一种改善光刻机对准精度的方法技术

本发明专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种改善光刻机对准精度的方法。本发明专利技术提出一种改善光刻机对准精度的方法，通过在芯片完成光阻旋涂、烘烤工艺后，对准曝光工艺前，于该芯片上旋涂一层水溶性物质，以用来改变光对准工艺中整个介质的折射率，进而利用介质折射率的变化来调节对准光路的光程差，增强对准干涉光的强度，提高对准信号的信噪比，有效提高光刻对准的精度，提高产品的良率，降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及。
技术介绍
随着半导体芯片的集成度不断提高，集成电路设计从晶体管的集成发展到逻辑门的集成，现在又发展到IP的集成，使得芯片的集成度越来越高，而芯片上的电路分布也就越来越密集，相应的就要求芯片制备工艺的精准度越来越高，尤其是对作为半导体制造领域中关键工艺步骤的光刻工艺的要求也愈加苛刻。 现有技术中，进行光刻工艺时，光刻机的对准作业一般是在空气中或光阻中进行，光刻机的对准精度主要是由对准信号的强度决定，对准信号越强，则光刻机的对准精度就越闻。图I是本专利技术
技术介绍
中覆盖有光阻的芯片进行光对准作业时的结构示意图；图2是本专利技术
技术介绍
中对准信号强度(intensity)与对准标记段差(marker depth)之间的关系示意图，横轴表示对准标记段差的值，单位为价，纵轴表示对准信号的比值；如图1-2所示，对准光线I照射到进行光刻工艺的芯片上时穿透光阻2至芯片3的上表面，并被该芯片3的上表面反射，由于光线的最强信号相干发生在光线波长的#处，所以可得公式 4①nd + d'-nd' = |，且d' =xd;其中，λ为对准光的波长，n为光阻折射率，d为对准标记段 4差，X为光阻平坦因子；一般的光阻平坦因子x=0. 5，即d' =0.5d，代入公式①中得到公式(Dd = +1)，当采用的对准光波长λ =632. 8nm,光阻折射率n=l. 65时，由公式②计算可知d=120nm ;即如图2所示，在波长为632. Snm的对准光源下，光阻折射率为I. 65，光阻平坦因子为O. 5，对准标记段差d的值为120nm (O. 12价)时，对准信号强度最强(达到1)，光刻机的对准精度最精准，所以120nm为对准标记段差d的最优值，而在d的最优值两侧的对准标记(mark)段差的值的光信号强度随着原来该最优值而逐渐降低，相应的精度也在对应降低，即与最优值d=120nm之间差值的绝对值越大，则对准标记段差的光信号强度就越低，相应的该点的对准精度也就越低。然而，由于芯片的集成度不断提高，光刻工艺要求精准的对准标记段差的值越来越小，而影响对准标记段差d的各个因素很难进行优化，当需要提高小于对准标记段差的最优值(如图所示最优值d为120nm)以下的精度时，现有光刻工艺就无法提高小于对准标记段差最优值的光信号强度，致使光对准精度的降低，造成产品良率的降低，增大了生产成本。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术揭示了(A newmethod of improving scanner alignment accuracy),主要是通过在进行光对准作业芯片的光阻上旋涂水溶性物质来改变整个介质折射率的工艺。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的，其中，于芯片上旋涂光阻；曝光前烘烤；于所述光阻的上表面旋涂水溶性物质；光刻机激光干涉对准后，进行曝光、烘烤和显影工艺；套刻精度测算。上述的改善光刻机对准精度的方法，其中，所述旋涂水溶性物质后，先进行高温烘烤，再进行光刻机激光干涉对准工艺。上述的改善光刻机对准精度的方法，其中，所述显影工艺后，先进行对准进度结果计算，再进行套刻精度测算。上述的改善光刻机对准精度的方法，其中，所述光刻机为扫描式光刻机或步进式光刻机。上述的改善光刻机对准精度的方法，其中，所述曝光的光源的波长为365nm、248nm或 0_193nm。上述的改善光刻机对准精度的方法，其中，所述干涉对准工艺中的干涉光波长为0_633nm。上述的改善光刻机对准精度的方法，其中，所述水溶性物质为可与光阻匹配的且能溶于显影液的液体。 上述的改善光刻机对准精度的方法，其中，所述水溶性物质包括构成顶部抗反射涂层的材质。上述的改善光刻机对准精度的方法，其中，所述芯片为当层曝光的光阻图形为对准标记的芯片或前层图形为对准标记的芯片。上述的改善光刻机对准精度的方法，其中，当芯片为当层曝光的光阻图形为对准标记的芯片时，在曝光前烘烤工艺后，先依次进行曝光、曝光后烘烤工艺，再进行旋涂水溶性物质工艺；当芯片为前层图形为对准标记的芯片，在旋涂光阻工艺前，先进行前层被对准标记生成工艺。综上所述，本专利技术，通过在芯片完成光阻旋涂、烘烤工艺后，对准曝光工艺前，于该芯片上旋涂一层水溶性物质，以用来改变光对准工艺中整个介质的折射率，进而利用介质折射率的变化来调节对准光路的光程差，增强对准干涉光的强度，提高对准信号的信噪比，有效提高光刻对准的精度。附图说明图I是本专利技术
技术介绍
中覆盖有光阻的芯片进行光对准作业时的结构示意图；图2是本专利技术
技术介绍
中对准信号强度(intensity)与对准标记段差(markercbpth)之间的关系示意图，横轴表示对准标记段差的值，单位为价，纵轴表示对准信号的强度值；图3是本专利技术改善光刻机对准精度的方法的实施例一中旋涂有水溶性物质的芯片进行光对准作业时的结构示意图；图4是本专利技术改善光刻机对准精度的方法的实施例二中旋涂有水溶性物质的芯片进行光对准作业时的结构示意图；图5是本专利技术改善光刻机对准精度的方法的实施例中对准信号强度与对准标记段差之间的关系示意图，横轴表示对准标记段差的值，单位为价，纵轴表示对准信号的强度值。具体实施方式 下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明实施例一图3是本专利技术改善光刻机对准精度的方法的实施例一中旋涂有水溶性物质的芯片进行光对准作业时的结构示意图；如图3所示，当芯片6为当层曝光的光阻图形为对准标记的芯片时，即光片(空白的硅片)，且该芯片的尺寸不限；首先，在TRACK机台(即涂胶显影机)上先对该芯片6的上表面旋涂光阻2，且该TRACK机台可与光刻机直接相连，也可以分离单独作业；其次，在温度小于等于200°C的前提下，进行曝光前烘烤工艺，以去除光阻2上的溶剂及固胶定型；在依次进行曝光、曝光后烘烤工艺之后，再在TRACK机台(即涂胶显影机)上于光阻2上旋涂水溶性物质4，同样该TRACK机台可与光刻机直接相连，也可以分离单独作业，以改变整个介质的折射率；之后，根据工艺需求，在温度小于等于200°C的前提下，可进行高温烘烤工艺，以固化旋涂的水溶性物质4 ;然后，依次进行光刻机激光干涉对准、第二次曝光、烘烤及显影工艺，且干涉对准工艺中的干涉光对准光源波长一般不限定，优选的，该对准光源的波长小于等于633nm ;根据工艺需求，可由光刻机对准后所计算的残值或3sigma来表征的对准精度结果；最后，采用overlay机台进行量测，以进行套刻精度测量，且套刻标记式样不限；其中，水溶性物质为可与光阻匹配的且能溶于显影液的液体如构成顶部抗反射涂层(Top Anti-Reflectivity Coating,简称TARC)的材质等,介质是指对准光路从空气到芯片对准标记间的物质。进一步的,光刻机为扫描式光刻机或步进式光刻机,且曝光工艺中的曝光光源的波长为 365nm、248nm 或(0-193) nm 等。实施例二 图4是本专利技术改善光刻机对准精度的方法的实施例二中旋涂有水溶性物质的芯片进行光对准作业时的结构示意图；如图4所示，当芯片5为前层图形为对准标记的芯片时，且该芯片的尺寸不限；首先，在进行前层被对准标记生成工艺后，在TRACK机台(即涂胶显影机)上先对该芯片5的上表面旋涂光阻2，且该TRACK机台可与光刻机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善光刻机对准精度的方法，其特征在于，？于芯片上旋涂光阻；曝光前烘烤；于所述光阻的上表面旋涂水溶性物质；光刻机激光干涉对准后，进行曝光、烘烤和显影工艺；套刻精度测算。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴鹏，李文亮，邵志忙，陈力钧，朱骏，张旭昇，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：