改善关键尺寸均匀性的方法技术

本发明专利技术提供一种改善关键尺寸均匀性的方法，至少包括以下步骤：S1：提供一表面形成有光阻层的晶圆，进行曝光及显影以在所述光阻层中形成若干开口；S2：对所述晶圆进行电浆预处理以去除所述开口底部残留的光阻；S3：对所述晶圆进行Ar/O2电浆处理以进一步对所述光阻层进行刻蚀，并调节Ar与O2的流量比例，使得晶圆边缘部位的光阻刻蚀速率大于晶圆中间部位的光阻刻蚀速率；S4：以Ar/O2电浆处理后的光阻层为掩模对所述晶圆进行刻蚀。本发明专利技术在电浆预处理后再经过一步Ar/O2电浆处理，并调节Ar与O2的流量比例，使得晶圆边缘部位的光阻刻蚀速率大于晶圆中间部位的光阻刻蚀速率，从而调节晶圆边缘部位及晶圆中间部位的光阻开口尺寸，改善刻蚀后通孔关键尺寸的均匀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体制造领域，涉及一种。
技术介绍
半导体技术在摩尔定律的驱动下持续地朝更小的工艺节点迈进。随着半导体技术 的不断进步，器件的功能不断强大，但是半导体制造难度也与日俱增。而光刻技术是半导体 制造工艺中最为关键的生产技术。在光刻图形的形成过程中，对光刻定义的线条线宽的控 制是一个很大的挑战，因为线条的线宽将会影响最终的关键尺寸。关键尺寸方面的非均匀 性使得器件良率降低。随着关键尺寸的减小，对于关键尺寸均匀性的控制更为重要。 在生产线后道工序（back end of the line, BE0L)的金属互连通孔制作中，晶圆 边缘的通孔关键尺寸小于晶圆中间的通孔关键尺寸，导致最终的晶圆验收测试（WAT)中通 孔的RC参数异常。通过物理失效分析（PFA)发现，原因是因为形成光刻图形时，晶圆边缘 的通孔图案关键尺寸较小，在后续刻蚀过程中，有些通孔并未打开，从而导致器件出现逻辑 错误。 造成关键尺寸不均匀的原因，目前主要有以下几个方面：1、在CMP(化学机械平坦 化）工艺中，晶片中心区域和边缘区域不平整，有一定的高度差，会造成曝光后中心区域与 边缘区域关键尺寸不均匀。2、曝光系统的镜域弯曲和镜像差，E-chuck(晶片承载台）磨损 等曝光系统的问题造成中心区域与边缘区域关键尺寸的不均匀。3、现有刻蚀设备和工艺本 身的局限性，造成晶片的中心区域和边缘区域刻蚀行为不同，进而造成关键尺寸的不均匀。 现有技术中，内部通孔关键尺寸（Inter-Via⑶）的控制是通过调节底部抗反射涂 层（Bottom photo resist, BPR)蚀刻步骤中的气体比例实现的。在BPR蚀刻前，需要先通 过一个电浆预处理（Descum)的步骤去除显影后开口底部的光阻残留物。由于电浆预处理 步骤会带走部分光阻，且由于工艺条件的限制，电浆预处理过程中对于晶圆边缘光阻的刻 蚀速率会小于对于晶圆中间光阻的刻蚀速率，同样也会影响后续形成的通孔的关键尺寸均 匀性。 因此，提供一种以提高器件良率、降低生产成本实属 必要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种改善关键尺寸均匀性 的方法，用于解决现有技术中晶圆边缘部位结构的关键尺寸小于晶圆中间部位结构的关键 尺寸，导致产品良率降低的问题。 为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种， 至少包括以下步骤： Sl :提供一表面形成有光阻层的晶圆，进行曝光及显影以在所述光阻层中形成若 干开口； S2 :对所述晶圆进行电浆预处理以去除所述开口底部残留的光阻； S3 :对所述晶圆进行Ar/02电浆处理以进一步对所述光阻层进行刻蚀，并调节Ar 与O2的流量比例，使得晶圆边缘部位的光阻刻蚀速率大于晶圆中间部位的光阻刻蚀速率； S4 :以Ar/02电浆处理后的光阻层为掩模对所述晶圆进行刻蚀。 可选地,于所述步骤S3中，所述O2的流量范围是1~IOsccm,所述Ar的流量范围 是 400 ~1500sccm。 可选地，于所述步骤S3中，通过调节Ar与O2的比例，使得流经所述晶圆边缘部位 的O2流量大于流经所述晶圆中间部位的〇2流量。 可选地，将O2气路至少分为两路，其中一路接近所述晶圆中间部位，另外一路接近 所述晶圆边缘部位。 可选地，流经所述晶圆边缘部位的O2流量与流经所述晶圆中间部位的02流量的比 例范围是6:4~8:2。 可选地，于所述步骤S3中，所述Ar/02电浆处理的时间为5~15s。 可选地，于所述步骤S2中，所述电浆预处理采用N2与H2混合气源。 可选地，所述N2的流量范围是10~IOOsccm,所述H2的流量范围是100~ 200sccm〇 可选地，于所述步骤S2中，所述电浆预处理时间为5~15s。 可选地，于所述步骤S4中，以所述光阻层为掩模对所述晶圆进行刻蚀得到若干用 于导电互连的通孔，所述通孔的关键尺寸小于60nm。 如上所述，本专利技术的一种，具有以下有益效果：本专利技术 在晶圆光刻显影后，首先经过一步电浆预处理步骤，去除开口底部残留的光阻，其中，该步 电浆预处理时间略小于常规电浆预处理时间，然后再经过一步Ar/02电浆处理以进一步对 所述光阻层进行刻蚀，并调节Ar与O2的流量比例，使得晶圆边缘部位的光阻刻蚀速率大于 晶圆中间部位的光阻刻蚀速率，从而调节晶圆边缘部位及晶圆中间部位的光阻开口尺寸， 改善刻蚀后通孔关键尺寸的均匀性，减少WAT测试中出现RC参数异常次数，提高产品良率。【附图说明】 图1显示为本专利技术的的工艺流程图。 图2显示为本专利技术进行曝光及显影在光阻层中形成若干开口的示意图。 图3显示为本专利技术在Ar/02电楽处理时调整流经晶圆边缘部位与晶圆中间部位气 体流量比例的示意图。 图4显示为本专利技术对晶圆进行Ar/02电浆处理后得到的结构示意图。 图5显示为本专利技术进行电浆预处理时晶圆各部位的光阻刻蚀速率。 图6显示为本专利技术进行Ar/02电浆处理时晶圆各部位的光阻刻蚀速率。 图7显示为本专利技术进行电浆预处理后晶圆各部位的开口关键尺寸。 图8显示为本专利技术进行Ar/02电浆处理后晶圆各部位的开口关键尺寸。 元件标号说明 Sl ~S4 步骤 1 晶圆 2 光阻层 3 开口 4 气路【具体实施方式】 以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离 本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。 请参阅图1至图8。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明 本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数 目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其 组件布局型态也可能更为复杂。 本专利技术提供一种，请参阅图1，显示为该方法的工艺流 程图，至少包括以下步骤： 步骤Sl :提供一表面形成有光阻层的晶圆，进行曝光及显影以在所述光阻层中形 成若干开口； 步骤S2 :对所述晶圆进行电浆预处理以去除所述开口底部残留的光阻； 步骤S3 :对所述晶圆进行Ar/02电浆处理以进一步对所述光阻层进行刻蚀，并调 节Ar与O2的流量比例，使得晶圆边缘部位的光阻刻蚀速率大于晶圆中间部位的光阻刻蚀 速率； 步骤S4 :以Ar/02电浆处理后的光阻层为掩模对所述晶圆进行刻蚀。 首先执行步骤Sl :提供一表面形成有光阻层2的晶圆1，进行曝光及显影以在所述 光阻层2中形成若干开口 3。 具体的，光阻亦称光刻胶（photoresist),是指通过紫外光、深紫外光、电子束、离 子束、X射线等光照或辐射，其溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料，是光刻工艺中的关键材 料，主要应用于集成电路和半导体分立器件的细微图形加工。所述光阻层2下方还可以包 括底部抗反射涂层。本专利技术中，首先通过曝光及显影将掩膜版转移至所述光阻层2,在所述 光阻层2中形成若干开口 3。其中，曝光过程可以分步进行。由于晶圆平整度、曝光系统的 镜域弯曲和镜像差、晶片承载台等客观因素的影响，显影后，晶圆边缘部位的光阻层开口的 关键尺寸通常小于晶圆中间部位的开口尺寸，如图2所示。 然后执行步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善关键尺寸均匀性的方法，其特征在于，至少包括以下步骤：S1：提供一表面形成有光阻层的晶圆，进行曝光及显影以在所述光阻层中形成若干开口；S2：对所述晶圆进行电浆预处理以去除所述开口底部残留的光阻；S3：对所述晶圆进行Ar/O2电浆处理以进一步对所述光阻层进行刻蚀，并调节Ar与O2的流量比例，使得晶圆边缘部位的光阻刻蚀速率大于晶圆中间部位的光阻刻蚀速率；S4：以Ar/O2电浆处理后的光阻层为掩模对所述晶圆进行刻蚀。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙超，李斌生，张英男，丁超，钟鑫生，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31