光刻返工过程中的表面处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种光刻返工过程中的表面处理方法。
【背景技术】
[0002]在光刻(Litho)制程中，如果光刻胶涂布得不理想(例如涂胶失败，造成光刻胶层残留缺陷或均匀性差，或者线宽和上下层对准存在较大误差等，就需要进行返工(Rework)。
[0003]目前，在光刻返工过程中所采用的等离子体、清洗溶液等会与膜层的表面发生化学反应，这些化学反应会腐蚀膜层表面，造成膜层表面形貌粗糙，悬键大量増多，致使一些细小颗粒物或气体极易吸附在膜层表面，为后续制程引入杂质或造成空穴缺陷；悬键增多，亦会使膜层表面化学性质活泼，容易被腐蚀，失去原有的保护作用；同时通过化学清洗也往往会使膜层表面产生大量亲水基团如一0H，表面由疏水性变化为亲水性，导致之后涂布的光刻胶与膜层附着力不佳，影响最终图形的形成和精度大小，这是本领域技术人员所不愿看到的。
【发明内容】
[0004]针对上述存在的问题，本发明公开一种光刻返工过程中的表面处理方法，包括如下步骤:
[0005]步骤S1，提供一半导体结构，所述半导体结构包括薄膜层和设置于所述薄膜层上表面的待返工的光刻胶；
[0006]步骤S2，采用等离子体(Plasma)去除所述待返工的光刻胶；
[0007]步骤S3，依次对所述半导体结构的表面进行清洗和干燥工艺；
[0008]步骤S4，继续对所述半导体结构进行快速热处理工艺；
[0009]步骤S5，于所述薄膜层上表面重新涂覆光刻胶。
[0010]上述的光刻返工过程中的表面处理方法，其中，所述薄膜层为硬质掩膜层或抗反射层。
[0011]上述的光刻返工过程中的表面处理方法，其中，所述硬质掩膜层的材质为氮化硅(SiN)，且所述硬质掩膜层的厚度为20?50nm。
[0012]上述的光刻返工过程中的表面处理方法，其中，所述抗反射层的材质为氮氧化硅(S1N)，且所述抗反射层的厚度为30?40nm。
[0013]上述的光刻返工过程中的表面处理方法，其中，所述等离子体为氧气等离子体。
[0014]上述的光刻返工过程中的表面处理方法，其中，所述步骤S3具体为:
[0015]第一清洗步骤(SPM)，采用含有硫酸(H2S04)和过氧化氢(H202)的水溶液清洗所述半导体结构的表面；
[0016]第二清洗步骤(SCI)，采用含有氢氧化铵(ΝΗ40Η)和过氧化氢的水溶液清洗所述半导体结构的表面；
[0017]干燥步骤，采用异丙醇(IPA)溶剂干燥所述半导体结构的表面。
[0018]上述的光刻返工过程中的表面处理方法，其中，所述步骤S4具体为:在一氧化二氮(n20)和氮气(n2)的气氛中对所述半导体结构进行快速热处理工艺。
[0019]上述的光刻返工过程中的表面处理方法，其中，在所述步骤S4中，所述快速热处理工艺的温度为400?600°C。
[0020]上述的光刻返工过程中的表面处理方法，其中，在所述步骤S4中，所述快速热处理工艺的时间为90-110s。
[0021 ] 上述的光刻返工过程中的表面处理方法，其中，在所述步骤S2和所述步骤S3造成所述薄膜层表面物理化学性质发生变化后进行所述步骤S4。
[0022]上述发明具有如下优点或者有益效果:
[0023]本发明公开了一种光刻返工过程中的表面处理方法，通过在去除光刻胶并完成对半导体结构表面的清洗和干燥工艺后进行快速热处理工艺，以修复硬质掩膜层或抗反射层的表面形貌，降低表面悬键数量，减少由形貌不佳、悬键过多所造成的缺陷，同时提高膜层抗腐蚀能力，从而提高在后续于硬质掩膜层或抗反射层上重新旋涂的光刻胶与硬质掩膜层或抗反射层的附着力，防止光刻胶脱落并提高图形精度，进而有效提高产出和良率。
【附图说明】
[0024]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、夕卜形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
[0025]图1是本发明实施例中光刻返工过程中的表面处理方法的流程图；
[0026]图2?5是本发明实施例中光刻返工过程中的表面处理方法的流程结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。
[0028]若光刻返工制程中未对去除光刻胶后的硬质掩膜层(氮化硅)或者抗反射层(氮氧化硅)进行表面处理，在氧气等离子体去除光刻胶的过程中，氧离子会对硬质掩膜层或抗反射层造成损伤，再经过后续的SPM(包括H2S04，H202和Η 20)与SCI (包括ΝΗ40Η，比02和H20)清洗，这时膜层表面与清洗剂发生化学反应；例如:Si+2H202— S1 2+2H20 ;Si3N4+6H20 — 3Si02+4NH3；2NH 40H+Si02— (NH4) 2Si03+H20 等，这些化学反应会腐蚀膜层表面，造成膜层表面形貌粗糙，悬键大量増多，致使一些细小颗粒物或气体极易吸附在膜层表面，为后续制程引入杂质或造成空穴缺陷；悬键增多，亦会使膜层表面化学性质活泼，容易被腐蚀，失去原有的保护作用；同时通过化学清洗也往往会使膜层表面产生大量亲水基团如一0H，表面由疏水性变化为亲水性，导致之后涂布的光刻胶与膜层附着力不佳，影响最终图形的形成和精度大小。
[0029]基于上述描述，如图1所示，本实施例公开了一种光刻返工过程中的表面处理方法，具体的，该方法包括如下步骤:
[0030]步骤一，提供一半导体结构，该半导体结构包括薄膜层3和设置于薄膜层3上表面的待返工的光刻胶4。
[0031]具体的，在本发明的一个优选的实施例中，该半导体结构按照从下至上的顺序依次包括硅衬底1，氧化层2，薄膜层3和设置于薄膜层3上表面的待返工的光刻胶4，如图2所示的结构。
[0032]其中，该硅衬底1可以为已经形成有半导体器件的硅衬底，该氧化层2为二氧化硅，该待返工的光刻胶4可以是由于涂布不理想或者显影没有达到要求等原因而需要返工。
[0033]在本发明一个优选的实施例中，上述薄膜层3为硬质掩膜层或抗反射层。
[0034]在此基础上，进一步的，硬质掩膜层的材质为氮化硅，且硬质掩膜层的厚度为20 ?50nm(例如 20nm、35nm、40nm 或 50nm 等)。
[0035]在此基础上，进一步的，抗反射层的材质为氮氧化硅，且抗反射层的厚度为30?40nm(例如 30nm、35nm、38nm 或 40nm 等)。
[0036]步骤二，采用等离子体去除待返工的光刻胶4，优选的，采用氧气等离子体去除待返工的光刻胶4，由于该等离子去胶工艺并非本发明改进的重点，可以采用本领域技术人员所熟知的技术，在此便不予赘述。
[0037]步骤三，依次对半导体结构的表面进行清洗和干燥工