一种测试光刻胶层对离子注入阻挡能力的方法技术

本发明专利技术提供了一种测试光刻胶层对离子注入阻挡能力的方法，包括如下步骤：提供一测试晶圆；对测试晶圆进行预烘焙处理；在测试晶圆上形成光刻胶层，所述光刻胶层的厚度从边缘至中心呈梯度变化；测量测试晶圆上不同位置光刻胶层的厚度；将预定能量的离子注入光刻胶层上；去除所述光刻胶层；对测试晶圆不同位置上的离子量进行测试；将不同位置的离子量与目标离子量进行比较，确定合适厚度的光刻胶层。本发明专利技术的方法大大降低了测试成本，而且涂布光刻胶层的厚度是连续变化的，可以选取更多的光刻胶厚度点进行测试，以找到最为合适的能够对离子注入具有阻挡能力的光刻胶层厚度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及。
技术介绍
在半导体器件制造过程中，很多工艺步骤都需要用到离子注入，例如离子注入多晶硅层，离子注入形成源漏极等。其中，各离子注入工序中，根据不同的需求，注入离子的能量、剂量也是不同的；在离子注 入时只需要在预定的位置进行注入，其他位置需要用光刻胶层进行覆盖，以防止离子的注入损伤器件的功能。然而，光刻胶层的厚度不同，对离子注入的阻挡能力是不同的，如果光刻胶层太薄，则很容易被离子击穿，无法达到保护的目的；如果光刻胶层太厚，对所述光刻胶进行曝光显影时，很难控制关键尺寸(CD)，其中在申请号为 201010187376. X的中国专利申请中公开了一种制作光刻胶层厚度与关键尺寸关系曲线的方法。因此，选择合适的光刻胶层厚度对注入的离子进行阻挡，控制半导体器件关键尺寸显得尤为重要。在现有技术中，如图I所示，选择合适厚度的光刻胶层对离子注入阻挡能力的方法包括以下步骤步骤S11，提供多个测试晶圆；步骤S12，在不同测试晶圆上涂布不同厚度的光刻胶层；步骤S13，测量每个测试晶圆上光刻胶层的厚度；步骤S14，将确定能量的离子注入涂布不同厚度光刻胶层的测试晶圆上；步骤S15，去除各测试晶圆上的光刻胶层；步骤 S16，采用次级离子质谱法(SIMS)对每个测试晶圆进行测试，晶圆得到各测试晶圆上含有的离子量；步骤S17，将测试得到的各测试晶圆上的离子量与目标离子量进行比较，当某一测试晶圆上离子量在目标离子量允许范围内时，则可确定该测试晶圆上所涂布的光刻胶层的厚度是合适的。所述合适厚度为即能对离子注入具有阻挡能力，又能保证在进行曝光显影时，能很好控制半导体器件的关键尺寸。现有选择合适厚度的光刻胶层以确保对离子注入的阻挡能力，不但会耗费大量的测试晶圆，而且容易错过最合适的厚度点。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种光刻胶层厚度选择方法及测试不同厚度光刻胶层的方法，降低制作成本。为解决上述问题，本专利技术技术方案为一种光刻胶层厚度选择方法，包括如下步骤 提供一测试晶圆；对所述测试晶圆进行预烘焙处理；在所述测试晶圆上形成光刻胶层，所述光刻胶层的厚度从边缘至中心呈梯度变化；测量测试晶圆上不同位置光刻胶层的厚度； 将预定能量的离子注入光刻胶层上；去除所述光刻胶层；对测试晶圆不同位置上的离子量进行测试；将不同位置的离子量与目标离子量进行比较，如果某一位置离子量在目标离子量允许范围内，则可确定该位置的光刻胶层的厚度是合适的。可选地，所述预烘焙装置为热板。可选地，所述预烘焙处理的温度在30摄氏度至100摄氏度之间。可选地，所述光刻胶层厚度从边缘至中心呈不断减薄的梯度变化。可选地，测试离子量采用的方法为次级离子质谱法。可选地，所述形成光刻胶层的步骤包括滴胶、旋转铺开、旋转甩掉以及溶剂挥发。与现有技术相比，本专利技术技术方案具有以下优点对测试晶圆进行预烘焙处理，使测试晶圆具有一定温度；在涂覆盖光刻胶层时，由于在测试晶圆表面不同半径位置的旋转线速度不一样，测试晶圆不同位置的散热速度也不一样，使涂胶过程中测试晶圆从边缘到中心的温度呈梯度变化，从而达到在同一片测试晶圆上涂布的光刻胶层厚度从边缘至中心呈梯度变化，针对光刻胶层的不同厚度确定离子注入的不同阻挡能力。避免了采用多个测试晶圆，在每个晶圆涂布不同厚度的光刻胶层，而造成的晶圆数量过多的情况达到了减少晶圆数量，降低了测试成本的目的。另外，由于光刻胶层的厚度是呈梯度均匀连续变化的，可以选取更多的光刻胶层厚度点进行测试，以找到最为合适厚度以对注入离子进行有效阻挡，并且能有效控制后续形成半导体器件的关键尺寸。·附图说明图I是现有技术中选择合适厚度的光刻胶层对注入离子进行有效阻挡的流程示意图；图2是本专利技术的具体实施方式的流程示意图；图3是本专利技术一种测试晶圆上光刻胶层厚度变化的示意图。具体实施例方式专利技术人发现在现有技术中，需要在多个测试晶圆上涂布不同厚度的光刻胶层来测试各个厚度的光刻胶层对粒子注入阻挡能力，这样不仅增加了测试成本，而且不能保证所述光刻胶层的厚度时连续变化的，很容易将最合适的厚度点错过。针对上述问题，专利技术人提供了。实施例一参考图2所示的流程示意图,具体地,包括如下步骤步骤S21 :提供一测试晶圆。本实施例中，所述测试晶圆可以是空白的晶圆。步骤S22 :对所述测试晶圆进行预烘焙处理。本实施例中，所述预烘焙处理是将所述测试晶圆放在热板上进行热传导，其中所述预烘焙处理设定的温度在30摄氏度到100摄氏度之间。具体地，通过这种方法，热量可以很快地从所述热板传递到测试晶圆上，所述预烘焙处理的作用是使所述测试晶圆具有一定的温度。所述预烘焙处理为本领域公知技术，在此不予赘述。步骤S23 :在所述测试晶圆上形成光刻胶层，所述光刻胶层的厚度从边缘至中心呈梯度变化。本实施例中，在所述测试晶圆上形成光刻胶层的步骤包括滴胶、旋转铺开、旋转甩掉以及溶剂挥发。具体地，首先当测试晶圆静止或者旋转缓慢时，将光刻胶分滴在所述测试晶圆的中心区域上，即滴胶过程；然后快速加速所述测试晶圆的旋转，使其达到高转速，使光刻胶溶剂伸展到整个测试晶圆的表面，即旋转铺开过程；接着，加速甩去所述测试晶圆边缘处多余的光刻胶，即旋转甩掉过程；最后，以固定转速继续旋转已涂布光刻胶层的测试晶圆。直至溶剂挥发，使所述光刻胶层干燥，即溶剂挥发过程。由于在上述步骤S22中对所述测试晶圆进行了预烘焙处理，此时所述测试晶圆具有一定的温度。当涂覆盖光刻胶层时，所述测试晶圆以某一固定角速度(ω)旋转，并且随着所述测试晶圆的中心区域至边缘区域的半径(r)逐渐增大，所述测试晶圆的中心区域至边缘区域的旋转线速度(ωΓ)也相应增大，使所述测试晶圆的边缘区域热量散发较快，而靠近中心区域的热量散发较慢，从而使所述测试晶圆上的温度从边缘到中心呈梯度变化， 即从所述测试晶圆的中心区域至边缘区域温度逐渐减小。既而如图3所示，在所述测试晶圆上温度较高的区域，形成的光刻胶层较薄；反之，在所述测试晶圆上温度较低的区域，形成的光刻胶层较厚。从而在所述测试晶圆I上形成从边缘至中心呈不断减薄的梯度变化的光刻胶层2。对在同一测试晶圆上形成不同厚度的光刻胶层的原理具体描述如下光刻胶是一种有机化合物，所述光刻胶层的厚度(TK)主要由以下因素所决定，包括光刻胶材料的密度(C)、光刻胶材料的分子质量(η)以及涂布光刻胶层时晶圆的转动角速度(ω)，在本实施例中，由于是预烘焙处理所设定温度来控制的所述光刻胶层的厚度 (TK)，因此假设所述晶圆的转动角速度(ω)为一确定值。其中，所述光刻胶材料的密度(C) 和光刻胶材料的分子质量(Π)与光刻胶层的粘滞度(viscosity)大小成正比，而所述光刻胶层的粘滞度(viscosity)与所述光刻胶层的厚度(TK)成正比，因此，所述光刻胶层的厚度(TK)与所述光刻胶材料的密度(C)和光刻胶材料的分子质量(Π)成正比。进一步地,所述光刻胶层的粘滞度(viscosity)与预烘焙的温度(T)成反比，即当所述预烘焙的温度(T)越高，所述光刻胶层的粘滞度(viscosity)越小,那么光刻胶流动的趋势就较大，相应地，所述光刻胶层的厚度(TK)越小；而当所述预烘焙的温度(T)越低，所述光刻胶层的粘滞度(viscosity)越大,那么光刻胶流动的趋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测试光刻胶层对离子注入阻挡能力的方法，其特征在于，包括如下步骤 提供一测试晶圆； 对所述测试晶圆进行预烘焙处理； 在所述测试晶圆上形成光刻胶层，所述光刻胶层的厚度从边缘至中心呈梯度变化； 测量测试晶圆上不同位置光刻胶层的厚度； 将预定能量的离子注入光刻胶层上； 去除所述光刻胶层； 对测试晶圆不同位置上的离子量进行测试； 将不同位置的离子量与目标离子量进行比较，如果某一位置离子量在目标离子量允许范围内，则可确定该位置的光刻胶层...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡华勇，顾一鸣，
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：