CN110597021B - 浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，确定晶圆表面残水缺陷的位置分布；根据晶圆表面残水缺陷的位置分布在相对应的曝光单元中设置虚拟曝光单元，通过虚拟曝光单元改变曝光路径，将浸没头携带的超纯水与晶圆表面的残水相接触，去除晶圆表面的残水。本发明能够去除晶圆表面的残水，降低了残水缺陷产生的概率，消除了晶圆表面残水缺陷对光刻质量造成的影响，保证了晶圆光刻质量，提高了半导体器件的良率。

Description

浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法。
背景技术
光刻作为的半导体集成电路芯片关键工艺。在光刻工艺中，随着特征尺寸的不断缩小，缺陷对器件良率的影响越来越明显。浸没式光刻技术应用到大规模半导体集成电路芯片的生产制造，缺陷问题一直是无法规避的。一般来说，未进行优化的193nm浸没式光刻技术过程中产生晶圆表面缺陷的概率比非浸没式光刻过程高4～20％。这主要是由于除了非浸没式光刻引入的缺陷之外，例如涂胶显影过程中的引入的缺陷等，还在浸没式光刻工艺所特有的缺陷，比如在曝光过程中产生的残水缺陷。在曝光过程中，浸没式曝光头携带超纯水的快速移动在晶圆表面留存有残水。由于残水产生的气泡会形成微小透镜在曝光过程中使激光光源的光路发生偏折，导致转印的图形发生扭曲变形，从而影响光刻质量及半导体器件的良率。因此，如何处理残水缺陷成为本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供了一种浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，以解决晶圆表面残水缺陷影响光刻质量的问题。
为达到上述目的，本发明提供一种浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，确定晶圆表面残水缺陷的位置分布；根据晶圆表面残水缺陷的位置分布在相对应的曝光单元中设置虚拟曝光单元，通过虚拟曝光单元改变曝光路径，将浸没头携带的超纯水与晶圆表面的残水相接触，去除晶圆表面的残水。
进一步的，本发明提供的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，根据明场缺陷扫描分析方法，确定晶圆表面残水缺陷的位置分布。
进一步的，本发明提供的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，所述根据明场缺陷扫描分析方法确定晶圆表面残水缺陷的位置分布的方法包括：采用浸没式光刻工艺批量曝光某一产品的晶圆，形成特定的图形；对曝光后的晶圆进行线宽尺寸及套刻精度的检测，确保曝光图形符合规格；检测完成之后，对晶圆进行明场缺陷扫描，并对其缺陷类型进行分类，对产生的和曝光过程相关的残水缺陷进行分类叠图，以确定晶圆表面残水缺陷的位置分布。
进一步的，本发明提供的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，所述晶圆表面残水缺陷的位置分布为一处或者多处。
进一步的，本发明提供的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，在晶圆表面残水缺陷的位置分布为多处时，逐一在相应的残水缺陷处对应的曝光单元中设置虚拟曝光单元，以去除晶圆表面多处的残水。
进一步的，本发明提供的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，在晶圆表面残水缺陷的位置分布为多处时，同时在相应的残水缺处对应的曝光单元中设置多个虚拟曝光单元，以去除晶圆表面的多处残水。
进一步的，本发明提供的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，在去除晶圆表面的残水之后，通过曝光单元对相同特定图形的批量晶圆进行光刻，以确定晶圆表面残水缺陷的发生概率。
进一步的，本发明提供的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，根据晶圆表面残水缺陷的发生概率确认在后续曝光过程中是否增加虚拟曝光单元。
与现有技术相比，本发明提供的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，通过增加虚拟曝光单元改变曝光路径，从而实现将晶圆表面的残水通过浸没头移动时携带的超纯水带走，从而去除晶圆表面的残水，降低了残水缺陷产生的概率，消除了晶圆表面残水缺陷对光刻质量造成的影响，保证了晶圆光刻质量，提高了半导体器件的良率。
附图说明
图1是本发明实施例一的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法的流程图；
图2是增加虚拟曝光单元前后曝光路径的对比图；
图3是晶圆表面残水缺陷的改善前后的晶圆缺陷对比图；
图4是增加虚拟曝光单元前后晶圆表面发生残水概率的对比图；
图5是本发明实施例二的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述：
图1是本发明实施例一的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法的流程图。请参考图1，本发明实施例一提供一种浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，包括：
步骤101，确定晶圆表面残水缺陷的位置分布；
步骤102，根据晶圆表面残水缺陷的位置分布在相对应的曝光单元中设置虚拟曝光单元，通过虚拟曝光单元改变曝光路径，将浸没头携带的超纯水与晶圆表面的残水相接触，去除晶圆表面的残水。
本发明实施例一提供的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，通过增加虚拟曝光单元改变曝光路径，从而实现将晶圆表面的残水通过浸没头移动时携带的超纯水带走，从而去除晶圆表面的残水，降低了残水缺陷产生的概率，消除了晶圆表面残水缺陷对光刻造成的影响，保证了晶圆光刻质量，提高了半导体器件的良率。通过晶圆表面残水缺陷的位置分布确定所述虚拟曝光单元设置于曝光单元中的位置，从而将晶圆表面的残水准确地去除。
图2是增加虚拟曝光单元前后曝光路径的对比图。请参考图2，其中图2中左侧(a)图为未增加虚拟曝光单元的局部曝光路径为位置1-2-3。其中图2中右侧(b)图为增加虚拟曝光单元后的局部曝光路径为位置1-2-3-4-5，其中图2中右侧(b)图的局部曝光路径位置1-4-5等于图2中左侧(a)图中未增加虚拟曝光路径的位置1-2-3，而图2中右侧(b)图的曝光路径为位置2-3为虚拟曝光单元产生的曝光路径，通过对比可知，增加虚拟曝光单元之后，改变了原曝光路径，从而通过浸没头携带的超纯水与晶圆表面的残水相接触，将晶圆表面的残水带走，使晶圆表面的残水能够去除。图3是晶圆表面残水缺陷的改善前后的晶圆缺陷对比图。请参考图3，晶圆A为晶圆表面残水缺陷改善之前对晶圆光刻后其表面缺陷示意图；其中晶圆中的右下角明显具有两处缺陷，从而导致良率降低。而晶圆B为在晶圆表面残水缺陷改善之后对晶圆光刻后其表面缺陷示意图。其晶圆经光刻后不再产生由于残水缺陷而导致的影响光刻良率的情况。
为了能够得到晶圆表面残水缺陷的准确位置，本发明实施例一提供的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，根据明场缺陷扫描分析方法，确定晶圆表面残水缺陷的位置分布。其中晶圆表面残水缺陷的位置分布，可以是晶圆表面残水缺陷较多的位置，也可以是晶圆表面残水缺陷的主要位置。晶圆表面残水缺陷的位置可以是一处，也可以是多处。在晶圆表面残水缺陷的位置分布为多处时，可以逐一在相应的残水缺陷处对应的曝光单元中设置虚拟曝光单元，以去除晶圆表面的多处残水。也可以同时在相应的残水缺处对应的曝光单元中设置多个虚拟曝光单元，以去除晶圆表面的多处残水。逐一去除晶圆表面的多处残水，能够使晶圆表面的残水去除的更加干净、彻底。增加多个虚拟曝光单元同时去除晶圆表面的多处残水，能够提高晶圆表面残水的去除效率。
图4是增加虚拟曝光单元前后晶圆表面发生残水概率的对比图。请参考图4，本发明实施例一提供的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，在去除晶圆表面的残水之后，通过曝光单元对相同特定图形的批量晶圆进行光刻，以确定晶圆表面残水缺陷的发生概率。通过图4的晶圆A的概率柱形图可知，未增加虚拟曝光单元之前，晶圆A表面残水的发生概率为0.53。通过图4的晶圆B可知，增加虚拟曝光单元之后，晶圆B表面残水的发生概率为0。从而消除了晶圆表面残水缺陷。避免了晶圆表面残水缺陷对晶圆光刻质量造成的影响。根据晶圆表面残水缺陷的发生概率确认在后续曝光过程中是否增加虚拟曝光单元。
图5是本发明实施例二的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法的流程图。请参考图5，本发明实施例二是在上述实施例一的基础上改进的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，包括：
步骤201，根据设计要求采用浸没式光刻工艺批量曝光某一产品晶圆，形成特定的图形。
步骤202，对曝光后的晶圆进行线宽尺寸及套刻精度的检测，确保曝光图形符合规格。
步骤203，检测完成之后，对晶圆进行明场缺陷扫描，并对其缺陷类型进行分类，对产生的和曝光过程相关的残水缺陷进行分类叠图，以确定晶圆表面残水缺陷的位置分布。特别是主要的残水缺陷在晶圆表面的位置分布。可以将主要的残水缺陷在晶圆表面的位置分布视为残水缺陷在晶圆的位置分布。
步骤204，通过晶圆表面残水缺陷的位置分布，确定残水缺陷所在的曝光单元，通过对曝光路径进行分析。
步骤205，在曝光单元中修改部分曝光单元，增加虚拟曝光单元，通过改变曝光路径，将留存在晶圆表面的残水带走。以达到去除晶圆表面残水缺陷的目的。
步骤206，修改曝光程式之后对此产品晶圆批量曝光，确定残水缺陷的产生概率。
本发明实施例二与实施例一的区别在于增加了步骤201和步骤202，即增加了明场缺陷扫描分析方法的前提条件。以及细化了步骤203中明场缺陷扫描分析方法的具体步骤，以确定残水缺陷在晶圆的位置分布。
本发明能够提出通过收集单一产品批量晶圆明场缺陷数据确定残水缺陷分布的晶圆曝光单元。通过增加虚拟曝光单元实现曝光路径的改变，通过晶圆表面残水与浸没头携带的超纯水接触，实现了晶圆表面残水缺陷的去除。降低或者消除了曝光过程中形成的残水缺陷对光刻质量的影响。
本发明不限于上述具体实施方式，凡在本发明的权利要求书内所作出的各种变化和润饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，其特征在于，确定晶圆表面残水缺陷的位置分布；根据晶圆表面残水缺陷的位置分布在相对应的曝光单元中设置虚拟曝光单元，通过虚拟曝光单元改变曝光路径，将浸没头携带的超纯水与晶圆表面的残水相接触，去除晶圆表面的残水。
2.如权利要求1所述的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，其特征在于，根据明场缺陷扫描分析方法，确定晶圆表面残水缺陷的位置分布。
3.如权利要求2所述的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，其特征在于，所述根据明场缺陷扫描分析方法确定晶圆表面残水缺陷的位置分布的方法包括：
采用浸没式光刻工艺批量曝光某一产品的晶圆，形成特定的图形；
对曝光后的晶圆进行线宽尺寸及套刻精度的检测，确保曝光图形符合规格；
检测完成之后，对晶圆进行明场缺陷扫描，并对其缺陷类型进行分类，对产生的和曝光过程相关的残水缺陷进行分类叠图，以确定晶圆表面残水缺陷的位置分布。
4.如权利要求1所述的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，其特征在于，所述晶圆表面残水缺陷的位置分布为一处或者多处。
5.如权利要求4所述的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，其特征在于，在晶圆表面残水缺陷的位置分布为多处时，逐一在相应的残水缺陷处对应的曝光单元中设置虚拟曝光单元，以去除晶圆表面多处的残水。
6.如权利要求5所述的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，其特征在于，在晶圆表面残水缺陷的位置分布为多处时，同时在相应的残水缺处对应的曝光单元中设置多个虚拟曝光单元，以去除晶圆表面的多处残水。
7.如权利要求1所述的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，其特征在于，在去除晶圆表面的残水之后，通过曝光单元对相同光刻图形的批量晶圆进行后续光刻，以确定晶圆表面残水缺陷的发生概率。
8.如权利要求7所述的浸没式光刻工艺中晶圆表面残水缺陷的改善方法，其特征在于，根据晶圆表面残水缺陷的发生概率确认在后续曝光过程中是否增加虚拟曝光单元。
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