[发明专利]显影均匀性调试方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种显影均匀性调试方法，尤其涉及一种应用于半导体集成电路光刻工艺中的显影均匀性调试方法。

【背景技术】

显影(developing)是半导体集成电路光刻过程中的一项基本工艺，就是使用弱碱性溶液将圆片上曝光后不需要的光刻胶去除，只在圆片上留下需要的条、孔等电路图形。显影后形成的线宽分辨率、图形线宽均匀性、颗粒和缺陷、显影成本和时间等是评价显影工艺的重要要素。

光刻工艺中线宽均匀性对集成电路最终产品的电性参数和成品率有极大的影响，因此控制光刻显影线宽均匀性是光刻日常工作的一项主要内容，尤其是新安装的设备，显影均匀性只有调整控制到规范之内，设备才可以交付生产。

线宽均匀性是通过扫描电镜测试线宽，然后根据测试结果调整显影程序或者对设备硬件进行调整。扫描电镜测试线宽，需要占用大量扫描电镜机时，耗费时间也较长。因此在实际生产线上采用这种方式判断线宽均匀性的效率低下，同时扫描电镜也是生产中的关键设备，长时间用于非生产测试，会影响大生产流通。

在一般的正常的集成电路生产中，只有关键光刻层次的线宽才进行在线测试监控，对于一个典型0.18微米工艺的8英寸圆片，一般测试5-9个不同位置的1-3种线宽结构，所以每片圆片的测试点数为5-27个。当设备发生异常或显影程序进行优化时，通常需要测试整片圆片的线宽，根据结果再调试显影程序或设备，然后再曝光验证线宽均匀性，如果不符合规范还需要再次测试，重复几次直到显影均匀性满足规范，其流程如图1所示。

对于8英寸和12英寸圆片，当取光刻版上最大图形尺寸曝光时，圆片上需测量的点数分别为50和90多个，而生产线上典型显影设备的显影腔体一般都为4个，因此需要大量的扫描电镜机时。如果需多次调整设备/显影程序等，很多时间将浪费在等待测试结果。

鉴于上述问题，确有必要提供一种简易的快速判断显影均匀性的方法，当判断显影均匀性符合规范时，再用扫描电镜测试验证。

【发明内容】

本发明所解决的技术问题在于提供一种显影均匀性调试方法，其可简易、快速地判断显影均匀性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种显影均匀性调试方法，至少包括如下步骤：片内线宽均匀性异常或新设备调试、设备或显影程序调整、涂胶阀值能量曝光显影、聚光灯下宏观判断显影均匀性、涂胶线宽曝光显影及扫描电镜测试圆片线宽，其中，若聚光灯下宏观判断显影均匀性时发现显影均匀性不满足要求，则返回重新进行设备或显影程序调整。

进一步地，在所述扫描电镜测试圆片线宽时，若发现圆片线宽均匀性不满足规范，则返回重新进行设备或显影程序调整。

进一步地，涂胶阀值能量曝光显影时，先进行阈值能量测试，求得特定厚度的特定光刻胶的阈值能量。

进一步地，选用一固定的比阈值能量略小的能量对圆片进行曝光显影。

进一步地，所述涂胶阀值能量曝光显影后，是根据圆片衬底上残留光刻胶的厚度不同所引起的颜色变化来判断显影是否均匀。

进一步地，涂胶阀值能量曝光显影时选用衬底干净的圆片，且圆片内光刻胶厚度的差异小于3纳米。

进一步地，光刻胶包括正性光刻胶和负性光刻胶。

进一步地，所述涂胶线宽曝光显影时采用光刻板曝光图形。

相较于现有技术，本发明所述的显影均匀性调试方法根据涂胶阀值能量曝光显影后圆片各处衬底的颜色差异来判断圆片上残留的光刻胶厚度是否一致，进而判定圆片内的显影均匀性是否一致，使得显影均匀性的调试方法更为简单、快速及方便。

【附图说明】

图1为现有技术中的显影均匀性调试方法。

图2为本发明所述的显影均匀性调试方法。

图3为本发明所述的圆片曝光后形成的图像。

图4为本发明所述的聚光灯下圆片内光刻胶分布的示意图。

图5为本发明所述的显影均匀时圆片表面的示意图。

图6为本发明所述的显影均匀性异常时圆片表面的示意图。

图7为本发明所述的间隔曝光时圆片表面的示意图。

【具体实施方式】

请参阅图2至图7所示，本发明提供一种显影均匀性调试方法，用于对光刻显影后圆片上的显影均匀性进行调试，其包括如下流程：开始、片内线宽均匀性异常或新设备调试、设备/显影程序等调整、涂胶曝光(E0)显影、聚光灯下宏观判断显影均匀性、判断显影均匀性是否可以接受、涂胶曝光(线宽)显影、扫描电镜测试正片圆片线宽、判断线宽均匀性是否在线宽范围内、结束。