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CN104977820B - 一种光刻返工去胶方法及其半导体形成方法 - Google Patents

一种光刻返工去胶方法及其半导体形成方法 Download PDF

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CN104977820B CN201410131620.9A CN201410131620A CN104977820B CN 104977820 B CN104977820 B CN 104977820B CN 201410131620 A CN201410131620 A CN 201410131620A CN 104977820 B CN104977820 B CN 104977820B
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CSMC Technologies Corp
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Abstract

本发明涉及一种光刻返工去胶方法及其半导体形成方法。其中，包括:A、提供一需要返工去除光刻胶的半导体，所述半导体上具有钝化保护层，所述钝化层上具有光刻胶层；B、通过预设温度条件,对所述半导体表面进行干法去除光刻胶；C、对经过干法去除光刻胶的半导体表面进行酸液清洗，以清洗掉进行干法去除光刻胶时所述钝化保护层表面形成的氧化层；D、对经过酸液清洗的半导体表面进行湿法去除剩余光刻胶。本发明具有方法简便、节省成本和返工的半导体线宽差异低于10%的效果。

Description

一种光刻返工去胶方法及其半导体形成方法
技术领域
本发明涉及一种集成电路技术领域，特别涉及一种光刻返工去胶方法及其应用的半导体形成方法。
背景技术
半导体由下到上的结构顺序是衬底、图膜、抗反射层、光刻胶，其中的衬底由下到上的结构顺序是硅基底、氧化物层和SiN层，氧化物层和SiN层覆盖在硅基底表面。其实底部的材质就是SiN。由于含N的SiN会直接导致涂覆的光刻胶（PR）中毒，即出现所谓的基脚效应（PR footing），进而影响光刻工艺的精度。为了消除上述的基脚效应，一般是在材质为SiN的抗反射层表面上生长一层氧化覆盖薄膜（oxide cap layer），以降低N对光刻胶的影响。
在实际的光刻工艺过程中，经常会进行光刻返工（PR rework），甚至会反复进行几次PR rework。光刻返工去胶工艺最常采用的方法是干法灰化去胶和湿化学法去胶。具体是：先在2500C的高温条件下,对半导体进行干法去胶；然后湿法去胶，并清洗；接着对去胶后半导体表面进行光阻涂覆；最近进行二次曝光和显影。但这样的返工流程并不适用于基底材质SiN和光阻为DUV PR的结构，因为SiN本身的反射率和消光系数对厚度和SiN层表面状况非常敏感，易出现刻返工的线宽和对准难的问题。另外，在高温低压干法去胶的条件下，硅基底表面的SiN进行淀积，淀积的SiN层表面温度较高，吸附在硅基底表面的离子和副产物被pump（泵）迅速抽走，SiN层表面存在较多空位，具有比较大的张应力。对于上述半导体在进入返工流程过程中，在相对较高的温度(即2500C)条件下进行去胶，SiN层会吸收空气中的水汽,在表面形成SiO2自然氧化层。基于上述的形成SiO2自然氧化层而言，SiO2表现为压应力，且SiN层及SiO2层的热膨胀系数差异相对较大（即SiN:2.3ppm/k，SiO2:0.5ppm/k），并且在2500C温度下SiN层及SiO2层发生塑性形变。所谓塑性形变的定义是如果外力较大，当它的作用停止时，所引起的形变并不完全消失，而有剩余形变。造成了界面匹配度较差。倘若再进行冷却到室温，塑性形变仍然不会消失。所以导致了返工后SiN层的表面状况与初次曝光时表面状况差异较大，光阻对下底的表面变化较敏感，最终还是出现线宽偏移的现象。
譬如，以0.18um逻辑平台深阱(Deep P well)层次举例,硅基底材质为850ASiN，光阻厚度为40000埃，返工晶圆与初次曝光晶圆采用同样的光刻条件，再线宽差异调整曝光和显影条件，调整后的平均线宽差异仍然超过10%。如此返工半导体线宽是超规格的，说明返工失败。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种方法简便、节省成本和返工的半导体线宽差异低于10%的光刻返工去胶方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种光刻返工去胶方法，其中，包括:
A、提供一需要返工去除光刻胶的半导体，所述半导体上具有钝化保护层，所述钝化层上具有光刻胶层；
B、通过预设温度条件,对所述半导体表面进行干法去除光刻胶；
C、对经过干法去除光刻胶的半导体表面进行酸液清洗，以清洗掉进行干法去除光刻胶时所述钝化保护层表面形成的氧化层；
D、对经过酸液清洗的半导体表面进行湿法去除剩余光刻胶。
由于湿法去胶后，清洗完成，不需要再进行光阻涂覆，后续调整蚀刻的曝光和显影也可以省去。不但可以避免因返工流程抗反射层和光阻为DUVPR的结构不适用，而造成抗反射层的反射率和消光系数对厚度和抗反射层表面状况非常敏感，易出现刻返工的线宽和对准难的问题的现象。所以在返工后半导体表面状况与初次曝光时表面状况差异小，线宽偏移率低于10%，实现了操作方法简便、节省成本和返工的半导体线宽差异低于10%，减少再次返工次数的目的。
优选的，所述预设温度为100摄氏度～120摄氏度。由于预设温度为110摄氏度的条件下，干法去除光刻胶后和湿法去除光刻胶前进行清洗物清洗，不但可以有效地减弱抗反射层表面的氧化物（SiO2）含量，避免抗反射层及氧化物（SiO2）层的热膨胀系数差异相对较大的现象，而且还可以避免了抗反射层及氧化物（SiO2）层发生塑性形变。所以进一步地实现了，返工后抗反射层的表面状况与初次曝光时表面状况差异小，线宽偏移率低于10%，实现了操作方法简便、节省成本和返工的半导体线宽差异低于10%，减少再次返工次数的目的。
优选的，所述预设温度为110摄氏度，以减少所述钝化保护层表面的氧化层的形成。
优选的，所述钝化保护层为SiN层。
优选的，所述的酸液清洗为稀氟化氢清洗。
优选的，所述的酸液清洗的时间小于5秒。
优选的，所述光刻胶为DUV深紫外光刻胶。
优选的，所述氧化层为二氧化硅层。
优选的，还包括：E、湿法去除光刻胶的半导体清洗处理，所述清洗处理是水洗浸润或者喷雾清洗或者刷洗或者冲洗或者超声波震荡；
F、对经过步骤D中清洗处理的半导体干燥处理，所述干燥处理是甩干或者吹干或者烘干或者异丙醇表面张力干燥。
本发明的另一目的是提供一种半导体形成方法，其中，包括采用上述的光刻返工去胶方法。由此实现了返工后抗反射层的表面状况与初次曝光时表面状况差异小，线宽偏移率低于10%的效果。
综上所述，本发明公开了一种光刻返工去胶方法及半导体结构。其中该方法的具体步骤如下：A、在1100C的温度条件下,先对需要返工的半导体表面进行干法去除光刻胶；B、之后再对半导体表面进行湿法去除光刻胶，完成后进行清洗；步骤B在进行湿法去除光刻胶前，先对经过干法去除光刻胶后的半导体进行DiluteHF清洗。本发明具有方法简便、节省成本和返工的半导体线宽差异低于10%的效果。
附图说明
图1为本发明一种光刻返工去胶方法实施例一的方框流程图。
具体实施方式
下面结合附图对发明作进一步详细的说明。
一种光刻返工去胶方法，所述半导体的结构包括从下至上的抗反射层、光刻胶。
实施例一
如图1所示，一种光刻返工去胶方法，其中，包括:
A、提供一需要返工去除光刻胶的半导体，所述半导体上具有钝化保护层，所述钝化层上具有光刻胶层；B、通过预设温度条件,对所述半导体表面进行干法去除光刻胶；C、对经过干法去除光刻胶的半导体表面进行酸液清洗，以清洗掉进行干法去除光刻胶时所述钝化保护层表面形成的氧化层；D、对经过酸液清洗的半导体表面进行湿法去除剩余光刻胶。
所述预设温度为100摄氏度～120摄氏度。由于预设温度为110摄氏度的条件下，干法去除光刻胶后和湿法去除光刻胶前进行清洗物清洗，不但可以有效地减弱抗反射层表面的氧化物（SiO2）含量，避免抗反射层及氧化物（SiO2）层的热膨胀系数差异相对较大的现象，而且还可以避免了抗反射层及氧化物（SiO2）层发生塑性形变。所以进一步地实现了，返工后抗反射层的表面状况与初次曝光时表面状况差异小，线宽偏移率低于10%，实现了操作方法简便、节省成本和返工的半导体线宽差异低于10%，减少再次返工次数的目的。预设温度为110摄氏度，以减少所述钝化保护层表面的氧化层的形成。钝化保护层为SiN层。酸液清洗为稀氟化氢清洗,酸液清洗的时间小于5秒,所述光刻胶为DUV深紫外光刻胶,氧化层为二氧化硅层。
还包括：E、湿法去除光刻胶的半导体清洗处理，所述清洗处理是水洗浸润或者喷雾清洗或者刷洗或者冲洗或者超声波震荡；F、对经过步骤D中清洗处理的半导体干燥处理，所述干燥处理是甩干或者吹干或者烘干或者异丙醇表面张力干燥。
实施例二
一种半导体形成方法，其中，包括采用上述的光刻返工去胶方法。实现了返工后抗反射层的表面状况与初次曝光时表面状况差异小，线宽偏移率低于10%的效果。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种光刻返工去胶方法，其特征在于，包括:
A、提供一需要返工去除光刻胶的半导体，所述半导体上具有钝化保护层，所述钝化层上具有光刻胶层；
B、通过预设温度条件,对所述半导体表面进行干法去除光刻胶，所述预设温度为110摄氏度，以减少所述钝化保护层表面的氧化层的形成；
C、对经过干法去除光刻胶的半导体表面进行酸液清洗，以清洗掉进行干法去除光刻胶时所述钝化保护层表面形成的氧化层，所述钝化保护层为SiN层,所述酸液清洗的时间小于5秒；
D、对经过酸液清洗的半导体表面进行湿法去除剩余光刻胶。
2.根据权利要求1所述的一种光刻返工去胶方法，其特征在于，所述酸液清洗为稀氟化氢清洗。
3.根据权利要求1所述的一种光刻返工去胶方法，其特征在于，所述光刻胶为DUV深紫外光刻胶。
4.根据权利要求1所述的一种光刻返工去胶方法，其特征在于，所述氧化层为二氧化硅层。
5.根据权利要求1所述的一种光刻返工去胶方法，其特征在于，还包括：
E、湿法去除光刻胶的半导体清洗处理，所述清洗处理是水洗浸润或者喷雾清洗或者刷洗或者冲洗或者超声波震荡；
F、对经过步骤D中清洗处理的半导体干燥处理，所述干燥处理是甩干或者吹干或者烘干或者异丙醇表面张力干燥。
6.一种半导体形成方法，其特征在于，包括如权利要求1至5中任一项所述的光刻返工去胶方法。
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