专利名称：一种uv光阻硬化机台异常的侦测方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造，尤其涉及一种uv光阻硬化机台异常的侦测方法。
背景技术：
在半导体制造工艺，尤其是前序的晶圆工艺中，经过单晶硅棒拉制、切 片、研磨、氧化的硅片需要将感光胶(以下简称为光阻)以极薄的厚度均匀 地涂布于其上，使硅片具有感光性，才可以进行后续的电路布图光刻工序。
利用透镜及设计好电路的光刻掩膜板在uv光的照射下，在感光硅片的表面
形成了极为微小、密集的电路图。由此经过光刻的感光硅片方可继续进行后 续的刻蚀、离子植入等一系列的工艺步骤。而在蚀刻之前，需要确保感光硅
片上的光阻薄膜具有一定的硬度，因此，在前序工艺中就需要使用uv光阻 硬化机台来对硅片表面的光阻薄膜进行uv光照处理，通过加热及uv光漫
射的方式促使光阻薄膜硬化。
然而，该uv光阻硬化机台在处理过程中时，受uv光过弱或温度过高 等异常的影响会发生光阻流动的现象，从而使得原本定义的ic图像发生变
形，尤其在某些转角的地方会形成突出的尖角。如图1所示是异常uv光照 处理下光阻蚀刻后形成的IC电路图像，而其中转角A部分的放大示意图如 图2所示；如图3所示是正常UV光照处理下光阻蚀刻后形成的IC电路图 像，而其中转角B部分的放大示意图如图4所示。由图2与图4对比可见，涂布在硅片上的光阻在异常的UV光照处理下会在电路线条1的转角处形成
突出的尖角。这样异常的IC图像经过蚀刻或离子植入被转移到晶圆硅片
上，就使得生产制造的中间环节完全背离了电路设计的初衷，从而导致半导 体最终产品的品质下降。
发明内容
针对上述现有技术的存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种UV光阻
硬化机台异常的侦测方法，解决感光硅片在该机台内进行光阻硬化处理的过
程中由于UV光过弱或温度过高等异常的影响而造成的光阻流动现象。
为达成上述目的，本发明提出的技术方案为
利用预检光阻薄膜作为侦测媒介，量测并比对该预检光阻薄膜在UV硬 化处理前后的收縮量差值以及光学特性的变化程度，从而实现对UV光阻硬
化机台工作情况的掌控。其具体步骤为
(1) 准备一种涂有预检光阻薄膜的晶圆盘片，定义为PR wafer;
(2) 将该PR wafer置入薄膜量测机台进行量测，得出其厚度(TK1)、 量测拟合度的表征参数(GOF1)以及折射率(nl);
(3) 将该量测后的PR wafer置于UV光阻硬化机台进行UV光照处理；
(4) 将该经过硬化处理的PR wafer再次置入薄膜量测机台进行量测，得 出其厚度(TK2)、量测拟合度的表征参数(GOF2)以及折射率 (n2);
(5) 将两次量测所得的光阻薄膜的厚度以及光学特性的变化程度等量测 结果信息传输给制程系统，而所述制程系统则预先定义了该UV硬 化机台允许偏差的最大参数，经由系统比对得出并反馈该机台的实际工作情况。
进一步地，所述的预检光阻薄膜为无IC图像晶圆盘片上的光阻涂层， 或包含有任意IC图像晶圆盘片上的光阻涂层。
更进一步地，所述的收縮量差值体现在预检光阻厚度的变化；而所述的 光学特性变化体现在折射率、反射率等参数的变化程度上。
再进一步地，所述的制程系统的比对处理可以是数值层面的，也可以是 范围层面的。
本发明提供的一种UV硬化机台异常的侦测方法，其具有的有益效果 为从侦测结果可以预判并掌控UV硬化机台发生异常的影响程度，通过差 值统计及制程管控，提高相同处理条件下感光硅片光阻的硬化良品率，最大 限度地减小光阻流动及降低突出尖角的形成可能性。
图1是异常光阻蚀刻后形成的IC电路图像； 图2是图1中A部分的放大示意图； 图3是正常光阻蚀刻后形成的IC电路图像； 图4是图3中B部分的放大示意图。
具体实施例方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易理解，下面特结合本发 明一优选实施例，作详细说明如下
在半导体制造的前序工艺中，晶圆盘片上以极薄的厚度均匀地涂布光 阻，使硅片具有感光性，然后再利用透镜及设计好电路的光刻掩膜板在UV光的照射下将电路图形复制到硅片表面，进行显影。而在接下来的蚀刻或离
子注入之前，则需要通过uv光阻硬化机台对光阻薄膜进行硬化处理。然而 uv光阻硬化机台在处理过程中时有异常情况发生，受uv光过弱或温度过
高等异常的影响会发生光阻流动的现象，从而使得原本定义的IC图像发生
变形，尤其在某些转角的地方会形成突出的尖角。为了预防该异常状况并及 时在线发现，需建立相应的侦测机制，来对该段工艺制程进行合理的管控。
该侦测方法的特征原理是利用预检光阻薄膜作为侦测媒介，量测并比对该
预检光阻薄膜在uv硬化处理前后的收縮量差值以及光学特性的变化程度， 从而实现对uv光阻硬化机台工作情况的管控。在本实施例中，该预检光阻 薄膜为涂布于晶圆盘片上无IC图像的光阻涂层；而该收縮量差值体现在预 检光阻薄膜在UV光照处理前后厚度的变化；再者该光学特性变化体现在预 检光阻薄膜折射率、反射率等的变化程度上。
更具体地说，该UV光阻硬化机台异常的侦测执行方式为
(1) 准备一个涂有光阻薄膜的晶圆盘片，并且无需在其上形成IC图
像，将之定义为PR wafer;
(2) 将该PR wafer置入薄膜量测机台量测其未经UV光照硬化处理时的 光阻薄膜的厚度(TK1)、量测拟合度的表征参数(GOF1)以及折 射率(nl);
(3) 将该量测后的PR wafer置于UV光阻硬化机台内，在设定一特定的 UV光照强度后，对PR wafer进行UV光照处理；
(4) 将该经过硬化处理的PR wafer再次置入薄膜量测机台，继续量测光 阻薄膜的厚度(TK2)、量测拟合度的表征参数(GOF2)以及折射率(n2);
(5)将两次量测所得的光阻薄膜的厚度以及光学特性的变化成都等量测 结果信息传输给制程系统，而所述制程系统则预先定义了该UV硬 化机台允许偏差的最大参数。由数值层面比对两次量测所得的厚度 值，得出收縮量差值(ATK=TK2 — TK1);再由光学特性的变化 程度作为出发点进行范围层面的比对。 通过制程系统多层面、多角度地比对检测结果，能够快速而准确地反映 出UV光阻硬化机台工作情况的好坏，如果预检光阻薄膜在UV硬化处理前 后的各项参数性能变化没有超过制程系统预先定义的偏差范围，则可判断该 UV光阻硬化机台在相同情况下可以正常运作。然而， 一旦预检光阻薄膜在 UV硬化处理前后的各项参数性能变化超过的制程系统预先设定值所允许的 范围，易导致光阻流动、转角突出等异常情况发生的，将由工作人员通过制 程系统对UV光阻硬化机台进行相应的调整、管控。
从侦测结果可以预判并掌控UV硬化机台发生异常的影响程度，通过差 值统计及制程管控，提高相同处理条件下感光硅片光阻的硬化良品率，最大 限度地减小光阻流动及降低突出尖角的形成可能性。
以上是本发明的具体范例，对本案保护范围不构成任何限制，凡采用等 同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
权利要求
1. 一种UV光阻硬化机台异常的侦测方法利用预检光阻薄膜作为侦测媒介，量测并比对该预检光阻薄膜在UV硬化处理前后的收缩量差值以及光学特性的变化程度，从而实现对UV光阻硬化机台工作情况的掌控，其步骤为(1)准备一种涂有预检光阻薄膜的晶圆盘片，定义为PR wafer；(2)将该PR wafer置入薄膜量测机台进行量测，得出其厚度(TK1)、量测拟合度的表征参数(GOF1)以及折射率(n1)；(3)将该量测后的PR wafer置于UV光阻硬化机台进行UV光照处理；(4)将该经过硬化处理的PR wafer再次置入薄膜量测机台进行量测，得出其厚度(TK2)、量测拟合度的表征参数(GOF2)以及折射率(n2)；(5)将两次量测所得的光阻薄膜的厚度以及光学特性的变化程度等量测结果信息传输给制程系统，而所述制程系统则预先定义了该UV硬化机台允许偏差的最大参数，经由系统比对得出并反馈该机台的实际工作情况。
2. 根据权利要求1所述的一种UV光阻硬化机台异常的侦测方法，其 特征在于所述的预检光阻薄膜为无IC图像晶圆盘片上的光阻涂层。
3. 根据权利要求1所述的一种UV光阻硬化机台异常的侦测方法，其 特征在于所述的预检光阻薄膜为包含有任意IC图像晶圆盘片上的光阻涂 层。
4. 根据权利要求1所述的一种UV光阻硬化机台异常的侦测方法，其特征在于所述的收縮量差值体现在预检光阻厚度的变化。
5. 根据权利要求1所述的一种UV光阻硬化机台异常的侦测方法，其 特征在于所述的光学特性变化体现在折射率、反射率等的变化程度上。
6. 根据权利要求1所述的一种UV光阻硬化机台异常的侦测方法，其 特征在于所述的制程系统比对是数值层面的。
7. 根据权利要求1所述的一种UV光阻硬化机台异常的侦测方法，其 特征在于所述的制程系统比对是范围层面的。
全文摘要
本发明公开了一种UV光阻硬化机台异常的侦测方法利用预检光阻薄膜作为侦测媒介，量测并比对该预检光阻薄膜在UV硬化处理前后的收缩量差值以及光学特性的变化程度，从而实现对UV光阻硬化机台工作情况的掌控。其中，所述的预检光阻薄膜为无IC图像晶圆盘片上的光阻涂层；所述的收缩量差值体现在预检光阻厚度的变化；所述的光学特性变化体现在折射率、反射率等的变化程度上。应用本发明提供的设计方案，从侦测结果可以预判并掌控UV硬化机台发生异常的影响程度，通过差值统计及制程管控，提高相同处理条件下感光硅片光阻的硬化良品率，最大限度地减小光阻流动及降低突出尖角的形成可能性。
文档编号G03F7/26GK101533230SQ20081001967
公开日2009年9月16日 申请日期2008年3月11日 优先权日2008年3月11日
发明者陈伏宏 申请人:和舰科技(苏州)有限公司