测试晶圆及其制造方法、光刻胶厚度评估方法技术

本发明专利技术提供了一种测试晶圆及其制造方法、光刻胶厚度评估方法，其中，测试晶圆的制造方法在基底上形成第一光刻胶层，采用全透明掩模版在多个不同曝光能量下对基底的不同曝光区域进行曝光，通过显影及固化处理形成具有多个不同厚度的固化层。光刻胶厚度评估方法在测试晶圆上形成表面平整的第二光刻胶层，对测试晶圆进行曝光及显影以在所有曝光区域中形成光刻图形，根据不同曝光区域中第二光刻胶层的厚度及光刻图形的关键尺寸进行评估及优化。本发明专利技术将光刻曝光技术和光刻胶图形固化技术相结合，使固化层在不同曝光区域中的厚度不同，采用单片测试晶圆即可进行光刻胶厚度评估，减少了检测时间，且所述测试晶圆可重复使用，降低了检测成本。了检测成本。了检测成本。

【技术实现步骤摘要】
测试晶圆及其制造方法、光刻胶厚度评估方法


[0001]本专利技术涉及集成电路制造
，尤其涉及一种测试晶圆及其制造方法、光刻胶厚度评估方法。

技术介绍

[0002]光刻是集成电路制造中的一道关键工艺，利用光化学反应，通过晶圆表面涂底胶、旋涂光刻胶、软烘、对准、曝光、后烘、显影、硬烘、检测等工序将事先制备在掩模版上的图形转移到光刻胶上，使后续的选择性刻蚀和离子注入成为可能。
[0003]随着半导体技术节点的不断更新，芯片的集成度越来越高，半导体器件的关键尺寸越来越小，这就对光刻的设备、材料和工艺提出了更高的要求。光刻工艺中经常需要采用多种方法对光刻胶厚度进行评估和优化，以用于提高光刻工艺的稳定性。例如，通常情况下可以根据光刻图形的关键尺寸与光刻胶厚度之间的关键尺寸摇摆曲线来进行评估与优化，而对离子注入光刻层进行评估与优化时，则还需要结合光刻胶厚度对离子注入工艺的阻挡能力是否充足来判断。
[0004]如上所述的评估方法中，通常需要使用10片至20片的测试晶圆对光刻胶的不同厚度进行性能评估，每片晶圆分别旋涂有不同厚度的光刻胶。然而，这种评估方法所需的测试晶圆数量较多，且光刻胶用量较大，极大地增加了测试时间和成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种测试晶圆及其制造方法、光刻胶厚度评估方法，形成可重复使用的测试晶圆，仅采用单片测试晶圆即可进行光刻胶厚度评估的目的，减少了检测时间和成本。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种测试晶圆的制造方法，包括：
[0007]提供基底，在所述基底上形成第一光刻胶层；
[0008]采用全透明掩模版在多个不同曝光能量下对所述基底的不同曝光区域进行曝光；
[0009]对所述基底进行显影，显影后剩余的所述第一光刻胶层具有多个不同的厚度；以及，
[0010]对剩余的所述第一光刻胶层进行固化处理以形成固化层，所述固化层具有多个不同的厚度。
[0011]可选的，所述固化处理为氩离子注入工艺或紫外光照射。
[0012]可选的，所述多个不同的曝光能量均小于所述第一光刻胶层完全曝光时所需的曝光能量。
[0013]可选的，所述第一光刻胶层的厚度范围为
[0014]可选的，采用S型路径对所述基底上的所有曝光区域进行逐个曝光，且曝光能量依次增大或依次减小。
[0015]相应地，本专利技术还提供一种光刻胶厚度评估方法，采用所述测试晶圆的制造方法
制成的测试晶圆进行评估，包括：
[0016]提供测试晶圆，所述测试晶圆包括基底及设置在基底表面的固化层，所述基底包括呈阵列设置的多个曝光区域，所述固化层具有多个不同的厚度；
[0017]形成第二光刻胶层，所述第二光刻胶层的表面平整且至少覆盖所述固化层，测量每个所述曝光区域中所述第二光刻胶层的厚度；
[0018]对所述测试晶圆进行曝光及显影，以在每个所述曝光区域中形成光刻图形，并测量每个所述曝光区域中光刻图形的关键尺寸；以及，
[0019]根据所述第二光刻胶层的厚度及相应的光刻图形的关键尺寸绘制关键尺寸摇摆曲线，并根据所述关键尺寸摇摆曲线对所述第二光刻胶的厚度进行优化。
[0020]可选的，所述曝光过程为对所有的所述曝光区域进行逐个曝光，且每个所述曝光区域进行曝光时的曝光条件均相同。
[0021]可选的，采用测试掩模版对所述测试晶圆进行曝光，且所述测试掩模版上至少包括一测试图形。
[0022]可选的，采用膜厚测量仪测量每个所述曝光区域中所述第二光刻胶层的厚度，采用线宽测量扫描电镜测量每个所述曝光区域中相同位置的光刻图形的关键尺寸。
[0023]相应地，本专利技术还提供一种测试晶圆，所述测试晶圆包括基底及设置在基底表面的固化层，所述基底包括呈阵列分布的多个曝光区域，所述固化层具有多个不同的厚度。
[0024]综上所述，本专利技术提供一种测试晶圆及其制造方法、光刻胶厚度评估方法，其中，测试晶圆的制造方法在基底上形成第一光刻胶层，采用全透明掩模版在多个不同曝光能量下对所述基底的不同曝光区域进行曝光，进行显影及固化处理，形成具有多个不同厚度的固化层。光刻胶厚度评估方法在所述测试晶圆上形成表面平整的第二光刻胶层，对测试晶圆进行曝光及显影以在所有曝光区域中形成光刻图形，根据不同曝光区域中第二光刻胶层的厚度及光刻图形的关键尺寸进行评估及优化。本专利技术将光刻曝光技术和光刻胶图形固化技术相结合，使固化层在不同曝光区域中具有不同厚度，以实现仅采用单片测试晶圆即可进行光刻胶厚度评估的目的，减少了检测时间，且所述测试晶圆可重复使用，降低了检测成本。
附图说明
[0025]图1为本专利技术一实施例提供的测试晶圆的制造方法的流程图；
[0026]图2至图8为本专利技术一实施例提供的测试晶圆的制造方法中各个步骤对应的结构示意图；
[0027]图9和图10为本专利技术一实施例提供的测试晶圆的结构示意图；
[0028]图11为本专利技术一实施例提供的光刻胶厚度评估方法的流程图；
[0029]图12至图14为本专利技术一实施例提供的光刻胶厚度评估方法中各个步骤对应的结构示意图；
[0030]其中，附图标记如下：
[0031]1‑
测试晶圆；10
‑
基底；11
‑
曝光区域；12
‑
固化层；13
‑
第一光刻胶层；14
‑
第二光刻胶层；2
‑
全透明掩模版；3
‑
测试掩模版。
具体实施方式
[0032]下面将结合示意图对本专利技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0033]图1为本专利技术一实施例提供的测试晶圆的制造方法的流程图。参阅图1，本实施例所述测试晶圆的制造方法包括：
[0034]步骤S01：提供基底，在所述基底上形成第一光刻胶层；
[0035]步骤S02：采用全透明掩模版在多个不同曝光能量下对所述基底的不同曝光区域进行曝光；
[0036]步骤S03：对所述基底进行显影，显影后剩余的所述第一光刻胶层具有多个不同的厚度；以及，
[0037]步骤S04：对剩余的所述第一光刻胶层进行固化处理以形成固化层，所述固化层具有多个不同的厚度。
[0038]图2至图8为本实施例所述的测试晶圆的制造方法中各个步骤对应的结构示意图。下面结合图2至图8详细说明本实施例所述的测试晶圆的制造方法。
[0039]首先，参阅图2和图3，执行步骤S01，提供基底10，在所述基底10上形成第一光刻胶层13。其中，图3为图2中所示的测试晶圆1沿Y方向的结构示意图。本实施例中，所述基底10包括呈阵列分布的多个曝光区域11，采用旋涂方法在所述基底10上形成所述第一光刻胶层13，且所述第一光刻胶层13的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测试晶圆的制造方法，其特征在于，包括：提供基底，在所述基底上形成第一光刻胶层；采用全透明掩模版在多个不同曝光能量下对所述基底的不同曝光区域进行曝光；对所述基底进行显影，显影后剩余的所述第一光刻胶层具有多个不同的厚度；以及，对剩余的所述第一光刻胶层进行固化处理以形成固化层，所述固化层具有多个不同的厚度。2.如权利要求1所述的测试晶圆的制造方法，其特征在于，所述固化处理为氩离子注入工艺或紫外光照射。3.如权利要求1所述的测试晶圆的制造方法，其特征在于，所述多个不同的曝光能量均小于所述第一光刻胶层完全曝光时所需的曝光能量。4.如权利要求1所述的测试晶圆的制造方法，其特征在于，所述第一光刻胶层的厚度范围为5.如权利要求1所述的测试晶圆的制造方法，其特征在于，采用S型路径对所述基底上的所有曝光区域进行逐个曝光，且曝光能量依次增大或依次减小。6.一种光刻胶厚度评估方法，采用如权利要求1～5中任一项所述的测试晶圆的制造方法制成的测试晶圆进行评估，其特征在于，包括：提供测试晶圆，所述测试晶圆包括基底及设置在基底表面的固化层，所述基底包括呈阵列设置的多个曝光区域，所述固化层具有多个不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹海娇，郭晓波，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：