[发明专利]制作光刻胶厚度与关键尺寸关系曲线的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术，尤其涉及一种制作光刻胶厚度与关键尺寸关系曲线的方法。

背景技术

半导体行业总是期望获得集成度更高的集成电路产品，为提高集成电路的集成度，就要不断缩小关键尺寸CD。

在晶圆上制作电学元件、电学线路离不开光刻技术。光刻技术利用紫外光将掩模版上的电路结构图案复制到晶圆表面上的光刻胶上，再通过光刻显影将光刻胶中的电路结构图案显现出来，然后用化学刻蚀工艺把电路结构图案成像在光刻胶下面的晶圆上，由此可见，成像到晶圆上的电路结构的关键尺寸CD的大小与光刻技术密切相关。

涂在晶圆表面上的光刻胶的厚度影响关键尺寸CD的大小，要获得某一大小的关键尺寸CD需要在晶圆表面上涂上恰当厚度的光刻胶，另外，受涂胶工艺条件的限制，涂在晶圆表面上的光刻胶的厚度要兼顾光刻胶质量和关键尺寸大小，因此，在半导体制造业中，先制作光刻胶厚度与关键尺寸的关系曲线，再由该关系曲线决定最终光刻胶的厚度。

现有技术中制作光刻胶厚度与关键尺寸关系曲线的方法是：

如图1所示，在多个测试片(monitor wafer)1a、1b、1c、......、1n的表面上分别涂上厚度不同的光刻胶，即对同一个测试片而言，其表面上涂覆的光刻胶的厚度均一，对不同的测试片而言，表面上的光刻胶的厚度不同，这些测试片用于测量光刻胶的厚度；

使用设有测量光刻胶厚度图案的掩模版30对每个测试片进行曝光，该掩模版30除一矩形掩蔽区(film box)31外，其他区域为透明区，如图2所示；通过显影去除格子形掩蔽区外的光刻胶；测量每个测试片表面上的格子形光刻胶的厚度就得到涂覆在每个测试片表面上的光刻胶的厚度THK1、THK2、THK3、......、THKn，其中，THK1表示第一个测试片表面上的光刻胶的厚度，THK2表示第二个测试片表面上的光刻胶的厚度，THK3表示第三个测试片表面上的光刻胶的厚度，以此类推，THKn表示第n个测试片表面上的光刻胶的厚度；

在相同工艺条件下，在多个生产晶圆(production wafer)2a、2b、2c、......、2n的表面上分别涂上厚度不同的光刻胶，一个生产晶圆与一个测试片对应，即一个生产晶圆上的光刻胶的厚度有一个测试片上的光刻胶的厚度与之相同，对同一个生产晶圆而言，其表面上涂覆的光刻胶的厚度均一，对不同的生产晶圆而言，表面上的光刻胶的厚度不同，这些生产晶圆用于测量关键尺寸CD的大小；

使用设有测量关键尺寸大小度图案的掩模版40对每个生产晶圆进行曝光，该掩模版40除条形组掩蔽区(CD bar)41外，其他区域为透明区，如图3所示；通过显影去除条形组掩蔽区外的光刻胶；测量每个生产晶圆表面上的条形光刻胶之间的宽度就得到对应光刻胶厚度下能够获得的关键尺寸的大小；

根据测量获得的光刻胶厚度及对应厚度下的关键尺寸的大小就可制作光刻胶厚度与关键尺寸的关系曲线，如图4所示。

现有技术中需要使用多个测试片和生产晶圆才能获得光刻胶厚度与关键尺寸的关系曲线，成本高、花费的工艺时间长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制作光刻胶厚度与关键尺寸关系曲线的方法，只需使用一个晶圆就能获得光刻胶厚度与关键尺寸的关系曲线，成本低、且节约时间。

为了达到上述的目的，本发明提供一种制作光刻胶厚度与关键尺寸关系曲线的方法，包括以下步骤：在一个晶圆的表面上涂上厚度不均匀的光刻胶；将涂覆有光刻胶的晶圆表面划分成多个区域，同一区域内，光刻胶的厚度相同；对所述晶圆表面的各个区域进行逐个曝光，将掩模版上的图案逐个复制到所述各个区域的光刻胶上；通过显影，在所述晶圆的表面上显现出测量光刻胶厚度及测量关键尺寸大小的图案；测量所述晶圆表面各个区域的光刻胶厚度及对应厚度下的关键尺寸的大小，制作光刻胶厚度与关键尺寸的关系曲线。

上述制作光刻胶厚度与关键尺寸关系曲线的方法，其中，涂光刻胶时，所述晶圆的旋转速度为2000rpm～2500rpm。

上述制作光刻胶厚度与关键尺寸关系曲线的方法，其中，所述晶圆表面上的光刻胶的厚度由中央向边缘逐渐变薄。

上述制作光刻胶厚度与关键尺寸关系曲线的方法，其中，将所述晶圆表面划分成多个矩形区域。

上述制作光刻胶厚度与关键尺寸关系曲线的方法，其中，所述掩模版设有测量光刻胶厚度的图案及测量关键尺寸大小的图案。

上述制作光刻胶厚度与关键尺寸关系曲线的方法，其中，所述测量光刻胶厚度的图案为矩形掩蔽区。

上述制作光刻胶厚度与关键尺寸关系曲线的方法，其中，所述测量关键尺寸大小的图案为条形组掩蔽区。