衬底上光刻结构的返工清洗方法

1.本公开涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种衬底上光刻结构的返工清洗方法。


背景技术：

2.由于光刻设备、材料和工艺的发展，芯片上的器件尺寸越来越小。为了保证特征线宽、深宽比等参数要求，会在衬底上堆叠多层光刻材料，光刻工艺后进行刻蚀传递。集成电路芯片的工艺单元复杂，需要多次光刻和刻蚀等工艺来实现设计的图形。在光刻工艺后衬底上的光刻胶图形不符合要求时，如果不能返工清洗，则会浪费工艺材料、降低芯片的有效产能。
3.为了提高特征线条的刻蚀要求，新的光刻材料不断被使用，一般采用三层光刻材料来进行刻蚀传递。三层光刻材料通常包括有机底层结构层、硅氧基硬掩模中间结构层和光刻胶层。通过返工清洗工艺，能够使衬底可重复利用。
4.现有返工清洗工艺包括如下步骤：1、采用o2等离子气体刻蚀去除衬底表面的光刻胶层；2、采用cf4等离子气体刻蚀去除衬底上的含si的抗反射涂层(相当于硅氧基硬掩模中间结构层)；3、采用o2等离子气体刻蚀去除衬底上的旋涂的有机碳层(相当于有机底层结构层)。
5.其中，旋涂的有机碳层在旋涂后需要经过240℃烘烤或更高温度烘烤，以及o2等离子气体刻蚀旋涂的有机碳层后容易发生碳化，在衬底表面残留部分难以去除的颗粒，这些颗粒影响了衬底的重复利用。
6.因此，需要开发一种既能去除干净又能不破坏器件结构的返工清洗技术。


技术实现要素：

7.(一)要解决的技术问题
8.针对上述问题，本公开提供了一种衬底上光刻结构的返工清洗方法，用于解决传统方法难以去除有机底层结构层碳化后的残留微粒或清洗容易破坏器件结构等技术问题。
9.(二)技术方案
10.本公开一方面提供了一种衬底上光刻结构的返工清洗方法，返工的光刻结构自下而上包括衬底、有机底层结构层、硅氧基硬掩模中间结构层、光刻胶层，包括：s1，利用干法刻蚀或湿法清洗去除光刻胶层；s2，利用反应离子刻蚀去除硅氧基硬掩模中间结构层；s3，利用电感耦合等离子体刻蚀去除有机底层结构层；s4，利用反应离子刻蚀对衬底表面的残留微粒进行倾斜刻蚀，以减小残留微粒与衬底的接触面积，得到倾斜刻蚀后的残留微粒；s5，将s4所得的衬底依次置于有机溶剂中浸泡、去离子水中清洗；s6，将s5所得的衬底置于加热的浓硫酸与过氧化氢混合溶液中浸泡，以去除倾斜刻蚀后的残留微粒；再使用去离子水清洗，完成返工清洗流程。
11.进一步地，s1中湿法清洗使用的溶剂包括丙酮、n-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。
12.进一步地，s2中硅氧基硬掩模中间结构层的材料包括含si的抗反射涂层；s2中反应离子刻蚀使用的刻蚀气体为chf3，刻蚀气体的流量为20～100sccm，刻蚀腔压为0.1～10pa，刻蚀功率为40～100w。
13.进一步地，s3中有机底层结构层的材料包括旋涂的有机碳；s3中电感耦合等离子体刻蚀使用的刻蚀气体至少包括o2，刻蚀气体的流量为30～100sccm，刻蚀腔压为0.1～10pa，刻蚀电源功率为50～150w，刻蚀射频功率为10～50w，刻蚀温度为8～10℃。
14.进一步地，s4包括：旋转衬底使反应离子源相对于衬底表面倾斜设置，利用反应离子刻蚀对衬底表面的残留微粒进行倾斜刻蚀；其中，倾斜设置的角度为15～75
°
。
15.进一步地，s4包括：利用反应离子刻蚀将衬底表面的残留微粒的纵向截面或纵向截面的下部分刻蚀成倒梯形。
16.进一步地，s4中反应离子刻蚀使用的刻蚀气体为o2，刻蚀气体的流量为20～100sccm，刻蚀腔压为0.1～10pa，刻蚀功率为40～100w。
17.进一步地，s5中置于有机溶剂中浸泡的时间为5～10min，有机溶剂包括乙醇、丙酮和n-甲基吡咯烷酮中的一种或多种；s6中加热的浓硫酸与过氧化氢混合溶液的温度为100～150℃，浓硫酸与过氧化氢的摩尔比为3：1～10：1，浸泡时间为30～60min；s5和s6采用单片清洗方式。
18.本公开另一方面提供了一种衬底上光刻结构的返工清洗方法，返工的光刻结构自下而上包括衬底、有机底层结构层、硅氧基硬掩模中间结构层，包括：s2，利用反应离子刻蚀去除硅氧基硬掩模中间结构层；s3，利用电感耦合等离子体刻蚀去除有机底层结构层；s4，利用反应离子刻蚀对衬底表面的残留微粒进行倾斜刻蚀，以减小残留微粒与衬底的接触面积，得到倾斜刻蚀后的残留微粒；s5，将s4所得的衬底依次置于有机溶剂中浸泡、去离子水中清洗；s6，将s5所得的衬底置于加热的浓硫酸与过氧化氢混合溶液中浸泡，以去除倾斜刻蚀后的残留微粒；再使用去离子水清洗，完成返工清洗流程。
19.本公开还有一方面提供了一种衬底上光刻结构的返工清洗方法，返工的光刻结构自下而上包括衬底、有机底层结构层，包括：s3，利用电感耦合等离子体刻蚀去除有机底层结构层；s4，利用反应离子刻蚀对衬底表面的残留微粒进行倾斜刻蚀，以减小残留微粒与衬底的接触面积，得到倾斜刻蚀后的残留微粒；s5，将s4所得的衬底依次置于有机溶剂中浸泡、去离子水中清洗；s6，将s5所得的衬底置于加热的浓硫酸与过氧化氢混合溶液中浸泡，以去除倾斜刻蚀后的残留微粒；再使用去离子水清洗，完成返工清洗流程。
20.(三)有益效果
21.本公开的衬底上光刻结构的返工清洗方法，利用反应离子刻蚀对衬底表面的残留微粒进行倾斜刻蚀，以减小残留微粒与衬底的接触面积，有利于后续使用浓硫酸与过氧化氢混合溶液浸泡时将该残留微粒有效去除，且各处理步骤不会对衬底上的结构造成不利影响，完成返工清洗的衬底可以达到重复利用的标准，减少了返工工艺对衬底的影响。该返工清洗方法刻蚀步骤的均匀性好、污染少，能降低返工工艺额外引入的缺陷；且该方法不仅适用于三层光刻材料都制备完成之后进行返工的情形，也适用于三层光刻材料中的一层或两层光刻材料制备完成之后进行的返工的情形。
附图说明
22.图1示意性示出了根据本公开实施例中衬底上光刻结构的返工清洗方法的流程图；
23.图2示意性示出了根据本公开实施例中返工清洗流程中三层光刻结构的截面变化示意图；
24.图3示意性示出了根据本公开实施例中返工清洗流程中两层光刻结构的截面变化示意图；
25.图4示意性示出了根据本公开实施例中返工清洗流程中一层光刻结构的截面变化示意图；
26.图5示意性示出了根据本公开本实施例1中的截面形貌图和表面俯视形貌图以及对比例1中的表面俯视形貌图；
27.附图标记说明：
28.11，晶圆；12，基底；2，衬底；3，有机底层结构层；4，硅氧基硬掩模中间结构层；5，光刻胶层；6，残留微粒；7，倾斜刻蚀后的残留微粒；8，部分有机底层结构层。
具体实施方式
29.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
30.在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
31.本公开提供了一种衬底上光刻结构的返工清洗方法，返工的光刻结构自下而上包括衬底2、有机底层结构层3、硅氧基硬掩模中间结构层4、光刻胶层5，请参见图1，该方法包括：s1，利用干法刻蚀或湿法清洗去除光刻胶层5；s2，利用反应离子刻蚀(reactive ion etching，rie)去除硅氧基硬掩模中间结构层4；s3，利用电感耦合等离子体(inductively coupled plasma，icp)刻蚀去除有机底层结构层3；s4，利用反应离子刻蚀(reactive ion etching，rie)对衬底2表面的残留微粒6进行倾斜刻蚀，以减小残留微粒6与衬底2的接触面积，得到倾斜刻蚀后的残留微粒7；s5，将s4所得的衬底2依次置于有机溶剂中浸泡、去离子水中清洗；s6，将s5所得的衬底2置于加热的浓硫酸与过氧化氢混合溶液中浸泡，以去除倾斜刻蚀后的残留微粒7；再使用去离子水清洗，完成返工清洗流程。
32.本公开的方法广泛适用各种衬底材料，衬底2的材料包括si、sio2和多晶硅栅等等。图2示意性示出了第一种返工清洗流程中光刻结构的截面示意图，如图2中2a所示，在衬底2上制备了三层光刻材料，包括有机底层结构层3、硅氧基硬掩模中间结构层4、光刻胶层5，对各膜层进行检查，如果出现问题，则需要进行返工清洗。返工清洗需要去除所有的三层光刻材料以及经过高温烘烤和icp刻蚀之后碳化的有机底层结构层，该碳化的有机底层结构层残留在衬底2表面，难以去除。本公开利用rie对衬底表面的残留微粒6进行倾斜刻蚀，以减小残留微粒6与衬底2的接触面积，得到倾斜刻蚀后的残留微粒7；再使用浓硫酸与过氧化氢混合溶液浸泡，以将该倾斜刻蚀后的残留微粒7有效去除，且各处理步骤不会对衬底上的结构造成不利影响，完成返工清洗的衬底2可以达到重复利用的标准，减少了返工工艺对
衬底的影响。
33.在上述实施例的基础上，s1中湿法清洗使用的溶剂包括丙酮、n-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。
34.返工清洗首先需要去除顶层的光刻胶层5，优选地，使用湿法清洗去除光刻胶层5，湿法清洗相对于干法刻蚀去除速率更快，且干法刻蚀在设备中的转移中还可能引入新的杂质。湿法清洗使用有机溶剂去除光刻胶，有机溶剂的具体类型根据光刻胶层5的材料进行择优选择，只要确保有机溶剂可以溶解光刻胶层5，但不与光刻胶层5下面的各膜层反应即可，常用的例如丙酮、n-甲基吡咯烷酮(nmp)等等。s1中使用有机溶剂对光刻胶层5进行溶解，经有机溶剂清洗后，光刻胶层5被去除，得到的结构如图2中2b所示。
35.在上述实施例的基础上，s2中硅氧基硬掩模中间结构层4的材料包括含si的抗反射涂层(si bottom anti-reflection coating，sibarc)；s2中反应离子刻蚀使用的刻蚀气体为chf3，刻蚀气体的流量为20～100sccm，刻蚀腔压为0.1～10pa，刻蚀功率为40～100w。
36.接下来去除光刻胶层5下面的硅氧基硬掩模中间结构层4，硅氧基硬掩模中间结构层4通常采用sibarc，sibarc采用rie的方法去除。刻蚀气体为chf3，chf3可以提供碳原子核和氟游离基，氟游离基与sibarc中的si发生化学反应生成挥发性气体，由此去除sibarc。chf3具有更好的选择比，刻蚀速度平稳易于调节刻蚀时间。刻蚀气体的流量、腔压在上述范围内有利于调控sibarc的均匀性，并易于调节刻蚀速率和时间，使得sibarc去除更干净。s2中使用rie去除硅氧基硬掩模中间结构层4后，得到的结构如图2中2c所示。
37.在上述实施例的基础上，s3中有机底层结构层3的材料包括旋涂的有机碳(spin on carbon，soc)；s3中电感耦合等离子体刻蚀使用的刻蚀气体至少包括o2，刻蚀气体的流量为30～100sccm，刻蚀腔压为0.1～10pa，刻蚀电源功率为50～150w，刻蚀射频功率为10～50w，刻蚀温度为8～10℃。
38.接下来去除硅氧基硬掩模中间结构层4下面的有机底层结构层3，有机底层结构层3通常采用soc材料，soc材料采用icp刻蚀去除。刻蚀气体至少包括o2，可以是纯o2，也可以是o2+h2。刻蚀射频功率在上述范围内有利于调节刻蚀速率，刻蚀温度在上述范围内是为了控制刻蚀过程中衬底2表面的温度，减小对刻蚀效率的影响。s3中使用icp刻蚀去除有机底层结构层3后，得到的结构如图2中2d所示。icp刻蚀soc材料后容易发生碳化，在衬底2表面通常会有残留微粒6，在有机底层结构层3制备过程中也可能产生残留微粒6，为了达到衬底重复利用的标准，还需要进一步去除该残留微粒6。
39.在上述实施例的基础上，s4包括：旋转衬底2使反应离子源相对于衬底2表面倾斜设置，利用反应离子刻蚀对衬底2表面的残留微粒6进行倾斜刻蚀；其中，倾斜设置的角度为15～75
°
。
40.本公开方法中第二次rie采用等离子体倾斜刻蚀，通过旋转衬底2，使得衬底2相对于设备中射频起辉后的反应离子源倾斜设置，表面的残留微粒6将会被倾斜刻蚀，该倾斜刻蚀的方法能减小残留微粒6与衬底2的接触面积，有利于后续进一步通过溶液腐蚀去除。由于残留微粒6是soc材料经高温烘烤和icp刻蚀之后碳化的产物，直接通过刻蚀无法去除全部残留微粒6，由此本公开采用先倾斜刻蚀再使用溶液去除的方式，能够彻底去除残留微粒6。优选地，倾斜设置的角度为45
°
，45
°
倾斜角有利于减小残留微粒与衬底的接触面积，更容易去除与衬底2接触的残留微粒6。
41.在上述实施例的基础上，s4包括：利用反应离子刻蚀将衬底2表面的残留微粒6的纵向截面或纵向截面的下部分刻蚀成倒梯形。
42.将残留微粒6的截面认定为近似正方形或近似长方形，经过rie倾斜刻蚀后，得到倾斜刻蚀后的残留微粒7的结构如图2中2e所示，即被刻蚀后纵向截面为倒梯形。若倾斜设置的角度更大，残留微粒6的上部分未被去除，只去除了残留微粒6下部分的小角，则纵向截面的下部分为倒梯形。
43.在上述实施例的基础上，s4中反应离子刻蚀使用的刻蚀气体为o2，刻蚀气体的流量为20～100sccm，刻蚀腔压为0.1～10pa，刻蚀功率为40～100w。
44.刻蚀气体选用o2，或选用o2+h2，有利于更好地去除碳化的有机底层结构层3；刻蚀功率在上述范围内有利于调节刻蚀速率。
45.在上述实施例的基础上，s5中置于有机溶剂中浸泡的时间为5～10min，有机溶剂包括乙醇、丙酮和n-甲基吡咯烷酮中的一种或多种；s6中加热的浓硫酸与过氧化氢混合溶液的温度为100～150℃，浓硫酸与过氧化氢的摩尔比为3：1～10：1，浸泡时间为30～60min；s5和s6均采用单片清洗方式。
46.s5中将衬底2置于有机溶剂中浸泡，再使用去离子水中超声清洗，目的在于去除基本有机颗粒。s6中将衬底2置于加热的浓硫酸与过氧化氢混合溶液中浸泡，该混合溶液具有高腐蚀性，能够有效去除衬底2表面的有机颗粒，且不会改变硅基衬底2表面的微粗糙度；并用去离子水鼓泡清洗3次，目的在于去除上述倾斜刻蚀后的残留微粒7。单片清洗方式是对每一片衬底2进行单独的清洗操作，步骤包括s5和s6，单片清洗容易控制清洗质量，也可提高单片衬底不同位置的清洗均匀度。单片清洗相对于多片清洗能减少额外引入的杂质并提高衬底的清洗效果。浸泡、清洗过程全部完成后，得到的光刻结构如图2中2f所示。
47.本公开的返工清洗方法中各刻蚀步骤的均匀性好、污染少，能降低返工工艺额外引入的缺陷，完成返工清洗后的衬底可达到重复利用的标准，减少了返工工艺对衬底的影响。
48.本公开的返工清洗方法不仅适用于三层光刻材料都制备完成之后进行返工的情形，也适用于三层光刻材料中的一层或两层光刻材料制备完成之后进行的返工的情形，以下将对后一种情形进行说明。
49.本公开还提供一种衬底上光刻结构的返工清洗方法，返工的光刻结构自下而上包括衬底2、有机底层结构层3、硅氧基硬掩模中间结构层4，该返工清洗方法包括：s2，利用反应离子刻蚀去除硅氧基硬掩模中间结构层4；s3，利用电感耦合等离子体刻蚀去除有机底层结构层3；s4，利用反应离子刻蚀对衬底2表面的残留微粒6进行倾斜刻蚀，以减小残留微粒6与衬底2的接触面积，得到倾斜刻蚀后的残留微粒7；s5，将s4所得的衬底2依次置于有机溶剂中浸泡、去离子水中清洗；s6，将s5所得的衬底2置于加热的浓硫酸与过氧化氢混合溶液中浸泡，以去除倾斜刻蚀后的残留微粒7；最后再使用去离子水清洗，完成返工清洗流程。
50.图3示意性示出了第二种返工清洗流程中光刻结构的截面示意图，如图3中3a所示，在衬底2上制备了两层光刻材料，包括有机底层结构层3、硅氧基硬掩模中间结构层4，即衬底2只涂覆了两层光刻材料的情形(还未涂覆光刻胶层)，对各膜层进行检查，如果出现问题，则需要进行返工清洗。这时不需要去除光刻胶层的步骤，直接从去除硅氧基硬掩模中间结构层4开始处理，s2～s6的具体步骤与第一种返工清洗流程相同，此处不再赘述。
51.本公开还提供一种衬底上光刻结构的返工清洗方法，返工的光刻结构自下而上包括衬底2、有机底层结构层3，该返工清洗方法包括：s3，利用电感耦合等离子体刻蚀去除有机底层结构层3；s4，利用反应离子刻蚀对衬底2表面的残留微粒6进行倾斜刻蚀，以减小残留微粒6与衬底2的接触面积，得到倾斜刻蚀后的残留微粒7；s5，将s4所得的衬底2依次置于有机溶剂中浸泡、去离子水中清洗；s6，将s5所得的衬底2置于加热的浓硫酸与过氧化氢混合溶液中浸泡，以去除倾斜刻蚀后的残留微粒7；再使用去离子水清洗，完成返工清洗流程。
52.图4示意性示出了第三种返工清洗流程中光刻结构的截面示意图，如图4中4a所示，在衬底2上制备了一层光刻材料，即衬底2只涂覆了有机底层结构层3(还未涂覆光刻胶层和硅氧基硬掩模中间结构层)，对各膜层进行检查，如果出现问题，则需要进行返工清洗。这时不需要去除光刻胶层和硅氧基硬掩模中间结构层的步骤，直接从去除有机底层结构层3开始处理，s3～s6的具体步骤与第一种返工清洗流程相同，此处不再赘述。
53.本公开提供了三种衬底上光刻结构的返工清洗方法，尤其是衬底上三层光刻材料的返工清洗方法。本公开的方法有效去除了衬底表面的残留微粒，清洗后衬底能够达到重复利用的标准，减少了返工工艺对衬底的影响。
54.下面通过具体实施方式对本公开作进一步说明。在以下实施例中对上述衬底上光刻结构的返工清洗方法进行具体说明。但是，下述实施例仅用于对本公开进行例示，本公开的范围不限于此。
55.本公开衬底上光刻结构的返工清洗方法，包括依次执行以下的步骤：
56.步骤一：光刻工艺的衬底2包括晶圆11和/或基底12，基底12包括si、sio2和多晶硅栅等材料；在上述衬底2上旋涂三层光刻材料，该三层光刻材料分别为有机底层结构层3、硅氧基硬掩模中间结构层4、光刻胶层5，有机底层结构层3通常为soc材料、硅氧基硬掩模中间结构层4通常为sibarc材料。其中，有机底层结构层3的厚度为50～200nm，硅氧基硬掩模中间结构层4的厚度为10～50nm，光刻胶层5的厚度为20～100nm。
57.步骤二：各材料层旋涂工艺及光刻工艺完成后，对材料层和光刻图形进行检查，工艺结果合格则进行后续工艺，有问题则进行返工清洗工艺。
58.步骤三：若进行返工清洗工艺，则包括以下分步骤：
59.步骤31：进行湿法清洗，使用有机溶剂清洗去除光刻胶层5，该有机溶剂不会与光刻胶层5下层的材料层反应。其中，有机溶剂包括丙酮、n-甲基吡咯烷酮(nmp)等；相当于上述步骤s1。
60.步骤32：进行第一次反应离子刻蚀，用于去除硅氧基硬掩模中间结构层4。该第一次反应离子刻蚀的刻蚀气体为chf3；其中，chf3气体的流量为20～100sccm，刻蚀腔压为0.1～10pa，刻蚀功率为40～100w；相当于上述步骤s2。
61.步骤33：进行icp刻蚀，用于去除大部分有机底层结构层3，剩余有部分碳化的残留微粒6难以去除。该icp刻蚀的刻蚀气体为o2；其中，o2气体的流量为30～100sccm，刻蚀腔压为0.1～10pa，icp功率为50～150w，刻蚀射频功率为10～50w，刻蚀温度为8～10℃；相当于上述步骤s3。
62.步骤34：进行第二次反应离子刻蚀，用于减小残留微粒6与衬底2的接触面积，得到倾斜刻蚀后的残留微粒7。该第二次等离子体刻蚀的刻蚀气体为o2，采用刻蚀倾斜角度为15～75
°
，其中，刻蚀最优角度为45
°
，o2气体的流量为20～100sccm，刻蚀腔压为0.1～10pa，刻
蚀功率为40～100w；相当于上述步骤s4。
63.步骤35：将步骤34所得的衬底2置于有机溶剂中浸泡5～10min，再置于去离子水中超声清洗，使用有机溶剂浸泡目的在于去除基本有机颗粒。其中，有机溶剂包括乙醇、丙酮和n-甲基吡咯烷酮(nmp)等；相当于上述步骤s5。
64.步骤36：将步骤35所得的衬底2置于加热的浓硫酸与过氧化氢混合溶液中浸泡30～60min，使用去离子水中鼓泡清洗3次，使用混合溶液浸泡目的在于去除倾斜刻蚀后的残留微粒7，混合溶液的配比为3：1～10：1，且温度为100～150℃；至此，完成返工清洗流程；相当于上述步骤s6。
65.另外，本实施例不仅适用于三层光刻材料都制备完成之后进行返工的情形，也适用于三层光刻材料中的一层或两层光刻材料制备完成之后进行的返工的情形，此处不再一一赘述。
66.根据上述步骤一～步骤三，以下提供了3个具体实施例和1个对比例。
67.以下实施例中，光刻胶层5旋涂工艺完成后或光刻工艺完成后检查出现问题时对应第一种情形，如图2所示，包括图2a～图2f；硅氧基硬掩模中间结构层4旋涂工艺完成后检查出现问题时对应第二种情形，如图3所示，包括图3a～图3f；有机底层结构层3旋涂工艺完成后检查出现问题时对应第三种情形，如图4所示，包括图4a～图4f。
68.实施例1：
69.本实施例中衬底上光刻结构的返工清洗方法包括如下步骤：
70.步骤一：通过在晶圆11上沉积基底12，基底12的材料为二氧化硅，形成进行光刻工艺的衬底2，基底12的厚度为
71.步骤二：在衬底2上旋涂三层光刻材料，分别为旋涂的有机底层结构层3、硅氧基硬掩模中间结构层4、光刻胶层5，有机底层结构层3的材料为soc、硅氧基硬掩模中间结构层4的材料sibarc，其中有机底层结构层3的厚度为125nm，硅氧基硬掩模中间结构层4的厚度为40nm，光刻胶层5的厚度为25nm。
72.步骤三：在有机底层结构层3、硅氧基硬掩模中间结构层4、光刻胶层5的旋涂工艺完成后或光刻工艺完成后，对各膜层进行检查，如果没有问题，则进行后续工艺；如果出现问题，则进行本公开的返工清洗工艺，进入步骤四。
73.步骤四、返工清洗流程包括以下分步骤：
74.步骤41：使用有机溶剂清洗去除光刻胶层5，有机溶剂为丙酮。
75.对于第一种情形：步骤41完成之后，光刻胶层5去除干净。
76.对于第二种情形：不进行步骤41，直接进入步骤42。
77.对于第三种情形：不进行步骤41和42，直接进入步骤43。
78.步骤42：进行第一次反应离子刻蚀，用于去除硅氧基硬掩模中间结构层4。第一次反应离子刻蚀的刻蚀气体为chf3，其中，chf3气体的流量为20sccm，刻蚀腔压为0.1pa，刻蚀射频功率为40w。
79.对于第一种情形：步骤42完成之后，硅氧基硬掩模中间结构层4去除干净。
80.对于第二种情形：步骤42完成之后，硅氧基硬掩模中间结构层4去除干净。
81.对于第三种情形：通常不会进行步骤42，但即使进行步骤42，由于没有旋涂硅氧基硬掩模中间结构层4，步骤42没有需要去除的硅氧基硬掩模中间结构层4，而第一次等离子
体刻蚀对有机底层结构层3的刻蚀速率小，仅刻蚀掉部分有机底层结构层8(如图4中4c所示)，且有机底层结构层3的厚度大于硅氧基硬掩模中间结构层4，故有机底层结构层3大部分没有去除，不会影响到衬底2上的结构。
82.步骤43：进行icp刻蚀，用于去除绝大部分有机底层结构层3，剩余一些残留微粒6难以去除。icp刻蚀的刻蚀气体为o2，o2气体的流量为30sccm，刻蚀腔压为0.1pa，icp功率为50w，刻蚀射频功率为10w，刻蚀温度为8℃。
83.对于第一种～第三种情形：步骤43完成之后，有机底层结构层3绝大部分去除干净，剩余一些残留微粒6难以去除。
84.步骤44：进行第二次反应离子刻蚀，用于使残留微粒6与衬底2的接触面积减小，得到倾斜刻蚀后的残留微粒7，该倾斜刻蚀后的残留微粒7下方形成倒梯形。第二次反应离子刻蚀的刻蚀气体为o2，采用刻蚀倾斜角度为15
°
，o2气体的流量为20sccm，刻蚀腔压为0.1pa，刻蚀功率为40w。
85.对于第一种～第三种情形：步骤44完成之后，倾斜刻蚀后的残留微粒7下方形成倒梯形。
86.步骤45：将步骤44所得的衬底2置于有机溶剂中浸泡5～10min，再置于去离子水中超声清洗，以去除基本有机颗粒。其中，有机溶剂为丙酮。
87.步骤46：将步骤45所得的衬底2置于加热的浓硫酸与过氧化氢混合溶液中浸泡30min，使用去离子水鼓泡清洗3次，以去除倾斜刻蚀后的残留微粒7，混合溶液的配比为3：1且温度为150℃。
88.对于第一种～第三种情形：步骤46完成之后，残留的一些soc微粒及其他颗粒去除干净。
89.如图5所示，返工清洗前的晶圆截面形貌如图5中5a所示，返工清洗后的晶圆截面形貌如图5中5b所示、表面俯视形貌(进行了第二次反应离子刻蚀)如图5中5d所示，可以达到晶圆重复使用的标准。
90.实施例2：
91.本实施例中衬底上光刻结构的返工清洗方法包括如下步骤：
92.步骤一：取一片干净无污染的纯硅片晶圆11，作为进行光刻工艺的衬底2。
93.步骤二：在衬底2上旋涂三层光刻材料，分别为旋涂的有机底层结构层3、硅氧基硬掩模中间结构层4、光刻胶层5，其中，有机底层结构层3的厚度为50nm，硅氧基硬掩模中间结构层4的厚度为10nm，光刻胶层5的厚度为60nm。
94.步骤三：在有机底层结构层3、硅氧基硬掩模中间结构层4、光刻胶层5旋涂工艺完成后或光刻工艺完成后，对各膜层进行检查，如果没有问题，则进行后续工艺；如果出现问题，则进行本公开的返工清洗工艺，进入步骤四。
95.步骤四：返工清洗工艺包括以下分步骤：
96.步骤41：使用有机溶剂清洗去除光刻胶层5，有机溶剂为n-甲基吡咯烷酮。
97.对于第一种情形：步骤41完成之后，光刻胶层5去除干净。
98.对于第二种情形：不进行步骤41，直接进入步骤42。
99.对于第三种情形：不进行步骤41和42，直接进入步骤43。
100.步骤42：进行第一次反应离子刻蚀，用于去除硅氧基硬掩模中间结构层4。第一次
反应离子刻蚀的刻蚀气体为chf3，其中，chf3气体的流量为60sccm，刻蚀腔压为5pa，刻蚀射频功率为70w。
101.对于第一种～第二种情形：步骤42完成之后，硅氧基硬掩模中间结构层4去除干净。
102.步骤43：进行icp刻蚀，用于去除绝大部分有机底层结构层3，剩余一些残留微粒6难以去除。icp刻蚀的刻蚀气体为o2，o2气体的流量为65sccm，刻蚀腔压为5pa，icp功率为100w，刻蚀射频功率为30w，刻蚀温度为9℃。
103.对于第一种～第三种情形：步骤43完成之后，有机底层结构层3绝大部分去除干净，剩余一些残留微粒6难以去除。
104.步骤44：进行第二次反应离子刻蚀，用于使残留微粒6与衬底2的接触面积减小，得到倾斜刻蚀后的残留微粒7，该倾斜刻蚀后的残留微粒7下方形成倒梯形。第二次反应离子刻蚀的刻蚀气体为o2，采用刻蚀倾斜角度为45
°
，o2气体的流量为60sccm，刻蚀腔压为5pa，刻蚀功率为70w。
105.对于第一种～第三种情形：步骤44完成之后，倾斜刻蚀后的残留微粒7下方形成倒梯形。
106.步骤45：将步骤44所得的衬底2置于有机溶剂中浸泡5～10min，再置于去离子水中超声清洗，以去除基本有机颗粒。其中，有机溶剂为丙酮。
107.步骤46：将步骤45所得的衬底2置于加热的浓硫酸与过氧化氢混合溶液中浸泡40min，使用去离子水鼓泡清洗3次，以去除倾斜刻蚀后的残留微粒7，混合溶液的配比为6∶1且温度为125℃。
108.对于第一种～第三种情形：步骤46完成之后，残留的一些soc微粒及其他颗粒去除干净。
109.返工清洗后晶圆表面干净，可以达到晶圆重复使用的标准。
110.实施例3：
111.本实施例中衬底上光刻结构的返工清洗方法包括如下步骤：
112.步骤一：通过在晶圆11沉积基底12，基底12的材料为多晶硅层，形成进行光刻工艺的衬底2，基底12的厚度为
113.步骤二：在衬底2上旋涂三层光刻材料，分别为旋涂的有机底层结构层3、硅氧基硬掩模中间结构层4、光刻胶层5，其中，有机底层结构层3的厚度为200nm，硅氧基硬掩模中间结构层4的厚度为50nm，光刻胶层5的厚度为100nm。
114.步骤三：在有机底层结构层3、硅氧基硬掩模中间结构层4、光刻胶层5旋涂工艺完成后或光刻工艺完成后，对各膜层进行检查，如果没有问题，则进行后续工艺；如果出现问题，则进行本公开的返工清洗工艺，进入步骤四。
115.步骤四：返工清洗工艺包括以下分步骤：
116.步骤41：使用有机溶剂清洗去除光刻胶层5，有机溶剂包括n-甲基吡咯烷酮和丙酮，先用n-甲基吡咯烷酮溶剂浸泡、清洗，再用丙酮溶剂浸泡、清洗。
117.对于第一种情形：步骤41完成之后，光刻胶层5去除干净。
118.对于第二种情形：不进行步骤41，直接进入步骤42。
119.对于第三种情形：不进行步骤41和42，直接进入步骤43。
120.步骤42：进行第一次反应离子刻蚀，用于去除硅氧基硬掩模中间结构层4。第一次反应离子刻蚀的刻蚀气体为chf3，其中，chf3气体的流量为100sccm，刻蚀腔压为10pa，刻蚀射频功率为100w。
121.对于第一种～第二种情形：步骤42完成之后，硅氧基硬掩模中间结构层4去除干净。
122.步骤43：进行icp刻蚀，用于去除绝大部分有机底层结构层3，剩余一些残留微粒6难以去除。icp刻蚀的刻蚀气体为o2，o2气体的流量为100sccm，刻蚀腔压为10pa，icp功率为150w，刻蚀射频功率为50w，刻蚀温度为10℃。
123.对于第一种～第三种情形：步骤43完成之后，有机底层结构层3绝大部分去除干净，剩余一些残留微粒6难以去除。
124.步骤44：进行第二次反应离子刻蚀，用于使残留微粒6与衬底2的接触面积减小，得到倾斜刻蚀后的残留微粒7，该倾斜刻蚀后的残留微粒7下方形成倒梯形。第二次反应离子刻蚀的刻蚀气体为o2，采用刻蚀倾斜角度为75
°
，o2气体的流量为100sccm，刻蚀腔压为10pa，刻蚀功率为100w。
125.对于第一种～第三种情形：步骤44完成之后，倾斜刻蚀后的残留微粒7下方形成倒梯形。
126.步骤45：将步骤44所得的衬底2置于有机溶剂中浸泡5～10min，再置于去离子水中超声清洗，以去除基本有机颗粒。其中，有机溶剂为无水乙醇。
127.步骤46：将步骤45所得的衬底2置于加热的浓硫酸与过氧化氢混合溶液中浸泡50min，使用去离子水鼓泡清洗3次，以去除倾斜刻蚀后的残留微粒7，混合溶液的配比为10：1且温度为100℃。
128.对于第一种～第三种情形：步骤46完成之后，残留的一些soc微粒及其他颗粒去除干净。
129.返工清洗后晶圆表面干净，可以达到晶圆重复使用的标准。
130.对比例1：
131.与上述实施例1的方案区别在于未进行步骤44，其他步骤和上述实施例1一致，返工清洗完的衬底表面残留一些微粒，无法去除干净，如图5所示，返工清洗后(未进行第二次反应离子刻蚀)的sem图像如图5中5c所示，达不到衬底重复使用的条件。
132.本公开通过第二次反应离子倾斜刻蚀，将残留微粒(包括经过高温烘烤和icp刻蚀之后碳化的残留soc)刻蚀成倒梯形，减小了残留微粒与衬底表面的接触面积，有利于后续使用溶剂将衬底表面残留微粒清洗去除干净，且o2等离子体刻蚀不会对衬底造成不利影响。另外，本公开对衬底上光刻结构的返工清洗主要采用了一次有机溶剂清洗、两次刻蚀气体分别为chf3和o2的反应离子刻蚀、一次刻蚀气体为o2的icp刻蚀以及一次单片清洗工艺，这套返工清洗工艺既能在三层光刻材料都形成之后进行返工，也能适用于三层光刻材料中的一层或两层光刻材料形成之后的返工，各工艺步骤不会对衬底上的结构造成不利影响，故本公开的返工清洗方法适用于在光刻工艺中的任何步骤出现问题时的情形，且icp刻蚀速率快、大面积刻蚀均匀性好、污染少，能降低返工工艺额外引入的缺陷。
133.以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡
在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。