CN109828438A - 监控光刻机的涂布平台平整度的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种监控光刻机的涂布平台平整度的方法，包括以下步骤：步骤一，在硅片表面涂布光阻；步骤二，在光阻表面涂布顶部抗反射涂层；步骤三，用暗场缺陷检测机台进行缺陷检测，记录缺陷值，通过判断缺陷值颗粒是否超过预设范围内来确定硅片表面涂层的平整度是否有异常。本发明建立监控的机制对硅片表面涂层平整度进行实时监控，防止因为硅片表面涂层异常而造成光阻涂布不均匀，从而减小对产品的影响。

Description

监控光刻机的涂布平台平整度的方法
技术领域
本申请涉及半导体集成电路领域，特别是涉及一种监控光刻机的涂布平台平整度的方法。
背景技术
随着半导体技术的进一步发展，晶圆制造过程中对光刻机的要求也越来越高。激光优异的特性,如极好的单色性、准直性和相干性以及能量分布集中并可调等，使其恰好能够满足半导体技术快速发展的需要。准分子激光是激光家族中较为特殊的一员，其远紫外波段的波长保证了较高的光刻分辨率。作为光学光刻工艺，准分子激光光刻是当前半导体制造中主流的光刻技术，该技术虽已产业化，但尚有诸多问题需要进一步探讨和研究。用于光刻的激光源主要有波长为248nm的KrF准分子激光。248nm的KrF光源是利用 F2和Kr气体电离后产生的激光。
顶部抗反射涂层(Top Anti-Reflection Coating,TARC)是涂覆在光刻胶顶部的，完全依赖光学相消干涉(Destructive Interference)来控制光刻胶表面的反射。TARC 属于静态涂布，使用喷嘴喷涂TARC在晶圆表面，在晶圆中心形成水膜。如果光刻机光刻机在涂布TARC时晶圆载物台的平整度存在偏差，水膜甩开的时候就会出现偏心旋转现象，影响TARC涂布的均匀性，从而也会影响后续的曝光步骤造成图形尺寸无法控制在相应的标准内。
目前检查顶部抗反射涂层(Top Anti-Reflection Coating：TARC)涂布平台平整度(Coating stage leveling)的方法是需要将机台停下来利用专门的仪器对光刻机晶圆载物台(stage)进行测量，这样既浪费机台时间影响产能，也不能实时的对光刻机晶圆载物台(stage)进行监控。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是，提供一种便捷的方法，来确定光刻机的涂布平台的平整度是否有异常。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种监控光刻机的涂布平台平整度的方法，包括以下步骤：步骤一，在硅片表面涂布光阻；步骤二，在光阻表面涂布顶部抗反射涂层；步骤三，用暗场缺陷检测机台进行缺陷检测，记录缺陷值，通过判断缺陷值颗粒是否超过预设范围内来确定硅片表面涂层的平整度是否有异常。
优选地，还包括步骤四，去除硅片表面的光阻和顶部抗反射涂层。
优选地，所述步骤一中在硅片表面涂布光阻的厚度为2800nm-30000nm。
优选地，所述步骤二中涂布顶部抗反射涂层的厚度为8nm-10nm。
优选地，所述步骤三中缺陷检测机台为KLA Tencer的SP2或SP3型检测机。
优选地，所述缺陷值颗粒范围为10颗以内。
优选地，所述步骤三之前还包括利用特殊图形的光罩曝光显影形成图形的步骤。
优选地，所述特殊图形包括多个图形单元，每个图形单元之间间隔距离相等。
优选地，所述图形单元为正方形。
附图说明
图1为本发明的监控光刻机的涂布平台平整度的方法光阻和TARC涂布后示意图；
图2为本发明的监控光刻机的涂布平台平整度的方法特殊图形电子扫描显微镜照片；
图3为本发明的监控光刻机的涂布平台平整度的方法特殊图形曝光显影之后示意图；
图4为本发明的监控光刻机的涂布平台平整度的方法特殊图形异常电子扫描显微镜照片。
图5为本发明的监控光刻机的涂布平台平整度的方法特殊图形异常电子扫描显微镜照片。
附图标记说明
1 顶部抗反射涂层 2 光阻层
3 硅衬底 4 特殊图形
具体实施方式
下文公开了本发明的具体实施例；但是，应该理解的是，公开的实施例仅为本发明的示例，它们可以采用各种形式实施。因此，在此所公开的具体结构和功能细节不应解释为具有限制性。进一步地，本文中使用的名词和术语不是限制性的；而是提供对本发明的可理解描述。相信通过结合附图来考虑以下描述将能更好地理解本发明，其中相同参考数字代表相同的含义。这些附图不是按比例绘制。
实施例一
如图1所示，本发明的监控光刻机的涂布平台平整度的方法，包括以下步骤：
步骤一，在硅片表面涂布光阻。
在旋涂光阻时，首先将在晶圆的中心喷涂光阻，然后以一定的转速旋转晶圆，从而在晶圆表面建立薄、均匀并且没有缺陷的光阻膜。曝光是通过曝光灯或者其它辐射源将图形转移到光阻膜上。光阻的厚度不同，曝光时光阻的反射率也就不同，从而影响到光刻分辨率，最终影响光刻工艺形成的图形尺寸。光阻太厚对显影有影响，不容易显透，容易残留。而太薄又容易过度显影。本实施例中，硅片表面涂布光阻的较佳厚度为 2800nm-30000nm。
步骤二，在光阻表面涂布顶部抗反射涂层。
顶部抗反射涂层(Top Anti-Reflection Coating,TARC)是涂覆在光刻胶顶部的，完全依赖光学相消干涉(Destructive Interference)来控制光刻胶表面的反射，也只能控制光刻胶表面的反射率，对光刻胶/衬底界面处的反射无法抑制。
涂布顶部抗反射涂层的较佳厚度为8nm-10nm。
涂布顶部抗反射涂层之后的硅片示意图如图2所示。
步骤三，用暗场缺陷检测机台进行缺陷检测，记录缺陷值，通过判断缺陷值颗粒是否超过预设范围内来确定硅片表面涂层的平整度是否有异常。所述缺陷检测机台为KLATencer的SP2或SP3型检测机。所述缺陷值颗粒范围为10颗以内。
实施例二
本发明的监控光刻机的涂布平台平整度的方法实施例二可以包括以下步骤：
步骤一，在硅片表面涂布光阻。
步骤二，在光阻表面涂布顶部抗反射涂层。
步骤三，用暗场缺陷检测机台进行缺陷检测，记录缺陷值，通过判断缺陷值颗粒是否超过预设范围内来确定硅片表面涂层的平整度是否有异常。
步骤四，去除硅片表面的光阻。
去除光阻时可以使用湿法去除，主要是利用有机溶液对光阻进行结构性的破坏，使光阻溶于有机溶液中，已达成去光阻之目的。以这种方法进行光阻去除的溶剂，主要有丙酮(Acetoone)及芳香族(phenol base)有机溶液等。另一种无机(Inorganic)溶液的去光阻方式，其原理则和有机溶液之原理不同，因为光阻本身也是有机物，主要也是由碳和氢等元素等所构成之化合物(Compounds)。因此可以利用一些无机溶液，如硫酸(H2SO4)和双氧水(H2O2),把光阻之碳元素，以双氧水将其氧化为二氧化碳(CO2)，氢元素则由硫酸施以去水(Dehydration),如此则可把光阻从晶圆表面上去除。值得一提的是无机溶液会攻击金属铝，因此去除金属铝的光阻，一定要用有机溶液去除。
实施例三
本发明的监控光刻机的涂布平台平整度的方法实施例三可以包括以下步骤：
步骤一，在硅片表面涂布光阻。
步骤二，在光阻表面涂布顶部抗反射涂层，并利用特殊图形的光罩曝光显影形成图形。
在实际的生产过程中我们发现一些特殊图形对TRAC Chuck平整度特别敏感，在TRAC Chuck平整度发生变化时会产生特殊的缺陷，通过缺陷数量的变化可以实时监控平整度的状态。
如图3所示，本实施例中，所述特殊图形包括多个图形单元，每个图形单元之间间隔距离相等。所述图形单元为正方形。
利用特殊图形的光罩曝光显影形成图形之后的硅片侧视图如图4所示。图5示出了特殊图形异常电子扫描显微镜照片。
步骤三，用暗场缺陷检测机台进行缺陷检测，记录缺陷值，通过判断缺陷值颗粒是否超过预设范围内来确定硅片表面涂层的平整度是否有异常。
步骤四，去除硅片表面的光阻。
本发明建立监控(monitor)的机制对KRF光刻机TRAC Chuck平整度进行实时监控，防止因为TRAC Chuck平整度异常而造成光阻涂布不均匀，从而减小对产品的影响。
此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
同时，本发明并不限于此处描述的特定的方法。此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例，而不是用来限制本发明的范围。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。因此，词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义。

Claims (9)

1.一种监控光刻机的涂布平台平整度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，在硅片表面涂布光阻；
步骤二，在光阻表面涂布顶部抗反射涂层；
步骤三，用暗场缺陷检测机台进行缺陷检测，记录缺陷值，通过判断缺陷值颗粒是否超过预设范围内来确定硅片表面涂层的平整度是否有异常。
2.如权利要求1所述的监控光刻机的涂布平台平整度的方法，其特征在于，还包括步骤四，去除硅片表面的光阻和顶部抗反射涂层。
3.如权利要求1所述的光刻机的涂布平台平整度的方法，其特征在于，所述步骤一中在硅片表面涂布光阻的厚度为2800nm-30000nm。
4.如权利要求1所述的光刻机的涂布平台平整度的方法，其特征在于，所述步骤二中涂布顶部抗反射涂层的厚度为8nm-10nm。
5.如权利要求1所述的光刻机的涂布平台平整度的方法，其特征在于，所述步骤三中缺陷检测机台为KLA Tencer的SP2或SP3型检测机。
6.如权利要求1所述的光刻机的涂布平台整度的方法，其特征在于，所述缺陷值颗粒范围为10颗以内。
7.如权利要求1所述的光刻机的涂布平台平整度的方法，其特征在于，所述步骤三之前还包括利用特殊图形的光罩曝光显影形成图形的步骤。
8.如权利要求7所述的光刻机的涂布平台平整度的方法，其特征在于，所述特殊图形包括多个图形单元，每个图形单元之间间隔距离相等。
9.如权利要求8所述的光刻机的涂布平台平整度的方法，其特征在于，所述图形单元为正方形。
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