降低天線效應的光刻方法
2023-05-27 00:10:01 2
專利名稱：降低天線效應的光刻方法
技術領域：
本發明涉及半導體領域的光刻製程，具體地說，涉及一種可降低天線效應 的光刻方法。
背景技術：
天線效應(Antenna Effect)是由於設計的原因，在晶圓的後段製程中，由 於金屬容易積聚電荷，並沿著設計薄弱部分影響前"^製程的類似於天線的效應。 在晶圓表面的金屬連線層間介質(IMD)薄膜上製作通孔(Via)的工藝中，為 了徹底去除殘留顯影液以及部分反應物，顯影步驟包括一清洗子步驟(rinse)。 所述清洗子步驟採用去離子水(DIW)對IMD薄膜進行衝洗，由於去離子水與 IMD薄膜都是不導電的，兩種不導電的物質相互摩擦會產生靜電電荷。
在所述清洗子步驟中，晶圓是高速旋轉的，這樣加大了摩擦力，從而使去 離子水和IMD薄膜之間更容易聚集電荷，並且這些電荷無法得到有效的釋放。 晶圓電路圖形的設計窗口邊緣為設計的薄弱部分，當產生的電荷達到 一 定數量 時就會沿著這些地方串到晶圓的柵極上(天線效應)，嚴重的時候甚至可以破壞 到柵氧化層，破壞晶圓的電學性能。而且這種天線效應導致的破壞在晶圓接受 程度測試(WAT)中一般無法檢測到，只有到了晶圓探測檢測(CP)階段才能 檢測出來，導致晶圓的良率很低。
發明內容
有鑑於此，本發明解決的技術問題在於提供一種降低天線效應的光刻方法， 其可有效地提高晶圓的良率。
為解決上述技術問題，本發明提供了一種降低天線效應的光刻方法，其用 於光刻晶圓的絕緣介質層。該光刻方法包括在所述絕緣介質層上塗光阻；進行 曝光步驟以及顯影步驟；所述顯影步驟包括清洗所述絕緣介質層的清洗子步驟， 在所述清洗子步驟中，晶圓的旋轉速度小於等於2000轉每分鐘。
所述絕緣介質層是晶圓的金屬連線層間介質，所述光刻方法用於在金屬連線層間介質上製作通孔。
在所述清洗子步驟中，晶圓的旋轉速度是1500轉每分鐘。另外，在所述清 洗子步驟中，晶圓的旋轉速度還可以設置在1500 ~ 1000轉每分鐘範圍中的任一 數值。
與現有技術相比，本發明提供晶圓的光刻方法，通過在顯影步驟的清洗子 步驟中減小晶圓的轉速，減少了天線效應對晶圓的損害；當晶圓轉速降低至1500 轉每分鐘時，基本上消除天線效應，有效提高了晶圓的良率。
圖1是本發明實施例描述的光刻方法的方框流程圖2是在本發明實施例中對顯影后的晶圓表面沖洗時的結構示意圖；圖3是採用本發明多個實施例的晶圓良率分布圖。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發明提供的光刻方法其中一實施例作詳細描述，以期進 一步理解發明的技術方案、目的以及有益效果等。
請參閱圖1並結合圖2,本實施例的光刻方法應用於在晶圓的金屬連線層間 介質(IMD)薄膜上製作通孔(Via)的工藝中。所述IMD薄膜可以是Si02、 SiN、 SiC、 SiON介質薄膜，也可以是摻有B、 P、 C、 F雜質的上述介質薄膜。 請參閱圖1，所述光刻方法包括在IMD薄膜上塗光阻步驟1、曝光步驟2、顯影 步驟3以及烘乾步驟4。在所述塗光阻步驟1中，可以根據需要塗正光阻或者負 光阻，所塗光阻要分布均勻。採用正光阻，被曝光的部分在顯影步驟3被顯影 液去除；採用負光阻，未曝光的部分在顯影步驟3被顯影液去除。
在顯影步驟3中，光阻與顯影液反應後產生的反應物大部分在晶圓的高速 旋轉下甩出。為了將顯影液和反應物清洗乾淨，所述顯影步驟3還包括沖洗過 程30(即清洗子步驟)。在所述衝洗過程30中，請參閱圖2,採用的清洗液是 去離子水，晶圓的旋轉速度控制在2000轉/分鐘(r/m)。可以理解的是，為了將 晶圓表面的殘留物清洗乾淨，所述清洗液還可以是可與殘留物發生化學反應的 化學液。從圖3中可知，如果晶圓的旋轉速度在3000r/m時，晶圓的不良率可達 13.56%。當採用本實施例的方法後，去離子水和IMD薄膜的摩擦力大大減小，從而減少了靜電電荷的聚集，晶圓的不良率降低到1.36%。當晶圓的旋轉速度 降低至1500r/m時，可基本上消除晶圓的天線效應，晶圓的不良率也降低到0.069 %。當晶圓的旋轉速度降低至1000r/m時，晶圓的不良率為0.11%,也達到了生 產的基本要求。
上述描述僅是對本發明較佳實施例的描述，並非對本發明範圍的任何限定， 本發明領域的普通技術人員根據上述揭示內容做的任何變更、修飾，均屬於權 利要求書的保護範圍。例如本發明的光刻方法不限於採用去離子水進行清洗， 也不限於在IMD薄膜上製作通孔的工藝中，只要是在晶圓的光刻工藝中，存在 因不導電的清洗液和絕緣的介質薄膜因電荷聚集產生天線效應，都可以採用本 發明提供的光刻方法，且屬於權利要求書的保護範圍。
權利要求
1.一種降低天線效應的光刻方法，其用於光刻晶圓的絕緣介質層，所述光刻方法包括在所述絕緣介質層上塗光阻；進行曝光步驟以及顯影步驟；其特徵在於，所述顯影步驟包括清洗所述絕緣介質層的清洗子步驟，在所述清洗子步驟中，晶圓的旋轉速度小於等於2000轉每分鐘。
2. 如權利要求1所述的降低天線效應的光刻方法，其特徵在於，所述清洗子步 驟使用的清洗液是去離子水。
3. 如權利要求1所述的降低天線效應的光刻方法，其特徵在於，所述絕緣介質 層是晶圓的金屬連線層間介質，所述光刻方法用於在金屬連線層間介質上製作 通孔。
4. 如權利要求1所述的降低天線效應的光刻方法，其特徵在於，在所述清洗子 步驟中，晶圓的旋轉速度是1500轉每分鐘。
5. 如權利要求1所述的降低天線效應的光刻方法，其特徵在於，在所述清洗子 步驟中，晶圓的旋轉速度是1500 ~ 1000轉每分鐘。
6. 如權利要求1所述的降低天線效應的光刻方法，其特徵在於，所述光刻方法 還包括位於清洗子步驟後面的烘乾步驟。
全文摘要
本發明公開了一種降低天線效應的光刻方法，其用於光刻晶圓的絕緣介質層。所述光刻方法包括在所述絕緣介質層上塗光阻；進行曝光步驟以及顯影步驟；所述顯影步驟包括清洗所述絕緣介質層表面的清洗子步驟，在所述清洗子步驟中，晶圓的旋轉速度小於等於2000轉每分鐘。與現有技術相比，本發明提供晶圓的光刻方法，通過在顯影步驟的清洗子步驟中減小晶圓的轉速，減少了天線效應對晶圓的損害，有效提高了晶圓的良率。
文檔編號G03F7/36GK101592874SQ200810038390
公開日2009年12月2日 申請日期2008年5月30日 優先權日2008年5月30日
發明者張凱元, 穎 靳 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司