[其他]涂敷光刻膠的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86103644
• 申請日: 1986-06-11
• 公開（公告）號: CN86103644B
• 公開（公告）日: 1988-11-23
• 發(fā)明（設計）人: 伊藤鐵男;田沼正之;込義之;門田和也;小林一成
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: G03F7/16
• 分類號: G03F7/16;H01L21/312
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利代理部
• 代理人: 李勇

本發(fā)明涉及一種涂敷光刻膠的方法，特別涉及用于生產(chǎn)在顯影圖形尺寸方面允許有很小差異的高集成電路元件工藝所采用的涂敷光刻膠的方法。

一種涂敷光刻膠的方法已經(jīng)在日本專利公開號為155925/1984中公開。根據(jù)這種方法，在涂敷光刻膠之前先進行光敏反應。然而它并沒有提到有關光刻膠膜的理想厚度問題，還有，日本專利公開號為155930/1984，155927/1984和155921/1984中公開了有關形成完好的圖形而涂敷光刻膠的方法，但是都沒有能指出如何使光刻膠膜的厚度最佳化。

本發(fā)明的目的是提供一種涂敷光刻膠的方法，它能增加高集成電路元件的生產(chǎn)量而同時降低在硅片上形成的元件顯影尺寸的差異。

如果光刻膠膜涂敷得過厚，很少的光射入射光刻膠膜內(nèi)，而在顯影之后尺寸產(chǎn)生變化。這稱之為體效應。然而，當使用一個簡縮的投影曝光裝置時（它采用單一波長的光），由于在光刻膠膜中光的干涉，光刻膠表面上的反射率是變化的。因此，干涉使得顯影圖形的尺寸隨著膜的厚度增加按正弦曲線而脈動變化。在這種情況下，顯影圖形尺寸的差異可通過將光刻膠膜的厚度設置到某一個值的辦法來減小。這個值與一個脈動的極值（代表了顯影尺寸光刻膠膜厚之間的依賴關系的曲線的斜率等于零的部位）相應。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案光刻膠的顯影尺寸與光刻膠的膜厚的依賴關系;

圖2是光刻膠的剖面圖;

圖3說明了掩膜圖形投影到光刻膠上的圖形;

圖4是用于解釋顯影尺寸中差異的分布圖;

圖5示出了光刻膠顯影尺寸與旋涂器旋轉數(shù)之間相依關系。

本發(fā)明的實施例將聯(lián)系圖1加以描述。可發(fā)現(xiàn)當光刻膠的膜厚每次增加約10nm時，光刻膠尺寸（即圖2中光刻膠線條6的寬度1r，它應與構成線條4和間隔部位5的掩膜圖形的線寬度1m理想地相等）在顯影后的脈動情況，如圖1中曲線3所示。用于在硅襯底7上形成的光刻膠線條6的工藝將參照圖3描述。首先硅襯底7旋涂上約1μm厚的光刻膠10。然后，用紫外線光源照射包括間隔部位和線條部位的投影圖像的掩膜圖形。在此情況下，光刻膠10上光的強度在其與線條部分相應的位置是弱的，而在與間隔部位相應的位置是強的，如曲線9所示，如果在用紫外線照射之后顯影，與強烈照射的間隔部位5相應的部分的光刻膠熔化。光刻膠在弱照射部位4的地方就不熔化，如圖2所示，留下來的部分形成光刻膠線條6。

這是正性光刻膠，而另一方面，在負性光刻膠情況中，光刻膠線條形成在與間隔部分相應的地方。

一般地，當硅片旋涂約1μm厚度的光刻膠時，膜的厚度變得不均勻，其變動可達200A°左右，因此，在顯影后，光刻膠線條寬度的差異就會形成。正如圖1所證實的那樣，線條寬度的誤差范圍很大地取決于光刻膠膜厚的設定點（光刻膠膜厚差異的中心數(shù)值）。例如，假設光刻膠的膜厚用t₃表示，則膜厚的變化范圍為△t，相應地，顯影圖形變化范圍為△l₃，然而，假如光刻膠的厚度設置到相相應于曲線3的最小值的t₂，則盡管光刻膠膜厚的變化在同樣的范圍△t，而顯影圖形變化范圍卻為△l₂，該值縮小到△l₃的五分之一左右。即便光刻膠的膜厚設置到相應于曲線3上的最大值1的t₁，顯影尺寸變化范圍為△l₁，該值縮小到范圍△l₃的五分之一左右，這里，一般地說△l₃范圍的值為0.3μm。在光刻膠的尺寸接近1μm時這個數(shù)值是不允許的。

這里，設想用于生產(chǎn)半導體元件的光刻工藝，相對于設計尺寸ld，顯影尺寸的所允許的差異變化值是±△l。現(xiàn)假設光刻膠膜厚的設定值錯誤地設置到圖1中的t₃，則顯影圖形的尺寸會增大，而相對于顯影圖形的半導體元件數(shù)目由分布曲線11所代表。這時許多在允許圖形1d±△l之外的元件（12，13所表注的那些）是有缺陷的，然而，當光刻膠膜厚的設定點設置在圖1中的t₁或t₂時，由曲線14所表示的顯影圖形中的差異就變小，有缺陷元件的比例降低到少于10%，正如15和16所表示的分布情況那樣。