光阻结构及晶圆曝光装置的制作方法

本实用新型涉及半导体制造
技术领域：
，尤其涉及一种光阻结构及晶圆曝光装置。
背景技术：
：目前，半导体集成电路(IC)产业已经经历了指数式增长。IC材料和设计中的技术进步已经产生了数代IC，其中，每代IC都比前一代IC具有更小和更复杂的电路。在IC发展的过程中，功能密度(即每一芯片面积上互连器件的数量)已普遍增加，而几何尺寸(即使用制造工艺可以产生的最小部件)却已减小。除了IC部件变得更小和更复杂之外，在其上制造IC的晶圆变得越来越大，这就对晶圆的质量要求越来越高。在晶圆的制造过程中，需要经过多步工艺，例如表面清洗、初次氧化、化学气相沉积镀膜、化学机械研磨、光刻、退火、离子注入等。其中，光刻技术是指在光照作用下，借助光致抗蚀剂(又名光刻胶)将掩膜版上的图形转移到基片上的技术。光刻工艺是在晶圆曝光装置上完成的。在具体的光刻过程中，掩膜版通过一夹具固定于曝光机台上；光线穿过所述掩膜版上的对准标记投影到覆盖有光刻胶层的晶圆上，引起曝光区域的光刻胶发生化学反应；再通过显影技术溶解去除曝光区域或未曝光区域的光刻胶(前者称正性光刻胶，后者称负性光刻胶)，使掩膜版上的图形被复制到光刻胶薄膜上。但是，在现有的曝光工艺进行过程中，由于晶圆与光刻胶的反射率不同会引起驻波效应，从而使得光刻胶内部的感光剂或者光致酸的浓度也呈现驻波分布状态，导致经光刻胶显影后的晶圆侧壁轮廓呈现波纹状起伏，从而直接影响到线宽的变化。随着晶圆特征尺寸缩小到350nm以下，线宽的变化会影响到后续刻蚀及离子注入工艺的实施，导致晶圆表面形成的图形在形貌或者特征尺寸等方面的变化以及器件漏电等情况的发生。因此，如何消除驻波效应对光刻工艺的影响，提高晶圆产品的质量，是目前亟待解决的技术问题。技术实现要素：本实用新型提供一种光阻结构及晶圆曝光装置，用于解决现有的光刻工艺因驻波效应导致的光刻质量较差的问题。为了解决上述问题，本实用新型提供了一种光阻结构，包括：光敏层，包括用于覆盖晶圆的第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，且能够吸收自所述第二表面射入的第一光线；量子点，掺杂于所述光敏层中，适于在所述第一光线激发下产生能够被所述光敏层吸收的第二光线。优选的，所述第一光线的波长与所述第二光线的波长不同。优选的，所述第一光线为紫外光线或者X射线；所述第二光线为紫外光线。优选的，所述量子点为CsI量子点。优选的，所述第二光线的波长为300nm～380nm。优选的，所述光敏层中掺杂的所述量子点的浓度为大于0.0025g/ml。为了解决上述问题，本实用新型还提供了一种晶圆曝光装置，包括光阻结构；所述光阻结构包括：光敏层，包括用于覆盖晶圆的第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，且能够吸收自所述第二表面射入的第一光线；量子点，掺杂于所述光敏层中，适于在所述第一光线激发下产生能够被所述光敏层吸收的第二光线。优选的，还包括光源和掩模版；所述掩模版朝向所述第二表面设置，所述光源发出的光线经所述掩模版传输至所述光敏层。优选的，所述第一光线的波长与所述第二光线的波长不同。优选的，所述量子点为CsI量子点。本实用新型提供的光阻结构及晶圆曝光装置，通过在光阻结构的光敏层中掺杂量子点，利用量子点的光致发光特性，一方面使得量子点周围的光敏材料能够吸收更多的光线，使得光敏层的曝光更加充分；另一方面，通过掺杂量子点，增大了所述光敏层对光线的吸收率，减小了光线的反射及干涉现象，削弱了驻波效应对曝光过程的影响，确保了晶圆产品的质量。附图说明附图1是本实用新型具体实施方式中光阻结构未照射光线时的结构示意图；附图2是本实用新型具体实施方式中光阻结构在照射光线时的结构示意图；附图3是本实用新型具体实施方式中量子点的发射光谱图；附图4是本实用新型具体实施方式中晶圆曝光装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本实用新型提供的光阻结构及晶圆曝光装置的具体实施方式做详细说明。本具体实施方式提供了一种光阻结构，附图1是本实用新型具体实施方式中光阻结构未照射光线时的结构示意图，附图2是本实用新型具体实施方式中光阻结构在照射光线时的结构示意图。如图1、图2所示，本具体实施方式提供的光阻结构，包括：光敏层11和量子点12；所述光敏层11包括用于覆盖晶圆10的第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，且能够吸收自所述第二表面射入的第一光线；所述量子点12掺杂于所述光敏层11中，适于在所述第一光线激发下产生能够被所述光敏层11吸收的第二光线。图2中的箭头方向表示第一光线的传播方向。具体来说，当对所述光阻结构进行曝光处理时，所述第一光线自所述第二表面射入所述光敏层11的内部。部分所述第一光线被所述光敏层11吸收，使得所述光敏层11发生化学反应；另一部分所述第一光线被所述量子点12吸收，利用所述量子点12的光致发光特性，激发所述量子点发射所述第二光线。例如，在对所述光阻结构进行曝光时，所述量子点12根据是否被所述第一光线激发划分为激发量子点21和未激发量子点22，其中所述激发量子点21发射出能够被所述光敏层吸收的所述第二光线，改善了所述光阻结构的曝光效果。通过采用上述结构，一方面，由于每个所述量子点12可以相当于一个荧光发射中心，使得所述光敏层11能够同时吸收所述第一光线与所述第二光线，增大了所述光敏层的光吸收量，使得所述光敏层的曝光更加充分；另一方面，所述量子点12的加入，增大了而所述光敏层11对光线的吸收率，减小了所述光敏层11对光线的穿透率，从而相应减少了来自于所述晶圆10的反射光线，发射光(即射向所述光敏层的第一光线)与反射光(即自所述晶圆10表面反射的光线)的干涉现象被抑制，从而削弱了驻波效应，降低了曝光后光刻胶侧壁的粗糙度，确保了晶圆产品的质量。优选的，所述第一光线的波长与所述第二光线的波长不同。通过选择合适的第一光线波长、所述光敏层11以及所述量子点12的具体材质，可以使得所述第一光线与所述第二光线具有不同的波长。这样，所述光敏层11能够通过吸收不同波长的光线，相当于采用了多波长混合光源进行曝光，进一步改善了所述光阻结构的曝光效果。优选的，所述第一光线为紫外光线或者X射线；所述第二光线为紫外光线。具体来说，所述第一光线可以为波长在200nm～350nm范围内的深紫外线或者是波长更短的X射线。附图3是本实用新型具体实施方式中量子点的发射光谱图。优选的，所述量子点12为CsI量子点。更优选的，所述第二光线的波长为300nm～380nm。如图3所示，所述CsI量子点在紫外线或者X射线的激发下，能够发射紫外波段的所述第二光线，从而更进一步提高了曝光效果。同时，由于CsI是一种极其稳定的化学物质，通常以分子形式存在，不会游离出离子，因此，采用CsI量子点既能增大所述光敏层11对所述第一光线的吸收率，还能有效的避免游离的金属离子对所述光敏层11的污染。优选的，所述光敏层11中掺杂的所述量子点的浓度为大于0.0025g/ml。表1是I-line(酚醛树脂-重氮萘醌正性)光刻胶中CsI量子点掺杂浓度与所述光敏层11中第一光线穿透率的对应关系表，此处的第一光线为紫外光线。由表1可知，当所述CsI量子点的掺杂浓度达到0.0025g/ml时，所述光敏层11中光线的穿透率可以大幅度下降。而穿透率的大幅度下降，使得自所述晶圆表面反射的光线大幅度减少，从而更加有效的抑制了驻波效应。当然，本领域技术人员还可以根据实际需要，选择其他类型的光致发光量子点及其对应的掺杂浓度。表1I-line光刻胶中CsI量子点掺杂浓度与穿透率的对应关系CsI量子点掺杂浓度(g/ml)穿透率060％0.002530％0.005015％不仅如此，本具体实施方式还提供了一种晶圆曝光装置。附图4是本实用新型具体实施方式中晶圆曝光装置的结构示意图。如图4所示，所述晶圆曝光装置包括光阻结构；所述光阻结构包括：光敏层11，包括用于覆盖晶圆10的第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，且能够吸收自所述第二表面射入的第一光线；量子点12，掺杂于所述光敏层11中，适于在所述第一光线激发下产生能够被所述光敏层11吸收的第二光线。优选的，所述晶圆曝光装置还包括光源和掩模版40；所述掩模版40朝向所述第二表面设置，所述光源发出的光线经所述掩模版40传输至所述光敏层11。优选的，所述第一光线的波长与所述第二光线的波长不同。更优选的，所述量子点12为CsI量子点。本实用新型提供的光阻结构及晶圆曝光装置，通过在光阻结构的光敏层中掺杂量子点，利用量子点的光致发光特性，一方面使得量子点周围的光敏材料能够吸收更多的光线，使得光敏层的曝光更加充分；另一方面，通过掺杂量子点，增大了所述光敏层对光线的吸收率，减小了光线的反射及干涉现象，削弱了驻波效应对曝光过程的影响，确保了晶圆产品的质量。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。当前第1页1 2 3