[發(fā)明專利]半導(dǎo)體晶圓的表面處理方法、避免光刻膠殘留的方法

有效

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• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102496558A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王彩虹;金樂群;胡林;趙新民;周孟興
• 申請（專利權(quán)）人: 上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種對半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行表面處理的方法，以達(dá)到避免光刻膠殘留的目的。

背景技術(shù)

光刻的本質(zhì)是把臨時電路結(jié)構(gòu)復(fù)制到以后要進(jìn)行刻蝕和離子注入的硅片上。通常的光刻是這樣進(jìn)行的：首先在硅片上旋轉(zhuǎn)涂敷光刻膠，即光阻層(PR)，然后用某種特定光源(如紫外光、電子束或者X-射線)通過光罩對光阻層(PR)進(jìn)行選擇性曝光，最后經(jīng)過顯影工藝將光罩上的圖形轉(zhuǎn)移到晶圓表面，仍保留在硅片上光阻層(PR)就形成了圖形保護(hù)著其所覆蓋的區(qū)域。后續(xù)可以通過蝕刻工藝將光阻層(PR)的圖形轉(zhuǎn)移到襯底表面，也可以對已去除光阻的部分進(jìn)行離子注入來達(dá)到改變載流子濃度和導(dǎo)電類型的目的。

光刻膠分正型光刻膠和負(fù)型光刻膠，對正型光刻膠而言，經(jīng)過曝光照射的部分會發(fā)生分子鍵斷裂，經(jīng)過異化后生成帶羧基的有機(jī)酸，再與堿性顯影液進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)，就會生成溶解性極強(qiáng)的鹽，未經(jīng)照射的部分會與顯影液反應(yīng)生成溶解性極低的大分子集團(tuán)，半導(dǎo)體光刻工藝就是利用二者溶解性的巨大差異來將光罩上圖形轉(zhuǎn)移到晶圓表面的。

在實際生產(chǎn)過程中，曝光之后的光刻膠在與顯影液進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)之后，如果有部分光刻膠殘留在不需要光刻膠保護(hù)的區(qū)域，會阻擋后續(xù)的蝕刻。隨著集成電路工藝中的關(guān)鍵尺寸的縮小，殘留的光刻膠對于后續(xù)刻蝕工藝的不良影響就會越來越大，當(dāng)這種光刻膠殘留在小尺寸的較深凹槽中，而且處于凹槽底部的殘留，其影響甚至是致命的。并且現(xiàn)有檢測工具很難檢測到凹槽底部的殘留光刻膠，只有最終的良率測試結(jié)果才能反應(yīng)出來其影響，這就會造成大批量的晶圓報廢，極大地浪費人力，物力，財力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體晶圓的表面處理方法，更好的確保晶圓表面的凹槽底部沒有光刻膠的殘留。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體晶圓的表面處理方法，為在涂光刻膠前用顯影液對半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行表面處理。

可選的，所述表面處理所用顯影液與后續(xù)顯影工藝中用于酸堿中和反應(yīng)中的顯影液是相同的。

可選的，所述用顯影液處理時，用顯影液進(jìn)行表面處理的方式為對晶圓進(jìn)行噴涂顯影液，其包括進(jìn)行旋轉(zhuǎn)噴涂-浸潤-旋轉(zhuǎn)噴涂-浸潤的多次重復(fù)。

可選的，用顯影液進(jìn)行表面處理是在潔凈室環(huán)境下進(jìn)行。

可選的，用顯影液進(jìn)行表面處理后，用去離子水進(jìn)行清洗。

可選的，用去離子水進(jìn)行清洗是在潔凈室環(huán)境下，用去離子水對所述晶圓進(jìn)行旋轉(zhuǎn)噴涂。

可選的，用去離子水進(jìn)行清洗后，對晶圓進(jìn)行旋轉(zhuǎn)甩干和烘干處理。

本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體制程中的避免光刻膠殘留的方法，包括前述的所有半導(dǎo)體晶圓的表面處理；

表面處理后，進(jìn)行光刻膠涂敷，曝光，顯影。

本發(fā)明具有操作簡單，且易于實現(xiàn)的優(yōu)點，并且在避免較深凹槽中的光刻膠殘留方面，有顯著的效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行表面處理的具體實施步驟。

具體實施方式

本發(fā)明是在涂光刻膠之前先利用顯影液對晶圓表面進(jìn)行表面處理，去除晶圓表面一些在后續(xù)曝光后的光刻膠與顯影液的酸堿中和反應(yīng)中會影響中和反應(yīng)效果的物質(zhì)，確保后續(xù)顯影液與曝光后的光刻膠的酸堿中和反應(yīng)徹底有效，不會導(dǎo)致在晶圓表面不需要光刻膠保護(hù)的地方還有光刻膠殘留。

特別是在處理晶圓表面給客戶設(shè)計的一些比較深的凹槽時，在經(jīng)過多次的蝕刻，淀積后，晶圓表面的凹槽會變的非常窄，如果凹槽底部存在某些物質(zhì)可能會影響在顯影工藝中顯影液對于曝光后的光刻膠的去除效果，如果里面存在光刻膠殘留的話，隨著集成電路關(guān)鍵尺寸越來越小，降低到幾十納米級的情況下，這些溝槽中光刻膠殘留物對產(chǎn)品質(zhì)量的影響是致命的。

而即便只是很細(xì)微的光刻膠殘留物，對于后續(xù)的工藝，尤其是蝕刻，對后續(xù)形成特定圖形有很大的影響，如果阻擋了蝕刻形成特定圖形，有可能使器件的電學(xué)性能失效。

并且，在幾十納米級的關(guān)鍵尺寸標(biāo)準(zhǔn)下，這些細(xì)微的光刻膠殘留物對半導(dǎo)體器件性能的影響就越發(fā)凸顯。

發(fā)明人在實踐中解決這個問題的時候試過多種方法，比如用過量的顯影液來進(jìn)行顯影，或者別的一些方法，但是效果不徹底，只能去除一部分。

經(jīng)過反復(fù)的實踐思考總結(jié)，本發(fā)明的方法是發(fā)明人試驗的各種解決方法中一個可以復(fù)現(xiàn)且徹底有效的方法。

而本發(fā)明尤其對于避免在晶圓表面一些較深的凹槽內(nèi)存在光刻膠殘留方面，比通常方法更有效。

本發(fā)明的具體實施步驟如圖1所示，包括：

S1.獲得已經(jīng)經(jīng)過多道工藝的半導(dǎo)體晶圓。