一种显影后检查方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102789133 A (43)申请公布日 2012.11.21 C N 1 0 2 7 8 9 1 3 3 A *CN102789133A* (21)申请号 201110126372.5 (22)申请日 2011.05.16 G03F 7/20(2006.01) G03F 7/32(2006.01) G03F 7/30(2006.01) (71)申请人中芯国际集成电路制造（上海）有限 公司 地址 201203 上海市浦东新区张江路18号 (72)发明人杨青 刘娟 (74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人骆苏华 (54) 发明名称 一种显。

2、影后检查方法 (57) 摘要 一种显影后检查方法，包括：提供基底，采用 显影工艺，在所述基底表面形成图案化的光阻； 获得所述光阻的尺寸数据；建立数据库，用于描 述光刻工艺环境，所述数据库至少包括有所述光 阻的尺寸数据，及光刻工艺参数数据；利用所述 数据库建立光刻工艺模型；依据所述光刻工艺模 型，并通过拟合数据库的数据和经验数据，模拟计 算所述光阻的图案对应形成的基底图案的关键尺 寸，并对所述关键尺寸进行检查。通过建立至少包 括有光阻尺寸数据的数据库，并利用所述数据库 建立光刻工艺模型，对后续的刻蚀效果进行模拟 计算及检查，以在刻蚀阶段前检查出不合格的芯 片，避免不合格芯片进入刻蚀阶段，提高芯片。

3、合格 率。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 2 页 1/1页 2 1.一种显影后检查方法，包括： 提供基底，采用显影工艺，在所述基底表面形成图案化的光阻； 获得所述光阻的尺寸数据； 建立数据库，用于描述光刻工艺环境，所述数据库至少包括有所述光阻的尺寸数据，及 光刻工艺参数数据； 利用所述数据库建立光刻工艺模型； 依据所述光刻工艺模型，并通过拟合数据库的数据和经验数据，模拟计算所述光阻的 图案对应形成的基底图案的关键尺寸，并对所述关键尺寸进行检查。 2.如权利要求1。

4、所述的显影后检查方法，其特征在于，还包括：提供工艺要求，若所述 关键尺寸满足工艺要求，则对应的光阻为合格光阻。 3.如权利要求1所述的显影后检查方法，其特征在于，还包括：提供工艺要求，若所述 关键尺寸未满足工艺要求，则对应的光阻具有缺陷。 4.如权利要求3所述的显影后检查方法，其特征在于，若所述光阻具有缺陷，则去除所 述具有缺陷的光阻，并将所述基底进入返工流程。 5.如权利要求1所述的显影后检查方法，其特征在于，所述光阻的形状为矩形或梯形。 6.如权利要求1所述的显影后检查方法，其特征在于，所述光阻的尺寸数据包括有所 述光阻的厚度、顶部尺寸、底部尺寸、中部尺寸以侧壁倾斜角度之一或组合。 7.如。

5、权利要求1所述的显影后检查方法，其特征在于，所述光刻工艺参数至少包括曝 光时间、曝光波长、曝光能量分布。 8.如权利要求1所述的显影后检查方法，其特征在于，所述显影后检查方法还包括检 查光阻的覆盖、对准、曝光、显影效果。 9.如权利要求1所述的显影后检查方法，其特征在于，获得所述图案化的光阻包括：提 供图案化的光掩膜版，根据光掩膜版的图案进行显影，获得图案化的光阻。 权 利 要 求 书CN 102789133 A 1/5页 3 一种显影后检查方法 技术领域 0001 本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种显影后检查方法。 背景技术 0002 随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件为了达到更快。

6、的运算速度、更大的 资料存储量以及更多的功能，半导体芯片向更高集成度方向发展；而半导体芯片的集成度 越高，则半导体器件的临界尺寸(CD，Critical Dimension)越小。 0003 目前工艺制造技术，都是采用步进机来进行光刻图案的转移，以获得较佳的分辨 率和较佳的微粒容忍度。但是这种方式最主要的问题是需要将一片芯片采用分区曝光方 式，来完成单一层图案化的制作，因此需要进行数十次的曝光，才能完成一晶片上的单一光 阻层的制程，因此为了让各层光刻之间的图案的叠放能够准确无误，在显影制程完成后必 须对芯片进行显影后检查(after develop inspection，ADI)，以确保该光刻。

7、阶段的显影制 程合乎规格需求。 0004 具体地，在芯片上形成图案化的光阻后，对所述光阻进行检查，包括对光阻覆盖、 对准、曝光、显影等一一进行检查，并判断光阻性能是否满足工艺的规范要求。 0005 与任何制造工艺一样，光刻工艺的目标是无缺陷产品。然而，不检查或者在光阻内 留下缺陷将是灾难性的问题。显影后检查可以发现错误并就地纠正，这是芯片制造过程中 少有的可以纠正的几步之一。一旦形成有缺陷光阻的芯片被送到下一个图形形成的步骤 (如刻蚀)，就没有纠正错误的机会了。如果一个芯片被错误刻蚀，它就有了致命的缺陷，被 认为是废品，将损失严重。所以显影后检查数据对于描述和提高光阻工艺特性非常重要。 000。

8、6 其中，现有技术的显影后检查只能达到对光阻形状，即显影后光阻的线宽尺寸进 行检测，不能更进一步地对按此光阻形状进行蚀刻后形成的关键尺寸进行预估及检测。若 能在显影后检查的步骤中对关键尺寸进行预估，则可以提前检查出不合格的芯片，以避免 更大的产生损失，提高芯片合格率。 发明内容 0007 本发明解决的问题是提供一种显影后检查方法，以在显影后检查的阶段，对后续 的刻蚀效果进行模拟计算及检查，以在刻蚀阶段前检查出不合格的芯片，避免不合格芯片 进入刻蚀阶段，提高芯片合格率。 0008 为解决上述问题，本发明提供一种显影后检查方法，包括： 0009 提供基底，采用显影工艺，在所述基底表面形成图案化的光。

9、阻； 0010 获得所述光阻的尺寸数据； 0011 建立数据库，用于描述光刻工艺环境，所述数据库至少包括有所述光阻的尺寸数 据，及光刻工艺参数数据； 0012 利用所述数据库建立光刻工艺模型； 0013 依据所述光刻工艺模型，并通过拟合数据库的数据和经验数据，模拟计算所述光 说 明 书CN 102789133 A 2/5页 4 阻的图案对应形成的基底图案的关键尺寸，并对所述关键尺寸进行检查。 0014 可选的，还包括：提供工艺要求，若所述关键尺寸满足工艺要求，则对应的光阻为 合格光阻。 0015 可选的，还包括：提供工艺要求，若所述关键尺寸未满足工艺要求，则对应的光阻 具有缺陷。 0016 可。

10、选的，若所述光阻具有缺陷，则去除所述具有缺陷的光阻，并将所述基底进入返 工流程。 0017 可选的，所述光阻的形状为矩形或梯形。 0018 可选的，所述光阻的尺寸数据包括有所述光阻的厚度、顶部尺寸、底部尺寸、中部 尺寸以侧壁倾斜角度之一或组合。 0019 可选的，所述光刻工艺参数至少包括曝光时间、曝光波长、曝光能量分布。 0020 可选的，所述显影后检查方法还包括检查光阻的覆盖、对准、曝光、显影效果。 0021 可选的，获得所述图案化的光阻包括：提供图案化的光掩膜版，根据光掩膜版的图 案进行显影，获得图案化的光阻。 0022 与现有技术相比，本发明具有以下优点： 0023 通过建立至少包括有光。

11、阻尺寸数据的数据库，并利用所述数据库建立光刻工艺模 型，对后续的刻蚀效果进行模拟计算及检查，以在刻蚀阶段前检查出不合格的芯片，避免不 合格芯片进入刻蚀阶段，提高芯片合格率。 附图说明 0024 图1是本发明一个实施例的显影后检查方法的流程示意图。 0025 图2至图4是本发明一个实施例的显影后检查方法的结构示意图。 具体实施方式 0026 现有技术的显影后检查只能达到对光阻形状，即显影后光阻的线宽尺寸进行检 测，不能更进一步地对按此光阻形状进行蚀刻后形成的关键尺寸进行预估及检测。 0027 为了能够在显影后检查的步骤中对关键尺寸进行预估，提前检查出不合格的芯 片，以避免更大的产生损失，提高芯片。

12、合格率，本发明提供一种显影后检查方法，包括：提供 基底，采用显影工艺，在所述基底表面形成图案化的光阻；获得所述光阻的尺寸数据；建立 数据库，用于描述光刻工艺环境，所述数据库至少包括有所述光阻的尺寸数据，及光刻工艺 参数数据；利用所述数据库建立光刻工艺模型；依据所述光刻工艺模型，并通过拟合数据 库的数据和经验数据，模拟计算所述光阻的图案对应形成的基底图案的关键尺寸，并对所 述关键尺寸进行检查。 0028 通过建立至少包括有光阻尺寸数据的数据库，并利用所述数据库建立光刻工艺模 型，对后续的刻蚀效果进行模拟计算及检查，以在刻蚀阶段前检查出不合格的芯片，避免不 合格芯片进入刻蚀阶段，提高芯片合格率。 。

13、0029 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明 的具体实施方式做详细的说明。 0030 在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不 说 明 书CN 102789133 A 3/5页 5 同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类 似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。 0031 如图1所示，为本发明一个实施例的显影后检查方法的流程示意图，包括： 0032 执行步骤S1，提供形成有图案的光掩膜版，通过所述光掩膜版在基底上显影形成 图案化的光阻； 0033 执行步骤S2，测量所述光阻，并获得。

14、所述光阻的尺寸数据； 0034 执行步骤S3，建立数据库，以描述光刻工艺环境，所述数据库至少包括有所述光阻 的尺寸数据； 0035 执行步骤S4，利用所述数据库建立光刻工艺模型； 0036 执行步骤S5，依据所述光刻工艺模型，模拟计算所述光阻的图案对应形成的基底 图案的关键尺寸，并对所述关键尺寸进行检查。 0037 执行步骤S6，提供工艺要求，若所述关键尺寸满足工艺要求，则对应的光阻为合格 光阻；反之为对应的光阻具有缺陷。 0038 执行步骤S7，若所述光阻具有缺陷，则去除所述具有缺陷的光阻，并将所述基底进 入返工流程。 0039 图2至图4是本发明一个实施例的显影后检查方法的结构示意图。 0。

15、040 显影后检查方法主要用于对显影后形成的光阻尺寸进行检查，以预估光阻尺寸对 应的获得刻蚀效果。本实施例中，分别提供有三种不同形状的光阻，并获得三组光阻的尺寸 数据，所述三组光阻为同一图案的光掩膜版通过显影工艺形成。通过实际的显影工艺，同一 图案的光掩膜版可能会对应形成不同形状的光阻。所述三组光阻可以为一次显影工艺形成 三组光阻，也可以为多次显影工艺分别对应形成。作为其他实施例，还可以为其他数目的光 阻。 0041 如图2所示，提供有三个基底，分别为第一基底100、第二基底200和第三基底 300，上述基底分别对应形成有未图案化的第一原始光阻110、第二原始光阻210和第三原 始光阻310。。

16、 0042 继续参考图2，还提供形成有固定图案的光掩膜版001，通过显影工艺，将所述光 掩膜版001的图案转移原始光阻。具体包括：提供图案化的光掩膜版，根据光掩膜版的图案 进行显影，获得图案化的光阻。 0043 如图3所示，对应于同一形状的光掩膜版001，因为显影工艺的不同，可能经过显 影会形成有不同形状的光阻。本实施例，也是对不同形状的光阻对应的刻蚀效果进行预估， 以在显影后阶段对刻蚀效果进行检查和评估。 0044 本实施例，仅示出其中三个不同形状的图案化的光阻(以下简称“光阻”)，分别为 第一光阻111、第二光阻211和第三光阻311。其中，所述第一光阻111的底部和顶部为齐 平，为矩形，。

17、第二光阻211的顶部小于底部，第三光阻311的底部小于顶部，所述第二光阻 211和第三光阻311均为梯形。 0045 参考图3，测量第一光阻111、第二光阻211和第三光阻311，并获得所述第一光阻 111、第二光阻211和第三光阻311的尺寸数据。所述光阻的尺寸数据包括有所述光阻的厚 度、顶部尺寸、底部尺寸、中部尺寸以侧壁倾斜角度之一或组合。 0046 所述尺寸数据还可以包括有其他用于描述所述光阻形状的尺寸数据，如光阻顶部 说 明 书CN 102789133 A 4/5页 6 界面的形状参数，斜面的形状参数等其他形状参数。 0047 本实施例中，所述显影后检查还包括检查光阻的覆盖、对准、曝光。

18、、显影工艺。 0048 对于本实施例中的第一光阻111、第二光阻211和第三光阻311，所述光阻的覆盖、 对准、曝光、显影工艺均符合要求。后续的将对分别以所述第一光阻111、第二光阻211和第 三光阻311进行模拟刻蚀，获得基底图案的关键尺寸。 0049 接着，建立数据库，以描述光刻工艺环境，所述数据库至少包括有所述光阻的尺寸 数据。 0050 所述数据库还包括有光刻工艺参数，所述光刻工艺参数至少包括曝光时间、曝光 波长、曝光能量分布。所述数据库还可以包含有基底的材料参数，如基底待刻蚀区域的尺 寸。通过所述数据库内的数据，包括光阻的尺寸参数和光刻工艺参数，以详细描述光刻工艺 环境。 0051 。

19、建立所述数据库后，则利用所述数据库建立光刻工艺模型。其中，工艺模型对通常 涉及到复杂物理或化学互作用的一个或者多个半导体制造工艺(如光刻工艺)的行为进行 建模，并通过将内核参数与经验数据拟合或者校准来确定工艺模型及对应的模拟数据。 0052 首先，通过将需要建模的半导体制造工艺应用于一个或多个测试布局来生成经验 数据，本实施例中，需要建模的为光刻工艺模型，则首先在芯片上印刷测试布局，通过在实 际的光刻工艺环境中应用所述测试布局，获得与实际光刻工艺对应的经验数据，所述实际 光刻工艺的经验数据包括光阻的尺寸、光刻工艺参数和获得的光刻后的芯片关键尺寸。最 后，通过未校准的工艺模型与经验数据拟合，以获。

20、得光刻工艺模型及对应的模拟数据。即模 拟计算出所述光阻的图案对应形成的基底图案的关键尺寸，并对所述关键尺寸进行检查。 0053 本实施例中，所述光刻工艺模型的内核参数包括本实施例提供的数据库，所述数 据库至少包括有所述光阻的尺寸数据，所述数据库还包括有光刻工艺参数，所述光刻工艺 参数至少包括曝光时间、曝光波长、曝光能量分布。所述数据库还可以包含有基底的材料参 数，如基底待刻蚀区域的尺寸。 0054 所述光刻工艺模型包括有光阻尺寸的运算部分和光刻工艺环境参数的运算部分。 如下式所示，为所述光刻工艺模型中关于光阻尺寸的运算部分，其中，所述光阻尺寸包括有 光阻的厚度K1、中部尺寸K2以及侧壁倾斜角度。

21、K3： 0055 0056 即光阻的厚度K1、中部尺寸K2以侧壁倾斜角度K3两两进行卷积。在所述光阻尺 寸运算部分的基础上加入光刻工艺环境参数，如曝光时间T、曝光波长L、曝光能量分布W。 则对应地，在所述光刻工艺环境参数中的参数之间进行卷积，还包括光阻尺寸中的每一个 参数都要与光刻工艺环境中的参数进行卷积。如下所示： 0057 0058 0059 0060 如图4所示为根据所述模拟计算出的关键尺寸，分别得到的模拟刻蚀图案，包括 第一模拟刻蚀图案130、第二模拟刻蚀图案230和第三模拟刻蚀图案330。 0061 参考图4和图3，提供工艺要求，即与光阻对应形成的基底图案的关键尺寸应符合 的工艺尺寸。

22、要求。若所述关键尺寸满足工艺要求，则对应的光阻为合格光阻，反之为对应的 说 明 书CN 102789133 A 5/5页 7 光阻具有缺陷。 0062 本实施例中，通过光刻工艺模型的模拟计算，所述第一模拟刻蚀图案130和第二 模拟刻蚀图案230对应的关键尺寸满足工艺要求，对应地，所述第一光阻111和第二光阻 211为合格光阻；而所述第三模拟刻蚀图案330对应的关键尺寸不满足工艺要求，则所述第 三光阻311具有缺陷。对应地，去除所述具有缺陷的第三光阻311，并将所述第三基底300 进入返工流程。 0063 与现有技术相比，本发明具有以下优点： 0064 通过建立至少包括有光阻尺寸数据的数据库，并利用所述数据库建立光刻工艺模 型，对后续的刻蚀效果进行模拟计算及检查，以在刻蚀阶段前检查出不合格的芯片，避免不 合格芯片进入刻蚀阶段，提高芯片合格率。 0065 本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技 术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保 护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。 说 明 书CN 102789133 A 1/2页 8 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102789133 A 2/2页 9 图3 图4 说 明 书 附 图CN 102789133 A 。