[发明专利]一种无氮介质抗反射层的离线检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种无氮介质抗反射层的离线检测方法。

背景技术

随着集成电路工艺技术的发展，45nm节点以下的光刻工艺开始使用先进掩膜（APF，advanced patterning film），包括作为硬掩模的非晶碳薄膜和作为减反射层的无氮介质抗反射薄膜（N-free DARC）。N-free DARC作为一种无机抗反射薄膜，具有传统有机抗反射薄膜不可替代的优势，比如制备工艺简单、无污染、稳定性高等。N-free DARC的质量决定了光刻工艺的优劣，其中N-free DARC的厚度、折射率以及消光系数都是非常关键的参数，因此，在实际的工艺过程中，需要对N-free DARC的上述各个关键参数进行测量。

请参阅图1，图1是常规的对无氮介质抗反射层的离线检测方法的流程示意图，对N-free DARC的离线检测的常规方法是：

步骤S01：在空白半导体硅衬底上直接沉积N-free DARC；

步骤S02：将沉积有N-free DARC的半导体衬底置于光学仪器中进行光学测量，从而得到所需要的关键参数。

然而，实际工艺过程中，空白的半导体硅衬底上不可避免的会有一层10-15A左右的原生氧化层,该原生氧化层的折射率约为1.46，而N-free DARC的厚度一般为200-300A，折射率为1.7，并且该原生氧化层的光学性质与N-free DARC非常接近，导致光学量测仪器很难对这两种膜进行区分。通常将这两层膜视为一层对N-free DARC进行测量，这必然会导致量测结果与真实值存在很大偏差。

因此，急需改进对N-free DARC离线测量的方法，使其能够提高对N-free DARC离线测量的准确性和稳定性。

发明内容

为了克服上述问题，本发明旨在消除半导体衬底上氧化层的影响，提高对N-free DARC离线测量的精准度，从而提高光刻工艺的效率。

本发明的一种无氮介质抗反射层的离线检测方法，包括：

步骤S01：在半导体衬底的表面沉积一层非晶碳薄膜；

步骤S02：在所述非晶碳薄膜的表面沉积所述无氮介质抗反射层；

步骤S03：将所述带有无氮介质抗反射层的半导体衬底置于测量机台进行测量。

优选地，所述的非晶碳薄膜的厚度大于等于300A。

优选地，所述非晶碳薄膜的厚度为500A。

优选地，所述非晶碳薄膜采用等离子体增强化学气相沉积法形成。

优选地，所述非晶碳薄膜的沉积功率为1350W。

优选地，所述非晶碳薄膜的沉积时的压强为4500mTorr。

优选地，所述非晶碳薄膜沉积时所采用的气体为C₂H₂。

优选地，所述非晶碳薄膜沉积时所采用的气体流量为1500sccm。

优选地，所述的无氮介质抗反射薄膜的材料为SiO_xC_y。

优选地，所述的半导体衬底为硅衬底。

本发明的一种无氮介质抗反射层的离线检测方法，通过在半导体衬底上预先沉积一层非晶碳薄膜，利用该非晶碳薄膜与无氮介质抗反射层的光学性能的明显差异，从而避免了传统离线检测方法中半导体衬底上的原生氧化层对无氮介质抗反射层的干扰，可以准确区分出非晶碳薄膜和无氮介质抗反射层，提高了对无氮介质抗反射层的离线检测的准确度，从而进一步提高光刻工艺的效率。

附图说明

图1是常规的对无氮介质抗反射层的离线检测方法的流程示意图

图2是本发明的一个较佳实施例的对无氮介质抗反射层的离线检测方法的流程示意图

图3是采用本发明的对无氮介质抗反射层的离线检测方法所检测到的参数值与传统方法的对比数据

具体实施方式

体现本发明特征与优点的实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的示例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上当做说明之用，而非用以限制本发明。

无氮介质抗反射层主要应用于光刻工艺中，起到对光源的减反射作用，本发明的一种对无氮介质抗反射层的离线检测方法，可以应用于任何光刻工艺中。

以下结合附图2和3，通过具体实施例对本发明的一种对无氮介质抗反射层的离线检测方法作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、明晰地达到辅助说明本发明实施例的目的。