[發明專利]光刻方法

有效

• 申請號: 201611191926.9
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN108227389B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 裴明俊
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司;中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 高偉;張建

本發明提供一種光刻方法，其包括：提供半導體晶圓，在所述半導體晶圓上形成光刻膠層，并對所述光刻膠層進行曝光、顯影，以圖形化所述光刻膠層；對圖形化的所述光刻膠層進行測量，以獲得各區域的關鍵尺寸；判斷各區域關鍵尺寸差異對后續工藝影響的大小，以確定是否對部分區域進行光照處理，其中，如果各區域關鍵尺寸差異對后續工藝的影響大，則基于均勻性要求對部分區域進行光照處理，以使所述部分區域的光刻膠層收縮；如果各區域關鍵尺寸差異對后續工藝影響小，則直接進行后續工藝。該光刻方法可以提高晶圓關鍵尺寸的均勻性，并且成本較低。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體而言涉及一種提高關鍵尺寸均勻性的光刻方法。

背景技術

光刻、刻蝕工藝是半導體器件制作中常用的工藝，在光刻和刻蝕中獲得良好的關鍵尺寸(CD)均勻性對半導體器件的性能以及良率都有很大作用。然而，在實際工藝中，由于各種原因關鍵尺寸均勻性不夠好。例如，在刻蝕過程中，晶圓邊緣區域與晶圓中心區域的蝕刻速率通常是有差異的，由此經常導致晶圓上各膜層或器件層的關鍵尺寸均勻性變差。另外，由于在光刻制程中，前層制程導致的晶圓表面形貌的不平整，也是關鍵尺寸均勻性差的主要原因。再次，由于晶圓上同一芯片(chip)各處的圖案疏密程度不同，也會引起局部的圖形線寬變化不同等等。

隨著半導體技術的發展，關鍵尺寸越來越小，關鍵尺寸均勻性對期間性能和良率的影響越來越大。例如，對于Flash(快閃)存儲器隨著容量的不斷加大，存儲單元的尺寸變得越來越小，存儲單元中浮柵、選擇柵和控制柵的尺寸或他們之間的間隔尺寸遠小于產品中的邏輯器件的柵極尺寸，因此對存儲單元關鍵尺寸均勻性的要求尤其高，這是因為關鍵尺寸的均勻性直接影響到晶元的良率高低，晶圓邊緣的良率損失是flash產品普遍存在的現象。

目前，為了提高針對關鍵尺寸的均勻性，主要采用兩種方法，一種是在光刻后對關鍵尺寸進行測量，如果發現有大的異常，則將光阻去除重新進行光刻，雖然這種方法可以在一定程度上提高關鍵尺寸的均勻性，但是其不能結合前后道工藝的影響以及光刻的結果進行及時修正，因而均勻性改善效果不明顯，并且成本較高。另一種是針對晶圓中心區域與晶圓邊緣區域的差異在光刻時就進行能量補償(CEE)，雖然這種方法可以在一定程度上提高關鍵尺寸的均勻性，但效果并非很理想，比如一旦光刻過后發現較大差異，則只能重做，不僅提高了原料成本，還浪費了產能。

因此，有必要提出一種新的光刻方法，以克服上述問題。

發明內容

在發明內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發明的發明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。

針對現有技術的不足，本發明提出一種光刻方法，其可以提高晶圓關鍵尺寸的均勻性，并且成本較低。

本發明第一方面提供一種光刻方法，包括：提供半導體晶圓，在所述半導體晶圓上形成光刻膠層，并對所述光刻膠層進行曝光、顯影，以圖形化所述光刻膠層；對圖形化的所述光刻膠層進行測量，以獲得各區域的關鍵尺寸；判斷各區域關鍵尺寸差異對后續工藝影響的大小，以確定是否對部分區域進行光照處理，其中，如果各區域關鍵尺寸差異對后續工藝的影響大，則基于均勻性要求對部分區域進行光照處理，以使所述部分區域的光刻膠層收縮；如果各區域關鍵尺寸差異對后續工藝影響小，則直接進行后續工藝。

示例性地，所述光刻方法還包括：對所述半導體晶圓進行分區。

示例性地，將所述半導體晶圓劃分為晶圓中心區域和晶圓邊緣區域。

示例性地，所述光照處理為紫外光照射處理。

示例性地，所述紫外光的功率密度為600～900W/cm²。

示例性地，在進行所述紫外光照射處理時對所述半導體晶圓進行加熱。