū)。
7.如權(quán)利要求6所述的制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法,其特征在于,所 述測量關(guān)鍵尺寸大小的圖案為條形組掩蔽區(qū)。
8.如權(quán)利要求7所述的制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法,其特征在于,顯 影后,所述晶圓表面的各個區(qū)域上留下一個光刻膠矩形格子和一個光刻膠條形組,其余的 光刻膠都被去除。
全文摘要
本發(fā)明的制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法包括以下步驟在一個晶圓的表面上涂上厚度不均勻的光刻膠;將涂覆有光刻膠的晶圓表面劃分成多個區(qū)域,同一區(qū)域內(nèi),光刻膠的厚度相同;對所述晶圓表面的各個區(qū)域進(jìn)行逐個曝光,將掩模版上的圖案逐個復(fù)制到所述各個區(qū)域的光刻膠上;通過顯影,在所述晶圓的表面上顯現(xiàn)出測量光刻膠厚度及測量關(guān)鍵尺寸大小的圖案;測量所述晶圓表面各個區(qū)域的光刻膠厚度及對應(yīng)厚度下的關(guān)鍵尺寸的大小,制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸的關(guān)系曲線。本發(fā)明的制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法降低了成本、且節(jié)約了時間。
文檔編號G03F7/16GK101872127SQ20101018737
公開日2010年10月27日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者于世瑞 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司