光刻方法 【技术领域】
本发明涉及半导体制造领域， 特别涉及一种光刻方法。背景技术 随着半导体制造工艺的发展， 半导体芯片的面积越来越小， 因此半导体工艺的精 度也变得更加重要。 在半导体制造工艺中， 其中一个重要的工艺就是光刻， 光刻是将掩膜版 上的图案转移为晶片上的光刻图案的工艺过程， 因此光刻的质量会直接影响到最终形成的 芯片的性能。
接触孔的形成过程也涉及光刻， 具体为 ： 旋涂光阻胶 (PR) 后， 对 PR 进行曝光、 显影 形成接触孔的光刻图案， 后续按照光刻图案进行刻蚀， 最终形成对应的接触孔。
其中， 由于光刻图案中接触孔的孔径与刻蚀形成的接触孔的实际孔径满足一定的 关系， 因此， 在进行接触孔的刻蚀之前， 通常需要对光刻图案中接触孔的孔径进行测量， 如 果光刻图案中接触孔的孔径满足要求， 则表示刻蚀形成的接触孔的实际孔径也能够满足要 求， 则可根据光刻图案进行刻蚀。
上述测量过程通常利用扫描电子显微镜 (SEM) 捕获光刻图案中接触孔形状的图 像， 在捕获到接触孔形状的图像之后， 进一步控制 SEM 调焦， 直至视野中出现清晰的接触孔 形状的图像， 然后对图像中接触孔的孔径进行测量。
由于 SEM 在进行调焦时会发射出一定强度的电子束， 而该电子束与 PR 会相互作 用， 会使得 PR 发生收缩现象， 从而使得按照光刻图案所刻蚀的接触孔的孔径大于预期， 这 种情况对于特定尺寸的 PR 尤其突出。在实际应用中， 技术人员已经开始研究 PR 发生收缩 的原因， 目前还没有提出一个能够广泛接受的结论。 同时， 技术人员也在尝试采用各种方案 来避免 PR 发生收缩现象， 例如， 通过减小 SEM 的探测电流和电压来降低电子束的强度， 实验 发现， 这种方法能够在一定程度上缓解 PR 收缩的强度， 但是这种方法带来的弊端是降低了 图像的清晰度， 从而降低了接触孔孔径的量测精度， 进一步影响了接触孔的刻蚀的精度， 而 抑制 PR 收缩的初衷原本就是避免降低接触孔的刻蚀的精度， 可见， 这种方法在实际生产中 并不实用。总之， 现有技术还没有提出一种有效避免 PR 在 SEM 的作用下发生收缩的方法。
发明内容
有鉴于此， 本发明提供一种光刻方法， 能够避免 PR 在 SEM 的作用下发生收缩。
为解决上述技术问题， 本发明的技术方案是这样实现的 ：
一种光刻方法， 该方法包括 ：
A、 在晶片表面形成光阻胶 PR， 并对 PR 进行曝光、 显影形成光刻图案后， 向晶片表 面喷洒六甲基二硅胺烷 HMDS ；
B、 采用扫描电子显微镜 SEM 捕获光刻图案后进行调焦， 直到视野中出现清晰的光 刻图案后停止调焦 ；
C、 采用去离子水 DIW 冲洗晶片表面 ；D、 量测 SEM 视野中的光刻图案的关键尺寸 CD， 如果 CD 达到预设要求， 则结束流程 ； 否则， 去除光刻图案， 然后重新返回执行步骤 A。
所述步骤 C 和步骤 D 之间， 该方法进一步包括 ：
对晶片进行烘烤 ；
对晶片进行甩干。
所述喷洒 HMDS 的方法为 ： 采用气相涂盖方式向晶片表面喷洒 HMDS。
所述气相涂盖的压力为 650 百帕至 1000 百帕。
所述烘烤为高压硬性烘烤。
所述高压硬性烘烤时的压力为 5 千帕至 10 千帕。
所述甩干时的转速为 1000 转每分钟至 3000 转每分钟。
根据本发明所提供的技术方案， 在晶片表面形成 PR， 并对 PR 进行曝光、 显影形成 光刻图案后， 向晶片表面喷洒 HMDS， 然后采用 SEM 捕获光刻图案后进行调焦， 直到视野中出 现清晰的光刻图案后停止调焦， 这样， 在调焦的过程， SEM 会发出电子束， 在电子束的作用 下， PR 的表层被物质 2 包裹 ( 物质 2 由 HMDS 和 PR 转化而成， 物质 2 的分子式见具体实施 方式部分的记载 )， 由于物质 2 在物理上表现得比较坚硬， 因此， 当 PR 的表层被坚硬的物质 2 包裹后， 形状很难发生改变， 因此避免了 PR 在 SEM 的作用下发生收缩。 附图说明
图 1 为本发明所提供的一种光刻方法的流程图。 图 2 ～图 6 为本发明所提供的一种光刻方法实施例的过程剖面示意图。具体实施方式 为使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下参照附图并举实施例， 对 本发明所述方案作进一步地详细说明。
本发明的核心思想为 ： 在晶片表面形成 PR， 并对 PR 进行曝光、 显影形成光刻图案 后， 向晶片表面喷洒 HMDS， 在调焦的过程， SEM 会发出电子束， 在电子束的作用下， PR 的表层 被物质 2 包裹 ( 物质 2 由 HMDS 和 PR 转化而成 )， 由于物质 2 在物理上表现得比较坚硬， 因 此， 当 PR 的表层被坚硬的物质 2 包裹后， 形状很难发生改变， 因此避免了 PR 在 SEM 的作用 下发生收缩。
图 1 为本发明所提供的一种光刻方法的流程图。如图 1 所示， 该方法包括 ；
步骤 11， 在晶片表面形成 PR， 并对 PR 进行曝光、 显影形成光刻图案后， 向晶片表面 喷洒 HMDS。
步骤 12， 采用 SEM 捕获光刻图案后进行调焦， 直到视野中出现清晰的光刻图案后 停止调焦。
步骤 13， 采用 DIW 冲洗晶片表面。
步骤 14， 量测 SEM 视野中的光刻图案的 CD， 如果 CD 达到预设要求， 则结束流程 ； 否 则， 去除光刻图案， 然后重新返回执行步骤 11。
至此， 本流程结束。
下面通过一个实施例对本发明所提供的一种光刻方法进行详细介绍， 在下述实施
例中仅以接触孔的光刻方法为例。
图 2 ～图 6 为本发明所提供的一种光刻方法实施例的过程剖面示意图， 该方法包 括：
步骤 201， 参见图 2， 在晶片的介质层 101 表面旋涂 PR， 并对 PR 进行曝光、 显影从而 形成接触孔的光刻图案 102。
步骤 202， 参见图 3， 喷洒六甲基二硅胺烷 (HMDS)103， 喷洒后的 HMDS103 覆盖在整 个介质层 101 的表面以及光刻图案 102 的表面。
喷洒 HMDS 的方法可采用现有技术中的气相涂盖 (vapor coating) 方式， 具体为 ： 将 HMDS 以气态的形式输入至放置晶片的密闭容器中， 这样， 一层很薄的 HMDS 薄膜将会附着 在晶片表面。
优选地， 本实施例中气相涂盖的压力为 650 百帕 (hpa) ～ 1000 百帕 (hpa)。
其中， HMDS 的分子式为 ：
PR 的一种典型分子式为 ：
当 HMDS 被喷洒至光刻图案表面后， HMDS 分子会与 PR 的表面的分子通过范德华力 结合， 生成 ：
( 为了方便描述， 将该物质用物质 1 表示， 图 3 中使用编号 104 表示物质 1)。
步骤 203， 参见图 4， 采用 SEM 捕获光刻图案 102 后进行调焦， 直到视野中出现清晰 的光刻图案 102 后停止调焦。
其中， SEM 捕获图案的方法以及调焦的方法与现有技术相同， 此处不予赘述。
在调焦的过程， SEM 会发出电子束， 在电子束的作用下， PR 表面的物质 1 会与空气 中的水蒸汽发生如下化学反应 ：
由上述化学反应方程式可以看出， 在电子束的作用下， PR 表面的物质 1 会转化为( 为了方便描述， 将该物质用物质 2 表示， 图 4 中使用编号 105表示物质 2)。本步骤执行完毕后， 物质 2 位于 PR 的表层， 由于物质 2 在物理上表现得比较坚硬， 因此， 当 PR 的表层被坚硬的物质 2 包裹后， 形状很难发生改变， 因此避免了 PR 的收缩。经 实验表明， 即使 SEM 的电子束照射在 PR 表面， PR 的形状也不易发生改变。
步骤 204， 参见图 5， 采用去离子水 (DIW) 冲洗介质层 101 和光刻图案 102， 然后进 行烘烤 (bake)。
采用 DIW 冲洗介质层 101 后， 可将介质层 101 表面的 HMDS 去除， 采用 DIW 冲洗光 刻图案 102 后， 可将 PR 表面未参加化学反应的 HMDS 去除。
烘烤的目的是促使化学反应的快速进行， 使得 PR 表面的物质 1 尽可能快速地转化 为物质 2 和 NH3， 同时使得生成的 NH3 尽快从 PR 表面脱离， 并有干燥晶片的作用。
优选地， 所述烘烤为高压硬性烘烤 (high pressure hard bake)， 高压硬性烘烤时 的压力为 5 千帕 (kpa) ～ 10 千帕 (kpa)。
步骤 205， 参加图 6， 进行甩干 (spin dry)。
甩干的目的是 ： 使得生成的 NH3 尽快从 PR 表面脱离， 并同时去除步骤 204 中的 DIW， 以对晶片进行干燥。
优选地， 甩干时的转速为 1000 转每分钟 (rpm) ～ 3000 转每分钟 (rpm)。 步骤 206， 量测 SEM 视野中的光刻图案 102 的关键尺寸 (CD)， 如果 CD 达到预设要 求， 则结束流程 ； 否则， 去除光刻图案， 然后重新返回执行步骤 201( 步骤 206 图未示出 )。
本步骤与现有技术相同， 如果光刻图案中接触孔的孔径达到要求， 则结束光刻流 程， 后续按照目前的光刻图案进行刻蚀， 如果光刻图案中接触孔的孔径不满足要求， 则对 光刻图案进行灰化， 灰化的方法与现有技术中灰化 PR 的方法相同， 然后再重新生成光刻图 案。
至此， 本流程结束。
由上述的技术方案可见， 在晶片表面形成 PR， 并对 PR 进行曝光、 显影形成光刻图 案后， 向晶片表面喷洒 HMDS， 在调焦的过程， SEM 会发出电子束， 在电子束的作用下， PR 的表 层被物质 2 包裹 ( 物质 2 由 HMDS 和 PR 转化而成 )， 由于物质 2 在物理上表现得比较坚硬， 因此， 当 PR 的表层被坚硬的物质 2 包裹后， 形状很难发生改变， 因此避免了 PR 在 SEM 的作 用下发生收缩。
以上所述， 仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保护范围。 凡在 本发明的精神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护 范围之内。