一种防止重工光阻倒塌的方法技术

本发明专利技术公开了一种防止重工光阻倒塌的方法，其是在去除芯片上不满意的光阻之后及在再次进行微影步骤之前，先将芯片置放在通有一氧化二氮气体（Ｎ＃－［２］Ｏ）的沉积反应室内一段时间，以在芯片表面上沉积一层富含氮的原始氧化层，使芯片表面的湿度及反射率回复至光阻重工之前的适当范围。根据本发明专利技术的方法可避免由于芯片表面湿度与反射率改变，造成曝光不良而导致光阻倒塌，因而可有效地改善重工光阻的倒塌情形，提高工艺良好率及减少制作成本。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体工艺，特别是有关于一种防止重工光阻倒塌的光阻重工工艺。微影工艺为决定集成电路制作中各层薄膜图案及杂质区域的关键步骤，因此微影技术的优劣不仅会影响组件的积集度及性能，也影响了产能和制造成本。微影技术的原理在芯片表面涂布一层光阻材料，利用曝光显影步骤将光罩上的图案暂时转移至覆盖在芯片上的光阻层，以作为后续蚀刻或离子布植时的保护罩幕。当完成蚀刻或离子布植之后，再将光阻层去除以进行后续的工艺。工艺的良好率和精确度与光阻的好坏有非常密切的关系，理想的微影工艺将光罩上的图案完整地转移至光阻上，而决定微影技术的良劣则取决于曝光步骤。由于芯片表面的反射率变化将会影响光阻曝光的结果，因此在组件的微影步骤时，必须将芯片表面的反射率控制在适当的范围，以便得到良好且精准的光阻图案。然而，在深次微米工艺中，通常不易于多晶硅层上制作出令人满意的光阻图案。当做出的光阻图案失败或未达制作标准时，便需要对芯片进行光阻重工(Rework)。即，将芯片上失败或不满意的光阻去除，然后再重新进行微影步骤。一般去光阻的方法主要有湿式去除法及干式去除法二种，湿式去除法是利用有机溶液或无机溶液剥除光阻，常用的有机溶液有丙酮(Acetone)及芳香族(Phenol Base)等，而无机溶液为硫酸及双氧水等。干式去除法是以电浆方式对光阻进行剥除，通常使用含氧电浆(Oxygen Plasma)对光阻进行反应性蚀刻，此类似燃烧反应，使光阻形成气态的CO、CO2及H2O，再利用电浆反应室内的真空系统抽离。为了能彻底地去除光阻，及避免电浆反应所残留的灰粒及其它物质存留在芯片表面，可以采用湿式及干式两者相互搭配的去光阻法来进行去光阻工艺。在经历氧电浆的高温燃烧作用及浸泡过含有强酸的去光阻液之后，芯片表面的湿度及反射率会产生变化而不同于原来的湿度及反射率。当再次进行光阻曝光时，由于曝光机台的设定参数与重工过的芯片表面的折射率无法配合，会造成光阻曝光不足或过量，致使经显影过的光阻发生变形或倒塌的情形。因此，当重工过的芯片要进行再次微影步骤之前，必须配合芯片表面的湿度及反射率来重新调整曝光机台的工艺参数，以防止重工光阻倒塌及避免不当的图案转移而导致整个或整批芯片报废。然而，重新调整曝光机台的工艺参数将会增加制作的时间，使工艺变得更加复杂及降低产能，若直接更换整批芯片又会造成制作成本过高。因此，亟需发展一种新的光阻重工方法，以在既有的半导体设备及工艺参数下，对原来的芯片进行光阻重工，以解决上述光阻重工后的倒塌问题，提高制作良好率及节省制作成本。本专利技术的一个目的是提供，在去除光阻之后及再次进行微影步骤之前，先使用一氧化二氮气体对芯片表面进行处理，使芯片表面的湿度及反射率回复至重工前的适当范围，而不需重新调整曝光机台的工艺参数。本专利技术的另一个目的是提供一种光阻重工方法，其可避免光阻重工后由于芯片表面的湿度及反射率的改变，而造成光阻倒塌的情形。根据以上所述的目的，本专利技术揭示，适用于半导体基材，此半导体基材上形成一第一光阻图案，此方法的步骤包括去除第一光阻图案，以及将半导体基材曝露于一氧化二氮气体中一预定时间，以在基材的表面形成一原始氧化层。其中去除第一光阻图案的步骤包括使用氧电浆去光阻及/或湿式去光阻。本专利技术也揭示一种光阻重工方法，此方法的步骤包括提供一含有多晶硅层的半导体基材，形成一第一光阻图案于多晶硅层上，去除第一光阻图案，将半导体基材曝露于一氧化二氮气体中一预定时间，以在多晶硅层的表面形成一原始氧化层，以及形成一第二光阻图案于多晶硅层上。其中多晶硅层上更包括一抗反射涂盖层(Anti-ReflectionLayer)，以及去除第一光阻图案的步骤包括使用氧电浆去光阻及湿式去光阻。图号对照说明10半导体基底 12闸氧化层14多晶硅层16抗反射涂盖层18光阻20栅极22～28步骤32～36步骤请参照附图说明图1，其中绘示一形成晶体管的栅极的工艺剖面示意图。一半导体基材10上形成一闸氧化层12。较佳地，闸氧化层12可使用热氧化法在温度约为1000～1300℃的氧化炉管内，于基材10表面形成一层二氧化硅(SiO2)。接着，在门氧化层12上形成一层多晶硅层14。多晶硅层14可利用化学气相沉积法形成，形成的厚度约为500～5000埃，较佳为2000埃。随后，在多晶硅层14上覆盖一层抗反射涂盖层(Anti-Reflective Coating，ARC)16。较佳地，抗反射涂盖层16可使用化学气相沉积法沉积一层氮氧化硅(SiON)材料于多晶硅层14上。抗反射涂盖层16的厚度约为500～800埃，较佳为550埃，且其反射率约为1.5。接着，形成一适当的正或负光阻层18于抗反射涂盖层16上，光阻层18的材料可为任何适当的光阻材料。光阻层18可使用任何适当的方法涂布于抗反射涂盖层16上，例如可使用旋涂法(Spin Coating)。接着，使用已知的曝光显影技术以在光阻层18上定义出意欲的图案。当制作出的光阻图案不令人满意时，例如不正确的形状或尺寸，或者光阻图案受损变形时，便必须对光阻进行重工。即，自芯片表面移除不满意的光阻图案，再重新形成一层新的光阻图案。去除光阻的方法一般是将芯片置放于干式光阻去除机(Asher Photoresist Strip)，使用温度约为240℃左右的氧电浆进行光阻剥除，然后再将芯片浸泡于含有硫酸、双氧水及水的去光阻溶液中，以将芯片上的残余光阻及氧电浆灰粒去除干净。在高温的电浆处理及强酸的化学溶液作用后，芯片表面的结构产生变化，致使芯片表面的湿润度(Moisture)以及反射率(Refractivity)明显改变。此时，若在原有的曝光机台上以预设的工艺参数对芯片上重工的光阻进行曝光时，容易因为曝光不足或过量而在显影之后造成重工光阻变形或倒塌。因此，半导体厂的黄光部门必须针对每一个或每一批需要重工的芯片表面状况来调整工艺参数，以于芯片上形成良好的重工光阻，防止光阻倒塌的情况发生。为了避免在每次光阻重工后重新调整曝光机台的工艺参数，以及防止重工光阻倒塌导致后续工艺良好率降低等问题，本专利技术提出一种防止重工光阻倒塌的光阻重工工艺。请参阅图2，其中绘示一根据本专利技术的一个较佳实施例的光阻重工工艺的流程图。如图2所示，首先在步骤22中使用干式去光阻法进行光阻去除。在本专利技术的一个较佳实施例中，将含有欲去除光阻的芯片置放于240℃的氧电浆中进行干式去除。接着于步骤24中，将经过氧电浆处理的芯片浸泡于由硫酸、双氧水及水组成的去光阻液中一段时间，以将残留于芯片表面上的氧电浆灰粒及其它物质彻底清除。随后在步骤26中，利用化学气相沉积方式，将芯片置于通有一氧化二氮气体的处理室内一段时间，以在芯片表面长出一层富含氮(Nitrogen-rich)的薄的原始氧化层(Native Oxide)。此步骤的处理的时间约为5～15秒，较佳为10秒，处理室内的气体温度约在350～500℃之间，较佳为400℃，一氧化二氮气体的流量约为50～100sccm。最后，在步骤28中，使用现有的微影步骤再次地形成光阻图案于芯片表面。利用一氧化二氮气体处理，使芯片表面的氮氧化硅的反射率会更加稳定且与重工前的芯片表面的反射率一致。因此，重工过的芯片可在原来的曝光机台上使用原有的工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防止重工光阻倒塌的方法，适用于半导体基材，其特征在于：该半导体基材上形成有一第一光阻图案，该方法至少包括下列步骤： 去除该第一光阻图案； 将该半导体基材曝露于一氧化二氮气体中一预定时间，以在该基材的表面形成一原始氧化层；以及 形成一第二光阻图案。

【技术特征摘要】
1.一种防止重工光阻倒塌的方法，适用于半导体基材，其特征在于该半导体基材上形成有一第一光阻图案，该方法至少包括下列步骤去除该第一光阻图案；将该半导体基材曝露于一氧化二氮气体中一预定时间，以在该基材的表面形成一原始氧化层；以及形成一第二光阻图案。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于去除该第一光阻图案的步骤包括使用氧电浆去光阻。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于去除该第一光阻图案的步骤包括使用湿式去光阻。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于去除该第一光阻图案的步骤包括使...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨人龙，曾乙峰，高明宽，曾素玲，陈隆，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]