一种制作光刻胶厚度和关键尺寸关系曲线的方法技术

本发明专利技术公开了一种制作光刻胶厚度和关键尺寸关系曲线的方法，首先提供一表面具有高度梯度的晶圆模板，其中，晶圆模板被划分为至少两个不同表面高度的区域，区域包括至少一个曝光单元；接着在具有高度梯度的晶圆模板上形成厚度渐变的光刻胶膜；然后对晶圆模板的各个区域进行逐个曝光和显影，并测量光刻胶膜的不同厚度所对应的关键尺寸；最后根据不同厚度光刻胶对应的关键尺寸，制作光刻胶厚度与关键尺寸的关系曲线。本发明专利技术制作光刻胶厚度与关键尺寸关系曲线的方法大大降低了成本，且节省了工艺时间，通过晶圆模板的高度梯度将图形转移到光刻胶膜上可控性好，光刻胶膜的变化空间大，且适合不同区间范围的光刻胶膜厚和关键尺寸关系曲线的制作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体光刻工艺
，涉及一种制作光刻胶厚度和关键尺寸关系 曲线的方法。
技术介绍
半导体行业总是期望获得集成度更高的集成电路产品，为提高集成电路的集成 度，就要不断缩小关键尺（CD)。光刻是所有半导体制造基本工艺中最关键的工艺步骤。光 刻技术利用紫外光将掩模版上的图形转移到晶圆表面上的光刻胶上，再通过光刻显影将光 刻胶中的图形显现出来，然后用刻蚀工艺把图形成像在光刻胶下面的晶圆上，由此可见，成 像到晶圆上图形的关键尺寸CD的大小与光刻技术密切相关。 现有的光刻工艺中，涂在晶圆表面上的光刻胶的厚度影响关键尺寸CD的大小，要 获得某一大小的关键尺寸CD需要在晶圆表面上涂上恰当厚度的光刻胶，另外，受涂胶工艺 条件的限制，涂在晶圆表面上的光刻胶的厚度要兼顾光刻胶质量和关键尺寸大小。由于光 刻胶的厚度不同，曝光时光刻胶的反射率也就不同，从而影响到光刻分辨率，最终影响半导 体器件制作工艺所能实现的关键尺寸，因此，在半导体制造业中，先制作光刻胶厚度与关键 尺寸的关系曲线，再由该关系曲线决定最终光刻胶的厚度。 如图1所示，图1为光刻胶厚度和关键尺寸关系曲线示意图，为了使光刻胶厚度对 关键尺寸的影响足够小，通常在工艺过程中选择图1所示曲线的极小点或极大点，在选择 极小点或极大点时，即使光刻工艺中光刻胶的厚度有轻微改变，关键尺寸的改变也不会太 大，从而提高器件电学特性的均匀性。 现有技术中制作光刻胶厚度与关键尺寸关系曲线的方法是： 1、通常采用5片至15片晶圆旋涂不同厚度的光刻胶，测量不同厚度光刻胶所对应 的关键尺寸，以获取图形关键尺寸与光刻胶厚度之间的关系曲线，一般选取曲线的极大点 或极小点作为最佳参考点。但是这种制作方法需要多个晶圆，同时，在每个晶圆上形成不同 厚度的光刻胶，既浪费光刻胶，又增加了工艺和测量的时间，从而使得成本大大增加。 2、在一片晶圆上通过调整晶圆的转速和旋转时间在晶圆上形成厚度渐变的光刻 胶膜。这种制作方法可以节省工艺和测量的时间，也可以降低成本，但是晶圆上厚度的变化 可控性差，很难实现光刻胶厚度的均匀变化和可控调节，较难得到光刻胶膜厚与关键尺寸 之间的精确关系。 3、将晶圆的旋转速度控制在2000rpm~2500rpm，利用这个转速区间产生的光刻 胶膜厚的不均匀特性以获得膜厚渐变的光刻胶膜，同时将光刻胶厚度的图案和测量关键尺 寸大小的图案设置在同一个掩模版上，可节省成本，简化工艺。然而这种方法光刻胶膜厚的 可调空间小，可控性较差，且光刻胶膜厚变化不均匀。 综上，现有制作光刻胶厚度和关键尺寸关系曲线的方法，成本高、花费的工艺时间 长，利用单片晶圆的方法得到的光刻胶膜厚的渐变均匀性和可控性都较差，光刻胶膜厚的 变化空间较小，很难精确地制作光刻胶膜厚与关键尺寸的关系曲线。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种成本低且节约时间的制作光刻胶厚度和 关键尺寸关系曲线的方法。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种制作光刻胶厚度和关键尺寸关系曲线 的方法，包括以下步骤： 步骤S01、提供一表面具有高度梯度的晶圆模板，其中，所述晶圆模板被划分为至 少两个不同表面高度的区域，所述区域包括至少一个曝光单元； 步骤S02、在具有高度梯度的晶圆模板上形成厚度渐变的光刻胶膜，并测量光刻胶 膜的膜厚分布； 步骤S03、对所述晶圆模板的各个区域进行逐个曝光和显影，并测量光刻胶膜的不 同厚度所对应的关键尺寸； 步骤S04、根据不同厚度光刻胶对应的关键尺寸，制作光刻胶厚度与关键尺寸的关 系曲线。 优选的，所述步骤SOl中，所述晶圆模板被划分为2~100个区域。 优选的，所述步骤SOl中，所述区域包括多个曝光单元。 优选的，所述步骤SOl中，同一区域内的晶圆模板的表面高度是一致的。 优选的，所述步骤SOl中，所述不同区域的晶圆模板的表面高度范围为 〇:~繼4。 优选的，所述步骤S02中，所述光刻胶膜的膜厚按划分区域渐变，且膜厚的渐变范 围为0~800八。 优选的，所述晶圆模板上形成的光刻胶膜的厚度范围为1000~3000Λ。 优选的，所述步骤S02中，形成在晶圆模板上的光刻胶膜可去除。 优选的，所述步骤S02中，采用膜厚测量仪测量光刻胶膜的膜厚分布。 优选的，所述步骤S03中，采用线宽测量扫描电镜测量光刻胶膜的不同厚度所对 应的关键尺寸。 与现有的方案相比，本专利技术提供的制作光刻胶厚度和关键尺寸关系曲线的方法， 通过在表面具有高度梯度的晶圆模板上涂布光刻胶，获得具有厚度梯度分布的光刻胶膜， 并测量不同厚度的光刻胶膜对应的关键尺寸，从而使用单片晶圆就可以获得光刻胶厚度和 关键尺寸关系曲线。本专利技术制作光刻胶厚度与关键尺寸关系曲线的方法大大降低了成本， 且节省了工艺时间，通过晶圆模板的高度梯度将图形转移到光刻胶膜上可控性好，光刻胶 膜的变化空间大，且适合不同区间范围的光刻胶膜厚和关键尺寸关系曲线的制作。【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的 附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领 域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附 图。 图1为光刻胶厚度和关键尺寸关系曲线示意图； 图2是本专利技术中制作光刻胶厚度和关键尺寸关系曲线的方法的流程示意图； 图3是本专利技术中晶圆模板被划分为多个区域的结构示意图； 图4是本专利技术中晶圆模板被曝光的结构示意图； 图5是本专利技术中光刻胶膜厚的分布结构示意图。【具体实施方式】 为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施 方式作进一步地详细描述。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当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作光刻胶厚度和关键尺寸关系曲线的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S01、提供一表面具有高度梯度的晶圆模板，其中，所述晶圆模板被划分为至少两个不同表面高度的区域，所述区域包括至少一个曝光单元；步骤S02、在具有高度梯度的晶圆模板上形成厚度渐变的光刻胶膜，并测量光刻胶膜的膜厚分布；步骤S03、对所述晶圆模板的各个区域进行逐个曝光和显影，并测量光刻胶膜的不同厚度所对应的关键尺寸；步骤S04、根据不同厚度光刻胶对应的关键尺寸，制作光刻胶厚度与关键尺寸的关系曲线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘必秋，毛智彪，甘志锋，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31