光刻返工過程中的表面處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種光刻返工過程中的表面處理方法。
【背景技術】
[0002]在光刻(Litho)制程中，如果光刻膠涂布得不理想(例如涂膠失敗，造成光刻膠層殘留缺陷或均勻性差，或者線寬和上下層對準存在較大誤差等，就需要進行返工(Rework)。
[0003]目前，在光刻返工過程中所采用的等離子體、清洗溶液等會與膜層的表面發生化學反應，這些化學反應會腐蝕膜層表面，造成膜層表面形貌粗糙，懸鍵大量増多，致使一些細小顆粒物或氣體極易吸附在膜層表面，為后續制程引入雜質或造成空穴缺陷；懸鍵增多，亦會使膜層表面化學性質活潑，容易被腐蝕，失去原有的保護作用；同時通過化學清洗也往往會使膜層表面產生大量親水基團如一0H，表面由疏水性變化為親水性，導致之后涂布的光刻膠與膜層附著力不佳，影響最終圖形的形成和精度大小，這是本領域技術人員所不愿看到的。
【發明內容】
[0004]針對上述存在的問題，本發明公開一種光刻返工過程中的表面處理方法，包括如下步驟:
[0005]步驟S1，提供一半導體結構，所述半導體結構包括薄膜層和設置于所述薄膜層上表面的待返工的光刻膠；
[0006]步驟S2，采用等離子體(Plasma)去除所述待返工的光刻膠；
[0007]步驟S3，依次對所述半導體結構的表面進行清洗和干燥工藝；
[0008]步驟S4，繼續對所述半導體結構進行快速熱處理工藝；
[0009]步驟S5，于所述薄膜層上表面重新涂覆光刻膠。
[0010]上述的光刻返工過程中的表面處理方法，其中，所述薄膜層為硬質掩膜層或抗反射層。
[0011]上述的光刻返工過程中的表面處理方法，其中，所述硬質掩膜層的材質為氮化硅(SiN)，且所述硬質掩膜層的厚度為20?50nm。
[0012]上述的光刻返工過程中的表面處理方法，其中，所述抗反射層的材質為氮氧化硅(S1N)，且所述抗反射層的厚度為30?40nm。
[0013]上述的光刻返工過程中的表面處理方法，其中，所述等離子體為氧氣等離子體。
[0014]上述的光刻返工過程中的表面處理方法，其中，所述步驟S3具體為:
[0015]第一清洗步驟(SPM)，采用含有硫酸(H2S04)和過氧化氫(H202)的水溶液清洗所述半導體結構的表面；
[0016]第二清洗步驟(SCI)，采用含有氫氧化銨(ΝΗ40Η)和過氧化氫的水溶液清洗所述半導體結構的表面；
[0017]干燥步驟，采用異丙醇(IPA)溶劑干燥所述半導體結構的表面。
[0018]上述的光刻返工過程中的表面處理方法，其中，所述步驟S4具體為:在一氧化二氮(n20)和氮氣(n2)的氣氛中對所述半導體結構進行快速熱處理工藝。
[0019]上述的光刻返工過程中的表面處理方法，其中，在所述步驟S4中，所述快速熱處理工藝的溫度為400?600°C。
[0020]上述的光刻返工過程中的表面處理方法，其中，在所述步驟S4中，所述快速熱處理工藝的時間為90-110s。
[0021 ] 上述的光刻返工過程中的表面處理方法，其中，在所述步驟S2和所述步驟S3造成所述薄膜層表面物理化學性質發生變化后進行所述步驟S4。
[0022]上述發明具有如下優點或者有益效果:
[0023]本發明公開了一種光刻返工過程中的表面處理方法，通過在去除光刻膠并完成對半導體結構表面的清洗和干燥工藝后進行快速熱處理工藝，以修復硬質掩膜層或抗反射層的表面形貌，降低表面懸鍵數量，減少由形貌不佳、懸鍵過多所造成的缺陷，同時提高膜層抗腐蝕能力，從而提高在后續于硬質掩膜層或抗反射層上重新旋涂的光刻膠與硬質掩膜層或抗反射層的附著力，防止光刻膠脫落并提高圖形精度，進而有效提高產出和良率。
【附圖說明】
[0024]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明及其特征、夕卜形和優點將會變得更加明顯。在全部附圖中相同的標記指示相同的部分。并未可以按照比例繪制附圖，重點在于示出本發明的主旨。
[0025]圖1是本發明實施例中光刻返工過程中的表面處理方法的流程圖；
[0026]圖2?5是本發明實施例中光刻返工過程中的表面處理方法的流程結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和具體的實施例對本發明作進一步的說明，但是不作為本發明的限定。
[0028]若光刻返工制程中未對去除光刻膠后的硬質掩膜層(氮化硅)或者抗反射層(氮氧化硅)進行表面處理，在氧氣等離子體去除光刻膠的過程中，氧離子會對硬質掩膜層或抗反射層造成損傷，再經過后續的SPM(包括H2S04，H202和Η 20)與SCI (包括ΝΗ40Η，比02和H20)清洗，這時膜層表面與清洗劑發生化學反應；例如:Si+2H202— S1 2+2H20 ;Si3N4+6H20 — 3Si02+4NH3；2NH 40H+Si02— (NH4) 2Si03+H20 等，這些化學反應會腐蝕膜層表面，造成膜層表面形貌粗糙，懸鍵大量増多，致使一些細小顆粒物或氣體極易吸附在膜層表面，為后續制程引入雜質或造成空穴缺陷；懸鍵增多，亦會使膜層表面化學性質活潑，容易被腐蝕，失去原有的保護作用；同時通過化學清洗也往往會使膜層表面產生大量親水基團如一0H，表面由疏水性變化為親水性，導致之后涂布的光刻膠與膜層附著力不佳，影響最終圖形的形成和精度大小。
[0029]基于上述描述，如圖1所示，本實施例公開了一種光刻返工過程中的表面處理方法，具體的，該方法包括如下步驟:
[0030]步驟一，提供一半導體結構，該半導體結構包括薄膜層3和設置于薄膜層3上表面的待返工的光刻膠4。
[0031]具體的，在本發明的一個優選的實施例中，該半導體結構按照從下至上的順序依次包括硅襯底1，氧化層2，薄膜層3和設置于薄膜層3上表面的待返工的光刻膠4，如圖2所示的結構。
[0032]其中，該硅襯底1可以為已經形成有半導體器件的硅襯底，該氧化層2為二氧化硅，該待返工的光刻膠4可以是由于涂布不理想或者顯影沒有達到要求等原因而需要返工。
[0033]在本發明一個優選的實施例中，上述薄膜層3為硬質掩膜層或抗反射層。
[0034]在此基礎上，進一步的，硬質掩膜層的材質為氮化硅，且硬質掩膜層的厚度為20 ?50nm(例如 20nm、35nm、40nm 或 50nm 等)。
[0035]在此基礎上，進一步的，抗反射層的材質為氮氧化硅，且抗反射層的厚度為30?40nm(例如 30nm、35nm、38nm 或 40nm 等)。
[0036]步驟二，采用等離子體去除待返工的光刻膠4，優選的，采用氧氣等離子體去除待返工的光刻膠4，由于該等離子去膠工藝并非本發明改進的重點，可以采用本領域技術人員所熟知的技術，在此便不予贅述。
[0037]步驟三，依次對半導體結構的表面進行清洗和干燥工