CN102866581A - 一种解决曝光不足引起的曝光区域缺陷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种解决曝光不足引起的曝光区域缺陷的方法，在曝光工序通过降低曝光能量而增大实际形成的临界尺寸；在蚀刻工序先利用等离子体去除待蚀刻层上的光刻胶残留物，再继续对所述待蚀刻层进行蚀刻。本发明能够消除因曝光不足带来的光刻胶残留物，从而解决蚀刻后的曝光区域缺陷，避免为了修正临界尺寸而下线新的掩膜版支付的高昂费用，以节约生产成本，节省了工序周期时间。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制程技术领域，尤其涉及一种解决曝光不足引起的曝光区域缺陷的方法。
背景技术
在掩膜版给定的情况下，光刻模块经常利用调节曝光能量的方式来保证临界尺寸达到预期水准，但是当掩膜版的临界尺寸和实际生产所需的临界尺寸相差过大时，过度调节曝光能量往往会导致曝光不足，这会导致显影后会存在光刻胶残留，并且在随后的蚀刻过程中导致曝光区域的蚀刻缺陷。
例如掩膜版的临界尺寸给定为0.48um，为了满足生产需求，调节曝光能量使显影后检测的临界尺寸为0.52um时，曝光不足会导致显影后的晶圆整面出现光刻胶残留现象，在蚀刻工艺中进而会导致曝光区域缺陷。整个流程如图1所示，光刻胶涂覆（PR coating）后进行曝光（Exposure），掩膜版的临界尺寸MaskCD=0.48um，而产品需要的临界尺寸Product request CD=0.52um，为了达到产品的要求，通过减小曝光能量使曝光后的临界尺寸变大以满足生产需要，其他部位由于曝光能量不足会出现光刻胶残留（PR residue），接下来进行蚀刻（Etch）后接触孔周围会出现ONO（氧化物-氮化物-氧化物）堆栈的残留，导致曝光区域缺陷。
如果通过下线新的掩膜版并修正掩膜版的临界尺寸避免上述问题，则会大大增加生产成本并且延长工序周期时间。
发明内容
本发明的目的在于提出一种解决曝光不足引起的曝光区域缺陷的方法，能够消除因曝光不足带来的光刻胶残留物，从而解决蚀刻后的曝光区域缺陷。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种解决蚀刻后曝光区域缺陷的方法，该方法包括：
在曝光工序通过降低曝光能量而增大实际形成的临界尺寸；
在蚀刻工序先利用等离子体去除待蚀刻层上的光刻胶残留物，再继续对所述待蚀刻层进行蚀刻。
所述曝光工序中掩膜版的临界尺寸小于产品所需的临界尺寸。
所述等离子体为氧气和氯气的混合气体。
所述等离子体为氧气和溴化氢的混合气体。
所述等离子体对光刻胶的蚀刻速率为
所述等离子体对光刻胶与所述待蚀刻层的选择比至少为20:1。
所述等离子体将光刻胶残留物氧化分解为水蒸汽、一氧化碳和二氧化碳。
采用本发明的技术方案，能够消除因曝光不足带来的光刻胶残留物，从而解决蚀刻后的曝光区域缺陷，避免为了修正临界尺寸而下线新的掩膜版支付的高昂费用，以节约生产成本，节省了工序周期时间。
附图说明
图1是现有的光刻工艺流程示意图；
图2是本发明实施例提供的解决曝光不足引起的曝光区域缺陷的方法流程图；
图3（a）所示是现有工序进行显影后检测时的图像；
图3（b）所示是现有工序进行蚀刻后检测时的图像；
图3（c）是本发明实施例改进的工序进行显影后检测时的图像；
图3（d）是本发明实施例改进的工序进行蚀刻后检测时的图像。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
图2是本发明实施例提供的解决曝光不足引起的曝光区域缺陷的方法流程图，该方法包括：
S201，在曝光工序通过降低曝光能量而增大实际形成的临界尺寸。
在掩膜版给定的情况下，当掩膜版的临界尺寸小于实际生产所需的临界尺寸时，会通过降低曝光能量来增加产品实际产生的临界尺寸。
当调节曝光能量过度时，往往会导致曝光不足，这会使显影后仍然存在光刻胶残留物，降低后续蚀刻工序的精确度。
S202，在蚀刻工序先利用等离子体去除待蚀刻层上的光刻胶残留物，再继续对所述待蚀刻层进行蚀刻。
在蚀刻工序中，需要先去除待蚀刻层上的光刻胶残留物。利用包括氧气以及辅助气体的混合气体形成的等离子体轰击所述光刻胶残留物。所述辅助气体包括氯气（Cl2）或者溴化氢（HBr）。
当所述等离子体为氧气和氯气的混合气体时，对所述光刻胶残留物的蚀刻速率较快，适用于光刻胶残留物较多时使用；当所述等离子体为氧气和溴化氢的混合气体时，对所述光刻胶残留物的蚀刻速率较慢，适用于光刻胶残留物较少时使用。
优选地，所述等离子体对光刻胶的蚀刻速率为
对光刻胶与所述待蚀刻层的选择比至少为20:1，可以保证在损失尽可能少的光刻胶图案情况下清除掉由于曝光不足而在曝光区域产生的光刻胶残留物，同时还不影响待蚀刻层的厚度。
所述等离子体与光刻胶残留物发生如下反应：
（1）氧气中的氧分子电离为带电离子：
O2（Molecule）→O+O(Radical)；
（2）氧离子将光刻胶氧化分解为水蒸气、一氧化碳和二氧化碳：
O+PR→H2O+CO+CO2（Volatile)；
光刻胶残留物被去除后，再继续对所述待蚀刻层进行蚀刻，从而避免了所述光刻胶残留物带来的曝光区域缺陷。
如图3（a）所示是现有工序进行显影后检测时的图像，图3（b）所示是现有工序进行蚀刻后检测时的图像，图3（c）是本发明实施例改进的工序进行显影后检测时的图像，图3（d）是本发明实施例改进的工序进行蚀刻后检测时的图像。经过对比发现，改进后接触孔周围只存在掉落性颗粒，不存在其他缺陷。
采用本发明的技术方案，能够消除因曝光不足带来的光刻胶残留物，从而解决蚀刻后的曝光区域缺陷，避免为了修正临界尺寸而下线新的掩膜版支付的高昂费用，以节约生产成本，节省了工序周期时间。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种解决曝光不足引起的曝光区域缺陷的方法，其特征在于，该方法包括：
在曝光工序通过降低曝光能量而增大实际形成的临界尺寸；
在蚀刻工序先利用等离子体去除待蚀刻层上的光刻胶残留物，再继续对所述待蚀刻层进行蚀刻。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述曝光工序中掩膜版的临界尺寸小于产品所需的临界尺寸。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等离子体为氧气和氯气的混合气体。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等离子体为氧气和溴化氢的混合气体。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等离子体对光刻胶的蚀刻速率为
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等离子体对光刻胶与所述待蚀刻层的选择比至少为20:1。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等离子体将光刻胶残留物氧化分解为水蒸汽、一氧化碳和二氧化碳。
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