[发明专利]一种检测正光阻曝光门槛能量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及晶片制造方法，尤其涉及一种检测正光阻的曝光门槛能量的方法。

背景技术

在集成电路芯片的制造过程中，光阻起着将光罩图案转移到至晶片上的重要作用。光阻的主要功能是为阻抗其下之基材不受蚀刻剂蚀刻、阻挡离子植入时的入射离子、阻挡金属的沉积等，因而达成图案转移，制备设计的线路图案。光阻为能量敏感物质，以适当的能量照射之后，即可引起化学反应。光阻可基本分为两种，即正光阻和负光阻。正光阻其照到光的部分会溶于光阻显影液，而没有照到光的部分不会溶于光阻显影液，负光阻则与此相反。

正光阻在适量的紫外线光照射之后，照到光的部分会溶于显影液，在超纯水的冲洗下即可形成图案。若光强不足，则部分光阻反应未完全，清洗之后则会有一定的光阻残留，这将导致线条的交接，从而影响到产品的合格率。所以，对于正光阻来说，适量的光强可使曝光的部分完全溶解于显影液，那么最低的“适量”的光强即称为光阻的曝光门槛能量(ExposureThreshold，ETH)。

目前使用的检测正光阻曝光门槛能量的机制，如图1所示，是现有技术的晶片取样示意图，通过目视的方法看已曝光的晶片表面颜色的变化来判断，其缺点在于无法量化检测结果，也可能存在人为判断失误，且量测结果无法保存及无法采用统计过程控制(Statistical Process Control，SPC)管控等。

发明内容

本发明的目的在于克服上述问题，提供一种运用紫外线光与光阻溶解率的关联性，通过量测显影后的光阻厚度检测光阻是否残留，从而检测光阻的曝光门槛能量的方法。

本发明所述的一种检测正光阻曝光门槛能量的方法，包括以下步骤：

步骤1，在晶片上涂覆光阻层；

步骤2，用无图形的光罩对该晶片进行能量递进式曝光，以从晶片的一端向另一端曝光能量逐渐减小或增大的方式曝光该晶片，分区化该晶片形成曝光区；

步骤3，将晶片表面按曝光区大小进行分区；

步骤4，按曝光能量递增的方向量测各分区的平均光阻厚度；

步骤5，如果从某一分区开始光阻厚度小于预定值，则判定该光阻的曝光门槛能量为该分区的光阻相对应的曝光能量。

在上述步骤4中，分别量测每个分区的中心点位置和边缘位置的光阻厚度值，并求其平均值，作为该分区对应的平均光阻厚度。

在上述步骤4中，利用膜厚量测机台量测各分区光阻厚度。

在上述步骤5中，通过测量未涂覆光阻层的晶片的厚度，得出的厚度数值即代表无光阻时控片量测的厚度值，即为预定值。

上述预订值的测量方式与平均光阻厚度的测量方式相同。

在上述步骤5中，上述预定值会根据晶片材质的不同而不同。

上述预定值设为50A。

上述步骤3中，以长方形或正方形的方式进行分区，边缘位置为分区沿曝光能量逐渐增大的方向的上边缘或下边缘。

与现有技术相比，本发明实现简单，测量准确，能避免人为地判断失误，且利于数据的保存及SPC管控，能够相对灵敏地反应出正光阻的曝光门槛能量，从而使得正光阻的ETH探测简便快捷。

附图说明

图1是现有技术中的正光阻曝光门槛能量的晶片取样示意图；

图2是本发明的一个较佳实施例的晶片分区量测取样示意图；

图3是本发明的另一较佳实施例的晶片取样数据图；

图4是本发明的另一较佳实施例的晶片的曝光能量与光阻薄膜厚度的关系视图；

图5是本发明的另一较佳实施例的晶片的曝光能量与光阻薄膜厚度的关系折线图；

图6是本发明的另一较佳实施例的无光阻晶片用标准量测程式量测的关系视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明所述的一种检测正光阻的曝光门槛能量的方法作进一步的详细说明。

在光刻工艺过程中，正光阻、例如是Inline光阻，曝光前后的溶解率相差很大，正是利用正光阻的这一特性将光罩图案转移到晶片上。

本发明的一种检测正光阻的曝光门槛能量的方法包括以下步骤：

步骤1，在晶片上涂覆光阻层。

步骤2，用无图形的空白光罩对该晶片表面进行曝光能量递进式曝光，以从晶片的一端向另一端曝光能量逐渐减小或增大的方式曝光该晶片，分区化该晶片形成曝光区。

步骤3，将晶片表面按曝光区大小进行分区；分区时以长方形或正方形的方式进行分区，边缘位置为分区沿曝光能量逐渐增大的方向的上边缘或下边缘。

步骤4，按曝光能量递增的方向选取两排分区，分别量测每个分区的中心点位置和边缘位置的光阻厚度值。