CN102023477B - 光刻方法 - Google Patents

光刻方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102023477B
CN102023477B CN 200910195831 CN200910195831A CN102023477B CN 102023477 B CN102023477 B CN 102023477B CN 200910195831 CN200910195831 CN 200910195831 CN 200910195831 A CN200910195831 A CN 200910195831A CN 102023477 B CN102023477 B CN 102023477B
Authority
CN
China
Prior art keywords
photoresist
silicon chip
exposure
bad
thickness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 200910195831
Other languages
English (en)
Other versions
CN102023477A (zh
Inventor
任亚然
安辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Original Assignee
Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp filed Critical Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority to CN 200910195831 priority Critical patent/CN102023477B/zh
Publication of CN102023477A publication Critical patent/CN102023477A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102023477B publication Critical patent/CN102023477B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

一种硅片的光刻方法，工艺步骤依次包括：气相成底膜；旋转涂胶；软烘；采用整体水平量测循环装置量测光刻胶的涂层厚度；根据整体水平量测循环装置量测所得的量侧厚度，筛选出存在不良光刻胶粘附的问题硅片；对合格硅片进行对准和曝光；曝光后烘焙；显影；坚膜烘焙；显影检查。本发明具有以下优点：1、在对准和曝光工艺前检查硅片边缘位置是否存在不良光刻胶粘附的问题，避免了进入后序工艺而导致的生产时间延误以及生产原料的浪费。2、对于浸没式曝光机，防止由于硅片表面无抗浸水涂层粘附，光刻胶与水直接接触，造成整个镜头的污染。

Description

光刻方法
技术领域
本发明涉及硅片的光刻方法，属于半导体制造技术领域。
背景技术
光刻工艺是一个复杂过程，它有很多影响其工艺宽容度的工艺变量。例如减小的特征尺寸、对准偏差、掩模层数目以及硅片表面的清洁度。光刻的图形形成先后过程分为8个步骤，前后工艺先后包括气相成底膜、旋转涂胶、软烘、对准和曝光、曝光后烘焙、显影、坚膜烘焙和显影检查。
第二个步骤旋转涂胶中光刻胶先滴在硅片的中心，图1为现有光刻胶的旋涂过程示意图。其中，图1A为正在进行光刻胶旋涂时的示意图，图1B为光刻旋涂完毕后的示意图。如图1A～1B所示，硅片3通过真空吸附在硅片承载台2上，机台上方的喷嘴5喷出光刻胶溶液4，同时，机台在电机1的驱动下进行旋转，比如转速为1K～3K转/分钟，进而驱动硅片旋转，从而将光刻胶溶液4均匀旋涂到硅片3表面上，形成一层均匀的光刻层涂胶6。在实际的工艺过程中，在硅片上会存在由于生产环境和上一步气相成底膜过程产生的沾污物，如果沾污物在硅片的中心位置时，由于光刻胶溶液4是在硅片的中心滴落，所以即使有沾污物，光刻胶溶液仍能完全粘附硅片。但是当沾污物在硅片边缘位置时，如图2所示，旋转到硅片边缘的光刻胶溶液4厚度不及沾污物的高度，所以无法完全粘附沾污物外延部分的硅片。
这个缺陷也是导致大多数不良光刻胶粘附发生在硅片边缘的原因。而目前的工艺步骤是在整个光刻结束后才要求去检查光刻胶粘附的质量。但这样就会使得许多硅片在完成了光刻工艺后才被发现缺陷，这种工艺方法既浪费了生产原料，又极大的影响了生产产量。进一步，对于浸没式曝光机，如果发生抗浸水涂层粘附异常，将导致光刻胶与水直接接触。光刻胶中的某些化学成分将导致镜头的污染。
发明内容
本发明解决的问题是目前的工艺步骤是在整个光刻结束后才要求去检查光刻胶粘附的质量。但这样就会使得许多硅片在完成了光刻工艺后才被发现缺陷，这种工艺方法既浪费了生产原料，又极大的影响了生产产量。进一步，对于浸没式曝光机，如果发生抗浸水涂层粘附异常，将导致光刻胶与水直接接触。光刻胶中的某些化学成分将导致镜头的污染。
本发明提供了一种硅片的光刻方法，工艺步骤依次包括：气相成底膜；旋转涂胶；软烘；采用整体水平量测循环装置量测光刻胶的涂层厚度；根据整体水平量测循环装置量测所得的数据，筛选出存在不良光刻胶粘附的问题硅片；对准和曝光；曝光后烘焙；显影；坚膜烘焙；显影检查。
可选的，定义硅片的边缘位置，从所述硅片边缘位置检查整体水平量测循环装置所得的量侧厚度以判断是否存在光刻胶不良粘附问题。
可选的，判断为不良光刻胶位置的标准是指整体水平量测循环装置量测的数据大于20纳米或者小于负20纳米的位置。
可选的，所述判断为不良光刻胶粘附的硅片都停止进行下一步工艺步骤对准和曝光，改由人工检查不良光刻胶粘附的硅片并将合格硅片进行下一步工艺步骤对准和曝光、对不合格硅片清洗表面原有光刻胶后重新粘附光刻胶。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、在对准和曝光工艺前检查硅片边缘位置是否存在不良光刻胶粘附的问题，避免了进入后序工艺而导致的生产时间延误以及生产原料的浪费。
2、对于浸没式曝光机，防止由于硅片表面无抗浸水涂层粘附，光刻胶与水直接接触，造成整个镜头的污染。
附图说明
图1A～1B为现有光刻胶的旋涂过程示意图；
图2为当硅片边缘位置上存在沾污物时不良光刻胶粘附的示意图，其中沾污物阻止光刻胶自硅片内向外的均匀扩散；
图3为现有整体水平量测循环装置量测硅片光刻胶厚度的示意图；
图4为现有整体水平量测循环装置量测硅片光刻胶厚度的数据表；
图5示意了硅片边缘位置与中心区域的区分；
图6为本发明实施例中光刻工艺的实现过程示意图。
具体实施方式
本发明实施例通过使用光刻机中的曝光系统的GLC(Global LevelingCircle)功能所收集的硅片各个位置的厚度的数据来挑选出不良光刻胶粘附问题的硅片。
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
参考图6，步骤S600，气相成底膜；步骤S601，旋转涂胶；步骤S602，软烘；步骤S603，采用整体水平量测循环装置(GLC)来量测光刻胶的涂层厚度；步骤S604，根据边缘区域内量侧厚度的数据，挑选出存在不良光刻胶粘附的问题硅片；步骤S605，对准和曝光；步骤S606，曝光后烘焙；步骤S607，显影；步骤S608，坚膜烘焙；步骤S609，显影检查。
步骤S600，气相成底膜。
光刻的第一步是清洗、脱水和硅片表面成底膜处理。这些步骤的目的是增强硅片和光刻胶之间的的粘附性。
硅片清洗包括湿法清洗和去离子水冲洗以去除沾污物，大多数的硅片清洗工作在进入光刻工作间之前进行。脱水至干烘焙在一个封闭腔内完成，以除去吸附在硅片表面的大部分水汽。硅片表面必须是清洁和干燥的。脱水烘焙后硅片立即要用六甲基二硅胺烷进行成膜处理，它起到了粘附促进剂的作用。
步骤S601，旋转涂胶。
成底膜处理后，硅片要立即采用旋转涂胶的方法涂上液相光刻胶材料。硅片被固定在一个真空载片台上，它是一个表面有很多真空孔以便固定在平的金属或聚四氯乙烯盘。一定数量的液体光刻胶滴在硅片上，然后硅片得到一层均匀的光刻胶涂层。
步骤S602，软烘。
光刻胶被涂到硅片表面后必须要经过软烘、软烘的目的是去除光刻胶中的溶剂。软烘提高了粘附性，提升了硅片上光刻胶的均匀性，在刻蚀中得到了更好的线宽控制。典型的软烘条件是在热板上90摄氏度到100摄氏度烘30秒，接下来是在冷板上的降温步骤，以得到光刻胶一致特性的硅片温度控制。
步骤S603，采用整体水平量测循环装置(GLC)来量测光刻胶的涂层厚度。
在进行对准和曝光之前，需要对于光刻胶的厚度进行量测以保证对准的聚焦正确。所以采用整体水平量测循环装置(GLC)来量测光刻胶的涂层厚度，如图3a所示，硅片固定在承载台上，由一组光学量测装置在硅片上方移动，移动到硅片的某个点A上方，记录A点的相对坐标为(XA，YA)量测A点所在的硅片上的光刻胶的厚度并记录下来。所述量测是指由投影光栅301将光经过透镜照射302到硅片上的光刻胶303，光刻胶303将光经过接受透镜304反射到光学接受器305。GLC通过计算所述光栅的发射光与反射光的光程差来测量出光刻胶的厚度。所述量测是现有技术不属于本发明的创新点，故不在此出做进一步说明。硅片上所有的点量测完成后，如图4所示，会形成一组量测点与厚度一一对应的数据。例如：
A(XA，YA)----→30纳米；
B(XB，YB)----→12纳米；
步骤S604，根据边缘区域内量侧厚度的数据，挑选出存在不良光刻胶粘附的问题硅片。
当GLC将硅片上各个点的厚度全部量测出来并记录下来后，通过预先设定的判断方法将有可能是不良涂层的点标识出来。
第一步首先判断量侧点是否是在硅片的边缘位置，如图5所示，将硅片边缘的点的相对坐标提前定义出来，图中边缘定义圈501外侧的区域为硅片的边缘位置，以标识502表示，而边缘定义圈501内侧区域为硅片中心区域，以标识503表示。边缘定义圈501距离硅片边缘的距离可以为2～7mm，一般来说，边缘定义圈501外侧是光刻胶不容易到达的位置，如果硅片上存在沾污物，硅片边缘的沾污物外延部分不容易覆盖光刻胶。仅仅通过对边缘位置上的数据进行检查，能缩短检查时间、提高效率。
第二步对边缘位置内的量侧点进行判断，将量侧厚度相比预设厚度大于20纳米或小于-20纳米的点记录下来，说明此处存在不良光刻胶粘附问题，该硅片需要被挑选出来。
所述判断为不良光刻胶粘附的硅片都停止进行下一步工艺步骤对准和曝光，改由人工检查不良光刻胶粘附的硅片并将合格硅片进行下一步工艺步骤对准和曝光、对不合格硅片清洗表面原有光刻胶后重新粘附光刻胶。
步骤S605，对准和曝光。
对于判断合格的硅片，使用掩模版与涂了胶的硅片上的正确位置对准。曝光使用的镜头与掩模版都沉浸在超纯水(无杂质，无带电离子)中进行曝光，由于将不良涂层的硅片提前筛选出来，所以保证了在曝光中不会因为无抗浸水涂层而导致污染曝光透镜等问题。
步骤S606，曝光后烘焙。
曝光后的硅片从曝光系统转移到硅片轨道系统后，需要进行短时间的曝光后烘焙。为了促进关键光刻胶的化学反应，对光刻胶进行后烘焙是必需的。进行后烘的目的是提高光刻胶的粘附性并减少驻波。
步骤S607，显影。
用化学显影液溶解由曝光造成的光刻胶的可溶解区域就是光刻胶显影，其主要目的是把掩模版图形准确复制到光刻胶中。显影的要求重点是产生的关键尺寸达到规格要求，如果关键尺寸达到了规格要求，那么所有的特征都认为是可以接受的，因为关键尺寸是显影中最困难的结构。
步骤S608，坚膜烘焙。
显影后的热烘焙指的就是坚膜烘焙。烘焙要求挥发掉存留的光刻胶溶剂，提高光刻胶对硅片表面的粘附性。这一步就是稳固光刻胶，对下面的刻蚀和离子注入过程非常关键。正胶的坚膜烘焙温度为120摄氏度到140摄氏度。
步骤S609，显影检查。
一旦光刻胶在硅片上形成图形，就要进行检查以确定光刻胶图形的质量。这种检查系统对于高集成的关键层几乎都是自动完成的。检查有两个目的：找出光刻胶有质量问题的硅片，描述光刻胶工艺性能以满足规范要求。
虽然本发明己以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (3)

1.一种硅片的光刻方法，工艺步骤依次包括：
气相成底膜；旋转涂胶；软烘；
采用整体水平量测循环装置量测光刻胶的涂层厚度；
根据整体水平量测循环装置量测所得的量侧厚度，筛选出存在不良光刻胶粘附的问题硅片；其中，所述判断为存在不良光刻胶粘附问题的标准是整体水平量测循环装置的量侧厚度相比预设厚度大于20纳米或者小于负20纳米；
对合格硅片进行对准和曝光；曝光后烘焙；显影；坚膜烘焙；显影检查。
2.根据权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，定义硅片的边缘位置，从所述硅片边缘位置检查整体水平量测循环装置所得的量侧厚度以判断是否存在光刻胶不良粘附问题。
3.根据权利要求1所述的光刻方法，其特征在于，所述判断为不良光刻胶粘附的硅片都停止进行下一步工艺步骤对准和曝光，改由人工检查不良光刻胶粘附的硅片并将合格硅片进行下一步工艺步骤对准和曝光、对不合格硅片清洗表面原有光刻胶后重新粘附光刻胶。
CN 200910195831 2009-09-17 2009-09-17 光刻方法 Expired - Fee Related CN102023477B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200910195831 CN102023477B (zh) 2009-09-17 2009-09-17 光刻方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200910195831 CN102023477B (zh) 2009-09-17 2009-09-17 光刻方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102023477A CN102023477A (zh) 2011-04-20
CN102023477B true CN102023477B (zh) 2013-06-19

Family

ID=43864945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200910195831 Expired - Fee Related CN102023477B (zh) 2009-09-17 2009-09-17 光刻方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102023477B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105445832A (zh) * 2014-06-05 2016-03-30 北大方正集团有限公司 一种光栅制造方法及光栅
CN107256836B (zh) * 2017-06-13 2019-09-27 武汉新芯集成电路制造有限公司 一种光刻胶黏附性的检测方法
CN109427616B (zh) * 2017-09-05 2020-08-25 上海微电子装备（集团）股份有限公司 一种硅片涂胶及预对准检测装置及方法
CN110231756A (zh) * 2018-08-10 2019-09-13 上海微电子装备（集团）股份有限公司 曝光装置、曝光方法、半导体器件及其制造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19652750A1 (de) * 1996-12-18 1998-07-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Bestimmung einer Dicke einer Schicht aus elektrisch leitendem Material
CN1681102A (zh) * 2004-04-07 2005-10-12 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体器件中隔离层或层间介质层的平整方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040091618A1 (en) * 2002-11-08 2004-05-13 Park Han-Su Photoresist depositon apparatus and method for forming photoresist film using the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19652750A1 (de) * 1996-12-18 1998-07-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Bestimmung einer Dicke einer Schicht aus elektrisch leitendem Material
CN1681102A (zh) * 2004-04-07 2005-10-12 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体器件中隔离层或层间介质层的平整方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US 2004091618 A1,全文.

Also Published As

Publication number Publication date
CN102023477A (zh) 2011-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2022105514A (ja) 樹脂成形装置および樹脂成形方法
TWI783270B (zh) 基板處理方法、基板處理裝置及電腦可讀取記錄媒體
KR101430271B1 (ko) 조정 방법, 기판 처리 방법, 기판 처리 장치, 노광 장치, 검사 장치, 측정 검사 시스템, 처리 장치, 컴퓨터 시스템 및 정보 기록 매체
US7662543B2 (en) Pattern forming method and method of manufacturing semiconductor device
US8730317B2 (en) Substrate processing apparatus, substrate processing method and non-transitory computer storage medium
CN102023477B (zh) 光刻方法
JP5002471B2 (ja) 基板洗浄装置、基板洗浄方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
US20210066140A1 (en) Semiconductor device manufacturing system, semiconductor device inspection device, and semiconductor device manufacturing method
JP2008198820A (ja) 基板処理方法及び基板処理装置
US20090042145A1 (en) Method for Detecting Light Intensity Distribution for Gradient Filter and Method for Improving Line Width Consistency
US20130330928A1 (en) Film forming device, substrate processing system and semiconductor device manufacturing method
CN109669321B (zh) 一种晶圆洗边系统和晶圆洗边方法
KR20190008102A (ko) 기판 위치 조정 방법, 기억 매체 및 기판 처리 시스템
JP2009295840A (ja) 基板処理方法及びマスク製造方法
TW201842582A (zh) 成膜系統、成膜方法及電腦記憶媒體
CN113608411A (zh) 一种玻璃基底双面图形制备方法
JP4319201B2 (ja) 基板の処理方法、プログラム及び基板処理システム
CN100573343C (zh) 晶边清洗的方法
US7502098B2 (en) Exposure apparatus
JP3672529B2 (ja) 膜質評価方法及びその装置、線幅変動評価方法及びその装置並びに線幅変動評価機能を有する処理方法及びその装置
JP7308087B2 (ja) 基板処理装置及び基板処理方法
CN110133094B (zh) 测试片及其制造方法和光刻胶缺陷的检测方法
KR20080024429A (ko) 듀얼 포토레지스트층을 통한 선택적 이미지화 방법
TW202345210A (zh) 資訊處理方法、資訊處理裝置及記憶媒體
KR101448345B1 (ko) 생산성을 증대시키기 위한 리소 클러스터 및 모듈화

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SEMICONDUCTOR MANUFACTURING INTERNATIONAL (BEIJING

Free format text: FORMER OWNER: SEMICONDUCTOR MANUFACTURING INTERNATIONAL (SHANGHAI) CORPORATION

Effective date: 20130614

Owner name: SEMICONDUCTOR MANUFACTURING INTERNATIONAL (SHANGHA

Effective date: 20130614

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 201203 PUDONG NEW AREA, SHANGHAI TO: 100176 DAXING, BEIJING

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20130614

Address after: 100176 No. 18 Wenchang Avenue, Beijing economic and Technological Development Zone

Patentee after: Semiconductor Manufacturing International (Beijing) Corporation

Patentee after: Semiconductor Manufacturing International (Shanghai) Corporation

Address before: 201203 No. 18 Zhangjiang Road, Shanghai

Patentee before: Semiconductor Manufacturing International (Shanghai) Corporation

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130619

Termination date: 20200917