專利名稱：返工處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種返工處理方法。
技術(shù)背景光致抗蝕劑層作為集成電路制造過程中的初始掩膜層，其圖案化的精度 對(duì)整個(gè)集成電路產(chǎn)品的精度及性能將產(chǎn)生重要影響。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，為保證工藝精度，光致抗蝕劑層圖案化后需進(jìn)行線 寬檢測(cè)，檢測(cè)合格后，方可以此圖案化后的光致抗蝕劑層作為掩膜層進(jìn)行后 續(xù)刻蝕工藝。若檢測(cè)不合格，即由曝光不足或曝光過量造成顯影不足或顯影 過量，進(jìn)而造成刻蝕尺寸偏差時(shí)，則需進(jìn)行返工。返工過程為去除此圖案化 的光致抗蝕劑層后，重新進(jìn)行光致抗蝕劑層的涂覆、圖案化及檢測(cè)過程，直 至線寬檢測(cè)合格。實(shí)際刻蝕結(jié)構(gòu)包含順序疊加的介質(zhì)層及光致抗蝕劑層；圖1為說明現(xiàn)有技 術(shù)的返工處理方法流程示意圖，如圖l所示，現(xiàn)有返工方法為確定需返工的 光致抗蝕劑層；利用氧氣(02)灰化處理需返工的光致抗蝕劑層；隨后，重復(fù) 光致抗蝕劑層的涂覆、烘干、圖案化以及檢測(cè)過程，直至獲得檢測(cè)合格的圖 案化的光致抗蝕劑層。然而，實(shí)際生產(chǎn)中，為保證將光致抗蝕劑層移除完全， 通常會(huì)提供充分的灰化過程持續(xù)時(shí)間，不可避免地，在灰化過程中高能氧氣 粒子會(huì)對(duì)介質(zhì)層表面造成損傷。顯然，實(shí)際刻蝕結(jié)構(gòu)中介質(zhì)層及光致抗蝕劑 層間還可包含抗反射涂層，而充足的光致抗蝕劑層間的灰化過程持續(xù)時(shí)間可 使抗反射涂層同時(shí)被移除，仍可造成灰化過程中高能氧氣粒子會(huì)對(duì)介質(zhì)層表 面造成損傷。介質(zhì)層表面損傷可使得后續(xù)刻蝕過程中的介質(zhì)層表面刻蝕率變 ??；所述后續(xù)刻蝕過程包括通孔刻蝕或溝槽刻蝕；此刻蝕速率的改變使得在 與未進(jìn)行光致抗蝕劑層返工時(shí)刻蝕的工藝條件相同的情況下，刻蝕進(jìn)程變慢， 易造成部分區(qū)域刻蝕不充分，即易形成刻蝕開路缺陷；此帶有刻蝕開路缺陷 的芯片在后續(xù)晶片可接受性測(cè)試(WAT)或芯片電性測(cè)試(CP testing)將被判 失效?？梢?，若能獲得良好的光致抗蝕劑層返工效果，進(jìn)而控制帶有刻蝕開 路缺陷的芯片的產(chǎn)生將對(duì)提高產(chǎn)品良率產(chǎn)生重要的影響。申請(qǐng)?zhí)枮?97108030.5"的中國(guó)專利申請(qǐng)中提供了一種紫外光固化樹脂 返工方法，該方法通過在紫外光固化樹脂表面涂覆一層專用表面處理劑，以
改善由于紫外光固化樹脂表面過于光滑，不易返工的難題。即應(yīng)用紫外光固化樹脂專用表面處理劑增強(qiáng)紫外光固化樹脂表面再涂/返工效果；但該方法提通過旋涂抗反射涂層填充被損傷的介質(zhì)層表面不平處，進(jìn)而在其上形成厚度 均勻的光致抗蝕劑層，若應(yīng)用該方法，只需控制抗反射涂層及介質(zhì)層的刻蝕 速率相同，即可控制返工過程后可能造成的上述刻蝕開路缺陷。然而，考慮 到抗反射涂層及介質(zhì)層的材料性質(zhì)差異，若控制抗反射涂層及介質(zhì)層的刻蝕 速率相同，勢(shì)必會(huì)對(duì)抗反射涂層及介質(zhì)層設(shè)置不同的刻蝕工藝參數(shù)，但是由 于介質(zhì)層表面被損傷導(dǎo)致的表面不平整使得在實(shí)際生產(chǎn)過程中難于精確控制 抗反射涂層及介質(zhì)層的分界，即現(xiàn)有工藝難以控制抗反射涂層及介質(zhì)層的刻 蝕速率相同，應(yīng)用該方法仍無法控制光致抗蝕劑層返工過程后可能造成的上 述刻蝕開路缺陷。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種返工處理方法，可在返工后獲得性質(zhì)均勻的介質(zhì)層表 面，進(jìn)而在后續(xù)刻蝕過程中不再產(chǎn)生刻蝕開路缺陷。本發(fā)明提供的一種返工處理方法，其中，所述光致抗蝕劑層位于介質(zhì)層 表面；所述返工處理方法包括確定需返工的光致抗蝕劑層；灰化處理需返工的光致抗蝕劑層；進(jìn)行介質(zhì)層表面剝除步驟；重新涂覆并圖案化光致抗蝕劑層；對(duì)光致抗蝕劑層進(jìn)行檢測(cè)；對(duì)檢測(cè)不合格的光致抗蝕劑層重復(fù)上述步驟；獲得檢測(cè)合格的光致抗蝕劑層。所述光致抗蝕劑層與所述介質(zhì)層之間有一抗反射涂層；所述去除所述光致抗蝕劑層步驟中包含去除所述抗反射涂層的步驟；所述涂覆光致抗蝕劑層 步驟包含涂覆所述抗反射涂層的步驟；所述介質(zhì)層材料包括黑鉆石、氟硅玻 璃、磷硅玻璃、硼硅玻璃、硼磷硅玻璃、氮化硅、有一幾聚合物材料如聚酰亞 胺、有機(jī)硅氧烷聚合物、聚亞芳基醚、碳摻雜硅酸鹽玻璃、倍半硅氧烷玻璃、 氟化或非氟化硅酸鹽玻璃、金剛石狀無定形碳以及芳族烴聚合物等材料中的 一種或其組合；所迷抗反射涂層材料包括氮氧化硅、碳氧化硅以及深紫外光吸 收氧化物等材料中的一種或其組合；所述刻蝕氣體包括四氟化碳、三氟化氬碳 或二氟化氫碳等系列氣體材料中的一種或其組合；所述刻蝕部分介質(zhì)層的厚 度為1 10納米；所述刻蝕部分介質(zhì)層的過程持續(xù)時(shí)間為10 20秒；所述刻蝕 射頻功率為400 500瓦。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1. 在進(jìn)行光致抗蝕劑層返工時(shí)，通過在移除光致抗蝕劑層后，增加一介 質(zhì)層表面剝除步驟，可在返工后獲得性質(zhì)均勻的介質(zhì)層表面，進(jìn)而保證在后 續(xù)刻蝕過程中介質(zhì)層表面刻蝕速率相同，不再形成刻蝕開路缺陷，獲得良好的返工效果；2. 通過控制剝除步驟中去除的介質(zhì)層表面的厚度，可保證介質(zhì)層表面剝 除步驟不會(huì)對(duì)最終形成的器件的性質(zhì)造成影響；3. 通過引入介質(zhì)層表面剝除步驟，可在光致抗蝕劑層返工后獲得性質(zhì)均 勻的介質(zhì)層表面，進(jìn)而獲得良好的返工效果，不再形成刻蝕開路缺陷，提高 了產(chǎn)品的良率，降低了生產(chǎn)成本。


圖1為說明現(xiàn)有技術(shù)的返工處理方法流程示意圖； 圖2為說明本發(fā)明實(shí)施例的返工處理方法流程示意圖； 圖3A~ 3E為說明本發(fā)明實(shí)施例的返工處理方法示意圖。
具體實(shí)施方式
盡管下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的 優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明而仍然實(shí) 現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列的描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員 的廣泛教導(dǎo)，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述 公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn) 為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定 目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí) 施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于具
在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下列說明 和權(quán)利要求書本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均釆用非常 簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí) 施例的目的。圖2為說明本發(fā)明實(shí)施例的返工處理方法流程示意圖，如圖2所示，應(yīng) 用本發(fā)明提供的方法進(jìn)行返工處理的步驟包括形成刻蝕結(jié)構(gòu)，所述刻蝕結(jié) 構(gòu)包含順序疊加的介質(zhì)層、抗反射涂層及光致抗蝕劑層；圖案化所述光致抗 蝕劑層，并對(duì)光致抗蝕劑層的圖案化效果進(jìn)行檢測(cè)；根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，判定所 述光致抗蝕劑層是否需要進(jìn)行返工處理；如果不需要進(jìn)行返工處理，進(jìn)行后 續(xù)刻蝕步驟；如果需要進(jìn)行返工處理，則對(duì)所述光致抗蝕劑層及抗反射涂層 進(jìn)行灰化處理；隨后，進(jìn)行介質(zhì)層表面剝除步驟；然后，重復(fù)進(jìn)行涂覆抗反 射涂層及光致抗蝕劑層，圖案化所述光致抗蝕劑層，并對(duì)光致抗蝕劑層的圖 案化效果進(jìn)行檢測(cè)的步驟，直至根據(jù)光致抗蝕劑層的圖案化效果檢測(cè)結(jié)果判 定不需要進(jìn)行返工處理；進(jìn)行后續(xù)刻蝕步驟。圖3A 3E為說明本發(fā)明實(shí)施例的返工處理方法示意圖，如圖所示，應(yīng)用 本發(fā)明提供的方法進(jìn)行返工處理的具體步驟為首先，如圖3A所示，形成刻蝕結(jié)構(gòu)，所述刻蝕結(jié)構(gòu)包含順序疊加的介質(zhì) 層10、抗反射涂層20及光致抗蝕劑層30。所述介質(zhì)層10包含其上形成抗反射涂層及光致抗蝕劑層的任意膜層，如 層間絕緣層及刻蝕隔離區(qū)的硬掩膜層等。所述抗反射涂層材料包括氮氧化硅(SiON)、碳氧化硅(SiOC)以及深 紫外光吸收氧化物(Deep Ultraviolet Absorbing Oxide, DUO)等材料中的 一種或其組合；所述介質(zhì)層材料包括黑鉆石(Black Diamond, BD)、氟硅玻 璃(FSG )、磷硅玻璃(PSG )、硼硅玻璃(BSG )、硼磷硅玻璃(BPSG )、氮 化硅(Si3N4)、有機(jī)聚合物材料如聚酰亞胺、有機(jī)硅氧烷聚合物、聚亞芳基 醚、碳摻雜硅酸鹽玻璃、倍半硅氧烷玻璃、氟化或非氟化硅酸鹽玻璃、金剛 石狀無定形碳以及芳族烴聚合物等材料中的一種或其組合。傳統(tǒng)的方法，涉及的技術(shù)方案在任何情況下均未被視作本發(fā)明的組成部分， 在此不再贅述。 然后，如圖3B所示，圖案化所迷光致抗蝕劑層30,并對(duì)光致抗蝕劑層的 圖案化效果進(jìn)行檢測(cè)。圖案化所述光致抗蝕劑層步驟包括所述光致抗蝕劑層的曝光及顯影步 驟，所述對(duì)光致抗蝕劑層的圖案化效果進(jìn)行檢測(cè)的步驟主要包括對(duì)獲得的所 述光致抗蝕劑層的圖形線寬進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)所述光致抗蝕劑層進(jìn)行曝光及顯影的方法以及對(duì)所述光致抗蝕劑層的 圖形線寬進(jìn)行檢測(cè)的方法可采用任何傳統(tǒng)的方法，涉及的技術(shù)方案在任何情 況下均未被視作本發(fā)明的組成部分，在此不再贅述。隨后，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，判定所述光致抗蝕劑層是否需要進(jìn)行返工處理。如果不需要進(jìn)行返工處理，進(jìn)行后續(xù)刻蝕步驟。如果需要進(jìn)行返工處理，如圖3C 3E所示，進(jìn)行所述返工處理步驟。所述返工處理步驟包括對(duì)所述光致抗蝕劑層30及抗反射涂層20進(jìn)行灰 化處理；進(jìn)行介質(zhì)層10表面剝除步驟；重復(fù)進(jìn)行形成抗反射涂層20及光致抗 蝕劑層30,圖案化所述光致抗蝕劑層30，并對(duì)光致抗蝕劑層的圖案化效果進(jìn) 行檢測(cè)的步驟，直至根據(jù)光致抗蝕劑層的圖案化效果檢測(cè)結(jié)果判定不需要進(jìn) 行返工處理后，進(jìn)行后續(xù)刻蝕步驟。利用氧氣灰化處理所述光致抗蝕劑層30及抗反射涂層20后，所述介質(zhì)層 IO表面被損傷，即所述介質(zhì)層表面形成一非晶表面層40,為保證后續(xù)刻蝕過 程中介質(zhì)層表面刻蝕速率相同，引入介質(zhì)層表面剝除步驟去除此非晶表面層 40。所述介質(zhì)層表面剝除步驟用以在光致抗蝕劑層返工后獲得性質(zhì)均勻的介 質(zhì)層表面，保證形成的抗反射涂層及光致抗蝕劑層各處厚度均勻，進(jìn)而保證 在后續(xù)刻蝕過程中介質(zhì)層表面刻蝕速率相同，即保證后續(xù)刻蝕過程反應(yīng)充分， 進(jìn)而控制返工過程后可能造成的上迷刻蝕開路缺陷。所述介質(zhì)層表面剝除過程采用干法刻蝕工藝進(jìn)行，所述刻蝕氣體包括四 氟化碳(CF4)、三氟化氬碳(CHF3)或二氟化氬碳(CH2F2)等氟基刻蝕氣體 中的一種；所述刻蝕射頻功率為400 500瓦(W),如400W、 450 W或500 W; 所述介質(zhì)層表面剝除過程中刻蝕所述介質(zhì)層的厚度范圍為1 10納米(nm)， 如20nm、 50腦或70nm;所述介質(zhì)層表面剝除過程持續(xù)時(shí)間才艮據(jù)刻蝕材料及 刻蝕速率確定；作為本發(fā)明的實(shí)施例，所述介質(zhì)層表面剝除過程持續(xù)時(shí)間為 10~20秒(S),如10S、 15S或20S。
需強(qiáng)調(diào)的是，上述實(shí)施例中的刻蝕結(jié)構(gòu)僅用于舉例的目的，所述刻蝕結(jié)構(gòu)仍可包括其它公知的附加層；此外，圖示各層也不是都必須存在，如抗反 射涂層即可根據(jù)實(shí)際需要使用；圖示各層可部分或全部用其它不同層代替。 特別地，在上述刻蝕結(jié)構(gòu)中增加或去除部分膜層，不影響本發(fā)明方法的實(shí)施。介質(zhì)層的平整化過程中去除介質(zhì)層沉積過程中形成的表面微粒時(shí)產(chǎn)生的表面介質(zhì)層表面劃傷等，仍可應(yīng)用本方法，即在進(jìn)行后續(xù)步驟之前，增加一介質(zhì) 層表面剝除步驟，可獲得性質(zhì)均勻的介質(zhì)層表面，繼而不影響后續(xù)生產(chǎn)步驟 的進(jìn)行。所述介質(zhì)層材料包括黑鉆石(Black Diamond, BD)、氟硅玻璃(FSG)、 磷硅玻璃(PSG )、硼硅玻璃(BSG )、硼磷硅玻璃(BPSG )、氮化硅(Si3N4)、 有機(jī)聚合物材料如聚酰亞胺、有機(jī)硅氧烷聚合物、聚亞芳基醚、碳摻雜硅酸 鹽玻璃、倍半硅氧烷玻璃、氟化或非氟化硅酸鹽玻璃、金剛石狀無定形碳以 及芳族烴聚合物等材料中的一種或其組合。所述介質(zhì)層表面剝除過程采用千法刻蝕工藝進(jìn)行，所述刻蝕氣體包括四 氟化碳(CF4)、三氟化氫碳(CHF3)或二氟化氬碳(CH2F2)等氟基刻蝕氣體 中的一種；所述刻蝕射頻功率為400 500瓦(W),如400 W、 450 W或500 W;如20艦、50nm或70nm;所述介質(zhì)層表面剝除過程持續(xù)時(shí)間根據(jù)刻蝕材料及 刻蝕速率確定；作為本發(fā)明的實(shí)施例，所述介質(zhì)層表面剝除過程持續(xù)時(shí)間為 10~20秒(S)，如10S、 15S或20S。采用本發(fā)明提供的方法，在進(jìn)行光致抗蝕劑層返工時(shí)，通過在移除光致 抗蝕劑層后，增加一介質(zhì)層表面剝除步驟，可在返工后獲得性質(zhì)均勻的介質(zhì) 層表面，進(jìn)而保證在后續(xù)刻蝕過程中介質(zhì)層表面刻蝕速率相同，不再形成刻 蝕開路缺陷，獲得良好的返工效果；通過控制剝除步驟中去除的介質(zhì)層表面 的厚度，可保證介質(zhì)層表面剝除步驟不會(huì)對(duì)最終形成的器件的性質(zhì)造成影響； 通過引入介質(zhì)層表面剝除步驟，可在光致抗蝕劑層返工后獲得性質(zhì)均勻的介 質(zhì)層表面，進(jìn)而獲得良好的返工效果，不再形成刻蝕開路缺陷，提高了產(chǎn)品 的良率，降低了生產(chǎn)成本。 盡管通過在此的實(shí)施例描述說明了本發(fā)明，和盡管已經(jīng)足夠詳細(xì)地描述 了實(shí)施例，申請(qǐng)人不希望以任何方式將權(quán)利要求書的范圍限制在這種細(xì)節(jié)上。 對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說另外的優(yōu)勢(shì)和改進(jìn)是顯而易見的。因此，在較寬范 圍的本發(fā)明不限于表示和描述的特定細(xì)節(jié)、表達(dá)的設(shè)備和方法和說明性例子。 因此，可以偏離這些細(xì)節(jié)而不脫離申請(qǐng)人總的發(fā)明概念的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種返工處理方法，其中，所述光致抗蝕劑層位于介質(zhì)層表面；所述返工處理方法包括確定需返工的光致抗蝕劑層；灰化處理需返工的光致抗蝕劑層；進(jìn)行介質(zhì)層表面剝除步驟；重新涂覆并圖案化光致抗蝕劑層；對(duì)光致抗蝕劑層進(jìn)行檢測(cè)；對(duì)檢測(cè)不合格的光致抗蝕劑層重復(fù)上述步驟；獲得檢測(cè)合格的光致抗蝕劑層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的返工處理方法，其特征在于所述光致抗蝕劑 層與所述介質(zhì)層之間存在一抗反射涂層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的返工處理方法，其特征在于所述去除所 述光致抗蝕劑層步驟中包含去除所述抗反射涂層的步驟。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的返工處理方法，其特征在于所述涂覆光 致抗蝕劑層步驟包含預(yù)先涂覆所述抗反射涂層的步驟。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的返工處理方法，其特征在于所述介質(zhì)層材料 包括黑鉆石、氟硅玻璃、磷硅玻璃、硼硅玻璃、硼磷硅玻璃、氮化硅、有機(jī) 聚合物材料如聚酰亞胺、有機(jī)硅氧烷聚合物、聚亞芳基醚、碳摻雜硅酸鹽玻 璃、倍半硅氧烷玻璃、氟化或非氟化硅酸鹽玻璃、金剛石狀無定形碳以及芳 族烴聚合物等材料中的一種或其組合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的返工處理方法，其特征在于所述抗反射涂層 材料包括氮氧化硅、碳氧化硅以及深紫外光吸收氧化物等材料中的一種或其 組合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的返工處理方法，其特征在于所迷刻蝕氣體包 括四氟化碳、三氟化氫碳或二氟化氫碳等系列氣體材料中的一種或其組合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的返工處理方法，其特征在于所述刻蝕部 分介質(zhì)層的厚度為1~10纟內(nèi)米。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的返工處理方法，其特征在于所述刻蝕部分介質(zhì)層的過程持續(xù)時(shí)間為10~20秒。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的返工處理方法，其特征在于所述刻蝕射頻 功率為400 - 500瓦。
全文摘要
一種返工處理方法，其中，所述光致抗蝕劑層位于介質(zhì)層表面；所述返工處理方法包括確定需返工的光致抗蝕劑層；灰化處理需返工的光致抗蝕劑層；進(jìn)行介質(zhì)層表面剝除步驟；重新涂覆并圖案化光致抗蝕劑層；對(duì)光致抗蝕劑層進(jìn)行檢測(cè)；對(duì)檢測(cè)不合格的光致抗蝕劑層重復(fù)上述步驟；獲得檢測(cè)合格的光致抗蝕劑層。通過在移除光致抗蝕劑層后，增加一介質(zhì)層表層剝除步驟，可去除介質(zhì)表面變質(zhì)的薄層，在光致抗蝕劑層返工后獲得性質(zhì)均勻的介質(zhì)層表面，繼而保證在后續(xù)刻蝕過程中介質(zhì)層表面的刻蝕速率不被改變，進(jìn)而不再形成刻蝕開路缺陷，獲得良好的返工效果。
文檔編號(hào)G03F7/16GK101154047SQ20061011688
公開日2008年4月2日 申請(qǐng)日期2006年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月30日
發(fā)明者宋銘峰, 李建茹 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司