[发明专利]一种改善曝光焦距均匀性的方法

说明书

本发明提供一种改善曝光焦距均匀性的方法，提供前层版图、当层版图；确定当层曝光图形区域，根据该曝光图形区域位置确定与其对应的前层版图中图形区域的疏密度为密集图形；利用前层版图在晶圆上形成目标结构并进行当层的光刻胶涂布；量测目标结构中疏密度不同的图形区域上的光刻胶厚度；得到不同光刻胶厚度与疏密度的对应关系；提供与前层版图中密集图形对应的当层的曝光焦距进行当层曝光图形区域的光刻胶曝光；将不同光刻胶厚度与所述疏密度对应关系映射到前层疏密度与当层曝光焦距的对应关系；利用与前层密集图形对应的当层的曝光焦距及前层疏密度与当层曝光焦距的对应关系，得到前层不同疏密度对应的当层的曝光焦距。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种改善曝光焦距均匀性的方法。

背景技术

随着技术节点推进，线宽减小，产品的光刻工艺窗口也大幅减小，这就对光刻提出了巨大的挑战，尤其是光刻工艺窗口减小至100nm以下时，要兼顾所有不同图形的最佳曝光焦距，这就比较容易造成所有图形的共同工艺窗口减小(common window)，较小的工艺窗口难以实现量产，因此需要尽量平衡所有图形的最佳曝光焦距。对于光刻来讲，除图形本身的特性(如pitch)外，其他方面如光刻照明，光刻胶厚度，前层图形都会显著影响焦距(focus)，抛开光刻本身的影响因素外，前层图形会对光刻产生很大的影响，尤其是前层线宽较大的图形和线宽较小的图形所形成的区域会引起上层光刻胶涂覆时的不均匀，主要表现为前层图形稀疏时，光刻胶厚度较薄。如果光刻胶厚度较薄时，光刻的最佳焦距会偏正向，这种前层疏密度不同的图形会引起后层最佳焦距产生差异，从而导致common DOF较小，容易造成图形失焦(defocus)。

目前对于这种由前层loading引起的focus差异一直难以解决，常见的做法是光阻进行两步甚至多步涂覆来尽量减小不同疏密度图形区域的光阻厚度差异。但这种方法局限性很大，不仅对于机台产量(through put)有较大的影响，对于一些光阻难以做到很薄，这也就限制了光阻多次涂覆的应用。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善曝光焦距均匀性的方法，用于解决现有技术中由于图形疏密程度差异导致的曝光失焦的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善曝光焦距均匀性的方法，至少包括：

步骤一、提供前层版图，将所述前层版图中疏密度不同的图形区域分为密集图形、半密集图形、半稀疏图形和稀疏图形；

步骤二、提供当层版图，确定当层的曝光图形区域，根据该曝光图形区域的位置确定与其对应的前层版图中图形区域的疏密度为密集图形；

步骤三、利用所述前层版图在晶圆上形成目标结构；

步骤四、在所述目标结构上进行当层的光刻胶涂布；

步骤五、对所述晶圆进行切片，量测所述目标结构中疏密度不同的图形区域上的所述光刻胶厚度；得到不同光刻胶厚度与所述疏密度的对应关系；

步骤六、提供与所述前层版图中密集图形所对应的当层的曝光焦距，利用该曝光焦距和步骤二中所述当层版图对步骤四中涂布有光刻胶的目标结构进行当层曝光图形区域的光刻胶曝光；

步骤七、将步骤五中得到的不同光刻胶厚度与所述疏密度对应关系映射到前层疏密度与当层曝光焦距的对应关系；

步骤八、利用步骤六中与前层密集图形对应的当层的曝光焦距以及步骤八中的前层疏密度与当层曝光焦距的对应关系，得到前层不同疏密度对应的当层的曝光焦距。

优选地，步骤一中用透光率表征所述疏密程度。

优选地，步骤二中所述曝光图形区域与该曝光图形区域对应的前层版图中的图形区域叠对。

优选地，步骤三中利用所述前层版图对所述晶圆进行光刻和刻蚀，在所述晶圆上形成所述目标结构。