專利名稱：一種可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光刻工藝，尤其涉及一種可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光 刻方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，需經(jīng)過多道配套的光刻和刻蝕工序，才能將半導(dǎo)體器 件的圖形轉(zhuǎn)移到硅襯底上。為確保半導(dǎo)體器件的性能，需通過空間成像套刻(Overlay)檢驗(yàn)來確保上述多道光刻工序之間的對(duì)準(zhǔn)精度。半導(dǎo)體器件通常所 釆用的空間成像套刻標(biāo)記為由多個(gè)中心重合的框體組成的盒中盒結(jié)構(gòu)(box in box),該每一框體分別設(shè)置在每一光刻工藝的光罩上?？臻g成像套刻檢驗(yàn)可在 光刻后進(jìn)行也可在刻蝕完成后進(jìn)行，因刻蝕后的返工比較困難，現(xiàn)在通常在完 成光刻后就進(jìn)行檢驗(yàn)，通過比對(duì)承載空間成像套刻標(biāo)記圖形的光刻膠與之前刻 蝕所形成的空間成^f象套刻標(biāo)記間的中心偏移來有效的檢測(cè)出兩道光刻工序間的 對(duì)準(zhǔn)狀況。因此承載空間成像套刻標(biāo)記的光刻膠對(duì)空間成像套刻檢驗(yàn)的檢驗(yàn)精 度有著重要影響?，F(xiàn)有技術(shù)在進(jìn)行光刻工藝時(shí)，先將光刻膠(在最小特征尺寸為亞微米或次 亞微米等級(jí)時(shí)，所使用的光刻膠通常為正性光刻膠)涂布在硅襯底上，然后進(jìn) 行溫度為90攝氏度的前烘工藝，之后進(jìn)行曝光工藝將光罩上的圖形轉(zhuǎn)移到該光 刻膠上，接著進(jìn)行顯影工藝，最后再進(jìn)行溫度范圍為85至95攝氏度的后烘工 藝。上述前烘工藝的溫度僅為90攝氏度，在完成前烘工藝后光刻膠中還含有大 量的溶劑致使光刻膠不夠牢固，如此在后續(xù)步的曝光工藝所產(chǎn)生的氮?dú)獾臎_擊 下會(huì)造成曝光區(qū)域膨脹，從而使承載該空間成像套刻標(biāo)記圖形的光刻膠邊緣的 斜坡過寬且四周的斜坡不均勻的現(xiàn)象，如此將會(huì)影響空間成像套刻(Overlay) 檢驗(yàn)的精準(zhǔn)度。因此，如何提供一種可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法以改善承載該空間成像套刻標(biāo)記圖形的光刻膠的邊緣斜坡過寬及其不均勻的現(xiàn)象并提高 空間成像套刻檢驗(yàn)的精準(zhǔn)度，已成為業(yè)界亟待解決的技術(shù)問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法， 通過所述光刻方法可改善承載該空間成像套刻標(biāo)記圖形的光刻膠的邊緣斜坡過 寬及其不均勻的現(xiàn)象，并可提高空間成像套刻檢驗(yàn)的精準(zhǔn)度。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻 方法，用于將光罩上的圖形轉(zhuǎn)移到涂布在硅襯底上的光刻膠上，該光罩上具有 多個(gè)空間成像套刻標(biāo)記圖形，該方法包括以下步驟a、在該珪襯底上涂布光刻 膠；b、進(jìn)行前烘工藝，該前烘工藝的溫度范圍為115至125攝氏度；c、進(jìn)行 曝光工藝以將光罩上的空間成^^套刻標(biāo)記圖形轉(zhuǎn)移到該光刻膠上；d、進(jìn)行顯影 工藝；e、進(jìn)行后烘工藝。在上述的可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法中，在完成步驟e后， 該光刻膠的厚度范圍為4至5微米。在上述的可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法中，在步驟a中，該 光刻膠為正性光刻膠。在上述的可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法中，該正性光刻膠包 括溶劑、樹脂和光活性化合物。在上述的可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法中，在步驟b中，該 前烘工藝的溫度為120攝氏度。在上述的可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法中，在步驟e中，該 后烘工藝的溫度范圍為85至95攝氏度。在上述的可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法中，該空間成像套刻 標(biāo)記圖形為方才匡。與現(xiàn)有技術(shù)中前烘工藝的溫度過低致使承載該空間成像套刻標(biāo)記圖形的光 刻膠邊緣斜坡過寬且不均勻相比，本發(fā)明的光刻方法將前烘工藝的溫度由90攝 氏度提高到為115至125攝氏度，如此可大大降低承載該空間成像套刻標(biāo)記圖 形的光刻膠的斜坡，并大大改善其均勻性，進(jìn)而可大大提高使用該空間成像套 刻標(biāo)記進(jìn)行空間成像套刻檢驗(yàn)的精準(zhǔn)度。


本發(fā)明的可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法由以下的實(shí)施例及附 圖給出。圖1為本發(fā)明的可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下將對(duì)本發(fā)明的可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法作進(jìn)一步的 詳細(xì)描述。本發(fā)明的可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法，用于將光罩上的圖 形轉(zhuǎn)移到涂布在硅襯底上的光刻膠上，所述光罩上具有多個(gè)空間成像套刻標(biāo)記 圖形。現(xiàn)半導(dǎo)體器件的空間成像套刻標(biāo)記通常為由多個(gè)中心重合的框體組成和盒中盒結(jié)構(gòu)(box in box)，每一框體分別設(shè)置在每一光刻工藝的光罩上。在 本實(shí)施例中，用于進(jìn)行光刻的光罩上的空間成像套刻標(biāo)記為 一框體。參見圖1，本發(fā)明的可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法首先進(jìn)行步 驟SIO,在硅襯底上涂布光刻膠，其中，所述光刻膠為正性光刻膠。在本發(fā)明的 第一至第三實(shí)施例中，所迷正性光刻膠均包括溶劑、樹脂和光活性化合物。接著繼續(xù)步驟Sll,進(jìn)行溫度范圍為115至125攝氏度的前烘工藝。在本發(fā) 明的第一至第三實(shí)施例中，所述前烘工藝的溫度分別為115、 120和125攝氏度。接著繼續(xù)步驟S12,進(jìn)行曝光工藝以將光罩上的空間成像套刻標(biāo)記圖形轉(zhuǎn)移 到所述光刻膠上。接著繼續(xù)步驟S13，進(jìn)行顯影工藝。在本發(fā)明的第一至第三實(shí)施例中，通過 顯影液與空間成像套刻標(biāo)記圖形對(duì)應(yīng)的曝光區(qū)域發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而將承載所 述空間成像套刻標(biāo)記圖形的光刻膠保留下來，而將其余的光刻膠去除。接著繼續(xù)步驟S14，進(jìn)行后烘工藝，所述后烘工藝的溫度范圍為85至95攝 氏度。在本發(fā)明的第一至第三實(shí)施例中，所述后烘工藝的溫度分別為85、 90和 95攝氏度，完成步驟S14后，光刻膠的厚度為4至5微米。此時(shí)，即可將晶圓設(shè)置在空間成像套刻(Overlay)檢驗(yàn)機(jī)臺(tái)中進(jìn)行檢驗(yàn)， 所述晶圓上仍具有承栽有空間成像套刻標(biāo)記圖形的光刻膠。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，使用本發(fā)明的第 一至第三實(shí)施例所光刻出的承載所述空間成像套刻標(biāo)記圖形的光 刻膠與使用現(xiàn)有技術(shù)的光刻方法所形成的承載所述空間成像套刻標(biāo)記圖形的光 刻膠相比，其邊緣的斜坡以及斜坡的不均勻性得到顯著改善，例如將現(xiàn)有技術(shù)中光刻方法所形成的光刻膠邊緣斜坡由大于200納米縮小為小于50納米。綜上所述，本發(fā)明使用所述光罩進(jìn)行光刻且將所述前烘工藝的溫度由90攝 氏度提高到為115至125攝氏度，如此可大大降低承載所述空間成像套刻標(biāo)記 圖形的光刻膠的斜坡，并大大改善其均勻性，進(jìn)而可大大提高空間成像套刻檢 驗(yàn)的精準(zhǔn)度，再者本發(fā)明還可大大改善光刻的質(zhì)量。
權(quán)利要求
1、一種可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法，用于將光罩上的圖形轉(zhuǎn)移到涂布在硅襯底上的光刻膠上，該光罩上具有多個(gè)空間成像套刻標(biāo)記圖形，該方法包括以下步驟a、在該硅襯底上涂布光刻膠；b、進(jìn)行前烘工藝；c、進(jìn)行曝光工藝以將光罩上的空間成像套刻標(biāo)記圖形轉(zhuǎn)移到該光刻膠上；d、進(jìn)行顯影工藝；e、進(jìn)行后烘工藝；其特征在于，在步驟b中，該前烘工藝的溫度范圍為115至125攝氏度。
2、 如權(quán)利要求l所述的可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法，其特 征在于，在完成步驟e后，該光刻膠的厚度范圍為4至5微米。
3、 如權(quán)利要求l所述的可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法，其特 征在于，在步驟a中，該光刻膠為正性光刻膠。
4、 如權(quán)利要求3所述的可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法，其特 征在于，該正性光刻膠包括溶劑、樹脂和光活性化合物。
5、 如權(quán)利要求1所述的可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法，其特 征在于，在步驟b中，該前烘工藝的溫度為120攝氏度。
6、 如權(quán)利要求l所述的可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法，其特 征在于，在步驟e中，該后烘工藝的溫度范圍為85至95攝氏度。
7、 如權(quán)利要求l所述的可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法，其特 征在于，該空間成^f象套刻標(biāo)記圖形為方框。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法，用于將該光罩上的圖形轉(zhuǎn)移到涂布在硅襯底上的光刻膠上，該光罩上具有多個(gè)空間成像套刻標(biāo)記圖形?，F(xiàn)有技術(shù)光刻時(shí)前烘工藝溫度過低致使光刻膠硬度不足從而在后續(xù)曝光工藝所產(chǎn)生的氮?dú)鉀_擊下發(fā)生變形，從而出現(xiàn)承載空間成像套刻標(biāo)記圖形的光刻膠的邊緣斜坡過寬且不均勻的現(xiàn)象。本發(fā)明的可提高空間成像套刻檢驗(yàn)精準(zhǔn)度的光刻方法先涂布光刻膠；接著進(jìn)行溫度范圍為115至125攝氏度的前烘工藝；然后使用光罩進(jìn)行曝光工藝；最后進(jìn)行顯影和后烘工藝。本發(fā)明可大大改善承載該空間成像套刻標(biāo)記圖形的光刻膠邊緣的斜坡過寬且不均勻的現(xiàn)象，并大大提高空間成像套刻檢驗(yàn)的精準(zhǔn)度。
文檔編號(hào)G03F7/00GK101216667SQ200710173579
公開日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者亮 朱, 杰 李, 顧以理 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司