一種制作光刻膠厚度和關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于半導(dǎo)體光刻工藝技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種制作光刻膠厚度和關(guān)鍵尺寸關(guān)系 曲線的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 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（CD)。光刻是所有半導(dǎo)體制造基本工藝中最關(guān)鍵的工藝步驟。光 刻技術(shù)利用紫外光將掩模版上的圖形轉(zhuǎn)移到晶圓表面上的光刻膠上，再通過光刻顯影將光 刻膠中的圖形顯現(xiàn)出來，然后用刻蝕工藝把圖形成像在光刻膠下面的晶圓上，由此可見，成 像到晶圓上圖形的關(guān)鍵尺寸CD的大小與光刻技術(shù)密切相關(guān)。
[0003] 現(xiàn)有的光刻工藝中，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。由于光 刻膠的厚度不同，曝光時光刻膠的反射率也就不同，從而影響到光刻分辨率，最終影響半導(dǎo) 體器件制作工藝所能實現(xiàn)的關(guān)鍵尺寸，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。
[0004] 如圖1所示，圖1為光刻膠厚度和關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線示意圖，為了使光刻膠厚度對 關(guān)鍵尺寸的影響足夠小，通常在工藝過程中選擇圖1所示曲線的極小點或極大點，在選擇 極小點或極大點時，即使光刻工藝中光刻膠的厚度有輕微改變，關(guān)鍵尺寸的改變也不會太 大，從而提高器件電學(xué)特性的均勻性。
[0005] 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：
[0006] 1、通常采用5片至15片晶圓旋涂不同厚度的光刻膠，測量不同厚度光刻膠所對應(yīng) 的關(guān)鍵尺寸，以獲取圖形關(guān)鍵尺寸與光刻膠厚度之間的關(guān)系曲線，一般選取曲線的極大點 或極小點作為最佳參考點。但是這種制作方法需要多個晶圓，同時，在每個晶圓上形成不同 厚度的光刻膠，既浪費光刻膠，又增加了工藝和測量的時間，從而使得成本大大增加。
[0007] 2、在一片晶圓上通過調(diào)整晶圓的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)時間在晶圓上形成厚度漸變的光刻 膠膜。這種制作方法可以節(jié)省工藝和測量的時間，也可以降低成本，但是晶圓上厚度的變化 可控性差，很難實現(xiàn)光刻膠厚度的均勻變化和可控調(diào)節(jié)，較難得到光刻膠膜厚與關(guān)鍵尺寸 之間的精確關(guān)系。
[0008] 3、將晶圓的旋轉(zhuǎn)速度控制在2000rpm~2500rpm，利用這個轉(zhuǎn)速區(qū)間產(chǎn)生的光刻 膠膜厚的不均勻特性以獲得膜厚漸變的光刻膠膜，同時將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。然而這種方法光刻膠膜厚的 可調(diào)空間小，可控性較差，且光刻膠膜厚變化不均勻。
[0009] 綜上，現(xiàn)有制作光刻膠厚度和關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法，成本高、花費的工藝時間 長，利用單片晶圓的方法得到的光刻膠膜厚的漸變均勻性和可控性都較差，光刻膠膜厚的 變化空間較小，很難精確地制作光刻膠膜厚與關(guān)鍵尺寸的關(guān)系曲線。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低且節(jié)約時間的制作光刻膠厚度和 關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法。
[0011] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種制作光刻膠厚度和關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線 的方法，包括以下步驟：
[0012] 步驟S01、提供一表面具有高度梯度的晶圓模板，其中，所述晶圓模板被劃分為至 少兩個不同表面高度的區(qū)域，所述區(qū)域包括至少一個曝光單元；
[0013] 步驟S02、在具有高度梯度的晶圓模板上形成厚度漸變的光刻膠膜，并測量光刻膠 膜的膜厚分布；
[0014] 步驟S03、對所述晶圓模板的各個區(qū)域進行逐個曝光和顯影，并測量光刻膠膜的不 同厚度所對應(yīng)的關(guān)鍵尺寸；
[0015] 步驟S04、根據(jù)不同厚度光刻膠對應(yīng)的關(guān)鍵尺寸，制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸的關(guān) 系曲線。
[0016] 優(yōu)選的，所述步驟SOl中，所述晶圓模板被劃分為2~100個區(qū)域。
[0017] 優(yōu)選的，所述步驟SOl中，所述區(qū)域包括多個曝光單元。
[0018] 優(yōu)選的，所述步驟SOl中，同一區(qū)域內(nèi)的晶圓模板的表面高度是一致的。
[0019] 優(yōu)選的，所述步驟SOl中，所述不同區(qū)域的晶圓模板的表面高度范圍為 〇:~繼4。
[0020] 優(yōu)選的，所述步驟S02中，所述光刻膠膜的膜厚按劃分區(qū)域漸變，且膜厚的漸變范 圍為0~800八。
[0021] 優(yōu)選的，所述晶圓模板上形成的光刻膠膜的厚度范圍為1000~3000Λ。
[0022] 優(yōu)選的，所述步驟S02中，形成在晶圓模板上的光刻膠膜可去除。
[0023] 優(yōu)選的，所述步驟S02中，采用膜厚測量儀測量光刻膠膜的膜厚分布。
[0024] 優(yōu)選的，所述步驟S03中，采用線寬測量掃描電鏡測量光刻膠膜的不同厚度所對 應(yīng)的關(guān)鍵尺寸。
[0025] 與現(xiàn)有的方案相比，本發(fā)明提供的制作光刻膠厚度和關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法， 通過在表面具有高度梯度的晶圓模板上涂布光刻膠，獲得具有厚度梯度分布的光刻膠膜， 并測量不同厚度的光刻膠膜對應(yīng)的關(guān)鍵尺寸，從而使用單片晶圓就可以獲得光刻膠厚度和 關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線。本發(fā)明制作光刻膠厚度與關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法大大降低了成本， 且節(jié)省了工藝時間，通過晶圓模板的高度梯度將圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠膜上可控性好，光刻膠 膜的變化空間大，且適合不同區(qū)間范圍的光刻膠膜厚和關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的制作。
【附圖說明】
[0026] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的 附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附 圖。
[0027] 圖1為光刻膠厚度和關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線示意圖；
[0028] 圖2是本發(fā)明中制作光刻膠厚度和關(guān)鍵尺寸關(guān)系曲線的方法的流程示意圖；
[0029] 圖3是本發(fā)明中晶圓模板被劃分為多個區(qū)域的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖4是本發(fā)明中晶圓模板被曝光的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖5是本發(fā)明中光刻膠膜厚的分布結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0032] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施 方式作進一步地詳細(xì)描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明 的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不